JP5483192B2 - Ultrasonic flow meter - Google Patents
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Description
本発明は、配管を流れる流体の流量を測定する超音波流量計に関し、さらに詳しくは、流量の測定精度を改善する超音波流量計に関する。 The present invention relates to an ultrasonic flow meter that measures the flow rate of a fluid flowing through a pipe, and more particularly, to an ultrasonic flow meter that improves flow rate measurement accuracy.
従来の超音波流量計（透過法）の構成を、図面を用いて説明する。
図３は従来の超音波流量計１００の例を示した構成図である。ここでは特に、流体が流れる配管の外側にトランスデューサ（検出器）が取り付けられるクランプオンタイプを例として説明する。
A configuration of a conventional ultrasonic flowmeter (transmission method) will be described with reference to the drawings.
FIG. 3 is a configuration diagram showing an example of a conventional ultrasonic flowmeter 100. Here, a clamp-on type in which a transducer (detector) is attached outside a pipe through which a fluid flows will be described as an example.
図３において、配管１に取り付けられるトランスデューサ２１は、配管１内の流体の流れに沿って斜め方向に超音波パルスを出力する。超音波パルスは、配管１の対向部に取り付けられたトランスデューサ２２に入力する。
同様に、トランスデューサ２２は、超音波パルスを配管１内の流体の流れと逆向きの斜め方向に出力し、超音波パルスはトランスデューサ２１に入力する。
トランスデューサ２１，２２は、入力した超音波パルスを電気信号に変換し出力する。
流速測定部３は、トランスデューサ２１，２２が出力する電気信号に基づき、流体の平均流速を求める。
流量算出部４は、流速測定部３および、図示しない入力部と接続されており、流速測定部３が出力する流体の平均流速と、入力部によって設定された配管１の口径の断面積とに基づいて、流体の体積流量を求める。
In FIG. 3, the transducer 21 attached to the pipe 1 outputs an ultrasonic pulse in an oblique direction along the fluid flow in the pipe 1. The ultrasonic pulse is input to the transducer 22 attached to the opposite portion of the pipe 1.
Similarly, the transducer 22 outputs an ultrasonic pulse in an oblique direction opposite to the fluid flow in the pipe 1, and the ultrasonic pulse is input to the transducer 21.
The transducers 21 and 22 convert the inputted ultrasonic pulses into electrical signals and output them.
The flow velocity measuring unit 3 obtains the average flow velocity of the fluid based on the electrical signals output from the transducers 21 and 22.
The flow rate calculation unit 4 is connected to the flow rate measurement unit 3 and an input unit (not shown), and the average flow rate of the fluid output from the flow rate measurement unit 3 and the cross-sectional area of the diameter of the pipe 1 set by the input unit. Based on this, the volume flow rate of the fluid is determined.
このような従来の超音波流量計１００の動作例を、図面を用いて説明する。
図３において、トランスデューサ２１は、配管１内に超音波パルスを出力する。超音波パルスは、配管１の管壁を通過して、流体中を進み、配管１の対向部に取り付けられたトランスデューサ２２に入力する。
トランスデューサ２２は配管１に超音波パルスを出力する。超音波パルスは、流体中を進み、トランスデューサ２１に入力する。
トランスデューサ２１，２２は、入力した超音波パルスを電気信号に変換し出力する。
流速測定部３は、トランスデューサ２１，２２が出力する電気信号に基づき、流れに沿った向きと流れに逆らった向きとで超音波信号の伝播時間に差が生じることを利用し、流体の平均流速を求める。
流量算出部４は、図示しない入力部から予め配管１の口径を設定しておき、流速測定部３によって求められた流体の平均流速に、設定された口径の断面積を乗じて流体の体積流量を求める。
An example of the operation of such a conventional ultrasonic flowmeter 100 will be described with reference to the drawings.
In FIG. 3, the transducer 21 outputs an ultrasonic pulse in the pipe 1. The ultrasonic pulse passes through the pipe wall of the pipe 1, travels in the fluid, and is input to the transducer 22 attached to the opposite portion of the pipe 1.
The transducer 22 outputs an ultrasonic pulse to the pipe 1. The ultrasonic pulse travels through the fluid and enters the transducer 21.
The transducers 21 and 22 convert the inputted ultrasonic pulses into electrical signals and output them.
The flow velocity measuring unit 3 uses the difference in the propagation time of the ultrasonic signal between the direction along the flow and the direction against the flow based on the electrical signals output from the transducers 21 and 22, and calculates the average flow velocity of the fluid. Ask for.
The flow rate calculation unit 4 sets the diameter of the pipe 1 in advance from an input unit (not shown), and multiplies the average flow velocity of the fluid obtained by the flow velocity measurement unit 3 by the cross-sectional area of the set diameter to determine the volume flow rate of the fluid. Ask for.
次に、従来の超音波流量計（反射法）の構成を、図面を用いて説明する。
図３において、トランスデューサ２１は、超音波パルスを配管１へ、流れに沿って斜めに出力する。超音波パルスは、配管１の管壁を通過して、流体中を進み、流体中の気泡等の粒子に反射する。
トランスデューサ２１は、粒子に反射した超音波パルスを再び入力し、電気信号に変換し出力する。
流速測定部３は、トランスデューサ２１が出力する電気信号に基づき、流体の配管断面方向の流速分布を求める。
流量算出部４は、流速測定部３および、図示しない入力部と接続されており、流速測定部３が出力する流体の配管断面方向の流速分布と、入力部によって設定された配管１の口径と、から流体の体積流量を求める。
Next, the configuration of a conventional ultrasonic flowmeter (reflection method) will be described with reference to the drawings.
In FIG. 3, the transducer 21 outputs an ultrasonic pulse to the pipe 1 obliquely along the flow. The ultrasonic pulse passes through the pipe wall of the pipe 1, travels in the fluid, and is reflected by particles such as bubbles in the fluid.
The transducer 21 receives the ultrasonic pulse reflected from the particles again, converts it into an electrical signal, and outputs it.
The flow velocity measuring unit 3 obtains a flow velocity distribution in the direction of the pipe cross section of the fluid based on the electrical signal output from the transducer 21.
The flow rate calculation unit 4 is connected to the flow rate measurement unit 3 and an input unit (not shown), and the flow rate distribution in the pipe cross-sectional direction of the fluid output from the flow rate measurement unit 3 and the diameter of the pipe 1 set by the input unit The volume flow rate of the fluid is obtained from
このような超音波流量計（反射法）の動作例を、図面を用いて説明する。
図３において、超音波パルスはトランスデューサ２１によって配管１に出力される。流体中の粒子は超音波パルスを反射し、反射した超音波パルスはトランスデューサ２１に入力され、電気信号に変換される。トランスデューサ２１は超音波パルスを定められたタイミングで複数回出力する。
図３の例では流体と流体中の粒子は、配管１の中を図面の左から右へ流れており、超音波パルスは、出力されるタイミングによって、トランスデューサ２１から出力され粒子により反射され戻るまでの時間の変化が生ずる。この時間の変化に基づいて、流速測定部３は粒子の移動距離をもとめ、この移動距離と、超音波パルスの出力間隔と、に基づいて粒子の速度を求める。さらに、流速測定部３は、このような流体中の粒子の速度を、配管１の断面全体にわたって求め、流速分布を得る。
流量算出部４は、図示しない入力部から予め配管１の口径を設定しておき、流速測定部３によって求められた流体の配管断面方向の流速分布を、配管１の口径断面方向にわたって積分し体積流量を求める。
だたし、反射法では、配管１の管壁近傍においては、配管残響信号等のノイズにより流速の測定が困難なため、配管１の管壁近傍以外の流速測定値に基づいて、流速を推測している。
An example of the operation of such an ultrasonic flowmeter (reflection method) will be described with reference to the drawings.
In FIG. 3, the ultrasonic pulse is output to the pipe 1 by the transducer 21. The particles in the fluid reflect the ultrasonic pulse, and the reflected ultrasonic pulse is input to the transducer 21 and converted into an electrical signal. The transducer 21 outputs an ultrasonic pulse a plurality of times at a predetermined timing.
In the example of FIG. 3, the fluid and the particles in the fluid flow through the pipe 1 from the left to the right in the drawing until the ultrasonic pulse is output from the transducer 21 and reflected back by the particle at the output timing. Change of time occurs. Based on this time change, the flow velocity measuring unit 3 obtains the moving distance of the particles, and obtains the velocity of the particles based on the moving distance and the output interval of the ultrasonic pulse. Furthermore, the flow velocity measuring unit 3 obtains the velocity of particles in such a fluid over the entire cross section of the pipe 1 to obtain a flow velocity distribution.
The flow rate calculation unit 4 sets the diameter of the pipe 1 in advance from an input unit (not shown), and integrates the flow velocity distribution in the pipe cross-sectional direction of the fluid obtained by the flow velocity measuring unit 3 over the diameter cross-sectional direction of the pipe 1. Find the flow rate.
However, in the reflection method, since it is difficult to measure the flow velocity near the pipe wall of the pipe 1 due to noise such as a pipe reverberation signal, the flow velocity is estimated based on the flow velocity measurement values other than the pipe wall vicinity of the pipe 1. doing.
特許文献１には、透過法により、流体の体積流量を測定する超音波流量計の構成が詳細に記載されている。
特許文献２には、反射法により、流体の体積流量を測定する超音波流量計の構成が詳細に記載されている。
Patent Document 1 describes in detail the configuration of an ultrasonic flowmeter that measures the volumetric flow rate of a fluid by a transmission method.
Patent Document 2 describes in detail the configuration of an ultrasonic flowmeter that measures the volumetric flow rate of a fluid by a reflection method.
しかしながらこのような超音波流量計では、流量を算出する際に予め定められた配管口径を用いるために、配管の実際の流路口径が付着物等によって減少した場合、付着物の厚さに応じて誤差が生じるという問題があった。また、この付着物は、音響インピーダンスが配管を流れる流体に近いこともあり、音響インピーダンスを用いる一般の超音波配管厚さ計では、厚さ測定が困難であるという課題があった。 However, in such an ultrasonic flowmeter, since a predetermined pipe diameter is used when calculating the flow rate, when the actual flow path diameter of the pipe decreases due to the deposit, etc., it depends on the thickness of the deposit. There was a problem that an error occurred. In addition, this deposit has an acoustic impedance close to that of the fluid flowing through the pipe, and there is a problem that it is difficult to measure the thickness with a general ultrasonic pipe thickness meter using the acoustic impedance.
そこで本発明の目的は、配管断面のある地点における流速と、配管の断面方向における流速分布を定める関数とに基づいて、配管流路の真の断面積を求めることによって、配管の実際の流量口径が付着物等によって変化した場合でも流量の測定精度を確保できる超音波流量計を実現することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to determine the actual cross-sectional area of the pipe by determining the true cross-sectional area of the pipe flow path based on the flow velocity at a point where the pipe cross section is present and the function that determines the flow velocity distribution in the pipe cross-section direction. An object of the present invention is to realize an ultrasonic flowmeter that can ensure the flow rate measurement accuracy even when the flow rate changes due to a deposit or the like.
このような課題を解決するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
流体が流れる配管に超音波パルスを出力し、前記流体中の粒子によって反射された超音波パルスを入力して電気信号に変換するトランスデューサと、
このトランスデューサが出力する電気信号に基づいて、前記配管の流路断面の平均流速を測定する流速測定部と、
前記トランスデューサが出力する電気信号と、前記配管の断面方向における流速分布を定める関数に基づいて、前記配管の流路内壁近傍の流速分布を求め、この流速分布に基づいて前記配管の流路口径を測定する口径測定部と、
前記流速測定部と前記口径測定部の測定結果に基づき、前記流体の流量を算出する流量算出部と、
を備え、
前記口径測定部は、前記配管の内側に付着した付着物により前記配管の内径よりも減少した実効的な径を前記流路口径として測定し、
前記口径測定部は、前記流路口径よりも内側における流速分布に基づいて前記流路口径を測定することを特徴とする。
In order to solve such a problem, the invention according to claim 1 of the present invention,
A transducer that outputs an ultrasonic pulse to a pipe through which the fluid flows, inputs an ultrasonic pulse reflected by particles in the fluid, and converts the ultrasonic pulse into an electrical signal;
Based on the electrical signal output by this transducer, a flow velocity measuring unit that measures the average flow velocity of the cross section of the pipe flow path,
Based on the electrical signal output from the transducer and a function that determines the flow velocity distribution in the cross-sectional direction of the pipe, the flow velocity distribution near the inner wall of the pipe is obtained, and the flow path diameter of the pipe is determined based on the flow velocity distribution. A diameter measuring unit to be measured;
Based on the measurement results of the flow velocity measurement unit and the diameter measurement unit, a flow rate calculation unit that calculates the flow rate of the fluid;
Equipped with a,
The diameter measuring unit measures the effective diameter, which is smaller than the inner diameter of the pipe, due to deposits attached to the inside of the pipe as the channel diameter,
The aperture measurement unit measures the channel diameter based on a flow velocity distribution inside the channel diameter .
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の発明であって、
前記配管の断面方向における流速分布を定める関数は、流速分布の対数則に基づく関数であることを特徴とする。
Invention of Claim 2 is invention of Claim 1, Comprising:
The function that determines the flow velocity distribution in the cross-sectional direction of the pipe is a function based on a logarithmic law of the flow velocity distribution.
請求項３記載の発明は、請求項１に記載の発明であって、
前記配管の断面方向における流速分布を定める関数は、流速分布の指数則に基づく関数であることを特徴とする。
Invention of Claim 3 is invention of Claim 1, Comprising:
The function that determines the flow velocity distribution in the cross-sectional direction of the pipe is a function based on an exponential law of the flow velocity distribution.
請求項４記載の発明は、請求項１に記載の発明であって、
前記配管の断面方向における流速分布を定める関数は、流速分布の多項式であることを特徴とする請求項１に記載の超音波流量計。
Invention of Claim 4 is invention of Claim 1, Comprising:
The ultrasonic flowmeter according to claim 1, wherein the function that determines the flow velocity distribution in the cross-sectional direction of the pipe is a polynomial of the flow velocity distribution.
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明であって、
前記トランスデューサは、前記配管の外側に設置されるクランプオンタイプであることを特徴とする。
Invention of Claim 5 is invention in any one of Claims 1-4, Comprising:
The transducer is a clamp-on type installed outside the pipe.
請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の発明であって、
前記口径測定部は、測定した前記配管の流路口径が、あらかじめ定めた前記配管の口径と所定の許容値以上異なる場合にアラームを出力することを特徴とする。
Invention of Claim 6 is invention in any one of Claims 1-5, Comprising:
The diameter measuring unit outputs an alarm when the measured channel diameter of the pipe is different from a predetermined diameter of the pipe by a predetermined allowable value or more.
本発明によれば、トランスデューサが、流体が流れる配管に超音波パルスを出力し、流体中の粒子によって反射された超音波パルスを入力して電気信号に変換し、流速測定部が、トランスデューサが出力する電気信号に基づいて配管の流路断面の平均流速を測定し、口径測定部が、トランスデューサが出力する電気信号と、配管の断面方向における流速分布を定める関数に基づいて、配管の流路内壁近傍の流速分布を求め、この流速分布に基づいて配管の流路口径を測定し、流量算出部が、流速測定部と口径測定部の測定結果に基づいて、流体の流量を算出するので、配管の実際の流量口径が付着物等によって変化した場合でも流量の測定精度を確保できる超音波流量計を実現することができる。 According to the present invention, the transducer outputs an ultrasonic pulse to the pipe through which the fluid flows, inputs the ultrasonic pulse reflected by the particles in the fluid and converts it into an electrical signal, and the flow velocity measurement unit outputs the transducer. Measuring the average flow velocity of the cross section of the pipe based on the electrical signal to be measured, and the diameter measuring section based on the electrical signal output from the transducer and the function for determining the flow velocity distribution in the cross section direction of the pipe. Since the flow velocity distribution of the pipe is determined based on the flow velocity distribution in the vicinity, the flow passage diameter of the pipe is measured based on the flow velocity distribution, and the flow rate calculation section calculates the flow rate of the fluid based on the measurement results of the flow velocity measurement section and the diameter measurement section. Therefore, it is possible to realize an ultrasonic flowmeter that can ensure the measurement accuracy of the flow rate even when the actual flow diameter of the flow rate changes due to the deposits or the like.
以下本発明を、図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例を示した構成図である。ここで、図３と同一のものは、同一符号を付して説明を省略する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. Here, the same components as those in FIG.
図１において、超音波流量計２００は、配管１に取り付けられている。配管１には付着物１１が付着しており、流体は付着物１１の内側を流路とする。
口径測定部５は、トランスデューサ２１の電気信号を入力し、配管１の特定の領域の地点における流速を求め、この結果と、配管１の断面方向における流速分布を定める関数に基づいて、配管１の見かけの口径（流路口径）を測定する。
流量算出部４は、流速測定部３が測定した平均流速と、口径測定部５が測定した配管１の流路口径に基づいて、流体の流量を求める。
口径測定部５のアラーム手段５１は、図示しない入力部によって付着物１１が無い時点における配管１の口径が予め設定されており、この口径と、口径測定部５が求めた配管１の流路口径とが所定の許容値以上異なる場合には、アラームを送出する。
In FIG. 1, the ultrasonic flowmeter 200 is attached to the pipe 1. A deposit 11 is attached to the pipe 1, and the fluid has a flow path inside the deposit 11.
The diameter measuring unit 5 inputs the electrical signal of the transducer 21, obtains the flow velocity at a specific region of the pipe 1, and based on this result and the function that determines the flow velocity distribution in the cross-sectional direction of the pipe 1, Measure the apparent diameter (channel diameter).
The flow rate calculation unit 4 obtains the flow rate of the fluid based on the average flow rate measured by the flow rate measurement unit 3 and the channel diameter of the pipe 1 measured by the diameter measurement unit 5.
The alarm means 51 of the diameter measuring unit 5 has a preset diameter of the pipe 1 at the time when there is no deposit 11 by an input unit (not shown), and the diameter of the pipe 1 determined by the diameter measuring unit 5. If is different from the predetermined tolerance, an alarm is sent.
このような超音波流量計２００の動作例を、図面を用いて詳細に説明する。
図１において、口径測定部５は、トランスデューサ２１の電気信号を入力し、流速を求める。
ここで、流速を測定する地点が配管１の流路壁から十分離れている場合、流速は安定的に測定できるが、流路壁近傍では、配管残響信号等により測定値が安定しない。この流速の測定値が安定しない部分を、経験的に知られている流速分布関数を用いて外挿して求める。以下にその実施例を説明する。
An example of the operation of the ultrasonic flowmeter 200 will be described in detail with reference to the drawings.
In FIG. 1, the diameter measuring unit 5 inputs an electrical signal from the transducer 21 and obtains a flow velocity.
Here, when the point at which the flow velocity is measured is sufficiently away from the flow path wall of the pipe 1, the flow speed can be measured stably, but the measured value is not stable near the flow path wall due to a pipe reverberation signal or the like. A portion where the measured value of the flow velocity is not stable is obtained by extrapolation using a flow velocity distribution function known from experience. Examples thereof will be described below.
流速分布を表す関数（配管を流れる流体の断面方向における流速分布関数）は、
いわゆる対数則として、
f(x)=V(1-x/r0)^(1/(2*logRe-2))・・・（式１）
指数則として、
f(x)=V(1-x/r0)^(1/7)・・・（式２）
多項式として、
f(x)=-V(x^2-r0^2)/(r0^2)・・・（式３）
等が知られている。
ここで、式１〜３いずれにおいても、べき乗の演算子を「＾」とし、
f(x)： 配管断面の中心からの距離xにおける、流体流速
V: 配管断面の中心での流体流速（最大流速）
x: 配管断面の中心からの距離
r0: 流路断面の半径
Re: レイノルズ数
である。
図２は、流体の配管１の断面方向における流速分布の模式図で、配管１の内壁に付着物１１がある場合を例に示している。縦軸は、配管内の断面方向の座標（配管中心からの距離）を表し、横軸は、流体の流速を表している。図２に示す流速分布（プロファイル）のうち、実線で示されている領域（例えばＡ〜Ｅ）については、安定的に測定できるものの、点線部分の領域（たとえばＦ、Ｇ）については、流速の測定値が不安定となる。そこで、実線で示されている領域（たとえばＡ〜Ｅの全部または一部）の流速を測定し、それらの測定データを、流速分布を表す関数（式１〜３）等に当てはめて外挿することで、流速が０となる地点（Ｇ）を求める。そしてこの地点（Ｇ）を配管１の新たな流路内壁面と推定して、流路断面を求める。
The function representing the flow velocity distribution (the flow velocity distribution function in the cross-sectional direction of the fluid flowing through the pipe) is
As a so-called logarithmic law,
f (x) = V (1-x / r0) ^ (1 / (2 * logRe-2)) ... (Formula 1)
As a power law,
f (x) = V (1-x / r0) ^ (1/7) ... (Formula 2)
As a polynomial
f (x) =-V (x ^ 2-r0 ^ 2) / (r0 ^ 2) ... (Formula 3)
Etc. are known.
Here, in any of Expressions 1 to 3, the power operator is “^”,
f (x): Fluid velocity at a distance x from the center of the pipe cross section
V: Fluid flow velocity at the center of the pipe cross section (maximum flow velocity)
x: Distance from the center of the pipe section
r0: radius of the channel cross section
Re: Reynolds number.
FIG. 2 is a schematic diagram of the flow velocity distribution in the cross-sectional direction of the fluid pipe 1, and shows an example where the deposit 11 is present on the inner wall of the pipe 1. The vertical axis represents the coordinates (distance from the center of the pipe) in the cross-sectional direction in the pipe, and the horizontal axis represents the flow velocity of the fluid. In the flow velocity distribution (profile) shown in FIG. 2, the region indicated by the solid line (for example, A to E) can be measured stably, but the region of the dotted line portion (for example, F, G) The measured value becomes unstable. Therefore, the flow velocity in the region indicated by the solid line (for example, all or part of A to E) is measured, and the measurement data is extrapolated by applying it to a function (Equations 1 to 3) representing the flow velocity distribution. Thus, the point (G) where the flow velocity becomes 0 is obtained. And this point (G) is estimated as a new channel inner wall surface of the pipe 1, and the channel cross section is obtained.
流量算出部４は、流速測定部３が測定した平均流速と、口径測定部５が求めた配管１の新たな流路口径に基づいて、流体の体積流量を求める。
口径測定部５のアラーム手段５１は、新たな流路口径が、配管１の予め設定されている口径と所定の許容値以上異なる場合には、アラームを送出する。
The flow rate calculation unit 4 determines the volume flow rate of the fluid based on the average flow rate measured by the flow rate measurement unit 3 and the new flow path diameter of the pipe 1 determined by the diameter measurement unit 5.
The alarm means 51 of the diameter measuring unit 5 sends an alarm when the new flow path diameter is different from the preset diameter of the pipe 1 by a predetermined allowable value or more.
このように、トランスデューサ２１が、流体が流れる配管１に超音波パルスを出力し、流体中の粒子によって反射された超音波パルスを入力して電気信号に変換し、流速測定部３が、トランスデューサ２１が出力する電気信号に基づいて配管１の流路断面の平均流速を測定し、口径測定部５が、トランスデューサ２１が出力する電気信号と、配管１の断面方向における流速分布を定める関数に基づいて、配管１の流路内壁近傍の流速分布を求め、この流速分布に基づいて配管１の流路口径を測定し、流量算出部４が、流速測定部３と口径測定部５の測定結果に基づき、流体の流量を算出するので、配管１の実際の流量口径が付着物等によって変化した場合でも流量の測定精度を確保できる超音波流量計を実現することができる。 In this way, the transducer 21 outputs an ultrasonic pulse to the pipe 1 through which the fluid flows, inputs the ultrasonic pulse reflected by the particles in the fluid and converts it into an electrical signal, and the flow velocity measuring unit 3 Is measured based on the electrical signal output from the pipe 1, and the diameter measuring unit 5 determines the electrical signal output from the transducer 21 and the function that determines the flow velocity distribution in the cross-sectional direction of the pipe 1. Then, the flow velocity distribution in the vicinity of the flow path inner wall of the pipe 1 is obtained, the flow channel diameter of the pipe 1 is measured based on the flow velocity distribution, and the flow rate calculation unit 4 is based on the measurement results of the flow velocity measurement unit 3 and the diameter measurement unit 5. Since the fluid flow rate is calculated, it is possible to realize an ultrasonic flowmeter that can ensure the flow rate measurement accuracy even when the actual flow rate diameter of the pipe 1 changes due to the deposits and the like.
１ 配管
２ トランスデューサ
３ 流速測定部
４ 流量算出部
５ 口径測定部
５１ アラーム手段
２００ 超音波流量計
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Piping 2 Transducer 3 Flow velocity measurement part 4 Flow rate calculation part 5 Diameter measurement part 51 Alarm means 200 Ultrasonic flowmeter
Claims (6)
このトランスデューサが出力する電気信号に基づいて、前記配管の流路断面の平均流速を測定する流速測定部と、
前記トランスデューサが出力する電気信号と、前記配管の断面方向における流速分布を定める関数に基づいて、前記配管の流路内壁近傍の流速分布を求め、この流速分布に基づいて前記配管の流路口径を測定する口径測定部と、
前記流速測定部と前記口径測定部の測定結果に基づき、前記流体の流量を算出する流量算出部と、
を備え、
前記口径測定部は、前記配管の内側に付着した付着物により前記配管の内径よりも減少した実効的な径を前記流路口径として測定し、
前記口径測定部は、前記流路口径よりも内側における流速分布に基づいて前記流路口径を測定することを特徴とする超音波流量計。 A transducer that outputs an ultrasonic pulse to a pipe through which the fluid flows, inputs an ultrasonic pulse reflected by particles in the fluid, and converts the ultrasonic pulse into an electrical signal;
Based on the electrical signal output by this transducer, a flow velocity measuring unit that measures the average flow velocity of the cross section of the pipe flow path,
Based on the electrical signal output from the transducer and a function that determines the flow velocity distribution in the cross-sectional direction of the pipe, the flow velocity distribution near the inner wall of the pipe is obtained, and the flow path diameter of the pipe is determined based on the flow velocity distribution. A diameter measuring unit to be measured;
Based on the measurement results of the flow velocity measurement unit and the diameter measurement unit, a flow rate calculation unit that calculates the flow rate of the fluid;
Equipped with a,
The diameter measuring unit measures the effective diameter, which is smaller than the inner diameter of the pipe, due to deposits attached to the inside of the pipe as the channel diameter,
The ultrasonic flowmeter , wherein the diameter measuring unit measures the flow path diameter based on a flow velocity distribution inside the flow path diameter .
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