JP7041560B2 - 流量計 - Google Patents
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Description
(8)切り替わり判定部は、流量測定部により測定された流量が予め定められた第1の流量しきい値以下の値から第1の流量しきい値を超えたときに第1の切り替わりを判定し、流量測定部により測定された流量が予め定められた第2の流量しきい値よりも大きい値から第2の流量しきい値以下の値となったときに第2の切り替わりを判定してもよい。これにより、ノイズまたは外乱等の影響による第1および第2の切り替わりの誤検出が防止される。
(9)流量計は、取得部により取得される積算値の許容範囲を設定する第1の許容範囲設定部と、取得部により取得された積算値が第1の許容範囲設定部により設定された積算値の許容範囲内にあるか否かを判定する第1の積算値判定部とをさらに備え、出力部は、積算値に関する情報として第1の積算値判定部による判定結果を出力してもよい。
この場合、配管を流れる流体の積算値に基づく判定結果を流量計の外部装置に対する制御信号として用いることができる。したがって、流量計の利便性が向上する。
(10)流量計は、表示部と、所定時間前から現在までの間に取得部により取得された1または複数の積算値を記憶する記憶部と、記憶部に記憶された1または複数の積算値の最大値および最小値を表示部に表示させる表示制御部とを備えてもよい。
この場合、使用者は、所定時間前から現在までの間に取得された積算値の最大値および最小値を容易に認識することができる。
(11)流量測定部は、超音波の送信および受信が可能に構成された一対の超音波素子と、配管内の流体を通して一対の超音波素子の間で超音波が伝達されるように一対の超音波素子を配管に固定するクランプ部材とを含んでもよい。
上記の流量計はクランプオン式超音波流量センサである。この場合、流量計を既存の配管に容易に取り付けることができる。また、配管内を流れる流体に圧力損失を生じさせることがないので、高い粘性を有する流体についても高い精度で積算値を取得することができる。
図1は本発明の一実施の形態に係る流量センサの基本構成を説明するためのブロック図である。図1に示すように、本実施の形態に係る流量センサ1は、ヘッド部10および本体部20を備える。ヘッド部10および本体部20は、図示しないケーブルにより接続されている。
図2は、図1の流量センサ1における流量の算出方法を説明するための第1超音波素子101、第2超音波素子102およびそれらの周辺部材を示す模式的断面図である。
[3]流量センサ1における積算流量の測定例
流量センサ1においては、微小周期で配管Pを流れる液体の流量が測定される。以下の説明では、時間軸上の各時点で測定される流量を、瞬間的に測定される流量として瞬時流量と呼ぶ。また、静止状態から流動状態に切り替わった時点から次の静止状態に切り替わる時点までの間に測定された瞬時流量を積算することにより得られる流量を、積算流量と呼ぶ。この場合、積算流量は、すなわち一回の脈動で配管P内を流れる液体の量である。
本実施の形態に係る流量センサ1は、使用者が図3の第1の許容範囲aaを設定する作業を補助する機能として第1のチューニング機能を有する。第1のチューニング機能では、図1の第1ボタン203aが用いられる。図4は、第1のチューニング機能を説明するための図である。図4では、第1の許容範囲aaが設定される際に測定される積算流量の時間的変化の一例が示される。
本実施の形態に係る流量センサ1は、使用者により予め設定された設定時間内に配管Pを流れる液体の量の合計を総量として測定する時間総量測定機能を有する。時間総量測定機能による総量の測定時には、図3の例と同様に、微小周期で瞬時流量が測定され、測定された瞬時流量に基づいて第1の切り替わりおよび第2の切り替わりが判定される。設定時間内に配管Pを流れる液体の総量は、設定時間内に測定される瞬時流量を積算することにより算出される。
本実施の形態に係る流量センサ1は、使用者が図5の第2の許容範囲bbおよび設定時間を設定する作業を補助する機能として第2のチューニング機能を有する。第2のチューニング機能では、図1の第3ボタン203cが用いられる。図6は、第2のチューニング機能を説明するための図である。図6では、第2のチューニング機能により第2の許容範囲bbが設定される際に測定される総量の時間的変化の一例が示される。
図7は、図1の制御装置300の機能的な構成を示すブロック図である。図7に示すように、制御装置300は、超音波制御部301、流量測定部302、切り替わり判定部303、積算制御部304、流量積算部305、リセット部306、取得部307、積算値判定部308、許容範囲設定部309、受付部310および表示制御部311を含む。これらの構成要素は、制御装置300のCPUが制御装置300内のメモリまたは記憶部205に記憶された流量測定用プログラムを実行することにより実現される。なお、制御装置300に含まれる上記の複数の構成要素の一部または全てが電子回路等のハードウェアにより実現されてもよい。
図8は、積算流量の測定時に図7の各機能部により実行される一連の処理の流れを示すフローチャートである。図8に示される処理は、例えば流量センサ1の電源がオンされることにより開始される。下記の処理中には、図7の超音波制御部301および流量測定部302により、微小周期で瞬時流量が測定されるものとする。また、初期状態で、記憶部205には、第1の許容範囲aaが予め記憶されているものとする。
図9は、時間総量測定機能による総量の測定時に図7の各機能部により実行される一連の処理の流れを示すフローチャートである。図9に示される処理は、例えば図8の処理の実行中に、図1の第2ボタン203bが操作されることにより開始される。下記の処理中には、図7の超音波制御部301および流量測定部302により、微小周期で瞬時流量が測定されるものとする。また、初期状態で、記憶部205には、第2の許容範囲bbおよび設定時間が予め記憶されているものとする。
(a)本実施の形態に係る流量センサ1においては、積算流量値の測定時に、第1の切り替わりが判定されることにより瞬時流量の積算が開始され、第2の切り替わりが判定されることにより瞬時流量の積算が停止される。瞬時流量の積算が開始された時点から当該瞬時流量の積算が停止された時点までの間の積算流量値が取得される。取得された積算流量値が第1の許容範囲aa内にあるか否かが判定され、判定結果を示す判定信号が流量センサ1の外部に出力される。積算流量値が取得された時点から次の第1の切り替わりが判定される時点までの間に、積算流量値がリセットされる。
(a)上記実施の形態に係る流量センサ1においては、時間総量測定機能により設定時間内に配管Pを流れる液体の総量が取得されるが、本発明はこれに限定されない。流量センサ1は、上記の時間総量測定機能に加えて、第1および第2の切り替わりが予め設定された設定回数繰り返して判定される間に配管Pを流れる液体の総量を測定する回数総量測定機能を有してもよい。
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
Claims (11)
- 配管内を流れる流体の流量を測定する流量測定部と、
前記流量測定部により測定された流量に基づいて、前記配管内の流体が静止している静止状態から前記配管内の流体が流動する流動状態への第1の切り替わりを判定しかつ前記流動状態から前記静止状態への第2の切り替わりを判定する切り替わり判定部と、
前記流量測定部により測定される流量を積算する流量積算部と、
前記切り替わり判定部による第1の切り替わりの判定に応答して前記流量積算部による流量の積算を開始させ、当該第1の切り替わりの判定後に前記切り替わり判定部による第2の切り替わりの判定に応答して前記流量積算部による流量の積算を停止させる積算制御部と、
前記第1の切り替わりの判定に応答して流量の積算が開始された時点から前記第2の切り替わりの判定に応答して流量の積算が停止された時点までの間に前記流量積算部により積算された流量の値を積算値として取得する取得部と、
前記取得部により取得された積算値に関する情報を出力する出力部と、
前記取得部により積算値が取得された時点から前記切り替わり判定部により次の第1の切り替わりが判定される時点までの間に、前記流量積算部により積算された積算値をリセットするリセット部とを備える、流量計。 - 配管内を流れる流体の流量を測定する流量測定部と、
前記配管内の流体が静止している静止状態から前記配管内の流体が流動する流動状態への第1の切り替わりを判定しかつ前記流動状態から前記静止状態への第2の切り替わりを判定する切り替わり判定部と、
前記流量測定部により測定される流量を積算する流量積算部と、
前記切り替わり判定部による第1の切り替わりの判定に応答して前記流量積算部による流量の積算を開始させ、当該第1の切り替わりの判定後に前記切り替わり判定部による第2の切り替わりの判定に応答して前記流量積算部による流量の積算を停止させる積算制御部と、
前記第1の切り替わりの判定に応答して流量の積算が開始された時点から前記第2の切り替わりの判定に応答して流量の積算が停止された時点までの間に前記流量積算部により積算された流量の値を積算値として取得する取得部と、
前記取得部により取得された積算値に関する情報を出力する出力部と、
前記取得部により積算値が取得された時点から前記切り替わり判定部により次の第1の切り替わりが判定される時点までの間に、前記流量積算部により積算された積算値をリセットするリセット部と、
前記取得部により取得される積算値の許容範囲を設定する第1の許容範囲設定部と、
前記取得部により取得された積算値が前記第1の許容範囲設定部により設定された積算値の許容範囲内にあるか否かを判定する第1の積算値判定部と、
前記積算値の許容範囲を設定するために使用者により操作される第1の操作部とを備え、
前記出力部は、前記積算値に関する情報として前記第1の積算値判定部による判定結果を出力し、
前記第1の許容範囲設定部は、前記第1の操作部の操作が開始されることにより前記流量積算部による流量の積算を開始させ、当該第1の操作部の操作が終了されることにより前記流量積算部による流量の積算を停止させ、前記第1の操作部の操作が開始された時点から前記第1の操作部の操作が終了された時点までの間に積算された流量の値に基づいて前記積算値の許容範囲を設定する、流量計。 - 配管内を流れる流体の流量を測定する流量測定部と、
前記配管内の流体が静止している静止状態から前記配管内の流体が流動する流動状態への第1の切り替わりを判定しかつ前記流動状態から前記静止状態への第2の切り替わりを判定する切り替わり判定部と、
前記流量測定部により測定される流量を積算する流量積算部と、
前記切り替わり判定部による第1の切り替わりの判定に応答して前記流量積算部による流量の積算を開始させ、当該第1の切り替わりの判定後に前記切り替わり判定部による第2の切り替わりの判定に応答して前記流量積算部による流量の積算を停止させる積算制御部と、
前記第1の切り替わりの判定に応答して流量の積算が開始された時点から前記第2の切り替わりの判定に応答して流量の積算が停止された時点までの間に前記流量積算部により積算された流量の値を積算値として取得する取得部と、
前記取得部により取得された積算値に関する情報を出力する出力部と、
前記取得部により積算値が取得された時点から前記切り替わり判定部により次の第1の切り替わりが判定される時点までの間に、前記流量積算部により積算された積算値をリセットするリセット部と、
予め設定された設定時間内に前記配管を流れる流体の総量を測定すべき第1の総量取得指令を受け付ける第1の受付部とを備え、
前記積算制御部は、前記第1の受付部により前記第1の総量取得指令が受け付けられた場合に、前記切り替わり判定部による第1の切り替わりの判定に応答して前記流量積算部による流量の積算を開始させ、当該第1の切り替わりが判定された時点から前記設定時間を経過した時点で前記流量積算部による流量の積算を停止させ、
前記取得部は、前記第1の受付部により前記第1の総量取得指令が受け付けられた場合に、前記第1の切り替わりの判定に応答して流量の積算が開始された時点から前記設定時間を経過した時点までの間に前記流量積算部により積算された流量の値を総量値として取得し、
前記出力部は、前記第1の受付部により前記第1の総量取得指令が受け付けられた場合に、前記取得部により取得された総量値に関する情報を出力する、流量計。 - 前記第1の受付部により前記第1の総量取得指令が受け付けられた場合に、前記取得部により取得される総量値の許容範囲を設定する第2の許容範囲設定部と、
前記第1の受付部により前記第1の総量取得指令が受け付けられた場合に、前記取得部により取得された総量値が前記第2の許容範囲設定部により設定された総量値の許容範囲内にあるか否かを判定する第2の積算値判定部とをさらに備え、
前記出力部は、前記第1の受付部により前記第1の総量取得指令が受け付けられた場合に、前記総量値に関する情報として前記第2の積算値判定部による判定結果を出力する、請求項3記載の流量計。 - 前記総量値の許容範囲および前記設定時間を設定するために使用者により操作される第2の操作部をさらに備え、
前記第2の許容範囲設定部は、前記第1の受付部により前記第1の総量取得指令が受け付けられた場合に、前記第2の操作部の操作が開始されることにより前記流量積算部による流量の積算を開始させ、当該第2の操作部の操作が終了されることにより前記流量積算部による流量の積算を停止させ、前記第2の操作部の操作が開始された時点から前記第2の操作部の操作が終了された時点までの間に積算された流量の値に基づいて前記総量値の許容範囲を設定するとともに、前記第2の操作部の操作が開始された後前記切り替わり判定部により第1の切り替わりが判定された時点から前記第2の操作部の操作が終了された時点までの時間を前記設定時間として設定する、請求項4記載の流量計。 - 配管内を流れる流体の流量を測定する流量測定部と、
前記配管内の流体が静止している静止状態から前記配管内の流体が流動する流動状態への第1の切り替わりを判定しかつ前記流動状態から前記静止状態への第2の切り替わりを判定する切り替わり判定部と、
前記流量測定部により測定される流量を積算する流量積算部と、
前記切り替わり判定部による第1の切り替わりの判定に応答して前記流量積算部による流量の積算を開始させ、当該第1の切り替わりの判定後に前記切り替わり判定部による第2の切り替わりの判定に応答して前記流量積算部による流量の積算を停止させる積算制御部と、
前記第1の切り替わりの判定に応答して流量の積算が開始された時点から前記第2の切り替わりの判定に応答して流量の積算が停止された時点までの間に前記流量積算部により積算された流量の値を積算値として取得する取得部と、
前記取得部により取得された積算値に関する情報を出力する出力部と、
前記取得部により積算値が取得された時点から前記切り替わり判定部により次の第1の切り替わりが判定される時点までの間に、前記流量積算部により積算された積算値をリセットするリセット部と、
前記切り替わり判定部により前記第1および第2の切り替わりが予め設定された回数繰り返して判定される間に前記配管を流れる流体の総量を測定すべき第2の総量取得指令を受け付ける第2の受付部とを備え、
前記積算制御部は、前記第2の受付部により前記第2の総量取得指令が受け付けられた場合に、前記切り替わり判定部による第1の切り替わりの判定に応答して前記流量積算部による流量の積算を開始させ、当該第1の切り替わりが判定された時点から前記第1および第2の切り替わりが前記設定された回数繰り返して判定されたことに応答して前記流量積算部による流量の積算を停止させ、
前記取得部は、前記第2の受付部により前記第2の総量取得指令が受け付けられた場合に、前記第1の切り替わりの判定に応答して流量の積算が開始された時点から前記第1および第2の切り替わりが前記設定された回数繰り返して判定されたことに応答して流量の積算が停止された時点までの間に前記流量積算部により積算された流量の値を総量値として取得し、
前記出力部は、前記第2の受付部により前記第2の総量取得指令が受け付けられた場合に、前記取得部により取得された総量値に関する情報を出力する、流量計。 - 配管内を流れる流体の流量を測定する流量測定部と、
前記配管内の流体が静止している静止状態から前記配管内の流体が流動する流動状態への第1の切り替わりを判定しかつ前記流動状態から前記静止状態への第2の切り替わりを判定する切り替わり判定部と、
前記流量測定部により測定される流量を積算する流量積算部と、
前記切り替わり判定部による第1の切り替わりの判定に応答して前記流量積算部による流量の積算を開始させ、当該第1の切り替わりの判定後に前記切り替わり判定部による第2の切り替わりの判定に応答して前記流量積算部による流量の積算を停止させる積算制御部と、
前記第1の切り替わりの判定に応答して流量の積算が開始された時点から前記第2の切り替わりの判定に応答して流量の積算が停止された時点までの間に前記流量積算部により積算された流量の値を積算値として取得する取得部と、
前記取得部により取得された積算値に関する情報を出力する出力部と、
前記取得部により積算値が取得された時点から前記切り替わり判定部により次の第1の切り替わりが判定される時点までの間に、前記流量積算部により積算された積算値をリセットするリセット部と、
前記切り替わり判定部により前記第2の切り替わりが判定された時点から予め定められた無効時間の間、前記切り替わり判定部による判定を無効とする判定無効部とを備える、流量計。 - 前記切り替わり判定部は、
前記流量測定部により測定された流量が予め定められた第1の流量しきい値以下の値から前記第1の流量しきい値を超えたときに前記第1の切り替わりを判定し、前記流量測定部により測定された流量が予め定められた第2の流量しきい値よりも大きい値から前記第2の流量しきい値以下の値となったときに前記第2の切り替わりを判定する、請求項1~6のいずれか一項に記載の流量計。 - 前記取得部により取得される積算値の許容範囲を設定する第1の許容範囲設定部と、
前記取得部により取得された積算値が前記第1の許容範囲設定部により設定された積算値の許容範囲内にあるか否かを判定する第1の積算値判定部とをさらに備え、
前記出力部は、前記積算値に関する情報として前記第1の積算値判定部による判定結果を出力する、請求項1~7のいずれか一項に記載の流量計。 - 表示部と、
所定時間前から現在までの間に前記取得部により取得された1または複数の積算値を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された1または複数の積算値の最大値および最小値を前記表示部に表示させる表示制御部とを備える、請求項1~9のいずれか一項に記載の流量計。 - 前記流量測定部は、超音波の送信および受信が可能に構成された一対の超音波素子と、前記配管内の流体を通して前記一対の超音波素子の間で超音波が伝達されるように前記一対の超音波素子を前記配管に固定するクランプ部材とを含む、請求項1~10のいずれか一項に記載の流量計。
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