JP7563409B2 - センサシステム及び気液比の測定方法 - Google Patents

センサシステム及び気液比の測定方法 Download PDF

Info

Publication number
JP7563409B2
JP7563409B2 JP2022034598A JP2022034598A JP7563409B2 JP 7563409 B2 JP7563409 B2 JP 7563409B2 JP 2022034598 A JP2022034598 A JP 2022034598A JP 2022034598 A JP2022034598 A JP 2022034598A JP 7563409 B2 JP7563409 B2 JP 7563409B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
radio waves
sensor system
pipe
waveform
liquid ratio
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2022034598A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2023130112A (ja
Inventor
直道 神保
直希 武田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP2022034598A priority Critical patent/JP7563409B2/ja
Priority to US18/158,607 priority patent/US12399136B2/en
Priority to NZ796652A priority patent/NZ796652B2/en
Publication of JP2023130112A publication Critical patent/JP2023130112A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7563409B2 publication Critical patent/JP7563409B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N22/00Investigating or analysing materials by the use of microwaves or radio waves, i.e. electromagnetic waves with a wavelength of one millimetre or more
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F5/00Measuring a proportion of the volume flow

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Description

本開示は、センサシステム及び気液比の測定方法に関する。
特許文献1には、地熱発電所で抽出された二相混合体中の空隙率を計算する方法が開示されている。特許文献1には、二相混合体中の空隙率を計算する方法において、輸送管中に無線周波数信号を送信して、無線周波数信号を受信し、平均信号強度減衰を計算し、平均信号強度減衰を基にして二相混合体の空隙率を計算することが開示されている。
米国特許出願公開第2017/0328843号明細書
配管の内部に、電波を送信した場合に、配管の形状によっては、配管内を反射する反射波が干渉することによって電界強度に分布が生じる場合があった。電界強度の分布が生じることにより、電波の減衰強度から気液比を測定したときに、誤差が生じる場合があった。
本開示は、気液率を測定するために、配管の内部に電波を送信した場合に、電波強度分布による影響が少ないセンサシステム及び気液比の測定方法を提供することを目的とする。
本開示の一の態様によれば、配管の内部を流れる二相流体の気液比を測定するセンサシステムであって、前記配管の内部に電波を発信する送信部と、前記配管の内部から前記電波を受信する受信部と、前記受信部が受信した前記電波に基づいて、前記送信部が前記電波の送信を停止してから、前記電波の減衰にかかる減衰時間に基づいて、前記気液比を算出する制御部と、を備え、前記送信部は、前記電波を間欠的に発信し、前記制御部は、前記受信部が受信した前記電波の複数の時間波形を平均化するセンサシステムを提供する。
本開示のセンサシステム及び気液比の測定方法によれば、気液率を測定するために、配管の内部に電波を送信した場合に、電波強度分布による影響を少なくできる。
図1は、本実施形態に係るセンサシステムの構成の概要を説明する図である。 図2は、本実施形態に係るセンサシステムにおける電波の送受信について説明する図である。 図3は、本実施形態に係るセンサシステムにおける電波の減衰について説明する図である。 図4は、本実施形態に係るセンサシステムの処理を説明するフロー図である。 図5は、本実施形態に係るセンサシステムの処理を説明するフロー図である。 図6は、本実施形態に係るセンサシステムの処理を説明する図である。 図7は、本実施形態に係るセンサシステムの処理を説明する図である。 図8は、本実施形態に係るセンサシステムの処理を説明する図である。 図9は、本実施形態に係るセンサシステムの評価結果を示す図である。 図10は、本実施形態に係るセンサシステムの評価結果を示す図である。 図11は、参考例のセンサシステムの評価結果を示す図である。
以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態に係る明細書及び図面の記載に関して、実質的に同一の又は対応する機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省略する場合がある。また、理解を容易にするために、図面における各部の縮尺は、実際とは異なる場合がある。
<センサシステム1>
本実施形態に係るセンサシステム1について説明する。図1は、本実施形態に係るセンサシステム1の構成の概要を説明する図である。
センサシステム1は、配管Pの内部を流れる二相流体の気液比を測定するシステムである。センサシステム1は、配管Pの内部に高周波信号(電波)を発射し、配管Pの内部を伝搬して受信された受信波を元に気液比を算出する。
センサシステム1は、アンテナ10と、送信部20と、受信部30と、方向性結合部40と、制御部50と、を備える。
[アンテナ10]
アンテナ10は、配管Pの内部において、電波を送受信する。アンテナ10は、棒状の形状を有する。アンテナ10の先端10aは、配管Pに設けられた孔から、配管Pに挿入される。アンテナ10の先端10aから電波が配管Pの内部に発信される。また、アンテナ10の後端10bは、方向性結合部40を介して送信部20及び受信部30に接続される。
なお、本実施形態に係るセンサシステム1は、電波の送受信を行う1個のアンテナ10を備えるが、例えば、送信用のアンテナと受信用のアンテナを別に備えてもよい。また、アンテナ10の形状についても、配管Pの内部に電波を送信又は受信可能であれば、図1に示す形状に限らない。
[送信部20]
送信部20は、アンテナ10を介して配管Pの内部に電波を送信するための電気信号である送信信号Txを生成する。送信部20は、高周波信号生成回路21と、パルス信号生成回路22と、混合回路23と、を備える。
(高周波信号生成回路21)
高周波信号生成回路21は、例えば、周波数1ギガヘルツであって一定の振幅の連続波である高周波信号Rfを生成する。高周波信号生成回路21は、例えば、電圧制御発振器(VCO:Voltage-controlled oscillator)である。高周波信号生成回路21は、高周波信号Rfを混合回路23に出力する。
(パルス信号生成回路22)
パルス信号生成回路22は、トリガー信号Trigをトリガーとして、一定の時間幅のパルス信号Plsを生成する。パルス信号生成回路22は、例えば、パルスジェネレータである。パルス信号生成回路22は、パルス信号Plsを混合回路23に出力する。パルス信号生成回路22による、パルス状のパルス信号Plsが生成されることにより、センサシステム1は、間欠的に配管Pの内部に電波を送信する。
(混合回路23)
混合回路23は、高周波信号生成回路21から入力される高周波信号Rfと、パルス信号生成回路22から入力されるパルス信号Plsと、を乗算して、送信信号Txを生成する。混合回路23は、例えば、ミキサである。混合回路23は、送信信号Txを方向性結合部40に出力する。
[受信部30]
受信部30は、アンテナ10を介して受信した電波に基づく電気信号である受信信号Rxを受信する。受信部30は、受信信号Rxをアナログデジタル変換することにより、受信信号Rxを制御部50が演算可能な受信波形信号WFに変換する。受信部30は、受信波形信号WFを制御部50に出力する。
また、受信部30は、パルス信号生成回路22にトリガー信号Trigを送信する。
[方向性結合部40]
方向性結合部40は、混合回路23から入力された送信信号Txをアンテナ10に出力する。また、方向性結合部40は、アンテナ10から入力された受信信号Rxを受信部30に出力する。方向性結合部40は、例えば、単方向性結合器である。方向性結合器は、例えば、ループ方向性結合器、分布結合型方向性結合器等である。
なお、方向性結合部40は、送信信号Txが受信部30に入力されることを抑制し、受信信号Rxが送信部20に入力されることを抑制する。
[制御部50]
制御部50は、送信部20及び受信部30のそれぞれを制御するとともに、受信部30から受信した受信波形信号WFに基づいて、配管Pの内部を流れる二相流体の気液比を算出する。
制御部50は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)及びROM(Read Only Memory)を含む。制御部50は、例えば、ROMに保存されたプログラムをCPUで実行することにより処理を実行する。
制御部50は、送信部20のパルス信号生成回路22に制御信号Ctl1を送信する。制御信号Ctl1は、例えば、パルス信号生成回路22が生成するパルス信号Plsのパルス幅等を設定する設定値等を含む。制御部50は、受信部30に制御信号Ctl2を送信する。制御信号Ctl2は、例えば、受信部30が取り込む波形の幅等を設定する設定値等を含む。
また、制御部50は、受信部30から受信波形信号WFを受信する。制御部50は、受信波形信号WFに基づいて、受信信号Rxの減衰にかかる減衰時間を算出する。そして、制御部50は、算出した受信信号Rxの減衰にかかる減衰時間から、配管Pの内部を流れる二相流体の気液比を算出する。
<センサシステム1における電波の送受信>
センサシステム1において、配管Pの内部に電波を送受信した場合の送信信号Txと受信信号Rxについて説明する。図2は、本実施形態に係るセンサシステム1における電波の送受信について模式的に説明する図である。図2において、縦軸は電波強度、横軸は時間を表す。線Ltxは送信部20が送信する送信信号Txの波形、線Lrxは受信部30が受信する受信信号Rxの波形、を示す。
送信部20は、時刻t1から電波の送信を開始する。そして、送信部20は、時刻t2に送信を停止する。時刻t1から時刻t2までの間を送信期間Ponという。また、時刻t2以降の送信部20が送信を停止している期間を停止期間Poffという。
受信部30は、送信期間Ponにおいて、送信信号Txに対応して、アンテナ10から送信された配管Pの内部を伝搬した電波を継続的に受信する。時刻t2において、送信部20が送信を停止すると、配管Pの内部には、内部を反射しながら送信した電波の一部が残留する。したがって、受信部30は、時刻t2から時刻t3の期間Presの間、受信信号Rxが継続する。
ここで、配管Pの内部に残留する電波の減衰について説明する。図3は、本実施形態に係るセンサシステム1における電波の減衰について説明する図である。図3は、本実施形態に係るセンサシステム1において、アンテナ10から送信された電波の減衰について、模式的に示す図である。
アンテナ10の先端10aから送信された電波は、例えば、矢印Arfに示すように、配管Pの内部を反射しながら伝搬する。そして、反射してアンテナ10に戻る電波は、受信信号Rxとして、受信部30により受信される。
配管Pの内部を伝搬する電波は、配管Pの内部の気相又は液相を伝搬する。電波が気相又は液相を伝搬するときには、伝搬する距離に応じて、強度が減衰する。液相における電波の減衰率は、気相の電波の減衰率より高い。したがって、配管Pの内部における電波の減衰率は、液相の比率が高いほど高くなる。
配管Pの内部における電波の減衰率が高くなると、配管Pの内部において電波がより減衰され、時刻t2において電波の送信を停止した後に、受信部30により電波が受信される期間Presが短くなる。したがって、本実施形態に係るセンサシステム1は、電波の送信を停止した後に、電波の減衰にかかる減衰時間を算出して、減衰時間から配管Pを流れる二相流体の気液比を算出する。
<センサシステム1における処理>
本実施形態に係るセンサシステム1における処理について説明する。センサシステム1における処理を説明することにより、本実施形態に係る気液比の測定方法について説明する。図4は、本実施形態に係るセンサシステム1の処理を説明するフロー図である。
(ステップS10)
最初に、センサシステム1は、測定の初期化を行う(測定の初期化を行う工程)。具体的には、制御部50は、残留電波の波形を演算するためのバッファを初期化する。
(ステップS20)
次に、センサシステム1は、アンテナ10から電波を発信する(アンテナから電波を発信する工程)。具体的には、送信部20から送信信号Txをアンテナ10に出力する。送信部20において、高周波信号生成回路21は、高周波信号Rfを出力する。そして、パルス信号生成回路22は、トリガー信号Trigを受けてパルス信号Plsを出力する。混合回路23は、高周波信号Rf及びパルス信号Plsに基づいて、送信信号Txをアンテナ10に出力する。そして、アンテナ10は、配管Pの内部に、送信信号Txに基づく電波を発信する。
(ステップS30)
次に、センサシステム1は、アンテナ10からの電波の発信を停止する(アンテナからの電波の発信を停止する工程)。具体的には、送信信号Txは、パルス信号生成回路22から出力されたパルス信号Pls信号により形成されている。したがって、アンテナ10から、所定の時間電波を継続して発信した後に、電波の送信が停止される。
(ステップS40)
次に、センサシステム1は、受信部30により、受信信号Rxを受信して、配管Pの内部で残留する残留電波の波形を取得する(残留電波の波形を取得する工程)。具体的には、受信部30は、電波の発信を停止する前から電波の発信を停止して一定期間経過するまでの受信信号Rxを取り込む。そして、受信部30は、取り込んだ受信信号Rxを、残留電波の時間波形である受信波形信号WFとして、制御部50に転送する。
(ステップS50)
次に、センサシステム1は、残留電波の波形から積算波形を算出する(残留電波の波形の積算波形を算出する工程)。具体的には、制御部50は、バッファ内に保存している残留電波の波形に、ステップS40で取得した残留電波の波形を積算する。残留電波の波形を積算する場合は、例えば、バッファ内に保存している残留電波の波形に、ステップS40で取得した残留電波の波形を加算してもよいし、平均してもよい。積算波形を用いることにより、残留電波の複数の時間波形を平均化できる。
(ステップS60)
次に、センサシステム1の制御部50は、所定の積算回数残留電波の波形の積算を行ったかどうかを判定する。所定の積算回数積算した場合(ステップS60のYes)は、ステップS70に処理を進める。所定の積算回数積算していない場合(ステップS60のNo)は、ステップS20に戻って処理を繰り返す。
積算回数については、ノイズ等を考慮して適宜定めてもよい。なお、ノイズが少ない場合は、積算回数を1回、すなわち、取り込んだ残留電波の波形そのものを用いて処理を行ってもよい。
(ステップS70)
次に、ステップS60において所定の積算回数積算した場合(ステップS60のYes)は、センサシステム1の制御部50は、残留電波の減衰時間を算出する(残留電波の減衰時間を算出する工程)。残留電波の減衰時間とは、電波の送信を停止してから電波の減衰にかかる時間である。いいかえると、残留電波の減衰時間とは、電波の送信を停止してから電波が減衰するまでにかかる時間である。ステップS70の処理の詳細について、図5を用いて説明する。図5は、本実施形態に係るセンサシステム1における減衰時間を算出する処理を説明するフロー図である。
(ステップS71)
最初に、センサシステム1の制御部50は、残留電波の波形に対して前処理を行う(前処理を行う工程)。具体的には、制御部50は、前処理として、例えば、平均化等のフィルタリング処理を行う。また、制御部50は、前処理として、例えば、積算した残留電波の波形に対してスパイクカットにより、局所的に値が大きく変動しているデータを削除する処理を行う。制御部50は、前処理を行うことによって、減衰時間を算出する際に障害となるノイズ成分を除去する。
(ステップS72)
次に、制御部50は、残留電波の波形から、残留電波の波形の微分波形を算出する(残留電波の波形の微分波形を作成する工程)。制御部50は、例えば、サンプリングした前後の残留電波の強度値から、差分等の公知の手法により、残留電波の波形の微分値を求める。そして、制御部50は、所定の時間範囲にわたって、残留電波の波形の微分値を求めることにより、残留電波の波形の微分波形を求める。
図6は、本実施形態に係るセンサシステム1の処理における残留電波の波形を示す図である。図6の横軸は時間、縦軸は受信強度を示す。図6の線Lwfは、残留電波の波形を示す。図7は、本実施形態に係るセンサシステム1の処理における残留電波の微分波形を示す図である。図7の横軸は時間、縦軸は受信強度の微分を示す。図7の線Ldwfは、残留電波の微分波形を示す。なお、図7には、線Lfcsとして、後述する合成近似波形についても示している。
(ステップS73)
次に、制御部50は、微分波形の最低値(最下点)を算出する(微分波形の最低値(最下点)を算出する工程)。具体的には、制御部50は、ステップS72において算出した残留電波の微分波形において、値が一番小さい最小値(最下点)を求める。
(ステップS74)
次に、制御部50は、最下点を境にして微分波形を前半部分波形と後半部分波形に分割する(最下点を境に微分波形を前後半に分割する工程)。なお、最下点については、前半部分波形及び後半部分波形の両方に組み込む。例えば、最下点は、前半部分波形の最後の点及び後半部分波形の最初の点とする。
(ステップS75)
次に、制御部50は、分割した前半部分波形及び後半部分波形のそれぞれに対してガウス関数に基づく近似曲線を作成する(微分波形の前後半部分のそれぞれに対して、近似曲線を作成する工程)。本実施形態に係るセンサシステム1では、ガウス関数に基づいて、近似曲線を作成する。
前半部分波形に対する近似関数を近似関数f1(t)、後半部分波形に対する近似関数をf2(t)、とする。なお、tは時間を表す。
近似関数f1(t)は、式1で表される。なお、a1、b1及びσ1は、前半部分波形に対して曲線当てはめ(カーブフィッティング)を行うことにより求める。なお、曲線当てはめ(カーブフィッティング)は、ガウス関数の前半部分に当てはめる(フィッテングする)ことにより行う。a1は、受信強度の微分の大きさに関連する。b1は、ガウス関数の時間方向に位置に関連する。σ1は、ガウス関数の標準偏差である。σ1は、減衰時間に関連する。
Figure 0007563409000001
近似関数f2(t)は、式2で表される。なお、a2、b2及びσ2は、後半部分波形に対して曲線当てはめ(カーブフィッティング)を行うことにより求める。なお、曲線当てはめ(カーブフィッティング)は、ガウス関数の後半部分に当てはめる(フィッテングする)ことにより行う。a2は、受信強度の微分の大きさに関連する。b2は、ガウス関数の時間方向に位置に関連する。σ2は、ガウス関数の標準偏差である。σ2は、減衰時間に関連する。
Figure 0007563409000002
なお、曲線当てはめ(カーブフィッティング)の具体的な処理方法については、公知の手法を用いて行う。
(ステップS76)
次に、制御部50は、ステップS75で算出した近似曲線を合成する(微分波形の前後半部分のそれぞれの近似曲線を合成する工程)。制御部50は、ステップS75で算出した近似曲線、すなわち、近似関数f1(t)と近似関数f2(t)とを合成する。なお、最下点付近では、近似関数f1(t)と近似関数f2(t)とが滑らかに接続されるように、例えば、平均処理を行ってもよい。
制御部50による具体的な処理結果について説明する。図8は、本実施形態に係るセンサシステム1の制御部50における処理を説明する図である。図8の横軸は時間、縦軸は受信強度の微分である。
図8の点Dmesのそれぞれは、受信波形の微分を示す。なお、点Dmlvは最下点を示す。線Lfc1は、前半部分波形、すなわち、点Dmlv及び点Dmlvの前の点Dmesを用いて、ガウス関数に曲線当てはめを行った近似波形(近似関数f1(t)に相当)を示す。線Lfc2は、後半部分波形、すなわち、点Dmlv及び点Dmlvの後の点Dmesを用いて、ガウス関数に曲線当てはめを行った近似波形(近似関数f2(t)に相当)を示す。そして、線Lfcsは、前半部分波形と後半部分波形とを合成した合成近似波形を示す。
(ステップS77)
次に、制御部50は、ステップS75で算出した近似曲線のパラメータから残留電波の波形の減衰時間を算出する(近似曲線のパラメータから減衰時間を算出する工程)。具体的には、制御部50は、ステップS75で求めたσ1及びσ2に基づいて、減衰時間を算出する。より具体的には、制御部50は、ステップS75で求めたσ1及びσ2のそれぞれの和を減衰時間として求める。なお、σ1及びσ2のそれぞれから、ガウス関数の半値幅を求め、半値幅から減衰時間を求めてもよい。
(ステップS80)
次に、制御部50は、ステップS77で求めた減衰時間から気液比を算出する(減衰時間から気液比を算出する工程)。減衰時間から気液比の算出については、事前に、例えば、トレーサフロー試験法等による手動での気液比算出と、センサシステム1による減衰時間の算出と、を同時に行い、減衰時間と気液比との関係を調査して、減衰時間に対する気液比の校正曲線を作成する。そして、事前に作成した校正曲線を用いて、減衰時間から気液比を算出する。
<センサシステム1における測定結果>
本実施形態に係るセンサシステム1を用いて測定した結果について説明する。図9は、本実施形態に係るセンサシステム1を用いて気液比(水分率)を測定した評価結果を示す図である。図9の横軸は測定を行った二相流体の気液比(水分率)、縦軸はセンサシステム1によって求めた減衰時間を示す。
センサシステム1により、気液比(水分率)に対して、水分率5%以下において、気液比(水分率)に対応して、減衰時間が単調に変化することが確認できた。すなわち、センサシステム1を用いて、残留電波の減衰時間を求めることにより、配管Pの内部を流れる二相流体の気液比を測定することができる。
また、図10は、本実施形態に係るセンサシステム1を用いて、気液比(水分量)と減衰時間との相関関係を評価した結果を示す図である。線Lex2は、水分量が5.5%付近の3点について直線近似した結果である。相関係数は0.989となり、残留電波の減衰時間を用いて、配管Pの内部を流れる二相流体の気液比を測定できることが示された。
ここで、参考例として、配管Pの内部にアンテナから連続して電波を発信しながら電波を受信して定在波比(SWR:Standing Wave Ratio)を求めた結果について説明する。定在波比は、アンテナから送信した電波の強度とアンテナから受信した電波の強度の比である。図11は、参考例のセンサシステムの評価結果を示す図である。図11の横軸は気液比(水分率)、縦軸は定在波比(SWR)である。
図11の線Lref1、線Lref2、線Lref3及び線Lref4はそれぞれ周波数0.7ギガヘルツ、1.2ギガヘルツ、1.5ギガヘルツ及び2.4ギガヘルツの電波を照射したときの結果である。
図11によれば、定在波比を用いた場合に、気液比(水分率)に対して、定在率の有意な傾向が見られず、定在波比から気液比(水分率)を算出することはできない。これは、配管の内部に発射した送信波と、配管を反射して返ってくる受信波が干渉することにより電界強度に分布が生じることが原因であると考えられる。
一方、本実施形態に係るセンサシステム1によれば、送信部20が電波の送信を停止してからの電波の減衰時間により気液比を算出する。送信部20が電波の送信を停止してからの電波の減衰時間により気液比を算出することにより、送信波と受信波との干渉を抑制して、配管P内の電界強度の分布による影響を抑制して、気液比を高精度に測定できる。
また、本実施形態に係るセンサシステム1によれば、受信波形を積算して計測することにより、ノイズの影響を抑制するとともに、気液比を高精度に測定できる。
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
1 センサシステム
10 アンテナ
10a 先端
10b 後端
20 送信部
21 高周波信号生成回路
22 パルス信号生成回路
23 混合回路
30 受信部
40 方向性結合部
50 制御部
Ctl1 制御信号
Ctl2 制御信号
P 配管
Pls パルス信号
Rf 高周波信号
Rx 受信信号
Trig トリガー信号
Tx 送信信号
WF 受信波形信号

Claims (8)

  1. 配管の内部を流れる二相流体の気液比を測定するセンサシステムであって、
    前記配管の内部に電波を発信する送信部と、
    前記配管の内部から前記電波を受信する受信部と、
    前記受信部が受信した前記電波に基づいて、前記送信部が前記電波の送信を停止してから、前記電波の減衰にかかる減衰時間に基づいて、前記気液比を算出する制御部と、
    を備え、
    前記送信部は、前記電波を間欠的に発信し、
    前記制御部は、前記受信部が受信した前記電波の複数の時間波形を平均化する、
    センサシステム。
  2. アンテナを更に備え、
    前記送信部は、前記アンテナから前記配管の内部に前記電波を発信し、
    前記受信部は、前記アンテナを介して前記電波を受信する、
    請求項1に記載のセンサシステム。
  3. 前記制御部は、前記受信部が受信した前記電波の波形を微分して微分波形を求め、前記微分波形に基づいて、前記減衰時間を算出する、
    請求項1又は請求項2のいずれかに記載のセンサシステム。
  4. 配管の内部を流れる二相流体の気液比を測定するセンサシステムであって、
    前記配管の内部に電波を発信する送信部と、
    前記配管の内部から前記電波を受信する受信部と、
    前記受信部が受信した前記電波に基づいて、前記送信部が前記電波の送信を停止してから、前記電波の減衰にかかる減衰時間に基づいて、前記気液比を算出する制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、前記受信部が受信した前記電波の波形を微分して微分波形を求め、前記微分波形に基づいて、前記減衰時間を算出する、
    センサシステム。
  5. 前記制御部は、前記微分波形に曲線を当てはめて、当てはめた前記曲線から前記減衰時間を算出する、
    請求項3又は請求項4のいずれかに記載のセンサシステム。
  6. 前記曲線はガウス関数であり、
    前記制御部は、前記ガウス関数の標準偏差に基づいて、前記減衰時間を算出する、
    請求項5に記載のセンサシステム。
  7. 配管の内部を流れる二相流体の気液比を測定する測定方法であって、
    前記配管の内部に電波を間欠的に送信して、受信した前記電波の複数の時間波形を平均化し、前記電波の送信を停止してから、前記電波の減衰にかかる減衰時間に基づいて、前記気液比を算出する、
    気液比の測定方法。
  8. 配管の内部を流れる二相流体の気液比を測定する測定方法であって、
    前記配管の内部に電波を送信して、受信した前記電波の波形を微分して微分波形を求め、前記電波の送信を停止してから、前記電波の減衰にかかる減衰時間を前記微分波形に基づいて算出し、前記減衰時間に基づいて、前記気液比を算出する、
    気液比の測定方法。
JP2022034598A 2022-03-07 2022-03-07 センサシステム及び気液比の測定方法 Active JP7563409B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022034598A JP7563409B2 (ja) 2022-03-07 2022-03-07 センサシステム及び気液比の測定方法
US18/158,607 US12399136B2 (en) 2022-03-07 2023-01-24 Sensor system and method for measuring gas liquid ratio
NZ796652A NZ796652B2 (en) 2023-01-25 Sensor system and method for measuring gas liquid ratio

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022034598A JP7563409B2 (ja) 2022-03-07 2022-03-07 センサシステム及び気液比の測定方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023130112A JP2023130112A (ja) 2023-09-20
JP7563409B2 true JP7563409B2 (ja) 2024-10-08

Family

ID=87851388

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022034598A Active JP7563409B2 (ja) 2022-03-07 2022-03-07 センサシステム及び気液比の測定方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US12399136B2 (ja)
JP (1) JP7563409B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7393071B1 (ja) 2023-08-09 2023-12-06 日本サン石油株式会社 冷凍機油組成物及び冷凍機用作動流体

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000249673A (ja) 1999-03-01 2000-09-14 Japan National Oil Corp 多相流体の成分率測定方法及びそれを利用した成分率計
JP2000321228A (ja) 1999-04-27 2000-11-24 Siemens Elema Ab 麻酔剤分析方法および分析装置
JP2001525934A (ja) 1997-05-21 2001-12-11 ネレス・フィールド・コントロールズ・オイ 気体含有量測定方法および気体含有量測定装置
JP2011141238A (ja) 2010-01-08 2011-07-21 Koa Corp 水分検知装置
US20140083183A1 (en) 2012-09-24 2014-03-27 Rosemount Tank Radar Ab Arrangement and method for testing a level gauge system
WO2015033499A1 (ja) 2013-09-03 2015-03-12 パナソニック株式会社 薄膜トランジスタの評価方法、製造方法、及び、薄膜トランジスタ
CN113280875A (zh) 2021-05-08 2021-08-20 天津市天大泰和自控仪表技术有限公司 用于气液两相流测量的十字微波传感器及测量系统

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5773660A (en) * 1980-10-27 1982-05-08 Ketsuto Kagaku Kenkyusho:Kk Electric type moisture meter
CA2310417C (en) * 2000-05-30 2010-02-23 Esi Environmental Sensors Inc. Fluid sensor
KR101810724B1 (ko) * 2010-09-03 2017-12-19 로스 알라모스 내셔널 씨큐어리티 엘엘씨 다상 유체 특성화 시스템
WO2016064744A1 (en) * 2014-10-22 2016-04-28 Sisler John R Radio frequency based void fraction determination
EP3617444A1 (en) 2015-08-07 2020-03-04 Saudi Arabian Oil Company Method and device for measuring fluid properties using an electromechanical resonator
EP3488203A4 (en) 2016-07-20 2020-09-09 Triad National Security, LLC NON-INVASIVE MEASUREMENT OF ACOUSTIC PROPERTIES OF LIQUIDS
US11231310B2 (en) * 2016-11-23 2022-01-25 Tigmill Technologies, LLC Fluid level and composition sensor
US11567038B2 (en) * 2019-09-26 2023-01-31 Triad National Security, Llc Apparatus and method for shaped waveform interrogation
CN112924409B (zh) * 2021-01-14 2022-04-19 南京航空航天大学 基于太赫兹波测量气固两相浓度场的装置和方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001525934A (ja) 1997-05-21 2001-12-11 ネレス・フィールド・コントロールズ・オイ 気体含有量測定方法および気体含有量測定装置
JP2000249673A (ja) 1999-03-01 2000-09-14 Japan National Oil Corp 多相流体の成分率測定方法及びそれを利用した成分率計
JP2000321228A (ja) 1999-04-27 2000-11-24 Siemens Elema Ab 麻酔剤分析方法および分析装置
JP2011141238A (ja) 2010-01-08 2011-07-21 Koa Corp 水分検知装置
US20140083183A1 (en) 2012-09-24 2014-03-27 Rosemount Tank Radar Ab Arrangement and method for testing a level gauge system
WO2015033499A1 (ja) 2013-09-03 2015-03-12 パナソニック株式会社 薄膜トランジスタの評価方法、製造方法、及び、薄膜トランジスタ
CN113280875A (zh) 2021-05-08 2021-08-20 天津市天大泰和自控仪表技术有限公司 用于气液两相流测量的十字微波传感器及测量系统

Also Published As

Publication number Publication date
NZ796652A (en) 2025-08-29
JP2023130112A (ja) 2023-09-20
US12399136B2 (en) 2025-08-26
US20230280285A1 (en) 2023-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1896766B (zh) 距离测定装置及距离测定方法
KR101908196B1 (ko) Fmcw 레이더에서의 주파수 변조 방식
KR101244605B1 (ko) 주차공간 인식 방법 및 그 장치
US7221169B2 (en) Ultra-wide band pulse dispersion spectrometry method and apparatus providing multi-component composition analysis
JP3217749B2 (ja) パルス伝搬時間法による電磁波を用いた距離測定方法および距離測定装置
EP2748629B1 (en) Mfpw radar level gauging with distance approximation
CN104520682B (zh) 用于确定和/或监测容器中的介质的料位的方法
US7966141B2 (en) Method for evaluating and correcting total measurement signals
US9945709B2 (en) Determining a distance and a flow speed of a medium
US20150226594A1 (en) Radar level gauge system with multiple receiver branches
US20140085132A1 (en) Radar level gauging using frequency modulated pulsed wave
CN105987739B (zh) 雷达料位计量
JP7563409B2 (ja) センサシステム及び気液比の測定方法
WO2012089796A1 (en) Radar level gauging using frequency modulated pulsed wave
AU2002323311A1 (en) Ultra-wide band pulse dispersion spectrometry method and apparatus providing multi-component composition analysis
US6634228B2 (en) Method of measuring level in a vessel
CN104215949B (zh) 一种基于自动增益控制电压修正的目标rcs标定方法
JP7239293B2 (ja) 連続波レーダ測定によって媒体の充填レベルを特定するための方法および充填レベル測定装置
CN209296812U (zh) 一种基于tdc的脉冲载波频率检测装置
US10145719B2 (en) Echo curve determination at a resolution that differs on area-by-area basis
JP7677540B2 (ja) センサシステム及び気液比の測定方法
CN107209251B (zh) 填充水平测量装置
CN111830479A (zh) 雷达回波双分量混合幅度分布模型参数估计方法及装置
RU2706453C1 (ru) Автоподстроечный способ измерения малого значения уровня вещества
CN100504436C (zh) 一种用于在轨探测与着陆的雷达测高仪

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20231010

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20231010

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20231219

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240416

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240614

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240827

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240909

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7563409

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150