JPH04166722A - 流量計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明はそれぞれ読み取り倍率の異なる複数の流量計を
用いて小流量から大流量まで精度良く流量を計測する流
量計測装置に関する。

（従来の技術） 例えば、発電所の燃料ガス流量などの気体の流量計測に
は、計測部にオリフィスを設置し、そのオリフィスを通
過する前後の差圧を計測し、流量に換算する「オリフィ
ス流量計測装置」を用いている。このオリフィス流量計
測装置において、計測される差圧と流量との間には第（
１）式で示すような放物線関係が理論的に成立している
。

ｆ＝Ａ−ｄ’・６７丁「　　・・・（１）ここで、 ｆ：ガス流量 Ａ：温度、湿度、膨張、レイノルズ数などの各種補正係
数の積 ｄニオリフイスの絞り径 ｐ：ガス圧力 Δｈ：差圧 である。

上記（１）式からも判る通り、この流量計測器の読み取
り倍率即ち計測感度あるいは計測可能範囲はオリフィス
口径の大小により変る。例えば、第２図に示すように、
同一流量に対し大口径オリフィスで計測した場合は差圧
の感度が低く、小口径の場合には差圧の感度が高い。す
なわち流量が多いほど大口径、流量が少ないほど小口径
のオリフィスが使われる。勿論、この読み取り倍率は、
オリフィス径のみに依る訳ではなく、測定器の出力増幅
器の増幅率を変えることによっても、それは可能である
。同図において、読み取り倍率大・計測感度大・オリフ
イスロ径小＝小流量計測範囲＝増幅率大の関係がある。

一方、流量計測する場合の誤差については、各読み取り
倍率の異なる流量計測器は、一般に第３図に示す通り、
大流量では少ないが、小流量に近づくにつれて急激に増
加して、下限流量付近ではそれぞれピークに達する。

（発明が解決しようとする課題） 以上の説明からも判るように、例えば燃料ガス等の流量
を大流量から小流量まで計測するには、読み取り倍率の
異なる複数の計測器が必要となる。

この場合、各計測器は、測定精度の点などから最適計測
範囲が決められる。しかし、ある計測流量を計測し得る
計測器は複数存在する。

それにも拘らず、従来は前記最適計測範囲に従って各計
測器を切り替え、常時１個の計測器のみで流量計測して
いたため、その計測器の精度が狂うと正確な流量計測値
が得られなくなる問題点があった。

そこで本発明は、誤差の大きい計測器を除外して正常な
計測器で流量計測することにより、流量の大小に拘らず
常に誤差が規定以下の精度のよい流量計測装置を提供す
ることを目的とする。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明は、読み込み倍率の異なる複数の流量計を用いて
小流量から大流量までの流量を計測する流量計測装置に
おいて、一定周期毎に前記複数の流量計からの計測デー
タを常時最新から所定周期分にわたって収集保存するデ
ータ保存部と、このデータ保存部に保存された計測デー
タを順次取り込み工学単位に変換する工学単位変換部と
、これら工学単位に変換された計測データの各流量系毎
の平均値と標準偏差及び各流量計相互間の相関関係を算
出するバラツキ検出部と、このバラツキ検出部での算出
結果を基に各流量計１個ずつを順次他の流量計と相互に
比較診断し測定不適当な流量計を検出、除外し、残る有
効な流量計による適正な計測データを取り出す判断部と
を備えることを特徴とするものである。

（作用） 同一流量を計測する複数の流量計から得られる各計測デ
ータの平均値、分散、標準偏差、相関関数を算出し各デ
ータのマトリックス的相互診断チエツクにより測定不適
当な流量計を検出して除去することにより有効な測定結
果値をつる。

（実施例） 以下、本発明を発電所の燃料ガス流量計測に適用した場
合を例にとり、その実施例を第１図を参照して説明する
。

第１図は本発明の一実施例による流量計測装置の構成図
を示し、差圧測定部ｌは、小流量から大流量までの流量
を差圧にて計測するため、オリフィス口径あるいはセン
サ出力の増幅率を変えることにより、読み込み倍率の異
なる複数のオリフィス流量計１ａを備えている。これら
各流量計は一定周期毎に走査されたのちアナログ値から
ディジタル値に変換された計測データが不良入力検知部
２に取り込まれる。不良入力検知部２に取り込まれた各
計測データはそこで品質チエツクを受け、計測範囲を超
える等の異常データが取り除かれる。

品質チエツクを受けた正常な計測データは一旦データ保
存部３に保存される。このデータ保存部３には最新走査
からそのｎ回萌の走査までのデータが保存される。デー
タ保存部３に保存された計測データはデータ比較部４に
入力される。このデータ比較部４は、工学単位変換部４
１、バラツキ検出部４２、判断部４３により構成されて
いる。

データ比較部４に入力された計測データＸは、初めに工
学単位変換部４１において、差圧を表すディジタル値か
ら情報テーブル６で定義されている１次方程式Ｙ＝Ａ−
Ｘにより装置の内部で扱いやすい工学単位系の流量値（
Ｙ）に変換される。

この工学単位系に変換された流量値（Ｙ）は、バラツキ
検出部４２に入力され、各流量計毎にｎ個（ｎ走査分）
のデータＸの平均値Ｅ（Ｘ）や分散ａ　”　＝［Ｘ−Ｅ
（Ｘ）コ″（標準偏差ａ　□［ｘ−Ｅ（Ｘ）］）　−（
２）が算呂される。これにより、同一流量値に対する各
流量計毎に得られる各計測データの平均値からの分散状
況が判る。

次に、各流量計間の相関性を数値化するために、共分散
Ｒｘ、、、＝（ＸＩ−Ｅ（ＸＩ））−（Ｘ２−Ｅ（Ｘ２
））　　　・（３）を算出した上で、 σ１＋’　σＸ。

を導く。これにより、各流量計から得られる計測データ
相互間の類似性が判断できる。

一方、オリフィスの差圧と流量との放物線関係により流
量域が小流量域になるにつれ測定誤差が増大してくるた
めに、異なるオリフィスで同一流量を測定した場合明ら
かに測定誤差も異なるので、判断部４３では、第３図に
示すような各流量計の各計測流量域における測定誤差の
予想値を予め情報テーブル６に数値化して格納しておき
、これを基にある計測された流量値における各流量計毎
の重み係数（Ｋ＝（予想値本相関関数））を算出する。

この重み係数は各流量計の計測流量域を複数の帯域に分
割したときの各帯域における測定誤差の予想値の度合を
表しており、重み係数が大きくなると測定誤差も大きい
。また、この重み係数は同一流量値に対する各流量計の
計測データを相互に比較する際の制限値として用いられ
る。例えば、上記１つの流量帯域を計測し得る流量計が
４個存在する場合に、その流量帯域における第１の流量
計からみた第２の流量計の計測データｎ個ならびにその
平均値、第３流量計のデータｎ個ならびにその平均値、
第４流量計のデータｎ個ならびにその平均値、さらには
第２流量計からみた他の３者、第３流量計からみた他の
３者、第４流量計からみた他の３者という組み合わせの
中で、不良入力検知部ｌであらかじめ除外されたものを
除く全計測データについて例えば第１流量計を基準にし
、他データが第１流量計の計測データの平均値±（（第
１流量計の最大計測データ戸（第１流量計の重み係数）
）・・・（５） の範囲内に収まっているかを順次チエツクする。

もし範囲内に収まっていないデータがある場合には、そ
のデータを一時的に記憶し測定不適当な流量計を検出す
る際の判定データとして用いる。

測定不適当な流量計の判定は、同一流量帯域での各流量
計の計測データの平均値間の比較結果に続いて全データ
の相互相関の比較結果の２段階ループにより行う。その
除用いる比較結果に基づく判定表としての知識ベースは
情報テーブル６に定義している。

例えば第１流量計からみた第３流量計の平均値が範囲内
に収まっていないとき、かつ他の流量計がらみた第３流
量計の平均値、第３流量計からみた他の流量計の平均値
がすべて範囲内に収まっていないときは第３流量計は測
定不適当な流量計として即座に検出され、以後の比較診
断のデータから除外される。

また例えば、同様に第１流量計からみた第３流量計の平
均値が範囲内に収まっていないとき、第２流量計からみ
た第３流量計の平均値、第３流量計からみた他の流量計
の平均値がすべて範囲内に収まっていないが、第４流量
計からみた第３流量計の平均値は範囲内に収まっている
というように一回で判断出来ないときは、重み係数の最
小であるすなわち測定誤差の最小な流量計を優先加味す
る。そして再度平均値間の比較結果をチエツクする。

平均値間の比較結果のチエツクから測定不適当な流量計
が検出できない場合、比較により範囲内に収まらない同
一流量計におけるデータ数がある一定の割合を超えた場
合にその流量計を測定不適当な流量計として判定する。

測定不適当な流量計を除いた他の流量計は、有効な流量
計として扱われる。

有効な流量計からのデータに関して収まらないデータを
除外した上で、バラツキ検出部４２にフィードバックさ
れ、除外されないデータについて平均値、標準偏差、相
関関数を算出する。続いて、判断部４３にフィードバッ
クされ、比較を繰り返す。

そして測定不適当なデータが検出されなかった最新比較
において、有効な流量計により算出された全データの平
均値を診断結果としての流量値保存部５に保存する。

なお、上記実施例では、最終的に求める流量値として、
有効な流量計より得られる全計測データの平均値をとる
ようにしたが、現在計測中の流量帯域において、誤差の
大きい測定不適当な流量計を除く有効な流量計のうち、
最も読み込み倍率の高い流量計からの計測データを最終
的流量値として採用するようにしてもよい。

また、上記実施例では発電所の燃料ガス流量を計測する
例について説明したが、本発明はこれに限らず、あらゆ
る流量計測に適用可能なことは明らかである。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、小流量から大流量
までの各流量計測を誤差の大きい流量計を除く適正な流
量計を用いて計測することができ、高精度の流量計測が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による流量計測装置のブロッ
ク構成図、第２図はオリフィス測定差圧と流量との一般
的な関係図、第３図はオリフィス測定流量と誤差との一
般的な関係図である。 ｌ・・・差圧測定部、２・・・不良入力検知部、３・・
・計測データ保存部、４・・・データ比較部、５・・・
診断結果としての流量値保存部、６・・・情報テーブル
、４Ｉ・・・工学単位変換部、４２・・・バラツキ検出
部、４３・・・判断部。 代理人　弁理士　　紋　１）　誠 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 読み込み倍率の異なる複数の流量計を用いて小流量から
   大流量までの流量を計測する流量計測装置において、 一定周期毎に前記複数の流量計からの計測データを常時
   最新から所定周期分にわたって収集保存するデータ保存
   部と、 このデータ保存部に保存された計測データを順次取り込
   み工学単位に変換する工学単位変換部と、これら工学単
   位に変換された計測データの各流量計毎の平均値と標準
   偏差および各流量計相互間の相関関係を算出するバラツ
   キ検出部と、 このバラツキ検出部での算出結果を基に各流量計１個ず
   つを順次他の流量計と相互に比較診断し測定不適当な流
   量計を検出、除外し、残る有効な流量計による適正な計
   測データを取り出す判断部とを備えることを特徴とする
   流量計測装置。