JPH0561571B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0561571B2
JPH0561571B2 JP61277308A JP27730886A JPH0561571B2 JP H0561571 B2 JPH0561571 B2 JP H0561571B2 JP 61277308 A JP61277308 A JP 61277308A JP 27730886 A JP27730886 A JP 27730886A JP H0561571 B2 JPH0561571 B2 JP H0561571B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
flow rate
temperature
gas
ultrasonic
gas flow
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP61277308A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS63131027A (ja
Inventor
Yukio Yoshida
Shusuke Suzuki
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.)
Tokyo Keiki Inc
Original Assignee
Tokimec Inc
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 Tokimec Inc filed Critical Tokimec Inc
Priority to JP61277308A priority Critical patent/JPS63131027A/ja
Publication of JPS63131027A publication Critical patent/JPS63131027A/ja
Publication of JPH0561571B2 publication Critical patent/JPH0561571B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20End-user application control systems
    • Y04S20/221General power management systems

Landscapes

  • Measuring Volume Flow (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 a 産業上の利用分野 本発明は、超音波を利用して管内を流れる気体
の流量を測定し、特に基準温度の状態に変換して
測定するための超音波気体流量計に関する。
b 従来の技術 管内を流れる気体中に超音波を伝搬させて、そ
の伝搬速度の変化を利用して管内気体の流速、流
量を測定する装置は従来から知られている。例え
ば、流管の周壁に互いに斜めに対向して、一対の
超音波送受波用のプロープを設置し、このプロー
プで流れに対して順方向および逆方向に交互に超
音波の送受信を行ない、それぞれの流管内をよぎ
つて伝搬する超音波の順、逆両方向における伝搬
時間(若しくはその逆数)の差を求めることによ
り管内流体の流速を測定するものがある。
従来、このような流速計にあつては、測定値が
測定流体の温度に影響されないよう種々の工夫
(例えば、それぞれの伝搬時間の逆数の差をとる
ことにより、流体中の音速の影響を除去してい
る)がなされているが、それはあくまでも測定条
件下で流速、流量を正確に求めようとするもので
ある。
一方気体流量は同一流速であつても温度、圧力
により変化するので、一般にはここで得られた流
量を標準温度、標準圧力の状態に換算して出力ま
たは表示するのが通例である。このため十の超音
波気体流量計にあつては、流速計のほかに温度発
信器および圧力発信器を設け、これらの温度、圧
力の出力信号により流速計の出力信号の正規化演
算を行なつて、前記標準状態における気体の流量
を求めていた。
c 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、前記従来の超音波気体流量計に
おいては、実際の前記発信器の設置にあたり、圧
力は測定点の相違による誤差は比較的少なく、か
つ超音波流速計を設置する流管においては、ある
程度の直管長が確保されていることを考慮すると
さほど問題とならないが、他方の温度は流速計プ
ロープと温度発信器の検出端は同一場所に設置す
ることは困難で、若干の隔たりがあることは免れ
ず、正確な正規化演算は困難であるという問題点
があつた。
本発明はかかる点に鑑みなされたもので、その
目的は前記問題点を解消し、気体の流量測定に際
し、前記正規化演算のうちの温度補正のため、流
速測定時に得られる超音波の伝搬時間からその時
の温度を導出し、これを基に自動的に標準温度に
おける流量を演算して、精度よく測定できる超音
波気体流量計を提供することにある。
d 問題点を解決するための手段 前記目的を達成するための本発明の構成は、 気体の流通路の壁面に、該流通路の長軸方向に
対して斜め方向に、または斜め方向から超音波を
対向して送受する一対の超音波送受波器を配設
し、気体の流れに順方向および逆方向に超音波を
伝搬させて、流通路内を伝搬する超音波の順、逆
両方向におけるそれぞれの伝搬時間若しくはそれ
ぞれの逆数の差に基づいて気体の流量を測定する
流量計において、 超音波の前記順、逆方向におけるそれぞれの伝
搬時間の逆数の和と測定状態における前記気体の
温度との関係を記憶させた記憶手段と、前記それ
ぞれの伝搬時間の逆数の和により前記記憶手段か
ら出力される前記気体の温度とあらかじめ定めた
基準温度との比に基づく係数を前記により測定し
た流量測定値に演算させて、基準温度における流
量測定値に変換する温度変換演算手段とを備えた
ことを特徴とする。
e 作用 はじめに本発名の作用原理を説明する。第1図
に示すように、流管1の内径をd、送受波器2
1,22の間隔をL、送受波器21,22の軸線
と管軸とのなす角をθ、気体の音速をC、その流
速をVとすると、超音波を流れに順方向に伝搬さ
せたときの伝搬時間t1は、 t1=L/C+Vcosθ (1) 流れに逆方向に伝搬させたときの伝搬時間t2
は、 t2=L/C−Vcosθ (2) t1、t2の逆数の差から流速Vは V=L/2cosθ(1/t1−1/t2) (3) 従つて、流量qは q=(πd2/4)・L/2cosθ(1/t1−1/t2)(4
) この測定時の温度、圧力をT、P、標準状態の
温度、圧力をTo、Poとすると、標準状態におけ
る流量qoは qo=P/Po・To/T・Ko/K・q (5) となる。たゞしKo/Kは圧縮係数比である。一
方、気体の音速Cは C=L/2(1/t1+1/t2) (6) で求められる。Cは一般に温度Tの関数であるか
ら、C=t(T)で表わされ、T=f-1(C)を求めれば、
Cより温度Tを求めることができる。従つて、 qo=P/Po・To/f-1(C)・Ko/K・q (7) より圧力Pを与えることにより、標準状態におけ
る流量qoを求めることができる。
ちなみに空気について考えると(Tは〓、Cは
m/s)、 C=331(1+T/273)1/2=331+0.606T (8) 故に、T=1/0.606(C−331)、 qo=P/Po・Ko/K・{To/0.825L(1/
t1+1/t2)−546}・{πd2L/8cosθ(1/t1−1/
t2)}(9) 上式第3項は(1/t1+1/t2)の測定値より
計算により求められるが、演算のため計測時間は
長くなる。通常プラントにおける温度範囲は限ら
れたものであるから、(1/t1+1/t2)に対す
るTの関係(表)をあらかじめROM上に記憶さ
せ、(1/t1+1/t2)の値からTを求めるよう
にすることができる。
f 実施例 以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を
例示的に詳しく説明する。
第1図は本発明の一実施例を示す超音波気体流
量計のブロツク図、第2図は同流量計の各部にお
ける動作を説明するタイムチヤートである。両図
において、気体が流管1内を流れる方向に対し、
超音波を順および逆方向に送受波するための送受
信ユニツト3の順逆切替回路(SW)31、タイ
ミングユニツト5のクロツクパルス発生器
(CPG1)51を基に動作するタイマ(TM)52
の出力F(第2図イ)により動作し、超音波の伝
搬方向を切替える。送信波T(第2図ロ)はタイ
マ(TM)52の指令により、送信回路(TX)
32より発生され順逆切替回路(SW)31を経
て、送波器21(または22)に与えられる。こ
こで調音波に変換されて、気体中に超音波が送出
される。受波器22(または21)により受波さ
れた超音波信号をここで電気信号に変換し、順逆
切替回路(SW)31を経て受信回路(RX)3
3に入力する。受信回路(RX)33はこの電気
信号を所定のレベルまで増幅し、比較回路
(COMP)34へ送る(第2図ハ)。比較回路
(COMP)34では、この受信波を送受信ユニツ
ト3に内蔵される基準電圧VTと比較し、VTより
大きな受信波が到達すると出力パルスを計数ユニ
ツト4のフリツプフロツプ回路(FF)41に送
出する。
計数ユニツト4のこのフリツプフロツプ回路
(FF)41は、タイマ(TM)52からの送信指
令信号によりセツトされ、比較回路(COMP)
34の出力パルスによりリセツトされる。フリツ
プフロツプ回路(FF)41の出力は、超音波の
伝搬時間tuまたはtdに相当する時間だけHレベル
に保持される(第2図ニ)。カウンタ(CNT)4
3はフリツプフロツプ回路(FF)41の出力が
Hレベルにある間、ANDゲート42を経てクロ
ツクパルス発生器(CPG1)51からのクロツク
パルスを計数する。このように計数ユニツト4の
カウンタ(CNT)43は、順逆フラグ信号Fに
従つて時間t1、t2を計数し、計数を終了すると直
ちにその計数データを平均化ユニツト6へ送る。
平均化ユニツト6はクロツクパルス発生器
(CPG2)61、インターフエース(IF)62、
平均化回路(AVR)63、メモリ(M1)64か
ら成り、前記カウンタ(CNT)43からインタ
ーフエース(IF)62を経て与えられる時間t1
t2の計数データのそれぞれの任意個数の移動平均
値を算出する。すなわち、カウンタ(CNT)4
3から新たな計数データが与えられると、メモリ
(M1)64に記憶されているデータのうち、最も
古いデータと置き替えて平均値を算出する(第2
図ホ,ヘ)。平均値は時間t1、t2それぞれ独立に
処理され、メモリ(M1)64に記憶される。こ
の平均化処理が終了すると、この平均値に基づい
て次の流量演算ユニツト7で、流量演算処理が行
なわれる。すなわち、前記移動平均処理と流量演
算処理は第2図トに示されるように、新たな計数
データが得られると、直ちに平均化ユニツト6で
移動平均処理を行ない、この処理が終了すると流
量演算ユニツト7において流量演算処理に入り、
次の新たな計数データが与えられるまでこの処理
を実行する。
流量演算ユニツト7は流量演算回路(FLM)
71とメモリ(M2)72とから成り、流量演算
回路(FLM)71は、前記(4)式により流量を計
算する回路であり、メモリ(M2)72は、前記
d、cos、θ、およびLなどの定数および係数を
記憶する。
温度・圧力変換ユニツト8は、流量演算ユニツ
ト7で得られた流量を、あらかじめ定められた標
準状態における値に変換するための変換ユニツト
で、前記(7)式による温度および圧力の変換演算が
実行される。同変換ユニツト8は、温度変換回路
(TMP)81と、前記(1/t1+1/t2)と温度
Tとの関係を数表として記憶するメモリ(M3
83と、圧力変換回路(PRS)83と、圧力変
換係数を設定するメモリ(M4)84と、切替ス
イツチ85とから成る。切替スイツチ85は、圧
力変換動作を流量計本体内の設定された係数で自
動的に行なうか、または外部の圧力発信器(PT)
10からの出力により変換するかを選択するスイ
ツチである。圧力変動が比較的少ない測定対象に
対しては、切替スイツチ85は内部(メモリM4
側に選ばれ、あらかじめ想定された圧力値(一定
値)をもつて圧力変換が行なわれる。9は圧力さ
れる流量測定値を表示、積算などするための表示
器(DIS)である。圧力発信器(PT)10は、
前述のように測定対象の圧力を検出するための発
信器であり、この出力を利用すれば、測定状態時
の圧力により圧力変換が行なわれる。
以上の流量演算および温度、圧力変換演算は第
2図トの期間のただ1回で終了するものではな
く、第2図チに示すように複数期間にわたつて実
行され、すなわち、流量測定値Qoは、同図およ
びへの(Σtuo-i、(Σtdo-iより演算され、その流
量出力が得られる都度、時間t1、t2の新たな移動
平均値を基に、流量演算を実行する。
以上の説明は、超音波の順、逆方向における伝
搬時間の逆数1/t1、1/t2基に流速、音速を算
出する例を示したが、伝搬時間t1、t2の差および
和、あるいはt1、t2を、それぞれに比例した周波
数に変換し、それらの差および和から流速、音速
を算出することも可能である。また、前記の演算
は、マイクロコンピユータで実行することも可能
である。
なお、本発明の技術は前記実施例における技術
に限定されるものではなく、同様な機能を果す他
の態様の手段によつてもよく、また本発明の技術
は前記構成の範囲内において種々の変更、付加が
可能である。
g 発明の効果 以上の説明から明らかなように本発明によれ
ば、気体の流量測定に際し、気体の流れに対し
順、逆方向に超音波を伝搬させて、それぞれの伝
搬時間の逆数の和を求め、これとあらかじめ定め
られた気体温度の関係から測定状態における温度
を導出して、これを基に標準温度における流量を
演算して求めるものであるから、別個に温度発信
器を設ける必要がなく、かつ、流速測定位置にお
ける温度を推定することができるので、精度よく
気体の流量を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す超音波気体流
量計のブロツク図、第2図は同流量計の各部にお
ける動作を説明するタイムチヤートである。 1……流管、3……送受信ユニツト、4……計
数ユニツト、5……タイミングユニツト、6……
平均化ユニツト、7……流量演算ユニツト、8…
温度・圧力変換ユニツト、10……圧力発信器
(PT)、21,22……送受波器、71……流量
演算回路(FLW)、72……メモリ(M2)、81
……温度変換回路(TMP)、82……メモリ
(M3)、83……圧力変換回路(PRS)、84……
メモリ(M4)、85……切替スイツチ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 気体の流通路の壁面に、該流通路の長軸方向
    に対して斜め方向に、または斜め方向から超音波
    を対向して送受する一対の超音波受波器を配設
    し、気体の流れに順方向および逆方向に超音波を
    伝搬させて、流通路内を伝搬する超音波の順、逆
    両方向におけるそれぞれの伝搬時間若しくはそれ
    ぞれの逆数の差に基づいて気体の流量を測定する
    流量計において、 超音波の前記順、逆方向におけるそれぞれの伝
    搬時間の逆数の和と測定状態における前記気体の
    温度との関係を記憶させた記憶手段と、前記それ
    ぞれの伝搬時間の逆数の和により前記記憶手段か
    ら出力される前記気体の温度とあらかじめ定めた
    基準温度との比に基づく係数を前記により測定し
    た流量測定値に演算させて、基準温度における流
    量測定値に変換する温度変換演算手段とを備えた
    ことを特徴とする超音波気体流量計。
JP61277308A 1986-11-19 1986-11-19 超音波気体流量計 Granted JPS63131027A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61277308A JPS63131027A (ja) 1986-11-19 1986-11-19 超音波気体流量計

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61277308A JPS63131027A (ja) 1986-11-19 1986-11-19 超音波気体流量計

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63131027A JPS63131027A (ja) 1988-06-03
JPH0561571B2 true JPH0561571B2 (ja) 1993-09-06

Family

ID=17581729

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61277308A Granted JPS63131027A (ja) 1986-11-19 1986-11-19 超音波気体流量計

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS63131027A (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2165598C1 (ru) * 1999-10-07 2001-04-20 Открытое акционерное общество "Стройтрансгаз" Ультразвуковой газовый расходомер-счетчик
JP5123469B2 (ja) * 2005-07-05 2013-01-23 愛知時計電機株式会社 超音波流量計
JP2007051913A (ja) * 2005-08-17 2007-03-01 Tokyo Keiso Co Ltd 超音波流量計の補正方法
JP2010256075A (ja) * 2009-04-22 2010-11-11 Aichi Tokei Denki Co Ltd 流量計及び流量計測方法
EP3182072A1 (en) * 2015-12-15 2017-06-21 Horiba, Ltd. Flow rate measurement device, fuel efficiency measurement device, program for flow rate measurement device and flow rate measurement method

Also Published As

Publication number Publication date
JPS63131027A (ja) 1988-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0713080B1 (en) Method and device for measuring with sing-around technique
JP4954210B2 (ja) 低電力超音波流量計測
US3869915A (en) Digital flowmeter
CA1331052C (en) Speed measurement device
JPH06148003A (ja) 超音波を用いた温度測定装置
US4011753A (en) Method and device for measuring the flow velocity of media by means of ultrasound
WO2005083371A1 (ja) ドップラー式超音波流量計
US6595070B1 (en) Acoustic flow meters
US4391150A (en) Electro-acoustic flowmeter
US4611496A (en) Ultrasonic flow meter
JPH0561571B2 (ja)
JPH0447770B2 (ja)
JPH1048009A (ja) 超音波温度流速計
EP4153950A1 (en) Ultrasonic flow measurement
JP4266117B2 (ja) 超音波流量計
JPH11351928A (ja) 流量計および流量計測方法
JPH088417Y2 (ja) 超音波流量計校正装置
Jackson et al. A three-path ultrasonic flowmeter for small-diameter pipelines
JPH0791996A (ja) 超音波流量計
JP4485641B2 (ja) 超音波流量計
JPH0584849B2 (ja)
JPS642905B2 (ja)
JPH02116745A (ja) 超音波溶液濃度測定装置
RU2085858C1 (ru) Ультразвуковой способ определения объема продукта, прошедшего по трубопроводу, и устройство для его осуществления
JPH04328423A (ja) 超音波気体流量計