JPH0624738Y2 - Correlation flow meter - Google Patents

Correlation flow meter

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JPH0624738Y2
JPH0624738Y2 JP1435687U JP1435687U JPH0624738Y2 JP H0624738 Y2 JPH0624738 Y2 JP H0624738Y2 JP 1435687 U JP1435687 U JP 1435687U JP 1435687 U JP1435687 U JP 1435687U JP H0624738 Y2 JPH0624738 Y2 JP H0624738Y2
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JP
Japan
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flow rate
signal
correlation
output
flow
Prior art date
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JP1435687U
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Japanese (ja)
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JPS63122235U (en
Inventor
勝夫 三角
秀一 佐藤
Original Assignee
オ−バル機器工業株式会社
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Description

【考案の詳細な説明】 技術分野 本考案は、相互相関を用いた流速又は流量計測におい
て、相互相関を求めることができない停止中又は極低流
量域での計測を停止する相関流量計に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a correlation flow meter that stops measurement in a flow rate or flow rate measurement using cross-correlation in which the cross-correlation cannot be obtained or in a very low flow rate range.

従来技術 被測定流体の流れに沿って一定距離隔てて流体の乱れ信
号を検出するセンサを配設し、前記各々のセンサから発
信される流体乱れ信号の相互相関関数を求め、該相互相
関関数を極大にする遅れ時間を求めて、この遅れ時間に
より前記一定距離を除算して流速を求める所謂相関流量
計は周知である。而して、相関流量計においては、前記
遅れ時間の計測精度が流量測定精度を決定するものであ
るが、遅れ時間は相互相関関数のピーク値が鋭い場合
は、高精度な計測が可能であるが、平坦な場合は極大値
を求めることが困難で、精度低下は免れない。流速測定
における相互相関関数は、大きい値を示す程ピーク値が
大きく、鋭い指数関数曲線で、逆に、小さい値を示す程
平坦なピーク値をもっていることが知られている。更
に、センサ間距離が一定の場合は流速の低い程ピーク値
が低く、従って、平坦な指数関数であることも知られて
おり、停止中を含めて低流速においては相関流量計で測
定するととができない。しかし、通常の流量計測におい
ては、長時間低流速で計測することはなく、流量計の流
量範囲の半ば以上で運転されるので、流量の総積算値に
対して運転開始および停止時の過渡的状態における流量
範囲外の小流量域の流量積算値は無視することができ
る。このため、所定流量以下では流量積算を停止し、総
積算値に含まれる誤差を容認するようにしている。前記
所定流量の検出は、相関流量計自体によってもよいが、
前述のごとく小流域では不安定でなので、別個に熱線方
式等の流速検出器を配設し、該流速検出器の信号に従っ
て相関流量計の流量積算動作を停止している。
2. Description of the Related Art A sensor for detecting a turbulence signal of a fluid is arranged at a fixed distance along a flow of a fluid to be measured, a cross-correlation function of a fluid turbulence signal transmitted from each of the sensors is obtained, and the cross-correlation function is calculated. A so-called correlated flow meter for obtaining a flow velocity by obtaining a maximum delay time and dividing the constant distance by the delay time is well known. Thus, in the correlation flowmeter, the measurement accuracy of the delay time determines the flow measurement accuracy, but the delay time can be measured with high accuracy when the peak value of the cross-correlation function is sharp. However, when it is flat, it is difficult to obtain the maximum value, and the accuracy is unavoidable. It is known that the cross-correlation function in the flow velocity measurement has a larger peak value as it shows a larger value, has a sharp exponential curve, and conversely has a flat peak value as it shows a smaller value. Furthermore, when the distance between the sensors is constant, the lower the flow velocity, the lower the peak value, and therefore it is also known that it is a flat exponential function. I can't. However, in normal flow rate measurement, low flow velocity is not measured for a long time, and it is operated in the middle of the flow rate range of the flow meter. The flow rate integrated value in the small flow rate range outside the flow rate range in the state can be ignored. For this reason, the flow rate integration is stopped below the predetermined flow rate, and the error included in the total integrated value is allowed. The predetermined flow rate may be detected by the correlation flow meter itself,
Since it is unstable in the small flow region as described above, a flow velocity detector such as a heat ray system is separately provided, and the flow rate integrating operation of the correlation flow meter is stopped in accordance with the signal from the flow velocity detector.

従来技術の問題点 上述のように、従来技術においては、低流速域では相関
流速検出器とは別個な流速検出器を配設しているが、流
量が大きい大口径の流量測定、例えば、排ガスの測定の
ような場合、流れの乱れが大きく、局部的に測定する流
速計では雑音成分が検出の信頼度を低くし、更に、流速
検出のために別個に流速検出器を必要とする等の問題点
があった。
Problems of Conventional Technology As described above, in the conventional technology, a flow velocity detector separate from the correlation flow velocity detector is arranged in the low flow velocity region, but a large flow rate measurement with a large flow rate, for example, exhaust gas In the case of measurement such as, the turbulence of the flow is large, the noise component makes the reliability of the detection low in the velocity meter that measures locally, and further, a separate flow velocity detector is required for velocity detection. There was a problem.

問題点解決のための手段 本考案は、乱れ信号が低流速域で小さくなり、特に運転
停止された流量のないときの乱れ信号のレベルが低く、
更に所定レベル以上のトリガ出力をとると不連続となる
ようにしたものである。第3図(A)は、本考案が問題
としている流量域での動作説明をするための信号波形
図、第3図(B)は通常流れにおける検出信号を示した
もので、共に、(a)は検出器出力、(b)はトリガ出
力でTnはトリガレベルでトリガレベルTnの調整によ
ってはトリガ出力が所定時間内に出力されないことはな
い。本考案はこれに着目してなされたもので、所定レベ
ル以上の乱れ信号が所定時間内に所定数に達するか否か
を計数し、所定数に達しないときは流量停止の状態であ
ると判断し流量積算を停止し、所定数を越えるとき流量
積算を継続するものである。
Means for Solving Problems According to the present invention, the turbulence signal becomes small in the low flow velocity region, and the turbulence signal level is low particularly when there is no flow rate when operation is stopped
Furthermore, when a trigger output of a predetermined level or higher is taken, the output is discontinuous. FIG. 3 (A) is a signal waveform diagram for explaining the operation in the flow rate region of the present invention, and FIG. 3 (B) shows the detection signal in the normal flow, both of which are (a) ) Is a detector output, (b) is a trigger output, Tn is a trigger level, and depending on the adjustment of the trigger level Tn, the trigger output is not output within a predetermined time. The present invention has been made paying attention to this, and counts whether or not the disturbance signal of a predetermined level or more reaches a predetermined number within a predetermined time, and when it does not reach the predetermined number, it is determined that the flow rate is stopped. The flow rate integration is stopped, and the flow rate integration is continued when a predetermined number is exceeded.

実施例 第1図は、本考案の一実施例を示すブロック図で、図
中、1は流管で、被測定流体は該流管1内を矢標Q方向
に流れる。2は上流側の乱れ信号検出器、3は下流側の
乱れ信号検出器である。4は上流側の乱れ信号検出器2
から検出された乱れ信号を所定の増幅率で増幅してから
基準レベルの電圧値と比較して得た2値信号をXtとし
て挿関演算器7の上流側入力端子に出力する上流側信号
変換器である。5は前記上流側信号変換器4と同様にし
て、下流側の乱れ信号検出器3から出力される乱れ信号
も2値信号Ytとして相関演算器7の下流側入力端子に
出力する。6は零検出器で第3図で示した乱れ信号の2
値信号から該2値信号の連続性,非連続性を判別し、相
関演算器7の流量積算を継続するか、停止するかを指令
する零流量検出器である。
Embodiment FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, in which 1 is a flow tube, and a fluid to be measured flows in the flow tube 1 in the direction of arrow Q. Reference numeral 2 is an upstream disturbance signal detector, and 3 is a downstream disturbance signal detector. 4 is a disturbance signal detector 2 on the upstream side
The upstream signal conversion in which the disturbance signal detected from the signal is amplified by a predetermined amplification factor and then the binary signal obtained by comparing with the voltage value of the reference level is output as Xt to the upstream input terminal of the insertion calculator 7 It is a vessel. Similarly to the upstream signal converter 4, 5 also outputs the disturbance signal output from the downstream disturbance signal detector 3 to the downstream input terminal of the correlation calculator 7 as a binary signal Yt. 6 is a zero detector, which is 2 of the disturbance signal shown in FIG.
This is a zero flow rate detector that determines the continuity or discontinuity of the binary signal from the value signal and issues an instruction to continue or stop the flow rate integration of the correlation calculator 7.

第2図は、前記零検出回路の一例を示す詳細図で、図
中、10は上流側信号変換器4からの2値信号Xtが入
力される入力端子、11は前記2値信号によって発光さ
れる発光素子と、図示しない電源から抵抗Rを通して
供給される電圧Vccが印加され、前記発光素子からの光
を受光する受光素子とよりなるフォトカプラで、該フト
カプラ11の出力がシュミット回路12により整形さ
れ、リトリガー形のタイマ13とANDゲート14とに
入力される。流量が流れていて所定レベル以上の乱れ信
号が連続して出力されているときにおける初期において
は、バイナリカウンタ15の出力17はロールレベルで
あり、NOT回路16によりANDゲート14は開いて
いるので、カウンタ15は計数を初め、計数完了したと
きカウンタ出力17はハイレベルとなる。一方、リトリ
ガ形のタイマ13は可変抵抗VRにより時間設定され
るが、この設定時間は運転中に入力されるパルス周期の
最も長い値よりも長く設定されているので、タイマ13
の出力は再トリガのためローレベルのままで、カウンタ
15はリセットされることがなく、従って、カウンタ出
力17はハイレベルのままである。下流側の乱れ信号
も、上述した上流側乱れ信号と同様の回路構成をもって
おり、下流側信号変換器5からの2値信号Ytは、下流
側信号端子20に入力され、フォトカプラ21,シュミ
ット回路22で整形され、タイマ23とANDゲート2
4とに入力する。2値信号Ytが連続して出力されてい
るときは、カウンタ出力27はハイレベルとなっている
ので、NAND回路30はローレベルとなり、出力回路
31には、電源電圧Vccから該出力回路31を構成する
定電流回路、トランジスタ、発光ダイオード等を通して
電流が流れないので発光ダイオードは発光しない。次に
所低レベル以上の乱れ信号が前記タイマ13に設定され
た時間内に出現しない場合についてみると、上流側信号
端子10に入力された或る時点におけるパルスによっ
て、前記の場合と同様に、まず、ANDゲート14が開
いてカウンタ15は計数を初めるが、同時に、タイマ1
3も作動する。この場合、タイマ13の設定時間内にお
いてパルス入力がないため、カウンタ出力17はローレ
ベルのままであり、ANDゲート14も開かれた状態を
継続するが、タイマ13の時間信号によりカウンタ15
の積算値はリセットされるので、NAND回路30の上
流側の乱れ信号の入力側はローレベルのままである。同
様にして、下流乱れ信号側のNAND回路30の入力も
ローレベルのままであるから出力はハイレベルとなり、
出力回路の発光ダイオードに電流が流れて該発光ダイオ
ードが発光し、乱れ成分信号が不連続に発信される流量
停止状態であることを表示するとともに、相関演算器7
に停止表示出力端子からstop信号を出力して流量値を零
とする。
FIG. 2 is a detailed diagram showing an example of the zero detection circuit. In the figure, 10 is an input terminal to which the binary signal Xt from the upstream signal converter 4 is input, and 11 is emitted by the binary signal. And a voltage Vcc supplied from a power source (not shown) through a resistor R 1 and a light receiving element for receiving light from the light emitting element. The output of the shift coupler 11 is output by the Schmitt circuit 12. It is shaped and input to the retrigger timer 13 and the AND gate 14. Since the output 17 of the binary counter 15 is at the roll level and the AND gate 14 is opened by the NOT circuit 16 at the initial stage when the turbulence signal of a predetermined level or more is continuously output while the flow rate is flowing, The counter 15 starts counting and the counter output 17 becomes high level when the counting is completed. On the other hand, the retrigger type timer 13 is set by the variable resistance VR 1, but since this set time is set longer than the longest value of the pulse cycle input during operation, the timer 13 is set.
Output remains low due to retriggering, counter 15 is not reset, and counter output 17 therefore remains high. The downstream disturbance signal also has the same circuit configuration as the upstream disturbance signal described above, and the binary signal Yt from the downstream signal converter 5 is input to the downstream signal terminal 20, the photo coupler 21, the Schmitt circuit. It is shaped by 22 and timer 23 and AND gate 2
Enter 4 and. When the binary signal Yt is continuously output, the counter output 27 is at the high level, the NAND circuit 30 is at the low level, and the output circuit 31 outputs the output circuit 31 from the power supply voltage Vcc. Since no current flows through the constituent constant current circuit, transistor, light emitting diode, etc., the light emitting diode does not emit light. Next, regarding the case where a disturbance signal of a low level or higher does not appear within the time set in the timer 13, a pulse at a certain time input to the upstream signal terminal 10 causes First, the AND gate 14 opens and the counter 15 starts counting, but at the same time, the timer 1
3 also works. In this case, since there is no pulse input within the set time of the timer 13, the counter output 17 remains low level, and the AND gate 14 also keeps the open state.
Since the integrated value of is reset, the input side of the disturbance signal on the upstream side of the NAND circuit 30 remains at the low level. Similarly, since the input of the NAND circuit 30 on the downstream disturbance signal side also remains at the low level, the output becomes the high level,
A current is supplied to the light emitting diode of the output circuit to cause the light emitting diode to emit light, which indicates that the turbulent component signal is discontinuously transmitted and the flow rate is stopped.
The stop signal is output from the stop display output terminal and the flow rate value becomes zero.

効果 上述のように、本考案によると、従来のごとく乱れ信号
の上下流側検出器以外に、相関流量計の下限値を他の流
速検出手段によって検出することは不要となり、しか
も、通常の流速検出手段によっても小流量域では不安定
な場合が多く、このために生ずる計測結果の信頼性の低
下という問題もなくなる。
Effects As described above, according to the present invention, it becomes unnecessary to detect the lower limit value of the correlation flow meter by other flow velocity detecting means other than the conventional upstream and downstream detectors of the turbulence signal. In many cases, the detection means is also unstable in the small flow rate range, and the problem of reduced reliability of the measurement result caused by this is also eliminated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は、本考案による相関流量計の一実施例を説明す
るためのブロック線図、第2図は、第1図に示した零検
出器6の一実施例を示すブロック線図、第3図は、信号
変換の波形を示す図である。 1……流管,2,3……乱信号,4,5……信号変換
器, 6……零検出器,7……相関演算器。
FIG. 1 is a block diagram for explaining an embodiment of the correlation flowmeter according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the zero detector 6 shown in FIG. FIG. 3 is a diagram showing a waveform of signal conversion. 1 ... Flow tube, 2, 3 ... Disturbance signal, 4, 5 ... Signal converter, 6 ... Zero detector, 7 ... Correlation calculator.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】被測定流体中に含まれる雑音性の信号を一
定距離隔てた2点で検出する検出手段と、これら2ケ所
からの信号の相互相関を求める演算手段を有し、この演
算結果により被測定流体の流速または流量を求める相関
流量計において、前記2ケ所の少なくとも1ケ所の検出
手段により検出された一定レベル以上の検出信号の積算
値が所定時間内に設定値に達しないとき流速または流量
値を零に設定表示することを特徴とする相関流量計。
1. A detection means for detecting a noisy signal contained in a fluid to be measured at two points separated by a constant distance, and a calculation means for obtaining a cross-correlation of signals from these two points. In the correlation flowmeter for determining the flow velocity or flow rate of the fluid to be measured by means of the flow velocity when the integrated value of the detection signals above a certain level detected by the detecting means at at least one of the two locations does not reach the set value within a predetermined time. Alternatively, a correlation flowmeter characterized by setting and displaying the flow rate value at zero.
JP1435687U 1987-02-02 1987-02-02 Correlation flow meter Expired - Lifetime JPH0624738Y2 (en)

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JPS63122235U JPS63122235U (en) 1988-08-09
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