JPH0914180A - 可変速ポンプ吐出流量検出方法およびその装置 - Google Patents
可変速ポンプ吐出流量検出方法およびその装置Info
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- JPH0914180A JPH0914180A JP7180917A JP18091795A JPH0914180A JP H0914180 A JPH0914180 A JP H0914180A JP 7180917 A JP7180917 A JP 7180917A JP 18091795 A JP18091795 A JP 18091795A JP H0914180 A JPH0914180 A JP H0914180A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 可変速ポンプ２０の揚程曲線を全吐出流量域
にわたり１つの近似曲線式で近似し、単一の演算手法で
吐出流量を演算検出する。 【構成】 予め、可変速ポンプ２０の揚程曲線を全吐出
流量域にわたり２〜５次式で近似した１つの近似曲線式
と、可変速ポンプ２０の損失抵抗曲線式とを演算手段１
４に記憶する。演算手段１４は、両式から揚程を等しい
と置いて両式の交点の吐出流量を示す式を導出する。可
変速ポンプ２０の運転中に、導出した式に、回転数検出
手段２４からの回転数Ｎと吸込水槽水位検出手段１２お
よび吐出水槽水位検出手段１８からの水位Ｈ1，Ｈ2を入
力し、ニュートン・ラプソン法により交点の吐出流量Ｑ
を演算する。
にわたり１つの近似曲線式で近似し、単一の演算手法で
吐出流量を演算検出する。 【構成】 予め、可変速ポンプ２０の揚程曲線を全吐出
流量域にわたり２〜５次式で近似した１つの近似曲線式
と、可変速ポンプ２０の損失抵抗曲線式とを演算手段１
４に記憶する。演算手段１４は、両式から揚程を等しい
と置いて両式の交点の吐出流量を示す式を導出する。可
変速ポンプ２０の運転中に、導出した式に、回転数検出
手段２４からの回転数Ｎと吸込水槽水位検出手段１２お
よび吐出水槽水位検出手段１８からの水位Ｈ1，Ｈ2を入
力し、ニュートン・ラプソン法により交点の吐出流量Ｑ
を演算する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、可変速ポンプの吐出流
量をこの可変速ポンプの回転数と実揚程から演算により
精度良く検出する可変速ポンプ吐出流量検出方法および
その装置に関するものである。
量をこの可変速ポンプの回転数と実揚程から演算により
精度良く検出する可変速ポンプ吐出流量検出方法および
その装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】可変速ポンプの運転中の回転数および実
揚程等から可変速ポンプの吐出流量を演算により検出す
る技術としては、特開平３−６４６９４号公報や特開昭
６２−１６５５９７号公報で提案されたものがある。
揚程等から可変速ポンプの吐出流量を演算により検出す
る技術としては、特開平３−６４６９４号公報や特開昭
６２−１６５５９７号公報で提案されたものがある。
【０００３】特開平３−６４６９４号公報に示される技
術は、可変速ポンプの揚程曲線が、１つの切換点によっ
て接続される２つの２次近似曲線で近似され、または２
つの切換点を結ぶ１つの直線とその両側に接続される２
つの２次近似曲線で近似される。そして、これらの近似
式は、吸込水槽水位と吐出水槽水位との差から演算され
る実揚程に応じて、２つの近似曲線の一方、または１つ
の直線および２つの近似曲線のいずれか１つが選択され
る。さらに、選択された近似式および可変速ポンプの損
失抵抗曲線式に回転数に応じた値および実揚程が代入さ
れ、選択された近似式と損失抵抗曲線式の交点の吐出流
量が連立２次方程式として演算されて、可変速ポンプの
吐出量が検出されるものである。また、特開昭６２−１
６５５９７号公報に示される技術も同様に、可変速ポン
プの揚程曲線が１つの切換点で接続される２つの２次近
似曲線で近似され、この２次近似曲線と損失抵抗曲線式
を連立２次方程式としてその交点の吐出流量が演算され
るものである。
術は、可変速ポンプの揚程曲線が、１つの切換点によっ
て接続される２つの２次近似曲線で近似され、または２
つの切換点を結ぶ１つの直線とその両側に接続される２
つの２次近似曲線で近似される。そして、これらの近似
式は、吸込水槽水位と吐出水槽水位との差から演算され
る実揚程に応じて、２つの近似曲線の一方、または１つ
の直線および２つの近似曲線のいずれか１つが選択され
る。さらに、選択された近似式および可変速ポンプの損
失抵抗曲線式に回転数に応じた値および実揚程が代入さ
れ、選択された近似式と損失抵抗曲線式の交点の吐出流
量が連立２次方程式として演算されて、可変速ポンプの
吐出量が検出されるものである。また、特開昭６２−１
６５５９７号公報に示される技術も同様に、可変速ポン
プの揚程曲線が１つの切換点で接続される２つの２次近
似曲線で近似され、この２次近似曲線と損失抵抗曲線式
を連立２次方程式としてその交点の吐出流量が演算され
るものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術にあっ
ては、揚程曲線が切換点で接続される複数の近似曲線ま
たは直線で近似されるので、実揚程に応じて近似曲線ま
たは直線のいずれか１つを選択するが、揚程曲線自体が
可変速ポンプの回転数の変化により変動するために、近
似式を選択すること自体が煩雑である。また、吐出流量
を求める演算式がそれぞれの近似式で異なるために、そ
の演算方法が複雑であった。
ては、揚程曲線が切換点で接続される複数の近似曲線ま
たは直線で近似されるので、実揚程に応じて近似曲線ま
たは直線のいずれか１つを選択するが、揚程曲線自体が
可変速ポンプの回転数の変化により変動するために、近
似式を選択すること自体が煩雑である。また、吐出流量
を求める演算式がそれぞれの近似式で異なるために、そ
の演算方法が複雑であった。
【０００５】本発明は、従来技術のかかる不具合に鑑み
てなされたもので、可変速ポンプの揚程曲線を全吐出流
量域にわたり２〜５次の１つの近似曲線式で近似し、１
つの演算方法により吐出流量を演算するようにした可変
速ポンプ吐出流量検出方法およびその装置を提供するこ
とを目的とする。
てなされたもので、可変速ポンプの揚程曲線を全吐出流
量域にわたり２〜５次の１つの近似曲線式で近似し、１
つの演算方法により吐出流量を演算するようにした可変
速ポンプ吐出流量検出方法およびその装置を提供するこ
とを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明の可変速ポンプ吐出流量検出方法は、可変
速ポンプの回転数を検出する回転数検出手段と、吸込水
槽水位を検出する吸込水槽水位検出手段と、吐出水槽水
位を検出する吐出水槽水位検出手段と、演算手段と、を
備え、前記吐出水槽水位と吸込水槽水位から演算する実
揚程と前記回転数から前記演算手段で前記可変速ポンプ
の吐出流量を演算する可変速ポンプ吐出流量検出方法で
あって、予め、前記可変速ポンプの揚程曲線を全吐出流
量域にわたり２〜５次式で近似した１つの近似曲線式と
前記可変速ポンプの損失抵抗曲線式を求めて両式を前記
演算手段に記憶し、前記両式の揚程が等しいと置いて両
式の交点の吐出流量を示す式を導出し、前記可変速ポン
プの運転中に、前記導出した式に前記回転数と実揚程を
代入するとともにニュートン・ラプソン法または逐次二
分法またはバイレイ法により前記交点の吐出流量を演算
して、前記可変速ポンプの吐出流量を検出するものであ
る。
めに、本発明の可変速ポンプ吐出流量検出方法は、可変
速ポンプの回転数を検出する回転数検出手段と、吸込水
槽水位を検出する吸込水槽水位検出手段と、吐出水槽水
位を検出する吐出水槽水位検出手段と、演算手段と、を
備え、前記吐出水槽水位と吸込水槽水位から演算する実
揚程と前記回転数から前記演算手段で前記可変速ポンプ
の吐出流量を演算する可変速ポンプ吐出流量検出方法で
あって、予め、前記可変速ポンプの揚程曲線を全吐出流
量域にわたり２〜５次式で近似した１つの近似曲線式と
前記可変速ポンプの損失抵抗曲線式を求めて両式を前記
演算手段に記憶し、前記両式の揚程が等しいと置いて両
式の交点の吐出流量を示す式を導出し、前記可変速ポン
プの運転中に、前記導出した式に前記回転数と実揚程を
代入するとともにニュートン・ラプソン法または逐次二
分法またはバイレイ法により前記交点の吐出流量を演算
して、前記可変速ポンプの吐出流量を検出するものであ
る。
【０００７】そして、前記演算手段に、前記揚程曲線の
近似曲線式および損失抵抗曲線式を記憶するのに代え
て、前記両式の揚程が等しいと置いて両式の交点の吐出
流量を示す式を予め導出し、この導出した式を記憶する
ようにしても良い。
近似曲線式および損失抵抗曲線式を記憶するのに代え
て、前記両式の揚程が等しいと置いて両式の交点の吐出
流量を示す式を予め導出し、この導出した式を記憶する
ようにしても良い。
【０００８】また、本発明の可変速ポンプ吐出流量検出
装置は、可変速ポンプの回転数を検出する回転数検出手
段と、吸込水槽水位を検出する吸込水槽水位検出手段
と、吐出水槽水位を検出する吐出水槽水位検出手段と、
予め前記可変速ポンプの揚程曲線を全吐出流量域にわた
り２〜５次式で近似した１つの近似曲線式と前記可変速
ポンプの損失抵抗曲線式を求めて両式を記憶するととも
に、前記両式の揚程が等しいと置いて両式の交点の吐出
流量を示す式を導出し、前記可変速ポンプの運転中に、
前記導出した式に前記回転数と実揚程を代入するととも
にニュートン・ラプソン法または逐次二分法またはバイ
レイ法により前記交点の吐出流量を演算して前記可変速
ポンプの吐出流量を検出する演算手段と、を備えて構成
されている。
装置は、可変速ポンプの回転数を検出する回転数検出手
段と、吸込水槽水位を検出する吸込水槽水位検出手段
と、吐出水槽水位を検出する吐出水槽水位検出手段と、
予め前記可変速ポンプの揚程曲線を全吐出流量域にわた
り２〜５次式で近似した１つの近似曲線式と前記可変速
ポンプの損失抵抗曲線式を求めて両式を記憶するととも
に、前記両式の揚程が等しいと置いて両式の交点の吐出
流量を示す式を導出し、前記可変速ポンプの運転中に、
前記導出した式に前記回転数と実揚程を代入するととも
にニュートン・ラプソン法または逐次二分法またはバイ
レイ法により前記交点の吐出流量を演算して前記可変速
ポンプの吐出流量を検出する演算手段と、を備えて構成
されている。
【０００９】そしてまた、前記演算手段に、前記揚程曲
線の近似曲線式および損失抵抗曲線式を記憶するのに代
えて、前記両式の揚程が等しいと置いて両式の交点の吐
出流量を示す式を予め導出し、この導出した式を記憶し
て構成しても良い。
線の近似曲線式および損失抵抗曲線式を記憶するのに代
えて、前記両式の揚程が等しいと置いて両式の交点の吐
出流量を示す式を予め導出し、この導出した式を記憶し
て構成しても良い。
【００１０】
【作用】本発明の可変速ポンプ吐出流量検出方法は、揚
程曲線をその形状に応じて全吐出流量域にわたり２〜５
次式の適宜な１つの近似曲線式で近似し、これと損失抵
抗曲線式とからニュートン・ラプソン法または逐次二分
法またはバイレイ法により交点の吐出流量を演算するの
で、単一の演算方法で吐出流量が演算され得る。そし
て、可変速ポンプの揚程曲線が相違して近似曲線式が相
違しても同じ演算方法で吐出流量が演算し得る。しか
も、近似曲線式を高次とすることで、揚程曲線に対して
より正確な近似曲線式が得られるので、吐出流量がより
正確に演算され得る。
程曲線をその形状に応じて全吐出流量域にわたり２〜５
次式の適宜な１つの近似曲線式で近似し、これと損失抵
抗曲線式とからニュートン・ラプソン法または逐次二分
法またはバイレイ法により交点の吐出流量を演算するの
で、単一の演算方法で吐出流量が演算され得る。そし
て、可変速ポンプの揚程曲線が相違して近似曲線式が相
違しても同じ演算方法で吐出流量が演算し得る。しか
も、近似曲線式を高次とすることで、揚程曲線に対して
より正確な近似曲線式が得られるので、吐出流量がより
正確に演算され得る。
【００１１】また、本発明の可変速ポンプ吐出流量検出
装置は、吐出流量を検出すべき各種の可変速ポンプに応
じたそれぞれの揚程曲線の近似曲線式と損失抵抗曲線式
とがそれぞれ演算手段に予め記憶され、または両式の揚
程を等しいと置いて導出される両式の交点の吐出流量を
示す式が予め記憶され、吐出流量を演算する演算方法が
ニュートン・ラプソン法または逐次二分法またはバイレ
イ法であり、近似式を切換点で接続する従来技術のごと
く実揚程等に応じて近似式を選択する必要がなく、演算
手段の構造が簡単である。
装置は、吐出流量を検出すべき各種の可変速ポンプに応
じたそれぞれの揚程曲線の近似曲線式と損失抵抗曲線式
とがそれぞれ演算手段に予め記憶され、または両式の揚
程を等しいと置いて導出される両式の交点の吐出流量を
示す式が予め記憶され、吐出流量を演算する演算方法が
ニュートン・ラプソン法または逐次二分法またはバイレ
イ法であり、近似式を切換点で接続する従来技術のごと
く実揚程等に応じて近似式を選択する必要がなく、演算
手段の構造が簡単である。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図１ないし図３を参
照して説明する。図１（ａ）は、本発明の可変速ポンプ
吐出流量検出方法およびその装置の一実施例の演算を説
明するフローチャートであり、図１（ｂ）は、装置の構
造を示す一実施例のブロック図であり、図２は、揚程曲
線と損失抵抗曲線の交点の流量が吐出流量であることを
示すグラフであり、図３は、各種の可変速ポンプの揚程
曲線の一例を示し、（ａ）は渦巻ポンプ、（ｂ）は軸流
ポンプ、（ｃ）は斜流ポンプのものを示す。
照して説明する。図１（ａ）は、本発明の可変速ポンプ
吐出流量検出方法およびその装置の一実施例の演算を説
明するフローチャートであり、図１（ｂ）は、装置の構
造を示す一実施例のブロック図であり、図２は、揚程曲
線と損失抵抗曲線の交点の流量が吐出流量であることを
示すグラフであり、図３は、各種の可変速ポンプの揚程
曲線の一例を示し、（ａ）は渦巻ポンプ、（ｂ）は軸流
ポンプ、（ｃ）は斜流ポンプのものを示す。
【００１３】まず、可変速ポンプ吐出流量検出装置は、
図１（ｂ）に示すごとく、吸込水槽１０にその水位Ｈ1
を測定検出する吸込水槽水位検出手段１２が設けられ、
その検出信号が演算手段１４に与えられる。また、吐出
水槽１６にその水位Ｈ2を測定検出する吐出水槽水位検
出手段１８が設けられ、その検出信号が演算手段１４に
与えられる。そして、吸込水槽１０と吐出水槽１６が可
変速ポンプ２０を介して導管２２，２２で連通される。
この可変速ポンプ２０には、ポンプの回転数Ｎを検出す
る回転数検出手段２４が設けられ、その回転数Ｎに応じ
た信号が演算手段１４に与えられる。なお、演算手段１
４は、記憶および演算機能を有するマイクロコンピュー
タを備える。
図１（ｂ）に示すごとく、吸込水槽１０にその水位Ｈ1
を測定検出する吸込水槽水位検出手段１２が設けられ、
その検出信号が演算手段１４に与えられる。また、吐出
水槽１６にその水位Ｈ2を測定検出する吐出水槽水位検
出手段１８が設けられ、その検出信号が演算手段１４に
与えられる。そして、吸込水槽１０と吐出水槽１６が可
変速ポンプ２０を介して導管２２，２２で連通される。
この可変速ポンプ２０には、ポンプの回転数Ｎを検出す
る回転数検出手段２４が設けられ、その回転数Ｎに応じ
た信号が演算手段１４に与えられる。なお、演算手段１
４は、記憶および演算機能を有するマイクロコンピュー
タを備える。
【００１４】そして、演算手段１４により可変速ポンプ
２０の吐出流量Ｑが以下のようにして演算される。ま
ず、可変速ポンプ２０の揚程曲線は、図３（ａ），
（ｂ），（ｃ）に示すごとく、その種類により相違す
る。そこで、予め工場等において、可変速ポンプ２０を
全速運転（回転数Ｎ0）してポンプの吐出流量Ｑ0と全揚
程Ｈ0の関係を示す揚程曲線を求め、求められた揚程曲
線を２〜５次の近似曲線式により近似する。その近似曲
線式は数１と示される。数１で、ａ0，ａ1，ａ2，…，
ａnは定数であり、ｎは２〜５の整数である。
２０の吐出流量Ｑが以下のようにして演算される。ま
ず、可変速ポンプ２０の揚程曲線は、図３（ａ），
（ｂ），（ｃ）に示すごとく、その種類により相違す
る。そこで、予め工場等において、可変速ポンプ２０を
全速運転（回転数Ｎ0）してポンプの吐出流量Ｑ0と全揚
程Ｈ0の関係を示す揚程曲線を求め、求められた揚程曲
線を２〜５次の近似曲線式により近似する。その近似曲
線式は数１と示される。数１で、ａ0，ａ1，ａ2，…，
ａnは定数であり、ｎは２〜５の整数である。
【数１】
【００１５】また、一般的に、全速運転をポンプの基準
回転数Ｎ0とし、ポンプの回転数が変化してＮとなった
状態のポンプの吐出流量Ｑと全揚程Ｈは、数２，数３と
示される。
回転数Ｎ0とし、ポンプの回転数が変化してＮとなった
状態のポンプの吐出流量Ｑと全揚程Ｈは、数２，数３と
示される。
【数２】
【数３】
【００１６】そこで、数１，数２，数３から数４が導き
出される。
出される。
【数４】
【００１７】ところで、可変速ポンプ２０の損失抵抗曲
線式は、数５と示される。数５で、Ｈaは実揚程であ
り、吸込水槽１０と吐出水槽１６の水位の差（Ｈ2−
Ｈ1）から求まる変数であり、Ｋは総括損失係数であ
り、導管２２，２２等により定まる定数である。
線式は、数５と示される。数５で、Ｈaは実揚程であ
り、吸込水槽１０と吐出水槽１６の水位の差（Ｈ2−
Ｈ1）から求まる変数であり、Ｋは総括損失係数であ
り、導管２２，２２等により定まる定数である。
【数５】
【００１８】そして、可変速ポンプ２０の運転点は、図
２に示すごとく、揚程曲線と損失抵抗曲線の交点であ
り、その交点の流量が可変速ポンプ２０の吐出流量Ｑで
ある。そこで、数４と数５で揚程を等しいと置いて数６
が導出される。
２に示すごとく、揚程曲線と損失抵抗曲線の交点であ
り、その交点の流量が可変速ポンプ２０の吐出流量Ｑで
ある。そこで、数４と数５で揚程を等しいと置いて数６
が導出される。
【数６】
【００１９】この数６のｆ（Ｑ）が０に収束するように
ニュートン・ラプソン法により演算を行ない、数６を満
たすＱが演算されることで、可変速ポンプ２０の吐出流
量Ｑが検出されることとなる。
ニュートン・ラプソン法により演算を行ない、数６を満
たすＱが演算されることで、可変速ポンプ２０の吐出流
量Ｑが検出されることとなる。
【００２０】次に、上述のごとき演算手順につき、図１
（ａ）を参照して説明する。可変速ポンプ２０の全速運
転Ｎ0による揚程曲線が工場等で実測により求められ、
この揚程曲線を適切に近似する２〜５次の近似曲線式と
しての数１から、回転数Ｎにおける吐出流量Ｑを示す数
４が導出されて、数４が予め演算手段１４に記憶される
とともに、可変速ポンプ２０および導管２２，２２等を
含むポンプ設備から実測等により求められた損失抵抗曲
線式を示す数５が予め演算手段１４に記憶される（ステ
ップ（１））。演算手段１４は、数４と数５で揚程が等
しいと置いて交点の吐出流量Ｑを示す数６を導出させる
（ステップ（２））。なお、演算手段１４には、数４，
数５を記憶させるのに代えて、演算手段１４以外で導出
された数６を初めから記憶させても良いことは勿論であ
る。
（ａ）を参照して説明する。可変速ポンプ２０の全速運
転Ｎ0による揚程曲線が工場等で実測により求められ、
この揚程曲線を適切に近似する２〜５次の近似曲線式と
しての数１から、回転数Ｎにおける吐出流量Ｑを示す数
４が導出されて、数４が予め演算手段１４に記憶される
とともに、可変速ポンプ２０および導管２２，２２等を
含むポンプ設備から実測等により求められた損失抵抗曲
線式を示す数５が予め演算手段１４に記憶される（ステ
ップ（１））。演算手段１４は、数４と数５で揚程が等
しいと置いて交点の吐出流量Ｑを示す数６を導出させる
（ステップ（２））。なお、演算手段１４には、数４，
数５を記憶させるのに代えて、演算手段１４以外で導出
された数６を初めから記憶させても良いことは勿論であ
る。
【００２１】そして、数６に適当な値として代入するた
めの初期吐出流量Ｑ1を設定する（ステップ（３））。
ここで初期吐出流量Ｑ1は、実際の運転により吐出され
る範囲内の任意の流量であれば良く、またこの範囲内で
あれば初期条件として適宜に設定されても良い。かかる
状態で、運転が開始されると、回転数Ｎと吸込水槽１０
および吐出水槽１６の水位Ｈ1，Ｈ2がそれぞれ演算手段
１４に与えられ、これらが数６に代入される（ステップ
（４））。すると、演算手段１４は、数６のｆ（Ｑ1）
を演算するとともに、数６をＱで微分した式からｆ′
（Ｑ1）を演算する（ステップ（５））。さらに、数７
を演算する（ステップ（６））。
めの初期吐出流量Ｑ1を設定する（ステップ（３））。
ここで初期吐出流量Ｑ1は、実際の運転により吐出され
る範囲内の任意の流量であれば良く、またこの範囲内で
あれば初期条件として適宜に設定されても良い。かかる
状態で、運転が開始されると、回転数Ｎと吸込水槽１０
および吐出水槽１６の水位Ｈ1，Ｈ2がそれぞれ演算手段
１４に与えられ、これらが数６に代入される（ステップ
（４））。すると、演算手段１４は、数６のｆ（Ｑ1）
を演算するとともに、数６をＱで微分した式からｆ′
（Ｑ1）を演算する（ステップ（５））。さらに、数７
を演算する（ステップ（６））。
【数７】
【００２２】そして、ステップ（６）で数７より算出さ
れたＱ2と、初期吐出流量Ｑ1との差の絶対値が収束条件
εより小さいか否かが判別される（ステップ（７））。
Ｑ1とＱ2の差の絶対値が収束条件εより大きいならば、
可変速ポンプ２０の吐出流量Ｑ1は初期吐出流量Ｑ1から
ずれが大きいためであり、ステップ（６）で算出された
Ｑ2を、Ｑ1の値として数６に新たに代入して（ステップ
（８））、ステップ（５）〜（８）を繰り返す。ステッ
プ（７）で、Ｑ2とＱ1の差の絶対値が収束条件εより小
さくなれば、可変速ポンプ２０の吐出流量Ｑはほぼ演算
されたＱ2である（ステップ（９））。さらに、この吐
出流量Ｑ2を数６に代入し（ステップ（１０））、回転
数Ｎおよび水位Ｈ1，Ｈ2の変動に対して、対応した吐出
流量Ｑを演算すべくステップ（４）に戻る。
れたＱ2と、初期吐出流量Ｑ1との差の絶対値が収束条件
εより小さいか否かが判別される（ステップ（７））。
Ｑ1とＱ2の差の絶対値が収束条件εより大きいならば、
可変速ポンプ２０の吐出流量Ｑ1は初期吐出流量Ｑ1から
ずれが大きいためであり、ステップ（６）で算出された
Ｑ2を、Ｑ1の値として数６に新たに代入して（ステップ
（８））、ステップ（５）〜（８）を繰り返す。ステッ
プ（７）で、Ｑ2とＱ1の差の絶対値が収束条件εより小
さくなれば、可変速ポンプ２０の吐出流量Ｑはほぼ演算
されたＱ2である（ステップ（９））。さらに、この吐
出流量Ｑ2を数６に代入し（ステップ（１０））、回転
数Ｎおよび水位Ｈ1，Ｈ2の変動に対して、対応した吐出
流量Ｑを演算すべくステップ（４）に戻る。
【００２３】このようにして、演算手段１４で、回転数
Ｎおよび実揚程の変化に応じてリアルタイムで吐出流量
Ｑが演算されて検出される。そして、全吐出流量域にわ
たり１つの演算手法により演算でき、その構造がそれだ
け簡単なものとなる。
Ｎおよび実揚程の変化に応じてリアルタイムで吐出流量
Ｑが演算されて検出される。そして、全吐出流量域にわ
たり１つの演算手法により演算でき、その構造がそれだ
け簡単なものとなる。
【００２４】なお、揚程曲線は、近似曲線式を高次とす
るほど正確に近似し得るが、６次以上の近似曲線式では
揚程曲線の端部付近でルンゲ現象（振動現象）が発生し
て実際の揚程曲線とかけ離れたものになる場合があり、
６次以上の式を可変速ポンプ２０の吐出流量Ｑの演算に
用いることは実用的でない。
るほど正確に近似し得るが、６次以上の近似曲線式では
揚程曲線の端部付近でルンゲ現象（振動現象）が発生し
て実際の揚程曲線とかけ離れたものになる場合があり、
６次以上の式を可変速ポンプ２０の吐出流量Ｑの演算に
用いることは実用的でない。
【００２５】次に、本発明の他の実施例を図４を参照し
て説明する。図４は、本発明の可変速ポンプ吐出流量検
出方法およびその装置の他の実施例の演算を説明するフ
ローチャートである。
て説明する。図４は、本発明の可変速ポンプ吐出流量検
出方法およびその装置の他の実施例の演算を説明するフ
ローチャートである。
【００２６】図４に示す他の実施例にあっては、可変速
ポンプ２０の吐出流量Ｑを、逐次二分法により演算する
ものである。まず、実測により求められた数４および数
５が予め演算手段１４に記憶される（ステップ
（１））。演算手段１４は、数４と数５で揚程を等しい
と置いて交点の吐出流量Ｑを示す数６を導出させる（ス
テップ２））。そして、可変速ポンプ２０の回転数Ｎ0
における最小吐出流量Ｑminと最大吐出流量Ｑmaxが設定
される（ステップ（３））。これらのＱminとＱmaxは初
期条件として設定されても良い。かかる状態で、運転が
開始されると、回転数Ｎと吸込水槽１０および吐出水槽
１６の水位Ｈ1，Ｈ2がそれぞれ演算手段１４に与えら
れ、これらが数６に代入される（ステップ（４））。ま
た、演算手段１４は、Ｑ2＝Ｑmax・（Ｎ／Ｎ0）とＱ1＝
Ｑmin・（Ｎ／Ｎ0）を演算する（ステップ（５））。
ポンプ２０の吐出流量Ｑを、逐次二分法により演算する
ものである。まず、実測により求められた数４および数
５が予め演算手段１４に記憶される（ステップ
（１））。演算手段１４は、数４と数５で揚程を等しい
と置いて交点の吐出流量Ｑを示す数６を導出させる（ス
テップ２））。そして、可変速ポンプ２０の回転数Ｎ0
における最小吐出流量Ｑminと最大吐出流量Ｑmaxが設定
される（ステップ（３））。これらのＱminとＱmaxは初
期条件として設定されても良い。かかる状態で、運転が
開始されると、回転数Ｎと吸込水槽１０および吐出水槽
１６の水位Ｈ1，Ｈ2がそれぞれ演算手段１４に与えら
れ、これらが数６に代入される（ステップ（４））。ま
た、演算手段１４は、Ｑ2＝Ｑmax・（Ｎ／Ｎ0）とＱ1＝
Ｑmin・（Ｎ／Ｎ0）を演算する（ステップ（５））。
【００２７】そして、ステップ（５）で演算された
Ｑ2，Ｑ1からＱ3＝（Ｑ1＋Ｑ2）／２を演算する（ステ
ップ（６））。さらに、Ｑ2とＱ1の差の絶対値が収束条
件εより小さいか否かが判別される（ステップ
（７））。Ｑ2とＱ1がステップ（５）で演算された値で
あれば、収束条件を満たしておらない。そこで、既に演
算されたＱ1，Ｑ3を数６に代入するとともに、ｆ
（Ｑ1）・ｆ（Ｑ3）を演算し、その結果が正であるかま
たは０または負であるかを判別する（ステップ
（８））。演算結果が正であれば、Ｑ3をＱ1の新しい値
として（ステップ（９））、ステップ（６）に戻る。ま
た、演算結果が０または負であれば、Ｑ3をＱ2の新しい
値として（ステップ（１０））、ステップ（６）に戻
る。このステップ（６）、（７）、（８）、（９）また
はステップ（６）、（７）、（８）、（１０）を繰り返
し、ステップ（７）で収束条件εより小さくなれば、可
変速ポンプ２０の吐出流量Ｑは、Ｑ3であると演算され
る（ステップ（１１））。さらに、回転数Ｎおよび水位
Ｈ1，Ｈ2の変動に対して、対応した新たな吐出流量Ｑを
演算すべくステップ（４）に戻る。
Ｑ2，Ｑ1からＱ3＝（Ｑ1＋Ｑ2）／２を演算する（ステ
ップ（６））。さらに、Ｑ2とＱ1の差の絶対値が収束条
件εより小さいか否かが判別される（ステップ
（７））。Ｑ2とＱ1がステップ（５）で演算された値で
あれば、収束条件を満たしておらない。そこで、既に演
算されたＱ1，Ｑ3を数６に代入するとともに、ｆ
（Ｑ1）・ｆ（Ｑ3）を演算し、その結果が正であるかま
たは０または負であるかを判別する（ステップ
（８））。演算結果が正であれば、Ｑ3をＱ1の新しい値
として（ステップ（９））、ステップ（６）に戻る。ま
た、演算結果が０または負であれば、Ｑ3をＱ2の新しい
値として（ステップ（１０））、ステップ（６）に戻
る。このステップ（６）、（７）、（８）、（９）また
はステップ（６）、（７）、（８）、（１０）を繰り返
し、ステップ（７）で収束条件εより小さくなれば、可
変速ポンプ２０の吐出流量Ｑは、Ｑ3であると演算され
る（ステップ（１１））。さらに、回転数Ｎおよび水位
Ｈ1，Ｈ2の変動に対して、対応した新たな吐出流量Ｑを
演算すべくステップ（４）に戻る。
【００２８】さらに、本発明のさらに別の実施例を図５
を参照して説明する。図５は、本発明の可変速ポンプ吐
出流量検出方法およびその装置のさらに別の実施例の演
算を説明するフローチャートである。
を参照して説明する。図５は、本発明の可変速ポンプ吐
出流量検出方法およびその装置のさらに別の実施例の演
算を説明するフローチャートである。
【００２９】図５に示すさらに別の実施例にあっては、
可変速ポンプ２０の吐出流量Ｑを、バイレイ法（Ｂａｉ
ｌｅｙ法）により演算するものである。まず、数４およ
び数５が予め演算手段１４に記憶され、これらから数６
が導出され、この数６に代入する値とし初期吐出流量Ｑ
1が設定され、かかる状態で可変速ポンプ２０の運転が
開始されて、回転数Ｎおよび吸込水槽１０および吐出水
槽１６の水位Ｈ1，Ｈ2がそれぞれ演算手段１４に与えら
れることは（ステップ（１）〜（４））、図１に示すも
のと同様である。
可変速ポンプ２０の吐出流量Ｑを、バイレイ法（Ｂａｉ
ｌｅｙ法）により演算するものである。まず、数４およ
び数５が予め演算手段１４に記憶され、これらから数６
が導出され、この数６に代入する値とし初期吐出流量Ｑ
1が設定され、かかる状態で可変速ポンプ２０の運転が
開始されて、回転数Ｎおよび吸込水槽１０および吐出水
槽１６の水位Ｈ1，Ｈ2がそれぞれ演算手段１４に与えら
れることは（ステップ（１）〜（４））、図１に示すも
のと同様である。
【００３０】そして、図５の演算にあっては、数６のｆ
（Ｑ1）を演算するとともに、数６をＱで１回微分した
式からｆ′（Ｑ1）を演算し、さらに数６をＱで２回微
分した式からｆ″（Ｑ1）を演算する（ステップ
（５））。さらに、ステップ（５）で演算したｆ
（Ｑ1），ｆ′（Ｑ1），ｆ″（Ｑ1）を用いて数８を演
算する（ステップ（６））。
（Ｑ1）を演算するとともに、数６をＱで１回微分した
式からｆ′（Ｑ1）を演算し、さらに数６をＱで２回微
分した式からｆ″（Ｑ1）を演算する（ステップ
（５））。さらに、ステップ（５）で演算したｆ
（Ｑ1），ｆ′（Ｑ1），ｆ″（Ｑ1）を用いて数８を演
算する（ステップ（６））。
【数８】
【００３１】そしてさらに、ステップ（６）で数８より
算出されたＱ2とＱ1との差の絶対値が収束条件εより小
さいか否かが判別される（ステップ（７））。Ｑ1とＱ2
の差の絶対値が収束条件εより大きいならば、ステップ
（６）で算出されたＱ2をＱ1の新たな値として（ステッ
プ（８））、ステップ（５）に戻る。このステップ
（５）〜（８）を繰り返し、ステップ（７）で、Ｑ2と
Ｑ1の差の絶対値が収束条件εより小さくなれば、可変
速ポンプ２０の吐出流量Ｑはほぼ演算されたＱ2である
（ステップ（９））。さらに、この吐出流量Ｑ2をＱ1と
して、回転数Ｎおよび水位Ｈ1，Ｈ2の変動に対して、対
応した吐出流量Ｑを演算すべくステップ（４）に戻る。
算出されたＱ2とＱ1との差の絶対値が収束条件εより小
さいか否かが判別される（ステップ（７））。Ｑ1とＱ2
の差の絶対値が収束条件εより大きいならば、ステップ
（６）で算出されたＱ2をＱ1の新たな値として（ステッ
プ（８））、ステップ（５）に戻る。このステップ
（５）〜（８）を繰り返し、ステップ（７）で、Ｑ2と
Ｑ1の差の絶対値が収束条件εより小さくなれば、可変
速ポンプ２０の吐出流量Ｑはほぼ演算されたＱ2である
（ステップ（９））。さらに、この吐出流量Ｑ2をＱ1と
して、回転数Ｎおよび水位Ｈ1，Ｈ2の変動に対して、対
応した吐出流量Ｑを演算すべくステップ（４）に戻る。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１および請
求項２記載の本発明の可変速ポンプ吐出流量検出方法に
あっては、全吐出流量域にわたり、揚程曲線を１つの近
似曲線式で近似するとともに１つの演算手法を用いて吐
出流量を演算できるので、吐出流量を演算するための手
順が簡単である。しかも、揚程曲線が、２〜５次の最も
近似するのに適した近似曲線式を用いることで、演算検
出される吐出流量はより正確である。
求項２記載の本発明の可変速ポンプ吐出流量検出方法に
あっては、全吐出流量域にわたり、揚程曲線を１つの近
似曲線式で近似するとともに１つの演算手法を用いて吐
出流量を演算できるので、吐出流量を演算するための手
順が簡単である。しかも、揚程曲線が、２〜５次の最も
近似するのに適した近似曲線式を用いることで、演算検
出される吐出流量はより正確である。
【００３３】また、請求項３および請求項４記載の本発
明の可変速ポンプ吐出流量検出装置にあっては、各種の
可変速ポンプの吐出流量を演算する演算方法が単一であ
り、演算手段の構造が簡単である。そして、各種の可変
速ポンプに対して、揚程曲線に応じたそれぞれ異なる近
似曲線式等を演算手段に記憶等させることで他の演算手
順等を変えることなしに、それぞれの可変速ポンプに適
用でき、汎用性に優れたものである。
明の可変速ポンプ吐出流量検出装置にあっては、各種の
可変速ポンプの吐出流量を演算する演算方法が単一であ
り、演算手段の構造が簡単である。そして、各種の可変
速ポンプに対して、揚程曲線に応じたそれぞれ異なる近
似曲線式等を演算手段に記憶等させることで他の演算手
順等を変えることなしに、それぞれの可変速ポンプに適
用でき、汎用性に優れたものである。
【図１】（ａ）は、本発明の可変速ポンプ吐出流量検出
方法およびその装置の一実施例の演算を説明するフロー
チャートであり、（ｂ）は、装置の構造を示す一実施例
のブロック図である。
方法およびその装置の一実施例の演算を説明するフロー
チャートであり、（ｂ）は、装置の構造を示す一実施例
のブロック図である。
【図２】揚程曲線と損失抵抗曲線の交点の流量が吐出流
量であることを示すグラフである。
量であることを示すグラフである。
【図３】各種の可変速ポンプの揚程曲線の一例を示し、
（ａ）は渦巻ポンプ、（ｂ）は軸流ポンプ、（ｃ）は斜
流ポンプのものを示す。
（ａ）は渦巻ポンプ、（ｂ）は軸流ポンプ、（ｃ）は斜
流ポンプのものを示す。
【図４】本発明の可変速ポンプ吐出流量検出方法および
その装置の他の実施例の演算を説明するフローチャート
である。
その装置の他の実施例の演算を説明するフローチャート
である。
【図５】本発明の可変速ポンプ吐出流量検出方法および
その装置のさらに別の実施例の演算を説明するフローチ
ャートである。
その装置のさらに別の実施例の演算を説明するフローチ
ャートである。
１０ 吸込水槽 １２ 吸込水槽水位検出手段 １４ 演算手段 １６ 吐出水槽 １８ 吐出水槽水位検出手段 ２０ 可変速ポンプ ２２ 導管 ２４ 回転数検出手段
Claims (4)
- 【請求項１】 可変速ポンプの回転数を検出する回転数
検出手段と、吸込水槽水位を検出する吸込水槽水位検出
手段と、吐出水槽水位を検出する吐出水槽水位検出手段
と、演算手段と、を備え、前記吐出水槽水位と吸込水槽
水位から演算する実揚程と前記回転数から前記演算手段
で前記可変速ポンプの吐出流量を演算する可変速ポンプ
吐出流量検出方法であって、 予め、前記可変速ポンプの揚程曲線を全吐出流量域にわ
たり２〜５次式で近似した１つの近似曲線式と前記可変
速ポンプの損失抵抗曲線式を求めて両式を前記演算手段
に記憶し、前記両式の揚程が等しいと置いて両式の交点
の吐出流量を示す式を導出し、前記可変速ポンプの運転
中に、前記導出した式に前記回転数と実揚程を代入する
とともにニュートン・ラプソン法または逐次二分法また
はバイレイ法により前記交点の吐出流量を演算して、前
記可変速ポンプの吐出流量を検出することを特徴とした
可変速ポンプ吐出流量検出方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の可変速ポンプ吐出流量検
出方法において、前記演算手段に、前記揚程曲線の近似
曲線式および損失抵抗曲線式を記憶するのに代えて、前
記両式の揚程が等しいと置いて両式の交点の吐出流量を
示す式を予め導出し、この導出した式を記憶することを
特徴とした可変速ポンプ吐出流量検出方法。 - 【請求項３】 可変速ポンプの回転数を検出する回転数
検出手段と、吸込水槽水位を検出する吸込水槽水位検出
手段と、吐出水槽水位を検出する吐出水槽水位検出手段
と、予め前記可変速ポンプの揚程曲線を全吐出流量域に
わたり２〜５次式で近似した１つの近似曲線式と前記可
変速ポンプの損失抵抗曲線式を求めて両式を記憶すると
ともに、前記両式の揚程が等しいと置いて両式の交点の
吐出流量を示す式を導出し、前記可変速ポンプの運転中
に、前記導出した式に前記回転数と実揚程を代入すると
ともにニュートン・ラプソン法または逐次二分法または
バイレイ法により前記交点の吐出流量を演算して前記可
変速ポンプの吐出流量を検出する演算手段と、を備えて
構成することを特徴とした可変速ポンプ吐出流量検出装
置。 - 【請求項４】 請求項３記載の可変速ポンプ吐出流量検
出装置において、前記演算手段に、前記揚程曲線の近似
曲線式および損失抵抗曲線式を記憶するのに代えて、前
記両式の揚程が等しいと置いて両式の交点の吐出流量を
示す式を予め導出し、この導出した式を記憶して構成す
ることを特徴とした可変速ポンプ吐出流量検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7180917A JPH0914180A (ja) | 1995-06-23 | 1995-06-23 | 可変速ポンプ吐出流量検出方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7180917A JPH0914180A (ja) | 1995-06-23 | 1995-06-23 | 可変速ポンプ吐出流量検出方法およびその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0914180A true JPH0914180A (ja) | 1997-01-14 |
Family
ID=16091547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7180917A Pending JPH0914180A (ja) | 1995-06-23 | 1995-06-23 | 可変速ポンプ吐出流量検出方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0914180A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3343245B2 (ja) * | 1998-04-03 | 2002-11-11 | 株式会社荏原製作所 | 流体機械の診断システム |
| JP2007297919A (ja) * | 2006-04-27 | 2007-11-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ポンプ運転支援システム |
| KR101311715B1 (ko) * | 2012-06-22 | 2013-09-25 | 한국농어촌공사 | 소규모 급수 시스템 및 이의 제어 방법 |
| JP6436408B1 (ja) * | 2018-02-15 | 2018-12-12 | 有限会社北沢技術事務所 | ポンプ流量計測装置 |
| CN112343566A (zh) * | 2019-08-08 | 2021-02-09 | 中国石油天然气股份有限公司 | 注入聚合物井的井底流压确定方法及装置 |
| KR102322989B1 (ko) * | 2021-03-10 | 2021-11-09 | 정상용 | 부스터펌프시스템의 최적운전방법 |
-
1995
- 1995-06-23 JP JP7180917A patent/JPH0914180A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3343245B2 (ja) * | 1998-04-03 | 2002-11-11 | 株式会社荏原製作所 | 流体機械の診断システム |
| JP2007297919A (ja) * | 2006-04-27 | 2007-11-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ポンプ運転支援システム |
| KR101311715B1 (ko) * | 2012-06-22 | 2013-09-25 | 한국농어촌공사 | 소규모 급수 시스템 및 이의 제어 방법 |
| JP6436408B1 (ja) * | 2018-02-15 | 2018-12-12 | 有限会社北沢技術事務所 | ポンプ流量計測装置 |
| JP2019143982A (ja) * | 2018-02-15 | 2019-08-29 | 有限会社北沢技術事務所 | ポンプ流量計測装置 |
| CN112343566A (zh) * | 2019-08-08 | 2021-02-09 | 中国石油天然气股份有限公司 | 注入聚合物井的井底流压确定方法及装置 |
| CN112343566B (zh) * | 2019-08-08 | 2022-12-02 | 中国石油天然气股份有限公司 | 注入聚合物井的井底流压确定方法及装置 |
| KR102322989B1 (ko) * | 2021-03-10 | 2021-11-09 | 정상용 | 부스터펌프시스템의 최적운전방법 |
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