JPH11295119A - Flow detecting method of hydraulic machinery - Google Patents

Flow detecting method of hydraulic machinery

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JPH11295119A
JPH11295119A JP10099165A JP9916598A JPH11295119A JP H11295119 A JPH11295119 A JP H11295119A JP 10099165 A JP10099165 A JP 10099165A JP 9916598 A JP9916598 A JP 9916598A JP H11295119 A JPH11295119 A JP H11295119A
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particle supply
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共由 岡村
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雅之 山田
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佐藤  裕
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform a high-precision flow detection securely and inexpensively regardless of properties of a liquid to be detected, by improving S/N ratio of ultrasonic received signals. SOLUTION: In this flow detecting method, in which a velocity distribution on a prescribed section in the channel in a rainwater drainage pump is detected by a pulse-Doppler type ultrasonic current meter, and a flow rate Q is calculated by using the detected velocity distribution V(x) and a sectional area of the prescribed section, bubbles 105 are supplied into pumped storage by a particle supply means 102 on the lower part of a suction bell mouth.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ポンプや水車など
の水力機械の流量検出方法に係わり、特に、超音波流量
計を用いた水力機械の流量検出方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for detecting a flow rate of a hydraulic machine such as a pump or a water turbine, and more particularly to a method of detecting a flow rate of a hydraulic machine using an ultrasonic flowmeter.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、大口径のポンプの流量検出をそ
のポンプが設置された現地で行いたいときに、電磁流量
計、絞り流量計、堰等の流量検出用の固定設備が設けら
れていない場合、超音波流量計を用いてポンプ外部から
検出を行うのが便利である。
2. Description of the Related Art For example, when it is desired to detect the flow rate of a large-diameter pump at the site where the pump is installed, no fixed equipment for detecting the flow rate such as an electromagnetic flow meter, a throttle flow meter, and a weir is provided. In this case, it is convenient to perform detection from outside the pump using an ultrasonic flowmeter.

【0003】例えば伝搬差方式の超音波流量計を用いる
方法では、ポンプ吐出管内壁の軸方向に離れた2箇所の
それぞれに送・受波器を設ける。そして、一方の送波器
から出力された超音波の対向する吐出管内壁での反射波
を他方の受波器で受信し、また他方の送波器から出力さ
れた超音波の対向する吐出管内壁での反射波を一方の受
波器で受信し、それら2つの場合の伝搬時間差によって
吐出管内の平均流速を求め、さらにこの平均流速に基づ
いてポンプ流量を算出する。このとき、流量検出部の上
流側にある直管部の長さが十分に長ければ検出しようと
する流路断面における流速分布はほぼ均一となるが、通
常、この直管部の長さはスペース上の理由等によりあま
り長くはとれないため、検出流路断面上である径方向流
速分布が存在する。しかしながら、上記伝搬差方式の超
音波流量計では、超音波が通過する測定線上にわたる流
速の平均値を検出するに過ぎず、この径方向流速分布を
検出できないため、実際の流量との誤差が大きくなり、
検出精度が低下していた。
For example, in a method using an ultrasonic flow meter of the propagation difference type, a transmitter / receiver is provided at each of two places separated in the axial direction of an inner wall of a pump discharge pipe. Then, the reflected wave of the ultrasonic wave output from one of the transmitters at the opposing discharge pipe inner wall is received by the other receiver, and the ultrasonic wave output from the other transmitter is transmitted through the opposing discharge pipe. The reflected wave on the wall is received by one of the receivers, the average flow velocity in the discharge pipe is determined based on the difference in propagation time between the two cases, and the pump flow rate is calculated based on the average flow velocity. At this time, if the length of the straight pipe portion on the upstream side of the flow rate detection unit is sufficiently long, the flow velocity distribution in the cross section of the flow path to be detected will be substantially uniform. Since the length cannot be made too long for the above reasons, there is a radial flow velocity distribution on the cross section of the detection flow path. However, in the ultrasonic wave flow meter of the above-described propagation difference type, only the average value of the flow velocity over the measurement line through which the ultrasonic wave passes is detected, and the radial flow velocity distribution cannot be detected. Become
The detection accuracy was reduced.

【0004】この点を解決するために、特開平10−1
25633号公報に記載されているように、パルスドッ
プラ式超音波流速計を用いて、検出流路断面における流
速分布を検出する方法が提案されている。すなわち、こ
の従来技術では、ポンプ吐出管外壁に設けた送波器から
管軸に対し斜めに発射された超音波が、検出液体中に含
まれる粒子により散乱・反射され、その散乱・反射した
超音波を受波器で受信する。そして、受信信号中に含ま
れるドップラシフト周波数から各粒子の速度を求め、か
つ各粒子までの超音波の往復時間からその粒子の位置を
求めることにより、径方向流速分布を検出する。そし
て、この分布を管内全体にわたり積分することにより、
流量を検出する。
To solve this problem, Japanese Patent Laid-Open No. 10-1
As described in Japanese Patent No. 25633, there has been proposed a method of detecting a flow velocity distribution in a cross section of a detection flow path using a pulse Doppler ultrasonic flow meter. That is, in this conventional technique, ultrasonic waves emitted obliquely to the pipe axis from a transmitter provided on the outer wall of the pump discharge pipe are scattered and reflected by particles contained in the detection liquid, and the scattered and reflected Sound waves are received by the receiver. Then, the velocity of each particle is obtained from the Doppler shift frequency included in the received signal, and the position of the particle is obtained from the reciprocation time of the ultrasonic wave to each particle, thereby detecting the radial flow velocity distribution. And by integrating this distribution over the entire tube,
Detect the flow rate.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術は、検
出対象液体中に存在する粒子による超音波の反射・散乱
を利用するものであるため、液体中には粒子の存在が不
可欠である。しかし、例えば洪水時に使用される排水ポ
ンプでは多量の土砂粒子が揚水中に含まれるため流量検
出は比較的容易であるものの、通常の河川水を揚水する
ポンプでは粒子濃度が不十分のため超音波受信信号のS
/N比が低下し、流量検出が困難となる場合がある。ま
た、火力発電所や原子力発電所において冷却用海水を循
環させる循環水ポンプでは、海水中の粒子濃度が排水・
河川水に比べて低いためさらに流量検出が困難となる。
特に、ポンプ吐出管が厚肉鉄製管の場合は、超音波の透
過損失・減衰が大きくなるため、これによっても超音波
受信信号のS/N比が低下し、困難性がさらに増す傾向
となる。これを回避するために、発信波を強力にする方
法もあるが、この場合は装置の大幅なコスト高を招くた
め、好ましくない。
The above-mentioned prior art utilizes the reflection and scattering of ultrasonic waves by particles present in the liquid to be detected. Therefore, the presence of particles in the liquid is indispensable. However, for example, drainage pumps used during floods contain a large amount of sediment particles in the pumping, making it relatively easy to detect the flow rate. S of received signal
In some cases, the / N ratio decreases, and it becomes difficult to detect the flow rate. In addition, a circulating water pump that circulates cooling seawater at thermal power plants and nuclear power plants reduces the concentration of
Since it is lower than river water, flow rate detection becomes more difficult.
In particular, when the pump discharge pipe is made of a thick iron pipe, the transmission loss and attenuation of the ultrasonic wave increase, which also lowers the S / N ratio of the ultrasonic reception signal, which tends to further increase the difficulty. . In order to avoid this, there is a method of strengthening the transmitted wave, but this case is not preferable because the cost of the apparatus is greatly increased.

【0006】本発明の目的は、超音波受信信号のS/N
比を向上することにより、検出対象液体の性質に関係な
く高精度の流量検出を確実かつ安価に行える水力機械の
流量検出方法を提供することにある。
[0006] An object of the present invention is to provide an S / N of an ultrasonic reception signal.
An object of the present invention is to provide a flow detection method for a hydraulic machine capable of reliably and inexpensively detecting a flow with high accuracy regardless of the property of a liquid to be detected by improving the ratio.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】(1)上記目的を達成す
るために、本発明は、水力機械内の流路又は該水力機械
の前後に位置する流路のうち所定断面における速度分布
をパルスドップラ式超音波流速計で検出し、この検出し
た速度分布と前記所定断面の断面積とを用いて流量を算
出する水力機械の流量検出方法において、前記流路の前
記所定断面より上流側で、粒子供給手段によって検出対
象液体内に固体粒子又は気体粒子を供給する。パルスド
ップラ式超音波流速計では、送波器から送信された超音
波が散乱・反射したものを受波器で受信しその受信波の
ドップラシフト周波数の解析を行って流速分布を算出す
るが、一般に、超音波は、媒質の音響インピーダンス
(=密度×音速)が大きく異なるほどその境界での散乱
・反射の度合いが大きくなる。すなわち、液体中に音響
インピーダンスが大幅に異なる固体粒子や気体粒子が存
在すると、超音波はそれら粒子の表面にて大きく散乱・
反射することとなる。本発明においては、粒子供給手段
で外部から積極的に検出対象液体内に粒子を供給するこ
とにより、送信波の散乱・反射を促進して受信波の強度
を強めるので、受信信号のS/N比を向上することがで
きる。したがって、検出対象液体の性質に関係なく、高
精度の流量検出を確実に行うことができる。またこのと
き、発信波の強度を大きくする場合のように、大幅なコ
スト増大を招くことがない。
Means for Solving the Problems (1) In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a method of pulsing a velocity distribution in a predetermined cross section of a flow path in a hydraulic machine or a flow path located before and after the hydraulic machine. Detected by Doppler ultrasonic flowmeter, in the flow rate detection method of the hydraulic machine to calculate the flow rate using the detected velocity distribution and the cross-sectional area of the predetermined cross section, on the upstream side of the predetermined cross section of the flow path, Solid particles or gas particles are supplied into the liquid to be detected by the particle supply means. In the pulse Doppler type ultrasonic anemometer, the ultrasonic wave transmitted from the transmitter is scattered / reflected and received by the receiver, and the Doppler shift frequency of the received wave is analyzed to calculate the flow velocity distribution. Generally, the degree of scattering / reflection at the boundary of an ultrasonic wave increases as the acoustic impedance (= density × sound velocity) of the medium greatly differs. In other words, if solid or gaseous particles with significantly different acoustic impedances exist in the liquid, the ultrasonic waves will be greatly scattered on the surface of those particles.
It will be reflected. In the present invention, the particles are positively supplied from the outside into the liquid to be detected by the particle supply means, thereby promoting the scattering and reflection of the transmitted wave and increasing the intensity of the received wave. The ratio can be improved. Therefore, regardless of the properties of the liquid to be detected, high-accuracy flow rate detection can be reliably performed. At this time, unlike the case where the intensity of the transmitted wave is increased, there is no significant cost increase.

【0008】(2)上記(1)において、好ましくは、
前記粒子供給手段で、前記気体粒子として気泡を供給す
る。
(2) In the above (1), preferably,
The particle supply means supplies bubbles as the gas particles.

【0009】(3)上記(1)において、また好ましく
は、前記粒子供給手段は、空気源と、この空気源に接続
された給気管とを備えている。これにより、例えば圧縮
機、圧縮空気ボンベ等の空気源からの空気を給気管に導
き、気体粒子として検出対象液体中に供給することがで
きる。
(3) In the above (1), preferably, the particle supply means includes an air source and an air supply pipe connected to the air source. Thereby, for example, air from an air source such as a compressor or a compressed air cylinder can be guided to the air supply pipe and supplied as gas particles into the liquid to be detected.

【0010】(4)上記(1)において、また好ましく
は、前記粒子供給手段は、高圧液体源と、空気を吸入し
その空気を前記高圧液体源からの高圧液体に混入させる
エジェクタと、このエジェクタに接続された吐出管とを
備えている。これにより、空気が粒子(気泡)の状態で
混入した高圧液体を吐出管に導き、この高圧液体に含ま
れた状態で空気粒子(気泡)を検出対象液体の中に供給
することができる。
(4) In the above (1), preferably, the particle supply means includes a high-pressure liquid source, an ejector that sucks air and mixes the air with the high-pressure liquid from the high-pressure liquid source, and the ejector. And a discharge pipe connected to the discharge pipe. Thus, the high-pressure liquid in which air is mixed in the state of particles (bubbles) can be guided to the discharge pipe, and the air particles (bubbles) can be supplied to the detection target liquid while being contained in the high-pressure liquid.

【0011】(5)上記(1)において、また好ましく
は、前記粒子供給手段は、水との化学反応によって気体
を発生する発泡剤を備えている。これにより、発泡剤と
水とを化学反応させて気体を発生させ、この気体を粒子
として検出対象液体中に供給することができる。
(5) In the above (1), preferably, the particle supply means includes a foaming agent which generates a gas by a chemical reaction with water. Thereby, a gas can be generated by causing a chemical reaction between the blowing agent and water, and the gas can be supplied as particles into the liquid to be detected.

【0012】(6)上記(1)において、また好ましく
は、前記粒子供給手段は、水の電気分解反応を誘起する
ための電極を備えている。これにより、検出対象流体中
に水の電気分解反応を誘起し、そのときに発生する多量
の水素ガス粒子を検出対象流体中に供給することができ
る。
(6) In the above (1), preferably, the particle supply means includes an electrode for inducing an electrolysis reaction of water. Thereby, an electrolysis reaction of water is induced in the detection target fluid, and a large amount of hydrogen gas particles generated at that time can be supplied to the detection target fluid.

【0013】(7)上記(1)において、また好ましく
は、前記粒子供給手段は、一端近傍が前記水力機械内の
流路を画定する壁面を貫通して該流路内に連通しかつ他
端近傍が大気開放可能な連通管を備えている。これによ
り、例えば水力機械の流路内の圧力が大気圧より低い場
合には、特に粒子供給のための動力を用いることなく、
連通管を介し検出対象流体内に空気の粒子を混入させる
ことができる。
(7) In the above (1), preferably, the particle supply means is configured such that one end portion thereof penetrates a wall defining a flow path in the hydraulic machine and communicates with the flow path and the other end. The vicinity is provided with a communication pipe that can be opened to the atmosphere. Thereby, for example, when the pressure in the flow path of the hydraulic machine is lower than the atmospheric pressure, without using the power for supplying particles in particular,
Air particles can be mixed into the detection target fluid through the communication pipe.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
を参照しつつ説明する。本実施形態による流量検出方法
を実施する流量検出装置を、雨水排水用の立軸排水ポン
プの流量を検出するのに適用した場合の概略構成を表す
断面図を図1に示し、また超音波流速計(後述)での検
出結果を演算処理する機能を表す機能ブロック図を図2
に示す。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration in a case where a flow rate detection device that implements the flow rate detection method according to the present embodiment is applied to detect the flow rate of a vertical drainage pump for rainwater drainage. FIG. 2 is a functional block diagram showing a function of performing arithmetic processing on a detection result in (described later).
Shown in

【0015】図1において、排水ポンプは、雨水が貯留
されている吸込槽3内に吸水側を設けるとともに軸線を
ほぼ鉛直にして配置されており、ポンプ外部に設置され
た図示しない原動機の駆動軸に結合されたポンプ軸2
と、このポンプ軸2に固定された羽根車1と、この羽根
車1を内装するケーシング4と、ケーシング4内周にお
ける羽根車1より上方に固定された案内羽根6と、ケー
シング4の下端に結合された吸込ベルマウス5と、ケー
シング4の上端に下端を結合された吐出コラム7と、こ
の吐出コラム7の上端に結合された吐出ベンド8と、こ
の吐出ベンド8に結合された比較的短い直管形状の吐出
管9と、この吐出管9の下流側部分に設置された流量調
節弁10とを備えている。
In FIG. 1, the drainage pump is provided with a suction side in a suction tank 3 in which rainwater is stored, and is arranged so that its axis is substantially vertical. A drive shaft of a motor (not shown) installed outside the pump is provided. Pump shaft 2 connected to
And an impeller 1 fixed to the pump shaft 2, a casing 4 containing the impeller 1, a guide blade 6 fixed above the impeller 1 on the inner periphery of the casing 4, and a lower end of the casing 4. The connected suction bell mouth 5, a discharge column 7 having a lower end connected to the upper end of the casing 4, a discharge bend 8 connected to an upper end of the discharge column 7, and a relatively short bend connected to the discharge bend 8. A discharge pipe 9 having a straight pipe shape and a flow control valve 10 installed at a downstream portion of the discharge pipe 9 are provided.

【0016】本実施形態による流量検出装置は、このよ
うな構造の排水ポンプの流量を検出するためのものであ
り、図1及び図2に示すように、吐出管9の内壁の略水
平断面上に送・受波器101a(後に詳述)が設けられ
吐出管9内の径方向流速分布を検出するパルスドップラ
式超音波流速計101と、この超音波流速計101で検
出した径方向流速分布を基に流量を算出する流量算出器
104と、超音波流速計101及び流量算出器104の
動作を制御する制御装置103と、吸込ベルマウス5の
下方で排水ポンプ内へ吸入される雨水に空気粒子(気
泡)を供給する粒子供給手段102とを備えている。
The flow rate detecting device according to the present embodiment is for detecting the flow rate of the drainage pump having such a structure, and as shown in FIGS. A pulse Doppler ultrasonic flowmeter 101 for detecting a radial flow velocity distribution in the discharge pipe 9 provided with a transmitter / receiver 101a (to be described later in detail), and a radial flow velocity distribution detected by the ultrasonic flowmeter 101 A flow rate calculator 104 for calculating the flow rate based on the flow rate, a control device 103 for controlling the operation of the ultrasonic current meter 101 and the flow rate calculator 104, and air for rainwater sucked into the drain pump below the suction bell mouth 5 And a particle supply means 102 for supplying particles (bubbles).

【0017】パルスドップラ式超音波流速計101は、
吐出管9の管壁に対し角度θ[deg]に送・受波可能に設
けた超音波素子101aA及びこの超音波素子101aA
を固定する樹脂板101aBを備えた上記送・受波器1
01aと、流速検出のためのパルスを発生する送信パル
ス発生器101bと、そのパルスを増幅して送・受波器
101aへ出力する送信アンプ101cと、送・受波器
101aから送波され流体中の気泡105で散乱反射さ
れ送・受波器101aで受波された反射波(後に詳述)
を増幅する受信アンプ101dと、この受信アンプ10
1dで増幅された反射波が揚水中の気泡の流速により受
けたドップラシフト周波数を順次検出するドップラシフ
ト周波数検出器101eと、このドップラシフト周波数
検出器101eで検出された複数のドップラシフト周波
数のデータを所定期間保持した後に所定数のデータごと
にまとめて出力するサンプリングホールド101fと、
このサンプリングホールド101fから出力されたデー
タをデジタル信号に変換するA/D変換器101gと、
このA/D変換器101gを介しデータを入力し、ノイ
ズ・減衰・乱れ等に由来する各気泡データごとのばらつ
きを確率的に分析・処理し、各気泡データごとに1つの
ドップラシフト周波数値Δf[Hz]として集約する周波数
分析器101hと、この周波数分析器101hからのド
ップラシフト周波数Δfに基づいて吐出管9内における
流速分布を算出する流速分布算出器101iとを有して
いる。
The pulse Doppler ultrasonic current meter 101 is
An ultrasonic element 101aA provided so as to be able to transmit and receive waves at an angle θ [deg] with respect to the pipe wall of the discharge pipe 9, and the ultrasonic element 101aA
Transmitter / receiver 1 provided with resin plate 101aB for fixing
01a, a transmission pulse generator 101b for generating a pulse for flow velocity detection, a transmission amplifier 101c for amplifying the pulse and outputting the amplified pulse to the transmitter / receiver 101a, and a fluid transmitted from the transmitter / receiver 101a. A reflected wave scattered and reflected by the bubble 105 inside and received by the transmitter / receiver 101a (detailed later)
Receiving amplifier 101d for amplifying the
A Doppler shift frequency detector 101e for sequentially detecting a Doppler shift frequency of the reflected wave amplified by 1d due to the flow velocity of bubbles in the pumping water, and data of a plurality of Doppler shift frequencies detected by the Doppler shift frequency detector 101e And a sampling hold 101f that collectively outputs a predetermined number of data after holding for a predetermined period,
An A / D converter 101g for converting data output from the sampling hold 101f into a digital signal,
Data is input via the A / D converter 101g, and the variation of each bubble data due to noise, attenuation, turbulence, etc. is analyzed and processed stochastically, and one Doppler shift frequency value Δf is set for each bubble data. It has a frequency analyzer 101h that collects as [Hz], and a flow velocity distribution calculator 101i that calculates a flow velocity distribution in the discharge pipe 9 based on the Doppler shift frequency Δf from the frequency analyzer 101h.

【0018】制御装置103は、超音波流速計101の
すべての構成要素101a〜101i及び流量算出器1
04を関連づけて制御し、これら構成要素の動作状況に
応じそれらに対して制御信号を出力する。
The control device 103 includes all the components 101a to 101i of the ultrasonic current meter 101 and the flow rate calculator 1
04 and controls them, and outputs a control signal to them according to the operation status of these components.

【0019】流速検出器104は、パルスドップラ式超
音波流速計101の流速分布算出器101iで算出され
た速度分布と吐出管9内の流路面積とに応じ、吐出管9
内の流量を算出する(後に詳述)演算手段としての役割
を果たす。
The flow velocity detector 104 is adapted to output the discharge pipe 9 according to the velocity distribution calculated by the flow velocity distribution calculator 101i of the pulse Doppler ultrasonic flowmeter 101 and the flow path area in the discharge pipe 9.
It serves as a calculating means for calculating the flow rate in the inside (detailed later).

【0020】粒子供給手段102は、ポンプ設置床面に
設置された空気源102aと、この空気源102aに流
量調節弁102bを介して接続され圧縮空気が導かれる
給気管102cとを備えている。給気管102cの先端
近傍は吸込ベルマウス5の下方に位置しており、その上
側外周部には複数の給気孔102cAが形成されてい
る。これにより、排水ポンプ内への吸込流れPに多数の
気泡105を供給するようになっている。なお、空気源
102aは、例えば、往復動形・ロータリー形の圧縮器
や、圧縮空気を畜圧された空気ボンベや、あるいは別の
空気源から供給される空気配管であってもよい。
The particle supply means 102 includes an air source 102a installed on the pump installation floor, and an air supply pipe 102c connected to the air source 102a via a flow control valve 102b and through which compressed air is guided. The vicinity of the tip of the air supply pipe 102c is located below the suction bell mouth 5, and a plurality of air supply holes 102cA are formed in the upper outer peripheral portion thereof. Thus, a large number of bubbles 105 are supplied to the suction flow P into the drain pump. The air source 102a may be, for example, a reciprocating / rotary compressor, an air cylinder in which compressed air is compressed, or an air pipe supplied from another air source.

【0021】以上のように構成された流量検出装置を用
いた本実施形態による流量検出方法の手順及びその作用
を以下に説明する。 (1−1)気泡発生 原動機が駆動されてポンプ軸2が回転し羽根車1による
雨水の揚水が行われている状態で、まず、給気管102
cに設置されている流量調節弁102bを開くと、給気
管102cの先端近傍の給気孔102cAから多数の微
細な気泡105が噴出する。気泡105は自身に働く浮
力及び吸込流れPによりポンプ内部へ流入し、水ととも
に羽根車1及び案内羽根6を通り、吐出ベンド8を経て
吐出管9内の流速検出断面へと導かれる。
The procedure and operation of the flow rate detection method according to the present embodiment using the flow rate detection device configured as described above will be described below. (1-1) Generation of Bubbles In a state where the prime mover is driven to rotate the pump shaft 2 and the impeller 1 is pumping rainwater, first, the air supply pipe 102
When the flow control valve 102b provided at the position c is opened, a large number of fine bubbles 105 are ejected from the air supply hole 102cA near the tip of the air supply pipe 102c. Bubbles 105 flow into the pump due to buoyancy and suction flow P acting on themselves, pass through the impeller 1 and the guide blades 6 together with water, and are guided to the flow velocity detecting section in the discharge pipe 9 via the discharge bend 8.

【0022】(1−2)流速分布検出 次に、パルスドップラ式超音波流速計101の送信パル
ス発生器101bから発生され送信アンプ101cで増
幅された複数の超音波パルス(バースト波:初期周波数
fo[Hz])を、送・受波器101aから吐出管9の管壁
と角度θをなす方向の流速測定線上に送波する(図1、
図2中実線矢印参照)。このバースト波は、流体内に存
在し流路幅方向各位置に分布する気泡105によって散
乱反射される。ここで、超音波の一般的な性質として、
媒質の音響インピーダンス(=密度×音速)が大きく異
なるほどその境界での散乱・反射の度合いが大きくなる
が、上記(1−1)で説明したように、音響インピーダ
ンスが水と大きく異なる気泡105を粒子供給手段10
2で外部から積極的に供給することにより、バースト波
の散乱・反射を促進する。
(1-2) Detection of Flow Velocity Distribution Next, a plurality of ultrasonic pulses (burst wave: initial frequency fo) generated from the transmission pulse generator 101b of the pulse Doppler ultrasonic flow meter 101 and amplified by the transmission amplifier 101c [Hz]) from the transmitter / receiver 101a on the flow velocity measurement line in a direction making an angle θ with the pipe wall of the discharge pipe 9 (FIG. 1, FIG.
(See the solid arrow in FIG. 2). This burst wave is scattered and reflected by bubbles 105 existing in the fluid and distributed at respective positions in the flow channel width direction. Here, as a general property of ultrasonic waves,
As the acoustic impedance (= density x sound velocity) of the medium greatly differs, the degree of scattering / reflection at the boundary increases, but as described in the above (1-1), the bubble 105 whose acoustic impedance differs greatly from water is generated. Particle supply means 10
By actively supplying from outside in step 2, scattering and reflection of burst waves are promoted.

【0023】このようにして散乱・反射した各反射波
は、送・受波器101aからの距離に応じた伝搬時間で
送・受波器101aに向かってばらばらに戻ってくる
(図1、図2中破線参照)。このときの伝搬・反射の原
理を図3に示す。図3において、送・受波器101aか
ら送波されたバースト波(=基本波)は、水流中にある
気泡105A(送・受波器101aからの送波方向距離
LA、流速VLA、以下同様)、気泡105B(LB,VL
B)、気泡105C(LC,VLC)、気泡105D(L
D,VLD)、気泡105E(LE,VLE)においてそれぞ
れ反射される。そしてそれぞれの反射波(=散乱波)1
52A,152B,152C,152D,152Eは、
送・受波器101aからの距離x(=LA,LB,LC,L
D,LE)にそれぞれ応じた伝搬時間tA,tB,tC,t
D,tEで送・受波器101aに戻り受波され、受信アン
プ101dで増幅される。
The reflected waves scattered and reflected in this manner return to the transmitter / receiver 101a with a propagation time corresponding to the distance from the transmitter / receiver 101a (see FIGS. 1 and 2). 2 see broken line). FIG. 3 shows the principle of propagation and reflection at this time. In FIG. 3, a burst wave (= basic wave) transmitted from the transmitter / receiver 101a is a bubble 105A in the water flow (the distance LA in the transmission direction from the transmitter / receiver 101a, the flow velocity VLA, and so on). ), Bubble 105B (LB, VL
B), bubble 105C (LC, VLC), bubble 105D (L
D, VLD) and air bubbles 105E (LE, VLE). And each reflected wave (= scattered wave) 1
52A, 152B, 152C, 152D, 152E are:
Distance x (= LA, LB, LC, L) from transmitter / receiver 101a
D, LE) corresponding to the propagation times tA, tB, tC, t
At D and tE, the signal is returned to the transmitter / receiver 101a, received, and amplified by the receiving amplifier 101d.

【0024】図2に戻り、このとき、ドップラシフト周
波数検出器101eは、バースト波を送波してサンプリ
ング時間Ti(但しi=1,2,…,5、T1≒tA,T2
≒tB,T3≒tC,T4≒tD,T5≒tE)が経過した後
に、送・受波器101aを介してこれら反射波152
A,152B,152C,152D,152Eをサンプ
リングする。このとき各反射波152A〜152Eは、
各気泡105A〜Eの流速VLA〜VLE(より正確には角
度θだけ傾斜した成分V’LA〜V’LE:図3参照)に比
例したドップラ効果によって、はじめの周波数foから
周波数シフトΔfをそれぞれ受けている。ドップラシフ
ト周波数検出器101eは、各気泡105A〜Eそれぞ
れのドップラシフト周波数ΔfA,ΔfB,ΔfC,Δf
D,ΔfEを、各サンプリング時間T1,T2,T3,T4,
T5と関連づけてサンプリングホールド101fへ順次
出力する。サンプリングホールド101fは、各気泡1
05A〜Eのドップラシフト周波数ΔfA,ΔfB…を順
次入力するとともに、ΔfEの入力終了後の所定時期ま
でそれらを保持し、さらにΔfEの入力終了後、ΔfA〜
ΔfEを一括して出力する。これらΔfA〜ΔfEのデー
タは、A/D変換器101gにおいてデジタル変換され
た後、周波数分析器101hで細かいばらつきを集約処
理された値となり、流速分布算出器101iに入力され
る。
Returning to FIG. 2, at this time, the Doppler shift frequency detector 101e transmits the burst wave and performs sampling time Ti (where i = 1, 2,..., 5, T1 ≒ tA, T2).
(TB, T3 ≒ tC, T4 ≒ tD, T5 ≒ tE), the reflected waves 152 are transmitted via the transmitter / receiver 101a.
A, 152B, 152C, 152D, and 152E are sampled. At this time, each of the reflected waves 152A to 152E is
Due to the Doppler effect proportional to the flow rates VLA to VLE of the bubbles 105A to 105E (more precisely, the components V'LA to V'LE inclined by the angle θ: see FIG. 3), the frequency shift Δf is shifted from the initial frequency fo. is recieving. The Doppler shift frequency detector 101e calculates the Doppler shift frequency ΔfA, ΔfB, ΔfC, Δf of each of the bubbles 105A to 105E.
D, ΔfE are calculated as sampling times T1, T2, T3, T4,
The data is sequentially output to the sampling hold 101f in association with T5. The sampling hold 101f holds each bubble 1
.., And hold them until a predetermined time after the end of the input of ΔfE, and after the end of the input of ΔfE,
ΔfE is output collectively. The data of ΔfA to ΔfE are digitally converted by the A / D converter 101g, and then converted into a value in which fine variations are aggregated by the frequency analyzer 101h, and input to the flow velocity distribution calculator 101i.

【0025】その後、流速分布算出器101iでは、予
め公知の方法で検出されて別途設定入力された音速Cを
用い、ドップラシフト周波数ΔfA〜ΔfEに対応する各
気泡105A〜Eの送波方向の位置x(=LA,LB,L
C,LD,LE)を、x=CTi/2(但しi=1,2,
…,5)で求める。そして、対応するドップラシフト周
波数ΔfA〜ΔfE、初期周波数fo、及び音速Cを用
い、さらにドップラ効果が角度θだけ傾斜した成分V’
LA〜V’LEによって生じていることに留意し、各気泡1
05A〜Eの位置x(x=LA〜LE)における局所流速
VLA〜LEを、V(x)=CΔf/(2fo・cosθ)によ
って求める。求めたV(x)は、流量算出器104に入
力する。
Thereafter, the flow velocity distribution calculator 101i uses the sound velocity C detected in advance by a known method and separately set and inputted, and the position in the transmission direction of each of the bubbles 105A to 105E corresponding to the Doppler shift frequencies ΔfA to ΔfE. x (= LA, LB, L
C, LD, LE), x = CTi / 2 (where i = 1, 2, 2,
..., 5). Then, using the corresponding Doppler shift frequencies ΔfA to ΔfE, the initial frequency fo, and the sound velocity C, the component V ′ in which the Doppler effect is further inclined by the angle θ
Note that each bubble 1
The local flow velocities VLA to LE at the positions x (x = LA to LE) 05A to E are obtained by V (x) = CΔf / (2fo · cos θ). The obtained V (x) is input to the flow rate calculator 104.

【0026】(1−3)流量検出 最後に、流量算出器104が、上記で求めた位置xにお
ける局所流速V(x)を、半径方向位置r=xsinθに
基づきこの位置rにおける局所流速V(r)に変換し、
これと、検出断面の半径R(=D/2:内径Dはあらか
じめ記憶しておくか、図示しない入力手段を介して入力
する)及び図4に示す流路高さB(r)とを用いて、
(1-3) Flow Rate Detection Finally, the flow rate calculator 104 calculates the local flow velocity V (x) at the position x obtained above based on the radial position r = x sin θ, and calculates the local flow velocity V (x) at this position r. r),
This is used together with the radius R of the detection cross section (= D / 2: the internal diameter D is stored in advance or input via input means not shown) and the flow path height B (r) shown in FIG. hand,

【0027】[0027]

【数1】 (Equation 1)

【0028】により流量Qを算出する。なお算出した流
量Qは、例えば、図示しない表示手段を介して作業者に
表示される。
Then, the flow rate Q is calculated. The calculated flow rate Q is displayed to the operator via, for example, display means (not shown).

【0029】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、送・受波器101aで送波してから送・受波器10
1aで受波するまでの流速測定線上における多数箇所の
局所流速V(x)を検出することができ、流速測定線上
にわたる平均流速しか検出できない伝搬速度差方式より
も検出精度を著しく向上することができる。そしてこの
とき、粒子供給手段102で外部から積極的に揚水内に
気泡105を供給し、送・受波器101aからの送信波
の散乱・反射を促進するので、例えば水中に自然に存在
する微小固形粒子(微小砂や塵等)での反射波に比べ
て、送・受波器101bで受信する受信波の強度を強め
ることができ、受信信号のS/N比を大きくすることが
できる。したがって、検出対象液体の性質に関係なく、
高精度の流量検出を確実に行うことができる。特に、吐
出管9が厚肉鉄製管の場合は、超音波の透過損失・減衰
が大きくなって超音波受信信号のS/N比が低下するの
で特に効果的である。またこのとき、発信波の強度を大
きくする場合のように、大幅なコスト増大を招くことが
ない。
As described above, according to the present embodiment, after transmitting / receiving by the transmitter / receiver 101a, the transmitter / receiver 10a
It is possible to detect local flow velocities V (x) at many points on the flow velocity measurement line before receiving the wave at 1a, and to significantly improve the detection accuracy compared to the propagation velocity difference method that can detect only the average flow velocity over the flow velocity measurement line. it can. At this time, the particle supply means 102 actively supplies air bubbles 105 from the outside into the pumped water to promote the scattering and reflection of the transmission wave from the transmitter / receiver 101a. The intensity of the received wave received by the transmitter / receiver 101b can be increased as compared with the reflected wave from solid particles (fine sand, dust, etc.), and the S / N ratio of the received signal can be increased. Therefore, regardless of the properties of the liquid to be detected,
Highly accurate flow rate detection can be performed reliably. In particular, when the discharge pipe 9 is made of a thick iron pipe, the transmission loss and attenuation of the ultrasonic wave increase, and the S / N ratio of the ultrasonic reception signal decreases, which is particularly effective. At this time, unlike the case where the intensity of the transmitted wave is increased, there is no significant cost increase.

【0030】なお、本発明は、上記実施形態に限られる
ものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形
が可能である。このような変形例を以下、順次説明す
る。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Such modified examples will be sequentially described below.

【0031】(1)気液混合水を供給する場合 すなわち、図5に示すように、粒子供給手段102Aと
して、高圧液体源であるポンプ110と、空気を吸入し
その空気をポンプ110からの高圧液体に混入させるエ
ジェクタ(ジェットポンプ)111と、このエジェクタ
111に接続され、先端が吸込ベルマウス5の下方にお
いて上向きに開口する吐出管112とを設けた場合であ
る。エジェクタ111では、 特に詳細構造を図示しな
いが、ポンプ110から吐出された高圧水がノズルに供
給され、その高速水流によってノズル出口に接続された
管111aから空気が吸引され、空気と水の気液混合水
となる。そして、この気液混合水が、ノズル下流の円錐
ディフューザにより圧力回復して吐出管112へ吐出さ
れ、気泡105は、この気液混合水に含まれた状態で揚
水中に供給される。この変形例においても、上記実施形
態と同様の効果を得る。
(1) Case of Supplying Gas-Liquid Mixed Water That is, as shown in FIG. 5, as a particle supply means 102A, a pump 110 which is a high-pressure liquid source, air is sucked and the air is supplied from the pump 110 This is a case in which an ejector (jet pump) 111 to be mixed with the liquid and a discharge pipe 112 connected to the ejector 111 and having a tip opening upward below the suction bell mouth 5 are provided. In the ejector 111, although not shown in detail, high-pressure water discharged from the pump 110 is supplied to the nozzle, and the high-speed water flow sucks air from a pipe 111a connected to the nozzle outlet. It becomes mixed water. Then, the gas-liquid mixed water recovers pressure by the conical diffuser downstream of the nozzle and is discharged to the discharge pipe 112, and the bubbles 105 are supplied to the pumping water while being included in the gas-liquid mixed water. In this modified example, the same effect as in the above embodiment is obtained.

【0032】(2)発泡剤の化学反応を利用する場合 すなわち、図6に示すように、粒子供給手段102Bと
して、水との化学反応によって気体を発生する固形の発
泡剤113と、この発泡剤113を内蔵した容器114
とを設けた場合である。発泡剤113は、例えば水と接
触して炭酸ガスが発生するドライアイスを用いる。容器
114は、吸込槽3の底面に設けられており、その上面
は網あるいは多孔板で覆われている。なお、この容器1
14は、水面に浮かぶ浮き115と係留ロープ116に
より連結されており、これによって流量検出が終了した
後に容易に回収できるようになっている。この変形例に
おいても、上記実施形態と同様の効果を得る。
(2) Using Chemical Reaction of Blowing Agent That is, as shown in FIG. 6, a solid blowing agent 113 which generates gas by a chemical reaction with water as the particle supply means 102B, Container 114 with built-in 113
Is provided. As the foaming agent 113, for example, dry ice that generates carbon dioxide gas upon contact with water is used. The container 114 is provided on the bottom surface of the suction tank 3, and its upper surface is covered with a net or a perforated plate. In addition, this container 1
14 is connected to a float 115 floating on the surface of the water by a mooring rope 116, so that it can be easily collected after the flow rate detection is completed. In this modified example, the same effect as in the above embodiment is obtained.

【0033】(3)電気分解を利用する場合 図7(a)はこの変形例における吸込ベルマウス5の下
端近傍の拡大側面図であり、図7(b)は吸込ベルマウ
ス5の下端を下方から見た図である。また図8は図7
(b)中D−D断面による断面図である。これら図7
(a)、図7(b)、及び図8に示すように、本変形例
では、粒子供給手段102Cとして、水の電気分解反応
を誘起するための電極装置118a〜dを設ける。各電
極装置118a〜dは、一対の+極と−極を備えてお
り、外部に設けた電源(図示せず)から電源ケーブル1
19を介し給電されて+極と−極の間に電気が流れ、 2H20 → O2↑+H2↑ の電気分解反応により、水素及び酸素の気泡105を発
生するようになっている。この変形例においても、上記
実施形態と同様の効果を得る。
(3) When Electrolysis is Used FIG. 7A is an enlarged side view showing the vicinity of the lower end of the suction bell mouth 5 in this modification, and FIG. FIG. FIG. 8 shows FIG.
It is sectional drawing by the DD cross section in (b). These FIG.
As shown in (a), FIG. 7 (b), and FIG. 8, in this modification, as the particle supply means 102C, electrode devices 118a to 118d for inducing an electrolysis reaction of water are provided. Each of the electrode devices 118a to 118d has a pair of positive and negative poles, and is connected to a power cable (not shown) provided outside.
Electric power flows through the positive electrode 19 and between the positive electrode and the negative electrode to generate bubbles 105 of hydrogen and oxygen by an electrolysis reaction of 2H 2 0 → O 2 {+ H 2 }. In this modified example, the same effect as in the above embodiment is obtained.

【0034】(4)横軸の軸流型ポンプに適用する場合 図9は、この変形例の概略構成を表す縦断面図である。
図1と対応する部分には同一の符号を付している。この
図9において、本変形例では、粒子供給手段102Dと
して、一端近傍がベンド8壁面を貫通して流路内に連通
しかつ他端近傍が大気開放可能な吸気管120と、吸気
管120の他端近傍に位置する弁121とを設けた場合
である。本変形例では、ポンプ運転状態においては、吸
気管120が取り付けられているベンド8壁面近傍での
圧力は、大気圧よりも、(ポンプ軸心高さと水面との差
の水頭Hs)+(羽根車1の入口における流れの動圧の
水頭)分だけ低くなる。すなわち、大気圧の方がベンド
8内の圧力より高い状態にあるため、吸気管120の弁
121を開くと、空気は吸気管120を経てポンプ内へ
吸入される。吸入された空気は気泡105となり羽根車
1に入り攪拌されて、さらに微細化と一様分布化がなさ
れる。
(4) When applied to an axial flow type pump having a horizontal axis FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of this modified example.
Parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. In FIG. 9, in this modification, as the particle supply means 102D, an intake pipe 120 whose one end near the end penetrates the wall surface of the bend 8 and communicates with the flow path and the other end near the air can be opened to the atmosphere, This is a case where a valve 121 located near the other end is provided. In this modification, in the pump operating state, the pressure near the wall of the bend 8 to which the intake pipe 120 is attached is higher than the atmospheric pressure by (water head Hs of the difference between the pump shaft center height and the water surface) + (vanes) The dynamic pressure of the flow at the entrance of the car 1 is reduced by the amount of the head. That is, since the atmospheric pressure is higher than the pressure in the bend 8, when the valve 121 of the intake pipe 120 is opened, air is sucked into the pump through the intake pipe 120. The inhaled air becomes bubbles 105 and enters the impeller 1 and is agitated, and is further miniaturized and uniformly distributed.

【0035】本変形例によっても、上記実施形態と同様
の効果を得る。またこれに加え、空気源や気泡発生装置
といった動力を用いることなく気泡105を供給するこ
とができ、かつ弁121で吸気量を制御できるので、コ
ストダウン及び操作の簡素化を図れる。
According to this modification, the same effect as in the above embodiment can be obtained. In addition, the bubble 105 can be supplied without using power such as an air source and a bubble generator, and the amount of intake air can be controlled by the valve 121, so that cost reduction and simplification of operation can be achieved.

【0036】なお、この変形例における吸気管120を
さらに立軸ポンプに応用し、図10に示すように、一端
近傍が吸込ベルマウス5壁面を貫通する吸気管122と
弁123とを設けてもよい。これにより、上記同様に、
弁123を開くと、空気は吸気管122を経てポンプ内
へ吸入され、気泡105を発生させることができる。但
しこのとき、水位が羽根車1の高さよりも低い場合は常
時吸気管122からの大気吸引が可能であるが、水位が
羽根車1の高さよりも高い図10に示すような場合は、
ポンプ運転状態において、吸気管122と水面との差の
水頭Hs’と吸込ベルマウス5の吸込部における損失水
頭との和が、羽根車1の入口における流れの動圧の水頭
分より大きくなるように水位を制御する必要がある。
It is to be noted that the intake pipe 120 in this modified example is further applied to a vertical pump, and as shown in FIG. 10, an intake pipe 122 and a valve 123 whose one end portion penetrates the wall surface of the suction bell mouth 5 may be provided. . This, as above,
When the valve 123 is opened, air is sucked into the pump via the intake pipe 122, and the air bubbles 105 can be generated. However, at this time, when the water level is lower than the height of the impeller 1, the air can be constantly suctioned from the intake pipe 122. However, in the case where the water level is higher than the height of the impeller 1, as shown in FIG.
In the pump operation state, the sum of the water head Hs ′ of the difference between the suction pipe 122 and the water surface and the head loss at the suction portion of the suction bell mouth 5 is larger than the head of the dynamic pressure of the flow at the inlet of the impeller 1. It is necessary to control the water level.

【0037】さらに、この吸気管122を、例えば特許
2678203号公報に記載された公知の先行待機形ポ
ンプのポンプに設けられた、揚水遮断運転時にポンプ内
に空気を取り入れるための吸気管で代用してもよい。
Further, the intake pipe 122 is replaced with an intake pipe provided in a pump of a known preceding standby type pump described in, for example, Japanese Patent No. 2678203 for taking in air into the pump at the time of pumping off operation. You may.

【0038】また、上記実施形態及び変形例では、粒子
供給手段で気体粒子を揚水中に供給した場合を例にとっ
て説明したが、これに限られず、音響インピーダンスが
大幅に異なる固体粒子を供給してもよい。この場合も、
同様の効果を得る。さらに、上記実施形態及び変形例で
は、流速検出断面(すなわち流量検出断面)が雨水排水
ポンプ内の流路に位置する場合を例にとって説明した
が、これに限られず、流速検出断面がポンプの前後の流
路に位置する場合にも適用でき、この場合も同様の効果
を得る。また、上記実施形態及び変形例では、水力機械
として雨水排水ポンプを例にとって説明したが、これに
限られず、河川水を揚水する河川水ポンプ、火力発電所
や原子力発電所において冷却用海水を循環させる循環水
ポンプ等に適用することができる。このとき、これら河
川水や冷却用海水は例えば固形・気体の不純物の混在が
少なくそれら粒子濃度が比較的低いため、特に効果的で
ある。また、ポンプにも限られず、水車等の他の水力機
械にも適用できる。
Further, in the above-described embodiment and the modified example, the case where gas particles are supplied into the pumping water by the particle supply means has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and solid particles having significantly different acoustic impedances are supplied. Is also good. Again,
A similar effect is obtained. Further, in the above-described embodiment and the modified example, the case where the flow velocity detecting section (that is, the flow rate detecting section) is located in the flow path in the rainwater drainage pump has been described. However, the present invention is not limited to this. The same effect can be obtained in this case as well. Further, in the above-described embodiment and modified examples, the rainwater drainage pump is described as an example of the hydraulic machine, but the present invention is not limited to this, and a river water pump for pumping river water, and circulating cooling seawater in a thermal power plant or a nuclear power plant. It can be applied to a circulating water pump or the like. At this time, the river water and the cooling seawater are particularly effective because, for example, the mixture of solid and gas impurities is small and their particle concentrations are relatively low. Further, the present invention is not limited to a pump, and can be applied to other hydraulic machines such as a water wheel.

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明によれば、超音波受信信号のS/
N比を向上することにより、検出対象液体の性質に関係
なく高精度の流量検出を確実かつ安価に行うことができ
る。
According to the present invention, the S / S of the ultrasonic reception signal is
By improving the N ratio, highly accurate flow rate detection can be performed reliably and at low cost regardless of the properties of the liquid to be detected.

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

【図1】本発明の一実施形態による流量検出方法を実施
する流量検出装置を、雨水排水用の立軸排水ポンプの流
量を検出するのに適用した場合の概略構成を表す断面図
である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration in a case where a flow rate detection device that performs a flow rate detection method according to an embodiment of the present invention is applied to detect a flow rate of a vertical drainage pump for rainwater drainage.

【図2】超音波流速計での検出結果を演算処理する機能
を表す機能ブロック図である。
FIG. 2 is a functional block diagram illustrating a function of performing arithmetic processing on a detection result obtained by the ultrasonic current meter.

【図3】超音波流速計の送・受波器から送波されたバー
スト波が散乱・反射して戻ってくるときの原理を示す図
である。
FIG. 3 is a diagram illustrating the principle when a burst wave transmitted from a transmitter / receiver of an ultrasonic current meter returns after being scattered / reflected.

【図4】流量を算出するための説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram for calculating a flow rate.

【図5】気液混合水を供給する変形例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a modification for supplying gas-liquid mixed water.

【図6】発泡剤の化学反応を利用する変形例を示す図で
ある。
FIG. 6 is a view showing a modified example utilizing a chemical reaction of a foaming agent.

【図7】電気分解を利用する変形例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a modification using electrolysis.

【図8】図7(b)中D−D断面による断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line DD in FIG. 7 (b).

【図9】横軸の軸流型ポンプに適用した変形例を示す図
である。
FIG. 9 is a view showing a modified example applied to an axial flow type pump having a horizontal axis.

【図10】図9の構造をさらに立軸ポンプに応用した変
形例を示す図である。
FIG. 10 is a view showing a modification in which the structure of FIG. 9 is further applied to a vertical pump.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 超音波流速計 101a 送・受波器 102 粒子供給手段 102A〜D 粒子供給手段 102a 空気源 102c 給気管 103 制御装置 104 流量算出器(演算手段) 105 気泡(気体粒子) 110 ポンプ(高圧液体源) 111 エジェクタ 112 吐出管 113 発泡剤 118a〜d 電極装置 120 吸気管(連通管) 122 吸気管(連通管) DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Ultrasonic velocimeter 101a Transmitter / receiver 102 Particle supply means 102A-D Particle supply means 102a Air source 102c Air supply pipe 103 Control device 104 Flow rate calculator (arithmetic means) 105 Bubbles (gas particles) 110 Pump (high-pressure liquid source) ) 111 ejector 112 discharge pipe 113 foaming agent 118a-d electrode device 120 intake pipe (communication pipe) 122 intake pipe (communication pipe)

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】水力機械内の流路又は該水力機械の前後に
位置する流路のうち所定断面における速度分布をパルス
ドップラ式超音波流速計で検出し、この検出した速度分
布と前記所定断面の断面積とを用いて流量を算出する水
力機械の流量検出方法において、 前記流路の前記所定断面より上流側で、粒子供給手段に
よって検出対象液体内に固体粒子又は気体粒子を供給す
ることを特徴とする水力機械の流量検出方法。
A pulse Doppler ultrasonic flowmeter detects a velocity distribution in a predetermined cross section of a flow path in a hydraulic machine or a flow path located before and after the hydraulic machine, and detects the detected velocity distribution and the predetermined cross section. A flow rate detection method for a hydraulic machine that calculates a flow rate using the cross-sectional area of the flow path, wherein, on the upstream side of the predetermined cross section of the flow path, solid particles or gas particles are supplied into the liquid to be detected by the particle supply unit. Characteristic flow detection method for hydraulic machinery.
【請求項2】請求項1記載の水力機械の流量検出方法に
おいて、前記粒子供給手段で、前記気体粒子として気泡
を供給することを特徴とする水力機械の流量検出方法。
2. A flow rate detecting method for a hydraulic machine according to claim 1, wherein said particle supply means supplies bubbles as said gas particles.
【請求項3】請求項1記載の水力機械の流量検出方法に
おいて、前記粒子供給手段は、空気源と、この空気源に
接続された給気管とを備えていることを特徴とする水力
機械の流量検出方法。
3. The method for detecting a flow rate of a hydraulic machine according to claim 1, wherein said particle supply means includes an air source and an air supply pipe connected to the air source. Flow detection method.
【請求項4】請求項1記載の水力機械の流量検出方法に
おいて、前記粒子供給手段は、高圧液体源と、空気を吸
入しその空気を前記高圧液体源からの高圧液体に混入さ
せるエジェクタと、このエジェクタに接続された吐出管
とを備えていることを特徴とする水力機械の流量検出方
法。
4. A method for detecting a flow rate of a hydraulic machine according to claim 1, wherein said particle supply means includes a high-pressure liquid source, and an ejector for sucking air and mixing the air with the high-pressure liquid from the high-pressure liquid source. And a discharge pipe connected to the ejector.
【請求項5】請求項1記載の水力機械の流量検出方法に
おいて、前記粒子供給手段は、水との化学反応によって
気体を発生する発泡剤を備えていることを特徴とする水
力機械の流量検出方法。
5. A flow rate detecting method for a hydraulic machine according to claim 1, wherein said particle supply means includes a foaming agent for generating a gas by a chemical reaction with water. Method.
【請求項6】請求項1記載の水力機械の流量検出方法に
おいて、前記粒子供給手段は、水の電気分解反応を誘起
するための電極を備えていることを特徴とする水力機械
の流量検出方法。
6. A method for detecting a flow rate of a hydraulic machine according to claim 1, wherein said particle supply means comprises an electrode for inducing an electrolysis reaction of water. .
【請求項7】請求項1記載の水力機械の流量検出方法に
おいて、前記粒子供給手段は、一端近傍が前記水力機械
内の流路を画定する壁面を貫通して該流路内に連通しか
つ他端近傍が大気開放可能な連通管を備えていることを
特徴とする水力機械の流量検出方法。
7. A method for detecting a flow rate of a hydraulic machine according to claim 1, wherein said particle supply means communicates with said flow path through a wall defining one end of said flow path in said hydraulic machine. A method for detecting a flow rate of a hydraulic machine, comprising a communication pipe which is open to the atmosphere at the other end.
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