JPS6124643B2 - - Google Patents
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- JPS6124643B2 JPS6124643B2 JP52077425A JP7742577A JPS6124643B2 JP S6124643 B2 JPS6124643 B2 JP S6124643B2 JP 52077425 A JP52077425 A JP 52077425A JP 7742577 A JP7742577 A JP 7742577A JP S6124643 B2 JPS6124643 B2 JP S6124643B2
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- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 26
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 claims description 15
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 13
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 13
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Complex Calculations (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は流量計校正装置に係り、使用現場で
簡便にしかも高精度で校正し得る校正装置に関す
る。以下電磁流量計を例にとつて説明する。
簡便にしかも高精度で校正し得る校正装置に関す
る。以下電磁流量計を例にとつて説明する。
電磁流量計は導電流体の流量測定に広く用いら
れているが、例えば、原子炉の冷却系統の冷却媒
体の流量測定のために冷却系統ループに据え付け
られた場合には、校正のために安易に取外すこと
は困難で、使用現場においてその校正を行わねば
ならない。
れているが、例えば、原子炉の冷却系統の冷却媒
体の流量測定のために冷却系統ループに据え付け
られた場合には、校正のために安易に取外すこと
は困難で、使用現場においてその校正を行わねば
ならない。
第１図は電磁流量計の従来の校正方式を示すブ
ロツク図で、この方式は電磁流量計の流れ方向に
沿つた２対の電磁から出力脈動信号の相互相関関
数を求めることによつて、２対の電磁間の脈動移
行時間を抽出して電磁流量計の校正を行なうもの
である。図において、１は流体流路、２は流体流
路１に設けられた校正対象の電磁流量計、３ａ，
３ｂ及び４ａ，４ｂはそれぞれ１対の電極出力端
子、５Ａ，５Ｂはろ波弁別回路、６Ａ，６Ｂはそ
れぞれろ波弁別回路５Ａ，５Ｂの出力信号を増幅
する前置増幅器、７Ａ，７Ｂはそれぞれ前置増幅
器６Ａ，６Ｂの出力を増幅する主増幅器、８はこ
れらの主増幅器７Ａ，７Ｂの出力信号の相互相関
を演算する相互相関器である。
ロツク図で、この方式は電磁流量計の流れ方向に
沿つた２対の電磁から出力脈動信号の相互相関関
数を求めることによつて、２対の電磁間の脈動移
行時間を抽出して電磁流量計の校正を行なうもの
である。図において、１は流体流路、２は流体流
路１に設けられた校正対象の電磁流量計、３ａ，
３ｂ及び４ａ，４ｂはそれぞれ１対の電極出力端
子、５Ａ，５Ｂはろ波弁別回路、６Ａ，６Ｂはそ
れぞれろ波弁別回路５Ａ，５Ｂの出力信号を増幅
する前置増幅器、７Ａ，７Ｂはそれぞれ前置増幅
器６Ａ，６Ｂの出力を増幅する主増幅器、８はこ
れらの主増幅器７Ａ，７Ｂの出力信号の相互相関
を演算する相互相関器である。
図示の装置においては、電磁流量計２の２対の
電極３ａ，３ｂおよび４ａ，４ｂからの出力は脈
動信号波形を示すのが通常で、これらの脈動信号
はそれぞれろ波弁別回路５Ａ，５Ｂによつて、流
体脈動とは無関係な電気的・機械的雑音を弁別除
去されて前置増幅器６Ａ，６Ｂに入る。前置増幅
器６Ａ，６Ｂおよび主増幅器７Ａ，７Ｂで増幅さ
れた両脈動信号は相互相関器８に入り、上記２対
の電極３ａ，３ｂおよび４ａ，４ｂ間の脈動移行
時間が抽出され、これによつて電磁流量計の校正
が行われている。
電極３ａ，３ｂおよび４ａ，４ｂからの出力は脈
動信号波形を示すのが通常で、これらの脈動信号
はそれぞれろ波弁別回路５Ａ，５Ｂによつて、流
体脈動とは無関係な電気的・機械的雑音を弁別除
去されて前置増幅器６Ａ，６Ｂに入る。前置増幅
器６Ａ，６Ｂおよび主増幅器７Ａ，７Ｂで増幅さ
れた両脈動信号は相互相関器８に入り、上記２対
の電極３ａ，３ｂおよび４ａ，４ｂ間の脈動移行
時間が抽出され、これによつて電磁流量計の校正
が行われている。
しかし、この従来装置は相互相関器８の両入力
が純粋に流体の脈動信号である場合には有効であ
るが、現実には両ろ波弁別回路５Ａ，５Ｂで純粋
に流体の脈動信号のみを抽出することは至難であ
り、脈動信号と同じ周波数帯域の雑音は除去され
ずに残存するので脈動の電極間移行時間の抽出は
極めて困難であり、場合によつては不可能となる
という欠点があつた。
が純粋に流体の脈動信号である場合には有効であ
るが、現実には両ろ波弁別回路５Ａ，５Ｂで純粋
に流体の脈動信号のみを抽出することは至難であ
り、脈動信号と同じ周波数帯域の雑音は除去され
ずに残存するので脈動の電極間移行時間の抽出は
極めて困難であり、場合によつては不可能となる
という欠点があつた。
この発明は以上のような点に鑑みてなされたも
ので、２つの系統の信号をいつたん加算し、フー
リエ変換によつて時間関数から周波数関数へ（時
間領域→州波数領域）変換し、パワースペクトル
を求め、この段階でフイルタをかけて雑音成分を
除去し、さらにパワースペクトルを求めることに
よつて純粋に有効な脈動移行時間のみを抽出でき
る電磁流量計校正装置を提供せんとするものであ
る。
ので、２つの系統の信号をいつたん加算し、フー
リエ変換によつて時間関数から周波数関数へ（時
間領域→州波数領域）変換し、パワースペクトル
を求め、この段階でフイルタをかけて雑音成分を
除去し、さらにパワースペクトルを求めることに
よつて純粋に有効な脈動移行時間のみを抽出でき
る電磁流量計校正装置を提供せんとするものであ
る。
第２図はこの発明の一実施例の構成を示すブロ
ツク図で、１〜７は第１図に示した従来例の構成
要素と同じである。９は主増幅器７ａ，７ｂから
の２系列の信号を加え合わせる加算器、１０は加
算器９で加算された信号に時間領域でフイルタ操
作を施し、それより前段において生じた雑音成分
を除去する第１のフイルタ、１１は第１のフイル
タ１０からの信号をフーリエ変換し、パワースペ
クトルを求める第１のスペクトル分析器、１２は
対数演算器、１３は対数演算器１２の出力をフイ
ルタする第２のフイルタ、１４は第２のフイルタ
１３の出力をフーリエ変換しパワースペクトルを
求める第２のスペクトル分析器、１５は第２のス
ペクトル分析器１４の出力から電極対３ａ，３ｂ
および４ａ，４ｂ間の脈動移行時間を読みとる読
みとり装置である。
ツク図で、１〜７は第１図に示した従来例の構成
要素と同じである。９は主増幅器７ａ，７ｂから
の２系列の信号を加え合わせる加算器、１０は加
算器９で加算された信号に時間領域でフイルタ操
作を施し、それより前段において生じた雑音成分
を除去する第１のフイルタ、１１は第１のフイル
タ１０からの信号をフーリエ変換し、パワースペ
クトルを求める第１のスペクトル分析器、１２は
対数演算器、１３は対数演算器１２の出力をフイ
ルタする第２のフイルタ、１４は第２のフイルタ
１３の出力をフーリエ変換しパワースペクトルを
求める第２のスペクトル分析器、１５は第２のス
ペクトル分析器１４の出力から電極対３ａ，３ｂ
および４ａ，４ｂ間の脈動移行時間を読みとる読
みとり装置である。
この実施例で用いているパワースペクトルは短
時間離散フーリエ変換によるもので、その演算は
波形のサンプリング値についてデイジタル的に行
うことができる。そして、脈動移行時間の分解能
は第１のスペクトル分析器１１におけるサンプリ
ング周期に依存し、精度はサンプリング周期とサ
ンプリング個数との積に依存する。従つて、所望
の分解能、精度を得るためにはサンプリング周期
およびサンブリング個数を任意に選択可能にすれ
ばよく、第１のフイルタ１０および第２のフイル
タ１３の周波数帯域も可変にする。
時間離散フーリエ変換によるもので、その演算は
波形のサンプリング値についてデイジタル的に行
うことができる。そして、脈動移行時間の分解能
は第１のスペクトル分析器１１におけるサンプリ
ング周期に依存し、精度はサンプリング周期とサ
ンプリング個数との積に依存する。従つて、所望
の分解能、精度を得るためにはサンプリング周期
およびサンブリング個数を任意に選択可能にすれ
ばよく、第１のフイルタ１０および第２のフイル
タ１３の周波数帯域も可変にする。
さて、この系における導電流体の脈動信号をｘ
(t)とし、上流側電極対８ａ，８ｂによる検知信
号をy1(t)、下流側電極対４ａ，４ｂによる検知信
号をy2(t)とする。これらの信号y1(t)，y2(t)は加算
器９の入力において考え、既にろ波弁別器５Ａ，
５Ｂ、前置増幅器６Ａ，６Ｂ、及び主増幅器７
Ａ，７Ｂを経て機器系統等の雑音はある程度除去
されているものとする。そこで、電極対３ａ，３
ｂと電極対４ａ，４ｂとの間の脈動移行の時間を
τとすると、 y1(t)＝α・ｘ(t) y2(t)＝β・ｘ(t-τ) 〔1〕 となる。ここで、α，βはそれぞれ電極対３ａ，
３ｂおよ４ａ，４ｂの検出効率に依存する定数で
ある。〔1〕式の両信号を加算した信号をｙ(t)と
すると、 ｙ(t)＝α・ｘ(t)＋β・ｘ(t-τ) 〔2〕 となる。この〔2〕式をフーリエ変換し、そのパ
ワースペクトルを求めると次式が得られる Φyy() ＝Φxx()｛α２＋β２＋２αβcos2πτ｝
〔3〕 ただし、ｙ(t)のパワースペクトルをΦyy()、ｘ
(t)のパワースペクトルをΦxx()として表してい
る。
(t)とし、上流側電極対８ａ，８ｂによる検知信
号をy1(t)、下流側電極対４ａ，４ｂによる検知信
号をy2(t)とする。これらの信号y1(t)，y2(t)は加算
器９の入力において考え、既にろ波弁別器５Ａ，
５Ｂ、前置増幅器６Ａ，６Ｂ、及び主増幅器７
Ａ，７Ｂを経て機器系統等の雑音はある程度除去
されているものとする。そこで、電極対３ａ，３
ｂと電極対４ａ，４ｂとの間の脈動移行の時間を
τとすると、 y1(t)＝α・ｘ(t) y2(t)＝β・ｘ(t-τ) 〔1〕 となる。ここで、α，βはそれぞれ電極対３ａ，
３ｂおよ４ａ，４ｂの検出効率に依存する定数で
ある。〔1〕式の両信号を加算した信号をｙ(t)と
すると、 ｙ(t)＝α・ｘ(t)＋β・ｘ(t-τ) 〔2〕 となる。この〔2〕式をフーリエ変換し、そのパ
ワースペクトルを求めると次式が得られる Φyy() ＝Φxx()｛α２＋β２＋２αβcos2πτ｝
〔3〕 ただし、ｙ(t)のパワースペクトルをΦyy()、ｘ
(t)のパワースペクトルをΦxx()として表してい
る。
さて、〔3〕式の対数をとると、
logΦyy()
＝logΦxx()＋log
｛α２＋β５＋２αβcos2πτ｝
＝logΦxx()＋log（α２＋β２）＋log
｛１＋２αβ／α２＋β２cos ２πτ｝ 〔3〕′
となり、この式を展開して右辺第３項の１次近似
をとることにより、対数スペクトル logΦyy() ＝logΦxx()＋log（α２＋β２） ＋２αβ／α２＋β２cos2πτ 〔4〕 が得られる。
をとることにより、対数スペクトル logΦyy() ＝logΦxx()＋log（α２＋β２） ＋２αβ／α２＋β２cos2πτ 〔4〕 が得られる。
この〔4〕式の中で、右辺第１項、第２項はそ
れぞれ低周波数成分および直流成分として現われ
る。従つて、この信号を高域フルタを通すことに
よつて、雑音として信号中に混在するこれらの成
分を相当量除去できる。この操作がこの発明の重
点である。
れぞれ低周波数成分および直流成分として現われ
る。従つて、この信号を高域フルタを通すことに
よつて、雑音として信号中に混在するこれらの成
分を相当量除去できる。この操作がこの発明の重
点である。
さて、〔4〕式に示した信号を高域フイルタに
通したものをあらたに時間関数（時系列信号）と
みなして、フーリエ変換してパワースペクトルを
求めると〔4〕式の右辺の第３項の周期τの成分
を抽出でき、この周期τがこの電磁流量計の２対
の電極対間の脈動移行時間である。
通したものをあらたに時間関数（時系列信号）と
みなして、フーリエ変換してパワースペクトルを
求めると〔4〕式の右辺の第３項の周期τの成分
を抽出でき、この周期τがこの電磁流量計の２対
の電極対間の脈動移行時間である。
第３図ａ〜ｄはこの発明の信号処理の各段階を
示す波形図で、第３図ａは２対の電極対３ａ，３
ｂおよび４ａ，４ｂからの信号を加算器９で加え
合わせ、そのパワースペクトルを求めた〔3〕式
に相当する信号で第１のスペクトル分析器１１の
出力波形である。第３図ｂは〔4〕式で与えられ
る対数スペクトル信号に相当し、対数演算器１２
の出力波形であり、第３図ｃは第３図ｂの対数ス
ペクトル信号からフイルタ操作によつて雑音成分
を除去したもので、第２のフイルタ１３の出力波
形である。そして、第３図ｄが、脈動の電極対間
移行時間τを抽出したもので、第２のスペクトル
分析器１４の出力波形である。このようにして、
良好なＳ／Ｎ比で脈動移行時間が得られ、電磁流
量計の校正が可能となる。
示す波形図で、第３図ａは２対の電極対３ａ，３
ｂおよび４ａ，４ｂからの信号を加算器９で加え
合わせ、そのパワースペクトルを求めた〔3〕式
に相当する信号で第１のスペクトル分析器１１の
出力波形である。第３図ｂは〔4〕式で与えられ
る対数スペクトル信号に相当し、対数演算器１２
の出力波形であり、第３図ｃは第３図ｂの対数ス
ペクトル信号からフイルタ操作によつて雑音成分
を除去したもので、第２のフイルタ１３の出力波
形である。そして、第３図ｄが、脈動の電極対間
移行時間τを抽出したもので、第２のスペクトル
分析器１４の出力波形である。このようにして、
良好なＳ／Ｎ比で脈動移行時間が得られ、電磁流
量計の校正が可能となる。
以上実施例では電磁流量計の校正について説明
したが、熱電対などを用いた流量計にも適用可能
である。
したが、熱電対などを用いた流量計にも適用可能
である。
以上詳述したように、この発明では流量計の流
路に沿つて設けられた２対の検知端子からの検知
脈動信号を加算し、これに時間領域、周波数領域
相互間のフーリエ変換演算を施して、両検知端子
対間の流体脈動移行を得るようにしたので、移行
時間の抽出は純粋明確に行われ、流量計の設置現
場における校正に極めて有用である。
路に沿つて設けられた２対の検知端子からの検知
脈動信号を加算し、これに時間領域、周波数領域
相互間のフーリエ変換演算を施して、両検知端子
対間の流体脈動移行を得るようにしたので、移行
時間の抽出は純粋明確に行われ、流量計の設置現
場における校正に極めて有用である。
第１図は従来装置の構成を示すブロツク図、第
２図はこの発明の一実施例を示すブロツク構成
図、第３図ａ〜ｄはこの発明の信号処理の各段階
を示す波形図である。 図において、１は流体流路、２は流量計、３
ａ，３ｂ，４ａ，４ｂは２対の検知端子（電
極）、９は加算器、１０は第１のフイルタ、１１
は第１のスペクトル分析器、１２は対数演算器、
１３は第２のフイルタ、１４は第２のスペクトル
分析器である。なお、図中同一符号は同一もしく
は相当部分を示す。
２図はこの発明の一実施例を示すブロツク構成
図、第３図ａ〜ｄはこの発明の信号処理の各段階
を示す波形図である。 図において、１は流体流路、２は流量計、３
ａ，３ｂ，４ａ，４ｂは２対の検知端子（電
極）、９は加算器、１０は第１のフイルタ、１１
は第１のスペクトル分析器、１２は対数演算器、
１３は第２のフイルタ、１４は第２のスペクトル
分析器である。なお、図中同一符号は同一もしく
は相当部分を示す。
Claims (1)
- １ 流体の流通路に設けられ上記流通路流れる流
体の流量を計測する流量計に上記流体の流れに沿
つて配設されそれぞれ上記流体の脈流を検出する
２対の検知端子、この２対の検知端子から得られ
る脈動信号を加算する加算器、および上記加算器
の出力を入力しフリーエ変換によつて当該入力信
号のパワースペクトルを得る第１のスペクトル分
析器と、この第１のスペクトル分析器の出力の対
数を得る対数演算器と、この対数演算器の出力か
ら所望周波数帯の信号を得るフイルタと、このフ
イルタの出力信号のパワースペクトルを得る第２
のスペクトル分析器とを有する演算装置を備え、
上記演算装置の出力から得られる上記２対の検知
端子間の流体脈動成分の移行時間から上記流量計
を校正するようにしたことを特徴とする流量計校
正装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7742577A JPS5411765A (en) | 1977-06-28 | 1977-06-28 | Flow rate calibrating apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7742577A JPS5411765A (en) | 1977-06-28 | 1977-06-28 | Flow rate calibrating apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5411765A JPS5411765A (en) | 1979-01-29 |
| JPS6124643B2 true JPS6124643B2 (ja) | 1986-06-12 |
Family
ID=13633612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7742577A Granted JPS5411765A (en) | 1977-06-28 | 1977-06-28 | Flow rate calibrating apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5411765A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5012667A (en) * | 1988-03-18 | 1991-05-07 | Great Plains Industries, Inc. | Apparatus and method for calibrating a measuring device |
| US4918973A (en) * | 1988-03-18 | 1990-04-24 | Great Plains Industries, Inc. | Apparatus and method for calibrating a measuring device |
| FR2651037B1 (fr) * | 1989-08-16 | 1991-10-25 | Hospal Ind | Procede d'etalonnage d'un debitmetre a reponse impulsionnelle |
| JPH0351618U (ja) * | 1989-09-28 | 1991-05-20 | ||
| JP2725112B2 (ja) * | 1992-03-25 | 1998-03-09 | 三井金属鉱業株式会社 | 高強度マグネシウム合金 |
| JP4565233B2 (ja) * | 2003-02-20 | 2010-10-20 | 株式会社キャンパスクリエイト | 流量測定方法およびそれに用いる測定装置 |
-
1977
- 1977-06-28 JP JP7742577A patent/JPS5411765A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5411765A (en) | 1979-01-29 |
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