KR20020000890A - 유량 계측 장치 - Google Patents

유량 계측 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20020000890A
KR20020000890A KR1020017014390A KR20017014390A KR20020000890A KR 20020000890 A KR20020000890 A KR 20020000890A KR 1020017014390 A KR1020017014390 A KR 1020017014390A KR 20017014390 A KR20017014390 A KR 20017014390A KR 20020000890 A KR20020000890 A KR 20020000890A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
flow rate
measurement
period
resolution
normal
Prior art date
Application number
KR1020017014390A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100440759B1 (ko
Inventor
타케무라코이치
나가오카유키오
Original Assignee
모리시타 요이찌
마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
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 모리시타 요이찌, 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 filed Critical 모리시타 요이찌
Publication of KR20020000890A publication Critical patent/KR20020000890A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100440759B1 publication Critical patent/KR100440759B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
    • G01F1/696—Circuits therefor, e.g. constant-current flow meters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
    • G01F1/667—Arrangements of transducers for ultrasonic flowmeters; Circuits for operating ultrasonic flowmeters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F25/00—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume
    • G01F25/10—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of flowmeters

Abstract

본 발명의 유량 계측 장치는, 유체 유로(1)에 설치된 유량 검출 수단(2, 3)과, 상기 유량 검출 수단의 출력을 계측하는 계측 수단(10)과, 상기 유량 검출 수단(2, 3)에 의한 계측 주기를 설정하는 주기 설정 수단(9)과, 상기 계측 수단(10)의 계측 분해능을 설정하는 분해능 설정 수단(7)과, 상기 계측 수단(10)의 출력에 기초하여 유량을 연산하는 유량 연산 수단(11)과, 상기 각 요소를 제어하는 계측 제어 수단(12)을 구비하고, 상기 계측 제어 수단(12)은, 미리 정해진 값을 상기 주기 설정 수단(9) 및 상기 분해능 설정 수단에 설정하여, 그 결과 얻어지는 값에 기초하여, 유량을 구하는 통상 계측 수단과, 상기 통상 계측 수단(13)의 중지 기간 중에 상기 통상 계측 수단(7)보다도 짧은 주기를 상기 주기 설정 수단(9)에 설정함과 동시에, 거칠은 분해능을 상기 분해능 설정 수단(7)에 설정하고, 그 결과 얻어진 값에 기초하여, 상기 통상 계측 수단(13) 중지 기간 중의 유량을 추정하는 탐색 계측 수단(14)을 포함한다.

Description

유량 계측 장치{Flow rate measuring device}
종래의 이러한 종류의 유량 계측 장치로, 초음파 방식인 것으로는, 예를 들어 일본 특개평 9-21667호 공보가 알려져 있고, 도 12에 도시하는 바와 같이, 유체 관로(1)의 일부에 초음파 진동자(2, 3)를 흐름 방향에 마주 대하여 설치하고, 진동자(1)로부터 흐름 방향에 초음파를 발생하여 이 초음파를 진동자(2)로 검출하면 다시 진동자(1)로부터 초음파를 발생시키고, 이러한 반복을 행하여 그 시간을 계측하고, 반대로 진동자(2)로부터 흐름에 거역하여 초음파를 발생하여 동일 반복 시간을 계측하고, 이 시간의 차로부터 유체의 속도를 연산하고 있었다. 이들 장치는, 특히 전지 구동인 경우에는, 초음파 송수신시의 소비 전력이 크면 전지의 소모가 심하기 때문에, 소비 전력 저감을 위해, 계측은 어떤 일정 주기 또는 계측 유량에 따른 가변 주기에 의한 간헐 동작을 행할 필요가 있었다. 특히, 계측 주기가 긴 영 유량시에, 갑자기 대유량이 발생하는 경우를 생각할 수 있기 때문에, 계측 중에 반복 회수를 절감한 탐색 계측을 행하여, 갑자기 큰 유량이 발생한 경우를 검지하려고 하는 것이었다.
그러나, 영 유량 뿐만 아니라, 어느정도 흐르고 있는 경우에는, 계측 주기를지나치게 길게 하면, 계측 중지 기간 중에 급격한 유량 변화가 발생한 경우에는, 추종할 수 없는 경우가 있어, 계측 오차의 원인이 되고 있었다.
본 발명은 상기 과제를 해결하는 것으로, 소비 전력을 저감하면서 고정밀도의 계측을 실현하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명은 초음파 진동자나 열식 플로우 센서를 간헐적으로 구동하여, 가스등의 유량을 계측하는 유량 계측 장치에 관한 것이다.
도 1은, 본 발명의 실시예 1에서의 유량 계측 장치의 블록도.
도 2는, 본 발명의 실시예 2에서의 유량 계측 장치의 특성도.
도 3은, 동일 장치의 다른 특성도.
도 4는, 본 발명의 실시예 3에서의 유량 계측 장치의 블록도.
도 5는, 동 장치의 동작을 설명하는 타이밍챠트.
도 6은, 본 발명의 실시예 4에서의 유량 계측 장치의 동작을 설명하는 타이밍챠트.
도 7은, 본 발명의 실시예 5에서의 유량 계측 장치의 동작을 설명하는 타이밍챠트.
도 8a는, 동 장치에서의 유량의 시간 변화를 도시하는 특성도.
도 8b는, 동 장치의 적산 수단에 있어서 전회의 계측 종료까지 역으로 적산하는 방법에 의한 특성도.
도 8c는, 동 장치의 적산 수단에 있어서 다음회의 계측 종료까지 계속하여 적산하는 방법에 의한 특성도.
도 8d는, 동 장치의 적산 수단에 있어서 전회의 계측 종료까지 역으로 동 장치의 적산 수단에서 전후하는 2점의 계측치 사이를 직선 근사로 구하여 적산하는 방법에 의한 특성도.
도 9a는, 본 발명의 실시예 6에서의 유량 계측 장치의 유량의 시간 변화를 도시하는 특성도.
도 9b는, 동 장치의 적산 수단에 있어서 전회의 계측 종료까지 역으로 적산하는 방법에 의한 특성도.
도 9c는, 동 장치의 적산 수단에 있어서 다음회의 계측 종료까지 계속하여적산하는 방법에 의한 특성도.
도 9d는, 동 장치의 적산 수단에 있어서 전회의 계측 종료까지 역으로 동 장치의 적산 수단에서 전후하는 2점의 계측치 사이를 직선 근사로 구하여 적산하는 방법에 의한 특성도.
도 10은, 본 발명의 실시예 7에서의 유량 계측 장치의 블록도.
도 11은, 동 장치의 플로우 센서의 블록도.
도 12는, 종래의 유량 계측 장치의 블록도.
본 발명의 유량 계측 장치는, 유체 유로에 설치된 유량 검출 수단과, 상기 유량 검출 수단의 출력을 계측하는 계측 수단과, 상기 유량 검출 수단에 의한 계측 주기를 설정하는 주기 설정 수단과, 상기 계측 수단의 계측 분해능을 설정하는 분해능 설정 수단과, 상기 계측 수단의 출력에 기초하여 유량을 연산하는 유량 연산 수단과, 상기 각 요소를 제어하는 계측 제어 수단을 구비하고, 상기 계측 제어 수단은, 미리 정해진 값을 상기 주기 설정 수단 및 상기 분해능 설정 수단에 설정하여, 그 결과 얻어지는 값에 기초하여, 유량을 구하는 통상 계측 수단과, 상기 통상 계측 수단의 중지 기간 중에 상기 통상 계측 수단보다도 짧은 주기를 상기 주기 설정 수단에 설정함과 동시에, 거칠은 분해능을 상기 분해능 설정 수단에 설정하고, 그 결과 얻어진 값에 기초하여, 상기 통상 계측 수단 중지 기간 중의 유량을 추정하는 탐색 계측 수단을 포함한다.
상기 구성에 의해, 탐색 계측의 실행에 의해 유량 변화를 검출할 수 있다. 그 결과, 통상 계측의 빈도를 저감할 수 있다. 탐색 계측 자체는 전력 소비가 작고, 또한 다른 구조의 유량 검출 수단을 추가할 필요도 없기 때문에, 결과적으로소비 전력을 저감하면서 고정밀도의 계측을 실현할 수 있다.
또한, 상기 유량 검출 수단은, 초음파 신호를 발신하는 제 1 진동자와 상기 초음파 신호를 수신하는 제 2 진동자를 포함하고, 상기 계측 수단은, 상기 제 1 진동자와 상기 제 2 진동자의 사이에서 초음파 전달을 반복함으로써, 상기 초음파 전달의 누적 시간을 계측하고, 상기 주기 설정 수단은, 상기 제 1 진동자 및 상기 제 2 진동자의 계측 개시 주기를 설정하며, 상기 분해능 설정 수단은, 상기 초음파 전달의 반복 회수를 설정하여도 된다.
상기 구성에 의해, 탐색 계측에서는 초음파 전달의 반복 회수를 저감할 수 있다. 탐색 계측 자체의 소요 시간이 통상 계측에 비해 짧고, 순간성이 상당히 높다. 그러므로, 예를 들면 유체압 변동에 의한 펄스형상의 유량 변동도 검출 가능하고, 유량 변화에의 추종성을 높이는 것이 가능하다.
또한, 상기 유량 검출 수단은, 열식 플로우 센서를 포함하고, 상기 계측 수단은, 상기 플로우 센서의 열 출력을 계측하고, 상기 주기 설정 수단은, 상기 플로우 센서에 의한 계측 주기를 설정하며, 상기 분해능 설정 수단은, 상기 플로우 센서에의 입력 열량을 설정함으로써 상기 계측 수단의 계측 분해능을 설정하여도 된다.
상기 구성에 의해, 탐색 계측에서는 히터에의 입력 열량을 저감할 수 있다. 탐색 계측시의 소비 열량이 통상적인 계측에 비해 작기 때문에, 히터의 내구성, 신뢰성의 향상이 실현된다.
또한, 계측 유량이 작아짐에 따라서, 통상 계측 수단이 주기 설정 수단에 설정하는 계측 주기를 길게 하여도 된다. 이 경우에는, 탐색 계측을 실행함으로써, 통상 계측의 중지 기간 중의 유량 변화를 파악할 수 있다. 특히 소유량 시에는, 계측 주기를 길게 설정함으로써, 동작 빈도를 저감할 수 있다. 그 결과, 소비 전력을 저감할 수 있다.
또한, 추정 유량이 작아짐에 따라서, 통상 계측 수단이 주기 설정 수단에 설정하는 계측 주기를 길게 하여도 된다. 이 경우에는, 탐색 계측을 실행함으로써, 유량 변화를 예측하여, 통상 계측 주기를 변경할 수 있다. 그 결과, 특히 소유량시에 소비 전력을 저감함과 동시에, 유량 변화에 대한 추종성이 향상한다.
또한, 추정 유량이 커짐에 따라서, 통상 계측 수단이 분해능 설정 수단에 설정하는 계측 분해능을 거칠게 하여도 된다. 이 경우에는, 탐색 계측을 실행함으로써, 유량 변화를 예측할 수 있다. 특히 대유량시에는, 계측 분해능을 거칠게 설정함으로써, 동작 전류를 저감할 수 있다. 그 결과, 소비 전력을 저감할 수 있다.
또한, 계측 유량과 추정 유량과의 차가 소정치 미만인 경우에는, 통상 계측 수단이 주기 설정 수단에 설정하는 계측 주기를 길게 하여도 된다. 이 경우에는, 탐색 계측을 실행하고, 유량의 변화가 작은 경우에는, 계측 주기를 길게 설정함으로써, 동작 빈도를 저감할 수 있다. 그 결과, 소비 전력을 저감할 수 있다.
또한, 계측 유량과 추정 유량과의 차가 소정치 미만인 경우에는, 통상 계측 수단이 분해능 설정 수단에 설정하는 계측 분해능을 거칠게 하여도 된다. 이 경우에는, 탐색 계측을 실행하여, 유량의 변화가 작은 경우에는, 계측 분해능을 거칠게 설정함으로써 동작 전류를 저감할 수 있다. 그 결과, 소비 전력을 저감할 수 있다.
또한, 계측 유량과 추정 유량과의 차가 소정치 이상인 경우에는, 통상 계측 수단이 분해능 설정 수단에 설정하는 계측 분해능을 미세하게 하여도 된다. 이 경우에는, 탐색 계측을 실행하여, 유량의 변화가 큰 경우에는, 계측 분해능을 미세하게 설정함으로써, 유량 변화에 대한 추종성이 향상한다.
또한, 계측 유량과 추정 유량과의 차가 소정치 이상인 경우에는, 통상 계측 수단이 주기 설정 수단에 설정하는 계측 주기를 짧게 하여도 된다. 이 경우에는, 탐색 계측을 실행하여, 유량의 변화가 큰 경우에는, 계측 주기를 짧게 설정함으로써, 유량 변화에 대한 추종성이 향상한다.
또한, 유량 계측 장치는, 계측 유량만을 사용하여 적산 처리를 실행하는 적산 수단을 또한 구비하여도 된다. 이 경우에는, 탐색 계측을 실행하여, 유량의 변화가 큰 경우에는, 통상 계측을 실행하여, 그 값이 적산된다. 그 결과, 고정밀도로 적산 유량을 구할 수 있다.
또한, 유량 계측 장치는, 계측 유량과, 계측 유량과 추정 유량과의 차가 소정치 이상이 되었을 때의 추정 유량을 사용하여 적산 처리를 실행하는 적산 수단을또한 구비하여도 된다. 유량의 변화가 큰 경우에는, 통상 계측과 적산이 실행됨 과 동시에, 변화의 기점의 추정 유량이 적산치에 반영된다. 이로써, 고정밀도이며 또한 유량 변동에 대한 추종성이 높은 적산 유량을 구할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
(실시예 1)
도 1은 본 발명의 실시예 1을 도시하는 유량 계측 장치의 블록도이다.
도 1에 있어서, 유체 유로(1)의 도중에 초음파를 발신하는 제 1 진동자(2)와 수신하는 제 2 진동자(3)가 흐름 방향에 배치되어 있다. 4는 제 1 진동자(2)에의 송신 회로, 5는 제 2 진동자(3)로 수신한 초음파를 신호 처리하는 수신 회로이다. 6은 수신 회로(5)로 초음파를 검지한 후 제 1 진동자(2)로부터의 송신과 제 2 진동자(3)에서의 수신을 복수회 반복하는 반복 수단, 7은 반복 수단(6)에 의한 송수신반복 회수, 즉 계측 분해능을 설정하는 분해능 설정 수단, 8은 간헐 계측의 개시를 지시하는 트리거 수단, 9는 트리거 수단(8)의 출력 주기를 설정하는 주기 설정 수단, 10은 반복 수단에 의해 행하여지는 복수회의 초음파 전달의 소요 시간을 계측하는 계측 수단, 11은 계측 수단(10)의 계측치로부터 유량을 구하는 유량 연산 수단이다. 또한, 12는 2 내지 11의 각 요소를 제어하는 계측 제어 수단이고, 통상 계측 수단(13), 탐색 계측 수단(14)을 포함한다. 통상 계측 수단(13)과 탐색 계측 수단(14)은, 후술하는 통상 계측 및 탐색 계측 방법에 따라서, 분해능 설정 수단(7)과 주기 설정 수단(9)에 수치를 설정하여, 계측 동작을 제어하고 있다. 또한, 15는 적산 수단이고, 유량 연산 수단(11)에 의해 구해진 유량치를 적분함으로써 적산 유량을 구하고 있다.
다음에, 동작, 작용에 관해서 설명한다. 주기 설정 수단(9)에서 설정된 시간이 경과할 때마다, 트리거 수단(8)은 계측 개시 트리거를 반복 수단(6)을 거쳐 송신 회로(4)에 출력한다. 송신 회로(4)로부터 송출된 버스트 신호에 의해 제 1 진동자(2)로부터 발신된 초음파 신호는, 흐름의 중을 전파하여, 제 2 진동자(3)로 수신되어 수신 회로(5)로 검지된다. 그 후, 다시 송신 회로(4)로부터 버스트 신호가 송출된다. 반복 수단(6)에 의해 송신 회로(5)로부터의 버스트 신호는, 분해능 설정 수단(7)에서 미리 정해진 회수 만큼 반복되고, 이 반복에 요하는 시간을 계측 수단(10)에서 계측한다. 정지 유체 중의 음속을 c, 유체의 흐름 속도를 v로 하면, 흐름의 순방향의 초음파 전파 속도는 (c+v)가 된다. 진동자(3, 4)의 사이의 거리를 L, 초음파 전파축과 관로의 중심축이 이루는 각도를 θ, 초음파가 도달하는 시간(t)은,
t= L/(c+vCOSθ) (1)
이 된다. 여기서, t는 비교적 작은 값이 되고, 단발 현상으로서 계측하기 위해서는 충분한 분해능을 얻기는 곤란하다. 따라서, 복수회의 송수신 반복을 실행하여, 그평균치를 구하는 방법을 갖는다. 계측 수단(10)의 계측 분해능에 따라서, 적절히 송수신의 반복 회수(n)를 정하면, 계측치(T)는 판독 가능한 값이 되어, 식 (2)으로 나타낼 수 있다.
T=n×L/(c+vCOSθ) (2)
식(2)을 변형하면,
v=(n×L/T-c)/COSθ (3)
으로 되고, L과 ψ를 알면 T를 측정하면 유속(v)이 구해진다. 이 유속으로부터 유량(Q)은, 통과 면적을 S, 보정 계수를 K로 하면,
Q=KSv (4)
이 된다. 식(3), 식(4)으로부터 알 수 있듯이 반복 회수(n)를 늘리면, 유량(Q)의 분해능을 높인다. 유량 연산 수단(11)은, 계측 수단(10)의 계측치(T)를 사용하여 식 (3) 및 식 (4)의 연산 처리를 실행하여 샘플링 시점에서의 유량을 구하고 있다. 통상 계측 수단(13)의 지시에 의해, 상기한 트리거 수단(8)으로부터의 트리거 출력으로부터 유량 연산 수단(11)에서의 연산 처리까지의 일련의 동작은, 주기 설정 수단(9)에 설정하여 기억된 시간 ta초 경과할 때마다 분해능 설정 수단(7)에 설정하여 기억된 na회 만큼 반복된다. 이 때 구해지는 유량을 계측 유량이라고 한다. 더욱이, 주기 설정 수단(9)에서 설정한 주기(ta)가 경과하는 동안까지, 탐색 계측 수단(14)에 의해 개략의 유량을 구한다. 이 때 구해지는 유량을 추정 유량이라고 한다. 추정 유량을 구하는 순서는 통상 계측 수단(13)에 의한 방법과 기본적으로는 동일하며, 송수신의 반복 회수와 계측 주기만이 다르다. 탐색 계측은 통상 계측을 중지하고 있는 기간의 유량을 추정하는 것이 목적이기 때문에, 통상 계측보다 짧은 주기로 실행하며, 또한 전력 소비량을 억제할 필요는 있지만, 다소 정밀도를 떨어뜨리더라도 상관없다. 반복 회수의 증가에 동반하여, 소비 전력은 증가하기 때문에, 탐색 계측은 반복 회수를 통상 계측보다 절감하여 실행하면 된다. 그래서, 주기 설정 수단(9)에는, 탐색 계측의 주기(tb)가 설정 기억되어 있어, 통상 계측시의 트리거 출력을 기점으로 하여, tb(＜ta)경과할 때마다, 트리거 수단(8)으로부터 트리거 출력이 이루어진다. 또한, 분해능 설정 수단(7)에는, 탐색 계측시의 송수신 반복 회수(nb(＜na))도 설정 기억되어 있고, 이 회수만큼 송수신을 반복한 후, 계측 수단(10)에서 얻어진 결과를 기초로, 유량 연산 수단(11)에서 추정 유량이 구해진다.
이와 같이, 탐색 계측의 실행에 의해 유량 변화를 검출할 수 있기 때문에, 통상 계측의 빈도를 저감할 수 있다. 탐색 계측 자체는 전력 소비가 작고, 또한 다른 구조의 유량 검출 수단을 추가할 필요도 없기 때문에, 결과적으로 소비 전력을 저감하면서 고정밀도의 계측을 실현할 수 있다.
또한, 계측의 반복 회수를 저감함으로써 탐색 계측을 실현하고 있기 때문에, 탐색 계측 자체의 소요 시간이 통상 계측에 비해 짧고, 순간성이 상당히 높다. 그 때문, 예를 들면 유체압 변동에 의한 펄스 형상의 유량 변동도 검출 가능하고, 유량 변화에의 추종성을 높이는 것이 가능하다.
(실시예 2)
도 2는, 유량 계측 장치의 동작을 설명하는 특성도, 도 3은 동 장치의 특성을 설명하는 다른 특성도이다. 실시예 2에 있어서 주요 부분의 동작은 도 1과 동일이기 때문에, 설명을 생략한다. 실시예 1과 다른 것은, 계측 제어 수단(12)이, 통상 계측 수단(13)의 동작 주기 및 분해능을 통상 계측 수단(13)의 계측 유량에 따라서 변화시키고 있는 점이다.
도 1, 도 2, 도 3을 참조하여 동작, 작용에 관해서 설명한다. 통상 계측 수단(13)은, 현재의 유량, 즉 통상 계측 수단(13)에서 구하기 직전의 계측 유량 또는, 과거 몇회의 평균 유량, 즉 통상 계측 수단(13)에 의해 구한 계측 유량의 평균치에 따라서, 통상 계측 주기를 변경하고 있다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 통상 계측 수단(13)에 의해 구한 유량이 작아짐에 따라서, 통상 계측 수단(13)의 계측 주기를 길게 하고 있다. 즉, 유량의 절대치가 작은 영역에서는, 다소의 오차가 발생하여도 전체의 적산 유량으로서는 오차로 되기 어렵기 때문이다. 이러한 경우에는, 특히 유량이 작고, 통상 계측 주기를 길게 한 경우일지라도, 탐색 계측 수단(14)에 의해 통상 계측 중지 기간 중의 유량 변화를 확실하게 파악할 수 있다. 따라서, 탐색 계측이 없는 것에 비해, 통상 계측 주기를 보다 길게 설정할 수 있게 된다.
이와 같이, 탐색 계측을 실행하여, 통상 계측 중지 기간 중의 유량 변화를 파악할 수 있기 때문에, 특히 소유량 시에는, 계측 주기를 길게 설정하고, 동작 빈도를 저감할 수 있기 때문에, 소비 전력을 저감할 수 있다.
또한, 통상 계측 수단(13)의 계측 주기를, 탐색 계측 수단(14)에서 구한 추정 유량에 따라서, 변화시켜도 된다. 이 경우는, 추정 유량에 의해 다음회의 계측 유량 시에 필요한 계측 주기를 사전에 예측 결정하게 된다. 그러므로, 특히 유량이 작고 통상 계측 주기가 긴 경우일지라도, 탐색 계측 수단(14)에 의해 통상 계측의 중지 기간 중에 대유량이 발생한 경우에는, 즉석에서 통상 계측의 주기를 단축하기 때문에, 유량 변화를 보다 확실하게 파악하는 것이 가능하다.
이와 같이, 탐색 계측을 실행하여, 유량 변화를 예측함으로써, 통상 계측 주기를 변경할 수 있기 때문에, 특히 소유량시에 소비 전력을 저감함과 동시에, 유량 변화에 대한 추종성이 향상한다.
또한, 본 실시예에서는 계측 주기는 단계적으로 변화하도록 하고 있지만, 이것이, 직선이나 반비례와 같은 연속 함수이어도 관계없다.
더욱이, 도 3에 도시하는 바와 같이, 판정 수단(16)은, 탐색 계측 수단(14)에 의해 구한 추정 유량이 커짐에 따라서, 반복 회수를 작게, 즉, 통상 계측시의 계측 분해능을 거칠게 설정하고 있다. 가정용의 가스 미터기에 있어서는, 10000배가까운 유량 범위에서, ±1 내지 3%의 높은 정밀도가 요구된다. 따라서, 유량에 따라서 필요한 분해능이 다르고, 유량이 작아짐에 따라서 세밀한 분해능이 요구된다. 그래서, 탐색 계측 수단(14)에서 계측한 추정 유량에 의해, 필요 분해능을 예측하여, 유량이 커짐에 따라서, 통상 계측시의 계측 분해능을 거칠게 설정하고 있는 것이다.
이와 같이, 탐색 계측을 실행하여, 유량 변화를 예측함으로써, 특히 대유량시에는, 계측 분해능을 거칠게 설정하여, 동작 전류를 저감하기 때문에, 소비 전력을 저감할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 계측 분해능은 단계적으로 변화하도록 하고 있지만, 이것이, 직선이나 반비례와 같은 연속 함수이어도 관계없다.
(실시예 3)
도 4는, 본 발명의 실시예 3에서의 유량 계측 장치의 블록도이고, 도 5는 동 장치의 동작을 설명하는 타이밍챠트이다.
도 4에 있어서, 도 1과 동일 기능은, 동일 부호를 붙이고, 상세한 설명을 생략하고, 다른 부분을 중심으로 설명한다. 도 1과 다른 것은, 계측 제어 수단(12)이, 판정 수단(16)을 구비하며, 판정 수단(16)이, 통상 계측 수단(13)의 계측 주기를 탐색 계측 수단(14)이 구하는 추정 유량과 통상 계측 수단(13)이 구하는 계측 유량의 차에 의해 결정하고 있는 점이다.
도 4, 도 5를 참조하여, 동작, 작용에 관해서 설명한다. 통상 계측 수단(13)은, 계측 주기를 ti초 단위로 설정 가능하고, 2ti초를 초기치로하여, 상황에 따라서 주기의 변경이 가능하다. 또한, 탐색 계측 수단(14)은, 통상 계측 수단(13)의 중지 기간 중의 탐색 계측 주기를 ti초로 정하고 있다. 다음에, 통상 계측 수단(13)의 계측 주기의 결정 방법에 관해서 설명한다. 도 5에 있어서 시각 (t1, t2)은 통상 계측 수단(13)에 의한 계측 타이밍이고, 각각의 시각에서의 유량 계측치는 Q1, Q2이다. 또한 t11, t12, t13, t14는 탐색 계측 수단에 의한 계측 타이밍이고, 이 주기는 ti초,각각의 시각에서의 추정 유량 계측치는 Q11, Q12, Q13, Q14이다.
우선, 시각(t1)에서, 판정 수단(16)은, 통상 계측의 결과 구한 유량(Q1)을 기억한다. 다음의 통상 계측 타이밍은 2ti초 이후의 시각(t12)이지만, 그 전에, 시각(t1내지 ti초 후의, 시각(t11)에서 탐색 계측을 실행하며, 이 때의 추정 유량으로서 Q11이 얻어진다. 이때, 판정 수단(16)에서는, 직전의 유량(Q1)과 추정 유량(Q11)으로부터, 유량 변화량 △(절대치)를 다음식에서 구한다.
△=｜Q11-Q1｜/Q1(5)
이때의 변화량의 절대치가 소정의 변화량(m) 미만이기 때문에, 큰 유량 변화가 없는 것으로서, 당초 예정하고 있던 시각(t12)에서의 통상 계측을 캔슬하여, 시각(t13)에 재설정한다. 그리고, t1초 이후의 시각(t12)에서는 다시, 탐색 계측을 행하고, 이 때 얻어진 탐색 유량(Q12, Q1)과의 변화량을 기초로, 시각(t11)과 같은 판단을 행한다. 여기서도, 유량 변화는 작기 때문에, 시각(t13)에서 예정하고 있던 통상 계측을 또한 t14로 연장한다. 이후, 동일 판단을 반복하여, 변화량이 작은 동안은, 계측 주기를 점차 연장하여 간다. 그리고, 시각(t14)에서, 탐색 유량(Q14)의 계측 유량(Q1)에 대한 변화량이 크다고 판단된 것으로, ti초 이후의 시각(t2)에서, 통상 계측이 실행된다.
이와 같이, 탐색 계측을 실행하여, 유량의 변화가 작은 경우에는, 계측 주기를 길게 설정하여, 동작 빈도를 저감하기 때문에, 소비 전력을 저감할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 통상 계측 주기를 단축하기 위한 판정을 유량 변화의 비율로 구하고 있지만, 절대량이라도 무방하다. 또한, 판정치는 유량마다 다른 값이어도 무방하다.
(실시예 4)
도 6은 본 발명의 실시예 4에서의 유량 계측 장치의 동작을 설명하는 타이밍챠트이다.
도 4, 도 6을 참조하여, 동작, 작용에 관해서 설명한다. 도 4에 있어서, 동일 기능은, 실시예 3과 동일의 부호를 붙이고, 상세한 설명을 생략하고, 다른 점을 중심으로 설명한다. 판정 수단(16)은, 통상 계측 수단(13)의 계측 분해능을, 탐색 계측 수단(14)이 구하는 추정 유량과 통상 계측 수단이 구하는 계측 유량의 차에 기초하여 변화시키고 있다. 통상 계측 수단(13)은, 계측 반복 회수, 즉 계측 분해능을 1회 단위로 설정할 수 있고, m회를 초기치로 하여, 상황에 따라서 변경이 가능하다. 또한, 계측 주기는 2t1초로 고정되어 있다. 또한, 탐색 계측 수단(14)은, 통상 계측 수단(13)의 중지 기간 중의 탐색 계측의 반복 회수를, m/20회, 주기를 ti초로 정하고 있다.
다음에 도 6을 참조하여, 통상 계측 수단의 계측 주기의 결정 방법에 관해서 설명한다. 우선, 시각(t1)에서, 통상 계측의 결과 유량(Q1)이 얻어진다. 다음의 통상 계측 타이밍은 2ti초 이후의 시각(t2)이지만, 그 전에, 시각(t1내지 ti)초 이후의, 시각(t11)에서 탐색 계측을 실행한다. 이 때의 추정 유량으로서, Q11이 얻어진다. 이 때, 판정 수단(16)에 있어서, Q1과 Q11을 사용하여, 식(5)에서 유량 변화의 판정이 이루어진다. 이 때의 절대치가, 소정의 값보다 작은 경우에는, 큰 유량 변화가 없는 것으로서, 시각(t2)에서의 통상 계측의 반복 회수를 m/2로서, 분해능을 2배가 조도로 재설정한다. 그리고, ti초 이후의 시각(t2)에서는 반복 회수 m/2로 통상 계측을 실행하여, 유량치(Q2)를 얻는다. 더욱이, ti초 이후의 시각(t21)에서는, 탐색 계측을 행하고, 이 때 얻어진, 탐색 유량(Q21, Q2)의 변화량을 기초로, 시각(t11)과 같은 판단을 행한다. 여기서도, 유량 변화는 작기 때문에, 다음회의 시각(t3)의 통상 계측의 반복 회수를 m/4로 설정한다. 이후, 동일 판단을 반복하여, 변화량이 작은 동안은, 계측 반복 회수를 작게 한다. 단지, 유량역에 따라서, 필요한 분해능은 결정되어 있다. 현재의 유량 부근에 있어서는, 필요한 최저 분해능이 m/4인 것으로 하면, 시각(t4) 이후는, 예를 들면 변화량이 작아도, 반복 회수는 감소하지 않는다. 그리고, 시각(t4)의 유량(Q4)에 대한, 시각(t41)의 추정 유량(Q41)의 변화량이 크기 때문에, 다음 시각(t5)에서의 계측 반복 회수는 초기치(m)에 되돌리고 있다. 즉, 유량 변화의 발생한 시점에서, 다시, 계측 분해능을 미세하게 하고 있기 때문에, 유량 변화에 대한 추종성이 향상한다.
이와 같이, 탐색 계측을 실행하여, 유량의 변화가 작은 경우에는, 계측 분해능을 거칠게 설정하여, 동작 전류를 저감하기 때문에, 소비 전력을 저감할 수 있다.
또한, 탐색 계측을 실행하여, 유량의 변화가 큰 경우에는, 계측 분해능을 미세하게 설정하고 있기 때문에, 유량 변화에 대한 추종성이 향상한다.
또한, 본 실시예에서는, 유량 변화의 판정을 비율로 구하고 있지만, 절대량으로도 가능하다. 또한, 판정치는 유량마다 다른 값이라도 무방하다.
(실시예 5)
도 7은 본 발명의 실시예 5에서의 유량 계측 장치의 동작을 설명하는 타이밍챠트, 도 8a 내지 도 8d는 적산 수단의 동작을 설명하는 특성도이다. 도 4, 도 7,도 8a 내지 도 8d를 참조하여 동작, 작용을 설명한다. 도 4에서, 동일 기능은, 실시예 3, 4와 동일의 부호를 붙이고, 상세한 설명을 생략하고, 다른 점을 중심으로 설명한다. 판정 수단(16)은, 통상 계측 수단(13)에서 구한 계측 유량에 대하여, 탐색 계측 수단(14)에서 구한 추정 유량이 소정치 이상 변화한 경우에, 주기 설정 수단(9)에 설정하는 통상 계측 주기를 단축하고, 적산 수단(15)은, 통상 계측 수단(14)에서 구한 계측 유량을 사용하여 유량 적산치를 구하고 있다.
도 7에 있어서 시각(t1, t2)은 통상 계측 수단(13)에 의한 계측 타이밍이다. 통상 계측 주기는 T초, 또한, 각각의 시각에서의 계측 유량치는 Q1, Q2이다. 또한 t11, t12, t13, t21, t31은 탐색 계측 수단에 의한 계측 타이밍이고, 이 주기는 T/4초,각각의 시각에서의 추정 유량 계측치는 Q11, Q12, Q13, Q21, Q31이다. 판정 수단(16)은, 시각(t1)에서의 유량(Q1)을 기억한 후, 시각(t11, t12, t13)에서 얻어진 추정 유량(Q11, Q12, Q13과 Q1) 사이의 변화량을 식(5)에서 구한다. 이 때, 구한 변화량은 어느 것이나 작은 값이기 때문에, 다음의 통상 계측은 t1보다 T초 이후의 시각(t2)이다. 시각(t2)에서는, 시각(t1)과 동일하게 계측 유량(Q2)을 판정 수단(16)에 기억한다. 그리고, 시각(t21)에서는 Q2에 대한 추정 유량(Q21)의 변화량을 구한다. 이 때 구한 변화량은 미리 설정해 둔 판정치(m)를 초과하였기 때문에, 원래의 통상 계측 시각, 즉 시각(t2)보다 T초 이후의 시각(t3')이 아니라, 그 전의 시각(t3)에서 통상 계측을 실행하고 있다. 시각(t3)에서 유량을 구한 후, 주기 설정 수단(9)에 설정하는 표준의 통상 계측시의 주기는 도 2의 특성도에 따라서 결정된다. 도 7에서는, 새로운 통상 계측 주기를 T/2초로 설정되었기 때문에, 다음의 통상 계측은 시각(t3')에서 실행된다. 도 7에서는, 표준의 통상 계측 주기가 계측 유량에 따라서 가변인 것에 관해서 설명하였지만, 이것이, 계측 유량에 관계 없이 일정치 T초인 경우일지라도, 다음의, 통상 계측 타이밍은 t3'보다도 느린 시각이 된다. 이 경우에도, T/4초마다 탐색 계측이 실행되는 것에 변함은 없기 때문에, 시각(t31)에서, 큰 유량 변화가 발생한 경우에는, 주기를 T초보다 단축하는 것은 충분히 가능하다.
이와 같이, 탐색 계측을 실행하여, 유량의 변화가 큰 경우에는, 계측 주기를짧게 설정하고 있기 때문에, 유량 변화에 대한 추종성이 향상한다.
또한, 본 실시예에서는, 유량 변화의 판정을 비율대로 구하고 있지만, 절대량이어도 된다. 또한, 판정치는 유량마다 다른 값이어도 된다.
다음에, 적산 수단(16)의 적산 동작에 관해서 설명한다. 간헐 동작을 행하는 유량계의 적산 방법의 대표적인 예로서, 다음 3가지의 경우에 관해서 생각한다.
(a) 중지 직전의 유량이 계속하고 있다고 생각하는 방법(도 8b)
(도 8a에서의 시각(t1내지 t2)의 유량을 Q1이라고 생각하는 방법)
(b) 중지 해제 후의 유량이 계속하고 있다고 생각하는 방법(도 8c)
(도 8a에서의 시각(t1내지 t2)의 유량을 Q2라고 생각하는 방법)
(c) 중지 전후로 직선적으로 유량이 변화하고 있다고 생각하는 방법(도 8d)
(도 8a에서의 시각(t1내지 t2) 사이, Q1과 Q2를 연결하는 직선적인 유량 변화가 있었다고 생각하는 방법)
도 8b 내지 도 8d를 참조하여, 적산 방법에 관해서 설명한다. 각각의 경우에 있어서, 탐색 계측없이, 주기 T초마다 계측한 경우와, T/4초마다 탐색 계측을 행한 경우를 비교한다. 어느 쪽의 경우에 있어서도, 탐색 계측으로 얻어진 추정 유량은 적산하지 않고 있다. 도 8b 내지 도 8d 에서 실선으로 둘러싸인 부분의 면적이 탐색 계측인 때의 적산 유량, 점선으로 둘러싸인 부분의 면적이 탐색 계측 없는때의 적산 유량이 된다. 도 8a에 도시되는 유량 파형과 비교하면, 도 8b 내지 도 8d에 도시되어 있는 어느 하나의 경우라도, 탐색 수단이 있는 경우가, 없는 경우에 비해유량 변화를 검지한 시각(t21) 부근의 유량을 보다 충실하게 반영하고 있기 때문에, 보다 정확하게 적산 유량을 구할 수 있다. 또한, 여기서, 적산에 사용하고 있는 유량은 전부 통상 계측 수단(13)에 의해 구해진 정밀도가 높은 값이며, 신뢰성이 우수하다.
이와 같이, 탐색 계측을 실행하여, 유량의 변화가 큰 경우에는, 통상 계측을 실행하여, 그 값이 적산되기 때문에, 고정밀도로 적산 유량을 구할 수 있다.
(실시예 6)
도 9a 내지 도 9d는 실시예 6에서의 적산 수단의 동작을 설명하는 특성도이다.
실시예 6에서 실시예 5와 다른 것은, 적산 수단(16)이, 통상 계측 수단(14)에서 구한 계측 유량과, 소정의 유량 변화를 검출하였을 때의 추정 유량을 사용하여 유량 적산치를 구하고 있는 점이다.
또한, 실시예 5와 동일 부호의 것은 동일 구조를 가지고, 설명은 생략한다. 실시예 5와 같이 (a) 내지 (c)의 3가지의 적산 방법에 관해서 도 9a 내지 도 9d를 참조하여 설명한다. 실시예 5와 달리, 유량 변화를 검지한 시각(t21)의 추정 유량(Q21)을 유량 적산에 반영하고 있다. 도 9b 내지 도 9d에서 실선으로 둘러싸인 부분의 면적이 탐색 계측이 있을 때의 적산 유량, 점선으로 둘러싸인 부분의 면적이 탐색 계측이 없을 때의 적산 유량이 된다. 도 9a에 도시되는 유량 파형과 비교하면, 도 9b 내지 도 9d에 도시되는 어느 하나의 경우일지라도, 탐색 수단이 있는경우가, 없는 경우에 비해 유량 변화를 검지한 시각(t21) 부근의 유량을 보다 충실하게 반영하고 있기 때문에, 보다 정확하게 적산 유량을 구할 수 있다. 또한, 시각(t21) 부근의 유량 변화를 보다 세분화하여 재현하고 있기 때문에, 변화에 대한 추종성이 보다 높아진다.
이와 같이, 탐색 계측을 실행하여, 유량의 변화가 큰 경우에는, 통상 계측과 적산이 실행됨과 동시에, 변화의 기점의 추정 유량이 적산치에 반영되기 때문에, 고정밀도이며 또한 유량 변동에 대한 추종성이 높은 적산 유량을 구할 수 있다.
또한, 실시예 1 내지 6에 있어서는 기체 유량 계측 장치에 관해서 설명하였지만, 액체 유량 계측 장치일지라도 동일 효과가 얻어지는 것은 말할 필요도 없다.
(실시예 7)
도 10은 실시예 7에서의 유량 계측 장치의 블록도, 도 11은 동 장치의 플로우 센서의 블록도이다. 도 10에 있어서, 21은 플로우 센서, 22는 플로우 센서에의 전원 공급을 제어하는 급전 제어 수단, 7은 플로우 센서(21)에의 입력 열량, 즉 입력 전류를 설정하는 분해능 설정 수단, 8은 간헐 계측의 개시를 지시하는 트리거 수단, 9는 트리거 수단(8)의 출력 주기를 설정하는 주기 설정 수단, 10은 플로우 센서(21)의 출력을 계측하는 계측 수단, 11은 계측 수단(10)의 계측치로부터 유량을 구하는 유량 연산 수단이다. 또한, 12는 2 내지 11의 각 요소를 제어하는 계측 제어 수단이고, 통상 계측 수단(13), 탐색 계측 수단(14)으로 구성되어 있다. 통상 계측 수단(13)과 탐색 계측 수단(14)은, 후술하는 통상 계측 및 탐색 계측 방법에따라서, 분해능 설정 수단(7)과 주기 설정 수단(9)에 수치를 설정하여, 계측 동작을 제어하고 있다. 또한, 15는 적산 수단이고, 유량 연산 수단(11)에 의해 구한 유량치를 적분함으로써 적산 유량을 구하고 있다.
다음에 도 11을 참조하여 플로우 센서(21)의 구성을 설명한다. 유체 유로에 설치된 히터(23)에 대하여, 흐름의 상류측에 제 1 온도 센서(24), 하류측에 제 2 온도 센서(25)를 배치한 구성으로 되어 있다. 흐름에 의해서 생기는 제 1 온도 센서(24)와 제 2 온도 센서(25)의 온도차를 계측 수단(10)에서 계측한다.
다음에, 동작, 작용에 관해서 설명한다. 열식 유량계에서는, 히터의 소비 전력이 크기 때문에, 간헐 구동이 일반적이다. 주기 설정 수단(9)에서 설정된 시간이 경과할 때마다, 트리거 수단(8)은 계측 개시 트리거를 급전 제어 수단(22)에 출력한다. 더욱이, 이 때, 동시에, 분해능 설정 수단(7)에서, 히터(23)에의 입력 열량을 설정한다. 급전 제어 수단(22)은, 분해능 설정 수단(7)에서 설정된 열량이, 히터(23)에 공급되도록, 통전 전압 또는 통전 전류를 제어한다. 히터(23)로 공급된 열량이 일정하면, 유량이 작은 범위에서는 온도차(T)는 질량 유량에 비례한다. 또한, 히터(23)에 공급하는 열량을 늘리면, 동일의 유량이 발생하고 있는 경우이어도, 온도차가 크게 떨어지기 때문에, 결과적으로 유량 계측 분해능은 향상한다. 유량 연산 수단(11)은, 계측 수단(10)을 사용하여 계측한 온도차(T)에, 입력 열량에 대한 계수와 비례 정수를 곱하여 순간 유량치를 구하고 있다. 통상 계측 수단(13)에 의해, 상기한 트리거 수단(8)에서의 트리거 출력으로부터 유량 연산 수단(11)에서의 연산 처리까지의 일련의 동작은, 주기 설정 수단(9)에 설정하여 기억된 시간ta초 경과할 때마다 분해능 설정 수단(7)에 설정하여 기억된 열량(Pa)을 히터(23)에 입력함으로써 실행된다. 이 때 구해지는 유량을 계측 유량이라고 한다. 또한, 주기 설정 수단(9)에서 설정한 주기(ta)가 경과하는 동안까지, 탐색 계측 수단(14)에 의해 개략의 유량을 구한다. 이 때 구해지는 유량을 추정 유량이라고 한다. 추정 유량을 구하는 순서는 통상 계측 수단(13)에 의한 방법과 기본적으로는 같고, 히터(23)에 입력하는 열량만이 다르다. 탐색 계측은 통상 계측을 중지하고 있는 기간의 유량을 추정하는 것이 목적이기 때문에, 통상 계측보다 짧은 주기로 실행하며, 또한 전력 소비량을 억제할 필요는 있지만, 다소 정밀도를 떨어뜨리더라도 상관없다. 입력 열량의 증가에 동반하여, 소비 전력은 증가하기 때문에, 탐색 계측은 히터(23)에의 입력 열량을 통상 계측보다 감하여 실행하면 된다. 그래서, 주기 설정 수단(9)에는, 탐색 계측의 주기(tb)가 설정 기억되어 있고, 통상 계측시의 트리거 출력을 기점으로하여, tb(＜ta)경과할 때마다, 트리거 수단(8)으로부터 트리거 출력이 이루어진다. 또한, 분해능 설정 수단(7)에는, 탐색 계측시의 입력 열량 Pb(＜Pa)도 설정 기억되어 있고, 이 열량을 부여한 후, 계측 수단(10)에서 얻어진 결과를 기초로, 유량 연산 수단(11)에서 추정 유량이 구해진다.
초음파 유량계의 경우와 마찬가지로, 탐색 계측 자체는 전력 소비가 작고, 또한 다른 구조의 유량 검출 수단을 추가할 필요도 없기 때문에, 결과적으로 소비 전력을 저감하면서 고정밀도의 계측을 실현할 수 있다.
또한, 히터에의 입력 열량을 저감함으로써 탐색 계측을 실현하고 있기 때문에, 탐색 계측시의 소비 열량이 통상적인 계측에 비해 작기 때문에, 히터의 내구성, 신뢰성의 향상이 실현된다.
이상의 설명으로부터 분명하듯이 본 발명의 유량 계측 장치에 의하면, 다음 효과가 얻어진다.
본 발명의 유량 계측 장치는, 통상 계측 수단보다 거칠은 분해능과 짧은 주기로 추정 유량을 구하는 탐색 수단을 가지고 있다. 탐색 계측의 실행에 의해 유량 변화를 검출할 수 있기 때문에, 통상 계측의 빈도를 저감할 수 있다. 탐색 계측 자체는 전력 소비가 작고, 또한 다른 구조의 유량 검출 수단을 추가할 필요도 없기 때문에, 결과적으로 소비 전력을 저감하면서 고정밀도의 계측을 실현할 수 있다.
또한, 유량 계측 장치는, 통상 계측 수단보다도 적은 반복 회수와 짧은 주기로 추정 유량을 구하는 탐색 수단을 가지고 있어도 된다. 이 경우에는, 탐색 계측 자체의 소요 시간이 통상 계측에 비해 짧고, 순간성이 상당히 높다. 그 때문에, 예를 들면 유체압 변동에 의한 펄스 형상의 유량 변동도 검출 가능하고, 유량 변화에의 추종성을 높히는 것이 가능하다.
또한, 유량 검출 수단으로서 열식 플로우 센서를 사용하는 경우에는, 탐색 계측의 소비 열량이 통상적인 계측에 비해 작아도 충분하다. 그 결과, 열식 플로우 센서 열선의 내구성이 향상하여, 신뢰성이 향상한다.
또한, 계측 유량이 작아짐에 따라서, 통상 계측 수단이 주기 설정 수단에 설정하는 계측 주기를 길게 하여도 된다. 이 경우에는, 탐색 계측을 실행함으로써, 통상 계측의 중지 기간 동안의 유량 변화를 파악할 수 있다. 특히 소유량시에는, 계측 주기를 길게 설정함으로써, 동작 빈도를 저감할 수 있다. 그 결과, 소비 전력을 저감할 수 있다.
또한, 추정 유량이 작아짐에 따라서, 통상 계측 수단이 주기 설정 수단에 설정하는 계측 주기를 길게 하여도 된다. 이 경우에는, 탐색 계측을 실행함으로써, 유량 변화를 예측하여, 통상 계측 주기를 변경할 수 있다. 그 결과, 특히 소유량시에 소비 전력을 저감함과 동시에, 유량 변화에 대한 추종성이 향상한다.
또한, 추정 유량이 커짐에 따라서, 통상 계측 수단이 분해능 설정 수단에 설정하는 계측 분해능을 거칠게 하여도 된다. 탐색 계측을 실행함으로써, 유량 변화를 예측할 수 있다. 특히 대유량시에는, 계측 분해능을 거칠게 설정함으로써, 동작 전류를 저감할 수 있다. 그 결과, 소비 전력을 저감할 수 있다.
또한, 계측 유량과 추정 유량과의 차가 소정치 미만인 경우에는, 통상 계측 수단이 주기 설정 수단에 설정하는 계측 주기를 길게 하여도 된다. 이 경우에는, 탐색 계측을 실행하고, 유량의 변화가 작은 경우에는, 계측 주기를 길게 설정함으로써, 동작 빈도를 저감할 수 있다. 그 결과, 소비 전력을 저감할 수 있다.
또한, 계측 유량과 추정 유량과의 차가 소정치 미만인 경우에는, 통상 계측 수단이 분해능 설정 수단에 설정하는 계측 분해능을 거칠게 하여도 된다. 이 경우에는, 탐색 계측을 실행하고, 유량의 변화가 작은 경우에는, 계측 분해능을 거칠게 설정함으로써 동작 전류를 저감할 수 있다. 그 결과, 소비 전력을 저감할 수 있다.
또한, 계측 유량과 추정 유량과의 차가 소정치 이상인 경우에는, 통상 계측 수단이 분해능 설정 수단에 설정하는 계측 분해능을 미세하게 하여도 된다. 이 경우에는, 탐색 계측을 실행하여, 유량의 변화가 큰 경우에는, 계측 분해능을 미세하게 설정함으로써, 유량 변화에 대한 추종성이 향상한다.
또한, 계측 유량과 추정 유량과의 차가 소정치 이상인 경우에는, 통상 계측 수단이 주기 설정 수단에 설정하는 계측 주기를 짧게 하여도 된다. 이 경우에는, 탐색 계측을 실행하여, 유량의 변화가 큰 경우에는, 계측 주기를 짧게 설정함으로써, 유량 변화에 대한 추종성이 향상한다.
또한, 유량 계측 장치는 계측 유량만을 사용하여 적산 처리를 실행하는 적산 수단을 또한 구비하여도 된다. 이 경우에는, 탐색 계측을 실행하여, 유량의 변화가 큰 경우에는, 통상 계측을 실행하여, 그 값이 적산된다. 그 결과, 고정밀도로 적산 유량을 구할 수 있다.
또한, 유량 계측 장치는, 계측 유량과, 계측 유량과 추정 유량과의 차가 소정치 이상이 되었을 때의 추정 유량을 사용하여 적산 처리를 실행하는 적산 수단을또한 구비하여도 된다. 유량의 변화가 큰 경우에는, 통상 계측과 적산이 실행됨 과 동시에, 변화의 기점의 추정 유량이 적산치에 반영된다. 이로써, 고정밀도이며 또한 유량 변동에 대한 추종성이 높은 적산 유량을 구할 수 있다.

Claims (12)

  1. 유체 유로에 설치된 유량 검출 수단과,
    상기 유량 검출 수단의 출력을 계측하는 계측 수단과,
    상기 유량 검출 수단에 의한 계측 주기를 설정하는 주기 설정 수단과,
    상기 계측 수단의 계측 분해능을 설정하는 분해능 설정 수단과,
    상기 계측 수단의 출력에 기초하여 유량을 연산하는 유량 연산 수단과,
    상기 각 요소를 제어하는 계측 제어 수단을 구비하며,
    상기 계측 제어 수단은,
    미리 정해진 값을 상기 주기 설정 수단 및 상기 분해능 설정 수단에 설정하여, 그 결과 얻어진 값에 기초하여, 계측 유량을 구하는 통상 계측 수단과,
    상기 통상 계측 수단의 중지 기간 중에 상기 통상 계측 수단보다도 짧은 주기를 상기 주기 설정 수단에 설정함과 동시에, 거칠은 분해능을 상기 분해능 설정 수단에 설정하여, 그 결과 얻어진 값에 기초하여, 상기 통상 계측 수단의 중지 기간 중의 유량을 추정하는 탐색 계측 수단을 포함하는, 유량 계측 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유량 검출 수단은 초음파 신호를 발신하는 제 1 진동자와 상기 초음파 신호를 수신하는 제 2 진동자를 포함하며,
    상기 계측 수단은, 상기 제 1 진동자와 상기 제 2 진동자와의 사이에서 초음파 전달을 반복함으로써, 상기 초음파 전달의 누적 시간을 계측하고,
    상기 주기 설정 수단은, 상기 제 1 진동자 및 상기 제 2 진동자의 계측 개시주기를 설정하고,
    상기 분해능 설정 수단은, 상기 초음파 전달의 반복 회수를 설정하는, 유량 계측 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 유량 검출 수단은 열식 플로우 센서를 포함하며,
    상기 계측 수단은 상기 플로우 센서의 열 출력을 계측하고,
    상기 주기 설정 수단은 상기 플로우 센서에 의한 계측 주기를 설정하고,
    상기 분해능 설정 수단은 상기 플로우 센서로의 입력 열량을 설정함으로써 상기 계측 수단의 계측 분해능을 설정하는, 유량 계측 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 계측 유량이 작아짐에 따라서, 상기 통상 계측 수단이 상기 주기 설정 수단에 설정하는 계측 주기를 길게 하는, 유량 계측 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 추정 유량이 작아짐에 따라서, 상기 통상 계측 수단이 상기 주기 설정 수단에 설정하는 계측 주기를 길게 하는, 유량 계측 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 추정 유량이 커짐에 따라서, 상기 통상 계측 수단이 상기 분해능 설정 수단에 설정하는 계측 분해능을 거칠게 하는, 유량 계측 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 계측 유량과 상기 추정 유량과의 차가 소정치 미만인 경우에는, 상기 통상 계측 수단이 상기 주기 설정 수단에 설정하는 계측 주기를 길게 하는, 유량 계측 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 계측 유량과 상기 추정 유량과의 차가 소정치 미만인 경우에는, 상기 통상 계측 수단이 상기 분해능 설정 수단에 설정하는 계측 분해능을 거칠게 하는, 유량 계측 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 계측 유량과 상기 추정 유량과의 차가 소정치 이상인 경우에는, 상기 통상 계측 수단이 상기 분해능 설정 수단에 설정하는 계측 분해능을 미세하게 하는, 유량 계측 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 계측 유량과 상기 추정 유량과의 차가 소정치 이상인 경우에는, 상기 통상 계측 수단이 상기 주기 설정 수단에 설정하는 계측 주기를 짧게 하는, 유량 계측 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 계측 유량만을 사용하여 적산 처리를 실행하는 적산 수단을 더 구비하는, 유량 계측 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 계측 유량과, 상기 계측 유량과 추정 유량과의 차가 소정치 이상이 되었을 때의 추정 유량을 사용하여 적산 처리를 실행하는 적산 수단을 더 구비하는, 유량 계측 장치.
KR10-2001-7014390A 1999-05-11 2000-05-11 유량 계측 장치 KR100440759B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12959999 1999-05-11
JPJP-P-1999-00129599 1999-05-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20020000890A true KR20020000890A (ko) 2002-01-05
KR100440759B1 KR100440759B1 (ko) 2004-07-21

Family

ID=15013446

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2001-7014390A KR100440759B1 (ko) 1999-05-11 2000-05-11 유량 계측 장치

Country Status (11)

Country Link
US (1) US6748812B1 (ko)
EP (1) EP1193476B1 (ko)
JP (1) JP3432210B2 (ko)
KR (1) KR100440759B1 (ko)
CN (1) CN1243961C (ko)
AT (1) ATE471497T1 (ko)
AU (1) AU4612800A (ko)
DE (1) DE60044556D1 (ko)
ES (1) ES2346036T3 (ko)
TW (1) TW482892B (ko)
WO (1) WO2000068649A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102221495B1 (ko) * 2020-11-30 2021-03-02 김진택 과부하 초과 모드를 포함하는 디지털 수도계량기

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10254054A1 (de) * 2002-11-19 2004-06-03 Endress + Hauser Flowtec Ag, Reinach Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung des Volumen- und/oder des Massendurchflusses eines Mediums
DE102004044606A1 (de) * 2004-09-13 2006-03-30 Endress + Hauser Flowtec Ag Vorrichtung und Verfahren zur Messung einer Prozessgröße
JP5402620B2 (ja) * 2009-01-06 2014-01-29 パナソニック株式会社 流量計測装置
CN102549394B (zh) * 2009-09-30 2014-02-19 松下电器产业株式会社 流量测量装置
CN102667418B (zh) * 2009-12-16 2015-06-10 松下电器产业株式会社 流量测量装置
JP5548951B2 (ja) * 2010-06-24 2014-07-16 パナソニック株式会社 流量計測装置
JP5753970B2 (ja) * 2010-10-22 2015-07-22 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 流量計測装置
JP5585402B2 (ja) * 2010-11-10 2014-09-10 パナソニック株式会社 流量計測装置
US8378872B2 (en) * 2011-03-31 2013-02-19 Rosemount Inc. Dynamically adjusted A/D resolution
DE102011113541A1 (de) * 2011-09-15 2013-03-21 Sensus Spectrum Llc Messvorrichtung für Wasserzähler und Verfahren zum Betreiben einer batteriebetriebenen Messvorrichtung
CN105181048B (zh) * 2015-08-21 2018-01-09 四川南格尔生物科技有限公司 一种非接触式血液流量测量装置
US10006791B2 (en) * 2015-09-23 2018-06-26 Texas Instruments Incorporated Ultrasonic flow meter auto-tuning for reciprocal operation of the meter
EP3299774A1 (en) * 2016-09-21 2018-03-28 Kamstrup A/S Ultrasonic flowmeter and method using partial flow measurements
CN106871980B (zh) * 2017-02-13 2019-03-26 合肥工业大学 基于相邻峰值最大差值的气体超声流量计间歇式激励和信号处理方法和系统
CN111744970B (zh) * 2019-03-27 2022-03-18 宝山钢铁股份有限公司 热连轧机下阶梯位置的检测装置及方法
CN110146135A (zh) * 2019-04-16 2019-08-20 艾特仪表科技（深圳）有限公司 一种超声波水表流量测量电路及测量方法
CN111174842B (zh) * 2019-12-30 2021-10-19 金卡智能集团股份有限公司 用于电子式计量表的随机数采样方法
CN111397677A (zh) * 2020-03-14 2020-07-10 浙江威星智能仪表股份有限公司 一种基于超声波计量的脉动流检测方法
CN113155212A (zh) * 2021-04-08 2021-07-23 浙江威星智能仪表股份有限公司 一种提升流量波动下计量精度的超声波计量方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4782697A (en) * 1986-07-31 1988-11-08 Williams 3Rd Albert J Acoustic current meter
DE3627162A1 (de) * 1986-08-11 1988-02-25 Endress Hauser Gmbh Co Anordnung zur beruehrungslosen messung des volumen- oder massenstroms eines bewegten mediums
US5144838A (en) * 1989-10-04 1992-09-08 Iwatsu Electric Co., Ltd. Defect detecting method and apparatus
US5777892A (en) * 1992-03-30 1998-07-07 Isco, Inc. Doppler shift velocity measuring system with correction factors
JPH08122117A (ja) * 1994-10-19 1996-05-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd 流量計測装置
JP3456060B2 (ja) 1995-07-07 2003-10-14 松下電器産業株式会社 流量計測装置
JP3759989B2 (ja) * 1996-03-22 2006-03-29 愛知時計電機株式会社 超音波流量計
US5753824A (en) * 1996-06-12 1998-05-19 Welch Allyn, Inc. Sampling method and apparatus for use with ultrasonic flowmeters
US6510397B1 (en) * 1999-03-13 2003-01-21 Textron Systems Corporation Method and apparatus for self-diagnosis of a sensor
JP4135056B2 (ja) * 2001-02-15 2008-08-20 横河電機株式会社 超音波流量計

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102221495B1 (ko) * 2020-11-30 2021-03-02 김진택 과부하 초과 모드를 포함하는 디지털 수도계량기

Also Published As

Publication number Publication date
ATE471497T1 (de) 2010-07-15
CN1243961C (zh) 2006-03-01
EP1193476A4 (en) 2006-12-06
TW482892B (en) 2002-04-11
CN1350634A (zh) 2002-05-22
DE60044556D1 (de) 2010-07-29
EP1193476B1 (en) 2010-06-16
KR100440759B1 (ko) 2004-07-21
ES2346036T3 (es) 2010-10-08
EP1193476A1 (en) 2002-04-03
AU4612800A (en) 2000-11-21
JP3432210B2 (ja) 2003-08-04
US6748812B1 (en) 2004-06-15
WO2000068649A1 (en) 2000-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100440759B1 (ko) 유량 계측 장치
US6796189B1 (en) Ultrasonic flowmeter having sequentially changed driving method
EP2631610B1 (en) Flow-rate measurement device
JP5402620B2 (ja) 流量計測装置
JP5524972B2 (ja) 流量計測装置
JP3695031B2 (ja) 流量計測装置
JP3427839B1 (ja) 流量計測装置
JPH1144563A (ja) 流量計測装置
JP2000039344A (ja) 流量計およびガスメータ
JP5467332B2 (ja) 流体の流れ計測装置
JP5228462B2 (ja) 流体の流れ計測装置
JP4008266B2 (ja) 流量計測装置
JP2000131106A (ja) 流量計測装置
JP2012007974A (ja) 流量計測装置
JP2004069530A (ja) 流量計測装置
JP2003307442A (ja) 流量計測システム
JP2005037325A (ja) 流量計測装置
JP2009150680A (ja) 流量計測装置
JP2008175543A (ja) 流速または流量計測装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120621

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130618

Year of fee payment: 10

LAPS Lapse due to unpaid annual fee