JP2020159790A - 計測位置判定方法および超音波流量計 - Google Patents
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Abstract
Description
第1受信部11Bは、第2送信部12Aが送信した第2超音波P2を含む超音波を受信し、受信信号(電圧信号)に変換して出力する。
制御装置13については、後に詳述する。
次いで、図7、10を比べると図7では、第1時間波形と第2時間波形とを比べると、本信号より前の期間であるノイズ波の受信期間(例えば、50μ秒から150μ秒の期間)において、判定時刻(例えば、100μ秒の時刻)の第1標準偏差の強度と第2標準偏差の強度に明らかな差がある。図7では、判定時刻における第1標準偏差の強度と第2標準偏差の強度の差を符号Ta(強度差Ta)として示している。
また、図7、10における全時間範囲において、第1標準偏差と第2標準偏差とを用い、公知の方法を用いて第1時間波形と第2時間波形との相互相関関数の値を計算することで、第1時間波形と第2時間波形との一致度を評価してもよい。相互相関関数から求められる値(最大値:1)について、予め閾値(第2閾値)を設定しておくことで、第1時間波形と第2時間波形の形状が一致しているか否かを判定することができる。
また、図7,10における複数の時刻において、第1標準偏差と第2標準偏差の値の違いを評価することでセンサ取り付け位置が流量測定に適した位置であるか否かを判定することができる。
図8では、第1時間波形における本信号と、第2時間波形における本信号との強度の最大値が、Txを示している。
対して、図11では、第1時間波形における本信号、および第2時間波形における本信号は、それぞれ強度の最大値がTbを示している。
例えば、配管Aを流動する流体Fが、水−空気二相流、液−液二相流および固−液二相流などの混相流である場合でも、配管内の流体Fの相分布に起因して、超音波の送信方向に応じ、受信時のノイズ強度が異なることがある。本発明は、このような流体Fの流速や流量を測定する場合においても、好適に適用することができる。
Claims (6)
- 配管の内部を流れる流体の計測位置を判定する計測位置判定方法であって、
前記配管の外部の第1位置から前記配管の厚さ方向に第1超音波を複数回送信するステップと、
前記配管の外部であって前記第1位置よりも前記配管の下流側である第2位置において、前記第1超音波を複数回受信するステップと、
複数回受信した前記第1超音波に基づいて得られる第1受信信号について、前記第1受信信号の受信時間と、前記第1受信信号の受信時間ごとの強度の標準偏差または前記標準偏差から得られる標準偏差同等値との関係を示す第1時間波形を算出するステップと、
前記第2位置から前記第1位置に向けて、前記配管の厚さ方向に第2超音波を複数回送信するステップと、
前記第1位置において、前記第2超音波を複数回受信するステップと、
複数回受信した前記第2超音波に基づいて得られる第2受信信号について、前記第2受信信号の受信時間と、前記第2受信信号の受信時間ごとの強度の標準偏差または前記標準偏差から得られる標準偏差同等値との関係を示す第2時間波形を算出するステップと、
前記第1時間波形と前記第2時間波形とに基づいて、前記第1位置に対して前記第2位置が、前記第1超音波の受信位置として適した位置であることを判定するステップと、を有する計測位置判定方法。 - 前記判定するステップは、前記第1時間波形において、本信号より前のノイズ波の受信期間における判定時刻の強度と、前記第2時間波形における前記判定時刻の強度との差が、予め定めた第1閾値よりも小さいときに前記適した位置として判定する請求項1に記載の計測位置判定方法。
- 前記判定するステップは、前記第1時間波形と前記第2時間波形との相互相関関数の値が、予め定めた第2閾値よりも大きいときに、前記適した位置として判定する請求項1または2に記載の計測位置判定方法。
- 前記判定するステップは、前記第1時間波形と前記第2時間波形との強度差の絶対値または前記絶対値から得られる同等値について、本信号より前のノイズ波の受信期間において積分した積分値が、予め定めた第3閾値よりも小さいときに、前記適した位置として判定する請求項1から3のいずれか1項に記載の計測位置判定方法。
- 前記判定するステップは、前記第1時間波形におけるノイズ波の強度に対する本信号の強度の比である第1S/N比、および前記第2時間波形におけるノイズ波の強度に対する本信号の強度の比である第2S/N比が、いずれも予め定めた第4閾値よりも大きいときに、前記適した位置として判定する請求項1から4のいずれか1項に記載の計測位置判定方法。
- 配管内を流れる流体の流量を計測する超音波流量計であって、
第1超音波を送信する第1送信部と、超音波振動を受信する第1受信部とを有する第1超音波トランスデューサと、
第2超音波を送信する第2送信部と、超音波振動を受信する第2受信部とを有する第2超音波トランスデューサと、
前記第1超音波トランスデューサと、前記第2超音波トランスデューサとの相対位置が、前記流量の計測位置として適した位置であることを判定する判定部とを備え、
前記判定部は、前記第1送信部に複数回前記第1超音波を送信させる第1指示部と、
前記第1超音波を受信した前記第2受信部によって出力される複数の第1受信信号を取得する第1受信信号取得部と、
前記複数の第1受信信号に基づいて、前記第1超音波の受信時間ごとに、前記第1受信信号の受信時間と、前記第1受信信号の受信時間ごとの強度の標準偏差または前記標準偏差から得られる標準偏差同等値との関係を示す第1時間波形を算出する第1時間波形算出部と、
前記第2送信部に複数回前記第2超音波を送信させる第2指示部と、
前記第2超音波を受信した前記第1受信部によって出力される複数の第2受信信号を取得する第2受信信号取得部と、
前記複数の第2受信信号に基づいて、前記第2超音波の受信時間ごとに、前記第2受信信号の受信時間と、前記第2受信信号の受信時間ごとの強度の標準偏差または前記標準偏差から得られる標準偏差同等値との関係を示す第2時間波形を算出する第2時間波形算出部と、
前記第1時間波形と、前記第2時間波形とに基づいて、前記適した位置を判定する位置判定部と、を有する超音波流量計。
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