JP5753970B2 - 流量計測装置 - Google Patents
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Description
t2=L/(C−vcosθ) (式2)
この(式1)および(式2)を変形し、次式(式3)で流速vが求まる。
そして、(式3)で求めた値に流体管路の断面積を掛ければ流体の流量を求めることができる。ところで、(式3)において、括弧内の項は次式(式4)のように変形できる。
ここで、(式4)の分母の項は流速の変化に関わらずほぼ一定の値となるが、分子の項は流速とほぼ比例した値となる。
Pと呼ばれるガスエンジンを利用した空調機のように、ガスエンジンの回転に同期して周辺のガス供給配管内の圧力に変動を及ぼす現象である。この脈動が発生した場合、ガス器具を使用していない場合であっても、圧力の変動に同期してガスが配管内を移動し、その動きに影響されて、あたかもガスが流れているかの如き計測値が検出されてしまう。
索計測工程もしくは前記精密計測工程のいずれか一方を少なくとも1回実行し、前記一定時間内で算出された流量値の内いずれか1つを前記一定時間内における平均流量として選択する選択手段を備え、前記選択手段は、前記精密計測工程が実行された場合には、前記精密計測工程で求めた流量値を選択するので、流れのある時には高精度の計測が可能である。
図1は本発明の実施の形態1における流体の流れ計測装置のブロック図である。図1において、流体流路1の途中に、超音波信号を発信する第1振動子2と超音波信号を受信する第2振動子3が流れ方向に対向して配置されている。送信手段4は第1振動子2へ駆動信号を出力し、第1振動子2から出力された超音波信号を第2振動子3が受信し、その受信信号が受信手段5で信号処理される。切換手段6は第1振動子2と第2振動子3の送受信の役割を切り換えるもので、この切換手段6により、流体の流れに対し順方向と逆方向の双方向で超音波信号の送受信を行いそれぞれの伝搬時間の測定を行うことが可能となる。
を用いて、流量演算手段15で流量演算を行う。
なお、Tu1およびTd1の値は先の図2の説明で定義したものである。Tu1、Td1共に4回のシングアラウンド計測の結果であるから、(式5)は伝搬時間差の4倍の値である。よって、(式5)で求めた値と実験等に基づき定めた判定閾値を比較する単純な計算処理を実行するだけで、流量有無の判定が可能である。
びt2に代入して実行する乗除算の処理が必要である。これら乗除算処理は加減算の処理に比べて処理時間も長く、その結果、消費電力も大きくなる。よって、(式5)を用いて流量有無判断を実行することによる電力低減の効果は大きい。特に、家庭用のガスメータなど電池電源により10年程度の装置寿命を要求される機器の場合には、その効果は大である。
続いて、本発明の第2の実施の形態について、図4、5を用いて説明する。本実施の形態において、全体構成は実施の形態1で示した図1と同様であり、また、単位流量算出工程の動作も図2と同様であるため詳細な説明は省略する。実施の形態1の図3で示した「流量有」および「流量無」の時の動作が異なるので、これを図4、5として説明する。
の形態1と同様である。続いて、区間Cにおいて、流量Qa[L/h]の流れが発生し、判定手段16の判定結果が「流量有」に変化したので、探索計測工程に引き続いて同一区間Cにおいて精密計測工程が実行される。
2 第1振動子
3 第2振動子
12 計時手段
15 流量演算手段
17 選択手段
Claims (7)
- 流体流路に設けられ超音波信号を発信受信する第1振動子及び第2振動子と、
前記第1及び第2振動子間における超音波信号の伝搬時間を計測する計時手段と、
前記第1及び第2振動子の送受信方向を切り換えながら前記計時手段により双方向の超音波信号の伝搬時間を計測する動作を単位計測工程とし、前記単位計測工程を所定回数実行して前記所定回数分の伝搬時間を基に流量を演算する流量演算手段とを備え、
前記単位計測工程を複数回実行して前記流量演算手段による流量演算を行う精密計測工程と、前記単位計測工程を前記精密計測工程における実行回数より少ない回数実行して前記流量演算手段による流量演算を行う探索計測工程とを有し、前記探索計測工程で求めた流量値が所定値以上の場合にのみ前記精密計測工程を実行する流量計測装置。 - 前記探索計測工程で求めた流量値が所定値未満の場合に、前記流量演算手段の出力をゼロとする請求項1に記載の流量計測装置。
- 流体流路に設けられ超音波信号を発信受信する第1振動子及び第2振動子と、
前記第1及び第2振動子間における超音波信号の伝搬時間を計測する計時手段と、
前記第1及び第2振動子の送受信方向を切り換えながら前記計時手段により双方向の超音波信号の伝搬時間を計測する動作を単位計測工程とし、前記単位計測工程を所定回数実行して前記所定回数分の伝搬時間を基に流量を演算する流量演算手段とを備え、
前記単位計測工程を複数回実行して前記流量演算手段による流量演算を行う精密計測工程と、前記単位計測工程を前記精密計測工程における実行回数より少ない回数実行して前記流量演算手段による流量演算を行う探索計測工程とを有し、前記探索計測工程において検出された双方向の伝搬時間差が所定値以上の場合にのみ前記精密計測工程を実行する流量計測装置。 - 前記探索計測工程で求めた双方向の伝搬時間差が所定値未満の場合に、前記流量演算手段の出力をゼロとする請求項3に記載の流量計測装置。
- 一定時間内に、前記探索計測工程もしくは前記精密計測工程のいずれか一方を少なくとも1回実行し、前記一定時間内で算出された流量値の内いずれか1つを前記一定時間内にお
ける平均流量として選択する選択手段を備え、前記選択手段は、前記精密計測工程が実行された場合には、前記精密計測工程で求めた流量値を選択する請求項1から4のいずれか1項に記載の流量計測装置。 - 前記精密計測工程による計測が開始された後は、前記探索計測工程の実行を停止する請求項1から5のいずれか1項に記載の流量計測装置。
- 前記精密計測工程による計測結果が所定の流量値より少ない場合には、前記探索計測工程の実行を再開する請求項6に記載の流量計測装置。
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