JPH073346B2 - 超音波流量計の測定値処理方法 - Google Patents
超音波流量計の測定値処理方法Info
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- JPH073346B2 JPH073346B2 JP61023425A JP2342586A JPH073346B2 JP H073346 B2 JPH073346 B2 JP H073346B2 JP 61023425 A JP61023425 A JP 61023425A JP 2342586 A JP2342586 A JP 2342586A JP H073346 B2 JPH073346 B2 JP H073346B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、超音波流量計の測定値処理方法に係り、とく
に気泡等の混入し易い流体に対する流量測定に好適な超
音波流量計の測定値処理方法に関する。
に気泡等の混入し易い流体に対する流量測定に好適な超
音波流量計の測定値処理方法に関する。
従来より一般に多く用いられている超音波流量計の測定
値処理方法としては、例えば、特公昭59−14173号公報
に係るものがある。この従来例は、まず、流体の流れに
従う順方向および逆方向の各超音波の伝播時間を検出
し、次に、この検出信号のレベルに対応して形成される
ランプ電圧に対して基準レベルを設定し、この各基準レ
ベルに上限と下限を設け、この制限値を越えた場合を異
常データと判断する。そして、具体的に測定値を採用す
るに際しては、順方向と逆方向の双方の受信信号が正常
の場合のみ両方の測定値を採用するという方式のものと
なっている。
値処理方法としては、例えば、特公昭59−14173号公報
に係るものがある。この従来例は、まず、流体の流れに
従う順方向および逆方向の各超音波の伝播時間を検出
し、次に、この検出信号のレベルに対応して形成される
ランプ電圧に対して基準レベルを設定し、この各基準レ
ベルに上限と下限を設け、この制限値を越えた場合を異
常データと判断する。そして、具体的に測定値を採用す
るに際しては、順方向と逆方向の双方の受信信号が正常
の場合のみ両方の測定値を採用するという方式のものと
なっている。
一方、上記特公昭59−14173号公報には特に開示されて
いないが、被測定流体の順方向と逆方向の各受信超音波
の波形は、具体的には第５図（１）（３）（４）のA,B
に示すように種々変化している。このため、いづれの波
の部分を基準として超音波の到達時間を定めるかが、流
量の精密測定に際しては重要な課題となっている。
いないが、被測定流体の順方向と逆方向の各受信超音波
の波形は、具体的には第５図（１）（３）（４）のA,B
に示すように種々変化している。このため、いづれの波
の部分を基準として超音波の到達時間を定めるかが、流
量の精密測定に際しては重要な課題となっている。
従来より多く採用されているものとして、まず受信基準
レベルSLを定め、この受信基準レベルSLに最初に達した
波がその中心時間軸（ゼロレベル）と交叉する時点を特
定点（ゼロクロスポイント）とし、この特定点を受信側
の基準計測点として受信信号の到達時を決定するという
方式のものがある。
レベルSLを定め、この受信基準レベルSLに最初に達した
波がその中心時間軸（ゼロレベル）と交叉する時点を特
定点（ゼロクロスポイント）とし、この特定点を受信側
の基準計測点として受信信号の到達時を決定するという
方式のものがある。
これを、前述した第５図につき更に詳述すると、第５図
において、Ａは被測定流体の流れに沿った順方向の超音
波の受信信号（実線）を示し、Ｂは流れに逆らう逆方向
の受信信号（破線）を示す。また、受信波形の内、一番
目の山を第１波，これに続く谷を第２波，二番目の
山を第３波，これに続く谷を第４波，……三番目の
山を第５波、……とする。そして、これらの波形が受
信基準レベルSLと最初に交わるのは例えば第５図（１）
の場合は第３波となり、この場合の波が山から谷へ進行
して零レベルS0に達し、その交点（ゼロクロスポイン
ト）が特定される。
において、Ａは被測定流体の流れに沿った順方向の超音
波の受信信号（実線）を示し、Ｂは流れに逆らう逆方向
の受信信号（破線）を示す。また、受信波形の内、一番
目の山を第１波，これに続く谷を第２波，二番目の
山を第３波，これに続く谷を第４波，……三番目の
山を第５波、……とする。そして、これらの波形が受
信基準レベルSLと最初に交わるのは例えば第５図（１）
の場合は第３波となり、この場合の波が山から谷へ進行
して零レベルS0に達し、その交点（ゼロクロスポイン
ト）が特定される。
即ち、第５図（１）の場合は、受信信号A,Bとも第３波
が受信基準レベルSLを越えている。また同図（２）の場
合は、流体中の気泡等が介在して全体的に受信感度が悪
くなった状態で、受信信号A,Bとも第５波が受信基準レ
ベルSLを越えており、同図（１）とは異なった状態とな
っている。更に第５図（３）の場合は、順方向の受信信
号Ａが第３波で、又逆方向の受信信号Ｂが第５波でそれ
ぞれ受信基準レベルSLを越えており、上記二つの例とは
著しく異なった状況となっており、実際の測定中によく
発生する異常現象である。
が受信基準レベルSLを越えている。また同図（２）の場
合は、流体中の気泡等が介在して全体的に受信感度が悪
くなった状態で、受信信号A,Bとも第５波が受信基準レ
ベルSLを越えており、同図（１）とは異なった状態とな
っている。更に第５図（３）の場合は、順方向の受信信
号Ａが第３波で、又逆方向の受信信号Ｂが第５波でそれ
ぞれ受信基準レベルSLを越えており、上記二つの例とは
著しく異なった状況となっており、実際の測定中によく
発生する異常現象である。
前述した第５図の各受信信号の内、第５図（１）は正常
のものである。同図（２）のものは、被測定流体ととも
に流動する気泡の影響，及び電源の電圧変動や装置の送
信系または受信系の不調等により往々にして発生するも
のである。また、同図（３）のものは、被測定流体の異
常（多くは気泡の介在）により生じる明らかな異常信号
である。
のものである。同図（２）のものは、被測定流体ととも
に流動する気泡の影響，及び電源の電圧変動や装置の送
信系または受信系の不調等により往々にして発生するも
のである。また、同図（３）のものは、被測定流体の異
常（多くは気泡の介在）により生じる明らかな異常信号
である。
このような各種の受信信号に対し、従来の装置では、前
述した特公昭59−14173号で明らかの如く、被測定流体
の順方向と逆方向の各超音波の受信信号を各別に取り出
してその異常の有無をチェックするとともに、その両方
が同時に正常の場合以外は当該各受信信号を総て異常と
判断して破棄するとしている。このため、上記従来例に
おいては、第５図（１）（３）（４）の各受信波形の
内，逆方向の受信信号Tu(i+1)の到達時間が明らかに「T
u(i+1)≠Tu(i+2)≠Tu(i+3)」であることから、第５図
（１）のものは正常値とするとそれ以外は総て異常値と
判断される。
述した特公昭59−14173号で明らかの如く、被測定流体
の順方向と逆方向の各超音波の受信信号を各別に取り出
してその異常の有無をチェックするとともに、その両方
が同時に正常の場合以外は当該各受信信号を総て異常と
判断して破棄するとしている。このため、上記従来例に
おいては、第５図（１）（３）（４）の各受信波形の
内，逆方向の受信信号Tu(i+1)の到達時間が明らかに「T
u(i+1)≠Tu(i+2)≠Tu(i+3)」であることから、第５図
（１）のものは正常値とするとそれ以外は総て異常値と
判断される。
このため、従来例においては正常値の採用の確率が悪く
なり、場合によっては３回測定する内の１回のみ若しく
はそれ以下となって測定上無駄が多いばかりでなく、測
定結果に対する信頼性が悪いという不都合が生じてい
た。また、これを補うためには測定時間を長く設定して
正常値を多く検出しなければならなくなり、これがため
流速の変化に対する応答が悪いという不都合が生じてい
た。
なり、場合によっては３回測定する内の１回のみ若しく
はそれ以下となって測定上無駄が多いばかりでなく、測
定結果に対する信頼性が悪いという不都合が生じてい
た。また、これを補うためには測定時間を長く設定して
正常値を多く検出しなければならなくなり、これがため
流速の変化に対する応答が悪いという不都合が生じてい
た。
本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、とく
に、従来より異常データとされていた受信感度の低い多
くの測定値を正常データとして取扱い得るとともに、流
速の変化に迅速に対応して当該流速変化に伴う流量の変
化を直ちに測定することを可能とし、これによって測定
精度の向上及び測定時間の短縮を図ることのできる超音
波流量計の測定値処理方法を提供することを、その目的
とする。
に、従来より異常データとされていた受信感度の低い多
くの測定値を正常データとして取扱い得るとともに、流
速の変化に迅速に対応して当該流速変化に伴う流量の変
化を直ちに測定することを可能とし、これによって測定
精度の向上及び測定時間の短縮を図ることのできる超音
波流量計の測定値処理方法を提供することを、その目的
とする。
本発明では、被測定流体の流れの順方向と逆方向におけ
る超音波の伝播時間を測定したのち当該二方向における
超音波の伝播時間の差を算出すると共に、この算出され
た超音波の伝播時間差に基づいて前記被測定流体の流量
を求める超音波流量計の測定値処理方法において、前記
被測定流体の流れの順方向と逆方向の超音波の伝播時間
差を伝播時間差データとして記憶する第１のデータ処理
工程と、この記憶された伝播時間差データをそれ以前に
記憶された最新の伝播時間差データと比較してその差を
求める第２のデータ処理工程とを備えている。更に、こ
の新旧の各伝播時間差データの差が予め定めた基準時間
差データより小さい場合に当該最新の伝播時間差データ
に係る測定値を正常データとして採用する第３のデータ
処理工程と前記新旧の各伝播時間差データの差が予め定
めた基準時間差データより大きい場合に当該最新の伝播
時間差データに係る測定値を異常データとして破棄する
と共に当該異常データの連続検出回数を計数する第４の
データ処理工程と、この異常データの連続検出回数が予
め定めた基準回数を越えた場合に当該最新の異常データ
の次に得られる測定値を正常データとして採用する第５
のデータ処理工程とを備える、という手法を採ってい
る。これによって前述した目的を達成しようとするもの
である。
る超音波の伝播時間を測定したのち当該二方向における
超音波の伝播時間の差を算出すると共に、この算出され
た超音波の伝播時間差に基づいて前記被測定流体の流量
を求める超音波流量計の測定値処理方法において、前記
被測定流体の流れの順方向と逆方向の超音波の伝播時間
差を伝播時間差データとして記憶する第１のデータ処理
工程と、この記憶された伝播時間差データをそれ以前に
記憶された最新の伝播時間差データと比較してその差を
求める第２のデータ処理工程とを備えている。更に、こ
の新旧の各伝播時間差データの差が予め定めた基準時間
差データより小さい場合に当該最新の伝播時間差データ
に係る測定値を正常データとして採用する第３のデータ
処理工程と前記新旧の各伝播時間差データの差が予め定
めた基準時間差データより大きい場合に当該最新の伝播
時間差データに係る測定値を異常データとして破棄する
と共に当該異常データの連続検出回数を計数する第４の
データ処理工程と、この異常データの連続検出回数が予
め定めた基準回数を越えた場合に当該最新の異常データ
の次に得られる測定値を正常データとして採用する第５
のデータ処理工程とを備える、という手法を採ってい
る。これによって前述した目的を達成しようとするもの
である。
以下、本発明の一実施例を第１図ないし第５図に基づい
て説明する。
て説明する。
まず、第１図は、管体１内に被測定流体が矢印２の方向
に流動している場合を示す。管体１には、被測定流体２
の上流と下流とに分かれ且つ一定の間隔をおいて、図に
示す如くその上方側と下方側にそれぞれ超音波送受波器
3A,3Bが装備されるようになっている。この超音波送受
波器3A,3Bには、その励振信号として送信回路４より送
信信号Ｔが繰り返し期間Ｓ毎に交互に送り込まれるよう
になっている。
に流動している場合を示す。管体１には、被測定流体２
の上流と下流とに分かれ且つ一定の間隔をおいて、図に
示す如くその上方側と下方側にそれぞれ超音波送受波器
3A,3Bが装備されるようになっている。この超音波送受
波器3A,3Bには、その励振信号として送信回路４より送
信信号Ｔが繰り返し期間Ｓ毎に交互に送り込まれるよう
になっている。
即ち、送信回路４は、切換回路５に対して所定周波数の
励振信号Ｔと切換回路５用の切換信号Ｓを出力する機能
を有している。切換回路５は、第２図に示す所定の繰り
返し周期Ｓのタイミングで切換作動し、一方の超音波送
受波器3Aが送信状態にあるときは他方の超音波送受波器
3Bを受信状態に設定するようになっている。管体１内の
斜めの点線Ｐは超音波の伝播経路を示す。
励振信号Ｔと切換回路５用の切換信号Ｓを出力する機能
を有している。切換回路５は、第２図に示す所定の繰り
返し周期Ｓのタイミングで切換作動し、一方の超音波送
受波器3Aが送信状態にあるときは他方の超音波送受波器
3Bを受信状態に設定するようになっている。管体１内の
斜めの点線Ｐは超音波の伝播経路を示す。
ここで電気信号に変換されて超音波送受波器3A又は3Bか
ら出力される受信信号Ｒは、切換回路５を介して受信回
路６へ送られる。
ら出力される受信信号Ｒは、切換回路５を介して受信回
路６へ送られる。
この受信回路６は、受信信号Ｒを入力したのちこれを増
幅するとともに、内蔵する零交差パルス発生部（図示せ
ず）によってパルス信号Ｒ′,R″を生成し出力する（第
２図及び第５図（２）参照）。このパルス信号Ｒ′,R″
は、前述した送信回路４からの出力信号である送信信号
Ｔとともにカウンタ回路７へ入力される。Ｃはカウンタ
回路７の出力を示す。即ち、このカウンタ回路７では、
送信信号Ｔと受信回路６の出力信号Ｒ′,R″とにより成
るゲート信号によって、まずクロックパルスＣ′が形成
され、このクロックパルスＣ′の計数値である計数デー
タがカウンタ出力Ｃとして演算回路８へ出力されるよう
になっている。第２図に、これら各信号及びそのタイミ
ングチャートを示す。
幅するとともに、内蔵する零交差パルス発生部（図示せ
ず）によってパルス信号Ｒ′,R″を生成し出力する（第
２図及び第５図（２）参照）。このパルス信号Ｒ′,R″
は、前述した送信回路４からの出力信号である送信信号
Ｔとともにカウンタ回路７へ入力される。Ｃはカウンタ
回路７の出力を示す。即ち、このカウンタ回路７では、
送信信号Ｔと受信回路６の出力信号Ｒ′,R″とにより成
るゲート信号によって、まずクロックパルスＣ′が形成
され、このクロックパルスＣ′の計数値である計数デー
タがカウンタ出力Ｃとして演算回路８へ出力されるよう
になっている。第２図に、これら各信号及びそのタイミ
ングチャートを示す。
ここでカウンタ出力Ｃは、被測定流体の順方向及び逆方
向の各超音波の伝播時間に係る情報を備えた信号となっ
ている。そして、これらの情報を入力した演算回路８
は、流量の演算のほか、流速及び積算流量等の種々の演
算をなし、しかるのちこれを表示手段40に出力して表示
し得るようになっている。
向の各超音波の伝播時間に係る情報を備えた信号となっ
ている。そして、これらの情報を入力した演算回路８
は、流量の演算のほか、流速及び積算流量等の種々の演
算をなし、しかるのちこれを表示手段40に出力して表示
し得るようになっている。
前述した演算回路８は、具体的には第３図に示すよう
に、入出力インタフェース回路（1/0 1FC）8A、中央演
算装置（CPU）8B、プログラムが書き込まれている読み
出し専用メモリ（ROM）8C、データ記憶及びその他命令
信号等をメモリする書き込み、読み出し可能なメモリ
（RAM）8D及び演算の基準となるクロックパルスを出力
するクロック発振器（OSC）8E等を主要部としたマイク
ロコンピュータから成る。そして、この演算回路８は、
第１図に示す機能が付され、カウンタ回路７より出力信
号Ｃを入力し、同時にキーボード９からは演算開始に際
して必要な設定値等を入力して第４図に示すフローチャ
ートに従い所定の演算をし、その後、表示手段40にその
演算結果を出力するようになっている。
に、入出力インタフェース回路（1/0 1FC）8A、中央演
算装置（CPU）8B、プログラムが書き込まれている読み
出し専用メモリ（ROM）8C、データ記憶及びその他命令
信号等をメモリする書き込み、読み出し可能なメモリ
（RAM）8D及び演算の基準となるクロックパルスを出力
するクロック発振器（OSC）8E等を主要部としたマイク
ロコンピュータから成る。そして、この演算回路８は、
第１図に示す機能が付され、カウンタ回路７より出力信
号Ｃを入力し、同時にキーボード９からは演算開始に際
して必要な設定値等を入力して第４図に示すフローチャ
ートに従い所定の演算をし、その後、表示手段40にその
演算結果を出力するようになっている。
次に、この演算回路８における具体的な信号処理の手順
について説明する。この演算回路８では、被測定流体の
流れの順方向と逆方向の超音波の伝播時間差を伝播時間
差データとして記憶する第１のデータ処理工程と、この
記憶された伝播時間差データをそれ以前に記憶された最
新の伝播時間差データと比較してその差を求める第２の
データ処理工程と、この新旧の各伝播時間差データの差
が予め定めた基準時間差データより小さい場合に当該最
新の伝播時間差データに係る測定値を正常データとして
採用する第３のデータ処理工程と、新旧の各伝播時間差
データの差が予め定めた基準時間差データより大きい場
合に当該最新の伝播時間差データに係る測定値を異常デ
ータとして破棄すると共に当該異常データの連続検出回
数を計数する第４のデータ処理工程と、この異常データ
の連続検出回数が予め定めた基準回数を越えた場合に当
該当該最新の異常データの次に得られる測定値を正常デ
ータとして採用する第５のデータ処理工程とを備えてい
る。
について説明する。この演算回路８では、被測定流体の
流れの順方向と逆方向の超音波の伝播時間差を伝播時間
差データとして記憶する第１のデータ処理工程と、この
記憶された伝播時間差データをそれ以前に記憶された最
新の伝播時間差データと比較してその差を求める第２の
データ処理工程と、この新旧の各伝播時間差データの差
が予め定めた基準時間差データより小さい場合に当該最
新の伝播時間差データに係る測定値を正常データとして
採用する第３のデータ処理工程と、新旧の各伝播時間差
データの差が予め定めた基準時間差データより大きい場
合に当該最新の伝播時間差データに係る測定値を異常デ
ータとして破棄すると共に当該異常データの連続検出回
数を計数する第４のデータ処理工程と、この異常データ
の連続検出回数が予め定めた基準回数を越えた場合に当
該当該最新の異常データの次に得られる測定値を正常デ
ータとして採用する第５のデータ処理工程とを備えてい
る。
そして、これらの各工程は、以下に示す各構成及びその
作用をもって遂行されるようになっている。以下、これ
を詳述する。
作用をもって遂行されるようになっている。以下、これ
を詳述する。
第１図において、測定データ入力手段10に入力されるカ
ウンタ出力Ｃは、被測定流体の順方向の超音波伝播時間
を表す信号Td(i+1)と，同じく逆方向の超音波伝播時間
を表す信号Tu(i+1)の両方のデータを有している。ここ
で、「ｉ＝0,1,2,3,……、k,……ｎ」であり、また（ｉ
＋１）は繰り返し周期の（ｉ＋１）番目の超音波発振及
び受信の回数を示す。
ウンタ出力Ｃは、被測定流体の順方向の超音波伝播時間
を表す信号Td(i+1)と，同じく逆方向の超音波伝播時間
を表す信号Tu(i+1)の両方のデータを有している。ここ
で、「ｉ＝0,1,2,3,……、k,……ｎ」であり、また（ｉ
＋１）は繰り返し周期の（ｉ＋１）番目の超音波発振及
び受信の回数を示す。
このカウンタ出力C/すなわちTd(i+1)及びTu(i+1)は、順
方向及び逆方向の繰り返し期間ごとに入力されて記憶手
段11に記憶される。この記憶手段11には伝播時間差算定
部12が併設されている。この伝播時間算定部12は、記憶
手段11に一時的に記憶されるデータTd(i+1)とTu(i+1)を
読み出してその伝播時間差データΔT(i+1)を算出するよ
うになっている。この伝播時間差データΔT(i+1)は、T
d(i+1)とTu(i+1)とが正常データである場合に記憶手段1
1に正式に記憶される。記憶手段11で記憶されるべき伝
播時間差データΔT(i+1)は、時間差比較判定手段13によ
って正常データか否かが判断される。ここで正常データ
と判断された伝播時間差データΔT(i+1)は、次の伝播時
間差データ ΔT(i+2)又はΔT(i+k)が正常データと判断されるまで正
式に記憶手段11に記憶される。
方向及び逆方向の繰り返し期間ごとに入力されて記憶手
段11に記憶される。この記憶手段11には伝播時間差算定
部12が併設されている。この伝播時間算定部12は、記憶
手段11に一時的に記憶されるデータTd(i+1)とTu(i+1)を
読み出してその伝播時間差データΔT(i+1)を算出するよ
うになっている。この伝播時間差データΔT(i+1)は、T
d(i+1)とTu(i+1)とが正常データである場合に記憶手段1
1に正式に記憶される。記憶手段11で記憶されるべき伝
播時間差データΔT(i+1)は、時間差比較判定手段13によ
って正常データか否かが判断される。ここで正常データ
と判断された伝播時間差データΔT(i+1)は、次の伝播時
間差データ ΔT(i+2)又はΔT(i+k)が正常データと判断されるまで正
式に記憶手段11に記憶される。
時間差比較判定手段13は、新旧時間差データを比較する
時間差比較演算部13Aと、この時間差比較演算部13Aの出
力である新旧伝播時間差データの差に対する正常か異常
かの判定器銃値Ｇを出力する基準設定部13Bと、基準値
Ｇと新旧伝播時間差データの差とを比較して後述する所
定の制御信号を出力する比較判定部13Cとにより構成さ
れている。
時間差比較演算部13Aと、この時間差比較演算部13Aの出
力である新旧伝播時間差データの差に対する正常か異常
かの判定器銃値Ｇを出力する基準設定部13Bと、基準値
Ｇと新旧伝播時間差データの差とを比較して後述する所
定の制御信号を出力する比較判定部13Cとにより構成さ
れている。
これを更に詳述すると、まず時間差比較演算部13Aは、
記憶手段11で記憶されるべき伝播時間差データΔT(i+1)
がそれ以前に記憶手段11に記憶されている正常データΔ
T(i)とほぼ等しいか否かを比較する。
記憶手段11で記憶されるべき伝播時間差データΔT(i+1)
がそれ以前に記憶手段11に記憶されている正常データΔ
T(i)とほぼ等しいか否かを比較する。
このため、時間差比較演算部13Aは、記憶手段11から当
該伝播時間差データΔT(i+1)とを読み出して両者を比較
し、その差を比較判定部13Cへ出力する。比較判定部13C
は、時間差比較演算器部13Aでの演算結果「｜ΔT(i+1)
−ΔT(i)｜）を基準値設定部13Bから入力される基準値
Ｇと比較し、 ｜ΔT(i+1)−ΔT(i)｜≧Ｇ のときは異常データとしてΔT(i+1)の書き込みを中止せ
しめる書き込み中止信号を記憶手段11に出力するととも
に、後述する異常値用のカウンタ20Aを歩進せしめる歩
進信号を出力する機能を有している。
該伝播時間差データΔT(i+1)とを読み出して両者を比較
し、その差を比較判定部13Cへ出力する。比較判定部13C
は、時間差比較演算器部13Aでの演算結果「｜ΔT(i+1)
−ΔT(i)｜）を基準値設定部13Bから入力される基準値
Ｇと比較し、 ｜ΔT(i+1)−ΔT(i)｜≧Ｇ のときは異常データとしてΔT(i+1)の書き込みを中止せ
しめる書き込み中止信号を記憶手段11に出力するととも
に、後述する異常値用のカウンタ20Aを歩進せしめる歩
進信号を出力する機能を有している。
また、この比較判定部13Cは、時間差比較演算部11Aでの
演算結果が基準値Ｇより小のとき、即ち、 ｜ΔT(i+1)−ΔT(i)｜＜Ｇ のときは正常データとしてΔT(i+1)の書き込みを指令す
るための記憶指令信号を記憶手段11へ出力し、同時に、
異常値用のカウンタ20Aに対するクリア信号及び流速流
量演算部30に対する演算指令信号を各々出力する機能を
有している。
演算結果が基準値Ｇより小のとき、即ち、 ｜ΔT(i+1)−ΔT(i)｜＜Ｇ のときは正常データとしてΔT(i+1)の書き込みを指令す
るための記憶指令信号を記憶手段11へ出力し、同時に、
異常値用のカウンタ20Aに対するクリア信号及び流速流
量演算部30に対する演算指令信号を各々出力する機能を
有している。
さらに、比較判定部13Cは、外部からの指令によって基
準値ＧをＧ′若しくはＧ″に自動変更する機能をも有し
ている（但し、｛Ｇ＜Ｇ′＜Ｇ″｝）。
準値ＧをＧ′若しくはＧ″に自動変更する機能をも有し
ている（但し、｛Ｇ＜Ｇ′＜Ｇ″｝）。
時間差比較判定手段13の比較判定部13Cには、流速変化
判定手段20が併設されている。この流速変化判定手段20
は、異常値の連続検出回数を計数するカウンタ20Aと、
このカウンタ20Aの計数値が基準回数値Ｈを越えた場合
に当該最新の異常データの次に得られる測定値を流速変
化に伴う正常データとして記憶するために、基準値Ｇを
Ｇ′又はＧ″に変更するための基準値変更指令を前述し
た比較判定部13Cに対し出力するとともに、カウンタ20A
にクリア信号を出力する異常回数比較部20Bと、この異
常回数比較器20Bに基準回数値Ｈに係る信号を送り込む
基準回数設定部20Cとによいり構成されている。
判定手段20が併設されている。この流速変化判定手段20
は、異常値の連続検出回数を計数するカウンタ20Aと、
このカウンタ20Aの計数値が基準回数値Ｈを越えた場合
に当該最新の異常データの次に得られる測定値を流速変
化に伴う正常データとして記憶するために、基準値Ｇを
Ｇ′又はＧ″に変更するための基準値変更指令を前述し
た比較判定部13Cに対し出力するとともに、カウンタ20A
にクリア信号を出力する異常回数比較部20Bと、この異
常回数比較器20Bに基準回数値Ｈに係る信号を送り込む
基準回数設定部20Cとによいり構成されている。
流速流量演算部30は、時間差比較判定手段13から演算指
令信号が出力された場合に作動し、記憶手段11から送り
込まれる伝播時間差データに基づいて直ちに所定の演算
を開始し、当該伝播時間差データΔT(i+1)等に係る流速
および流量等を算出し、その結果を表示手段40に出力し
て表示せしめる機能を有している。
令信号が出力された場合に作動し、記憶手段11から送り
込まれる伝播時間差データに基づいて直ちに所定の演算
を開始し、当該伝播時間差データΔT(i+1)等に係る流速
および流量等を算出し、その結果を表示手段40に出力し
て表示せしめる機能を有している。
次に、第４図に示すフローチャートに基づいて、前述し
た演算回路８の全体的動作について説明する。
た演算回路８の全体的動作について説明する。
まず、ステップ200においては、第１図に示す測定デー
タ入力手段10にてカウンタ出力Ｃ即ち順方向及び逆方向
の各測定データTd(i+1)，Tu(i+1)を入力し、次にステッ
プ202で、入力データTd(i+1)Tu(i+1)から伝播時間差ΔT
(i+1)を算出しステップ204に進む。
タ入力手段10にてカウンタ出力Ｃ即ち順方向及び逆方向
の各測定データTd(i+1)，Tu(i+1)を入力し、次にステッ
プ202で、入力データTd(i+1)Tu(i+1)から伝播時間差ΔT
(i+1)を算出しステップ204に進む。
ステップ204では、この伝播時間差ΔT(i+1)と前回の処
理により記憶手段11に（実際にはRAM8D）に記憶された
伝播時間差ΔT(i)とを比較してその差を求め、その差即
ち「｜ΔT(i+1)−ΔT(i)｜」が予めキーボード９（第３
図参照）から入力され設定される基準値Ｇと比較され
る。そして、前述した如く、新旧の伝播時間差データの
差が基準値Ｇより小さい場合には当該最新の伝播時間差
データに係る測定値を正常データと判断しステップ206
へ進み、一方、それ以外の場合はすべて異常データと判
断してステップ240へ進む。
理により記憶手段11に（実際にはRAM8D）に記憶された
伝播時間差ΔT(i)とを比較してその差を求め、その差即
ち「｜ΔT(i+1)−ΔT(i)｜」が予めキーボード９（第３
図参照）から入力され設定される基準値Ｇと比較され
る。そして、前述した如く、新旧の伝播時間差データの
差が基準値Ｇより小さい場合には当該最新の伝播時間差
データに係る測定値を正常データと判断しステップ206
へ進み、一方、それ以外の場合はすべて異常データと判
断してステップ240へ進む。
このため、入力したデータΔTd(i+1)とΔTu(i+1)そのも
のがそれ以前に有力されたデータΔTd(i)及びΔTu(i)と
著しく異なっていても、本実施例ではその差ΔT(i+1)に
著しい変化がない限りすべて正常データとして取り扱
い、これがため測定データの内の正常データとしての採
用確率が著しく多くなり、測定精度の向上及び測定時間
の短縮を充分に図り得るという利点が生じている。
のがそれ以前に有力されたデータΔTd(i)及びΔTu(i)と
著しく異なっていても、本実施例ではその差ΔT(i+1)に
著しい変化がない限りすべて正常データとして取り扱
い、これがため測定データの内の正常データとしての採
用確率が著しく多くなり、測定精度の向上及び測定時間
の短縮を充分に図り得るという利点が生じている。
即ち、入力データが、ステップ204で正常データと判断
されると、ステップ206では入力データTd(i+1)，T
u(i+1)を記憶（RAM8Dに書き込み）してステップ208へ進
み、このステップ208で、前述した如く異常データの連
続測定回数を計数するカウンタ20AのカウントＫを「Ｋ
＝０」とし、その後ステップ210にてΔT(i+1)を記憶す
る。そして、ステップ212ないしステップ216にて、当該
データΔT(i+1)に基づいて流速及び流量を算出してこれ
を補正し、続いて全体の積算流量を計算する等の処理の
データ処理が成される。これら各ステップで処理された
信号はステップ218にて表示手段40を駆動表示するため
に使用され、これによって正常データとされた場合の一
サイクルが終了する。以下同様のことが繰り返される。
されると、ステップ206では入力データTd(i+1)，T
u(i+1)を記憶（RAM8Dに書き込み）してステップ208へ進
み、このステップ208で、前述した如く異常データの連
続測定回数を計数するカウンタ20AのカウントＫを「Ｋ
＝０」とし、その後ステップ210にてΔT(i+1)を記憶す
る。そして、ステップ212ないしステップ216にて、当該
データΔT(i+1)に基づいて流速及び流量を算出してこれ
を補正し、続いて全体の積算流量を計算する等の処理の
データ処理が成される。これら各ステップで処理された
信号はステップ218にて表示手段40を駆動表示するため
に使用され、これによって正常データとされた場合の一
サイクルが終了する。以下同様のことが繰り返される。
一方、入力データが異常データと判断されると、当該入
力データは記憶されることなくステップ240に進み、異
常データの回数カウントＫに１を加え（Ｋ＝Ｋ＋1,初期
値Ｋ＝０）、その後、ステップ242へ進む。
力データは記憶されることなくステップ240に進み、異
常データの回数カウントＫに１を加え（Ｋ＝Ｋ＋1,初期
値Ｋ＝０）、その後、ステップ242へ進む。
このステップ242では、異常データの連続計数値即ちカ
ウント数Ｋが基準回数設定部20C（具体的にはキーボー
ド９）により設定された基準値Ｈより大きいか否かが判
断される。ここで、「Ｋ＜Ｈ」であればステップ200へ
戻り、次の伝播時間に係るデータTd(i+2)、Tu(i+2)を入
力する。一方、「Ｋ＞Ｈ」であればそのままステップ24
4に進む。このステップ244では、伝播１間差データΔT
(i+1)を記憶手段11（RAM8D）に書き込んだのちステップ
246に進む。このステップ246では異常値用のカウント数
Ｋを「Ｋ＝０」とし、次のステップ248で比較判定部13B
（第１図参照）内における伝播時間差基準値ＧをＧ′
（但しＧ″＞Ｇ）と設定し、ステップ200へ戻る。これ
により、次に入力されるデータTd(i+2)，Tu(i+2)を、流
速変化に伴う正常データとして処理し得る状態が設定さ
れる。
ウント数Ｋが基準回数設定部20C（具体的にはキーボー
ド９）により設定された基準値Ｈより大きいか否かが判
断される。ここで、「Ｋ＜Ｈ」であればステップ200へ
戻り、次の伝播時間に係るデータTd(i+2)、Tu(i+2)を入
力する。一方、「Ｋ＞Ｈ」であればそのままステップ24
4に進む。このステップ244では、伝播１間差データΔT
(i+1)を記憶手段11（RAM8D）に書き込んだのちステップ
246に進む。このステップ246では異常値用のカウント数
Ｋを「Ｋ＝０」とし、次のステップ248で比較判定部13B
（第１図参照）内における伝播時間差基準値ＧをＧ′
（但しＧ″＞Ｇ）と設定し、ステップ200へ戻る。これ
により、次に入力されるデータTd(i+2)，Tu(i+2)を、流
速変化に伴う正常データとして処理し得る状態が設定さ
れる。
本発明は以上のように構成され機能するので、これによ
ると、被測定流体の流れの順方向と逆方向の超音波の伝
播時間差を伝播時間差データとして記憶する第１のデー
タ処理工程と、この記憶された伝播時間差データをそれ
以前に記憶された最新の伝播時間差データと比較してそ
の差を求める第２のデータ処理工程と、この新旧の各伝
播時間差データの差が予め定めた基準時間差データより
小さい場合に当該最新の伝播時間差データに係る測定値
を正常データとして採用する第３のデータ処理工程とを
採用したので、受信信号の全体（順方向と逆方向）の感
度が低下して順方向と逆方向の各受信時間差が同時に大
幅にずれた場合であってもその差に著しい変化がない限
り総て正常データとして採用することが可能となり、こ
れがため測定データに対する採用率が著しく多くなり、
従って測定精度の向上および測定時間の短縮を図ること
が可能となり、従来、全て一律に異常データとして扱っ
ていた「感度低下に伴う検出時間のずれた受信信号」で
あっても、その殆どを有効な正常データとして取り扱う
ことができ、従って例えば気泡を多く含んで管内を流動
する流体の流速及び流量の測定に際しても、気泡の全く
ない場合と同様に充分にこれを対応することができる。
ると、被測定流体の流れの順方向と逆方向の超音波の伝
播時間差を伝播時間差データとして記憶する第１のデー
タ処理工程と、この記憶された伝播時間差データをそれ
以前に記憶された最新の伝播時間差データと比較してそ
の差を求める第２のデータ処理工程と、この新旧の各伝
播時間差データの差が予め定めた基準時間差データより
小さい場合に当該最新の伝播時間差データに係る測定値
を正常データとして採用する第３のデータ処理工程とを
採用したので、受信信号の全体（順方向と逆方向）の感
度が低下して順方向と逆方向の各受信時間差が同時に大
幅にずれた場合であってもその差に著しい変化がない限
り総て正常データとして採用することが可能となり、こ
れがため測定データに対する採用率が著しく多くなり、
従って測定精度の向上および測定時間の短縮を図ること
が可能となり、従来、全て一律に異常データとして扱っ
ていた「感度低下に伴う検出時間のずれた受信信号」で
あっても、その殆どを有効な正常データとして取り扱う
ことができ、従って例えば気泡を多く含んで管内を流動
する流体の流速及び流量の測定に際しても、気泡の全く
ない場合と同様に充分にこれを対応することができる。
また、新旧の各伝播時間差データの差が予め定めた基準
時間差データより大きい場合に当該最新の伝播時間差デ
ータに係る測定値を異常データとして破棄すると共に当
該異常データの連続検出回数を計数する第４のデータ処
理工程を備えているので、順方向と逆方向の超音波の伝
播時間が大幅に異なるものについては個々にチェックす
ることなく直ちに異常データとして破棄することがで
き、これがため、本来的に異常性を帯びた測定データの
取り込みをほぼ完全に排除することができる。
時間差データより大きい場合に当該最新の伝播時間差デ
ータに係る測定値を異常データとして破棄すると共に当
該異常データの連続検出回数を計数する第４のデータ処
理工程を備えているので、順方向と逆方向の超音波の伝
播時間が大幅に異なるものについては個々にチェックす
ることなく直ちに異常データとして破棄することがで
き、これがため、本来的に異常性を帯びた測定データの
取り込みをほぼ完全に排除することができる。
同時に、この第４のデータ処理工程で異常データの連続
検出回数を計数すると共に、第５のデータ処理工程で、
この異常データの連続検出回数が予め定めた基準回数を
越えた場合に当該最新の異常データの次に得られる測定
値を正常データとして採用するようにしたことから、例
えば気泡の多い管体内の流速変化であっても、これを有
効に検知し当該異常データの連続検出回数が基準の回数
を越えた場合にこれを流速及び流量の全体的な変化とし
て算出することができ、以上のように構成され機能する
ので、測定精度の著しい向上および測定時間の短縮を図
り得るという従来にない優れた超音波流量計の測定値処
理方法を提供することができる。
検出回数を計数すると共に、第５のデータ処理工程で、
この異常データの連続検出回数が予め定めた基準回数を
越えた場合に当該最新の異常データの次に得られる測定
値を正常データとして採用するようにしたことから、例
えば気泡の多い管体内の流速変化であっても、これを有
効に検知し当該異常データの連続検出回数が基準の回数
を越えた場合にこれを流速及び流量の全体的な変化とし
て算出することができ、以上のように構成され機能する
ので、測定精度の著しい向上および測定時間の短縮を図
り得るという従来にない優れた超音波流量計の測定値処
理方法を提供することができる。
第１図は本発明の一実施例を含む超音波流量計の全体的
構成を示すブロック図、第２図は第１図の切換信号及び
送受信信号等のタイミングを示す説明図、第３図は第１
の演算回路部分のハード構成を示すブロック図、第４図
は第１図の演算回路部分の信号処理の手順を示すフロー
チャート、第５図（１）（２）（３）（４）は各々検出
された各種受信波形の具体例及びそれに伴う受信信号の
発生との関係等を示す説明図である。 11……記憶手段、12……伝播時間差算定部、13A……時
間差比較演算部、13B……基準値設定部、13C……比較判
定部、20A……カウンタ、20B……異常回数比較器、20C
……基準回数設定部。
構成を示すブロック図、第２図は第１図の切換信号及び
送受信信号等のタイミングを示す説明図、第３図は第１
の演算回路部分のハード構成を示すブロック図、第４図
は第１図の演算回路部分の信号処理の手順を示すフロー
チャート、第５図（１）（２）（３）（４）は各々検出
された各種受信波形の具体例及びそれに伴う受信信号の
発生との関係等を示す説明図である。 11……記憶手段、12……伝播時間差算定部、13A……時
間差比較演算部、13B……基準値設定部、13C……比較判
定部、20A……カウンタ、20B……異常回数比較器、20C
……基準回数設定部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 美明 東京都大田区南蒲田２丁目16番46号 株式 会社東京計器内 (72)発明者 小松 敏男 東京都大田区南蒲田２丁目16番46号 株式 会社東京計器内
Claims (1)
- 【請求項１】被測定流体の流れの順方向と逆方向におけ
る超音波の伝播時間を測定したのち当該二方向における
超音波の伝播時間の差を算出すると共に、この算出され
た超音波の伝播時間差に基づいて前記被測定流体の流量
を求める超音波流量計の測定値処理方法において、 前記被測定流体の流れの順方向と逆方向の超音波の伝播
時間差を伝播時間差データとして記憶する第１のデータ
処理工程と、 この記憶された伝播時間差データをそれ以前に記憶され
た最新の伝播時間差データと比較してその差を求める第
２のデータ処理工程と、 この新旧の各伝播時間差データの差が予め定めた基準時
間差データより小さい場合に当該最新の伝播時間差デー
タに係る測定値を正常データとして採用する第３のデー
タ処理工程と、 前記新旧の各伝播時間差データの差が予め定めた基準時
間差データより大きい場合に当該最新の伝播時間差デー
タに係る測定値を異常データとして破棄すると共に当該
異常データの連続検出回数を計数する第４のデータ処理
工程と、 この異常データの連続検出回数が予め定めた基準回数を
越えた場合に当該最新の異常データの次に得られる測定
値を正常データとして採用する第５のデータ処理工程と
を備えていることを特徴とした超音波流量計の測定値処
理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61023425A JPH073346B2 (ja) | 1986-02-05 | 1986-02-05 | 超音波流量計の測定値処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61023425A JPH073346B2 (ja) | 1986-02-05 | 1986-02-05 | 超音波流量計の測定値処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62180219A JPS62180219A (ja) | 1987-08-07 |
| JPH073346B2 true JPH073346B2 (ja) | 1995-01-18 |
Family
ID=12110147
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61023425A Expired - Fee Related JPH073346B2 (ja) | 1986-02-05 | 1986-02-05 | 超音波流量計の測定値処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH073346B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019049658A1 (ja) * | 2017-09-08 | 2019-03-14 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 流量計測装置 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2586653B2 (ja) * | 1989-08-22 | 1997-03-05 | 横河電機株式会社 | トリガ回路 |
| JP2002286701A (ja) * | 2001-03-22 | 2002-10-03 | Kyoto Electron Mfg Co Ltd | 超音波音速測定における測定値補正方法および超音波測定装置 |
| JP4904098B2 (ja) * | 2006-07-05 | 2012-03-28 | Ｊｆｅアドバンテック株式会社 | 物理量測定装置及び超音波式流量測定装置 |
| JP4927576B2 (ja) * | 2007-01-29 | 2012-05-09 | 富士通テレコムネットワークス株式会社 | 風速監視装置および風速監視装置の動作方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57116219A (en) * | 1981-01-10 | 1982-07-20 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Ultrasonic flowmeter |
-
1986
- 1986-02-05 JP JP61023425A patent/JPH073346B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57116219A (en) * | 1981-01-10 | 1982-07-20 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Ultrasonic flowmeter |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019049658A1 (ja) * | 2017-09-08 | 2019-03-14 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 流量計測装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62180219A (ja) | 1987-08-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |