JPS63262524A - Correlation-type flowmeter - Google Patents
Correlation-type flowmeterInfo
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- JPS63262524A JPS63262524A JP62096822A JP9682287A JPS63262524A JP S63262524 A JPS63262524 A JP S63262524A JP 62096822 A JP62096822 A JP 62096822A JP 9682287 A JP9682287 A JP 9682287A JP S63262524 A JPS63262524 A JP S63262524A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
本発明は、流れの情報を流路の」１流側と下流側とで検
出してその相互相関値から流量を測定する相関式流量計
に関するものである。Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a correlation type flowmeter that detects flow information on the first and downstream sides of a flow path and measures the flow rate from the cross-correlation value. It is related to.
「従来の技術」
従来知られている相関式流量計としては、例えば、実開
昭６０−２１９２５号公報、実開昭６０−２５９２０号
公報に記載されたものがある。"Prior Art" Conventionally known correlation type flowmeters include those described in, for example, Japanese Utility Model Application Publication No. 60-21925 and Japanese Utility Model Application Publication No. 60-25920.
これら流量計は、流れの方向に間隔を置いた複数箇所に
、この流れの変化に対応する検出信号、例えば超音波の
伝播特性、あるいは流体の静電容量等を出力するセンサ
を設けておき、これら各センサの測定データの相関関係
から、流体に生じた“流れの乱れ”が各センサに検出さ
れる時間差を演算し、よって流体の流量を知ることがで
きるようになっている。These flowmeters are equipped with sensors that output detection signals corresponding to changes in the flow, such as the propagation characteristics of ultrasonic waves or the capacitance of the fluid, at multiple locations spaced apart in the flow direction. Based on the correlation between the measurement data of these sensors, the time difference between when each sensor detects the "flow turbulence" occurring in the fluid is calculated, and the flow rate of the fluid can therefore be determined.
第３図は、センサに超音波式センサを用いた前記従来の
相関式流量計の一例を示す図である。図中、符号１は流
量の測定が行なわれる配管であり、この配管１には、そ
の流れ方向に間隔を置いて」１流側センサ２、下流側セ
ンサ３が設けられている。FIG. 3 is a diagram showing an example of the conventional correlation type flowmeter using an ultrasonic sensor as a sensor. In the figure, reference numeral 1 denotes a pipe through which the flow rate is measured, and this pipe 1 is provided with a downstream sensor 2 and a downstream sensor 3 at intervals in the flow direction.
これら上流側センサ２および下流側センサ３は互いに同
一の構成とされており、配管１の外周に配設された超音
波発信器（以下、単に発信器と称する）２ａ、３ａと、
配管１を挾んで前記発信器２ａ。The upstream sensor 2 and the downstream sensor 3 have the same configuration, and include ultrasonic transmitters (hereinafter simply referred to as transmitters) 2a and 3a disposed on the outer periphery of the pipe 1.
The transmitter 2a is placed between the pipe 1.
３ａと相対向する位置に配設され、発信器２ａ、３ａか
ら発信される超音波信号を受信する超音波受信器（以下
、単に受信器と称する）２ｂ、３ｂとから構成されてい
る。3a, and includes ultrasonic receivers (hereinafter simply referred to as receivers) 2b and 3b that receive ultrasonic signals transmitted from the transmitters 2a and 3a.
前記各センサ２．３の発信器２ａ、３ａには超音波源４
が接続され、この超音波源４の駆動により、各発信器２
ａ、３ａから各受信器２ｂ、３ｂに向って超音波が発信
され、この超音波は管路を横断して各受信器２ｂ、３ｂ
により受信され、ここで電気信号に変換される。The transmitters 2a, 3a of each sensor 2.3 include an ultrasonic source 4.
are connected, and by driving this ultrasonic source 4, each transmitter 2
Ultrasonic waves are transmitted from a and 3a toward each receiver 2b and 3b, and this ultrasonic wave crosses the pipe and reaches each receiver 2b and 3b.
where it is received and converted into an electrical signal.
また、各受信器２ｂ、３ｂには信号処理器５ａ、５ｂが
接続されており、各受信器２ｂ、３ｂからの電気信号が
入力されるようになっている。配管１内の流体の流れに
乱れが生じてこの人力信号が変調を受けると、信号処理
器５ａ、５ｂからその乱れ信号がＡ／Ｄ変換器６にてＡ
／Ｄ変換され、相関演算器７に出力される。そして、前
記相関演算器７は、信号処理器５ ａ、 ５ ｂから入
力された”流れの乱れ信号”の相互相関演算を行って、
前記両センサ２．３間における“流れの乱れ信号”の時
間遅れτを測定結果として出力するのである。Furthermore, signal processors 5a and 5b are connected to each receiver 2b and 3b, and electrical signals from each receiver 2b and 3b are inputted thereto. When a turbulence occurs in the flow of fluid in the pipe 1 and this human input signal is modulated, the turbulence signal is transmitted from the signal processors 5a and 5b to the A/D converter 6.
/D conversion and output to the correlation calculator 7. Then, the correlation calculator 7 performs a cross-correlation calculation on the "flow turbulence signals" input from the signal processors 5a and 5b,
The time delay τ of the "flow turbulence signal" between the two sensors 2 and 3 is output as a measurement result.
次に、このような構成を有する相関式流量計を例に取り
、前記時間差の演算方法をより具体的に説明する。各セ
ンサは、流体の流れ方向に所定の間隔を置いて配設され
ているから、これらセンサが流れの乱れを検出するタイ
ミングには、流速および」１流側、下流側センサ間の間
隔に比例する時間遅れτが生じる。また、上流側および
下流側の各センサ２．３の測定データは、前記相関演算
器７に人力される段階において、それぞれ次式で与えら
れるような時系列データの関数として表現できる。Next, the method for calculating the time difference will be explained in more detail by taking a correlation type flowmeter having such a configuration as an example. Each sensor is arranged at a predetermined interval in the fluid flow direction, so the timing at which these sensors detect flow turbulence is proportional to the flow velocity and the distance between the flow-side and downstream-side sensors. A time delay τ occurs. Furthermore, the measurement data of the upstream and downstream sensors 2.3 can be expressed as functions of time-series data as given by the following equations at the stage of being manually input to the correlation calculator 7.
ｆ（ｔ）＝ Ｘ ｌ＋ Ｘ ｔ、−・−、Ｘ ｎ、−
・−・−（＋ ）ｇ（ｔ）−ｙ、、ｙ３．−、ｙｎ、・
・・ −（２）（ｔ＝ｎｘΔｔ１ ΔＬはＡ／Ｄ
変換のサンプリング周期 ）
そして、これらの関数ｒ（ｔ）、ｇ（ｔ）は、前記時間
遅れτに相当する位相差をもったほぼ同一の波形（厳密
には、流体及び流路により若干変形した波形）となる。f(t) = X l+ X t, -・-, X n, -
・−・−(+)g(t)−y,,y3. -,yn,・
... -(2) (t=nxΔt1 ΔL is A/D
These functions r(t) and g(t) have almost the same waveforms with a phase difference corresponding to the time delay τ (more precisely, they have slightly deformed waveforms due to the fluid and flow path). waveform).
従って、これらｆ（ｔ）、ｇ（ｔ）の間には前記時間遅
れτを変数とする相互相関関係が成立する。Therefore, a cross-correlation relationship exists between f(t) and g(t) using the time delay τ as a variable.
よって、関数ｒ（ｔ）とｇ（ｔ−τ）との積を一定の区
間ｆ：０．Ｔ、］に亙って時間して積分した式が最大と
なる場合（両開数の位相差が無くなる場合）のτｍを求
めれば、これがセンサ間での“流れの乱れ”が検出され
る時間遅れτの実測値とな値を取るときのτｍ＝ｍｘΔ
ｔを時間遅れての実測値とすればよい（第４図参照）。Therefore, the product of the functions r(t) and g(t-τ) is defined as a constant interval f:0. If we find τm when the equation integrated over time over T, is maximum (when the phase difference between both numerical numbers disappears), this is the time at which "flow disturbance" between the sensors is detected. τm=mxΔ when taking the actual measured value of delay τ
t may be an actual measured value after a time delay (see FIG. 4).
Ｒ（τｊ）−ΣＸＩ−Ｙ＋−ｊ ・・・・
・（４）（Ｎ＝Ｔ／Δｔ）
そして、前記上流側および下流側のセンサ間の距離をＬ
とすれば、この区間における流体の流速Ｖは、
Ｖ ＝ Ｌ ／τｍ ・・・・・
（５）により与えられ、さらに流路内での流速がほぼ均
一であると仮定し、流路の断面積をＳとすれば、前記区
間における流体の流量Ｑは、
Ｑ＝Ｖ −Ｓ ・・・・・・
（６）により求めることができる。R(τj)-ΣXI-Y+-j...
・(4) (N=T/Δt) Then, the distance between the upstream and downstream sensors is L
Then, the fluid flow velocity V in this section is V = L /τm...
(5), further assuming that the flow velocity within the flow path is almost uniform, and assuming that the cross-sectional area of the flow path is S, the flow rate Q of the fluid in the section is Q = V - S...・・・・・・
It can be obtained from (6).
「発明が解決しようとする問題点」
ところで、相関演算により求める“流れの乱れ”信号の
検出遅れ時間の分解能は信号をＡ／Ｄ変換する際のサン
プリング周波数と比例する。したかって、」−述したよ
うな相関式流量計？こおいて、その時間分解能を高める
ためにはサンプリング周波数を高いものとする必要があ
る。すなわち、第５図は首記相関演算器７により行なわ
れる相互相関演算の原理を模式的に表したものであるが
、この第５図におけるｘ、、ｙ、の各データを細かく採
る必要があるわけである。しかしながら、このサンプリ
ング周波数が高くなることは、信号の単位時間あたりの
データ数が増加することとなり、その結果、相関演算を
行うためのデータ数が多くなる。第５図７こおける計算
においては、データ数が少しでも増えれば、その演算回
数が大幅に増加することが解る。′従って、検出遅れ時
間の分解能を高めるべくサンプリング周波数を高めるこ
とは、演算時間を延長させリアルタイムでの計測が困難
となるといった問題があった。"Problems to be Solved by the Invention" By the way, the resolution of the detection delay time of the "flow disturbance" signal determined by correlation calculation is proportional to the sampling frequency when A/D converting the signal. Do you want a correlation flow meter like the one mentioned above? Here, in order to improve the time resolution, it is necessary to increase the sampling frequency. That is, although FIG. 5 schematically represents the principle of the cross-correlation calculation performed by the correlation calculator 7, it is necessary to carefully collect each data of x, y, in this FIG. That's why. However, when the sampling frequency becomes higher, the number of signal data per unit time increases, and as a result, the number of data for performing correlation calculation increases. In the calculations shown in FIG. 5 and 7, it can be seen that if the number of data increases even slightly, the number of calculations will increase significantly. 'Therefore, increasing the sampling frequency in order to improve the resolution of the detection delay time has the problem of prolonging the calculation time and making real-time measurement difficult.
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、上記のよ
うな原理に基づく相関式流量計において、検出遅れ時間
の分解能を確保しつつ相関演算を行うためのデータ数を
少なくすることにより、時間遅れ計測における正確性と
迅速性との双方を満足し得る相関式流ｍ計を提供するこ
とを目的とするものである。The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and in a correlation type flowmeter based on the above-mentioned principle, by reducing the number of data for performing correlation calculation while ensuring resolution of detection delay time, It is an object of the present invention to provide a correlation type current meter that can satisfy both accuracy and speed in time delay measurement.
「問題点を解決するための手段」
本発明は、流体の流路の流れ方向に相互に間隔を置いた
複数箇所に流れの変化に対応した検出信号を出力するセ
ンサを設け、これら各センサの検出信号をＡ／Ｄ変換し
た後それらの相互相関演算値から各センサの検出信号の
遅れ時間を算出することによって前記流体の流量を測定
する相関式流量計において、一方のセンサからの検出信
号をＡ／Ｄ変換する際のサンプリング周波数を、他方の
センサからの検出信号をＡ／Ｄ変換する際のサンプリン
グ周波数よりも低く設定したことを特徴とするものであ
り、さらに、前記一方のセンサからの検出信号をＡ／Ｄ
変換する際のサンプリング周波数を少なくとも前記流れ
の変化を認識し得る周波数に設定し、かつ他方のセンサ
からの検出信号をＡ／Ｄ変換する際のサンプリング周波
数を所要の遅れ時間分解能が得られる周波数に設定した
ものを含むものである。"Means for Solving the Problems" The present invention provides sensors that output detection signals corresponding to changes in flow at a plurality of locations spaced apart from each other in the flow direction of a fluid flow path, and each of these sensors In a correlation type flowmeter that measures the flow rate of the fluid by A/D converting the detection signal and then calculating the delay time of the detection signal of each sensor from the calculated cross-correlation value, the detection signal from one sensor is The sampling frequency for A/D conversion is set lower than the sampling frequency for A/D conversion of the detection signal from the other sensor, and further, A/D the detection signal
The sampling frequency when converting is set to at least a frequency that allows the change in the flow to be recognized, and the sampling frequency when converting the detection signal from the other sensor to A/D is set to a frequency that allows the required delay time resolution to be obtained. This includes the settings.
「作用」
一方のセンサからの検出信号をＡ／Ｄ変換する際のサン
プリング周波数を他方のセンサのそれよりも低く設定す
ることにより、相関演算に係わるデータ数が減少し、相
互相関演算が短時間にて実施される。"Effect" By setting the sampling frequency when A/D converting the detection signal from one sensor to be lower than that of the other sensor, the amount of data involved in correlation calculation is reduced, and cross-correlation calculation can be performed in a short time. It will be carried out at
また、一方のセンサからの検出信号をＡ／Ｄ変換する際
のサンプリング周波数を少なくとも流れの変化を認識し
得る周波数に設定し、かつ他方のセンサからの検出信号
をＡ／Ｄ変換する際のサンプリング周波数を所要の時間
分解能を得るに足る周波数に設定することにより、時間
遅れの測定を、必要な精度を確保した最短の時間で行う
ことができる。In addition, the sampling frequency when A/D converting the detection signal from one sensor is set to a frequency that allows at least a change in flow to be recognized, and the sampling frequency when A/D converting the detection signal from the other sensor is By setting the frequency to a frequency sufficient to obtain the required time resolution, time delay can be measured in the shortest time while ensuring the required accuracy.
「実施例」 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。"Example" Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図は本発明を超音波式相関流量計に適用した例を示
したもので、図中、符号１０は流量の測８一
定か行なわれる配管である。FIG. 1 shows an example in which the present invention is applied to an ultrasonic correlation flowmeter, and in the figure, reference numeral 10 indicates a pipe through which constant flow rate measurement is performed.
この配管１０の上流側（図中左側）外周には上流側セン
サ１１が設けられる一方、その下流側（図中右側）には
、前記上流側センサ１１から管軸方向に間隔を置いて下
流側センサ１２が設けられている。これら上流側センサ
１１および下流側センサ１２は互いに同一の構成とされ
ており、配管ｌＯの外周に配設された発信器１１ａＳ１
２ａと、配管１０を挾んで発信器＋１ａ、１２ａと相対
向する位置に配設され、発信器１１ａＳ１２ａから発信
される超音波信号を受信する受信器１１ｂ、１２ｂとか
らなるものである。An upstream sensor 11 is provided on the outer periphery of the upstream side (left side in the figure) of this piping 10, while an upstream sensor 11 is provided on the downstream side (right side in the figure) at a distance from the upstream sensor 11 in the pipe axis direction. A sensor 12 is provided. The upstream sensor 11 and the downstream sensor 12 have the same configuration, and a transmitter 11aS1 disposed on the outer periphery of the pipe IO.
2a, and receivers 11b and 12b, which are disposed at positions opposite to the transmitters +1a and 12a across the pipe 10, and receive ultrasonic signals transmitted from the transmitters 11aS12a.
前記各センサＩｆ、＋２ の発信器１１ａ、１２ａに
は超音波源１３が接続されている。この超音波源１３の
駆動により、各発信器＋１ａ、１２ａから各受信器１１
ｂ、１２ｂに向って超音波が発信され、この超音波は管
路を横断して各受信器１１ｂ、１２ｂにより受信され、
ここで電気信号に変換される。An ultrasonic source 13 is connected to the transmitters 11a, 12a of each of the sensors If, +2. By driving this ultrasonic source 13, from each transmitter +1a, 12a to each receiver 11.
An ultrasonic wave is transmitted toward the receivers 11b and 12b, and the ultrasonic wave is received by each receiver 11b and 12b across the conduit,
Here it is converted into an electrical signal.
また、各受信器１１ｂ、１２ｂには信号処理器１４ａ、
１４．ｂが接続されている。これら信号処理器１４ａ、
１４ｂには、各受信器１１ｂ、＋２ｂからの電気信号が
入力されると共に、配管１０内の流体の流れに乱れ（流
れの変化）が生じてこの入力信号が変調を受けると、信
号処理器１４ａ、１４ｂからその乱れ信号がＡ／Ｄ変換
器Ｉ５に入力される。Further, each receiver 11b, 12b includes a signal processor 14a,
14. b is connected. These signal processors 14a,
The electrical signals from the receivers 11b and +2b are input to the signal processor 14b, and when this input signal is modulated due to turbulence (flow change) in the fluid flow in the pipe 10, the signal processor 14a , 14b, the disturbance signal is input to the A/D converter I5.
ここで、Ａ／Ｄ変換器Ｉ５は、信号処理器１４ａ、１４
ｂのそれぞれに対応して上流側センサ用Ａ／Ｄ変換器＋
５ａと下流側センサ用Ａ／Ｄ変換器１５ｂとが独立して
設けられたものとなっている。Here, the A/D converter I5 includes signal processors 14a and 14.
A/D converter for upstream sensor + corresponding to each of b.
5a and a downstream sensor A/D converter 15b are provided independently.
すなわち、一方の信号処理器＋４ａからの電気信号は上
流側センサ用Ａ／Ｄ変換器１５ａに入力され、他方の信
号処理器＋４−ｂからの電気信号は下流側センサ用Ａ／
Ｄ変換器＋５ｂに入力されるわけである。That is, the electrical signal from one signal processor +4a is input to the upstream sensor A/D converter 15a, and the electrical signal from the other signal processor +4-b is input to the downstream sensor A/D converter 15a.
This is input to the D converter +5b.
そして、前記２個のＡ／Ｄ変換器１５のうち、上流側セ
ンサ用Ａ／Ｄ変換器１５ａは信号処理器１４ａからの電
気信号をＡ／Ｄ変換する際において、必要最低限のサン
プリング周波数をもって行うものとなっている。必要最
低限のサンプリング周波数とは流れの乱れをサンプル値
系列より再現するに足る周波数であり、計測される流体
による流れの乱れ信号”の周波数に鑑みて決定される。Of the two A/D converters 15, the upstream sensor A/D converter 15a has the minimum necessary sampling frequency when A/D converting the electrical signal from the signal processor 14a. It is something that should be done. The minimum necessary sampling frequency is a frequency sufficient to reproduce flow turbulence from a sample value series, and is determined in consideration of the frequency of the flow turbulence signal caused by the fluid to be measured.
一般に、この“流れの乱れ信号”自体の周波数帯域は低
いものであるから、これに従いサンプリング周波数は低
くすることができる。Generally, the frequency band of this "flow turbulence signal" itself is low, so the sampling frequency can be lowered accordingly.
また、一方、下流側センサ用Ａ／Ｄ変換器１５ｂのサン
プリング周波数は、所要の時間分解能が得られるように
高いものとされている。ここで言う所要の時間分解能と
は、時間遅れτをどれだけの精度で検出するかというこ
とに係わり、−例を挙げるならば、時間遅れτを百分の
一単位の精度で検出しようとするとき、この下流側セン
サ用Ａ／Ｄ変換器＋５ｂのサンプリング周波数はその周
期が時間遅れτの百分の一以下の時間とする必要がある
わけである。On the other hand, the sampling frequency of the downstream sensor A/D converter 15b is set to be high so as to obtain the required time resolution. The required time resolution here refers to how accurately the time delay τ is detected; for example, if the time delay τ is to be detected with an accuracy of 1/100th. At this time, the sampling frequency of this A/D converter +5b for the downstream sensor needs to have a period that is one hundredth or less of the time delay τ.
これら上流側センサ用Ａ／Ｄ変換器１５ａ１および下流
側センサ用Ａ／Ｄ変換器＋５ｂによりデジタル化された
信号は、それぞれ乱れ信号データＸ、ＸＹｊとして相関
演算器１６に入力される。相関演算器１６は、前記乱れ
信号データＸ、、Ｙｊの相互相関演算を行って、面記両
センサ１１，１２間における流れの乱れの時間遅れτを
算出する。The signals digitized by the upstream sensor A/D converter 15a1 and the downstream sensor A/D converter +5b are input to the correlation calculator 16 as disturbance signal data X, XYj, respectively. The correlation calculator 16 performs a cross-correlation calculation on the disturbance signal data X, , Yj, and calculates the time delay τ of the flow disturbance between the two surface sensors 11 and 12.
以上のような構成を有する相関式流量計が設置された配
管１０内に流体が流通され、この流体に生じた流れの乱
れが上流側センサ１１および下流側センサ１２が設けら
れた区間を通過すると、それぞれのセンサ１１，１２の
受信器１１ｂ、１２ｂにより受信される超音波に変調が
生じる。そして、各信号処理器１４ａ、１４ｂにより、
この変調された受信信号から乱れ信号が抽出され、この
乱れ信号はそれぞれ上流側センサ用Ａ／Ｄ変換器１５ａ
１下流側センサ用Ａ／Ｄ変換器１５ｂによりＡ／Ｄ変換
され、さらに、相関演算器１６によって、これら双方の
Ａ／Ｄ変換器１５ａ、１５ｂから人力されたデジタル化
された乱れ信号Ｘ、、ＹＪの相互相関演算が行なわれる
。When fluid flows through the pipe 10 in which the correlation type flow meter having the above-mentioned configuration is installed, and the disturbance in the flow that occurs in the fluid passes through the section where the upstream sensor 11 and the downstream sensor 12 are installed, , modulation occurs in the ultrasonic waves received by the receivers 11b, 12b of the respective sensors 11, 12. Then, by each signal processor 14a, 14b,
A disturbance signal is extracted from this modulated received signal, and each disturbance signal is sent to the upstream sensor A/D converter 15a.
1 A/D conversion is performed by the A/D converter 15b for the downstream sensor, and further, the digitized disturbance signal YJ cross-correlation calculation is performed.
ここにおいて、上述したように、上流側センサ用Ａ／Ｄ
変換器１５ａは信号処理器１４ａからの電気信号をＡ／
Ｄ変換する際において、必要最低限のサンプリング周波
数をもって行い、下流側セ＝１２−
ンサ用Ａ／Ｄ変換器１５ｂは信号処理器１４ｂからの電
気信号をＡ／Ｄ変換する際において、高いサンプリング
周波数にて行なわれるものであるから、データ数の少な
い上流側センサＩＩに対応するデータＸ１と、データ数
の多い下流側センサ１２に対応するデータＹｊとの相関
演算が行われるわけである。すなわち、その相関演算は
第２図に示す如く形態で実施され、時間分解能を決定す
るＹｊのサンプリング周期と、演算データ数に係わるＸ
ｉとを別々に設定することができる。Here, as mentioned above, the A/D for the upstream sensor
The converter 15a converts the electrical signal from the signal processor 14a into A/
When converting the electric signal from the signal processor 14b, the downstream sensor A/D converter 15b uses a high sampling frequency when converting the electrical signal from the signal processor 14b. Therefore, a correlation calculation is performed between the data X1 corresponding to the upstream sensor II, which has a small number of data, and the data Yj, which corresponds to the downstream sensor 12, which has a large number of data. That is, the correlation calculation is performed in the form shown in FIG. 2, and the sampling period of Yj, which determines the time resolution, and the X
i can be set separately.
従って、上記構成なる相関式流量計においては、上流側
センサ１１により検出された流れの乱れ信号を必要最低
限のサンプリング周波数でもってＡ／Ｄ変換を行い、一
方の下流側センサ１２により検出された流れの乱れ信号
を高いサンプリング周波数でもってＡ／Ｄ変換し、それ
らの相関演算を行うものとしたものであるから、相関演
算における演算回数を大幅に減少しつつ、遅れ時間τの
時間分解能を確保することができ、このため、高精度か
つリアルタイムでの計測が容易に可能となる。Therefore, in the correlation flowmeter configured as described above, the flow turbulence signal detected by the upstream sensor 11 is A/D converted at the minimum necessary sampling frequency, and the flow turbulence signal detected by the downstream sensor 12 is Since the flow turbulence signal is A/D converted at a high sampling frequency and the correlation calculation is performed between them, the number of calculations in the correlation calculation is significantly reduced while ensuring the time resolution of the delay time τ. Therefore, highly accurate and real-time measurement is easily possible.
また、時間分解能と演算データ数との関係については、
流れの状態、あるいは粘性等に起因する“流れの乱れ゛
の発生状況などに合わせて最適な状態、すなわち、所望
の精度を得ながら最も演算回数が少ない（演算が早い）
状態とすることが可能である。Also, regarding the relationship between time resolution and number of calculation data,
The optimal state according to the flow condition or the occurrence of "flow turbulence" caused by viscosity, etc. In other words, the lowest number of calculations (fastest calculation) while achieving the desired accuracy.
It is possible to make it a state.
なお、本実施例においては、上流側センサＩｔからの信
号を低い周波数でサンプリングし、下流側センサ１２か
らの信号を高い周波数でサンプリングするものとしたが
、これとは逆に、下流側センサ１２からの信号を低い周
波数でサンプリングし、上流側センサ１１からの信号を
高い周波数でサンプリングする′ようにしてもその効果
は同様である。また、２台の信号処理器１４ａ、１４ｂ
からの信号を、それぞれ独立したＡ／Ｄ変換器１５ａ。Note that in this embodiment, the signal from the upstream sensor It is sampled at a low frequency, and the signal from the downstream sensor 12 is sampled at a high frequency. The same effect can be obtained even if the signal from the upstream sensor 11 is sampled at a low frequency and the signal from the upstream sensor 11 is sampled at a high frequency. In addition, two signal processors 14a and 14b
The signals from the respective independent A/D converters 15a.
１５ｂにてＡ／Ｄ変換するものとしたが、同時にＡ／Ｄ
変換したデータのどちらか一方を間引いて相関演算する
ようにしても本実施例と同様の効果が得られる。さらに
、本実施例においては、流れの乱れを検出するセンサと
して超音波式のものを使用しているが、これに限定され
ず、静電容量式、あるいは電磁式のセンサ等であっても
良い。15b is used for A/D conversion, but at the same time the A/D
Even if one of the converted data is thinned out and the correlation calculation is performed, the same effect as in this embodiment can be obtained. Furthermore, in this embodiment, an ultrasonic type sensor is used to detect flow turbulence, but the sensor is not limited to this, and a capacitance type or electromagnetic type sensor may also be used. .
「発明の効果」
以上説明したとおり、本発明の相関式流量計によれば、
求める遅れ時間の分解能を、所望の精度が得られるよう
に高いものとしつつ、相関演算を行うデータ量の増加を
抑制することができ、この結果、精度の高い演算を短時
間で行うことが容易に可能となる。さらに、一方のセン
サからの検出信号をＡ／Ｄ変換する際のサンプリング周
波数を流れの変化を認識し得る下限域に設定し、かつ他
方のセンサからの検出信号をＡ／Ｄ変換する際のサンプ
リング周波数を所要の時間分解能を得るに足る周波数に
設定した場合には、時間遅れの測定を、必要な精度を確
保して最短の時間で行うことが可能となる、等の優れた
効果を奏するものである。"Effects of the Invention" As explained above, according to the correlation flowmeter of the present invention,
While increasing the resolution of the delay time to obtain the desired accuracy, it is possible to suppress the increase in the amount of data for correlation calculations, and as a result, it is easy to perform highly accurate calculations in a short time. becomes possible. Furthermore, the sampling frequency when A/D converting the detection signal from one sensor is set to the lower limit range where changes in the flow can be recognized, and the sampling frequency when A/D converting the detection signal from the other sensor is When the frequency is set to a frequency sufficient to obtain the required time resolution, it has excellent effects such as being able to measure time delays in the shortest possible time while ensuring the necessary accuracy. It is.
第１図は本発明の一実施例である相関式流量計を一部断
面で示す正面図およびブロック図、第２図は本実施例実
施例における相関式流量計によりなされる相互相関演算
の原理を説明する図、第３図は従来の相関式流量計を一
部断面で示す正面図およびブロック、第４図は流れの乱
れの時間遅れと相互相関値との関係を示す図、第５図は
従来の相関式流量計によりなされる相互相関演算の原理
を説明する図である。
ＩＯ・・・・・・配管（流路）、 １１・・・・・上
流側センサ（センサ）、 Ｉ２・・・・・・下流側セ
ンサ（センサ）、 １５・・・・・・Ａ／Ｄ変換器、
１６・旧・・相関演算器。Fig. 1 is a front view and block diagram showing a partial cross section of a correlation type flowmeter which is an embodiment of the present invention, and Fig. 2 is a principle of cross-correlation calculation performed by the correlation type flowmeter in this embodiment. Figure 3 is a partially cross-sectional front view and block diagram of a conventional correlation type flowmeter; Figure 4 is a diagram showing the relationship between the time delay of flow turbulence and the cross-correlation value; Figure 5 FIG. 2 is a diagram illustrating the principle of cross-correlation calculation performed by a conventional correlation type flowmeter. IO...Piping (flow path), 11...Upstream sensor (sensor), I2...Downstream sensor (sensor), 15...A/D converter,
16. Old... Correlation calculator.
Claims (2)
箇所に流れの変化に対応した検出信号を出力するセンサ
を設け、これら各センサの検出信号をＡ／Ｄ変換した後
それらの相互相関演算値から各センサの検出信号の遅れ
時間を算出することによって前記流体の流量を測定する
相関式流量計において、一方のセンサからの検出信号を
Ａ／Ｄ変換する際のサンプリング周波数を、他方のセン
サからの検出信号をＡ／Ｄ変換する際のサンプリング周
波数よりも低く設定したことを特徴とする相関式流量計
。(1) Sensors that output detection signals corresponding to changes in flow are provided at multiple locations spaced apart from each other in the flow direction of the fluid flow path, and the detection signals of these sensors are A/D converted and then In a correlation flowmeter that measures the flow rate of the fluid by calculating the delay time of the detection signal of each sensor from the cross-correlation calculation value, the sampling frequency when A/D converting the detection signal from one sensor is A correlation type flowmeter characterized in that the sampling frequency is set lower than the sampling frequency when A/D converting the detection signal from the other sensor.
る際のサンプリング周波数を少なくとも前記流れの変化
を認識し得る周波数に設定すると共に、他方のセンサか
らの検出信号をＡ／Ｄ変換する際のサンプリング周波数
を所要の遅れ時間分解能が得られる周波数に設定したこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の相関式流量
計。(2) Setting the sampling frequency when A/D converting the detection signal from the one sensor to at least a frequency at which a change in the flow can be recognized, and A/D converting the detection signal from the other sensor. 2. The correlation type flowmeter according to claim 1, wherein the sampling frequency is set to a frequency at which a required delay time resolution can be obtained.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62096822A JPH0682060B2 (en) | 1987-04-20 | 1987-04-20 | Correlation type flow meter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62096822A JPH0682060B2 (en) | 1987-04-20 | 1987-04-20 | Correlation type flow meter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63262524A true JPS63262524A (en) | 1988-10-28 |
| JPH0682060B2 JPH0682060B2 (en) | 1994-10-19 |
Family
ID=14175265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62096822A Expired - Lifetime JPH0682060B2 (en) | 1987-04-20 | 1987-04-20 | Correlation type flow meter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0682060B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT503444B1 (en) * | 2006-03-28 | 2007-10-15 | Univ Graz Tech | ADAPTIVE PROCESS FOR IMPROVING FUNCTIONAL SAFETY IN CROSS CORRELATION FLOW METERS |
-
1987
- 1987-04-20 JP JP62096822A patent/JPH0682060B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT503444B1 (en) * | 2006-03-28 | 2007-10-15 | Univ Graz Tech | ADAPTIVE PROCESS FOR IMPROVING FUNCTIONAL SAFETY IN CROSS CORRELATION FLOW METERS |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0682060B2 (en) | 1994-10-19 |
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