JPS63286719A - 相関流量計 - Google Patents
相関流量計Info
- Publication number
- JPS63286719A JPS63286719A JP62123005A JP12300587A JPS63286719A JP S63286719 A JPS63286719 A JP S63286719A JP 62123005 A JP62123005 A JP 62123005A JP 12300587 A JP12300587 A JP 12300587A JP S63286719 A JPS63286719 A JP S63286719A
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- Japan
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- pipe
- pipeline
- fluid
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- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000012886 linear function Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
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- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
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上流側と下流側とで検出し
てその相互相関値より流量を測定する相関式流量計に関
するものである。
てその相互相関値より流量を測定する相関式流量計に関
するものである。
「従来の技術」
第3図は相関流量計の一従来例を示すものである。
図中符号1は、流量を測定すべき流路を構成する配管で
ある。この配管1には、フランジ2・2を介して配管3
が接続されており、この配管3に設けられた流量計によ
って流量の測定が行われるようになっている。
ある。この配管1には、フランジ2・2を介して配管3
が接続されており、この配管3に設けられた流量計によ
って流量の測定が行われるようになっている。
上記配管3には、上流側超音波センサ4Aと下流側超音
波センサ4Bとが前記配管lの管軸方向に相互間隔をお
いて設けられている。前記超音波センサ4A・4Bはい
ずれも同一の構成とされており、それぞれ、超音波発信
子5a・5bおよび超音波受信子6a・6bから構成さ
れている。そして、前記超音波発信子5a・5bは、超
音波源7にそれぞれ接続されて駆動され、一方、超音波
受信子6a・6bに検出された信号は、それぞれ信号変
換器8A・8Bに入力されて所定の電気信号に変換され
た後、演算器9に入力されて相互相関演算処理を受ける
ようになっている。
波センサ4Bとが前記配管lの管軸方向に相互間隔をお
いて設けられている。前記超音波センサ4A・4Bはい
ずれも同一の構成とされており、それぞれ、超音波発信
子5a・5bおよび超音波受信子6a・6bから構成さ
れている。そして、前記超音波発信子5a・5bは、超
音波源7にそれぞれ接続されて駆動され、一方、超音波
受信子6a・6bに検出された信号は、それぞれ信号変
換器8A・8Bに入力されて所定の電気信号に変換され
た後、演算器9に入力されて相互相関演算処理を受ける
ようになっている。
以上のように構成された相関流量計においては、管内流
体に乱れによって、各超音波発信子5a・5bから発信
された超音波が変調を受け、変調された信号が各超音波
受信子6a・6bにより検出される。この検出信号は、
変換器8A・8Bにより復調された後、演算器9に入力
されて相関演算処理を受け、この演算により、変調信号
が上流側、下流側の超音波受信子6a・6bにそれぞれ
検出された時間差を求め、この時間差から管内流速を測
定することができる。そして、求められた流速と、配管
3の断面積との積により流量を算出するようにしている
。
体に乱れによって、各超音波発信子5a・5bから発信
された超音波が変調を受け、変調された信号が各超音波
受信子6a・6bにより検出される。この検出信号は、
変換器8A・8Bにより復調された後、演算器9に入力
されて相関演算処理を受け、この演算により、変調信号
が上流側、下流側の超音波受信子6a・6bにそれぞれ
検出された時間差を求め、この時間差から管内流速を測
定することができる。そして、求められた流速と、配管
3の断面積との積により流量を算出するようにしている
。
「発明が解決しようとする問題点」
ところで、流路を流れる流体は、マクロ的には管軸に沿
う方向の速度成分のみを持つとみなすことができるが、
ミクロ的には、流体に生じた烏などの影響により他の方
向(管軸と直交する平面内の各方向)への速度成分を持
っている。そして、この方向への速度成分は、管軸方向
に沿う速度成分に比して不安定であるとともに、管径の
大きな部分において特にその傾向が著しく、上流側、下
流側の検出子6a・6bで乱れを検出しようとする場合
の誤差の原因となる。
う方向の速度成分のみを持つとみなすことができるが、
ミクロ的には、流体に生じた烏などの影響により他の方
向(管軸と直交する平面内の各方向)への速度成分を持
っている。そして、この方向への速度成分は、管軸方向
に沿う速度成分に比して不安定であるとともに、管径の
大きな部分において特にその傾向が著しく、上流側、下
流側の検出子6a・6bで乱れを検出しようとする場合
の誤差の原因となる。
本発明は上記事情に鑑みて提案されたもので、流体が持
っている管軸方向以外への速度成分の変動に起因する誤
差を減少させることを目的とするものである。
っている管軸方向以外への速度成分の変動に起因する誤
差を減少させることを目的とするものである。
「発明が解決しようとする問題点」
上記目的を゛達成するため、本発明は、流れの方向に沿
う複数箇所に、流体の乱れを検出するセンサを設け、各
センサの検出信号の相互相関値から前記流体の流量を測
定する相関流量計において、前記各センサより上流側に
位置する流路の内径を下流側に向かって漸次縮減するよ
うにしたものである。
う複数箇所に、流体の乱れを検出するセンサを設け、各
センサの検出信号の相互相関値から前記流体の流量を測
定する相関流量計において、前記各センサより上流側に
位置する流路の内径を下流側に向かって漸次縮減するよ
うにしたものである。
「作用」
上記構成によれば、測定区間に流入しようとする流体は
、これよりも上流側で縮流することにより流速が増大し
、管壁からの「乱れ」の発生が増加することにより「乱
れ」の検出を容易にするとともに、流れの自由度が小さ
くなるために管軸方向以外のへの速度成分の変動に起因
する誤差を減少さ仕ることができる。
、これよりも上流側で縮流することにより流速が増大し
、管壁からの「乱れ」の発生が増加することにより「乱
れ」の検出を容易にするとともに、流れの自由度が小さ
くなるために管軸方向以外のへの速度成分の変動に起因
する誤差を減少さ仕ることができる。
「実施例」
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。なお、
図中従来例と共通の部分には同一符号を付し、説明を簡
略化する。
図中従来例と共通の部分には同一符号を付し、説明を簡
略化する。
第1図は本発明の一実施例を示すものである。
この一実施例の流量計は、配管lに取り付けられる配管
10に、テーパ部jlと直管部12とからなる構造を採
用してなるものである。前記テーパ部11は、一端が配
管1と同一内径、他端が直管部12と同一内径をなすテ
ーパ状に形成され、直管部12には、第3図に示す従来
例と同様の構成とされた超音波センサ4A・4Bが設け
られている。
10に、テーパ部jlと直管部12とからなる構造を採
用してなるものである。前記テーパ部11は、一端が配
管1と同一内径、他端が直管部12と同一内径をなすテ
ーパ状に形成され、直管部12には、第3図に示す従来
例と同様の構成とされた超音波センサ4A・4Bが設け
られている。
このように構成された流量計においては、配管lを流れ
る流体の流速がテーパ部11を通過することにより徐々
に増大して行き、管壁からの「乱れ」の発生が増加する
ことにより 「乱れ」の検出を容易にするとともに、流
れの自由度が小さくなるために管軸方向以外のへの速度
成分の変動に起因する誤差を減少させることができる。
る流体の流速がテーパ部11を通過することにより徐々
に増大して行き、管壁からの「乱れ」の発生が増加する
ことにより 「乱れ」の検出を容易にするとともに、流
れの自由度が小さくなるために管軸方向以外のへの速度
成分の変動に起因する誤差を減少させることができる。
なお、前記直管部12の下流側は、必要に応じて元の管
径と同等になるまで拡大させても、同径のままにしても
よく、流量計が設けられた配管系に許容される圧力損失
等の条件に応じて適宜管径を設定すればよい。
径と同等になるまで拡大させても、同径のままにしても
よく、流量計が設けられた配管系に許容される圧力損失
等の条件に応じて適宜管径を設定すればよい。
次いで、第2図は本発明の他の実施例を示すものである
。
。
この実施例は、配管lおよびこれに接続された配管l°
内にペンチエリ−管13を挿入するようにしたものであ
る。
内にペンチエリ−管13を挿入するようにしたものであ
る。
前記ベンチュリー管13は、外周が前記配管l・loに
密着し得る円筒面をなす筒体であって、例えば、PRP
などの合成樹脂、金属などにより形成されており、その
内側には、入口側テーパ部14、直管部15、出口側テ
ーパ部16が順次形成されている。そして、直管部15
に相当する部分の管壁に前記超音波センサ4A・4Bが
埋設されている。また、入口側テーパ部14は、直管部
i5へ流入する流体に生じる乱れを最小限に抑制すべく
比較的なだらかな傾斜に設定され、一方、出口側テーパ
部16は、流速を本来の速度まで低下させて圧損を最小
限に抑制すべく、前記入口側テーパ部14より大きな傾
斜に設定されている。
密着し得る円筒面をなす筒体であって、例えば、PRP
などの合成樹脂、金属などにより形成されており、その
内側には、入口側テーパ部14、直管部15、出口側テ
ーパ部16が順次形成されている。そして、直管部15
に相当する部分の管壁に前記超音波センサ4A・4Bが
埋設されている。また、入口側テーパ部14は、直管部
i5へ流入する流体に生じる乱れを最小限に抑制すべく
比較的なだらかな傾斜に設定され、一方、出口側テーパ
部16は、流速を本来の速度まで低下させて圧損を最小
限に抑制すべく、前記入口側テーパ部14より大きな傾
斜に設定されている。
さらに、前記入口側テーパ部14の外周にはフランジ部
17が形成されており、該フランジ部17は、前記配管
1弓°の端部のフランジ2・2゜間に挾持されて、前記
ベンチュリー管13を固定させている。なお、前記フラ
ンジ部17そのものを弾性変形可能な材料で形成し、あ
るいは、その表面に弾性変形可能な材料を貼付しておく
ことにより、配管1−1’のフランツ2・2°間に介在
して該接続部分の液封性を良好にすることができる。
17が形成されており、該フランジ部17は、前記配管
1弓°の端部のフランジ2・2゜間に挾持されて、前記
ベンチュリー管13を固定させている。なお、前記フラ
ンジ部17そのものを弾性変形可能な材料で形成し、あ
るいは、その表面に弾性変形可能な材料を貼付しておく
ことにより、配管1−1’のフランツ2・2°間に介在
して該接続部分の液封性を良好にすることができる。
なお、上記演算器9において行なわれる相関演算の手法
は下記の通りである。
は下記の通りである。
すなわち、各超音波受信子6a・6bは、流体の流れ方
向に間隔をおいて配置されているから、これらが流体の
乱れを検出するタイミングには、流速に比例する時間遅
れ(τ)が生じる。
向に間隔をおいて配置されているから、これらが流体の
乱れを検出するタイミングには、流速に比例する時間遅
れ(τ)が生じる。
また、各受信子〇a・6bにより測定される信号は、時
間tを変数とする関数f(t)およびg(t)で表わさ
れる波形となり、これらの関数r(t)、およびg(t
)は、前記τの時間差に相当する位相差をもったほぼ同
一の波形の関数(厳密には、振幅が微少に減衰した波形
の関数)となる。
間tを変数とする関数f(t)およびg(t)で表わさ
れる波形となり、これらの関数r(t)、およびg(t
)は、前記τの時間差に相当する位相差をもったほぼ同
一の波形の関数(厳密には、振幅が微少に減衰した波形
の関数)となる。
そして、r(t)と、g(t〜τ)との積を一定の区間
(0〜T)に亙って時間で積分した式 a = S f(t) ・g(t−v )dt−=・
(1)式が最大となる場合(両開放の位相差がなくなる
場合)のτを求めることにより、流体の乱れが受信子6
aに検出されてから受信子6bに検出されるのに要する
時間が測定される。
(0〜T)に亙って時間で積分した式 a = S f(t) ・g(t−v )dt−=・
(1)式が最大となる場合(両開放の位相差がなくなる
場合)のτを求めることにより、流体の乱れが受信子6
aに検出されてから受信子6bに検出されるのに要する
時間が測定される。
そして、上流側超音波センサ4Aと下流側超音波センサ
4Bとの間の距離をり、検出された時間差をτとすれば
、前記区間りにおける流速■は、V=L/τ ・・・
・・・(2)式 により与えられ、この流速■と配管の断面積とから流量
が得られる。
4Bとの間の距離をり、検出された時間差をτとすれば
、前記区間りにおける流速■は、V=L/τ ・・・
・・・(2)式 により与えられ、この流速■と配管の断面積とから流量
が得られる。
「発明の変形実施例」
(a) 上記一実施例においては流路の上流側、下流
側の2箇所で測定を行うようにしたが、さらに多数箇所
に同様のセンサを設けてこれらの相関値を求めるように
しても良い。
側の2箇所で測定を行うようにしたが、さらに多数箇所
に同様のセンサを設けてこれらの相関値を求めるように
しても良い。
(b) 流れの状態を検出するセンサは、上記一実施
例の超音波式のみならず、静電容量式、あるいは電磁式
のセンサを利用したものであっても良い。
例の超音波式のみならず、静電容量式、あるいは電磁式
のセンサを利用したものであっても良い。
(c) 上記各実施例では、テーバ部の断面積を一次関
数的に縮減するようにしたが、例えば、管断面のセンサ
検出方向に対して直角方向を大きく縮減することにより
、さらに計測の安定性を高めることができる。
数的に縮減するようにしたが、例えば、管断面のセンサ
検出方向に対して直角方向を大きく縮減することにより
、さらに計測の安定性を高めることができる。
「発明の効果」
以上の説明で明らかなように、本発明は、流れの方向に
沿う複数箇所に、流体の乱れを検出するセンサを設け、
各センサの検出信号の相互相関値から前記流体の流量を
測定する相関流量計において、前記各センサより上流側
に位置する流路の内径を下流側に向かって漸次縮減する
ようにしたちのであるから、流速がテーバ部を通過する
ことにより徐々に増大して行き、管壁からの「乱れ」の
発生が増加することにより「乱れ」の検出を容易にする
とともに、流れの自由度が小さくなるために管軸方向以
外のへの速度成分の変動に起因する誤差を減少させるこ
とができるという効果を奏する。
沿う複数箇所に、流体の乱れを検出するセンサを設け、
各センサの検出信号の相互相関値から前記流体の流量を
測定する相関流量計において、前記各センサより上流側
に位置する流路の内径を下流側に向かって漸次縮減する
ようにしたちのであるから、流速がテーバ部を通過する
ことにより徐々に増大して行き、管壁からの「乱れ」の
発生が増加することにより「乱れ」の検出を容易にする
とともに、流れの自由度が小さくなるために管軸方向以
外のへの速度成分の変動に起因する誤差を減少させるこ
とができるという効果を奏する。
゛ 第1図は本発明の一実施例を示す縦断面図、第2図
は本発明の他の実施例を示す縦断面図、第3図は従来例
の縦断面図である。 4A・4B・・・・・・超音波センサ、5a・5b・・
・・・・超音波発信子、6a・6b ・・・・・・超音
波受信子、IO・・・・・・配管、IN・・・・・・テ
ーバ部、12・・・・・・直管部、13・・・・・・ベ
ンチュリー管、14・・・・・・入口側テーパ部、15
・・・・・・直管部、16・・・・・・出口側直管部。
は本発明の他の実施例を示す縦断面図、第3図は従来例
の縦断面図である。 4A・4B・・・・・・超音波センサ、5a・5b・・
・・・・超音波発信子、6a・6b ・・・・・・超音
波受信子、IO・・・・・・配管、IN・・・・・・テ
ーバ部、12・・・・・・直管部、13・・・・・・ベ
ンチュリー管、14・・・・・・入口側テーパ部、15
・・・・・・直管部、16・・・・・・出口側直管部。
Claims (1)
- 流体の流路の流れ方向に相互に間隔をおいた複数箇所に
、流れの変化に対応する検出信号を出力するセンサを設
け、各センサの検出信号の相互相関値から前記流体の流
量を測定する相関流量計において、前記各センサより上
流側に位置する流路の内径を下流側に向かって漸次縮減
してなることを特徴とする相関流量計。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62123005A JPH087085B2 (ja) | 1987-05-20 | 1987-05-20 | 相関流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62123005A JPH087085B2 (ja) | 1987-05-20 | 1987-05-20 | 相関流量計 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63286719A true JPS63286719A (ja) | 1988-11-24 |
JPH087085B2 JPH087085B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=14849899
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62123005A Expired - Fee Related JPH087085B2 (ja) | 1987-05-20 | 1987-05-20 | 相関流量計 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH087085B2 (ja) |
-
1987
- 1987-05-20 JP JP62123005A patent/JPH087085B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH087085B2 (ja) | 1996-01-29 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |