JPH0624738Y2 - 相関流量計 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 技術分野 本考案は、相互相関を用いた流速又は流量計測におい
て、相互相関を求めることができない停止中又は極低流
量域での計測を停止する相関流量計に関する。

従来技術 被測定流体の流れに沿って一定距離隔てて流体の乱れ信
号を検出するセンサを配設し、前記各々のセンサから発
信される流体乱れ信号の相互相関関数を求め、該相互相
関関数を極大にする遅れ時間を求めて、この遅れ時間に
より前記一定距離を除算して流速を求める所謂相関流量
計は周知である。而して、相関流量計においては、前記
遅れ時間の計測精度が流量測定精度を決定するものであ
るが、遅れ時間は相互相関関数のピーク値が鋭い場合
は、高精度な計測が可能であるが、平坦な場合は極大値
を求めることが困難で、精度低下は免れない。流速測定
における相互相関関数は、大きい値を示す程ピーク値が
大きく、鋭い指数関数曲線で、逆に、小さい値を示す程
平坦なピーク値をもっていることが知られている。更
に、センサ間距離が一定の場合は流速の低い程ピーク値
が低く、従って、平坦な指数関数であることも知られて
おり、停止中を含めて低流速においては相関流量計で測
定するととができない。しかし、通常の流量計測におい
ては、長時間低流速で計測することはなく、流量計の流
量範囲の半ば以上で運転されるので、流量の総積算値に
対して運転開始および停止時の過渡的状態における流量
範囲外の小流量域の流量積算値は無視することができ
る。このため、所定流量以下では流量積算を停止し、総
積算値に含まれる誤差を容認するようにしている。前記
所定流量の検出は、相関流量計自体によってもよいが、
前述のごとく小流域では不安定でなので、別個に熱線方
式等の流速検出器を配設し、該流速検出器の信号に従っ
て相関流量計の流量積算動作を停止している。

従来技術の問題点 上述のように、従来技術においては、低流速域では相関
流速検出器とは別個な流速検出器を配設しているが、流
量が大きい大口径の流量測定、例えば、排ガスの測定の
ような場合、流れの乱れが大きく、局部的に測定する流
速計では雑音成分が検出の信頼度を低くし、更に、流速
検出のために別個に流速検出器を必要とする等の問題点
があった。

問題点解決のための手段 本考案は、乱れ信号が低流速域で小さくなり、特に運転
停止された流量のないときの乱れ信号のレベルが低く、
更に所定レベル以上のトリガ出力をとると不連続となる
ようにしたものである。第３図（Ａ）は、本考案が問題
としている流量域での動作説明をするための信号波形
図、第３図（Ｂ）は通常流れにおける検出信号を示した
もので、共に、（ａ）は検出器出力、（ｂ）はトリガ出
力でＴｎはトリガレベルでトリガレベルＴｎの調整によ
ってはトリガ出力が所定時間内に出力されないことはな
い。本考案はこれに着目してなされたもので、所定レベ
ル以上の乱れ信号が所定時間内に所定数に達するか否か
を計数し、所定数に達しないときは流量停止の状態であ
ると判断し流量積算を停止し、所定数を越えるとき流量
積算を継続するものである。

実施例 第１図は、本考案の一実施例を示すブロック図で、図
中、１は流管で、被測定流体は該流管１内を矢標Ｑ方向
に流れる。２は上流側の乱れ信号検出器、３は下流側の
乱れ信号検出器である。４は上流側の乱れ信号検出器２
から検出された乱れ信号を所定の増幅率で増幅してから
基準レベルの電圧値と比較して得た２値信号をＸｔとし
て挿関演算器７の上流側入力端子に出力する上流側信号
変換器である。５は前記上流側信号変換器４と同様にし
て、下流側の乱れ信号検出器３から出力される乱れ信号
も２値信号Ｙｔとして相関演算器７の下流側入力端子に
出力する。６は零検出器で第３図で示した乱れ信号の２
値信号から該２値信号の連続性，非連続性を判別し、相
関演算器７の流量積算を継続するか、停止するかを指令
する零流量検出器である。

第２図は、前記零検出回路の一例を示す詳細図で、図
中、１０は上流側信号変換器４からの２値信号Ｘｔが入
力される入力端子、１１は前記２値信号によって発光さ
れる発光素子と、図示しない電源から抵抗Ｒ_１を通して
供給される電圧Ｖccが印加され、前記発光素子からの光
を受光する受光素子とよりなるフォトカプラで、該フト
カプラ１１の出力がシュミット回路１２により整形さ
れ、リトリガー形のタイマ１３とＡＮＤゲート１４とに
入力される。流量が流れていて所定レベル以上の乱れ信
号が連続して出力されているときにおける初期において
は、バイナリカウンタ１５の出力１７はロールレベルで
あり、ＮＯＴ回路１６によりＡＮＤゲート１４は開いて
いるので、カウンタ１５は計数を初め、計数完了したと
きカウンタ出力１７はハイレベルとなる。一方、リトリ
ガ形のタイマ１３は可変抵抗ＶＲ_１により時間設定され
るが、この設定時間は運転中に入力されるパルス周期の
最も長い値よりも長く設定されているので、タイマ１３
の出力は再トリガのためローレベルのままで、カウンタ
１５はリセットされることがなく、従って、カウンタ出
力１７はハイレベルのままである。下流側の乱れ信号
も、上述した上流側乱れ信号と同様の回路構成をもって
おり、下流側信号変換器５からの２値信号Ｙｔは、下流
側信号端子２０に入力され、フォトカプラ２１，シュミ
ット回路２２で整形され、タイマ２３とＡＮＤゲート２
４とに入力する。２値信号Ｙｔが連続して出力されてい
るときは、カウンタ出力２７はハイレベルとなっている
ので、ＮＡＮＤ回路３０はローレベルとなり、出力回路
３１には、電源電圧Ｖccから該出力回路３１を構成する
定電流回路、トランジスタ、発光ダイオード等を通して
電流が流れないので発光ダイオードは発光しない。次に
所低レベル以上の乱れ信号が前記タイマ１３に設定され
た時間内に出現しない場合についてみると、上流側信号
端子１０に入力された或る時点におけるパルスによっ
て、前記の場合と同様に、まず、ＡＮＤゲート１４が開
いてカウンタ１５は計数を初めるが、同時に、タイマ１
３も作動する。この場合、タイマ１３の設定時間内にお
いてパルス入力がないため、カウンタ出力１７はローレ
ベルのままであり、ＡＮＤゲート１４も開かれた状態を
継続するが、タイマ１３の時間信号によりカウンタ１５
の積算値はリセットされるので、ＮＡＮＤ回路３０の上
流側の乱れ信号の入力側はローレベルのままである。同
様にして、下流乱れ信号側のＮＡＮＤ回路３０の入力も
ローレベルのままであるから出力はハイレベルとなり、
出力回路の発光ダイオードに電流が流れて該発光ダイオ
ードが発光し、乱れ成分信号が不連続に発信される流量
停止状態であることを表示するとともに、相関演算器７
に停止表示出力端子からstop信号を出力して流量値を零
とする。

効果 上述のように、本考案によると、従来のごとく乱れ信号
の上下流側検出器以外に、相関流量計の下限値を他の流
速検出手段によって検出することは不要となり、しか
も、通常の流速検出手段によっても小流量域では不安定
な場合が多く、このために生ずる計測結果の信頼性の低
下という問題もなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案による相関流量計の一実施例を説明す
るためのブロック線図、第２図は、第１図に示した零検
出器６の一実施例を示すブロック線図、第３図は、信号
変換の波形を示す図である。 １……流管，２，３……乱信号，４，５……信号変換
器， ６……零検出器，７……相関演算器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】被測定流体中に含まれる雑音性の信号を一
   定距離隔てた２点で検出する検出手段と、これら２ケ所
   からの信号の相互相関を求める演算手段を有し、この演
   算結果により被測定流体の流速または流量を求める相関
   流量計において、前記２ケ所の少なくとも１ケ所の検出
   手段により検出された一定レベル以上の検出信号の積算
   値が所定時間内に設定値に達しないとき流速または流量
   値を零に設定表示することを特徴とする相関流量計。