(57)【要約】【課題】予備的な外付の超音波式流量計を併用して、一方の超音波式流量計が故障しても、精度の良い流量測定を継続できるようにする。【解決手段】配管Ｐに固定された第１の流量計１と、配管Ｐに外側から着脱自在で外付けされた第２の流量計２が配管Ｐに対し直列に配列されており、第１、第２の流量計１、２には、演算手段３が接続されている。第１の流量計１は予め実流量を流して測定値の校正がなされているが、第２の流量計２は測定値の校正はされていない。  第１の流量計１の故障に備えて、第２の流量計２の第２の測定値の信頼性を高めておく必要がある。演算手段３は第１の流量計１で得られた校正されている第１の測定値と、第２の流量計２の第２の測定値との関係から成る校正用データから、第１の流量計１の第１の測定値が正しいとして校正テーブルを作成し、第２の流量計２の第２の測定値を校正して出力する。【選択図】図１
2020180940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管に組み込まれて固定され、予め実流量で校正されている超音波式の第１の流量計と、前記配管と同一流路の配管に着脱自在に外付けされた超音波式の第２の流量計と、前記第１、第２の流量計に接続する演算手段とを有し、
前記第１の流量計は校正されている第１の測定値を前記演算手段に出力し、
前記第２の流量計は第２の測定値を前記演算手段に出力し、
前記演算手段は、前記第１の流量計で得られた第１の測定値と、前記第１の流量計で得られた前記第２の流量計の第２の測定値との関係を校正用データとして収集して記憶し、前記第２の流量計の第２の測定値を前記校正用データに基づいて校正することを特徴とする超音波式流量計の補完方法。
【請求項２】
前記演算手段は、前記第１の流量計で得られた第１の測定値を測定毎に又は定時的に受信し、前記第２の流量計で得られた第２の測定値を同期して受信し、前記校正用データを収集することを特徴とする請求項１に記載の超音波式流量計の補完方法。
【請求項３】
前記演算手段は前記校正用データにより、前記第２の測定値の入力に対し校正された測定値を出力する校正テーブルを作成し、前記第２の流量計で得られた第２の測定値を校正することを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波式流量計の補完方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の超音波式流量計を使用し、例えば一方が故障しても、他方の超音波式流量計で補完できる超音波式流量計の補完方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
産業用プラントでは超音波式流量計が使用されることがある。この場合の超音波式流量計の測定値については、実流量による校正がなされているのが通常であり、その測定値は信頼されている。
【０００３】
しかし操業中に、この超音波式流量計が故障をすると、場合によってはプラントの操業を停止して、交換をしなければならないこともある。この交換は、配管を解体して取り外さなければならず、操業の中断などの損害が多大となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０―２２１１３７号公報
【特許文献２】特開２００３―７５２１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この場合に、例えば特許文献１、２に開示されている外付け超音波式流量計を、配管の外側に取り付けて代替することも可能ではある。しかし、この外付け超音波式流量計によれば、配管の外径、内径、材質などを演算要因として流量測定はできるが、実流量による校正がされていないために、その測定値は保証されない。
【０００６】
そこで、予め校正された２台の超音波式流量計を直列にして配列し、常時は一方を使用し、他方を予備的に設置することも考えられるが、設備費が嵩む問題点がある。
【０００７】
本発明の目的は、上述の課題を解消し、予備的な外付の超音波式流量計を併用して、一方の超音波式流量計が故障しても、精度の良い流量測定を継続できる超音波式流量計の補完方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明に係る超音波式流量計の補完方法は、配管に組み込まれて固定され、予め実流量で校正されている超音波式の第１の流量計と、前記配管と同一流路の配管に着脱自在に外付けされた超音波式の第２の流量計と、前記第１、第２の流量計に接続する演算手段とを有し、前記第１の流量計は校正されている第１の測定値を前記演算手段に出力し、前記第２の流量計は第２の測定値を前記演算手段に出力し、前記演算手段は、前記第１の流量計で得られた第１の測定値と、前記第１の流量計で得られた前記第２の流量計の第２の測定値との関係を校正用データとして収集して記憶し、前記第２の流量計の第２の測定値を前記校正用データに基づいて校正することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る超音波式流量計の補完方法によれば、２つの超音波式流量計を配管に対して直列的に配置し、校正された一方の流量計の測定値と、校正されていない他方の流量計との測定値とを収集して、校正用データとしているので、一方の流量計が故障しても、他方の流量計に対する校正によって同程度の測定精度での流量測定が可能であり、流量測定が中断されることはない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例の構成図である。
【図２】校正テーブルのグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、測定すべき流体が流れる同一の配管Ｐに、超音波式流量計が組み込まれ固定された第１の流量計１と、配管Ｐに着脱自在で外付けされた同様の超音波式流量計の第２の流量計２が直列に配列されている。第１の流量計１はプラント中に当初から配管Ｐと共に組み込まれた所謂インライン型であり、第２の流量計２は必要に応じて配管Ｐの外側から着脱できる所謂クランプオン型とされている。
【００１２】
第１、第２の流量計１、２には、例えばコンピュータなどによる演算手段３が接続され、相互に信号の送受信がなされている。演算手段３は第１、第２の流量計１、２の測定値から成る校正用データを収集し、例えば校正テーブルを作成するための記憶演算部を有し、第２の流量計２の第２の測定値を表示又は出力可能な出力部４が接続されている。
【００１３】
第１の流量計１は装着された配管Ｐを使用して、予め製作工場又は現場において、実流量を流して流量測定値の校正がなされている。一方、第２の流量計２は必要に応じて配管Ｐに外側から着脱できるが、流量測定値の校正はなされていない。
【００１４】
第１、第２の流量計１、２はそれぞれ測定回路を備え、超音波ビームを用いた公知の時間差法による流量測定が可能とされている。第１の流量計１で得られる第１の測定値は、校正がなされていることから測定値の信頼性が確保されている。しかし、第２の流量計２で得られる第２の測定値は信頼性に乏しい。
【００１５】
例えば、操業中のプラントの第１の流量計１がトラブルにより故障した場合には、第２の流量計２による第２の測定値を用いなければならない。しかし、第２の流量計２の第２の測定値は測定誤差の存在が予想され、支障が生ずることがある。
【００１６】
そこで、第１の流量計１の故障に備えて、第２の流量計２の第２の測定値の信頼性を高めておく必要がある。そのために、本実施例においては、演算手段３を用いて第２の流量計２の第２の測定値を校正しておく。
【００１７】
即ち、第１の流量計１で得られた測定値の精度が保証された第１の測定値は、配管Ｐを流れる流量として出力される他に、測定毎に、或いは所定間隔で演算手段３に送信される。超音波式流量計は原理的に間欠的に測定がなされるので、測定毎、或いは定時的に送信すればよい。同時に、第２の流量計２で得られた第２の測定値も演算手段３に送信される。演算手段３は同期して得られた同じ流量に対する第１の測定値、第２の測定値の関係を校正用データとして収集し、記憶演算部に記憶する。
【００１８】
同期して得られた第１、第２の測定値については、流量は同じであるが、得られる第１、第２の測定値は相異する可能性がある。そのために、演算手段３では、校正されている第１の流量計１の第１の測定値が正しいとして、第２の流量計２の第２の測定値を校正する。演算手段３は第１、第２の流量計１、２で得られた第１の測定値、第２の測定値同士の校正用データから、例えば校正テーブルのグラフ図を作成する。
【００１９】
演算手段３は同じ流量、つまり同時点での、第１の流量計１の第１の測定値と、第２の流量計２の第２の測定値とを収集した校正用データを基に、図２に示す校正関数を有する校正テーブルを作成する。
【００２０】
ここで、校正テーブルの横軸は第２の流量計２の第２の測定値Ｙ２、縦軸は第１の流量計１の正しいとする第１の測定値Ｙ１であり、各時点で得られた第１の測定値Ｙ１と第２の測定値Ｙ２とは同じ流量に対する対となっている。相当数以上の数の校正用データが収集されると、第１、第２の流量計１、２の測定値を基に校正関数としての校正線Ｌを作成する。
【００２１】
校正テーブルにおける校正線Ｌは線形と仮定すると、測定値Ｙ１とＹ２との関係から、ａ、ｂを定数として、Ｙ１＝ａ・Ｙ２＋ｂが得られ、第２の流量計２の校正された測定値Ｙ０は次式の校正線Ｌで表される。
Ｌ：  Ｙ０＝ａ・Ｙ２＋ｂ
【００２２】
このように、第２の流量計２の第２の測定値Ｙ２から、第２の流量計２の校正された測定値Ｙ０を求めることができる。なお、上述の第２の流量計２の校正方法は１例であり、校正線Ｌも線形であるとは限らない。
【００２３】
測定中の流量が変動して、広範囲に渡る流量に対する校正テーブルが得られれば、第２の流量計２の第２の測定値に対する校正は更に精度が良くなり、第２の流量計２も、第１の流量計１と同様の測定精度で流量を測定できることになる。
【００２４】
このように、或る程度の量の校正用データが収集されれば、校正線Ｌの正確さは増し、たとえ第１の流量計１が使用不能になっても、演算手段３により第２の流量計２の第２の測定値Ｙ２を、校正線Ｌにより校正しながら使い続けることができる。しかし、第１の流量計１が正常に作動している限り、校正用データの収集は定常化しておくことが、校正精度の維持のために好ましい。
【００２５】
第２の流量計２が使用不能になった場合には、第２の流量計２は交換が容易であるので、新たな第２の流量計に取り換える。そして、第１の流量計１の第１の測定値Ｙ１と、新たな第２の流量計２の第２の測定値Ｙ２とについて校正用データを収集し、校正テーブルを作成し直せばよい。
【００２６】
実施例では、プラントを流れる実際の流体を利用して校正を行っているが、時間に余裕があれば、流体の流量を段階的に制御しながら、校正用データを収集することもできる。
【００２７】
また、使用するに足る校正用データの数が収集されれば、第２の流量計２は配管Ｐから取り外し、第１の流量計１だけで測定を続けてもよい。この状態において、第１の流量計１が故障した場合には、先に外した第２の流量計２を再び取り付けて、その測定値の校正をしながら、第１の流量計１の代りとして使用することができる。
【００２８】
なお、第１、第２の流量計１、２で使用する配管Ｐの径が異なっていても、流れる単位時間当りの流量が同じ同一流路の配管であれば支障はない。
【００２９】
演算手段３と第１、第２の流量計１、２との間の信号の送受信のための接続は、有線であっても無線であってもよい。また、演算手段３は第１の流量計１又は第２の流量計２内に組み込むこともできる。
【符号の説明】
【００３０】
１  第１の流量計
２  第２の流量計
３  演算手段
４  出力部
Ｐ  配管
【図１】
2020180940.tif 000003
【図２】
2020180940.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】令和1年6月24日(2019.6.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管に組み込まれて固定され、予め実流量で校正されている超音波式の第１の流量計と、前記配管と同一流路の配管に着脱自在に外付けされた超音波式の第２の流量計と、前記第１、第２の流量計に接続する演算手段とを有し、
前記第１の流量計は校正されている第１の測定値を前記演算手段に出力し、
前記第２の流量計は第２の測定値を前記演算手段に出力し、
前記演算手段は、前記第１の流量計で得られた第１の測定値と、前記第１の流量計で得られた前記第２の流量計の第２の測定値との関係を校正用データとして収集して記憶し、前記第２の流量計の第２の測定値を前記校正用データに基づいて校正しておき、
前記第１の流量計が故障した場合に、前記第２の流量計により測定をすることを特徴とする超音波式流量計の測定方法。
【請求項２】
前記演算手段は、前記第１の流量計で得られた第１の測定値を測定毎に又は定時的に受信し、前記第２の流量計で得られた第２の測定値を同期して受信し、前記校正用データを収集することを特徴とする請求項１に記載の超音波式流量計の測定方法。
【請求項３】
前記演算手段は前記校正用データにより、前記第２の測定値の入力に対し校正された測定値を出力する校正テーブルを作成し、前記第２の流量計で得られた第２の測定値を校正することを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波式流量計の測定方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、複数の超音波式流量計を使用し、例えば本来の超音波式流量計が故障しても、他方の超音波式流量計で補完できる超音波式流量計の測定方法に関するものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の目的は、上述の課題を解消し、予備的な外付の超音波式流量計を併用して、本来の超音波式流量計が故障しても、精度の良い流量測定を継続できる超音波式流量計の測定方法を提供することにある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明に係る超音波式流量計の測定方法は、配管に組み込まれて固定され、予め実流量で校正されている超音波式の第１の流量計と、前記配管と同一流路の配管に着脱自在に外付けされた超音波式の第２の流量計と、前記第１、第２の流量計に接続する演算手段とを有し、前記第１の流量計は校正されている第１の測定値を前記演算手段に出力し、前記第２の流量計は第２の測定値を前記演算手段に出力し、前記演算手段は、前記第１の流量計で得られた第１の測定値と、前記第１の流量計で得られた前記第２の流量計の第２の測定値との関係を校正用データとして収集して記憶し、前記第２の流量計の第２の測定値を前記校正用データに基づいて校正しておき、前記第１の流量計が故障した場合に、前記第２の流量計により測定をすることを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明に係る超音波式流量計の測定方法によれば、２つの超音波式流量計を配管に対して直列的に配置し、校正されている本来の流量計の測定値と、校正されていない他方の流量計との測定値とを収集して、校正用データとしているので、本来の流量計が故障しても、他方の流量計に対する校正によって同程度の測定精度での流量測定が可能であり、流量測定が中断されることはない。