(57)【要約】【課題】  自己診断機能を有する超音波流量計を実現する。【解決手段】  受信超音波の減衰度を測定する手段と、上流側信号と下流側信号との相互相関を求める相関演算部とを具備する超音波流量計において、  前記相関演算部から相関値の最大値と受信超音波の減衰度を測定する手段からの減衰値とから測定エラー信号が気泡による乱れか配管付着物に基づくかを判定する診断回路を具備したことを特徴とする超音波流量計である。【選択図】                    図１
2005037290.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管を流れる流体の上流側と下流側とで受信超音波を測定し、上流側と下流側とで測定した信号の相関から前記流体の流速を測定する超音波流量計において、
前記上流側信号と下流側信号との相互相関を演算する相関演算部と、
前記受信超音波の減衰度を測定する減衰度測定手段と、
前記相関演算部からの相関値と前記減衰度測定手段からの減衰値とに基づき配管の状態を診断する診断回路と
を具備したことを特徴とする超音波流量計。
【請求項２】
前記診断回路は、気泡に基づくか配管付着物に基づくかを判定すること
を特徴とする請求項１記載の超音波流量計。
【請求項３】
前記減衰度測定手段は、超音波送信アンプと超音波受信アンプとに接続される自動利得調整アンプからの受信振幅強度に基づき測定すること
を特徴とする請求項１又は請求項２記載の超音波流量計。
【請求項４】
前記診断回路の診断信号に基づきアラームを発するアラーム回路
を具備したことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の超音波流量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自己診断機能を有する超音波流量計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
超音波流量計に関連する先行技術文献としては次のようなものがある。
【特許文献１】特開２００２−２４３５１４
【０００３】
図３はこのような従来の相関式超音波流量計の一例を示す要部構成説明図である。
図３において、送信アンプ１は、超音波の送信信号を検出端２に送信する。
受信アンプ３は検出端２からの超音波の受信信号を相関演算部４に送る。
相関演算部４では、流路の上流側と下流側の各位置の流体の流れに関する情報を検出し、各位置で検出された情報の相互相関値を演算する。
【０００４】
流量演算部５では、相関演算部４で演算された相互相関値から流路の流体の流量を演算する。
自動利得調整アンプ６は、受信アンプ３と送信アンプ１間に接続され、送信アンプ１の出力電圧強度を一定に保持する。
【０００５】
以上の構成において、受信信号強度、または自動利得調整アンプ６の増幅率が、所定値に達すると、受信信号なしとして、エラー信号を発する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
こような、流量が測定出来ないと言う状況は、２種類考えられる。
一つは、流路配管に付着物が堆積したり、古い配管、密着性の低下などで、非常に大きな超音波の減衰が発生し、超音波の振幅自体が小さくなる場合である。
もう一種類は、気泡が混入し、受信超音波が乱れ、その結果、大きな時間差の誤差が発生し、測定不能となる場合である。
【０００７】
従来においては、この両者を区別するのは困難である為に、気泡の影響か、配管に問題が有るのかが、はっきりしなかった。その為に、明確な対策が立て難かった。
これを明確にするためには、従来は、オシロスコープを使用して、実際の２つの波形を観察する方法が考えられるが、超音波流量計としては高価になってしまう。
【０００８】
本発明の目的は、上記の課題を解決するもので、超音波信号が通らないのか、超音波は通っていても気泡の影響で測定が出来ないのかを判定する診断回路を有する超音波流量計
を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような課題を達成するために、本発明では、請求項１の超音波流量計においては、
配管を流れる流体の上流側と下流側とで受信超音波を測定し、上流側と下流側とで測定した信号の相関から前記流体の流速を測定する超音波流量計において、
前記上流側信号と下流側信号との相互相関を演算する相関演算部と、前記受信超音波の減衰度を測定する減衰度測定手段と、前記相関演算部からの相関値と前記減衰度測定手段からの減衰値とに基づき配管の状態を診断する診断回路とを具備したことを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項２においては、請求項１記載の超音波流量計において、
前記診断回路は、測定エラー信号が気泡に基づくか配管付着物に基づくかを判定することを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項３においては、請求項１又は請求項２記載の超音波流量計において、
前記減衰度測定手段は、超音波送信アンプと超音波受信アンプとに接続される自動利得調整アンプからの受信振幅強度に基づき測定することを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項４においては、請求項１乃至請求項３の何れかに記載の超音波流量計において、
前記診断回路の診断信号に基づきアラームを発するアラーム回路を具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明の請求項１によれば、次のような効果がある。
超音波流量計の取り付け時に、測定がうまく行かない場合に、何が原因なのか推定が可能になる為に、事前に対処が可能になる超音波流量計が得られる。
【００１４】
本発明の請求項２によれば、次のような効果がある。
配管による減衰の場合は、配管の交換や、超音波流量計の取り付け場所の変更と言う対策ができる超音波流量計が得られる。
【００１５】
気泡による場合は、配管ラインに気泡が混入しないような施工や工夫を行うことができる超音波流量計が得られる。
これらは、超音波流量計の取り付け時に判定が可能となることで、トラブルを未然に防止できる超音波流量計が得られる。
【００１６】
本発明の請求項３によれば、次のような効果がある。
超音波送信アンプと受信アンプとに接続される自動利得調整アンプからの受信振幅強度に基づき測定するようにしたので、従来例の構成部品を利用でき安価な超音波流量計が得られる。
【００１７】
本発明の請求項４によれば、次のような効果がある。
診断回路の診断信号に基づきアラームを発するアラーム回路が設けられたので、監視を続ける必要はなく、アラームにより迅速に対処が出来る超音波流量計が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例の要部構成説明図、図２は図１の動作説明図である。
図において、図３と同一記号の構成は同一機能を表す。
以下、図３と相違部分のみ説明する。
【００１９】
相関演算部４は、受信超音波の上流側信号と下流側信号との相互相関を演算する。
減衰度測定手段６は、受信超音波の減衰度を測定する。
この場合は、減衰度測定手段６は、超音波送信アンプ１と超音波受信アンプ３とに接続される自動利得調整アンプからの受信振幅強度に基づき測定する。
【００２０】
診断回路１１は、相関演算部４からの相関値と、減衰度測定手段６からの減衰値とに基づき、配管の状態を診断する。
この場合は、診断回路１１は、測定エラー信号が気泡による乱れに基づくか、配管付着物に基づくかを判定する。
アラーム出力回路１２は、診断回路１１からの信号に基づき、アラーム信号を出力する。
【００２１】
以上の構成において、診断回路１１は、自動利得調整アンプ６からの信号により受信振幅強度に関する信号を受信する。
また、診断回路１１は、相関演算部４から相関値の最大値の信号を受信する。
ここで、相関値の最大値とは、時間差をずらして相関演算を行った時の最大値を言う。
相関値の最大値が、最も相関の確からしさを示す値であるからである。なお、最大値に近い値であっても良い事は勿論である。
【００２２】
診断回路１１内で、相関値は、１が最大となるので、例えば、０．８を閾値として、相関値の大小の判定を行う。
つまり、０．８より相関値が大きければ相関値大、小さければ相関値小とする。
【００２３】
次に、診断回路１１内で、受信振幅強度の大小の判定を行う。例えば、振幅の最大値を１とし、閾値を０．２と設定する。０．２より大きければ信号強度大、０．２より小さければ信号強度小とする。
【００２４】
相関値と受信振幅強度の大小の判定の組み合わせを図２に示す。
相関値と受信振幅強度が大の場合は問題なし。
相関値が大で、受信振幅強度が小の場合は、流路配管に付着物が堆積している可能性が大である。
相関値が小で、受信振幅強度が大の場合は、気泡の混入の可能性が大である。
相関値が小で、受信振幅強度が小の場合は、微小の気泡の混入の可能性が大である。
【００２５】
要するに、流路配管に付着物が堆積している場合は、流路配管を通る超音波は同様に減衰を受けるために、相関値は変わらず振幅が減衰するからである。
気泡の混入の場合は、一般的に、超音波が測定流体内を通る時に、一時的な乱れとなる為に、相関値自体が小さくなる。一方で、波形は乱れても、信号は受信機まで到達するので、振幅はそれほど小さくならないからである。
【００２６】
この結果、
超音波流量計の取り付け時に、測定がうまく行かない場合に、何が原因なのか推定が可能になる為に、事前に対処が可能になる超音波流量計が得られる。
配管による減衰の場合は、配管の交換や、超音波流量計の取り付け場所の変更と言う方法が採用される。
【００２７】
気泡による場合は、配管ラインに気泡が混入しないような施工や工夫を行うようにする。
これらは、超音波流量計の取り付け時に判定が可能となることで、トラブルを未然に防止できる超音波流量計が得られる。
【００２８】
超音波送信アンプと受信アンプとに接続される自動利得調整アンプからの受信振幅強度に基づき測定するようにしたので、従来例の構成を利用でき安価な超音波流量計が得られる。
診断回路の診断信号に基づきアラームを発するアラーム回路が設けられたので、監視を続ける必要はなく、アラームにより迅速に対処が出来る超音波流量計が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施例の要部構成説明図である。
【図２】図１の動作説明図である。
【図３】従来の超音波流量計の一例を示す要部構成説明図である。
【符号の説明】
【００３０】
１      送信アンプ
２      検出端
３      受信アンプ
４      相関演算部
５      相関演算部
６      自動利得調整アンプ
７      ＩＯモジュール
１１    診断回路
１２    アラーム出力回路
【図１】
2005037290.tif 000003
【図２】
2005037290.tif 000004
【図３】
2005037290.tif 000005