JP2002082098A - Fluid type discriminator and flow meter - Google Patents
Fluid type discriminator and flow meterInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 流体の物性に関する情報を有効に利用するこ
とができる流体種類判別装置及び流量計を提供する。
【解決手段】 超音波送信部3が流体Fに超音波を送信
すると、流体F内を通過する超音波を超音波受信部4が
受信して、流体F内を通過した超音波の音速を音速測定
部7が測定する。流体情報記憶部8には、流体Fを通過
する超音波の音速に関する情報が各流体毎に記憶されて
いる。流体種類判別部9は、音速測定部7が出力する音
速情報に対応する流体情報を流体情報記憶部8から読み
出して、流体Fの種類を判別する。流体種類判別部9
は、例えば、測定管1内に水と油を交互に流したり、測
定管1内を流れる流体Fが水から油になったときに、測
定管1内を現在流れている流体Fの種類や、測定管1内
を流れる流体Fの変化を検出する。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To provide a fluid type discriminating apparatus and a flow meter which can effectively use information on physical properties of a fluid. SOLUTION: When an ultrasonic transmitting unit 3 transmits an ultrasonic wave to a fluid F, an ultrasonic wave passing through the fluid F is received by the ultrasonic receiving unit 4 and a sound speed of the ultrasonic wave passing through the fluid F is determined as a sound speed. The measuring unit 7 measures. The fluid information storage unit 8 stores information on the speed of sound of ultrasonic waves passing through the fluid F for each fluid. The fluid type determination unit 9 reads out the fluid information corresponding to the sound speed information output from the sound speed measurement unit 7 from the fluid information storage unit 8 and determines the type of the fluid F. Fluid type discriminator 9
For example, when water and oil alternately flow in the measuring tube 1 or when the fluid F flowing in the measuring tube 1 changes from water to oil, the type of the fluid F currently flowing in the measuring tube 1 , The change of the fluid F flowing in the measuring tube 1 is detected.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、流体の種類を判
別する流体種類判別装置及び測定管内を流れる流体の流
量を測定する流量計に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fluid type discriminating device for discriminating the type of a fluid and a flow meter for measuring a flow rate of a fluid flowing in a measuring pipe.
【0002】[0002]
【従来の技術】図8は、従来の超音波渦流量計の構成図
である。図9は、従来の超音波渦流量計の渦検出部の構
成図である。従来より、測定管内を流れる流体の流量を
超音波を利用して測定する超音波式渦流量計が知られて
いる。例えば、図8に示す従来の超音波式渦流量計10
1は、流体Fが流れる測定管102内に渦を発生させる
渦発生体103と、この渦発生体103の下流側で渦の
列を検出する渦検出部104とを備えている。この渦検
出部104は、図9に示すように、2組の超音波送信器
104a,104bと、2組の超音波受信器104c,
104dと、発振回路104eと、位相比較器104f
とを備えている。発振回路104eが超音波送信器10
4a,104bに超音波を発振させて超音波の経路を渦
が通過すると、超音波の位相が変化して経路S0 →S1
と経路S0 →S2 とでは位相のずれの方向が変化する。
従来の超音波式渦流量計101では、超音波受信器10
4c,104dが受信する2つの受信波形の位相を位相
比較器101fによって比較して渦信号を検出する。FIG. 8 is a block diagram of a conventional ultrasonic vortex flowmeter. FIG. 9 is a configuration diagram of a vortex detector of a conventional ultrasonic vortex flowmeter. 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an ultrasonic vortex flowmeter that measures the flow rate of a fluid flowing in a measurement tube using ultrasonic waves. For example, a conventional ultrasonic vortex flowmeter 10 shown in FIG.
1 includes a vortex generator 103 that generates a vortex in the measurement tube 102 through which the fluid F flows, and a vortex detector 104 that detects a row of vortices downstream of the vortex generator 103. As shown in FIG. 9, the vortex detector 104 includes two sets of ultrasonic transmitters 104a and 104b and two sets of ultrasonic receivers 104c and 104c.
104d, an oscillation circuit 104e, and a phase comparator 104f
And The oscillation circuit 104e is connected to the ultrasonic transmitter 10
When ultrasonic waves are oscillated at 4a and 104b and the vortex passes through the path of the ultrasonic wave, the phase of the ultrasonic wave changes and the path S 0 → S 1
And the path S 0 → S 2 , the direction of the phase shift changes.
In the conventional ultrasonic vortex flowmeter 101, the ultrasonic receiver 10
The vortex signal is detected by comparing the phases of the two received waveforms received by 4c and 104d by the phase comparator 101f.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】従来の超音波式渦流量
計101では、流量の計測が目的であるために、流体F
を通過してきた超音波から流量の計測に必要な位相変化
に関する情報のみを取り出して信号処理している。しか
し、測定対象物を通過してくる超音波には、測定対象物
の物性に関する情報が多く含まれている。特に、超音波
の音速は、測定対象物の性状を表わす指標となるが全く
利用されていなかった。In the conventional ultrasonic vortex flowmeter 101, since the purpose is to measure the flow rate, the fluid F
From the ultrasonic wave that has passed through, and extracts only information relating to the phase change necessary for measuring the flow rate, and performs signal processing. However, the ultrasonic wave passing through the measurement target contains much information on the physical properties of the measurement target. In particular, the sound speed of the ultrasonic wave is an index indicating the property of the object to be measured, but has not been used at all.
【0004】この発明の課題は、流体の物性に関する情
報を有効に利用することができる流体種類判別装置及び
流量計を提供することである。[0004] It is an object of the present invention to provide a fluid type discriminating apparatus and a flow meter that can effectively use information on the physical properties of a fluid.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】この発明は、以下のよう
な解決手段により、前記課題を解決する。なお、この発
明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この
実施形態に限定するものではない。請求項1の発明は、
流体(F)の種類を判別する流体種類判別装置であっ
て、前記流体に超音波を送信する超音波送信部(3)
と、前記流体内を通過する超音波を受信する超音波受信
部(4)と、前記超音波受信部の受信結果に基づいて、
前記流体内を通過する超音波の音速を測定する音速測定
部(7)と、前記音速測定部の測定結果に基づいて、前
記流体の種類を判別する流体種類判別部(9)とを備え
る流体種類判別装置(2)である。The present invention solves the above-mentioned problems by the following means. Note that description will be given with reference numerals corresponding to the embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to this embodiment. The invention of claim 1 is
An ultrasonic transmitter (3) for determining the type of a fluid (F), wherein the ultrasonic transmitter transmits an ultrasonic wave to the fluid.
And an ultrasonic receiving unit (4) for receiving an ultrasonic wave passing through the fluid, based on a reception result of the ultrasonic receiving unit,
A fluid comprising: a sound speed measuring unit (7) for measuring a sound speed of an ultrasonic wave passing through the fluid; and a fluid type judging unit (9) for judging the type of the fluid based on a measurement result of the sound speed measuring unit. A type determination device (2).
【0006】請求項2の発明は、請求項1に記載の流体
種類判別装置において、前記音速と前記流体の種類との
相関関係を流体情報として記憶する流体情報記憶部
(8)を備え、前記流体種類判別部は、前記音速に対応
する前記流体情報を前記流体情報記憶部から読み出して
前記流体の種類を判別することを特徴とする流体種類判
別装置である。According to a second aspect of the present invention, there is provided the fluid type discriminating apparatus according to the first aspect, further comprising a fluid information storage section (8) for storing a correlation between the sound speed and the type of the fluid as fluid information. The fluid type discrimination unit is a fluid type discrimination device that reads out the fluid information corresponding to the sound velocity from the fluid information storage unit and discriminates the type of the fluid.
【0007】請求項3の発明は、請求項2に記載の流体
種類判別装置において、前記流体種類判別部は、複数種
類の流体が測定管内を流れるときに、この測定管内を流
れる流体の種類の変化を検出することを特徴とする流体
種類判別装置である。According to a third aspect of the present invention, in the fluid type determining apparatus according to the second aspect, when the plurality of types of fluids flow through the measurement tube, the fluid type determination unit determines the type of the fluid flowing through the measurement tube. A fluid type discrimination device that detects a change.
【0008】請求項4の発明は、請求項1から請求項3
までのいずれか1項に記載の流体種類判別装置におい
て、前記流体の温度を測定する温度測定部(10)と、
前記温度が一定であるときには、前記流体の種類と前記
音速とに基づいて、この流体の圧力を推定する圧力推定
部(17)とを備えることを特徴とする流体種類判別装
置である。[0008] The invention of claim 4 is the first to third aspects of the present invention.
The fluid type discriminating apparatus according to any one of the above, wherein a temperature measuring unit (10) for measuring a temperature of the fluid;
A fluid type discriminating device comprising a pressure estimating unit (17) for estimating the pressure of the fluid based on the type of the fluid and the sound speed when the temperature is constant.
【0009】請求項5の発明は、請求項4に記載の流体
種類判別装置において、前記音速と前記圧力との相関関
係を前記流体の種類毎に圧力情報として記憶する圧力情
報記憶部(11)を備え、前記圧力推定部は、前記流体
の種類と前記音速とに対応する前記圧力情報を前記圧力
情報記憶部から読み出して前記圧力を推定することを特
徴とする流体種類判別装置である。According to a fifth aspect of the present invention, in the fluid type discriminating apparatus according to the fourth aspect, a pressure information storage section (11) for storing a correlation between the sound velocity and the pressure as pressure information for each type of the fluid. Wherein the pressure estimating unit reads out the pressure information corresponding to the type of the fluid and the sound velocity from the pressure information storage unit to estimate the pressure.
【0010】請求項6の発明は、請求項1から請求項3
までのいずれか1項に記載の流体種類判別装置におい
て、前記流体の圧力を測定する圧力測定部(13)と、
前記圧力が一定であるときには、前記流体の種類と前記
音速とに基づいて、この流体の温度を推定する温度推定
部(15)とを備えることを特徴とする流体種類判別装
置である。[0010] The invention of claim 6 is the first to third aspects of the present invention.
In the fluid type discriminating apparatus according to any one of the above, a pressure measuring unit (13) that measures a pressure of the fluid,
A fluid type discriminating apparatus comprising: a temperature estimating unit (15) for estimating the temperature of the fluid based on the type of the fluid and the sound velocity when the pressure is constant.
【0011】請求項7の発明は、請求項6に記載の流体
種類判別装置において、前記音速と前記温度との相関関
係を前記流体の種類毎に温度情報として記憶する温度情
報記憶部(14)を備え、前記温度推定部は、前記流体
の種類と前記音速とに対応する前記温度情報を前記温度
情報記憶部から読み出して前記温度を推定することを特
徴とする流体種類判別装置である。According to a seventh aspect of the present invention, in the fluid type discriminating apparatus according to the sixth aspect, a temperature information storage section (14) for storing a correlation between the sound velocity and the temperature as temperature information for each type of the fluid. Wherein the temperature estimating unit reads out the temperature information corresponding to the type of the fluid and the sound velocity from the temperature information storage unit to estimate the temperature.
【0012】請求項8の発明は、請求項1から請求項3
までのいずれか1項に記載の流体種類判別装置におい
て、前記流体の温度を測定する温度測定部(10)と、
前記温度が一定であるときには、前記流体の種類と前記
音速とに基づいて、この流体の密度を推定する密度推定
部(17)とを備えることを特徴とする流体種類判別装
置である。[0012] The invention of claim 8 is the first to third aspects of the present invention.
The fluid type discriminating apparatus according to any one of the above, wherein a temperature measuring unit (10) for measuring a temperature of the fluid;
A fluid type discriminating apparatus comprising: a density estimating unit (17) for estimating the density of the fluid based on the type of the fluid and the sound velocity when the temperature is constant.
【0013】請求項9の発明は、請求項1から請求項3
までのいずれか1項に記載の流体種類判別装置におい
て、前記流体の圧力を測定する圧力測定部(13)と、
前記圧力が一定であるときには、前記流体の種類と前記
音速とに基づいて、この流体の密度を推定する密度推定
部(17)とを備えることを特徴とする流体種類判別装
置である。[0013] The ninth aspect of the present invention is the first to third aspects.
In the fluid type discriminating apparatus according to any one of the above, a pressure measuring unit (13) that measures a pressure of the fluid,
A fluid type discriminating apparatus, comprising: a density estimating unit (17) for estimating the density of the fluid based on the type of the fluid and the sound velocity when the pressure is constant.
【0014】請求項10の発明は、請求項8又は請求項
9に記載の流体種類判別装置において、前記音速と前記
密度との相関関係を前記流体の種類毎に密度情報として
記憶する密度情報記憶部(16)を備え、前記密度推定
部は、前記流体の種類と前記音速とに対応する前記密度
情報を前記密度情報記憶部から読み出して前記密度を推
定することを特徴とする流体種類判別装置である。According to a tenth aspect of the present invention, in the fluid type discriminating apparatus according to the eighth or ninth aspect, density information storage for storing a correlation between the sound velocity and the density as density information for each type of the fluid. A fluid type discriminating device, comprising: a unit (16), wherein the density estimating unit reads the density information corresponding to the type of the fluid and the sound velocity from the density information storage unit and estimates the density. It is.
【0015】請求項11の発明は、請求項1から請求項
9までのいずれか1項に記載の流体種類判別装置におい
て、前記流体の種類、前記圧力、前記温度又は前記密度
のうち少なくとも一つの情報を表示する表示部(20)
を備えることを特徴とする流体種類判別装置である。According to an eleventh aspect of the present invention, in the fluid type discriminating apparatus according to any one of the first to ninth aspects, at least one of the type of the fluid, the pressure, the temperature, or the density is provided. Display for displaying information (20)
A fluid type discriminating apparatus comprising:
【0016】請求項12の発明は、測定管(1)内を流
れる流体(F)の流量を測定する流量計であって、請求
項1から請求項11までのいずれか1項に記載の流体種
類判別装置(2)と、前記超音波受信部(4)の受信結
果に基づいて前記流体の流量を演算する流量演算部(2
5)とを備える流量計(22)である。According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a flow meter for measuring a flow rate of a fluid (F) flowing in a measuring pipe (1), wherein the fluid according to any one of the first to eleventh aspects is provided. A type discrimination device (2) and a flow rate calculation unit (2) that calculates a flow rate of the fluid based on a reception result of the ultrasonic reception unit (4).
5) The flow meter (22) comprising:
【0017】(第1実施形態)以下、図面を参照して、
この発明の第1実施形態について詳しく説明する。図1
は、この発明の第1実施形態に係る流体種類判別装置の
構成図である。測定管1は、流体Fが流れる流路であ
る。測定管1には、図中矢印方向に気体、液体、蒸気な
どの流体Fが流れる。流体種類判別装置2は、流体の種
類を判別する装置である。流体種類判別装置2は、図1
に示すように、超音波送信部3と、超音波受信部4と、
駆動回路5と、信号処理回路6と、音速測定部7と、流
体情報記憶部8と、流体種類判別部9と、温度測定部1
0と、圧力情報記憶部11と、圧力推定部12と、圧力
測定部13と、温度情報記憶部14と、温度推定部15
と、密度情報記憶部16と、密度推定部17と、制御部
18と、モード切替部19と、表示部20と、データ出
力部21とを備えている。(First Embodiment) Hereinafter, referring to the drawings,
The first embodiment of the present invention will be described in detail. FIG.
FIG. 1 is a configuration diagram of a fluid type determination device according to a first embodiment of the present invention. The measurement tube 1 is a flow path through which the fluid F flows. A fluid F such as a gas, a liquid, or a vapor flows through the measurement tube 1 in the direction of the arrow in the figure. The fluid type determination device 2 is a device that determines the type of fluid. The fluid type discriminating apparatus 2 is shown in FIG.
As shown in, the ultrasonic transmitting unit 3, the ultrasonic receiving unit 4,
Drive circuit 5, signal processing circuit 6, sound velocity measuring section 7, fluid information storage section 8, fluid type determining section 9, temperature measuring section 1
0, a pressure information storage unit 11, a pressure estimation unit 12, a pressure measurement unit 13, a temperature information storage unit 14, and a temperature estimation unit 15.
And a density information storage unit 16, a density estimation unit 17, a control unit 18, a mode switching unit 19, a display unit 20, and a data output unit 21.
【0018】超音波送信部3は、流体Fに超音波を送信
する装置である。超音波送信部3は、測定管2の外周面
に取り付けられており、測定管2内に超音波を送信す
る。超音波受信部4は、流体F内を通過する超音波を受
信する装置である。超音波受信部4は、測定管2の外周
面に取り付けられており、超音波送信部3と対向して配
置されている。駆動回路5は、超音波送信部3を駆動す
るための回路であり、超音波送信部3に超音波を発振さ
せる発振回路などを備えている。信号処理回路6は、超
音波受信部4が出力する出力信号について所定の処理を
する回路である。信号処理回路6は、超音波受信部4の
出力信号を増幅する増幅回路や所定の周波数成分を通過
させるフィルタ回路などを備えている。The ultrasonic transmitter 3 is a device for transmitting ultrasonic waves to the fluid F. The ultrasonic transmitter 3 is attached to the outer peripheral surface of the measurement tube 2 and transmits an ultrasonic wave into the measurement tube 2. The ultrasonic receiver 4 is a device that receives an ultrasonic wave that passes through the fluid F. The ultrasonic receiving unit 4 is attached to the outer peripheral surface of the measuring tube 2 and is arranged to face the ultrasonic transmitting unit 3. The drive circuit 5 is a circuit for driving the ultrasonic transmission unit 3, and includes an oscillation circuit that causes the ultrasonic transmission unit 3 to oscillate ultrasonic waves. The signal processing circuit 6 is a circuit that performs predetermined processing on an output signal output from the ultrasonic receiving unit 4. The signal processing circuit 6 includes an amplifier circuit for amplifying an output signal of the ultrasonic receiving unit 4, a filter circuit for passing a predetermined frequency component, and the like.
【0019】音速測定部7は、超音波受信部4の受信結
果に基づいて、流体F内を通過する超音波の音速を測定
する部分である。音速測定部7は、流体部分を通過する
超音波の伝搬距離Dと、流体部分を通過する超音波の伝
搬時間tとに基づいて、流体F内を通過してきた超音波
の音速V=D/tを算出する。音速測定部7は、算出し
た音速Vを音速情報として流体種類判別部9、圧力推定
部12、温度推定部15及び密度推定部17に出力す
る。The sound velocity measuring section 7 is a section for measuring the sound velocity of the ultrasonic wave passing through the fluid F based on the reception result of the ultrasonic receiving section 4. Based on the propagation distance D of the ultrasonic wave passing through the fluid portion and the propagation time t of the ultrasonic wave passing through the fluid portion, the sound speed measuring section 7 determines the sound speed V of the ultrasonic wave passing through the fluid F = D / Calculate t. The sound speed measuring unit 7 outputs the calculated sound speed V as sound speed information to the fluid type determining unit 9, the pressure estimating unit 12, the temperature estimating unit 15, and the density estimating unit 17.
【0020】流体情報記憶部8は、音速測定部7が測定
した音速Vと測定管1内を流れる流体Fの種類との相関
関係を流体情報として記憶する部分である。流体F内を
通過する超音波の音速Vは、流体Fの種類、温度、圧
力、密度に応じて異なる値を示す。例えば、水中を通過
する超音波の音速Vは約1500(m/s)程度であ
り、油中を通過する超音波の音速Vは約1000(m/
s)以下である。流体情報記憶部8には、流体Fを通過
する超音波の音速Vに関する情報が各流体毎に記憶され
ている。The fluid information storage section 8 is a section for storing, as fluid information, a correlation between the sound velocity V measured by the sound velocity measuring section 7 and the type of the fluid F flowing in the measuring tube 1. The sound velocity V of the ultrasonic wave passing through the fluid F shows different values according to the type, temperature, pressure, and density of the fluid F. For example, the sound velocity V of an ultrasonic wave passing through water is about 1500 (m / s), and the sound velocity V of an ultrasonic wave passing through oil is about 1000 (m / s).
s) The following is true. The fluid information storage unit 8 stores information on the sound velocity V of the ultrasonic wave passing through the fluid F for each fluid.
【0021】流体種類判別部9は、音速測定部7の測定
結果に基づいて、流体Fの種類を判別する部分である。
流体種類判別部9は、音速情報に対応する流体情報を流
体情報記憶部8から読み出して、流体Fの種類を判別す
る。流体種類判別部9は、例えば、水と油とを判別する
判別レベル(しきい値)Vth=1200(m/s)であ
るときには、測定された音速Vがこの判別レベルVthよ
りも大きいときには流体Fが水であると判別し、測定さ
れた音速Vがこの判別レベルVthよりも小さいときには
流体Fが油であると判別する。流体種類判別部9は、例
えば、測定管1内に水と油を交互に流したり、測定管1
内を流れる流体Fが水から油になったときに、測定管1
内を現在流れている流体Fの種類や、測定管1内を流れ
る流体Fの変を検出して、これらの検出結果を流体情報
として出力する。The fluid type discriminating section 9 is a section for discriminating the type of the fluid F based on the measurement result of the sound velocity measuring section 7.
The fluid type determination unit 9 reads the fluid information corresponding to the sound speed information from the fluid information storage unit 8 and determines the type of the fluid F. For example, when the determination level (threshold) V th = 1200 (m / s) for determining water and oil, the measured sound velocity V is higher than the determination level V th. Sometimes, it is determined that the fluid F is water, and when the measured sound velocity V is lower than the determination level Vth, it is determined that the fluid F is oil. The fluid type discriminating unit 9 may, for example, alternately flow water and oil into the measurement tube 1 or
When the fluid F flowing inside changes from water to oil, the measuring tube 1
It detects the type of the fluid F currently flowing in the inside and changes in the fluid F flowing in the measuring tube 1 and outputs the detection results as fluid information.
【0022】温度測定部10は、流体Fの温度を測定す
る装置である。温度測定部10は、測定管1内を流れる
流体Fの温度を検出するセンサなどを備えている。温度
測定部10は、測定した流体Fの温度を温度情報として
圧力推定部12に出力する。The temperature measuring section 10 is a device for measuring the temperature of the fluid F. The temperature measurement unit 10 includes a sensor for detecting the temperature of the fluid F flowing in the measurement tube 1 and the like. The temperature measurement unit 10 outputs the measured temperature of the fluid F to the pressure estimation unit 12 as temperature information.
【0023】圧力情報記憶部11は、音速測定部7が測
定した音速と前記流体Fの圧力との相関関係を流体Fの
種類毎に圧力情報として記憶する部分である。流体Fの
種類が同一である場合には、流体F内を通過する超音波
の音速は、温度と圧力との関数で定まるために、流体F
の種類を判別して温度又は圧力のいずれか一方を測定す
れば他方を推定することができる。例えば、測定管1内
を流れる流体Fの温度が一定である場合には、この流体
Fを通過した超音波の音速に基づいて、この流体Fの圧
力を推定することができる。圧力情報記憶部11は、音
速測定部7が測定した音速と温度測定部10が測定した
温度とから圧力を推定するための圧力情報テーブルを備
えている。The pressure information storage section 11 is a section for storing the correlation between the sound velocity measured by the sound velocity measuring section 7 and the pressure of the fluid F as pressure information for each type of the fluid F. When the type of the fluid F is the same, the sound speed of the ultrasonic wave passing through the fluid F is determined by a function of the temperature and the pressure.
If one of the temperature and the pressure is measured by determining the type, the other can be estimated. For example, when the temperature of the fluid F flowing in the measurement tube 1 is constant, the pressure of the fluid F can be estimated based on the sound speed of the ultrasonic wave passing through the fluid F. The pressure information storage unit 11 includes a pressure information table for estimating a pressure from the sound speed measured by the sound speed measurement unit 7 and the temperature measured by the temperature measurement unit 10.
【0024】図2は、この発明の第1実施形態に係る流
体種類判別装置の圧力情報記憶部に記憶された圧力情報
テーブルを説明するための図である。図2に示す縦欄
は、温度測定部10が測定した温度T1 ,…,Tn であ
り、横欄は音速測定部7が測定した音速V1 ,…,Vm
である。圧力情報記憶部11には、図2に示すように、
各温度T1 ,…,Tnが一定である場合の音速V1 ,
…,Vmと対応する圧力P11,…,Pnmが流体F1 ,F2
,…, Fx 毎に圧力情報としてテーブル化され記憶さ
れている。例えば、温度測定部10が測定した流体F1
の温度T=T2 であり、音速測定部7が測定した流体F
1 の音速V=V3 である場合には、この流体F1 の温度
T2 が一定であるときには圧力P=P23である。FIG. 2 is a view for explaining a pressure information table stored in the pressure information storage section of the fluid type discriminating apparatus according to the first embodiment of the present invention. Longitudinal column shown in Figure 2, temperature T 1 of the temperature measuring unit 10 has measured, ..., a T n, Yokoran the acoustic velocity V 1 sound speed measuring section 7 is measured, ..., V m
It is. In the pressure information storage unit 11, as shown in FIG.
The speed of sound V 1 , when each temperature T 1 ,..., Tn is constant,
..., the pressure P 11 corresponding to V m, ..., P nm fluid F 1, F 2
, ..., it is converted into a table as a pressure information stored for each F x. For example, the fluid F 1 measured by the temperature measurement unit 10
A temperature T = T 2, the fluid sound speed measuring section 7 is measured F
If it is the first acoustic velocity V = V 3 is a pressure P = P 23 when temperature T 2 of the fluid F 1 is constant.
【0025】図1に示す圧力推定部12は、温度が一定
であるときには、流体Fの種類と音速とに基づいてこの
流体Fの圧力を推定する。圧力推定部12は、流体種類
判別部9が判別した流体Fの種類と音速測定部7が測定
した音速とに対応する圧力情報を圧力情報記憶部11か
ら読み出して、この流体Fの圧力を推定する。圧力推定
部12は、圧力情報記憶部11から読み出した圧力情報
を制御部18に出力する。このように、この第1実施形
態では、流体種類判別装置2に圧力測定機能を付加する
ことができる。When the temperature is constant, the pressure estimating section 12 shown in FIG. 1 estimates the pressure of the fluid F based on the type and sound speed of the fluid F. The pressure estimating unit 12 reads pressure information corresponding to the type of the fluid F determined by the fluid type determining unit 9 and the sound speed measured by the sound speed measuring unit 7 from the pressure information storage unit 11, and estimates the pressure of the fluid F. I do. The pressure estimation unit 12 outputs the pressure information read from the pressure information storage unit 11 to the control unit 18. As described above, in the first embodiment, a pressure measurement function can be added to the fluid type determination device 2.
【0026】圧力測定部13は、流体Fの圧力を測定す
る装置である。圧力測定部13は、測定管1内を流れる
流体Fの圧力を検出するセンサなどを備えている。圧力
測定部13は、測定した流体Fの圧力を圧力情報として
温度推定部15に出力する。The pressure measuring section 13 is a device for measuring the pressure of the fluid F. The pressure measuring unit 13 includes a sensor that detects the pressure of the fluid F flowing in the measuring tube 1 and the like. The pressure measuring unit 13 outputs the measured pressure of the fluid F to the temperature estimating unit 15 as pressure information.
【0027】温度情報記憶部14は、音速測定部7が測
定した音速と流体Fの温度との相関関係を流体Fの種類
毎に温度情報として記憶する部分である。測定管1内を
流れる流体Fの圧力が一定である場合には、この流体F
を通過した超音波の音速に基づいて、この流体Fの温度
を推定することができる。温度情報記憶部14は、音速
測定部7が測定した音速と圧力測定部13が測定した圧
力とから温度を推定するための温度情報テーブルを備え
ている。The temperature information storage section 14 is a section for storing the correlation between the sound velocity measured by the sound velocity measuring section 7 and the temperature of the fluid F as temperature information for each type of the fluid F. When the pressure of the fluid F flowing in the measurement tube 1 is constant, the fluid F
The temperature of the fluid F can be estimated based on the speed of sound of the ultrasonic wave that has passed through. The temperature information storage unit 14 includes a temperature information table for estimating a temperature from the sound speed measured by the sound speed measurement unit 7 and the pressure measured by the pressure measurement unit 13.
【0028】図3は、この発明の第1実施形態に係る流
体種類判別装置の温度情報記憶部に記憶された温度情報
テーブルを説明するための図である。図3に示す縦欄
は、圧力測定部13が測定した圧力P1 ,…,Pn であ
り、横欄は音速測定部7が測定した音速V1 ,…,Vm
である。温度情報記憶部14には、図3に示すように、
各圧力P1 ,…,Pnが一定である場合の音速V1 ,
…,Vmと対応する温度T11,…,Tnmが流体F1 ,F2
,…, Fx 毎に温度情報としてテーブル化され記憶さ
れている。例えば、圧力測定部13が測定した流体F1
の圧力P=P2 であり、音速測定部7が測定した流体F
1 の音速V=V3 である場合には、この流体F1 の圧力
P2 が一定であるときには温度T=T23である。FIG. 3 is a view for explaining a temperature information table stored in the temperature information storage section of the fluid type discriminating apparatus according to the first embodiment of the present invention. Longitudinal column shown in FIG. 3, the pressure P 1 of the pressure measuring unit 13 has measured, ..., a P n, Yokoran the acoustic velocity V 1 sound speed measuring section 7 is measured, ..., V m
It is. In the temperature information storage unit 14, as shown in FIG.
Each pressure P 1, ..., acoustic velocity V 1 of the case where P n is constant,
..., the temperature T 11 corresponding to V m, ..., T nm fluid F 1, F 2
, ..., it is tabulated as the temperature information for each F x are stored. For example, the fluid F 1 measured by the pressure measurement unit 13
Pressure P = P 2 , and the fluid F measured by the sound velocity measuring unit 7
If it is the first acoustic velocity V = V 3 is at a temperature T = T 23 when the pressure P 2 of the fluid F 1 is constant.
【0029】図1に示す温度推定部15は、圧力が一定
であるときには、流体Fの種類と音速とに基づいてこの
流体Fの温度を推定する。温度推定部15は、流体種類
判別部9が判別した流体Fの種類と音速測定部7が測定
した音速とに対応する温度情報を温度情報記憶部14か
ら読み出して、この流体Fの圧力を推定する。温度推定
部15は、温度情報記憶部14から読み出した温度情報
を制御部18に出力する。このようにに、この第1実施
形態では、流体種類判別装置2に温度測定機能を付加す
ることができる。When the pressure is constant, the temperature estimating section 15 shown in FIG. 1 estimates the temperature of the fluid F based on the type and sound speed of the fluid F. The temperature estimating unit 15 reads temperature information corresponding to the type of the fluid F determined by the fluid type determining unit 9 and the sound speed measured by the sound speed measuring unit 7 from the temperature information storage unit 14 and estimates the pressure of the fluid F. I do. The temperature estimating unit 15 outputs the temperature information read from the temperature information storage unit 14 to the control unit 18. As described above, in the first embodiment, a temperature measurement function can be added to the fluid type determination device 2.
【0030】密度情報記憶部16は、音速測定部7が測
定した音速と前記流体Fの密度との相関関係を流体Fの
種類毎に密度情報として記憶する部分である。測定管1
内を流れる流体Fが気体であって温度又は圧力が一定で
ある場合には、この流体Fを通過した超音波の音速Vに
基づいて、この流体Fの密度を推定することができる。
密度情報記憶部16は、温度が一定であるときに、音速
測定部7が測定した音速と温度測定部13が測定した温
度とから密度を推定するための密度情報テーブルAと、
圧力が一定であるときに、音速測定部7が測定した音速
と圧力測定部13が測定した圧力とから密度を推定する
ための密度情報テーブルBとを備えている。The density information storage section 16 is a section for storing the correlation between the sound velocity measured by the sound velocity measuring section 7 and the density of the fluid F as density information for each type of the fluid F. Measuring tube 1
When the fluid F flowing inside is a gas and has a constant temperature or pressure, the density of the fluid F can be estimated based on the sound speed V of the ultrasonic wave passing through the fluid F.
The density information storage unit 16 includes a density information table A for estimating the density from the sound speed measured by the sound speed measurement unit 7 and the temperature measured by the temperature measurement unit 13 when the temperature is constant,
A density information table B for estimating the density from the sound speed measured by the sound speed measuring unit 7 and the pressure measured by the pressure measuring unit 13 when the pressure is constant is provided.
【0031】図4は、この発明の第1実施形態に係る流
体種類判別装置の密度情報記憶部に記憶された密度情報
テーブルAを説明するための図である。図5は、この発
明の第1実施形態に係る流体種類判別装置の密度情報記
憶部に記憶された密度情報テーブルBを説明するための
図である。図4に示す縦欄は、温度測定部10が測定し
た温度T1 ,…,Tn であり、横欄は音速測定部7が測
定した音速V1 ,…,Vm である。図5に示す縦欄は、
圧力測定部13が測定した圧力P1 ,…,Pn であり、
横欄は音速測定部7が測定した音速V1 ,…,Vm であ
る。密度情報記憶部16には、図4に示すように、各温
度T1 ,…,Tn が一定である場合の音速V1 ,…,V
m と対応する密度ρ 11,…,ρnmが流体F1 ,F2 ,
…, Fx 毎に密度情報としてテーブル化され記憶されて
いる。また、密度情報記憶部16には、図5に示すよう
に、各圧力P1,…,Pm が一定である場合の音速V
1 ,…,Vn と対応する密度ρ11,…,ρ mnが流体F
1 ,F2 ,…, Fx 毎に密度情報としてテーブル化され
記憶されている。例えば、温度測定部10が測定した流
体F1 の温度T=T2 であり、音速測定部7が測定した
流体F1 の音速V=V3 である場合には、この流体F1
の温度T2 が一定であるときには密度ρ=ρ23である。FIG. 4 shows a flow chart according to the first embodiment of the present invention.
Density information stored in the density information storage unit of the body type determination device
FIG. 4 is a diagram for explaining a table A. FIG.
Of density information of the fluid type discriminating apparatus according to the first embodiment of the present invention
For explaining the density information table B stored in the storage unit
FIG. The vertical column shown in FIG.
Temperature T1 , ..., Tn In the horizontal column, the sound speed measurement unit 7 measures
Fixed sound velocity V1 , ..., Vm It is. The vertical column shown in FIG.
Pressure P measured by pressure measurement unit 131 , ..., Pn And
The horizontal column is the sound velocity V measured by the sound velocity measuring unit 7.1 , ..., Vm In
You. As shown in FIG.
Degree T1 , ..., Tn Velocity V when is constant1 , ..., V
m And the corresponding density ρ 11,…, ΡnmIs fluid F1 , FTwo ,
…, Fx Tabled and stored as density information for each
I have. In addition, the density information storage unit 16 stores, as shown in FIG.
And each pressure P1, ..., Pm Velocity V when is constant
1 , ..., Vn And the corresponding density ρ11,…, Ρ mnIs fluid F
1 , FTwo , ..., Fx Is tabulated as density information for each
It is remembered. For example, the flow measured by the temperature measurement unit 10
Body F1 Temperature T = TTwo And measured by the sound velocity measuring unit 7
Fluid F1 Speed of sound V = VThree , This fluid F1
Temperature TTwo Is constant, the density ρ = ρtwenty threeIt is.
【0032】図1に示す密度推定部17は、温度又は圧
力が一定であるときには、流体Fの種類と音速とに基づ
いてこの流体Fの密度を推定する。密度推定部17は、
流体種類判別部9が判別した流体Fの種類と音速測定部
7が測定した音速とに対応する密度情報を密度情報記憶
部16から読み出して、この流体Fの密度を推定する。
密度推定部17は、密度情報記憶部16から読み出した
密度情報を制御部18に出力する。このように、この第
1実施形態では、流体種類判別装置2に密度測定機能を
付加することができる。When the temperature or pressure is constant, the density estimating section 17 shown in FIG. 1 estimates the density of the fluid F based on the type of the fluid F and the speed of sound. The density estimating unit 17
The density information corresponding to the type of the fluid F determined by the fluid type determination unit 9 and the sound velocity measured by the sound speed measurement unit 7 is read from the density information storage unit 16 to estimate the density of the fluid F.
The density estimating unit 17 outputs the density information read from the density information storage unit 16 to the control unit 18. As described above, in the first embodiment, a density measurement function can be added to the fluid type determination device 2.
【0033】制御部18は、流体種類判別装置2の種々
の動作を制御する中央処理部(CPU)である。制御部
18は、駆動回路5、温度測定部10及び圧力測定部1
3を動作制御したり、流体種類判別部9が出力する流体
情報や圧力推定部12が出力する圧力情報などを表示部
20及びデータ出力部21に出力する。The control unit 18 is a central processing unit (CPU) for controlling various operations of the fluid type discriminating apparatus 2. The control unit 18 includes the drive circuit 5, the temperature measurement unit 10, and the pressure measurement unit 1.
3 and outputs the fluid information output by the fluid type determining unit 9 and the pressure information output by the pressure estimating unit 12 to the display unit 20 and the data output unit 21.
【0034】モード切替部19は、圧力を推定する圧力
推定モードと、温度を推定する温度推定モードと、温度
を測定して密度を推定する密度推定モードAと、圧力を
測定して密度を推定する密度推定モードBとに切り替え
る装置である。モード切替部19は、選択された推定モ
ードに関する情報を制御部18に出力する。表示部20
は、流体Fの種類、圧力、温度又は密度のうち少なくと
も一つの情報を表示する装置である。表示部20は、こ
れらの情報をディジタル表示する液晶表示部などを備え
ている。データ出力部21は、流体Fの種類、圧力、温
度又は密度のうち少なくとも一つ情報を出力する部分で
ある。データ出力部21は、これらの情報を伝達する通
信回線などに接続される。The mode switching section 19 includes a pressure estimation mode for estimating pressure, a temperature estimation mode for estimating temperature, a density estimation mode A for estimating density by measuring temperature, and a density estimation mode A for estimating density by measuring pressure. To switch to the density estimation mode B. The mode switching unit 19 outputs information on the selected estimation mode to the control unit 18. Display unit 20
Is a device for displaying at least one of the type, pressure, temperature and density of the fluid F. The display unit 20 includes a liquid crystal display unit for digitally displaying such information. The data output unit 21 is a unit that outputs at least one of the type, pressure, temperature, and density of the fluid F. The data output unit 21 is connected to a communication line for transmitting such information.
【0035】次に、この発明の第1実施形態に係る流体
種類判別装置の動作を説明する。図6は、この発明の第
1実施形態に係る流体種類判別装置の動作を説明するた
めのフローチャートである。ステップ(以下、Sとい
う)100において、超音波送信部3が超音波を送信す
る。制御部18が駆動回路5を動作制御すると、測定管
1内を流れる流体Fに超音波送信部3が超音波を送信す
る。Next, the operation of the fluid type discriminating apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a flowchart for explaining the operation of the fluid type determination device according to the first embodiment of the present invention. In step (hereinafter, referred to as S) 100, the ultrasonic transmitter 3 transmits an ultrasonic wave. When the control unit 18 controls the operation of the drive circuit 5, the ultrasonic transmission unit 3 transmits ultrasonic waves to the fluid F flowing in the measurement tube 1.
【0036】S200において、超音波受信部4が超音
波を受信する。流体Fを通過してきた超音波を超音波受
信部4が受信する。In S200, the ultrasonic wave receiving section 4 receives an ultrasonic wave. The ultrasonic wave that has passed through the fluid F is received by the ultrasonic wave receiving unit 4.
【0037】S300において、音速測定部7が音速を
測定する。超音波受信部4が出力する出力信号に基づい
て、流体Fを通過してきた超音波の音速を音速測定部7
が測定する。In S300, the sound speed measuring section 7 measures the sound speed. Based on the output signal output from the ultrasonic receiving unit 4, the sound speed of the ultrasonic wave passing through the fluid F is measured by the sound speed measuring unit 7.
Measure.
【0038】S400において、流体種類判別部9が流
体Fの種類を判別する。流体種類判別部9は、音速測定
部7が出力する音速情報に基づいて、この音速情報に対
応する流体情報を流体情報記憶部8から読み出し流体F
の種類を判別する。In S400, the fluid type determining section 9 determines the type of the fluid F. The fluid type determination unit 9 reads out fluid information corresponding to the sound speed information from the fluid information storage unit 8 based on the sound speed information output from the sound speed measurement unit 7, and reads the fluid F
Is determined.
【0039】S500において、圧力推定モードが選択
されたか否かを制御部18が判断する。制御部18は、
モード切替部19が出力する出力信号に基づいて、圧力
推定モードが選択されたか否かを判断する。圧力推定モ
ードが選択されたときにはS600に進み、圧力推定モ
ードが選択されなかったときにはS900に進む。In S500, the control unit 18 determines whether the pressure estimation mode has been selected. The control unit 18
It is determined whether or not the pressure estimation mode has been selected based on the output signal output from the mode switching unit 19. When the pressure estimation mode is selected, the process proceeds to S600, and when the pressure estimation mode is not selected, the process proceeds to S900.
【0040】S600において、温度測定部10が温度
を測定する。制御部18が温度測定部10を動作制御す
ると、測定管1内の流体Fの温度を温度測定部10が測
定する。In S600, the temperature measuring section 10 measures the temperature. When the control unit 18 controls the operation of the temperature measurement unit 10, the temperature measurement unit 10 measures the temperature of the fluid F in the measurement tube 1.
【0041】S700において、圧力推定部12が圧力
情報テーブルを参照する。圧力推定部12は、圧力情報
記憶部8に記憶された圧力情報テーブルを参照する。In S700, the pressure estimating unit 12 refers to the pressure information table. The pressure estimating unit 12 refers to the pressure information table stored in the pressure information storage unit 8.
【0042】S800において、圧力推定部12が圧力
を推定する。圧力推定部12は、音速情報と流体情報と
に対応する圧力情報を圧力情報テーブルから読み出して
流体Fの圧力を推定する。In S800, the pressure estimating unit 12 estimates the pressure. The pressure estimating unit 12 estimates pressure of the fluid F by reading pressure information corresponding to the sound speed information and the fluid information from the pressure information table.
【0043】S900において、温度推定モードが選択
されたか否かを制御部18が判断する。温度推定モード
が選択されたときにはS1000に進み、温度推定モー
ドが選択されなかったときにはS1300に進む。In S900, control unit 18 determines whether or not the temperature estimation mode has been selected. When the temperature estimation mode is selected, the process proceeds to S1000, and when the temperature estimation mode is not selected, the process proceeds to S1300.
【0044】S1000において、圧力測定部13が圧
力を測定する。制御部18が圧力測定部13を動作制御
すると、測定管1内の流体Fの圧力を圧力測定部13が
測定する。In S1000, the pressure measuring section 13 measures the pressure. When the control unit 18 controls the operation of the pressure measurement unit 13, the pressure measurement unit 13 measures the pressure of the fluid F in the measurement pipe 1.
【0045】S1100において、温度推定部15が温
度情報テーブルを参照する。温度推定部15は、温度情
報記憶部14に記憶された温度情報テーブルを参照す
る。In S1100, temperature estimating section 15 refers to the temperature information table. The temperature estimating unit 15 refers to the temperature information table stored in the temperature information storage unit 14.
【0046】S1200において、温度推定部15が温
度を推定する。温度推定部15は、音速情報と流体情報
とに対応する温度情報を温度情報テーブルから読み出し
て流体Fの温度を推定する。At S1200, temperature estimating section 15 estimates the temperature. The temperature estimating unit 15 reads out temperature information corresponding to the sound velocity information and the fluid information from the temperature information table, and estimates the temperature of the fluid F.
【0047】S1300において、密度推定モードAが
選択されたか否かを制御部18が判断する。密度推定モ
ードAが選択されたときにはS1400に進み、密度推
定モードBが選択されたときにはS1700に進む。In S1300, control unit 18 determines whether or not density estimation mode A has been selected. When the density estimation mode A is selected, the process proceeds to S1400, and when the density estimation mode B is selected, the process proceeds to S1700.
【0048】S1400において、温度測定部10が温
度を測定し、S1500において、密度推定部17が密
度情報テーブルAを参照する。S1600において、密
度推定部17が密度を推定する。密度推定部17は、音
速情報と流体情報とに対応する密度情報を密度情報テー
ブルAから読み出して流体Fの密度を推定する。In S1400, the temperature measuring section 10 measures the temperature. In S1500, the density estimating section 17 refers to the density information table A. In S1600, the density estimating unit 17 estimates the density. The density estimating unit 17 reads the density information corresponding to the sound velocity information and the fluid information from the density information table A, and estimates the density of the fluid F.
【0049】S1700において、圧力測定部13が圧
力を測定し、S1800において、密度推定部17が密
度情報テーブルBを参照する。S1900において、密
度推定部17が密度を推定する。密度推定部17は、音
速情報と流体情報とに対応する密度情報を密度情報テー
ブルBから読み出して流体Fの密度を推定する。In S1700, the pressure measuring unit 13 measures the pressure. In S1800, the density estimating unit 17 refers to the density information table B. In S1900, the density estimating unit 17 estimates the density. The density estimating unit 17 reads the density information corresponding to the sound velocity information and the fluid information from the density information table B and estimates the density of the fluid F.
【0050】この発明の第1実施形態に係る流体種類判
別装置には、以下に記載するような効果がある。 (1) この第1実施形態では、流体F内を通過する超音波
の音速を音速測定部7が測定して、この流体Fの種類を
流体種類判別部9が判別する。その結果、流体Fを通過
してきた超音波信号から、流体Fの性状を表わす際に指
標となるこの流体Fの物性に関する情報を抽出して有効
に利用することができる。The fluid type discriminating apparatus according to the first embodiment of the present invention has the following effects. (1) In the first embodiment, the sound velocity of the ultrasonic wave passing through the fluid F is measured by the sound velocity measuring unit 7, and the type of the fluid F is determined by the fluid type determining unit 9. As a result, information on the physical properties of the fluid F, which serves as an index when indicating the properties of the fluid F, can be extracted and effectively used from the ultrasonic signal that has passed through the fluid F.
【0051】(2) この第1実施形態では、流体Fの種類
と音速との相関関係を流体情報記憶部8が流体情報とし
て記憶し、音速測定部7が測定した音速に対応する流体
情報を流体情報記憶部8から読み出して流体Fの種類を
流体種類判別部9が判別する。このために、流体Fを通
過してきた超音波の音速を測定することで、測定管1内
を流れる流体Fの種類を判別することができる。また、
測定管1内を複数種類の流体が流れるときに現在流れて
いる流体の種類を判別することができるとともに、測定
管1内を流れる流体Fがある流体から他の流体になった
ときに、流体Fの種類の変化を検出することができる。(2) In the first embodiment, the fluid information storage unit 8 stores the correlation between the type of the fluid F and the sound speed as fluid information, and stores the fluid information corresponding to the sound speed measured by the sound speed measuring unit 7. The type of the fluid F read from the fluid information storage unit 8 is determined by the fluid type determination unit 9. For this reason, the type of the fluid F flowing in the measurement tube 1 can be determined by measuring the sound speed of the ultrasonic wave that has passed through the fluid F. Also,
When a plurality of types of fluids flow through the measuring tube 1, the type of the current flowing fluid can be determined, and when the fluid F flowing through the measuring tube 1 changes from one fluid to another fluid, A change in the type of F can be detected.
【0052】(第2実施形態)図7は、この発明の第2
実施形態に係る流量計の構成図である。以下では、図1
に示す部分と同一の部分は、同一の番号を付して詳細な
説明を省略する。流量計22は、測定管1内を流れる流
体Fの流量を測定する装置である。流量計22は、測定
管1内に発生する渦の周波数を超音波によって検出する
超音波式渦流量計である。流量計22は、測定管1と、
流体種類判別装置2と、渦発生体23と、信号処理回路
24と、流量演算部25とを備えている。(Second Embodiment) FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention.
It is a lineblock diagram of a flow meter concerning an embodiment. In the following, FIG.
The same reference numerals are given to the same parts as those shown in FIG. The flow meter 22 is a device that measures the flow rate of the fluid F flowing in the measurement tube 1. The flow meter 22 is an ultrasonic vortex flow meter that detects the frequency of a vortex generated in the measurement tube 1 by ultrasonic waves. The flow meter 22 includes the measuring tube 1 and
The apparatus includes a fluid type determination device 2, a vortex generator 23, a signal processing circuit 24, and a flow rate calculation unit 25.
【0053】渦発生体23は、測定管1内に渦を発生さ
せる柱状物である。信号処理回路24は、超音波受信部
4が出力する出力信号を所定の処理をする回路である。
信号処理回路24は、渦の周波数に比例するパルス列信
号に変換する回路などを備えている。流量演算部25
は、超音波受信部4の受信結果に基づいて流体Fの流量
を演算する部分である。The vortex generator 23 is a column that generates a vortex in the measuring tube 1. The signal processing circuit 24 is a circuit that performs a predetermined process on an output signal output from the ultrasonic receiving unit 4.
The signal processing circuit 24 includes a circuit for converting a pulse train signal proportional to the frequency of the vortex. Flow rate calculator 25
Is a part for calculating the flow rate of the fluid F based on the reception result of the ultrasonic receiving unit 4.
【0054】次に、この発明の第2実施形態に係る流量
計の動作を説明する。測定管1内に流体Fが流れると、
渦発生体23の下流側に渦が交互に放出され、測定管1
内を蛇行する流れが発生し、渦の放出に同期してこの流
れは方向が反転する。その結果、流体Fを通過する超音
波が加速と減速とを繰り返して超音波の音速が周期的に
変化し、超音波受信部4への到達時間が変化する。流量
演算部25は、渦の周期に比例した周波数変調(FM変
調)に基づいて渦を検出し、流体Fの流量を演算する。Next, the operation of the flow meter according to the second embodiment of the present invention will be described. When the fluid F flows in the measuring tube 1,
Vortices are alternately discharged to the downstream side of the vortex generator 23, and the measuring tube 1
A meandering flow occurs in the flow, and this flow reverses direction in synchronization with the discharge of the vortex. As a result, the ultrasonic wave passing through the fluid F repeats acceleration and deceleration, and the sound speed of the ultrasonic wave changes periodically, and the arrival time at the ultrasonic receiver 4 changes. The flow rate calculation unit 25 detects the vortex based on frequency modulation (FM modulation) proportional to the cycle of the vortex, and calculates the flow rate of the fluid F.
【0055】この発明の第2実施形態に係る流量計に
は、以下に記載する効果がある。この第2実施形態で
は、流体Fの種類を判別する流体種類判別装置3を備え
ている。このために、流体Fの流量を測定する流量測定
機能に加えて、流体種類判別機能や温度測定機能などを
付加することができる。また、流量測定用の超音波送信
部3及び超音波受信部4を流体種類判別用に兼用するこ
とができるために、簡単な構成でコンパクトな装置にす
ることができる。The flow meter according to the second embodiment of the present invention has the following effects. In the second embodiment, a fluid type determining device 3 for determining the type of the fluid F is provided. For this reason, in addition to the flow rate measurement function for measuring the flow rate of the fluid F, a fluid type determination function, a temperature measurement function, and the like can be added. In addition, since the ultrasonic wave transmitting unit 3 and the ultrasonic wave receiving unit 4 for measuring the flow rate can also be used for discriminating the fluid type, a compact device with a simple configuration can be provided.
【0056】この発明は、以上説明した実施形態に限定
するものではなく、以下に記載するように種々の変形又
は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内であ
る。 (1) この第1実施形態では、流体種別判別機能、温度測
定機能及び圧力測定機能などを全て備える場合を例に挙
げて説明したが、これらの機能を任意に組み合わせた装
置構成や単独の装置構成としてもよい。また、この第1
実施形態では、予めデータベース化された圧力情報テー
ブルなどを例に挙げて説明したが、音速情報と温度情報
とから圧力を演算式によって演算し推定してもよい。The present invention is not limited to the embodiment described above, but various modifications or changes can be made as described below, and these are also within the scope of the present invention. (1) In the first embodiment, a case has been described as an example in which all of the fluid type determination function, the temperature measurement function, the pressure measurement function, and the like are provided, but a device configuration in which these functions are arbitrarily combined or a single device It may be configured. In addition, this first
In the embodiment, the pressure information table or the like prepared in advance as a database has been described as an example. However, the pressure may be calculated and estimated from the sound speed information and the temperature information by an arithmetic expression.
【0057】(2) この第2実施形態では、超音波式渦流
量計に流体種類判別機能を付加した場合を例に挙げて説
明したがこれに限定するものではない。例えば、測定管
内の流体に超音波を斜めに横切るように通過させて伝搬
時間の往復の差を測定し、流体の流量を測定する伝搬時
間差式の超音波流量計や、測定管内の流体に超音波を送
信しこの流体から超音波を反射させ、ドップラー効果を
利用して流体の流量を測定するドップラー式の超音波流
量計についても、この発明を適用することができる。(2) In the second embodiment, the case where the fluid type discriminating function is added to the ultrasonic vortex flowmeter has been described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, ultrasonic waves pass obliquely across the fluid in the measurement tube to measure the difference in the reciprocation of the propagation time, and a propagation time difference type ultrasonic flow meter that measures the flow rate of the fluid, or the ultrasonic wave in the fluid in the measurement tube The present invention can also be applied to a Doppler ultrasonic flowmeter that transmits a sound wave, reflects ultrasonic waves from the fluid, and measures the flow rate of the fluid using the Doppler effect.
【0058】[0058]
【発明の効果】以上説明したように、この発明による
と、流体内を通過する超音波の音速を測定して、この流
体の種類を判別するので、流体の物性に関する情報を有
効に利用することができる。As described above, according to the present invention, the type of the fluid is determined by measuring the sound velocity of the ultrasonic wave passing through the fluid, so that information on the physical properties of the fluid can be effectively used. Can be.
【図1】この発明の第1実施形態に係る流体種類判別装
置の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a fluid type determination device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】この発明の第1実施形態に係る流体種類判別装
置の圧力情報記憶部に記憶された圧力情報テーブルを説
明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a pressure information table stored in a pressure information storage unit of the fluid type identification device according to the first embodiment of the present invention.
【図3】この発明の第1実施形態に係る流体種類判別装
置の温度情報記憶部に記憶された温度情報テーブルを説
明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a temperature information table stored in a temperature information storage unit of the fluid type identification device according to the first embodiment of the present invention.
【図4】この発明の第1実施形態に係る流体種類判別装
置の密度情報記憶部に記憶された密度情報テーブルAを
説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a density information table A stored in a density information storage unit of the fluid type identification device according to the first embodiment of the present invention.
【図5】この発明の第1実施形態に係る流体種類判別装
置の密度情報記憶部に記憶された密度情報テーブルBを
説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a density information table B stored in a density information storage unit of the fluid type identification device according to the first embodiment of the present invention.
【図6】この発明の第1実施形態に係る流体種類判別装
置の動作を説明するためのフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart for explaining the operation of the fluid type determination device according to the first embodiment of the present invention.
【図7】この発明の第2実施形態に係る流量計の構成図
である。FIG. 7 is a configuration diagram of a flow meter according to a second embodiment of the present invention.
【図8】従来の超音波渦流量計の構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram of a conventional ultrasonic vortex flowmeter.
【図9】従来の超音波渦流量計の渦検出部の構成図であ
る。FIG. 9 is a configuration diagram of a vortex detector of a conventional ultrasonic vortex flowmeter.
1 測定管 2 流体種類判別装置 3 超音波送信部 4 超音波受信部 7 音速測定部 8 流体情報記憶部 9 流体種類判別部 10 温度測定部 11 圧力情報記憶部 12 圧力推定部 13 圧力測定部 14 温度情報記憶部 15 温度推定部 16 密度情報記憶部 17 密度推定部 20 表示部 22 流量計 25 流量演算部 F 流体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Measuring pipe 2 Fluid type discriminating device 3 Ultrasonic transmitting unit 4 Ultrasonic receiving unit 7 Sound velocity measuring unit 8 Fluid information storage unit 9 Fluid type discriminating unit 10 Temperature measuring unit 11 Pressure information storing unit 12 Pressure estimating unit 13 Pressure measuring unit 14 Temperature information storage unit 15 Temperature estimation unit 16 Density information storage unit 17 Density estimation unit 20 Display unit 22 Flow meter 25 Flow rate calculation unit F Fluid
Claims (12)
であって、 前記流体に超音波を送信する超音波送信部と、 前記流体内を通過する超音波を受信する超音波受信部
と、 前記超音波受信部の受信結果に基づいて、前記流体内を
通過する超音波の音速を測定する音速測定部と、 前記音速測定部の測定結果に基づいて、前記流体の種類
を判別する流体種類判別部と、 を備える流体種類判別装置。1. An apparatus for determining a type of a fluid, comprising: an ultrasonic transmitter for transmitting an ultrasonic wave to the fluid; an ultrasonic receiver for receiving an ultrasonic wave passing through the fluid; A sound speed measuring unit that measures a sound speed of an ultrasonic wave passing through the fluid based on a reception result of the ultrasonic receiving unit; and a fluid type that determines a type of the fluid based on a measurement result of the sound speed measuring unit. A fluid type determination device comprising: a determination unit.
いて、 前記音速と前記流体の種類との相関関係を流体情報とし
て記憶する流体情報記憶部を備え、 前記流体種類判別部は、前記音速に対応する前記流体情
報を前記流体情報記憶部から読み出して前記流体の種類
を判別すること、 を特徴とする流体種類判別装置。2. The fluid type discrimination device according to claim 1, further comprising: a fluid information storage unit that stores a correlation between the sound speed and the type of the fluid as fluid information, wherein the fluid type discrimination unit includes the fluid speed. Reading the fluid information corresponding to the above from the fluid information storage unit to determine the type of the fluid, wherein:
いて、 前記流体種類判別部は、複数種類の流体が測定管内を流
れるときに、この測定管内を流れる流体の種類の変化を
検出すること、 を特徴とする流体種類判別装置。3. The fluid type determination device according to claim 2, wherein the fluid type determination unit detects a change in the type of the fluid flowing in the measurement tube when a plurality of types of fluid flow in the measurement tube. A fluid type discriminating device characterized by the following.
項に記載の流体種類判別装置において、 前記流体の温度を測定する温度測定部と、 前記温度が一定であるときには、前記流体の種類と前記
音速とに基づいて、この流体の圧力を推定する圧力推定
部とを備えること、 を特徴とする流体種類判別装置。4. One of claims 1 to 3
In the fluid type determination device according to the item, a temperature measuring unit that measures the temperature of the fluid, and a pressure that estimates a pressure of the fluid based on the type of the fluid and the sound velocity when the temperature is constant. A fluid type discriminating device, comprising: an estimating unit.
いて、 前記音速と前記圧力との相関関係を前記流体の種類毎に
圧力情報として記憶する圧力情報記憶部を備え、 前記圧力推定部は、前記流体の種類と前記音速とに対応
する前記圧力情報を前記圧力情報記憶部から読み出して
前記圧力を推定すること、 を特徴とする流体種類判別装置。5. The fluid type determination device according to claim 4, further comprising: a pressure information storage unit that stores a correlation between the sound speed and the pressure as pressure information for each type of the fluid, wherein the pressure estimating unit is Reading out the pressure information corresponding to the type of the fluid and the sound velocity from the pressure information storage unit to estimate the pressure, wherein:
項に記載の流体種類判別装置において、 前記流体の圧力を測定する圧力測定部と、 前記圧力が一定であるときには、前記流体の種類と前記
音速とに基づいて、この流体の温度を推定する温度推定
部とを備えること、 を特徴とする流体種類判別装置。6. Any one of claims 1 to 3
In the fluid type determination device according to the item, a pressure measurement unit that measures the pressure of the fluid, and a temperature that estimates a temperature of the fluid based on the type of the fluid and the sound velocity when the pressure is constant. A fluid type discriminating device, comprising: an estimating unit.
いて、 前記音速と前記温度との相関関係を前記流体の種類毎に
温度情報として記憶する温度情報記憶部を備え、 前記温度推定部は、前記流体の種類と前記音速とに対応
する前記温度情報を前記温度情報記憶部から読み出して
前記温度を推定すること、 を特徴とする流体種類判別装置。7. The fluid type determination device according to claim 6, further comprising: a temperature information storage unit that stores a correlation between the sound speed and the temperature as temperature information for each type of the fluid, wherein the temperature estimating unit includes: Reading out the temperature information corresponding to the type of the fluid and the sound velocity from the temperature information storage unit to estimate the temperature.
項に記載の流体種類判別装置において、 前記流体の温度を測定する温度測定部と、 前記温度が一定であるときには、前記流体の種類と前記
音速とに基づいて、この流体の密度を推定する密度推定
部とを備えること、 を特徴とする流体種類判別装置。8. Any one of claims 1 to 3
In the fluid type determination device according to the item, a temperature measuring unit that measures the temperature of the fluid, and a density that estimates a density of the fluid based on the type of the fluid and the sound velocity when the temperature is constant. A fluid type discriminating device, comprising: an estimating unit.
項に記載の流体種類判別装置において、 前記流体の圧力を測定する圧力測定部と、 前記圧力が一定であるときには、前記流体の種類と前記
音速とに基づいて、この流体の密度を推定する密度推定
部とを備えること、 を特徴とする流体種類判別装置。9. Any one of claims 1 to 3
In the fluid type determination device according to the item, a pressure measuring unit that measures a pressure of the fluid, and a density that estimates a density of the fluid based on the type of the fluid and the sound velocity when the pressure is constant. A fluid type discriminating device, comprising: an estimating unit.
類判別装置において、 前記音速と前記密度との相関関係を前記流体の種類毎に
密度情報として記憶する密度情報記憶部を備え、 前記密度推定部は、前記流体の種類と前記音速とに対応
する前記密度情報を前記密度情報記憶部から読み出して
前記密度を推定すること、 を特徴とする流体種類判別装置。10. The fluid type discriminating apparatus according to claim 8, further comprising: a density information storage unit that stores a correlation between the sound velocity and the density as density information for each type of the fluid. A density estimating unit that reads out the density information corresponding to the type of the fluid and the sound velocity from the density information storage unit and estimates the density;
1項に記載の流体種類判別装置において、 前記流体の種類、前記圧力、前記温度又は前記密度のう
ち少なくとも一つの情報を表示する表示部を備えるこ
と、 を特徴とする流体種類判別装置。11. The fluid type identification device according to claim 1, wherein at least one of information of the type of the fluid, the pressure, the temperature, or the density is displayed. A fluid type discriminating device, comprising:
る流量計であって、 請求項1から請求項11までのいずれか1項に記載の流
体種類判別装置と、 前記超音波受信部の受信結果に基づいて前記流体の流量
を演算する流量演算部と、 を備える流量計。12. A flow meter for measuring a flow rate of a fluid flowing through a measurement pipe, wherein the fluid type discriminating apparatus according to claim 1 and reception of the ultrasonic receiving unit. A flow rate calculating unit configured to calculate a flow rate of the fluid based on a result.
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|---|---|---|---|
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