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JPH0682059B2 - Correlation type flow meter - Google Patents
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JPH0682059B2 - Correlation type flow meter - Google Patents

Correlation type flow meter

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Publication number
JPH0682059B2
JPH0682059B2 JP62010447A JP1044787A JPH0682059B2 JP H0682059 B2 JPH0682059 B2 JP H0682059B2 JP 62010447 A JP62010447 A JP 62010447A JP 1044787 A JP1044787 A JP 1044787A JP H0682059 B2 JPH0682059 B2 JP H0682059B2
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JP
Japan
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flow
data
correlation
calculation
signal
Prior art date
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JP62010447A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS63179219A (en
Inventor
豊 稲田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Tokico Ltd
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Publication date
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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から流量を測定する相関式流量計に
関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a correlation type flow meter which detects flow information on an upstream side and a downstream side of a flow path and measures a flow rate from a cross-correlation value thereof. Is.

「従来の技術」 従来知られている相関式流量計としては、例えば、実開
昭60−21925号公報、実開昭60−25920号公報に記載され
たものがある。これら流量計は、流れの方向に間隔を置
いた複数箇所に、この流れの変化に対応する検出信号、
例えば、超音波の伝播特性、あるいは流体の静電容量等
を出力するセンサを設けておき、これら各センサの測定
データの相関関係から、流体に生じた「流れの乱れ」が
各センサに検出される時間差を演算し、よって、流体の
流量を知ることができるようになっている。
"Prior Art" Conventionally known correlation type flowmeters include those described in Japanese Utility Model Laid-Open No. Sho 60-21925 and Japanese Utility Model Laid-Open No. 60-25920. These flowmeters have a plurality of detection signals corresponding to the change in the flow at a plurality of points spaced in the flow direction.
For example, a sensor that outputs the propagation characteristics of ultrasonic waves or the capacitance of a fluid is provided, and the "turbulence of the flow" generated in the fluid is detected by each sensor from the correlation of the measurement data of these sensors. It is possible to know the flow rate of the fluid by calculating the time difference.

第2図は、センサに超音波式センサを用いた前記従来の
相関式流量計の一例を示す図である。図中、符号1は流
量の測定が行なわれる配管であり、この配管1には、そ
の流れ方向に間隔を置いて上流側センサ2、下流側セン
サ3が設けられている。これら上流側センサ2及び下流
側センサ3は互いに同一の構成とされており、配管1の
外周に配設された超音波発信器(以下、単に「発信器」
と称する)2a、3aと、配管1を挾んで発信器2a、3aと相
対向する位置に配設され、発信器2a、3aから発信される
超音波信号を受信する超音波受信器(以下、単に「受信
器」と称する)2b、3bから構成されている。
FIG. 2 is a diagram showing an example of the conventional correlation type flow meter using an ultrasonic sensor as a sensor. In the figure, reference numeral 1 is a pipe for measuring the flow rate, and the pipe 1 is provided with an upstream side sensor 2 and a downstream side sensor 3 at intervals in the flow direction. The upstream-side sensor 2 and the downstream-side sensor 3 have the same configuration, and an ultrasonic transmitter (hereinafter, simply referred to as “transmitter”) arranged on the outer periphery of the pipe 1.
2a, 3a, and an ultrasonic receiver (hereinafter, referred to as an ultrasonic receiver that is disposed at a position facing the transmitters 2a, 3a with the pipe 1 in between, and receives an ultrasonic signal transmitted from the transmitters 2a, 3a. It is simply referred to as a "receiver") 2b, 3b.

前記各センサ2、3の発信器2a、3aには超音波源4が接
続され、この超音波源4の駆動により、各発信器2a、3a
から各受信器2b、3bに向って超音波が発信され、この超
音波は管路を横断して各受信器2b、3bにより受信され、
ここで電気信号に変換される。
An ultrasonic source 4 is connected to the transmitters 2a and 3a of the sensors 2 and 3, respectively, and by driving the ultrasonic source 4, the transmitters 2a and 3a are connected.
From the ultrasonic wave is transmitted toward each receiver 2b, 3b, this ultrasonic wave is received by each receiver 2b, 3b across the duct,
Here, it is converted into an electric signal.

また、各受信器2b、3bには信号処理器5a、5bが、接続さ
れている。これら信号処理器5a、5bには、各受信器2b、
3bから電気信号が入力されると共に、配管1内を流れる
流体の流れに乱れが生じて、この入力信号が変調を受け
ると、信号処理器5a、5bからその乱れ信号がA/D変換さ
れた状態で相関器6に出力される。そして、前記相関器
6は、信号処理器5a、5bから入力された流れの乱れ信号
の相互相関演算を行って、前記両センサ2、3間におけ
る流れの乱れ信号の時間遅れτを測定結果として出力す
る。
Further, signal processors 5a and 5b are connected to the receivers 2b and 3b, respectively. These signal processors 5a, 5b include respective receivers 2b,
When an electric signal is input from 3b and the flow of the fluid flowing in the pipe 1 is disturbed and this input signal is modulated, the disturbed signal is A / D converted from the signal processors 5a and 5b. The state is output to the correlator 6. Then, the correlator 6 performs a cross-correlation operation on the flow turbulence signals input from the signal processors 5a and 5b, and uses the time delay τ of the flow turbulence signals between the two sensors 2 and 3 as a measurement result. Output.

次に、このような構成を有する相関式流量計を例に取
り、前記時間差の演算方法をより具体的に説明する。各
センサは、流体の流れ方向に所定の間隔を置いて配設さ
れているから、これらセンサが流れの乱れを検出するタ
イミングには、流速及び上流側、下流側センサ間の間隔
に比例する時間遅れτが生じる。また、上流側及び下流
側の各センサの測定データは、前記相関器6に入力され
る段階において、それぞれ次式で与えられるような時系
列データの関数として表現できる。
Next, the method of calculating the time difference will be described more specifically, taking the correlation type flowmeter having such a configuration as an example. Since each sensor is arranged at a certain interval in the direction of fluid flow, the timing at which these sensors detect flow turbulence is a time proportional to the flow velocity and the interval between the upstream and downstream sensors. There is a delay τ. Further, the measurement data of each of the upstream side and downstream side sensors can be expressed as a function of the time series data as given by the following equation at the stage of being input to the correlator 6.

f(t)=X1,X2,……,X ………(1) g(t)=Y1,Y2,……,Y ………(2) (t=n×Δt、ΔtはA/D変換のサンプリング周期) そして、これら関数f(t)、g(t)は、前記時間遅
れτに相当して位相差をもったほぼ同一の波形(厳密に
は、流体及び流路により若干変化した波形)となる。従
って、これらf(t)、g(t)の間には前記時間遅れ
τを変数とする相互相関関係が成立する。
f (t) = X 1 , X 2 , ..., X n ……… (1) g (t) = Y 1 , Y 2 , ……, Y n ……… (2) (t = n × Δt , Δt is the sampling period of A / D conversion), and these functions f (t) and g (t) have substantially the same waveform with a phase difference corresponding to the time delay τ (strictly speaking, for fluid and The waveform changes slightly depending on the flow path. Therefore, a cross-correlation with the time delay τ as a variable is established between these f (t) and g (t).

よって、関数f(t)とg(t−τ)との積を一定の区
間〔0,T〕に亙って時間tで積分した式 が最大となる場合(両関数の位相差が無くなる場合)の
τmを求めれば、これがセンサ間での流れの乱れが検出
される時間遅れτの実測値となる。実際には、次式で与
えられる値R(τ)が最大値を取るときのτm=m×Δ
tを時間遅れτの実測値とすればよい(第3図参照)。
Therefore, an expression obtained by integrating the product of the function f (t) and g (t-τ) over a certain interval [0, T] at time t When τm is maximized (when the phase difference between both functions is eliminated), τm is obtained, and this is the measured value of the time delay τ at which the turbulence of the flow between the sensors is detected. Actually, τm = m × Δ when the value R (τ) given by the following equation takes the maximum value
It suffices to use t as an actual measurement value of the time delay τ (see FIG. 3).

そして、前記上流側及び下流側のセンサ間の距離をLと
すれば、この区間における流体の流速Vは、 V=L/τm ……(5) により与えられ、さらに流路内での流速がほぼ均一であ
ると仮定し、流路の断面積をSとすれば、前記区間にお
ける流体の流量Qは、 Q=V・S ……(6) により求めることができる。
When the distance between the upstream side sensor and the downstream side sensor is L, the flow velocity V of the fluid in this section is given by V = L / τm (5), and the flow velocity in the flow passage is Assuming that the flow path cross-sectional area is S, assuming that the flow path is substantially uniform, the flow rate Q of the fluid in the section can be calculated by the following equation: Q = V · S (6)

「発明が解決しようとする問題点」 ところで、前記従来の相関式流量計においては、複数箇
所のセンサからの信号値の積を一定の区間内で総和した
量から流体の流量を計算しているので、扱うべきデータ
数、データ量が膨大なものとなる。すなわち、相関演算
に必要なデータ(前式における区間〔0,T〕内のデー
タ)数は、多ければ多い程より統計的に平均化して正確
な演算が行えるため、実測値の精度を確保するためにも
ある程度以上のデータ数は必要となる、一方、時間遅れ
τの分解能はサンプリング周期Δtに等しいので、ある
程度以上短い周期としてサンプリング周期Δtも決定さ
れ、これにより相関演算に必要なデータ数が決定され
る。そして、取り込まれたデータの全体に亙って相互相
関演算が行なわれるため、計算すべきデータ量も膨大な
ものとなる。従って、リアルタイムでの流量計測を行う
ためには、膨大なデータ量を瞬時に演算しうる数値演算
用プロセッサ大量に用いる等、ソフト、ハード両面での
装置の複雑化及びコストアップを招く、という問題点が
あった。また、データにノイズ等が混入し、このノイズ
等の影響により、前記相互相関値が正確なピーク値、す
なわち時間遅れτを示さないおそれがあった。一例とし
て、前記f(t)、g(t)に大きな同位相のノイズが
混入すれば、これら信号の相互相関の演算結果は第4図
に示すようなものとなり、従って時間遅れτ=0という
演算結果が出力されてしまう。
“Problems to be Solved by the Invention” In the conventional correlation type flowmeter, the flow rate of the fluid is calculated from the sum of products of signal values from a plurality of sensors within a certain section. Therefore, the number of data to be handled and the amount of data are enormous. That is, the larger the number of data (data in the interval [0, T] in the previous equation) required for the correlation calculation, the more statistically averaged and the more accurate the calculation can be performed. Therefore, the number of data more than a certain amount is required. On the other hand, since the resolution of the time delay τ is equal to the sampling period Δt, the sampling period Δt is also determined as a period shorter than a certain amount. It is determined. Since the cross-correlation calculation is performed over the entire captured data, the amount of data to be calculated becomes enormous. Therefore, in order to measure the flow rate in real time, a large number of numerical calculation processors capable of instantaneously calculating a huge amount of data are used, resulting in complication of the device in terms of both software and hardware and an increase in cost. There was a point. Further, noise or the like may be mixed in the data, and due to the influence of the noise or the like, the cross-correlation value may not show an accurate peak value, that is, a time delay τ. As an example, if a large noise having the same phase is mixed in the f (t) and g (t), the calculation result of the cross-correlation of these signals becomes as shown in FIG. 4, and accordingly, the time delay τ = 0. The calculation result is output.

本発明は、前記問題点に鑑みてなされたもので、流量測
定の高速演算処理を可能とし、かつ、ノイズ等の影響を
排除することの可能な相関式流量計の提供を目的として
いる。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a correlation type flow meter capable of performing high-speed arithmetic processing of flow rate measurement and eliminating the influence of noise and the like.

「問題点を解決するための手段」 前記問題点を解決するために、本発明は、流体の流路の
流れ方向に間隔を置いて複数個配設された各センサの検
出信号の相互相関演算値から、前記流体の流量を測定す
る相関式流量計に、流れの変化に対応する変化量に基づ
いて、前記相互相関演算の計算範囲を制限する制御演算
手段を設けたことを特徴とするものである。
[Means for Solving Problems] In order to solve the above problems, the present invention provides a cross-correlation calculation of detection signals of a plurality of sensors arranged at intervals in the flow direction of a fluid channel. From the value, the correlation type flow meter for measuring the flow rate of the fluid is provided with control calculation means for limiting the calculation range of the cross correlation calculation based on the change amount corresponding to the change of the flow. Is.

「作用」 本発明では、流れの変化に対応する変化量に基づいて制
御演算手段により相互相関演算の計算範囲が制限される
ので、相互相関の演算に用いる計算精度を損なうことな
く演算すべきデータ数、データ量を削減することができ
る。
[Operation] In the present invention, since the calculation range of the cross-correlation calculation is limited by the control calculation means based on the amount of change corresponding to the change in the flow, the data to be calculated without impairing the calculation accuracy used for the calculation of the cross-correlation. The number and amount of data can be reduced.

「実施例」 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。
[Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明を超音波式相関流量計に適用したもので
あり、図中符号10は、流量の測定が行なわれる配管であ
る。
FIG. 1 is a diagram in which the present invention is applied to an ultrasonic correlation flowmeter, and reference numeral 10 in the drawing is piping for measuring the flow rate.

この配管10の外周の上流側(図中左側)には上流側セン
サ11が設けられていると共に、その下流側(図中右側)
には、前記上流側センサ11から管軸方向に間隔を置いて
下流側センサ12が設けられている。これら上流側センサ
11及び下流側センサ12は互いに同一の構成とされてお
り、配管10の外周に配設された発信器11a、12aと、配管
10を挾んで発信器11a、12aと相対向する位置に配設さ
れ、発信器11a、12aから発信される超音波信号を受信す
る受信器11b、12bとからなるものである。
An upstream sensor 11 is provided on the upstream side (left side in the figure) of the outer periphery of the pipe 10 and the downstream side (right side in the figure) thereof.
Is provided with a downstream sensor 12 at a distance from the upstream sensor 11 in the pipe axis direction. These upstream sensors
11 and the downstream sensor 12 have the same configuration, and the transmitters 11a and 12a arranged on the outer periphery of the pipe 10 and the pipe
It is composed of receivers 11b and 12b which are arranged at positions opposite to the transmitters 11a and 12a with the 10 in between and which receive the ultrasonic signals transmitted from the transmitters 11a and 12a.

前記各センサ11、12の発信器11a、12aには超音波源13が
接続されている。この超音波源13の駆動により、各発信
器11a、12aから各受信器11b、12bに向って超音波が発信
され、この超音波波は管路を横断して各受信器11b、12b
により受信され、ここで電気信号に変換される。
An ultrasonic source 13 is connected to the transmitters 11a and 12a of the sensors 11 and 12, respectively. By driving the ultrasonic source 13, ultrasonic waves are transmitted from the transmitters 11a and 12a toward the receivers 11b and 12b, respectively, and the ultrasonic waves traverse the pipelines and the receivers 11b and 12b.
Is received by and converted into an electrical signal.

また、各受信器11b、12bには復調器14a、14bが接続され
ている。これら復調器14a、14bには、各受信器11b、12b
からの電気信号が入力されると共に、配管14内を流れる
流体の流れに乱れが生じて、この入力信号が変調をきた
すと、復調器14a、14bからその乱れ信号が出力される。
Further, demodulators 14a and 14b are connected to the receivers 11b and 12b, respectively. These demodulators 14a and 14b include receivers 11b and 12b, respectively.
When the electrical signal from the input signal is input and the flow of the fluid flowing in the pipe 14 is disturbed, and this input signal is modulated, the disturbed signal is output from the demodulators 14a and 14b.

これら復調器14a、14bから出力された流れの乱れ信号
は、信号記録器15a、15bに入力される。この信号記録器
15a、15bは、復調器14a、14bからの入力信号をA/D変換
して内蔵されたメモリ内に一時的に記憶し、さらにこれ
ら記憶されたデジタル信号を乱れ信号データD1、D2とし
て相関器17に出力するものである。また、これら信号記
録器15a、15bには、そのメモリの各機能を制御するメモ
リコントローラ16a、16bが付設されている。
The flow turbulence signals output from the demodulators 14a and 14b are input to the signal recorders 15a and 15b. This signal recorder
15a, 15b, the input signals from the demodulators 14a, 14b are A / D converted and temporarily stored in a built-in memory, and further these stored digital signals are used as disturbance signal data D 1 and D 2. It is output to the correlator 17. Further, the signal recorders 15a and 15b are provided with memory controllers 16a and 16b for controlling respective functions of the memory.

前記相関器17は、信号記録器15a、15bから入力された流
れの乱れ信号データD1、D2の相互相関演算を行って、前
記両センサ11、12間における流れの乱れの時間遅れτを
測定結果データS1として制御算器18に出力する。この制
御演算器18は、相関器17からのの定結果データS1に従っ
て流量を計算し、これを流量データS2として出力すると
共に、このの流量データS2を流れの変化に対応する検出
量として内部に記憶し、これに基づいて前記相関器17で
行行なわれる相互相関演算の計算範囲を制限する機能を
有する。
The correlator 17 performs a cross-correlation calculation of the flow turbulence signal data D 1 and D 2 input from the signal recorders 15a and 15b to obtain a time delay τ of the flow turbulence between the both sensors 11 and 12. The measurement result data S 1 is output to the control calculator 18. The control arithmetic unit 18, the flow rate calculated according to a constant result data S 1 of from correlator 17, and outputs it as the flow rate data S 2, detection amount corresponding to this the flow rate data S 2 to a change in the flow And has a function of limiting the calculation range of the cross-correlation calculation performed by the correlator 17 based on this.

すなわち、制御演算器18は、これに記憶されている過去
の流量データS2、すなわち流れの変化に対応する変化量
を参照して、前記両センサ11、12間における流れの乱れ
の時間遅れ予想値τ′を演算する。この予想値τ′の演
算方法は任意であり、一例として制御演算器18内に記憶
されている過去の流量データS2の平均値を予想値τ′と
するような手法が挙げられる。ここで、前記時間遅れの
予想値τ′を計算するのに必要な過去の流量データS
2は、そのリアルタイム性を損なわないために、前回あ
るいは前々回に演算された流量データS2が好ましい。そ
して、時間遅れの予想値τ′の前後に対して所定の幅Δ
τを持たせた時間遅れτ′±Δτの範囲内のみにおいて
相互相関演算を行うように、前記相関器17及びメモリコ
ントローラ16a、16bに制御信号C1、C2、C3をそれぞれ出
力する。ここで、前記所定幅Δτの設定範囲は、流体の
流量の変動範囲等を勘案して適宜決定される。
That is, the control calculator 18 refers to the past flow rate data S 2 stored therein, that is, the change amount corresponding to the change in the flow, and predicts the time delay of the flow turbulence between the two sensors 11 and 12. Calculate the value τ ′. The method of calculating the predicted value τ ′ is arbitrary, and one example is a method of setting the average value of the past flow rate data S 2 stored in the control calculator 18 as the predicted value τ ′. Here, the past flow rate data S necessary for calculating the expected value τ ′ of the time delay is
2 is preferably the flow rate data S 2 calculated in the previous time or the time before the last time so as not to impair the real-time property. Then, a predetermined width Δ is provided before and after the expected value τ ′ of the time delay.
The control signals C 1 , C 2 , C 3 are output to the correlator 17 and the memory controllers 16a, 16b, respectively, so that the cross-correlation calculation is performed only within the range of the time delay τ '± Δτ with τ. Here, the setting range of the predetermined width Δτ is appropriately determined in consideration of the fluctuation range of the fluid flow rate and the like.

以上説明した制御演算器18の計算手順をより具体的に説
明する。上流側センサ11に乱れが受信された時刻を仮に
0秒とすれば、下流側センサ12にはτ′±Δτ秒の範囲
内に乱れが受信されると考えられるので、下流側センサ
12から得られる0〜τ′−Δτ秒の間のデータは不要と
なる。従って、信号記録器15bから相関器17に出力され
る乱れ信号データD2の開始点をτ′−Δτ秒として、こ
れ以前のデータをを切り捨てると共に、相関器17で得ら
れる時間遅れの測定値にτ′−Δτを加えれば、正しい
時間遅れτが得られることになる。以上のことから、前
記制御信号C1、C2、C3は時間遅れの範囲τ′±Δτとす
れば良い。
The calculation procedure of the control calculator 18 described above will be described more specifically. If the time when the upstream sensor 11 receives the disturbance is 0 seconds, it is considered that the downstream sensor 12 receives the disturbance within the range of τ ′ ± Δτ seconds.
The data between 0 and τ'-Δτ seconds obtained from 12 are unnecessary. Therefore, the start point of the disturbance signal data D 2 output from the signal recorder 15b to the correlator 17 is set to τ′−Δτ seconds, the previous data is truncated, and the measured value of the time delay obtained by the correlator 17 is obtained. By adding τ′−Δτ to, the correct time delay τ can be obtained. From the above, the control signals C 1 , C 2 , C 3 may be set in the time delay range τ ′ ± Δτ.

以上のような構成を有する相関式流量計が設置された配
管10内に流体が流通されると、この流体に流れの乱れが
生じ、上流側センサ11及び下流側センサ12が設けられた
区間内をこの乱れが通過すると、それぞれのセンサ11、
12の受信器11b、12bにより受信される超音波に変調が生
じる。そして、各復調器14a、14bにより、この変調され
た受信信号から乱れ信号が抽出され、この乱れ信号は、
信号記録器15a、15bによりA/D変換され、信号記録器15
a、15b内のメモリに一時的に記憶される。
When the fluid is circulated in the pipe 10 in which the correlation type flowmeter having the above-described configuration is installed, the flow disturbance occurs in the fluid, and the upstream side sensor 11 and the downstream side sensor 12 are provided in the section. When this turbulence passes through, each sensor 11,
The ultrasonic waves received by the twelve receivers 11b and 12b are modulated. Then, by each demodulator 14a, 14b, a disturbance signal is extracted from the modulated reception signal, and the disturbance signal is
A / D conversion is performed by the signal recorders 15a and 15b, and the signal recorder 15
It is temporarily stored in the memory inside a and 15b.

また同時に、制御演算器18により時間遅れの予想値τ′
が算出され、この予想値τ′に基づいてメモリコントロ
ーラ16a、16bに制御信号C2、C3が出力される。従って、
メモリコントローラ16a、16bは、信号記録器15a、15b内
のメモリに記憶されている乱れ信号のうち、時間遅れ
τ′±Δτに相当するデータのみを乱れ信号データD1
D2として出力するように、これらメモリの出力を制限す
る。そして、このようにして信号記録器15a、15bから出
力された乱れ信号データD1、D2が、相関器17に入力され
る。
At the same time, the control calculator 18 causes the expected value of the time delay τ ′
Is calculated, and the control signals C 2 and C 3 are output to the memory controllers 16a and 16b based on the predicted value τ ′. Therefore,
The memory controller 16a, 16b, in the disturbance signal stored in the memory in the signal recorder 15a, 15b, only the data corresponding to the time delay τ '± Δτ is the disturbance signal data D 1 ,
Limit the output of these memories to output as D 2 . Then, the disturbance signal data D 1 and D 2 output from the signal recorders 15a and 15b in this manner are input to the correlator 17.

さらに、相関器17によって、入力されたデータD1、D2
相互相関演算が行なわれ、この演算によって得られた時
間遅れの計算値に前記時間遅れτ′−Δτが加えられる
ことで、時間遅れの実測値τが得られ、この実測値τは
制御演算器18に入力される。そして、制御演算器18によ
り流量を求める演算が行なわれ、これが流量データS2
して外部に出力される。
Further, the correlator 17 performs the cross-correlation calculation of the input data D 1 and D 2 , and the time delay τ′−Δτ is added to the calculated value of the time delay obtained by this calculation, so that the time An actual measurement value τ of delay is obtained, and this actual measurement value τ is input to the control calculator 18. Then, the control calculator 18 performs a calculation for obtaining the flow rate, which is output to the outside as the flow rate data S 2 .

従って、本実施例の相関式流量計では、制御演算器18内
に記憶された過去の流量データS2、すなわち流れの変化
に対応する変化量を参考として時間遅れの予想値の範囲
τ′±Δτが設定され、この予想値の範囲に基づいて信
号記録器15a、15bから出力される乱れ信号データD1、D2
の範囲が制限されると共に、相関器17で得られる時間遅
れの計算値に補正が行われている。従って、相互相関演
算の精度が損なわれずに、相関器17で演算すべきデータ
数が削減され、相関器17で行うべきデータの積和回数が
大幅に削減されるので、流量測定の高速演算処理が可能
となる。特に、本実施例では、メモリコントローラ7a、
16bを介して信号記録器15a、15b内のメモリの出力範囲
が直接制限されることで、データD1、D2の範囲が制限さ
れるので、相関器17内でのデータD1、D2の転送、書き替
えをソフトウェアにより行う必要がないため、より高速
なデータ処理が可能となる。また、データD1、D2の範囲
を制限したことにより、ノイズ等誤差の要因となる信号
が混入するおそれが極めて小さくなるため、測定された
流量データS2へのノイズ等の影響を極力排除することが
できる。
Therefore, in the correlation type flow meter of the present embodiment, the range τ ′ ± of the predicted value of the time delay is referred to with reference to the past flow rate data S 2 stored in the control calculator 18, that is, the change amount corresponding to the change in the flow. Δτ is set, and the disturbance signal data D 1 and D 2 output from the signal recorders 15a and 15b based on this expected value range.
The range is limited and the calculated value of the time delay obtained by the correlator 17 is corrected. Therefore, the number of data to be calculated by the correlator 17 is reduced and the number of product sums of data to be performed by the correlator 17 is significantly reduced without impairing the accuracy of the cross-correlation calculation. Is possible. In particular, in this embodiment, the memory controller 7a,
Since the output range of the memory in the signal recorders 15a and 15b is directly limited via 16b, the range of the data D 1 and D 2 is limited, so that the data D 1 and D 2 in the correlator 17 are limited. Since it is not necessary to transfer and rewrite data by software, higher speed data processing becomes possible. In addition, by limiting the range of data D 1 and D 2 , the risk of noise and other signals that may cause errors is extremely reduced, so the effects of noise, etc. on the measured flow rate data S 2 are eliminated as much as possible. can do.

「発明の変形実施例」 (a)前記実施例では、時間遅れの予想値τ′を計算す
る根拠となる流れの変化に対応する変化量として過去の
流量データS2が用いられたが、前記変化量はこれに限定
されない。一例として、配管10に別の超音波式センサを
配設して、このセンサから得られる信号から伝播時間差
法等本実施例と異なる方法により流量データを得て、こ
れを前記流れの変化に対応する変化量として時間遅れの
予想値τ′を計算しても良い。また、前記上流側センサ
12の上流に圧力計等の流量計測手段を設け、この流量計
測手段と上流側センサ12との距離及び相関器17前後にお
ける信号処理時間等を考慮した時記遅れをタイマ等によ
り与えた後、流量計測手段からの流量データを相関器17
に入力し、これを流れの変化に対応する変化量として時
間遅れτ′の予想値を計算しても良い。
“Modified Embodiment of the Invention” (a) In the above embodiment, the past flow rate data S 2 is used as the change amount corresponding to the change in the flow which is the basis for calculating the expected value τ ′ of the time delay. The amount of change is not limited to this. As an example, another ultrasonic sensor is arranged in the pipe 10, and the flow rate data is obtained from the signal obtained from this sensor by a method different from the present embodiment, such as a propagation time difference method, and this is used in response to the change in the flow. The expected value τ ′ of the time delay may be calculated as the change amount. In addition, the upstream sensor
Provided with a flow rate measuring means such as a pressure gauge upstream of 12, after giving a time delay by a timer or the like considering the distance between the flow rate measuring means and the upstream side sensor 12 and the signal processing time before and after the correlator 17, The flow rate data from the flow rate measuring means is used by the correlator 17
It is also possible to calculate the expected value of the time delay τ ′ by inputting the value into the equation (3) and using this as the amount of change corresponding to the change in the flow.

(b)前記実施例では、配管10の上流側及び下流側の2
箇所にセンサ11、12を配設したような構成であるが、さ
らに多数箇所に同様のセンサを配設して、これら相互の
相関値を求めるようにしても良い。
(B) In the above-mentioned embodiment, two pipes are provided on the upstream side and the downstream side of the pipe 10.
Although the sensors 11 and 12 are arranged at the positions, similar sensors may be arranged at a larger number of positions to obtain the correlation value between them.

(c)流れの状態を検出するセンサ11、12は、前記実施
例の如く超音波式に限定されず、静電容量式、あるいは
電磁式のセンサであっても良い。
(C) The sensors 11 and 12 for detecting the flow state are not limited to the ultrasonic type as in the above embodiment, but may be capacitance type or electromagnetic type sensors.

「発明の効果」 以上詳細に説明したように、本発明は、流量データ等流
れの変化に対応する変化量に基づいて、制御演算手段に
より相互相関演算の計算範囲を制限しているので、相互
相関演算の精度を損なうことなく、相関演算すべきデー
タ数を削減できるので、相関算におけるデータの積和回
数が大幅に削減でき、従って、流量測定の高速演算処理
が可能となる。また、相互相関演算の範囲を制限したこ
とにより、ノイズ等誤差の要因となる信号が混入するお
それが極めて小さくなるため、測定された流量データへ
のノイズ等の影響を極力排除することができる。
"Effect of the Invention" As described in detail above, according to the present invention, the calculation range of the cross-correlation calculation is limited by the control calculation means based on the change amount corresponding to the change of the flow such as the flow rate data. Since the number of pieces of data to be subjected to the correlation calculation can be reduced without degrading the accuracy of the correlation calculation, the number of times the sum of products of the data in the correlation calculation can be significantly reduced, and therefore, the high-speed calculation processing of the flow rate measurement can be performed. Further, by limiting the range of the cross-correlation calculation, the risk that a signal that causes an error such as noise is mixed becomes extremely small, so that the influence of noise or the like on the measured flow rate data can be eliminated as much as possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例である相関式流量計を示す配
管の側断面図及びブロック図、第2図は従来の相関式流
量計を示す配管の側断面図及びブロック図、第3図は流
れの乱れの時間遅れと相互相関の演算結果との関係を示
す図、第4図はノイズが混入した場合の時間遅れと相互
相関の演算結果との関係を示す図である。 10……配管、11……上流側センサ(センサ)、12……下
流側センサ(センサ)、18……制御演算器(制御演算手
段)。
FIG. 1 is a side sectional view and a block diagram of a pipe showing a correlation type flow meter which is an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side sectional view and a block diagram of a pipe showing a conventional correlation type flow meter. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the time delay of flow turbulence and the calculation result of cross-correlation, and FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the time delay when noise is mixed and the calculation result of cross-correlation. 10 ... Piping, 11 ... Upstream sensor (sensor), 12 ... Downstream sensor (sensor), 18 ... Control calculator (control calculator).

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】流体の流路の流れ方向に相互に間隔を置い
た複数箇所に、流れの変化に対応する検出信号を出力す
るセンサが配設され、これら各センサの検出信号の相互
相関演算値から前記流体の流量を測定する相関式流量計
において、前記流れの変化に対応する検出量に基づいて
前記相互相関演算の計算範囲を制限する制御演算手段が
設けられていることを特徴とする相関式流量計。
1. A sensor for outputting a detection signal corresponding to a change in flow is arranged at a plurality of locations spaced from each other in a flow direction of a fluid, and a cross-correlation calculation of detection signals of these respective sensors is provided. In the correlation type flow meter which measures the flow rate of the fluid from the value, control calculation means for limiting the calculation range of the cross-correlation calculation based on the detected amount corresponding to the change in the flow is provided. Correlation type flow meter.
JP62010447A 1987-01-20 1987-01-20 Correlation type flow meter Expired - Lifetime JPH0682059B2 (en)

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