超声波流量计以及超声波吸收体的异常判定方法 |
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| 申请号 | CN201510231010.0 | 申请日 | 2015-05-07 | 公开(公告)号 | CN105067056A | 公开(公告)日 | 2015-11-18 |
| 申请人 | 阿自倍尔株式会社; | 发明人 | 村木浩二; 林智仁; | ||||
| 摘要 | 本 发明 的传送时间差方式的 超 声波 流量计以及 超声波 吸收体的异常判定方法能容易地检测配管传送波抑制用的超声波 吸收材料 的异常。超声波流量计具有：被设置在 流体 流动于内部的配管的上游侧的外周的第一超声波收发部；被设置在配管的下游侧的外周的第二超声波收发部；流量算出部，基于从第一超声波收发部发送的超声波被第二超声波收发部接收为止的时间与从第二超声波收发部发送的超声波被第一超声波收发部接收为止的时间计算流体的流量；以及超声波吸收体，被设置在配管的外周，对超声波的配管传送波进行吸收，超声波流量计具有异常判定部，在表示确定的配管传送波的衰减状态的值与基准值之差或者比超过规定的 阈值 的情况下判定超声波吸收体发生异常。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种超声波流量计，其具有：第一超声波收发部，其被设置在配管的上游侧的外周，进行超声波的发送以及接收，流体在所述配管的内部流动；第二超声波收发部，其被设置在所述配管的下游侧的外周，进行超声波的发送以及接收；流量算出部，其基于从所述第一超声波收发部发送的所述超声波被所述第二超声波收发部接收为止的时间与从所述第二超声波收发部发送的所述超声波被所述第一超声波收发部接收为止的时间计算出所述流体的流量；以及超声波吸收体，其被设置在所述配管的外周，对所述超声波的配管传送波进行吸收， |
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| 说明书全文 | 超声波流量计以及超声波吸收体的异常判定方法技术领域[0001] 本发明涉及一种超声波流量计以及超声波吸收体的异常判定方法。 背景技术[0002] 以往，提出了用于对各种流体的流量进行计测的超声波流量计，并实用化。例如，现在，提出了通过声耦合材料将安装振子的楔形构件的底面部连接于配管的外壁的外夹式(クランプオン型)超声波流量计(参照专利文献1)。根据专利文献1中所记载的外夹式超声波流量计，通过对特定诊断波形的频谱的总和与规定的阈值进行比较，能够进行声耦合材料的异常诊断。 [0003] 现有技术文献 [0004] 专利文献 [0005] 专利文献1：日本特开2013－181812号公报 发明内容[0006] 发明要解决的问题 [0007] 然而，在近年来，提出有所谓的“传送时间差”方式的超声波流量计，其将由超声波振子和斜角楔构成的一对(或者多对)超声波收发器设置在流体流动的配管的外壁，对向流体的流动方向以及相反方向传送超声波时的各自的传送时间进行计测，基于这些传送时间之差计算出流体的流量。 [0008] 在这样的“传送时间差”方式的超声波流量计中，为了抑制配管传送波(从超声波振子发出的超声波中的、由配管的管壁反射而在配管中传送的传送波)，需要在配管的周围设置阻尼材料(超声波吸收材料)。发生阻尼材料的劣化、剥离的话，则不能进行流量计测，由于流量计往往被设置在高处等作业困难的场所，所以需要在早期检测到阻尼材料的异常。但是，在现阶段，没有提出有效地检测阻尼材料的异常的方法。 [0009] 本发明正是鉴于该状况而做出的，其目的在于，在传送时间差方式的超声波流量计中，容易地检测抑制配管传送波用的超声波吸收材料的异常。 [0010] 用于解决课题的手段 [0011] 本发明所涉及的超声波流量计具有：第一超声波收发部，其被设置在配管的上游侧的外周，进行超声波的发送以及接收，流体在所述配管的内部流动；第二超声波收发部，其被设置在配管的下游侧的外周，进行超声波的发送以及接收；流量算出部，其基于从第一超声波收发部发送的超声波被第二超声波收发部接收为止的时间与从第二超声波收发部发送的超声波被第一超声波收发部接收为止的时间计算出流体的流量；超声波吸收体，其被设置在配管的外周，对超声波的配管传送波进行吸收；配管传送波确定部，其确定配管传送波；衰减状态值取得部，其取得表示由配管传送波确定部确定的配管传送波的衰减状态的值；以及异常判定部，其在表示基准状态下的配管传送波的衰减状态的值与由衰减状态值取得部取得的值之差或者比值超过规定的阈值的情况下，判定超声波吸收体发生了异常。 [0012] 又，本发明所涉及的异常判定方法是超声波流量计的超声波吸收体的异常判定方法，所述超声波流量计具有：第一超声波收发部，其被设置在配管的上游侧的外周，进行超声波的发送以及接收，流体在所述配管的内部流动；第二超声波收发部，其被设置在配管的下游侧的外周，进行超声波的发送以及接收；流量算出部，其基于从第一超声波收发部发送的超声波被第二超声波收发部接收为止的时间与从第二超声波收发部发送的超声波被第一超声波收发部接收为止的时间计算出流体的流量；以及超声波吸收体，其被设置在配管的外周，对超声波的配管传送波进行吸收，所述超声波吸收体的异常判定方法包括：确定配管传送波的配管传送波确定工序；取得表示在配管传送波确定工序确定的配管传送波的衰减状态的值的衰减状态值取得工序；以及在表示基准状态下的配管传送波的衰减状态的值与在衰减状态值取得工序取得的值之差或者比值超过规定的阈值的情况下，判定超声波吸收体发生了异常的异常判定工序。 [0013] 采用该结构以及方法的话，能够对表示基准状态下的配管传送波的衰减状态的值和表示所确定的配管传送波的衰减状态的值进行比较，在两者之差或者比值超过规定的阈值的情况下，判定超声波吸收体产生了异常。即，只要确定配管传送波，取得表示衰减状态的值，并与基准状态的值进行比较，就能够极其容易地检测出超声波吸收体的异常(劣化、剥离)。因此，能够对超声波吸收体劣化的期间进行测定并把握恰当的更换时期，或能够发现施工初期的设置不良。另外，作为表示配管传送波的衰减状态的值，可以采用配管传送波的均方根(RMS)、配管传送波的最大值与最小值的差、配管传送波的累计值、配管传送波的SN比等。 [0014] 在本发明所涉及的超声波流量计中，可以采用配管传送波确定部，该配管传送波确定部基于包含流体传送波和配管传送波的混合波的超声波的波形确定配管传送波。 [0015] 如果采用该结构的话，可以基于包含流体传送波与配管传送波的混合波的超声波的波形来确定配管传送波。例如在以时间为横轴、以电压为纵轴来表示超声波的波形之时，从超声波的波形的最大峰值向左右的最小峰值描绘出两条直线，将这两条直线与横轴的交点分别设为混合波的开始时刻以及结束时刻，可以将自混合波开始时刻的规定时间之前存在的波形(或者自混合波结束时刻到规定时间后存在的波形)确定为配管传送波。 [0016] 发明的效果 [0018] 图1是示出本发明的实施形态所涉及的超声波流量计的概略结构的结构图。 [0019] 图2是用于对图1所示的超声波流量计的第一超声波收发部的结构进行说明的放大截面图。 [0020] 图3是用于对采用图1所示的超声波流量计计算出在配管内部流动的气体的流量的方法进行说明的说明图。 [0021] 图4是用于对从图1所示的超声波流量计的第一超声波收发部发送的超声波被第二超声波收发部接收的形态进行说明的说明图。 [0022] 图5是用于对图1所示的超声波流量计的主体部的运算控制部的功能结构进行说明的框图。 [0023] 图6是用于对配管传送波的确定方法进行说明的图表。 [0024] 图7是示出用于设定超声波吸收体的异常判定用的基准值的实验结果的图表。 [0025] 图8是用于对本发明的实施形态所涉及的超声波吸收体的异常判定方法进行说明的流程图。 具体实施方式[0026] 以下，参照附图对于本发明的实施形态进行详细说明。在以下的附图的记载中，对于相同或类似的部分，以相同或类似的符号来表示。另外，附图不是示出实际的尺寸的图，具体的尺寸等应该参照以下说明来进行判断。又，当然包含了在附图相互之间相互的尺寸关系、比率不同的部分。另外，在以下的说明中，将附图的上侧称为“上”、将下侧称为“下”，将左侧称为“左”，将右侧称为“右”。 [0027] 首先，采用图1～图7，对本发明的实施形态所涉及的超声波流量计1的结构进行说明。如图1所示，本实施形态所涉及的超声波流量计1用于对在配管A的内部流动的气体(gas)的流量进行测定。作为超声波流量计1的测定对象的气体在图1中向空白箭头所示的方向(图1中的从左至右的方向)流动。超声波流量计1具有第一超声波收发部20A、第二超声波收发部20B、主体部50、以及超声波吸收体10。 [0028] 第一超声波收发部20A以及第二超声波收发部20B分别设置在配管A的外周。在图1所示的例子中，第一超声波收发部20A被配置在配管A的上游侧，第二超声波收发部20B被配置在配管A的下游侧。第一超声波收发部20A以及第二超声波收发部20B分别进行超声波的发送以及接收，相互收发超声波。即，第一超声波收发部20A发送的超声波由第二超声波收发部20B接收，第二超声波收发部20B发送的超声波由第一超声波收发部20A接收。 [0029] 如图2所示，第一超声波收发部20A具有楔子21和压电元件22。 [0030] 楔子21是用于使超声波以规定的锐角入射至配管A的构件，是树脂制或者金属制的构件。楔子21被配置为底面21a与配管A的外周面接触。又，楔子21形成有相对于底面21a具有规定的角度的斜面21b。在斜面21b上，设置有压电元件22。在本实施形态中，例示了底面21a与配管A的外周面接触的例子，但并不限定于此。也可以使接触介质(耦合剂(カプラント))介于底面21a和配管A的外周面之间。 [0031] 压电元件22是用于在发送超声波的同时接收超声波的器件。导线(图示省略)与压电元件22电连接。通过导线施加规定频率的电信号的话，压电元件22以该规定频率振动而发出超声波。由此，超声波被发送。如图2的虚线的箭头所示，从压电元件22发送的超声波以斜面21b的角度在楔子21中传送。在楔子21中传送的超声波在楔子21和配管A的外壁的界面折射，入射角发生变化，在配管A的内壁和在配管A的内部流动的气体的界面进一步折射，入射角变化，并在该气体中传送。在界面的折射是基于斯奈尔定律，所以通过根据在配管A中传送时的超声波的速度、在气体中传送时的超声波的速度，预先设定斜面21b的角度，能够使超声波以所希望的入射角入射至气体，并进行传送。 [0032] 另一方面，超声波到达压电元件22时，压电元件22以该超声波的频率振动并产生电信号。由此，超声波被接收。在压电元件22产生的电信号通过导线由后述的主体部50检测出。 [0033] 另外，第二超声波收发部20B具有与第一超声波收发部20A相同的结构。即、第二超声波收发部20B也具有楔子21和压电元件22。因此，在进行上述的第一超声波收发部20A的说明的情况下，省略第二超声波收发部20B的详细说明。 [0034] 图1所示的主体部50是用于基于超声波在流动于配管A的内部的气体中传送的时间来测量该气体的流量的构件。主体部50具有：切换部51、发送电路部52、接收电路部53、计时部54、运算控制部55和输入输出部56。 [0035] 切换部51是用于切换超声波的发送以及接收的构件。切换部51与第一超声波收发部20A以及第二超声波收发部20B连接。切换部51例如能够包含切换开关等而构成。切换部51基于从运算控制部55输入的控制信号对切换开关进行切换，使第一超声波收发部20A以及第二超声波收发部20B中的一方与发送电路部52连接，且使第一超声波收发部 20A以及第二超声波收发部20B中的另一方与接收电路部53连接。由此，第一超声波收发部20A以及第二超声波收发部20B中的一方能够发送超声波，第一超声波收发部20A以及第二超声波收发部20B中的另一方能够接收该超声波。 [0036] 发送电路部52是将超声波发送至第一超声波收发部20A以及第二超声波收发部20B的构件。发送电路部52例如能够包含生成规定频率的矩形波的振荡电路、驱动第一超声波收发部20A以及第二超声波收发部20B的驱动电路等而构成。发送电路部52基于从运算控制部55输入的控制信号，由驱动电路将由振荡电路生成的矩形波作为驱动信号输出给第一超声波收发部20A以及第二超声波收发部20B中的一方的压电元件22。由此，第一超声波收发部20A以及第二超声波收发部20B中的一方的压电元件22被驱动，该压电元件22发送超声波。 [0037] 接收电路部53是用于对第一超声波收发部20A以及第二超声波收发部20B接收到的超声波进行检测的构件。接收电路部53例如能够包含以规定的增益(gain)放大信号的放大电路、用于取出规定频率的电信号的滤波电路等而构成。接收电路部53基于从运算控制部55输入的控制信号，将从第一超声波收发部20A以及第二超声波收发部20B中的一方的压电元件22输出的电信号放大，进行滤波并转换为接收信号。接收电路部53将所转换的接收信号输出至运算控制部55。 [0038] 计时部54是用于对规定的期间中的时间进行计测的构件。计时部54例如能够包含振荡电路等而构成。另外，振荡电路可以与发送电路部52共有。计时部54基于从运算控制部55输入的开始信号以及停止信号，对振荡电路的基准波的数量进行计数，并对时间进行计测。计时部54将计测到的时间输出给运算控制部55。 [0039] 运算控制部55是用于通过运算计算在配管A的内部流动的气体的流量的构件。运算控制部55例如能够由CPU、ROM、RAM等的存储器、输入输出接口等构成。又，运算控制部55对切换部51、发送电路部52、接收电路部53、计时部54以及输入输出部56等主体部50的各部进行控制。另外，关于运算控制部55计算气体的流量的方法，将在下文叙述。 [0040] 输入输出部56是用户(利用者)输入信息、且对用户输出信息用的构件。输入输出部56例如能够由操作按钮等输入单元、显示器等输出单元等构成。用户通过对操作按钮等进行操作，通过输入输出部56将设定等的各种信息输入至运算控制部55。又，输入输出部56将由运算控制部55计算出的气体的流量、气体的速度、规定期间中的累计流量等信息显示于显示器等并予以输出。 [0041] 在此，采用图3，对在配管A的内部流动的气体的流量的算出方法进行说明。如图3所示，将在配管A的内部向规定的方向(在图3中为从左侧向右侧的方向)流动的气体的速度(以下，称为流速)设为V[m/s]，将超声波在该气体中传送时的速度(以下，称为声速)设为C[m/s]，将在该气体中传送的超声波的传送路径长设为L[m]，将配管A的管轴与超声波的传送路径所成的角度设为θ。在此，在被配置于配管A的上游侧(图3的左侧)的第一超声波收发部20A接收超声波、被配置于配管A的下游侧(图3的右侧)的第二超声波收发部20B接收该超声波时，该超声波在配管A的内部的气体中传送的传送时间t12由以下的式(1)来表示。 [0042] t12＝L/(C+Vcosθ) …(1) [0043] 另一方面，在被配置于配管A的下游侧的第二超声波收发部20B发送超声波、被配置于配管A的上游侧的第一超声波收发部20A接收该超声波时，该超声波在配管A的内部的气体中传送的传送时间t21由以下的式(2)来表示。 [0044] t21＝L/(C－Vcosθ) …(2) [0045] 基于式(1)以及式(2)，气体的流速V由以下的式(3)来表示。 [0046] V＝(L/2cosθ)·{(1/t12)－(1/t21)} …(3) [0047] 在式(3)中，传送路径长L以及角度θ是在流量的测定前已知的值，所以流速V可以通过对传送时间t12以及传送时间t21进行计测，由式(3)计算出。 [0048] 然后，在配管A的内部流动的气体的流量Q[m3/s]采用流速V[m/s]、校正系数K以2 及配管A的截面积S[m]，由以下的式(4)来表示。 [0049] Q＝KVS…(4) [0050] 于是，运算控制部55预先将传送路径长L、角度θ、校正系数K以及配管A的截面积S存储于存储器等中。然后，运算控制部55基于从接收电路部53输入的接收信号，通过计时部54来计测传送时间t12以及传送时间t21，由式(3)以及式(4)计算出在配管A的内部流动的气体的流量Q。即，运算控制部55作为本发明中的流量算出部而起作用。 [0051] 在本实施形态中，采用图3和式(1)～(4)，例示了通过传送时间倒数差法来计算气体的流量的例子，但并不限定于此。运算控制部55可以采用其他的方法、例如公知的传送时间差法来计算出气体的流量。 [0052] 另外，在图1中，示出了以第一超声波收发部20A以及第二超声波收发部20B彼此相对的方式，在图1中的配管A的上侧配置第一超声波收发部20A，在配管A的下侧配置第二超声波收发部20B的例子，但并不限定于此。第一超声波收发部20A以及第二超声波收发部20B只要设置在配管A的上游侧和下游侧的外周即可。 [0053] 又，在本实施形态中，示出了第一超声波收发部20A以及第二超声波收发部20B的一方接收到的超声波在配管A的内部的气体中传送，由第一超声波收发部20A以及第二超声波收发部20B的另一方直接接收的例子，但并不限定于此。在配管A的内部的气体中传送的超声波能够在配管A的内壁反射。由此，第一超声波收发部20A以及第二超声波收发部20B中的另一方可以接收由配管A的内壁反射了2n次(n为正的整数)的超声波。 [0054] 一般来说，超声波是指20kHz以上的频带的声波。因此，第一超声波收发部20A以及第二超声波收发部20B所发送的超声波是20kHz以上的频带的声波。优选为，第一超声波收发部20A以及第二超声波收发部20B所发送的超声波是100kHz以上且2.0MHz以下的频带的超声波。更优选为，第一超声波收发部20A以及第二超声波收发部20B所发送的超声波为0.5MHz以上且1.0MHz以下的频带的超声波。另外，无论在哪个情况下，第一超声波收发部20A所发送的超声波和第二超声波收发部20B所发送的超声波可以是同一频率，也可以是不同的频率。 [0055] 图1所示的超声波吸收体10被设置在配管A的外周面。具体来说，超声波吸收体10在配管A的外周面被配置为，至少覆盖第一超声波收发部20A和第二超声波收发部20B之间的区域，并紧贴固定于配管A的外周面。为了使第一超声波收发部20A以及第二超声波收发部20B与配管A的外周面直接接触，在超声波吸收体10中的配置有第一超声波收发部20A以及第二超声波收发部20B的部分，超声波吸收体10的一部分被切成框状。 [0056] 图4是用于对从第一超声波收发部20A发送的超声波由第二超声波收发部20B接收的形态进行说明的截面图。如图4所示，例如，从第一超声波收发部20A发送的超声波被分为通过(透过)配管A在配管A的内部的气体中传送的气体传送波W1、由配管A的管壁反射而在配管A中传送的配管传送波W2。气体传送波W1再次通过配管A到达第二超声波收发部20B。另一方面，配管传送波W2虽然被配管A的内壁以及外壁多次反射但也能够到达第二超声波收发部20B。虽然省略了图示及其详细说明，与从第一超声波收发部20A发送的超声波同样地，从第二超声波收发部20B发送的超声波也被分为气体传送波W1和配管传送波W2，气体传送波W1通过配管A到达第一超声波收发部20A，配管传送波W2虽然由配管A的内壁以及外壁多次反射但也能够到达第一超声波收发部20A。 [0057] 一般来说，在一方的介质中传送的声波在一方的介质与另一方的介质的界面透过(通过)还是反射是由一方的介质与另一方的介质的声阻抗之差来决定的。即，声阻抗之差越小，则在一方的介质中传送的声波透过另一方的介质，声阻抗之差越大，则在一方的介质中传送的音波越具有在一方的介质与另一方的介质的界面反射的倾向。 [0058] 在配管A的内部流动的流体例如为液体的情况下，液体的声阻抗与配管的材料、例如、不锈钢(SUS)等金属、合成树脂等高分子化合物的声阻抗之差相对较小，所以超声波透过(通过)配管A在流动于内部的液体中传送的比例(透过率)多(大)，即，由配管A的管壁反射的比例(反射率)少(小)，配管传送波W2的能量(大小、或者强度)小。相对于此，气体的声阻抗比液体的声阻抗小。因此，在流动于配管A的内部的流体为气体的情况下，气体的声阻抗与配管A的声阻抗之差相对较大，所以超声波透过(通过)配管A在流动于内部的气体中传送的比例(透过率)少(小)，即，由配管A的管壁反射的比例(反射率)多(大)，配管传送波W2的能量(大小、或者强度)大。 [0059] 在此，在接收超声波的气体传送波W1以对传送时间进行计测，基于该传送时间对流量进行测定的超声波流量计中，气体传送波W1是应检测出的信号(信号成分)，配管传送波W2是相对于信号的噪声(噪声成分)。作为噪声成分的配管传送波W2具有在超声波吸收体10产生劣化、剥离时增大的倾向。为了在早期检测到这样的超声波吸收体10的异常(劣化、剥离)，本实施形态中的运算控制部55具有以下那样的功能结构。 [0060] 即，如图5所示，运算控制部55具有：确定配管传送波W2的配管传送波确定部61、取得表示由配管传送波确定部61确定的配管传送波W2的衰减状态的值的衰减状态值取得部62、以及异常判定部63，在表示基准状态下的配管传送波W2的衰减状态的值与由衰减状态值取得部62取得的值之差或者比值超过规定的阈值的情况下，异常判定部63判定为超声波吸收体10发生了异常。 [0061] 本实施形态中的配管传送波确定部61基于包含混合波(气体传送波W1与配管传送波W2混合的波)的超声波的波形确定配管传送波W2。具体来说，如图6所示，在以时间(μsec)为横轴、以电压(V)为纵轴来表示超声波的波形之时，从超声波的波形的最大峰值PMAX向左右的最小峰值PMIN描绘出两条直线L1、L2，将这两条直线L1、L2与横轴的交点T1、T2分别设为混合波的开始时刻以及结束时刻，可以将自混合波开始时刻T1的规定时间ΔT1之前存在的波形以及/或者自混合波结束时刻T2到规定时间ΔT2后存在的波形确定为配管传送波W2。ΔT2可以取与ΔT1不同的值。 [0062] 在此，如图6所示，最大峰值PMAX是指在超声波的峰值之中具有最大值的峰值。又，左右的最小峰值PMIN是指在图6所示的超声波的波形中，与最大峰值PMAX的左侧(时间上为前)以及右侧(时间上为后)相邻的数个(例如2～4个)的峰值中的最小的值。例如，如图6所示，将与最大峰值PMAX的左侧相邻的两个峰值中的最小的峰值设为左的最小峰值PMIN，将与最大峰值PMAX的右侧相邻的四个峰值中的最小的峰值设为右最小峰值PMIN。另外，在本实施形态中，虽然如图6所示，将具有“正”的最大值的峰值设为PMAX，但也可以将具有负的最大值的峰值设为PMAX。 [0063] 另外，作为超声波，具有由上游侧的第一超声波收发部20A发送、由下游侧的第二超声波收发部20B接收的超声波(上游发送型超声波)，和由下游侧的第二超声波收发部20B发送、由上游侧的第一超声波收发部20A接收的超声波(下游发送型超声波)这两个种类如上文已经叙述的。图6的粗线的图表示上游发送型超声波的波形，图6的细线的图表示下游发送型超声波的波形。能够基于该两种类型的超声波的波形的每一个，确定两组配管传送波(上游发送型配管传送波以及下游发送型配管传送波)。 [0064] 衰减状态值取得部62是取得表示配管传送波确定部61所确定的配管传送波W2的衰减状态的值的构件。在此，作为表示配管传送波W2的衰减状态的值，可以采用配管传送波W2的均方根(RMS)、配管传送波W2的最大值与最小值之差、配管传送波W2的累计值、配管传送波W2的SN比等。例如，在配管传送波确定部61将图6所示那样的从混合波开始时刻T1的规定时间ΔT1之前存在的波形确定为配管传送波W2的情况下，衰减状态值取得部62可以计算出规定时间ΔT1中的配管传送波W2的RMS作为表示衰减状态的值。 [0065] 在表示基准状态下的配管传送波W2的衰减状态的值(基准值)与衰减状态值取得部62所取得的值(测定值)之差超过规定的阈值的情况下，异常判定部63判定为超声波吸收体10发生了异常。在此，作为“基准值”，可以采用在配置超声波吸收体10后立刻取得的初始值(表示超声波吸收体10为正常的状态时的配管传送波W2的衰减状态的值)，或者可以采用通过实验等预先取得的值。 [0066] 图7是示出用于设定异常判定部63所采用的“基准值”的实验结果的图表，表示的是将成为测定对象的气体(空气)的压力设为0.3MPa时的超声波的波形。在图7中，分别以时间(μsec)为横轴，以电压(V)为纵轴。图7的(A)是从外周360mm的超声波吸收体10中剥离了外周70mm的部分时超声波的波形，在此时确定的配管传送波W2是由虚线包围的部分的波形，作为表示衰减状态的值的SN比为“3.8”。图7的(B)是从外周360mm的超声波吸收体10中剥离了外周37mm的部分时的超声波的波形，此时确定的配管传送波W2是由虚线包围的部分的波形，作为表示衰减状态的值的SN比为“7.6”。图7的(C)是完全没有从外周360mm的超声波吸收体10中剥离时的超声波的波形，此时确定的配管传送波W2是由虚线包围的部分的波形，作为表示衰减状态的值的SN比为“9.1”。通过上述的实验，(SN比＝)“9.1”被设定为“基准值”。 [0067] 异常判定部63所采用的“阈值”可以根据表示配管传送波W2的衰减状态的值的种类、超声波的波形等适当地设定。例如，将阈值设定为“2.0”时，图7的(B)的情况下，由于基准值(9.1)与测定值(7.6)之差为“1.5”，小于上述阈值，所以判定超声波吸收体10没有异常，图7的(A)的情况下，由于基准值(9.1)与测定值(3.8)之差为“5.3”，超过上述阈值，所以判定超声波吸收体10发生了异常。另一方面，在将阈值设定为“1.0”时，图7的(B)的情况下，基准值与测定值之差(1.5)超过上述阈值，所以判定超声波吸收体10发生了异常。 [0068] 接着，采用图8的流程图，对本实施形态中的超声波流量计1的超声波吸收体10的异常判定方法进行说明。 [0069] 首先，在超声波流量计1的运算控制部55的存储器中，存储超声波吸收体10的异常判定所采用的基准值(表示基准状态下的配管传送波W2的衰减状态的值)(基准值存储工序：S1)。作为基准值，如前所述，可以采用在配置超声波吸收体10后立刻取得的初始值、或者采用通过实验等预先取得的值。 [0070] 接下来，运算控制部55的配管传送波确定部61确定配管传送波W2(配管传送波确定工序：S2)。在配管传送波确定工序S2中，如前所述，可以基于图6所示那样的超声波的波形确定混合波开始时刻T1，将从混合波开始时刻T1的规定时间ΔT1之前存在的波形确定为配管传送波W2。 [0071] 接下来，运算控制部55的衰减状态取得部62取得表示配管传送波W2的衰减状态的值(测定值)(衰减状态值取得工序：S3)。在衰减状态值取得工序S3中，例如在配管传送波确定工序S2中将图6所示那样的存在规定时间ΔT1的波形确定为配管传送波W2的情况下，可以计算出(取得)规定时间ΔT1中的配管传送波W2的RMS作为表示衰减状态的值(测定值)。 [0072] 接着，运算控制部55的异常判定部63判定在基准值存储工序S1存储的基准值与在衰减状态值取得工序S3取得的值(测定值)之差是否超过了规定的阈值(异常判定工序：S4)。而且，在基准值与测定值之差超过规定的阈值的情况下，异常判定部63判定超声波吸收体10发生了异常，并将规定的警告信息显示并输出于输入输出部56的显示器等(异常输出工序：S5)，然后结束控制。另一方面，在基准值与测定值之差为规定的阈值以下的情况下，异常判定部63判定超声波吸收体10没有发生异常，并就这样结束控制。 [0073] 在以上说明的实施形态所涉及的超声波流量计1中，对表示基准状态下的配管传送波W2的衰减状态的值(基准值)和表示所确定的配管传送波W2的衰减状态的值(测定值)进行比较，在两者之差超过规定的阈值的情况下，可以判定超声波吸收体10发生了异常。即，仅通过确定配管传送波W2，取得表示衰减状态的值(测定值)并与基准状态的值(基准值)进行比较，就能够极其容易地检测出超声波吸收体10的异常(劣化、剥离)。因此，能够测定超声波吸收体10劣化的期间以把握合适的更换时期，或者能够发现施工初期的设置不良。 [0074] 另外，在以上的实施形态中，关于超声波流量计1的运算控制部55的异常判定部63，示出了在表示基准状态下的配管传送波W2的衰减状态的值(基准值)与由衰减状态值取得部62取得的值(测定值)之“差”超过规定的阈值的情况下判定超声波吸收体10发生了异常的例子，也可以在基准值与测定值之“比”超过规定的阈值的情况下判定超声波吸收体10发生了异常。 [0075] 又，在以上的实施形态中，示出了从超声波的波形的最大峰值向左右的最小峰值描出两条直线，将这两条直线与横轴的交点分别设定为混合波的开始时刻以及结束时刻，将从混合波开始时刻的规定时间前存在的波形(或者从混合波结束时刻到规定时间后存在的波形)确定为配管传送波的例子，但配管传送波的确定方法并不限定于此。例如，由于可以根据接收波形的波数与频率的关系来推定波形的大小，所以可以将自产生了超声波的波形的最大峰值PMAX的时刻的规定时间(例如5～10μsec)前的波形(或者规定时间后的波形)确定为配管传送波W2。 [0076] 本发明并不限定于以上的实施形态，本领域技术人员在该实施形态中适当添加了设计变更的实施形态，只要具有本发明的特征，就被包含于本发明的范围中。即，上述实施形态所具备的各要素及其配置、材料、条件、形状、尺寸等并不限定于例示的内容，可以适当地进行变更。又，上述实施形态所具备的各要素只要技术上可能就可以进行组合，将它们进行组合后的实施形态只要包含本发明的特征，就被包含于本发明的范围中。 [0077] 符号的说明 [0078] 1…超声波流量计 [0079] 10…超声波吸收体 [0080] 20A…第一超声波收发部 [0081] 20B…第二超声波收发部 [0082] 55…运算控制部(流量算出部) [0083] 61…配管传送波确定部 [0084] 62…衰减状态值取得部 [0085] 63…异常判定部 [0086] A…配管 [0087] W1…气体传送波 [0088] W2…配管传送波。 |
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