[发明专利]测定装置、测定方法、以及程序

说明书

技术领域

本发明涉及一种测定装置、测定方法、以及程序。

背景技术

通过测定超声波在介质中传输的时间，能够测定介质的流动速度(即流速)或者流动量(即流量)，进而能够确定介质的成分。

利用超声波的流速的测定法有触发法及关联法(例如，参照专利文献1)。触发法是测定超声波在流体中沿流动的方向传播时的传播时间和沿反方向传播时的传播时间，根据这些结果的差分求出流速。触发法虽然能够精密测定流速，但是存在以下缺点，即当流体中含有异物时，例如液状流体中含有气泡时或者气体状流体中含有液滴时，异物会导致超声波散射，从而使测定精度显著下降。关联法是将超声波在流体中分别以流向的正向及逆向传播并进行接收，再根据各自的波形的关联来求出流速。关联法虽然在流体中含有一定水平的量的异物时也能够测定流速，但是与触发法相比，存在测定精度不佳的缺点。

利用超声波确定介质成分是指测定介质中的超声波传播时间，基于其结果确定介质。该方法也与触发法相同，存在以下缺点，即当流体中含有异物时，异物会导致超声波散射，从而使波形紊乱，测定精度显著下降。

专利文献1：日本专利特开2010-38667号公报

专利文献2：专利第5326697号公报

发明内容

【发明所要解决的技术问题】

介质中含有异物时，异物会导致超声波散射从而减弱振幅，当散射稀疏时，会局部地减弱振幅。由此信噪比(SN比)下降。因此，例如对多个超声波的接收信号进行加法平均。由此，接收信号所包含的信号分量通过相加来增强振幅，噪声通过平均化来减弱振幅，结果SN比提高。但是，超声波不仅在介质中传输，也在介质流动的配管中传输，因此在来自介质中所传播的超声波的信号分量通常重叠有来自配管中所传播的超声波的噪声(称作干扰噪声)。干扰噪声来自超声波即相干波，因此即使进行加法平均也不会减弱振幅，反而可能增强振幅，并且由于其来自与信号分量相同的超声波，所以与信号分量的频率相同，因此通过滤波器处理也无法仅去除干扰噪声。

专利文献1所记载的方法是在进行流量测定时，根据接收波形的波形特征、上次测定的测定值等，判定触发法及关联法中哪个方法适当，基于该判定结果，切换至适当的方法测定流量。但是，在介质中含有异物时等情况下，接收信号变小后切换为关联法，使得测定精度下降。

此外，专利文献2中记载的方法是在进行流量测定之前，使用未受到回声影响的第1分量和受到了回声影响的第2分量来求出回声分量，在进行流量测定时，从接收信号中去除回声分量来测定流量。但是，介质中含有异物时，无法从接收信号中恰当去除受到异物导致的散射影响的回声分量。

解决技术问题所采用的技术方案

在本发明的第1方式中，提供一种测定装置，包括：测定单元，该测定单元相对于介质传输第1测定波及第2测定波并接收该测定波；差分计算部，该差分计算部计算差分信号，该差分信号表示接收到的第1测定波与第2测定波的差分；以及确定部，该确定部基于差分信号所包含的对象信号分量，确定与测定波发送相对应的接收时刻。

在本发明的第2方式中，提供一种测定方法，包括：相对于介质传输第1测定波及第2测定波并接收该测定波的阶段；计算差分信号的阶段，该差分信号表示接收到的第1测定波与第2测定波的差分；以及基于差分信号所包含的对象信号分量，确定与测定波发送相对应的接收时刻的阶段。

在本发明的第3方式中，提供一种程序，该程序由计算机执行以下步骤，即：相对于介质传输第1测定波及第2测定波并进行接收的步骤；计算差分信号的步骤，该差分信号表示接收到的第1测定波与第2测定波的差分；以及基于差分信号所包含的对象信号分量，确定与测定波发送相对应的接收时刻的步骤。

另外，上述发明内容并未列举出本发明的所有特征。这些特征组的变形也可以成为本发明。

附图说明

图1表示本实施方式所涉及的测定装置的结构。

图2表示本实施方式所涉及的测定方法的流程。

图3表示测定波的波形。

图4A表示相对于图3的测定波接收到的正常的接收信号的波形。

图4B表示相对于图3的测定波接收到的异常的接收信号的波形。

图5表示由图4A的接收信号和图4B的接收信号的差分得到的差分信号的波形。

图6表示本实施方式所涉及的计算机硬件结构的一例。

具体实施方式