流量计测装置制造方法及图纸

提供一种能够高精度地计测排气的质量流量的流量计测装置。在流量计测装置(1)中，激光分配器(40)使片状的激光在激光导入管(20)内往复一次，拍摄部(50)使T／n与拍摄的时刻同步，并将拍摄时间设为T／2n，拍摄第一图像～第八图像，控制运算部(90)基于连续的两周期量的第一图像～第八图像，算出各图像上的多个坐标中的每周期T的排气的移动向量，将所述移动向量平均化为一个移动向量，将第一图像～第八图像中的平均化的一个移动向量的Y分量分别设为排气的移动量By1～移动量By8，将它们的算术平均设为排气的代表移动量B，根据排气的代表移动量B，算出排气的实际流速S，根据排气的实际流速S，算出排气的实际流量Qm，并基于排气的实际流量Qm，算出排气的质量流量M。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】提供一种能够高精度地计测排气的质量流量的流量计测装置。在流量计测装置(1)中，激光分配器(40)使片状的激光在激光导入管(20)内往复一次，拍摄部(50)使T／n与拍摄的时刻同步，并将拍摄时间设为T／2n，拍摄第一图像～第八图像，控制运算部(90)基于连续的两周期量的第一图像～第八图像，算出各图像上的多个坐标中的每周期T的排气的移动向量，将所述移动向量平均化为一个移动向量，将第一图像～第八图像中的平均化的一个移动向量的Y分量分别设为排气的移动量By1～移动量By8，将它们的算术平均设为排气的代表移动量B，根据排气的代表移动量B，算出排气的实际流速S，根据排气的实际流速S，算出排气的实际流量Qm，并基于排气的实际流量Qm，算出排气的质量流量M。【专利说明】流量计测装置
本专利技术涉及对流体的流量进行计测的流量计测装置，尤其是涉及通过图像处理来计测从设于机动车等的发动机排出的排气的质量流量的技术。
技术介绍
以往，作为对气体的质量流量进行计测的流量计测装置，广为周知有使用了皮托管或节流孔板等的差压式的流量计测装置、使用了超声波传感器的超声波式的流量计测装置、使用了具有多个管的分层元素的层流式的流量计测装置、以及使用了加热器(热线)的热线式的流量计测装置等。然而，在计测从设于机动车等的发动机排出的排气的质量流量时，难以采用上述那样的流量计测装置。这是因为，排气具有⑴包含气体成分以外的物质(水蒸气冷凝后的水滴、未燃燃料、及发动机机油等)，(2)由温度及发动机的转速的变化等引起的流速的变动幅度大，(3)包含与发动机的转速及汽缸数成比例的压力脉动，(4)由于排气管的弯曲部等的影响而流动发生偏斜这样的特性，由于上述(I)?(4)所示的排气的特性，而利用上述的流量计测装置的话，无法高精度地计测排气的质量流量。另外，专利文献I公开了一种通过PIV(Particle Image Velocimetry:粒子图像测速)处理，对在导管内流动的流体进行解析的装置。专利文献I记载的装置在隔开微少的时间间隔的两个时刻，向流体流动的导管内照射片状的激光，同时拍摄由片状的激光产生的导管的内部空间的剖切面的图像，基于该两个时刻的拍摄图像，来算出流体的粒子的移动量。通过使用如此算出的流体的粒子的移动量，而能够算出在导管内流动的流体的质量流量。然而，专利文献I记载的装置虽然能够拍摄导管内的任意的场所，但未考虑流体的流动的偏斜，在使用于排气的质量流量的计测时，无法高精度地计测排气的质量流量。在先技术文献专利文献专利文献1:日本特开2008-215999号公报
技术实现思路
专利技术的概要专利技术所要解决的课题本专利技术课题在于提供一种能够高精度地计测排气的质量流量的流量计测装置。用于解决课题的手段本专利技术的流量计测装置计测从发动机排出的排气的质量流量，其具备:导管，所述排气与示踪物一起在所述导管的内部流动；照射部，其照射激光；激光分配器，其将从所述照射部照射的激光反射成为沿着所述排气的流动方向将所述导管的内部空间剖切那样的片状的激光，并使该片状的激光沿着与所述排气的流动方向正交的方向推移；拍摄部，其拍摄由所述激光分配器形成的片状的激光产生的所述导管的内部空间的剖切面的图像；以及控制运算部，其算出所述排气的质量流量，所述激光分配器使所述片状的激光在沿着其推移的方向的、所述导管内的整个范围往复一次，所述拍摄部将所述片状的激光在所述导管内往复一次的时间设为一周期，使对一周期进行了多等分的时间与拍摄的时刻同步，并将拍摄时间设为比对一周期进行了多等分的时间短的时间的情况下，在一周期的期间隔开一定的时间间隔，拍摄多个图像，所述控制运算部从所述拍摄部获得连续的两周期量的所述多个图像，基于连续的两周期量的所述多个图像，算出各图像上的多个坐标中的每一周期的所述排气的移动向量，将各图像上的多个坐标中的所述排气的移动向量平均化为一个移动向量，将各图像上的平均化的一个移动向量中的、所述排气的流动方向的分量设为所述排气的移动量，将所述多个图像中的所述排气的移动量的算术平均设为所述排气的代表移动量，根据所述排气的代表移动量，算出所述排气的实际流速，根据所述排气的实际流速，算出所述排气的实际流量，并基于所述排气的实际流量，算出所述排气的质量流量。在本专利技术的流量计测装置中，优选的是，所述拍摄部对各图像的拍摄时间是对一周期进行多等分的时间的一半。在本专利技术的流量计测装置中，优选的是，所述控制运算部使用在比一周期小的时间间隔中算出的各图像上的多个坐标中的所述排气的移动向量，从在一周期量的时间间隔中算出的各图像上的多个坐标中的所述排气的移动向量中除去错误向量。在本专利技术的流量计测装置中，优选的是，所述控制运算部提取连续的两周期量的所述多个图像中的所述排气的浓淡的等高线，基于提取了所述排气的浓淡的等高线的、连续的两周期量的所述多个图像，算出各图像上的多个坐标中的所述排气的移动向量。在本专利技术的流量计测装置中，优选的是，还具备:绝对压计，其计测在所述导管内流动的所述排气的绝对压力；管状的旁路，其以与所述导管的内部连通的方式将两端部安装于所述导管；以及压力计，其计测在所述旁路内流动的所述排气的压力，所述控制运算部基于由所述压力计计测到的在所述旁路内流动的所述排气的压力，算出所述旁路内的气柱的一次固有振动频率，根据所述旁路内的气柱的一次固有振动频率算出所述旁路内的音速，根据所述旁路内的音速算出所述排气气氛下的音速，基于所述排气气氛下的音速，算出所述排气的瞬时温度，根据所述排气的瞬时温度、所述排气的绝对压力及所述排气的实际流量，算出所述排气的标准状态下的体积流量，基于所述排气的标准状态下的体积流量，算出所述排气的质量流量。在本专利技术的流量计测装置中，优选的是，还具备计测在所述导管内流动的所述排气的空燃比的空燃比计，所述控制运算部基于所述排气的空燃比、及作为所述排气的根源的燃料的性状，算出所述排气的平均分子量，根据所述排气的平均分子量算出所述排气的密度，基于所述排气的密度，算出所述排气的质量流量。专利技术效果根据本专利技术，能够高精度地计测排气的质量流量。【专利附图】【附图说明】图1是表示本专利技术的一个实施方式的流量计测装置的图；图2是表示激光分配器、拍摄部、绝对压计、空燃比计、及温度计测部的相对于控制运算部的关系的框图；图3是表示激光分配器对激光的分配、及拍摄部进行的拍摄的时刻的图；图4是表示拍摄部进行的拍摄的时刻的图；图5是表示通过拍摄部在一周期期间拍摄到的多个图像的图；图6是表示排气的质量流量的算出工序的流程图；图7是表示PIV处理的情况的图，(a)是表示在第一时刻拍摄到的图像的图，(b)是表示在第二时刻拍摄到的图像的图，(C)是表示从第一时刻到第二时刻的流体的移动向量的图；图8是表示制成等高线图像的情况的图，(a)表示浓淡图像的图，(b)是表示等高线图像的图；图9是表示本专利技术的PIV处理的情况的图；图10是表示示踪物与干扰物质之间的粒子时间常数的区别的图；图11是表示示踪物与干扰物质之间的到达规定的速度所需的时间的区别的图；图12是表示示踪物与干扰物质之间的移动量的分布的区别的图，(a)是表示一周期量的时间间隔的示踪物及干扰物质的移动量的分布的图，(b)是表示比一周期小的时间间隔的示踪本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：黑川敏邦，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：
国别省市：