JPH0117090B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0117090B2
JPH0117090B2 JP52082983A JP8298377A JPH0117090B2 JP H0117090 B2 JPH0117090 B2 JP H0117090B2 JP 52082983 A JP52082983 A JP 52082983A JP 8298377 A JP8298377 A JP 8298377A JP H0117090 B2 JPH0117090 B2 JP H0117090B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
signal
time width
ultrasonic
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP52082983A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5418788A (en
Inventor
Tsukasa Yamauchi
Takeshi Hirayama
Takeshi Umehara
Motohisa Nishihara
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP8298377A priority Critical patent/JPS5418788A/en
Publication of JPS5418788A publication Critical patent/JPS5418788A/en
Publication of JPH0117090B2 publication Critical patent/JPH0117090B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、複数のピークを有する超音波信号を
増幅し、該増幅信号中の信号検出用ピークの波高
が基準レベルに達した時出力を出す、超音波信号
の検出装置に係り、特に、超音波流量計に用いる
に好適な、前記信号検出用ピークの波高が一定範
囲内に保たれるよう、自動利得制御をかけた超音
波信号の検出装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention amplifies an ultrasonic signal having a plurality of peaks, and outputs an output when the wave height of a signal detection peak in the amplified signal reaches a reference level. , relates to an ultrasonic signal detection device, particularly suitable for use in an ultrasonic flowmeter, detecting an ultrasonic signal with automatic gain control applied so that the wave height of the signal detection peak is maintained within a certain range. Regarding equipment.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に超音波を利用した測定器においては、被
測定物体内に超音波信号を伝搬させ、その伝搬時
間の変化から、対象とする物理的性質を検出する
ことが多い。この被測定物体内を伝搬してきた超
音波信号、特に超音波パルスは、多重反射等によ
る相互干渉により、その波形がかなり乱れている
ので、何らかの手段により波形を整形する必要が
ある。しかし従来は、適切な波形整形方法がなか
つたので、波形が大きく変化した場合、測定する
伝搬時間に誤差を生じ、測定対象である物理的性
質が正確に求められないという問題があつた。
In general, in measuring instruments that utilize ultrasound, ultrasound signals are propagated within an object to be measured, and physical properties of interest are often detected from changes in the propagation time. The waveform of the ultrasonic signal, especially the ultrasonic pulse, that has propagated within the object to be measured is considerably disturbed due to mutual interference due to multiple reflections, so it is necessary to shape the waveform by some means. However, in the past, there was no suitable waveform shaping method, so if the waveform changed significantly, an error would occur in the measured propagation time, making it impossible to accurately determine the physical property being measured.

第1図に、超音波信号の伝搬時間から、パイプ
10の中を流れる流体12の流量を測定する超音
波流量計の構成を示す。図において、14及び1
6は、それぞれシユー18及び20を介して、互
いに対向するようパイプ10の表面に取付けられ
た、送信子と受信子を兼ねた超音波振動子、21
は回路部で、22及び24は、一定周期毎に連動
して自動的に切換えられる切換スイツチ、26は
超音波振動子を加振する駆動回路、28は、流体
12を伝搬した超音波ビーム30を受信する増幅
器、32は、増幅器28で一定レベルの超音波ビ
ームを受信した時にパルスを出力する受信パルス
発生回路、34は、駆動回路26で一方の超音波
振動子にパルス信号を加えてから、他方の超音波
振動子を介して、受信パルスが検出される迄の時
間間隔を測定する時間差測定回路である。
FIG. 1 shows the configuration of an ultrasonic flowmeter that measures the flow rate of a fluid 12 flowing through a pipe 10 from the propagation time of an ultrasonic signal. In the figure, 14 and 1
Reference numeral 6 denotes an ultrasonic transducer 21 that serves as a transmitter and a receiver, which are attached to the surface of the pipe 10 so as to face each other via shoes 18 and 20, respectively.
2 is a circuit section, 22 and 24 are changeover switches that are automatically switched in conjunction with each other at regular intervals, 26 is a drive circuit that excites the ultrasonic vibrator, and 28 is an ultrasonic beam 30 propagated through the fluid 12. 32 is a reception pulse generation circuit that outputs a pulse when the amplifier 28 receives an ultrasonic beam of a certain level; 34 is a drive circuit 26 that applies a pulse signal to one ultrasonic transducer; , a time difference measuring circuit that measures the time interval until a received pulse is detected via the other ultrasonic transducer.

切換スイツチ22,24が第1図の位置にある
時には、駆動回路26からの駆動信号が超音波振
動子14に加わり、そこから発生する超音波ビー
ム30は、超音波振動子16で受けられ、増幅器
28に入る。切換スイツチ22,24が第1図と
反対側の位置に切換わつた時は、駆動回路26か
らの駆動信号は超音波振動子16に加わり、超音
波ビーム30は超音波振動子14で受けられ、増
幅器28に入る。パイプ10中で流体12が流れ
ている場合、前記第1の場合のごとく、流体の流
れの下流方向へ超音波ビームを発射した場合、そ
の伝搬時間は、流体12が静止している場合の伝
搬時間より小となり、逆に、前記第2の場合のご
とく、流体の流れの上流方向へ超音波ビームを発
射した場合、その伝搬時間は流体12が静止して
いる場合の伝搬時間より大となる。この超音波ビ
ームの伝搬方向を変えた場合の伝搬時間の差は、
流体の流速vに比例した値となるので、この時間
差から流速が求められる。
When the changeover switches 22 and 24 are in the position shown in FIG. into amplifier 28; When the changeover switches 22 and 24 are switched to the positions opposite to those shown in FIG. , into amplifier 28. When the fluid 12 is flowing in the pipe 10 and the ultrasonic beam is emitted in the downstream direction of the fluid flow as in the first case, the propagation time is the same as the propagation time when the fluid 12 is stationary. On the other hand, when the ultrasonic beam is emitted in the upstream direction of the fluid flow as in the second case, its propagation time is longer than the propagation time when the fluid 12 is stationary. . The difference in propagation time when changing the propagation direction of this ultrasonic beam is
Since the value is proportional to the flow velocity v of the fluid, the flow velocity can be determined from this time difference.

このような構成の超音波流量計において、超音
波受信信号は、基本的には超音波振動子の固有振
動周波数をもつ共振波形であるが、温度、流体の
流速、異なる経路を通る超音波パルスの相互干渉
等により、奇麗な波形とはならず、一般に第2図
に実線A或いは破線Bで示すような複数のピーク
を有する波形となる。受信パルス発生回路32に
おいては、超音波信号が入力しない時のレベルを
l0とすると、l0から一定の値だけ離れたところに
別の基準レベルl1を設定し、入力波形のピーク波
高が、該基準レベルl1に到達した時に、出力を出
すようにしている。従つて、受信パルス発生回路
32への入力は、常に一定の波形をもつことが望
ましいが、実際には流体の流速変化等により、第
2図に実線A、破線Bで示すごとく、ピーク波高
及びピーク波高の相対高さが変化する。実線Aに
示すような超音波信号が入力した場合は、超音波
の受信パルスが第1ピークにより発生され、破線
Bのような超音波信号が入力した場合は、第2ピ
ークで発生される。このように信号検出ピークが
変化すると、測定される伝搬時間に大きな誤差を
生じ、正確な流速を測定できない。
In an ultrasonic flowmeter with such a configuration, the ultrasonic reception signal is basically a resonant waveform with the natural vibration frequency of the ultrasonic vibrator, but it also depends on temperature, fluid flow rate, and ultrasonic pulses passing through different paths. Due to mutual interference, etc., the waveform is not beautiful, and generally has a plurality of peaks as shown by the solid line A or the broken line B in FIG. In the reception pulse generation circuit 32, the level when no ultrasonic signal is input is
If l 0 is set, another reference level l 1 is set at a certain value away from l 0 , and the output is output when the peak wave height of the input waveform reaches the reference level l 1 . . Therefore, it is desirable that the input to the reception pulse generation circuit 32 always have a constant waveform, but in reality, due to changes in fluid flow velocity, the peak wave height and The relative height of the peak wave height changes. When an ultrasonic signal as shown by the solid line A is input, an ultrasonic reception pulse is generated at the first peak, and when an ultrasonic signal as shown by the broken line B is input, it is generated at the second peak. When the signal detection peak changes in this way, a large error occurs in the measured propagation time, making it impossible to accurately measure the flow velocity.

前記のような、超音波信号の波形変化による受
信時間の測定誤差を防止するため、従来は、超音
波信号中の最大の波高を有するピークの波高を一
定範囲内に保つように、増幅器28の利得を変化
させる方式が行なわれている。このような従来の
自動利得制御が加えられた超音波流量計の受信増
幅回路を第3図に示す。図において、36は、そ
の利得を制御端子から与えられる電気信号により
制御可能な増幅器、38は、直流電源40で与え
られる電圧E1により設定される基準レベルl1より
入力信号が大である時に出力を出す第1の比較
器、42は、直流電源44で与えられる電圧E2
により設定される利得制御レベルl2(l2>l1)より
入力信号が大である時に出力を出す第2の比較
器、46は該第2の比較器42と増幅器36間に
配設される利得制御回路である。前記増幅器36
は、切換スイツチ24の出力側に接続され、第1
の比較器38の出力は、時間差測定回路34の入
力側に接続されている。他の点については、前記
第1図と同様であるので説明は省略する。
In order to prevent measurement errors in reception time due to changes in the waveform of the ultrasonic signal as described above, conventionally, the amplifier 28 is controlled so as to keep the wave height of the peak having the maximum wave height in the ultrasonic signal within a certain range. A method of varying the gain is being used. FIG. 3 shows a receiving amplifier circuit of an ultrasonic flowmeter to which such conventional automatic gain control is added. In the figure, 36 is an amplifier whose gain can be controlled by an electric signal applied from a control terminal, and 38 is an amplifier whose gain can be controlled by an electric signal applied from a control terminal. A first comparator, 42, outputs a voltage E 2 provided by a DC power supply 44.
A second comparator 46 is disposed between the second comparator 42 and the amplifier 36, and outputs an output when the input signal is greater than the gain control level l 2 (l 2 >l 1 ) set by This is a gain control circuit. the amplifier 36
is connected to the output side of the changeover switch 24, and the first
The output of the comparator 38 is connected to the input side of the time difference measuring circuit 34. Other points are the same as those in FIG. 1, so explanations will be omitted.

前記利得制御回路46は、リセツト端子が第2
の比較器42の出力と接続され、セツト端子が駆
動回路26と接続されたフリツプフロツプ回路4
8と、該フリツプフロツプ回路48の出力により
動作する切換スイツチ50,52と、該切換スイ
ツチ50に接続された正電源54と、前記切換ス
イツチ52に接続された負電源56と、前記切換
スイツチ50,52により選択された正電源或い
は負電源から正電圧或るいは負電圧が入力される
積分器58とを有する。
The gain control circuit 46 has a reset terminal connected to a second
a flip-flop circuit 4 whose set terminal is connected to the output of the comparator 42 and whose set terminal is connected to the drive circuit 26;
8, changeover switches 50 and 52 operated by the output of the flip-flop circuit 48, a positive power supply 54 connected to the changeover switch 50, a negative power supply 56 connected to the changeover switch 52, and the changeover switch 50, The integrator 58 receives a positive voltage or a negative voltage from a positive power source or a negative power source selected by 52.

このような超音波流量計の受信増幅回路におい
ては、超音波振動子からの信号を受けると、増幅
器36は積分器58からの制御信号により決まる
利得で該信号を増幅し、第1及び第2の比較器3
8,42に入力を与える。第1の比較器38は受
信信号が基準レベルl1を越えた時に受信パルスを
発生し、第2の比較器42は、その利得制御レベ
ルl2が基準レベルl1より大であるため、第1の比
較器38より遅れて、受信信号が利得制御レベル
l2を越えた時に、第4図に示す如く、パルス信号
Xを出力する。利得制御回路46のフリツプフロ
ツプ回路48は測定周期毎に駆動回路26から取
出された送信タイミングと同じ周期をもつパルス
信号Yにより測定周期毎にセツトされている。こ
こにパルス信号Xが入力すると、その出力Zはリ
セツトされるので第4図に示すような矩形波が出
力される。出力は出力Zを反転した波形とな
る。このZ、により切換スイツチ50,52が
制御されるため、積分器58の出力Uは、切換ス
イツチ50がオンの時に電圧が下がる方向へ、切
換スイツチ52がオンの時電圧の上がる方向へ動
く。この電圧出力Uが利得制御回路46の出力と
なり、増幅器36の制御信号となる。制御信号が
大となると、増幅器36の利得が下がり、逆に制
御信号が小となると、増幅器36の利得が上がる
ため、受信信号のピーク波高値が減少すると、第
2の比較器42からはパルス信号Xが出なくな
り、Zが高レベルを保ち、電圧出力Uが低下し、
増幅器36の利得が上がるので、増幅器36の出
力は増加する。逆に受信信号のピーク波高値が増
加すると、第2の比較器42からは測定周期毎に
パルス信号Xが出て、Zは交互に高レベルと低レ
ベルが繰返し、電圧出力Uが増加し、増幅器36
の利得が下がるので、増幅器36の出力が減少す
る。このようにして、受信信号の波高値が変動し
ても、増幅器36の出力は一定範囲内に保たれ
る。
In the reception amplifier circuit of such an ultrasonic flowmeter, upon receiving a signal from the ultrasonic transducer, the amplifier 36 amplifies the signal with a gain determined by the control signal from the integrator 58, and comparator 3
Give input to 8,42. The first comparator 38 generates a receive pulse when the received signal exceeds the reference level l 1 and the second comparator 42 generates a receive pulse when the received signal exceeds the reference level l 1 . 1 comparator 38, the received signal reaches the gain control level.
When l2 is exceeded, a pulse signal X is output as shown in FIG. The flip-flop circuit 48 of the gain control circuit 46 is set for each measurement period by a pulse signal Y having the same period as the transmission timing taken out from the drive circuit 26 for each measurement period. When a pulse signal X is input here, its output Z is reset, so that a rectangular wave as shown in FIG. 4 is output. The output has a waveform that is the inversion of the output Z. Since the changeover switches 50 and 52 are controlled by this Z, the output U of the integrator 58 moves in the direction of decreasing voltage when the changeover switch 50 is on, and in the direction of increasing the voltage when the changeover switch 52 is on. This voltage output U becomes the output of the gain control circuit 46 and becomes a control signal for the amplifier 36. When the control signal becomes large, the gain of the amplifier 36 decreases, and when the control signal becomes small, the gain of the amplifier 36 increases. Therefore, when the peak value of the received signal decreases, the second comparator 42 outputs a pulse. Signal X no longer appears, Z remains high level, voltage output U decreases,
Since the gain of amplifier 36 increases, the output of amplifier 36 increases. Conversely, when the peak value of the received signal increases, the second comparator 42 outputs a pulse signal X at every measurement period, Z alternately repeats high and low levels, and the voltage output U increases. amplifier 36
Since the gain of the amplifier 36 decreases, the output of the amplifier 36 decreases. In this way, even if the peak value of the received signal fluctuates, the output of the amplifier 36 is maintained within a certain range.

〔発明が解決しようとする問題点〕 このような従来の自動利得制御回路を備えた超
音波流量計の受信増幅回路においては、次のよう
な問題点がある。即ち、従来の構成では、自動利
得制御が働き、出力が一定になるのは、受信波形
のピークのうち最も波高値の高いところである。
しかし、通常超音波受信時間を決める第1の比較
器38は、受信波形のうち第1ピーク、或るいは
第2ピークなどで動作する。受信波形のうち波高
値が最大であるピークは、第2図に示すごとく、
かなり後ろの方であるのが普通であるため、第1
の比較器38の働くピークとは異なる。従つて、
自動利得制御をきかせても、第1の比較器38が
動作する信号検出ピークの波高を一定にすること
はできない。従つて、ピーク波形の相対高さが大
きく変化した場合、異なるピークで受信信号を比
較するという恐れは解消されていない。
[Problems to be Solved by the Invention] The reception amplifier circuit of an ultrasonic flowmeter equipped with such a conventional automatic gain control circuit has the following problems. That is, in the conventional configuration, automatic gain control operates and the output becomes constant at the highest peak value among the peaks of the received waveform.
However, the first comparator 38, which normally determines the ultrasound reception time, operates at the first peak or second peak of the received waveform. The peak with the maximum wave height value in the received waveform is as shown in Figure 2.
It is normal for it to be quite far back, so the first
This is different from the peak at which the comparator 38 operates. Therefore,
Even with automatic gain control, the height of the signal detection peak at which the first comparator 38 operates cannot be made constant. Therefore, if the relative height of the peak waveform changes significantly, the possibility of comparing received signals at different peaks remains unresolved.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、信号検出用ピークの波高が一
定範囲内に保たれるようにして、超音波信号を確
実に検出できる超音波信号の検出装置を提供する
ことにある。
An object of the present invention is to provide an ultrasonic signal detection device that can reliably detect ultrasonic signals by keeping the wave height of a signal detection peak within a certain range.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記目的を達成するため、本発明は、複数のピ
ークを有する超音波信号を増幅する利得可変の増
幅器と、該増幅器の出力波高が基準レベルに達し
た時出力を出す第1の比較器と、同じく出力波高
が前記基準レベルより高い利得制御レベルに達し
た時出力を出す第2の比較器と、該第2の比較器
の出力に応じて前記増幅器の利得を変える利得制
御回路とを備えた超音波信号の検出装置におい
て、増幅器の出力波高が時間幅信号出力レベルに
達した時動作する時間幅信号出力回路と、時間幅
信号が出されている時だけ、前記第2の比較器出
力を前記利得制御回路に伝えるゲート回路とを設
け、信号検出用ピーク受信時間内の超音波信号に
応じて前記増幅器の増幅度を変え、信号検出用ピ
ークの波高が一定範囲内に保たれるようにしたこ
とを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the present invention includes a variable gain amplifier that amplifies an ultrasonic signal having multiple peaks, a first comparator that outputs an output when the output wave height of the amplifier reaches a reference level, Similarly, the second comparator outputs an output when the output wave height reaches a gain control level higher than the reference level, and a gain control circuit that changes the gain of the amplifier according to the output of the second comparator. In the ultrasonic signal detection device, the time width signal output circuit operates when the output wave height of the amplifier reaches the time width signal output level, and the second comparator output is activated only when the time width signal is output. A gate circuit for transmitting information to the gain control circuit is provided, and the amplification degree of the amplifier is changed according to the ultrasonic signal within the signal detection peak reception time, so that the wave height of the signal detection peak is maintained within a certain range. It is characterized by the fact that

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細に
説明する。本発明の第1実施例は、第5図に示す
ごとく、従来の利得制御回路を備えた超音波流量
計の受信増幅回路に、第1の比較器38の出力に
より動作する時間幅信号出力回路60と、該時間
幅信号出力回路60の出力が出されている時だ
け、第2の比較器42の出力を利得制御回路46
の伝えるAND回路62とを設けたものである。
他の点については、前記第3図に示す従来例と同
様であるので説明は省略する。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. As shown in FIG. 5, the first embodiment of the present invention includes a time width signal output circuit operated by the output of a first comparator 38 in a receiving amplifier circuit of an ultrasonic flowmeter equipped with a conventional gain control circuit. 60, and the output of the second comparator 42 is sent to the gain control circuit 46 only when the output of the time width signal output circuit 60 is output.
An AND circuit 62 that transmits the information is provided.
Other points are the same as those of the conventional example shown in FIG. 3, so explanations will be omitted.

前記時間幅信号出力回路60は、第1の比較器
38の出力Vが出されてから一定時間τだけ出力
を出すようにされている。この時間幅τとして
は、信号検出用ピークが基準レベルに達してか
ら、次のピークが同じく基準レベルに達する迄の
時間、例えば基本周波数1MHzの超音波信号にお
いては約1μs以内とすることができる。
The time width signal output circuit 60 is configured to output an output for a certain period of time τ after the output V of the first comparator 38 is output. This time width τ can be set to the time from when the signal detection peak reaches the reference level until the next peak also reaches the reference level, for example, within about 1 μs for an ultrasonic signal with a fundamental frequency of 1 MHz. .

以下第6図を参照して動作を説明する。増幅器
36は、超音波振動子からの受信信号を入力と
し、その出力を第1及び第2の比較器38,42
に与える。第1の比較器38は、入力信号が基準
レベルl1を超えた時出力Vを発生する。この出力
Vは従来と同様に時間差測定回路34へ与えられ
るだけでなく、時間幅信号出力回路60にも入力
される。時間幅信号出力回路60は、入力が与え
られた後、一定時間τの間だけ時間幅信号Wを出
力する。一方第2の比較器42は、従来と同様
に、入力信号が利得制御レベルl2を超えた時出力
Xを発生する。この出力Xは、直ちに利得制御回
路46に入力されるのではなく、AND回路62
を通つた後利得制御回路46に与えられる。従つ
て、利得制御回路46に伝わるパルス信号X′は、
パルス信号Xのうち時間幅信号出力回路60の出
力Wが出されている時間内のものだけである。利
得制御回路46の動作については、前記従来例と
同様であるのは説明は省略する。
The operation will be explained below with reference to FIG. The amplifier 36 inputs the received signal from the ultrasonic transducer and sends its output to the first and second comparators 38 and 42.
give to The first comparator 38 produces an output V when the input signal exceeds the reference level l1 . This output V is not only given to the time difference measuring circuit 34 as in the conventional case, but also inputted to the time width signal output circuit 60. The time width signal output circuit 60 outputs the time width signal W only for a certain period of time τ after receiving the input. On the other hand, the second comparator 42 generates an output X when the input signal exceeds the gain control level l2 , as in the prior art. This output X is not immediately input to the gain control circuit 46, but is sent to
After passing through, it is applied to the gain control circuit 46. Therefore, the pulse signal X' transmitted to the gain control circuit 46 is
Of the pulse signals X, only those within the time period during which the output W of the time width signal output circuit 60 is output. The operation of the gain control circuit 46 is the same as that of the conventional example, so a description thereof will be omitted.

本実施例においては、基準レベルが時間幅信号
出力レベルとされ、時間幅信号出力回路が、第1
の比較器38の出力後、一定時間τだけ時間幅信
号を出すようにされているので、超音波信号中の
最初のピークの波高に対し自動利得制御をかける
ことができ、最初のピークを信号検出用ピークと
することができる。
In this embodiment, the reference level is the time width signal output level, and the time width signal output circuit is the first
After the output of the comparator 38, a time width signal is output for a certain period of time τ, so automatic gain control can be applied to the wave height of the first peak in the ultrasonic signal, and the first peak is It can be used as a detection peak.

本実施例においては、時間幅出力回路を動作す
るための時間幅出力レベルを基準レベルで兼用さ
せているので、回路構成が極めて簡単である。
In this embodiment, since the reference level is also used as the time width output level for operating the time width output circuit, the circuit configuration is extremely simple.

本発明の第2実施例を第7図に示す。本実施例
は、増幅器36の出力側に配設される第3の比較
器64と、該第3の比較器64により動作する時
間幅信号出力回路66と、第1の比較器38の出
力と時間幅信号出力回路66出力とのANDをと
るAND回路68とを設けた点が前記第1実施例
と異なる。
A second embodiment of the invention is shown in FIG. In this embodiment, a third comparator 64 disposed on the output side of the amplifier 36, a time width signal output circuit 66 operated by the third comparator 64, and an output of the first comparator 38 This embodiment differs from the first embodiment in that an AND circuit 68 that performs an AND with the output of the time width signal output circuit 66 is provided.

前記第3の比較器64は、入力信号が直流電源
70で設定される電圧E3により決まる時間幅信
号出力レベルl3(l3<l1)より大となつた時出力T
を発生する。
The third comparator 64 outputs T when the input signal becomes larger than a time width signal output level l 3 (l 3 <l 1 ) determined by the voltage E 3 set by the DC power supply 70.
occurs.

前記時間幅信号出力回路66は、入力が与えら
れてから、τ1時間経過後時間幅τ2の時間幅信号
W′を出すようにされている。この遅延時間τ1
び時間幅τ2は、目的とする信号検出用ピークが時
間幅τ2内に受信されるように選定されている。例
えば超音波信号中の第2ピークが信号検出用ピー
クとされている場合には、τ1、τ2を、それぞれ超
音波信号の1つのピーク周期に相当する時間幅と
することができる。
The time width signal output circuit 66 outputs a time width signal with a time width τ 2 after τ 1 hour has passed since the input is applied.
It is designed to produce W′. The delay time τ 1 and the time width τ 2 are selected so that the target signal detection peak is received within the time width τ 2 . For example, when the second peak in the ultrasound signal is the peak for signal detection, τ 1 and τ 2 can each have a time width corresponding to one peak cycle of the ultrasound signal.

以下第8図を参照して動作を説明する。超音波
信号が入力し、増幅器36の出力がまず時間幅信
号出力レベルl3を越えると、第3の比較器64が
出力Tを発生する。すると時間幅信号出力回路6
6が動作し、遅延時間τ1経過後、τ2の時間幅を有
する出力W′を発生する。第1のピークが基準レ
ベルl1を越えることがあつても、AND回路62,
68の一方の入力がオフであるため、AND回路
62,68の出力X″、V′がオンとなることはな
い。第2のピーク、即ち信号検出用ピークが入力
すると、時間幅信号出力回路66がオンとなつて
いるため、AND回路62,68は、共に他方の
入力X或るいはVが入力した場合、出力V′、
W′を出す。3番目以降のピークについては、時
間幅信号出力回路66が再びオフとなり、AND
回路62,68の一方の入力がオフとなるため
AND回路62,68の出力がオンとなることは
ない。
The operation will be explained below with reference to FIG. When an ultrasound signal is input and the output of the amplifier 36 first exceeds the duration signal output level l3 , the third comparator 64 produces an output T. Then, the time width signal output circuit 6
6 operates, and after a delay time τ 1 has elapsed, output W' having a time width of τ 2 is generated. Even if the first peak exceeds the reference level l1 , the AND circuit 62,
Since one input of the AND circuit 68 is off, the outputs X'' and V' of the AND circuits 62 and 68 are never turned on.When the second peak, that is, the peak for signal detection, is input, the time width signal output circuit 66 is on, AND circuits 62 and 68 both output V', when the other input X or V is input.
Give W′. For the third and subsequent peaks, the time width signal output circuit 66 is turned off again, and the AND
Because one input of circuits 62 and 68 is turned off
The outputs of the AND circuits 62 and 68 are never turned on.

本実施例においては、時間幅信号出力回路が増
幅器の出力波高が時間幅信号出力レベルに達した
時から、遅延時間τ1経過後に出力を出すようにさ
れているので、2番目のピークを信号検出用ピー
クとすることができる。
In this embodiment, since the time width signal output circuit outputs the output after the delay time τ 1 has elapsed from the time when the output wave height of the amplifier reaches the time width signal output level, the second peak is output as the signal. It can be used as a detection peak.

又、時間幅信号出力回路66を利用して、第1
の比較器38の出力中から信号検出用ピークのみ
を取出すようにしているので、後段の時間差測定
回路の構成が簡単にできる。
Also, using the time width signal output circuit 66, the first
Since only the peak for signal detection is extracted from the output of the comparator 38, the configuration of the subsequent time difference measuring circuit can be simplified.

なお前記実施例においては、第2のピークを信
号検出用ピークとしていたが、時間幅出力回路の
遅延時間τ1の長さを変更することにより、任意の
ピークを信号検出用ピークとできることは明らか
である。
In the above embodiment, the second peak was used as the peak for signal detection, but it is clear that by changing the length of the delay time τ 1 of the time width output circuit, any peak can be used as the peak for signal detection. It is.

前記実施例は、いずれも、比較器が使用された
自動利得制御回路を有する受信増幅回路に本発明
を適用していたが、本発明の適用範囲は、これに
限定されない。
In each of the embodiments described above, the present invention is applied to a receiving amplifier circuit having an automatic gain control circuit using a comparator, but the scope of application of the present invention is not limited thereto.

又、前記実施例は、いずれも超音波流量計にお
ける超音波信号の検出に本発明を適用していた
が、本発明の適用範囲はこれに限定されず、超音
波レベル計、超音波探傷装置など他の超音波応用
装置に適用できることは明らかである。
Further, in all of the above embodiments, the present invention was applied to detecting ultrasonic signals in ultrasonic flowmeters, but the scope of application of the present invention is not limited to this, and the present invention is applicable to ultrasonic level meters and ultrasonic flaw detection devices. It is obvious that the present invention can be applied to other ultrasonic application devices such as the present invention.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したとおり、本発明は、複数のピーク
を有する超音波信号を増幅する利得可変の増幅器
と、該増幅器の出力波高が基準レベルに達した時
出力を出す第1の比較器と、同じく出力波高が前
記基準レベルより高い利得制御レベルに達した時
出力を出す第2の比較器と、該第2の比較器の出
力に応じて前記増幅器の利得を変える利得制御回
路とを備えた超音波信号の検出装置において、増
幅器の出力波高が時間幅信号出力レベルに達した
時動作する時間幅信号出力回路と、時間幅信号が
出されている時だけ、前記第2の比較器出力を前
記利得制御回路に伝えるゲート回路とを設け、信
号検出用ピーク受信時間内の超音波信号に応じて
前記増幅器の増幅度を変えるようにしたので、信
号検出用ピークの波高が一定範囲内に保たれ、超
音波信号を安定して検出できるという優れた効果
を有する。
As explained above, the present invention includes a variable gain amplifier that amplifies an ultrasonic signal having multiple peaks, a first comparator that outputs an output when the output wave height of the amplifier reaches a reference level, and a first comparator that outputs an output when the output wave height of the amplifier reaches a reference level. An ultrasonic wave comprising: a second comparator that outputs an output when the wave height reaches a gain control level higher than the reference level; and a gain control circuit that changes the gain of the amplifier according to the output of the second comparator. The signal detection device includes a time width signal output circuit that operates when the output wave height of the amplifier reaches the time width signal output level, and a time width signal output circuit that operates when the output wave height of the amplifier reaches the time width signal output level, and a time width signal output circuit that operates when the output wave height of the amplifier reaches the time width signal output level. A gate circuit is provided to transmit information to the control circuit, and the amplification degree of the amplifier is changed according to the ultrasonic signal within the signal detection peak reception time, so that the wave height of the signal detection peak is maintained within a certain range, It has the excellent effect of stably detecting ultrasonic signals.

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

第1図は、本発明が適用される超音波流量計の
構成を示すブロツク線図、第2図は、超音波流量
計における超音波信号の受信波形を示す線図、第
3図は、従来の自動利得制御回路が採用された超
音波流量計の受信増幅回路部分を示すブロツク線
図、第4図は、第3図の各部波形を示す線図、第
5図は、本発明が適用された超音波流量計の受信
増幅回路部分の第1実施例の構成を示すブロツク
線図、第6図は、第5図の各部波形を示す線図、
第7図は、本発明に係る第2実施例の構成を示す
ブロツク線図、第8図は、第7図の各部波形を示
す線図である。 10……パイプ、12……流体、14,16…
…超音波振動子、30……超音波ビーム、32…
…受信パルス発生回路、34……時間差測定回
路、36……増幅器、38,42,64……比較
器、46……利得制御回路、60,66……時間
幅信号出力回路、62,68……AND回路。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an ultrasonic flowmeter to which the present invention is applied, FIG. 2 is a diagram showing the received waveform of an ultrasonic signal in the ultrasonic flowmeter, and FIG. 3 is a diagram showing a conventional ultrasonic flowmeter. FIG. 4 is a block diagram showing the reception amplifier circuit portion of an ultrasonic flowmeter to which the automatic gain control circuit of FIG. FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the first embodiment of the reception amplifier circuit portion of the ultrasonic flowmeter; FIG. 6 is a diagram showing the waveforms of each part of FIG.
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of a second embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a diagram showing waveforms of various parts in FIG. 10...Pipe, 12...Fluid, 14,16...
...Ultrasonic transducer, 30... Ultrasonic beam, 32...
... Reception pulse generation circuit, 34 ... Time difference measurement circuit, 36 ... Amplifier, 38, 42, 64 ... Comparator, 46 ... Gain control circuit, 60, 66 ... Time width signal output circuit, 62, 68 ... ...AND circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 複数のピークを有する超音波を増幅する利得
可変の増幅器と、該増幅器の出力波高が基準レベ
ルに達した時出力を出す第1の比較器と、同じく
出力波高が前記基準レベルより高い利得制御レベ
ルに達した時出力を出す第2の比較器と、該第2
の比較器の出力に応じて前記増幅器の利得を変え
る利得制御回路とを備えた超音波信号の検出装置
において、増幅器の出力波高が時間幅信号出力レ
ベルに達した時動作する時間幅信号出力回路と、
時間幅信号が出されている時だけ、前記第2の比
較器出力を前記利得制御回路に伝えるゲート回路
とを設け、信号検出用ピーク受信時間内の超音波
信号に応じて前記増幅器の増幅度を変え、信号検
出用ピークの波高が一定範囲内に保たれるように
したことを特徴とする超音波信号の検出装置。 2 前記時間幅信号出力回路が、基準レベルを時
間幅信号出力レベルとし、第1の比較器の出力後
一定時間、時間幅信号を出力するようにされてお
り、超音波信号中の最初のピークの波高が一定範
囲内に保たれている特許請求の範囲第1項記載の
超音波信号の検出装置。 3 前記時間幅信号出力回路が、増幅器の出力波
高が時間幅信号出力レベルに達した時から一定時
間経過後に一定時間、時間幅信号を出力するよう
にされており、超音波信号中の2番目以降のピー
クの波高が一定範囲内に保たれている特許請求の
範囲第1項記載の超音波信号の検出装置。
[Claims] 1. A variable gain amplifier that amplifies ultrasonic waves having multiple peaks; a first comparator that outputs an output when the output wave height of the amplifier reaches a reference level; a second comparator that provides an output when a gain control level higher than the reference level is reached;
A time width signal output circuit that operates when the output wave height of the amplifier reaches a time width signal output level in the ultrasonic signal detection device comprising a gain control circuit that changes the gain of the amplifier according to the output of the comparator. and,
A gate circuit is provided that transmits the output of the second comparator to the gain control circuit only when a time width signal is output, and the amplification level of the amplifier is adjusted according to the ultrasonic signal within the peak reception time for signal detection. 1. An ultrasonic signal detection device characterized in that the wave height of the signal detection peak is maintained within a certain range by changing the wave height of the signal detection peak. 2. The time width signal output circuit is configured to set the reference level to the time width signal output level and output the time width signal for a certain period of time after the output of the first comparator, and the first peak in the ultrasonic signal 2. The ultrasonic signal detection device according to claim 1, wherein the wave height of the ultrasonic signal is maintained within a certain range. 3. The time width signal output circuit is configured to output a time width signal for a certain period of time after a certain period of time has elapsed since the output wave height of the amplifier reaches the time width signal output level, and the second time width signal in the ultrasonic signal is The ultrasonic signal detection device according to claim 1, wherein the wave height of subsequent peaks is maintained within a certain range.
JP8298377A 1977-07-13 1977-07-13 Method and apparatus for detecting of ultrasonic wave signals Granted JPS5418788A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8298377A JPS5418788A (en) 1977-07-13 1977-07-13 Method and apparatus for detecting of ultrasonic wave signals

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8298377A JPS5418788A (en) 1977-07-13 1977-07-13 Method and apparatus for detecting of ultrasonic wave signals

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5418788A JPS5418788A (en) 1979-02-13
JPH0117090B2 true JPH0117090B2 (en) 1989-03-29

Family

ID=13789443

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8298377A Granted JPS5418788A (en) 1977-07-13 1977-07-13 Method and apparatus for detecting of ultrasonic wave signals

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5418788A (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59166814A (en) * 1983-03-11 1984-09-20 Power Reactor & Nuclear Fuel Dev Corp Ultrasonic flow meter
JPH0353594U (en) * 1989-09-29 1991-05-23
CN1325880C (en) 2002-08-05 2007-07-11 松下电器产业株式会社 Flow metering device

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5418788A (en) 1979-02-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4480485A (en) Acoustic flowmeter with envelope midpoint tracking
JP3023569B2 (en) Method and apparatus for digitally measuring acoustic burst transit time in a fluid medium
JP3016511B1 (en) Ultrasonic flow velocity measuring method and device
JP2002340642A (en) Ultrasonic current meter
RU2186399C2 (en) Ultrasonic device measuring flow velocity
US4391150A (en) Electro-acoustic flowmeter
CN112903043A (en) Multichannel ultrasonic flowmeter system
JPH1048009A (en) Ultrasound temperature current meter
JP2003014515A (en) Ultrasonic flowmeter
JPH0117090B2 (en)
JP4797515B2 (en) Ultrasonic flow measuring device
JP3624743B2 (en) Ultrasonic flow meter
JP3422100B2 (en) Flow measurement device
JP2008185441A (en) Ultrasonic flowmeter
JPH03233395A (en) Sound wavepropagation time measuring method
JP2000329597A5 (en)
JP3622613B2 (en) Ultrasonic flow meter
RU2195635C1 (en) Method of measurement of level of liquid and loose media
JP4485641B2 (en) Ultrasonic flow meter
RU2006002C1 (en) Tester of pulse-frequency flowmeters
JPS6042405B2 (en) Pulsed ultrasonic Doppler current meter
JPH1090029A (en) Ultrasonic wave flowmeter
JP4140095B2 (en) Ultrasonic current meter
JPH0361892B2 (en)
JP2020180811A (en) Ultrasonic flowmeter