JP2000065614A - 零交差検知器、零交差を検知する方法、および超音波流量計 - Google Patents
零交差検知器、零交差を検知する方法、および超音波流量計Info
- Publication number
- JP2000065614A JP2000065614A JP11231638A JP23163899A JP2000065614A JP 2000065614 A JP2000065614 A JP 2000065614A JP 11231638 A JP11231638 A JP 11231638A JP 23163899 A JP23163899 A JP 23163899A JP 2000065614 A JP2000065614 A JP 2000065614A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zero
- trigger
- amplitude
- pulse packet
- signal
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K5/00—Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
- H03K5/153—Arrangements in which a pulse is delivered at the instant when a predetermined characteristic of an input signal is present or at a fixed time interval after this instant
- H03K5/1536—Zero-crossing detectors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 入力電気パルスパケット内の零交差を検知す
るための零交差検知器、および零交差を検知する方法に
おけるワーキングディファレンスの設定に関連した問題
を軽減すること。 【解決手段】 零交差検知器を、目下の入力電気パルス
パケットの零レベル交差を検出し、その結果を示すトリ
ガ信号を出力するアナライザと、目下の入力パルスパケ
ットの振幅の変動を監視して、プリトリガレベルの交差
を検知するプリトリガユニットとを含み、さらにプリト
リガユニットに作動接続された制御手段を含み、プリト
リガレベルの振幅を、目下または先行の入力電気パルス
パケットの一方から導出された信号の振幅と比較し、プ
リトリガユニットに供給されたプリトリガレベルおよび
目下の入力電気パルスパケットの一方、または両方の振
幅を自動的に制御して、ワーキングディファレンスを保
持するように構成すること。
るための零交差検知器、および零交差を検知する方法に
おけるワーキングディファレンスの設定に関連した問題
を軽減すること。 【解決手段】 零交差検知器を、目下の入力電気パルス
パケットの零レベル交差を検出し、その結果を示すトリ
ガ信号を出力するアナライザと、目下の入力パルスパケ
ットの振幅の変動を監視して、プリトリガレベルの交差
を検知するプリトリガユニットとを含み、さらにプリト
リガユニットに作動接続された制御手段を含み、プリト
リガレベルの振幅を、目下または先行の入力電気パルス
パケットの一方から導出された信号の振幅と比較し、プ
リトリガユニットに供給されたプリトリガレベルおよび
目下の入力電気パルスパケットの一方、または両方の振
幅を自動的に制御して、ワーキングディファレンスを保
持するように構成すること。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に超音波源から
発生された個々のパルスからなるパケット内の、特定の
パルスの零交差検知器および零交差の検知方法に関す
る。
発生された個々のパルスからなるパケット内の、特定の
パルスの零交差検知器および零交差の検知方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】よく知られたことだが、圧電結晶は１つ
の電気パルスが印加されたとき、１つのパルスを放射す
るわけではない。むしろ、圧電結晶は固有共鳴周波数で
振動し、「パケット」を放射する。このパケットは、複
数の異なった振幅のパルスからなる。放射されたパケッ
トの包絡線は、時間とともに急速に減衰する。この減衰
の仕方は一般的に一様であり、たいてい６個程度のサイ
クルからなるトレーンを形成する。超音波検知器は放射
されたパケットを受信し、電気パルスパケットを出力す
る。この電気パルスパケットは一般的に、検知された超
音波パケットの構造を反映する。
の電気パルスが印加されたとき、１つのパルスを放射す
るわけではない。むしろ、圧電結晶は固有共鳴周波数で
振動し、「パケット」を放射する。このパケットは、複
数の異なった振幅のパルスからなる。放射されたパケッ
トの包絡線は、時間とともに急速に減衰する。この減衰
の仕方は一般的に一様であり、たいてい６個程度のサイ
クルからなるトレーンを形成する。超音波検知器は放射
されたパケットを受信し、電気パルスパケットを出力す
る。この電気パルスパケットは一般的に、検知された超
音波パケットの構造を反映する。
【０００３】超音波発信器と超音波受信器の間の超音波
パルスの走行時間を使用して、パルスが公知のように伝
播する流体の速度（従って流量）を測定する流量計は、
当技術分野では公知である。WO 94/28790 明細書および
米国特許出願 US 5,247,826明細書などに記載されてい
る装置は、超音波パルスの走行時間を、流体の流れの上
流および下流の両方で測定することによって、この基本
的な方法を改良している。これらの走行時間はその後、
マイクロプロセッサへ供給される。このマイクロプロセ
ッサは、流量を標準的なアルゴリズムを使用して計算す
るように設定されている。しかし既に述べたように、受
信された超音波信号は、典型的には比例電気信号に超音
波受信器によって変換されるが、１つのパルスを含むの
ではなく、６個程度のパルスのパケットになっている。
従って、測定がパケット内の別のパルスを使用して行わ
れると、小さな誤差が流量の測定に生じる可能性があ
る。
パルスの走行時間を使用して、パルスが公知のように伝
播する流体の速度（従って流量）を測定する流量計は、
当技術分野では公知である。WO 94/28790 明細書および
米国特許出願 US 5,247,826明細書などに記載されてい
る装置は、超音波パルスの走行時間を、流体の流れの上
流および下流の両方で測定することによって、この基本
的な方法を改良している。これらの走行時間はその後、
マイクロプロセッサへ供給される。このマイクロプロセ
ッサは、流量を標準的なアルゴリズムを使用して計算す
るように設定されている。しかし既に述べたように、受
信された超音波信号は、典型的には比例電気信号に超音
波受信器によって変換されるが、１つのパルスを含むの
ではなく、６個程度のパルスのパケットになっている。
従って、測定がパケット内の別のパルスを使用して行わ
れると、小さな誤差が流量の測定に生じる可能性があ
る。
【０００４】零交差検知器をこのような流量計に組み込
んで、パルスの到着を検知することも、当技術分野では
公知である。この検知器はアナライザを有し、このアナ
ライザは検知された超音波信号の振幅の「零」点交差を
探査するように動作する。この零点交差では、検知され
た超音波信号の振幅は、比例電気信号に変換されている
が、「負」から「正」（またはその逆）へ、零点を交差
して移行する。もちろん、当業者であれば理解するだろ
うが、前記零点は真の零振幅である必要はなく、むし
ろ、交番する信号の振幅の中間程度のレベルとする。
んで、パルスの到着を検知することも、当技術分野では
公知である。この検知器はアナライザを有し、このアナ
ライザは検知された超音波信号の振幅の「零」点交差を
探査するように動作する。この零点交差では、検知され
た超音波信号の振幅は、比例電気信号に変換されている
が、「負」から「正」（またはその逆）へ、零点を交差
して移行する。もちろん、当業者であれば理解するだろ
うが、前記零点は真の零振幅である必要はなく、むし
ろ、交番する信号の振幅の中間程度のレベルとする。
【０００５】この零点交差が検出されると、検知器はト
リガ信号を発生させることが出来る。このトリガ信号は
交差が検知されたことを示し、タイマーの停止をトリガ
するのに使用される。このようにして、公知の流量計は
超音波パルスの走行時間を生成できる。しかし通常、複
数の零交差点がいずれのパルスパケットにもあるため、
プリトリガユニットがたいてい検知器に設けられてい
る。このプリトリガユニットは、各パルスパケット内の
トリガ信号を発生させる同じパルス以外の、すべてのパ
ルスを阻止する。このプリトリガユニットはアナライザ
との組み合わせで動作し、これによりパルスパケット信
号は、先に設定したしきい値振幅（いわゆる「プリトリ
ガレベル」）と交差するまでは、零レベル交差してもト
リガ信号の出力を行わない。このプリトリガレベルは通
常、工場で事前に設定されるか、使用前の装置の初期校
正の間に設定される。これは、しきい値振幅と、電気パ
ルスパケットの予期される振幅との間の「ワーキングデ
ィファレンス」を設定するためである。パケット内のパ
ルスは急速に減衰するので、正しい交差だけを、このプ
リトリガユニットを使用して識別できる。ただしこれに
は、ワーキングディファレンスが正しく設定されている
必要がある。
リガ信号を発生させることが出来る。このトリガ信号は
交差が検知されたことを示し、タイマーの停止をトリガ
するのに使用される。このようにして、公知の流量計は
超音波パルスの走行時間を生成できる。しかし通常、複
数の零交差点がいずれのパルスパケットにもあるため、
プリトリガユニットがたいてい検知器に設けられてい
る。このプリトリガユニットは、各パルスパケット内の
トリガ信号を発生させる同じパルス以外の、すべてのパ
ルスを阻止する。このプリトリガユニットはアナライザ
との組み合わせで動作し、これによりパルスパケット信
号は、先に設定したしきい値振幅（いわゆる「プリトリ
ガレベル」）と交差するまでは、零レベル交差してもト
リガ信号の出力を行わない。このプリトリガレベルは通
常、工場で事前に設定されるか、使用前の装置の初期校
正の間に設定される。これは、しきい値振幅と、電気パ
ルスパケットの予期される振幅との間の「ワーキングデ
ィファレンス」を設定するためである。パケット内のパ
ルスは急速に減衰するので、正しい交差だけを、このプ
リトリガユニットを使用して識別できる。ただしこれに
は、ワーキングディファレンスが正しく設定されている
必要がある。
【０００６】当業者であれば、これに続く説明で理解す
るであろうが、プリトリガレベルの設定が低すぎると、
電気パルスパケットの複数の交差点の任意の１つを必要
なトリガとして記録してしまうかもしれず、設定が高す
ぎると、交差点が全く記録されないかもしれない。従っ
て、ワーキングディファレンスの設定とは、ここではプ
リトリガレベルがこれら両極端な場合の間にあって、１
回だけ零交差点検知が行われる振幅にあるように設定す
ることである。
るであろうが、プリトリガレベルの設定が低すぎると、
電気パルスパケットの複数の交差点の任意の１つを必要
なトリガとして記録してしまうかもしれず、設定が高す
ぎると、交差点が全く記録されないかもしれない。従っ
て、ワーキングディファレンスの設定とは、ここではプ
リトリガレベルがこれら両極端な場合の間にあって、１
回だけ零交差点検知が行われる振幅にあるように設定す
ることである。
【０００７】残念ながら測定誤差は、たとえワーキング
ディファレンスが１つの測定に対しては正しく設定され
ていても生じるものである。それは、超音波信号が伝播
する流体の吸収特性、流体の流量、または、超音波発振
器または受信器のエージングにより変わる動作特性等、
いずれの変化によっても、プリトリガユニットに到着す
る比例電気信号パルスパケットの絶対振幅が変化し、複
数の交差点の任意の１つを検知してしまうか、または全
く交差を検知しないレベルになってしまう可能性がある
からである。
ディファレンスが１つの測定に対しては正しく設定され
ていても生じるものである。それは、超音波信号が伝播
する流体の吸収特性、流体の流量、または、超音波発振
器または受信器のエージングにより変わる動作特性等、
いずれの変化によっても、プリトリガユニットに到着す
る比例電気信号パルスパケットの絶対振幅が変化し、複
数の交差点の任意の１つを検知してしまうか、または全
く交差を検知しないレベルになってしまう可能性がある
からである。
【０００８】また、たとえ１つだけパルスがパルスパケ
ット内に発生され、そのパルスが検知され、零交差検知
器を使用して記録されるような場合であっても、例えば
ノイズやシステムの変動を識別するために、プリトリガ
レベルをやはり使用することができる。仮にワーキング
ディファレンスが間違って設定されていると、ここでま
た類似の問題が生じる。
ット内に発生され、そのパルスが検知され、零交差検知
器を使用して記録されるような場合であっても、例えば
ノイズやシステムの変動を識別するために、プリトリガ
レベルをやはり使用することができる。仮にワーキング
ディファレンスが間違って設定されていると、ここでま
た類似の問題が生じる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、入力
電気パルスパケットの零交差を検知するための零交差検
知器、および零交差を検知する方法におけるワーキング
ディファレンスの設定に関連した、いくつかの問題を軽
減することである。
電気パルスパケットの零交差を検知するための零交差検
知器、および零交差を検知する方法におけるワーキング
ディファレンスの設定に関連した、いくつかの問題を軽
減することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記課題は本発明によ
り、零交差検知器を、プリトリガユニットに作動接続さ
れた制御手段を含み、プリトリガレベルの振幅を、目下
または先行の入力電気パルスパケットのいずれか一方か
ら導出された信号の振幅と比較し、プリトリガユニット
に供給されたプリトリガレベルおよび目下の入力電気パ
ルスパケットの一方、または両方の振幅を自動的に制御
して、それらの間のワーキングディファレンスを保持す
るように、構成して解決される。
り、零交差検知器を、プリトリガユニットに作動接続さ
れた制御手段を含み、プリトリガレベルの振幅を、目下
または先行の入力電気パルスパケットのいずれか一方か
ら導出された信号の振幅と比較し、プリトリガユニット
に供給されたプリトリガレベルおよび目下の入力電気パ
ルスパケットの一方、または両方の振幅を自動的に制御
して、それらの間のワーキングディファレンスを保持す
るように、構成して解決される。
【００１１】また前記課題は本発明により、目下の入力
電気パルスパケットの零交差点を検出する方法が、 １）目下の入力電気パルスパケット、または先行の入力
パルスパケットいずれか一方から導出された信号を監視
するステップと、 ２）監視された信号によってプリトリガレベルを設定す
るステップとを、含むようにして解決される。
電気パルスパケットの零交差点を検出する方法が、 １）目下の入力電気パルスパケット、または先行の入力
パルスパケットいずれか一方から導出された信号を監視
するステップと、 ２）監視された信号によってプリトリガレベルを設定す
るステップとを、含むようにして解決される。
【００１２】
【発明の実施の形態】プリトリガレベルおよび目下の入
力電気パルスパケットの一方、または両方の振幅を自動
的に制御して、それらの間のワーキングディファレンス
を保持することにより、検知された超音波パルスパケッ
トの振幅の変動を補償することができる。このような超
音波パルスの振幅の変動は、不適当な零交差点の検知の
原因になる可能性があるからである。
力電気パルスパケットの一方、または両方の振幅を自動
的に制御して、それらの間のワーキングディファレンス
を保持することにより、検知された超音波パルスパケッ
トの振幅の変動を補償することができる。このような超
音波パルスの振幅の変動は、不適当な零交差点の検知の
原因になる可能性があるからである。
【００１３】制御手段によりプリトリガレベルとの比較
に使用される導出信号は、有利には、目下の入力電気パ
ルスパケットから得られる。この利点は、検知器が入力
信号間の振幅の急激な変化に対して、より良好に応答で
きることである。
に使用される導出信号は、有利には、目下の入力電気パ
ルスパケットから得られる。この利点は、検知器が入力
信号間の振幅の急激な変化に対して、より良好に応答で
きることである。
【００１４】しかし、先行の入力電気パルスパケットか
ら得られた導出信号は、いくつかの状況で有利に使用で
きる。これが特に当てはまるのは、目下の入力電気パル
スパケットを使用することにより、許容しがたい遅延が
検知器の動作に生じるときである。
ら得られた導出信号は、いくつかの状況で有利に使用で
きる。これが特に当てはまるのは、目下の入力電気パル
スパケットを使用することにより、許容しがたい遅延が
検知器の動作に生じるときである。
【００１５】有利には、プリトリガレベルは電気パルス
パケットの最大振幅に依存して可変である。最も有利に
は、プリトリガレベルは、電気パルスパケットの最大振
幅に対してある一定の割合を保持するように可変であ
る。これは、一般的に一様な振幅の関係が、特定の信号
パケット内のパルスの間にあることを利用しており、適
切なプリトリガレベルをより高い信頼性で設定できる。
パケットの最大振幅に依存して可変である。最も有利に
は、プリトリガレベルは、電気パルスパケットの最大振
幅に対してある一定の割合を保持するように可変であ
る。これは、一般的に一様な振幅の関係が、特定の信号
パケット内のパルスの間にあることを利用しており、適
切なプリトリガレベルをより高い信頼性で設定できる。
【００１６】前記のような検知器は、当技術分野で公知
の形式の超音波流量計に有利に組み込むことが出来る。
当技術分野で公知の超音波流量計は、超音波発振器と受
信器の間の超音波パルスの飛行時間を、やはり当技術分
野で公知の手段で測定する。
の形式の超音波流量計に有利に組み込むことが出来る。
当技術分野で公知の超音波流量計は、超音波発振器と受
信器の間の超音波パルスの飛行時間を、やはり当技術分
野で公知の手段で測定する。
【００１７】本発明に係る検知器と流量計の実施例およ
び、本発明に係る方法によるそれらの動作を、ただ例示
的なものとして、添付図を参照しながら説明する。
び、本発明に係る方法によるそれらの動作を、ただ例示
的なものとして、添付図を参照しながら説明する。
【００１８】
【実施例】図１を参照する。ここには超音波パケットの
検知の結果として形成された、典型的な電気信号１が示
してある。この超音波パケットは、圧電変換器が１つの
電気パルスで刺激されたときに発生したものであり、そ
のパケット内の検知された超音波パルスの振幅の変動
が、時間ｔに対して表わされている。図示のように、電
気信号１は複数の急速に減衰するパルスからなり、この
パルスの振幅は「零」レベルを中心に交番する。この例
では零交差検知器は、信号１が零レベルを「負」から
「正」へ交差する時点を検知するように構成されてい
る。そして、５箇所の交差点Ｐ１〜Ｐ５のいずれの１点
でも検知することが出来る。従来技術で公知であるよう
に、事前に設定されたプリトリガレベルＶを使用するこ
とができ、これにより理論的には、交差Ｐ３だけが正し
い検知をトリガする。図１は、実際に生じ得る経過を示
している。
検知の結果として形成された、典型的な電気信号１が示
してある。この超音波パケットは、圧電変換器が１つの
電気パルスで刺激されたときに発生したものであり、そ
のパケット内の検知された超音波パルスの振幅の変動
が、時間ｔに対して表わされている。図示のように、電
気信号１は複数の急速に減衰するパルスからなり、この
パルスの振幅は「零」レベルを中心に交番する。この例
では零交差検知器は、信号１が零レベルを「負」から
「正」へ交差する時点を検知するように構成されてい
る。そして、５箇所の交差点Ｐ１〜Ｐ５のいずれの１点
でも検知することが出来る。従来技術で公知であるよう
に、事前に設定されたプリトリガレベルＶを使用するこ
とができ、これにより理論的には、交差Ｐ３だけが正し
い検知をトリガする。図１は、実際に生じ得る経過を示
している。
【００１９】プリトリガレベルＶを、図示のように設定
したと仮定する。仮に信号の振幅が小さくなり、部分的
な軌跡１’で示したようになると、このプリトリガレベ
ルは使えなくなる。これは例えば、音の信号が伝播する
媒体の特性の変化のためである。同様に、仮にプリトリ
ガレベルをＶ’で示したように設定すると、 Ｐ３での
正しい検出が行えることを、上の場合は期待できる。し
かし信号が大きくなり、１” で示したようになると、
これは例えばノイズによるが、正しくない検知を交差Ｐ
２でトリガする可能性がある。これにより、公知の零交
差検知器を組み込んだ従来技術による流量計を使用した
場合には、エラーが超音波パルスの到着の検出に生じ
る。
したと仮定する。仮に信号の振幅が小さくなり、部分的
な軌跡１’で示したようになると、このプリトリガレベ
ルは使えなくなる。これは例えば、音の信号が伝播する
媒体の特性の変化のためである。同様に、仮にプリトリ
ガレベルをＶ’で示したように設定すると、 Ｐ３での
正しい検出が行えることを、上の場合は期待できる。し
かし信号が大きくなり、１” で示したようになると、
これは例えばノイズによるが、正しくない検知を交差Ｐ
２でトリガする可能性がある。これにより、公知の零交
差検知器を組み込んだ従来技術による流量計を使用した
場合には、エラーが超音波パルスの到着の検出に生じ
る。
【００２０】本発明に係る流量計を、概略的に図２に示
す。高周波発振器２にはプロセッサ３が接続されてお
り、このプロセッサは一部が、経過時間指示器４として
動作するように構成されている。指示器４は、本実施例
では、高周波発振器２により発生されたパルスの数を計
数する。これは、入力開始信号および終了信号で定めら
れたインターバルで行われる。計数された数と発振器の
周波数から、従来技術からも公知の手段で、経過時間が
計算できる。
す。高周波発振器２にはプロセッサ３が接続されてお
り、このプロセッサは一部が、経過時間指示器４として
動作するように構成されている。指示器４は、本実施例
では、高周波発振器２により発生されたパルスの数を計
数する。これは、入力開始信号および終了信号で定めら
れたインターバルで行われる。計数された数と発振器の
周波数から、従来技術からも公知の手段で、経過時間が
計算できる。
【００２１】プロセッサ３にはまた、電気信号発生器５
が接続されている。この発生器は電気パルスを圧電結晶
６に供給し、超音波信号を発生させる。第２の圧電結晶
７は、結晶６から物理的に分離して配置されており、入
射超音波パルスを電気信号に変換する。増幅器８は、結
晶７と零交差検知器９との間に接続されている。この検
知器９の出力端は、プロセッサ３の経過時間指示器４に
接続されている。時間遅延回路１０も、信号発生器５と
零交差検知器９との間に作動接続されている。
が接続されている。この発生器は電気パルスを圧電結晶
６に供給し、超音波信号を発生させる。第２の圧電結晶
７は、結晶６から物理的に分離して配置されており、入
射超音波パルスを電気信号に変換する。増幅器８は、結
晶７と零交差検知器９との間に接続されている。この検
知器９の出力端は、プロセッサ３の経過時間指示器４に
接続されている。時間遅延回路１０も、信号発生器５と
零交差検知器９との間に作動接続されている。
【００２２】零交差検知器９は、制御手段１１、コンパ
レータ１２、アナライザ１３を有する。これらの動作は
下で説明する。
レータ１２、アナライザ１３を有する。これらの動作は
下で説明する。
【００２３】使用時に、プロセッサ３は開始命令信号
を、カウンタ４、高周波発振器２および電気信号発生器
５に供給する。この開始信号を受け取ると、カウンタ４
は発振器２からの入力パルスを受信して計数する準備を
する。この発振器２自体も、開始信号に応答して、「ク
ロック」パルスを既知の周波数でカウンタ４に出力し始
める。プロセッサ３からの開始信号はまた、発生器５か
らの電気パルスの生成をトリガする。
を、カウンタ４、高周波発振器２および電気信号発生器
５に供給する。この開始信号を受け取ると、カウンタ４
は発振器２からの入力パルスを受信して計数する準備を
する。この発振器２自体も、開始信号に応答して、「ク
ロック」パルスを既知の周波数でカウンタ４に出力し始
める。プロセッサ３からの開始信号はまた、発生器５か
らの電気パルスの生成をトリガする。
【００２４】発生器５からの電気パルスは圧電結晶６に
印加され、するとこの結晶は、図１に一般的に示された
形の超音波パルスパケットを送信する。このパケット
は、流量を測定すべき媒体を通って受信結晶７で受信さ
れる。この結晶７は、次に超音波信号を、これと同じ相
対的な振幅を有する電気パルスパケットに変換する。電
気パルスパケットは、増幅器８を通って、目下の入力電
気パルスパケットとしてアナライザ１３、コンパレータ
１２および制御手段１１へ供給される。
印加され、するとこの結晶は、図１に一般的に示された
形の超音波パルスパケットを送信する。このパケット
は、流量を測定すべき媒体を通って受信結晶７で受信さ
れる。この結晶７は、次に超音波信号を、これと同じ相
対的な振幅を有する電気パルスパケットに変換する。電
気パルスパケットは、増幅器８を通って、目下の入力電
気パルスパケットとしてアナライザ１３、コンパレータ
１２および制御手段１１へ供給される。
【００２５】制御手段１１は目下の入力電気パルスパケ
ットの最大振幅を検知し、最大振幅をメモリ１４に記憶
する。この最大振幅は、先に格納された最大振幅を置換
する。置換された、先行の入力電気パルスパケットの最
大振幅は、制御手段１１のメモリ１４から、これが置換
される前に読み出される。そして制御手段１１でプリト
リガレベルと比較される。制御手段１１は、プリトリガ
レベルの振幅を前記の比較の結果に依存して制御するよ
うにさらに構成されている。この制御は、そのように比
較される２つの振幅の間のワーキングディファレンスを
保持するために行われる。これは例えばプリトリガレベ
ルを調整して、これがメモリ１４から読み出された、先
に格納された最大振幅に対して所定の割合を保持するよ
うにして行う。
ットの最大振幅を検知し、最大振幅をメモリ１４に記憶
する。この最大振幅は、先に格納された最大振幅を置換
する。置換された、先行の入力電気パルスパケットの最
大振幅は、制御手段１１のメモリ１４から、これが置換
される前に読み出される。そして制御手段１１でプリト
リガレベルと比較される。制御手段１１は、プリトリガ
レベルの振幅を前記の比較の結果に依存して制御するよ
うにさらに構成されている。この制御は、そのように比
較される２つの振幅の間のワーキングディファレンスを
保持するために行われる。これは例えばプリトリガレベ
ルを調整して、これがメモリ１４から読み出された、先
に格納された最大振幅に対して所定の割合を保持するよ
うにして行う。
【００２６】制御されたプリトリガレベルは制御手段１
１から、コンパレータ１２の入力端へ出力される。コン
パレータ１２はプリトリガレベルと目下の入力電気パル
スパケットの振幅を比較し、パルスパケットがプリトリ
ガレベルを交差したかを検知する。そして、この検知に
依存して信号を出力する。この出力はアナライザ１３の
動作を制御するのに使用され、トリガ信号がアナライザ
１３から出力されるのを、プリトリガレベルの交差がコ
ンパレータ１２によって検知されるまで阻止する。アナ
ライザ１３は目下の入力電気パルスパケットの零点交差
を検出し、そのような交差を検知すると、トリガ信号を
出力するように構成されている。
１から、コンパレータ１２の入力端へ出力される。コン
パレータ１２はプリトリガレベルと目下の入力電気パル
スパケットの振幅を比較し、パルスパケットがプリトリ
ガレベルを交差したかを検知する。そして、この検知に
依存して信号を出力する。この出力はアナライザ１３の
動作を制御するのに使用され、トリガ信号がアナライザ
１３から出力されるのを、プリトリガレベルの交差がコ
ンパレータ１２によって検知されるまで阻止する。アナ
ライザ１３は目下の入力電気パルスパケットの零点交差
を検出し、そのような交差を検知すると、トリガ信号を
出力するように構成されている。
【００２７】アナライザ１３からのトリガ信号はプロセ
ッサ３の経過時間指示器４へ送られ、指示器４の計数を
停止させる。プロセッサ３を、経過時間を計算するよう
にプログラムしておくことが出来る。この計算には指示
器４からの計数値、および高周波数発振器２の既知のク
ロック周波数を使用する。そしてこれから、超音波信号
が圧電結晶６、７の間を、当技術で公知であるように伝
播する間に通った媒体の流量を計算する。
ッサ３の経過時間指示器４へ送られ、指示器４の計数を
停止させる。プロセッサ３を、経過時間を計算するよう
にプログラムしておくことが出来る。この計算には指示
器４からの計数値、および高周波数発振器２の既知のク
ロック周波数を使用する。そしてこれから、超音波信号
が圧電結晶６、７の間を、当技術で公知であるように伝
播する間に通った媒体の流量を計算する。
【００２８】本実施例では、時間遅延回路１０は零交差
検知器９および信号発生器５と作動接続されており、電
気的な干渉の不利な影響が、検知器９の動作に及ぶのを
低減するように機能する。これは図２に示したようにし
て達成される。増幅された電気パルスパケットは、増幅
器８から検知器９へ、自動スイッチ１５を通って送られ
る。スイッチ１５は時間遅延回路１０と作動接続されて
おり、この時間遅延回路はスイッチ１５を、発生器５に
より電気パルスが送信された後、所定の時間で閉じる。
そのため実質上は、受信された音波により発生された電
気パルスパケットだけが、零交差検知器まで通ることが
出来る。時間遅延回路１０の構成には複数の手段があ
り、その機能を容易に実現できるであろう。
検知器９および信号発生器５と作動接続されており、電
気的な干渉の不利な影響が、検知器９の動作に及ぶのを
低減するように機能する。これは図２に示したようにし
て達成される。増幅された電気パルスパケットは、増幅
器８から検知器９へ、自動スイッチ１５を通って送られ
る。スイッチ１５は時間遅延回路１０と作動接続されて
おり、この時間遅延回路はスイッチ１５を、発生器５に
より電気パルスが送信された後、所定の時間で閉じる。
そのため実質上は、受信された音波により発生された電
気パルスパケットだけが、零交差検知器まで通ることが
出来る。時間遅延回路１０の構成には複数の手段があ
り、その機能を容易に実現できるであろう。
【００２９】本発明に係る、上で説明した素子の説明し
た機能を実現するために必要な電気回路は直ちに、また
比較的容易に従来の工学技術を使って実現できること
を、当業者であれば理解するであろう。
た機能を実現するために必要な電気回路は直ちに、また
比較的容易に従来の工学技術を使って実現できること
を、当業者であれば理解するであろう。
【図１】圧電結晶により放射された超音波パケットを表
す、典型的な電気信号を示す図である。
す、典型的な電気信号を示す図である。
【図２】本発明による流量計の構成を示すブロック回路
図である。
図である。
１ 圧電結晶により発生された電気信号 Ｐ１〜Ｐ５ 零レベル交差点 Ｖ プリトリガレベル ２ 高周波発振器 ４ 経過時間指示器 ６、７ 圧電結晶 ９ 零交差検知器 １１ 制御手段 １２ コンパレータ １３ アナライザ
Claims (10)
- 【請求項１】 目下の入力電気パルスパケットの零レベ
ル交差を検出し、行われた検出を示すトリガ信号を出力
するよう構成されているアナライザ（１３）と、目下の
入力パルスパケットの振幅の変動を監視して、プリトリ
ガレベルの交差を検知するよう構成されているプリトリ
ガユニット（１２）とを有する零交差検知器（９）にお
いて、 当該検知器（９）が、プリトリガユニット（１２）に作
動接続された制御手段（１１）をさらに含み、 当該検知器（９）はプリトリガレベルの振幅を、目下ま
たは先行の入力電気パルスパケットのいずれか一方から
導出された信号の振幅と比較し、プリトリガユニット
（１２）に供給されたプリトリガレベルおよび目下の入
力電気パルスパケットの一方、または両方の振幅を自動
的に制御して、それらの間のワーキングディファレンス
を保持するように構成されている、ことを特徴とする零
交差検知器。 - 【請求項２】 制御手段（１１）は、プリトリガレベル
だけの振幅を自動的に制御するよう構成されている、請
求項１記載の零交差検知器。 - 【請求項３】 制御手段（１１）は、目下または先行の
入力電気パルスパケットいずれか一方の最大振幅を比較
するよう構成されている、請求項１または２いずれかに
記載の零交差検知器。 - 【請求項４】 プリトリガユニット（１２）はアナライ
ザ（１３）に作動接続されており、トリガ信号の出力
を、交差が検知されるまで阻止するよう構成されてい
る、請求項１〜３いずれか１項記載の零交差検知器。 - 【請求項５】 プリトリガユニット（１２）は、パルス
パケットのアナライザ（１３）への入力を阻止し、トリ
ガ信号の出力を阻止するよう構成されている、請求項４
記載の零交差検知器。 - 【請求項６】 制御手段（１１）は、プリトリガレベル
の振幅を、目下の入力電気パルスパケットから導出され
た信号と比較するよう構成されている、請求項１〜５い
ずれか１項記載の零交差検知器。 - 【請求項７】 制御手段（１１）は、ワーキングディフ
ァレンスを保持するために前記振幅の一方または両方を
制御し、当該保持は、プリトリガレベルが目下の入力電
気パルスパケットに対して所定の割合にあるようにして
行う、請求項１〜６いずれか１項記載の零交差検知器。 - 【請求項８】 超音波パルス発生器（５、６）と、発生
器（５、６）から受信した超音波パルスを表す電気信号
を出力するように構成されている超音波受信器（７、
８）と、電気信号の零振幅レベルの交差を検知すると、
トリガ信号を出力するように構成されている零交差検知
器（９）と、検知器（９）に作動接続され、出力トリガ
信号を受信し、超音波パルスの発生からトリガ信号の出
力までの間に経過した時間を測定するように構成されて
いる経過時間指示器（２、３、４）とを有する超音波流
量計において、零交差検知器（９）は請求項１〜７いず
れか１項記載の検知器で構成されることを特徴とする、
超音波流量計。 - 【請求項９】 目下の入力電気パルスパケットの零交差
点を検出する方法であって、 プリトリガレベルを設定するステップと、 当該パルスパケットの振幅がいつプリトリガレベルと交
差するかを検出するためのプリトリガレベルによって、
目下の入力電気パルスパケットの振幅の変動を監視する
ステップと、 目下の入力電気パルスパケットの零レベル交差が、信号
がプリトリガレベルを交差した後、最初に出現するのを
検出するステップを含む方法において、 １）目下の入力電気パルスパケット、または先行の入力
パルスパケットいずれか一方から導出された信号を監視
するステップと、 ２）監視された信号によってプリトリガレベルを設定す
るステップを含むことを特徴とする、プリトリガレベル
を設定する方法。 - 【請求項１０】 導出された信号は、目下の入力パルス
パケットまたは先行の入力電気パルスパケットいずれか
一方の最大振幅を含み、 プリトリガレベルの設定は、レベルを最大振幅以下へ変
更し、当該レベルが最大振幅に対して所定の割合に保持
されるようにする、請求項９記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9802762A SE9802762D0 (sv) | 1998-08-19 | 1998-08-19 | Zero crossing detector and method of determining a zero crossing point |
| SE9802762-6 | 1998-08-19 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000065614A true JP2000065614A (ja) | 2000-03-03 |
Family
ID=20412278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11231638A Pending JP2000065614A (ja) | 1998-08-19 | 1999-08-18 | 零交差検知器、零交差を検知する方法、および超音波流量計 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6634240B1 (ja) |
| EP (1) | EP0981201B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000065614A (ja) |
| DE (1) | DE69933910T2 (ja) |
| SE (1) | SE9802762D0 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6772643B2 (en) | 2002-08-05 | 2004-08-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Flow meter |
| JP2020008509A (ja) * | 2018-07-12 | 2020-01-16 | アズビル株式会社 | ゼロ点検出装置 |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DK174756B1 (da) * | 2002-06-30 | 2003-10-20 | Siemens Flow Instr As | Fremgangsmåde til måling af flow ved hjælp af en ultralydsflowmåler |
| US6950768B2 (en) * | 2003-09-08 | 2005-09-27 | Daniel Industries, Inc. | Self-tuning ultrasonic meter |
| DE102004014674A1 (de) * | 2004-03-25 | 2005-10-13 | Robert Bosch Gmbh | Nulldurchgangsdetektion eines Ultraschallsignals mit variablem Schwellenwert |
| DE102004025243A1 (de) | 2004-05-22 | 2005-12-08 | Robert Bosch Gmbh | Bestimmung des Empfangszeitpunkts eines Ultraschallsignals mittels Pulsformerfassung |
| US7253600B2 (en) * | 2005-07-19 | 2007-08-07 | Cambridge Analog Technology, Llc | Constant slope ramp circuits for sample-data circuits |
| DE102005045485A1 (de) | 2005-09-22 | 2007-04-12 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Verfahren zur System- und/oder Prozessüberwachung bei einem Ultraschall-Durchflussmessgerät |
| US9146259B2 (en) | 2011-04-19 | 2015-09-29 | Schneider Electric It Corporation | Smart current transformers |
| EP2836848B1 (en) | 2012-04-12 | 2020-04-01 | Schneider Electric IT Corporation | System and method for detecting branch circuit current |
| AU2012378295B2 (en) | 2012-04-25 | 2017-04-13 | Schneider Electric It Corporation | Current monitoring device |
| ES2743697T3 (es) | 2012-12-27 | 2020-02-20 | Schneider Electric Usa Inc | Medidor de potencia con sensor de corriente y fase |
| WO2015102605A1 (en) | 2013-12-31 | 2015-07-09 | Schneider Electric It Corporation | Automatic sub-millisecond clock synchronization |
| US10801868B2 (en) * | 2014-06-10 | 2020-10-13 | Texas Instruments Incorporated | Extended range ADC flow meter |
| EP3657206A1 (en) | 2018-11-20 | 2020-05-27 | ams AG | Method of detecting a time-of-flight, a time-of-flight converter, an ultrasound flow meter and an optical device |
| US11359950B2 (en) | 2019-12-10 | 2022-06-14 | Johnson Controls Tyco IP Holdings LLP | Reduced length valve assembly with ultrasonic flow sensor |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2077827A1 (ja) * | 1970-02-17 | 1971-11-05 | Thomson Csf | |
| US4080574A (en) * | 1974-01-31 | 1978-03-21 | United Kingdom Atomic Energy Authority | Apparatus for providing time reference signals |
| US4022058A (en) * | 1975-08-07 | 1977-05-10 | Brown Alvin E | Apparatus for determining the arrival time of alternating signals |
| US4538469A (en) * | 1983-07-29 | 1985-09-03 | Panametrics, Inc. | Integrated threshold arming method and apparatus |
| US4515021A (en) * | 1983-07-29 | 1985-05-07 | Panametrics, Inc. | Intervalometer time measurement apparatus and method |
| US4527433A (en) * | 1983-10-25 | 1985-07-09 | General Motors Corporation | Method and apparatus for measuring fluid flow |
| DE3446837A1 (de) * | 1984-12-21 | 1986-06-26 | Institut Dr. Friedrich Förster Prüfgerätebau GmbH & Co KG, 7410 Reutlingen | Verfahren und vorrichtung zum genauen ermitteln des zeitlichen abstandes zweier elektrischer impulse |
| DE59008200D1 (de) * | 1990-04-20 | 1995-02-16 | Siemens Ag | Elektrische Messeinrichtung für die Laufzeitmessung eines elektrischen Signals. |
| NZ243293A (en) * | 1991-06-25 | 1995-03-28 | Commw Scient Ind Res Org | Fluid flow meter: time of travel of acoustic wave packet through fluid |
| US5247826B1 (en) | 1992-11-12 | 1995-07-18 | Devilbiss Health Care Inc | Gas concentration and/or flow sensor |
| DE4318690A1 (de) | 1993-06-04 | 1995-01-05 | Ndd Medizintechnik Gmbh | Verfahren zur Messung der Molmasse von Gasen oder Gasgemischen und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens |
| US5814737A (en) * | 1996-10-04 | 1998-09-29 | Dieterich Technology Holding Corp. | Apparatus and method of detecting an ultrasonic signal |
| US5639971A (en) | 1996-10-04 | 1997-06-17 | Dieterich Technology Holding Corp. | Method and apparatus for detecting a signal |
-
1998
- 1998-08-19 SE SE9802762A patent/SE9802762D0/xx unknown
-
1999
- 1999-07-19 EP EP99114025A patent/EP0981201B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-07-19 DE DE69933910T patent/DE69933910T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-08-18 JP JP11231638A patent/JP2000065614A/ja active Pending
- 1999-08-19 US US09/377,133 patent/US6634240B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6772643B2 (en) | 2002-08-05 | 2004-08-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Flow meter |
| JP2020008509A (ja) * | 2018-07-12 | 2020-01-16 | アズビル株式会社 | ゼロ点検出装置 |
| JP7111533B2 (ja) | 2018-07-12 | 2022-08-02 | アズビル株式会社 | ゼロ点検出装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0981201A3 (en) | 2001-01-03 |
| SE9802762D0 (sv) | 1998-08-19 |
| EP0981201A2 (en) | 2000-02-23 |
| EP0981201B1 (en) | 2006-11-08 |
| DE69933910D1 (de) | 2006-12-21 |
| DE69933910T2 (de) | 2007-05-16 |
| US6634240B1 (en) | 2003-10-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5796009A (en) | Method for measuring in a fluid with the aid of sing-around technique | |
| JP2000065614A (ja) | 零交差検知器、零交差を検知する方法、および超音波流量計 | |
| US5269188A (en) | Continuous self test time gate ultrasonic sensor and method | |
| US4028938A (en) | Acoustical flow meter | |
| US4515021A (en) | Intervalometer time measurement apparatus and method | |
| US4334431A (en) | Ultrasonic measuring instrument | |
| JPH11287817A (ja) | 速度測定装置及び速度測定方法 | |
| US4080574A (en) | Apparatus for providing time reference signals | |
| EP0141546A2 (en) | Method and apparatus for measuring fluid flow | |
| JP2019049423A (ja) | 超音波流量計 | |
| US6842716B1 (en) | Method and apparatus for measuring the propagation time of a signal, in particular a ultrasonic signal | |
| EP0596966A4 (en) | Time gate ultrasonic sensor and method. | |
| US6098467A (en) | Acoustic flow meter wherein false readings are identified dependent on upstream and downstream acoustic transit times | |
| US5804739A (en) | Method and circuit arrangement for the measurement of flow speed by means of acoustical transit time differences | |
| JP4760115B2 (ja) | 流体の流れ計測装置 | |
| JPH10221140A (ja) | 超音波測定装置のパラメータを自動設定する方法及び流量測定用超音波測定装置 | |
| JPS5918643B2 (ja) | 流速測定装置 | |
| JPH1030947A (ja) | 超音波計測装置およびこれを含む流れ計測装置 | |
| JPH09236463A (ja) | 超音波流量計 | |
| JPS6048691B2 (ja) | 流れる媒体の流速を超音波法により検出する回路装置 | |
| JP3422100B2 (ja) | 流量計測装置 | |
| JP3622613B2 (ja) | 超音波流量計 | |
| JPS6042385Y2 (ja) | 超音波測定装置のゲ−ト信号発生回路 | |
| KR830000921Y1 (ko) | 초음파전반(傳搬)시간 검출회로 장치 | |
| JPH01100414A (ja) | 超音波流速測定装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20040119 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060628 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090212 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090220 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090715 |