JP2001281032A - 超音波流量計測装置 - Google Patents
超音波流量計測装置Info
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- JP2001281032A JP2001281032A JP2000093141A JP2000093141A JP2001281032A JP 2001281032 A JP2001281032 A JP 2001281032A JP 2000093141 A JP2000093141 A JP 2000093141A JP 2000093141 A JP2000093141 A JP 2000093141A JP 2001281032 A JP2001281032 A JP 2001281032A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 気泡ノイズの混入を検出して正確な流量を計
測すること。 【解決手段】 流体中において上流側から下流側／下流
側から上流側に伝搬する超音波の速度とを用いて流体の
流量を測定する超音波流量計測装置において、流速の計
測中にシングアラウンド周波数が急激に変化したことを
検出することにより、気泡ノイズが混入したと判定する
もの。また測定に先立って送信機から受信機までの伝播
時間を測定し、この測定時間に合わせて以後の測定にお
けるゲート信号の発生のタイミングを制御してゲート信
号のタイミングを常に最適に設定するもの。
測すること。 【解決手段】 流体中において上流側から下流側／下流
側から上流側に伝搬する超音波の速度とを用いて流体の
流量を測定する超音波流量計測装置において、流速の計
測中にシングアラウンド周波数が急激に変化したことを
検出することにより、気泡ノイズが混入したと判定する
もの。また測定に先立って送信機から受信機までの伝播
時間を測定し、この測定時間に合わせて以後の測定にお
けるゲート信号の発生のタイミングを制御してゲート信
号のタイミングを常に最適に設定するもの。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、流体の流量を超音
波により測定する超音波流量計測装置に係り、特に気泡
混入ノイズを除去することができ且つゲート信号の発生
タイミングを制御して正確な流量を測定することができ
る超音波流量計測装置に関する。
波により測定する超音波流量計測装置に係り、特に気泡
混入ノイズを除去することができ且つゲート信号の発生
タイミングを制御して正確な流量を測定することができ
る超音波流量計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に流体の流量を超音波により検出す
る超音波流量計測装置は、図４に示す如く、流体が速度
Ｖで矢印ａ方向に流れる菅路１００中に送信機Ｔ１及び
Ｔ２と受信機Ｒ１及びＲ２とを距離Ｌだけ離して配置
し、送信機Ｔ１から流体の下流側の受信機Ｒ１に矢印ｂ
の如く超音波を発すると共に、発信器Ｔ２から流体の上
流側の受信機Ｒ２に超音波を矢印ｃの如く発し、Ｃを音
波速度としたとき、矢印ｂ方向に伝わる超音波の速度
（Ｃ＋Ｖ）と矢印ｃ方向に伝わる超音波の速度（Ｃ−
Ｖ）が異なることを利用し、これらを用いて流体の速度
Ｖを測定し、これにより流量を計測する様に構成されて
いる。
る超音波流量計測装置は、図４に示す如く、流体が速度
Ｖで矢印ａ方向に流れる菅路１００中に送信機Ｔ１及び
Ｔ２と受信機Ｒ１及びＲ２とを距離Ｌだけ離して配置
し、送信機Ｔ１から流体の下流側の受信機Ｒ１に矢印ｂ
の如く超音波を発すると共に、発信器Ｔ２から流体の上
流側の受信機Ｒ２に超音波を矢印ｃの如く発し、Ｃを音
波速度としたとき、矢印ｂ方向に伝わる超音波の速度
（Ｃ＋Ｖ）と矢印ｃ方向に伝わる超音波の速度（Ｃ−
Ｖ）が異なることを利用し、これらを用いて流体の速度
Ｖを測定し、これにより流量を計測する様に構成されて
いる。
【０００３】この測定原理は、次の通りである。
【０００４】(1)送信機Ｔ１からの音波を受信機Ｒ１で
受信する場合の周波数カウンタの値ｆ１は、ｆ１＝Ｎ・
Ｇ・（Ｃ＋Ｖ）／Ｌ［但し、Ｎは逓倍係数、Ｇは周波数
カウンタ計測時間］となり、送信機Ｔ２からの音波を受
信機Ｒ２で受信する場合の周波数カウンタの値ｆ２は、
ｆ２＝Ｎ・Ｇ・（Ｃ−Ｖ）／Ｌとなる。
受信する場合の周波数カウンタの値ｆ１は、ｆ１＝Ｎ・
Ｇ・（Ｃ＋Ｖ）／Ｌ［但し、Ｎは逓倍係数、Ｇは周波数
カウンタ計測時間］となり、送信機Ｔ２からの音波を受
信機Ｒ２で受信する場合の周波数カウンタの値ｆ２は、
ｆ２＝Ｎ・Ｇ・（Ｃ−Ｖ）／Ｌとなる。
【０００５】(2)ここで、前記流速Ｖをｆ１−ｆ２から
求めると、音速Ｃが打ち消し合うため、Ｖ＝Ｌ・（ｆ１
−ｆ２）／（２・Ｎ・Ｇ）となり、従って流速Ｖと管路
の断面積から流量を計測することができる。
求めると、音速Ｃが打ち消し合うため、Ｖ＝Ｌ・（ｆ１
−ｆ２）／（２・Ｎ・Ｇ）となり、従って流速Ｖと管路
の断面積から流量を計測することができる。
【０００６】ここで本明細書においては、前記送信機Ｔ
１からのパルス信号を下流側の受信機Ｒ１で受信し、シ
ングアラウンド状態（流体中を通過する時間で送信パル
スの励振周波数を決定してその周期から音速を求める状
態）を発生させる場合を往路伝搬と呼び、逆に送信機Ｔ
２からのパルス信号を上流側の受信機Ｒ２で受信し、シ
ングアラウンド状態を発生させる場合を復路伝搬と呼
び、前記受信機で検出したパルス信号を周波数逓倍回路
によって分解能を向上させるものとし、この信号周波数
をシングアラウンド周波数と呼ぶ。
１からのパルス信号を下流側の受信機Ｒ１で受信し、シ
ングアラウンド状態（流体中を通過する時間で送信パル
スの励振周波数を決定してその周期から音速を求める状
態）を発生させる場合を往路伝搬と呼び、逆に送信機Ｔ
２からのパルス信号を上流側の受信機Ｒ２で受信し、シ
ングアラウンド状態を発生させる場合を復路伝搬と呼
び、前記受信機で検出したパルス信号を周波数逓倍回路
によって分解能を向上させるものとし、この信号周波数
をシングアラウンド周波数と呼ぶ。
【０００７】この従来技術による超音波流量計測装置
は、前記往路伝搬及び復路伝搬でのシングアラウンド周
波数をカウント値の差分から前記流体の流速を算出し、
この算出は、タイムベースにより指定される時間内に検
出したパルス信号の数を積算して行われている。
は、前記往路伝搬及び復路伝搬でのシングアラウンド周
波数をカウント値の差分から前記流体の流速を算出し、
この算出は、タイムベースにより指定される時間内に検
出したパルス信号の数を積算して行われている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術による
超音波流量計測装置は、前記往路伝搬及び復路伝搬での
シングアラウンド周波数をカウント値の差分から前記流
体の流速を算出するものであるが、例えば流体中に気泡
等の異物がある場合は、気泡を通過したカウント値がノ
イズとなって正確な流速を測定することが困難であると
言う不具合があった。
超音波流量計測装置は、前記往路伝搬及び復路伝搬での
シングアラウンド周波数をカウント値の差分から前記流
体の流速を算出するものであるが、例えば流体中に気泡
等の異物がある場合は、気泡を通過したカウント値がノ
イズとなって正確な流速を測定することが困難であると
言う不具合があった。
【０００９】また従来技術による超音波流量計測装置
は、発信機が発した超音波を受信機により所定の伝播時
間経過後に発生するゲート信号を用いて受信している
が、前記伝播時間は流体の温度や圧力によって変化し、
固定的なタイミングで発生するゲート信号では正確に受
信信号を受信することができない可能性があると言う不
具合があった。
は、発信機が発した超音波を受信機により所定の伝播時
間経過後に発生するゲート信号を用いて受信している
が、前記伝播時間は流体の温度や圧力によって変化し、
固定的なタイミングで発生するゲート信号では正確に受
信信号を受信することができない可能性があると言う不
具合があった。
【００１０】本発明の目的は、前記従来技術による不具
合を除去することであり、流体の流量を正確に測定する
ことができる超音波流量計測装置を提供することであ
る。更に本発明の他の目的は、気泡等のノイズが入った
場合にも流体の流速を正確に測定し、且つ流体の温度変
化があった際にも正確に超音波を受信することができる
超音波流量計測装置を提供することである。
合を除去することであり、流体の流量を正確に測定する
ことができる超音波流量計測装置を提供することであ
る。更に本発明の他の目的は、気泡等のノイズが入った
場合にも流体の流速を正確に測定し、且つ流体の温度変
化があった際にも正確に超音波を受信することができる
超音波流量計測装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明は、流体中において上流側から下流側に伝搬す
る超音波の速度と、下流側から上流側に伝搬する超音波
の速度とを用いて流体の流量を測定する超音波流量計測
装置において、前記上流から下流又は下流から上流に超
音波を発生する第１の時間を規定する第１のタイムベー
スと、前記第１の時間より短い第２の時間を規定する第
２のタイムベースと、前記第１及び第２のタイムベース
により規定された第１及び第２の時間内の超音波パルス
の数を逓倍して計数する周波数カウンタとを備え、前記
第１のタイムベースによる第１の時間内における周波数
カウンタによる計測と、前記第２のタイムベースによる
第２の時間内における周波数カウンタによる計測とを並
列して実行し、前記第２のタイムベースの周波数カウン
タによる計測値が急激に変化した場合、気泡ノイズが混
入したと判定することを第１の特徴とする。
に本発明は、流体中において上流側から下流側に伝搬す
る超音波の速度と、下流側から上流側に伝搬する超音波
の速度とを用いて流体の流量を測定する超音波流量計測
装置において、前記上流から下流又は下流から上流に超
音波を発生する第１の時間を規定する第１のタイムベー
スと、前記第１の時間より短い第２の時間を規定する第
２のタイムベースと、前記第１及び第２のタイムベース
により規定された第１及び第２の時間内の超音波パルス
の数を逓倍して計数する周波数カウンタとを備え、前記
第１のタイムベースによる第１の時間内における周波数
カウンタによる計測と、前記第２のタイムベースによる
第２の時間内における周波数カウンタによる計測とを並
列して実行し、前記第２のタイムベースの周波数カウン
タによる計測値が急激に変化した場合、気泡ノイズが混
入したと判定することを第１の特徴とする。
【００１２】更に本発明は、流体中において上流側から
下流側に伝搬する超音波の速度と、下流側から上流側に
伝搬する超音波の速度とを用いて流体の流量を測定する
超音波流量計測装置において、前記上流から下流又は下
流から上流に超音波を発生する送信機と、該送信機から
発した超音波を伝播時間経過後にゲート信号により受信
する受信機と、前記ゲート信号の発生タイミングを決め
るレンジゲート発生回路と、前記ゲート信号の幅を決め
るゲートパルス発生回路と、前記レンジゲート発生回路
及びゲートパルス発生回路とにより所定の伝播時間経過
後に所定幅のゲート信号の発生を制御する制御部とを備
え、該制御部が、送信機から超音波を発生して受信機で
受信するまでの伝播時間を計測し、この測定した伝播時
間を用いてゲート信号の発生のタイミングを制御するこ
とを第２の特徴とする。
下流側に伝搬する超音波の速度と、下流側から上流側に
伝搬する超音波の速度とを用いて流体の流量を測定する
超音波流量計測装置において、前記上流から下流又は下
流から上流に超音波を発生する送信機と、該送信機から
発した超音波を伝播時間経過後にゲート信号により受信
する受信機と、前記ゲート信号の発生タイミングを決め
るレンジゲート発生回路と、前記ゲート信号の幅を決め
るゲートパルス発生回路と、前記レンジゲート発生回路
及びゲートパルス発生回路とにより所定の伝播時間経過
後に所定幅のゲート信号の発生を制御する制御部とを備
え、該制御部が、送信機から超音波を発生して受信機で
受信するまでの伝播時間を計測し、この測定した伝播時
間を用いてゲート信号の発生のタイミングを制御するこ
とを第２の特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態による
超音波流量計測装置を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本実施形態による超音波流量計測装置の構成を示
す図であり、図２は本実施形態による動作を説明するた
めの図である。
超音波流量計測装置を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本実施形態による超音波流量計測装置の構成を示
す図であり、図２は本実施形態による動作を説明するた
めの図である。
【００１４】本実施形態による超音波流量計測装置は、
前記パルス数を計数する第１の時間が設定されたタイム
ベース１０１と、前記第１の時間よりも短い時間が設定
されたタイミングベース１０２と、前記タイムベース１
０１により指定された第１の時間内の周波数パルスの数
を計数し、その計数値を出力する周波数カウンタ１０４
と、送信機から送信するパルス信号の数を計数する送信
パルス数カウント回路１０６と、同パルス信号のパルス
幅を規定する送信パルス幅発生回路１０７と、同パルス
信号の発生周期を規定する送信パルス周期発生回路１０
８と、前記タイミングベース１０２により指定された第
２の時間内の周波数パルスをラッチすると共に周波数カ
ウンタ１０４の計数値をラッチするラッチ１０５と、送
信機（Ｔ１／Ｔ２）に送信するパルス数を計数する前記
回路１０６〜１０８により定められた数及び幅の周波数
パルスを合成する送信パルス信号合成回路１０９と、該
合成回路１０９から出力される周波数パルス信号を増幅
する送信アンプ１１０と、後述する受信機が受信したパ
ルス信号を増幅する受信アンプ１１５と、前述の受信パ
ルスを検出する受信パルス検出コンバータ１１４と、該
検出コンバータ１１４の検出をトリガとして前記送信パ
ルス数カウント回路１０６等に動作を指示する送信トリ
ガ生成回路１１１と、該トリガ生成回路１１１からのト
リガによってレンジゲートを発生するレンジゲート発生
回路１１２と、該レンジゲート発生回路１１２からのゲ
ート信号によりゲートパルスを発生するゲートパルス発
生回路１１３と、前記送信トリガ生成回路１１１からの
トリガによって周波数を逓倍する周波数逓倍回路１０３
と、送信機及び受信機（共に図示せず）と接続され、送
信機と受信機との切替を行う切替回路１１６とから構成
される。
前記パルス数を計数する第１の時間が設定されたタイム
ベース１０１と、前記第１の時間よりも短い時間が設定
されたタイミングベース１０２と、前記タイムベース１
０１により指定された第１の時間内の周波数パルスの数
を計数し、その計数値を出力する周波数カウンタ１０４
と、送信機から送信するパルス信号の数を計数する送信
パルス数カウント回路１０６と、同パルス信号のパルス
幅を規定する送信パルス幅発生回路１０７と、同パルス
信号の発生周期を規定する送信パルス周期発生回路１０
８と、前記タイミングベース１０２により指定された第
２の時間内の周波数パルスをラッチすると共に周波数カ
ウンタ１０４の計数値をラッチするラッチ１０５と、送
信機（Ｔ１／Ｔ２）に送信するパルス数を計数する前記
回路１０６〜１０８により定められた数及び幅の周波数
パルスを合成する送信パルス信号合成回路１０９と、該
合成回路１０９から出力される周波数パルス信号を増幅
する送信アンプ１１０と、後述する受信機が受信したパ
ルス信号を増幅する受信アンプ１１５と、前述の受信パ
ルスを検出する受信パルス検出コンバータ１１４と、該
検出コンバータ１１４の検出をトリガとして前記送信パ
ルス数カウント回路１０６等に動作を指示する送信トリ
ガ生成回路１１１と、該トリガ生成回路１１１からのト
リガによってレンジゲートを発生するレンジゲート発生
回路１１２と、該レンジゲート発生回路１１２からのゲ
ート信号によりゲートパルスを発生するゲートパルス発
生回路１１３と、前記送信トリガ生成回路１１１からの
トリガによって周波数を逓倍する周波数逓倍回路１０３
と、送信機及び受信機（共に図示せず）と接続され、送
信機と受信機との切替を行う切替回路１１６とから構成
される。
【００１５】この様に構成された超音波流量計測装置の
概略動作は、ＣＰＵ１００の指示により送信トリガ生成
回路１１１がトリガをかけることにより、前記送信パル
ス数カウント回路１０６／送信パルス幅発生回路１０７
／送信パルス周期発生回路１０８が規定した周波数パル
スを元に送信パルス合成回路１０９が送信機から発する
パルス信号を合成し、送信アンプ１１０にて増幅し、切
替回路１１６を介して送信機から送信する。
概略動作は、ＣＰＵ１００の指示により送信トリガ生成
回路１１１がトリガをかけることにより、前記送信パル
ス数カウント回路１０６／送信パルス幅発生回路１０７
／送信パルス周期発生回路１０８が規定した周波数パル
スを元に送信パルス合成回路１０９が送信機から発する
パルス信号を合成し、送信アンプ１１０にて増幅し、切
替回路１１６を介して送信機から送信する。
【００１６】このパルス信号を受信機が受信した場合、
本回路は、その受信パルス信号をパルス切替回路１１６
を介して受信アンプ１１５にて増幅し、受信パルス検出
コンバータ１１４が検出して送信トリガ生成回路１１１
に入力することにより、送信トリガ生成回路１１１が前
記送信パルス数カウント回路１０６等パルス信号の発信
を行い、送信機からのパルス信号の送信が繰り返され
る。
本回路は、その受信パルス信号をパルス切替回路１１６
を介して受信アンプ１１５にて増幅し、受信パルス検出
コンバータ１１４が検出して送信トリガ生成回路１１１
に入力することにより、送信トリガ生成回路１１１が前
記送信パルス数カウント回路１０６等パルス信号の発信
を行い、送信機からのパルス信号の送信が繰り返され
る。
【００１７】ここで前記トリガによって周波数逓倍回路
１０３が周波数を逓倍し、該逓倍した周波数パルスを周
波数カウンタ１０４が計数する。この計数は、図２に示
す如く、送信機Ｔ１から受信機Ｒ１にパルス信号を送信
する往路伝搬４０の際、タイムベース１０１による第１
の時間の間のパルス数を周波数カウンタ１０４により計
数する。これと同時に本回路は、タイムベース１０２に
よる第２の時間毎に前記積算途中の瞬時流速をラッチ１
０５に格納する。
１０３が周波数を逓倍し、該逓倍した周波数パルスを周
波数カウンタ１０４が計数する。この計数は、図２に示
す如く、送信機Ｔ１から受信機Ｒ１にパルス信号を送信
する往路伝搬４０の際、タイムベース１０１による第１
の時間の間のパルス数を周波数カウンタ１０４により計
数する。これと同時に本回路は、タイムベース１０２に
よる第２の時間毎に前記積算途中の瞬時流速をラッチ１
０５に格納する。
【００１８】本実施形態による超音波流量計測装置は、
前述の如く送信機からの周波数パルスを受信機が受信し
たことを契機として次の送信機からの周波数パルスを発
生し、この発生時間をタイムベース１０１によって監視
することにより、往路及び復路におけるパルス数を周波
数カウンタ１０４により計数し、往路及び復路における
周波数カウント４５及び４７を得、このカウント値を元
に前述の式を用いて流速の測定を行い、これから流量を
計測する様に動作する。
前述の如く送信機からの周波数パルスを受信機が受信し
たことを契機として次の送信機からの周波数パルスを発
生し、この発生時間をタイムベース１０１によって監視
することにより、往路及び復路におけるパルス数を周波
数カウンタ１０４により計数し、往路及び復路における
周波数カウント４５及び４７を得、このカウント値を元
に前述の式を用いて流速の測定を行い、これから流量を
計測する様に動作する。
【００１９】さて、ここで図２の復路伝搬４２において
気泡発生状態４４が生じた場合、シングアラウンド周波
数が急激に変化し、この変化は前記タイムベース１０２
により指示される第２の時間毎に前記積算途中の瞬時流
速がラッチ１０５に格納される。本実施形態による計測
装置は、ＣＰＵ１００が、前記ラッチに格納したタイム
ベース１０２により指示された時間毎のラッチ１０５内
のバルス計数値４９を参照し、このときのシングアラウ
ンド周波数が急激に変化したことを検出し、復路におい
てノイズが混入したと判定して直前の値を元に補正する
又は計測のやり直しを行うことによって、気泡他により
ノイズが混入した際にも正確に周波数カウントを行って
正確な流速を得ることができる。
気泡発生状態４４が生じた場合、シングアラウンド周波
数が急激に変化し、この変化は前記タイムベース１０２
により指示される第２の時間毎に前記積算途中の瞬時流
速がラッチ１０５に格納される。本実施形態による計測
装置は、ＣＰＵ１００が、前記ラッチに格納したタイム
ベース１０２により指示された時間毎のラッチ１０５内
のバルス計数値４９を参照し、このときのシングアラウ
ンド周波数が急激に変化したことを検出し、復路におい
てノイズが混入したと判定して直前の値を元に補正する
又は計測のやり直しを行うことによって、気泡他により
ノイズが混入した際にも正確に周波数カウントを行って
正確な流速を得ることができる。
【００２０】尚、前記シングアラウンド周波数の急激な
変化の判定は、一般に流速はバルブ弁等の開閉に応じて
徐々に変化する特性を持つことに着目し、タイムベース
１０２によるラッチ１０５に保持した計数値が直前の計
数値に比べて急激に増加又は減少したときに前記気泡ノ
イズが混入したと判定するものである。
変化の判定は、一般に流速はバルブ弁等の開閉に応じて
徐々に変化する特性を持つことに着目し、タイムベース
１０２によるラッチ１０５に保持した計数値が直前の計
数値に比べて急激に増加又は減少したときに前記気泡ノ
イズが混入したと判定するものである。
【００２１】さて、前記実施形態による超音波流量計測
装置は、受信信号の検出を行う際にそのタイミングを決
めるゲート信号が必要であり、このゲート信号を図１に
示すＣＰＵ１００がレンジゲート発生回路１１２及びゲ
ートパルス発生回路１１３により生成している。このゲ
ート信号は、レンジｔｒとゲートパルスｔｇから成り、
一般には標準の伝搬時間ｔとセンサ間隔Ｌと音速Ｃとに
より求められる。
装置は、受信信号の検出を行う際にそのタイミングを決
めるゲート信号が必要であり、このゲート信号を図１に
示すＣＰＵ１００がレンジゲート発生回路１１２及びゲ
ートパルス発生回路１１３により生成している。このゲ
ート信号は、レンジｔｒとゲートパルスｔｇから成り、
一般には標準の伝搬時間ｔとセンサ間隔Ｌと音速Ｃとに
より求められる。
【００２２】このゲート信号は、図３に示す如く、送信
機による送信波３０の発信開始から受信機による受信開
始の伝播時間をｔとした場合、この伝播時間ｔ経過後に
所定幅のゲート信号３２がゲートパルスｔｇとして立ち
上がることにより、受信波３１を受信するものである。
機による送信波３０の発信開始から受信機による受信開
始の伝播時間をｔとした場合、この伝播時間ｔ経過後に
所定幅のゲート信号３２がゲートパルスｔｇとして立ち
上がることにより、受信波３１を受信するものである。
【００２３】しかしながら、前記音速Ｃは流体の温度や
圧力により変化し、伝搬時間ｔが超音波パルスの１／２
周期以上変化した場合は、ゲート信号の発生タイミング
が異なるために受信信号を正確に切り出すことができな
い可能性があった。例えば図３に示す如く伝播時間が時
間ｔ２の如く遅れた受信波３１ａとなった場合、ゲート
信号３２では前記受信波３１ａを正確に受信することが
できないと言う可能性があった。
圧力により変化し、伝搬時間ｔが超音波パルスの１／２
周期以上変化した場合は、ゲート信号の発生タイミング
が異なるために受信信号を正確に切り出すことができな
い可能性があった。例えば図３に示す如く伝播時間が時
間ｔ２の如く遅れた受信波３１ａとなった場合、ゲート
信号３２では前記受信波３１ａを正確に受信することが
できないと言う可能性があった。
【００２４】そこで本実施形態においては、図１に示す
前記レンジゲート発生回路１１２及びゲートパルス発生
回路１１３によるゲート信号の発生タイミングをＣＰＵ
１００が送信トリガ生成回路１１１により制御可能に
し、測定開始時にＣＰＵ１００が送信機から受信機まで
の伝播時間ｔを測定し、この測定時間に合わせて以後の
測定におけるゲート信号の発生のタイミングを制御する
ことにより、ゲート信号のタイミングを常に最適に設定
することができる。
前記レンジゲート発生回路１１２及びゲートパルス発生
回路１１３によるゲート信号の発生タイミングをＣＰＵ
１００が送信トリガ生成回路１１１により制御可能に
し、測定開始時にＣＰＵ１００が送信機から受信機まで
の伝播時間ｔを測定し、この測定時間に合わせて以後の
測定におけるゲート信号の発生のタイミングを制御する
ことにより、ゲート信号のタイミングを常に最適に設定
することができる。
【００２５】これを具体的に説明すると、ＣＰＵ１００
が、測定開始に先立って発信器が発信波３０を発してか
ら受信機が受信する迄の時間ｔ2を、パルス幅を大きく
したゲート信号を用いて測定し、以降の計測において前
記伝播時間ｔ2でゲートが開くゲート信号３２ａを発生
する様にレンジゲート発生回路１１２及びゲートパルス
発生回路１１３を制御することにより、ゲート信号のタ
イミングを常に最適に設定することができる。
が、測定開始に先立って発信器が発信波３０を発してか
ら受信機が受信する迄の時間ｔ2を、パルス幅を大きく
したゲート信号を用いて測定し、以降の計測において前
記伝播時間ｔ2でゲートが開くゲート信号３２ａを発生
する様にレンジゲート発生回路１１２及びゲートパルス
発生回路１１３を制御することにより、ゲート信号のタ
イミングを常に最適に設定することができる。
【００２６】
【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、流体中
において上流側から下流側／下流側から上流側に伝搬す
る超音波の速度とを用いて流体の流量を測定する超音波
流量計測装置において、流速の計測中にシングアラウン
ド周波数が急激に変化したことを検出することにより、
気泡ノイズが混入したことを判定することができる。ま
た測定に先立って送信機から受信機までの伝播時間を測
定し、この測定時間に合わせて以後の測定におけるゲー
ト信号の発生のタイミングを制御してゲート信号のタイ
ミングを常に最適に設定することができる。
において上流側から下流側／下流側から上流側に伝搬す
る超音波の速度とを用いて流体の流量を測定する超音波
流量計測装置において、流速の計測中にシングアラウン
ド周波数が急激に変化したことを検出することにより、
気泡ノイズが混入したことを判定することができる。ま
た測定に先立って送信機から受信機までの伝播時間を測
定し、この測定時間に合わせて以後の測定におけるゲー
ト信号の発生のタイミングを制御してゲート信号のタイ
ミングを常に最適に設定することができる。
【図１】本発明の一実施形態による超音波流量計測装置
の回路構成を示す図。
の回路構成を示す図。
【図２】本実施形態による超音波の伝播状態を説明する
ための図。
ための図。
【図３】本実施形態によるゲート信号を説明するための
図。
図。
【図４】超音波流量計測装置の原理を説明するための
図。
図。
１００：ＣＰＵ、１０１：タイムベース、１０２：タイ
ムベース、１０３：周波数逓倍回路 、１０４：周波数カ
ウンタ、１０５：ラッチ、１０６：送信パルス末カウン
ト回路、１０７：送信パルス幅発生回路、１０８：送信
パルス周期発生回路、１０９：送信パルス信号合成回
路、１１０：送信アンプ、１１１：送信トリガ生成回
路、１１２：レンジゲート発生回路、１１３：ゲートパ
ルス発生回路、１１４：受信パルス検出コンバータ、１
１５：受信アンプ、１１６：切替回路、３０：送信波、
３１及び３１ａ：受信波、３２及び３２ａ：ゲート信
号、４０：往路伝搬、４１：切替、４２：復路伝播、４
３切替ノイズ、４４：気泡ノイズ、４５及び４６：往路
周波数カウント、４７及び４８：復路周波数カウント、
４９：ノイズ。
ムベース、１０３：周波数逓倍回路 、１０４：周波数カ
ウンタ、１０５：ラッチ、１０６：送信パルス末カウン
ト回路、１０７：送信パルス幅発生回路、１０８：送信
パルス周期発生回路、１０９：送信パルス信号合成回
路、１１０：送信アンプ、１１１：送信トリガ生成回
路、１１２：レンジゲート発生回路、１１３：ゲートパ
ルス発生回路、１１４：受信パルス検出コンバータ、１
１５：受信アンプ、１１６：切替回路、３０：送信波、
３１及び３１ａ：受信波、３２及び３２ａ：ゲート信
号、４０：往路伝搬、４１：切替、４２：復路伝播、４
３切替ノイズ、４４：気泡ノイズ、４５及び４６：往路
周波数カウント、４７及び４８：復路周波数カウント、
４９：ノイズ。
Claims (2)
- 【請求項１】 流体中において上流側から下流側に伝搬
する超音波の速度と、下流側から上流側に伝搬する超音
波の速度とを用いて流体の流量を測定する超音波流量計
測装置において、前記上流から下流又は下流から上流に
超音波を発生する第１の時間を規定する第１のタイムベ
ースと、前記第１の時間より短い第２の時間を規定する
第２のタイムベースと、前記第１及び第２のタイムベー
スにより規定された第１及び第２の時間内の超音波パル
スの数を逓倍して計数する周波数カウンタとを備え、前
記第１のタイムベースによる第１の時間内における周波
数カウンタによる計測と、前記第２のタイムベースによ
る第２の時間内における周波数カウンタによる計測とを
並列して実行し、前記第２のタイムベースの周波数カウ
ンタによる計測値が急激に変化した場合、気泡ノイズが
混入したと判定することを特徴とする超音波流量計測装
置。 - 【請求項２】 流体中において上流側から下流側に伝搬
する超音波の速度と、下流側から上流側に伝搬する超音
波の速度とを用いて流体の流量を測定する超音波流量測
装置において、前記上流から下流又は下流から上流に超
音波を発生する送信機と、該送信機から発した超音波を
伝播時間経過後にゲート信号により受信する受信機と、
前記ゲート信号の発生タイミングを決めるレンジゲート
発生回路と、前記ゲート信号の幅を決めるゲートパルス
発生回路と、前記レンジゲート発生回路及びゲートパル
ス発生回路とにより所定の伝播時間経過後に所定幅のゲ
ート信号の発生を制御する制御部とを備え、該制御部
が、送信機から超音波を発生して受信機で受信するまで
の伝播時間を計測し、この測定した伝播時間を用いてゲ
ート信号の発生のタイミングを制御することを特徴とす
る超音波流量計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000093141A JP2001281032A (ja) | 2000-03-30 | 2000-03-30 | 超音波流量計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000093141A JP2001281032A (ja) | 2000-03-30 | 2000-03-30 | 超音波流量計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001281032A true JP2001281032A (ja) | 2001-10-10 |
Family
ID=18608364
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000093141A Pending JP2001281032A (ja) | 2000-03-30 | 2000-03-30 | 超音波流量計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001281032A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005016971A (ja) * | 2003-06-23 | 2005-01-20 | Tokiko Techno Kk | 燃料供給装置 |
| JP2006337313A (ja) * | 2005-06-06 | 2006-12-14 | Saginomiya Seisakusho Inc | 超音波流量計 |
| JP2008216100A (ja) * | 2007-03-06 | 2008-09-18 | Tokyo Keiso Co Ltd | 超音波流量計 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07159213A (ja) * | 1993-12-09 | 1995-06-23 | Fuji Electric Co Ltd | 超音波流量計 |
| JPH09236463A (ja) * | 1996-02-29 | 1997-09-09 | Aichi Tokei Denki Co Ltd | 超音波流量計 |
| JPH1062219A (ja) * | 1996-08-23 | 1998-03-06 | Aichi Tokei Denki Co Ltd | 超音波流量計 |
-
2000
- 2000-03-30 JP JP2000093141A patent/JP2001281032A/ja active Pending
Patent Citations (3)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2008216100A (ja) * | 2007-03-06 | 2008-09-18 | Tokyo Keiso Co Ltd | 超音波流量計 |
| JP4615531B2 (ja) * | 2007-03-06 | 2011-01-19 | 東京計装株式会社 | 超音波流量計 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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