JP3695432B2

JP3695432B2 - Flow measuring device

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Publication number: JP3695432B2
Application number: JP2002229736A
Authority: JP
Inventors: 文一芝
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-08-07
Filing date: 2002-08-07
Publication date: 2005-09-14
Anticipated expiration: 2022-08-07
Also published as: JP2004072912A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、負荷に電源電圧より高電圧の電力を供給する昇圧制御装置と、この昇圧制御装置を用い超音波を利用して気体や液体などの流量を計測する流量計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の昇圧制御装置としてはＤＣＤＣコンバータを利用したものがあった。図１７は一般的な昇圧回路の構成を示すブロック図である。図１７において１は電源、２はＤＣＤＣコンバータ、３はインダクタンスＬ，４はダイオードＤ，５はコンデンサＣ、６は負荷である。ＤＣＤＣコンバータ２はインダクタンス３をスイッチング動作することによりオンからオフになったときにインダクタンスに生じる逆起電力がダイオード４を介して整流し、コンデンサ５でリップルを小さくした安定した高電圧を負荷６に供給するものである。
【０００３】
また、この主の昇圧制御装置を利用した流量計測装置としては例えば、特開２０００−２９２２３２公報に記載されているものがあった。図１８は、前記公報に記載された従来の超音波流量計の構成を示すブロック図である。
【０００４】
図１８において、流体流路１１の途中に超音波を発信する第１振動子１２と受信する第２振動子１３が流れ方向に配置されている。１４は第１振動子１２への送信回路、１５は第２振動子１３で受信した超音波を信号処理する受信回路である。１６は受信回路１５で超音波を検知した後第１振動子１２からの送信と第２振動子１３での受信を複数回繰り返す繰返し手段である。１７は受信回路で超音波を検出した後、再度第１振動子１２から超音波を送信するまでの遅延時間を発生させる遅延時間発生手段であり、１８は遅延時間発生手段１７により発生した遅延時間を計測する遅延時間計測手段、１９は遅延時間発生手段１７の計測値を基に、遅延時間を制御する遅延時間制御手段、２０はは繰返し手段により行われる複数回の超音波伝達の所要時間を計測する累積時間計測手段、２１は遅延時間計測手段１８および累積時間計測手段２０の計測値から流量を求める流量演算手段である。送信回路１４より送出されたバースト信号により第１振動子１２から発信された超音波信号は、流れの中を伝搬し、第２振動子１３で受信され受信回路１５で検知され、遅延時間発生手段１７で発生した遅延時間を置いた後、再び送信回路１４よりバースト信号が送出される。送信回路１４からのバースト信号は、予め定められた回数だけ繰り返され、この繰返しに要した時間を累積時間計測手段２０で、また、遅延時間を遅延時間計測手段１０により計測する。
【０００５】
更に、流量演算手段２１では、累積時間計測手段２０で求めた値から遅延時間計測手段１９で求めた遅延時間を差し引くことにより、超音波の伝達のみの所要時間Ｔを求める。通常、この送信回路から振動子を駆動する際には伝搬距離により信号が減衰することを考慮して高電圧を供給する。その回路として上記に説明した昇圧回路を利用することが多い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の昇圧回路における高電圧供給回路では負荷の動作とＤＣＤＣコンバータの動作タイミングが統一されておらず、個々に動作している。例えば負荷が動作して電圧が低下してもＤＣＤＣコンバータの閾値レベルまで電圧が下がっていなければ昇圧動作を開始しない。そして次に負荷が動作し始めてから電圧低下を検知すると負荷の動作中にもかかわらず昇圧動作を行なうことがある。これにより負荷の動作電圧が途中で変化したり、スイッチングノイズを発生したりすることがある。
【０００７】
そして昇圧した電圧が一定でない状態で流量計測装置の送信側における振動子を駆動すると毎回異なる電圧の送信波形となる。さらに受信動作を行っているような時に昇圧回路が動作するとシステムの電圧が変動したり、ノイズの発生による計測精度の劣化につながる可能性がある。
【０００８】
本発明は上記の課題を解決するもので、負荷の動作に応じて昇圧手段を制御することで、安定した電圧で負荷への電力供給を行うとともに、ノイズ等の影響をシステムに与えないような昇圧手段の動作を実現することを目的としている。
【０００９】
そして、このような安定した昇圧制御手段を用いることで、計測系の安定動作を実現する精度の良い流量計測を実現することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の流量計測装置は、被測定流体の流れる流路に配置され超音波を送受信する一対の振動子と、前記振動子の送受信の切換手段と、前記振動子間相互の超音波伝搬を複数回行う繰返し手段と、それぞれの複数回繰返しの伝搬時間を計測する計時手段と、前記計時手段でそれぞれの計時値の差に基づいて流量を算出する流量演算手段と、入力電圧を昇圧して前記振動子に給電する昇圧手段と、前記昇圧手段の動作を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記送信側振動子が繰返し動作する度に前記送信側振動子の動作に影響の無い時期に前記昇圧手段の出力電圧が安定するように前記昇圧手段を動作させるものである。
【００１１】
これによって、負荷である振動子の動作に応じて昇圧手段を制御することで、安定した電圧で振動子への電力供給を行うとともに、ノイズ等の影響をシステムに与えないような昇圧手段の動作を実現することができ、このような安定した制御手段を用いることで、計測系の安定動作を実現する精度の良い流量計測を実現することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
第１の発明は、被測定流体の流れる流路に配置され超音波を送受信する一対の振動子と、前記振動子の送受信の切換手段と、前記振動子間相互の超音波伝搬を複数回行う繰返し手段と、それぞれの複数回繰返しの伝搬時間を計測する計時手段と、前記計時手段でそれぞれの計時値の差に基づいて流量を算出する流量演算手段と、入力電圧を昇圧して前記振動子に給電する昇圧手段と、前記昇圧手段の動作を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記振動子が繰返し動作する度に前記送信側振動子の動作に影響の無い時期に前記昇圧手段の出力電圧が安定するように前記昇圧手段を動作させる流量計測装置である。これにより、制御手段が、振動子が繰返し動作する度に昇圧手段を動作することにより、振動子の動作による電圧変動分を必ず補充することで電圧の安定度を向上することが可能になり、計測系の安定動作を実現する精度の良い流量計測を実現することが可能になる。
【００１３】
第２の発明は、被測定流体の流れる流路に配置され超音波を送受信する一対の振動子と、前記振動子の送受信の切換手段と、前記振動子間相互の超音波伝搬を複数回行う繰返し手段と、それぞれの複数回繰返しの伝搬時間を計測する計時手段と、前記計時手段でそれぞれの計時値の差に基づいて流量を算出する流量演算手段と、入力電圧を昇圧して前記振動子に給電する昇圧手段と、前記昇圧手段の動作を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記送信側振動子が一定回数動作する度に前記昇圧手段の出力電圧が安定するように前記昇圧手段を動作させる流量計測装置である。これにより、制御手段が、負荷が一定回数動作する度に昇圧手段を動作することにより、繰返し動作する場合に負荷の電圧変動の状態が常に同じようにすることができ電圧変動の再現性を向上することが可能になり、計測系の安定動作を実現する精度の良い流量計測を実現することが可能になる。
【００１４】
第３の発明は、被測定流体の流れる流路に配置され超音波を送受信する一対の振動子と、前記振動子の送受信の切換手段と、前記振動子間相互の超音波伝搬を複数回行う繰返し手段と、それぞれの複数回繰返しの伝搬時間を計測する計時手段と、前記計時手段でそれぞれの計時値の差に基づいて流量を算出する流量演算手段と、入力電圧を昇圧して前記振動子に給電する昇圧手段と、前記昇圧手段の動作を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記送信側振動子が動作回数の約数になる分割回数毎に前記昇圧手段の出力電圧が安定するように前記昇圧手段を動作させる流量計測装置である。これにより、制御手段が、負荷の動作回数の公約数になる分割回数度に昇圧手段を動作することにより、繰返し動作をする場合に負荷の電圧変動の状態が最初の繰返し回数動作時と最後の繰返し動作時でも同じ電圧変動状態の電力を供給することが可能になり、計測系の安定動作を実現する精度の良い流量計測を実現することが可能になる。
【００１５】
第４の発明は、被測定流体の流れる流路に配置され超音波を送受信する一対の振動子と、前記振動子の送受信の切換手段と、前記振動子間相互の超音波伝搬を複数回行う繰返し手段と、それぞれの複数回繰返しの伝搬時間を計測する計時手段と、前記計時手段でそれぞれの計時値の差に基づいて流量を算出する流量演算手段と、入力電圧を昇圧して前記振動子に給電する昇圧手段と、前記昇圧手段の動作を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記振動子が動作する前に前記昇圧手段の出力電圧が安定するように前記昇圧手段を動作させ、前記送信側振動子が動作する直算に前記昇圧手段の動作を停止する流量計測装置である。これにより、制御手段が、負荷の動作する前に昇圧手段を動作することにより、常に負荷が動作する時に高電圧を供給可能な状態にしておくことが可能になり、計測系の安定動作を実現する精度の良い流量計測を実現することが可能になる。
【００１６】
第５の発明は、制御手段が、一方の振動子の送信動作回数形態を記憶しておき、切換手段が前記振動子の送受信を切換えた時に、他方の振動子の送信動作回数形態も同じ形態にする請求項３記載の流量計測装置である。これにより、流量を演算する場合、上流から送信した時と下流から送信した時の電圧変化を同じ状態にすることができるため再現性を向上するとともに計測のバラツキ度合いが小さくすることが可能になる。
【００１７】
第６の発明は、制御手段が、昇圧手段に対する動作信号の設定状態を外部から調節できる通信手段を有する流量計測装置である。これにより、制御手段が、昇圧手段に対する動作信号の設定状態を外部から調節できる通信手段を有する構成により、昇圧手段の動作を外部から操作することで想定外の負荷の変動や外乱によるシステムの動作に対しても安定した電圧供給を確かなものにすることが可能になる
第７の発明は、制御手段が、経年変化に応じて昇圧手段に対する動作信号の設定状態を変更する経年変化調整手段を有する流量計測装置である。これにより、制御手段が、経年変化に応じて昇圧手段に対する動作信号の設定状態を変更する経年変化調整手段を有する構成により、経年変化による負荷や昇圧手段の変動に対しても追随して調節することができ、長期間安定した動作をすることが可能になる。
【００１８】
第８の発明は、制御手段が、周囲温度変化に応じて昇圧手段に対する動作信号の設定状態を変更する温度変化調整手段を有する流量計測装置である。これにより、制御手段が、周囲温度変化に応じて昇圧手段に対する動作信号の設定状態を変更する温度変化調整手段を有する構成により、温度変化の激しい環境におかれた負荷や昇圧手段に対しても追随して調節することができ、安定した電圧動作をすることが可能になる。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００２０】
（実施例１）
最初に昇圧制御装置について説明する。図１は本実施例の構成を示す昇圧制御装置のブロック図である。図１（ａ）において１は電源、２２は昇圧手段、６は負荷、２３は制御手段である。昇圧手段２２の例としては内部にインダクタンス２２ａ、開閉手段２２ｂ、ダイオード２２ｃ、開閉制御手段２２ｄの構成を示す。
【００２１】
制御手段２３が負荷６の動作を検知すると、開閉制御手段２２ｄに信号を送出し、開閉制御手段２２ｄは開閉手段２２ｂをオン、オフ動作する。これにより電源１からインダクタンス２２ａを介して流れる電流が断続的になるためインダクタンス２２ａの逆起電力がダイオード２２ｃを通して負荷６に供給される。
【００２２】
図１（ｂ）には制御手段２３による他の動作を示す構成を示す。負荷６の動作は制御手段６で検知できるようになっている。負荷６の端子電圧は抵抗手段２４ａ，２４ｂで分圧されその電圧信号が昇圧手段内部の開閉制御手段２２ｄに入っている。電圧の情報により開閉手段を動作して昇圧電圧を制御することが可能である。また出力電圧を制御手段２３で測定し、例えばＡＤ変換器などにより電圧信号を得ることにより制御手段２３は昇圧手段２２の出力電圧を一定にするよう開閉手段２２ｂを調整する信号を送出する。このように制御手段２３は負荷６の動作を検知し、その動作に応じて昇圧手段２２に信号を送出し電圧を調整することで、安定した電圧で負荷６への電力供給を行うとともに、負荷の動作に影響を与えない時期に昇圧手段２２を動作することでノイズ等の影響をシステムに与えないような昇圧手段の動作を実現することが可能になる。
【００２３】
従来例との差を図２のタイミングを用いて説明する。図２（ａ）は従来の昇圧回路であるＤＣＤＣコンバータ２における負荷の動作タイミングである。負荷が動作することにより昇圧手段２の出力電圧が（ｂ）のように低下してくる。そしてｔ１で電圧が低下したことを検知してＤＣＤＣコンバータが動作する。
【００２４】
このｔ１のタイミングは電圧によってのみ決まり負荷の動作を考慮していない。したがって、図２にあるように負荷６が動作中に電圧が低下した場合もすぐにＤＣＤＣコンバータが昇圧動作を開始してしまう。これは負荷の端子電圧が動作中に変動することを示している。計測装置などに使用していると動作電圧が変動するため安定度が悪くなってくる。
【００２５】
同様に図２（ｃ）は本発明の昇圧制御手段２３を用いた場合の負荷の動作タイミングである。そして（ｄ）が制御手段２３の動作タイミングである。制御手段２３は負荷６の動作を検知しているため負荷の動作が終了すると時刻ｔ３、ｔ４で昇圧手段２２に信号を送出し開閉手段を調節することで昇圧動作を行う。したがって昇圧手段２２の出力電圧は図２（ｅ）のようになり、負荷の動作タイミングを外して電圧の変更を行うことが可能になる。
【００２６】
つぎに、上記昇圧制御装置を流量計測装置に用いた例を説明する。図３は本実施例の構成を示す流量計測装置のブロック図である。図３おいて、本発明の超音波流量計は被測定流体の流れる流路３１と、前記流路３１に配置された超音波を送受信する第１の振動子３２、第２の振動子３３を設置し、前記第１の振動子３２を駆動する駆動手段３４と、前記第２の振動子３３の受信信号を受け受信タイミングを決定するタイミング検知手段３５と、前記駆動手段３４と第１の振動子３２、および第２の振動子３３とタイミング検知手段３５の間に切換え手段３６を設け、超音波の送受信を第１の振動子３２と第２の振動子３３の間で交互に行うようにしている。タイミング検知手段３５の出力を受け駆動手段３４を介して再度超音波の送受信を繰り返すという動作回数を計測し所定の回数で動作を停止する繰返し手段３７と、前記繰返し手段３７の信号を受け所定の遅延時間遅れて前記駆動手段３４のトリガ信号として出力する遅延手段３８と、少なくとも駆動手段３４による第１の振動子３２の駆動開始から前記繰返し手段３７の動作停止までの超音波の伝搬時間を測定する計時手段３９と、前記計時手段３９の値から前記一対の振動子間の流速を演算し、それから流量を求める流量演算手段４０とを有するものである。さらに計測制御手段４１を設け、前記駆動手段３４を動作する計測スタート信号を出力する。
【００２７】
通常の動作を説明する。計測制御手段４１からスタート信号を受けた駆動手段３４が第１の振動子３２を一定時間パルス駆動行うと同時に計時手段３９は計測制御手段４１からの信号によって時間計測始める。パルス駆動された第１の振動子３２からは超音波が送信される。第１の振動子３２から送信した超音波は被測定流体中を伝搬し、第２の振動子３３で受信される。第２の振動子３３の受信出力は、タイミング検知手段３５で信号を増幅された後、予め定められている受信タイミングの信号レベルで超音波の受信を決定する。繰返し動作を行わない場合はこの超音波の受信を決定した時点で計時手段３９の動作を停止し、その時間情報ｔから（式１）によって流速を求める（計時手段３９から得た測定時間をｔ、超音波振動子間の流れ方向の有効距離をＬ、音速をｃ、被測定流体の流速をｖとする）。
【００２８】
ｖ＝（Ｌ／ｔ）−ｃ・・・（式１）
タイミング検知手段３５は通常コンパレータによって基準電圧と受信信号を比較するようになっていることが多い。
【００２９】
繰返し手段３７を用いる今回の動作はタイミング検知手段３５の判定結果を遅延手段３８で一定時間遅延させた後に駆動手段３４に返し、再度送信を行う。繰返し動作を決められた回数行い、その時間を計時手段３９で測定し、計時手段３９の測定時間を元に（式２）の計算によって流速を求める。
【００３０】
（遅延手段の遅延時間をＴｄ、繰返しの回数をｎ、測定時間をｔｓ、超音波振動子間の流れ方向の有効距離をＬ、音速をｃ、被測定流体の流速をｖとする。）
ｖ＝Ｌ／（ｔｓ／ｎ−Ｔｄ）−ｃ・・・（式２）
この方法によれば（式１）の方法に比べ精度よく測定することができる。
【００３１】
また、第１の超音波振動子３２と第２の超音波振動子３３とを切り替え、被測定流体の上流から下流と下流から上流へのそれぞれの伝搬時間を測定し、（式３）より速度ｖを求める（上流から下流への測定時間時間をｔ１、下流から上流への測定時間時間をｔ２とする）。
【００３２】
ｖ＝Ｌ／２（（１／ｔ１）−（１／ｔ２））・・・（式３）
この方法によれば音速の変化の影響を受けずに流度を測定することが出来るので、流速・流量・距離などの測定に広く利用されている。流速ｖが求まると、それに流路１の断面積を乗ずることにより流量を導くことができる。
【００３３】
通常の動作は図４に示すタイミング図のようになる。すなわち、計測制御手段４１による時刻ｔ０における開始信号から計測を開始し、ｔ１で駆動手段３４を介して第１の超音波振動子３２を駆動する。そこで発生した超音波信号は流路内を伝搬し時刻ｔ２で第２の超音波振動子３３に到達し、タイミング検知手段３５で受信点を検知すると繰返し手段３７は設定回数に達していない場合、遅延手段３８に信号を送出する。そして時刻ｔ３から遅延手段３８が動作し、予め定めた時間だけ動作した後時刻ｔ４で駆動手段３４に信号を送出し、再び第１の超音波振動子３２を駆動する。以下、この繰返しを行っている。
【００３４】
繰返し手段３７で決められた回数動作すると図４時刻ｔ５で送受信動作は停止し、その時間は図に示すＴとなる。その後、切換え手段３６が送受信を切換える。すなわち第１の超音波振動子３２が受信側、第２の超音波振動子３３が送信側になる。そして同様な繰返し動作を行う。
【００３５】
この流量計測装置において図５のように昇圧制御装置が組み込んだ場合について説明する。第１の振動子３２を駆動するには流路３１の内部を十分な超音波信号レベルで伝送するためある程度高電圧で駆動する必要がある。そこで昇圧手段２２の出力は駆動手段３４を介して第１の振動子３２に繋がっている。途中の切換え手段３６は送受信を切換えているだけなのでここでの詳しい説明は除く。駆動手段３４の内部の一例として振動子を動作するために３４ａから３４ｄまでの駆動開閉手段を用いたブリッジ構成をとる。最初駆動開閉手段３４ａ，３４ｄを通電状態にし、反対に３４ｂ、３４ｃを開放しておく。次に駆動開閉手段３４ａ，３４ｄを開放し、３４ｂ、３４ｃを通電状態にする。この動作で振動子が動作し始める。振動子への電源は昇圧手段２２からの高電圧が供給される。
【００３６】
この高電圧の供給が図２（ｂ）に示してあるように負荷（ここでは振動子）の動作状態によらず、ＤＣＤＣコンバータのみの動作で昇圧動作を行うと振動子への供給電圧が動作中に変化してしまい、受信信号が一定でなくなる。これは流量の計測精度に大きく影響するために好ましいことではない。図２（ｄ），（ｅ）のように制御手段２３が昇圧手段２２の動作や振動子３２の動作を検知し、振動子３２の動作に影響の無い時期に昇圧手段２２を動作するように制御信号を送出することにより安定した電圧で振動子への電力供給を行うとともに、ノイズ等の影響を流量計測システム全体に与えないような昇圧手段２２の動作を実現することが可能になる。
【００３７】
制御手段２３は計測制御手段４１から計測動作信号が出ているのを信号として受け取ることが可能なため、より確実に振動子の動作に影響を与えない状態で昇圧手段２２を制御することできるようになる。図５では制御手段２３と計測制御手段４１を別々に設けているが同じ制御手段として１つの論理手段、例えばマイコンを用いても良い。
【００３８】
さらに、制御手段２３が昇圧手段２２にインダクタンスの開閉動作を指示しても出力電圧があまり低下していない場合には動作しないことがある。たとえば昇圧手段２２としてＤＣＤＣコンバータを用いている場合は素子自体で出力電圧を監視している場合がある。このような場合は出力に抵抗などの電力消費を促す素子を一時的に接続し電圧を低下させてから昇圧動作を確実に動作する方法をとることが可能である。また開閉手段の動作時間を短くしたりするなどして昇圧手段２２の出力電圧を微調整することが可能である。
【００３９】
また、図６を用いて他の動作を説明する。計測制御手段４１が動作し第１の振動子３２が動作すると昇圧手段２２の出力電圧は低下する。このため図６の時刻ｔ０、ｔ２、ｔ４、ｔ６で（ａ）のように第１の振動子３２が動作すると、それぞれｔ１、ｔ３、ｔ５、ｔ７において（ｂ）のように制御手段２３が昇圧手段２２を動作して電圧を調整する。負荷である振動子の動作は制御手段２３が検知できるため、その動作する度に電圧の調整を行うことが可能になる。その結果昇圧手段２２の出力は（ｃ）のように安定した電圧状態を示す。図６では負荷である振動子が動作してから昇圧手段２２を動作しているが、計測制御手段４１からの信号を入力することで計測動作がわかるため振動子を動作する前に昇圧手段２２を動作して電圧を調整することも可能である。
【００４０】
このように制御手段２３が、振動子３１の動作する度に昇圧手段２２を動作することにより、負荷である振動子の動作による電圧変動分を必ず補充することで電圧の安定度を向上することが可能になる。
【００４１】
また、図７を用いて他の動作を説明する。計測制御手段４１が動作し第１の振動子３２が動作すると昇圧手段２２の出力電圧は低下する。振動子のインピーダンスが大きいと電流もあまり流れないためこの電圧低下はあまり大きくない。そのような場合はあまり頻繁に電圧調整をするとかえって省電力の観点から得策でない場合がある。そこで図７の時刻ｔ１０、ｔ１１で（ａ）のように第１の振動子３２が動作して電圧がある程度低下すると、（ｂ）のように制御手段２３が昇圧手段２２を動作して電圧を調整する。負荷である振動子の動作は制御手段２３が検知できるため、その動作する度に電圧の調整を行うことが可能になる。その結果昇圧手段２２の出力は（ｃ）のように安定した電圧状態を示す。このように昇圧手段２２の動作した後、１回目の振動子の動作電圧と２回目の動作電圧は異なるかもしれないが、次の昇圧手段２２の動作した後の１回目の動作電圧は前の１回目の動作電圧と同じである。その結果一定回数振動子が動作してから昇圧手段２２を動作するため各回数における電圧は同じになるため、繰り返し回数を多くする場合は平均として精度の良い動作が得られる。
【００４２】
このように負荷である振動子が一定回数動作する度に昇圧手段２２を動作することにより、繰返し動作する場合に振動子の電圧変動の状態が常に同じようにすることができ電圧変動の再現性を向上することが可能になる。
【００４３】
ここで、振動子の動作回数が一定回毎に昇圧手段２２を動作する説明をしたが、流量計測に用いる場合、回数は常に同じ値である必要はない。例えば４回毎にするのでは無く、３回、５回、４回というように振動子の動作回数が異なっていても良い。流量計測装置においては切換え手段３６が振動子を送信と受信を切換えている。この場合、第１の振動子が送信側の時、昇圧手段の動作が第１の振動子３２の動作回数で３回目、５回目、４回目という形態で動作したとする。制御手段２３はこの形態を記憶しておき、切換え手段３６が反転し第２の振動子３３が送信側になった時に同じ昇圧手段２２の動作を行うようにする。これにより式（３）で流量を演算する場合、上流から送信した時と下流から送信した時の電圧変化を同じ状態にすることができるため再現性を向上するとともに計測のバラツキ度合いが小さくすることができる。
【００４４】
また、図８を用いて他の動作を説明する。振動子３２が動作すると昇圧手段２２の出力電圧は低下するため、それを補うため昇圧手段２２が動作する。その動作が一定回数毎でも効果のあることを説明してきたが、繰り返し回数が多い場合、最後の昇圧手段２２が動作した後の振動子の動作回数がそれ以前の回数より少ないと、流量計測に使用している場合などでは受信レベルの平均値が大きい方に偏る誤差が発生するかもしれない。例えば流量計測の場合繰り返し手段３７に設定している回数が１２とすると、例えば１２回の繰り返しに対し５回毎に昇圧手段２２を動作すると最後に昇圧手段２２が動作してから振動子は２回しか動作しない。それまでは昇圧手段２２が動作すると５回動作していたのに比べ少ない回数では電圧低下も小さく受信レベルも大きいままとなっている。このため１２回の平均をとるとその値は高い目にでてくる恐れがある。従ってこのような場合は昇圧手段２２の動作を繰り返し回数の約数回となるよう制御手段２３が調節する。１２回の繰り返しでは３回もしくは４回振動子が動作すると昇圧手段２２が動作するように制御する。図８の（ａ）のように第１の振動子３２が動作している場合、（ｂ）のように３回動作すると昇圧手段２２がｔ２０、ｔ２９で動作する。
【００４５】
したがって、この繰り返し回数は３の倍数回を設定していることがわかる。電圧の変動も振動子が動作する３回毎に同じ特性を示し、最後の振動子の動作状態はその直前に昇圧手段２２が動作する前の電圧特性と同じになる。流量計測で計時手段３９に蓄積された値を流量演算手段４０で計算する際、平均処理をする場合でも同じ電圧変動を繰り返している場合の方が、より正確な値を演算することができ精度の良い流量値を算出することがでる。
【００４６】
このように、制御手段２３が、負荷である振動子の繰り返し動作回数の約数になる分割回数度に昇圧手段２２を動作することにより、繰返し動作をする場合に負荷の電圧変動の状態が最初の繰返し回数動作時と最後の繰返し動作時でも同じ電圧変動状態の電力を供給することができ、流量計測等に用いた場合でも精度のよい流量演算が可能になる。
【００４７】
本実施例では昇圧制御手段の負荷として超音波振動子を例にとり説明したが、電圧駆動型の負荷であればセンサやアクチュエータの種類を特定せずに利用できることは言うまでもない。
【００４８】
（実施例２）
本発明の昇圧制御装置およびそれを用いた流量計測装置について図３、図５と図９、図１０、図１１を用いて説明する。実施例１と異なるところは昇圧手段の動作を負荷の動作近傍で行うことである。
【００４９】
まず、図３、図５および図９を用いて動作を説明する。実施例１で示したように流量計測装置に用いられている振動子などの負荷は動作することにより端子電圧が低下する。例えば図３の第１の振動子３２が動作すると図５における昇圧手段２２の出力電圧は低下するため、それを補うため昇圧手段２２が動作しなければならない。そこで昇圧手段２２を動作するタイミングを調節することにより振動子の動作を安定したものにしていく。図９の時刻ｔ３１、ｔ３３、ｔ３５、ｔ３７で（ａ）のように第１の振動子３２が動作して電圧がある程度低下すると、（ｂ）のように時刻ｔ３０、ｔ３２、ｔ３４、ｔ３６で制御手段２３が昇圧手段２２を動作して電圧を調整する。負荷である振動子の動作は制御手段２３が検知できるため、振動子の動作する前に昇圧手段２２に信号を送出し電圧の調整を行うことが可能になる。その結果昇圧手段２２の出力は（ｃ）のように安定した電圧状態を示す。これは振動子の動作する直前に昇圧手段２２の動作が終了しているため電圧は最適な値になり、負荷である振動子が動作する時に高電圧を供給可能な状態にしておくことが可能になる。さらに、システム全体に対するインダクタンス動作などによるノイズ発生が無くなっているため流量計測に応用した場合でも安定した計測動作をすることが可能になる。
【００５０】
図９では振動子が動作する直前には必ず昇圧手段が動作するようになっているが、実施例１に示したように一定回数毎や動作回数の約数に相当する回数毎において振動子が動作する前に昇圧手段２２を動作する構成をとっても良い。
【００５１】
また、図３、図５および図１０を用いて他の動作を説明する。昇圧手段２２を動作するタイミングを調節することにより振動子の動作を安定したものにしていく。図１０の時刻ｔ４０、ｔ４２、ｔ４４、ｔ４６で（ａ）のように第１の振動子３２が動作して電圧がある程度低下すると、（ｂ）のように時刻ｔ４１、ｔ４３、ｔ４５、ｔ４７で制御手段２３が昇圧手段２２を動作して電圧を調整する。負荷である振動子の動作は制御手段２３が検知できるため、振動子の動作する後に昇圧手段２２に信号を送出し電圧の調整を行うことが可能になる。その結果昇圧手段２２の出力は（ｃ）のように安定した電圧状態を示す。これは振動子の動作した後において電圧低下分を正確に把握し、昇圧手段２２で補充するとともにその昇圧した電圧が安定してから次の負荷である振動子の動作を行うことができるため流量計測などに応用した場合安定したシステム動作を行うことが可能になる。例えば昇圧手段に容量性の大きな負荷が接続されていた場合などは電圧の上昇も大きな時定数を持った変化になるが、振動子の動作終了後から電圧の調整を行うと、次の振動子の動作するかなり前から余裕をもって、安定した電圧に調整することができる。
【００５２】
図１０では振動子が動作した後には必ず昇圧手段が動作するようになっているが、実施例１に示したように一定回数毎や動作回数の約数に相当する回数毎において振動子が動作した後に昇圧手段２２を動作する構成をとっても良い。
【００５３】
また、図３、図５および図１１を用いて他の動作を説明する。流量計測装置において一定回数振動子が動作し流量計測が終了すると切換え手段３６が動作し第２の振動子３３が送信側になる。この場合第１の振動子３２と第２の振動子３３の特性が同じであれば昇圧手段２２の動作を同じにすれば良いが、振動子の特性がばらつくこともある。そこで昇圧手段２２を動作するタイミングを負荷である振動子の特徴にあわせて調節することにより振動子の動作を安定したものにしていく。図１１の時刻ｔ５０、ｔ５２で（ａ）のように第１の振動子３２が動作して電圧がある程度低下すると、（ｂ）のように時刻ｔ５１、ｔ５３で制御手段２３が昇圧手段２２を動作して電圧を調整する。
【００５４】
その後時刻ｔｃｈで切換え手段３６が動作し第２の振動子３３が送信側になった場合、時刻ｔ５４、ｔ５６で（ａ）のように第２の振動子３３が動作して電圧がある程度低下すると、（ｂ）のように時刻ｔ５５、ｔ５７で制御手段２３が昇圧手段２２を動作して電圧を調整する。ここで、振動子が変わったことにより（ｃ）の電圧低下度合いが異なっているが制御手段で調整して電圧を安定にしている。このように振動子の特性にあわせて制御手段２３は昇圧手段２２の動作を調整することが可能になる。負荷である振動子の動作は制御手段２３が検知できるため、今どちらの振動子が動作しているのかも計測制御手段４１からの情報で認識できている。このため振動子毎に適した昇圧手段２２の電圧の調整を行うことが可能になる。その結果昇圧手段２２の出力は（ｃ）のように安定した電圧状態を示す。
【００５５】
このように制御手段２３が、負荷である振動子の状態に応じて昇圧手段２３を動作することにより、振動子の変動や変更に対して電圧の上昇をすばやく対応することが可能になる。そして流量計測に用いた場合は振動子を切換えても安定した電圧を供給することができるため式（３）等による流量演算を行うのも精度良く行うことが可能になる。
【００５６】
（実施例３）
本発明の昇圧制御装置およびそれを用いた流量計測装置について図３、図５と図１２、図１３、図１４、図１５および図１６を用いて説明する。実施例１と異なるところは昇圧手段の動作長期間安定に行うように外部信号により調整することを可能にすることである。
【００５７】
まず、図３、図５および図１２を用いて動作を説明する。図３の第１の振動子３２が動作すると図５における昇圧手段２２の出力電圧は低下するため、それを補うため昇圧手段２２が動作しなければならない。通常な実施例１や実施例２に示したように振動子の動作に応じて昇圧手段２２を動作し電圧を調整していけば良い。しかし、計測システムのアルゴリズムの変更や他の負荷が急に追加されたりした場合は制御手段２３の動作が対応しきれないことがある。このため図１２に示すように通信手段４２を制御手段２３に接続し、外部設定手段４３との間で昇圧手段２２の動作状態のモニタや設定値の調整を行うようにする。この通信は有線、無線の別は問わない。このように制御手段２３が、昇圧手段２２に対する動作信号の設定状態を外部から調節できる通信手段４２を有する構成により、昇圧手段２２の動作を外部から操作することで想定外の負荷の変動や外乱によるシステムの動作に対しても安定した電圧供給を確かなものにすることが可能になる。
【００５８】
また、図３、図１３および図１４を用いて他の動作を説明する。昇圧手段２２の動作は経年変化によりその能力が低下してくる場合がある。そこで使用時間の経過により昇圧手段２２を動作するタイミングを調節することで振動子の動作を安定したものにしていく。図１３に示すように制御手段２３には経年変化調整手段４４を設置し、システムの動作時間が長くなってくるとそれに応じて昇圧手段２２の動作時間やタイミングを調節する。経年変化調節手段４４としては例えばタイマや時計およびそれに記憶手段を組み合わせた構成でも良い。
【００５９】
動作初期は図１４の時刻ｔ６０、ｔ６２、ｔ６４、ｔ６６で（ａ）のように第１の振動子３２が動作して電圧がある程度低下すると、（ｂ）のように時刻ｔ６１、ｔ６３、ｔ６５、ｔ６７で制御手段２３が昇圧手段２２を動作して電圧を調整する。しかし経年変化で昇圧手段２２の能力が低下してくると同じ動作時間では昇圧動作が完了しないことがでてくる。この場合は（ｃ）のように経年変化調整手段４４からの情報により制御手段２３が昇圧手段２２の動作を長めに調整する。その結果、昇圧手段２２の出力は当初の設定していた高電圧の値を維持することが可能になる。
【００６０】
このように制御手段２３が、経年変化に応じて昇圧手段２２に対する動作信号の設定状態を変更する経年変化調整手段４４を有する構成により、経年変化による負荷や昇圧手段２２の変動に対しても追随して調節することができ、長期間安定した動作をすることが可能になる。振動子への高電圧が安定することにより流量計測の安定度も向上するため長期間、精度を維持したまま流量計測を継続することが可能になる。
【００６１】
また、図３、図１５および図１６を用いて他の動作を説明する。昇圧手段２２の動作はシステムの設置されている雰囲気温度の変化によりその能力が低下してくる場合がある。そこで周囲温度の変化度合いにより昇圧手段２２を動作するタイミングを調節することで振動子の動作を安定したものにしていく。図１５に示すように制御手段２３には温度変化変化調整手段４５を設置し、システムの動作中における温度変化を調べている。そして周囲温度が日光にてらされ高温になった場合や、雪や氷が存在する低温になった場合は、その温度に応じて昇圧手段２２の動作時間やタイミングを調節する。通常、室温など想定された温度範囲においては動作初期において図１５の時刻ｔ７０、ｔ７２、ｔ７４、ｔ７６で（ａ）のように第１の振動子３２が動作して電圧がある程度低下すると、（ｂ）のように時刻ｔ７１、ｔ７３、ｔ７５、ｔ７７で制御手段２３が昇圧手段２２を動作して電圧を調整する。
【００６２】
しかし高温や低温状態になり電子部品の温度特性に応じた補正が必用な温度範囲になってくると同じ動作時間では昇圧動作が完了しないことがでてくる。この場合は（ｃ）のように温度変化調整手段４５からの情報により制御手段２３が昇圧手段２２の動作を長めに調整する。その結果、昇圧手段２２の出力は当初の設定していた高電圧の値を維持することが可能になる。
【００６３】
このように制御手段２３が、周囲温度変化に応じて昇圧手段２２に対する動作信号の設定状態を変更する温度変化調整手段４５を有する構成により、温度変化の激しい環境におかれた負荷や昇圧手段２２に対しても追随して調節することができ、安定した電圧動作をすることが可能になる。そして振動子への高電圧が安定することにより流量計測の安定度も向上するため温度変化の激しい環境でも精度を維持したまま流量計測を継続することが可能になる。
【００６４】
（請求項４）
本発明の昇圧制御装置およびそれを用いた流量計測装置について説明する。実施例１と異なるところは、昇圧制御装置において、昇圧手段２２の動作を調整する制御手段２３の動作を確実にするためのコンピュータを機能させるためのプログラムを有する記憶媒体４６を用いていることである。
【００６５】
図１、図５、図１２、図１３および図１５において実施例１から実施例３で示した制御手段２３の動作を行うには、予め実験等により振動子の動作による昇圧手段２２の出力変化、経年変化、温度変化、システムの安定度に関して昇圧手段の動作タイミングなどの相関を求め、例えばファジィ制御のメンバーシップ関数のように適合度というような形で判断する判定ソフトをプログラムとして記憶媒体４６に格納しておく。通常マイクロコンピュータのメモリやフラッシュメモリ等電気的に書き込み可能なものにしておくと利用が便利である。
【００６６】
このように制御手段２３の動作をプログラムで行うことができるようになると振動子の駆動電圧の変化に対して追随する昇圧手段２３の動作をソフトで行うことになる。これにより駆動回数の条件設定、切換手段３６動作前後における電圧調整の条件設定、変更が容易にでき、また経年変化などにも柔軟に対応できるためよりフレキシブルに計測時間の精度向上を行うことができる。なお本実施例において制御手段２３以外の動作もマイコン等によりプログラムで行ってもよい。
【００６７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかのように本発明の昇圧制御装置によれば、制御手段が負荷の動作に応じて昇圧手段による電圧の上昇動作を制御するため安定した電圧で負荷への電力供給を行うとともに、負荷の動作を検知しながら昇圧手段を動作するためノイズ等の影響をシステムに与えないようなの動作を実現することができる。そして負荷の動作していない時に昇圧手段を動作することで電圧の安定度をはかり、再現性もよくなる。また、このような昇圧制御装置を流量計測装置に用いることにより電圧の安定度が向上し、時間計測をする場合でも電圧精度が高いため計測系の安定動作をと、精度の良い流量計測を実現することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における昇圧制御装置の全体のブロック図
【図２】従来と本発明の昇圧装置におけるタイミング図
【図３】本発明の流量計測装置の全体ブロック図
【図４】本発明の流量計測装置におけるタイミング図
【図５】同流量計測装置と昇圧制御装置の接続を示すブロック図
【図６】同流量計測装置におけるタイミング図
【図７】同流量計測装置における他のタイミング図
【図８】同流量計測装置における他のタイミング図
【図９】本発明の第２の実施例の流量計測装置におけるタイミング図
【図１０】他の流量計測装置におけるタイミング図
【図１１】他の流量計測装置におけるタイミング図
【図１２】本発明の第３の実施例における昇圧制御装置のブロック図
【図１３】同昇圧制御装置と流量計測装置の接続を示すブロック図
【図１４】同流量計測装置におけるタイミング図
【図１５】同昇圧制御装置と流量計測装置の接続を示すブロック図
【図１６】他の流量計測装置におけるタイミング図
【図１７】従来の昇圧回路の全体のブロック図
【図１８】従来の流量計測装置の全体のブロック図
【符号の説明】
１電源
６負荷
２２昇圧手段
２３制御手段
３１流路
３２第１の振動子
３３第２の振動子
３６切換え手段
３７繰返し手段
３８遅延手段
３９計時手段
４０流量演算手段
４２通信手段
４４経年変化調整手段
４５温度変化調整手段
４６記憶媒体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a boost control device that supplies power having a voltage higher than a power supply voltage to a load, and a flow rate measurement device that measures a flow rate of gas, liquid, or the like using ultrasonic waves using the boost control device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this type of boost control device, there has been one using a DCDC converter. FIG. 17 is a block diagram showing a configuration of a general booster circuit. In FIG. 17, 1 is a power source, 2 is a DCDC converter, 3 is an inductance L, 4 is a diode D, 5 is a capacitor C, and 6 is a load. In the DC-DC converter 2, the back electromotive force generated in the inductance is rectified through the diode 4 when the inductance 3 is switched from on to off by switching the inductance 3, and a stable high voltage in which the ripple is reduced by the capacitor 5 is applied to the load 6. To supply.
[0003]
Further, as a flow rate measuring device using this main boost control device, for example, there is one described in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-292232. FIG. 18 is a block diagram showing a configuration of a conventional ultrasonic flowmeter described in the publication.
[0004]
In FIG. 18, a first vibrator 12 that transmits ultrasonic waves and a second vibrator 13 that receives ultrasonic waves are arranged in the flow direction in the middle of the fluid flow path 11. Reference numeral 14 denotes a transmission circuit to the first vibrator 12, and 15 denotes a reception circuit that performs signal processing on the ultrasonic waves received by the second vibrator 13. Reference numeral 16 denotes a repeating unit that repeats transmission from the first vibrator 12 and reception by the second vibrator 13 after the ultrasonic wave is detected by the receiving circuit 15. Reference numeral 17 denotes delay time generating means for generating a delay time until ultrasonic waves are transmitted again from the first transducer 12 after the ultrasonic wave is detected by the receiving circuit, and 18 is a delay time generated by the delay time generating means 17. 19 is a delay time control means for controlling the delay time based on the measurement value of the delay time generation means 17, and 20 is a time required for a plurality of ultrasonic transmissions performed by the repetition means. Cumulative time measuring means 21 for measuring, 21 is a flow rate calculating means for obtaining a flow rate from the measured values of the delay time measuring means 18 and the cumulative time measuring means 20. The ultrasonic signal transmitted from the first transducer 12 by the burst signal transmitted from the transmission circuit 14 propagates in the flow, is received by the second transducer 13 and detected by the reception circuit 15, and delay time generating means After the delay time generated at 17 is set, the burst signal is transmitted from the transmission circuit 14 again. The burst signal from the transmission circuit 14 is repeated a predetermined number of times, and the time required for this repetition is measured by the accumulated time measuring means 20 and the delay time is measured by the delay time measuring means 10.
[0005]
Further, the flow rate calculating means 21 obtains the required time T for only transmitting ultrasonic waves by subtracting the delay time obtained by the delay time measuring means 19 from the value obtained by the accumulated time measuring means 20. Normally, when driving a vibrator from this transmission circuit, a high voltage is supplied in consideration of the signal attenuation due to the propagation distance. As the circuit, the booster circuit described above is often used.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional high voltage supply circuit in the booster circuit, the operation of the load and the operation timing of the DCDC converter are not unified, and they operate individually. For example, even if the load operates and the voltage drops, the voltage boosting operation is not started unless the voltage drops to the threshold level of the DCDC converter. Then, when a voltage drop is detected after the load starts to operate, a boosting operation may be performed regardless of the operation of the load. As a result, the operating voltage of the load may change in the middle, or switching noise may occur.
[0007]
When the vibrator on the transmission side of the flow rate measuring device is driven in a state where the boosted voltage is not constant, a transmission waveform with a different voltage is generated each time. Furthermore, if the booster circuit operates during a receiving operation, the system voltage may fluctuate or the measurement accuracy may be degraded due to noise.
[0008]
The present invention solves the above-mentioned problem, and by controlling the boosting means according to the operation of the load, while supplying power to the load with a stable voltage, it does not affect the system such as noise. The purpose is to realize the operation of the boosting means.
[0009]
An object of the present invention is to realize an accurate flow rate measurement that realizes a stable operation of the measurement system by using such a stable boost control means.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the conventional problem, a flow rate measuring device of the present invention includes a pair of transducers arranged in a flow path through which a fluid to be measured flows and transmits / receives ultrasonic waves, transmission / reception switching means of the transducers, Repeating means for performing ultrasonic propagation between the transducers a plurality of times, timing means for measuring the propagation times of the respective repetitions, and flow rate calculation for calculating the flow rate based on the difference between the respective timed values by the timing means Means and boost the input voltage to feed the vibrator Rising Pressure means and control means for controlling the operation of the pressure boost means, and the control means includes: Sender Every time the vibrator operates repeatedly At a time when the operation of the transmitter vibrator is not affected The boosting means is operated so that the output voltage of the boosting means becomes stable.
[0011]
This will load By controlling the boosting means according to the operation of the vibrator, With stable voltage Vibrator As well as supplying power to the system, it is possible to realize booster operation that does not affect the system due to noise, etc. By using such a stable control means, it is possible to realize accurate flow measurement that realizes stable operation of the measurement system. The
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A first invention performs a plurality of times of ultrasonic propagation between a pair of transducers arranged in a flow path through which a fluid to be measured flows and transmits / receives ultrasonic waves, a transmission / reception switching unit of the transducers, and the transducers. Repeating means, time measuring means for measuring the propagation time of each of a plurality of repetitions, flow rate calculating means for calculating a flow rate based on a difference between the respective time measured values by the time measuring means, and boosting the input voltage to the vibrator To power Rising Pressure means and control means for controlling the operation of the pressure raising means, the control means each time the vibrator repeatedly operates. At a time when the operation of the transmitter vibrator is not affected The flow rate measuring device operates the boosting unit so that the output voltage of the boosting unit is stabilized. Thereby, it becomes possible to improve the voltage stability by always replenishing the voltage fluctuation due to the operation of the vibrator by operating the boosting means every time the vibrator repeatedly operates. It becomes possible to realize accurate flow rate measurement that realizes stable operation of the measurement system.
[0013]
According to a second aspect of the present invention, a pair of transducers arranged in a flow path through which a fluid to be measured flows and transmits / receives ultrasonic waves, a transmission / reception switching unit of the transducers, and ultrasonic propagation between the transducers are performed a plurality of times. Repeating means, time measuring means for measuring the propagation time of each of a plurality of repetitions, flow rate calculating means for calculating a flow rate based on a difference between the respective time measured values by the time measuring means, and boosting the input voltage to the vibrator To power Rising Pressure means and control means for controlling the operation of the pressure boost means, and the control means includes: Sender The flow rate measuring device operates the boosting unit so that the output voltage of the boosting unit becomes stable every time the vibrator operates a certain number of times. As a result, the control means operates the boosting means every time the load operates a fixed number of times, so that the voltage fluctuation state of the load can be always made the same when repeatedly operating, improving the reproducibility of the voltage fluctuation. Therefore, it is possible to realize accurate flow rate measurement that realizes stable operation of the measurement system.
[0014]
According to a third aspect of the present invention, a pair of transducers arranged in a flow path through which a fluid to be measured flows and transmits / receives ultrasonic waves, transmission / reception switching means of the transducers, and ultrasonic propagation between the transducers are performed a plurality of times. Repeating means, time measuring means for measuring the propagation time of each of a plurality of repetitions, flow rate calculating means for calculating a flow rate based on a difference between the respective time measured values by the time measuring means, and boosting the input voltage to the vibrator To power Rising Pressure means and control means for controlling the operation of the pressure boost means, and the control means includes: Sender The flow rate measuring device operates the boosting unit so that the output voltage of the boosting unit becomes stable every number of divisions where the vibrator is a divisor of the number of operations. As a result, when the control means operates the boosting means at the number of divisions that is the common divisor of the number of load operations, the state of the voltage fluctuation of the load when the operation is repeated is the same as that at the time of the first repetition operation and the last operation. It is possible to supply electric power in the same voltage fluctuation state even during repetitive operation, and it is possible to realize accurate flow rate measurement that realizes stable operation of the measurement system.
[0015]
According to a fourth aspect of the present invention, a pair of transducers arranged in a flow path through which a fluid to be measured flows and transmits / receives ultrasonic waves, a transmission / reception switching unit of the transducers, and ultrasonic propagation between the transducers are performed a plurality of times. Repeating means, time measuring means for measuring the propagation time of each of a plurality of repetitions, flow rate calculating means for calculating a flow rate based on a difference between the respective time measured values by the time measuring means, and boosting the input voltage to the vibrator To power Rising Pressure control means and control means for controlling the operation of the boosting means, and the control means operates the boosting means so that the output voltage of the boosting means becomes stable before the vibrator operates. The operation of the boosting means is stopped immediately after the transmission-side vibrator operates. This is a flow rate measuring device. As a result, the control means operates the boosting means before the load operates, so that a high voltage can always be supplied when the load operates, thereby realizing stable measurement system operation. This makes it possible to achieve accurate flow rate measurement.
[0016]
5th The invention of 4. The control means stores the transmission operation frequency form of one vibrator, and when the switching means switches transmission / reception of the vibrator, the transmission operation frequency form of the other vibrator also has the same form. This is a flow measurement device. As a result, when the flow rate is calculated, the voltage change between the transmission from the upstream and the transmission from the downstream can be made the same state, so the reproducibility is improved and the degree of measurement variation is reduced. It becomes possible.
[0017]
6th The invention of The control unit is a flow rate measuring device having a communication unit that can adjust the setting state of the operation signal for the boosting unit from the outside. Thereby, the control means has a communication means that can adjust the setting state of the operation signal for the boosting means from the outside, and the operation of the system due to an unexpected load fluctuation or disturbance by operating the boosting means from the outside. To ensure a stable voltage supply Become possible
7th The invention of The control means is a flow rate measuring device having a secular change adjusting means for changing a setting state of an operation signal for the boosting means in accordance with a secular change. Thereby, the control means adjusts following the load and the fluctuation of the boosting means due to the secular change by the configuration having the secular change adjusting means for changing the setting state of the operation signal for the boosting means according to the secular change. Can operate stably for a long time It becomes possible to do.
[0018]
8th The invention of The control means is a flow rate measuring device having a temperature change adjusting means for changing the setting state of the operation signal for the boosting means in accordance with the ambient temperature change. Thus, the control means includes a temperature change adjusting means for changing the setting state of the operation signal for the boosting means in accordance with a change in ambient temperature, so that it can be applied to a load or a boosting means placed in an environment where the temperature changes rapidly. Adjustable to follow, stable voltage operation It becomes possible to do.
[0019]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0020]
(Example 1)
First, the boost control device will be described. FIG. 1 is a block diagram of a boost control apparatus showing the configuration of this embodiment. In FIG. 1A, 1 is a power source, 22 is a boosting means, 6 is a load, and 23 is a control means. As an example of the boosting means 22, the configuration of an inductance 22a, an opening / closing means 22b, a diode 22c, and an opening / closing control means 22d is shown.
[0021]
When the control means 23 detects the operation of the load 6, a signal is sent to the opening / closing control means 22d, and the opening / closing control means 22d turns on / off the opening / closing means 22b. As a result, the current flowing from the power source 1 through the inductance 22a becomes intermittent, so that the counter electromotive force of the inductance 22a is supplied to the load 6 through the diode 22c.
[0022]
FIG. 1B shows a configuration showing another operation by the control means 23. The operation of the load 6 can be detected by the control means 6. The terminal voltage of the load 6 is divided by the resistance means 24a and 24b, and the voltage signal enters the open / close control means 22d inside the boosting means. It is possible to control the boosted voltage by operating the switching means based on the voltage information. Further, the output voltage is measured by the control means 23, and the control means 23 sends a signal for adjusting the opening / closing means 22b so as to keep the output voltage of the boosting means 22 constant, for example, by obtaining a voltage signal by an AD converter or the like. In this way, the control unit 23 detects the operation of the load 6 and sends a signal to the boosting unit 22 according to the operation to adjust the voltage, thereby supplying power to the load 6 with a stable voltage and the load. By operating the boosting means 22 at a time that does not affect the operation, it is possible to realize the operation of the boosting means so as not to affect the system due to noise or the like.
[0023]
A difference from the conventional example will be described with reference to the timing of FIG. FIG. 2A shows the operation timing of the load in the DCDC converter 2 which is a conventional booster circuit. When the load operates, the output voltage of the booster 2 decreases as shown in (b). Then, it is detected that the voltage has dropped at t1, and the DCDC converter operates.
[0024]
The timing of t1 is determined only by the voltage and does not consider the operation of the load. Therefore, as shown in FIG. 2, even when the voltage drops while the load 6 is operating, the DCDC converter immediately starts the boosting operation. This indicates that the terminal voltage of the load fluctuates during operation. If it is used in a measuring device, the operating voltage fluctuates and the stability becomes worse.
[0025]
Similarly, FIG. 2C shows the operation timing of the load when the boost control means 23 of the present invention is used. And (d) Is It is the operation timing of the control means 23 . System Since the control means 23 detects the operation of the load 6, when the load operation is completed, the control means 23 performs a boosting operation by sending a signal to the boosting means 22 at time t3 and t4 and adjusting the opening / closing means. Accordingly, the output voltage of the boosting means 22 is as shown in FIG. 2E, and the voltage can be changed by removing the operation timing of the load.
[0026]
Next, an example in which the boost control device is used in a flow rate measuring device will be described. FIG. 3 is a block diagram of the flow rate measuring apparatus showing the configuration of the present embodiment. In FIG. 3, the ultrasonic flowmeter of the present invention includes a flow path 31 through which a fluid to be measured flows, and a first vibrator 32 and a second vibrator 33 that transmit and receive ultrasonic waves disposed in the flow path 31. A drive means 34 for installing and driving the first vibrator 32; a timing detection means 35 for receiving a reception signal of the second vibrator 33; and determining a reception timing; and the drive means 34 and the first vibration. Switching between the child 32 and the second vibrator 33 and the timing detection means 35 Huh Means 36 are provided to transmit and receive ultrasonic waves alternately between the first transducer 32 and the second transducer 33. The repeater 37 for measuring the number of operations of receiving and receiving the output of the timing detector 35 and repeating the transmission / reception of the ultrasonic wave again via the drive unit 34 and stopping the operation at a predetermined number of times, and receiving a signal from the repeater 37 A delay means 38 that outputs the trigger signal of the drive means 34 with a delay time delay, and at least the propagation time of ultrasonic waves from the start of driving of the first vibrator 32 by the drive means 34 to the stop of the operation of the repeat means 37 are measured. And a flow rate calculating means 40 for calculating the flow velocity between the pair of vibrators from the value of the time measuring means 39 and determining the flow rate therefrom. Further, a measurement control unit 41 is provided, and a measurement start signal for operating the driving unit 34 is output.
[0027]
Normal operation will be described. Upon receipt of the start signal from the measurement control means 41, the driving means 34 pulse-drives the first vibrator 32 for a certain period of time, and at the same time, the time measuring means 39 starts measuring time by the signal from the measurement control means 41. An ultrasonic wave is transmitted from the pulse-driven first vibrator 32. The ultrasonic wave transmitted from the first vibrator 32 propagates through the fluid to be measured and is received by the second vibrator 33. The reception output of the second vibrator 33 amplifies the signal by the timing detection means 35 and then determines the reception of the ultrasonic wave at the signal level at a predetermined reception timing. When the repetition operation is not performed, the operation of the time measuring means 39 is stopped when the reception of this ultrasonic wave is determined, and the flow velocity is obtained from the time information t according to (Equation 1) (the measurement time obtained from the time measuring means 39 is t The effective distance in the flow direction between the ultrasonic transducers is L, the speed of sound is c, and the flow velocity of the fluid to be measured is v).
[0028]
v = (L / t) -c (Formula 1)
In many cases, the timing detection means 35 is configured to compare a reference voltage with a received signal by a normal comparator.
[0029]
In this operation using the repeating unit 37, the determination result of the timing detecting unit 35 is delayed for a certain time by the delay unit 38, then returned to the driving unit 34, and transmitted again. The repetitive operation is performed a predetermined number of times, the time is measured by the time measuring means 39, and the flow velocity is obtained by the calculation of (Equation 2) based on the measurement time of the time measuring means 39.
[0030]
(The delay time of the delay means is Td, the number of repetitions is n, the measurement time is ts, the effective distance in the flow direction between the ultrasonic transducers is L, the speed of sound is c, and the flow velocity of the fluid to be measured is v.)
v = L / (ts / n−Td) −c (Expression 2)
According to this method, it is possible to measure with higher accuracy than the method of (Equation 1).
[0031]
Further, the first ultrasonic transducer 32 and the second ultrasonic transducer 33 are switched, and the respective propagation times of the fluid under measurement from upstream to downstream and from downstream to upstream are measured. v is obtained (measurement time from upstream to downstream is t1, and measurement time from downstream to upstream is t2).
[0032]
v = L / 2 ((1 / t1)-(1 / t2)) (Formula 3)
According to this method, the flow rate can be measured without being affected by the change in the sound speed, and thus it is widely used for measuring the flow velocity, the flow rate, the distance, and the like. When the flow velocity v is obtained, the flow rate can be derived by multiplying it by the cross-sectional area of the flow path 1.
[0033]
Normal operation is as shown in the timing diagram of FIG. That is, measurement is started from the start signal at time t0 by the measurement control means 41, and the first ultrasonic transducer 32 is driven via the drive means 34 at t1. The ultrasonic signal generated there propagates through the flow path and reaches the second ultrasonic transducer 33 at time t2, and when the reception point is detected by the timing detection unit 35, the repetition unit 37 has not reached the set number of times. A signal is sent to the delay means 38. Then, the delay means 38 starts operating from time t3, operates for a predetermined time, and then sends a signal to the driving means 34 at time t4 to drive the first ultrasonic transducer 32 again. This is repeated below.
[0034]
When the operation is performed the number of times determined by the repeating means 37, the transmission / reception operation stops at time t5 in FIG. 4, and the time is T shown in the figure. Thereafter, the switching means 36 switches between transmission and reception. That is, the first ultrasonic transducer 32 is the reception side, and the second ultrasonic transducer 33 is the transmission side. Then, the same repeated operation is performed.
[0035]
A description will be given of a case where a boost control device is incorporated in the flow rate measuring device as shown in FIG. In order to drive the first vibrator 32, it is necessary to drive the flow path 31 at a certain high voltage in order to transmit the inside of the flow path 31 at a sufficient ultrasonic signal level. Therefore, the output of the boosting means 22 is connected to the first vibrator 32 via the driving means 34. Since the switching means 36 on the way only switches between transmission and reception, a detailed description here is omitted. As an example of the inside of the drive means 34, a bridge configuration using drive opening / closing means 34a to 34d is used to operate the vibrator. First, the drive opening / closing means 34a and 34d are energized, and on the contrary, 34b and 34c are opened. Next, the drive opening / closing means 34a and 34d are opened, and 34b and 34c are energized. With this operation, the vibrator starts to operate. A high voltage from the boosting means 22 is supplied to the power source for the vibrator.
[0036]
As shown in FIG. 2B, this high voltage supply does not depend on the operating state of the load (here, the vibrator), and when the boosting operation is performed only with the DCDC converter, the supply voltage to the vibrator operates. The received signal is not constant. This is not preferable because it greatly affects the measurement accuracy of the flow rate. As shown in FIGS. 2D and 2E, the control unit 23 detects the operation of the boosting unit 22 and the operation of the vibrator 32 so that the boosting unit 22 is operated at a time when the operation of the vibrator 32 is not affected. By sending the control signal, it is possible to supply power to the vibrator with a stable voltage and to realize the operation of the boosting unit 22 so as not to affect the entire flow rate measurement system due to noise or the like.
[0037]
Since the control means 23 can receive the measurement operation signal from the measurement control means 41 as a signal, the boosting means 22 can be controlled more reliably without affecting the operation of the vibrator. become. In FIG. 5, the control means 23 and the measurement control means 41 are provided separately, but one logic means, for example, a microcomputer may be used as the same control means.
[0038]
Further, even if the control means 23 instructs the boosting means 22 to open and close the inductance, the control means 23 may not operate if the output voltage has not decreased so much. For example, when a DCDC converter is used as the boosting means 22, the output voltage may be monitored by the element itself. In such a case, it is possible to take a method of reliably operating the boosting operation after temporarily reducing the voltage by connecting an element such as a resistor that promotes power consumption to the output. Further, the output voltage of the boosting means 22 can be finely adjusted by shortening the operation time of the opening / closing means.
[0039]
Further, another operation will be described with reference to FIG. When the measurement control unit 41 operates and the first vibrator 32 operates, the output voltage of the boosting unit 22 decreases. Therefore, when the first vibrator 32 is operated as shown in FIG. 6 at times t0, t2, t4, and t6 as shown in FIG. 6A, the control means 23 boosts as shown in FIG. 6B at times t1, t3, t5, and t7. The means 22 is operated to adjust the voltage. Since the operation of the vibrator as a load can be detected by the control means 23, it is possible to adjust the voltage every time the operation is performed. As a result, the output of the boosting means 22 shows a stable voltage state as shown in (c). In FIG. 6, the boosting unit 22 is operated after the vibrator serving as a load operates. However, since the measurement operation can be understood by inputting a signal from the measurement control unit 41, the boosting unit 22 is operated before the vibrator is operated. It is also possible to adjust the voltage by operating.
[0040]
In this way, the control means 23 operates the boosting means 22 every time the vibrator 31 operates, so that the voltage stability due to the operation of the vibrator serving as a load is always supplemented, thereby improving the voltage stability. Is possible.
[0041]
Further, another operation will be described with reference to FIG. When the measurement control unit 41 operates and the first vibrator 32 operates, the output voltage of the boosting unit 22 decreases. If the impedance of the vibrator is large, current does not flow so much, so this voltage drop is not so great. In such a case, the voltage may be adjusted too frequently, but it may not be a good idea from the viewpoint of power saving. Therefore, when the first vibrator 32 operates as shown in (a) at time t10 and t11 in FIG. 7 and the voltage drops to some extent, the control means 23 operates the boosting means 22 as shown in (b) to reduce the voltage. adjust. Since the operation of the vibrator as a load can be detected by the control means 23, it is possible to adjust the voltage every time the operation is performed. As a result, the output of the boosting means 22 shows a stable voltage state as shown in (c). Thus, after the operation of the boosting means 22, the operating voltage of the first vibrator may be different from the second operating voltage, but the first operating voltage after the operation of the next boosting means 22 is the previous operating voltage. It is the same as the first operating voltage. As a result, since the booster 22 is operated after a certain number of times of operation of the vibrator, the voltage at each number is the same. Therefore, when the number of repetitions is increased, an accurate operation can be obtained as an average.
[0042]
In this way, by operating the boosting means 22 every time the vibrator as a load operates a predetermined number of times, the state of voltage fluctuation of the vibrator can always be made the same when repeatedly operating, and the reproducibility of the voltage fluctuation. It becomes possible to improve.
[0043]
Here, the description has been given of the operation of the booster 22 every time the number of operations of the vibrator is constant, but the number of times does not always have to be the same when used for flow rate measurement. For example, the number of operations of the vibrator may be different, such as three times, five times, and four times, instead of every four times. In the flow rate measuring device, the switching means 36 switches between transmission and reception of the vibrator. In this case, it is assumed that when the first vibrator is on the transmitting side, the operation of the boosting means is operated in the form of the third, fifth, and fourth operations of the first vibrator 32. The control means 23 stores this form, and the same boosting means 22 is operated when the switching means 36 is reversed and the second vibrator 33 is on the transmission side. As a result, when the flow rate is calculated by the equation (3), the voltage change between the transmission from the upstream and the transmission from the downstream can be made the same state, so that the reproducibility is improved and the variation degree of the measurement is reduced. Can do.
[0044]
Further, another operation will be described with reference to FIG. When the vibrator 32 operates, the output voltage of the boosting unit 22 decreases, and the boosting unit 22 operates to compensate for this. Although it has been explained that the operation is effective even at a fixed number of times, when the number of repetitions is large, the flow rate measurement is performed when the number of operations of the vibrator after the operation of the last boosting means 22 is less than the previous number In the case of using it, there may be an error that is biased toward the larger average value of the reception level. For example, in the case of flow rate measurement, if the number of times set in the repeating unit 37 is 12, for example, if the boosting unit 22 is operated every 5 times for 12 repetitions, the vibrator 2 is operated after the boosting unit 22 is operated last. Only works once. Until then, when the boosting means 22 is operated, the voltage drop is small and the reception level remains high in a smaller number of times compared to the case where the boosting means 22 is operated five times. For this reason, if the average of 12 times is taken, the value may be high. Therefore, in such a case, the operation of the boosting means 22 is repeated a number of times. About The control means 23 adjusts the number of times. In 12 repetitions, the booster 22 is controlled to operate when the vibrator operates 3 or 4 times. When the first vibrator 32 is operating as shown in FIG. 8A, the booster 22 operates at t20 and t29 when operated three times as shown in FIG. 8B.
[0045]
Therefore, it can be seen that the number of repetitions is set to a multiple of 3. The voltage fluctuation also shows the same characteristics every three times when the vibrator operates, and the operation state of the last vibrator becomes the same as the voltage characteristics before the booster 22 operates immediately before that. When the flow rate calculation means 40 calculates the value accumulated in the time measurement means 39 in the flow measurement, a more accurate value can be calculated when the same voltage fluctuation is repeated even when averaging processing is performed. It is possible to calculate a good flow rate value.
[0046]
In this way, the control means 23 repeats the number of repeated operations of the vibrator as a load. About By operating the voltage boosting means 22 for the number of times of division, the same voltage fluctuation state power is supplied even when the voltage fluctuation state of the load is the first repetition number operation and the last repetition operation. Therefore, even when used for flow rate measurement or the like, accurate flow rate calculation is possible.
[0047]
In the present embodiment, the ultrasonic vibrator is described as an example of the load of the boost control means, but it goes without saying that a voltage-driven load can be used without specifying the type of sensor or actuator.
[0048]
(Example 2)
The boost control device of the present invention and the flow rate measurement device using the same will be described with reference to FIGS. 3, 5, 9, 10, and 11. The difference from the first embodiment is that the operation of the boosting means is performed in the vicinity of the operation of the load.
[0049]
First, the operation will be described with reference to FIG. 3, FIG. 5, and FIG. As shown in the first embodiment, the terminal voltage decreases by operating a load such as a vibrator used in the flow rate measuring device. For example, when the first vibrator 32 of FIG. 3 operates, the output voltage of the boosting means 22 in FIG. 5 decreases. Therefore, the boosting means 22 must operate to compensate for this. Therefore, the operation of the vibrator is stabilized by adjusting the timing at which the booster 22 is operated. When the first vibrator 32 operates as shown in (a) at time t31, t33, t35, and t37 in FIG. 9 and the voltage drops to some extent, control is performed at times t30, t32, t34, and t36 as shown in (b). The means 23 operates the boosting means 22 to adjust the voltage. Since the operation of the vibrator serving as a load can be detected by the control means 23, it is possible to adjust the voltage by sending a signal to the boosting means 22 before the vibrator operates. As a result, the output of the boosting means 22 shows a stable voltage state as shown in (c). This is because the operation of the boosting means 22 is completed immediately before the operation of the vibrator, so that the voltage becomes an optimum value, and a high voltage can be supplied when the vibrator as a load operates. become. Furthermore, since noise generation due to inductance operation or the like for the entire system is eliminated, stable measurement operation can be performed even when applied to flow measurement.
[0050]
In FIG. 9, the boosting means always operates immediately before the vibrator operates. However, as shown in the first embodiment, the number of operations and the number of operations are constant. About A configuration may be adopted in which the booster 22 is operated before the vibrator is operated every number of times corresponding to the number.
[0051]
In addition, other operations will be described with reference to FIGS. The operation of the vibrator is stabilized by adjusting the timing at which the booster 22 operates. When the first vibrator 32 operates as shown in (a) at time t40, t42, t44, and t46 in FIG. 10 and the voltage drops to some extent, control is performed at times t41, t43, t45, and t47 as shown in (b). The means 23 operates the boosting means 22 to adjust the voltage. Since the operation of the vibrator serving as a load can be detected by the control means 23, it is possible to send a signal to the boosting means 22 and adjust the voltage after the vibrator is operated. As a result, the output of the boosting means 22 shows a stable voltage state as shown in (c). This is because the amount of voltage drop after the operation of the vibrator is accurately grasped and supplemented by the boosting means 22 and the operation of the vibrator as the next load can be performed after the boosted voltage is stabilized. When applied to measurement, stable system operation can be performed. For example, when a highly capacitive load is connected to the booster, the voltage rise also changes with a large time constant. However, if the voltage is adjusted after the operation of the vibrator is completed, the next vibrator The voltage can be adjusted to a stable voltage with a margin long before the operation.
[0052]
In FIG. 10, the boosting means always operates after the vibrator operates. However, as shown in the first embodiment, the number of operations and the number of operations are constant. About A configuration may be adopted in which the booster 22 is operated after the vibrator is operated every number of times corresponding to the number.
[0053]
In addition, another operation will be described with reference to FIGS. When the vibrator is operated a predetermined number of times in the flow rate measuring device and the flow rate measurement is completed, the switching means 36 is operated and the second vibrator 33 becomes the transmitting side. In this case, if the characteristics of the first vibrator 32 and the second vibrator 33 are the same, the operation of the booster 22 may be the same, but the characteristics of the vibrator may vary. Accordingly, the operation of the booster 22 is adjusted according to the characteristics of the vibrator as a load, thereby stabilizing the vibrator operation. When the first vibrator 32 operates as shown in (a) at times t50 and t52 in FIG. 11 and the voltage drops to some extent, the control means 23 operates the boosting means 22 at times t51 and t53 as shown in (b). And adjust the voltage.
[0054]
After that, when the switching means 36 operates at time tch and the second vibrator 33 becomes the transmitting side, the second vibrator 33 operates at time t54 and t56 as shown in FIG. , (B), the control means 23 operates the boosting means 22 to adjust the voltage at times t55 and t57. Here, although the degree of voltage drop in (c) is different due to the change of the vibrator, it is adjusted by the control means to stabilize the voltage. In this way, the control means 23 can adjust the operation of the boosting means 22 in accordance with the characteristics of the vibrator. Since the operation of the vibrator as a load can be detected by the control means 23, it can be recognized from the information from the measurement control means 41 which vibrator is currently operating. For this reason, it is possible to adjust the voltage of the booster 22 suitable for each vibrator. As a result, the output of the boosting means 22 shows a stable voltage state as shown in (c).
[0055]
As described above, the control unit 23 operates the boosting unit 23 in accordance with the state of the vibrator as a load, so that it is possible to quickly cope with the voltage increase with respect to the fluctuation or change of the vibrator. When used for flow rate measurement, a stable voltage can be supplied even if the vibrator is switched, so that it is possible to accurately calculate the flow rate according to equation (3) or the like.
[0056]
(Example 3)
The boost control device of the present invention and the flow rate measuring device using the same will be described with reference to FIGS. 3, 5, 12, 13, 14, 15, and 16. The difference from the first embodiment is that the boosting means can be adjusted by an external signal so as to be stably operated for a long period of time.
[0057]
First, the operation will be described with reference to FIG. 3, FIG. 5 and FIG. When the first vibrator 32 of FIG. 3 operates, the output voltage of the boosting means 22 in FIG. 5 decreases. Therefore, the boosting means 22 must operate to compensate for this. As shown in the normal first and second embodiments, the voltage booster 22 may be operated according to the operation of the vibrator to adjust the voltage. However, when the algorithm of the measurement system is changed or another load is suddenly added, the operation of the control means 23 may not be able to cope with it. For this reason, the communication means 42 is connected to the control means 23 as shown in FIG. 12, and the operation state of the boosting means 22 is monitored and the set value is adjusted with the external setting means 43. This communication may be wired or wireless. As described above, the control unit 23 includes the communication unit 42 that can adjust the setting state of the operation signal for the boosting unit 22 from the outside, and by operating the operation of the boosting unit 22 from the outside, an unexpected load fluctuation or disturbance This makes it possible to ensure a stable voltage supply even with the operation of the system.
[0058]
Other operations will be described with reference to FIGS. The operation of the boosting means 22 may decrease in capacity due to aging. Therefore, the operation of the vibrator is stabilized by adjusting the timing of operating the boosting means 22 as the usage time elapses. As shown in FIG. 13, the control means 23 is provided with the secular change adjusting means 44, and adjusts the operating time and timing of the boosting means 22 in response to an increase in system operating time. As the secular change adjusting means 44, for example, a configuration in which a timer, a clock, and a storage means are combined may be used.
[0059]
In the initial stage of operation, when the first vibrator 32 operates as shown in (a) at time t60, t62, t64, and t66 in FIG. 14 and the voltage decreases to some extent, as shown in (b), time t61, t63, t65, At t67, the control means 23 operates the boosting means 22 to adjust the voltage. However, if the capacity of the boosting means 22 decreases due to aging, the boosting operation cannot be completed in the same operation time. In this case, as shown in (c), the control means 23 adjusts the operation of the boosting means 22 longer based on the information from the secular change adjusting means 44. As a result, the output of the boosting means 22 can maintain the initially set high voltage value.
[0060]
As described above, the control unit 23 includes the secular change adjusting unit 44 that changes the setting state of the operation signal for the boosting unit 22 in accordance with the secular change, so that it can follow the load and the fluctuation of the boosting unit 22 due to the secular change. Therefore, it is possible to perform stable operation for a long time. Since the stability of the flow rate measurement is improved by stabilizing the high voltage to the vibrator, it is possible to continue the flow rate measurement while maintaining the accuracy for a long time.
[0061]
Further, another operation will be described with reference to FIGS. 3, 15, and 16. The operation of the boosting means 22 may be degraded due to changes in the ambient temperature where the system is installed. Therefore, the operation of the vibrator is stabilized by adjusting the timing of operating the boosting means 22 according to the change degree of the ambient temperature. As shown in FIG. 15, a temperature change change adjusting means 45 is installed in the control means 23 to check the temperature change during the operation of the system. When the ambient temperature becomes high due to sunlight or when the temperature becomes low such that snow or ice is present, the operation time and timing of the boosting means 22 are adjusted according to the temperature. Normally, in the assumed temperature range such as room temperature, when the first vibrator 32 operates at time t70, t72, t74, and t76 in FIG. ), The control means 23 operates the boosting means 22 to adjust the voltage at times t71, t73, t75, and t77.
[0062]
However, when the temperature is in a high or low temperature state and the correction according to the temperature characteristics of the electronic component is in a necessary temperature range, the boosting operation cannot be completed in the same operation time. In this case, as shown in (c), the control means 23 adjusts the operation of the boosting means 22 to be longer based on information from the temperature change adjusting means 45. As a result, the output of the boosting means 22 can maintain the initially set high voltage value.
[0063]
As described above, the control unit 23 includes the temperature change adjusting unit 45 that changes the setting state of the operation signal for the boosting unit 22 according to the ambient temperature change. Therefore, the voltage can be adjusted in a stable manner, and stable voltage operation can be performed. Since the stability of the flow measurement is improved by stabilizing the high voltage to the vibrator, it is possible to continue the flow measurement while maintaining the accuracy even in an environment where the temperature changes rapidly.
[0064]
(Claim 4)
A boost control device of the present invention and a flow rate measuring device using the same will be described. The difference from the first embodiment is that the boost control device uses a storage medium 46 having a program for causing a computer to function to ensure the operation of the control means 23 for adjusting the operation of the boost means 22. is there.
[0065]
In FIG. 1, FIG. 5, FIG. 12, FIG. 13 and FIG. 15, in order to perform the operation of the control means 23 shown in the first to third embodiments, the output change of the boosting means 22 due to the operation of the vibrator is experimentally performed beforehand. The storage medium 46 uses as a program determination software that obtains correlations such as aging, temperature changes, and system stability with respect to the operation timing of the boosting means, and makes judgments such as the degree of fitness such as a membership function of fuzzy control. Store it in. Usually, it is convenient to use an electrically writable memory such as a microcomputer memory or a flash memory.
[0066]
Thus, when the operation of the control means 23 can be performed by a program, the operation of the boosting means 23 that follows the change in the driving voltage of the vibrator is performed by software. As a result, it is possible to easily set and change the condition of the number of driving times, set and change the voltage adjustment conditions before and after the operation of the switching means 36, and flexibly cope with aging, etc., so that the accuracy of the measurement time can be improved more flexibly. . In this embodiment, operations other than the control means 23 may be performed by a program using a microcomputer or the like.
[0067]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the step-up control device of the present invention, the control unit controls the voltage rising operation by the step-up unit in accordance with the operation of the load and supplies power to the load with a stable voltage. In addition, since the booster is operated while detecting the operation of the load, it is possible to realize an operation that does not affect the system such as noise. By operating the boosting means when the load is not operating, voltage stability is measured and reproducibility is improved. In addition, by using such a boost control device for the flow measurement device, the stability of the voltage is improved, and even when time measurement is performed, the voltage accuracy is high, so the measurement system is stable and accurate flow measurement is realized. It becomes possible to do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall block diagram of a boost control apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a timing diagram in the conventional booster device according to the present invention.
FIG. 3 is an overall block diagram of a flow rate measuring apparatus according to the present invention.
FIG. 4 is a timing chart in the flow rate measuring device of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing the connection between the flow rate measuring device and the boost control device.
FIG. 6 is a timing chart of the flow rate measuring device.
FIG. 7 is another timing chart of the flow rate measuring device.
FIG. 8 is another timing chart of the flow rate measuring device.
FIG. 9 is a timing chart in the flow rate measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a timing chart in another flow measuring device.
FIG. 11 is a timing chart in another flow measuring device.
FIG. 12 is a block diagram of a boost control device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a block diagram showing the connection between the boost control device and the flow rate measuring device.
FIG. 14 is a timing chart of the flow rate measuring device.
FIG. 15 is a block diagram showing the connection between the boost control device and the flow rate measuring device.
FIG. 16 is a timing chart in another flow measuring device.
FIG. 17 is an overall block diagram of a conventional booster circuit.
FIG. 18 is an overall block diagram of a conventional flow rate measuring device.
[Explanation of symbols]
1 Power supply
6 Load
22 Boosting means
23 Control means
31 channel
32 First vibrator
33 Second vibrator
36 Switching means
37 Repeating means
38 Delay means
39 Timekeeping
40 Flow rate calculation means
42 Communication means
44 Secular change adjustment means
45 Temperature change adjusting means
46 Storage media

Claims

A pair of transducers arranged in a flow path through which the fluid to be measured flows and transmits / receives ultrasonic waves, a transmission / reception switching unit of the transducers, a repeating unit that performs ultrasonic propagation between the transducers a plurality of times, timing means for measuring the propagation time of a plurality of times repeatedly, a flow rate calculation means for calculating a flow rate based on the difference between the respective time measurement value by the clock means, boost boosts the input voltage you power the oscillator And control means for controlling the operation of the boosting means, and the control means outputs the output of the boosting means at a time when the operation of the transmitting vibrator is not affected each time the transmitting vibrator is repeatedly operated. A flow rate measuring device that operates the boosting means so that the voltage is stabilized.

A pair of transducers arranged in a flow path through which the fluid to be measured flows and transmits / receives ultrasonic waves, a transmission / reception switching unit of the transducers, a repeating unit that performs ultrasonic propagation between the transducers a plurality of times, timing means for measuring the propagation time of a plurality of times repeatedly, a flow rate calculation means for calculating a flow rate based on the difference between the respective time measurement value by the clock means, boost boosts the input voltage you power the oscillator And control means for controlling the operation of the boosting means, and the control means operates the boosting means so that the output voltage of the boosting means becomes stable every time the transmitting-side vibrator operates a predetermined number of times. Flow measurement device.

A pair of transducers arranged in a flow path through which the fluid to be measured flows and transmits / receives ultrasonic waves, a transmission / reception switching unit of the transducers, a repeating unit that performs ultrasonic propagation between the transducers a plurality of times, timing means for measuring the propagation time of a plurality of times repeatedly, a flow rate calculation means for calculating a flow rate based on the difference between the respective time measurement value by the clock means, boost boosts the input voltage you power the oscillator And control means for controlling the operation of the boosting means, wherein the control means is arranged so that the output voltage of the boosting means becomes stable every number of divisions where the transmission-side vibrator is a divisor of the number of operations. A flow rate measuring device that operates the boosting means.

A pair of transducers arranged in a flow path through which the fluid to be measured flows and transmits / receives ultrasonic waves, a transmission / reception switching unit of the transducers, a repeating unit that performs ultrasonic propagation between the transducers a plurality of times, timing means for measuring the propagation time of a plurality of times repeatedly, a flow rate calculation means for calculating a flow rate based on the difference between the respective time measurement value by the clock means, boost boosts the input voltage you power the oscillator and means, a control means for controlling operation of said boosting means, said control means, the output voltage of the boosting means before the sender transducer operates actuates the boosting means so as to stabilize the A flow rate measuring device that stops the operation of the boosting unit immediately before the transmission-side vibrator operates .

4. The control means stores the transmission operation frequency form of one vibrator, and when the switching means switches transmission / reception of the vibrator, the transmission operation frequency form of the other vibrator also has the same form. Flow measurement device.

The flow rate measuring device according to any one of claims 1 to 4, wherein the control unit includes a communication unit that can adjust the setting state of the operation signal for the boosting unit from the outside.

The flow rate measuring device according to any one of claims 1 to 4, wherein the control means includes a secular change adjusting means for changing a setting state of the operation signal for the boosting means in accordance with a secular change.

The flow rate measuring device according to any one of claims 1 to 4, wherein the control means includes a temperature change adjusting means for changing a setting state of the operation signal for the boosting means in accordance with an ambient temperature change.

The program for functioning a computer as a control means of any one of Claims 1-8.