JP3894565B2 - 超音波流量計 - Google Patents
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Description
同図において符号1は直管1aの両端に垂直な流体入口1bと同出口1cを有する流路用管体、2aおよび2bは直管1aの両端に設けた1対の超音波振動子を示す。
測定流体中に夾雑物たる気泡が含まれている場合には、気泡によって超音波信号が減衰し、したがって受信信号の大きさも図5に示すように変動する。
なお、同図において実線は気泡がない場合の受信波形、破線は気泡による減衰を受けた受信波形である。
また、受信波形におけるピーク値Pは図6に示すように経時的に気泡の量に応じて減少あるいは消失する。
以下、図1に示す具体例に基づいて本発明に係る第1の超音波流量計の構成およびそのゲイン制御方式の詳細について説明する。
なお、同図において符号1〜5は図4に示した従来のものと同じ構成であるので、説明は省略する。
数値例を示せば、1回あたりのゲイン増幅量は1〜2dB程度とする。
実施様態1は測定環境が良好なときに適用可能な、最も実施しやすい方法であり、上記の流体中に気泡が含まれないときのピーク値として、上記所定時間間隔内の各ピーク値中の最大値をとるものである。
実施様態2は外来電気ノイズが多い測定環境に適用して有効な方法であり、前記選別ピーク値として、所定の時間間隔内における複数のピーク値中の最大値であり、かつその波形データが受信波形条件を満たす値をとる。
したがって、このようなノイズデータは受信波形条件を適切に定めることによって容易に排除することができ、本発明によるゲイン制御方式に悪影響は及ぼすことはない。
次に本発明に係る超音波流量計の第2のゲイン制御方式について説明する。この第2のゲイン制御方式においても、超音波流量計の構成自体は図1に示した第1のゲイン制御方式による超音波流量計と同様であり、説明は省略する。
実施様態3は本発明に係る超音波流量計の第1および第2のゲイン制御方式において、増幅器5の増幅ゲイン制御の実例を示し、上記増幅器のゲインを制御する際に、ゲインの増加速度と減少速度とを異ならしめるものである。
上述したゲイン制御方式を適用する本発明の超音波流量計における検出部の構成としては、図1に示すように流路用管体1の直管1aの両端に超音波振動子2a、2bを設ける構成のほかに、例えば図3に示すように超音波振動子12a、12bを直管よりなる流路用管体13の外周に設けるいわゆるクランプオン形とする場合もあり、検出部を図1のように構成すると同様に適用できて良好な結果が得られる。
2a、2b 超音波振動子
3 切替器
4 励振電圧源
5 増幅器
6 従来のデータ処理装置
7 ピーク検出回路
8 本発明におけるデータ処理装置
9 アナログ・デジタルコンバータ(ADC)
10 プロセッサ(CPU)
11 メモリ
12a、12b 超音波振動子
13 流路用管体
Claims (3)
- (a) 流路用管体の流体の流れ方向上流側と下流側における流路用管体の外側にそれぞれ取り付けた1対の超音波振動子と、これら1対の超音波振動子の送信、受信を交互に切り替える切替器と、流体内を伝播する超音波により受信側の超音波振動子に生じる受信信号を増幅する増幅器と、増幅された受信信号を処理して流量信号を出力するデータ処理装置を備え、
(b) 前記増幅器は増幅ゲインの制御端子を有し、この制御端子に入力される制御信号に基づいて前記増幅ゲインの調整が行われ、
(c) 前記データ処理装置はアナログ・デジタルコンバータ、プロセッサおよびメモリを備え、複数回の送、受信に伴う各受信信号中の少なくともピーク値を含むアナログデータよりなる波形データを、前記アナログ・デジタルコンバータによりデジタル変換して前記メモリに保存するとともに、
(d) 前記プロセッサは、所定の時間間隔毎に、メモリに保持されているピーク値の中から流体中に気泡や固形粉末等の夾雑物が含まれているときのピーク値は制御対象とはせず、流体中に気泡や固形粉末等の夾雑物が含まれないときのピーク値を選別ピーク値として選び、この選別ピーク値と、プロセッサに予め設定されたピーク設定値とを比較し、比較結果に基づいて前記増幅器のゲイン制御端子へ制御信号を送り、増幅器の出力信号中におけるピーク値がピーク設定値と同程度となるように制御され、増幅器のゲイン制御動作の際にゲインの増加速度と減少速度とを異ならしめるように構成してなる超音波流量計。 - 請求項1に記載の選別ピーク値が、前記所定の時間間隔内における多数のピーク値中の最大値のものである超音波流量計。
- 請求項1に記載の選別ピーク値が、前記所定の時間間隔内における多数のピーク値中の最大値のものであり、かつその波形データが受信波形条件を満たす値をとるものである超音波流量計。
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