JP4171659B2

JP4171659B2 - 超音波流量計

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Publication number: JP4171659B2
Application number: JP2003034710A
Authority: JP
Inventors: 徳行鍋島
Original assignee: Aichi Tokei Denki Co Ltd
Current assignee: Aichi Tokei Denki Co Ltd
Priority date: 2003-02-13
Filing date: 2003-02-13
Publication date: 2008-10-22
Anticipated expiration: 2023-02-13
Also published as: JP2004245665A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電池電源を用いた超音波流量計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
送信側にも受信側にも働く少なくとも１対の超音波送受波器を設け、流体の流れの中を上流から下流の順方向と、下流から上流の逆方向に超音波の送受信を行い、各向きにおける超音波の到達時間から流速さらに流量を求める超音波流量計で、送信側の超音波送受波器に加える駆動パルスのパルス幅生成を行うワンショット回路を備えた超音波流量計が公知である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２５３４１３号公報（第２，６欄、図１，５，６）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ガスメータに用いる超音波流量計では、電池電源で数年間にわたる検定有効期間中、確実に安定した動作をさせることが要求される。
【０００５】
ところが、電池電圧が次第に低下するにつれて、ワンショット回路（モノステーブル・マルチバイブレータ）の出力パルス幅が変化するため、送信側の超音波送受波器を駆動するための最適幅から駆動パルス幅がずれてしまって、受信波の大きさが異常に小さくなり、受信波の特定波を確実に検出することができにくくなり、検出をやり直す必要が生じたりして、流量計としての計測精度が確保できないという問題点があった。
【０００６】
電池電圧が低くなると、ワンショット回路の出力パルスの振幅が小さくなって、その分駆動パルスが小さくなって超音波パルスが小さくなるが、電池電圧が低くなることによって、ワンショット回路の出力パルスのパルス幅が変化すると、パルス幅が送受波器に対する最適幅からずれるために、さらに一層超音波パルスの振幅が小さくなり、受信波もより一層振幅が小さくなってしまうからである。
【０００７】
電池電圧をワンショット回路に直接給電しなくて、電圧安定化回路を通して給電することも考えられるが、電圧安定化回路に用いる定電圧ＩＣは、入力電圧よりある程度低い電圧しか出力できないため、電池の使用効率が悪くなり、電池寿命が短くなるという不都合がある。
【０００８】
そこで、本発明は前記問題点を解消できる電池駆動の超音波流量計を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１の発明は、送信側にも受信側にも働く少なくとも１対の超音波送受波器を設け、流体の流れの中を上流から下流の順方向と、下流から上流の逆方向に超音波の送受信を行い、各向きの到達時間から流速さらに流量を求める超音波流量計であって、
送信側の超音波送受波器に加える駆動パルスのパルス幅生成を行うワンショット回路と、電源用の電池を有する超音波流量計において、
ワンショット回路の出力パルスのパルス幅を設定するための抵抗値の異なる複数の抵抗と、
使用する抵抗を選択する選択手段と、
超音波流量計の動作モードを、流速を求める計測モードと、ワンショット回路のパルス幅が所定範囲内に入るかどうかをチェックするチェックモードとに切り換える切換手段とを具備し、
ワンショット回路を複数有し、チェックモード時には、これら複数のワンショット回路をループ状に接続して発振器を構成するように計測時と異なる接続に切り換え、その発振周波数又は発振周期に基づいて、前記選択手段が使用する抵抗を選択することを特徴とする超音波流量計である。
【００１１】
請求項２の発明は、送信側にも受信側にも働く少なくとも１対の振動子を設け、流体の流れの中を上流から下流の順方向と、下流から上流の逆方向に超音波の送受信を行い、各向きの到達時間から流速さらに流量を求める超音波流量計であって、
送信側の超音波振動子に加える駆動パルスのパルス幅生成を行うワンショット回路と、電源用の電池を有する超音波流量計において、
ワンショット回路の出力パルスのパルス幅を設定するための抵抗値の異なる複数の抵抗と、
前記パルス幅が送信側の超音波振動子の固有振動数の逆数の１／２になるように使用する抵抗を選択する選択手段と、
超音波流量計の動作モードを、流速を求める計測モードと、ワンショット回路のパルス幅が所定範囲内に入るかどうかをチェックするチェックモードとに切り換える切換手段とを具備し、
ワンショット回路を複数有し、チェックモード時には、これら複数のワンショット回路をループ状に接続して発振器を構成するように計測時と異なる接続に切り換え、その発振周波数又は発振周期に基づいて、前記選択手段が使用する抵抗を選択することを特徴とする超音波流量計である。
【００１２】
ワンショット回路は、パルス幅を決めるために外付けのコンデンサと抵抗を有していて、抵抗の抵抗値が小さい程パルス幅が小さくなる。選択手段はパルス幅を監視し、最適のパルス幅になるように使用する抵抗を選択する。したがって、電池電圧が低下しても、パルス幅が最適値に保持される。
通常は計測モードで流速・流量の計測を行い、間欠的に短時間の間チェックモードに切り換えてパルス幅をチェックする。パルスが所定の範囲から外れていると、使用する抵抗を変更してパルス幅を最適幅に戻す。その後、切換手段は計測モードに戻る。
チェックモード時には、複数のワンショット回路をループ状に接続して発振器を構成し、該発振器の発振周波数又は発振周期に基づいて使用する抵抗を選択する。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１又は２の超音波流量計において、チェックモード時に、発振器の周波数を計測して所定の範囲内となるように抵抗を選択することを特徴とするものである。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１、２又は３記載の超音波流量計において、通常は計測モードで流速・流量の計測を行い、間欠的に短時間の間チェックモードに切り替えてパルス幅をチェックすることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項４の超音波流量計において、前記発振周波数又は発振周期が所定範囲内に入らないときに、アラームを出すように構成したことを特徴とするものである。
【００１６】
発振周波数又は周期が、それぞれの所定範囲内に入らないときは、受信波検知が確実に行われないおそれがある。そこで、アラームを出して警告することで、計測精度が異常なままでいることを防止する。
【００１７】
請求項６記載の発明は、１乃至５のうちのいずれか１項に記載の超音波流量計において、初期段階において、前記切換手段が一時的にチェックモードに切り換え、前記選択手段が使用する抵抗を選択するように構成したことを特徴とするものである。
【００１８】
請求項７記載の発明は、請求項１乃至５のうちのいずれか１項に記載の超音波流量計において、初期段階において、使用する抵抗として、特定の抵抗を選択するように構成したことを特徴とするものである。
【００１９】
この発明では、超音波流量計を生産するにあたり、工場で流量計を組み立てて、電源用電池を接続した初期段階において、使用する抵抗として特定の抵抗、例えば抵抗値が最小のものを選択するように構成する。こうすることで、最初にチェック動作を行う必要がなく、しかも最初（初期段階）からパルス幅を最適幅に決めることが容易にできる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の好ましい実施の形態を図面の実施例に従って説明する。
【００２１】
〔実施例１〕
図１は本発明の実施例１の流量計のブロック図、図２はその要部の電気回路、図３は図２の電気回路の波形図である。
【００２２】
図１で、送受波器１，２は図示されてない流管の上流と下流に一定の距離を離して配設された超音波振動子からなる送受波器で、切換スイッチ３，４を切り換えることで送信側にも受信側にも使用できる。切換スイッチ３，４が図示の状態では、送受波器１は送信側として使用され、送受波器２は受信側として使用されている。両送受波器１，２は図示されてない流管内の流体中を上流から下流、または下流から上流への超音波の送受信を行う。
【００２３】
受信波検知部５は受信側の送受波器、例えば２が接続され、受信波を検知すると受信波検知信号を出力する。ただし、カウンタ６から第ｎ受信波検知信号を受けると、それ以後は受信波検知を停止し、以後、受信波検知信号の出力はしない。
【００２４】
送波器駆動部７はコントロール部８から第１送信送信指令信号を受けると、送信側の送受波器、例えば１をまず駆動し、その後は受信波検知部５から受信波検知信号を受ける度に送受波器、例えば１を駆動する。本実施例では無意味なｎ＋１回目の駆動を行ってしまうが、受信側で無視するので問題はない。
【００２５】
カウンタ６は、受信波検知部５からの受信波検知信号を計数し、ｎ番目の受信波検知信号、即ち第ｎ受信波検知信号を出力する。このカウンタ６はコントロール部８からの第１送信指令信号でリセットされるようになっている。
【００２６】
カウンタ９は第１送信指令信号から第ｎ受信波検知信号までの時間、即ち超音波の到達時間のｎ倍の総到達時間を計数測定する。計数測定したその時間（カウント値）はコントロール部８が読み取り、取り込む。この実施例では、第１送信指令信号でカウンタ９のカウント値がゼロクリアされ、計数を開始するように構成されている。
【００２７】
コントロール部８は一定時間間隔で送受切換信号を反転出力することにより、２つの送受波器１と２の役割の切換を行う。各切り換え後、毎回切換によるノイズ等がおさまる時間をおいて、第１送信指令信号を出力する。そして、第ｎ受信波検知信号が入力されると、カウンタ２が計数した測定値（カウント値）を読み取り、その直前に行った反対方向での測定値（カウント値）とを用いて、その間の流体の流速・流量を演算し、流量またはその積算値である積算流量を液晶表示部１０に表示する。
【００２８】
また、コントロール部８から送波器駆動部７へモード選択信号とパルス幅を選択する選択信号が入力されていて、送波器駆動部からのカウント値はコントロール部８が読み取るようになっている。通常の計測モードでは、コントロール部８はモード選択信号を“Low”として総到達時間の測定を行い、流速・流量を演算するが、定期的に短時間の間モード選択信号を“High”としてチェック動作に切り換え、ワンショット回路のパルス幅（換言すれば駆動パルスのパルス幅）を最適化するように構成してある。
【００２９】
図２に、図１の送波器駆動部７の電気回路を示す。図３（ａ）（ｂ）は図２の電気回路の波形図である。
【００３０】
１１と１２はC-MOS ICのモノステーブル・マルチバイブレータからなるワンショット回路で、それぞれ出力パルスのパルス幅を決めるための外付けコンデンサＣと、抵抗値の異なる複数の外付け抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４が接続されている。アナログスイッチ１１Ａ，１２Ａには、前記コントロール部８から、パルス幅を選択するための選択信号が２本のラインで入力されている。この選択信号は２本のラインの各ラインに印加される電圧の０又は１のバイナリ信号の組み合わせによって、抵抗Ｒ１〜Ｒ４のうち何れか１本を選択してV_DDに接続するように構成されている。２つのワンショット回路１１と１２は同一パッケージに入っていて、ほぼ同じ特性となるため、パルス幅を決めるコンデンサＣの容量を両ワンショット回路とも互いに同じ容量とし、又、抵抗Ｒ１〜Ｒ４から選択する１本の抵抗も、両ワンショット回路１１と１２について同じ抵抗値の抵抗を選択することで、両ワンショット回路の出力パルスのパルス幅をほぼ同じパルス幅とする。
【００３１】
ＯＲゲート１３には前記コントロール部８からの第１送信指令信号と、前記受信波検知部５からの受信波検知信号とが入力され、そのＯＲゲート１３の出力であるトリガパルスは、ＯＲゲート１４を介して一方のワンショット回路１２のＣＫ入力に入力されている。また、ＯＲゲート１３の出力であるトリガパルスはＡＮＤゲード１５を介してデジタルワンショット回路１６のトリガ入力と、カウンタ１７のリセット入力Ｒに入力されている。ＡＮＤゲート１５には、コントロール部８からのモード選択信号も入力されている。このモード選択信号が“High”の時は流量計の動作モードがチェック動作に、“Low”のときは通常の計測モードに切り換えられる。
【００３２】
デジタルワンショット回路１６は、ＡＮＤゲート１５からのトリガ入力があると一定時間“High”となる信号をＱ出力として出力する。但し、デジタル的に行う。即ち、基準クロック発振器１８からの基準クロックがＣＫ入力に入力され、その基準クロックを計数することで前記一定時間を決めている。必要な周波数精度を有する基準クロックを所定数計数することで、正確な一定時間が得られ、この一定時間の間、デジタルワンショット回路１６のＱ出力が“High”となる（図３（ｂ）のＣ参照）。実施例では一定時間を１ｍｓとした。
【００３３】
カウンタ１７は、デジタルワンショット回路１６のＱ出力と、２つのワンショット回路１１，１２で構成された発振器の出力とのＡＮＤをＡＮＤゲート１９を介してそのＣＫ入力に入力して計数するようになっていて、ワンショット回路１６のＱ出力が“High”の一定時間の間の２つのワンショット回路１１と１２とからなる発振器の出力パルス数を計数することで、ワンショット回路１１と１２のパルス幅に基づく周波数を知ることができる。
【００３４】
ワンショット回路１１と１２のパルス幅を同じ値のＴ／２とすると、発振周期はＴとあらわせる。したがって、発振周波数ｆは１／Ｔとなる。デジタルワンショット回路１６のＱ出力が“High”の間の一定時間の間の、周期Ｔの前期発振周波数１／Ｔのパルスをカウンタ１７で計数することで、前記２つのワンショット回路１１，１２とからなる発振器の発振周波数（１／Ｔ）を測定できる。この実施例では前記一定時間を１ｍｓとしているので、この一定時間の間にカウンタ１７で計数したカウント値の１０００倍が前記２つのワンショット回路からなる発振器の発振周波数ｆとなる。したがって、その逆数１／ｆが前記周期Ｔとなり、パルス幅はＴ／２＝１／２ｆとして求められる。
【００３５】
さて、通常の計測モード時には、モード選択信号は“Ｌｏｗ”となっているため、ゲート２０，２１，２２のうち、２０と２２とが開、２１が閉の状態にある。したがって、ワンショット回路１１のＱ出力Ｂがバッファ２３を介して超音波送受波器１の一端に、ワンショット回路１２のＱ出力Ａがバッファ２４を介して送受波器１の他端に印加される。ゲート２１は閉状態のため、一方のワンショット回路１１のＱ出力がゲート２１と、ＯＲゲート１４を介して他方のワンショット回路１２のＣＫ入力へ戻されることはなく、コントロール部８からの第１送信指令信号と受信波検知部５からの受信波検知信号のＯＲであるトリガパルスの立ち下がりで、ワンショット回路１２がワンショットパルスＡを出力し、更にパルスＡの立ち下がりでワンショット回路１１がワンショットパルスＢを出力して、パルスＡとパルスＢの合成からなる１周期分の駆動パルスで、送信側の送受波器１を駆動する一連の動作を終了する（図３（ａ）参照）。図３（ａ）で、Ｔは前記１周期分の駆動パルスの周期を示す。
【００３６】
なお、図４（ａ）は、計測モード時における図２の電気回路の一部、特にワンショット回路１１，１２とバッファ２３，２４と、送受波器１（２）との電気的接続を示す等価回路で、わかりやすく簡略化した図である。外付け抵抗Ｒ１〜Ｒ４は、選択された１個だけの抵抗を符号Ｒとして示している。同図（ｂ）は同図（ａ）の波形図であり、図３（ａ）の波形図の一部と同じである。
【００３７】
送受波器１と２を構成する超音波振動子の固有振動数ｆ₀は同じ値に設計されており、超音波流量計を量産する生産時では、それぞれの送受波器の固有振動数は、いずれもｆ₀又はほぼｆ₀である。したがって、ワンショット回路１１と１２のパルス出力のパルス幅Ｔ／２は、送受波器の設計周波数ｆ₀に適合するように定める。即ち、前記１周期分の駆動パルスの周期ＴをＴ＝１／ｆ₀とするのが最適であるため、パルス幅Ｔ／２は１／２ｆ₀に極力近づけるのが好ましい。実施例ではｆ₀＝２２０ｋＨｚとしているため、パルス幅の最適値は２．２７μｓとなる。
【００３８】
そうするために、モード選択信号を“High”にしてチェックモードに一時的に切り換える。この状態では、ゲート２０と２２は閉状態となり、送受波器１へは駆動パルスは印加されない。そして、ゲート２１が開状態となり、一方のワンショット回路１１のＱ出力が、ゲート２１とＯＲゲート１４を通じて、他方のワンショット回路１２のＣＫ入力へフィードバックされ再びワンショット回路１２がパルスを出力することになり、この動作が繰り返し継続する。結局、ワンショット回路１１の出力信号Ｂでいうと、ワンショット回路１２の出力パルス幅Ｔ／２分を“Low”、ワンショット回路１１の出力パルス幅Ｔ／２分を“High”とする方形波パルスを連続的に出力する発振回路（発振器）を構成することになる（図５（ａ）（ｂ）参照）。図３（ｂ）はチェックモード時における図２の電気回路の波形を示す。
【００３９】
この発振回路の発振パルスを前記カウンタ１７で一定期間の間、即ち１ｍｓの間にわたり計数して、そのカウント値を１０００倍すると、発振回路の発振周波数ｆが求められる。求めた周波数ｆから、ワンショット回路１１，１２のパルス幅Ｔ／２を１／２ｆとして求めることができる。そして、求めたパルス幅が最適値の１／２ｆ₀から一定以上離れていると、コントロール部８が、パルス幅を選択するための選択信号をアナログスイッチ１１Ａ，１２Ａに出力して、パルス幅が最適値になるように、今まで接続されていた抵抗と異なる抵抗値の抵抗をＲ１〜Ｒ４の中から選択し、パルス幅を変える。したがって、図１の図示されてない電源電池の電圧が低下してパルス幅Ｔ／２が大きくなっても、チェック動作によって複数の抵抗の中から、より小さな抵抗値の抵抗を選択するように、アナログスイッチ１１Ａと１２Ａを切り換えることで、超音波振動子（送受波器）の固有振動数に合う最適値の抵抗を選択し、切り換える。
【００４０】
このように、チェックモード時には、コントロール部８がモード選択信号を“High”とし、第１送信指令信号を出力し、１ｍｓ以上経ってからカウンタ１７のカウント値を読み取ることで、ワンショット回路１１，１２の出力パルスのパルス幅を知ることができる。コントロール部８は、複数の抵抗Ｒ１〜Ｒ４から最適値の抵抗を選択してチェックを実行し、発振器の周波数をカウンタ１７で計測して、所定の範囲内におさめることで、ワンショット回路１１，１２のパルス幅が最適となるように抵抗を選択する。
【００４１】
なお、図２でバッファ２３，２４は、信号Ａ，Ｂに基づき送受波器１又は２に電圧を印加する電気回路（又は回路部品）を表現しており、実際には、送受の切換スイッチ３，４もこの電気回路に含めて構成するものである。
【００４２】
更に又、どの抵抗を選択しても、カウンタ１７のカウント値が所定の範囲内に入らないときには、駆動パルスのパルス幅を所定範囲におさめられないと判断して、図１の液晶表示部の表示を点滅させてアラームを出し、警告することで、間違った計測を継続しないようにしている。
【００４３】
図３（ｂ）はチェックモード時の波形図で、信号Ｂが継続して出力され、発振回路が発振している状態を示す。なお、信号Ｂの発生がトリガパルスから少し遅れてスタートしているが、わずかの遅れであり、この遅れで出力パルスの計数誤差が発生したとしても、周期Ｔ以内の誤差に過ぎないので、問題になるほどではない。
【００４４】
ところで、実施例では、ワンショット回路１１，１２に、周知のC-MOS IC、TC74HC4538を用いており、出力パルス幅Ｔ／２は、電池電圧Ｖ_DDが低下するにつれて大きくなるため、初期段階で電池電圧Ｖ_DDが高い時には、パルス幅が小さくなる傾向にある。したがって、生産時、流量計を組み立てて電源電池を接続した段階では、先ず抵抗Ｒ１〜Ｒ４のうち最大の抵抗値の抵抗を選択して接続するようにするとよい。こうすることで、初期段階でのチェック動作を省略して、簡単に最適値の抵抗を選択して接続することが可能となる。
【００４５】
また、流量計を組み立てた初期段階で、コントロール部８を構成するマイクロコンピュータの初期設定後に、先ず、チェックモードにして最適値の抵抗を選択するようにしてもよい。こうすることで、初期段階から確実に計測精度を確保することが可能になる。
【００４６】
［実施例２]
図６は、実施例２の要部電気回路図で、上記実施例１の電気回路図の図２の代わりにこの図６の電気回路を使う点が実施例１と違っている。
【００４７】
この実施例２では、チェックモード時にＡＮＤゲート１５が開き、トリガパルスがデジタルショット回路１６Ａのトリガ入力に入ると、２つのワンショット回路１１と１２からなる前記発振回路（図５（ａ）参照）の発振パルスをデジタルワンショット回路１６Ａが（ＣＫ端子にその発振パルスを入力して）計数し、その１０００発を計数するまでの間Ｑ出力端子に“High”の信号を出力する。するとＡＮＤゲート１９Ａが開いて、基準クロック発振部１８Ａの基準クロックがＡＮＤゲート１９Ａを通してカウンタ１７ＡのＣＫ入力に入力される。カウンタ１７ＡはトリガパルスがＲ入力に入ることでリセットされているので、基準クロック発振器１８Ａからの基準クロックを、前記ワンショット回路１１と１２とからなる発振回路（発振器）の発振パルス１０００発の間だけ計数して、そのカウント値をコントロール部８へ出力する。このカウント値は、ワンショット回路１１，１２の出力パルスのパルス幅に対応しているので、計数した該カウント値に基づいて、コントロール部８が、選択信号を判断して出力し、複数の抵抗Ｒ１〜Ｒ４から最適値の抵抗を選択するように働く。このように、実施例２では、２つのワンショット回路１１と１２で構成した発振回路の発振パルスの一定数の間の基準クロックを計数して、ワンショット回路１１，１２のパルス幅を計測し、計測したパルス幅に基づいて、最適値の抵抗を選択するようにした点が実施例１と異なるが、その効果は実施例１と同等である。
【００４８】
【発明の効果】
本発明の超音波流量計は上述のように構成されているので、リチウム電池等の電池電源を用いて、電池電圧が低下したときでも、ワンショット回路の出力パルスのパルス幅を、送受波器の固有振動数に合う最適値に自動的に変更できるため、電池電圧を最低限度まで有効に活用でき、電池寿命を長く使える。
【００４９】
また、定電圧回路などが不要で、定電圧回路を用いることによる電力の損失もない。
【００５０】
そして、電池のエネルギーを効率よく使用できるため、電池の使用本数を減らせるとか、電池容量を小さくできる効果がある。
【００５１】
また、常に送受波器に最適なパルス幅で駆動するため、電圧低下による受信波の振幅低下を少なくでき、受信波検知の際のＳ／Ｎが向上し、受信波の検知が的確にできるため、結果的に流量計としての計測精度が向上する。受信波検知は受信波の特定の波、例えば第３波を検知するが、第３波の検知が確実に行われるため、第３波検知の失敗による再トライの必要もなくなる。
【００５２】
また、通常は計測モードとし、時々短時間の間チェックモードとすることで、流量計測動作に悪影響を与えないで、パルス幅を最適値に変更できる。
【００５３】
そして、ワンショット回路のパルス幅を正確にチェックできるため、より効果的に抵抗値を選択できる。
【００５４】
請求項５の発明では、パルス幅が大幅にずれた時に、ずれたまま流量計測を継続して、流量積算値などの計測値がとんでもない不具合な値になってしまうおそれがなくなる。
【００５５】
請求項６の発明は、初期の段階から、抵抗が最適値のものを選択できるので、しばらくの間間違った流量計測値を採用してしまうことがない。
【００５６】
請求項７の発明は、電池接続時などの初期時点で簡単に最適値の抵抗を選択できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例のブロック図。
【図２】図１のブロック図の要部の電気回路図。
【図３】図２の電気回路の波形図で、（ａ）は計測モード時の態様を、（ｂ）はチェックモード時の態様の図。
【図４】図２の電気回路で、計測モード時の一部の回路の等価回路（ａ）と、その波形図（ｂ）。
【図５】図２の電気回路で、チェックモード時の一部の回路の等価回路（ａ）と、その波形図（ｂ）。
【図６】本発明の他の実施例の要部電気回路図。
【符号の説明】
１，２送受波器
８選択手段を構成するコントロール部
８切換手段を構成するコントロール部
１０アラームを表示する液晶表示部
１１，１２ワンショット回路
１１Ａ，１２Ａアナログスイッチ
Ｒ，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４抵抗
Ｔ／２パルス幅

Claims

送信側にも受信側にも働く少なくとも１対の超音波送受波器を設け、流体の流れの中を上流から下流の順方向と、下流から上流の逆方向に超音波の送受信を行い、各向きの到達時間から流速さらに流量を求める超音波流量計であって、
送信側の超音波送受波器に加える駆動パルスのパルス幅生成を行うワンショット回路と、電源用の電池を有する超音波流量計において、
ワンショット回路の出力パルスのパルス幅を設定するための抵抗値の異なる複数の抵抗と、
使用する抵抗を選択する選択手段と、
超音波流量計の動作モードを、流速を求める計測モードと、ワンショット回路のパルス幅が所定範囲内に入るかどうかをチェックするチェックモードとに切り換える切換手段とを具備し、
ワンショット回路を複数有し、チェックモード時には、これら複数のワンショット回路をループ状に接続して発振器を構成するように計測時と異なる接続に切り換え、その発振周波数又は発振周期に基づいて、前記選択手段が使用する抵抗を選択することを特徴とする超音波流量計。
送信側にも受信側にも働く少なくとも１対の振動子を設け、流体の流れの中を上流から下流の順方向と、下流から上流の逆方向に超音波の送受信を行い、各向きの到達時間から流速さらに流量を求める超音波流量計であって、
送信側の超音波振動子に加える駆動パルスのパルス幅生成を行うワンショット回路と、電源用の電池を有する超音波流量計において、
ワンショット回路の出力パルスのパルス幅を設定するための抵抗値の異なる複数の抵抗と、
前記パルス幅が送信側の超音波振動子の固有振動数の逆数の１／２になるように使用する抵抗を選択する選択手段と、
超音波流量計の動作モードを、流速を求める計測モードと、ワンショット回路のパルス幅が所定範囲内に入るかどうかをチェックするチェックモードとに切り換える切換手段とを具備し、
ワンショット回路を複数有し、チェックモード時には、これら複数のワンショット回路をループ状に接続して発振器を構成するように計測時と異なる接続に切り換え、その発振周波数又は発振周期に基づいて、前記選択手段が使用する抵抗を選択することを特徴とする超音波流量計。
チェックモード時に、発振器の周波数を計測して所定の範囲内となるように抵抗を選択することを特徴とする請求項１又は２記載の超音波流量計。
通常は計測モードで流速・流量の計測を行い、間欠的に短時間の間チェックモードに切り替えてパルス幅をチェックすることを特徴とする請求項１、２又は３記載の超音波流量計。
前記発振周波数又は発振周期が所定範囲内に入らないときに、アラームを出すように構成したことを特徴とする請求項４記載の超音波流量計。
初期段階において、前記切換手段が一時的にチェックモードに切り換え、前記選択手段が使用する抵抗を選択するように構成したことを特徴とする請求項１乃至５のうちのいずれか１項に記載の超音波流量計。
初期段階において、使用する抵抗として、特定の抵抗を選択するように構成したことを特徴とする請求項１乃至５のうちのいずれか１項に記載の超音波流量計。