JP4278171B1 - 超音波流量計及び流量測定方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】超音波の伝播時間を予め計測する予備計測時に、超音波の送信時点Aから受信波の到達時点Bまでの間に計数したクロックパルス数を順方向と逆方向について記憶しておき、予備計測後の本計測時に、超音波の送信時点Aからクロックパルス数を計数し始め、順方向と逆方向についてそれぞれ記憶したクロックパルス数の2個前のクロックパルスの出力時点Cで積分を開始し、受信波の到達時点Bで積分電圧V1,V2を測定して微小時間T2を算出することによりクロックパルス時間T1と微小時間T2とから伝播時間を計測するようにした。
【選択図】図8
Description
図2は予備計測の処理内容を示すフローチャート図である。予備計測は電源投入時にのみ行われる処理であり、本計測時に積分回路14の直線性の悪い領域を避けて計測するため、受信波の伝播時間の目安となるクロックパルスの個数を取得することを目的とし、以下の手順に従って行われる。
図3は本計測の処理内容を示すフローチャート図である。本計測は予備計測後に行われる処理であり、受信波の伝播時間を正確に計測することを目的とし、以下の手順に従って行われる。
図4は流量測定の処理内容を示すフローチャート図である。流量測定はCPU12の内部で行われる処理であり、順方向の伝播時間と逆方向の伝播時間から流量を測定することを目的とし、以下の手順に従って行われる。
図5は次回測定の処理内容を示すフローチャート図である。次回測定は時間の経過とともに変化する流量を測定することを目的とし、以下の手順に従って行われる。
図6は結果出力の処理内容を示すフローチャート図である。結果出力は流量のデータを出力する処理である。CPU12は、まず上述した測定で記憶した流量値を指定回数で平均化して平均流量を演算する(ステップ501)。そして、CPU12は演算で求めた平均流量を結果として出力回路16に出力する。なお、結果とは電圧信号、パルス信号、電流信号等を指す。
2 検出器
3 制御装置
4 測定管
5 超音波センサ
6 超音波センサ
7 送受信回路
8 制御回路
9 切換回路
10 送信回路
11 受信回路
12 CPU
13 受信波識別回路
14 積分回路
15 AD変換回路
16 出力回路
Claims (3)
- 流体が流れる測定管の上流側と下流側に一対の超音波センサが配置され、流体の順方向における超音波の伝播時間と逆方向における超音波の伝播時間との差に基づいて流体の流量を測定する超音波流量計であって、
超音波の伝播方向を順方向と逆方向の間で切り換えて、一方の超音波センサから超音波の送信を行い、他方の超音波センサで超音波の受信を行う送受信回路と、
電源投入時にのみ行われる超音波の伝播時間を予め計測する予備計測において、超音波の送信時点から受信波の到達時点までの間に計数したクロックパルス数を順方向と逆方向について記憶しておき、予備計測後の本計測において、超音波の送信時点からクロックパルス数を計数し始め、順方向と逆方向についてそれぞれ記憶したクロックパルス数を計数し終わる前に積分を開始し、受信波の到達時点で積分電圧を測定して微小時間を算出することによりクロックパルス時間と微小時間とから伝播時間を計測する制御回路と、を備え、
制御回路は、
予備計測時に受信波の振幅が設定基準値を超えた後のゼロクロス点で粗カウント信号を出力し、本計測時に受信波の振幅が設定基準値を超えた後のゼロクロス点で粗カウント信号とAD取り込み信号を同時に出力する受信波識別回路と、
予備計測時に超音波の送信信号を出力した時点からクロックパルス数を計数する粗カウントを実行して、受信波識別回路から粗カウント信号が入力された時点までに計数し終えたクロックパルス数を粗カウント値として記憶しておくとともに、本計測時に超音波の送信信号を出力した時点からクロックパルス数を計数する粗カウントを実行して、前回の予備計測時または前回の本計測時に記憶した粗カウント値の整数クロック前に積分開始信号を出力し、受信波識別回路から粗カウント信号が入力された時点までに計数し終えたクロックパルス数を次回の本計測時に使用する粗カウント値として記憶するCPUと、
CPUから積分開始信号が入力された時点で積分を開始して受信波の到達後も積分を継続する積分回路と、
受信波識別回路からAD取り込み信号が入力された時点で積分回路の積分電圧をホールドし、ホールドした積分電圧をディジタル化してCPUに出力するAD変換回路と、から構成されており、
本計測で伝播時間を計測した後に、前回の予備計測時または前回の本計測時に記憶した粗カウント値を今回の本計測時に計数した最新の粗カウント値で書き換える更新処理を行う
ことを特徴とする超音波流量計。 - クロックパルスの周期が超音波の送信信号の周期に比べて短く設定されている
ことを特徴とする請求項1に記載の超音波流量計。 - 流体が流れる測定管の上流側と下流側に一対の超音波センサを配置し、一方の超音波センサから送信した超音波を他方の超音波センサで受信して、流体の順方向における超音波の伝播時間と逆方向における超音波の伝播時間との差に基づいて流体の流量を測定する流量測定方法であって、
電源投入時にのみ行われる超音波の伝播時間を予め計測する予備計測時に、超音波の送信時点からクロックパルス数を計数する粗カウントを実行して、超音波の送信時点から受信波の振幅が設定基準値を超えた後のゼロクロス点までの間に計数し終えたクロックパルス数を粗カウント値として順方向と逆方向について記憶しておき、
予備計測後の本計測時に、超音波の送信時点からクロックパルス数を計数する粗カウントを実行して、前回の予備計測時または前回の本計測時に順方向と逆方向についてそれぞれ記憶した粗カウント値の整数クロック前に積分を開始して受信波の到達後も積分を継続し、超音波の送信時点から受信波の振幅が設定基準値を超えた後のゼロクロス点までの間に計数し終えたクロックパルス数を次回の本計測時に使用する粗カウント値として順方向と逆方向について記憶しておき、受信波の振幅が設定基準値を超えた後のゼロクロス点で積分電圧を測定して微小時間を算出することによりクロックパルス時間と微小時間とから伝播時間を計測し、
本計測で伝播時間を計測した後に、前回の予備計測時または前回の本計測時に記憶した粗カウント値を今回の本計測時に計数した最新の粗カウント値で書き換える更新処理を行う
ことを特徴とする流量測定方法。
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