JP6101020B2 - 超音波流量計 - Google Patents
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Description
前記第1の超音波送受信器より下流の流路に設けられた第2の超音波送受信器と、
前記第1、第2の超音波送受信器の送信・受信を切替える切替器と、
前記第1の超音波送受信器から送信された超音波が第2の超音波送受信器に受信されるまでの時間と、前記第2の超音波送受信器から送信された超音波が第1の超音波送受信器に受信されるまでの時間との差に基づいて被測流体の流量を演算する流量演算部とを有する超音波流量計であって、
前記流量演算部は、
前記第1、第2の超音波送受信器の受信信号の振動周期を演算する振動周期演算手段と、
前記第1、第2の超音波送受信器のうち何れか一方の超音波送受信器より送信された超音波が他方の超音波送受信器に到達することにより当該他方の超音波送受信器から出力される受信信号の電圧値が所定の閾値を越えた立上り時点、及び、当該所定の閾値よりも低下した立下り時点を検出する波形検出手段と、
前記波形検出手段により検出された立上り時点と立下り時点とから前記受信信号が前記閾値を超えている時間の長さを演算する時間長演算手段と、
前記第1、第2の超音波送受信器の共振特性の変化により生じる前記立上り時点の伝播時間差を検出する検出手段と、
前記時間長演算手段により演算された前記受信信号が前記閾値を超えている時間の長さから当該長さを有する時間に対応する受信信号の波が受信信号の受信がなされてから何番目の波であるかを判断する判断手段と、
前記判断手段により判断された波の順位と前記検出手段により検出された伝播時間差との相関関係に基づき、前記受信信号の受信開始点を演算する受信開始点演算手段と、
を設けてなり、
前記流量演算部は、前記受信開始点に基づき前記被測流体の流量を演算することを特徴とする。
図1は本発明による超音波流量計の一実施例の構成を示すブロック図である。図1に示されるように、超音波流量計10は、流量計本体12の内部を貫通する流路14に第1、第2の超音波送受信器20、30と、流量計測部40とを有する。第1の超音波送信器20は、流路14に設けられた上流側超音波センサである。第2の超音波送受信器30は、第1の超音波送信器20より下流に設けられた下流側超音波センサである。
図2は超音波送受信器の受信信号の一例を示す波形図である。図2に示されるように、第1、第2の超音波送受信器20、30からの受信信号は、送信側に入力された送信駆動信号の波形によらず、電圧値が山形のエンベロープを描くような波形となる。従って、第1、第2の超音波送受信器20、30に入力された送信駆動信号が矩形波であっても、受信信号は振幅の異なる複数の山と谷とが繰り返される図2のような波形となる。このような受信信号の波形は、受信開始点t0が同時刻であったとしても温度、圧力や第1、第2の超音波送受信器20、30の共振特性の変化などによりその振幅や振動周期が変動する。
図6は受信信号の波形と閾値における時間と振幅との関係を示す電圧値−時刻対データ図である。図6に示す電圧値−時刻対データは、超音波送受信器20、30から出力された受信信号を時間軸上に再現したデータであり、データ変換手段140により作成される。
12 流量計本体
14 流路
20 第1の超音波送受信器
30 第2の超音波送受信器
40 流量計測部
50 流量演算部
60 第1の切替スイッチ
70 送信回路
80 可変利得増幅回路
90 コンパレート回路(比較回路)
100 第2の切替スイッチ
110 上流−下流増幅率設定回路
120 下流−上流増幅率設定回路
130 流量演算手段
140 データ変換手段
150 波形検出手段
160 振動周期演算手段
170 受信開始点演算手段
180 時間長演算手段
Claims (1)
- 被測流体が流れる流路に設けられた第1の超音波送受信器と、
前記第1の超音波送受信器より下流の流路に設けられた第2の超音波送受信器と、
前記第1、第2の超音波送受信器の送信・受信を切替える切替器と、
前記第1の超音波送受信器から送信された超音波が第2の超音波送受信器に受信されるまでの時間と、前記第2の超音波送受信器から送信された超音波が第1の超音波送受信器に受信されるまでの時間との差に基づいて被測流体の流量を演算する流量演算部とを有する超音波流量計であって、
前記流量演算部は、
前記第1、第2の超音波送受信器の受信信号の振動周期を演算する振動周期演算手段と、
前記第1、第2の超音波送受信器のうち何れか一方の超音波送受信器より送信された超音波が他方の超音波送受信器に到達することにより当該他方の超音波送受信器から出力される受信信号の電圧値が所定の閾値を越えた立上り時点、及び、当該所定の閾値よりも低下した立下り時点を検出する波形検出手段と、
前記波形検出手段により検出された立上り時点と立下り時点とから前記受信信号が前記閾値を超えている時間の長さを演算する時間長演算手段と、
前記第1、第2の超音波送受信器の共振特性の変化により生じる前記立上り時点の伝播時間差を検出する検出手段と、
前記時間長演算手段により演算された前記受信信号が前記閾値を超えている時間の長さから当該長さを有する時間に対応する受信信号の波が受信信号の受信がなされてから何番目の波であるかを判断する判断手段と、
前記判断手段により判断された波の順位と前記検出手段により検出された伝播時間差との相関関係に基づき、前記受信信号の受信開始点を演算する受信開始点演算手段と、
を設けてなり、
前記流量演算部は、前記受信開始点に基づき前記被測流体の流量を演算することを特徴とする超音波流量計。
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