JPH0155402B2 - - Google Patents
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- JPH0155402B2 JPH0155402B2 JP12470681A JP12470681A JPH0155402B2 JP H0155402 B2 JPH0155402 B2 JP H0155402B2 JP 12470681 A JP12470681 A JP 12470681A JP 12470681 A JP12470681 A JP 12470681A JP H0155402 B2 JPH0155402 B2 JP H0155402B2
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- oscillation
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- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 24
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 9
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 14
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
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- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000001447 compensatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
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- 238000012886 linear function Methods 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
- G01F1/667—Arrangements of transducers for ultrasonic flowmeters; Circuits for operating ultrasonic flowmeters
- G01F1/668—Compensating or correcting for variations in velocity of sound
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、超音波が被測定媒体中を伝搬する時
間を流れに対して順方向及び逆方向について測定
して、その媒体流量を測定する超音波流量測定装
置に関し、更に詳しくは、超音波を伝搬させる被
測定媒体の温度変化による測定誤差を補償するよ
うにした超音波流量測定装置に関するものであ
る。
間を流れに対して順方向及び逆方向について測定
して、その媒体流量を測定する超音波流量測定装
置に関し、更に詳しくは、超音波を伝搬させる被
測定媒体の温度変化による測定誤差を補償するよ
うにした超音波流量測定装置に関するものであ
る。
従来周知な超音波流量測定装置の一例として、
電圧制御形発振器で発振される周波数ｆのパルス
信号をＮ個計数する時間と、流体中の超音波の伝
搬時間とを一致させるようにその電圧制御形発振
器の発振周波数ｆを制御する閉ループを構成し、
一方の振動子の発振と同期して、この周波数ｆの
パルスをＮ個計数するカウンタの出力を時間差検
出回路に入力し、他方、超音波受信信号をもこの
時間差検出回路に入力して、時間差を出力し、そ
の時間差が例えば零となるように閉ループを構成
したものがある。ここのような従来の超音波流量
測定装置の一例を第１図に示す。図において、電
圧制御形発振回路１０は、制御電圧の大きさによ
つてその発振周波数が変化する２つの電圧制御形
発振器（以下VCOという）１３および１５を有
している。VCO１３の発振出力信号２１（周波
数f1）とVCO１５の発振出力信号２３（周波数
f2）とを、スイツチ２５で切換えて、それによつ
て得られる電圧制御形発振回路１０の出力信号２
９をパルス発生回路２７に供給する。パルス発生
回路２７は、信号２９に同期してパルス信号３１
を発生すると共に、計数開始信号３３を発生す
る。このパルス信号３１に基づいて送信回路３５
はトランスジユーサ駆動信号３７を発生する。
電圧制御形発振器で発振される周波数ｆのパルス
信号をＮ個計数する時間と、流体中の超音波の伝
搬時間とを一致させるようにその電圧制御形発振
器の発振周波数ｆを制御する閉ループを構成し、
一方の振動子の発振と同期して、この周波数ｆの
パルスをＮ個計数するカウンタの出力を時間差検
出回路に入力し、他方、超音波受信信号をもこの
時間差検出回路に入力して、時間差を出力し、そ
の時間差が例えば零となるように閉ループを構成
したものがある。ここのような従来の超音波流量
測定装置の一例を第１図に示す。図において、電
圧制御形発振回路１０は、制御電圧の大きさによ
つてその発振周波数が変化する２つの電圧制御形
発振器（以下VCOという）１３および１５を有
している。VCO１３の発振出力信号２１（周波
数f1）とVCO１５の発振出力信号２３（周波数
f2）とを、スイツチ２５で切換えて、それによつ
て得られる電圧制御形発振回路１０の出力信号２
９をパルス発生回路２７に供給する。パルス発生
回路２７は、信号２９に同期してパルス信号３１
を発生すると共に、計数開始信号３３を発生す
る。このパルス信号３１に基づいて送信回路３５
はトランスジユーサ駆動信号３７を発生する。
２つのトランスジユーサたる振動子４１および
４３は、スイツチ４５の切換えによつて交互に供
給されるトランスジユーサ駆動信号３７に応じ
て、一方は電気信号を音響信号（超音波４５ある
いは４７）に変換する送信側として、そして他方
はその音響信号を電気信号に変換する受信側とし
て働く。この音響信号を受信して得た電気信号
は、切換スイツチ５１を介して受信信号５３とし
て受信回路５５に導入される。受信回路５５は受
信信号５３に応じて受波検出信号５７を時間差検
出回路５９に供給する。
４３は、スイツチ４５の切換えによつて交互に供
給されるトランスジユーサ駆動信号３７に応じ
て、一方は電気信号を音響信号（超音波４５ある
いは４７）に変換する送信側として、そして他方
はその音響信号を電気信号に変換する受信側とし
て働く。この音響信号を受信して得た電気信号
は、切換スイツチ５１を介して受信信号５３とし
て受信回路５５に導入される。受信回路５５は受
信信号５３に応じて受波検出信号５７を時間差検
出回路５９に供給する。
また、計数開始信号３３によつて付勢されたカ
ウンタ６１は電圧制御形発振回路１０の出力信号
２９を計数する。このカウンタ６１は、その計数
状態が予め設定された数値Ｎになると、パルス出
力信号６３を時間差検出回路５９に供給し、しか
る後リセツトされる。時間差検出回路５９は、両
信号５７および６３の時間差を検出し、その時間
差に応じた電圧の制御信号６５を発生する。この
制御信号６５は、スイツチ６７で切換えられ、電
圧制御形発振回路１０内の両VCO１３および１
５のいずれか一方に導入されて、その発振周波数
f1あるいはf2を制御する。
ウンタ６１は電圧制御形発振回路１０の出力信号
２９を計数する。このカウンタ６１は、その計数
状態が予め設定された数値Ｎになると、パルス出
力信号６３を時間差検出回路５９に供給し、しか
る後リセツトされる。時間差検出回路５９は、両
信号５７および６３の時間差を検出し、その時間
差に応じた電圧の制御信号６５を発生する。この
制御信号６５は、スイツチ６７で切換えられ、電
圧制御形発振回路１０内の両VCO１３および１
５のいずれか一方に導入されて、その発振周波数
f1あるいはf2を制御する。
第２図は、被測定流体の管路に両振動子を取付
けた状態を示し、また超音波の伝搬を示す。図に
おいて、対向配置された一方の振動子４１から発
射された超音波は、それを管７１内に斜めに伝搬
させるプラスチツクくさび７３および管７１を介
して被測定流体７５へ伝搬し、再び管７１の壁お
よび別なプラスチツクくさび７７を介して他方の
振動子４３に伝搬する。この場合に、振動子４１
から振動子４３への超音波順方向伝搬時間T1は、 T1＝Ｄ／cosθ／CW＋Ｖ sinθ (1) として与えられる。また、逆に振動子４３から振
動子４１への超音波逆方向伝搬時間T2は、 T2＝Ｄ／cosθ／CW−Ｖ sinθ (2) として与えられる。ここで、Ｄは管７１の内径、
CWは流体７５が静止しているときにおけるその
流体７５中の音速、Ｖは流体７５の流速、θは超
音波が流体７５中に入射する際の入射角である。
なお、ここでは、両くさび７３，７７および管７
１の管厚部を超音波が伝搬する時間は無視する。
けた状態を示し、また超音波の伝搬を示す。図に
おいて、対向配置された一方の振動子４１から発
射された超音波は、それを管７１内に斜めに伝搬
させるプラスチツクくさび７３および管７１を介
して被測定流体７５へ伝搬し、再び管７１の壁お
よび別なプラスチツクくさび７７を介して他方の
振動子４３に伝搬する。この場合に、振動子４１
から振動子４３への超音波順方向伝搬時間T1は、 T1＝Ｄ／cosθ／CW＋Ｖ sinθ (1) として与えられる。また、逆に振動子４３から振
動子４１への超音波逆方向伝搬時間T2は、 T2＝Ｄ／cosθ／CW−Ｖ sinθ (2) として与えられる。ここで、Ｄは管７１の内径、
CWは流体７５が静止しているときにおけるその
流体７５中の音速、Ｖは流体７５の流速、θは超
音波が流体７５中に入射する際の入射角である。
なお、ここでは、両くさび７３，７７および管７
１の管厚部を超音波が伝搬する時間は無視する。
次に、第１図および第２図を参照して、流体７
５の流量測定について述べる。なお、この測定原
理は位相ロツクループを利用した周知なものであ
るで簡単に説明する。先ず、全ての切換スイツチ
２５，４５，５１および６７をそれぞれ接点ａ側
に倒して順方向モードとする。この場合、VCOC
１０から得られる周波数f1の出力信号２９に基づ
いて、超音波４５の伝搬時間T1は前述した(1)式
で表わされる。またカウンタ６１の計数状態がＮ
に達するまでの時間ＴはＮ／f1である。この時間
Ｔと先の伝搬時間T1とが所定の関係（この場合
等しくする）となるように、VCO１３の発振周
波数f1を帰還制御する位相ロークループを形成し
ている。従つて、この系が安定したら、Ｎ／f1＝
T1となるから、 f1＝Ｎ（CW＋Ｖ sinθ）／Ｄ／cosθ (3) の関係が成立する。
５の流量測定について述べる。なお、この測定原
理は位相ロツクループを利用した周知なものであ
るで簡単に説明する。先ず、全ての切換スイツチ
２５，４５，５１および６７をそれぞれ接点ａ側
に倒して順方向モードとする。この場合、VCOC
１０から得られる周波数f1の出力信号２９に基づ
いて、超音波４５の伝搬時間T1は前述した(1)式
で表わされる。またカウンタ６１の計数状態がＮ
に達するまでの時間ＴはＮ／f1である。この時間
Ｔと先の伝搬時間T1とが所定の関係（この場合
等しくする）となるように、VCO１３の発振周
波数f1を帰還制御する位相ロークループを形成し
ている。従つて、この系が安定したら、Ｎ／f1＝
T1となるから、 f1＝Ｎ（CW＋Ｖ sinθ）／Ｄ／cosθ (3) の関係が成立する。
また、全ての切換スイツチ２５，４５，５１お
よび６７をそれぞれ接点ｂ側に倒して逆方向モー
ドとする。この場合も同様にして、前述した(2)式
で表わされる超音波４７の伝搬時間T2とカウン
タ６１が計数状態Ｎに達するまでの時間Ｔとが所
望の関係（この場合等しくする）となるように、
VCO１５を含む位相ロツクループの系が安定す
る。従つて、VCO１５の発振周波数f2は、 f2＝Ｎ（CW−Ｖ sinθ）／Ｄ／cosθ (4) として表わされる。
よび６７をそれぞれ接点ｂ側に倒して逆方向モー
ドとする。この場合も同様にして、前述した(2)式
で表わされる超音波４７の伝搬時間T2とカウン
タ６１が計数状態Ｎに達するまでの時間Ｔとが所
望の関係（この場合等しくする）となるように、
VCO１５を含む位相ロツクループの系が安定す
る。従つて、VCO１５の発振周波数f2は、 f2＝Ｎ（CW−Ｖ sinθ）／Ｄ／cosθ (4) として表わされる。
これら両周波数の差Δf（＝f1−f2）をとると、
Δf＝2N sinθ／Ｄ／cosθ・Ｖ＝Ｎ sin2θ／Ｄ・Ｖ
(5) として与えられる。従つて、入射角θが一定であ
れば周波数差Δfは流体７５の流速Ｖのみの関数
として与えらるから、両信号２１および２３を計
数してそれら両周波数の差Δfを求めれば、その
値から流体７５の流速Ｖが計算できる。従つて、
被測定流体７５の流量を測定することができる。
(5) として与えられる。従つて、入射角θが一定であ
れば周波数差Δfは流体７５の流速Ｖのみの関数
として与えらるから、両信号２１および２３を計
数してそれら両周波数の差Δfを求めれば、その
値から流体７５の流速Ｖが計算できる。従つて、
被測定流体７５の流量を測定することができる。
しかしながら、このような流量測定装置では入
射角θの変化が無視できる範囲に限つて有効であ
る。例えば、体７５の温度が大幅に変化するとこ
の入射角θの変化は無視できなくなり、特に管７
１の口径Ｄが小さくなればなる程この影響は大き
くなり、測定結果に大きく誤差を含むこととなる
欠点があつた。
射角θの変化が無視できる範囲に限つて有効であ
る。例えば、体７５の温度が大幅に変化するとこ
の入射角θの変化は無視できなくなり、特に管７
１の口径Ｄが小さくなればなる程この影響は大き
くなり、測定結果に大きく誤差を含むこととなる
欠点があつた。
本発明の目的は、上述した欠点を解消するため
になされたもので、被測定媒体の温度が変化して
も、また被測定媒体の流路が小口径であつても、
被測定媒体の流量測定を誤差なく行う装置を提供
することにある。
になされたもので、被測定媒体の温度が変化して
も、また被測定媒体の流路が小口径であつても、
被測定媒体の流量測定を誤差なく行う装置を提供
することにある。
このような目的は、本発明によれば、第１およ
び第２の発振器と、第１および第２のトランスジ
ユーサと、前記第１あるいは前記第２の発振器の
発振出力に応じて前記第１あるいは前記第２のト
ランスジユーサから前記第２あるいは前記第１の
トランスジユーサへの第１あるいは第２の方向で
被測定媒体中を超音波を伝搬させるように切換え
る切換手段と、前記第１あるいは第２の発振器の
発振出力に応じた計数を行うカウンタと、前記第
１あるいは第２の方向での超音波伝搬時間と前記
カウンタが設定値となる計数時間とが所定の関係
になるように前記第１あるいは前記第２の発振器
の発振周波数を制御する手段とを含み、前記第１
および第２の発振器の両発振周波数から前記被測
定媒体の流量測定を行う超音波流量測定装置にお
いて、前記第１および第２の発振器の両発振周波
数の周波数和に応じて前記カウンタの設定値を変
化せしめて、前記周波数和を所定範囲内に収束せ
しめる手段を設け、この収束の状態において、前
記第１および第２の発振器の両発振周波数から前
記被測定媒体の流量測定を行うように構成するこ
とによつて達成できる。
び第２の発振器と、第１および第２のトランスジ
ユーサと、前記第１あるいは前記第２の発振器の
発振出力に応じて前記第１あるいは前記第２のト
ランスジユーサから前記第２あるいは前記第１の
トランスジユーサへの第１あるいは第２の方向で
被測定媒体中を超音波を伝搬させるように切換え
る切換手段と、前記第１あるいは第２の発振器の
発振出力に応じた計数を行うカウンタと、前記第
１あるいは第２の方向での超音波伝搬時間と前記
カウンタが設定値となる計数時間とが所定の関係
になるように前記第１あるいは前記第２の発振器
の発振周波数を制御する手段とを含み、前記第１
および第２の発振器の両発振周波数から前記被測
定媒体の流量測定を行う超音波流量測定装置にお
いて、前記第１および第２の発振器の両発振周波
数の周波数和に応じて前記カウンタの設定値を変
化せしめて、前記周波数和を所定範囲内に収束せ
しめる手段を設け、この収束の状態において、前
記第１および第２の発振器の両発振周波数から前
記被測定媒体の流量測定を行うように構成するこ
とによつて達成できる。
以下図面に基づいて本発明を詳細に説明する。
まず、本発明の基本原理を計算式によつて説明
する。
する。
(3)式および(4)式より
f1＋f2＝2CW／Ｄ／cosθ・Ｎ …(6)
の関係が成立する。
(6)式より、
１／Ｄ／cosθ＝f1＋f2／2CW・Ｎ …（6′）
（6′）式を(5)式に代入する。
Δf＝2N sinθ／Ｄ／cosθ・Ｖ＝2N sinθ／2CW・Ｎ
（f1＋f2）・Ｖ＝（f1＋f2）sinθ／CW・Ｖ…(7) ここで、両くさび７３，７７および管７１の管
厚部における超音波伝搬速度をCsとして、スネ
ルの法則に従い、前述した(5)式の入射角θをくさ
び中の角度φに置換すると、 sinθ／CW＝sinφ／CS …(8) と表わせる。
（f1＋f2）・Ｖ＝（f1＋f2）sinθ／CW・Ｖ…(7) ここで、両くさび７３，７７および管７１の管
厚部における超音波伝搬速度をCsとして、スネ
ルの法則に従い、前述した(5)式の入射角θをくさ
び中の角度φに置換すると、 sinθ／CW＝sinφ／CS …(8) と表わせる。
この(8)式を(7)式に代入すると、
Δf＝（f1＋f2）sinφ／CS・Ｖ …(9)
の関係が成立する。
ここで、スネルの法則にもとづいて導出された
上記(9)式を見るに、くさび中の角度φの関数とし
て表わされるsinφは送受波器に個有のものでほぼ
一定と考えられ、かつ管厚部における超音波伝搬
速度Csは100℃の温度変化に対して数％の変化を
示すにすぎないものであるので式中のsinφ／Cs
はほぼ一定に保たれるとみなすことができる。し
たがつて(6)式においてカウンタ６１の設定値Ｎを
変化させて周波数和（f1＋f2）を一定に保てば、
(9)式に示すΔfにおける温度依存性は(5)式に示す
Δfにおけける温度依存性よりも小さくなる。従
つて、周波数差Δfを測ることによつて入射角θ
の変化を補償した形で流速Ｖを求めることができ
る。本発明はかような見地からなされたものであ
つて、以下その実施例を説明する。
上記(9)式を見るに、くさび中の角度φの関数とし
て表わされるsinφは送受波器に個有のものでほぼ
一定と考えられ、かつ管厚部における超音波伝搬
速度Csは100℃の温度変化に対して数％の変化を
示すにすぎないものであるので式中のsinφ／Cs
はほぼ一定に保たれるとみなすことができる。し
たがつて(6)式においてカウンタ６１の設定値Ｎを
変化させて周波数和（f1＋f2）を一定に保てば、
(9)式に示すΔfにおける温度依存性は(5)式に示す
Δfにおけける温度依存性よりも小さくなる。従
つて、周波数差Δfを測ることによつて入射角θ
の変化を補償した形で流速Ｖを求めることができ
る。本発明はかような見地からなされたものであ
つて、以下その実施例を説明する。
第３図は本発明の一実施例を示し、ここで第１
図と異なる点は、両発振周波数信号２１および２
３を受信する中央演算処理装置（以下CPUとい
う）８１とこのCPU８１からの制御信号８３に
応じてカウンタ６１の設定値Ｎを可変制御する制
御器８５とを新たに設けたことである。同一符号
は同様な機能を有する回路等である。
図と異なる点は、両発振周波数信号２１および２
３を受信する中央演算処理装置（以下CPUとい
う）８１とこのCPU８１からの制御信号８３に
応じてカウンタ６１の設定値Ｎを可変制御する制
御器８５とを新たに設けたことである。同一符号
は同様な機能を有する回路等である。
第４図は、第３図に示した装置の動作を説明す
るための流れ図である。以下第３図および第４図
を参照する。
るための流れ図である。以下第３図および第４図
を参照する。
先ず補償モードをみる。CPU８１によつて、
制御信号８３の指令に従つてカウンタ６１の設定
値Ｎを初期設定する。また、使用する流量計によ
つて定まる諸定数および通常の流量計使用状態に
おける諸定数に基づいて前述(8)式で与えられる両
周波数f1およびf2の和を表わす値f0も設定する
（ブロツク１０１）。かように設定された設定値Ｎ
の状態で、第１図に関連して説明したと同様な動
作を行う。すなわち、すべてのスイツチ２５，４
５，５１および６７をそれぞれ接点ａ側に倒し
て、位相ロツクループを安定させてVCO１３の
発振周波数f1を求める。次に、スイツチ２５，４
５，５１および６７をそれぞれ接点ｂ側に倒し
て、位相ロツクループを安定させてVCO１５の
発振周波数f2を求め、記憶しておく（ブロツク１
０３）。このようにして求めた両周波数f1および
f2の和（f1＋f2）を求めた後、これをブロツク１
０１にて設定したf0との差Ｘ（＝f0−（f1＋f2））を
求める（ブロツク１０５）。次に、この差Ｘの絶
対値｜Ｘ｜が所望値Ｗ以下か否か判定する（ブロ
ツク１０７）。なお、この値Ｗは、Ｎが１だけ変
化しても、Ｘの変化は無視し得るものとして定め
る数値である。ブロツク１０７にて、否定判定な
らば、この差Ｘの値の逆性を判定する（ブロツク
１０９）。もし、この差Ｘが正ならば、カウンタ
の設定値Ｎを１だけ減じる（ブロツク１１１）。
また、負ならば、この設定値Ｎを１だけ増す（ブ
ロツク１１３）。すなわち、CPU８１において、
周波数和の収束度合をみながら、制御信号８３の
指令によつて制御器８５からＮ変更信号８７を発
生し、カウンタ６１の設定値Ｎを増減する。次い
で、位相ロツクループにおける系安定のために一
定な待ち時間（１秒以下）を経て（ブロツク１１
５）、ブロツク１０３に戻る。このようなループ
による動作を繰り返して、周波数和が所望値たる
f0に収束すればブロツク１０７において肯定判定
となり、ループを抜け出す。これによつて補償モ
ードの動作を終了し、温度変化等に基因する流体
中の入射角θおよび音速CWの変化に応じて、そ
れらの影響を打ち消すようにカウンタの設定値Ｎ
を変化させたことによつて（前記(8)式参照）、温
度変化を補償したこととなる。
制御信号８３の指令に従つてカウンタ６１の設定
値Ｎを初期設定する。また、使用する流量計によ
つて定まる諸定数および通常の流量計使用状態に
おける諸定数に基づいて前述(8)式で与えられる両
周波数f1およびf2の和を表わす値f0も設定する
（ブロツク１０１）。かように設定された設定値Ｎ
の状態で、第１図に関連して説明したと同様な動
作を行う。すなわち、すべてのスイツチ２５，４
５，５１および６７をそれぞれ接点ａ側に倒し
て、位相ロツクループを安定させてVCO１３の
発振周波数f1を求める。次に、スイツチ２５，４
５，５１および６７をそれぞれ接点ｂ側に倒し
て、位相ロツクループを安定させてVCO１５の
発振周波数f2を求め、記憶しておく（ブロツク１
０３）。このようにして求めた両周波数f1および
f2の和（f1＋f2）を求めた後、これをブロツク１
０１にて設定したf0との差Ｘ（＝f0−（f1＋f2））を
求める（ブロツク１０５）。次に、この差Ｘの絶
対値｜Ｘ｜が所望値Ｗ以下か否か判定する（ブロ
ツク１０７）。なお、この値Ｗは、Ｎが１だけ変
化しても、Ｘの変化は無視し得るものとして定め
る数値である。ブロツク１０７にて、否定判定な
らば、この差Ｘの値の逆性を判定する（ブロツク
１０９）。もし、この差Ｘが正ならば、カウンタ
の設定値Ｎを１だけ減じる（ブロツク１１１）。
また、負ならば、この設定値Ｎを１だけ増す（ブ
ロツク１１３）。すなわち、CPU８１において、
周波数和の収束度合をみながら、制御信号８３の
指令によつて制御器８５からＮ変更信号８７を発
生し、カウンタ６１の設定値Ｎを増減する。次い
で、位相ロツクループにおける系安定のために一
定な待ち時間（１秒以下）を経て（ブロツク１１
５）、ブロツク１０３に戻る。このようなループ
による動作を繰り返して、周波数和が所望値たる
f0に収束すればブロツク１０７において肯定判定
となり、ループを抜け出す。これによつて補償モ
ードの動作を終了し、温度変化等に基因する流体
中の入射角θおよび音速CWの変化に応じて、そ
れらの影響を打ち消すようにカウンタの設定値Ｎ
を変化させたことによつて（前記(8)式参照）、温
度変化を補償したこととなる。
このようにして温度補償をすれば、（f1＋f2）
が一定である故、前記(9)式における （f1＋f2）sin／CS が一定とみなせるから、VCO１３とVCO１５と
の両発振周波数の差Δf（＝f1−f2）は被測定流体
の流速Ｖの一次関数として表わされる。従つて、
測定モードとして、CPU８１によつて、ブロツ
ク１０３にて記憶した両周波数f1およびf2の差Δf
を求めて、流量を計算する（ブロツク２０１）。
が一定である故、前記(9)式における （f1＋f2）sin／CS が一定とみなせるから、VCO１３とVCO１５と
の両発振周波数の差Δf（＝f1−f2）は被測定流体
の流速Ｖの一次関数として表わされる。従つて、
測定モードとして、CPU８１によつて、ブロツ
ク１０３にて記憶した両周波数f1およびf2の差Δf
を求めて、流量を計算する（ブロツク２０１）。
なお、上述したブロツク１０１〜１１５による
補償モードの動作は、流量測定に先立つて行うも
のである。また、たとえ測定中であつても、必要
に応じて割り込みをかけ、モード切換をなして、
補償動作をなしてもよい。
補償モードの動作は、流量測定に先立つて行うも
のである。また、たとえ測定中であつても、必要
に応じて割り込みをかけ、モード切換をなして、
補償動作をなしてもよい。
以上詳述した如く、本発明によれば、被測定媒
体その他の温度変化に基づく誤差を補償して正確
な流量測定を行うことのできる超音波流量測定装
置が実現できる。
体その他の温度変化に基づく誤差を補償して正確
な流量測定を行うことのできる超音波流量測定装
置が実現できる。
第１図は従来の超音波流量測定装置のブロツク
図、第２図は被測定媒体の管路に超音波振動子を
取付けた状態および超音波の伝搬路の説明図、第
３図は本発明の一実施例による超音波流量測定装
置のブロツク図、第４図は第３図の動作を説明す
るための流れ図である。 １３，１５……電圧制御形発振器、２７……パ
ルス発生回路、３５……送信回路、４１，４３…
…振動子、５５……受信回路、５９……時間差検
出回路、６１……カウンタ、７１……管、７５…
…流体、８１……演算制御器、８５……制御器。
図、第２図は被測定媒体の管路に超音波振動子を
取付けた状態および超音波の伝搬路の説明図、第
３図は本発明の一実施例による超音波流量測定装
置のブロツク図、第４図は第３図の動作を説明す
るための流れ図である。 １３，１５……電圧制御形発振器、２７……パ
ルス発生回路、３５……送信回路、４１，４３…
…振動子、５５……受信回路、５９……時間差検
出回路、６１……カウンタ、７１……管、７５…
…流体、８１……演算制御器、８５……制御器。
Claims (1)
- １ 第１および第２の発振器と、第１および第２
のトランスジユーサと、前記第１あるいは前記第
２の発振器の発振出力に応じて前記第１あるいは
前記第２のトランスジユーサから前記第２あるい
は前記第１のトランスジユーサへの第１あるいは
第２の方向で被測定媒体中を超音波を伝搬させる
ように切換える切換手段と、前記第１あるいは第
２の発振器の発振出力に応じた計数を行うカウン
タと、前記第１あるいは第２の方向での超音波伝
搬時間と前記カウンタが設定値となる計数時間と
が所定の関係になるように前記第１あるいは前記
第２の発振器の発振周波数を制御する手段とを含
み、前記第１および第２の発振器の両発振周波数
から前記被測定媒体の流量測定を行う超音波流量
測定装置において、前記第１および第２の発振器
の両発振周波数の周波数和に応じて前記カウンタ
の設定値を変化せしめて、前記周波数和を所定範
囲内に収束せしめる手段を設け、この収束の状態
において、前記第１および第２の発振器の両発振
周波数から前記被測定媒体の流量測定を行うよう
に構成したことを特徴とする超音波流量測定装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12470681A JPS5827018A (ja) | 1981-08-11 | 1981-08-11 | 超音波流量測定装置 |
| DE19823230397 DE3230397A1 (de) | 1981-08-11 | 1982-08-11 | Durchflussmesseinrichtung nach dem ultraschallprinzip mit zwei oszillatoren |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12470681A JPS5827018A (ja) | 1981-08-11 | 1981-08-11 | 超音波流量測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5827018A JPS5827018A (ja) | 1983-02-17 |
| JPH0155402B2 true JPH0155402B2 (ja) | 1989-11-24 |
Family
ID=14892078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12470681A Granted JPS5827018A (ja) | 1981-08-11 | 1981-08-11 | 超音波流量測定装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5827018A (ja) |
| DE (1) | DE3230397A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3768897D1 (de) * | 1986-09-30 | 1991-05-02 | Siemens Ag | Ultraschall-phasendifferenzverfahren zur messung hoher stroemungsgeschwindigkeiten. |
| EP0496953B1 (de) * | 1991-01-29 | 1996-05-29 | Landis & Gyr Technology Innovation AG | Durchflussvolumenzähler für flüssige Medien |
| JP2001324365A (ja) * | 2000-05-15 | 2001-11-22 | Akitoshi Kitano | 容積式流量計の器差補正方法 |
-
1981
- 1981-08-11 JP JP12470681A patent/JPS5827018A/ja active Granted
-
1982
- 1982-08-11 DE DE19823230397 patent/DE3230397A1/de not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3230397A1 (de) | 1983-03-03 |
| JPS5827018A (ja) | 1983-02-17 |
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