JPH0230734Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0230734Y2 JPH0230734Y2 JP1983199556U JP19955683U JPH0230734Y2 JP H0230734 Y2 JPH0230734 Y2 JP H0230734Y2 JP 1983199556 U JP1983199556 U JP 1983199556U JP 19955683 U JP19955683 U JP 19955683U JP H0230734 Y2 JPH0230734 Y2 JP H0230734Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wave signal
- circuit
- wave
- delayed
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 claims description 47
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 9
- 230000010356 wave oscillation Effects 0.000 claims description 6
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 3
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は超音波検出式のカルマン渦流速計の改
良に関するものである。流体の流れの中に置いた
物体により、その物体の下流側に流体の流量又は
流速に応じたカルマン渦列が発生し、該カルマン
渦を検出することによりその流体の流量又は流速
を測定できる。
良に関するものである。流体の流れの中に置いた
物体により、その物体の下流側に流体の流量又は
流速に応じたカルマン渦列が発生し、該カルマン
渦を検出することによりその流体の流量又は流速
を測定できる。
従来、カルマン渦の検出には超音波を用い、カ
ルマン渦への発信超音波と該渦を通過して受信し
た受信超音波との平均位相差を一定にする為に、
この平均位相差を直流電圧としてとらえ、それに
よつて超音波発生周波数または受信波の遅延等を
制御することが行われていた。しかし、この従来
の流速計は、制御検出入力及び制御出力がアナロ
グ信号であるため、回路が複雑でありまた信頼性
が低かつた。
ルマン渦への発信超音波と該渦を通過して受信し
た受信超音波との平均位相差を一定にする為に、
この平均位相差を直流電圧としてとらえ、それに
よつて超音波発生周波数または受信波の遅延等を
制御することが行われていた。しかし、この従来
の流速計は、制御検出入力及び制御出力がアナロ
グ信号であるため、回路が複雑でありまた信頼性
が低かつた。
本考案は上記従来の流速計の欠点を解決するも
ので、制御系の全てにデジタル信号を用い調整個
所を無くし、回路構成を単純なものにし且つ、カ
ルマン渦検出の信頼性を高めた超音波カルマン渦
流速計を得ることを目的とする。
ので、制御系の全てにデジタル信号を用い調整個
所を無くし、回路構成を単純なものにし且つ、カ
ルマン渦検出の信頼性を高めた超音波カルマン渦
流速計を得ることを目的とする。
次に本考案の一実施例を添附図面に従つて説明
する。第１図は本考案の流速計のカルマン渦検出
の回路図を示す全体のブロツク図であり、カルマ
ン渦検出用センサー部本体１は、流体用管２に流
体の流れに直角になるよう設置したカルマン渦発
生体である柱３と、その下流側でカルマン渦を挟
む位置に対称に設置した超音波送信用マイク４及
び受信用マイク５から構成されている。
する。第１図は本考案の流速計のカルマン渦検出
の回路図を示す全体のブロツク図であり、カルマ
ン渦検出用センサー部本体１は、流体用管２に流
体の流れに直角になるよう設置したカルマン渦発
生体である柱３と、その下流側でカルマン渦を挟
む位置に対称に設置した超音波送信用マイク４及
び受信用マイク５から構成されている。
超音波送受信及び制御回路は、上記センサー部
本体１を挟んで超音波の基準波発振回路６と受信
回路７、遅延波発生回路８、遅延波選択制御回路
９、遅延波選択回路１０、AND回路１１、及び
ローパスフイルター１２から構成されている。
本体１を挟んで超音波の基準波発振回路６と受信
回路７、遅延波発生回路８、遅延波選択制御回路
９、遅延波選択回路１０、AND回路１１、及び
ローパスフイルター１２から構成されている。
該基準波発振信号６は上記超音波送信用マイク
４に接続すると共に該遅延波発生回路８を介して
該遅延波選択回路１０に接続している。該遅延波
選択回路１０は上記遅延波選択制御回路９及び上
記AND回路１１に接続している。上記超音波受
信用マイク５は該受信回路７に接続し、該受信回
路７の出力側は該遅延波選択制御回路９に接続す
ると共に該AND回路１１に接続している。該遅
延波発生回路８は遅延波選択回路１０に接続され
て基準波信号ａ及び遅延波信号ｃを出力する。ま
た、上記受信回路７に接続している上記遅延波選
択制御回路９も該遅延波選択回路１０に接続して
ループを構成すると共に、上記の受信回路７の出
力側はAND回路１１にも接続している。該AND
回路１１は、抵抗１３とコンデンサー１４で積分
回路が構成されるローパスフイルター１２に接続
している。該ローパスフイルター１２の出力端は
カルマン渦出力端になつている。
４に接続すると共に該遅延波発生回路８を介して
該遅延波選択回路１０に接続している。該遅延波
選択回路１０は上記遅延波選択制御回路９及び上
記AND回路１１に接続している。上記超音波受
信用マイク５は該受信回路７に接続し、該受信回
路７の出力側は該遅延波選択制御回路９に接続す
ると共に該AND回路１１に接続している。該遅
延波発生回路８は遅延波選択回路１０に接続され
て基準波信号ａ及び遅延波信号ｃを出力する。ま
た、上記受信回路７に接続している上記遅延波選
択制御回路９も該遅延波選択回路１０に接続して
ループを構成すると共に、上記の受信回路７の出
力側はAND回路１１にも接続している。該AND
回路１１は、抵抗１３とコンデンサー１４で積分
回路が構成されるローパスフイルター１２に接続
している。該ローパスフイルター１２の出力端は
カルマン渦出力端になつている。
上記基準波発振回路６で作られた超音波の基準
波信号は超音波送信マイク４から受信マイク５に
伝わる間にカルマン渦及びその他の原因によつて
進相および遅相して位相変調を受ける。該受信マ
イク５で受信された超音波受信波は受信回路７で
デジタル信号に変換され上記遅延波選択制御回路
９及びAND回路１１に受信波信号ｂとして各々
入力される。この受信波信号ｂは、カルマン渦が
無い状態における受信波信号b0を中心として、左
巻きのカルマン渦による位相遅れした受信波信号
b1と、右巻きのカルマン渦による位相が進んだ受
信波信号b2とが交互に発生する態様で位相変調さ
れている。
波信号は超音波送信マイク４から受信マイク５に
伝わる間にカルマン渦及びその他の原因によつて
進相および遅相して位相変調を受ける。該受信マ
イク５で受信された超音波受信波は受信回路７で
デジタル信号に変換され上記遅延波選択制御回路
９及びAND回路１１に受信波信号ｂとして各々
入力される。この受信波信号ｂは、カルマン渦が
無い状態における受信波信号b0を中心として、左
巻きのカルマン渦による位相遅れした受信波信号
b1と、右巻きのカルマン渦による位相が進んだ受
信波信号b2とが交互に発生する態様で位相変調さ
れている。
一方送信波即ち基準波信号ａは上記基準波発振
回路６と接続している遅延波発生回路８に入力さ
れ、当該遅延波発生回路８に於て基準波信号ａに
基づいて基準波信号ａに対して一定の位相差を有
する少くとも一種類以上の遅延波信号ｃを造り、
この遅延波信号ｃを基準波信号ａと共に遅延波選
択回路１０に入力される。尚、本実施例に於ける
遅延波信号ｃは基準波信号ａに対して90゜の位相
遅れを持つている。該遅延波選択回路１０は電源
投入後に遅延波発生回路８からの基準波信号ａ又
は遅延波信号ｃのいずれかを選び比較波信号ｄと
して遅延波選択制御回路９及びAND回路１１に
出力する。該遅延波選択制御回路９はAND回路
を備えており、遅延波選択回路１０によつて選ば
れた比較波信号ｄと上記受信回路７からの受信波
信号ｄを常に監視し、受信波信号ｂの立ち上り及
び立ち下りと比較信号ｄの立ち上り又は立ち下り
と一致しない状態では、それ迄出力していた比較
波信号ｄ（この場合には遅延波信号ｄ）を引続き
比較波信号として出力するように遅延波選択回路
１０に制御される。また、比較波信号ｄと受信波
信号ｂの立ち上り又は立ち下りが一致したすなわ
ち位相差が0゜又は180゜の正又は負の整数倍である
ときには上記遅延波選択回路１０に別の比較波信
号と切換えるよう制御指令を送り、該遅延波選択
回路１０はそれまで遅延波選択制御回路９及び
AND回路１１に送つていた基準波信号ａ又は該
基準波信号ａに対して90゜の位相遅れを持つた遅
延波信号ｃを異つたものに切換える（この場合に
はｄ＝ｃ→ｄ＝ａ）ようにする。つまり、比較波
信号ｄと受信波信号ｂとが入力された際に上記
AND回路１１からの出力信号ｅが0゜又は180゜の
パルス幅を持たないように、上記遅延波選択制御
回路９は上記遅延波選択回路１０に対して信号ａ
又はｃのどちらかを選択して比較波信号ｄとして
送るように位相制御を行つている。
回路６と接続している遅延波発生回路８に入力さ
れ、当該遅延波発生回路８に於て基準波信号ａに
基づいて基準波信号ａに対して一定の位相差を有
する少くとも一種類以上の遅延波信号ｃを造り、
この遅延波信号ｃを基準波信号ａと共に遅延波選
択回路１０に入力される。尚、本実施例に於ける
遅延波信号ｃは基準波信号ａに対して90゜の位相
遅れを持つている。該遅延波選択回路１０は電源
投入後に遅延波発生回路８からの基準波信号ａ又
は遅延波信号ｃのいずれかを選び比較波信号ｄと
して遅延波選択制御回路９及びAND回路１１に
出力する。該遅延波選択制御回路９はAND回路
を備えており、遅延波選択回路１０によつて選ば
れた比較波信号ｄと上記受信回路７からの受信波
信号ｄを常に監視し、受信波信号ｂの立ち上り及
び立ち下りと比較信号ｄの立ち上り又は立ち下り
と一致しない状態では、それ迄出力していた比較
波信号ｄ（この場合には遅延波信号ｄ）を引続き
比較波信号として出力するように遅延波選択回路
１０に制御される。また、比較波信号ｄと受信波
信号ｂの立ち上り又は立ち下りが一致したすなわ
ち位相差が0゜又は180゜の正又は負の整数倍である
ときには上記遅延波選択回路１０に別の比較波信
号と切換えるよう制御指令を送り、該遅延波選択
回路１０はそれまで遅延波選択制御回路９及び
AND回路１１に送つていた基準波信号ａ又は該
基準波信号ａに対して90゜の位相遅れを持つた遅
延波信号ｃを異つたものに切換える（この場合に
はｄ＝ｃ→ｄ＝ａ）ようにする。つまり、比較波
信号ｄと受信波信号ｂとが入力された際に上記
AND回路１１からの出力信号ｅが0゜又は180゜の
パルス幅を持たないように、上記遅延波選択制御
回路９は上記遅延波選択回路１０に対して信号ａ
又はｃのどちらかを選択して比較波信号ｄとして
送るように位相制御を行つている。
前記のようにして選択された比較波信号ｄは、
AND回路１１に入力され、カルマン渦の無い状
態での受信波信号b0を中心として位相変調された
受信波信号b1およびb2と順次比較され、左巻きの
カルマン渦の部分を通過した際の比較出力信号e1
はカルマン渦が無い部分を通過した際の比較出力
信号e0よりパルス巾が狭く、右巻きのカルマン渦
の部分を通過した際の比較出力信号e2は前記比較
出力信号e0よりパルス巾が広い信号としてAND
回路１１から取り出される。これらの各比較出力
信号e0，e1，e2の立ち上り又は下ち下りは一致し
ているので、これらの各比較出力信号はローパス
フイルター１２を通させると超音波信号が除去さ
れ、カルマン渦の影響を受けない比較出力信号e0
を基準レベルとしてマイナス又はプラスに増減す
る正弦波出力としてカルマン渦の位相変調成分が
検出され、当該出力に基づいて流速の測定を行う
ことができる。
AND回路１１に入力され、カルマン渦の無い状
態での受信波信号b0を中心として位相変調された
受信波信号b1およびb2と順次比較され、左巻きの
カルマン渦の部分を通過した際の比較出力信号e1
はカルマン渦が無い部分を通過した際の比較出力
信号e0よりパルス巾が狭く、右巻きのカルマン渦
の部分を通過した際の比較出力信号e2は前記比較
出力信号e0よりパルス巾が広い信号としてAND
回路１１から取り出される。これらの各比較出力
信号e0，e1，e2の立ち上り又は下ち下りは一致し
ているので、これらの各比較出力信号はローパス
フイルター１２を通させると超音波信号が除去さ
れ、カルマン渦の影響を受けない比較出力信号e0
を基準レベルとしてマイナス又はプラスに増減す
る正弦波出力としてカルマン渦の位相変調成分が
検出され、当該出力に基づいて流速の測定を行う
ことができる。
すなわち第２図の信号のタイミング図に示して
ある通り、信号ａ，ｂ，ｃのデユーテイー比が50
％でカルマン渦による出力信号ｅの１レベルの幅
△Ｐの変化が0゜を越え90゜未満であれば上記の制
御によりパルス巾の変化としてカルマン渦の検出
ができる。該比較出力信号ｅはローパスフイルタ
ー１２を介して検出されたカルマン渦による出力
ｆが取り出され、当該出力ｆに基づいて流速計の
流速測定を行う。
ある通り、信号ａ，ｂ，ｃのデユーテイー比が50
％でカルマン渦による出力信号ｅの１レベルの幅
△Ｐの変化が0゜を越え90゜未満であれば上記の制
御によりパルス巾の変化としてカルマン渦の検出
ができる。該比較出力信号ｅはローパスフイルタ
ー１２を介して検出されたカルマン渦による出力
ｆが取り出され、当該出力ｆに基づいて流速計の
流速測定を行う。
上記の通り、本考案はその構成を簡素にし制御
系を全てデジタル化してデジタルIC等を用いて
回路構成を極めて単純なものにし且つ、調整個所
を無くしたものであり、カルマン渦検出に高い信
頼性を有する優れた効果を有するものである。
系を全てデジタル化してデジタルIC等を用いて
回路構成を極めて単純なものにし且つ、調整個所
を無くしたものであり、カルマン渦検出に高い信
頼性を有する優れた効果を有するものである。
図面は本考案の一実施例に示すものであり、第
１図は本考案の流速計に於けるカルマン渦検出の
の為の回路図であり、第２図は信号のタイミング
図である。 符号の説明、１……カルマン渦検出用センサー
部本体、２……流体用管、３……カルマン渦発生
体、４……超音波送信用マイク、５……受信用マ
イク、６……基準波発振回路、７……受信回路、
８……遅延波発生回路、９……遅延波信号選択制
御回路、１０……遅延波波選択回路、１１……
AND回路、１２……ローパスフイルター、１３
……抵抗、１４……コンデンサー。
１図は本考案の流速計に於けるカルマン渦検出の
の為の回路図であり、第２図は信号のタイミング
図である。 符号の説明、１……カルマン渦検出用センサー
部本体、２……流体用管、３……カルマン渦発生
体、４……超音波送信用マイク、５……受信用マ
イク、６……基準波発振回路、７……受信回路、
８……遅延波発生回路、９……遅延波信号選択制
御回路、１０……遅延波波選択回路、１１……
AND回路、１２……ローパスフイルター、１３
……抵抗、１４……コンデンサー。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 基準波発振回路から一定周期の矩形波による超
音波の基準波信号を発生させて送信用マイクを介
してカルマン渦列中に伝送させ、カルマン渦列中
を通過して位相変調された受信波を受信用マイク
で検出し、当該受信波に基づいて受信回路から矩
形波による超音波の受信波信号を発生させ、前記
基準波信号と受信波信号に基づいて造られた二つ
の信号が比較回路に入力され、比較回路では当該
両信号を比較してカルマン渦による位相差をパス
巾の変化として検出し、この比較回路の出力はロ
ーパスフイルターを介して当該出力から超音波信
号を除去してカルマン渦による位相変調成分を取
出すようにした超音波検出式カルマン渦流速計に
おいて、 前記基準波信号を受けた遅延波発生回路では基
準波信号に対して一定の位相差を有した少なくと
も１種類以上の矩形波による超音波の遅延波信号
を造ると共に、当該遅延波信号と基準波信号とを
遅延波選択回路に出力させ、この遅延波選択回路
では遅延波信号と基準波信号のいずれかを選択し
て比較波信号として出力させ、該遅延波選択回路
から出力される比較波信号の選択は、前記受信回
路からの受信波信号と前記遅延波選択回路からの
比較波信号を受けた遅延波選択制御回路が当該両
信号の立ち上り又は立ち下りが一致するか否か判
別して、一致しない場合には引続き同じ比較波信
号を一致する場合には別の比較波信号を出力する
よう前記遅延波選択回路を切換え制御させ、この
遅延波選択回路からの比較波信号と前記受信回路
からの受信波信号とを前記比較回路の入力信号と
したことを特徴とする超音波検出式カルマン渦流
速計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19955683U JPS60109020U (ja) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | 超音波検出式カルマン渦流速計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19955683U JPS60109020U (ja) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | 超音波検出式カルマン渦流速計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60109020U JPS60109020U (ja) | 1985-07-24 |
| JPH0230734Y2 true JPH0230734Y2 (ja) | 1990-08-20 |
Family
ID=30759586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19955683U Granted JPS60109020U (ja) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | 超音波検出式カルマン渦流速計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60109020U (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6022625A (ja) * | 1983-07-18 | 1985-02-05 | Kubota Ltd | 超音波検出式カルマン渦流速計 |
-
1983
- 1983-12-28 JP JP19955683U patent/JPS60109020U/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6022625A (ja) * | 1983-07-18 | 1985-02-05 | Kubota Ltd | 超音波検出式カルマン渦流速計 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60109020U (ja) | 1985-07-24 |
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