JPH0436405Y2 - - Google Patents

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JPH0436405Y2
JPH0436405Y2 JP18580283U JP18580283U JPH0436405Y2 JP H0436405 Y2 JPH0436405 Y2 JP H0436405Y2 JP 18580283 U JP18580283 U JP 18580283U JP 18580283 U JP18580283 U JP 18580283U JP H0436405 Y2 JPH0436405 Y2 JP H0436405Y2
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time
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sampling
counter
timing
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  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の属する技術分野〕 本考案は例えば超音波流量計に用いるのに適し
た超音波伝播時間検出回路装置の改良に関するも
のであるが、以下、TLL(Time Locked Loop)
方式と呼ばれる超音波流量計を例にとり説明す
る。
[Detailed description of the invention] [Technical field to which the invention pertains] The present invention relates to the improvement of an ultrasonic propagation time detection circuit device suitable for use in, for example, an ultrasonic flowmeter. )
This will be explained using an example of an ultrasonic flowmeter known as a method.

〔従来技術とその問題点〕[Prior art and its problems]

TLL方式による超音波伝播時間検出回路装置
は本件出願人によつて昭和50年に発行された富士
時報第48巻第2号第29頁ないし第38頁において詳
細に開示されている。そして、第1図はその富士
時報に掲載されたTLL方式による超音波伝播時
間検出回路の原理を示すブロツク図である。同図
において、1は受信回路、2はカウンタ、3は時
間差検出回路、4は電圧制御発振器(VCO)、5
は同期発生回路、6は送信回路、8a,8bはそ
れぞれ振動子、である。
The ultrasonic propagation time detection circuit device using the TLL method is disclosed in detail in Fuji Jiho, Vol. 48, No. 2, pages 29 to 38, published by the applicant in 1975. FIG. 1 is a block diagram showing the principle of an ultrasonic propagation time detection circuit using the TLL method published in the Fuji Jiho. In the figure, 1 is a receiving circuit, 2 is a counter, 3 is a time difference detection circuit, 4 is a voltage controlled oscillator (VCO), and 5
1 is a synchronization generating circuit, 6 is a transmitting circuit, and 8a and 8b are each a vibrator.

次に回路動作を説明する。送信回路6により駆
動された送信側振動子8aは、測定媒体中に超音
波パルスを送出する。受信側振動子8bはその超
音波パルスを受信し、受信出力を受信回路1に送
る。他方、同期発生回路5では、発振器4より出
力されるパルスに同期してスタートパルスを発生
して前記送信回路6をスタートさせると共に、カ
ウンタ2をスタートさせる。
Next, the circuit operation will be explained. The transmitting side transducer 8a driven by the transmitting circuit 6 sends out ultrasonic pulses into the measurement medium. The receiving side transducer 8b receives the ultrasonic pulse and sends the received output to the receiving circuit 1. On the other hand, the synchronization generating circuit 5 generates a start pulse in synchronization with the pulse output from the oscillator 4 to start the transmitting circuit 6 and also starts the counter 2.

カウンタ2は、発振器4からの繰り返し周波数
がのパルスをN個カウントしたらカウント終了
信号を時間差検出回路3へ送出するようになつて
いる。Nは適当に選択された整数である。
The counter 2 is configured to send a count end signal to the time difference detection circuit 3 after counting N pulses with a repetition frequency from the oscillator 4. N is an appropriately chosen integer.

時間差検出回路3では、超音波パルスが送信側
振動子8aから受信側振動子8bまで測定媒体中
を伝播し終えたとき受信回路1からタイミング信
号を与えられるとともに、カウンタ2から繰り返
し周波数のパルスをN個カウントし終えた旨の
計数動作終了信号を与えられる。そして、時間差
検出回路3は、受信回路1から送出されたタイミ
ング信号(伝播終了信号)とカウンタ2から送出
された計数動作終了信号の時間差をこれに比例す
る電圧値に変換し、この電圧値が所定値たとえば
ほぼ零になるように発振器4の繰り返し周波数を
制御する。すなわち、時間差検出回路3は、等価
的に、伝播に要した時間tとカウントに要した時
間N/を比較し、その時間差(t−N/)が所定値 たとえば零になるように発振器4の繰り返し周波
数を制御する。その結果、t=N/なる関係が成 立し、これを変形すると=N/tとなるので、発 振器4の出力周波数により、超音波パルスの伝
播時間の逆数1/tのN倍の値を取り出すことが出 来る。
The time difference detection circuit 3 receives a timing signal from the receiving circuit 1 when the ultrasonic pulse has finished propagating through the measurement medium from the transmitting side transducer 8a to the receiving side transducer 8b, and receives a pulse with a repetition frequency from the counter 2. A counting operation end signal indicating that N counts have been completed is given. Then, the time difference detection circuit 3 converts the time difference between the timing signal (propagation end signal) sent out from the receiving circuit 1 and the counting operation end signal sent out from the counter 2 into a voltage value proportional to this, and this voltage value is The repetition frequency of the oscillator 4 is controlled to a predetermined value, for example approximately zero. That is, the time difference detection circuit 3 equivalently compares the time t required for propagation and the time N/ required for counting, and controls the oscillator 4 so that the time difference (t-N/) becomes a predetermined value, for example, zero. Control repetition frequency. As a result, the relationship t=N/ is established, and when this is transformed, it becomes =N/t, so the output frequency of the oscillator 4 is used to extract the value N times the reciprocal of the propagation time of the ultrasonic pulse, 1/t. I can do it.

次に、受信側振動子8bを送信側振動子とし、
送信側振動子8aを受信側振動子として、測定媒
体中をこれまでとは逆方向に超音波パルスを伝播
させ、同様の操作を行なつて発振器4の出力周波
数を求める。
Next, the receiving side vibrator 8b is set as a transmitting side vibrator,
Using the transmitting-side transducer 8a as the receiving-side transducer, an ultrasonic pulse is propagated in the measurement medium in the opposite direction, and the same operation is performed to determine the output frequency of the oscillator 4.

このようにして得られた発振器4からの二つの
出力周波数の値を用いて測定媒体の超音波伝播方
向に関係した流れの流量を求めるが、TLL方式
の超音波流量計の原理であるが、その詳細は本考
案とは直接関係がないので、これ以上の説明は省
く(詳細が知りたければ、例えば特開昭51−
101569号公報、特開昭54−149669号公報などを参
照されたい)。
The two output frequency values from the oscillator 4 obtained in this way are used to determine the flow rate related to the ultrasonic propagation direction of the measurement medium, which is the principle of the TLL type ultrasonic flowmeter. Since the details are not directly related to the present invention, further explanation will be omitted (if you want to know the details, please refer to
101569, JP-A-54-149669, etc.).

第2図は従来の超音波伝播時間検出回路装置を
含むTLL方式超音波流量計を示すブロツク図、
第2A図は第2図における時間差検出回路3の詳
細を示す回路図である。
Figure 2 is a block diagram showing a TLL type ultrasonic flowmeter including a conventional ultrasonic propagation time detection circuit device.
FIG. 2A is a circuit diagram showing details of the time difference detection circuit 3 in FIG. 2.

これらの図において、第1図におけるのと同じ
要素には同じ符号を付してある。そのほか、7は
タイミング発生回路、S1a,S1bはそれぞれサンプ
リング接点、S2a,S2b,S4a,S4bはそれぞれ切換
接点、S3は同期スタート接点、である。
In these figures, the same elements as in FIG. 1 are given the same reference numerals. In addition, 7 is a timing generation circuit, S 1a and S 1b are sampling contacts, S 2a , S 2b , S 4a and S 4b are switching contacts, and S 3 is a synchronization start contact.

タイミング発生回路7はたとえば4個のフリツ
プフロツプ(FF)が縦続接続されて成り、第1
段のFFのQ出力からタイミングパルスAが、第
2段のFFのQ出力からタイミングパルスBが、
第3段のFFのQ出力からタイミングパルスCが、
そして最終段のFFのQ出力からタイミングパル
スDがそれぞれ取出されるようになつている。
The timing generation circuit 7 is made up of, for example, four flip-flops (FF) connected in cascade.
Timing pulse A is generated from the Q output of the FF in the second stage, and timing pulse B is generated from the Q output of the FF in the second stage.
The timing pulse C is output from the Q output of the third stage FF.
Timing pulses D are each taken out from the Q output of the final stage FF.

第3図は第2図、第2A図の回路における各部
信号のタイミングチヤートである。
FIG. 3 is a timing chart of various signals in the circuits of FIGS. 2 and 2A.

第2図、第3図を参照して回路動作の概要を説
明する。
An outline of the circuit operation will be explained with reference to FIGS. 2 and 3.

第2図において、切換接点S4a,S4bおよび切換
接点S2はタイミングパルスDがL(ロウ)のとき
実線位置にあり、そしてタイミングパルスDがH
(ハイ)のとき破線位置にあるとする。しかして、
今、タイミングパルスA〜DがすべてL(ロウ)
になつたタイミングt1において、同期発生回路5
が送信回路6から送信パルスイを送出させ、かつ
スタート接点S3を閉じる。
In FIG. 2, switching contacts S 4a , S 4b and switching contact S 2 are at the solid line position when timing pulse D is L (low), and when timing pulse D is H
(high), it is assumed to be at the broken line position. However,
Now, timing pulses A to D are all L (low)
At timing t 1 , the synchronization generation circuit 5
causes the transmission circuit 6 to send out a transmission pulse I and closes the start contact S3 .

このため送信側振動子8aから超音波パルスが
送出され受信側振動子8bはこれを受ける。これ
により受信回路1がタイミングt2において受信波
出力ロを発生し、時間差検出回路3へ送る。他
方、カウンタ2は、発振器4aからの出力パルス
をN個カウントし、カウントし終わるとカウント
エンド信号ハを、そのしばらく前のタイミングで
H(ハイ)にしていたのをLに転じて時間差検出
回路3へカウントの終了を知らせる。
Therefore, ultrasonic pulses are sent out from the transmitting side transducer 8a and received by the receiving side transducer 8b. As a result, the receiving circuit 1 generates a received wave output RO at timing t 2 and sends it to the time difference detection circuit 3 . On the other hand, the counter 2 counts N output pulses from the oscillator 4a, and when the count is finished, the count end signal C, which had been set to H (high) at a timing a while before, is changed to L, and the time difference detection circuit 3 to notify the end of the count.

時間差検出回路3の詳細を示した回路図である
第2A図を参照する。NANDゲートは、タイミ
ングt2において受信した受信波出力ロによつてそ
の出力レベルをLに転じてトランジスタTrをオ
フに転じる。そのため、それまで定電流源からト
ランジスタTrを通つて流れていた電流Iがダイ
オードDiを通つてコンデンサCpに流れ込み、コン
デンサCpの両端電圧が次第に上昇する。
Please refer to FIG. 2A, which is a circuit diagram showing details of the time difference detection circuit 3. The NAND gate changes its output level to L according to the received wave output L received at timing t2 , and turns off the transistor T r . Therefore, the current I that had been flowing from the constant current source through the transistor T r flows into the capacitor C p through the diode D i , and the voltage across the capacitor C p gradually increases.

次にNANDゲートは、タイミングt3において、
カウント終了によりカウントエンド信号ハがHか
らLに転じたのを検出すると、その出力をHに転
じてトランジスタTrをオンに転じる。このため
電流IはトランジスタTrを流れ、コンデンサCp
への充電は止み、ランプ出力ニが発生する。この
ランプ出力の大きさΔRは結局、先に第1図を参
照して説明したように、超音波パルスの伝播に要
した時間tとカウンタのカウントに要した時間
N/との時間差(t−N/)に相当する出力であ る。
Next, the NAND gate, at timing t 3 ,
When it is detected that the count end signal C changes from H to L due to the end of counting, the output is changed to H and the transistor T r is turned on. Therefore, current I flows through transistor T r and capacitor C p
Charging stops and lamp output d occurs. The magnitude ΔR of this lamp output is determined by the time difference (t- This is an output corresponding to N/).

次にタイミングパルスAとDがLであり、Bと
CがHとなる期間(サンプリング期間)t4におい
てサンプリング接点S1aが閉じ、ランプ出力の大
きさΔRが零になるように発振器4aの発振周波
1を制御する。
Next, during a period (sampling period) t 4 in which timing pulses A and D are L and timing pulses B and C are H (sampling period), the sampling contact S 1a closes, and the oscillator 4a oscillates so that the magnitude of the lamp output ΔR becomes zero. Control frequency 1 .

次にタイミングパルスDがH(ハイ)になると、
切換接点S4a,S4bおよび切換接点S2が実線位置か
ら破線位置へ切り換えられる。そしてタイミング
パルスDがLからHに転じるタイミングt5におい
て、同期発生回路5か送信パルスイを送出させ、
かつスタート接点S3を閉じ、また第2A図のスイ
ツチSWも瞬時だけ閉じてコンデンサCpを放電さ
せておく。
Next, when timing pulse D becomes H (high),
Switching contacts S 4a , S 4b and switching contact S 2 are switched from the solid line position to the dashed line position. Then, at timing t5 when the timing pulse D changes from L to H, the synchronization generating circuit 5 sends out a transmission pulse I,
Then, the start contact S3 is closed, and the switch SW shown in FIG. 2A is also closed momentarily to discharge the capacitor Cp .

この結果、今度は受信側振動子8bが受信側と
なり、発振側振動子8aが受信側となつて、超音
波パルスの伝播方向が反転する。以下同様にし
て、次のサンプリング期間t5においてサンプリン
グ接点S1bが閉じ、ランプ出力の大きさが零にな
るように発振器4bの発振周波数2を制御する。
このようにして、発振器4a,4bの発振周波数
12の差Δを周波数差検出回路9にて検出し、
そして図示されていない演算回路にて、二つの周
波数の差Δから流量を良く知られた演算式に従
つて算出する。
As a result, the receiving side transducer 8b now becomes the receiving side, the oscillating side transducer 8a becomes the receiving side, and the propagation direction of the ultrasonic pulse is reversed. Thereafter, in the same manner, the sampling contact S 1b is closed in the next sampling period t 5 and the oscillation frequency 2 of the oscillator 4b is controlled so that the magnitude of the lamp output becomes zero.
In this way, the oscillation frequency of the oscillators 4a and 4b
The difference Δ between 1 and 2 is detected by the frequency difference detection circuit 9,
Then, a calculation circuit (not shown) calculates the flow rate from the difference Δ between the two frequencies according to a well-known calculation formula.

以上、従来の超音波伝播時間検出回路装置を含
む流量計の動作概要を説明した。ここで問題は、
サンプリング期間t4,t5等がタイミングA〜Dの
各論理値の組合せで決まる或る固定したタイミン
グに選定されており、受信回路1からの受信波出
力やカウンタ2からのカウントエンド信号とは直
接連動するような関係にはないことと関連して、
流量の測定値に誤差が発生することである。
The outline of the operation of a flowmeter including a conventional ultrasonic propagation time detection circuit device has been described above. The problem here is
The sampling periods t4 , t5 , etc. are selected at fixed timings determined by the combination of each logical value of timings A to D, and the received wave output from the receiving circuit 1 and the count end signal from the counter 2 are In connection with the fact that there is no direct interlocking relationship,
This is because an error occurs in the measured value of flow rate.

以下、この問題点を第4図を参照して具体的に
説明する。
This problem will be specifically explained below with reference to FIG.

第4図において、αは第1回目の測定時におけ
るランプ出力波形を、βは第2回目の測定時にお
けるランプ出力波形をそれぞれ示すものとする。
In FIG. 4, α represents the lamp output waveform during the first measurement, and β represents the lamp output waveform during the second measurement.

ランプ出力波形(第2A図において、コンデン
サCpの両端に発生する電圧波形)は本来、その最
高レベルMを持続する筈であるが、実際には、第
2A図のダイオードDiにおける漏れ電流、その他
の事情により時間と共にレベルが低下してくる。
第4図ではその低下してくる様子を分り易く示す
ため誇張して示してある。
The lamp output waveform (the voltage waveform generated across the capacitor C p in FIG. 2A) should originally maintain its highest level M, but in reality, the leakage current in the diode D i in FIG. 2A, The level decreases over time due to other circumstances.
In FIG. 4, it is exaggerated in order to clearly show how it decreases.

第1回目のランプ出力波形αがその最高レベル
Mに達した時点と、第2回目のランプ出力波形β
が同じ最高レベルMに達した時点(実際には、第
1回目と第2回目ではその最高レベルが相違する
のが普通であるが、ここでは説明を分り易くする
ため同一としている)では、固定的なタイミング
位相をもつサンプリング時点tsを基準として見た
場合、ΔTの時間差があつたとする。すると、サ
ンプリング時点tsでは、第1回目のランプ出力波
形αは、最高レベルMよりΔL2だけ低下したレベ
ルでサンプリングされるのに対し、第2回目のラ
ンプ出力波形βは、ΔL1だけ低下したレベルでサ
ンプリングされる。
When the first lamp output waveform α reaches its highest level M and the second lamp output waveform β
When they reach the same highest level M (in reality, the highest level is usually different for the first and second time, but here it is assumed to be the same for the sake of clarity), the fixed Assume that there is a time difference of ΔT when looking at the sampling time t s with a timing phase of . Then, at sampling time t s , the first lamp output waveform α is sampled at a level that is lower than the highest level M by ΔL 2 , whereas the second lamp output waveform β is sampled at a level that is lower than the highest level M by ΔL 1 . sampled at the specified level.

第4図から明らかなように、ΔL1=/ΔL2である
から、本来、αとβでは、同じ大きさMがサンプ
リングされるべき所を、(M−ΔL2)と(M−
ΔL1)という異なつた大きさがサンプリングされ
ることとなり、これが測定周波数に誤差となつて
影響してくることである。
As is clear from FIG. 4, since ΔL 1 = /ΔL 2 , originally the same size M should be sampled for α and β, but (M−ΔL 2 ) and (M−
Different sizes of ΔL 1 ) will be sampled, and this will affect the measurement frequency as an error.

〔考案の目的〕[Purpose of invention]

本考案は、上述の如き従来技術の問題点を解決
するためになされたものであり、従つて本考案の
目的は、時間差検出回路の出力のサンプリング時
点が固定的なタイミング位相をもつことに起因し
て生じる測定誤差を解消することのできる超音波
伝播時間検出回路装置を提供することにある。
The present invention was made in order to solve the problems of the prior art as described above, and the purpose of the present invention is to solve the problems caused by the fact that the sampling point of the output of the time difference detection circuit has a fixed timing phase. An object of the present invention is to provide an ultrasonic propagation time detection circuit device that can eliminate measurement errors caused by the ultrasonic propagation time detection circuit device.

〔考案の要点〕[Key points of the idea]

本考案の要点は、時間差検出回路の出力のサン
プリング時点を固定的なタイミング位相のものと
するのでなく、ランプ出力波形が最高レベルに達
した時点を基準として定めるようにした点、つま
りランプ出力波形が最高レベルに達した時点が変
動したとすれば(第4図のαとβの如く)、その
変動した時点を基準にして定めるようにした点に
ある。
The key point of the present invention is that the sampling point of the output of the time difference detection circuit is not determined based on a fixed timing phase, but is determined based on the point in time when the lamp output waveform reaches the highest level. If the time point at which the value reaches the highest level fluctuates (as in α and β in FIG. 4), the difference is determined based on the time point at which the fluctuation occurs.

〔考案の実施例〕[Example of idea]

次に図を参照して本考案の実施例を説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第5図は本考案の第1実施例を示すブロツク図
である。同図に示す実施例が第2図に示した従来
回路と本質的に相違する点は、サンプリング時間
設定回路10を追加し、該設定回路10は、カウ
ンタ2からのカウント終了信号ハ(第3図におけ
るランプ出力ニのタイミングt3)を基準にしてそ
れより或る一定時間ΔTs後(その一定時間ΔTs
は零でもよい)にサンプリング接点S1aまたはS1b
を閉じてサンプリングを行なうようにした点であ
る。
FIG. 5 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention. The embodiment shown in the figure is essentially different from the conventional circuit shown in FIG. Sampling contact S 1a or S 1b is set after a certain period of time ΔT s (the certain period of time ΔT s may be zero) based on the timing t 3 of lamp output 2 in the figure.
The point is that sampling is performed by closing the .

すなわち、サンプリング時間設定回路10は、
第5A図に示すように、カウンタ2からのカウン
ト終了信号ハを受けて一定時間ΔTs(この一定時
間ΔTsは零でもよい)後に出力信号を発信する
ΔTs遅延回路11と、このΔTs遅延回路11の出
力信号を受けて所定時間幅のサンプリングパルス
を発生する単安定マルチバイブレータ(MMV)
12とからたとえば構成されている。そして、こ
の単安定マルチバイブレータ12の出力信号つま
りサンプリング時間設定回路10の出力信号ホは
アンド回路A1,A2に導かれる。アンド回路A
1,A2の他方の入力端子にはそれぞれサンプリ
ングパルスDの否定信号およびサンプリングパ
ルスDが導かれている。その否定信号は、たと
えばインバータによつてサンプリングパルスDを
反転させることによつて形成するかまたはタイミ
ング発生回路7の最終段フリツプフロツプの出
力から取出すことができる。
That is, the sampling time setting circuit 10 is
As shown in FIG. 5A, the ΔT s delay circuit 11 receives the count end signal from the counter 2 and transmits an output signal after a certain period of time ΔT s (this certain period of time ΔT s may be zero), and this ΔT s A monostable multivibrator (MMV) that receives the output signal of the delay circuit 11 and generates a sampling pulse with a predetermined time width.
For example, it is composed of 12. The output signal of the monostable multivibrator 12, that is, the output signal E of the sampling time setting circuit 10, is guided to AND circuits A1 and A2. AND circuit A
A negation signal of the sampling pulse D and a sampling pulse D are introduced to the other input terminals of the input terminals 1 and A2, respectively. The negation signal can be formed by inverting the sampling pulse D, for example by an inverter, or can be taken from the output of the final flip-flop of the timing generation circuit 7.

従つて、サンプリングパルスDおよびその否定
信号によつてサンプリング接点S1a,S1bの選択
がなされ、そしてサンプリング時間設定回路10
の出力信号ホの生起によつてその選択されたサン
プリング接点S1a,S1bのON時が規定される。
Therefore, the sampling contacts S 1a and S 1b are selected by the sampling pulse D and its negative signal, and the sampling time setting circuit 10
The ON time of the selected sampling contacts S 1a and S 1b is determined by the occurrence of the output signal E of .

第6図に本考案を実施した場合のランプ出力波
形とサンプリング時点の関係を示す。すなわち同
図に見られるように、本考案を実施した場合に
は、第1回目のランプ出力波形αが最高レベルM
に達した時点から一定時間ΔTs後のタイミングtα
がサンプリング時点とされてその後単安定マルチ
バイブレータ12によつて決まる所定時間がサン
プリング期間とされ、また第2回目のランプ出力
波形βが最高レベルMに達した時点から同じく一
定時間ΔTs後のタイミングtβがサンプリング時点
とされて同様にその後単安定マルチバイブレータ
12によつて決まる所定時間がサンプリング期間
とされるので、最高レベルMからのαの低下量
ΔL2とβの低下量ΔL1は等しくなり、従つて測定
誤差が発生しないことが認められるであろう。
FIG. 6 shows the relationship between the lamp output waveform and the sampling time point when the present invention is implemented. That is, as seen in the figure, when the present invention is implemented, the first lamp output waveform α reaches the highest level M
Timing tα after a certain period of time ΔT s after reaching .
is taken as the sampling time, and thereafter a predetermined time determined by the monostable multivibrator 12 is taken as the sampling period, and the timing is also a certain period of time ΔT s after the second lamp output waveform β reaches the highest level M. Since tβ is taken as the sampling time and a predetermined time thereafter similarly determined by the monostable multivibrator 12 is taken as the sampling period, the amount of decrease in α from the highest level M, ΔL 2 , and the amount of decrease in β, ΔL 1 , are equal. , so it will be observed that no measurement error occurs.

第7図は本考案の第2実施例のブロツク図であ
る。この第2実施例が第1実施例と相違する点は
カウンタ2の後段にこのカウンタ2の出力信号つ
まりカウント終了信号ハを所定時間τ遅らせる遅
延回路13を設け、この遅延回路13の出力信号
ヘをサンプリング時間設定回路10へ導くように
した点である。
FIG. 7 is a block diagram of a second embodiment of the present invention. The difference between the second embodiment and the first embodiment is that a delay circuit 13 is provided at the subsequent stage of the counter 2 to delay the output signal of the counter 2, that is, the count end signal C, by a predetermined time τ. is led to the sampling time setting circuit 10.

カウンタ2の後段に遅延回路13を設けるとい
う考えは冒頭で挙げた富士時報にも開示されてい
る。この場合には、サンプリング時間設定回路1
0を構成する遅延回路11の遅延時間ΔTs′は
ΔTs′=ΔTs+τとなるように設定される。
The idea of providing the delay circuit 13 after the counter 2 is also disclosed in the Fuji Times mentioned at the beginning. In this case, sampling time setting circuit 1
The delay time ΔT s ′ of the delay circuit 11 constituting 0 is set so that ΔT s ′=ΔT s +τ.

第8図は本考案の第3実施例のブロツク図であ
る。この第3実施例が第1実施例と異なる点は受
信回路1の出力信号ロをサンプリング時間設定回
路10に導くようにした点である。従つて、この
場合には、このサンプリング時間設定回路10を
構成する遅延回路10の遅延時間ΔTs″は時間差
検出回路3にて検出される時間差を経験的に予測
してその時間差よりも短くならないように設定さ
れる。
FIG. 8 is a block diagram of a third embodiment of the present invention. The third embodiment differs from the first embodiment in that the output signal LO of the receiving circuit 1 is guided to the sampling time setting circuit 10. Therefore, in this case, the delay time ΔT s ″ of the delay circuit 10 constituting the sampling time setting circuit 10 is not shorter than the time difference detected by the time difference detection circuit 3, which is empirically predicted. It is set as follows.

なお、第5図の実施例において、遅延時間ΔTs
を零に設定した場合には、第5A図における遅延
回路11は省略することができる。
In addition, in the embodiment shown in FIG. 5, the delay time ΔT s
When is set to zero, the delay circuit 11 in FIG. 5A can be omitted.

〔考案の効果〕[Effect of idea]

以上説明したように本考案によれば、超音波伝
播時間検出回路装置において、時間差検出回路の
出力のサンプリング時点が固定的なタイミング位
相をもつことに起因して従来生じていた測定誤差
を解消できという利点がある。
As explained above, according to the present invention, in an ultrasonic propagation time detection circuit device, it is possible to eliminate the measurement error that conventionally occurs due to the fact that the sampling point of the output of the time difference detection circuit has a fixed timing phase. There is an advantage.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はTLL方式による超音波伝播時間検出
回路の原理を示すブロツク図、第2図は従来の超
音波伝播時間検出回路装置を含むTLL方式超音
波流量計を示すブロツク図、第2A図は第2図に
おける時間差検出回路3の詳細を示すブロツク
図、第3図は第2図における各部信号のタイミン
グチヤート、第4図は従来技術における問題点を
説明するためのランプ出力波形図、第5図は本考
案の第1実施例を示すブロツク図、第5A図はそ
の要部の構成の一例を示すブロツク図、第6図は
本考案を実施した場合におけるランプ出力波形と
サンプリング時点との関係を示した説明図、第7
図および第8図は本考案の第2実施例および第3
実施例のブロツク図である。 符号の説明、1……受信回路、2……カウン
タ、3……時間差検出回路、4……電圧制御発振
器(VCO)、5……同期発生回路、6……送信回
路、7……タイミング発生回路、8a,8b……
振動子、9……周波数差検出回路、10……サン
プリング時間設定回路、11……遅延回路、12
……単安定マルチバイブレータ、A1,A2……
アンド回路。
Fig. 1 is a block diagram showing the principle of an ultrasonic propagation time detection circuit using the TLL method, Fig. 2 is a block diagram showing a TLL method ultrasonic flowmeter including a conventional ultrasonic propagation time detection circuit device, and Fig. 2A is a block diagram showing the principle of an ultrasonic propagation time detection circuit using the TLL method. FIG. 2 is a block diagram showing details of the time difference detection circuit 3, FIG. 3 is a timing chart of various signals in FIG. 2, FIG. 4 is a lamp output waveform diagram for explaining problems in the prior art, and FIG. The figure is a block diagram showing the first embodiment of the present invention, Figure 5A is a block diagram showing an example of the configuration of its main parts, and Figure 6 is the relationship between the lamp output waveform and the sampling time when the present invention is implemented. Explanatory diagram showing 7th
8 and 8 show the second and third embodiments of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of an embodiment. Explanation of symbols, 1... Receiving circuit, 2... Counter, 3... Time difference detection circuit, 4... Voltage controlled oscillator (VCO), 5... Synchronization generation circuit, 6... Transmission circuit, 7... Timing generation Circuit, 8a, 8b...
Oscillator, 9... Frequency difference detection circuit, 10... Sampling time setting circuit, 11... Delay circuit, 12
...Monostable multivibrator, A1, A2...
AND circuit.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 カウンタが発振器の発振出力を設定値に達する
まで計数したときに該カウンタから出力される計
数動作終了信号に、前記カウンタと同期して駆動
される送信回路側の超音波振動子から発射された
超音波が測定媒体中を伝播して受信回路側の超音
波振動子に到達したときに該受信回路から出力さ
れる伝播終了信号とが入力され、前記計数動作終
了信号と前記伝播終了信号の時間差をこれに比例
する電圧信号に変換した後、前記電圧信号をサン
プリングし、このサンプル値(電圧値)が所定値
になるように前記発振器の発振周波数を制御し、
この発振器の発振周波数から前記超音波の伝播時
間を検出する回路装置において、 前記電圧信号をサンプリングするタイミングを
前記カウンタの計数終了時刻または超音波の伝播
終了時刻を基準にして決定する手段を具備したこ
とを特徴とする超音波伝播時間検出回路装置。
[Claims for Utility Model Registration] When the counter counts the oscillation output of the oscillator until it reaches a set value, a counting operation end signal outputted from the counter causes a transmitting circuit driven in synchronization with the counter to A propagation end signal output from the receiving circuit when the ultrasonic wave emitted from the sonic transducer propagates through the measurement medium and reaches the ultrasonic transducer on the receiving circuit side is input, and the counting operation end signal is inputted. and converting the time difference between the propagation end signal into a voltage signal proportional to this, sampling the voltage signal, and controlling the oscillation frequency of the oscillator so that this sample value (voltage value) becomes a predetermined value,
The circuit device for detecting the propagation time of the ultrasonic wave from the oscillation frequency of the oscillator, further comprising means for determining the timing of sampling the voltage signal based on the counting end time of the counter or the propagation end time of the ultrasonic wave. An ultrasonic propagation time detection circuit device characterized by:
JP18580283U 1983-12-02 1983-12-02 Ultrasonic propagation time detection circuit device Granted JPS6093921U (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006038709A (en) * 2004-07-28 2006-02-09 Ricoh Elemex Corp Ultrasonic flowmeter

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JPS6093921U (en) 1985-06-26

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