JPH0537222Y2 - - Google Patents
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- JPH0537222Y2 JPH0537222Y2 JP16933586U JP16933586U JPH0537222Y2 JP H0537222 Y2 JPH0537222 Y2 JP H0537222Y2 JP 16933586 U JP16933586 U JP 16933586U JP 16933586 U JP16933586 U JP 16933586U JP H0537222 Y2 JPH0537222 Y2 JP H0537222Y2
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Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
ａ 産業上の利用分野
本考案は連続波位相差式超音波流速計に関す
る。
る。
ｂ 従来の技術
流体中の超音波の波長を一定にすべく／ｃを
一定に保つ従来技術による連続波超音波流速計に
おいては、流体中の音速の変動域が広い場合、例
えば流体が気体であつて気体の温度変動、密度変
動によつて音速が広い範囲で変動する場合、それ
に応じて超音波の周波数を変化させる超音波トラ
ンスデユーサの定格を超え、超音波の送受信に好
ましくない影響が現れることがある。
一定に保つ従来技術による連続波超音波流速計に
おいては、流体中の音速の変動域が広い場合、例
えば流体が気体であつて気体の温度変動、密度変
動によつて音速が広い範囲で変動する場合、それ
に応じて超音波の周波数を変化させる超音波トラ
ンスデユーサの定格を超え、超音波の送受信に好
ましくない影響が現れることがある。
第３図は、流体中を伝播する超音波の周波数を
一定に保ち、かつ流体中の音速変化に影響を受け
ることなく流速を測定することができる従来技術
による超音波流速計の一例のブロツクダイヤグラ
ムである。
一定に保ち、かつ流体中の音速変化に影響を受け
ることなく流速を測定することができる従来技術
による超音波流速計の一例のブロツクダイヤグラ
ムである。
固定周波数で発振する固定周波数発振回路
OSCの出力を第１の分周回路DIV１で第１の分
周比N0と第２の分周比N2で分周する（N0＜
N2）。第１の出力端子は周波数／N0の信号を、
第２の出力端子は周波数／N2の信号を出力す
る。第１の分周回路DIV１の出力と固定周波数発
振回路OSCの出力を２入力とするゲート回路
（例えばAND回路）の出力は順逆切替え回路Ｋを
経て２個の超音波トランスデユーサTa，Tbの一
方に送られ、超音波バーストを発生させる。超音
波は流速Ｖの流体中を伝播し他の超音波トランス
デユーサで受信される。受信された超音波信号は
電気信号に変換された後、順逆切替え回路Ｋを経
て増幅回路AMPに到る。増幅回路AMPの出力は
比較回路等からなる矩形波化回路RCTを経て第
２の分周回路DIV２に送られ分周され、第１の分
周回路DIV１の第１の出力端子の信号と同一パル
ス幅の信号となる。
OSCの出力を第１の分周回路DIV１で第１の分
周比N0と第２の分周比N2で分周する（N0＜
N2）。第１の出力端子は周波数／N0の信号を、
第２の出力端子は周波数／N2の信号を出力す
る。第１の分周回路DIV１の出力と固定周波数発
振回路OSCの出力を２入力とするゲート回路
（例えばAND回路）の出力は順逆切替え回路Ｋを
経て２個の超音波トランスデユーサTa，Tbの一
方に送られ、超音波バーストを発生させる。超音
波は流速Ｖの流体中を伝播し他の超音波トランス
デユーサで受信される。受信された超音波信号は
電気信号に変換された後、順逆切替え回路Ｋを経
て増幅回路AMPに到る。増幅回路AMPの出力は
比較回路等からなる矩形波化回路RCTを経て第
２の分周回路DIV２に送られ分周され、第１の分
周回路DIV１の第１の出力端子の信号と同一パル
ス幅の信号となる。
遅延時間設定用計数回路CNTは、例えば電圧
制御発振回路からなる周波数可変発振回路VOC
の出力周波数dを計数し、予め設定された数Ｎ
だけパスルを計数すると出力パルスを発生する。
周波数可変発振回路VOCは第１の分周回路DIV
１の第２の出力と同期してリセツトされる。
制御発振回路からなる周波数可変発振回路VOC
の出力周波数dを計数し、予め設定された数Ｎ
だけパスルを計数すると出力パルスを発生する。
周波数可変発振回路VOCは第１の分周回路DIV
１の第２の出力と同期してリセツトされる。
該出力パルスをトリガー信号として計測用パル
ス発生回路MPが周波数／N1の信号を発生す
る。計測用パルス発生回路MPは例えば第１の固
定周波数発振回路OSCの出力を、上記計数回路
CNTの出力をトリガー信号として分周比N1で分
周する分周回路で実現することができる。
ス発生回路MPが周波数／N1の信号を発生す
る。計測用パルス発生回路MPは例えば第１の固
定周波数発振回路OSCの出力を、上記計数回路
CNTの出力をトリガー信号として分周比N1で分
周する分周回路で実現することができる。
計測用パルス発生回路MPの出力と第２の分周
回路DIV２の出力の位相差が位相差検出回路PV
で求められ、その出力は位相差／電圧変換回路
Ｐ／Ｖで電圧信号に変換される。位相差／電圧変
換回路Ｐ／Ｖの出力は、上記順逆切換回路Ｋとと
もに、上記第１の分周回路DIV１の第２の出力端
子の信号（周波数／N2）に同期して、第１の
サンプルホールド回路SH１と第２のサンプルホ
ールド回路SH２に交互に保持される。
回路DIV２の出力の位相差が位相差検出回路PV
で求められ、その出力は位相差／電圧変換回路
Ｐ／Ｖで電圧信号に変換される。位相差／電圧変
換回路Ｐ／Ｖの出力は、上記順逆切換回路Ｋとと
もに、上記第１の分周回路DIV１の第２の出力端
子の信号（周波数／N2）に同期して、第１の
サンプルホールド回路SH１と第２のサンプルホ
ールド回路SH２に交互に保持される。
第１のサンプルホールド回路の保持内容と第２
のサンプルホールド回路の保持内容の和と差が、
それぞれ加算回路ADDと減算回路REDで求めら
れる。加算回路ADDの出力は上記周波数可変発
振回路VOCに帰還される。上記加算回路の出力
を一定に保つように、上記周波数可変発振回路
VOCの周波数が変化する。
のサンプルホールド回路の保持内容の和と差が、
それぞれ加算回路ADDと減算回路REDで求めら
れる。加算回路ADDの出力は上記周波数可変発
振回路VOCに帰還される。上記加算回路の出力
を一定に保つように、上記周波数可変発振回路
VOCの周波数が変化する。
上記減算回路REDの出力と、上記周波数可変
発振回路VOCの出力の２乗に対応する電圧の積
が、乗算回路MULで求められる。上記乗算回路
MULの出力は出力回路（図示せず）を用いて流
速Ｖとして表示される。
発振回路VOCの出力の２乗に対応する電圧の積
が、乗算回路MULで求められる。上記乗算回路
MULの出力は出力回路（図示せず）を用いて流
速Ｖとして表示される。
この場合、超音波トランスデユーサから送信さ
れる超音波の周波数が一定であるので、超音波ト
ランスデユーサを最良の条件のもとで使用するこ
とができる。周波数が一定であるにもかかわら
ず、超音波の音速とは無関係に流速を測定するこ
とができる。
れる超音波の周波数が一定であるので、超音波ト
ランスデユーサを最良の条件のもとで使用するこ
とができる。周波数が一定であるにもかかわら
ず、超音波の音速とは無関係に流速を測定するこ
とができる。
ｃ 考案が解決しようとする問題点
従来技術における計測用パルス発生回路MPを
実現する場合、固定周波数発振回路OSCとは別
に発振させるためその発振周波数を固定周波数発
振回路の出力周波数に一致させることが困難で
ある。
実現する場合、固定周波数発振回路OSCとは別
に発振させるためその発振周波数を固定周波数発
振回路の出力周波数に一致させることが困難で
ある。
本考案は計測用パルス発生回路MPを、第１の
固定周波数発振回路OSCとは独立に、その出力
周波数と同一の周波数で発振する発振回路で実
現した、連続波位相差式超音波流速計を提供する
ことを課題とする。
固定周波数発振回路OSCとは独立に、その出力
周波数と同一の周波数で発振する発振回路で実
現した、連続波位相差式超音波流速計を提供する
ことを課題とする。
ｄ 問題点を解決するための手段
上記問題点は、発振回路と、発振回路の周波数
の１／N0の周波数の出力を発生する第１の分
周回路と、発振回路の出力と第１の分周回路の出
力を２入力とするゲート回路と、上記ゲート回路
の出力に応じて超音波を送信し受信する超音波送
受信手段と、上記送受信手段で受信された信号を
分周比１／N1で分周する第２のの分周回路と、
計測用周波数可変発振回路と、受信された超音波
の位相と上記計測用周波数可変発振回路の出力の
位相の差を求める排他的的論理和回路からなる位
相差検出手段と、位相差検出手段の出力を電圧に
変換する位相差電圧変換回路と、超音波伝播方向
が流速に対して逆方向の時の位相差φ1と順方向
の時の位相差φ2の和φ1＋φ2を求める加算手段と、
位相差φ1と位相差φ2の差φ1−φ2を求める減算手
段と、上記加算手段の出力に応じて周波数が変化
する周波数可変発振回路と、該周波数可変発振回
路の出力を計数し所定の数Ｎだけ計数した時に上
記計測用周波数可変発振回路にトリガー信号を送
り出力を発生させる計数回路と、上記減算回路の
出力と上記周波数可変発振回路の周波数の２乗に
対応する信号の積を求める乗算回路を備え、上記
加算回路の出力を一定に保持したときの上記乗算
回路の出力から流速を得る連続波位相差式超音波
流速計において、 上記第１の分周回路の出力パルスの開始時点か
らの２つの所定の時間ta，tbを経過した時点にお
ける位相差電圧変換回路の出力をそれぞれ保持す
る第３と第４のサンプルホールド回路と、両サン
プルホールド回路の保持内容の差を求める変化率
検出回路を備え、変化率検出回路の出力を上記計
測用周波数可変発振回路に帰還し変化率検出回路
の出力をゼロに保つことを特徴とする連続波位相
差式超音波流速計によつて解決された。
の１／N0の周波数の出力を発生する第１の分
周回路と、発振回路の出力と第１の分周回路の出
力を２入力とするゲート回路と、上記ゲート回路
の出力に応じて超音波を送信し受信する超音波送
受信手段と、上記送受信手段で受信された信号を
分周比１／N1で分周する第２のの分周回路と、
計測用周波数可変発振回路と、受信された超音波
の位相と上記計測用周波数可変発振回路の出力の
位相の差を求める排他的的論理和回路からなる位
相差検出手段と、位相差検出手段の出力を電圧に
変換する位相差電圧変換回路と、超音波伝播方向
が流速に対して逆方向の時の位相差φ1と順方向
の時の位相差φ2の和φ1＋φ2を求める加算手段と、
位相差φ1と位相差φ2の差φ1−φ2を求める減算手
段と、上記加算手段の出力に応じて周波数が変化
する周波数可変発振回路と、該周波数可変発振回
路の出力を計数し所定の数Ｎだけ計数した時に上
記計測用周波数可変発振回路にトリガー信号を送
り出力を発生させる計数回路と、上記減算回路の
出力と上記周波数可変発振回路の周波数の２乗に
対応する信号の積を求める乗算回路を備え、上記
加算回路の出力を一定に保持したときの上記乗算
回路の出力から流速を得る連続波位相差式超音波
流速計において、 上記第１の分周回路の出力パルスの開始時点か
らの２つの所定の時間ta，tbを経過した時点にお
ける位相差電圧変換回路の出力をそれぞれ保持す
る第３と第４のサンプルホールド回路と、両サン
プルホールド回路の保持内容の差を求める変化率
検出回路を備え、変化率検出回路の出力を上記計
測用周波数可変発振回路に帰還し変化率検出回路
の出力をゼロに保つことを特徴とする連続波位相
差式超音波流速計によつて解決された。
ｅ 作用
上記計測用周波数可変発振回路の出力周波数と
第２の分周回路の出力周波数が同一であるとき、
上記排他的論理和回路からなる位相差検出手段の
出力を位相電圧変換回路で得られた信号は、計測
用パルス発生手段の出力と第２の分周回路の位相
差に対応する波高を有する矩形パルスである。
第２の分周回路の出力周波数が同一であるとき、
上記排他的論理和回路からなる位相差検出手段の
出力を位相電圧変換回路で得られた信号は、計測
用パルス発生手段の出力と第２の分周回路の位相
差に対応する波高を有する矩形パルスである。
これに対して上記計測用パルス発生手段の出力
周波数と第２の分周回路の出力周波数が異ると
き、上記排他的論理和回路からなる位相差検出手
段の出力を平滑回路で平滑した信号は、計測用パ
ルス発生手段の出力周波数と第２の分周回路の出
力周波数の差に対応するビート（うなり）によ
り、時間的に波高が変動する。
周波数と第２の分周回路の出力周波数が異ると
き、上記排他的論理和回路からなる位相差検出手
段の出力を平滑回路で平滑した信号は、計測用パ
ルス発生手段の出力周波数と第２の分周回路の出
力周波数の差に対応するビート（うなり）によ
り、時間的に波高が変動する。
波高が時間的に変動するので、平滑回路の出力
を異なる２時点でサンプリングした２つのサンプ
リングホールド回路の保持内容は異なる。両サン
プリングホールド回路の差を変化率検出回路で求
め、その出力を周波数可変発振回路から成る計測
用周波数可変発振回路に帰還しその周波数を変化
させ、その周波数を第２の分周回路の出力周波数
に一致させる。計測用パルス発生回路の周波数と
第２の分周回路の周波数が一致するとビートが発
生しないので平滑回路の出力は矩形波となり、両
サンプリングホールド回路の保持内容は一致し、
変化率検出回路の出力はゼロになる。
を異なる２時点でサンプリングした２つのサンプ
リングホールド回路の保持内容は異なる。両サン
プリングホールド回路の差を変化率検出回路で求
め、その出力を周波数可変発振回路から成る計測
用周波数可変発振回路に帰還しその周波数を変化
させ、その周波数を第２の分周回路の出力周波数
に一致させる。計測用パルス発生回路の周波数と
第２の分周回路の周波数が一致するとビートが発
生しないので平滑回路の出力は矩形波となり、両
サンプリングホールド回路の保持内容は一致し、
変化率検出回路の出力はゼロになる。
このように、本考案に係る計測用パルス発生回
路の周波数は第２の分周回路の周波数と同一に保
持される。
路の周波数は第２の分周回路の周波数と同一に保
持される。
このとき流速は次のように求められる。
流速をＶ、流体中の音速をＣ、超音波トランス
デユーサ間の距離をＬとするとき、超音波伝播方
向が流速Ｖに対して逆方向のときの伝播時間t1
と、順方向のときの伝播時間t2はそれぞれ次式で
表現される。
デユーサ間の距離をＬとするとき、超音波伝播方
向が流速Ｖに対して逆方向のときの伝播時間t1
と、順方向のときの伝播時間t2はそれぞれ次式で
表現される。
t1＝Ｌ／Ｃ−Ｖ
t2＝Ｌ／Ｃ＋Ｖ
他方、周波数可変発振回路の出力を計数する計
数回路は第１の分周回路の出力によつてリセツト
され、予め設定されたパルス数Ｎになると出力を
発生する。この出力発生時点は周波数可変発振回
路の周波数をdとするとき、第１の分周回路の
出力に対してＮ／d秒だけ遅延している。この
計数回路の出力をトリガー信号として計測用パル
ス発生回路が周波数／N1のパルスを発生する。
数回路は第１の分周回路の出力によつてリセツト
され、予め設定されたパルス数Ｎになると出力を
発生する。この出力発生時点は周波数可変発振回
路の周波数をdとするとき、第１の分周回路の
出力に対してＮ／d秒だけ遅延している。この
計数回路の出力をトリガー信号として計測用パル
ス発生回路が周波数／N1のパルスを発生する。
周波数可変発振回路と計数回路によつて作られ
る遅延時間がＮ／dであるので、超音波伝播方
向が流速Ｖに対して逆方向、順方向のときの位相
差φ1，φ2はそれぞれ次式で与えられる。
る遅延時間がＮ／dであるので、超音波伝播方
向が流速Ｖに対して逆方向、順方向のときの位相
差φ1，φ2はそれぞれ次式で与えられる。
φ1＝2πf／N1（t1−Ｎ／fd）
φ2＝2πf／N1（t2−Ｎ／fd）
上記位相差φ1，φ2の和に対応する信号φ+と差
に対応する信号φ-が、それぞれ加算手段と減算
手段で求められる。加算手段の出力φ+は上記周
波数可変発振回路に帰還されφ+が一定値Ａに保
たれる。すなわち次の関係が成り立つように周波
数dが制御される。
に対応する信号φ-が、それぞれ加算手段と減算
手段で求められる。加算手段の出力φ+は上記周
波数可変発振回路に帰還されφ+が一定値Ａに保
たれる。すなわち次の関係が成り立つように周波
数dが制御される。
Ａ＝φ1＋φ2
＝2π／N1（Ｌ／Ｃ−Ｖ−Ｎ／d＋Ｌ／Ｃ＋Ｖ−Ｎ
／d） Ｖ／Ｃに関し２次以上の高次の項を無視すると
次の関係が得られる。
／d） Ｖ／Ｃに関し２次以上の高次の項を無視すると
次の関係が得られる。
Ａ＝4πf／N1（Ｌ／Ｃ−Ｎ／d）
Ａは一定であるので、標準音速Coに対応する
dの値をdoとするとき次の関係が成り立つ。
dの値をdoとするとき次の関係が成り立つ。
Ａ＝4π／N1（Ｌ／Co−Ｎ／do）
従ってＬ／Ｃ−Ｌ／Co−Ｎ／d−Ｎ／do
∴Ｌ（Ｃ−Co）／CCo＝Ｎ（d−do）／do・d
ここでＬ／Co＝Ｎ／doが成立するようにＮ／doを
設定すると次式が得られる。
Ｃ／Co＝d／do
他方減算手段の出力φ-は次の式で表現される。
φ-＝φ1−φ2
＝2π／N1（（Ｌ／Ｃ−Ｖ−Ｎ／d）
−（Ｌ／Ｃ＋Ｖ−Ｎ／d））
Ｖ／Ｃに関し２次以上の高次の項を無視すると
次の関係が得られる。
次の関係が得られる。
φ-＝4πLV／N1C2
∴Ｖ＝N1C2φ-／4πL
＝N1φ-／4πL（d／doCo）2
＝（N1Co2／4πLdo2）φ-・d2
＝Ｋ・φ-・d2
ここにおいて
Ｋ＝N1Co2／4πLdo2
Ｋは定数であるので、減算手段の出力φ-と、
周波数可変発振回路の出力dに対応する電圧信
号の２乗の積である乗算回路の出力は流速Ｖに比
例する。乗算回路の利得および零点を出力回路に
おいて適宜調整することにより流速を得ることが
できる。
周波数可変発振回路の出力dに対応する電圧信
号の２乗の積である乗算回路の出力は流速Ｖに比
例する。乗算回路の利得および零点を出力回路に
おいて適宜調整することにより流速を得ることが
できる。
ｆ 実施例
第１図は本考案に係る連続波位相差式超音波流
速計の好ましい実施例のブロツクダイヤグラム、
第２図は第１図のブロツクダイヤグラムの主要点
における信号波形の概念図である。
速計の好ましい実施例のブロツクダイヤグラム、
第２図は第１図のブロツクダイヤグラムの主要点
における信号波形の概念図である。
第１図の流速計は第３図の従来技術による連続
波位相差式超音波流速計を改良したものであるの
で、共通する要素については同一の参照符号を付
し説明を省略する。
波位相差式超音波流速計を改良したものであるの
で、共通する要素については同一の参照符号を付
し説明を省略する。
周波数固定発振回路OSCは第２図のoscに図示
するように一定周波数（約40kHz）で連続発振
する。第１の分周回路DIV１は上記発振回路
OSCの出力を分周比N0（例えば2-10），N2（例えば
2-12）で分周する。第１の分周回路DIV１の第１
の出力（周波数／N1）と第２の出力（周波数
／N2）の波形が、第２図のout1とout2に概念
的に図示されている。第１の出力out1と周波数固
定発振回路OSCの出力を２入力とするゲート回
路Ｇの出力が第２図のｇに図示されている。第１
の分周回路DIV１の第１の出力の周波数／N0
は超音波の送信幅を決める周波数であり、第２の
出力の周波数／N2は順逆切換えの切換周波数
である。
するように一定周波数（約40kHz）で連続発振
する。第１の分周回路DIV１は上記発振回路
OSCの出力を分周比N0（例えば2-10），N2（例えば
2-12）で分周する。第１の分周回路DIV１の第１
の出力（周波数／N1）と第２の出力（周波数
／N2）の波形が、第２図のout1とout2に概念
的に図示されている。第１の出力out1と周波数固
定発振回路OSCの出力を２入力とするゲート回
路Ｇの出力が第２図のｇに図示されている。第１
の分周回路DIV１の第１の出力の周波数／N0
は超音波の送信幅を決める周波数であり、第２の
出力の周波数／N2は順逆切換えの切換周波数
である。
流体中を伝播した超音波は流体中の伝播時間だ
け遅延した信号となる。第２図のampに増幅回路
Ａの出力を図示、第２図のrctに矩形波回路RCT
の出力を図示する。
け遅延した信号となる。第２図のampに増幅回路
Ａの出力を図示、第２図のrctに矩形波回路RCT
の出力を図示する。
計測用周波数可変発振回路MOの発振周波数が
第２の分周回路DIV２の出力周波数／N1（例え
ばN1＝22）と異なるとき、ビートが発生するた
め位相差検出回路PDの出力のパルス長は時間的
に変化する。したがつてその出力を平滑する平滑
回路SMの出力は時間的に変動する。第２図の
mo，pd，smに、それぞれ計測用周波数可変発振
回路MO、位相差検出回路PD、平滑回路SMの出
力波形がパルス幅を拡大して概念的に図示されて
いる。
第２の分周回路DIV２の出力周波数／N1（例え
ばN1＝22）と異なるとき、ビートが発生するた
め位相差検出回路PDの出力のパルス長は時間的
に変化する。したがつてその出力を平滑する平滑
回路SMの出力は時間的に変動する。第２図の
mo，pd，smに、それぞれ計測用周波数可変発振
回路MO、位相差検出回路PD、平滑回路SMの出
力波形がパルス幅を拡大して概念的に図示されて
いる。
平滑回路SMの出力は、第１の分周回路DIV１
の第２の出力パルスの開始端stから所定の時間
ta，tb経過後にパルスを発生するタイミング回路
TMの出力信号をトリガー信号として、その前半
における値と後半における値がそれぞれ第３のサ
ンプリングホールド回路SH３と第４のサンプリ
ングホールド回路SH４でサンプリングされ保持
される。サンプリングホールド回路SH３，SH４
の保持内容の差またはその差の絶対値が変化率検
出回路DIFで検出される。この差またはその絶対
値は上記計測用周波数可変発振回路MOに帰還さ
れる。
の第２の出力パルスの開始端stから所定の時間
ta，tb経過後にパルスを発生するタイミング回路
TMの出力信号をトリガー信号として、その前半
における値と後半における値がそれぞれ第３のサ
ンプリングホールド回路SH３と第４のサンプリ
ングホールド回路SH４でサンプリングされ保持
される。サンプリングホールド回路SH３，SH４
の保持内容の差またはその差の絶対値が変化率検
出回路DIFで検出される。この差またはその絶対
値は上記計測用周波数可変発振回路MOに帰還さ
れる。
電圧制御発振回路からなる計測用周波数可変発
振回路MOは上記変化率検出回路DIFの出力がゼ
ロに近づく方向に周波数を変える。この結果、該
計測用可変発振回路MOの出力周波数を、第２の
分周回路DIV２の出力周波数に一致させることが
できる。
振回路MOは上記変化率検出回路DIFの出力がゼ
ロに近づく方向に周波数を変える。この結果、該
計測用可変発振回路MOの出力周波数を、第２の
分周回路DIV２の出力周波数に一致させることが
できる。
なお変化率検出回路DIFの出力は速かに計測用
周波数可変発振回路MOに帰還されるので、現実
にはビート波の１周期以下でビート波は消滅す
る。
周波数可変発振回路MOに帰還されるので、現実
にはビート波の１周期以下でビート波は消滅す
る。
ｇ 効果
超音波トランスデユーサから送出される超音波
の周波数を一定に保ちながら、超音波音速とは無
関係に広い動作範囲で流速を測定する超音波流速
計において、超音波送信用発振回路とは独立に、
かつ受信波の周波数と同一の周波数で発振する計
測用パルス発生回路（計測用周波数可変発振回
路）を得ることができるので、精密に流速を測定
することができる。
の周波数を一定に保ちながら、超音波音速とは無
関係に広い動作範囲で流速を測定する超音波流速
計において、超音波送信用発振回路とは独立に、
かつ受信波の周波数と同一の周波数で発振する計
測用パルス発生回路（計測用周波数可変発振回
路）を得ることができるので、精密に流速を測定
することができる。
第１図は本考案に係る連続波位相差式超音波流
速計の好ましい実施例のブロツクダイヤグラム、
第２図は第１図のブロツクダイヤグラムの主要点
における信号波形の概念図、第３図は従来技術に
よる超音波流速計の一例のブロツクダイヤグラム
である。 AMP……増幅回路、ADD……加算回路、
CNT……計数回路、DIF……変化率検出回路、
DIV１，DIV２……分周回路、Ｇ……ゲート回
路、Ｋ……順逆切換回路、MP……計測用パルス
発生回路、MO……計測用周波数可変発振回路、
MUL……乗算回路、OSC……固定周波数発振回
路、PD……位相差検出回路、Ｐ／Ｖ……位相
差／電圧変換回路、RCT……矩形波化回路、
RED……減算回路、SH１，SH２，SH３，SH
４……サンプルホールド回路、SM……平滑回
路、Ta，Tb……超音波トランスデユーサ、TM
……タイミング回路、VOC……周波数可変発振
回路。
速計の好ましい実施例のブロツクダイヤグラム、
第２図は第１図のブロツクダイヤグラムの主要点
における信号波形の概念図、第３図は従来技術に
よる超音波流速計の一例のブロツクダイヤグラム
である。 AMP……増幅回路、ADD……加算回路、
CNT……計数回路、DIF……変化率検出回路、
DIV１，DIV２……分周回路、Ｇ……ゲート回
路、Ｋ……順逆切換回路、MP……計測用パルス
発生回路、MO……計測用周波数可変発振回路、
MUL……乗算回路、OSC……固定周波数発振回
路、PD……位相差検出回路、Ｐ／Ｖ……位相
差／電圧変換回路、RCT……矩形波化回路、
RED……減算回路、SH１，SH２，SH３，SH
４……サンプルホールド回路、SM……平滑回
路、Ta，Tb……超音波トランスデユーサ、TM
……タイミング回路、VOC……周波数可変発振
回路。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 固定周波数発振回路と、固定周波数発振回路の
周波数の１／N0の周波数の出力を発生する第
１の分周回路と、発振回路の出力と第１の分周回
路の出力を２入力とするゲート回路と、上記ゲー
ト回路の出力に応じて超音波を送信し受信する超
音波送受信手段と、上記送受信手段で受信された
信号を分周比１／N1で分周する第２の分周回路
と、計測用周波数可変発振回路と、受信された超
音波の位相と上記計測用周波数可変発振回路の出
力の位相の差を求める排他的論理和回路からなる
位相差検出手段と、位相差検出手段の出力を電圧
に変換する位相差電圧変換回路と、超音波伝播方
向が流速に対して逆方向の時の位相差φ1と順方
向の時の位相差φ2の和φ1＋φ2を求める加算手段
と、位相差φ1と位相差φ2の差φ1−φ2を求める減
算手段と、上記加算手段の出力に応じて周波数が
変化する周波数可変発振回路と、該周波数可変発
振回路の出力を計数し所定の数Ｎだけ計数した時
に上記計測用周波数可変発振回路にトリガー信号
を送り出力を発生させる計数回路と、上記減算回
路の出力と上記周波数可変発振回路の周波数の２
乗に対応する信号の積を求める乗算回路を備え、
上記加算回路の出力を一定に保持したときの上記
乗算回路の出力から流速を得る連続波位相差式超
音波流速計において、 上記第１の分周回路の出力パルスの開始時点か
らの２つの所定の時間ta，tbを経過した時点にお
ける位相差電圧変換回路の出力をそれぞれ保持す
る第３と第４のサンプルホールド回路と、両サン
プルホールド回路の保持内容の差を求める変化率
検出回路を備え、変化率検出回路の出力を上記計
測用周波数可変発振回路に帰還し変化率検出回路
の出力をゼロに保つことを特徴とする連続波位相
差式超音波流速計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16933586U JPH0537222Y2 (ja) | 1986-11-04 | 1986-11-04 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16933586U JPH0537222Y2 (ja) | 1986-11-04 | 1986-11-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6373627U JPS6373627U (ja) | 1988-05-17 |
| JPH0537222Y2 true JPH0537222Y2 (ja) | 1993-09-21 |
Family
ID=31103048
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16933586U Expired - Lifetime JPH0537222Y2 (ja) | 1986-11-04 | 1986-11-04 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0537222Y2 (ja) |
-
1986
- 1986-11-04 JP JP16933586U patent/JPH0537222Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6373627U (ja) | 1988-05-17 |
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