JPH06194197A - 超音波流量測定装置用作動回路 - Google Patents
超音波流量測定装置用作動回路Info
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- JPH06194197A JPH06194197A JP2225092A JP2225092A JPH06194197A JP H06194197 A JPH06194197 A JP H06194197A JP 2225092 A JP2225092 A JP 2225092A JP 2225092 A JP2225092 A JP 2225092A JP H06194197 A JPH06194197 A JP H06194197A
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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
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- Measuring Volume Flow (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 測定結果に対する不都合な影響を排除した超
音波流量測定装置用作動回路を提供することである。 【構成】 送波器および受波器としてそれぞれ交互に動
作する２つの超音波変換器が作動状態においてそれぞれ
同一の総インピーダンスが接続されているようにし、切
換スイッチのインピーダンスにより無視できない損失が
生じないようにした構成。
音波流量測定装置用作動回路を提供することである。 【構成】 送波器および受波器としてそれぞれ交互に動
作する２つの超音波変換器が作動状態においてそれぞれ
同一の総インピーダンスが接続されているようにし、切
換スイッチのインピーダンスにより無視できない損失が
生じないようにした構成。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、送波器および受波器と
してまたはその逆に交互に動作する２つの超音波変換器
を有し、その都度受波器として動作する前記超音波変換
器を電子処理ユニットに接続し、送波器として動作する
超音波変換器に送波用電圧発生器の出力が供給されるよ
うにした、超音波流量測定装置用作動回路に関する。
してまたはその逆に交互に動作する２つの超音波変換器
を有し、その都度受波器として動作する前記超音波変換
器を電子処理ユニットに接続し、送波器として動作する
超音波変換器に送波用電圧発生器の出力が供給されるよ
うにした、超音波流量測定装置用作動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】ヨーロッパ特許出願公開第３９７５９６
号公報に、超音波流量測定において使用される超音波変
換器の切換回路が記載されている。この回路において送
波器として作用する超音波変換器に流れかつ受波器とし
て作用する超音波変換器から取り出される電力は切換ス
イッチの切換区間を介して導かれる。これによりその都
度のインピーダンスは、作動回路の個々の超音波変換器
に属しておりかつそれぞれの超音波変換器に前置接続さ
れているまたは超音波変換器に並列接続されているとみ
なすことができる総インピーダンスに係わってくる。
号公報に、超音波流量測定において使用される超音波変
換器の切換回路が記載されている。この回路において送
波器として作用する超音波変換器に流れかつ受波器とし
て作用する超音波変換器から取り出される電力は切換ス
イッチの切換区間を介して導かれる。これによりその都
度のインピーダンスは、作動回路の個々の超音波変換器
に属しておりかつそれぞれの超音波変換器に前置接続さ
れているまたは超音波変換器に並列接続されているとみ
なすことができる総インピーダンスに係わってくる。
【０００３】切換スイッチが電子スイッチ、例えばトラ
ンジスタを用いて実現されているとき殊に、超音波変換
器に、スイッチ毎に異なっている種々のインピーダンス
に基づいて、それらが受波器として動作するかまたは送
波器として動作するかに応じて、異なった大きさの総抵
抗が属している。このことは測定結果にとりわけ、零点
安定性が劣化される形の影響を及ぼす。しかもインピー
ダンスの実数部における損失電力も不都合に作用する可
能性がある。
ンジスタを用いて実現されているとき殊に、超音波変換
器に、スイッチ毎に異なっている種々のインピーダンス
に基づいて、それらが受波器として動作するかまたは送
波器として動作するかに応じて、異なった大きさの総抵
抗が属している。このことは測定結果にとりわけ、零点
安定性が劣化される形の影響を及ぼす。しかもインピー
ダンスの実数部における損失電力も不都合に作用する可
能性がある。
【０００４】
【発明の原理】本発明によればこれら欠点を除去するた
めに、２つの作動状態（受波器または送波器）にある超
音波変換器のそれぞれに同一の総インピーダンスが配属
されるようにしかつ実際に、どんな場合にも切換スイッ
チのインピーダンスに無視できない損失が生じることが
ないようにすることである。
めに、２つの作動状態（受波器または送波器）にある超
音波変換器のそれぞれに同一の総インピーダンスが配属
されるようにしかつ実際に、どんな場合にも切換スイッ
チのインピーダンスに無視できない損失が生じることが
ないようにすることである。
【０００５】
【発明の構成】請求項１に記載の発明によれば、送波器
および受波器としてまたはその逆に交互に動作する、一
端がアースされている２つの超音波変換器と、その都度
受波器として動作する前記超音波変換器を電子処理ユニ
ットの第１入力側に接続する切換スイッチと、前記電子
処理ユニットの第２入力側に、第１抵抗を介して第１の
電圧増幅器に、また第２抵抗を介して第２電圧増幅器の
入力側に接続されている送波用電圧発生器と、それぞれ
切換区間が一方においてそれぞれの電圧増幅器の入力側
に接続されておりかつ他方においてアースされている第
１および第２スイッチと、相互に同じ実数部および虚数
部を有している第１および第２のインピーダンスとを備
え、前記２つの電圧増幅器は出来るだけ小さな出力イン
ピーダンスを有しておりかつ前記２つのスイッチは一方
が開放されておりかつ他方が閉成されているかまたはそ
の逆でありかつ前記第１スイッチは前記第１の電圧増幅
器の入力側に接続されておりかつ第２スイッチは前記第
２の電圧増幅器の入力側に接続されておりかつ前記２つ
のインピーダンスはそれぞれ、前記それぞれの電圧増幅
器の出力側を前記それぞれの超音波変換器および前記切
換スイッチの所属の入力側に接続している。
および受波器としてまたはその逆に交互に動作する、一
端がアースされている２つの超音波変換器と、その都度
受波器として動作する前記超音波変換器を電子処理ユニ
ットの第１入力側に接続する切換スイッチと、前記電子
処理ユニットの第２入力側に、第１抵抗を介して第１の
電圧増幅器に、また第２抵抗を介して第２電圧増幅器の
入力側に接続されている送波用電圧発生器と、それぞれ
切換区間が一方においてそれぞれの電圧増幅器の入力側
に接続されておりかつ他方においてアースされている第
１および第２スイッチと、相互に同じ実数部および虚数
部を有している第１および第２のインピーダンスとを備
え、前記２つの電圧増幅器は出来るだけ小さな出力イン
ピーダンスを有しておりかつ前記２つのスイッチは一方
が開放されておりかつ他方が閉成されているかまたはそ
の逆でありかつ前記第１スイッチは前記第１の電圧増幅
器の入力側に接続されておりかつ第２スイッチは前記第
２の電圧増幅器の入力側に接続されておりかつ前記２つ
のインピーダンスはそれぞれ、前記それぞれの電圧増幅
器の出力側を前記それぞれの超音波変換器および前記切
換スイッチの所属の入力側に接続している。
【０００６】更に、請求項２に記載の発明によれば、付
加切換スイッチが設けられており、電子処理ユニットの
第２入力側が、送波電圧発生器に接続されている代わり
に、前記付加切換スイッチの出力側に接続されておりか
つ前記付加切換スイッチの一方の入力側は一方の電圧増
幅器の出力側に接続されておりかつ他方の入力側は他方
の電圧増幅器の出力側に接続されており、切換スイッチ
および付加切換スイッチは、一方の超音波変換器が電子
処理ユニットの出力側に直接接続されかつ他方の超音波
変換器に属する電圧増幅器の出力側が前記電子処理ユニ
ットの他方の入力側に直接接続されるかまたはその逆で
あるように制御される。本発明の実施例によれば、イン
ピーダンスが高抵抗の抵抗であるようにすることができ
る。
加切換スイッチが設けられており、電子処理ユニットの
第２入力側が、送波電圧発生器に接続されている代わり
に、前記付加切換スイッチの出力側に接続されておりか
つ前記付加切換スイッチの一方の入力側は一方の電圧増
幅器の出力側に接続されておりかつ他方の入力側は他方
の電圧増幅器の出力側に接続されており、切換スイッチ
および付加切換スイッチは、一方の超音波変換器が電子
処理ユニットの出力側に直接接続されかつ他方の超音波
変換器に属する電圧増幅器の出力側が前記電子処理ユニ
ットの他方の入力側に直接接続されるかまたはその逆で
あるように制御される。本発明の実施例によれば、イン
ピーダンスが高抵抗の抵抗であるようにすることができ
る。
【０００７】更に本発明の変形例によれば、第１の抵抗
の位置は第１のスイッチの位置に置換されておりかつ第
２の抵抗の位置は第２のスイッチの位置に置換されてお
りかつこれら抵抗は低抵抗である。
の位置は第１のスイッチの位置に置換されておりかつ第
２の抵抗の位置は第２のスイッチの位置に置換されてお
りかつこれら抵抗は低抵抗である。
【０００８】本発明のこの変形例では、低抵抗の抵抗を
スイッチにとって代えかつ一方の側が相互接続されてい
るスイッチおよび付加スイッチのうちその都度一方が開
放されておりかつ他方が閉成されておりまたはその逆で
あるようにすることができる。
スイッチにとって代えかつ一方の側が相互接続されてい
るスイッチおよび付加スイッチのうちその都度一方が開
放されておりかつ他方が閉成されておりまたはその逆で
あるようにすることができる。
【０００９】本発明の実施例において、スイッチおよび
切換スイッチを電子スイッチとすれば、本発明は特別有
利に実現される。
切換スイッチを電子スイッチとすれば、本発明は特別有
利に実現される。
【００１０】
【実施例】次に本発明を図示の実施例につき図面を用い
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
【００１１】図１から図６に示されている作動回路は、
超音波流量測定装置に使用される超音波変換器対の制御
のために設けられている。その際測定すべき流体を導く
管の管壁に、またはその中またはその周りに配設されて
おりかつ一端がアースされている少なくとも２つの超音
波変換器１１，１２のそれぞれは、相応の切換によって
送波器または受波器として交互に動作する。これによ
り、流体の音速の、測定結果に対する影響を除去するこ
とができるように、１つは流れ方向において測定されか
つ１つは流れとは反対の方向において測定される。
超音波流量測定装置に使用される超音波変換器対の制御
のために設けられている。その際測定すべき流体を導く
管の管壁に、またはその中またはその周りに配設されて
おりかつ一端がアースされている少なくとも２つの超音
波変換器１１，１２のそれぞれは、相応の切換によって
送波器または受波器として交互に動作する。これによ
り、流体の音速の、測定結果に対する影響を除去するこ
とができるように、１つは流れ方向において測定されか
つ１つは流れとは反対の方向において測定される。
【００１２】以下に説明する切換スイッチおよびスイッ
チの位置は、図では常に、超音波変換器１１が送波器と
して動作しかつ超音波変換器１２が受波器として動作す
るように示されている。
チの位置は、図では常に、超音波変換器１１が送波器と
して動作しかつ超音波変換器１２が受波器として動作す
るように示されている。
【００１３】超音波変換器の機械的な構造および管への
取り付けは、本発明にとって重要ではないので図示され
ていない。測定区間は単に逆平行な波線によって示され
ているにすぎない。
取り付けは、本発明にとって重要ではないので図示され
ていない。測定区間は単に逆平行な波線によって示され
ているにすぎない。
【００１４】図１の実施例では上述の切換は、第１スイ
ッチ４１および第２スイッチ４２と協働して動作する切
換スイッチ１３によって行われる。切換スイッチ１３に
よって一方の超音波変換器か他方の超音波変換器１１な
いし１２が電子処理ユニット１４の第１入力側に接続さ
れる。電子処理ユニットは、スイッチおよび切換スイッ
チの操作または制御に対して必要な信号も発生する。わ
かりやすくするためにスイッチおよび切換スイッチの制
御線は図示されていない。
ッチ４１および第２スイッチ４２と協働して動作する切
換スイッチ１３によって行われる。切換スイッチ１３に
よって一方の超音波変換器か他方の超音波変換器１１な
いし１２が電子処理ユニット１４の第１入力側に接続さ
れる。電子処理ユニットは、スイッチおよび切換スイッ
チの操作または制御に対して必要な信号も発生する。わ
かりやすくするためにスイッチおよび切換スイッチの制
御線は図示されていない。
【００１５】電子処理ユニット１４に対して特に、ヨー
ロッパ特許出願公開第９０／００７２３号公報に記載さ
れているような回路が適している。従って電子処理ユニ
ットはここで詳しく説明する必要はない。
ロッパ特許出願公開第９０／００７２３号公報に記載さ
れているような回路が適している。従って電子処理ユニ
ットはここで詳しく説明する必要はない。
【００１６】送波器として動作する超音波変換器の励振
に必要な電力は、出力側が電子処理ユニット１４の第２
入力側に接続されている送波用電圧発生器１５によって
発生される。送波用電圧発生器は更に、一方において有
利には高抵抗の第１抵抗２１を介して第１の電圧増幅器
３１の入力側に接続されておりかつ他方において有利に
は同様高抵抗の第２抵抗２２を介して第２の電圧増幅器
３２の入力側に接続されている。２つの電圧増幅器３
１，３２は出来るだけ小さな出力インピーダンスを有し
ており、かつこれら２つの抵抗２１，２２は対称性の理
由から出来るだけ同じである。
に必要な電力は、出力側が電子処理ユニット１４の第２
入力側に接続されている送波用電圧発生器１５によって
発生される。送波用電圧発生器は更に、一方において有
利には高抵抗の第１抵抗２１を介して第１の電圧増幅器
３１の入力側に接続されておりかつ他方において有利に
は同様高抵抗の第２抵抗２２を介して第２の電圧増幅器
３２の入力側に接続されている。２つの電圧増幅器３
１，３２は出来るだけ小さな出力インピーダンスを有し
ており、かつこれら２つの抵抗２１，２２は対称性の理
由から出来るだけ同じである。
【００１７】従って本発明では、送波器は低い内部イン
ピーダンスを有する交流電圧源において作動されるよう
にしている。高い内部インピーダンスを有する交流電圧
源において超音波変換器を作動することはそれ自体可能
であるが、本発明ではそうされていない。
ピーダンスを有する交流電圧源において作動されるよう
にしている。高い内部インピーダンスを有する交流電圧
源において超音波変換器を作動することはそれ自体可能
であるが、本発明ではそうされていない。
【００１８】抵抗２１および電圧増幅器３１の接続点
は、スイッチ４１の切換区間を介してアース電位に接続
されている。同様、抵抗２２および電圧増幅器３２の接
続点に対してスイッチ４２の切換区間が設けられてい
る。従ってスイッチ４１，４２は一端がアースされてい
る。スイッチの一方が閉成されているとき、他方は開放
されておりかつ切換後に逆転される。
は、スイッチ４１の切換区間を介してアース電位に接続
されている。同様、抵抗２２および電圧増幅器３２の接
続点に対してスイッチ４２の切換区間が設けられてい
る。従ってスイッチ４１，４２は一端がアースされてい
る。スイッチの一方が閉成されているとき、他方は開放
されておりかつ切換後に逆転される。
【００１９】それぞれの電圧増幅器の出力側と対応する
超音波変換器との間に、２つとも同じ実数部および虚数
部を有している第１インピーダンス５１または第２イン
ピーダンス５２が介挿されている。従って超音波変換器
１１，切換スイッチ１３の第１切換区間およびインピー
ダンス５１は共通の接続点を有しておりかつ同様に超音
波変換器１２，切換スイッチ１３の第２切換区間および
インピーダンス５２は共通の接続点を有している。送波
用電圧は、送波用電圧発生器１５から抵抗２１を介して
電圧増幅器３１の入力側に達する。スイッチ４１が開放
されている場合、スイッチ４２は閉成されている。それ
故に電圧増幅器３２の入力側には電圧が加わらない。そ
の理由は電圧増幅器はアースされており、かつその出力
側には同様電圧が発生しない。というのは電圧を増幅す
ることができないからである。従ってインピーダンス５
２の超音波変換器とは反対側の端子は仮想にアースされ
ている。
超音波変換器との間に、２つとも同じ実数部および虚数
部を有している第１インピーダンス５１または第２イン
ピーダンス５２が介挿されている。従って超音波変換器
１１，切換スイッチ１３の第１切換区間およびインピー
ダンス５１は共通の接続点を有しておりかつ同様に超音
波変換器１２，切換スイッチ１３の第２切換区間および
インピーダンス５２は共通の接続点を有している。送波
用電圧は、送波用電圧発生器１５から抵抗２１を介して
電圧増幅器３１の入力側に達する。スイッチ４１が開放
されている場合、スイッチ４２は閉成されている。それ
故に電圧増幅器３２の入力側には電圧が加わらない。そ
の理由は電圧増幅器はアースされており、かつその出力
側には同様電圧が発生しない。というのは電圧を増幅す
ることができないからである。従ってインピーダンス５
２の超音波変換器とは反対側の端子は仮想にアースされ
ている。
【００２０】送波器としての超音波変換器１１から流体
に送出された音波出力は、受波器としての超音波変換器
１２によって電気的な受信電力−実質的に交流電圧−に
変換され、かつ切換スイッチ１３の第２の切換区間を介
して電子処理ユニット１４の第１入力側に達する。作動
回路は対称に構成されているので、切換後、超音波変換
器１２が送波器として動作しかつ超音波変換器１１が受
波器として動作する場合にも相応のことが成り立つ。
に送出された音波出力は、受波器としての超音波変換器
１２によって電気的な受信電力−実質的に交流電圧−に
変換され、かつ切換スイッチ１３の第２の切換区間を介
して電子処理ユニット１４の第１入力側に達する。作動
回路は対称に構成されているので、切換後、超音波変換
器１２が送波器として動作しかつ超音波変換器１１が受
波器として動作する場合にも相応のことが成り立つ。
【００２１】その都度受波器として動作する超音波変換
器には単に、受波器に接続されているインピーダンスが
仮想的に並列接続され、即ちこの超音波変換器はこのイ
ンピーダンスによって終端されている。これに対してこ
のインピーダンスは送波器として動作する超音波変換器
に直列に前置接続されている。
器には単に、受波器に接続されているインピーダンスが
仮想的に並列接続され、即ちこの超音波変換器はこのイ
ンピーダンスによって終端されている。これに対してこ
のインピーダンスは送波器として動作する超音波変換器
に直列に前置接続されている。
【００２２】送波用電圧発生器１５と超音波変換器１１
との間に切換区間が存在しないことが明らかであり、か
つ切換スイッチ１３の第２切換区間に実際に損失電力が
生じない。その理由は電子処理ユニット１４の２つの入
力側は高抵抗でありかつ従って超音波変換器１２から無
視できる程度の電流しか電子処理ユニット１４の入力側
に流れない。
との間に切換区間が存在しないことが明らかであり、か
つ切換スイッチ１３の第２切換区間に実際に損失電力が
生じない。その理由は電子処理ユニット１４の２つの入
力側は高抵抗でありかつ従って超音波変換器１２から無
視できる程度の電流しか電子処理ユニット１４の入力側
に流れない。
【００２３】図１の作動回路はそれ自体所望の高い測定
精度においてかつ出来るだけ小さいな零点誤差に対し
て、２つの電圧増幅器３１，３２が出来るだけ相互に位
相同期していることを要求する。このことが採算のとれ
るコストで実現可能でなければ、図２の実施例が示すよ
うに、第１入力側が第１の電圧増幅器３１の出力側に接
続されておりかつ第２入力側が第２の電圧増幅器３２の
出力側に接続されている付加スイッチ１６を設けること
ができる。電子処理ユニット１４の第２入力側はこの場
合送波用電圧発生器１５ではなくて、付加切換スイッチ
１６の出力側に接続されている。
精度においてかつ出来るだけ小さいな零点誤差に対し
て、２つの電圧増幅器３１，３２が出来るだけ相互に位
相同期していることを要求する。このことが採算のとれ
るコストで実現可能でなければ、図２の実施例が示すよ
うに、第１入力側が第１の電圧増幅器３１の出力側に接
続されておりかつ第２入力側が第２の電圧増幅器３２の
出力側に接続されている付加スイッチ１６を設けること
ができる。電子処理ユニット１４の第２入力側はこの場
合送波用電圧発生器１５ではなくて、付加切換スイッチ
１６の出力側に接続されている。
【００２４】ここでは送波用電圧は図１のように直接で
はなくて、抵抗２１および電圧増幅器３１を介してよう
やく電子処理ユニット１４に達し、これにより２つの電
圧増幅器３１，３２の位相特性が相異している場合も測
定結果に影響することがない。
はなくて、抵抗２１および電圧増幅器３１を介してよう
やく電子処理ユニット１４に達し、これにより２つの電
圧増幅器３１，３２の位相特性が相異している場合も測
定結果に影響することがない。
【００２５】それぞれの抵抗２１ないし２２および所属
のスイッチ４１ないし４２の切換区間抵抗間の障害とな
る分圧を回避するために、２つの抵抗を十分に高抵抗に
することが考慮される。このことが困難であれば、図３
に一部が図示されている、本発明の変形例によれば、そ
れぞれの抵抗２１ないし２２の位置と所属のスイッチ４
１ないし４２の位置がとって代わられかつ抵抗は低抵抗
にされており、その結果ここでは抵抗２１′，２２′は
一端がアースされており、一方送波用電圧発生器１５と
２つの電圧増幅器３１，３２のそれぞれの入力側との間
にスイッチ４１ないし４２が存在している。
のスイッチ４１ないし４２の切換区間抵抗間の障害とな
る分圧を回避するために、２つの抵抗を十分に高抵抗に
することが考慮される。このことが困難であれば、図３
に一部が図示されている、本発明の変形例によれば、そ
れぞれの抵抗２１ないし２２の位置と所属のスイッチ４
１ないし４２の位置がとって代わられかつ抵抗は低抵抗
にされており、その結果ここでは抵抗２１′，２２′は
一端がアースされており、一方送波用電圧発生器１５と
２つの電圧増幅器３１，３２のそれぞれの入力側との間
にスイッチ４１ないし４２が存在している。
【００２６】冒頭に挙げたヨーロッパ特許出願公開第３
９７５９６号公報には、電子スイッチが切換区間として
使用されるとき、殊に回路の送波部分と受波部分との間
に発生するクロストークをどのような手段によって回避
することができるかが記載されている。本発明の有利な
実施例によればこのことは同様実現されているので、ク
ロストーク補償のために上述のヨーロッパ特許公開公報
に記載された解決法を採用することができる。
９７５９６号公報には、電子スイッチが切換区間として
使用されるとき、殊に回路の送波部分と受波部分との間
に発生するクロストークをどのような手段によって回避
することができるかが記載されている。本発明の有利な
実施例によればこのことは同様実現されているので、ク
ロストーク補償のために上述のヨーロッパ特許公開公報
に記載された解決法を採用することができる。
【００２７】しかし図４にはまず、上述のヨーロッパ特
許出願公開第３９７５９６号公報の思想を採用する必要
なしに、図３の回路におけるクロストークを低減する方
法が示されている。図４によれば、図３の抵抗２１′，
２２′はそれぞれ付加スイッチ６１，６２にとって代わ
られており、その際一方の側が相互接続されているスイ
ッチおよび付加スイッチ４１／６１，４２／６２はその
都度一方が開放されておりかつ他方が閉成されておりか
つ切換後逆転される。
許出願公開第３９７５９６号公報の思想を採用する必要
なしに、図３の回路におけるクロストークを低減する方
法が示されている。図４によれば、図３の抵抗２１′，
２２′はそれぞれ付加スイッチ６１，６２にとって代わ
られており、その際一方の側が相互接続されているスイ
ッチおよび付加スイッチ４１／６１，４２／６２はその
都度一方が開放されておりかつ他方が閉成されておりか
つ切換後逆転される。
【００２８】図５および図６には、上述のヨーロッパ特
許出願公開第３９７５９６号公報に記載された原理を、
本発明の作動回路に使用した例が示されている。図１の
回路におけるクロストークに対して実質的に切換スイッ
チ１３のその都度非導通の切換区間が原因であるので、
このことは補償しなければならない。更に図５によれば
別の切換スイッチ１７が設けられており、この切換スイ
ッチの第１入力側は第１の超音波変換器１１に接続され
ており、第２入力側は第２の超音波変換器１２に接続さ
れており、出力側は利得１の反転増幅器２０の入力側に
接続されている。この別の切換スイッチ１７の切換位置
は常時、切換スイッチ１３とは反対の状態をとる。
許出願公開第３９７５９６号公報に記載された原理を、
本発明の作動回路に使用した例が示されている。図１の
回路におけるクロストークに対して実質的に切換スイッ
チ１３のその都度非導通の切換区間が原因であるので、
このことは補償しなければならない。更に図５によれば
別の切換スイッチ１７が設けられており、この切換スイ
ッチの第１入力側は第１の超音波変換器１１に接続され
ており、第２入力側は第２の超音波変換器１２に接続さ
れており、出力側は利得１の反転増幅器２０の入力側に
接続されている。この別の切換スイッチ１７の切換位置
は常時、切換スイッチ１３とは反対の状態をとる。
【００２９】利得１の反転増幅器２０の出力側は常時非
導通の切換区間１８を介して切換スイッチ１３の出力側
に接続されており、その際この切換区間は、作動回路の
その他の切換区間と同じ半導体チップおよび同じ半導体
製造技術において実現することができる。
導通の切換区間１８を介して切換スイッチ１３の出力側
に接続されており、その際この切換区間は、作動回路の
その他の切換区間と同じ半導体チップおよび同じ半導体
製造技術において実現することができる。
【００３０】即ちこれらが例えばＣＭＯＳ切換区間であ
れば、切換区間１８もＣＭＯＳ切換区間として実現され
なければならい。
れば、切換区間１８もＣＭＯＳ切換区間として実現され
なければならい。
【００３１】図５の回路において別の切換スイッチ１７
のその都度非導通の切換区間も補償すべきであれば、図
６に示されているように、常時非導通の切換区間１８に
別の常時非導通の切換区間１９を並列に接続することが
できる。
のその都度非導通の切換区間も補償すべきであれば、図
６に示されているように、常時非導通の切換区間１８に
別の常時非導通の切換区間１９を並列に接続することが
できる。
【００３２】超音波変換器をそれぞれの電圧増幅器の出
力側に導電的に接続する代わりに、トランス結合するこ
ともできる。その場合有利には、超音波変換器に接続さ
れている巻線は一方の側が超音波流量測定装置の金属部
分の１つに接続されており、他方の巻線は一方の側はア
ース、即ち作動回路のアース電位に接続されている。
力側に導電的に接続する代わりに、トランス結合するこ
ともできる。その場合有利には、超音波変換器に接続さ
れている巻線は一方の側が超音波流量測定装置の金属部
分の１つに接続されており、他方の巻線は一方の側はア
ース、即ち作動回路のアース電位に接続されている。
【図１】本発明の実施例の一部略示されている回路図で
あり、
あり、
【図２】本発明の改良例の一部略示されている回路図で
あり、
あり、
【図３】図１および図２の回路に使用することができ
る、本発明の変形例の回路の部分図であり、
る、本発明の変形例の回路の部分図であり、
【図４】図１および図２の回路に使用することができ
る、本発明の別の変形例の回路の部分図であり、
る、本発明の別の変形例の回路の部分図であり、
【図５】図１ないし図４の回路に使用することができ
る、本発明の別の変形例の回路の部分図であり、
る、本発明の別の変形例の回路の部分図であり、
【図６】図１ないし図４の回路に使用することができ
る、変形例の回路の部分図である。
る、変形例の回路の部分図である。
１１，１２ 超音波変換器、 １３，１７ 切換スイッ
チ、 １４ 電子処理ユニット、 １５ 送波用電圧発
生器、 １６，６１，６２ 付加切換スイッチ、 ２
１，２２，２１′，２２′ 抵抗、 ２０，３１，３２
電圧増幅器、４１，４２，６１，６２ スイッチ、
５１，５２ インピーダンス
チ、 １４ 電子処理ユニット、 １５ 送波用電圧発
生器、 １６，６１，６２ 付加切換スイッチ、 ２
１，２２，２１′，２２′ 抵抗、 ２０，３１，３２
電圧増幅器、４１，４２，６１，６２ スイッチ、
５１，５２ インピーダンス
Claims (6)
- 【請求項１】 送波器および受波器としてまたはその逆
に交互に動作する、一端がアースされている２つの超音
波変換器（１１，１２）と、その都度受波器として動作
する前記超音波変換器を電子処理ユニット（１４）の第
１入力側に接続する切換スイッチ（１３）と、前記電子
処理ユニット（１４）の第２入力側に、第１抵抗（２
１）を介して第１の電圧増幅器（３１）に、また第２抵
抗（２２）を介して第２電圧増幅器（３２）の入力側に
接続されている送波用電圧発生器（１５）と、それぞれ
切換区間が一方においてそれぞれの電圧増幅器（３１，
３２）の入力側に接続されておりかつ他方においてアー
スされている第１および第２スイッチ（４１，４２）
と、相互に同じ実数部および虚数部を有している第１お
よび第２のインピーダンス（５１，５２）とを備え、前
記２つの電圧増幅器は出来るだけ小さな出力インピーダ
ンスを有しておりかつ前記２つのスイッチは一方が開放
されておりかつ他方が閉成されているかまたはその逆で
ありかつ前記第１スイッチ（４１）は前記第１の電圧増
幅器（３２）の入力側に接続されておりかつ第２スイッ
チ（４２）は前記第２の電圧増幅器（３２）の入力側に
接続されておりかつ前記２つのインピーダンスはそれぞ
れ、前記それぞれの電圧増幅器（３１，３２）の出力側
を前記それぞれの超音波変換器（１１，１２）および前
記切換スイッチ（１３）の所属の入力側に接続すること
を特徴とする超音波流量測定装置用作動回路。 - 【請求項２】 付加切換スイッチ（１６）を備え、電子
処理ユニットの第２入力側が、送波電圧発生器（１５）
に接続されている代わりに、前記付加切換スイッチの出
力側に接続されておりかつ前記付加切換スイッチの一方
の入力側は一方の電圧増幅器の出力側に接続されており
かつ他方の入力側は他方の電圧増幅器の出力側に接続さ
れており、切換スイッチ（１３）および付加切換スイッ
チ（１６）は、一方の超音波変換器が電子処理ユニット
（１４）の出力側に直接接続されかつ他方の超音波変換
器に属する電圧増幅器の出力側が前記電子処理ユニット
の他方の入力側に直接接続されるかまたはその逆である
ように制御される請求項１記載の超音波流量測定装置用
作動回路。 - 【請求項３】 抵抗（２１，２２）は高抵抗である請求
項１または２記載の超音波流量測定装置用作動回路。 - 【請求項４】 第１の抵抗（２１）の接続位置は第１の
スイッチ（４１）の接続位置に置換されておりかつ第２
の抵抗（２２）の位置は第２のスイッチ（４２）の位置
に置換されておりかつ抵抗（２１′，２２′）は低抵抗
である請求項１または２記載の超音波流量測定装置用作
動回路。 - 【請求項５】 低抵抗の抵抗（２１′，２２′）は付加
スイッチ（６１′，６２′）に置換されておりかつ一方
の側が相互接続されているスイッチおよび付加スイッチ
（４１／６１，４２／６２）のうちその都度一方が開放
されておりかつ他方が閉成されているかまたはその逆で
ある請求項１または２記載の超音波流量測定装置用作動
回路。 - 【請求項６】 スイッチ（４１，４２；６１，６２）お
よび切換スイッチ（１３，１５）は電子スイッチである
請求項１から５までのいずれか１項記載の超音波流量測
定装置用作動回路。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE91810093.4 | 1991-02-08 | ||
| EP19910810093 EP0498141B1 (de) | 1991-02-08 | 1991-02-08 | Betriebsschaltung für Ultraschall-Volumendurchflussmessgeräte |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06194197A true JPH06194197A (ja) | 1994-07-15 |
| JPH073349B2 JPH073349B2 (ja) | 1995-01-18 |
Family
ID=8208819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2225092A Expired - Lifetime JPH073349B2 (ja) | 1991-02-08 | 1992-02-07 | 超音波流量測定装置用作動回路 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0498141B1 (ja) |
| JP (1) | JPH073349B2 (ja) |
| DE (1) | DE59100815D1 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2131672T3 (es) * | 1993-01-30 | 1999-08-01 | Kromschroeder Ag G | Medidor de flujo para fluido. |
| DE4400448C1 (de) * | 1994-01-10 | 1995-07-13 | Siemens Ag | Ansteuer- und Auswerteanordnung für zwei als Sender und Empfänger betreibbare Ultraschallwandler |
| DE19530054C2 (de) * | 1995-08-16 | 1999-06-17 | Hydrometer Gmbh | Verfahren zur Ultraschall-Messung von Durchflußmengen von strömenden Fluiden |
| DK0846936T4 (en) | 1996-12-05 | 2015-10-12 | Kamstrup As | A flow meter and method for operating a flow meter |
| DK199901477A (da) * | 1999-10-14 | 2001-04-15 | Danfoss As | Sende- og modtagekredsløb for ultralydsflowmåler |
| DK200101581A (da) * | 2001-10-26 | 2003-04-27 | Danfoss As | Transceiverkredsløb til ultralydsflowmåler |
| JP2008014840A (ja) * | 2006-07-06 | 2008-01-24 | Toshiba Corp | 超音波流量計 |
| DE102006041531B4 (de) * | 2006-09-05 | 2008-10-02 | Continental Automotive Gmbh | Schaltungsanordnung zum bidirektionalen Betrieb von an den Enden einer Messstrecke angeordneten Schallwandlern |
| US10006791B2 (en) * | 2015-09-23 | 2018-06-26 | Texas Instruments Incorporated | Ultrasonic flow meter auto-tuning for reciprocal operation of the meter |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3025788C2 (de) * | 1980-07-08 | 1985-07-04 | Danfoss A/S, Nordborg | Ultraschall-Meßgerät |
| GB8430217D0 (en) * | 1984-11-30 | 1985-01-09 | Redding R J | Electronic gas meter |
| DE58905910D1 (de) * | 1988-07-08 | 1993-11-18 | Flowtec Ag | Verfahren und anordnung zur durchflussmessung mittels ultraschallwellen. |
| EP0397596B1 (de) * | 1989-05-09 | 1993-01-27 | Endress + Hauser Flowtec AG | Ultraschall-Durchflussmessgerät |
-
1991
- 1991-02-08 DE DE91810093T patent/DE59100815D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-02-08 EP EP19910810093 patent/EP0498141B1/de not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-02-07 JP JP2225092A patent/JPH073349B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0498141A1 (de) | 1992-08-12 |
| EP0498141B1 (de) | 1994-01-05 |
| DE59100815D1 (de) | 1994-02-17 |
| JPH073349B2 (ja) | 1995-01-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19950711 |