JPH09250939A - 超音波流量計 - Google Patents
超音波流量計Info
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- JPH09250939A JPH09250939A JP8056620A JP5662096A JPH09250939A JP H09250939 A JPH09250939 A JP H09250939A JP 8056620 A JP8056620 A JP 8056620A JP 5662096 A JP5662096 A JP 5662096A JP H09250939 A JPH09250939 A JP H09250939A
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- wave
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- transmitter
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 気体用の超音波流量計で、受信波検知部が流
体の温度・圧力の変化で伝搬時間を間違って検知するの
を防ぐ。二つの送受波器間の特性の差があっても計測精
度に悪影響を与えないようにする。低電圧、小電力で作
動できるようにする。 【解決手段】 温度センサ１１と圧力センサ１２は、そ
れぞれ流体の温度と圧力を測定して電気信号に変換し、
コントロール部６に入力する。コントロール部６は温度
・圧力の信号に応じて、受信波検知部８のしきい値ＶTH
を適値に変える。さらに順方向計測時と逆方向計測時と
で受信波検知部８のしきい値ＶTHを適値に変える。
体の温度・圧力の変化で伝搬時間を間違って検知するの
を防ぐ。二つの送受波器間の特性の差があっても計測精
度に悪影響を与えないようにする。低電圧、小電力で作
動できるようにする。 【解決手段】 温度センサ１１と圧力センサ１２は、そ
れぞれ流体の温度と圧力を測定して電気信号に変換し、
コントロール部６に入力する。コントロール部６は温度
・圧力の信号に応じて、受信波検知部８のしきい値ＶTH
を適値に変える。さらに順方向計測時と逆方向計測時と
で受信波検知部８のしきい値ＶTHを適値に変える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は超音波流量計の改良
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】図７において、静止流体中の音速をＣ、
流体の流れの速さをＶとすると、音波の伝搬方向が流れ
に沿った方向（以下順方向と言う）と一致すればその伝
搬速度は（Ｃ＋Ｖ）となり、流れに逆らった方向（以下
逆方向と言う）の場合には（Ｃ−Ｖ）となる。
流体の流れの速さをＶとすると、音波の伝搬方向が流れ
に沿った方向（以下順方向と言う）と一致すればその伝
搬速度は（Ｃ＋Ｖ）となり、流れに逆らった方向（以下
逆方向と言う）の場合には（Ｃ−Ｖ）となる。
【０００３】距離Ｌを隔てて１組の送受波器２，３を流
管１の上流と下流に離して配設し、送波器２から順方向
に超音波パルスを送信したとき、受波器３に超音波が到
達するに要する時間をｔ、送波器３から逆方向に超音波
パルスを送信したときに、受波器２に超音波が到達する
に要する時間をｔ′とすれば、 ｔ ＝Ｌ／（Ｃ＋Ｖ） ・・・（１） ｔ′＝Ｌ／（Ｃ−Ｖ） ・・・（２） となる。
管１の上流と下流に離して配設し、送波器２から順方向
に超音波パルスを送信したとき、受波器３に超音波が到
達するに要する時間をｔ、送波器３から逆方向に超音波
パルスを送信したときに、受波器２に超音波が到達する
に要する時間をｔ′とすれば、 ｔ ＝Ｌ／（Ｃ＋Ｖ） ・・・（１） ｔ′＝Ｌ／（Ｃ−Ｖ） ・・・（２） となる。
【０００４】順方向と逆方向の超音波の上記伝搬時間を
ｔ，ｔ′を測定し、これから流体の流速Ｖを算出して、
さらに流量や積算流量（体積）を求めていた。流速Ｖは
上記（１），（２）式から音速Ｃに無関係に、 Ｖ＝Ｌ〔（１／ｔ）−（１／ｔ′）〕／２ ・・・（３） として求められる。
ｔ，ｔ′を測定し、これから流体の流速Ｖを算出して、
さらに流量や積算流量（体積）を求めていた。流速Ｖは
上記（１），（２）式から音速Ｃに無関係に、 Ｖ＝Ｌ〔（１／ｔ）−（１／ｔ′）〕／２ ・・・（３） として求められる。
【０００５】なお、実際には、伝搬時間計測の分解能を
上げるために、順方向又は逆方向の伝搬時間を計測する
のに、１回ずつの送受信ではなく、受信と同時に次の送
信を行い、同一方向の送受信を複数回（ｎ回）連続して
繰り返し、第１回目の送信から第ｎ回目の受信までの時
間を、順方向と逆方向についてそれぞれ求め、これらの
時間に基づいて流速や流量又は積算流量を求めていた。
上げるために、順方向又は逆方向の伝搬時間を計測する
のに、１回ずつの送受信ではなく、受信と同時に次の送
信を行い、同一方向の送受信を複数回（ｎ回）連続して
繰り返し、第１回目の送信から第ｎ回目の受信までの時
間を、順方向と逆方向についてそれぞれ求め、これらの
時間に基づいて流速や流量又は積算流量を求めていた。
【０００６】順方向又は逆方向で、超音波の送受信を複
数回（ｎ回）連続して繰り返すには、前述のように受信
と同時に次の送信を行う。送波器から超音波パルスを送
信し、これを受波器で受信すると図８に示す波形の電気
信号（以下受信波と言う）が得られる。
数回（ｎ回）連続して繰り返すには、前述のように受信
と同時に次の送信を行う。送波器から超音波パルスを送
信し、これを受波器で受信すると図８に示す波形の電気
信号（以下受信波と言う）が得られる。
【０００７】受信波は図８に示すように、その先頭
「イ」から、第１波，第２波，第３波，…と次第に振幅
が成長して、例えば第７波をピークとして、その後第８
波，第９波，…と次第に振幅が減衰する波形となる。
「イ」から、第１波，第２波，第３波，…と次第に振幅
が成長して、例えば第７波をピークとして、その後第８
波，第９波，…と次第に振幅が減衰する波形となる。
【０００８】送波器から送信された超音波パルスが受波
器に到達する時点の検知には一般にゼロクロス法が用い
られている。ゼロクロス法では、受信波の波のうちの特
定の波、例えば図８では第３波が、一定のしきい値ＶTH
を超えた後、最初のＧＮＤレベル（零レベル）を横切る
点「ハ」を到達時点としている。「ロ」は第３波がしき
い値ＶTHと合致した点である。到達時点「ハ」をゼロク
ロスポイントと呼んでいる。
器に到達する時点の検知には一般にゼロクロス法が用い
られている。ゼロクロス法では、受信波の波のうちの特
定の波、例えば図８では第３波が、一定のしきい値ＶTH
を超えた後、最初のＧＮＤレベル（零レベル）を横切る
点「ハ」を到達時点としている。「ロ」は第３波がしき
い値ＶTHと合致した点である。到達時点「ハ」をゼロク
ロスポイントと呼んでいる。
【０００９】そして、順方向や逆方向で、超音波の送受
信を複数回（ｎ回）連続して繰り返すには、送波器から
の超音波が受波器に受信されると、そのときの受信波の
特定の波（図８では第３波）のゼロクロスポイント
「ハ」を検知すると同時に送波器から次の超音波パルス
を送信するようにしている。
信を複数回（ｎ回）連続して繰り返すには、送波器から
の超音波が受波器に受信されると、そのときの受信波の
特定の波（図８では第３波）のゼロクロスポイント
「ハ」を検知すると同時に送波器から次の超音波パルス
を送信するようにしている。
【００１０】そして一方向、例えば順方向でｎ回受信波
を検知すると、送受波器を切り替えて、他方向、例えば
逆方向に超音波を送信することをｎ回繰り返すようにし
ている。
を検知すると、送受波器を切り替えて、他方向、例えば
逆方向に超音波を送信することをｎ回繰り返すようにし
ている。
【００１１】流量計は順方向における第１回目の超音波
パルスの送信から第ｎ回目の超音波の受信までの時間の
計測の後、送受波器を切り替えて逆方向の計測に移り第
１回目の超音波パルスの送信から第ｎ回目の超音波の受
信までの時間を計測する。
パルスの送信から第ｎ回目の超音波の受信までの時間の
計測の後、送受波器を切り替えて逆方向の計測に移り第
１回目の超音波パルスの送信から第ｎ回目の超音波の受
信までの時間を計測する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の超音波流量
計では、特に流体が気体の場合、流体の温度又は圧力が
変化すると受信波の振幅が変化して、しきい値ＶTHを越
えるゼロクロスポイント「ハ」を検知するための特定の
波、例えば図８の第３波が、ずれてしまって、超音波の
到達時点（受信時点）の認識に間違いが生じてしまうこ
とがある。
計では、特に流体が気体の場合、流体の温度又は圧力が
変化すると受信波の振幅が変化して、しきい値ＶTHを越
えるゼロクロスポイント「ハ」を検知するための特定の
波、例えば図８の第３波が、ずれてしまって、超音波の
到達時点（受信時点）の認識に間違いが生じてしまうこ
とがある。
【００１３】受信波の振幅が小さくなって、最初にしき
い値ＶTHを越えるのが第５波になってしまうと、１回の
伝搬時間ｔ又はｔ′を超音波のほぼ１周期だけ長く計測
することになる。また、受信波の振幅が大きくなって、
最初にしきい値ＶTHを超えるのが第１波になってしまう
と、１回の伝搬時間ｔ又はｔ′を超音波のほぼ１周期だ
け小さく計測することになる。
い値ＶTHを越えるのが第５波になってしまうと、１回の
伝搬時間ｔ又はｔ′を超音波のほぼ１周期だけ長く計測
することになる。また、受信波の振幅が大きくなって、
最初にしきい値ＶTHを超えるのが第１波になってしまう
と、１回の伝搬時間ｔ又はｔ′を超音波のほぼ１周期だ
け小さく計測することになる。
【００１４】そのために、温度や圧力の変化で順方向又
は逆方向の計測における第１回目の送信から第ｎ回目の
受信までの時間にも誤差が生じ、結果的に流量計として
の流速、流量又は積算流量の計測誤差が大きくなるとい
う第１の問題点があった。
は逆方向の計測における第１回目の送信から第ｎ回目の
受信までの時間にも誤差が生じ、結果的に流量計として
の流速、流量又は積算流量の計測誤差が大きくなるとい
う第１の問題点があった。
【００１５】また、１組（２個）の超音波送受波器２，
３の個体差及び流れに対する超音波の進行方向の違いに
より、順方向と逆方向の計測における受信波の振幅が異
なり、その相違が大きいと、順方向と逆方向の計測にお
けるゼロクロスポイントを検知する特定の波が、決めら
れた特定の波（例えば図８の第３波）からずれて、食い
違ってしまうことになり、順方向計測時と逆方向計測時
との間に伝搬時間の測定に違いが生じ、結果的に流量計
の流速、流量又は積算流量の計測誤差が大きくなるとい
う第２の問題点があった。
３の個体差及び流れに対する超音波の進行方向の違いに
より、順方向と逆方向の計測における受信波の振幅が異
なり、その相違が大きいと、順方向と逆方向の計測にお
けるゼロクロスポイントを検知する特定の波が、決めら
れた特定の波（例えば図８の第３波）からずれて、食い
違ってしまうことになり、順方向計測時と逆方向計測時
との間に伝搬時間の測定に違いが生じ、結果的に流量計
の流速、流量又は積算流量の計測誤差が大きくなるとい
う第２の問題点があった。
【００１６】さらに又、順方向計測時と逆方向計測時を
一つのしきい値ＶTHで安定して正しく行うために、送波
器を駆動する電圧を高くすることで受信波の振幅を大き
くし、しきい値ＶTHに対する特定の波（例えば第３波）
の検出余裕度を大きくしていたので大きな電力を消費す
るという第３の問題点があった。
一つのしきい値ＶTHで安定して正しく行うために、送波
器を駆動する電圧を高くすることで受信波の振幅を大き
くし、しきい値ＶTHに対する特定の波（例えば第３波）
の検出余裕度を大きくしていたので大きな電力を消費す
るという第３の問題点があった。
【００１７】そこで、本発明はかかる問題点を解消でき
る気体用の超音波流量計を提供することを目的とする。
る気体用の超音波流量計を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】前記第１の目的を達成す
るために、請求項１の発明は、送波器と受波器に切替可
能の１組の超音波送受波器（２）（３）を有し、順方向
に一定の複数（ｎ）回連続して超音波の送受を繰り返す
と共に、送受波器を切り替えて逆方向に一定の複数
（ｎ）回連続して超音波の送受を繰り返して、順方向に
おける第１回の送信から一定の複数（ｎ）回目の受信ま
での時間と、逆方向における第１回の送信から一定の複
数（ｎ）回目の受信までの時間とから気体の流速、流量
又は積算流量を求める超音波流量計において、流体の温
度を測定する温度センサ（１１）と圧力を測定する圧力
センサ（１２）を具備し、受波器の受信波をゼロクロス
法で検知するに当り、受信波の特定の波のゼロクロスポ
イントを検知するためのしきい値（ＶTH）を前記温度セ
ンサ（１１）と圧力センサ（１２）の信号に応じて変え
ることを特徴とする超音波流量計である。
るために、請求項１の発明は、送波器と受波器に切替可
能の１組の超音波送受波器（２）（３）を有し、順方向
に一定の複数（ｎ）回連続して超音波の送受を繰り返す
と共に、送受波器を切り替えて逆方向に一定の複数
（ｎ）回連続して超音波の送受を繰り返して、順方向に
おける第１回の送信から一定の複数（ｎ）回目の受信ま
での時間と、逆方向における第１回の送信から一定の複
数（ｎ）回目の受信までの時間とから気体の流速、流量
又は積算流量を求める超音波流量計において、流体の温
度を測定する温度センサ（１１）と圧力を測定する圧力
センサ（１２）を具備し、受波器の受信波をゼロクロス
法で検知するに当り、受信波の特定の波のゼロクロスポ
イントを検知するためのしきい値（ＶTH）を前記温度セ
ンサ（１１）と圧力センサ（１２）の信号に応じて変え
ることを特徴とする超音波流量計である。
【００１９】そして、前記第１〜第３の目的を達成する
ために、請求項２の発明は、請求項１の超音波流量計に
おいて、しきい値（ＶTH）を、更に順方向計測時と逆方
向計測時とで異なる値に切り替えることを特徴とするも
のである。
ために、請求項２の発明は、請求項１の超音波流量計に
おいて、しきい値（ＶTH）を、更に順方向計測時と逆方
向計測時とで異なる値に切り替えることを特徴とするも
のである。
【００２０】また、前記第１の目的を達成するために、
請求項３の発明は、流体の流れの中を流れと同方向ある
いは斜め方向に超音波の送受をする１組の超音波送受波
器（２）（３）と、後述するコントロール部（６）の送
受切替信号により、順方向計測時には上流側の送受波器
（２）を送波器駆動部（４）に接続すると共に逆方向計
測時には下流側の送受波器（３）を送波器駆動部（４）
に接続する第１の切替器（５）と、順方向計測時には下
流側の送受波器（３）を受信波検知部（８）に接続する
と共に逆方向計測時には上流側の送受波器（２）を受信
波検知部（８）に接続する第２の切替器（７）と、受信
器として作用する側の送受波器（３又は２）が接続さ
れ、受信波の特定の波に続くゼロクロスポイントを検知
すると受信波検知信号を出力する受信波検知部（８）
と、前記特定の波を検知するためのしきい値（ＶTH）を
決める手段と、測定ＯＮ・ＯＦＦ信号がＯＦＦ側からＯ
Ｎ側になる毎に、送信器として作用する側の送受波器
（２又は３）を駆動し、その後は受信波検知信号毎に、
送波器として作用する側の送受波器（２又は３）を第ｎ
波検知信号が入力されるか測定ＯＮ・ＯＦＦ信号がＯＦ
Ｆ側になるまで駆動する送波器駆動部（４）と、受信波
検知部（８）からの受信波検知信号を受け、測定ＯＮ・
ＯＦＦ信号がＯＮ側になる毎に零にリセットされて受信
波検知信号の計数を開始し、ｎ番目の受信波検知信号を
検知して第ｎ受信波検知信号を出力する第１のカウンタ
（９）と、測定ＯＮ・ＯＦＦ信号がＯＮ側になってから
第ｎ受信波検知信号までの時間を測定する第２のカウン
タ（１０）と、一定のタイミングで前記両切替器（５）
（７）を操作して順方向計測と逆方向計測の切り替えを
行い、その都度測定ＯＮ・ＯＦＦ信号をＯＦＦ側からＯ
Ｎ側にし、第ｎ波検知信号を受けると第２のカウンタ
（１０）のカウント値を読み取って流速・流量等の演算
を行うコントロール部（６）と、流体の温度を測定する
温度センサ（１１）と圧力を測定する圧力センサ（１
２）とを具備し、温度センサ（１１）と圧力センサ（１
２）からの信号に基づき、コントロール部（６）が受信
波検知部（８）の前記しきい値（ＶTH）を変えることを
特徴とする気体用の超音波流量計。
請求項３の発明は、流体の流れの中を流れと同方向ある
いは斜め方向に超音波の送受をする１組の超音波送受波
器（２）（３）と、後述するコントロール部（６）の送
受切替信号により、順方向計測時には上流側の送受波器
（２）を送波器駆動部（４）に接続すると共に逆方向計
測時には下流側の送受波器（３）を送波器駆動部（４）
に接続する第１の切替器（５）と、順方向計測時には下
流側の送受波器（３）を受信波検知部（８）に接続する
と共に逆方向計測時には上流側の送受波器（２）を受信
波検知部（８）に接続する第２の切替器（７）と、受信
器として作用する側の送受波器（３又は２）が接続さ
れ、受信波の特定の波に続くゼロクロスポイントを検知
すると受信波検知信号を出力する受信波検知部（８）
と、前記特定の波を検知するためのしきい値（ＶTH）を
決める手段と、測定ＯＮ・ＯＦＦ信号がＯＦＦ側からＯ
Ｎ側になる毎に、送信器として作用する側の送受波器
（２又は３）を駆動し、その後は受信波検知信号毎に、
送波器として作用する側の送受波器（２又は３）を第ｎ
波検知信号が入力されるか測定ＯＮ・ＯＦＦ信号がＯＦ
Ｆ側になるまで駆動する送波器駆動部（４）と、受信波
検知部（８）からの受信波検知信号を受け、測定ＯＮ・
ＯＦＦ信号がＯＮ側になる毎に零にリセットされて受信
波検知信号の計数を開始し、ｎ番目の受信波検知信号を
検知して第ｎ受信波検知信号を出力する第１のカウンタ
（９）と、測定ＯＮ・ＯＦＦ信号がＯＮ側になってから
第ｎ受信波検知信号までの時間を測定する第２のカウン
タ（１０）と、一定のタイミングで前記両切替器（５）
（７）を操作して順方向計測と逆方向計測の切り替えを
行い、その都度測定ＯＮ・ＯＦＦ信号をＯＦＦ側からＯ
Ｎ側にし、第ｎ波検知信号を受けると第２のカウンタ
（１０）のカウント値を読み取って流速・流量等の演算
を行うコントロール部（６）と、流体の温度を測定する
温度センサ（１１）と圧力を測定する圧力センサ（１
２）とを具備し、温度センサ（１１）と圧力センサ（１
２）からの信号に基づき、コントロール部（６）が受信
波検知部（８）の前記しきい値（ＶTH）を変えることを
特徴とする気体用の超音波流量計。
【００２１】そして、前記第１〜第３の目的を達成する
ために、請求項４の発明は、請求項３の気体用超音波流
量計において、しきい値（ＶTH）を、更に順方向計測時
と逆方向計測時とで異なる値に切り替えることを特徴と
するものである。
ために、請求項４の発明は、請求項３の気体用超音波流
量計において、しきい値（ＶTH）を、更に順方向計測時
と逆方向計測時とで異なる値に切り替えることを特徴と
するものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】図１は本発明の好ましい第１の実
施の形態で、図２はそのタイミングチャート、図３と図
４は超音波送波器から流体中への超音波エネルギーの透
過率を説明する図、図５は流体の温度又は圧力に応じて
受信波検知部のコンパレータのしきい値を変える電気回
路の具体例である。
施の形態で、図２はそのタイミングチャート、図３と図
４は超音波送波器から流体中への超音波エネルギーの透
過率を説明する図、図５は流体の温度又は圧力に応じて
受信波検知部のコンパレータのしきい値を変える電気回
路の具体例である。
【００２３】これらの図において、２，３は１組の超音
波送受波器で、従来技術と同様に流体の流れ中を流れと
同方向あるいは斜め方向に超音波の送受をする。一方の
超音波送受波器を送波器として他方の超音波送受波器を
受波器として使用することで、一方の送受波器から他方
の送受波器に向けて超音波を送信し、送受波器２，３を
送受切り替えて使用することで、超音波を逆方向に送信
する。
波送受波器で、従来技術と同様に流体の流れ中を流れと
同方向あるいは斜め方向に超音波の送受をする。一方の
超音波送受波器を送波器として他方の超音波送受波器を
受波器として使用することで、一方の送受波器から他方
の送受波器に向けて超音波を送信し、送受波器２，３を
送受切り替えて使用することで、超音波を逆方向に送信
する。
【００２４】４は送波器駆動部、５は第１の切替器、６
はコントロール部で、コントロール部６からの送受切替
信号で第１の切替器５を操作し、順方向計測時には上流
側の送受波器２を送波器駆動部４に図１のように接続
し、逆方向計測時には第１の切替器５を図１の状態から
切り替えて下流側の送受波器３を送波器駆動部４に接続
する。
はコントロール部で、コントロール部６からの送受切替
信号で第１の切替器５を操作し、順方向計測時には上流
側の送受波器２を送波器駆動部４に図１のように接続
し、逆方向計測時には第１の切替器５を図１の状態から
切り替えて下流側の送受波器３を送波器駆動部４に接続
する。
【００２５】７は第２の切替器、８は受信波検知部で、
コントロール部６からの送受切替信号で第２の切替器７
を操作し、順方向計測時には下流側の送受波器３を受信
波検知部８に図１のように接続し、逆方向計測時には第
２の切替器７を図１の状態から切り替えて上流側の送受
波器２を受信波検知部８に接続する。
コントロール部６からの送受切替信号で第２の切替器７
を操作し、順方向計測時には下流側の送受波器３を受信
波検知部８に図１のように接続し、逆方向計測時には第
２の切替器７を図１の状態から切り替えて上流側の送受
波器２を受信波検知部８に接続する。
【００２６】送波器駆動部４はコントロール部６からの
測定ＯＮ・ＯＦＦ信号がＯＮ側になる毎に送波器として
の送受波器２又は３を駆動し、その後は受信波検知部８
からの受信波検知信号毎に送波器としての送受波器２又
は３を駆動し、第ｎ受信波検知信号が入力されるか測定
ＯＮ・ＯＦＦ信号がＯＦＦ側になると駆動を停止する。
測定ＯＮ・ＯＦＦ信号がＯＮ側になる毎に送波器として
の送受波器２又は３を駆動し、その後は受信波検知部８
からの受信波検知信号毎に送波器としての送受波器２又
は３を駆動し、第ｎ受信波検知信号が入力されるか測定
ＯＮ・ＯＦＦ信号がＯＦＦ側になると駆動を停止する。
【００２７】受信波検知部８は切替器７によって選択さ
れた受波器側の送受波器３又は２からの受信波を入力
し、受信波を検知するとその都度受信波検知信号を出力
する。例えば図１に示すように、上流側の送受波器２が
第１の切替器５によって送波器駆動部４に接続され、下
流側の送受波器３が第２の切替器７によって受信波検知
部８に接続されている順方向計測時には、コントロール
部６からの測定ＯＮ・ＯＦＦ信号がＯＮ側になると送波
器駆動部４が送受波器２を駆動し、送受波器２から超音
波パルスが他方の送受波器３に向けて送信される。
れた受波器側の送受波器３又は２からの受信波を入力
し、受信波を検知するとその都度受信波検知信号を出力
する。例えば図１に示すように、上流側の送受波器２が
第１の切替器５によって送波器駆動部４に接続され、下
流側の送受波器３が第２の切替器７によって受信波検知
部８に接続されている順方向計測時には、コントロール
部６からの測定ＯＮ・ＯＦＦ信号がＯＮ側になると送波
器駆動部４が送受波器２を駆動し、送受波器２から超音
波パルスが他方の送受波器３に向けて送信される。
【００２８】他方の送受波器３はこの超音波パルスを受
信して電気信号に変換し、その受信波が受信波検知部８
で検知され、図８で説明したようにしきい値ＶTHを符号
「ロ」で示す時点で受信波の第３波が超えると、その次
のＧＮＤレベル（零レベル）を横切る点「ハ」で受信波
検知信号が出力される。
信して電気信号に変換し、その受信波が受信波検知部８
で検知され、図８で説明したようにしきい値ＶTHを符号
「ロ」で示す時点で受信波の第３波が超えると、その次
のＧＮＤレベル（零レベル）を横切る点「ハ」で受信波
検知信号が出力される。
【００２９】このように、いわゆるゼロクロス法で受信
波を検知して、その都度受信波検知部８が受信波検知信
号を出力し、１回の順方向又は逆方向の計測期間の間に
これを所定の複数回（ｎ回）行う。
波を検知して、その都度受信波検知部８が受信波検知信
号を出力し、１回の順方向又は逆方向の計測期間の間に
これを所定の複数回（ｎ回）行う。
【００３０】送波器駆動部４はこれらの受信波検知信号
を受け、その都度送受波器２を駆動して超音波パルスを
送信するため、１回の順方向計測期間内では、図２に示
すように測定ＯＮ・ＯＦＦ信号がＯＮ側になった時点つ
まり第１回目の送信時点から第１の受信波検知信号まで
の時間（伝搬時間）がｔ1 、この第１の受信波検知信号
から第２の受信波検知信号までの時間（伝搬時間）がｔ
2 というように、ｎ回の伝搬時間ｔ1 ，ｔ2 ，…，ｔｎ
が順に並ぶことになる。
を受け、その都度送受波器２を駆動して超音波パルスを
送信するため、１回の順方向計測期間内では、図２に示
すように測定ＯＮ・ＯＦＦ信号がＯＮ側になった時点つ
まり第１回目の送信時点から第１の受信波検知信号まで
の時間（伝搬時間）がｔ1 、この第１の受信波検知信号
から第２の受信波検知信号までの時間（伝搬時間）がｔ
2 というように、ｎ回の伝搬時間ｔ1 ，ｔ2 ，…，ｔｎ
が順に並ぶことになる。
【００３１】なお図では１回の順方向計測期間のうち、
第１，第２，第３，…，第n-1 及び第ｎの各受信波検知
信号にそれぞれ１，２，３，…，ｎ−１及びｎの各符号
を付けている。
第１，第２，第３，…，第n-1 及び第ｎの各受信波検知
信号にそれぞれ１，２，３，…，ｎ−１及びｎの各符号
を付けている。
【００３２】なお図２で、Τはｎ回の伝搬時間ｔ1 ，ｔ
2 ，ｔ3 ，…ｔｎの総和で、 Ｔ＝ｔ1 ＋ｔ2 ＋ｔ3 ＋…＋ｔｎ である。
2 ，ｔ3 ，…ｔｎの総和で、 Ｔ＝ｔ1 ＋ｔ2 ＋ｔ3 ＋…＋ｔｎ である。
【００３３】９は第１のカウンタで、コントロール部６
からの測定ＯＮ・ＯＦＦ信号がそのリセット端子Ｒに入
力されていて、測定ＯＮ・ＯＦＦ信号がＯＮ側になる毎
に零にリセットされ、その後の受信波検知部８からの受
信波検知信号の数を計数し、順方向計測時と逆方向計測
時のそれぞれの間において、ｎ番目の受信波検知信号を
検知して第ｎ受信波検知信号を出力する。
からの測定ＯＮ・ＯＦＦ信号がそのリセット端子Ｒに入
力されていて、測定ＯＮ・ＯＦＦ信号がＯＮ側になる毎
に零にリセットされ、その後の受信波検知部８からの受
信波検知信号の数を計数し、順方向計測時と逆方向計測
時のそれぞれの間において、ｎ番目の受信波検知信号を
検知して第ｎ受信波検知信号を出力する。
【００３４】１０は第２のカウンタで、そのリセット端
子Ｒに測定ＯＮ・ＯＦＦ信号が入力されていて、測定Ｏ
Ｎ・ＯＦＦ信号がＯＮ側になる毎に零にリセットされ、
その後の、図示されてない基準クロックの数を第１のカ
ウンタ９からの第ｎ受信波検知信号までの間計数する。
子Ｒに測定ＯＮ・ＯＦＦ信号が入力されていて、測定Ｏ
Ｎ・ＯＦＦ信号がＯＮ側になる毎に零にリセットされ、
その後の、図示されてない基準クロックの数を第１のカ
ウンタ９からの第ｎ受信波検知信号までの間計数する。
【００３５】従って、第２のカウンタ１０のカウント値
は、順方向計測時と逆方向計測時のとき、測定ＯＮ・Ｏ
ＦＦ信号がＯＮ側になってから第ｎ受信波検知信号まで
の時間の基準クロックの数のカウント値であり、順方向
計測時では、このカウント値は図２の時間Ｔに相当す
る。
は、順方向計測時と逆方向計測時のとき、測定ＯＮ・Ｏ
ＦＦ信号がＯＮ側になってから第ｎ受信波検知信号まで
の時間の基準クロックの数のカウント値であり、順方向
計測時では、このカウント値は図２の時間Ｔに相当す
る。
【００３６】１１は流体の温度を検出して電気信号に変
換する温度センサ、１２は流体の圧力を検出して電気信
号に変換する圧力センサで、両センサは何れも流管内を
流れる気体中に配設され、気体の温度と圧力に対応する
電気信号をそれぞれコントロール部６に入力する。
換する温度センサ、１２は流体の圧力を検出して電気信
号に変換する圧力センサで、両センサは何れも流管内を
流れる気体中に配設され、気体の温度と圧力に対応する
電気信号をそれぞれコントロール部６に入力する。
【００３７】コントロール部６は送受切替信号を一定の
タイミングで順方向計測と逆方向計測に切り替えると共
に、切り替えの都度測定ＯＮ・ＯＦＦ信号をＯＦＦ側か
らＯＮ側にし、第ｎ受信波検知信号が入力されるとその
ときの第２のカウンタ１０のカウント値を読み取って流
速、流量又は積算流量等の演算を行う。
タイミングで順方向計測と逆方向計測に切り替えると共
に、切り替えの都度測定ＯＮ・ＯＦＦ信号をＯＦＦ側か
らＯＮ側にし、第ｎ受信波検知信号が入力されるとその
ときの第２のカウンタ１０のカウント値を読み取って流
速、流量又は積算流量等の演算を行う。
【００３８】ところが、送波器としての超音波送受波
器、例えば２から音波の伝搬媒体である流体（気体）へ
超音波エネルギーが伝わる割合、つまり超音波透過率
は、マッチング層がなくて図３のように送受波器２から
矢印のように気体中へ超音波が送信される場合、透過率
をＫとすると、 Ｋ＝４Ｚ1 ・Ｚ2 ／（Ｚ1 ＋Ｚ2 ）2 ≒４Ｚ2 ／Ｚ1 ・・・（１） となる。
器、例えば２から音波の伝搬媒体である流体（気体）へ
超音波エネルギーが伝わる割合、つまり超音波透過率
は、マッチング層がなくて図３のように送受波器２から
矢印のように気体中へ超音波が送信される場合、透過率
をＫとすると、 Ｋ＝４Ｚ1 ・Ｚ2 ／（Ｚ1 ＋Ｚ2 ）2 ≒４Ｚ2 ／Ｚ1 ・・・（１） となる。
【００３９】但し、Ｚ1 は送受波器２の音響インピーダ
ンスで、送受波器２の材料の密度をρ1 、送受波器２内
の音速をＣ1 とすると、 Ｚ1 ＝ρ1 ・Ｃ1 である。
ンスで、送受波器２の材料の密度をρ1 、送受波器２内
の音速をＣ1 とすると、 Ｚ1 ＝ρ1 ・Ｃ1 である。
【００４０】また、Ｚ2 は伝搬媒体である気体の音響イ
ンピーダンスで、気体の密度をρ、気体内の音速をＣと
すると、 Ｚ2 ＝ρ・Ｃ である。
ンピーダンスで、気体の密度をρ、気体内の音速をＣと
すると、 Ｚ2 ＝ρ・Ｃ である。
【００４１】更にまた、前記（１）式では、 Ｚ1 ≫Ｚ2 としている。
【００４２】そして、送受波器２が図４のように、マッ
チング層（整合層）１３で１／４波長整合がされている
場合には、超音波透過率Ｋは、 Ｋ＝４Ｚ1 ・Ｚ2 2・Ｚ3 ／（Ｚ1 ・Ｚ3 ＋Ｚ2 2 ）2 ≒４Ｚ2 2 ／（Ｚ1・Ｚ3） ・・・（２） となる。
チング層（整合層）１３で１／４波長整合がされている
場合には、超音波透過率Ｋは、 Ｋ＝４Ｚ1 ・Ｚ2 2・Ｚ3 ／（Ｚ1 ・Ｚ3 ＋Ｚ2 2 ）2 ≒４Ｚ2 2 ／（Ｚ1・Ｚ3） ・・・（２） となる。
【００４３】但し、Ｚ3 はマッチング層１３の材料の音
響インピーダンスで、その密度をρ 3 、マッチング層１
３内の音速をＣ3 とすると、 Ｚ3 ＝ρ3 ・Ｃ3 である。
響インピーダンスで、その密度をρ 3 、マッチング層１
３内の音速をＣ3 とすると、 Ｚ3 ＝ρ3 ・Ｃ3 である。
【００４４】また、式（２）では、 Ｚ2≪Ｚ1 Ｚ2≪Ｚ3 としている。
【００４５】ところで、気体中の音速Ｃは、γ・Ｒ・Ｔ
／Ｍの平方根で示される。 Ｃ＝√（γ・Ｒ・Ｔ／Ｍ） ・・・（３） 但し、 γ：気体の定圧比熱と定積比熱との比 Ｒ：気体定数 Ｔ：気体の絶対温度 Ｍ：気体分子のモル質量 である。
／Ｍの平方根で示される。 Ｃ＝√（γ・Ｒ・Ｔ／Ｍ） ・・・（３） 但し、 γ：気体の定圧比熱と定積比熱との比 Ｒ：気体定数 Ｔ：気体の絶対温度 Ｍ：気体分子のモル質量 である。
【００４６】更にまた、気体の圧力をＰ、気体１モルの
体積をＶとするとボイルシャールの法則で、 Ｐ・Ｖ＝Ｒ・Ｔ の関係があり、これと前述のことから、 Ｐ・Ｍ／（Ｒ・Ｔ）＝ρ ・・・（４） の関係がある。
体積をＶとするとボイルシャールの法則で、 Ｐ・Ｖ＝Ｒ・Ｔ の関係があり、これと前述のことから、 Ｐ・Ｍ／（Ｒ・Ｔ）＝ρ ・・・（４） の関係がある。
【００４７】上述の（１）〜（４）式が意味する事柄か
ら、気体の温度や圧力が変わると、気体中の音速並びに
気体の密度が変化し、その結果、伝搬媒体である流体
（気体）の音響インピーダンスＺ2 が変化して、送波器
としての送受波器２又は３から気体へ伝わる超音波エネ
ルギーが変化し、受信波の振幅が変化する。
ら、気体の温度や圧力が変わると、気体中の音速並びに
気体の密度が変化し、その結果、伝搬媒体である流体
（気体）の音響インピーダンスＺ2 が変化して、送波器
としての送受波器２又は３から気体へ伝わる超音波エネ
ルギーが変化し、受信波の振幅が変化する。
【００４８】その他にも、温度による気体中の音波の減
衰率の変化や、温度による送受波器２又は３の特性の変
化も受信波の振幅に影響を与える。さらに又、一方の送
受波器２と他方の送受波器３の間の個体差及び順方向計
測時と逆方向計測時の流れに対する超音波の進行方向の
違いによって、順方向計測時と逆方向計測時とでは受信
波の振幅が異なる。
衰率の変化や、温度による送受波器２又は３の特性の変
化も受信波の振幅に影響を与える。さらに又、一方の送
受波器２と他方の送受波器３の間の個体差及び順方向計
測時と逆方向計測時の流れに対する超音波の進行方向の
違いによって、順方向計測時と逆方向計測時とでは受信
波の振幅が異なる。
【００４９】そこで、図１の実施態様では、受信波検知
部８のしきい値ＶTHを、温度センサ１１や圧力センサ１
２からの信号と順方向計測時か逆方向計測時かに基づ
き、コントロール部６によって最適値に自動的に変化さ
せてやることで、温度・圧力による受信波の振幅変化や
送受波器２，３の個体差などがあっても安定して正しい
ゼロクロスポイント「ハ」を検出できるようにし、音波
の到達時点を正確に検知できるようにした。
部８のしきい値ＶTHを、温度センサ１１や圧力センサ１
２からの信号と順方向計測時か逆方向計測時かに基づ
き、コントロール部６によって最適値に自動的に変化さ
せてやることで、温度・圧力による受信波の振幅変化や
送受波器２，３の個体差などがあっても安定して正しい
ゼロクロスポイント「ハ」を検出できるようにし、音波
の到達時点を正確に検知できるようにした。
【００５０】温度センサ１１や圧力センサ１２からの信
号や順方向か逆方向かに基づき、コントロール部６によ
って受信波検知部８のしきい値ＶTHを自動的に変化させ
る具体的な電気回路の一例を図５に示す。
号や順方向か逆方向かに基づき、コントロール部６によ
って受信波検知部８のしきい値ＶTHを自動的に変化させ
る具体的な電気回路の一例を図５に示す。
【００５１】図５において、１４はコンパレータで、そ
のマイナス入力には受波器として選択されている一方の
送受波器３又は２からの受信波が入力される。プラス入
力にはしきい値ＶTHが入力される。Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ，
Ｒ4 はそれぞれ互いに異なる抵抗値の固定抵抗で、それ
らの各一端（図示下端）は選択スイッチＳ1 ，Ｓ2 ，Ｓ
3 ，Ｓ4 を介して何れか一つの固定抵抗が接地される。
のマイナス入力には受波器として選択されている一方の
送受波器３又は２からの受信波が入力される。プラス入
力にはしきい値ＶTHが入力される。Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ，
Ｒ4 はそれぞれ互いに異なる抵抗値の固定抵抗で、それ
らの各一端（図示下端）は選択スイッチＳ1 ，Ｓ2 ，Ｓ
3 ，Ｓ4 を介して何れか一つの固定抵抗が接地される。
【００５２】選択スイッチＳ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 ，Ｓ4 は、
前記温度センサ１１と圧力センサ１２の信号に基づいて
コントロール部６がどの選択スイッチを閉じたらよいか
を決めて、該当する一つの選択スイッチＳ1 ，Ｓ2 ，Ｓ
3 又はＳ4 を閉じる信号を出力し、この信号によって一
つのスイッチが閉じられる。
前記温度センサ１１と圧力センサ１２の信号に基づいて
コントロール部６がどの選択スイッチを閉じたらよいか
を決めて、該当する一つの選択スイッチＳ1 ，Ｓ2 ，Ｓ
3 又はＳ4 を閉じる信号を出力し、この信号によって一
つのスイッチが閉じられる。
【００５３】Ｒ5 ，Ｒ6 はそれぞれ異なる抵抗値に設定
された半固定抵抗器で、それらの下端は前記固定抵抗Ｒ
1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 及びＲ4 の他端（図示上端）に接続され
ている。また半固定抵抗器Ｒ5 ，Ｒ6 の各上端はそれぞ
れスイッチＳ5 とＳ6 を介して電源電圧ＶDDに接続され
ている。
された半固定抵抗器で、それらの下端は前記固定抵抗Ｒ
1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 及びＲ4 の他端（図示上端）に接続され
ている。また半固定抵抗器Ｒ5 ，Ｒ6 の各上端はそれぞ
れスイッチＳ5 とＳ6 を介して電源電圧ＶDDに接続され
ている。
【００５４】スイッチＳ5 とＳ6 は、コントロール回路
６からの送受切替信号により操作される。送受切替信号
により順方向計測時には一方のスイッチＳ5 が閉じて他
方のスイッチＳ6 が開く。そして逆方向計測時にはスイ
ッチＳ5 が開いてスイッチＳ 6 が閉じる。
６からの送受切替信号により操作される。送受切替信号
により順方向計測時には一方のスイッチＳ5 が閉じて他
方のスイッチＳ6 が開く。そして逆方向計測時にはスイ
ッチＳ5 が開いてスイッチＳ 6 が閉じる。
【００５５】このようにして、送受切替信号によってス
イッチＳ5 とＳ6 の何れか一方が閉じられるので、例え
ば順方向計測時には電源電圧ＶDDを半固定抵抗器Ｒ5 と
固定抵抗Ｒ1 〜Ｒ4 のうち流体の温度・圧力信号に基づ
いて選択された選択スイッチＳ1 〜Ｓ4 のうちの一つで
接地された固定抵抗とで分圧した電圧がしきい値ＶTHと
してコンパレータ１４のプラス入力に印加される。
イッチＳ5 とＳ6 の何れか一方が閉じられるので、例え
ば順方向計測時には電源電圧ＶDDを半固定抵抗器Ｒ5 と
固定抵抗Ｒ1 〜Ｒ4 のうち流体の温度・圧力信号に基づ
いて選択された選択スイッチＳ1 〜Ｓ4 のうちの一つで
接地された固定抵抗とで分圧した電圧がしきい値ＶTHと
してコンパレータ１４のプラス入力に印加される。
【００５６】例えば、順方向計測時で、温度・圧力信号
に基づいてコントロール部６が選択スイッチＳ2 を閉じ
ているとすると、そのときのしきい値ＶTHは、 ＶTH＝ＶDD・Ｒ2 ／（Ｒ5 ＋Ｒ2 ） となる。
に基づいてコントロール部６が選択スイッチＳ2 を閉じ
ているとすると、そのときのしきい値ＶTHは、 ＶTH＝ＶDD・Ｒ2 ／（Ｒ5 ＋Ｒ2 ） となる。
【００５７】半固定抵抗器Ｒ5 ，Ｒ6 や固定抵抗Ｒ1 〜
Ｒ4 は、順方向計測とか逆方向計測のときに温度・圧力
が変化した場合、それらの条件に最適なしきい値ＶTHが
コンパレータ１４のプラス入力に印加されるように決め
られる。
Ｒ4 は、順方向計測とか逆方向計測のときに温度・圧力
が変化した場合、それらの条件に最適なしきい値ＶTHが
コンパレータ１４のプラス入力に印加されるように決め
られる。
【００５８】半固定抵抗器Ｒ5 ，Ｒ6 は、その最適値が
送受波器２と３の個々の特性などを考慮して決める必要
がある。そのためこれらの抵抗値を設定するときは、流
量計の組立を完了してから、流体を順方向や逆方向に流
す実験を行って調整・設定するものである。
送受波器２と３の個々の特性などを考慮して決める必要
がある。そのためこれらの抵抗値を設定するときは、流
量計の組立を完了してから、流体を順方向や逆方向に流
す実験を行って調整・設定するものである。
【００５９】こうして、上述の実施態様では、順方向計
測時と逆方向計測時のためにそれぞれ四つずつのしきい
値ＶTHを用意して、これらの中から最適のものをコント
ロール部６が選択するように働くもので、請求項２と４
の発明に対応する。
測時と逆方向計測時のためにそれぞれ四つずつのしきい
値ＶTHを用意して、これらの中から最適のものをコント
ロール部６が選択するように働くもので、請求項２と４
の発明に対応する。
【００６０】なお、図５における選択スイッチＳ1 〜Ｓ
4 の選択は、図１ではコントロール部６から出力されて
受信波検知部８に入力されているＳ1234信号で行われ
る。また、図５におけるスイッチＳ5 ，Ｓ6 の選択は、
図１ではコントロール部６から出力されて受信波検知部
８に入力されている送受切替信号によって行われる。
4 の選択は、図１ではコントロール部６から出力されて
受信波検知部８に入力されているＳ1234信号で行われ
る。また、図５におけるスイッチＳ5 ，Ｓ6 の選択は、
図１ではコントロール部６から出力されて受信波検知部
８に入力されている送受切替信号によって行われる。
【００６１】
【実施例】図６は、請求項１と３の発明に対応する受信
波検知部８の電気回路の一部であって、その他の部分の
構成は殆ど前記実施態様の場合と同じである。
波検知部８の電気回路の一部であって、その他の部分の
構成は殆ど前記実施態様の場合と同じである。
【００６２】この実施例では、前記実施態様のように、
順方向計測時と逆方向計測時にスイッチＳ5 とＳ6 をそ
れぞれ選択的に閉じて異なるしきい値ＶTHを選ぶことを
せず、順方向計測時も逆方向計測時も同じしきい値ＶTH
を使用する。
順方向計測時と逆方向計測時にスイッチＳ5 とＳ6 をそ
れぞれ選択的に閉じて異なるしきい値ＶTHを選ぶことを
せず、順方向計測時も逆方向計測時も同じしきい値ＶTH
を使用する。
【００６３】従って、図６の回路では、半固定抵抗器Ｒ
5 ，Ｒ6 とスイッチＳ5 ，Ｓ6 を使用する代わりに、一
つの半固定抵抗器Ｒ7 を設け、この半固定抵抗器Ｒ7 と
一つの固定抵抗器Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 又はＲ4 で電源電圧
ＶDDを分圧した電圧がしきい値ＶTHとしてコンパレータ
１４のプラス入力へ印加される。
5 ，Ｒ6 とスイッチＳ5 ，Ｓ6 を使用する代わりに、一
つの半固定抵抗器Ｒ7 を設け、この半固定抵抗器Ｒ7 と
一つの固定抵抗器Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 又はＲ4 で電源電圧
ＶDDを分圧した電圧がしきい値ＶTHとしてコンパレータ
１４のプラス入力へ印加される。
【００６４】例えば、固定抵抗器Ｒ2 が選択スイッチＳ
2 で選択された場合には、しきい値ＶTHは、 ＶTH＝ＶDD・Ｒ2 ／（Ｒ7 ＋Ｒ2 ） となる。
2 で選択された場合には、しきい値ＶTHは、 ＶTH＝ＶDD・Ｒ2 ／（Ｒ7 ＋Ｒ2 ） となる。
【００６５】
【発明の効果】本発明の気体用超音波流量計は上述のよ
うに構成されているので、流体の温度・圧力が変わって
も、受信波検知部（８）のしきい値（ＶTH）が自動的に
適正値に変えられるから、安定して正しい伝搬時間を計
測でき、結果的に流速、流量又は積算流量の計測精度が
向上する。
うに構成されているので、流体の温度・圧力が変わって
も、受信波検知部（８）のしきい値（ＶTH）が自動的に
適正値に変えられるから、安定して正しい伝搬時間を計
測でき、結果的に流速、流量又は積算流量の計測精度が
向上する。
【００６６】また、請求項２と４の発明では、１組の送
受波器を構成する二つの送受波器に特性の違う超音波振
動子を使用しても、安定して正しい伝搬時間を計測でき
る。また、順方向計測時と逆方向計測時にしきい値（Ｖ
TH）を変えて最適値を選ぶようにしたから、しきい値
（ＶTH）の余裕度の面から送波器を高い電圧で駆動する
必要がなくなり、低い電圧で駆動しても安定して正しい
伝搬時間を計測できる。その結果、２個の送受波器の特
定をそれ程揃えなくても、低い電圧電力で送波器を駆動
して、安定して正しい流速、流量又は積算流量を計測で
きる効果がある。
受波器を構成する二つの送受波器に特性の違う超音波振
動子を使用しても、安定して正しい伝搬時間を計測でき
る。また、順方向計測時と逆方向計測時にしきい値（Ｖ
TH）を変えて最適値を選ぶようにしたから、しきい値
（ＶTH）の余裕度の面から送波器を高い電圧で駆動する
必要がなくなり、低い電圧で駆動しても安定して正しい
伝搬時間を計測できる。その結果、２個の送受波器の特
定をそれ程揃えなくても、低い電圧電力で送波器を駆動
して、安定して正しい流速、流量又は積算流量を計測で
きる効果がある。
【図１】本発明の実施の態様のブロック図である。
【図２】図１の実施態様のタイムチャートである。
【図３】超音波送波器から流体中へ超音波エネルギーの
透過率を説明する図で、送波器がマッチング層を備えて
いない場合の図である。
透過率を説明する図で、送波器がマッチング層を備えて
いない場合の図である。
【図４】超音波送波器から流体中への超音波エネルギー
の透過率を説明する図で、送波器がマッチング層を備え
ている場合の図である。
の透過率を説明する図で、送波器がマッチング層を備え
ている場合の図である。
【図５】図１の実施態様に用いる受信波検知部の電気回
路の要部を示す図である。
路の要部を示す図である。
【図６】本発明に用いる受信波検知部の電気回路の要部
を示す図で、図５とは異なる実施例の図である。
を示す図で、図５とは異なる実施例の図である。
【図７】超音波流量計の原理を説明する略図である。
【図８】従来技術の受信波検知部の動作を説明するため
の電気信号波形を示す線図である。
の電気信号波形を示す線図である。
２，３ 超音波送受波器 ４ 送波器駆動部 ５ 第１の切替器 ６ コントロール部 ７ 第２の切替器 ９ 第１のカウンタ １０ 第２のカウンタ １１ 温度センサ １２ 圧力センサ ＶTH しきい値
Claims (4)
- 【請求項１】 送波器と受波器に切替可能の１組の超音
波送受波器（２）（３）を有し、順方向に一定の複数
（ｎ）回連続して超音波の送受を繰り返すと共に、送受
波器を切り替えて逆方向に一定の複数（ｎ）回連続して
超音波の送受を繰り返して、順方向における第１回の送
信から一定の複数（ｎ）回目の受信までの時間と、逆方
向における第１回の送信から一定の複数（ｎ）回目の受
信までの時間とから気体の流速、流量又は積算流量を求
める超音波流量計において、 流体の温度を測定する温度センサ（１１）と圧力を測定
する圧力センサ（１２）を具備し、 受波器の受信波をゼロクロス法で検知するに当り、受信
波の特定の波のゼロクロスポイントを検知するためのし
きい値（ＶTH）を前記温度センサ（１１）と圧力センサ
（１２）の信号に応じて変えることを特徴とする超音波
流量計。 - 【請求項２】 しきい値（ＶTH）を、更に順方向計測時
と逆方向計測時とで異なる値に切り替えることを特徴と
する請求項１記載の超音波流量計。 - 【請求項３】 流体の流れの中を流れと同方向あるいは
斜め方向に超音波の送受をする１組の超音波送受波器
（２）（３）と、 後述するコントロール部（６）の送受切替信号により、
順方向計測時には上流側の送受波器（２）を送波器駆動
部（４）に接続すると共に逆方向計測時には下流側の送
受波器（３）を送波器駆動部（４）に接続する第１の切
替器（５）と、順方向計測時には下流側の送受波器
（３）を受信波検知部（８）に接続すると共に逆方向計
測時には上流側の送受波器（２）を受信波検知部（８）
に接続する第２の切替器（７）と、 受信器として作用する側の送受波器（３又は２）が接続
され、受信波の特定の波に続くゼロクロスポイントを検
知すると受信波検知信号を出力する受信波検知部（８）
と、 前記特定の波を検知するためのしきい値（ＶTH）を決め
る手段と、 測定ＯＮ・ＯＦＦ信号がＯＦＦ側からＯＮ側になる毎
に、送信器として作用する側の送受波器（２又は３）を
駆動し、その後は受信波検知信号毎に、送波器として作
用する側の送受波器（２又は３）を第ｎ波検知信号が入
力されるか測定ＯＮ・ＯＦＦ信号がＯＦＦ側になるまで
駆動する送波器駆動部（４）と、 受信波検知部（８）からの受信波検知信号を受け、測定
ＯＮ・ＯＦＦ信号がＯＮ側になる毎に零にリセットされ
て受信波検知信号の計数を開始し、ｎ番目の受信波検知
信号を検知して第ｎ受信波検知信号を出力する第１のカ
ウンタ（９）と、 測定ＯＮ・ＯＦＦ信号がＯＮ側になってから第ｎ受信波
検知信号までの時間を測定する第２のカウンタ（１０）
と、 一定のタイミングで前記両切替器（５）（７）を操作し
て順方向計測と逆方向計測の切り替えを行い、その都度
測定ＯＮ・ＯＦＦ信号をＯＦＦ側からＯＮ側にし、第ｎ
波検知信号を受けると第２のカウンタ（１０）のカウン
ト値を読み取って流速・流量等の演算を行うコントロー
ル部（６）と、 流体の温度を測定する温度センサ（１１）と圧力を測定
する圧力センサ（１２）とを具備し、 温度センサ（１１）と圧力センサ（１２）からの信号に
基づき、コントロール部（６）が受信波検知部（８）の
前記しきい値（ＶTH）を変えることを特徴とする気体用
の超音波流量計。 - 【請求項４】 しきい値（ＶTH）を、更に順方向計測時
と逆方向計測時とで異なる値に切り替えることを特徴と
する請求項３記載の超音波流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8056620A JPH09250939A (ja) | 1996-03-14 | 1996-03-14 | 超音波流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8056620A JPH09250939A (ja) | 1996-03-14 | 1996-03-14 | 超音波流量計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09250939A true JPH09250939A (ja) | 1997-09-22 |
Family
ID=13032335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8056620A Pending JPH09250939A (ja) | 1996-03-14 | 1996-03-14 | 超音波流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09250939A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100797128B1 (ko) * | 2000-12-27 | 2008-01-22 | 사파스고교 가부시키가이샤 | 유량 측정 방법, 초음파 유량계, 유속 측정 방법, 온도또는 압력의 측정 방법 및 초음파 온도·압력계 |
| JP2008122103A (ja) * | 2006-11-08 | 2008-05-29 | Osaka Gas Co Ltd | 超音波式メータ装置 |
| JP2011257435A (ja) * | 2011-10-03 | 2011-12-22 | Osaka Gas Co Ltd | 超音波式メータ装置 |
-
1996
- 1996-03-14 JP JP8056620A patent/JPH09250939A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100797128B1 (ko) * | 2000-12-27 | 2008-01-22 | 사파스고교 가부시키가이샤 | 유량 측정 방법, 초음파 유량계, 유속 측정 방법, 온도또는 압력의 측정 방법 및 초음파 온도·압력계 |
| JP2008122103A (ja) * | 2006-11-08 | 2008-05-29 | Osaka Gas Co Ltd | 超音波式メータ装置 |
| JP2011257435A (ja) * | 2011-10-03 | 2011-12-22 | Osaka Gas Co Ltd | 超音波式メータ装置 |
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