JPH0933308A - Ultrasonic flow meter - Google Patents

Ultrasonic flow meter

Info

Publication number
JPH0933308A
JPH0933308A JP7185622A JP18562295A JPH0933308A JP H0933308 A JPH0933308 A JP H0933308A JP 7185622 A JP7185622 A JP 7185622A JP 18562295 A JP18562295 A JP 18562295A JP H0933308 A JPH0933308 A JP H0933308A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wave
transmitter
signal
receiver
ultrasonic
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.)
Pending
Application number
JP7185622A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Noriyuki Nabeshima
徳行 鍋島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aichi Tokei Denki Co Ltd
Original Assignee
Aichi Tokei Denki Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aichi Tokei Denki Co Ltd filed Critical Aichi Tokei Denki Co Ltd
Priority to JP7185622A priority Critical patent/JPH0933308A/en
Publication of JPH0933308A publication Critical patent/JPH0933308A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the measuring accuracy of an ultrasonic flow meter using a sing-around method. SOLUTION: A time chart obtained when ultrasonic waves are emitted in the flow forward direction and the propagation delay time t1 is measured is shown in the figure. A transmitter is driven by a drive pulse P1 at the time of a start. The transmitter is vibrated to emit ultrasonic waves toward a receiver, and an electric signal S11 is generated. A third wave of S11 is detected by a detecting circuit to obtain a signal P11. A drive pulse P2 is applied to the transmitter by a signal P21 obtained when the third wave of an electric signal S21 of the receiver is detected. These actions are repeated, and the propagation time t1 is obtained from the time T1 to the Nth signal P2N and the average of the delay time τ. The propagation time in the reverse direction is likewise obtained, and the flow rate is calculated from them.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はシングアラウンド法
を用いた超音波流量計の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to improvement of an ultrasonic flowmeter using a sing-around method.

【0002】[0002]

【従来の技術】ただ1つのシングアラウンド系を時間的
に切替えるタイムシヤリングの方式を用いた超音波流量
計が公知である。
2. Description of the Related Art An ultrasonic flowmeter using a time shearing method in which only one sing-around system is switched over time is known.

【0003】タイムシヤリング方式を用いたシングアラ
ウンド法の原理を図3を用いて説明する。図3におい
て、1は流管、2、3は距離Lだけ離れて流管1の上流
部と下流部に設けた1組の送受波器である。Vは流体の
流れの流速を示す。
The principle of the sing-around method using the time shearing method will be described with reference to FIG. In FIG. 3, 1 is a flow tube, and 2 and 3 are a set of transducers provided at an upstream portion and a downstream portion of the flow tube 1 at a distance L. V indicates the flow velocity of the fluid flow.

【0004】まず送波器2から順方向に超音波パルスを
発射し、受波器3でこれを受信する。この受信信号に基
いて送波器2に駆動パルスを加えると送波器2からは再
び超音波パルスが発射され、以後このくり返しが行なわ
れる。このくり返しの周期、つまり順方向のシングアラ
ウンド周期t1 は、静止流体中の音速をC、流体の流れ
の速さをVとすると t1 =L/(C+V) となる。
First, the ultrasonic wave pulse is emitted from the wave transmitter 2 in the forward direction, and the ultrasonic wave pulse is received by the wave receiver 3. When a drive pulse is applied to the wave transmitter 2 based on this received signal, the wave transmitter 2 again emits an ultrasonic pulse, and thereafter this repetition is repeated. The cycle of this repetition, that is, the forward sing-around cycle t 1 is t 1 = L / (C + V) where C is the speed of sound in the stationary fluid and V is the speed of the fluid flow.

【0005】また、順方向のシングアラウンド周波数f
1 は周期t1 の逆数で、 f1 =1/t1 =(C+V)/L となる。
The forward sing-around frequency f
1 is the inverse of the period t 1, the f 1 = 1 / t 1 = (C + V) / L.

【0006】次に、超音波の向きを流れと逆方向に切替
え、送波器3から逆方向に超音波パルスを発射し、受波
器2でこれを受信する。この受信信号に基いて送波器3
に駆動パルスを加えると送波器2からは再び超音波パル
スが発射され、以後このくり返しが行なわれる。このく
り返しの周期、つまり逆方向のシングアラウンド周期t
2 は、 t2 =L/(C−V) となる。
Next, the direction of the ultrasonic waves is switched to the opposite direction to the flow, the ultrasonic wave pulse is emitted from the wave transmitter 3 in the opposite direction, and the ultrasonic wave is received by the wave receiver 2. Transmitter 3 based on this received signal
When a driving pulse is applied to the ultrasonic wave, the ultrasonic wave pulse is again emitted from the wave transmitter 2, and this repetition is repeated thereafter. This repeating cycle, that is, the backward sing-around cycle t
2 becomes t 2 = L / (C- V).

【0007】また、逆方向のシングアラウンド周波数f
2 は周期t1 の逆数で f2 =1/t2 =(C−V)/L となる。
In addition, the reverse sing-around frequency f
2 is the reciprocal of the period t 1 and is f 2 = 1 / t 2 = (CV) / L.

【0008】f1 とf2 の差Δfは Δf=f1 −f2 =(1/t1 )−(1/t2 )=2V
/L となり、これから、流体の流れの速さVを V=L・Δf/2 として、音速に関係なく求めることができる。
The difference Δf between f 1 and f 2 is Δf = f 1 −f 2 = (1 / t 1 ) − (1 / t 2 ) = 2V
/ L 2, and from this, the velocity V of the fluid flow can be determined as V = LΔf / 2 regardless of the speed of sound.

【0009】ところで、送受波器2、3のうちの一方2
を送波器として用い、他方3を受波器として用いる順方
向の場合について、送波器2を短かい駆動パルスP1
励振すると、送波器2から超音波パルスが発射され、こ
れが受波器3で受信され、図4に示す受信波が電気信号
として生じる。
By the way, one of the transmitters / receivers 2, 3 2
In the forward direction in which the wave transmitter is used as the wave transmitter and the other wave is used as the wave receiver, when the wave transmitter 2 is excited by the short drive pulse P 1 , an ultrasonic pulse is emitted from the wave transmitter 2 and this is received. The wave is received by the wave filter 3 and the received wave shown in FIG. 4 is generated as an electric signal.

【0010】受信波は符号イで示す先頭では小さな信号
で、第1波、第2波、第3波、第4波、第5波と次第に
そのピーク値が大きくなり、その後は次第に信号が小さ
くなる。
The received wave is a small signal at the beginning indicated by symbol a, and its peak value gradually increases with the first wave, the second wave, the third wave, the fourth wave, and the fifth wave, and thereafter the signal gradually decreases. Become.

【0011】送波器2から受波器3に超音波が到達する
順方向の伝搬時間は本来図4の時間t1 であるが、先頭
のイ点を検知するのはS/Nの関係もあって不正確とな
るため、実際には第3波又は第5波のゼロクロスポイン
トを検知している。図4では、この検知を第3波の終了
時点のゼロクロスポイントで行なっており、検知点を符
号ロで示している。
The forward propagation time of the ultrasonic wave from the wave transmitter 2 to the wave receiver 3 is originally the time t 1 in FIG. 4, but it is also the S / N relationship to detect the leading point a. However, since it is inaccurate, the zero cross point of the third wave or the fifth wave is actually detected. In FIG. 4, this detection is performed at the zero-cross point at the end of the third wave, and the detection point is indicated by the symbol b.

【0012】そのため、超音波の実際の伝搬時間t1
り、符号イからロまでの時間τだけ遅れて検知すること
になり、このτが流量計の計測誤差の一因となる。τ
は、超音波の周波数をfとすると、およそ〔3/(2
f)〕+αとなり、αはゼロクロスポイント「ロ」を検
知するための増幅回路や比較回路の遅れによる値であ
る。
Therefore, the ultrasonic wave is detected after the actual propagation time t 1 of the ultrasonic wave by a time τ between the signs a and b, and this τ is one of the causes of the measurement error of the flowmeter. τ
Is about [3 / (2
f)] + α, where α is a value due to the delay of the amplifier circuit and the comparison circuit for detecting the zero cross point “b”.

【0013】図4は順方向の伝搬時間t1 について説明
しているが、送波器として送受波器3を用い受波器に送
受波器2を用いる逆方向の伝搬時間t2 についても同じ
ようなことが言える。
Although FIG. 4 illustrates the forward propagation time t 1 , the same applies to the reverse propagation time t 2 in which the wave transmitter / receiver 3 is used as the wave transmitter and the wave transmitter / receiver 2 is used as the wave receiver. You can say something like that.

【0014】なお、上記伝搬時間t1 やt2 は、流量計
に求められる精度から、nsec(ナノセコンド)オー
ダの測定精度が要求されるが、nsecオーダの周期の
クロックの発生が困難なため、前述のように順方向と逆
方向について複数回(N回)のくり返しを行なうこと
で、Nt1 、Nt2 を測定し、これらの測定値を1/N
することでなるべく正確なt1 、t2 を算出するように
している。
The propagation times t 1 and t 2 require nsec (nanosecond) order measurement accuracy because of the accuracy required of the flowmeter, but it is difficult to generate a clock with a cycle of nsec order. , Nt 1 and Nt 2 are measured by repeating a plurality of times (N times) in the forward direction and the reverse direction as described above, and these measured values are 1 / N.
By doing so, t 1 and t 2 that are as accurate as possible are calculated.

【0015】順方向のくり返し動作を行なう場合の、こ
のタイムチャートを図5に示す。P1、P2、P3、P
4…PNは送波器2を励振する駆動パルスである。送波
器2が駆動パルスP1で励振されて超音波を発射する
と、その超音波が伝搬時間t1 だけ経過して受波器3に
到達し、図5に示すように受信波を生じる。この受信波
は図示されてない第3波検知回路に入力されて、受信波
の第3波の終了時のゼロクロスポイントが検知される。
FIG. 5 shows this time chart when the forward repeating operation is performed. P1, P2, P3, P
4 ... PN is a drive pulse for exciting the wave transmitter 2. When the wave transmitter 2 is excited by the drive pulse P1 and emits an ultrasonic wave, the ultrasonic wave reaches the wave receiver 3 after a lapse of the propagation time t 1 , and a received wave is generated as shown in FIG. This received wave is input to a third wave detection circuit (not shown), and the zero cross point at the end of the third wave of the received wave is detected.

【0016】このゼロクロスポイントが検出されると同
時に駆動パルスP2で送波器2を励振し、送波器2は再
度超音波を発射する。この超音波は受波器3に伝播時間
1 だけ遅れて到達し、受信波の第3波のゼロクロスポ
イントが検知され、同時に次の駆動パルスP3で送波器
2を励振する。これをN回くり返し、駆動パルスPNで
励振された送波器2からの超音波の受信波の第3波のゼ
ロクロスポイントを検出することで順方向のくり返し動
作を終了する。
At the same time when this zero-cross point is detected, the transmitter 2 is excited by the drive pulse P2, and the transmitter 2 emits ultrasonic waves again. This ultrasonic wave arrives at the wave receiver 3 with a delay of propagation time t 1 , the zero cross point of the third wave of the received wave is detected, and at the same time, the wave transmitter 2 is excited by the next drive pulse P3. This is repeated N times, and the zero-cross point of the third wave of the ultrasonic wave received from the wave transmitter 2 excited by the drive pulse PN is detected to end the forward repeating operation.

【0017】この間の駆動パルスP1から、最後の受信
波の第3波のゼロクロスポイントまでの時間T1 を測定
し、順方向の伝搬時間T1 を t1 =(T1 −Nτ)/N で算出する。
During this period, the time T 1 from the drive pulse P1 to the zero cross point of the third wave of the last received wave is measured, and the forward propagation time T 1 is t 1 = (T 1 −Nτ) / N calculate.

【0018】なお、遅れ時間τはほぼ前述の値〔3/
(2f)〕+αになるが実際の条件で測定した値を記憶
しておいて使うものである。また、一般的に受信波の第
m波のゼロクロスポイントを検出するときには遅れ時間
τはほぼ〔m/(2f)〕+αとなる。
The delay time τ is approximately equal to the above value [3 /
(2f)] + α, but the value measured under actual conditions is stored and used. Further, generally, when the zero cross point of the mth wave of the received wave is detected, the delay time τ is approximately [m / (2f)] + α.

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】前記従来の技術では、
Nを大きな値例えば1000にすれば、時間Tを計測す
るときのクロックをnsecオーダからμsecのオー
ダにしても計測精度が悪くならない利点が生じるが、遅
れ時間τが不確実なもので、流量計測誤差の要因となっ
ていた。
SUMMARY OF THE INVENTION In the above conventional technique,
If N is set to a large value, for example, 1000, there is an advantage that the measurement accuracy does not deteriorate even if the clock for measuring the time T is on the order of nsec to μsec, but the delay time τ is uncertain and the flow rate measurement It was a factor of error.

【0020】遅れ時間τは前述のようにほぼ〔m/(2
f)〕+αであり、受信波の立上り時のfが不確かで、
かつαが第m波検知回路を構成する増幅回路や比較回路
等の電子回路の素子の違いや、温度の違いによって左右
され、理論的に計算で求められるものではなく、ばらつ
く。
The delay time τ is approximately [m / (2
f)] + α, and f at the rising edge of the received wave is uncertain,
In addition, α depends on the difference in the elements of the electronic circuit such as the amplification circuit and the comparison circuit that configure the m-th wave detection circuit and the difference in the temperature, and is not theoretically calculated and varies.

【0021】このばらつきが、流量計測誤差の要因とし
て無視できないという問題点があった。また、口径が小
さく、距離Lが小さい流量計では、伝搬時間t1 又はt
2 に対する遅れ時間τの値が無視できない程度の大きな
誤差を生む原因ともなり、小型の流量計の実用化をさま
たげるという問題点でもあった。
There is a problem that this variation cannot be ignored as a factor of flow rate measurement error. Further, in a flowmeter having a small diameter and a small distance L, the propagation time t 1 or t
The value of the delay time τ with respect to 2 also causes a large error that cannot be ignored, and there was also a problem that it impedes the practical application of a small flow meter.

【0022】更に又、電子回路による遅れαを小さくす
るには、高性能で高速の電子素子を採用しなければなら
ず、高価で消費電流も大きくなるという問題点もあっ
た。そこで、本発明は、時間計測のクロックの周期をn
secオーダという実用的に実現しにくい値を不要とす
る複数のN周期のくり返しを用いたシングアラウンド法
の良さを残したままで、これらの問題点を解消できる超
音波流量計を提供することを目的とする。
Furthermore, in order to reduce the delay α due to the electronic circuit, a high-performance and high-speed electronic element must be adopted, which is expensive and consumes a large amount of current. Therefore, in the present invention, the period of the clock for measuring time is set to n.
An object of the present invention is to provide an ultrasonic flowmeter capable of solving these problems while maintaining the goodness of the sing-around method using the repetition of N cycles, which does not require the practically difficult value of sec order. And

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項1の発明は、1組の送受波器(2)(3)を
有し、一方の送受波器(2)を送波器として流れの順方
向に超音波を発射するとともにこの超音波を他方の送受
波器(3)を受波器として受信することを複数(N)回
くり返し、次に前記他方の送受波器(3)を送波器とし
て流れの逆方向に超音波を発射するとともにこの超音波
を他方の送受波器(2)を受波器として受信することを
複数(N)回くり返して、超音波の順方向と逆方向の伝
搬時間から流体の流速を測定するシングアラウンド法を
用い、流体中を流れと平行あるいは斜め方向に超音波の
送受をする超音波流量計において、送波器として用いる
ときは、その振動により流体中に超音波を発射するとと
もに、振動に応じた電気信号を出力する送受波器(2)
(3)と、送受波器(2)(3)の電気信号を入力し
て、その第m波を検知して検知信号を出力する唯一の第
m波検知回路(5)と、第m波検知回路(5)から出力
される前記複数(N)回の検知信号のうち、送波器より
の最初の電気信号の第m波検知信号(P11)から、受
波器よりのN番目の電気信号の第m波検知信号(P2
N)までの時間(T1 又はT2 )を測定する第1のタイ
マ(6)と、受波器の電気信号の第m波検知信号(P2
1、P22、…、P2(N−1))から、それに続く送
波器の電気信号の第m波検知信号(P12、P13、
…、P1N)までの遅れ時間(τ)の平均値を測定する
第2のタイマ(7)と、受波器のN番目の第m波検知信
号(P2N)を検知して、N番目の受信終了信号を出力
するカウンタ(8)と、送受波器(2)(3)のうちの
送波器をスタート信号で駆動するとともに、その後は第
m波検知回路(5)から出力される受波器の第m波検知
信号(P21、P22、…、P2(N−1))ごとに送
波器を駆動する送波器駆動回路(10)と、送波器駆動
回路(10)にスタート信号を出すとともに、カウンタ
(8)からの前記N番目の受信終了信号を受けて、第1
のタイマ(6)の測定値(T1 )(T2 )と第2のタイ
マ(7)の測定値である遅れ時間(τ)の平均値とから
流量を演算する演算制御回路(9)とを具備したことを
特徴とする超音波流量計である。
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 has a pair of transducers (2) and (3), and one of the transducers (2) is transmitted. The ultrasonic wave is emitted as a wave forwarder in the forward direction of the flow, and the ultrasonic wave is received by the other wave transmitter / receiver (3) a plurality of times (N), and then the other wave transmitter / receiver. The ultrasonic wave is emitted in the reverse direction of the flow using (3) as a wave transmitter, and this ultrasonic wave is received a plurality of times (N) by receiving the other wave transmitter / receiver (2) as a wave receiver. When using it as a transmitter in an ultrasonic flowmeter that transmits and receives ultrasonic waves in the fluid in parallel or oblique directions using the singaround method, which measures the flow velocity of the fluid from the forward and reverse propagation times of Emits ultrasonic waves into the fluid due to the vibration and responds to the vibration. Transducer for outputting an electrical signal (2)
(3) and the only m-th wave detection circuit (5) that receives the electric signals of the transducers (2) and (3), detects the m-th wave thereof, and outputs a detection signal, and the m-th wave. Of the plurality (N) of detection signals output from the detection circuit (5), from the m-th wave detection signal (P11) of the first electric signal from the wave transmitter to the Nth electric wave from the wave receiver. M-th wave detection signal (P2
N) the first timer (6) for measuring the time (T 1 or T 2 ) and the m-th wave detection signal (P2) of the electric signal of the receiver.
1, P22, ..., P2 (N−1)), the m-th wave detection signal (P12, P13,
..., P1N) The second timer (7) for measuring the average value of the delay time (τ) and the Nth mth wave detection signal (P2N) of the receiver are detected and the Nth reception is performed. The counter (8) that outputs an end signal and the wave transmitter of the wave transmitters / receivers (2) and (3) are driven by the start signal, and thereafter, the wave received from the m-th wave detection circuit (5) is received. Drive signal (10) for driving the wave transmitter for each m-th wave detection signal (P21, P22, ..., P2 (N-1)) of the wave transmitter, and a start signal for the wave transmitter drive circuit (10) And receiving the N-th reception end signal from the counter (8),
An arithmetic control circuit (9) for calculating a flow rate from the measured value (T 1 ) (T 2 ) of the timer (6) and the average value of the delay time (τ) which is the measured value of the second timer (7) An ultrasonic flowmeter characterized by comprising:

【0024】請求項2の発明は、請求項1の超音波流量
計において、スタート時は送波器からの電気信号を第m
波検知回路に入力し、スタート時の送波器からの超音波
が受波器に到達するまでに受波器を第m波検知回路
(5)に切替接続し、第m波検知回路(5)が受波器か
らの電気信号の第m波を受けたら送波器を第m波検知回
路(5)に切替接続し、その後送波器からの超音波が受
波器に到達するまでに再び受波器からの電気信号が第m
波検知回路(5)に入力されるように切替接続すること
をくり返す信号切替器(4)を具備したことを特徴とす
るものである。
According to a second aspect of the present invention, in the ultrasonic flowmeter according to the first aspect, at the time of start, the electric signal from the wave transmitter is transmitted in m-th order.
Input to the wave detection circuit, the receiver is switched and connected to the m-th wave detection circuit (5) by the time the ultrasonic wave from the transmitter at the start reaches the receiver, and the m-th wave detection circuit (5 ) Receives the m-th wave of the electric signal from the wave receiver, the wave transmitter is switched and connected to the m-th wave detection circuit (5), and thereafter the ultrasonic wave from the wave transmitter reaches the wave receiver. The electric signal from the wave receiver is again m-th
It is characterized by comprising a signal switching device (4) which repeats switching connection so as to be inputted to the wave detection circuit (5).

【0025】請求項3の発明は、請求項1又は2の超音
波流量計において、第m波検知回路(5)はmが3又は
5であることを特徴とするものである。そして、請求項
4の発明は、請求項1、2又は3の超音波流量計におい
て、第m波検知回路(5)は第m番目の電気振動の終了
時点のゼロクロスポイントを検知することを特徴とする
ものである。
The invention of claim 3 is the ultrasonic flowmeter according to claim 1 or 2, characterized in that m is 3 or 5 in the m-th wave detection circuit (5). The invention of claim 4 is the ultrasonic flowmeter according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the m-th wave detection circuit (5) detects a zero-cross point at the end of the m-th electric vibration. It is what

【0026】[0026]

【作用】流体の流れの順方向に超音波を発射するとき
は、1組の送受波器(2)(3)のうち、上流側の送受
波器(2)を送波器として用い、下流側の送受波器
(3)を受波器として用いる。
When the ultrasonic wave is emitted in the forward direction of the fluid flow, the upstream side transducer (2) of the pair of the transducers (2) and (3) is used as a transmitter. The side wave transmitter / receiver (3) is used as a wave receiver.

【0027】最初、演算制御回路(9)からのスタート
信号を受けて、送波器駆動回路(10)が送波器(2)
を駆動して振動させる。送波器(2)はこの振動で超音
波を受波器(3)に向けて発射するとともに、振動に応
じた電気信号を生じる。送受波器(2)(3)を圧電振
動子のような超音波振動子で構成することで、このよう
に、振動子(送波器)の振動に応じた電気信号を生じさ
せることができ、この電気信号は送波器駆動回路(1
0)からの短かい駆動パルスがなくなった後も、送波器
が振動しているしばらくの間だけ発生する。
First, upon receiving a start signal from the arithmetic control circuit (9), the wave transmitter drive circuit (10) causes the wave transmitter (2) to operate.
Drive to vibrate. The wave transmitter (2) emits ultrasonic waves toward the wave receiver (3) by this vibration, and at the same time generates an electric signal according to the vibration. By configuring the wave transmitters / receivers (2) and (3) with ultrasonic vibrators such as piezoelectric vibrators, it is possible to generate an electric signal according to the vibration of the vibrator (wave transmitter) in this way. , This electric signal is transmitted to the transmitter drive circuit (1
Even after the short drive pulse from 0) disappears, it occurs only for some time while the transmitter is oscillating.

【0028】第m波検知回路(5)は、このときの送波
器(2)からの電気信号を受けて、その第m波を検知し
て検知信号を出力する。この第m波検知信号を受けて第
1のタイマ(6)が計時を開始する。
The m-th wave detection circuit (5) receives the electric signal from the wave transmitter (2) at this time, detects the m-th wave, and outputs a detection signal. Upon receiving the m-th wave detection signal, the first timer (6) starts time counting.

【0029】送波器(2)から発射された前記超音波は
順方向の伝搬時間だけ経過して受波器(3)に到達し、
受波器(3)はこの超音波を受信して受信波としての電
気信号を発生する。
The ultrasonic waves emitted from the wave transmitter (2) reach the wave receiver (3) after a lapse of forward propagation time,
The wave receiver (3) receives this ultrasonic wave and generates an electric signal as a received wave.

【0030】この電気信号を受けた第m波検知回路
(5)は受信電気信号の第m波を検知してその検知信号
を第1、第2のタイマ(6)(7)とカウンタ(8)に
入力する。
The m-th wave detection circuit (5) receiving the electric signal detects the m-th wave of the received electric signal and detects the detection signal by the first and second timers (6) and (7) and the counter (8). ).

【0031】この第m波検知信号を受けて送波器駆動回
路(10)が送波器(2)を駆動し、2回目の超音波を
順方向に発射する。同時に送波器(2)はその振動に応
じた電気信号を発生する。
Upon receiving the m-th wave detection signal, the wave transmitter drive circuit (10) drives the wave transmitter (2) to emit the second ultrasonic wave in the forward direction. At the same time, the wave transmitter (2) generates an electric signal corresponding to the vibration.

【0032】送波器(2)からのこの2番目の電気信号
は第m波検知回路に入力されて、その第m波が検知さ
れ、検知信号が第1と第2のタイマ(6)(7)に入力
する。この第m波検知信号は、第2のタイマ(7)に入
力されて、この第m波検知信号直前の受波器(3)から
の前記受信電気信号の第m波検知信号とともに後述する
遅れ時間(τ)の平均値を算出するのに活用される。な
お、この平均値の算出はカウンタ(8)の計数値とは関
係なく、任意の回数の遅れ時間(τ)から算出されるも
のである。
This second electric signal from the wave transmitter (2) is input to the m-th wave detection circuit, the m-th wave is detected, and the detection signals are detected by the first and second timers (6) ( Enter in 7). The m-th wave detection signal is input to the second timer (7), and a delay described later together with the m-th wave detection signal of the received electric signal from the wave receiver (3) immediately before the m-th wave detection signal. It is used to calculate the average value of time (τ). The average value is calculated from the delay time (τ) of an arbitrary number of times, regardless of the count value of the counter (8).

【0033】遅れ時間(τ)はほぼ一定であって、その
変化の要因の最大のものは温度である。従って、温度が
一定とみなすことができる時間、例えば一時間程度かけ
て遅れ時間(τ)の平均値を測定して更新するようにす
ることができる。
The delay time (τ) is almost constant, and the largest cause of the change is the temperature. Therefore, it is possible to measure and update the average value of the delay time (τ) over a period in which the temperature can be regarded as constant, for example, about one hour.

【0034】受波器(3)の受信電気信号の第m波検知
信号毎に送波器(2)を駆動して超音波を発射すること
をくり返し、所定の複数(N)回の超音波の発射をし、
N番目の受信電気信号の第m波検知信号が出力された時
点で、第1のタイマ(6)は、送波器(2)からの最初
の電気信号の第m波検知信号からN番目の受信電気信号
の第m波検知信号(P2N)までの時間(T1 )の測定
を終了し、演算制御回路(9)に入力する。
The ultrasonic wave is repeatedly emitted by driving the wave transmitter (2) for each m-th wave detection signal of the electric signal received by the wave receiver (3), and the ultrasonic wave is repeated a predetermined number of times (N). Fired,
At the time when the m-th wave detection signal of the N-th received electric signal is output, the first timer (6) detects the N-th wave from the m-th wave detection signal of the first electric signal from the transmitter (2). The measurement of the time (T 1 ) until the m-th wave detection signal (P2N) of the received electric signal is finished and input to the arithmetic control circuit (9).

【0035】また、カウンタ(8)は受波器(3)のN
番目の第m波検知信号(P2N)を検知してN番目の受
信終了信号を演算制御回路(9)へ入力する。演算制御
回路(9)は、順方向の測定が所定の複数(N)回まで
完了したことを認識して、逆方向の測定を行なうように
1組の送受波器(2)(3)のうち、(3)を送波器
に、(2)を受波器に用いるように切替えて、逆方向の
測定を所定の複数(N)回行なうようにシステムを制御
する。
Further, the counter (8) is the N of the wave receiver (3).
The mth wave detection signal (P2N) is detected and the Nth reception end signal is input to the arithmetic control circuit (9). The arithmetic and control circuit (9) recognizes that the measurement in the forward direction has been completed up to a predetermined number (N) of times, and the measurement control circuit (9) of the pair of the transducers (2) and (3) performs the measurement in the reverse direction. Among these, (3) is switched to use as a wave transmitter and (2) is used as a wave receiver, and the system is controlled so that measurement in the reverse direction is performed a predetermined number (N) of times.

【0036】逆方向の測定は前記順方向の測定の場合と
同じようにくり返されるので、詳細説明は省略するが、
この逆方向の測定でもスタート時(1番目)の送受器
(3)の電気信号の第m波検知信号から所定の複数
(N)番目の受波器(2)の受信電気信号の第m波検知
信号までの時間(T2 )が第1のタイマ(6)で測定さ
れる。
Since the measurement in the reverse direction is repeated in the same manner as in the case of the measurement in the forward direction, detailed description will be omitted.
Even in the measurement in the reverse direction, the m-th wave of the electric signal received by the predetermined plural (N) -th receiver (2) from the m-th wave detection signal of the electric signal of the handset (3) at the start (first) The time (T 2 ) to the detection signal is measured by the first timer (6).

【0037】演算制御回路(9)は、超音波の順方向伝
搬時間(t1 )を、時間(T1 )と遅れ時間(τ)の平
均値と、くり返し回数(N)とから、例えば、 t1 =〔T1 −(N−1)・(Nの平均値)〕/N として算出するとか、 t1 =(T1 /N)−(τの平均値) で算出する。
The arithmetic control circuit (9) calculates the forward propagation time (t 1 ) of the ultrasonic wave from the average value of the time (T 1 ) and the delay time (τ) and the number of repetitions (N), for example, It is calculated as t 1 = [T 1 − (N−1) · (average value of N)] / N, or t 1 = (T 1 / N) − (average value of τ).

【0038】また、逆方向の伝搬時間(t2 )を時間
(T2 )と遅れ時間(τ)の平均値と、くり返し回数
(N)とから、順方向の伝搬時間(t1 )を算出した場
合と同様に、例えば、 t2 =〔T2 −(N−1)・(τの平均値)〕/N として算出するとか、 t2 =(T1 /N)−(τの平均値) で算出する。
Further, calculating backward propagation time (t 2) the time (T 2) and the delay time and the average value of (tau), since the repetition count (N), forward propagation time (t 1) In the same manner as the above, for example, t 2 = [T 2 − (N−1) · (average value of τ)] / N, or t 2 = (T 1 / N) − (average value of τ ).

【0039】請求項2の発明では、少なくとも送波器の
電気信号の第m波を検知するに必要な期間の間送波器の
電気信号を第m波検知回路(5)に入力し、少なくとも
受波器の電気信号の第m波を検知するに必要な期間の間
受波器の受信電気信号を第m波検知回路(5)に入力す
るように、信号切換器(4)が切替接続をくり返すの
で、送波器の電気信号の第m波と、受波器の受信電気信
号の第m波とを唯一の第m波検知回路(5)を用いて互
に干渉することなく正確に検知する。
According to the second aspect of the invention, the electrical signal of the wave transmitter is input to the m-th wave detection circuit (5) for at least the period required to detect the m-th wave of the electrical signal of the wave transmitter, and at least The signal switch (4) is switched and connected so as to input the received electric signal of the wave receiver to the m-th wave detection circuit (5) for a period required to detect the m-th wave of the electric signal of the wave receiver. Since the m-th wave of the electric signal of the transmitter and the m-th wave of the received electric signal of the receiver are accurately repeated without interfering with each other using the unique m-th wave detection circuit (5). To detect.

【0040】請求項3の発明では、第3波又は第5波を
検知するので、ノイズの影響を受け易い波形の先頭を避
けて、S/Nの大きい部分で検出した信号に基いて時間
(T 1 )(T2 )や遅れ時間(τ)を測定することがで
きる。
In the invention of claim 3, the third wave or the fifth wave is
Since it detects, it avoids the beginning of the waveform that is easily affected by noise.
The time based on the signal detected in the part with a large S / N.
(T 1) (TTwo) And delay time (τ) can be measured.
Wear.

【0041】請求項4の発明では、ゼロクロスポイント
で検出するので、第m波検出回路(5)の増幅度の変化
の悪影響を受けることがない。
According to the fourth aspect of the present invention, since the zero cross point is detected, the adverse effect of the change in the amplification degree of the m-th wave detection circuit (5) is not exerted.

【0042】[0042]

【発明の実施の形態】図1は本発明の超音波流量計の実
施例を、図2は図1の実施例における流れの順方向に超
音波を発射する場合のタイムチャートである。
1 is an embodiment of an ultrasonic flowmeter of the present invention, and FIG. 2 is a time chart when ultrasonic waves are emitted in the forward direction of the flow in the embodiment of FIG.

【0043】これらの図において、2は図示されてない
流路(例えば図3の流路1)の上流部に設けた送受波
器、3は同じ流路の下流部に設けた送受波器で、互に対
向して周知のように配置されている。
In these figures, 2 is a wave transmitter / receiver provided upstream of a channel (not shown) (for example, channel 1 in FIG. 3), and 3 is a wave transmitter / receiver provided downstream of the same channel. , Are arranged facing each other in a known manner.

【0044】なお、これら1組の送受波器2、3は、超
音波が流れと平行あるいは斜め方向に送受されるように
設置される。また、これらの送受波器2、3は、圧電振
動子のような超音波振動子で構成されている。従って、
これらの送受波器2、3は送波器として用いられるとき
には、短い駆動パルスが印加されて、この駆動パルスが
無くなったあと、しばらくの間その固有振動数で振動し
て超音波を発射すると共に、圧電効果により、振動に応
じた電気信号を発生する。
The set of transmitters / receivers 2 and 3 is installed so that ultrasonic waves are transmitted / received in a direction parallel or oblique to the flow. In addition, these wave transmitters / receivers 2 and 3 are composed of ultrasonic vibrators such as piezoelectric vibrators. Therefore,
When these wave transmitters / receivers 2 and 3 are used as wave transmitters, a short drive pulse is applied, and after this drive pulse disappears, it vibrates at its natural frequency for a while and emits ultrasonic waves. , An electric signal according to the vibration is generated by the piezoelectric effect.

【0045】この電気信号の波形を図2のBに示す。な
お、図2のA、B、C及びDは、図1それぞれ符号A、
B、C及びDを付した部分の電圧波形を示す。4は信号
切替器で、一方の送受波器2と他方の送受波器3の電気
信号を選択的に切替えて第m波検知回路5に接続・入力
する。
The waveform of this electric signal is shown in FIG. In addition, A, B, C and D in FIG.
The voltage waveforms of the parts marked B, C and D are shown. Reference numeral 4 is a signal switch, which selectively switches electrical signals of the one wave transmitter / receiver 2 and the other wave transmitter / receiver 3 to connect / input to the m-th wave detection circuit 5.

【0046】第m波検知回路5は、実施例では、送受波
器2又は3の電気信号の第3波の終了時のゼロクロスポ
イントを検出して、その検出信号を第1のタイマ6と第
2のタイマ7とカウンタ8と信号切替器4と後述する送
波器駆動回路10へ入力する。
In the embodiment, the m-th wave detecting circuit 5 detects the zero cross point at the end of the third wave of the electric signal of the transmitter / receiver 2 or 3, and outputs the detection signal to the first timer 6 and the first timer 6. 2, the timer 7, the counter 8, the signal switch 4, and the wave transmitter drive circuit 10 described later.

【0047】また、第m波検知回路5は、信号切替器4
を介して入力された送受波器2又は3の電気信号を増幅
する増幅回路5aと、増幅回路5aの出力信号の第3波
の終了時のゼロクロスポイントを検出して検出信号を出
力する比較回路5bとからなる。
Further, the m-th wave detection circuit 5 includes a signal switch 4
Amplifier circuit 5a for amplifying the electric signal of the transmitter / receiver 2 or 3 inputted via the comparator circuit, and a comparator circuit for detecting the zero cross point at the end of the third wave of the output signal of the amplifier circuit 5a and outputting the detection signal. 5b and.

【0048】9は演算制御回路で、第1のタイマ6、第
2のタイマ7及びカウンタ8等の信号に基いてシステム
を制御したり、流量を演算する。10は送波器駆動回路
で、順方向測定時には送受波器2を、逆方向測定時には
送受波器3に周期的に短かい駆動パルスを印加して振動
させて流体14に超音波を発射させる。
An arithmetic control circuit 9 controls the system and calculates the flow rate based on signals from the first timer 6, the second timer 7 and the counter 8. Reference numeral 10 denotes a wave transmitter drive circuit, which periodically vibrates by applying short drive pulses to the wave transmitter / receiver 2 during forward measurement and to the wave transmitter / receiver 3 during backward measurement to cause the fluid 14 to emit ultrasonic waves. .

【0049】11は送受切替スイッチで、一方の送受波
器2を送波器として活用する順方向測定時には図示の位
置に切替スイッチが位置しており、他方の送受波器3を
送波器として活用する逆方向測定時には図示と逆の位置
に切替えられる。
Reference numeral 11 denotes a transmission / reception changeover switch, and the changeover switch is located at the position shown in the figure at the time of forward measurement in which one of the wave transmission / reception units 2 is used as a wave transmission unit, and the other transmission / reception unit 3 is used as a wave transmission unit. At the time of utilizing the reverse direction measurement, the position is switched to the opposite position as shown.

【0050】送波器駆動回路は、図1の順方向測定時に
は、演算制御回路9からのスタート信号を受けて図2の
最初の駆動パルスP1を送波器2に印加する。次に図2
のタイムチャートを参照して図1の実施例における順方
向測定時の作用を説明する。
At the time of forward measurement in FIG. 1, the wave transmitter drive circuit receives the start signal from the arithmetic control circuit 9 and applies the first drive pulse P1 shown in FIG. 2 to the wave transmitter 2. Next, FIG.
The operation during forward measurement in the embodiment of FIG. 1 will be described with reference to the time chart of FIG.

【0051】スタート時に、演算制御回路9からのスタ
ート信号により、送波器駆動回路10が短かい駆動パル
スP1を送波器2に印加して、送波器2の圧電振動子
(超音波振動子)を駆動させる。
At the start, the wave transmitter drive circuit 10 applies a short drive pulse P1 to the wave transmitter 2 in response to a start signal from the arithmetic control circuit 9, and the piezoelectric vibrator (ultrasonic vibration) of the wave transmitter 2 is applied. Child) to drive.

【0052】送波器2はこの振動で超音波を受波器3に
向けて流体中に発射するとともに、振動に応じた電気信
号S11を発生する。この電気信号は信号切替器4を介
して第m波検知回路5に入力され、その第3波の終了時
のゼロクロスポイントが検出される。図2のP11はこ
のときの第3波検出信号であって、この第3波検出信号
P11の時点から第1のタイマ6が時間T1 の測定を開
始する。
The wave transmitter 2 emits ultrasonic waves toward the wave receiver 3 into the fluid by this vibration, and at the same time, generates an electric signal S11 according to the vibration. This electric signal is input to the m-th wave detection circuit 5 via the signal switch 4, and the zero cross point at the end of the third wave is detected. P11 of FIG. 2 is the third wave detection signal at this time, and the first timer 6 starts measuring the time T 1 from the time of this third wave detection signal P11.

【0053】駆動パルスP1による送波器2からの超音
波が受波器3に到達するまでの間に信号切替器4が図示
の状態から切替えられており、受波器3の受信電気信号
S21は信号切替器4を介して第m波検知回路5に入力
され、その第3波の終了時のゼロクロスポイントで第3
波検知信号P21が出力される。
The signal switch 4 is switched from the illustrated state until the ultrasonic wave from the wave transmitter 2 due to the drive pulse P1 reaches the wave receiver 3, and the electric signal S21 received by the wave receiver 3 is switched. Is input to the m-th wave detection circuit 5 via the signal switch 4, and the third wave is detected at the zero cross point at the end of the third wave.
The wave detection signal P21 is output.

【0054】送波器駆動回路10は、この第3波検知信
号P21を受けて、駆動パルスP2を送波器2に印加
し、2番目の超音波を発射する。また、前記第3波検知
信号P21を受けて信号切替器4が図示の状態に切替え
られているので、送波器2が2番目の超音波を発射する
ときの、送波器2の振動による電気信号S12が信号切
替器4を介して第m波検知回路5へ入力され、その第3
波終了時のゼロクロスポイントで第3波検知信号P12
が出力される。
The wave transmitter drive circuit 10 receives the third wave detection signal P21, applies the drive pulse P2 to the wave transmitter 2, and emits the second ultrasonic wave. Further, since the signal switch 4 is switched to the illustrated state in response to the third wave detection signal P21, it is caused by the vibration of the wave transmitter 2 when the wave transmitter 2 emits the second ultrasonic wave. The electric signal S12 is input to the m-th wave detection circuit 5 via the signal switch 4, and the third signal
The third wave detection signal P12 at the zero cross point at the end of the wave
Is output.

【0055】第3波検知信号P21とP12の間隔、つ
まり遅れ時間τは第2のタイマ7で計数されて、遅れ時
間τの平均値の測定に活用される。このようにして、そ
の後、送波器2に駆動パルスP3、P4、…、PNが周
期的に印加されてN回例えば1000回の順方向測定を
終了する。
The interval between the third wave detection signals P21 and P12, that is, the delay time τ is counted by the second timer 7 and used for measuring the average value of the delay time τ. In this manner, thereafter, the drive pulses P3, P4, ..., PN are periodically applied to the wave transmitter 2 to complete the forward measurement N times, for example, 1000 times.

【0056】受波器3からのN番目の受信電気信号の第
3波検知信号P2Nがカウンタ8に入力されると、カウ
ンタ8はカウントアップして、順方向測定がN回完了し
たことを演算制御回路9に知らせる。
When the third wave detection signal P2N of the Nth received electric signal from the wave receiver 3 is input to the counter 8, the counter 8 counts up and it is calculated that the forward measurement is completed N times. Notify the control circuit 9.

【0057】そこで、演算制御回路9は送受切替スイッ
チ11を図1の状態から切替えて、送受波器3を送波器
に、送受波器2を受波器として用いて、逆方向の測定を
行なう。
Therefore, the arithmetic control circuit 9 switches the transmission / reception changeover switch 11 from the state shown in FIG. 1, and uses the wave transmitter / receiver 3 as a wave transmitter and the wave transmitter / receiver 2 as a wave receiver to perform measurement in the opposite direction. To do.

【0058】逆方向の測定は前記順方向の測定と類似で
あるので、その説明を省略する。こうして測定した時間
1 、T2 及び遅れ時間τの平均値から順方向と逆方向
の伝搬時間t1 とt2 を前述の作用説明の記述のように
して求め、これらの数値に基づいて、従来技術と同様に
流体の速さや流量を求める。
Since the measurement in the reverse direction is similar to the measurement in the forward direction, its description will be omitted. Propagation times t 1 and t 2 in the forward direction and the backward direction are obtained from the average values of the times T 1 , T 2 and the delay time τ thus measured, as described in the above description of the operation, and based on these numerical values, As in the prior art, the speed and flow rate of the fluid are determined.

【0059】[0059]

【発明の効果】本発明の超音波流量計は上述のように構
成されているので、温度差による遅れ時間(τ)の変動
が相殺されるため、伝搬時間(t1 )(t2 )が精度良
く測定できるため、流量計の精度を向上できる。
Since the ultrasonic flowmeter of the present invention is configured as described above, the fluctuations in the delay time (τ) due to the temperature difference are canceled out, so that the propagation time (t 1 ) (t 2 ) is reduced. Since the measurement can be performed with high accuracy, the accuracy of the flow meter can be improved.

【0060】また、遅れ時間(τ)の悪影響が少なくな
るので、伝搬時間(t1 )(t2 )が小さい小型の流量
計を良い精度で実用化できる。更にまた、遅れ時間
(τ)に影響する第m波検知回路に用いる電子回路素子
に高性能、高速のものを要しないため、省電力とコスト
低減に役立つ。
Further, since the adverse effect of the delay time (τ) is reduced, a small flow meter having a short propagation time (t 1 ) (t 2 ) can be put to practical use with good accuracy. Furthermore, since the electronic circuit element used for the m-th wave detection circuit that affects the delay time (τ) does not need high performance and high speed, it is useful for power saving and cost reduction.

【0061】更に、請求項2の発明では、唯一の第m波
検知回路(5)が、送波器と受波器の各電気信号の第m
波を干渉することなく正確に検出でき、システムを安定
に作動させることができる。
Further, in the invention of claim 2, the only m-th wave detection circuit (5) is the m-th wave of each electric signal of the transmitter and the receiver.
The waves can be accurately detected without interference, and the system can operate stably.

【0062】又、請求項3の発明では、ノイズの影響を
少なくして、より高精度の流量計測を実現できる。そし
て、請求項4の発明では、第m波検知回路の電気的な増
幅度等の変動を受けにくく、この面からも流量計の精度
向上に寄与する。
Further, according to the invention of claim 3, it is possible to realize the flow rate measurement with higher accuracy by reducing the influence of noise. Further, in the invention of claim 4, it is less susceptible to fluctuations in the electrical amplification degree of the m-th wave detection circuit, and this aspect also contributes to improvement in the accuracy of the flowmeter.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の実施例のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention.

【図2】 図1の実施例のタイムチャートである。FIG. 2 is a time chart of the embodiment of FIG.

【図3】 シングアラウンド法を用いた超音波流量計の
原理を説明する略図である。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the principle of an ultrasonic flowmeter using the sing-around method.

【図4】 従来技術の第m波検知回路の動作を説明する
ための電気信号波形を示す線図である。
FIG. 4 is a diagram showing an electric signal waveform for explaining the operation of the m-th wave detection circuit of the related art.

【図5】 従来技術のタイムチャートである。FIG. 5 is a time chart of a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2、3 送受波器(超音波振動子) 4 信号切替器 5 第m波検知回路 6 第1のタイマ 7 第2のタイマ 8 カウンタ 9 演算制御回路 10 送波器駆動回路 11 送受切替スイッチ P1 、P2 、…、PN 駆動パルス S11、S12、…、S1N 送波器からの電気信号 S21、S22、…、S2N 受波器からの電気信号 P11、P12、…、P1N 送波器からの電気信号
の第3波検知信号 P21、P22、…、P2N 受波器からの電気信号
の第3波検知信号 T1 、T2 時間 t1 、t2 伝搬時間 τ 遅れ時間
2, 3 Transducer (ultrasonic transducer) 4 Signal switcher 5th m-wave detection circuit 6 First timer 7 Second timer 8 Counter 9 Operation control circuit 10 Transmitter drive circuit 11 Transmitter / receiver switch P 1 , P 2 , ..., PN drive pulse S11, S12, ..., S1N electrical signal from the transmitter S21, S22, ..., S2N electrical signal from the receiver P11, P12, ..., P1N electrical from the transmitter Third wave detection signal of signal P21, P22, ..., P2N Third wave detection signal of electric signal from receiver T 1 , T 2 time t 1 , t 2 propagation time τ delay time

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 1組の送受波器(2)(3)を有し、一
方の送受波器(2)を送波器として流れの順方向に超音
波を発射するとともにこの超音波を他方の送受波器
(3)を受波器として受信することを複数(N)回くり
返し、次に前記他方の送受波器(3)を送波器として流
れの逆方向に超音波を発射するとともにこの超音波を他
方の送受波器(2)を受波器として受信することを複数
(N)回くり返して、超音波の順方向と逆方向の伝搬時
間から流体の流速を測定するシングアラウンド法を用
い、流体中を流れと平行あるいは斜め方向に超音波の送
受をする超音波流量計において、 送波器として用いるときは、その振動により流体中に超
音波を発射するとともに、振動に応じた電気信号を出力
する送受波器(2)(3)と、 送受波器(2)(3)の電気信号を入力して、その第m
波を検知して検知信号を出力する唯一の第m波検知回路
(5)と、 第m波検知回路(5)から出力される前記複数(N)回
の検知信号のうち、送波器よりの最初の電気信号の第m
波検知信号(P11)から、受波器よりのN番目の電気
信号の第m波検知信号(P2N)までの時間(T1 又は
2 )を測定する第1のタイマ(6)と、 受波器の電気信号の第m波検知信号(P21、P22、
…、P2(N−1))から、それに続く送波器の電気信
号の第m波検知信号(P12、P13、…、P1N)ま
での遅れ時間(τ)の平均値を測定する第2のタイマ
(7)と、 受波器のN番目の第m波検知信号(P2N)を検知し
て、N番目の受信終了信号を出力するカウンタ(8)
と、 送受波器(2)(3)のうちの送波器をスタート信号で
駆動するとともに、その後は第m波検知回路(5)から
出力される受波器の第m波検知信号(P21、P22、
…、P2(N−1))ごとに送波器を駆動する送波器駆
動回路(10)と、 送波器駆動回路(10)にスタート信号を出すととも
に、カウンタ(8)からの前記N番目の受信終了信号を
受けて、第1のタイマ(6)の測定値(T1 )(T 2
と第2のタイマ(7)の測定値である遅れ時間(τ)の
平均値とから流量を演算する演算制御回路(9)とを具
備したことを特徴とする超音波流量計。
1. A set of transducers (2) and (3) is provided, and one of the transducers (2) is used as a transmitter to emit ultrasonic waves in the forward direction of the flow and the other ultrasonic waves. The receiving and receiving of the wave transmitter / receiver (3) as the wave receiver is repeated a plurality of times (N), and then the other wave transmitter / receiver (3) is used as the wave transmitter to emit ultrasonic waves in the opposite direction of the flow. The sing-around method in which the reception of this ultrasonic wave by the other transducer (2) is repeated a plurality of times (N) to measure the flow velocity of the fluid from the propagation time of the ultrasonic wave in the forward and reverse directions. In an ultrasonic flowmeter that transmits and receives ultrasonic waves in a fluid in a direction parallel or oblique to the flow, when used as a transmitter, the vibrations emit ultrasonic waves into the fluid and respond to the vibration. Transducers (2) and (3) that output electric signals, and transducers (2) Enter the electric signal 3), the first m
A m-th wave detection circuit (5) that detects a wave and outputs a detection signal, and a wave transmitter from the plurality (N) of detection signals output from the m-th wave detection circuit (5) M of the first electrical signal of
A first timer (6) for measuring the time (T 1 or T 2 ) from the wave detection signal (P11) to the mth wave detection signal (P2N) of the Nth electrical signal from the receiver, and M-th wave detection signal (P21, P22,
, P2 (N-1)) to the m-th wave detection signal (P12, P13, ..., P1N) of the electrical signal of the subsequent wave transmitter, the second value for measuring the average value of the delay time (τ) A timer (7) and a counter (8) that detects the Nth mth wave detection signal (P2N) of the receiver and outputs the Nth reception end signal.
And driving the wave transmitter of the wave receivers (2) and (3) with the start signal, and thereafter, the m-th wave detection signal (P21) of the wave receiver output from the m-th wave detection circuit (5). , P22,
, P2 (N-1)), a wave transmitter drive circuit (10) for driving the wave transmitter, and a start signal to the wave transmitter drive circuit (10), and the N from the counter (8). In response to the th reception end signal, the measured value (T 1 ) (T 2 ) of the first timer (6)
And an arithmetic control circuit (9) for calculating a flow rate from an average value of delay time (τ) which is a measured value of the second timer (7).
【請求項2】 スタート時は送波器からの電気信号を第
m波検知回路に入力し、スタート時の送波器からの超音
波が受波器に到達するまでに受波器を第m波検知回路
(5)に切替接続し、第m波検知回路(5)が受波器か
らの電気信号の第m波を受けたら送波器を第m波検知回
路(5)に切替接続し、その後送波器からの超音波が受
波器に到達するまでに再び受波器からの電気信号が第m
波検知回路(5)に入力されるように切替接続すること
をくり返す信号切替器(4)を具備したことを特徴とす
る請求項1記載の超音波流量計。
2. The electric signal from the wave transmitter is input to the m-th wave detection circuit at the time of start, and the ultrasonic wave from the wave transmitter at the time of start reaches the m-th wave receiver. When the m-th wave detection circuit (5) receives the m-th wave of the electric signal from the receiver, the transmitter is switched and connected to the m-th wave detection circuit (5). , And then the ultrasonic wave from the transmitter reaches the m-th signal again until the ultrasonic wave reaches the receiver.
The ultrasonic flowmeter according to claim 1, further comprising a signal switch (4) that repeats switching connection so as to be input to the wave detection circuit (5).
【請求項3】 第m波検知回路(5)はmが3又は5で
あることを特徴とする請求項1又は2記載の超音波流量
計。
3. The ultrasonic flowmeter according to claim 1, wherein m is 3 or 5 in the m-th wave detection circuit (5).
【請求項4】 第m波検知回路(5)は第m番目の電気
振動の終了時点のゼロクロスポイントを検知することを
特徴とする請求項1、2又は3記載の超音波流量計。
4. The ultrasonic flowmeter according to claim 1, 2 or 3, wherein the m-th wave detection circuit (5) detects a zero cross point at the end of the m-th electric vibration.
JP7185622A 1995-07-21 1995-07-21 Ultrasonic flow meter Pending JPH0933308A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7185622A JPH0933308A (en) 1995-07-21 1995-07-21 Ultrasonic flow meter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7185622A JPH0933308A (en) 1995-07-21 1995-07-21 Ultrasonic flow meter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0933308A true JPH0933308A (en) 1997-02-07

Family

ID=16174019

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7185622A Pending JPH0933308A (en) 1995-07-21 1995-07-21 Ultrasonic flow meter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0933308A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004325169A (en) * 2003-04-23 2004-11-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd Device for measuring fluid flow
JP2005172556A (en) * 2003-12-10 2005-06-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ultrasonic flowmeter
US6925891B2 (en) 2002-04-30 2005-08-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Ultrasonic flowmeter and method of measuring flow volume
JP2020180814A (en) * 2019-04-24 2020-11-05 パナソニックIpマネジメント株式会社 Ultrasonic flowmeter

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6925891B2 (en) 2002-04-30 2005-08-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Ultrasonic flowmeter and method of measuring flow volume
JP2004325169A (en) * 2003-04-23 2004-11-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd Device for measuring fluid flow
JP2005172556A (en) * 2003-12-10 2005-06-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ultrasonic flowmeter
JP4561088B2 (en) * 2003-12-10 2010-10-13 パナソニック株式会社 Ultrasonic flow meter
JP2020180814A (en) * 2019-04-24 2020-11-05 パナソニックIpマネジメント株式会社 Ultrasonic flowmeter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2002131105A (en) Ultrasonic flow rate measuring method
JPH0933308A (en) Ultrasonic flow meter
JP2866332B2 (en) Ultrasonic flow meter
JP2003014515A (en) Ultrasonic flowmeter
JP2000213971A (en) Ultrasonic flowmeter
JP3422100B2 (en) Flow measurement device
JP2000338123A (en) Ultrasonic floe speed measuring method
JPH0926341A (en) Ultrasonic flowmeter
JPH1090029A (en) Ultrasonic wave flowmeter
JP4485641B2 (en) Ultrasonic flow meter
SU1026015A2 (en) Ultrasonic flowmeter
JPH0148994B2 (en)
JPH1019619A (en) Method of ultrasonic measuring flow velocity
JP4008741B2 (en) Ultrasonic flow velocity measuring method and apparatus
JP2001165764A (en) Method of measuring ultrasonic wave propagation time
JP3772428B2 (en) Ultrasonic current meter
RU2006002C1 (en) Tester of pulse-frequency flowmeters
JP4133237B2 (en) Ultrasonic flow meter
JP4774618B2 (en) Flow measuring device
JPH10253413A (en) Ultrasonic flowmeter
JP2000321105A5 (en)
JP3915831B2 (en) Ultrasonic current meter
JP4671481B2 (en) Ultrasonic flow meter
JPH1073462A (en) Method for measuring flow velocity using ultrasonic wave
JPH0421807B2 (en)