JPH11326561A - Method for time measurement and for ultrasonic flow velocity measurement - Google Patents

Method for time measurement and for ultrasonic flow velocity measurement

Info

Publication number
JPH11326561A
JPH11326561A JP10344013A JP34401398A JPH11326561A JP H11326561 A JPH11326561 A JP H11326561A JP 10344013 A JP10344013 A JP 10344013A JP 34401398 A JP34401398 A JP 34401398A JP H11326561 A JPH11326561 A JP H11326561A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
time
wave
clock
measurement
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
JP10344013A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akio Tomita
明男 冨田
Takaomi Ikada
隆臣 筏
Akio Kono
明夫 河野
Eiji Nakamura
英司 中村
Tetsuya Yasuda
哲也 保田
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.)
Osaka Gas Co Ltd
Kansai Gas Meter Co Ltd
Original Assignee
Osaka Gas Co Ltd
Kansai Gas Meter 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 Osaka Gas Co Ltd, Kansai Gas Meter Co Ltd filed Critical Osaka Gas Co Ltd
Priority to JP10344013A priority Critical patent/JPH11326561A/en
Publication of JPH11326561A publication Critical patent/JPH11326561A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for time measurement capable of accurately measuring such a time as transmission of ultrasonic and a method for ultrasonic velocity measurement accurately measuring velocity of fluid by using the time measurement method. SOLUTION: A triangular wave P is output synchronizing with ultrasonic wave reception. When a clock wave Wa comes in a certain time period immediately after that, ultrasonic wave is again generated and transmitted from a wave transmitter and a clock wave W is independently output synchronizing with the transmission and the clock wave is shifted for a half period and reversed. The triangular wave P is output synchronizing with the ultrasonic wave reception and at the rising of the reverse clock wave Wa' immediately after that, the electric potential V of the triangle wave P is measured. Then, by adding or subtracting the time corresponding to the half period of the clock wave W to the value substituting in a proportional linear equation indicating the slope of the triangular wave P, the fraction time (t) from the rising of the final clock wave Wf before reversal to the ultrasonic reception is calculated.

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】この発明は、測定時間を精度
良く求める時間測定方法と、その時間測定方法を用いた
超音波流速測定方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a time measuring method for accurately measuring a measuring time and an ultrasonic flow velocity measuring method using the time measuring method.

【0002】[0002]

【従来の技術】ガスその他の流体の流量を求めるに際
し、まず流体の流速を連続的ないし定期的に測定し、こ
れに基いて流量を演算することが行われている。このよ
うな流体の流速測定方法の一つとして、超音波を利用し
た方法が知られている。
2. Description of the Related Art When determining the flow rate of a gas or other fluid, the flow rate of the fluid is measured continuously or periodically, and the flow rate is calculated based on the measured flow rate. As one of such fluid flow velocity measuring methods, a method using ultrasonic waves is known.

【0003】かかる超音波流速測定方法の原理を、図2
及び図7にて説明すると次のとおりである。
FIG. 2 shows the principle of such an ultrasonic flow velocity measuring method.
FIG. 7 is as follows.

【0004】図7において、(1)は内部を矢印方向に
ガス等の流体が流れる管路である。この管路(1)内に
は、流れ方向の上流側及び下流側に、所定距離を隔てて
送受波器(2)(3)が配置されている。前記の各送受
波器(2)(3)は送波器と受波器を兼ねるもので、振
動子からなる超音波発信兼受信素子(図示略)を備えて
おり、この超音波発信兼受信素子がパルス発生回路
(4)からの駆動パルスにより駆動されて振動し、超音
波を発生送信する一方、送信されてきた超音波を受信し
て超音波発信兼受信素子が振動したときの受信波が受信
回路(5)から電気信号として出力されるものとなされ
ている。
[0004] In FIG. 7, (1) is a pipe through which a fluid such as gas flows in the direction of the arrow. In the pipeline (1), the transducers (2) and (3) are arranged at a predetermined distance upstream and downstream in the flow direction. Each of the transducers (2) and (3) serves as a transmitter and a receiver, and includes an ultrasonic transmitting / receiving element (not shown) composed of a vibrator. The element is driven by the driving pulse from the pulse generating circuit (4) to vibrate and generate and transmit an ultrasonic wave, while receiving the transmitted ultrasonic wave and receiving and transmitting the ultrasonic wave when the element vibrates. Are output as electric signals from the receiving circuit (5).

【0005】そして、図2(a)(c)に示すように、
超音波の発信と同期して別途クロック回路からクロック
波(W)を出力し、超音波の発信時(A)から受信時
(C)までに出力されたクロック波(W)の波数をカウ
ントすることによって、超音波の発信時(A)から受信
前の最終クロック波(Wf)の立ち上がり時(B)まで
の時間Tを求める。図2(a)(c)では、周期T0 の
クロック波(L)が3波出力されているので、前記時間
Tは3T0 と求められる。
Then, as shown in FIGS. 2A and 2C,
A clock wave (W) is separately output from the clock circuit in synchronization with the transmission of the ultrasonic wave, and the number of clock waves (W) output from the time of transmission (A) to the time of reception (C) of the ultrasonic wave is counted. Thus, the time T from the transmission of the ultrasonic wave (A) to the rising of the last clock wave (Wf) before reception (B) is obtained. In FIGS. 2A and 2C, since three clock waves (L) having a period T0 are output, the time T is obtained as 3T0.

【0006】また、前記超音波受信前の最終クロック波
(Wf)の立上がり時(A)から該超音波受信時(C)
までの端数時間tを求めるために、本願に先だって出願
された特願平8−333407号に示される三角波
(P)を利用した方法を用いる。即ち、図2(d)に示
すように、超音波受信時(C)と同期して三角波(P)
を別途出力し、該三角波(P)の出力直後のクロック波
(Wa)の立上がり時(D)における電位差Vと、三角
波(P)の比例直線部における電位差および時間の比例
関係とから、前記超音波受信前の最終クロック波(W
f)の立上がり時(B)から該超音波受信時(C)まで
の端数時間tを求める。
In addition, from the rising (A) of the last clock wave (Wf) before receiving the ultrasonic wave to the time of receiving the ultrasonic wave (C).
In order to obtain the fractional time t, a method using a triangular wave (P) disclosed in Japanese Patent Application No. 8-333407 filed prior to the present application is used. That is, as shown in FIG. 2D, the triangular wave (P) is synchronized with the ultrasonic wave reception (C).
Separately from the potential difference V at the rising edge (D) of the clock wave (Wa) immediately after the output of the triangular wave (P), and the proportional relationship between the potential difference and the time in the proportional linear portion of the triangular wave (P). The last clock wave (W
The fractional time t from the rise (f) of f) to the reception of the ultrasonic wave (C) is obtained.

【0007】このようにして求められた上流側送受波器
(2)から流れに対して順方向に送信された超音波が下
流側送受波器(3)で受波されるまでの伝搬時間と、下
流側送受波器(3)から流れに対して逆方向に送信され
た超音波が上流側送受波器(2)で受波されるまでの伝
搬時間との差は、流速に関係することから、この伝搬時
間差を求めることにより流体の流速を測定するものとな
されている。なお、図7において、(6)は各送受波器
(2)(3)とパルス発生回路(4)及び受信回路
(5)の接続を切替える切替回路であり、まずパルス発
生回路(4)と上流側の送受波器(2)、下流側の送受
波器(3)と受信回路(5)を接続して、上流側から下
流側への伝搬時間をクロック波を利用して求めたのち、
該切替回路(6)の作動によりパルス発生回路(4)と
下流側の送受波器(3)、上流側の送受波器(2)と受
信回路(5)とが接続されるように切替えて、下流側か
ら上流側への伝搬時間を同じくクロック波を利用して求
めるものとなされている。
[0007] The propagation time until the ultrasonic wave transmitted in the forward direction with respect to the flow from the upstream transducer (2) obtained in this way is received by the downstream transducer (3). The difference between the propagation time until the ultrasonic wave transmitted in the opposite direction to the flow from the downstream transducer (3) and the ultrasonic wave received by the upstream transducer (2) is related to the flow velocity. Therefore, the flow velocity of the fluid is measured by calculating the propagation time difference. In FIG. 7, reference numeral (6) denotes a switching circuit for switching the connection between each of the transducers (2) and (3) and the pulse generation circuit (4) and the reception circuit (5). After connecting the upstream transducer (2), the downstream transducer (3) and the receiving circuit (5), the propagation time from the upstream to the downstream is determined using the clock wave,
By the operation of the switching circuit (6), the pulse generating circuit (4) and the downstream transducer (3), and the upstream transducer (2) and the receiving circuit (5) are switched so as to be connected. In addition, the propagation time from the downstream side to the upstream side is also obtained by using a clock wave.

【0008】ところが、前記三角波(P)は一般にその
立上がり時から一定時間ノイズが発生し、その時間にお
ける三角波(P)の斜辺部は比例直線とならず細かいの
こぎり波状となる。そのため、電位差測定タイミングに
用いるクロック波(W)が前記ノイズ発生時間内に立上
がると、測定される電位差に誤差が生じ、端数時間さら
には伝播時間を精度よく求めることができないという難
点がある。
However, the triangular wave (P) generally generates noise for a certain period of time from its rise, and the hypotenuse of the triangular wave (P) at that time is not a straight line but a fine sawtooth wave. Therefore, if the clock wave (W) used for the potential difference measurement timing rises within the noise generation time, an error occurs in the measured potential difference, and there is a problem that the fractional time and the propagation time cannot be determined accurately.

【0009】そこで、本願に先だって出願された特願平
10−17303号には、電位差測定タイミングに用い
るクロック波(W)が前記ノイズ発生時間経過後に立上
がった場合には、その電位差測定タイミングをずらす方
法が提案されている。即ち、図8(a)に示すように、
電位差測定タイミングに用いるクロック波(Wa)が三
角波(P)の立上がり時から一定時間(図8(a)の斜
線部)経過後に立上がった場合は、上述と同様に前記電
位差測定用タイミングにおける三角波(P)の電位差V
を該三角波(P)の斜辺部を表す比例直線式に代入する
ことにより、前記超音波受信前の最終クロック波(W
f)の立上がり時Bから超音波受信時Cまでの端数時間
tを求める。一方、電位差測定タイミングに用いるクロ
ック波(Wa)が前記ノイズ発生時間(図8(b)の斜
線部)内に立上がった場合には、次のクロック波(W
b)の立上がり時E´における三角波(P)の電位差V
を該三角波(P)の斜辺部を表す比例直線式に代入して
求めた値と,クロック波(W)の周期T0 とを加算する
ことにより前記端数時間tを求める方法が提案されてい
る。
Therefore, Japanese Patent Application No. 10-17303, filed prior to the present application, discloses that when a clock wave (W) used for measuring the potential difference rises after the lapse of the noise generation time, the timing for measuring the potential difference is determined. A shifting method has been proposed. That is, as shown in FIG.
When the clock wave (Wa) used for the potential difference measurement timing rises after a lapse of a fixed time (hatched portion in FIG. 8A) from the rise of the triangular wave (P), the triangular wave at the potential difference measurement timing similarly to the above. (P) potential difference V
Into the proportional linear expression representing the hypotenuse portion of the triangular wave (P), whereby the final clock wave (W
The fractional time t from the rising time B of FIG. On the other hand, when the clock wave (Wa) used for the potential difference measurement timing rises within the noise generation time (the hatched portion in FIG. 8B), the next clock wave (W)
b) The potential difference V of the triangular wave (P) at the rising edge E '
Is added to a proportional linear equation representing the hypotenuse portion of the triangular wave (P) and the cycle T0 of the clock wave (W) to add the fraction time t.

【0010】この方法によれば、クロック波(W)の電
位差測定タイミングがノイズ発生時間に到来した場合で
あっても、一定条件の下では前記端数時間tを精度よく
求めることができる。
According to this method, even when the timing of measuring the potential difference of the clock wave (W) reaches the noise occurrence time, the fractional time t can be accurately obtained under certain conditions.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、三角波
出力後すぐにクロック波(Wa)が立上がると、次のク
ロック波(Wb)は図8のX軸近辺の負領域に立上がる
ことになるので、そのクロック波(Wb)は少しのゆれ
でX軸近辺の正領域に立上がってしまうことがある。そ
のために、実際の端数時間tはクロック波(Wb)の立
上がり時E´の電位差Vを三角波(P)の比例直線式に
代入した値Yにクロック波(W)の一周期時間T0 を加
算された値となるはずが、クロック波(Wb)がX軸の
正の領域に立上がってしまうので、測定される端数時間
tはクロック波(Wb)の立上がり時E´の電位差Vを
三角波の比例直線式に代入した値Yそのものとなり、端
数時間tにクロック波(W)の一周期T0 時間分の誤差
が生じてしまう。
However, when the clock wave (Wa) rises immediately after the output of the triangular wave, the next clock wave (Wb) rises in the negative region near the X-axis in FIG. In some cases, the clock wave (Wb) rises in a positive region near the X-axis with a slight fluctuation. Therefore, in the actual fractional time t, one cycle time T0 of the clock wave (W) is added to the value Y obtained by substituting the potential difference V of the potential E 'at the rising of the clock wave (Wb) into the proportional linear equation of the triangular wave (P). Since the clock wave (Wb) rises to the positive region of the X-axis, the fractional time t to be measured is equal to the potential difference V of E 'at the rise of the clock wave (Wb). The value Y substituted into the linear equation is the same, and an error corresponding to one cycle T0 of the clock wave (W) occurs in the fractional time t.

【0012】また、X軸近辺の正領域にクロック波(W
a)が立上がる場合、上述と同様にクロック波(Wa)
は少しのゆれでX軸近辺の負領域に立上がってしまうこ
とがある。そのために、実際の端数時間tは、クロック
波(Wa)の立上がり時Eの電位差Vを三角波(P)の
比例直線式に代入した値Yそのもであるはずが、クロッ
ク波(Wa)がX軸の負領域に立上がってしまうので、
測定される端数時間tは、クロック波(Wa)の立上が
り時Eの電位差Vを三角波(P)の比例直線式に代入し
た値にクロック波の一周期を加算された値(T0 +Y)
となり、この場合も端数時間tにクロック波の一周期T
0 時間分の誤差が生じてしまう。
Further, a clock wave (W
When a) rises, the clock wave (Wa) is increased as described above.
May rise to a negative area near the X-axis with a little shaking. Therefore, the actual fractional time t should be the value Y obtained by substituting the potential difference V at the rising edge E of the clock wave (Wa) into the proportional linear equation of the triangular wave (P), but the clock wave (Wa) becomes X Since it rises in the negative area of the axis,
The measured fractional time t is a value (T0 + Y) obtained by adding one cycle of the clock wave to a value obtained by substituting the potential difference V at the rising edge E of the clock wave (Wa) into the proportional linear equation of the triangular wave (P).
In this case also, one cycle T of the clock wave in the fractional time t
An error of 0 hours occurs.

【0013】従って、電位差測定用タイミングであるク
ロック波(Wa)ないし(Wb)がX軸近辺で立上がっ
た場合、実際の端数時間と測定によって求められた端数
時間との間にクロック波の一周期分の誤差が生じ、それ
に伴って伝播時間もクロック波の一周期分という大きな
時間誤差が生じるという欠点があった。そして、このよ
うな欠点は、超音波の伝播時間だけでなく、そのほかの
測定時間を求めるときにも共通して生じるものであっ
た。
Therefore, when the clock wave (Wa) or (Wb), which is the timing for measuring the potential difference, rises in the vicinity of the X axis, one clock wave is generated between the actual fractional time and the fractional time obtained by the measurement. There is a defect that an error corresponding to a cycle occurs, and a large time error corresponding to one cycle of the clock wave also occurs with the propagation time. Such a drawback commonly occurs when obtaining not only the propagation time of the ultrasonic wave but also other measurement times.

【0014】この発明はこのような技術的背景に鑑みて
なされたものであって、超音波の伝播時間等の測定時間
を精度良く求めることができる時間測定方法の提供と、
その時間測定方法を用いて流体の流速を精度良く測定す
る超音波流速測定方法の提供を目的とする。
The present invention has been made in view of such a technical background, and provides a time measuring method capable of accurately measuring a measuring time such as a propagation time of an ultrasonic wave.
It is an object of the present invention to provide an ultrasonic flow velocity measuring method for accurately measuring the flow velocity of a fluid using the time measuring method.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明にかかる超音波流速測定方法は、測定時間
τの開始時刻Aと同期してクロック波(W)を出力し、
測定時間τの終了時刻Cまでに出力されたクロック波
(W)の波数をカウントすることによって測定時間τを
求める時間測定方法において、測定時間τの終了時刻C
と同期して三角波(P)を出力し、その直後のクロック
波(Wa)の立上りまたは立下がりにより決定される電
位差測定用タイミングEが所定時間(CD)(FH)内
に到来した場合、再度、測定時間τの開始時刻Aと同期
してクロック波(W)を出力し、該クロック波(W)を
半周期ずらして反転させ、測定時間τの終了時刻Cと同
期して三角波(P)を出力し、その直後のクロック波
(Wa’)の立上りまたは立下がりにより決定される電
位差測定用タイミングE’において、前記三角波(P)
の電位差Vを測定し、該電位差Vを前記三角波(P)の
斜辺部を表す比例直線式に代入した値Yにクロック波
(W)の半周期に相当する時間T0/2を加算ないし減
算することにより、測定時間τの終了時刻C前の最終ク
ロック波(Wf)の立上り時または立下がり時Bから前
記終了時刻Cまでの端数時間tを求め、出力されたクロ
ック(W)の波数をカウントすることにより求めた、測
定時間τの開始時刻Aから最終クロック波(Wf)の立
上り時または立下がり時Bまでの時間Tと、前記端数時
間tとを加算することによって測定時間τを求めること
を特徴とするものである。
To achieve the above object, an ultrasonic flow velocity measuring method according to the present invention outputs a clock wave (W) in synchronization with a start time A of a measuring time τ.
In the time measuring method for obtaining the measuring time τ by counting the number of clock waves (W) output until the ending time C of the measuring time τ, the ending time C of the measuring time τ
A triangular wave (P) is output in synchronization with the above, and when the timing E for measuring the potential difference determined by the rising or falling of the clock wave (Wa) immediately after the triangular wave (P) arrives within the predetermined time (CD) (FH), , A clock wave (W) is output in synchronization with the start time A of the measurement time τ, the clock wave (W) is inverted by shifting by a half cycle, and the triangular wave (P) is synchronized with the end time C of the measurement time τ. At the potential difference measuring timing E ′ determined by the rising or falling of the clock wave (Wa ′) immediately after the triangular wave (P).
Is measured, and a time T0 / 2 corresponding to a half cycle of the clock wave (W) is added to or subtracted from a value Y obtained by substituting the potential difference V into a proportional linear equation representing the hypotenuse of the triangular wave (P). Thus, the fractional time t from the rising or falling time B of the final clock wave (Wf) before the end time C of the measurement time τ to the end time C is obtained, and the wave number of the output clock (W) is counted. The measurement time τ by adding the fractional time t to the time T from the start time A of the measurement time τ to the rising or falling time B of the final clock wave (Wf). It is characterized by the following.

【0016】この方法によれば、クロック波(W)の立
上がりまたは立下がりによって決定される電位差測定タ
イミングが、測定誤差が生じやすい所定時間内に到来し
た場合には、さらにクロック波(W)を半周期ずらし反
転させて三角波(P)の電位差を測定するので、常に三
角波(P)の安定した中間部を利用して前記端数時間t
を求めることができ、測定時間τを精度よく求めること
が可能となる。
According to this method, when the potential difference measurement timing determined by the rise or fall of the clock wave (W) arrives within a predetermined time in which a measurement error easily occurs, the clock wave (W) is further increased. Since the potential difference of the triangular wave (P) is measured by shifting and inverting by a half cycle, the fractional time t is always utilized by using the stable intermediate portion of the triangular wave (P).
Can be obtained, and the measurement time τ can be obtained with high accuracy.

【0017】また、計測流体の上流側と下流側にそれぞ
れ送波器及び受波器を配置し、前記各送波器の超音波発
信素子に駆動パルスを印加して相互に超音波を発生送信
する時刻を前記開始時刻Aとし、かつ送信された超音波
を相互に受信する時刻を前記終了時刻Cとすることによ
って、超音波の送信時刻から受信時刻までの伝播時間を
測定時間τとして求め、各伝播時間の差に基づいて流体
の流速を測定する場合、超音波の伝播時間を精度良く求
めることができるので、各伝播時間の差に基づいて流体
の流速を精度良く測定することができる。
Further, a transmitter and a receiver are arranged on the upstream side and the downstream side of the measurement fluid, respectively, and a driving pulse is applied to an ultrasonic wave transmitting element of each of the transmitters to generate and transmit ultrasonic waves mutually. The propagation time from the transmission time to the reception time of the ultrasonic wave is obtained as the measurement time τ by setting the time to perform as the start time A and the time at which the transmitted ultrasonic waves are mutually received as the end time C, When measuring the flow velocity of the fluid based on the difference between the respective propagation times, the propagation time of the ultrasonic wave can be obtained with high accuracy, so that the flow velocity of the fluid can be accurately measured based on the difference between the respective propagation times.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】図1はこの発明を実施するための
超音波流速測定装置を示すものである。図1において、
(1)は管路、(2)(3)は流れ方向の上流側及び下
流側に所定距離を隔てて配置された送受波器、(4)は
駆動パルスを発生するパルス発生回路、(5)は送受波
器(2)(3)で超音波を受信したときに受信信号を出
力する受信回路、(6)は各送受波器(2)(3)とパ
ルス発生回路(4)及び受信回路(5)の接続を切替え
る切替回路であり、これらは図7に示したものと同じで
ある。
FIG. 1 shows an ultrasonic flow velocity measuring apparatus for carrying out the present invention. In FIG.
(1) is a pipeline, (2) and (3) are transducers arranged at a predetermined distance upstream and downstream in the flow direction, (4) is a pulse generation circuit that generates a drive pulse, and (5) ) Is a receiving circuit that outputs a reception signal when ultrasonic waves are received by the transducers (2) and (3), and (6) is a transceiver circuit (2) (3), a pulse generation circuit (4), and a receiving circuit. Switching circuits for switching the connection of the circuit (5), which are the same as those shown in FIG.

【0019】この実施形態では、送信側において、クロ
ック回路(7)が設けられており、このクロック回路
(7)は、図2(b)に示すように、送受波器(2)
(3)から超音波が送信される時刻(A)と同期して、
周期T0 のクロック波(W)を出力するものである。
In this embodiment, a clock circuit (7) is provided on the transmission side, and the clock circuit (7) is provided with a transmitter / receiver (2) as shown in FIG.
In synchronization with the time (A) at which the ultrasonic wave is transmitted from (3),
It outputs a clock wave (W) having a period T0.

【0020】そして、クロック回路(7)の一方の出力
側にはカウンタ(9)が設けられている。このカウンタ
(9)は、クロック回路(7)からクロック波(W)が
出力され始めた時刻(A)から、前記超音波を送受波器
(2)(3)で受信して受信回路(5)から受信信号が
出力される時刻(C)までの時間内、即ち超音波の伝搬
時間(τ)内において、クロック回路(7)から出力さ
れたクロック波(W)の波数をカウントするものであ
る。
A counter (9) is provided on one output side of the clock circuit (7). The counter (9) receives the ultrasonic waves at the transmitter / receivers (2) and (3) from the time (A) at which the clock wave (W) starts to be output from the clock circuit (7) and receives the ultrasonic waves at the receiving circuit (5). ) To the time (C) at which the received signal is output, that is, within the propagation time (τ) of the ultrasonic wave, counts the number of clock waves (W) output from the clock circuit (7). is there.

【0021】そして、このカウンタ(9)でカウントさ
れたクロック波(W)の波数は、カウンタ(9)の出力
側に設けられているマイコン(I)の演算回路(10)
に送信される。この演算回路(10)は、そのクロック
波(W)の波数に基づいて、クロック回路(7)からク
ロック波が出力され始めた時刻(A)から前記受信信号
出力直前の最終クロック波(Wf)が出力される時刻
(B)までの時間Tを計算し、加算回路(14)に出力
するもので、具体的には以下の演算を実行する。
The number of clock waves (W) counted by the counter (9) is calculated by the arithmetic circuit (10) of the microcomputer (I) provided on the output side of the counter (9).
Sent to. The arithmetic circuit (10) calculates the last clock wave (Wf) immediately before the output of the received signal from the time (A) when the clock circuit starts to be output from the clock circuit (7) based on the wave number of the clock wave (W). Is calculated and output to the addition circuit (14) until the time (B) at which is output, and specifically, the following operation is executed.

【0022】 (時間T)=(クロック波(W)の周期T0 ) ×(カウントされたクロック波(W)の波数)・・・[1] 一方、受信側において、受信回路(5)の出力側には三
角波発生回路(8)が設けられている。この三角波発生
回路(8)は、図2(d)に示すように、受信回路
(5)から受信信号を受信するのに同期して、立上がり
が急峻で立ち下がりが穏やかな三角波(P)を出力する
もので、この三角波(P)は立上がってから基準電圧値
E0 に達する間での時間(CG)はクロック波(W)の
周期と同様にT0 に設定されている。この三角波発生回
路(8)の出力値は回路内のコンデンサの電位差を示す
ものであり、コンデンサの充電時ないし放電時はコンデ
ンサの電位差と時間とが比例関係をなすことから、三角
波の立下がり部は比例直線の一部となされているが、立
ち下がり始めてから一定時間はノイズが発生して細かい
のこぎり状となっている。
(Time T) = (Period T 0 of Clock Wave (W)) × (Number of Counted Clock Waves (W)) [1] On the receiving side, the output of the receiving circuit (5) A triangular wave generating circuit (8) is provided on the side. As shown in FIG. 2D, the triangular wave generating circuit (8) generates a triangular wave (P) having a sharp rise and a gentle fall in synchronization with reception of a reception signal from the reception circuit (5). The time (CG) from when the triangular wave (P) rises to when the triangular wave (P) reaches the reference voltage value E0 is set to T0 similarly to the cycle of the clock wave (W). The output value of the triangular wave generation circuit (8) indicates the potential difference of the capacitor in the circuit. When the capacitor is charged or discharged, the potential difference of the capacitor and time have a proportional relationship. Is a part of the proportional straight line, but noise is generated for a certain period of time after the fall starts, and the shape is a fine sawtooth.

【0023】また、三角波発生回路(8)の出力側には
ホールド回路(11)が設けられている。このホールド
回路(11)は、三角波発生回路(8)の出力信号とク
ロック回路(7)の立上がり信号が入力されたAND回
路(15)からホールド信号を受信すると、三角波
(P)の電位差Vを保持するものである。そして、この
ホールド回路(11)によって保持された電位差Vは、
図示略のA/D変換回路によってデジタル変換された
後、マイコン(I)の演算回路(12)に送信される。
A hold circuit (11) is provided on the output side of the triangular wave generation circuit (8). When the hold circuit (11) receives the hold signal from the AND circuit (15) to which the output signal of the triangular wave generation circuit (8) and the rising signal of the clock circuit (7) are input, the hold circuit (11) changes the potential difference V of the triangular wave (P). To keep. The potential difference V held by the hold circuit (11) is
After being digitally converted by an A / D conversion circuit (not shown), it is transmitted to the arithmetic circuit (12) of the microcomputer (I).

【0024】この演算回路(12)は、ホールド回路
(11)から送信された電位差Vを以下の比例直線式
[2]のX値に代入することによりY値を計算し、該Y
値を比較回路(13)に送信するものである。
The arithmetic circuit (12) calculates the Y value by substituting the potential difference V transmitted from the hold circuit (11) into the X value of the following proportional linear equation [2].
The value is transmitted to the comparison circuit (13).

【0025】 Y=aX−b(a=9/8、b=511)・・・[2] X:代入する電位差V この比例直線式[2]は、便宜上、図6に示すように電
圧軸に平行かつ点Gを通る軸をX軸とし、時間軸をY軸
とした場合の式であり、この補正式の係数a,bは三角
波(P)の形状を決定するものである。この実施形態で
は係数a,bの値式比例直線式[2]のかっこ内に数値
に設定してあるが、これら値に限定されるものでなく、
この三角波(P)と異なる形状を有する三角波を用いて
端数時間を求めたい場合にはそれにあわせて係数a、b
の値を設定するとよい。特に比例直線式[2]によるY
値の計算はマイコンによって行われるので、係数aの値
はa=3/2、5/4、9/8、17/16等とシフト
処理しやすい値にするのが好ましい。
Y = aX−b (a = 9/8, b = 511)... [2] X: Potential difference V to be substituted For convenience, this proportional linear equation [2] is expressed by a voltage axis as shown in FIG. , And the time axis is the Y axis, and the coefficients a and b of this correction equation determine the shape of the triangular wave (P). In this embodiment, numerical values are set in parentheses of the value equation of the coefficients a and b and the proportional linear equation [2]. However, the present invention is not limited to these values.
When it is desired to obtain a fractional time using a triangular wave having a shape different from the triangular wave (P), the coefficients a and b are adjusted accordingly.
Should be set. In particular, Y by the proportional linear equation [2]
Since the calculation of the value is performed by the microcomputer, it is preferable that the value of the coefficient a be a value that facilitates the shift processing, such as a = 3/2, 5/4, 9/8, 17/16, or the like.

【0026】比較回路(13)は、前記Y値がU2 <Y
<(T0 −U1 )を満たす場合、すなわちクロック波
(Wa)が安全時間DF間に立上がる場合には、そのY
値を端数時間tとして、そのまま出力側に設けられた加
算回路(14)に送信するものである。また、前記Y値
が、Y≧(T0 −U1 )またはY≦U2 を満たす場合、
すなわちクロック波(Wa)が禁止時間CD間または禁
止時間FH間に立上がる場合には、図1に示すように回
路切替スイッチ(20)(21)を実線から破線方向に
切り換えて、再び超音波を発信・受信して、クロック反
転回路(16)及び演算回路(17)等によって新たに
Y値を算出する。
The comparison circuit (13) determines that the Y value is U 2 <Y
If <(T0−U1) is satisfied, that is, if the clock wave (Wa) rises during the safe time DF, its Y
The value is transmitted as it is to the addition circuit (14) provided on the output side as the fractional time t. When the Y value satisfies Y ≧ (T0−U1) or Y ≦ U2,
That is, when the clock wave (Wa) rises between the prohibition time CD or the prohibition time FH, the circuit changeover switches (20) and (21) are switched from the solid line to the broken line as shown in FIG. Is transmitted and received, and a new Y value is calculated by the clock inversion circuit (16) and the arithmetic circuit (17).

【0027】このクロック反転回路(18)は、クロッ
ク回路(7)から出力されるクロック波(W)を半周期
ずらして反転させるもので、反転回路(18)からは図
2(c)に示すようなクロック波(W´)が出力され
る。そのため、図4または図5に示すように、三角波
(P)出力直後のクロック波(Wa´)の立上がり時刻
E´は、反転する前の前記クロック波(Wa)の立下が
り時刻に等しくなり、クロック波(Wa´)は必ず安全
時間DF間に立上がることになる。そして、ホールド回
路(11)は、上述と同様にクロック波(Wa´)の立
上がり時刻E´における三角波の電位差Vを保持して、
図示略のA/D変換回路(12)によってデジタル変換
を行った後、その電位差Vを切り換えられた演算回路
(17)に送信する。
This clock inverting circuit (18) inverts the clock wave (W) output from the clock circuit (7) by shifting it by a half cycle. The clock inverting circuit (18) is shown in FIG. 2 (c). Such a clock wave (W ′) is output. Therefore, as shown in FIG. 4 or FIG. 5, the rising time E ′ of the clock wave (Wa ′) immediately after the output of the triangular wave (P) is equal to the falling time of the clock wave (Wa) before inversion. The clock wave (Wa ') always rises during the safe time DF. Then, the hold circuit (11) holds the potential difference V of the triangular wave at the rising time E 'of the clock wave (Wa') as described above,
After digital conversion is performed by an A / D conversion circuit (12) not shown, the potential difference V is transmitted to the switched arithmetic circuit (17).

【0028】この演算回路(17)は、新たに送信され
てきた電位差Vに基づいて上式[2]によって新たにY
値を算出すると共に、そのY値を下式[3]又は[4]
に代入してY´値を算出するものである。
The arithmetic circuit (17) newly calculates Y by the above equation [2] based on the newly transmitted potential difference V.
While calculating the value, the Y value is calculated by the following equation [3] or [4].
To calculate the Y ′ value.

【0029】<元のクロック波(Wa)が禁止時間CD
間に立上がった場合(図4)> Y´=Y+T0 /2・・・[3] <元のクロック波(Wa)が禁止時間FH間に立上がっ
た場合(図5)> Y´=Y−T0 /2・・・[4] このように、元のクロック波(Wa)が禁止時間CD間
に立上がった場合のおいて、新たに算出したY値にクロ
ック波の半周期T0 /2を加算するのは、図4に示すよ
うにクロック波(W)が反転したために、クロック波
(Wa´)の立上がり時刻E´は元のクロック波(W
a)の立上がり時刻Eよりクロック波の半周期T0 /2
だけ遅れており、新たに算出したY値は元のY値より半
周期T0 /2分だけ小さい値となるからである。また、
元のクロック波(Wa)が禁止時間FH間に立上がった
場合のおいて、新たに算出したY値にクロック波の半周
期T0 /2を減算するのは、図5に示すようにクロック
(W)が反転したために、クロック波(Wa´)の立上
がり時刻E´は元のクロック波(Wa)の立上がりより
時刻Eよりクロック波の半周期T0 /2だけ早く、新た
に算出したY値は元のY値より半周期T0 /2分だけ大
きい値となるからである。こうして上式[3]または
[4]によって求められたY´値は、元のクロック波
(W)の最終クロック波(Wf)の立上がりから超音波
受信までの端数時間tを表すことになる。
<Original clock wave (Wa) is prohibited time CD
Y '= Y + T0 / 2... [3] <Case where original clock wave (Wa) rises during inhibition time FH (FIG. 5)>Y' = Y -T0 / 2 ... [4] As described above, when the original clock wave (Wa) rises during the prohibition time CD, the newly calculated Y value is changed to the half cycle T0 / 2 of the clock wave. Is added because the rising edge time E ′ of the clock wave (Wa ′) is the original clock wave (W) because the clock wave (W) is inverted as shown in FIG.
From the rising time E of a), the half cycle T0 / 2 of the clock wave
This is because the newly calculated Y value is smaller than the original Y value by half the period T0 / 2. Also,
In the case where the original clock wave (Wa) rises during the inhibition time FH, the half cycle T0 / 2 of the clock wave is subtracted from the newly calculated Y value as shown in FIG. W) is inverted, the rising time E 'of the clock wave (Wa') is earlier than the rising time of the original clock wave (Wa) by a half cycle T0 / 2 of the clock wave from the time E, and the newly calculated Y value is This is because the value is larger than the original Y value by a half period T0 / 2. The Y ′ value obtained by the above equation [3] or [4] represents the fractional time t from the rise of the final clock wave (Wf) of the original clock wave (W) to the reception of the ultrasonic wave.

【0030】そして、演算回路(10)、比較回路(1
3)及び演算回路(17)の出力側には加算回路(1
4)が設けられている。この加算回路(14)は、演算
回路(10)によって求められた超音波の発信時刻Aか
ら最終クロック波(Wf)の立上がり時刻Bまでの時間
Tと、前記演算回路(12)または演算回路(17)に
よって求められた端数時間tたるY値またはY´値とを
加算することにより、超音波の伝播時間τを求めるもの
である。
The operation circuit (10) and the comparison circuit (1
3) and an adder circuit (1) on the output side of the arithmetic circuit (17).
4) is provided. The adding circuit (14) includes a time T from the transmission time A of the ultrasonic wave obtained by the arithmetic circuit (10) to the rising time B of the final clock wave (Wf), and the arithmetic circuit (12) or the arithmetic circuit ( The propagation time τ of the ultrasonic wave is obtained by adding the Y value or the Y ′ value that is the fractional time t obtained in 17).

【0031】次に、図1に示した装置を用いた超音波測
定方法を説明すると、まず、回路切替スイッチ(20)
(21)を図1の実線位置に設定しておいて、パルス発
生回路(4)から駆動パルスを駆動し上流側の送受波器
(2)から超音波を送信すると共に、それと同期してク
ロック回路(7)からクロック波(W)を出力する。
Next, an ultrasonic measuring method using the apparatus shown in FIG. 1 will be described. First, a circuit changeover switch (20)
With (21) set to the position indicated by the solid line in FIG. 1, the drive pulse is driven from the pulse generation circuit (4), the ultrasonic wave is transmitted from the upstream transducer (2), and the clock is synchronized with it. A clock wave (W) is output from the circuit (7).

【0032】その後、その送信された超音波が下流側の
送受波器(3)で受信されると、受信回路(5)からは
受信信号が出力される。このとき、クロック回路(7)
からは図2(b)に示すようなクロック波(W)が出力
されているから、カウンタ(9)によって、クロック波
(W)が出力され始めた時刻(A)から受信信号が出力
される時刻(B)までのクロック波(W)の波数をカウ
ントする。
Thereafter, when the transmitted ultrasonic wave is received by the downstream transducer (3), a reception signal is output from the receiving circuit (5). At this time, the clock circuit (7)
2B, a clock signal (W) as shown in FIG. 2B is output. Therefore, the counter (9) outputs a received signal from the time (A) at which the clock wave (W) starts to be output. The number of clock waves (W) up to time (B) is counted.

【0033】そして、演算回路(10)によって、この
クロック波(W)の波数に基づいて、クロック波(W)
が出力され始めた時刻(A)から最終クロック波(W
f)が出力される時刻(B)までの時間Tを計算する。
この実施形態では、クロック波(W)が出力され始めた
時刻(A)から受信信号が出力される時刻(C)まで
に、クロック回路(7)から出力されたクロック波
(W)の波数は3個であるから、その波数が演算回路
(10)に入力されると演算回路(10)では式[1]
の演算が実行され、前記時間Tは3T0 と出力される。
なお、最終クロック波(Wf)はその途中において超音
波が受信されているので、クロック波(W)の個数とし
て数えられない。
Then, based on the wave number of the clock wave (W), the arithmetic circuit (10) generates the clock wave (W).
From the time (A) when the output of the last clock wave (W) starts.
The time T until the time (B) at which f) is output is calculated.
In this embodiment, the wave number of the clock wave (W) output from the clock circuit (7) is from the time (A) when the clock wave (W) starts to be output to the time (C) when the received signal is output. Since the number is three, when the wave number is input to the arithmetic circuit (10), the arithmetic circuit (10) uses the equation [1]
Is executed, and the time T is output as 3T0.
Note that the final clock wave (Wf) is not counted as the number of clock waves (W) because an ultrasonic wave is received in the middle thereof.

【0034】一方、送受波器(3)が超音波を受信し、
受信回路(5)から受信信号が出力される時刻(C)と
同期して、三角波発生回路(8)から図2(d)に示す
ような三角波(P)を出力する。この三角波(P)はそ
の立上がり時(C)から一定時間はノイズが発生し比例
直線部が細かいのこぎり状となっている。
On the other hand, the transducer (3) receives the ultrasonic wave,
The triangular wave generating circuit (8) outputs a triangular wave (P) as shown in FIG. 2D in synchronization with the time (C) at which the receiving signal is output from the receiving circuit (5). This triangular wave (P) has noise for a certain time from its rise (C), and the proportional linear portion has a fine sawtooth shape.

【0035】その後、クロック波(Wa)が立上がる
と、ホールド回路(11)はAND回路(15)からホ
ールド信号を受信するので、そのクロック波(Wa)の
立上がり時刻Eにおいて三角波(P)の電位差Vを保持
し、図示略のA/D変換回路によってデジタル変換した
後、その電位差Vを演算回路(12)に送信する。
Thereafter, when the clock wave (Wa) rises, the hold circuit (11) receives the hold signal from the AND circuit (15), so that at the rising time E of the clock wave (Wa), the triangular wave (P) is turned off. After holding the potential difference V and performing digital conversion by an A / D conversion circuit (not shown), the potential difference V is transmitted to the arithmetic circuit (12).

【0036】この演算回路(12)では、前記電位差V
を上式[2]のX値に代入することによりY値を算出
し、そのY値を比較回路(13)に送信する。
In this arithmetic circuit (12), the potential difference V
Is substituted into the X value of the above equation [2] to calculate the Y value, and transmits the Y value to the comparison circuit (13).

【0037】そして、このY値が送信された比較回路
(17)は、図3に示すように前記Y値がU2 <Y<
(T0 −U1 )を満たす場合、すなわちクロック波(W
a)が安全時間DF間に立上がった場合には、そのY値
を端数時間tとして出力側に設けられた加算回路(1
4)にそのまま送信する。また、前記Y値が、図4
(a)または図5(a)に示すように、Y≧(T0 −U
1 )またはY≦U2 を満たす場合、すなわちクロック波
(Wa)が禁止時間時間CD間またはFH間に立上がっ
た場合には、前記Y値を出力側に設けられた加算回路
(14)に送信せずに、図1の回路切替スイッチ(2
0)(21)を実線から破線位置に切り換えて、再び超
音波を発信・受信して新たにY値を算出する。
Then, the comparison circuit (17) to which the Y value has been transmitted, as shown in FIG.
(T0 -U1), that is, the clock wave (W
When a) rises during the safety time DF, the Y value is set as a fractional time t, and an addition circuit (1) provided on the output side is used.
The data is transmitted to 4) as it is. Further, when the Y value is as shown in FIG.
(A) or as shown in FIG. 5 (a), Y ≧ (T0−U
1) or when Y ≦ U2 is satisfied, that is, when the clock wave (Wa) rises during the inhibition time period CD or FH, the Y value is transmitted to the addition circuit (14) provided on the output side. Without using the circuit changeover switch (2
0) (21) is switched from the solid line to the broken line position, and the ultrasonic wave is transmitted and received again to newly calculate the Y value.

【0038】即ち、図1に示すように回路切替スイッチ
(20)(21)を実線から破線位置に切り換えておい
て、再び超音波を発信すると共に、その発信と同期して
クロック回路(7)からクロック波(W)を出力する。
このクロック波(W)はクロック反転回路(18)に入
力され半周期ずれて反転し、クロック反転回路(18)
からは図2(c)に示すようなクロック波(W´)が出
力される。
That is, as shown in FIG. 1, the circuit changeover switches (20) and (21) are switched from the solid line to the broken line position, and the ultrasonic wave is transmitted again, and the clock circuit (7) is synchronized with the transmission. Outputs a clock wave (W).
This clock wave (W) is input to a clock inversion circuit (18) and inverted by a half cycle, and is inverted.
Outputs a clock wave (W ′) as shown in FIG.

【0039】そして、図2(d)に示すように、前記超
音波が送受波器(3)に受信されるのと同期して三角波
発生回路(8)から三角波(P)を出力する。
Then, as shown in FIG. 2D, a triangular wave (P) is output from the triangular wave generating circuit (8) in synchronization with the reception of the ultrasonic wave by the transmitter / receiver (3).

【0040】その後、反転したクロック波(W´)の三
角波出力直後のクロック波(Wa´)は、図4(b)ま
たは図5(b)に示すように、元のクロック波(Wa)
より半周期T0 /2ずれて立上がる。従って、ホールド
回路(11)によって、そのクロック波(Wa´)の立
上がり時刻E´における電位差Vを保持し、図示略のA
/D変換回路によってデジタル変換した後、切り替えた
演算回路(17)に送信する。
Thereafter, the clock wave (Wa ') immediately after the output of the inverted clock wave (W') is output as the original clock wave (Wa) as shown in FIG. 4 (b) or 5 (b).
It rises further by a half cycle T0 / 2. Therefore, the potential difference V at the rising time E 'of the clock wave (Wa') is held by the hold circuit (11), and A
After the digital conversion by the / D conversion circuit, it is transmitted to the switched arithmetic circuit (17).

【0041】そして、演算回路(17)では、図4
(a)に示すように元のクロック波(Wa)が禁止時間
CD間に立上がっていた場合には、上式[2][3]に
よって端数時間tたるY´値を算出し、加算回路(1
4)に送信する。また、図5(a)に示すように元のク
ロック波(Wa)が禁止時間FH間に立上がっていた場
合には、上式[2][4]によって端数時間tたるY´
値を算出し、上述と同様に加算回路(14)に送信す
る。
Then, in the arithmetic circuit (17), FIG.
If the original clock wave (Wa) rises during the prohibition time CD as shown in (a), a Y 'value corresponding to the fractional time t is calculated by the above equations [2] and [3], and the addition circuit is performed. (1
Send to 4). In addition, when the original clock wave (Wa) rises during the prohibition time FH as shown in FIG. 5A, Y ′ corresponding to the fractional time t by the above equations [2] and [4].
The value is calculated and transmitted to the adding circuit (14) as described above.

【0042】こうして加算回路(14)には、演算回路
(10)により求められた超音波の発信時刻Aから最終
クロック波(Wf)の立上がり時刻Bまでの時間Tと、
演算回路(14)または演算回路(19)によって求め
られた端数時間tたるY値またはY´値とが入力される
ので、これら時間TとY値またはY´値と加算すること
により超音波の伝播時間τを求める。
The adding circuit (14) has a time T from the transmission time A of the ultrasonic wave obtained by the arithmetic circuit (10) to the rising time B of the final clock wave (Wf), and
Since the Y value or the Y ′ value, which is the fractional time t obtained by the arithmetic circuit (14) or the arithmetic circuit (19), is input, the time T is added to the Y value or the Y ′ value to obtain the ultrasonic wave. Find the propagation time τ.

【0043】次に、切替回路(6)により、送受波器
(3)を送信側に、送受波器(2)を受信側に接続を切
替え、上述と同様にして受信信号の出力時に測定された
三角波の出力値V´に基づいて端数時間t´を求めると
共に、逆方向の超音波の伝搬時間τ´を求める。する
と、2つの伝搬時間は流体流速に応じて変化する伝搬時
間差(τ´−τ)を生じているから、これに基づいて流
体流速を求め、さらに必要に応じて流量を求める。
Next, the switching circuit (6) switches the connection between the transmitter / receiver (3) to the transmitter and the transmitter / receiver (2) to the receiver, and measures the output of the received signal in the same manner as described above. The fractional time t 'is determined based on the output value V' of the triangular wave, and the propagation time τ 'of the ultrasonic wave in the reverse direction is determined. Then, since the two propagation times produce a propagation time difference (τ′−τ) that changes according to the fluid flow velocity, the fluid flow velocity is determined based on this, and the flow rate is further determined as necessary.

【0044】この方法によれば、電位差測定タイミング
であるクロック波(Wa)が禁止時間CDまたは禁止時
間GHに立上がった場合には、さらにクロック波(W)
を半周期ずらし反転させて三角波(P)の電位差Vを測
定するので、常に三角波(P)の安定した中間部を利用
して前記端数時間tを求めることができ、超音波の伝播
時間τを精度よく求めることができる。
According to this method, when the clock wave (Wa), which is the potential difference measurement timing, rises to the inhibition time CD or the inhibition time GH, the clock wave (W) is further increased.
Is shifted by half a cycle to measure the potential difference V of the triangular wave (P), so that the fractional time t can always be obtained by using the stable intermediate portion of the triangular wave (P), and the propagation time τ of the ultrasonic wave is It can be obtained with high accuracy.

【0045】なお、この実施形態では、禁止時間を三角
波の立上がり部及びすそ部に設定したが、いずれか一方
のみに設定してもよいし、その禁止時間の大きさも任意
に設定してよい。ただ、禁止時間を三角波の立上がり部
に設定した場合には、三角波のノイズ発生時間における
電位差測定を防止するために、ノイズ発生時間より長く
設定するのが好ましい。
In this embodiment, the prohibition time is set at the rising portion and the skirt portion of the triangular wave. However, the prohibition time may be set to only one of them, or the size of the prohibition time may be set arbitrarily. However, when the prohibition time is set at the rising portion of the triangular wave, it is preferable to set the prohibition time longer than the noise generation time in order to prevent the potential difference measurement during the noise generation time of the triangular wave.

【0046】また、クロック波(Wa)が禁止時間CD
等に立ち上がった場合に再度出力するクロック波(W)
を、全領域にわたって半周期ずらして反転させたが、三
角波(P)の電位差Vを測定するのに直接用いるクロッ
ク波のみを半周期ずらして反転させるものとしてもよ
い。
Further, the clock wave (Wa) has the prohibition time CD
Clock wave (W) output again when it rises
Has been shifted by a half cycle over the entire region, but only the clock wave directly used to measure the potential difference V of the triangular wave (P) may be inverted by a half cycle.

【0047】また、この時間測定方法は、超音波の伝播
時間だけでなく、そのほかの測定時間を求める場合にも
適用することができる。
This time measuring method can be applied to the case where not only the propagation time of the ultrasonic wave but also other measuring times are obtained.

【0048】[0048]

【発明の効果】この発明は、測定時間τの終了時刻Cと
同期して三角波(P)を出力し、その直後のクロック波
(Wa)の立上りまたは立下がりにより決定される電位
差測定用タイミングEが所定時間(CD)(FH)内に
到来した場合、再度、測定時間τの開始時刻Aと同期し
てクロック波(W)を出力し、該クロック波(W)を半
周期ずらして反転させ、測定時間τの終了時刻Cと同期
して三角波(P)を出力し、その直後のクロック波(W
a’)の立上りまたは立下がりにより決定される電位差
測定用タイミングE’において、前記三角波(P)の電
位差Vを測定し、該電位差Vを前記三角波(P)の斜辺
部を表す比例直線式に代入した値Yにクロック波(W)
の半周期に相当する時間T0/2を加算ないし減算する
ことにより、測定時間τの終了時刻C前の最終クロック
波(Wf)の立上り時または立下がり時Bから前記終了
時刻Cまでの端数時間tを求め、出力されたクロック
(W)の波数をカウントすることにより求めた測定時間
τの開始時刻Aから最終クロック波(Wf)の立上り時
または立下がり時Bまでの時間Tと、前記端数時間tと
を加算することによって測定時間τを求めること特徴と
するので、常に三角波の安定した中間部を利用して前記
端数時間を求めることができ、測定時間を精度よく求め
ることが可能となる。
According to the present invention, the triangular wave (P) is output in synchronization with the end time C of the measuring time τ, and the potential difference measuring timing E determined by the rising or falling of the clock wave (Wa) immediately thereafter is output. Arrives within the predetermined time (CD) (FH), outputs the clock wave (W) again in synchronization with the start time A of the measurement time τ, and inverts the clock wave (W) by shifting it by a half cycle. , A triangular wave (P) is output in synchronization with the end time C of the measurement time τ, and the clock wave (W
At a potential difference measuring timing E 'determined by the rise or fall of a'), the potential difference V of the triangular wave (P) is measured, and the potential difference V is converted into a proportional linear expression representing the hypotenuse of the triangular wave (P). Clock wave (W) for substituted value Y
By adding or subtracting a time T0 / 2 corresponding to a half cycle of the above, the fractional time from the rising or falling time B of the last clock wave (Wf) before the end time C of the measurement time τ to the end time C. t, the time T from the start time A of the measurement time τ obtained by counting the wave number of the output clock (W) to the rising or falling time B of the final clock wave (Wf), and the fraction Since the measurement time τ is obtained by adding the time t, the fractional time can always be obtained by using the stable intermediate portion of the triangular wave, and the measurement time can be obtained with high accuracy. .

【0049】また、計測流体の上流側と下流側にそれぞ
れ送波器及び受波器を配置し、前記各送波器の超音波発
信素子に駆動パルスを印加して相互に超音波を発生送信
する時刻を前記開始時刻Aとし、かつ送信された超音波
を相互に受信する時刻を前記終了時刻Cとすることによ
って、超音波の送信時刻から受信時刻までの伝播時間を
測定時間τとして求め、各伝播時間の差に基づいて流体
の流速を測定する場合、超音波の伝播時間を精度良く求
めることができるので、各伝播時間の差に基づいて流体
の流速を精度良く測定することができ、ひいては高精度
な流量測定が可能となる。
Further, a transmitter and a receiver are arranged on the upstream side and the downstream side of the measurement fluid, respectively, and drive pulses are applied to the ultrasonic wave transmitting elements of the respective transmitters to generate and transmit ultrasonic waves mutually. The propagation time from the transmission time to the reception time of the ultrasonic wave is obtained as the measurement time τ by setting the time to perform as the start time A and the time at which the transmitted ultrasonic waves are mutually received as the end time C, When measuring the flow velocity of the fluid based on the difference of each propagation time, since the propagation time of the ultrasonic wave can be obtained with high accuracy, the flow velocity of the fluid can be accurately measured based on the difference of each propagation time, As a result, highly accurate flow measurement can be performed.

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

【図1】この発明を実施するための超音波流速測定装置
を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an ultrasonic flow velocity measuring device for carrying out the present invention.

【図2】図1の三角波発生回路から出力される三角波
と、クロック回路またはクロック反転回路から出力され
るクロック波の相対関係図である。
FIG. 2 is a diagram showing a relative relationship between a triangular wave output from the triangular wave generation circuit of FIG. 1 and a clock wave output from a clock circuit or a clock inversion circuit.

【図3】三角波出力直後のクロック波の立上がりが、三
角波の安全時間DFに到来した状態を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a state in which a rising edge of a clock wave immediately after outputting a triangular wave has reached a safe time DF of the triangular wave.

【図4】(a) 三角波出力直後のクロック波の立上が
りが、三角波の禁止時間CDに到来した状態を示す図で
ある。 (b) 前記クロック波を反転させて、三角波出力直後
のクロック波の立上がりを三角波の安全時間DFに到来
させた状態を示す図である。
FIG. 4A is a diagram illustrating a state in which the rising edge of the clock wave immediately after the output of the triangular wave has reached the triangular wave prohibition time CD. (B) A diagram showing a state in which the clock wave is inverted so that the rising of the clock wave immediately after the output of the triangular wave arrives at the safe time DF of the triangular wave.

【図5】(a) 三角波出力直後のクロック波の立上が
りが、三角波の禁止時間FHに到来した状態を示す図で
ある。 (b) 前記クロック波を反転させて、三角波出力直後
のクロック波の立上がりを三角波の安全時間FHに到来
させた状態を示す図である。
FIG. 5A is a diagram showing a state in which the rising edge of the clock wave immediately after the output of the triangular wave has reached the triangular wave inhibition time FH. (B) A diagram showing a state in which the clock wave is inverted and the rising edge of the clock wave immediately after the output of the triangle wave arrives at the safe time FH of the triangle wave.

【図6】三角波を座標変換した図である。FIG. 6 is a diagram obtained by performing coordinate transformation on a triangular wave.

【図7】従来の超音波流速測定方法を実施するための超
音波流速測定装置の一例を示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing an example of an ultrasonic flow velocity measuring device for performing a conventional ultrasonic flow velocity measuring method.

【図8】従来の超音波流速測定方法を実施する際の電位
差測定用タイミングを示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing timing for measuring a potential difference when a conventional ultrasonic flow velocity measuring method is performed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・管路 2、3・・・送受波器 15・・・AND回路 20、21・・・回路切替スイッチ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Pipeline 2, 3 ... Transceiver 15 ... AND circuit 20, 21 ... Circuit changeover switch

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河野 明夫 大阪市東成区東小橋2丁目10番16号 関西 ガスメータ株式会社内 (72)発明者 中村 英司 大阪市東成区東小橋2丁目10番16号 関西 ガスメータ株式会社内 (72)発明者 保田 哲也 大阪市東成区東小橋2丁目10番16号 関西 ガスメータ株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Akio Kono 2-10-16 Higashi-Kobashi, Higashi-Nari-ku, Osaka Kansai Gas Meter Co., Ltd. Kansai Gas Meter Co., Ltd. (72) Inventor Tetsuya Yasuda Kansai Gas Meter Co., Ltd. 2-10-16 Higashikobashi, Higashinari-ku, Osaka-shi

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 測定時間τの開始時刻Aと同期してクロ
ック波(W)を出力し、測定時間τの終了時刻Cまでに
出力されたクロック波(W)の波数をカウントすること
によって測定時間τを求める時間測定方法において、 測定時間τの終了時刻Cと同期して三角波(P)を出力
し、その直後のクロック波(Wa)の立上りまたは立下
がりにより決定される電位差測定用タイミングEが所定
時間(CD)(FH)内に到来した場合、 再度、測定時間τの開始時刻Aと同期してクロック波
(W)を出力し、該クロック波(W)を半周期ずらして
反転させ、 測定時間τの終了時刻Cと同期して三角波(P)を出力
し、その直後のクロック波(Wa’)の立上りまたは立
下がりにより決定される電位差測定用タイミングE’に
おいて、前記三角波(P)の電位差Vを測定し、 該電位差Vを前記三角波(P)の斜辺部を表す比例直線
式に代入した値Yにクロック波(W)の半周期に相当す
る時間T0/2を加算ないし減算することにより、測定
時間τの終了時刻C前の最終クロック波(Wf)の立上
り時または立下がり時Bから前記終了時刻Cまでの端数
時間tを求め、 出力されたクロック(W)の波数をカウントすることに
より求めた、測定時間τの開始時刻Aから最終クロック
波(Wf)の立上り時または立下がり時Bまでの時間T
と、前記端数時間tとを加算することによって測定時間
τを求めることを特徴とする時間測定方法。
1. A clock wave (W) is output in synchronization with a start time A of a measurement time τ, and measurement is performed by counting the number of clock waves (W) output until an end time C of the measurement time τ. In the time measuring method for obtaining the time τ, a triangular wave (P) is output in synchronization with the end time C of the measuring time τ, and the potential difference measuring timing E determined by the rising or falling of the clock wave (Wa) immediately after the triangular wave (P). Arrives within the predetermined time (CD) (FH), a clock wave (W) is output again in synchronization with the start time A of the measurement time τ, and the clock wave (W) is inverted by a half cycle and inverted. A triangular wave (P) is output in synchronization with the end time C of the measurement time τ, and the triangular wave (P) is output immediately after the potential difference measurement timing E ′ determined by the rise or fall of the clock wave (Wa ′). ) Measuring the difference V, and adding or subtracting a time T0 / 2 corresponding to a half cycle of the clock wave (W) to a value Y obtained by substituting the potential difference V into a proportional linear equation representing the oblique side of the triangular wave (P). The fractional time t from the rising or falling time B of the final clock wave (Wf) before the end time C of the measurement time τ to the end time C is obtained, and the wave number of the output clock (W) is counted. T from the start time A of the measurement time τ to the rising or falling time B of the final clock wave (Wf)
A time measuring method characterized in that a measuring time τ is obtained by adding the fractional time t and the fractional time t.
【請求項2】 請求項1に記載の時間測定方法を用いた
超音波流速測定方法であって、 計測流体の上流側と下流側にそれぞれ送波器及び受波器
を配置し、前記各送波器の超音波発信素子に駆動パルス
を印加して相互に超音波を発生送信する時刻を前記開始
時刻Aとし、かつ送信された超音波を相互に受信する時
刻を前記終了時刻Cとすることによって、超音波の送信
時刻から受信時刻までの伝播時間を測定時間τとして求
め、各伝播時間の差に基づいて流体の流速を測定する超
音波流速測定方法。
2. An ultrasonic flow velocity measuring method using the time measuring method according to claim 1, wherein a transmitter and a receiver are arranged on an upstream side and a downstream side of a measurement fluid, respectively. The time at which a drive pulse is applied to the ultrasonic transmitting element of the wave device to generate and transmit ultrasonic waves to each other is defined as the start time A, and the time at which the transmitted ultrasonic waves are mutually received is defined as the end time C. An ultrasonic flow velocity measuring method in which a propagation time from a transmission time to a reception time of an ultrasonic wave is obtained as a measurement time τ, and a flow velocity of a fluid is measured based on a difference between the propagation times.
JP10344013A 1998-03-12 1998-12-03 Method for time measurement and for ultrasonic flow velocity measurement Pending JPH11326561A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10344013A JPH11326561A (en) 1998-03-12 1998-12-03 Method for time measurement and for ultrasonic flow velocity measurement

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6075998 1998-03-12
JP10-60759 1998-03-12
JP10344013A JPH11326561A (en) 1998-03-12 1998-12-03 Method for time measurement and for ultrasonic flow velocity measurement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11326561A true JPH11326561A (en) 1999-11-26

Family

ID=26401815

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10344013A Pending JPH11326561A (en) 1998-03-12 1998-12-03 Method for time measurement and for ultrasonic flow velocity measurement

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11326561A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106959603A (en) * 2017-04-20 2017-07-18 中国电子科技集团公司第四十三研究所 A kind of wide temperature range Low Drift Temperature timing system and its timing method
CN108885129A (en) * 2016-03-31 2018-11-23 丹佛斯有限公司 Method for monitoring ultrasonic flowmeter

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108885129A (en) * 2016-03-31 2018-11-23 丹佛斯有限公司 Method for monitoring ultrasonic flowmeter
CN106959603A (en) * 2017-04-20 2017-07-18 中国电子科技集团公司第四十三研究所 A kind of wide temperature range Low Drift Temperature timing system and its timing method
CN106959603B (en) * 2017-04-20 2022-06-21 中国电子科技集团公司第四十三研究所 Wide-temperature-range low-temperature drift timing system and timing method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2866332B2 (en) Ultrasonic flow meter
JPH11326561A (en) Method for time measurement and for ultrasonic flow velocity measurement
JPH0921667A (en) Flow rate measuring apparatus
JP3654273B2 (en) Flow rate measuring device and flow rate measuring method
JPH09280917A (en) Flow rate measuring apparatus
JP2006214793A (en) Device for measuring flow rate
JP3720155B2 (en) Ultrasonic flow velocity measurement method
JPH11211527A (en) Ultrasonic flow velocity measurement method
JP2000338123A (en) Ultrasonic floe speed measuring method
RU2085858C1 (en) Ultrasound method for detection of product volume which runs through pipe and device which implements said method
EP1798529B1 (en) Ultrasonic gas flow meter
JP2008014800A (en) Flow measuring instrument
JPH10307049A (en) Ultrasonic flow-velocity measuring method
JP3438371B2 (en) Flow measurement device
JP4008741B2 (en) Ultrasonic flow velocity measuring method and apparatus
JP2001289681A (en) Ultrasonic flowmeter
JPH1090029A (en) Ultrasonic wave flowmeter
JP2000275265A (en) Ultrasonic flow velocity measuring method
SU1030656A1 (en) Ultrasonic flowmeter
JPH0527047B2 (en)
JP4671481B2 (en) Ultrasonic flow meter
JP3386334B2 (en) Ultrasonic vortex flowmeter
JPH0739964B2 (en) Ultrasonic flow meter
JPH0126492B2 (en)
JP2001165764A (en) Method of measuring ultrasonic wave propagation time