JPH1151726A - Propagation time measuring device, supersonic type flow meter, method for measuring propagation time and controlling supersonic type flow meter - Google Patents

Propagation time measuring device, supersonic type flow meter, method for measuring propagation time and controlling supersonic type flow meter

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JPH1151726A
JPH1151726A JP9225789A JP22578997A JPH1151726A JP H1151726 A JPH1151726 A JP H1151726A JP 9225789 A JP9225789 A JP 9225789A JP 22578997 A JP22578997 A JP 22578997A JP H1151726 A JPH1151726 A JP H1151726A
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JP
Japan
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signal
detection signal
detection
zero
ultrasonic pulse
Prior art date
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Application number
JP9225789A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshihiro Harada
鋭博 原田
Katsuro Fujimoto
克郎 藤本
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Yazaki Corp
Original Assignee
Yazaki Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To measure accurate flow rate steadily without increasing power consumption. SOLUTION: An amplifying circuit 7 amplifies and outputs an original detection signal as a detection signal, a zero crossing detecting circuit 8 performs the zero crossing detection of the detection signal and outputs a zero crossing detection signal SZX to an AND circuit 10, and a timer circuit 9 outputs a detection control signal SCCMP at the timing delayed by a predetermined time t0 from the output timing of a trigger signal. The AND circuit 10 obtains the logical product of the zero crossing detection signal SZX and the detection control signal SCCMP and outputs a flow rate detection signal SFL, and a control computational part 11 measures propagation time on the basis of the output timing of the trigger signal STRG and the output timing of the flow rate detection signal SFL and calculates the flow rate of a fluid. Therefore, there is no need for exciting resonators 4 and 5 in advance, it is possible to perform the stable and highly accurate measurement of propagation time, it is possible to reduce power consumption in comparison with the case of performing excitation, and it is possible to perform the highly accurate measurement of flow rate.

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】本発明は伝搬時間計測装置、
伝搬時間計測方法、超音波式流量計及び超音波式流量計
の制御方法に係り、特に超音波を利用してガスなどの流
量を計測する超音波式流量計に用いられる伝搬時間計測
装置及び伝搬時間計測方法並びに超音波式流量計及び超
音波式流量計の制御方法に関する。
The present invention relates to a propagation time measuring device,
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a propagation time measuring method, an ultrasonic flow meter, and a control method of an ultrasonic flow meter, and particularly relates to a propagation time measuring device and a propagation method used for an ultrasonic flow meter that measures a flow rate of a gas or the like using an ultrasonic wave. The present invention relates to a time measuring method, an ultrasonic flow meter, and a control method of the ultrasonic flow meter.

【0002】[0002]

【従来の技術】第1従来例 図4に第1従来例の超音波式流量計の概要構成ブロック
図を示す。超音波式流量計20は、流体管路21の一部
に超音波振動子22、23を対向するように配置し、流
体管路21の上流側に配置した超音波振動子22(=送
信側振動子として機能)から発せられた超音波を流体管
路21の下流側に配置した超音波振動子23(=受信側
振動子として機能)が検出するまでの時間t1 及び超音
波振動子23(送信側振動子として機能)から発せられ
た超音波を超音波振動子22(受信側振動して機能)が
検出するまでの時間t2 を計測する(図5(a)、
(b)参照)。
2. Description of the Related Art First Conventional Example FIG. 4 is a schematic block diagram of an ultrasonic flowmeter according to a first conventional example. The ultrasonic flowmeter 20 includes ultrasonic transducers 22 and 23 arranged in a part of a fluid conduit 21 so as to face each other, and an ultrasonic transducer 22 (= transmission side) disposed upstream of the fluid conduit 21. The time t1 until the ultrasonic wave emitted from the ultrasonic oscillator 23) (= function as a receiving-side oscillator) disposed downstream of the fluid conduit 21 is detected, and the ultrasonic oscillator 23 ( The time t2 until the ultrasonic vibrator 22 (functions by vibrating on the receiving side) detects the ultrasonic wave emitted from the transmitting side vibrator) (FIG. 5A).
(B)).

【0003】この場合において、時間t1 及び時間t2
は、超音波振動子22と超音波振動子23との間の距離
をL、音速をC、流体の流速をV、流体の流量をQ、流
体管路の断面積をAとすると、 t1 =L/(C+V) ……(1) t2 =L/(C−V) ……(2) V =L/2・((t2 −t1 )/(t1 ・t2 )) ……(3) Q =k・A・V =k・A・{L/2・((t2 −t1 )/(t1 ・t2 ))} ……(4) となる。ただし、kは、流体の種類で定まる係数であ
る。
In this case, time t1 and time t2
Is expressed as follows: L is the distance between the ultrasonic transducers 22 and 23, C is the sound velocity, V is the flow velocity of the fluid, Q is the flow rate of the fluid, and A is the cross-sectional area of the fluid pipeline. L / (C + V) (1) t2 = L / (C−V) (2) V = L / 2 · ((t2−t1) / (t1 · t2)) (3) Q = k · A · V = k · A · {L / 2 · ((t2−t1) / (t1 · t2))} (4) Here, k is a coefficient determined by the type of fluid.

【0004】ところで、図4の超音波式流量計では、送
信側振動子が発した超音波を受信側振動子が単に受信す
る構成となっていたため、送信された超音波を確実、か
つ、敏速に捉えることが困難であった。また、図5
(b)に示すように、流体の流量が大流量である場合に
は時間t1と時間t2 との時間差Δtが長いため、計測
精度は向上するが、、流体の流量が小流量である場合に
は、時間t1 と時間t2 との時間差Δtが非常に短くな
る。
Meanwhile, in the ultrasonic flowmeter shown in FIG. 4, since the receiving-side vibrator simply receives the ultrasonic waves emitted from the transmitting-side vibrator, the transmitted ultrasonic waves can be reliably and promptly received. It was difficult to catch. FIG.
As shown in (b), when the flow rate of the fluid is a large flow rate, the time difference Δt between the time t1 and the time t2 is long, so that the measurement accuracy is improved. However, when the flow rate of the fluid is a small flow rate, Is that the time difference Δt between time t1 and time t2 is very short.

【0005】これにより、送信された超音波波形におけ
る検出位置が不明瞭となり、時間t1 、t2 が不正確と
なって、正確な流量計測ができないという不具合が生じ
る。そこで、超音波波形の立ち上がりの良好な受信波形
を得、受信信号を確実かつ敏速に細くして、精度のよい
流量計測を行うべく、特開平8−128874号公報に
超音波式流量計が提案されている。第2従来例 図6に特開平8−128874号公報に開示された超音
波式流量計の概要構成ブロック図を示す。
[0005] As a result, the detection position in the transmitted ultrasonic waveform becomes unclear, and the times t1 and t2 become inaccurate, resulting in a problem that accurate flow measurement cannot be performed. Therefore, an ultrasonic flowmeter is proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-128874 in order to obtain a reception waveform having a good rising edge of the ultrasonic waveform, reliably and promptly narrow the reception signal, and perform accurate flow measurement. Have been. Second Conventional Example FIG. 6 shows a schematic block diagram of an ultrasonic flowmeter disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-128874.

【0006】流体が流量測定管34内を矢印a方向に流
れているとすると、スタート信号発生部38から信号が
入力されることによりトリガ部41が動作する。これに
より発振部42により信号が切換部49に送られる。こ
の切換部49は、初期状態においては、送信側振動子3
6に送信側ユニット39が接続され、受信振動子37側
に受信側ユニット40が接続されるように構成されてい
る。
Assuming that the fluid is flowing in the direction of the arrow a in the flow measuring tube 34, a trigger signal 41 is operated by inputting a signal from the start signal generator 38. As a result, a signal is sent to the switching unit 49 by the oscillation unit 42. In the initial state, the switching unit 49 includes the transmitting-side vibrator 3
The transmitting unit 39 is connected to 6, and the receiving unit 40 is connected to the receiving vibrator 37.

【0007】したがって、トリガ信号により送信側振動
子36により発せられた超音波が所定時間の間流路35
内に発せられる。これと並行して遅延タイマ48が動作
し、最初のトリガより少し遅れて、再度トリガ部41が
働き、発振部42から一定時間超音波を送信する。
Therefore, the ultrasonic wave generated by the transmitting-side vibrator 36 by the trigger signal is transmitted for a predetermined time to the flow path 35.
Emitted within. In parallel with this, the delay timer 48 operates, and the trigger unit 41 operates again a little later than the first trigger, so that the oscillating unit 42 transmits ultrasonic waves for a certain time.

【0008】このとき遅延タイマ48からの信号は同時
に切換部49にも送られ、この切換部49を作動させる
ことにより送信側ユニット39を受信側振動子37に接
続され、受信側振動子37が励起された状態となる。そ
して受信側振動子37を一定時間過信後遅延タイマ48
からの信号により切換部49が再び作動し、受信側振動
子37は再び、受信側ユニット40に接続される。
At this time, the signal from the delay timer 48 is also sent to the switching unit 49 at the same time, and by operating the switching unit 49, the transmitting unit 39 is connected to the receiving vibrator 37. It is in an excited state. Then, the receiving side vibrator 37 is over-relied for a predetermined time,
The switching unit 49 is activated again by the signal from, and the receiving-side vibrator 37 is connected to the receiving-side unit 40 again.

【0009】従って、受信側振動子37は、励起状態に
あるため、送信側振動子36から超音波が到達した場合
には、遅滞なく大きな出力信号を発することができるよ
うになっている。この出力信号は増幅部43により増幅
され、比較部44にて基準信号と比較された後、計時部
46に信号を送る。
Therefore, since the receiving-side vibrator 37 is in an excited state, when an ultrasonic wave arrives from the transmitting-side vibrator 36, a large output signal can be generated without delay. This output signal is amplified by the amplifier 43, compared with the reference signal by the comparator 44, and then sends the signal to the timer 46.

【0010】計時部46では、スタート部38からすで
に送られている信号からこのとき送られた信号までの経
過時間を計時し、演算部47にて流量演算を行い流量を
算出する。図7に第2従来例の動作説明図(信号タイミ
ングチャート)を示す。
The timer 46 measures the elapsed time from the signal already sent from the start unit 38 to the signal sent at this time, and the arithmetic unit 47 calculates the flow rate to calculate the flow rate. FIG. 7 shows an operation explanatory diagram (signal timing chart) of the second conventional example.

【0011】図7(a)は、送信側振動子36の入力信
号であり、図7(b)は、遅延タイマ48(遅延時間=
Δt1)により受信側振動子37に送られる入力信号で
あり、図7(c)は、遅延タイマ48からの入力信号に
より加振された受信側振動子37の信号波形である。
FIG. 7A shows an input signal of the transmitting side oscillator 36, and FIG. 7B shows a delay timer 48 (delay time =
(T1) is an input signal sent to the receiving oscillator 37, and FIG. 7C is a signal waveform of the receiving oscillator 37 excited by an input signal from the delay timer 48.

【0012】一般的に振動が持続する時間Δt3は、受
信側振動子37の加振時間Δt2より長くなる。また、
図7(d)は、図7(b)に示した加振を行わない場合
の受信側振動子37の信号波形である。
In general, the time Δt3 during which the vibration continues is longer than the vibration time Δt2 of the receiving vibrator 37. Also,
FIG. 7D shows a signal waveform of the receiving-side vibrator 37 when the vibration shown in FIG. 7B is not performed.

【0013】流路35における流速値は、送信側振動子
36から発せられた超音波が受信側振動子37に到達す
るための伝播時間Tに基づいて算出することができる。
従って、伝播時間Tを正確に検出することにより、精度
の高い測定を行うことが可能となる。
The flow velocity value in the flow path 35 can be calculated based on the propagation time T for the ultrasonic wave emitted from the transmitting transducer 36 to reach the receiving transducer 37.
Therefore, by accurately detecting the propagation time T, it is possible to perform highly accurate measurement.

【0014】いま、基準信号としてのしきい値をhとす
ると、受信側振動子を加振していない場合の検出可能な
伝搬時間はT’となり、誤差E’=T−T’を生じるこ
ととなる。一方、受信側振動子37を遅延タイマ48か
らの入力信号により加振した場合の検出可能な伝搬時間
はT”となり、 誤差E”=T−T”<E’ となって、受信側振動子37を加振しない場合と比較し
て、より精度の高い流量測定を行うことが可能となって
いる。第3従来例 図8(a)に第3従来例の概要構成ブロック図を示す。
Now, assuming that the threshold value as the reference signal is h, the detectable propagation time when the receiving-side vibrator is not vibrated is T ′, and an error E ′ = TT−T occurs. Becomes On the other hand, when the receiving oscillator 37 is vibrated by the input signal from the delay timer 48, the detectable propagation time is T ", and the error E" = TT "<E ', and the receiving oscillator 37 It is possible to measure the flow rate with higher accuracy as compared with the case where no vibration is applied to the third 37. Third conventional example Fig. 8A shows a schematic configuration block diagram of the third conventional example.

【0015】超音波式流量計50は、図示しない送信側
振動子が発した超音波パルス信号PUSを受信することに
より原検出信号SAを出力する受信側振動子51と、原
検出信号SAを増幅し増幅検出信号SBを出力する増幅回
路52と、増幅検出信号SBの全波整流を行い整流信号
SCとして出力する全波整流回路53と、整流信号SCを
積分して積分信号SDとして出力する積分回路54と、
積分信号SDを微分して微分信号SEを出力する微分する
微分回路55と、微分信号SEのゼロクロス検出を行い
ゼロクロス検出信号SFとして出力するゼロクロス比較
回路56と、を備えて構成されている。
The ultrasonic flowmeter 50 receives the ultrasonic pulse signal PUS generated by the transmitting-side vibrator (not shown) and outputs the original detecting signal SA, and amplifies the original detecting signal SA. An amplification circuit 52 that outputs an amplified detection signal SB; a full-wave rectifier circuit 53 that performs full-wave rectification of the amplified detection signal SB and outputs the rectified signal SC; and an integration that integrates the rectified signal SC and outputs the integrated signal SD. A circuit 54;
A differential circuit 55 for differentiating the integrated signal SD to output a differential signal SE, and a zero-cross comparison circuit 56 for detecting zero-cross of the differential signal SE and outputting the same as a zero-cross detection signal SF are provided.

【0016】次に概要動作を説明する。受信側振動子5
1は、図示しない送信側振動子が発した超音波パルス信
号PUSを受信することにより原検出信号SAを増幅回路
52に出力する。増幅回路52は、入力された原検出信
号SAを増幅し増幅検出信号SCとして全波整流回路53
に出力する。
Next, the general operation will be described. Receiver side transducer 5
1 outputs the original detection signal SA to the amplifier circuit 52 by receiving the ultrasonic pulse signal PUS generated by the transmitting-side transducer (not shown). The amplifying circuit 52 amplifies the input original detection signal SA and generates a full-wave rectifier circuit 53 as an amplified detection signal SC.
Output to

【0017】全波整流回路53は、増幅検出信号SBの
全波整流を行い整流信号SCとして積分回路54に出力
する。積分回路54は、整流信号SCを積分して積分信
号SDとして微分回路55に出力する。
The full-wave rectifier circuit 53 performs full-wave rectification of the amplified detection signal SB and outputs the rectified signal SC to the integration circuit 54. The integrating circuit 54 integrates the rectified signal SC and outputs it to the differentiating circuit 55 as an integrated signal SD.

【0018】微分回路55は、積分信号SDを微分して
微分信号SEをゼロクロス比較回路56に出力する。ゼ
ロクロス比較回路56は、微分信号SEのゼロクロス検
出を行いゼロクロス検出信号SFとして出力する。
The differentiating circuit 55 differentiates the integrated signal SD and outputs a differentiated signal SE to the zero-cross comparing circuit 56. The zero-cross comparison circuit 56 detects the zero-cross of the differential signal SE and outputs it as a zero-cross detection signal SF.

【0019】この結果、超音波パルス信号PUSの立ち上
がりからゼロクロス検出信号SFの立下がりまでの時間
Tが流体の流速に対応した伝搬時間となる。第4従来例 図9(a)に第4従来例の概要構成ブロック図を示す。
As a result, the time T from the rise of the ultrasonic pulse signal US to the fall of the zero-cross detection signal SF becomes the propagation time corresponding to the flow velocity of the fluid. Fourth Conventional Example FIG. 9A shows a schematic configuration block diagram of a fourth conventional example.

【0020】超音波式流量計60は、図示しない送信側
振動子が発した超音波パルス信号PUS(図9(b)参
照)を受信することにより原検出信号S1 を出力する受
信側振動子61と、原検出信号を増幅し増幅検出信号S
2 を出力する増幅回路62と、増幅検出信号の全波整
流、積分、微分及びゼロクロス検出を行いゼロクロス検
出信号S3 として出力する比較回路63と、増幅検出信
号S2 を所定の基準レベルと比較することにより基準ゼ
ロクロス検出信号S4として出力するレベル比較回路6
4と、ゼロクロス検出信号S3 と基準ゼロクロス検出信
号S4との論理積(AND)をとり、論理積信号S5を出
力するAND回路65と、を備えて構成されている。
The ultrasonic flow meter 60 receives an ultrasonic pulse signal PUS (see FIG. 9 (b)) emitted from a transmitting-side vibrator (not shown) and outputs an original detection signal S1. And the amplified detection signal S
2; a comparison circuit 63 that performs full-wave rectification, integration, differentiation, and zero-cross detection of the amplified detection signal and outputs a zero-cross detection signal S3; and compares the amplified detection signal S2 with a predetermined reference level. A level comparison circuit 6 which outputs a reference zero-cross detection signal S4
4 and an AND circuit 65 for obtaining a logical product (AND) of the zero-cross detection signal S3 and the reference zero-cross detection signal S4 and outputting a logical product signal S5.

【0021】次に概要動作を説明する。受信側振動子6
1は、図示しない送信側振動子が発した超音波パルス信
号PUSを受信することにより原検出信号S1 を増幅回路
62に出力する。増幅回路62は、入力された原検出信
号S1 を増幅し増幅検出信号S2 を比較回路63及びレ
ベル比較回路64に出力する。
Next, the general operation will be described. Receiver side vibrator 6
1 outputs the original detection signal S1 to the amplifier circuit 62 by receiving the ultrasonic pulse signal PUS generated by the transmitting-side transducer (not shown). The amplification circuit 62 amplifies the input original detection signal S1 and outputs the amplified detection signal S2 to the comparison circuit 63 and the level comparison circuit 64.

【0022】これにより比較回路63は、増幅検出信号
S2 の全波整流、積分、微分及びゼロクロス検出を行い
ゼロクロス検出信号S3 (図9(c)参照)としてAN
D回路65に出力する。一方、レベル比較回路64は、
増幅検出信号S2 を所定の基準レベルと比較することに
より基準ゼロクロス検出信号S4(図9(d)参照)と
してAND回路65に出力する。
As a result, the comparison circuit 63 performs full-wave rectification, integration, differentiation, and zero-cross detection of the amplified detection signal S2, and outputs a zero-cross detection signal S3 (see FIG. 9C).
Output to the D circuit 65. On the other hand, the level comparison circuit 64
The amplified detection signal S2 is compared with a predetermined reference level, and is output to the AND circuit 65 as a reference zero-cross detection signal S4 (see FIG. 9D).

【0023】これらにより、AND回路65は、ゼロク
ロス検出信号S3 と基準ゼロクロス検出信号S4の論理
積(AND)をとり、論理積信号S5(図9(e)参
照)を出力する。この結果、超音波パルス信号PUSの立
ち上がりから論理積信号の立ち上がりまでの時間Tが流
体の流速に対応した伝搬時間となる。第5従来例 図10に第5従来例の概要構成ブロック図を示す。
As a result, the AND circuit 65 calculates the logical product (AND) of the zero-cross detection signal S3 and the reference zero-cross detection signal S4, and outputs a logical product signal S5 (see FIG. 9E). As a result, the time T from the rise of the ultrasonic pulse signal US to the rise of the logical product signal is the propagation time corresponding to the flow velocity of the fluid. Fifth Conventional Example FIG. 10 shows a schematic block diagram of a fifth conventional example.

【0024】超音波式流量計70は、図示しない送信側
振動子が発した超音波パルス信号PUSを受信することに
より原検出信号S11を出力する受信側振動子71と、原
検出信号S11を増幅し増幅検出信号S12を出力する増幅
回路72と、増幅検出信号S12のピークホールドを行
い、ピークホールド信号S13を出力するピークホールド
回路73と、ピークホールド信号S13と増幅検出信号S
12のレベル比較を行い、比較結果信号S14を出力するレ
ベル比較回路74と、を備えて構成されている。
The ultrasonic flow meter 70 receives the ultrasonic pulse signal PUS generated by the transmitting-side vibrator (not shown) and outputs the original detecting signal S11, and amplifies the original detecting signal S11. An amplification circuit 72 that outputs an amplified detection signal S12, a peak hold circuit 73 that performs peak hold on the amplified detection signal S12, and outputs a peak hold signal S13, a peak hold signal S13, and an amplified detection signal S12.
And a level comparison circuit 74 for comparing the 12 levels and outputting a comparison result signal S14.

【0025】受信側振動子71は、図示しない送信側振
動子が発した超音波パルス信号PUSを受信することによ
り原検出信号S11を増幅回路72に出力する。増幅回路
72は、原検出信号S11を増幅し増幅検出信号S12(図
10(c)参照)をピークホールド回路73及びレベル
比較回路74に出力する。
The receiving-side vibrator 71 outputs an original detection signal S11 to the amplifying circuit 72 by receiving the ultrasonic pulse signal PUS generated by the transmitting-side vibrator (not shown). The amplification circuit 72 amplifies the original detection signal S11 and outputs an amplification detection signal S12 (see FIG. 10C) to the peak hold circuit 73 and the level comparison circuit 74.

【0026】ピークホールド回路73は、増幅検出信号
S12のピークホールドを行い、ピークホールド信号S13
(図10(d)参照)をレベル比較回路74に出力す
る。レベル比較回路74は、ピークホールド信号S13と
増幅検出信号S12のレベル比較を行い、比較結果信号S
14(図10(e)参照)を出力する。
The peak hold circuit 73 holds the peak of the amplified detection signal S12, and outputs the peak hold signal S13.
(See FIG. 10D) to the level comparison circuit 74. The level comparison circuit 74 compares the level of the peak hold signal S13 with the level of the amplified detection signal S12, and outputs the comparison result signal S12.
14 (see FIG. 10E).

【0027】この結果、超音波パルス信号PUSの立ち上
がりから比較結果信号S14の立ち上がりまでの時間Tが
流体の流速に対応した伝搬時間となる。第6従来例 図11に第6従来例の概要構成ブロック図を示す。
As a result, the time T from the rise of the ultrasonic pulse signal PUS to the rise of the comparison result signal S14 is a propagation time corresponding to the flow velocity of the fluid. Sixth conventional example FIG. 11 shows a schematic block diagram of a sixth conventional example.

【0028】超音波式流量計80は、図示しない送信側
振動子が発した超音波パルス信号を受信することにより
原検出信号S21を出力する受信側振動子81と、原検出
信号S21を増幅し増幅検出信号S22を出力する増幅回路
82と、増幅検出信号S22のゼロクロス検出を行いゼロ
クロス検出信号S23として出力するゼロクロス比較回路
83と、を備えて構成されている。
The ultrasonic flow meter 80 receives the ultrasonic pulse signal generated by the transmitting-side vibrator (not shown) and outputs the original detecting signal S21, and amplifies the original detecting signal S21. An amplification circuit 82 that outputs an amplification detection signal S22 and a zero-cross comparison circuit 83 that performs zero-cross detection of the amplification detection signal S22 and outputs the same as a zero-cross detection signal S23 are provided.

【0029】受信側振動子81は、図示しない送信側振
動子が発した超音波パルス信号を受信することにより原
検出信号S21を増幅回路82に出力する。増幅回路82
は、原検出信号S21を増幅し増幅検出信号S22をゼロク
ロス比較回路83に出力する。
The receiving-side vibrator 81 outputs an original detection signal S21 to the amplifier circuit 82 by receiving an ultrasonic pulse signal generated by a transmitting-side vibrator (not shown). Amplifier circuit 82
Amplifies the original detection signal S21 and outputs the amplified detection signal S22 to the zero-cross comparison circuit 83.

【0030】ゼロクロス比較回路83は、増幅検出信号
S22のゼロクロス検出を行いゼロクロス検出信号S23
(図11(b)参照)として出力する。この結果、超音
波パルス信号の立ち上がりからゼロクロス検出信号の立
ち上がりまでの時間Tが流体の流速に対応した伝搬時間
となる。
The zero-cross comparison circuit 83 detects a zero-cross of the amplified detection signal S22 and performs a zero-cross detection signal S23.
(See FIG. 11B). As a result, the time T from the rise of the ultrasonic pulse signal to the rise of the zero-cross detection signal is a propagation time corresponding to the flow velocity of the fluid.

【0031】[0031]

【発明が解決しようとする課題】上記第2従来例におい
ては、超音波パルス信号の受信時において、予め受信側
振動子を加振する必要があるため、消費電力が増大して
しまうという問題点があった。
In the second prior art, when receiving an ultrasonic pulse signal, it is necessary to vibrate the receiving transducer in advance, so that the power consumption increases. was there.

【0032】上記第3従来例においては、整流信号のレ
ベルが低いと(原検出信号の振幅レベルが低いと)積分
信号のピークが平坦化され、常に同一位置を検出するこ
とができず、従って、正確な流量を計測することができ
ないという問題点があった。また、配管内の残響が受信
波形に影響を与え、微分信号のピーク位置にずれが生じ
てしまい、正確な流量を計測することができないという
問題点があった。
In the third conventional example, when the level of the rectified signal is low (when the amplitude level of the original detection signal is low), the peak of the integrated signal is flattened, and the same position cannot be always detected. However, there has been a problem that an accurate flow rate cannot be measured. Further, there is a problem that the reverberation in the pipe affects a received waveform, a peak position of the differential signal is shifted, and an accurate flow rate cannot be measured.

【0033】また、上記第4従来例においては、受信レ
ベルが変化するため第2レベルコンパレータの出力が一
定にならず、常に同一位置を検出することができず、従
って、正確な流量を計測することができないという問題
点があった。上記第5従来例においては、ピーク位置が
流量により変化してしまうため、確実、かつ、正確な流
量検出が行えないという問題点があった。
In the fourth conventional example, the output of the second level comparator is not constant because the reception level changes, and the same position cannot be always detected. Therefore, an accurate flow rate is measured. There was a problem that it was not possible. In the fifth conventional example, since the peak position changes depending on the flow rate, there has been a problem that the flow rate cannot be reliably and accurately detected.

【0034】上記第6従来例においては、ノイズの入力
に対しては、対策が施されておらず、ノイズが入力する
ことにより誤検出してしまい正確な流量を計測すること
ができないという問題点があった。そこで、本発明の目
的は、消費電力を増加させることなく、安定して正確な
超音波伝搬時間を計測することが可能な伝搬時間計測装
置及び伝搬時間計測方法並びに安定して正確な流体の流
量を計測することが可能な超音波式流量計及び超音波式
流量計の制御方法を提供することにある。
In the sixth conventional example, no countermeasures are taken against noise input, and the noise input causes erroneous detection, so that an accurate flow rate cannot be measured. was there. Therefore, an object of the present invention is to provide a propagation time measurement device and a propagation time measurement method capable of stably and accurately measuring an ultrasonic propagation time without increasing power consumption, and a stable and accurate fluid flow rate. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic flowmeter capable of measuring a flow rate and a control method of the ultrasonic flowmeter.

【0035】[0035]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1記載の発明は、送信側振動子により超音波
パルス信号を流体の流路を介して送信し、受信側振動子
により前記超音波パルス信号を受信し、前記超音波パル
ス信号の送信タイミング及び前記超音波パルス信号の信
号状態に基づいて前記伝搬時間を計測する伝搬時間計測
装置において、前記受信側振動子が前記超音波パルス信
号を受信することにより出力する検出信号のゼロクロス
検出を行ってゼロクロス検出信号を出力するゼロクロス
検出手段と、前記超音波パルス信号の送信タイミングか
ら所定時間t0だけ遅延させたタイミングで検出制御信
号を出力するタイマ手段と、前記ゼロクロス検出信号及
び前記検出制御信号の論理積をとり、流量検出信号を出
力するAND回路と、前記超音波パルス信号の送信タイ
ミング及び前記流量検出信号の出力タイミングに基づい
て前記伝搬時間を計測する計測手段と、を備えて構成す
る。
According to a first aspect of the present invention, an ultrasonic pulse signal is transmitted through a fluid passage by a transmitting-side vibrator, and the ultrasonic pulse signal is transmitted by a receiving-side vibrator. In a propagation time measuring device that receives an ultrasonic pulse signal and measures the propagation time based on the transmission timing of the ultrasonic pulse signal and the signal state of the ultrasonic pulse signal, the reception-side vibrator includes the ultrasonic pulse A zero-cross detection means for performing zero-cross detection of a detection signal output by receiving the signal and outputting a zero-cross detection signal; and outputting a detection control signal at a timing delayed by a predetermined time t0 from the transmission timing of the ultrasonic pulse signal. Timer means for performing the AND operation of the zero-cross detection signal and the detection control signal, and outputting a flow rate detection signal; Measuring means for measuring the propagation time based on the transmission timing of the ultrasonic pulse signal and the output timing of the flow rate detection signal.

【0036】請求項2記載の発明は、所定の送信タイミ
ングで流体の流路を介して送信される超音波パルス信号
を受信して検出信号を出力する受信手段と、前記検出信
号のゼロクロス検出を行ってゼロクロス検出信号を出力
するゼロクロス検出回路と、前記送信タイミングから所
定時間t0だけ遅延させたタイミングで検出制御信号を
出力するタイマ手段と、前記ゼロクロス検出信号及び前
記検出制御信号の論理積をとり、流量検出信号を出力す
るAND回路と、前記超音波パルス信号の送信タイミン
グ及び前記流量検出信号の出力タイミングに基づいて前
記伝搬時間を計測する計測手段と、を備えて構成する。
According to a second aspect of the present invention, there is provided receiving means for receiving an ultrasonic pulse signal transmitted through a fluid flow path at a predetermined transmission timing and outputting a detection signal, and detecting zero-crossing of the detection signal. A zero-crossing detection circuit for outputting a zero-crossing detection signal, a timer means for outputting a detection control signal at a timing delayed by a predetermined time t0 from the transmission timing, and a logical product of the zero-crossing detection signal and the detection control signal. , An AND circuit that outputs a flow rate detection signal, and measuring means that measures the propagation time based on the transmission timing of the ultrasonic pulse signal and the output timing of the flow rate detection signal.

【0037】請求項3記載の発明は、請求項1または請
求項2に記載の発明において、前記所定時間t0は、前
記流体の流速が計測範囲内で最大となる場合に前記検出
信号を安定に検出可能な第1安定域及び前記流体の流速
が前記計測範囲内で最小となる場合に前記検出信号を安
定に検出可能な第2安定域に基づいて定めるように構成
する。
According to a third aspect of the present invention, in the first or the second aspect of the present invention, the predetermined time t0 is such that the detection signal is stably provided when the flow velocity of the fluid is maximum within the measurement range. When the detectable first stable region and the flow velocity of the fluid are minimized within the measurement range, the detection signal is determined based on the second stable region in which stable detection is possible.

【0038】請求項4記載の発明は、トリガ信号を出力
するトリガ手段と、流体の流路の上流側に配置され、発
振信号に基づいて前記流体の流路を介して超音波パルス
信号を送信し、あるいは、送信される前記超音波パルス
信号を受信し原検出信号を出力する第1送受信手段と、
前記流体の流路の下流側に配置され、前記発振信号に基
づいて前記流体の流路を介して超音波パルス信号を送信
し、あるいは、送信される前記超音波パルス信号を受信
し原検出信号を出力する第2送受信手段と、前記トリガ
信号に基づいて前記発振信号を生成し出力する発振手段
と、前記原検出信号を増幅して検出信号として出力する
増幅手段と、第1送受信手段及び第2送受信手段のうち
いずれか一方に前記発振手段を、他方に増幅手段を交互
に接続する切換手段と、前記検出信号のゼロクロス検出
を行ってゼロクロス検出信号を出力するゼロクロス検出
手段と、前記トリガ信号の出力タイミングから所定時間
t0だけ遅延させたタイミングで検出制御信号を出力す
るタイマ手段と、前記ゼロクロス検出信号及び前記検出
制御信号の論理積をとり、流量検出信号を出力するAN
D回路と、前記トリガ信号の出力タイミング及び前記流
量検出信号の出力タイミングに基づいて前記伝搬時間を
計測する計測手段と、前記第1送受信手段から前記第2
送受信手段に前記超音波パルス信号が伝搬される場合の
第1伝搬時間及び前記第2送受信手段から前記第1送受
信手段に前記超音波パルス信号が伝搬される場合の第2
伝搬時間に基づいて前記流体の流量を算出する流量算出
手段と、を備えて構成する。
According to a fourth aspect of the present invention, a trigger means for outputting a trigger signal is disposed upstream of a fluid flow path, and transmits an ultrasonic pulse signal via the fluid flow path based on an oscillation signal. Or, a first transmitting and receiving means for receiving the transmitted ultrasonic pulse signal and outputting an original detection signal,
An original detection signal that is disposed downstream of the fluid flow path and transmits an ultrasonic pulse signal through the fluid flow path based on the oscillation signal, or receives the transmitted ultrasonic pulse signal. Second transmitting / receiving means for outputting a signal; an oscillating means for generating and outputting the oscillating signal based on the trigger signal; an amplifying means for amplifying the original detection signal and outputting it as a detection signal; Switching means for alternately connecting the oscillating means to one of the transmitting and receiving means and the amplifying means to the other; zero-cross detecting means for performing zero-cross detection of the detection signal and outputting a zero-cross detection signal; and the trigger signal. Timer means for outputting a detection control signal at a timing delayed by a predetermined time t0 from the output timing of the zero-crossing detection signal and the detection control signal. To output a flow rate detection signal
A D circuit; measuring means for measuring the propagation time based on the output timing of the trigger signal and the output timing of the flow rate detection signal;
A first propagation time when the ultrasonic pulse signal is propagated to the transmitting / receiving means, and a second propagation time when the ultrasonic pulse signal is propagated from the second transmitting / receiving means to the first transmitting / receiving means.
Flow rate calculating means for calculating the flow rate of the fluid based on the propagation time.

【0039】請求項5記載の発明は、請求項4記載の発
明において、前記所定時間t0は、前記流体の流速が計
測範囲内で最大となる場合に前記検出信号を安定に検出
可能な第1安定域及び前記流体の流速が前記計測範囲内
で最小となる場合に前記検出信号を安定に検出可能な第
2安定域に基づいて定めるように構成する。
According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect of the present invention, the predetermined time t0 is a first time at which the detection signal can be stably detected when the flow velocity of the fluid is maximum within a measurement range. The detection signal is determined based on the stable region and the second stable region in which the detection signal can be stably detected when the flow velocity of the fluid is minimized within the measurement range.

【0040】請求項6記載の発明は、請求項5記載の発
明において、前記所定時間t0は前記第1安定域及び前
記第2安定域において、検出タイミングのずれが一波長
以内となるように、前記第1送受信手段及び前記第2送
受信手段の共振周波数を定めるように構成する。
According to a sixth aspect of the present invention, in the invention of the fifth aspect, the predetermined time t0 is such that a deviation of detection timing is within one wavelength in the first stable region and the second stable region. The resonance frequency of the first transmission / reception means and the resonance frequency of the second transmission / reception means are determined.

【0041】請求項7記載の発明は、送信側振動子によ
り超音波パルス信号を流体の流路を介して送信し、受信
側振動子により前記超音波パルス信号を受信し、前記超
音波パルス信号の送信タイミング及び前記超音波パルス
信号の信号状態に基づいて前記伝搬時間を計測する伝搬
時間計測方法において、前記受信側振動子が前記超音波
パルス信号を受信することにより出力する検出信号のゼ
ロクロス検出を行いゼロクロス検出信号を生成するゼロ
クロス検出工程と、前記超音波パルス信号の送信タイミ
ングから所定時間遅延させたタイミングで検出制御信号
を出力する検出制御信号出力工程と、前記ゼロクロス検
出信号及び前記検出制御信号の論理積をとる論理積工程
と、前記超音波パルス信号の送信タイミング及び前記流
量検出信号の出力タイミングに基づいて前記伝搬時間を
計測する計測工程と、を備えて構成する。
According to a seventh aspect of the present invention, an ultrasonic pulse signal is transmitted by a transmitting-side vibrator through a fluid flow path, and the ultrasonic pulse signal is received by a receiving-side vibrator. In the propagation time measuring method for measuring the propagation time based on the transmission timing of the ultrasonic pulse signal and the signal state of the ultrasonic pulse signal, zero-cross detection of a detection signal output by the receiving transducer receiving the ultrasonic pulse signal Performing a zero-cross detection signal to generate a zero-cross detection signal, a detection control signal output step of outputting a detection control signal at a timing delayed by a predetermined time from the transmission timing of the ultrasonic pulse signal, the zero-cross detection signal and the detection control ANDing step of ANDing signals, transmission timing of the ultrasonic pulse signal and output of the flow rate detection signal Configure and a measurement step of measuring the propagation time based on the timing.

【0042】請求項8記載の発明は、所定の送信タイミ
ングで流体の流路を介して送信される超音波パルス信号
を受信して得られる検出信号のゼロクロス検出を行いゼ
ロクロス検出信号を生成するゼロクロス検出工程と、前
記送信タイミングから所定時間遅延させたタイミングで
検出制御信号を出力する検出制御信号出力工程と、前記
ゼロクロス検出信号及び前記検出制御信号の論理積をと
り、流量検出信号を出力する論理積工程と、前記超音波
パルス信号の送信タイミング及び前記流量検出信号の出
力タイミングに基づいて前記伝搬時間を計測する計測工
程と、を備えて構成する。
According to the eighth aspect of the present invention, a zero-cross detection of a detection signal obtained by receiving an ultrasonic pulse signal transmitted through a fluid flow path at a predetermined transmission timing to generate a zero-cross detection signal is performed. A detection step, a detection control signal output step of outputting a detection control signal at a timing delayed by a predetermined time from the transmission timing, and a logic of taking a logical product of the zero-cross detection signal and the detection control signal and outputting a flow rate detection signal And a measuring step of measuring the propagation time based on the transmission timing of the ultrasonic pulse signal and the output timing of the flow rate detection signal.

【0043】請求項9記載の発明は、超音波パルスの出
力タイミングを制御するためのトリガ信号を出力するト
リガ出力ユニットと、流体の流路の上流側に配置され、
発振信号に基づいて前記流体の流路を介して超音波パル
ス信号を送信し、あるいは、送信される前記超音波パル
ス信号を受信し原検出信号を出力する第1送受信ユニッ
トと、前記流体の流路の下流側に配置され、入力される
発振信号に基づいて前記流体の流路を介して超音波パル
ス信号を送信し、あるいは、送信される前記超音波パル
ス信号を受信し原検出信号を出力する第2送受信ユニッ
トと、前記トリガ信号に基づいて前記発振信号を生成し
出力する発振ユニットと、前記原検出信号を増幅して検
出信号として出力する増幅ユニットと、第1送受信ユニ
ット手段及び第2送受信ユニットのうちいずれか一方に
前記発振ユニットを、他方に増幅手段を交互に接続する
切換ユニットと、を有する超音波式流量計の制御方法に
おいて、前記検出信号のゼロクロス検出を行ってゼロク
ロス検出信号を出力するゼロクロス検出工程と、前記ゼ
ロクロス検出信号及び前記検出制御信号の論理積をと
り、流量検出信号を出力する論理積工程と、前記トリガ
信号の出力タイミング及び前記流量検出信号の出力タイ
ミングに基づいて前記伝搬時間を計測する計測工程と、
前記第1送受信ユニットから前記第2送受信ユニットに
前記超音波パルス信号が伝搬される場合の第1伝搬時間
及び前記第2送受信ユニットから前記第1送受信ユニッ
トに前記超音波パルス信号が伝搬される場合の第2伝搬
時間に基づいて前記流体の流量を算出する流量算出工程
と、を備えて構成する。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a trigger output unit for outputting a trigger signal for controlling the output timing of an ultrasonic pulse, and a trigger output unit disposed upstream of a fluid flow path.
A first transmitting / receiving unit that transmits an ultrasonic pulse signal through the fluid flow path based on the oscillation signal, or receives the transmitted ultrasonic pulse signal and outputs an original detection signal; An ultrasonic pulse signal is transmitted through the fluid flow path based on the input oscillation signal, or the transmitted ultrasonic pulse signal is received and an original detection signal is output. A second transmitting / receiving unit, an oscillating unit for generating and outputting the oscillating signal based on the trigger signal, an amplifying unit for amplifying the original detection signal and outputting it as a detection signal, a first transmitting / receiving unit means and a second transmitting / receiving unit. A switching unit for alternately connecting the oscillation unit to one of the transmitting and receiving units and the amplifying means to the other, and controlling the ultrasonic flowmeter. A zero-cross detection step of performing a zero-cross detection of a signal to output a zero-cross detection signal, a logical AND step of taking a logical product of the zero-cross detection signal and the detection control signal and outputting a flow rate detection signal, and an output timing of the trigger signal And a measuring step of measuring the propagation time based on the output timing of the flow rate detection signal,
A first propagation time when the ultrasonic pulse signal is propagated from the first transmitting / receiving unit to the second transmitting / receiving unit, and a case where the ultrasonic pulse signal is propagated from the second transmitting / receiving unit to the first transmitting / receiving unit And a flow rate calculating step of calculating the flow rate of the fluid based on the second propagation time.

【0044】請求項1記載の発明によれば、ゼロクロス
検出手段は、受信側振動子が超音波パルス信号を受信す
ることにより出力する検出信号のゼロクロス検出を行っ
てゼロクロス検出信号をAND回路に出力する。タイマ
手段は、超音波パルス信号の送信タイミングから所定時
間t0だけ遅延させたタイミングで検出制御信号をAN
D回路に出力する。
According to the first aspect of the present invention, the zero-cross detecting means performs zero-cross detection of a detection signal output when the receiving-side vibrator receives the ultrasonic pulse signal, and outputs the zero-cross detection signal to the AND circuit. I do. The timer means outputs the detection control signal at a timing delayed by a predetermined time t0 from the transmission timing of the ultrasonic pulse signal.
Output to D circuit.

【0045】AND回路は、ゼロクロス検出信号及び検
出制御信号の論理積をとり、流量検出信号を計測手段に
出力する。計測手段は、超音波パルス信号の送信タイミ
ング及び流量検出信号の出力タイミングに基づいて伝搬
時間を計測する。
The AND circuit calculates the logical product of the zero-cross detection signal and the detection control signal, and outputs a flow rate detection signal to the measuring means. The measuring means measures the propagation time based on the transmission timing of the ultrasonic pulse signal and the output timing of the flow rate detection signal.

【0046】請求項2記載の発明によれば、受信手段
は、所定の送信タイミングで流体の流路を介して送信さ
れる超音波パルス信号を受信して検出信号をゼロクロス
検出回路に出力する。ゼロクロス検出回路は、検出信号
のゼロクロス検出を行ってゼロクロス検出信号をAND
回路に出力する。
According to the second aspect of the present invention, the receiving means receives the ultrasonic pulse signal transmitted through the fluid flow path at a predetermined transmission timing and outputs a detection signal to the zero-cross detection circuit. The zero-cross detection circuit performs zero-cross detection of the detection signal and ANDs the zero-cross detection signal.
Output to the circuit.

【0047】タイマ手段は、送信タイミングから所定時
間t0だけ遅延させたタイミングで検出制御信号をAN
D回路に出力する。これらによりAND回路は、ゼロク
ロス検出信号及び検出制御信号の論理積をとり、流量検
出信号を計測手段に出力する。
The timer means outputs the detection control signal at a timing delayed by a predetermined time t0 from the transmission timing.
Output to D circuit. Thus, the AND circuit calculates the logical product of the zero-cross detection signal and the detection control signal, and outputs the flow rate detection signal to the measuring means.

【0048】計測手段は、超音波パルス信号の送信タイ
ミング及び流量検出信号の出力タイミングに基づいて伝
搬時間を計測する。請求項3記載の発明によれば、請求
項1または請求項2に記載の発明の作用に加えて、所定
時間t0は、流体の流速が計測範囲内で最大となる場合
に検出信号を安定に検出可能な第1安定域及び流体の流
速が計測範囲内で最小となる場合に検出信号を安定に検
出可能な第2安定域に基づいて定めるので、常に計測が
可能となる。
The measuring means measures the propagation time based on the transmission timing of the ultrasonic pulse signal and the output timing of the flow rate detection signal. According to the third aspect of the present invention, in addition to the operation of the first or second aspect of the present invention, the detection signal is stably provided for the predetermined time t0 when the flow velocity of the fluid becomes maximum within the measurement range. Since the detection signal is determined based on the first stable area where the detection is possible and the second stable area where the flow velocity of the fluid is the minimum within the measurement range, the detection signal is stably detectable, measurement is always possible.

【0049】請求項4記載の発明によれば、トリガ手段
は、トリガ信号を出力する。切換手段は、第1送受信手
段及び第2送受信手段のうちいずれか一方に発振手段
を、他方に増幅手段を交互に接続する。発振手段は、ト
リガ信号に基づいて発振信号を生成し切換手段を介して
第1送受信手段及び第2送受信手段のうちいずれか一方
に出力する。
According to the present invention, the trigger means outputs a trigger signal. The switching means alternately connects the oscillating means to one of the first transmitting / receiving means and the second transmitting / receiving means and the amplifying means to the other. The oscillating means generates an oscillating signal based on the trigger signal and outputs the oscillating signal to one of the first transmitting / receiving means and the second transmitting / receiving means via the switching means.

【0050】これにより第1送受信手段あるいは第2送
受手段のうち、いずれか一方は、切換手段を介して入力
される発振信号に基づいて流体の流路を介して超音波パ
ルス信号を送信する。また、第1送受信手段あるいは第
2送受信手段のうちいずれか他方は、一方の送受信手段
から送信される超音波パルス信号を受信し原検出信号を
切換手段を介して増幅手段に出力する。
Thus, one of the first transmitting / receiving means and the second transmitting / receiving means transmits an ultrasonic pulse signal through the fluid flow path based on the oscillation signal input through the switching means. The other of the first transmitting / receiving means and the second transmitting / receiving means receives the ultrasonic pulse signal transmitted from the one transmitting / receiving means and outputs the original detection signal to the amplifying means via the switching means.

【0051】増幅手段は、原検出信号を増幅して検出信
号としてゼロクロス検出手段に出力する。ゼロクロス検
出手段は、検出信号のゼロクロス検出を行ってゼロクロ
ス検出信号をAND回路に出力する。
The amplification means amplifies the original detection signal and outputs it to the zero-cross detection means as a detection signal. The zero-cross detection means performs zero-cross detection of the detection signal and outputs a zero-cross detection signal to an AND circuit.

【0052】タイマ手段は、トリガ信号の出力タイミン
グから所定時間t0だけ遅延させたタイミングで検出制
御信号をAND回路に出力する。AND回路は、ゼロク
ロス検出信号及び検出制御信号の論理積をとり、流量検
出信号を計測手段に出力する。
The timer outputs a detection control signal to the AND circuit at a timing delayed by a predetermined time t0 from the output timing of the trigger signal. The AND circuit calculates a logical product of the zero-cross detection signal and the detection control signal, and outputs a flow rate detection signal to the measurement unit.

【0053】計測手段は、トリガ信号の出力タイミング
及び流量検出信号の出力タイミングに基づいて伝搬時間
を計測し、流量算出手段は、第1送受信手段から第2送
受信手段に超音波パルス信号が伝搬される場合の第1伝
搬時間及び第2送受信手段から第1送受信手段に超音波
パルス信号が伝搬される場合の第2伝搬時間に基づいて
流体の流量を算出する。
The measuring means measures the propagation time based on the output timing of the trigger signal and the output timing of the flow rate detection signal, and the flow rate calculating means transmits the ultrasonic pulse signal from the first transmitting / receiving means to the second transmitting / receiving means. Then, the flow rate of the fluid is calculated based on the first propagation time when the ultrasonic pulse signal is transmitted from the second transmitting / receiving means to the first transmitting / receiving means.

【0054】請求項5記載の発明によれば、請求項4記
載の発明の作用に加えて、所定時間t0は、流体の流速
が計測範囲内で最大となる場合に検出信号を安定に検出
可能な第1安定域及び流体の流速が計測範囲内で最小と
なる場合に検出信号を安定に検出可能な第2安定域に基
づいて定めるので、常に計測が行える。
According to the fifth aspect of the invention, in addition to the operation of the fourth aspect of the present invention, the detection signal can be stably detected during the predetermined time t0 when the flow velocity of the fluid is maximum within the measurement range. Since the detection signal is determined based on the first stable region and the second stable region in which the flow rate of the fluid becomes minimum within the measurement range, the detection signal can be stably detected, the measurement can always be performed.

【0055】請求項6記載の発明によれば、請求項5記
載の発明の作用に加えて、所定時間t0は第1安定域及
び第2安定域において、検出タイミングのずれが一波長
以内となるように、第1送受信手段及び第2送受信手段
の共振周波数を定めるので、検出位置のずれによる影響
を低減でき正確な計測が行える。
According to the invention described in claim 6, in addition to the effect of the invention described in claim 5, the deviation of the detection timing in the first stable region and the second stable region during the predetermined time t0 is within one wavelength. As described above, since the resonance frequencies of the first transmission / reception unit and the second transmission / reception unit are determined, the influence of the displacement of the detection position can be reduced and accurate measurement can be performed.

【0056】請求項7記載の発明によれば、ゼロクロス
検出工程は、受信側振動子が超音波パルス信号を受信す
ることにより出力する検出信号のゼロクロス検出を行い
ゼロクロス検出信号を生成する。検出制御信号出力工程
は、超音波パルス信号の送信タイミングから所定時間遅
延させたタイミングで検出制御信号を出力する。
According to the seventh aspect of the present invention, in the zero-cross detecting step, the receiving-side vibrator performs a zero-cross detection of a detection signal output by receiving the ultrasonic pulse signal to generate a zero-cross detection signal. The detection control signal output step outputs the detection control signal at a timing delayed by a predetermined time from the transmission timing of the ultrasonic pulse signal.

【0057】論理積工程は、ゼロクロス検出信号及び検
出制御信号の論理積をとる。計測工程は、超音波パルス
信号の送信タイミング及び流量検出信号の出力タイミン
グに基づいて伝搬時間を計測する。請求項8記載の発明
によれば、ゼロクロス検出工程は、所定の送信タイミン
グで流体の流路を介して送信される超音波パルス信号を
受信して得られる検出信号のゼロクロス検出を行いゼロ
クロス検出信号を生成する。
In the logical product step, a logical product of the zero cross detection signal and the detection control signal is obtained. The measuring step measures the propagation time based on the transmission timing of the ultrasonic pulse signal and the output timing of the flow rate detection signal. According to the eighth aspect of the present invention, the zero-cross detection step performs a zero-cross detection of a detection signal obtained by receiving an ultrasonic pulse signal transmitted through a fluid flow path at a predetermined transmission timing, and performs a zero-cross detection signal. Generate

【0058】検出制御信号出力工程は、送信タイミング
から所定時間遅延させたタイミングで検出制御信号を出
力する。論理積工程は、記ゼロクロス検出信号及び検出
制御信号の論理積をとり、流量検出信号を出力する。
In the detection control signal output step, the detection control signal is output at a timing delayed by a predetermined time from the transmission timing. The logical product step calculates the logical product of the zero-cross detection signal and the detection control signal, and outputs a flow rate detection signal.

【0059】計測工程は、超音波パルス信号の送信タイ
ミング及び流量検出信号の出力タイミングに基づいて伝
搬時間を計測する。請求項9記載の発明によれば、ゼロ
クロス工程は、検出信号のゼロクロス検出を行ってゼロ
クロス検出信号を出力する。
In the measuring step, the propagation time is measured based on the transmission timing of the ultrasonic pulse signal and the output timing of the flow rate detection signal. According to the ninth aspect of the present invention, in the zero crossing step, the detection signal is subjected to zero cross detection and a zero cross detection signal is output.

【0060】論理積工程は、ゼロクロス検出信号及び検
出制御信号の論理積をとり、流量検出信号を出力する。
計測工程は、トリガ信号の出力タイミング及び流量検出
信号の出力タイミングに基づいて伝搬時間を計測する。
The logical product step calculates the logical product of the zero-cross detection signal and the detection control signal, and outputs a flow rate detection signal.
The measuring step measures the propagation time based on the output timing of the trigger signal and the output timing of the flow rate detection signal.

【0061】これらの結果、流量算出工程は、第1送受
信ユニットから第2送受信ユニットに超音波パルス信号
が伝搬される場合の第1伝搬時間及び第2送受信ユニッ
トから第1送受信ユニットに超音波パルス信号が伝搬さ
れる場合の第2伝搬時間に基づいて流体の流量を算出す
る。
As a result, the flow rate calculating step includes the first propagation time when the ultrasonic pulse signal is propagated from the first transmitting / receiving unit to the second transmitting / receiving unit, and the ultrasonic pulse from the second transmitting / receiving unit to the first transmitting / receiving unit. The flow rate of the fluid is calculated based on the second propagation time when the signal is propagated.

【0062】[0062]

【発明の実施の形態】次に図面を参照して本発明の好適
な実施形態について説明する。概要構成 図1に実施形態の超音波式流量計の概要構成ブロック図
を示す。
Preferred embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. Overview Configuration Figure 1 shows a schematic configuration block diagram of an ultrasonic flowmeter of the embodiment.

【0063】超音波式流量計1は、計測開始、超音波パ
ルス信号の発振を行わせるためのトリガ信号STRGを出
力するトリガ部2と、トリガ信号STRGに基づいて発振
信号SVBを生成し出力する発振部3と、送信時には発振
信号SVBにより駆動され、超音波パルス信号PUSを生成
して出力し、受信時には受信した超音波パルス信号PUS
に基づいて原検出信号SDET0を出力する第1振動子4及
び第2振動子5と、第1振動子4及び第2振動子5のい
ずれか一方に発振信号SVBを出力し、他方の振動子から
の原検出信号SDET0を出力する切換部6と、切換部6か
ら出力された原検出信号SDET0を増幅し増幅検出信号S
ADETを出力する増幅回路7と、増幅検出信号SADETのゼ
ロクロス検出を行いゼロクロス検出信号SZXとして出力
するゼロクロス検出回路8と、トリガ信号STRGの立ち
上がりのタイミングから所定の遅延時間t0だけ遅延し
たタイミングで比較制御信号SCCMPを出力するタイマ回
路9と、ゼロクロス検出信号SZXと比較制御信号SCCMP
の論理積(AND)をとり、論理積信号である流速検出
信号SFLを出力するAND回路10と、超音波式流量計
1全体を制御するととも流速検出信号SFLに基づいて流
量演算を行うコントロール演算部11と、を備えて構成
されている。
The ultrasonic flowmeter 1 generates a trigger signal STRG for starting a measurement and oscillating an ultrasonic pulse signal, and generates and outputs an oscillation signal SVB based on the trigger signal STRG. The oscillation unit 3 is driven by the oscillation signal SVB at the time of transmission, generates and outputs an ultrasonic pulse signal PUS, and receives the ultrasonic pulse signal PUS at the time of reception.
The first oscillator 4 and the second oscillator 5 that output the original detection signal SDET0 based on the first and second oscillators 1 and 2 output the oscillation signal SVB to one of the first oscillator 4 and the second oscillator 5 and output the other oscillator. A switching unit 6 for outputting an original detection signal SDET0 from the switching unit 6, and an amplification detection signal S for amplifying the original detection signal SDET0 output from the switching unit 6.
The amplifier circuit 7 that outputs ADET, the zero-cross detection circuit 8 that detects the zero-cross of the amplified detection signal SADET and outputs the same as the zero-cross detection signal SZX, and compares them at a timing delayed by a predetermined delay time t0 from the rising timing of the trigger signal STRG. A timer circuit 9 for outputting a control signal SCCMP, a zero-cross detection signal SZX and a comparison control signal SCCMP
And an AND circuit 10 for obtaining a logical product (AND) and outputting a flow rate detection signal SFL as a logical product signal, and a control operation for controlling the entire ultrasonic flowmeter 1 and performing a flow rate calculation based on the flow rate detection signal SFL. And a unit 11.

【0064】この場合において、第1振動子4は流体の
流路中の上流側に配置され、第2振動子5は流体の流路
中の下流側に配置されているものとし、タイマ回路9
は、誤差をより低減すべく、水晶発振子を利用して構成
されている。上記超音波式流量計1の構成のうち、少な
くとも、ゼロクロス検出回路8、タイマ回路9、AND
回路10及びコントロール演算部11により比較制御信号SCCMPの遅延時間t0の設定 ここで、概要動作の説明に先立ち、遅延時間t0の設定
について説明する。本説明においては、第1振動子4を
送信側、第2振動子5を受信側として説明する。
In this case, it is assumed that the first vibrator 4 is disposed on the upstream side in the fluid flow path, and the second vibrator 5 is disposed on the downstream side in the fluid flow path.
Are configured using a crystal oscillator in order to further reduce errors. Of the configuration of the ultrasonic flowmeter 1, at least a zero-cross detection circuit 8, a timer circuit 9, and an AND
The setting of the delay time t0 of the comparison control signal SCCMP by the circuit 10 and the control calculation unit 11 Here, the setting of the delay time t0 will be described before the general operation is described. In this description, the first vibrator 4 will be described as a transmitting side, and the second vibrator 5 will be described as a receiving side.

【0065】送信側の第1振動子4が生成し、出力した
超音波パルス信号PUSは、受信側の第2振動子5により
受信されると、受信側振動子5を共振により振動させ、
その振動波形は、図2(a)に示すようなものとなる。
受信側振動5の振動波形には、ピーク高さがほぼ一定と
なる振動安定域が存在する。
When the ultrasonic pulse signal PUS generated and output by the first transducer 4 on the transmitting side is received by the second transducer 5 on the receiving side, the receiving transducer 5 is vibrated by resonance.
The vibration waveform is as shown in FIG.
The vibration waveform of the reception-side vibration 5 has a vibration stable region where the peak height is substantially constant.

【0066】従って、遅延時間t0を比較制御信号SCCM
Pの出力(図3では、比較制御信号SCCMPの立ち上がり
タイミング)が振動安定域内に含まれるように設定すれ
ば安定した計測を行えることがわかる。そこで、当該超
音波式流量計で測定可能な流量のうち最も流体の流量が
多い場合に相当する受信側振動子として機能する第2振
動子5の振動波形(図2(b)参照)における安定域の
存在する時間帯及び当該超音波式流量計で測定可能な流
量のうち最も流体の流量が少ない場合に相当する受信側
振動子として機能する第2振動子5の振動波形(図2
(c)参照)における安定域の存在する時間帯を超音波
パルス信号PUSが送信された時刻を基準として同一時間
軸上で比較した場合に、双方の振動安定域に共通する時
間帯内に含まれるように遅延時間t0を定めれば、常に
安定域内で比較制御信号SCCMPが出力されることとな
る。
Therefore, the delay time t0 is compared with the comparison control signal SCCM.
It can be seen that stable measurement can be performed if the output of P (in FIG. 3, the rising timing of the comparison control signal SCCMP) is set so as to be included in the oscillation stable region. Therefore, the stability of the vibration waveform (see FIG. 2B) of the second vibrator 5 functioning as the receiving vibrator corresponding to the case where the flow rate of the fluid is the highest among the flow rates that can be measured by the ultrasonic flowmeter. The vibration waveform of the second vibrator 5 functioning as the receiving vibrator corresponding to the time zone where the region exists and the flow rate of the fluid which is the smallest among the flow rates measurable by the ultrasonic flowmeter (FIG.
(C), when the time zone where the stable region exists is compared on the same time axis with reference to the time when the ultrasonic pulse signal PUS is transmitted, the time zone is included in the time zone common to both vibration stable regions. If the delay time t0 is determined such that the comparison control signal SCCMP is always output within the stable range.

【0067】さらに目的の振動ピークから最大1波長以
上のずれが生じないように第1振動子4及び第2振動子
5の共振周波数を決定しておく必要がある。動作説明 次に概要動作を説明する。この場合において、初期状態
においては、第1振動子4を送信側、第2振動子5を受
信側になるように切換部6が設定されているものとす
る。
Further, it is necessary to determine the resonance frequencies of the first vibrator 4 and the second vibrator 5 so that a maximum of one wavelength or more does not occur from the target vibration peak. Operations The following is an overview operations. In this case, in the initial state, the switching unit 6 is set so that the first vibrator 4 is on the transmitting side and the second vibrator 5 is on the receiving side.

【0068】まず、コントロール演算部11は、トリガ
部2を制御してトリガ信号STRG(図3(e)参照)を
発振部3に出力させる。これにより、発振部3は、発振
信号SVBを生成し、切換部6を介して送信側振動子とし
て機能する第1振動子4に出力する。これにより第1振
動子4は、発振信号SVBにより駆動され、超音波パルス
信号PUS(図3(b)参照)を生成し、出力する。
First, the control operation section 11 controls the trigger section 2 to output a trigger signal STRG (see FIG. 3E) to the oscillation section 3. As a result, the oscillating unit 3 generates an oscillation signal SVB and outputs the oscillating signal SVB to the first vibrator 4 functioning as a transmitting-side vibrator via the switching unit 6. Thus, the first vibrator 4 is driven by the oscillation signal SVB, and generates and outputs an ultrasonic pulse signal PUS (see FIG. 3B).

【0069】これにより、第2振動子5は、第1振動子
4より受信した超音波パルス信号PUSに基づいて原検出
信号SDET0を増幅回路7に出力する。増幅回路7は、入
力された原検出信号SDET0を増幅し増幅検出信号SADET
(図3(c)参照)をゼロクロス検出回路8に出力す
る。
Thus, the second transducer 5 outputs the original detection signal SDET0 to the amplifier circuit 7 based on the ultrasonic pulse signal BUS received from the first transducer 4. The amplification circuit 7 amplifies the input original detection signal SDET0 and amplifies and detects the amplified detection signal SADET.
(See FIG. 3C) is output to the zero cross detection circuit 8.

【0070】ゼロクロス検出回路8は、増幅検出信号S
ADETのゼロクロス検出を行い、ゼロクロス検出信号SZX
(図3(d)参照)としてAND回路10の一方の入力
端子に出力するこれらの動作と並行して、タイマ回路9
は、トリガ信号STRGの立ち上がりのタイミングから所
定の遅延時間t0だけ遅延したタイミングで比較制御信
号SCCMPをAND回路10の他方の入力端子に出力、す
なわち、“H”レベルの比較制御信号SCCMP(図3
(f)参照)をAND回路10の他方の入力端子に出力
する。
The zero-cross detection circuit 8 outputs the amplified detection signal S
Performs ADET zero-cross detection and generates a zero-cross detection signal SZX.
As shown in FIG. 3 (d), in parallel with these operations of outputting to one input terminal of the AND circuit 10, the timer circuit 9
Output the comparison control signal SCCMP to the other input terminal of the AND circuit 10 at a timing delayed by a predetermined delay time t0 from the rising timing of the trigger signal STRG, that is, the comparison control signal SCCCMP of "H" level (FIG.
(See (f)) to the other input terminal of the AND circuit 10.

【0071】これによりAND回路10は、ゼロクロス
検出信号SZXと比較制御信号SCCMPの論理積(AND)
をとり、論理積信号である流速検出信号SFL(図3
(g)参照)を出力する。これらの結果、比較制御信号
SCCMPがハイレベルになってから、最初にゼロクロス検
出信号SZXが立ち上がるまでの時間T(図3(g)参
照)は、ガスの流れ方向の伝搬時間T1 となる。
As a result, the AND circuit 10 performs a logical product (AND) of the zero-cross detection signal SZX and the comparison control signal SCCMP.
And the flow velocity detection signal SFL (FIG. 3
(See (g)). As a result, the time T (see FIG. 3 (g)) from when the comparison control signal SCCMP goes high to when the zero-cross detection signal SZX first rises is the propagation time T1 in the gas flow direction.

【0072】次にコントロール演算部11は、切換部6
を切換えることにより、第1振動子4が受信側、第2振
動子5が受信側となるようにした後、トリガ部2を制御
してトリガ信号STRG(図3(e)参照)を発振部3に
出力させる。これにより、発振部3は、発振信号SVBを
生成し、切換部6を介して送信側振動子として機能する
第2振動子5に出力する。
Next, the control operation unit 11 switches the switching unit 6
Is switched so that the first vibrator 4 is on the receiving side and the second vibrator 5 is on the receiving side, and then the trigger unit 2 is controlled to generate the trigger signal STRG (see FIG. 3 (e)). 3 output. As a result, the oscillating unit 3 generates an oscillation signal SVB and outputs it to the second vibrator 5 functioning as a transmitting-side vibrator via the switching unit 6.

【0073】これにより第2振動子5は、発振信号SVB
により駆動され、超音波パルス信号PUS(図3(b)参
照)を生成し、出力する。これにより、第1振動子4
は、第2振動子5より受信した超音波パルス信号PUSに
基づいて原検出信号SDET0を増幅回路7に出力する。
As a result, the second oscillator 5 outputs the oscillation signal SVB
Generates and outputs an ultrasonic pulse signal PUS (see FIG. 3B). Thereby, the first vibrator 4
Outputs an original detection signal SDET0 to the amplifier circuit 7 based on the ultrasonic pulse signal pus received from the second transducer 5.

【0074】増幅回路7は、入力された原検出信号SDE
T0を増幅し増幅検出信号SADET(図3(c)参照)をゼ
ロクロス検出回路8に出力する。ゼロクロス検出回路8
は、増幅検出信号SADETのゼロクロス検出を行い、ゼロ
クロス検出信号SZX(図3(d)参照)としてAND回
路10の一方の入力端子に出力するこれらの動作と並行
して、タイマ回路9は、トリガ信号STRGの立ち上がり
のタイミングから所定の遅延時間t0だけ遅延したタイ
ミングで比較制御信号SCCMPをAND回路10の他方の
入力端子に出力、すなわち、“H”レベルの比較制御信
号SCCMP(図3(f)参照)をAND回路10の他方の
入力端子に出力する。
The amplification circuit 7 receives the original detection signal SDE
It amplifies T0 and outputs an amplified detection signal SADET (see FIG. 3C) to the zero-cross detection circuit 8. Zero cross detection circuit 8
Performs the zero-cross detection of the amplified detection signal SADET, and outputs the zero-cross detection signal SZX (see FIG. 3D) to one input terminal of the AND circuit 10. In parallel with these operations, the timer circuit 9 The comparison control signal SCCMP is output to the other input terminal of the AND circuit 10 at a timing delayed by a predetermined delay time t0 from the rising timing of the signal STRG, that is, the comparison control signal SCCMP at "H" level (FIG. 3 (f) ) Is output to the other input terminal of the AND circuit 10.

【0075】これによりAND回路10は、ゼロクロス
検出信号SZXと比較制御信号SCCMPの論理積(AND)
をとり、論理積信号である流速検出信号SFL(図3
(g)参照)を出力する。これらの結果、比較制御信号
SCCMPがハイレベルになってから、最初にゼロクロス検
出信号SZXが立ち上がるまでの時間Tは、ガスの流れと
は逆方向の伝搬時間T2 となる。
As a result, the AND circuit 10 performs a logical product (AND) of the zero-cross detection signal SZX and the comparison control signal SCCMP.
And the flow velocity detection signal SFL (FIG. 3
(See (g)). As a result, the time T from when the comparison control signal SCCMP goes high to when the zero-cross detection signal SZX first rises is the propagation time T2 in the direction opposite to the gas flow.

【0076】この場合において、時間T1 及び時間T2
は、第1振動子4と第2振動子5との間の距離をL、音
速をC、流体の流速をV、流体の流量をQ、流体管路の
断面積をAとすると、 T1 =L/(C+V) ……(1) T2 =L/(C−V) ……(2) V =L/2・((T2 −T1 )/(T1 ・T2 )) ……(3) Q =k・A・V =k・A・{L/2・((T2 −T1 )/(T1 ・T2 ))} ……(4) となる。ただし、kは、流体の種類で定まる係数であ
る。
In this case, time T1 and time T2
Is expressed as follows: L is the distance between the first vibrator 4 and the second vibrator 5, the sound velocity is C, the flow velocity of the fluid is V, the flow rate of the fluid is Q, and the cross-sectional area of the fluid pipeline is A. L / (C + V) (1) T2 = L / (C−V) (2) V = L / 2 · ((T2−T1) / (T1 · T2)) (3) Q = k · A · V = k · A · {L / 2 · ((T2−T1) / (T1 · T2))} (4) Here, k is a coefficient determined by the type of fluid.

【0077】そこで、コントロール演算部11は、
(3)式及び(4)式に基づいて、流体の流速V及び流
体の流量Qを算出することとなる。この結果、安定して
高精度の流量計測が行えることとなる。さらに受信側振
動子を予め加振する必要がないので、消費電力を低減す
ることができる。
Therefore, the control operation unit 11
The flow velocity V of the fluid and the flow rate Q of the fluid are calculated based on the equations (3) and (4). As a result, stable and accurate flow rate measurement can be performed. Furthermore, since it is not necessary to vibrate the receiving transducer beforehand, power consumption can be reduced.

【0078】さらに低流量においても、正確な流量を測
定することができ、感度の向上が図れることとなった。
Further, even at a low flow rate, an accurate flow rate can be measured, and the sensitivity can be improved.

【0079】[0079]

【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、タイマ手
段は、超音波パルス信号の送信タイミングから所定時間
t0だけ遅延させたタイミングで検出制御信号をAND
回路に出力し、AND回路は、ゼロクロス検出信号及び
検出制御信号の論理積をとり、流量検出信号を計測手段
に出力し、計測手段は、超音波パルス信号の送信タイミ
ング及び流量検出信号の出力タイミングに基づいて伝搬
時間を計測するので、低流量時から高流量時にわたる広
範な伝搬時間を精度よく計測することができる。ひいて
は、伝搬時間計測装置を超音波流量計に用いることによ
り精度の高い流量計測を行うことが可能となる。
According to the first aspect of the present invention, the timer means ANDs the detection control signal at a timing delayed by a predetermined time t0 from the transmission timing of the ultrasonic pulse signal.
The AND circuit takes the logical product of the zero-cross detection signal and the detection control signal, and outputs the flow rate detection signal to the measuring means. The measuring means outputs the ultrasonic pulse signal transmission timing and the flow detection signal output timing. , It is possible to accurately measure a wide range of propagation times from a low flow rate to a high flow rate. Furthermore, by using the propagation time measuring device for the ultrasonic flowmeter, it is possible to perform highly accurate flow measurement.

【0080】請求項2記載の発明によれば、受信手段
は、所定の送信タイミングで流体の流路を介して送信さ
れる超音波パルス信号を受信して検出信号をゼロクロス
検出回路に出力し、ゼロクロス検出回路は、検出信号の
ゼロクロス検出を行ってゼロクロス検出信号をAND回
路に出力し、タイマ手段は、送信タイミングから所定時
間t0だけ遅延させたタイミングで検出制御信号をAN
D回路に出力し、AND回路は、ゼロクロス検出信号及
び検出制御信号の論理積をとり、流量検出信号を計測手
段に出力し、計測手段は、超音波パルス信号の送信タイ
ミング及び流量検出信号の出力タイミングに基づいて伝
搬時間を計測するので、受信手段を予め加振する必要も
なく、安定して精度の高い伝搬時間計測を行うことが可
能となり、加振を行う場合と比較して消費電力を低減す
ることが可能となる。さらに伝搬時間計測装置を超音波
流量計に用いることにより精度の高い流量計測を行うこ
とが可能となる。
According to the second aspect of the present invention, the receiving means receives the ultrasonic pulse signal transmitted through the fluid flow path at a predetermined transmission timing and outputs a detection signal to the zero-cross detection circuit, The zero-cross detection circuit performs zero-cross detection of the detection signal and outputs a zero-cross detection signal to an AND circuit. The timer means outputs the zero-cross detection signal to the AND circuit at a timing delayed by a predetermined time t0 from the transmission timing.
Output to the D circuit, the AND circuit takes the logical product of the zero-cross detection signal and the detection control signal, and outputs the flow rate detection signal to the measuring means. The measuring means outputs the transmission timing of the ultrasonic pulse signal and the output of the flow rate detection signal. Since the propagation time is measured based on the timing, it is not necessary to vibrate the receiving means in advance, and it is possible to measure the propagation time stably with high accuracy. It becomes possible to reduce. Further, by using the propagation time measuring device for the ultrasonic flowmeter, it is possible to perform the flow measurement with high accuracy.

【0081】請求項3記載の発明によれば、請求項1ま
たは請求項2に記載の発明の作用に加えて、所定時間t
0は、流体の流速が計測範囲内で最大となる場合に検出
信号を安定に検出可能な第1安定域及び流体の流速が計
測範囲内で最小となる場合に検出信号を安定に検出可能
な第2安定域に基づいて定めるので、常に計測が可能と
なるとともに、安定して精度の高い伝搬時間計測を行う
ことが可能となり、ひいては、伝搬時間計測装置を超音
波流量計に用いることにより精度の高い流量計測を行う
ことが可能となる。
According to the third aspect of the present invention, in addition to the operation of the first or second aspect of the present invention, the predetermined time t
0 is a first stable region where the detection signal can be stably detected when the flow velocity of the fluid is maximum within the measurement range, and the detection signal can be stably detected when the flow velocity of the fluid is minimum within the measurement range. Since the determination is performed based on the second stable region, the measurement can be always performed, and the stable and accurate propagation time measurement can be performed. In addition, the accuracy can be improved by using the propagation time measuring device for the ultrasonic flow meter. It is possible to perform a high flow rate measurement.

【0082】請求項4記載の発明によれば、発振手段
は、トリガ信号に基づいて発振信号を生成し切換手段を
介して第1送受信手段及び第2送受信手段のうちいずれ
か一方に出力し、第1送受信手段あるいは第2送受手段
のうち、いずれか一方は、切換手段を介して入力される
発振信号に基づいて流体の流路を介して超音波パルス信
号を送信し、第1送受信手段あるいは第2送受信手段の
うちいずれか他方は、一方の送受信手段から送信される
超音波パルス信号を受信し原検出信号を切換手段を介し
て増幅手段に出力し、増幅手段は、原検出信号を増幅し
て検出信号としてゼロクロス検出手段に出力し、ゼロク
ロス検出手段は、検出信号のゼロクロス検出を行ってゼ
ロクロス検出信号をAND回路に出力し、タイマ手段
は、トリガ信号の出力タイミングから所定時間t0だけ
遅延させたタイミングで検出制御信号をAND回路に出
力し、AND回路は、ゼロクロス検出信号及び検出制御
信号の論理積をとり、流量検出信号を計測手段に出力
し、計測手段は、トリガ信号の出力タイミング及び流量
検出信号の出力タイミングに基づいて伝搬時間を計測
し、流量算出手段は、第1送受信手段から第2送受信手
段に超音波パルス信号が伝搬される場合の第1伝搬時間
及び第2送受信手段から第1送受信手段に超音波パルス
信号が伝搬される場合の第2伝搬時間に基づいて流体の
流量を算出するので、受信手段を予め加振する必要もな
く、安定して精度の高い伝搬時間計測を行うことが可能
となり、加振を行う場合と比較して消費電力を低減する
ことができるとともに、精度の高い流量計測を行うこと
が可能となる。
According to the fourth aspect of the present invention, the oscillating means generates an oscillating signal based on the trigger signal, and outputs the oscillating signal to one of the first transmitting / receiving means and the second transmitting / receiving means via the switching means. One of the first transmitting / receiving unit and the second transmitting / receiving unit transmits an ultrasonic pulse signal through a fluid flow path based on an oscillation signal input through the switching unit, and outputs the first transmitting / receiving unit or One of the second transmitting and receiving means receives the ultrasonic pulse signal transmitted from one of the transmitting and receiving means and outputs the original detection signal to the amplifying means via the switching means. The amplifying means amplifies the original detection signal. And outputs the detection signal to a zero-cross detection means. The zero-cross detection means performs zero-cross detection of the detection signal and outputs a zero-cross detection signal to an AND circuit. The timer means outputs a trigger signal. The detection circuit outputs a detection control signal to the AND circuit at a timing delayed by a predetermined time t0 from the imaging, and the AND circuit calculates a logical product of the zero-cross detection signal and the detection control signal, and outputs a flow rate detection signal to the measurement means. Measures the propagation time based on the output timing of the trigger signal and the output timing of the flow rate detection signal, and the flow rate calculating means determines the first time when the ultrasonic pulse signal is propagated from the first transmitting / receiving means to the second transmitting / receiving means. Since the flow rate of the fluid is calculated based on the propagation time and the second propagation time when the ultrasonic pulse signal is propagated from the second transmitting / receiving means to the first transmitting / receiving means, the receiving means does not need to be vibrated in advance, and is stable. This makes it possible to perform highly accurate propagation time measurement, reduce power consumption compared to the case of performing vibration, and perform highly accurate flow rate measurement. Ukoto is possible.

【0083】請求項5記載の発明によれば、請求項4記
載の発明の作用に加えて、所定時間t0は、流体の流速
が計測範囲内で最大となる場合に検出信号を安定に検出
可能な第1安定域及び流体の流速が計測範囲内で最小と
なる場合に検出信号を安定に検出可能な第2安定域に基
づいて定めるので、常に計測が行えるとともに、安定し
て精度の高い伝搬時間計測を行うことが可能となり、ひ
いては、伝搬時間計測装置を超音波流量計に用いること
により精度の高い流量計測を行うことが可能となる。
According to the fifth aspect of the invention, in addition to the operation of the fourth aspect of the present invention, the detection signal can be stably detected during the predetermined time t0 when the flow velocity of the fluid is maximum within the measurement range. Since the detection signal is determined based on the first stable region and the second stable region in which the flow rate of the fluid becomes minimum within the measurement range, the detection signal can be stably detected, and the propagation can be performed stably with high accuracy. Time measurement can be performed, and by using the propagation time measuring device for an ultrasonic flowmeter, highly accurate flow measurement can be performed.

【0084】請求項6記載の発明によれば、請求項5記
載の発明の作用に加えて、所定時間t0は第1安定域及
び第2安定域において、検出タイミングのずれが一波長
以内となるように、第1送受信手段及び第2送受信手段
の共振周波数を定めるので、検出位置のずれによる影響
を低減して、安定して正確な計測が行え、高精度の流量
計測を行うことが可能となる。
According to the invention described in claim 6, in addition to the effect of the invention described in claim 5, the deviation of the detection timing in the first stable region and the second stable region during the predetermined time t0 is within one wavelength. As described above, since the resonance frequencies of the first transmission / reception unit and the second transmission / reception unit are determined, it is possible to reduce the influence of the shift of the detection position, perform stable and accurate measurement, and perform high-accuracy flow measurement. Become.

【0085】請求項7記載の発明によれば、ゼロクロス
検出工程は、受信側振動子が超音波パルス信号を受信す
ることにより出力する検出信号のゼロクロス検出を行い
ゼロクロス検出信号を生成し、検出制御信号出力工程
は、超音波パルス信号の送信タイミングから所定時間遅
延させたタイミングで検出制御信号を出力する。
According to the seventh aspect of the present invention, in the zero-cross detecting step, the receiving-side vibrator performs a zero-cross detection of a detection signal output by receiving the ultrasonic pulse signal, generates a zero-cross detection signal, and performs detection control. The signal output step outputs the detection control signal at a timing delayed by a predetermined time from the transmission timing of the ultrasonic pulse signal.

【0086】論理積工程は、ゼロクロス検出信号及び検
出制御信号の論理積をとる。計測工程は、超音波パルス
信号の送信タイミング及び流量検出信号の出力タイミン
グに基づいて伝搬時間を計測するので、低流量時から高
流量時にわたる広範な伝搬時間を精度よく計測すること
ができる。ひいては、伝搬時間計測装置を超音波流量計
に用いることにより精度の高い流量計測を行うことが可
能となる。
In the logical product step, the logical product of the zero cross detection signal and the detection control signal is obtained. In the measurement step, the propagation time is measured based on the transmission timing of the ultrasonic pulse signal and the output timing of the flow rate detection signal, so that a wide range of propagation time from a low flow rate to a high flow rate can be accurately measured. Furthermore, by using the propagation time measuring device for the ultrasonic flowmeter, it is possible to perform highly accurate flow measurement.

【0087】請求項8記載の発明によれば、ゼロクロス
検出工程は、所定の送信タイミングで流体の流路を介し
て送信される超音波パルス信号を受信して得られる検出
信号のゼロクロス検出を行いゼロクロス検出信号を生成
し、検出制御信号出力工程は、送信タイミングから所定
時間遅延させたタイミングで検出制御信号を出力し、論
理積工程は、記ゼロクロス検出信号及び検出制御信号の
論理積をとり、流量検出信号を出力し、計測工程は、超
音波パルス信号の送信タイミング及び流量検出信号の出
力タイミングに基づいて伝搬時間を計測するので、受信
手段を予め加振する必要もなく、安定して精度の高い伝
搬時間計測を行うことが可能となり、加振を行う場合と
比較して消費電力を低減することが可能となる。さらに
超音波流量計に適用することにより精度の高い流量計測
を行うことが可能となる。
According to the eighth aspect of the present invention, the zero-cross detecting step performs zero-cross detection of a detection signal obtained by receiving an ultrasonic pulse signal transmitted through a fluid flow path at a predetermined transmission timing. A zero-cross detection signal is generated, the detection control signal output step outputs a detection control signal at a timing delayed by a predetermined time from the transmission timing, and a logical product step takes a logical product of the zero cross detection signal and the detection control signal, The flow rate detection signal is output, and the measuring step measures the propagation time based on the transmission timing of the ultrasonic pulse signal and the output timing of the flow rate detection signal. , It is possible to measure a high propagation time, and it is possible to reduce the power consumption as compared with the case of performing vibration. Further, by applying the present invention to an ultrasonic flowmeter, it is possible to perform highly accurate flow rate measurement.

【0088】請求項9記載の発明によれば、ゼロクロス
工程は、検出信号のゼロクロス検出を行ってゼロクロス
検出信号を出力し、論理積工程は、ゼロクロス検出信号
及び検出制御信号の論理積をとり、流量検出信号を出力
し、計測工程は、トリガ信号の出力タイミング及び流量
検出信号の出力タイミングに基づいて伝搬時間を計測
し、流量算出工程は、第1送受信ユニットから第2送受
信ユニットに超音波パルス信号が伝搬される場合の第1
伝搬時間及び第2送受信ユニットから第1送受信ユニッ
トに超音波パルス信号が伝搬される場合の第2伝搬時間
に基づいて流体の流量を算出するので、送受信ユニット
を予め加振する必要もなく、安定して精度の高い伝搬時
間計測を行うことが可能となり、加振を行う場合と比較
して消費電力を低減することができるとともに、精度の
高い流量計測を行うことが可能となる。
According to the ninth aspect of the present invention, in the zero-crossing step, a zero-crossing detection of the detection signal is performed to output a zero-crossing detection signal, and in the logical producting step, a logical product of the zero-crossing detection signal and the detection control signal is obtained. Outputting a flow rate detection signal, the measuring step measures a propagation time based on an output timing of the trigger signal and an output timing of the flow rate detection signal, and the flow rate calculating step includes transmitting an ultrasonic pulse from the first transmitting / receiving unit to the second transmitting / receiving unit. The first when the signal is propagated
Since the flow rate of the fluid is calculated based on the propagation time and the second propagation time when the ultrasonic pulse signal is propagated from the second transmission / reception unit to the first transmission / reception unit, there is no need to excite the transmission / reception unit in advance and it is stable. As a result, it is possible to perform highly accurate propagation time measurement, reduce power consumption as compared with the case of performing vibration, and perform highly accurate flow rate measurement.

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

【図1】実施形態の超音波式流量計の概要構成ブロック
図である。
FIG. 1 is a schematic configuration block diagram of an ultrasonic flowmeter according to an embodiment.

【図2】比較制御信号の遅延時間の設定の説明図であ
る。
FIG. 2 is an explanatory diagram of setting of a delay time of a comparison control signal.

【図3】実施形態の動作説明図である。FIG. 3 is an operation explanatory diagram of the embodiment.

【図4】第1従来例の概要構成ブロック図である。FIG. 4 is a schematic block diagram of a first conventional example.

【図5】流量検出の原理説明図である。FIG. 5 is a diagram illustrating the principle of flow rate detection.

【図6】第2従来例の概要構成ブロック図である。FIG. 6 is a schematic configuration block diagram of a second conventional example.

【図7】第2従来例の動作説明図である。FIG. 7 is an operation explanatory diagram of the second conventional example.

【図8】第3従来例の概要構成ブロック及び動作説明図
である。
FIG. 8 is a schematic configuration block and operation explanatory diagram of a third conventional example.

【図9】第4従来例の概要構成ブロック及び動作説明図
である。
FIG. 9 is a schematic configuration block and operation explanatory diagram of a fourth conventional example.

【図10】第5従来例の概要構成ブロック及び動作説明
図である。
FIG. 10 is a schematic configuration block and operation explanatory diagram of a fifth conventional example.

【図11】第6従来例の概要構成ブロック及び動作説明
図である。
FIG. 11 is a schematic structural block diagram and operation explanatory diagram of a sixth conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 超音波式流量計 2 トリガ部 3 発振部 4 第1振動子 5 第2振動子 6 切換部 7 増幅回路 8 ゼロクロス検出回路 9 タイマ回路 10 AND回路 11 コントロール演算部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ultrasonic flow meter 2 Trigger part 3 Oscillator 4 First vibrator 5 Second vibrator 6 Switching part 7 Amplification circuit 8 Zero cross detection circuit 9 Timer circuit 10 AND circuit 11 Control operation part

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 送信側振動子により超音波パルス信号を
流体の流路を介して送信し、受信側振動子により前記超
音波パルス信号を受信し、前記超音波パルス信号の送信
タイミング及び前記超音波パルス信号の信号状態に基づ
いて前記伝搬時間を計測する伝搬時間計測装置におい
て、 前記受信側振動子が前記超音波パルス信号を受信するこ
とにより出力する検出信号のゼロクロス検出を行ってゼ
ロクロス検出信号を出力するゼロクロス検出手段と、 前記超音波パルス信号の送信タイミングから所定時間t
0だけ遅延させたタイミングで検出制御信号を出力する
タイマ手段と、 前記ゼロクロス検出信号及び前記検出制御信号の論理積
をとり、流量検出信号を出力するAND回路と、 前記超音波パルス信号の送信タイミング及び前記流量検
出信号の出力タイミングに基づいて前記伝搬時間を計測
する計測手段と、 を備えたことを特徴とする伝搬時間計測装置。
An ultrasonic pulse signal is transmitted from a transmitting-side vibrator through a fluid flow path, the ultrasonic pulse signal is received by a receiving-side vibrator, and the transmission timing of the ultrasonic pulse signal and the ultrasonic pulse signal are transmitted. In the propagation time measuring device that measures the propagation time based on the signal state of the sound pulse signal, the receiving-side vibrator performs zero-cross detection of a detection signal output by receiving the ultrasonic pulse signal, and performs a zero-cross detection signal. And a predetermined time t from the transmission timing of the ultrasonic pulse signal.
Timer means for outputting a detection control signal at a timing delayed by 0; AND circuit for calculating a logical product of the zero-cross detection signal and the detection control signal to output a flow rate detection signal; and transmission timing of the ultrasonic pulse signal And a measuring means for measuring the propagation time based on the output timing of the flow rate detection signal.
【請求項2】 所定の送信タイミングで流体の流路を介
して送信される超音波パルス信号を受信して検出信号を
出力する受信手段と、 前記検出信号のゼロクロス検出を行ってゼロクロス検出
信号を出力するゼロクロス検出回路と、 前記送信タイミングから所定時間t0だけ遅延させたタ
イミングで検出制御信号を出力するタイマ手段と、 前記ゼロクロス検出信号及び前記検出制御信号の論理積
をとり、流量検出信号を出力するAND回路と、 前記超音波パルス信号の送信タイミング及び前記流量検
出信号の出力タイミングに基づいて前記伝搬時間を計測
する計測手段と、 を備えたことを特徴とする伝搬時間計測装置。
2. A receiving means for receiving an ultrasonic pulse signal transmitted through a fluid flow path at a predetermined transmission timing and outputting a detection signal; and performing zero-cross detection of the detection signal to generate a zero-cross detection signal. A zero-cross detection circuit for outputting, a timer means for outputting a detection control signal at a timing delayed by a predetermined time t0 from the transmission timing, and a logical product of the zero-cross detection signal and the detection control signal to output a flow detection signal And a measuring means for measuring the propagation time based on the transmission timing of the ultrasonic pulse signal and the output timing of the flow rate detection signal.
【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の伝搬時
間計測装置において、 前記所定時間t0は、前記流体の流速が計測範囲内で最
大となる場合に前記検出信号を安定に検出可能な第1安
定域及び前記流体の流速が前記計測範囲内で最小となる
場合に前記検出信号を安定に検出可能な第2安定域に基
づいて定めることを特徴とする伝搬時間計測装置。
3. The propagation time measuring device according to claim 1, wherein the predetermined time t0 can stably detect the detection signal when the flow velocity of the fluid is maximum in a measurement range. A propagation time measuring device, wherein the detection signal is determined based on a first stable region and a second stable region in which the detection signal can be stably detected when the flow velocity of the fluid is minimized within the measurement range.
【請求項4】 トリガ信号を出力するトリガ手段と、 流体の流路の上流側に配置され、発振信号に基づいて前
記流体の流路を介して超音波パルス信号を送信し、ある
いは、送信される前記超音波パルス信号を受信し原検出
信号を出力する第1送受信手段と、 前記流体の流路の下流側に配置され、前記発振信号に基
づいて前記流体の流路を介して超音波パルス信号を送信
し、あるいは、送信される前記超音波パルス信号を受信
し原検出信号を出力する第2送受信手段と、 前記トリガ信号に基づいて前記発振信号を生成し出力す
る発振手段と、 前記原検出信号を増幅して検出信号として出力する増幅
手段と、 第1送受信手段及び第2送受信手段のうちいずれか一方
に前記発振手段を、他方に増幅手段を交互に接続する切
換手段と、 前記検出信号のゼロクロス検出を行ってゼロクロス検出
信号を出力するゼロクロス検出手段と、 前記トリガ信号の出力タイミングから所定時間t0だけ
遅延させたタイミングで検出制御信号を出力するタイマ
手段と、 前記ゼロクロス検出信号及び前記検出制御信号の論理積
をとり、流量検出信号を出力するAND回路と、を前記
トリガ信号の出力タイミング及び前記流量検出信号の出
力タイミングに基づいて前記伝搬時間を計測する計測手
段と、 前記第1送受信手段から前記第2送受信手段に前記超音
波パルス信号が伝搬される場合の第1伝搬時間及び前記
第2送受信手段から前記第1送受信手段に前記超音波パ
ルス信号が伝搬される場合の第2伝搬時間に基づいて前
記流体の流量を算出する流量算出手段と、 を備えたことを特徴とする超音波式流量計。
4. Trigger means for outputting a trigger signal, and disposed at an upstream side of a fluid flow path, for transmitting an ultrasonic pulse signal through the fluid flow path based on an oscillation signal, or A first transmitting / receiving unit that receives the ultrasonic pulse signal and outputs an original detection signal; and an ultrasonic pulse that is disposed downstream of the fluid flow path and passes through the fluid flow path based on the oscillation signal. A second transmission / reception unit that transmits a signal or receives the transmitted ultrasonic pulse signal and outputs an original detection signal; an oscillation unit that generates and outputs the oscillation signal based on the trigger signal; Amplification means for amplifying the detection signal and outputting it as a detection signal; switching means for alternately connecting the oscillation means to one of the first transmission / reception means and the second transmission / reception means and the amplification means to the other; signal Zero-cross detection means for performing zero-cross detection and outputting a zero-cross detection signal; timer means for outputting a detection control signal at a timing delayed from the output timing of the trigger signal by a predetermined time t0; An AND circuit that takes a logical product of control signals and outputs a flow rate detection signal; measuring means for measuring the propagation time based on the output timing of the trigger signal and the output timing of the flow rate detection signal; A first propagation time when the ultrasonic pulse signal is propagated from the means to the second transmitting / receiving means, and a second propagation time when the ultrasonic pulse signal is propagated from the second transmitting / receiving means to the first transmitting / receiving means Flow rate calculating means for calculating the flow rate of the fluid based on time; and an ultrasonic flow meter.
【請求項5】 請求項4記載の超音波式流量計におい
て、 前記所定時間t0は、前記流体の流速が計測範囲内で最
大となる場合に前記検出信号を安定に検出可能な第1安
定域及び前記流体の流速が前記計測範囲内で最小となる
場合に前記検出信号を安定に検出可能な第2安定域に基
づいて定めることを特徴とする超音波式流量計。
5. The ultrasonic flowmeter according to claim 4, wherein the predetermined time t0 is a first stable region where the detection signal can be stably detected when the flow velocity of the fluid is maximum within a measurement range. An ultrasonic flowmeter, wherein the detection signal is determined based on a second stable region in which the detection signal can be stably detected when the flow velocity of the fluid is minimized within the measurement range.
【請求項6】 請求項5記載の超音波式流量計におい
て、 前記所定時間t0は前記第1安定域及び前記第2安定域
において、検出タイミングのずれが一波長以内となるよ
うに、前記第1送受信手段及び前記第2送受信手段の共
振周波数を定めたことを特徴とする超音波式流量計。
6. The ultrasonic flowmeter according to claim 5, wherein the predetermined time t0 is such that a shift in detection timing is within one wavelength in the first stable region and the second stable region. An ultrasonic flowmeter wherein the resonance frequencies of the first transmitting / receiving means and the second transmitting / receiving means are determined.
【請求項7】 送信側振動子により超音波パルス信号を
流体の流路を介して送信し、受信側振動子により前記超
音波パルス信号を受信し、前記超音波パルス信号の送信
タイミング及び前記超音波パルス信号の信号状態に基づ
いて前記伝搬時間を計測する伝搬時間計測方法におい
て、 前記受信側振動子が前記超音波パルス信号を受信するこ
とにより出力する検出信号のゼロクロス検出を行いゼロ
クロス検出信号を生成するゼロクロス検出工程と、 前記超音波パルス信号の送信タイミングから所定時間遅
延させたタイミングで検出制御信号を出力する検出制御
信号出力工程と、 前記ゼロクロス検出信号及び前記検出制御信号の論理積
をとる論理積工程と、 前記超音波パルス信号の送信タイミング及び前記流量検
出信号の出力タイミングに基づいて前記伝搬時間を計測
する計測工程と、 を備えたことを特徴とする伝搬時間計測方法。
7. An ultrasonic pulse signal is transmitted by a transmitting-side vibrator through a fluid flow path, the ultrasonic pulse signal is received by a receiving-side vibrator, and the transmission timing of the ultrasonic pulse signal and the ultrasonic pulse signal are transmitted. In the propagation time measurement method of measuring the propagation time based on the signal state of the sound pulse signal, the receiving-side vibrator performs zero-cross detection of a detection signal output by receiving the ultrasonic pulse signal, and performs a zero-cross detection signal. A zero-cross detection step to generate; a detection control signal output step to output a detection control signal at a timing delayed by a predetermined time from the transmission timing of the ultrasonic pulse signal; and taking a logical product of the zero-cross detection signal and the detection control signal AND operation, based on the transmission timing of the ultrasonic pulse signal and the output timing of the flow rate detection signal Propagation time measuring method characterized by comprising a, a measuring step of measuring the propagation time.
【請求項8】 所定の送信タイミングで流体の流路を介
して送信される超音波パルス信号を受信して得られる検
出信号のゼロクロス検出を行いゼロクロス検出信号を生
成するゼロクロス検出工程と、 前記送信タイミングから所定時間遅延させたタイミング
で検出制御信号を出力する検出制御信号出力工程と、 前記ゼロクロス検出信号及び前記検出制御信号の論理積
をとり、流量検出信号を出力する論理積工程と、 前記超音波パルス信号の送信タイミング及び前記流量検
出信号の出力タイミングに基づいて前記伝搬時間を計測
する計測工程と、 を備えたことを特徴とする伝搬時間計測方法。
8. A zero-crossing detection step of performing a zero-crossing detection of a detection signal obtained by receiving an ultrasonic pulse signal transmitted through a fluid flow path at a predetermined transmission timing to generate a zero-crossing detection signal; A detection control signal output step of outputting a detection control signal at a timing delayed by a predetermined time from the timing; a logical AND step of taking a logical product of the zero cross detection signal and the detection control signal and outputting a flow rate detection signal; A measurement step of measuring the propagation time based on the transmission timing of the sound wave pulse signal and the output timing of the flow rate detection signal.
【請求項9】 超音波パルスの出力タイミングを制御す
るためのトリガ信号を出力するトリガ出力ユニットと、
流体の流路の上流側に配置され、発振信号に基づいて前
記流体の流路を介して超音波パルス信号を送信し、ある
いは、送信される前記超音波パルス信号を受信し原検出
信号を出力する第1送受信ユニットと、前記流体の流路
の下流側に配置され、入力される発振信号に基づいて前
記流体の流路を介して超音波パルス信号を送信し、ある
いは、外部から送信される前記超音波パルス信号を受信
し原検出信号を出力する第2送受信ユニットと、前記ト
リガ信号に基づいて前記発振信号を生成し出力する発振
ユニットと、前記原検出信号を増幅して検出信号として
出力する増幅ユニットと、第1送受信ユニット手段及び
第2送受信ユニットのうちいずれか一方に前記発振ユニ
ットを、他方に増幅手段を交互に接続する切換ユニット
と、を有する超音波式流量計の制御方法において、 前記検出信号のゼロクロス検出を行ってゼロクロス検出
信号を出力するゼロクロス検出工程と、 前記ゼロクロス検出信号及び前記検出制御信号の論理積
をとり、流量検出信号を出力する論理積工程と、 前記トリガ信号の出力タイミング及び前記流量検出信号
の出力タイミングに基づいて前記伝搬時間を計測する計
測工程と、 前記第1送受信ユニットから前記第2送受信ユニットに
前記超音波パルス信号が伝搬される場合の第1伝搬時間
及び前記第2送受信ユニットから前記第1送受信ユニッ
トに前記超音波パルス信号が伝搬される場合の第2伝搬
時間に基づいて前記流体の流量を算出する流量算出工程
と、 を備えたことを特徴とする超音波式流量計の制御方法。
9. A trigger output unit for outputting a trigger signal for controlling output timing of an ultrasonic pulse,
It is arranged on the upstream side of the fluid flow path, transmits an ultrasonic pulse signal through the fluid flow path based on an oscillation signal, or receives the transmitted ultrasonic pulse signal and outputs an original detection signal. A first transmitting / receiving unit and an ultrasonic pulse signal that is disposed downstream of the fluid flow path and transmits an ultrasonic pulse signal through the fluid flow path based on an input oscillation signal, or transmitted from the outside. A second transmitting / receiving unit that receives the ultrasonic pulse signal and outputs an original detection signal; an oscillation unit that generates and outputs the oscillation signal based on the trigger signal; and amplifies the original detection signal and outputs the amplified detection signal as a detection signal. And a switching unit for alternately connecting the oscillation unit to one of the first transmission / reception unit means and the second transmission / reception unit and the other to the amplification means. In the control method of the flowmeter, a zero-cross detection step of performing zero-cross detection of the detection signal to output a zero-cross detection signal, and a logic of calculating a logical product of the zero-cross detection signal and the detection control signal to output a flow detection signal A measuring step of measuring the propagation time based on an output timing of the trigger signal and an output timing of the flow rate detection signal; and transmitting the ultrasonic pulse signal from the first transmitting / receiving unit to the second transmitting / receiving unit. A flow rate calculating step of calculating the flow rate of the fluid based on a first propagation time when the ultrasonic pulse signal is propagated from the second transmission / reception unit to the first transmission / reception unit when the ultrasonic pulse signal is transmitted to the first transmission / reception unit. A method for controlling an ultrasonic flowmeter, comprising:
JP9225789A 1997-08-06 1997-08-06 Propagation time measuring device, supersonic type flow meter, method for measuring propagation time and controlling supersonic type flow meter Withdrawn JPH1151726A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000073804A1 (en) * 1999-05-27 2000-12-07 The University Of Sydney Acoustic flow meters
JP2003075218A (en) * 2001-09-06 2003-03-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ultrasonic flowmeter
JP2006220583A (en) * 2005-02-14 2006-08-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ultrasonic flow meter

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