JPS58167918A - 超音波流速測定装置 - Google Patents
超音波流速測定装置Info
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- JPS58167918A JPS58167918A JP57048857A JP4885782A JPS58167918A JP S58167918 A JPS58167918 A JP S58167918A JP 57048857 A JP57048857 A JP 57048857A JP 4885782 A JP4885782 A JP 4885782A JP S58167918 A JPS58167918 A JP S58167918A
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
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- G—PHYSICS
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- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
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- G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
- G01F1/667—Arrangements of transducers for ultrasonic flowmeters; Circuits for operating ultrasonic flowmeters
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は、超音波を利用して流体の流速や流量を肯定
する懺ｔＫ謁する。
する懺ｔＫ謁する。
第１ｗＪＫ示す如く、測定管内の流体の流れ方向を斜め
に横切る線上に対向して超音波振動子Ｐ１．Ｐ。
に横切る線上に対向して超音波振動子Ｐ１．Ｐ。
のｌ対を配置して、流体の流れと同じ方向、すなわちＰ
ｌからＰ！への伝搬時間Ｔ１と逆方向すなわちＰ。
ｌからＰ！への伝搬時間Ｔ１と逆方向すなわちＰ。
からＰｌへの伝搬時間Ｔ３の差ΔＴから流体の流速を測
定する方法は超音波伝搬時間差法による流速測定法とし
て知られている。
定する方法は超音波伝搬時間差法による流速測定法とし
て知られている。
すなわち、娠動子閾の距離で、流体の流れない凹所の距
離を１、流体の流れている部分にかかわる距離をＬとし
、流体の流速なり１流体の流れの方向と超音波伝搬方向
のなす角を０、また流体中の音速をＣとすれば流体と同
じ方向への伝搬時間Ｔ、は、 ｊＬ Ｔ＋ ＝ ＋ □
・・（１）ＣＣＣＶ鴎θ を九逆方向への伝搬時間Ｔ！は とな〉、時間差ΔＴは ΔＴ ＝ ’ｒ、 −Ｔ。
離を１、流体の流れている部分にかかわる距離をＬとし
、流体の流速なり１流体の流れの方向と超音波伝搬方向
のなす角を０、また流体中の音速をＣとすれば流体と同
じ方向への伝搬時間Ｔ、は、 ｊＬ Ｔ＋ ＝ ＋ □
・・（１）ＣＣＣＶ鴎θ を九逆方向への伝搬時間Ｔ！は とな〉、時間差ΔＴは ΔＴ ＝ ’ｒ、 −Ｔ。
となる、。一般Ｋ ＩＩＩＪ定するＶはＣに比べて充分
小さいので Ｃ” ＊ Ｃ” −Ｖ”ａｍｌ＃ であゐから、流速Ｖは となって、ΔＴを測定すれば流速Ｖを知ることができ、
伝書時間差法として知られている。この摺足によればΔ
Ｔを精度よく測定することが必要であり、Ｔ、又はＴ３
に対しΔＴは１０−’＠度になる。たとえば、１００５
ｍφの水道管でＶ ＝ ｌ ｍ ／ａのときΔＴキ１５
Ｑ（１ａｗま九、ｔｏｓａｓφの空気導管でＶ＝１０（
３１／ＩＯときΔＴ＝ ２７６５ｇ撫度となシ、それぞ
れＴ１．Ｔｍｔｌｌｌｌ定し、ΔＴを得るためにはＴｉ
Ｔ、の糊定分解能が高精度であることが要求されるので
、特願昭５６−５３０１４に示されるように振動子を同
時に駆動子し、対向する振動子で受信された＃Ｌ形整形
ｌ＆通して比軟しΔＴを測定する方法がある。
小さいので Ｃ” ＊ Ｃ” −Ｖ”ａｍｌ＃ であゐから、流速Ｖは となって、ΔＴを測定すれば流速Ｖを知ることができ、
伝書時間差法として知られている。この摺足によればΔ
Ｔを精度よく測定することが必要であり、Ｔ、又はＴ３
に対しΔＴは１０−’＠度になる。たとえば、１００５
ｍφの水道管でＶ ＝ ｌ ｍ ／ａのときΔＴキ１５
Ｑ（１ａｗま九、ｔｏｓａｓφの空気導管でＶ＝１０（
３１／ＩＯときΔＴ＝ ２７６５ｇ撫度となシ、それぞ
れＴ１．Ｔｍｔｌｌｌｌ定し、ΔＴを得るためにはＴｉ
Ｔ、の糊定分解能が高精度であることが要求されるので
、特願昭５６−５３０１４に示されるように振動子を同
時に駆動子し、対向する振動子で受信された＃Ｌ形整形
ｌ＆通して比軟しΔＴを測定する方法がある。
一方、各振動子で受信され良信号のクロス） −りをで
きるだけ少なくするため、振動子の駆動は各振動子毎に
行なわれるので、駆動用トランジスタのスイッチング特
性（上昇時間ｔＲ９下降時間’ｔ）の差などにより、振
動子の駆動に数十ＱＷのずれへｔが生じる。また、駆動
回路から振動子までの接続−の長さの差によっても振動
子から放射される超音波パルス発生の時間にずれを生じ
ることがあり友。この様なずれは見かけ上ΔＴとして計
測されるので、流速測定のオフセットとして測定される
ことがあった。従来、このオフセットは流体の流れてい
ない状態で測定し、流体の流速測定のとき線、１１１定
値から差し引いて真の測定値としていた。
きるだけ少なくするため、振動子の駆動は各振動子毎に
行なわれるので、駆動用トランジスタのスイッチング特
性（上昇時間ｔＲ９下降時間’ｔ）の差などにより、振
動子の駆動に数十ＱＷのずれへｔが生じる。また、駆動
回路から振動子までの接続−の長さの差によっても振動
子から放射される超音波パルス発生の時間にずれを生じ
ることがあり友。この様なずれは見かけ上ΔＴとして計
測されるので、流速測定のオフセットとして測定される
ことがあった。従来、このオフセットは流体の流れてい
ない状態で測定し、流体の流速測定のとき線、１１１定
値から差し引いて真の測定値としていた。
このオ、７セツトを測定するためには、測定管内の流体
の流れを静止させなければならないので、測定管を測定
系から取シはすした９、又は流体を一時止める必要があ
シ、連続運転されている状態での流速測定装置において
はオフセットを常時決定することは困離であった。
の流れを静止させなければならないので、測定管を測定
系から取シはすした９、又は流体を一時止める必要があ
シ、連続運転されている状態での流速測定装置において
はオフセットを常時決定することは困離であった。
を九、特願昭５６−５３０１４に示されるような波形処
理を行なって波形を比較しても、二つの超音波信号の周
波数が異なっている場合、たとえ超音波共ｌｌ１１波数
。たとえばｆ、 ＝ １．００ Ｗｈｉｚ 、 ｆ、＝
１．０１ＭＨ１とじＢ ｅｘ ５とすれば約５９Ｈｓ
ｅｃのずれが生じることになる。
理を行なって波形を比較しても、二つの超音波信号の周
波数が異なっている場合、たとえ超音波共ｌｌ１１波数
。たとえばｆ、 ＝ １．００ Ｗｈｉｚ 、 ｆ、＝
１．０１ＭＨ１とじＢ ｅｘ ５とすれば約５９Ｈｓ
ｅｃのずれが生じることになる。
この発明の目的は、流体の流れを静止させずに、振動子
の周波数の差、駆動回路による超音波パルス発生の遅嬌
の差などによる流速ゼロのと龜のオフセット出力を補正
することのできる超音波流速測定装置を提供することに
ある。
の周波数の差、駆動回路による超音波パルス発生の遅嬌
の差などによる流速ゼロのと龜のオフセット出力を補正
することのできる超音波流速測定装置を提供することに
ある。
この発明は、測定管に対向して配置され九超音波振動子
から同時に放射され九超音波ノ（ルスが対向する振動千
両で反射され、再び受信されたとき、その反射波の受信
信号の到着の時間差を各“受信波形を比較して測定し、
流速ゼロのオフセットとして滝遭出力を補正することを
％黴とする。
から同時に放射され九超音波ノ（ルスが対向する振動千
両で反射され、再び受信されたとき、その反射波の受信
信号の到着の時間差を各“受信波形を比較して測定し、
流速ゼロのオフセットとして滝遭出力を補正することを
％黴とする。
ｊＩ１図で振動子Ｐ１から放射され九超音波パルスは振
動子Ｐ、で受信されるとともに一部は振動子Ｐ！の表面
で反射され、再び振動子Ｐ、に受信される。
動子Ｐ、で受信されるとともに一部は振動子Ｐ！の表面
で反射され、再び振動子Ｐ、に受信される。
この時間ＴｉＬｌは、
となる。ただしｖＨ流適が反射波となって伝搬している
と龜にＶからＶ′に変化し九ことを示す。一般に反射波
が受信される時間は数６μ弐から数ｍｍ１ｃでこの間“
に流速の変化は小さいとすればＶ ＋ Ｖ’となって（
４）式は、 ’ｒａｔ ＝ ’ｒ、 ＋ Ｔｔ
・・・（５）となる。を九、Ｐ鵞から放射されて、
Ｐｌで反射する超音波パルスが再び烏で受信される時間
Ｔ１も、Ｖ）Ｖ’とすれば、 ＴＲＩ −Ｔｏ ＋ Ｔｓ
・・・（６）となって、 ＴＩＬＩ ” Ｔａｇ ・
・・（７）であるから、流体の流れに関係なく等しくな
る。
と龜にＶからＶ′に変化し九ことを示す。一般に反射波
が受信される時間は数６μ弐から数ｍｍ１ｃでこの間“
に流速の変化は小さいとすればＶ ＋ Ｖ’となって（
４）式は、 ’ｒａｔ ＝ ’ｒ、 ＋ Ｔｔ
・・・（５）となる。を九、Ｐ鵞から放射されて、
Ｐｌで反射する超音波パルスが再び烏で受信される時間
Ｔ１も、Ｖ）Ｖ’とすれば、 ＴＲＩ −Ｔｏ ＋ Ｔｓ
・・・（６）となって、 ＴＩＬＩ ” Ｔａｇ ・
・・（７）であるから、流体の流れに関係なく等しくな
る。
すなわち、１対の振動子から放射し、対向する振動、子
の表面で反射して、再びもとのｌ対の振動子に受信され
る２つの反射波を比較し九と龜、２つの反射波にずれが
あれば、このずれの時間は、振動子の駆動（超音波パル
ス放射）のずれΔｔもしくは超音波周波数の差によるず
れΔｔで、流速がゼロのと亀に対向する振動子に受信さ
れ九伝搬受信波のずれと同じ原因によるもので、流速（
ｍのオフセラ）０１［因になる値に等しい、、ｆＩＬ体
が流れている状態でも対向する振動子に受信された伝搬
受信波の到着時間の差から反射受信、牌ヤ到着時間の葺
を差し引いた時間が流体の流れの影響を受けて生じえ真
の伝搬時間の差ΔＴとなるのでこのΔＴの値にもとづい
て（４）式による関係から、流速４ｔＷのオフセット成
分を取）除いえ精りｏ良い流速Ｖを求めることがで龜る
。
の表面で反射して、再びもとのｌ対の振動子に受信され
る２つの反射波を比較し九と龜、２つの反射波にずれが
あれば、このずれの時間は、振動子の駆動（超音波パル
ス放射）のずれΔｔもしくは超音波周波数の差によるず
れΔｔで、流速がゼロのと亀に対向する振動子に受信さ
れ九伝搬受信波のずれと同じ原因によるもので、流速（
ｍのオフセラ）０１［因になる値に等しい、、ｆＩＬ体
が流れている状態でも対向する振動子に受信された伝搬
受信波の到着時間の差から反射受信、牌ヤ到着時間の葺
を差し引いた時間が流体の流れの影響を受けて生じえ真
の伝搬時間の差ΔＴとなるのでこのΔＴの値にもとづい
て（４）式による関係から、流速４ｔＷのオフセット成
分を取）除いえ精りｏ良い流速Ｖを求めることがで龜る
。
籐２図に本発明の一実施例を示す。図においてり■ツク
回路は、伝搬受信波の伝搬時間差および反射受信波の受
信時間差を針側するに必要な分解能を持つ周期のクロッ
クを発生する回路で、またこのクロックは分周して、第
３図のタイムチャートに示すような駆動パルス、伝搬波
受信ゲート信号１反射波受信ゲート信号をそれぞれ発生
する駆動タイミング発生回路、伝搬波ゲート信号発生囲
路、および反射波ゲート信号発生回路の入力になる。
回路は、伝搬受信波の伝搬時間差および反射受信波の受
信時間差を針側するに必要な分解能を持つ周期のクロッ
クを発生する回路で、またこのクロックは分周して、第
３図のタイムチャートに示すような駆動パルス、伝搬波
受信ゲート信号１反射波受信ゲート信号をそれぞれ発生
する駆動タイミング発生回路、伝搬波ゲート信号発生囲
路、および反射波ゲート信号発生回路の入力になる。
１に３図は、駆動タイミングパルス、伝搬波受信ゲート
パルス、反射波受信ゲートパルスのタイムチャートで、
伝搬波受信ゲートパルスＰｐの中心は振動子間距離（ｊ
１２ ｇ ２２ｍと２２ｂ）を流体内での音速（ｌｌｌ
ｉｉ定を行なう標準的な条件下での）で除し１ 九値Ｔ、すなわち、 だけ駆動タイミングパルスＰｄよシ遅れて発生され、そ
のパルス幅２τはＴｏの１０〜２０％の時間に設定する
。
パルス、反射波受信ゲートパルスのタイムチャートで、
伝搬波受信ゲートパルスＰｐの中心は振動子間距離（ｊ
１２ ｇ ２２ｍと２２ｂ）を流体内での音速（ｌｌｌ
ｉｉ定を行なう標準的な条件下での）で除し１ 九値Ｔ、すなわち、 だけ駆動タイミングパルスＰｄよシ遅れて発生され、そ
のパルス幅２τはＴｏの１０〜２０％の時間に設定する
。
を九、反射波受信ゲートパルスＰ＆は、駆動タイミング
パルスＰｄより約２Ｔ、遅れて発生され、そのパルス＠
２丁はＴｏの１５〜３０％の時間にする。駆動タイミン
グパルスＰｄの周期Ｔ′は１回躯動タイミングに放射さ
れた超音波パルスが対向する振動子間で伝搬と反射を、
繰り返し、次の駆動タイｉングによって放射された超音
波パルスと干渉しない程度に滅真する時間に設定する必
要がある。たとえばＴ′二ｌＯＴｏ １４度にする。駆
動タイ建ング発生回路は、クロック回路からのクロック
信号を分周するなどして、周期がＴ′である駆動タイン
ングパルスＰａ＆発生する。駆動タイミングパルスＰｄ
は２つの駆動−＠ ２３ｍ 、 ２３ｂ Ｋ入力され、
各駆動回路鉱それぞれ振動子２２ｍ 、 ２２ｂを駆動
して、超音波パルスを放射する。九とえば振動子２２ｍ
から放射され良能音波パルスは測定管内を伝搬するがこ
のとき流体が流れていれば、流れの方向により（１）式
又拡（２）弐に示される伝搬時間を要して対向する振動
子２２ｂに到適し、ｗｉ駆動子電気信号に変換され受信
囲路２４Ｍの入力となる。
パルスＰｄより約２Ｔ、遅れて発生され、そのパルス＠
２丁はＴｏの１５〜３０％の時間にする。駆動タイミン
グパルスＰｄの周期Ｔ′は１回躯動タイミングに放射さ
れた超音波パルスが対向する振動子間で伝搬と反射を、
繰り返し、次の駆動タイｉングによって放射された超音
波パルスと干渉しない程度に滅真する時間に設定する必
要がある。たとえばＴ′二ｌＯＴｏ １４度にする。駆
動タイ建ング発生回路は、クロック回路からのクロック
信号を分周するなどして、周期がＴ′である駆動タイン
ングパルスＰａ＆発生する。駆動タイミングパルスＰｄ
は２つの駆動−＠ ２３ｍ 、 ２３ｂ Ｋ入力され、
各駆動回路鉱それぞれ振動子２２ｍ 、 ２２ｂを駆動
して、超音波パルスを放射する。九とえば振動子２２ｍ
から放射され良能音波パルスは測定管内を伝搬するがこ
のとき流体が流れていれば、流れの方向により（１）式
又拡（２）弐に示される伝搬時間を要して対向する振動
子２２ｂに到適し、ｗｉ駆動子電気信号に変換され受信
囲路２４Ｍの入力となる。
一方到達し良能音波パルスの一部は振動子２２ｂ表面で
反射され、放射したもとの振動子２２ａの方へ進むこの
とき再び（１）式又Ｆｉ（２）式で示される伝搬時間を
要してもとの振動子２２１に反射波の信号として受信さ
れ電気信号に変換され受信回路２４ｂの入力となる。振
動子２２ｋから放射された超音波パルスも同様にして伝
撤し受信回路２４ｂの入力となシ、一部紘反射して受信
１１ｊ１２４ｍの入力となる。
反射され、放射したもとの振動子２２ａの方へ進むこの
とき再び（１）式又Ｆｉ（２）式で示される伝搬時間を
要してもとの振動子２２１に反射波の信号として受信さ
れ電気信号に変換され受信回路２４ｂの入力となる。振
動子２２ｋから放射された超音波パルスも同様にして伝
撤し受信回路２４ｂの入力となシ、一部紘反射して受信
１１ｊ１２４ｍの入力となる。
放射され良能音波パルスは減衰しなから伝搬と反射を＜
°〉返し消滅していく。嬉３図の最下段に例として振動
子２２１に接続されている受信回路２４ｂの出力を示す
。受信−路の出力信号３４１線振動子駆動信号が受信囲
路２４ｂ Ｋもれ良信号で、出力信号３４ｂ紘揚−子２
２＃ｈから放射された超音波パルスによる受信信号を示
す、を九出力信号３４Ｃは振動子２２ｍから放射され、
振動子２２ｂで反射して、再び振動子２２ｍで受信され
九反射波の信号を示す。
°〉返し消滅していく。嬉３図の最下段に例として振動
子２２１に接続されている受信回路２４ｂの出力を示す
。受信−路の出力信号３４１線振動子駆動信号が受信囲
路２４ｂ Ｋもれ良信号で、出力信号３４ｂ紘揚−子２
２＃ｈから放射された超音波パルスによる受信信号を示
す、を九出力信号３４Ｃは振動子２２ｍから放射され、
振動子２２ｂで反射して、再び振動子２２ｍで受信され
九反射波の信号を示す。
を九、出力信号３４４ Ｆｉ振動子２２ｂから放射され
九超音波パルスが振動子２２ｍで反射し、さらに振動子
２２ｂで反射され振動子２２畠に受信された信号を示す
。このような各受信−＠ ２４ｍ、 ２４ｂの出力は、
到達の時間の針絢が容易なようにゼ寵クロス回路のよう
な波形処理を行なう波形整形１路２５ｍ、 ２５ｂを経
て、受信波ゲート回路２６ｍ、２６ｂに入力される。
九超音波パルスが振動子２２ｍで反射し、さらに振動子
２２ｂで反射され振動子２２畠に受信された信号を示す
。このような各受信−＠ ２４ｍ、 ２４ｂの出力は、
到達の時間の針絢が容易なようにゼ寵クロス回路のよう
な波形処理を行なう波形整形１路２５ｍ、 ２５ｂを経
て、受信波ゲート回路２６ｍ、２６ｂに入力される。
受信波ゲート囲路２６ｂでは、伝搬波受信ゲート信号に
よシ受信信号３４ｂに相当する時間だけを抽出し、ζ０
１１号を時間差カウンタ２１１に入力する。
よシ受信信号３４ｂに相当する時間だけを抽出し、ζ０
１１号を時間差カウンタ２１１に入力する。
一方受信波グート回路２６ｉ４ＷＲ動子２２ｂでの受信
信号について同様の抽出をして、時間差カウンタ２１１
Ｋ入力する。時間差カウンタ２１１は、先着し友受信
信号からもう一方の受信信号が入力される壕での時間を
針側するような回路でたとえは本実施例ではクロック回
路からのクロック信号をその時間の間カウントするディ
ジタル方式の計測が行なわれどちらの受信信号が先着し
たかも識別する。
信号について同様の抽出をして、時間差カウンタ２１１
Ｋ入力する。時間差カウンタ２１１は、先着し友受信
信号からもう一方の受信信号が入力される壕での時間を
針側するような回路でたとえは本実施例ではクロック回
路からのクロック信号をその時間の間カウントするディ
ジタル方式の計測が行なわれどちらの受信信号が先着し
たかも識別する。
そしてこのカウント数は、伝搬波ゲート信号発生回路か
らの信号によって切シ換えられるレジスタスイッチ２１
２によって、伝搬時間差レジスターに記憶される。次に
受信出力３４Ｃに相当する反射波のｗＬ形処ｍされえ信
号は、同じく受信波ゲート閏ｍｌ ２６ｂ″１？反射波
受信ゲート信号により抽出され、時間差カウンタ２１１
Ｋ入力されるとともに、受信波ダート回路２軸も同様
の抽出を行なってその出力は時間差カウンタ２１１に入
力され、時間差カウンタ２１１ａ反射波の受信の時間差
を計測する。反射波の時間差のカウント値は、レジスタ
スイッチ２１２によシ反射波時間差レジスタ２１４に記
憶される。
らの信号によって切シ換えられるレジスタスイッチ２１
２によって、伝搬時間差レジスターに記憶される。次に
受信出力３４Ｃに相当する反射波のｗＬ形処ｍされえ信
号は、同じく受信波ゲート閏ｍｌ ２６ｂ″１？反射波
受信ゲート信号により抽出され、時間差カウンタ２１１
Ｋ入力されるとともに、受信波ダート回路２軸も同様
の抽出を行なってその出力は時間差カウンタ２１１に入
力され、時間差カウンタ２１１ａ反射波の受信の時間差
を計測する。反射波の時間差のカウント値は、レジスタ
スイッチ２１２によシ反射波時間差レジスタ２１４に記
憶される。
このようにして、＠一時間差Ｖジスタには（３）式で示
される真の伝搬時間差ΔＴと２′）の振動子２２ｍ。
される真の伝搬時間差ΔＴと２′）の振動子２２ｍ。
２２ｂの駆動遅延などによる超音波ノ（ルス発生のずれ
Δｔおよびｗ１駆動波数め違いによるずれΔｔを含む伝
搬時間差が、を九反射波時間差レジスタには、超音波パ
ルス発生のずれｔ−１、および、周波数の違いニヨるず
れΔｔのゼロフロ一時のオフセット相当する時間差が記
憶され九ことに立る。第２図に示す実施例では、各レジ
スタの内容なルへ回路２１５゜２１６ Ｋよってアナロ
グ値に変換し、その出力を差動増幅回路２１７の同相、
反転位相入力にしてその差をとってΔＴを得るとともに
、流速を得るに必要な振動子の位置関係で決まる係数（
（４）式の第１項）を掛算して出力し、ゼｐフ田−のオ
フセット成分をなくし九流速■を出力する。
Δｔおよびｗ１駆動波数め違いによるずれΔｔを含む伝
搬時間差が、を九反射波時間差レジスタには、超音波パ
ルス発生のずれｔ−１、および、周波数の違いニヨるず
れΔｔのゼロフロ一時のオフセット相当する時間差が記
憶され九ことに立る。第２図に示す実施例では、各レジ
スタの内容なルへ回路２１５゜２１６ Ｋよってアナロ
グ値に変換し、その出力を差動増幅回路２１７の同相、
反転位相入力にしてその差をとってΔＴを得るとともに
、流速を得るに必要な振動子の位置関係で決まる係数（
（４）式の第１項）を掛算して出力し、ゼｐフ田−のオ
フセット成分をなくし九流速■を出力する。
１１１１４には、第３図のレジスタスイッチ以降構成を
ＣＰＵを用い九ディジタル演算処理を行危う本発明の他
実施例を示す。伝搬波ゲート信号３２、および反射波ゲ
ート信号３３はＣＰＵ４１１を介して、プログラム起動
す４１３内に記憶させであるプログラム起動させる制御
信号となって、第５図に示すようなフローチャートにも
とづく演算処理を行なう。
ＣＰＵを用い九ディジタル演算処理を行危う本発明の他
実施例を示す。伝搬波ゲート信号３２、および反射波ゲ
ート信号３３はＣＰＵ４１１を介して、プログラム起動
す４１３内に記憶させであるプログラム起動させる制御
信号となって、第５図に示すようなフローチャートにも
とづく演算処理を行なう。
数値メモ１Ｊ４１２はＣＰＵによって制御され、・時間
差カウンタ２１１の内容や、演算過程での結果などを一
時的に記憶するメモリで、Ｄ／Ａ４１５は結果をアナロ
グ値に変換する回路である。
差カウンタ２１１の内容や、演算過程での結果などを一
時的に記憶するメモリで、Ｄ／Ａ４１５は結果をアナロ
グ値に変換する回路である。
本発明の実施例として、伝搬時間差および反射波時間差
の測定にはクロタフをカウントするデイジメルカウンタ
を用いる例で示し九が、他の時間測定方法たとえｄ％流
積分によるアナログによる測定でもよい。
の測定にはクロタフをカウントするデイジメルカウンタ
を用いる例で示し九が、他の時間測定方法たとえｄ％流
積分によるアナログによる測定でもよい。
本発明によれば、超音ｔｉｔｍ＊子の駆動遅延の差中、
超音波周波数のずれなどによるゼロフロ一時のオフセッ
シ出力を、流体の流れを停止させることなく、ｔえ、超
音波パルス放射毎に測定補正することができるので、流
速−Ｖ四のオフセット値を除去し良精度の高い流速測定
が可能になり、流速を積分して得られｂ流量の測定にお
いても安定な計測が可能となる。
超音波周波数のずれなどによるゼロフロ一時のオフセッ
シ出力を、流体の流れを停止させることなく、ｔえ、超
音波パルス放射毎に測定補正することができるので、流
速−Ｖ四のオフセット値を除去し良精度の高い流速測定
が可能になり、流速を積分して得られｂ流量の測定にお
いても安定な計測が可能となる。
ＪＩＩｗＡは超音波伝搬時間差法による流速針の基本的
構成図、１１２１ｍは本発明の一実施例の構成図、第３
図は、受信回路出力と、駆動タイミングノくルス、伝搬
波ゲート、（シス９反射波ゲートノ（ルスの関係を示す
タイムチャート、第４図は本発明の他の実施例の構成図
、第５図は中央処理制御装置（ＣＰＵ ）を用いる実施
例のフローチャートである。 ２１・・・流速測定管、２２１１．ｂ・・・振動子、２
３ａ、ｂ・・・振動子駆動ａｉｍ、２４ａ、ｂ・・・受
信回路、２５ａ、ｂ・・・波形ｌｌｌ形路路２６ａ、ｂ
・・・受信波ゲート回路、２０１・・・クロック発生回
路、２０２．・・・駆動タイ電ング発生ｔｍ賂、２０３
・・・伝搬波ゲート信号発生回路、２０４・・・反射波
ゲート信号発生回路、２１１・・・時間差計測カウンタ
、 ２１２・・・レジスタ切９換スイッチ、２１３・・・伝
単時間差レジスタ、 ２１４・・・反射波時間差レジスタ、 ２１５・・・伝搬時間差ディジタルアナログ変換回路、
２１６・・・反射波時間差ディジタルアナログ変換回路
、２１７・・・差動増幅回路、３１・・・駆動タイ建ン
グパルス、３２・・・伝搬波ゲートパルス、３３・・・
反射波ゲートパルス、３４畠・・・駆動信号、 ３４ｂ・・・対向する振動子からの伝搬波信号、３４ｃ
・・・対向する振動子で反射し、再びもとの振動子で受
信され良信号、 ３４ｄ、・、ｆ・・・振動子間で反射をくシ返し行って
受４、′ 僅され良信号、 ４１１・・・中央処理制御装置、 ４１２・・１１込み可絽数値メモリ、 ４１３・・・観み出し専用プログラムメモリ、４１４・
・・歇値演算Ｊ６１１１１路、４１５・・・ディジメル
アナ繋グ変換回路。 代理人 弁理士 勤 近 憲 佑 （ほか１４） 第４′Ｉ！Ｊ ２３０ ２３追 ２ａ １ ０２ ２ｂ ３゜ Ｚ ７０、、’） ２０１２５ｏ ’７５
回路 ２ ０３ ６ａ２Ｃ Ｆ −３３ｍＭ＊ ２４１ カラ〉り ４１１ 数かう、、 １２（ＲＡＭ） ＣＰ（Ｊ １３ 第５図 ・６ ６ ．６
構成図、１１２１ｍは本発明の一実施例の構成図、第３
図は、受信回路出力と、駆動タイミングノくルス、伝搬
波ゲート、（シス９反射波ゲートノ（ルスの関係を示す
タイムチャート、第４図は本発明の他の実施例の構成図
、第５図は中央処理制御装置（ＣＰＵ ）を用いる実施
例のフローチャートである。 ２１・・・流速測定管、２２１１．ｂ・・・振動子、２
３ａ、ｂ・・・振動子駆動ａｉｍ、２４ａ、ｂ・・・受
信回路、２５ａ、ｂ・・・波形ｌｌｌ形路路２６ａ、ｂ
・・・受信波ゲート回路、２０１・・・クロック発生回
路、２０２．・・・駆動タイ電ング発生ｔｍ賂、２０３
・・・伝搬波ゲート信号発生回路、２０４・・・反射波
ゲート信号発生回路、２１１・・・時間差計測カウンタ
、 ２１２・・・レジスタ切９換スイッチ、２１３・・・伝
単時間差レジスタ、 ２１４・・・反射波時間差レジスタ、 ２１５・・・伝搬時間差ディジタルアナログ変換回路、
２１６・・・反射波時間差ディジタルアナログ変換回路
、２１７・・・差動増幅回路、３１・・・駆動タイ建ン
グパルス、３２・・・伝搬波ゲートパルス、３３・・・
反射波ゲートパルス、３４畠・・・駆動信号、 ３４ｂ・・・対向する振動子からの伝搬波信号、３４ｃ
・・・対向する振動子で反射し、再びもとの振動子で受
信され良信号、 ３４ｄ、・、ｆ・・・振動子間で反射をくシ返し行って
受４、′ 僅され良信号、 ４１１・・・中央処理制御装置、 ４１２・・１１込み可絽数値メモリ、 ４１３・・・観み出し専用プログラムメモリ、４１４・
・・歇値演算Ｊ６１１１１路、４１５・・・ディジメル
アナ繋グ変換回路。 代理人 弁理士 勤 近 憲 佑 （ほか１４） 第４′Ｉ！Ｊ ２３０ ２３追 ２ａ １ ０２ ２ｂ ３゜ Ｚ ７０、、’） ２０１２５ｏ ’７５
回路 ２ ０３ ６ａ２Ｃ Ｆ −３３ｍＭ＊ ２４１ カラ〉り ４１１ 数かう、、 １２（ＲＡＭ） ＣＰ（Ｊ １３ 第５図 ・６ ６ ．６
Claims (1)
- 流体が過流する測定管内の流体の流れ方向を斜めに横切
る線上に一対の超音波振動子を対向配置し、これらの振
動子間を流体の流れ方向と同方向および逆方向に伝搬す
る超音波Ｏ伝搬時間から流体の流速を測定する装置にお
いて、一対の超音波振動子をほぼ同時に駆動し、超音波
パルスを放射する手段と、対向する振動子からほぼ同時
に放射され丸前記超音波パルスがそれぞれ弛の振動子に
受信される壕での伝搬時間の差を計測する手段と、対向
する振動子から放射された前記超音波パルスがそれぞれ
他の振動子で反射され、再び放射したもとの振動子にそ
れぞれ受信されるまでの時間の差を計−する手段と、前
記の他の振動子に受信されるｔでの伝搬時間の差の計測
値から、前記の反射波が受信されるまでの時間の差の計
測値を差し４龜、これに係数を乗じて出力する手段を具
備して成ることを特徴とする超音波流速測定装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57048857A JPS58167918A (ja) | 1982-03-29 | 1982-03-29 | 超音波流速測定装置 |
| DE8383301635T DE3361828D1 (en) | 1982-03-29 | 1983-03-23 | Ultrasonic flowmeter |
| EP83301635A EP0094148B1 (en) | 1982-03-29 | 1983-03-23 | Ultrasonic flowmeter |
| US06/479,901 US4483202A (en) | 1982-03-29 | 1983-03-29 | Ultrasonic flowmeter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57048857A JPS58167918A (ja) | 1982-03-29 | 1982-03-29 | 超音波流速測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58167918A true JPS58167918A (ja) | 1983-10-04 |
Family
ID=12814935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57048857A Pending JPS58167918A (ja) | 1982-03-29 | 1982-03-29 | 超音波流速測定装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4483202A (ja) |
| EP (1) | EP0094148B1 (ja) |
| JP (1) | JPS58167918A (ja) |
| DE (1) | DE3361828D1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2002318145A (ja) * | 2001-04-20 | 2002-10-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 流量計 |
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- 1983-03-23 EP EP83301635A patent/EP0094148B1/en not_active Expired
- 1983-03-29 US US06/479,901 patent/US4483202A/en not_active Expired - Fee Related
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| US4483202A (en) | 1984-11-20 |
| EP0094148A1 (en) | 1983-11-16 |
| EP0094148B1 (en) | 1986-01-15 |
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