JPS58191924A - Ultrasonic flow meter using positive feedback loop - Google Patents

Ultrasonic flow meter using positive feedback loop

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JPS58191924A
JPS58191924A JP7338282A JP7338282A JPS58191924A JP S58191924 A JPS58191924 A JP S58191924A JP 7338282 A JP7338282 A JP 7338282A JP 7338282 A JP7338282 A JP 7338282A JP S58191924 A JPS58191924 A JP S58191924A
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JP
Japan
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speaker
microphone
frequency
fluid
positive feedback
Prior art date
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Pending
Application number
JP7338282A
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Japanese (ja)
Inventor
Makoto Ishii
誠 石井
Masahiro Iketani
池谷 正宏
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP7338282A priority Critical patent/JPS58191924A/en
Publication of JPS58191924A publication Critical patent/JPS58191924A/en
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/66Measuring 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
    • G01F1/667Arrangements of transducers for ultrasonic flowmeters; Circuits for operating ultrasonic flowmeters

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  • Electromagnetism (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To enhance a detection speed, by providing a frequency selecting means in a positive feedback loop consisting of a speaker for ultrasonic radiation arranged on one side of a passage pipe, a microphone arranged on the opposite side, and an output amplifying circuit. CONSTITUTION:When the gain of the positive feedback loop constituted with a speaker 2 arranged in a passage pipe 1, a microphone 3, and an amplifying circuit 4 is set to a value very larger than one and a white noise is used as a trigger signal to oscillate a fluid, a frequency where a length L between the speaker 2 and the microphone 3 is N times as high as the wavelength of acoustic waves in the fluid is oscillated. Since an oscillation frequency (f) is changed as a primary function of a fluid speed V, the speed V is obtained on a basis of the frequency (f), and the sectional area of the pipe 1 is multiplied to obtain a flow rate. Meanwhile, since the number of frequencies (f) is infinite, the narrow- band microphone 3, the narrow-band speaker 2, or the like is used as the frequency selecting function means to specify preliminarily one value as N.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、正帰還ん一ゾを用いた超音波流量針に関する
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an ultrasonic flow needle using positive feedback.

流路管内を通過する空気などの流体の流速や流量を計測
する手段として、超音波流1針が従来から広く実用され
ている。その一つの手法として、fil、tば7ングア
ラウンド法がある。
BACKGROUND ART A single ultrasonic flow needle has been widely used as a means for measuring the flow rate and flow rate of a fluid such as air passing through a flow pipe. One of the methods is the fil, 7 around method.

/フグアラウンド法は、周知のように、流路管の両11
に対向して1対ま′#−は2対の電気音響、音響電気ト
ランスジューサを配置し、それらの間の流体を超音波が
伝播する時間から、流体の流速ま九は流量を針側する−
のであるっ しかし、従来のシングアラウンP法では、下記のような
欠点があった。
/Fugu around method is, as is well known,
Two pairs of electro-acoustic, acoustic-electric transducers are placed opposite to each other, and the flow rate of the fluid is calculated from the time it takes for the ultrasonic waves to propagate through the fluid between them.
However, the conventional single-around P method had the following drawbacks.

(11対向配置された1対の電気音響、音響電気トラン
スジューサ間の超音波の伝播時間に基づいて(測が構わ
れるので、検出速度を早くすることができない。
(11) Since the measurement is based on the propagation time of the ultrasonic waves between a pair of electroacoustic and acoustoelectric transducers arranged opposite to each other, the detection speed cannot be increased.

(2)@記伝播時間の変化幅が一般に小さいので、測定
感度を上げることが難かしい。
(2) Since the width of change in propagation time is generally small, it is difficult to increase measurement sensitivity.

(3)受信側では、パルス状の超音波を検知するので、
ノイズ等の影響を受は易く、測定誤差の原因となり易い
(3) On the receiving side, pulsed ultrasound is detected, so
It is easily affected by noise, etc., and easily causes measurement errors.

本発明の目的は、前述のような欠点を改善し、高速、高
感度で、しか吃ノイズ等の影響を受は難く、測定誤差も
少ない超音波流量針を提供することにある、 h〕記目的を達成するために、本発明においては、流路
管の両側に対向してスピーカとマイクロホンを配置し、
前記マイクロホンの増幅出力を18θ配スピーカに供給
することによって正帰還(発振)ループを構成すると共
に、前記・ループ内に周波数選択系を配置している。
An object of the present invention is to improve the above-mentioned drawbacks, and to provide an ultrasonic flow needle that is high speed, highly sensitive, hardly affected by stuttering noise, etc., and has little measurement error. In order to achieve the purpose, in the present invention, a speaker and a microphone are arranged opposite to each other on both sides of a flow pipe,
A positive feedback (oscillation) loop is constructed by supplying the amplified output of the microphone to an 18θ speaker, and a frequency selection system is arranged within the loop.

以下に、図面を参照して本発明の詳細な説明する。The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例の概略構成を示すブロック図
である。図において、1#′iその内部を空気などの流
体が通過する流路管、2#:を前配流路管1の一側に、
内部の流体に向って超音波を放出するように配設された
スピーカ、(一般には電気音響トランスジューサ)であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an embodiment of the present invention. In the figure, 1#'i is a flow path pipe through which fluid such as air passes, 2#: is on one side of the front flow path pipe 1,
A speaker, typically an electroacoustic transducer, arranged to emit ultrasonic waves toward a fluid within it.

3は、PiiJ配スピーカ2から放出され、流体中を、
点線で示した経路にそって伝播して来た超音波を受信し
、対応する電気信号を出力するマイクロホン(一般には
、音響電気トランスジューサ)、4は前記マイクロホン
の電気的出力を供給されて、これを増幅し、前記スピー
カ2に印加する増幅回路である。
3 is emitted from the PiiJ speaker 2 and passes through the fluid,
A microphone (generally an acousto-electrical transducer) 4 receives the ultrasound propagating along the path indicated by the dotted line and outputs a corresponding electrical signal; 4 is supplied with the electrical output of the microphone; This is an amplification circuit that amplifies and applies the signal to the speaker 2.

明らかなように、第1図の1紀スピーカ2、マイクロホ
ン5、および増幅回路4は正帰還(4?i振)ルーfを
構成している。
As is clear, the primary speaker 2, microphone 5, and amplifier circuit 4 in FIG. 1 constitute a positive feedback (4?i) loop f.

=iJ述の構成において、起動スイッチ(図示せず)を
閉成して、1紀正場還(発振)ループに一定時間トリが
信号を入れると、この信号が、マイクロホン→増幅回路
→スピーカ→流体中(f波)→マイクロホン の閉ループ回路を循環する。
= iJ In the configuration described above, when the start switch (not shown) is closed and a signal is input into the first feedback (oscillation) loop for a certain period of time, this signal is transmitted from the microphone → amplifier circuit → speaker → fluid Medium (f wave) → circulates through the closed loop circuit of the microphone.

このとき、増fI&(ロ)路の入出力の位相差がゼロで
あり、かつ増幅回路の増S度Aから、前記ループt1M
号が一巡する間の減衰量Bを差し引いた閉回路ループの
利得G(ループディン)が19上であれば、前記トリが
信号の入力が停止されて吃、前記正帰還ループは発振を
持続する。
At this time, the phase difference between the input and output of the amplifier fI & (b) path is zero, and from the increase S degree A of the amplifier circuit, the loop t1M
If the gain G (loop din) of the closed circuit loop, which is obtained by subtracting the attenuation amount B during one cycle of the signal, is 19 or more, the input of the signal is stopped and the bird stutters, and the positive feedback loop continues to oscillate. .

いオ、ここで、増幅度ムを減衰量Bより非常に大きくと
って、1紀ループrインをG>1とし、トリが信号とし
てホワイトノイズ等を用い、−スなわち、あらゆる周波
数成分を持つ信号でトリがすると、増幅回路の入出力の
位相差がゼロとなるような種々の周波数で廃振し、トリ
が信号のべ出を止めてもその発振が持続する。
Here, we set the amplification degree M to be much larger than the attenuation amount B, and set the first loop r in to G > 1, and use white noise etc. as the signal. When a signal is triggered, it stops oscillating at various frequencies such that the phase difference between the input and output of the amplifier circuit becomes zero, and the oscillation continues even after the signal stops outputting.

このことを、第2図を参照して、さらVC1詳細に説明
する。第2図は、第1図の構成における各部の位相を示
すものであり、図において、第1図と同一の符号は同一
のものをあられしている。また、図中の符号は、それぞ
れ、つぎのように定義される。
This will be further explained in detail with reference to FIG. 2. FIG. 2 shows the phase of each part in the configuration of FIG. 1, and in the figure, the same reference numerals as in FIG. 1 represent the same parts. Further, the symbols in the figure are defined as follows.

ψm  増幅回路40入力電圧の位相 ψ2・・・増幅回路4の出力電圧の位相ψ6・・・ ス
ピーカの変換時に生ずる位相ずれfas・・・スピーカ
の出力電圧のω相ψ馴・・・マイクロホンの人力音圧の
位相ψm・・・ マイクロホンの変換時VC生ずる位相
ずれ 5J12図から明らかなように、それぞれの位相およ(
月企相4れの1…VCは、つき゛の(Iバ2)式が成立
する。
ψm Phase ψ2 of the input voltage of the amplifier circuit 40... Phase ψ6 of the output voltage of the amplifier circuit 4... Phase shift fas that occurs during speaker conversion... ω phase ψ adjustment of the output voltage of the speaker... Manual power of the microphone Phase of sound pressure ψm... Phase shift caused by VC during microphone conversion As is clear from Figure 5J12, each phase and (
Monthly Plan Phase 4 (1)...For VC, the equation (I/2) holds true.

ψa8−ψ2+ψθ   ・・・・・・・・・(1)ψ
au>+ψm−ψ1    ・・・′・・・包2)した
がつ〔、ψ1zψ2 が成立するためには、(3)式が
成立すればよい。
ψa8−ψ2+ψθ ・・・・・・・・・(1) ψ
au>+ψm-ψ1...'...hull 2) However, in order for [, ψ1zψ2 to hold true, equation (3) should hold.

fas  −ψam−デm + pm  ・・・・・・
(3)ここで、ψ6およびψmが一定であると仮定すれ
ば、スピーカの出力音圧の位相!a−とマイクロホンの
人力音圧の位相ψI!Lmとの位相差が、ある特定の値
であれば、発振が持続することになる。
fas −ψam−dem + pm ・・・・・・
(3) Here, assuming that ψ6 and ψm are constant, the phase of the output sound pressure of the speaker! a- and the phase of the human sound pressure of the microphone ψI! If the phase difference with Lm is a certain value, oscillation will continue.

い壕、簡単のため、 ψIO+f日 =0 が成立するように構成したと仮定すると、(3)式から
、つぎの(4)式が得られる。
For simplicity, assuming that the configuration is such that ψIO+f days = 0, the following equation (4) can be obtained from equation (3).

ψam  −ψ&e   ・・・・・・・・・(4)す
なわち、先の回路において、マイクロホン30入力音圧
およびスピーカ4の出力音圧の位相が等しくなったとき
、発振が持続する。このことから、スピーカ2とマイク
ロホン5間の距離りが、流体中の(趨)f波の波長のN
倍(Nは正の整数)となるような周波数において、前記
の閉ループ回路ri発振することになる。
ψam −ψ&e (4) That is, in the previous circuit, when the phases of the input sound pressure of the microphone 30 and the output sound pressure of the speaker 4 become equal, oscillation continues. From this, it can be seen that the distance between the speaker 2 and the microphone 5 is N of the wavelength of the f-wave in the fluid.
The closed loop circuit ri oscillates at a frequency that is multiplied by ri (N is a positive integer).

前述のようにして、紡配閉ループ回路が周波数fで発振
を持続している場合、スピーカ2とマイクロホン5を結
ぶ線−(超)音波伝播路の長さをLlま九その伝播路が
管軸となす角を−とし、流路管1内の流体の流速がゼロ
のときの流体中における(N)音波の伝播速度をUとす
ると、流体内の(超)音波の伝播速度は、    ・υ
  +  V  coo  θ であられされる。それ故に、1紀閉ル一/回路の@伽周
波数’ ri、’つぎの(5)式であられされる。
As mentioned above, when the spinning closed loop circuit continues to oscillate at the frequency f, the line connecting the speaker 2 and the microphone 5 - the length of the (ultrasound) propagation path is Ll, and the propagation path is the tube axis. Let the angle between the two be -, and the propagation velocity of the (N) sound wave in the fluid when the flow velocity of the fluid in the flow path pipe 1 is zero is U, then the propagation velocity of the (ultrasound) sound wave in the fluid is: ・υ
+ V coo θ. Therefore, the frequency 'ri of the circuit is given by the following equation (5).

流体の流速■をゼロとしたときの1配凡−ゾ回路の発振
周波数を計測し、これをちとすると、であるから、(6
)式によって、Nを得ることができる。
If we measure the oscillation frequency of the 1-Z circuit when the fluid flow velocity ■ is zero, then we get (6
) can be used to obtain N.

明らかなように、Nはある発振周波数については定数と
なる。したがって、(5)式は(7)式のようにあられ
すことができる。
As is clear, N is a constant for a certain oscillation frequency. Therefore, equation (5) can be expressed as equation (7).

f=に、十に、V     ・・・川・・・・・・(力
すなわち、発振周波数fは、流体の流速Vの一次関数と
して変化するので、発振周波ifを測定すれば、(7)
式から流速Vが求められ、これに流路管1の断面積を掛
ければ、流量が求められる。
f=, 10, V... River... (The force, that is, the oscillation frequency f changes as a linear function of the fluid flow velocity V, so if you measure the oscillation frequency if, (7)
The flow velocity V is determined from the formula, and by multiplying this by the cross-sectional area of the flow path pipe 1, the flow rate is determined.

以上の説明から明らかなように、流量(流速)に対する
発振周波数での変化は、Nをパラメータとして、第3図
のよつくなる。これかられかるように、ある流量(fL
速)に対して、Hの値は無数に存在する。
As is clear from the above explanation, the change in the oscillation frequency with respect to the flow rate (flow velocity) is as shown in FIG. 3, with N as a parameter. As we will see, a certain flow rate (fL
There are an infinite number of values for H.

したがって、実際の流量、流速の測定にあたっては、H
の値を1つに選択し、特定することが必要である。
Therefore, when measuring the actual flow rate and flow velocity, H
It is necessary to select and specify one value.

多数のHの値から、1つを選択し、特定する手段として
、本発明では、1配閉ルーゾ内に周波数選択機能を一つ
手段を設けている。周波数選択機舵手段としては狭帯域
型のマイクロホンやスピーカ、パッシブ型フィルタ、ア
クティブフィルタ、デイゾタルツイルタなど、檻々のも
のを使用することができる、 以下に、Nの値を1つに%定するための成体的な手法の
いくつかを説明する。
As a means for selecting and specifying one value from a large number of H values, in the present invention, one means for a frequency selection function is provided in one closed Luzo. As the frequency selection steering means, various devices such as narrowband microphones, speakers, passive filters, active filters, and dizotal tweeters can be used. We will explain some of the practical methods for determining the percentage.

1、  A−デ内の適当な個所にバンドパスフィルタを
挿入する。そして、第4図にボー(ようしこ、前記バン
ドパスフィルタの帯域幅を、流速(流量)の測定レンジ
B&C対応し、かつ他の籠のNと重なり合わない周波数
幅りに設定する。
1. Insert a bandpass filter at an appropriate location within the A-D. Then, as shown in FIG. 4, the bandwidth of the bandpass filter is set to a frequency width that corresponds to the flow velocity (flow rate) measurement range B&C and does not overlap with N of other cages.

麗、 ループ内に、その中心周波数をoT変で自る可変
帯域バンドパスフィルタを挿入する。この場合の回路構
成の一例を45図にボす。
Insert a variable bandpass filter whose center frequency varies by OT into the loop. An example of the circuit configuration in this case is shown in Figure 45.

第5図において、第1図と同一の符号は同一部分をあら
れしている。図において、増幅回路#i前段増幅器4−
1と後段増幅器4−2とに分割され、両者間に、その中
心属波数を可変できるp1変帯域バンドパスフィルタ6
が挿入されている。7は増幅器4−2の出力周波数を電
圧に変換し、1<す記aJ変帯域パンVパスフィルタの
中心周波数を制御するための胸波数−電圧変換器である
In FIG. 5, the same reference numerals as in FIG. 1 represent the same parts. In the figure, amplifier circuit #i front stage amplifier 4-
1 and a post-stage amplifier 4-2, and between the two, there is a p1 variable band bandpass filter 6 whose central wave number can be varied.
is inserted. Reference numeral 7 denotes a chest wave number-to-voltage converter for converting the output frequency of the amplifier 4-2 into a voltage and controlling the center frequency of the variable band pan-V pass filter.

−正4j1 (発振)ルーf[慣性を持たせる。-Positive 4j1 (oscillation) f [gives inertia.

第1図の構成では、流路管1内の流れに生じた渦、ま友
は流速の急変等によってマイクロホン5C受1♂される
信号の周期が蝮期間乱れたときでも、前記受1ぎ信号が
そのまま増幅回路4で増幅され、スピーカを駆動する。
In the configuration shown in FIG. 1, even when the period of the signal received by the microphone 5C is disturbed due to a sudden change in the flow velocity, etc., the vortex generated in the flow inside the flow path pipe 1 is is directly amplified by the amplifier circuit 4 to drive the speaker.

このため、前記ルーツの安定が崩れ、その状態で最も近
いNの値で再び安定する。
For this reason, the stability of the roots collapses, and in that state, it becomes stable again at the closest value of N.

従って、短期間の受信波の周期変動に対しては、発振周
波数が変動しにくい構造にすることが必要である。
Therefore, it is necessary to have a structure in which the oscillation frequency does not easily fluctuate due to short-term periodic fluctuations in the received waves.

このためには、ルーツの応答速度を遅くすることのほか
VC1ルーツ自体にフライホイールの様な慣性を持せる
ことが必要である、 ループの応答速度を遅らせるためICは、例えば、ルー
プ中の適所にi1延回路を付加すればよい。
For this purpose, in addition to slowing down the response speed of the roots, it is also necessary to give the VC1 roots themselves inertia like a flywheel. It is sufficient to add an i1 extension circuit to.

しかし、このような方法では、マイクロボ250人力波
形が一定時間遅れてスピーカ2を駆動するだけであるた
め、受信波の乱れが発振周波数に与える変化の入きさけ
、不変である。すなわち、このような方法では、Nの値
の変動を抑えることはできなり0 正帰還(発振)ループに慣性を持たせ九回路の一例を第
6図に示す、図において、第5図と同一の符号は同一部
分をあられしている。
However, in such a method, since the manual waveform of the microbo 250 only drives the speaker 2 after a fixed time delay, the change in the oscillation frequency caused by the disturbance of the received wave remains unchanged. In other words, with such a method, it is not possible to suppress the fluctuation of the value of N. The symbols denote the same parts.

8は、位相比較器81、低域フィルタ82および電圧制
御発振器83より構成されるPLi−回路である。
8 is a PLi-circuit composed of a phase comparator 81, a low-pass filter 82 and a voltage controlled oscillator 83.

第5図との対比から明らかなように、w16図は、1段
および仮嵌増幅器4−1.4−2間に、ロエ変帯域パン
Pバスフィルタの代りに、PLL (PhaseLoc
ked LOJI) )回路を挿入した本のである。
As is clear from the comparison with Fig. 5, Fig. w16 uses a PLL (PhaseLoc
ked LOJI)) This is a book with a circuit inserted.

明らかなようVCl s6図の構成では、つぎ02つの
ループか形成される〇 (Ll) マイクロホン5→増幅Wi4−1→PLL→
増幅器4−2“→スピーカ 2→マイクロホン3 (L2)  位相比較器81→低域フイルタ82−電圧
制御ll@蛋器83→位相比較 器81 マイクロホンおよびスピーカを含む第1のルーツL1が
安定するのVCJIIする時間をT、、PL、L回路す
なわち第2のループL2が安定するのに豐する時間をT
、とし、両者間に T、  )  TI の関係をもたせたとすると、slのルーフ’L1の安定
する時間はほぼTIになる。
As is clear, in the configuration shown in the VCl s6 diagram, the following 02 loops are formed (Ll) Microphone 5 → Amplification Wi4-1 → PLL →
Amplifier 4-2"→Speaker 2→Microphone 3 (L2) Phase comparator 81→Low-pass filter 82-Voltage control device 83→Phase comparator 81 The first roots L1 including the microphone and speaker are stabilized. The time it takes for VCJII to stabilize is T, the time it takes for the PL, L circuit, that is, the second loop L2, to stabilize.
, and if there is a relationship T, ) TI between them, the time for the roof 'L1 of sl to stabilize is approximately TI.

従って、外来ノイズや流体中に生じた渦等によって、短
時間の受信波周期の変動が生じても、PLL回路よりな
る第2ループL2の発振周波数は、大きくは変わらず、
第6図の系全体として安定した発振が得られる。
Therefore, even if the received wave period fluctuates for a short time due to external noise or vortices generated in the fluid, the oscillation frequency of the second loop L2 made up of the PLL circuit will not change significantly.
Stable oscillation can be obtained as a whole of the system shown in FIG.

すなわち、第6図の回路は、PL、L回路を使用しない
第1図の場合に比べて、!J1ルーー7’L1に慣性を
持たせたような動作をする。
In other words, the circuit shown in FIG. 6 has a ! J1 Rou-7' It behaves like L1 with inertia.

本発明によって、流路管内の空気流量を実測した結果の
1例を第7図に示す。この図からも、発振周波数と流量
とはほぼ直線的関係となることがわかる。
FIG. 7 shows an example of the results of actually measuring the air flow rate in the flow pipe according to the present invention. This figure also shows that the oscillation frequency and the flow rate have a nearly linear relationship.

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、マイ
クロホンおよびスピーカを含む正帰還(発振)ループの
発振周波数を計測するだけで、流量を測定できるばかり
でなく、前記発振周波数の1周期は、信号がループを一
巡する時間のN分の1になるので、測定時間をシングア
ラウンド法の場合のy分の1に短縮し、精度をN倍に上
げることがol’能となる。
As is clear from the above description, according to the present invention, not only can the flow rate be measured by simply measuring the oscillation frequency of a positive feedback (oscillation) loop including a microphone and a speaker, but also one cycle of the oscillation frequency is , it becomes 1/N of the time it takes for the signal to go around the loop, so it becomes possible to shorten the measurement time to 1/y of that in the sing-around method and increase the accuracy by N times.

また、従来のシングアラウンド法の場合に比較して構造
を簡略化することができる利点がある。
Furthermore, there is an advantage that the structure can be simplified compared to the conventional single-around method.

さらに、ループが共振状態に保たれるので、BlN比が
良好となり、この面からも測定精度の改善がロエ能とな
る。
Furthermore, since the loop is kept in a resonant state, the BlN ratio becomes good, and from this point of view as well, the measurement accuracy is improved.

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施例の概略構成図、第2図はその
動作を説明するためのブロック図、第3図は本発明にお
ける発振周波数と流量(流速)とvll係t、Mをパラ
メータとして示す図、第4図はHの値を特定し、選択す
る手法を説明するための、$6図と同様の図、第5図は
本発明の他の実施例の概略構成図、第6図は本発明のさ
らに他の実施例の概略構成図、第7図は本発明における
流量と発振周波数との関係の実測例を示す図である。 1・・fiM’l、2・・・スピーカ、3・・・742
口、F7.4・・・増幅回路、4−1.4−2・・・増
幅器、6・・・”Tf帯域パンrパスフィルタ、7・・
・周波数−電圧変換器、8・・・PLL回路 代理人 弁理士 平 木 遺 人外1名図
[Brief Description of the Drawings] Figure 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of the present invention, Figure 2 is a block diagram for explaining its operation, and Figure 3 is the oscillation frequency and flow rate (flow velocity) in the present invention. FIG. 4 is a diagram similar to FIG. 6 for explaining the method of specifying and selecting the value of H. FIG. FIG. 6 is a schematic diagram of still another embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a diagram showing an actual measurement example of the relationship between the flow rate and the oscillation frequency in the present invention. 1...fiM'l, 2...Speaker, 3...742
mouth, F7.4...Amplification circuit, 4-1.4-2...Amplifier, 6...''Tf band pan r pass filter, 7...
・Frequency-voltage converter, 8...PLL circuit agent Patent attorney Hiraki

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)その内部を空気などの流体が通過する流路管と、
1記流路管の一儒に配置され、前記流体に向って超音波
または音波を放射するスぜ一力と、前記流路管の反対側
に、前記スピーカと対向して配置され、かつスぎ一力か
ら放出されて流体中を伝播してきた超音波または音波を
受信し、これを電気信号に変換するマイクロホント、前
記マイクロホンの出力電気信号を増幅し、増幅出力信号
を前記スピーカに供給する増幅回路と、前記マイクロホ
ン、増幅回路およびスピーカよ・りなる正帰fi(発振
)ループ内に設けられた周波数選択手段とを具備し友こ
とを特徴とする正角量ループを用いた超音波am計
(1) A flow pipe through which a fluid such as air passes,
1. A suze force disposed on one side of the flow pipe and radiating ultrasonic waves or sound waves toward the fluid; and a speaker disposed on the opposite side of the flow pipe facing the speaker. a microphone that receives ultrasonic waves or sound waves emitted from the force and propagated in the fluid and converts them into electrical signals; amplifies the electrical signal output from the microphone; and supplies the amplified output signal to the speaker. An ultrasonic wave amplifier using a conformal quantity loop, comprising an amplifier circuit and a frequency selection means provided in a positive feedback loop consisting of the microphone, the amplifier circuit and the speaker. Total
(2)周波数選択手段が、スピーカおよびマイクロホン
の少なくと本一方に狭帯域特性をもたせることであるこ
とを*aとする1記特許請求の範囲第1項記載の正帰還
ループを用いた超音波流量針。
(2) Ultrasonic waves using a positive feedback loop according to claim 1, wherein *a is that the frequency selection means is to provide narrowband characteristics to at least one of the speaker and the microphone. flow needle.
(3)周・波数選択手段がパンげパス特性を有する増幅
回路であることを特徴とする特許 囲第1項に2賊の正帰還ループを一用いた超音波流量針
(3) An ultrasonic flow needle using one of the two positive feedback loops described in Paragraph 1 of the Patent Enclosure, characterized in that the frequency/wave frequency selection means is an amplifier circuit having a panned path characteristic.
(4)バンドパス特性の中心周波数を、それが、増幅回
路への人力{II号局周波数ほぼ合致するように制御す
ることを籍.徽7とする前記特許請求の範囲第5項記載
の一正帰還ルーノを、用いた超音波流量針。
(4) The center frequency of the bandpass characteristic is controlled so that it almost matches the frequency of the amplifier circuit. 7. An ultrasonic flow needle using the positive feedback loop according to claim 5.
(5)、その内部を空気などの流体が通過する流路管と
、前記流路管の一偶に配置され、前記流体に向って超f
gi.または音波を放射するスぎ一力と、前記流路管の
反対側に、、前記スピーカと対向して組直サれ、かつス
ピーカから放出、されて流体中を伝播してきた超音波ま
たは音波を受信し、これを電気信号に変換するマイクロ
ホンと、前記マイクロホンの出力電気信号を供給される
PLL1路と、前記PLL回路の出力電気信号を前記ス
ピーカに供給する手段とを具備し、前記PLL 回路の
共振周波数が、前記1イクロホン−PLL回路−スビー
カよりなる帰還ループの発振周波数にほぼ渦紋させられ
たことを%黴とする正帰還ループを用いた超音波流量計
(5) A flow path pipe through which a fluid such as air passes, and an ultra-f
gi. Alternatively, a sugi force that emits sound waves is reassembled on the opposite side of the flow pipe, facing the speaker, and emits ultrasonic waves or sound waves that have been emitted from the speaker and propagated in the fluid. a microphone for receiving the signal and converting it into an electrical signal; a PLL circuit to which the output electrical signal of the microphone is supplied; and means for supplying the output electrical signal of the PLL circuit to the speaker; An ultrasonic flowmeter using a positive feedback loop in which the resonance frequency is approximately the same as the oscillation frequency of the feedback loop consisting of the microphone, the PLL circuit, and the speaker.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0601475A1 (en) * 1992-12-08 1994-06-15 ABBPATENT GmbH Flowmeter
RU2672815C1 (en) * 2017-02-24 2018-11-19 ЗИК Энджиниринг ГмбХ Measuring flow in ultrasound

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US10571320B2 (en) 2017-02-24 2020-02-25 Sick Engineering Gmbh Flow measurement using ultrasound to detect a time of flight difference using noise measurements

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