JPS5886421A - 超音波レベル計 - Google Patents
超音波レベル計Info
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- JPS5886421A JPS5886421A JP56185867A JP18586781A JPS5886421A JP S5886421 A JPS5886421 A JP S5886421A JP 56185867 A JP56185867 A JP 56185867A JP 18586781 A JP18586781 A JP 18586781A JP S5886421 A JPS5886421 A JP S5886421A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
- G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Thermal Sciences (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
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】
この発明に液面のレベル等を淘足する超音波レベル計に
関する。
関する。
超音波レベル計ａ超音波の反射時間を計測して豪測足物
のレベルを測足するものである。、第１図に一般的な゛
超音波レベル計のｍｆｆ１ｌを示すブロック図である。
のレベルを測足するものである。、第１図に一般的な゛
超音波レベル計のｍｆｆ１ｌを示すブロック図である。
この図において１ａスタートパルスＳ１を発生するスタ
ートパルス発生回＠Ｔあり５スタートパルスＳ、ｔｒｘ
ａｆ＆パルスＱ生回路２！：時間差検出回路７とに供給
づれる。超音波パルス発生１０Ｊ路２ａスタートパルス
Ｓ１か供給されると超音波送受波器４を駆動するための
超音波パルス（第５図［ａｌ参照）を発生し信号切換回
路３を弁して超音波送受波器４ ｖｃ供給する回路であ
る。超■・波速受波６４ｒｒ超音波パルスか供給式れる
と、被測定ｒ［１５へ超音波を発射し、１だ、被測定１
１１５２）”らの反射波を受信すると受信波（第５図（
ｂｌ参照］を信号切換回路３ ＶＣ供給するものＴｏあ
る。信号切！１８１包路３０超音波の送信時ｖｃｔＨ超
音波パルスを超音波送受波器４へ供給し、受信蒔にげ受
信波を受信波構出回路６に供給する回路τ゛ある。受信
波検出（ロ）路６汀信号切侯回路３７ｙ）ら受信波が供
給されると受信パルスＳ、ｆ発生し、＠闇差検出ロ路７
ＩＣ供給する回路τ゛ある１時開差検出回路７ｉスター
トパルスＳｌ と受信パルスＳ、との時間差Ｔを検出し
、この検出結果ｆ比ｆ１１する電圧を出力する回路Ｔ゛
ある。ここ゛ご１時ｌｖＩ差Ｔに、イイ廿波送受波器４
から被測定＠５１ｒの距離をり、超音波の伝達速Ｋ（音
速］をＶとすると次式に１つて下七れる。
ートパルス発生回＠Ｔあり５スタートパルスＳ、ｔｒｘ
ａｆ＆パルスＱ生回路２！：時間差検出回路７とに供給
づれる。超音波パルス発生１０Ｊ路２ａスタートパルス
Ｓ１か供給されると超音波送受波器４を駆動するための
超音波パルス（第５図［ａｌ参照）を発生し信号切換回
路３を弁して超音波送受波器４ ｖｃ供給する回路であ
る。超■・波速受波６４ｒｒ超音波パルスか供給式れる
と、被測定ｒ［１５へ超音波を発射し、１だ、被測定１
１１５２）”らの反射波を受信すると受信波（第５図（
ｂｌ参照］を信号切換回路３ ＶＣ供給するものＴｏあ
る。信号切！１８１包路３０超音波の送信時ｖｃｔＨ超
音波パルスを超音波送受波器４へ供給し、受信蒔にげ受
信波を受信波構出回路６に供給する回路τ゛ある。受信
波検出（ロ）路６汀信号切侯回路３７ｙ）ら受信波が供
給されると受信パルスＳ、ｆ発生し、＠闇差検出ロ路７
ＩＣ供給する回路τ゛ある１時開差検出回路７ｉスター
トパルスＳｌ と受信パルスＳ、との時間差Ｔを検出し
、この検出結果ｆ比ｆ１１する電圧を出力する回路Ｔ゛
ある。ここ゛ご１時ｌｖＩ差Ｔに、イイ廿波送受波器４
から被測定＠５１ｒの距離をり、超音波の伝達速Ｋ（音
速］をＶとすると次式に１つて下七れる。
Ｙ
（１）式から時間差Ｔか距離Ｌｒｃ比例していること力
・、丁なわち、時間差検出回路７の出刃電圧か距離Ｌｒ
ｃ比例しているＣとか解る。
・、丁なわち、時間差検出回路７の出刃電圧か距離Ｌｒ
ｃ比例しているＣとか解る。
第２図に時間差検出回路７ Ｋ用いられる従来のｆａｌ
路ノー９１４を示す、この図において１０げセット−リ
セット型フリッ１フロッ７（以下Ｆ Ｆと略称する）で
あの、セット端子５ｒｒｒ゛スタートパルスＳ、が供給
され、リセット端子ルＫｆｌ受信パルスＳｌが供給され
る＾１１ｒｒＦＦ１０の用刀端子Ｑに得られる信号［ｊ
リオンーオフ制帥声れるス１ツ＋Ｘ子ｒ＃ｔｔ、ｆｆｌ
刀端子Ｑか“Ｈ”レベルノ信号を出力していると六オン
状態とな□、“Ｌ″レベル信号を出力しているときオフ
状態となる。
路ノー９１４を示す、この図において１０げセット−リ
セット型フリッ１フロッ７（以下Ｆ Ｆと略称する）で
あの、セット端子５ｒｒｒ゛スタートパルスＳ、が供給
され、リセット端子ルＫｆｌ受信パルスＳｌが供給され
る＾１１ｒｒＦＦ１０の用刀端子Ｑに得られる信号［ｊ
リオンーオフ制帥声れるス１ツ＋Ｘ子ｒ＃ｔｔ、ｆｆｌ
刀端子Ｑか“Ｈ”レベルノ信号を出力していると六オン
状態とな□、“Ｌ″レベル信号を出力しているときオフ
状態となる。
したかつて、スイッチ素子１１ｒＸＦＦ１ｏがセットす
れる時間差Ｔの期間だけオン状態とダる。このスイッチ
素子１１の端子１１ａ灯定電圧電源■１に接続され、端
子１１ｂ汀抵抗貼 、コンデンサＣＩＩ演算増幅器１２
と刀）ら構戚貞ねる積分回路１３ｒＣ接続式れている。
れる時間差Ｔの期間だけオン状態とダる。このスイッチ
素子１１の端子１１ａ灯定電圧電源■１に接続され、端
子１１ｂ汀抵抗貼 、コンデンサＣＩＩ演算増幅器１２
と刀）ら構戚貞ねる積分回路１３ｒＣ接続式れている。
このＬすＬ構成ｆＣよると、積分回路１３の出力電圧Ｖ
、ａ次式ｖｃ １り示される。
、ａ次式ｖｃ １り示される。
（２）式ｖｃ不丁工つｖｃ、電圧ｖ、Ｈ時間差Ｔ ｖｃ
比例しているのＴ１ｔｌＥＶ！ を測定下＃１け、（ｘ
ｌ 、 （２１式りり得られる次式から距離りを求める
ことかＴ゛きる。
比例しているのＴ１ｔｌＥＶ！ を測定下＃１け、（ｘ
ｌ 、 （２１式りり得られる次式から距離りを求める
ことかＴ゛きる。
ところＴ、超音波レベル計げ副矩する距＠Ｌの人をさに
エリ、いくつで１の異った測定レンジを備オる必要かあ
ｎ、’ｔ７ｔ、一般的Ｖ（最終段の出力信号げ各レンジ
毎に１〜５■の電圧変化、１だｒ１４〜２０ ｍ Ａの
Ｗ＆変化として出力する工つ規格化上れている。−万、
第３図に示Ｔ槓分１包路１３の積分特性に測足し得る距
離りの最大値ＶＣおいて飽和しない工うにするため比較
的広いタイナミックレンジ力５要求される。そして、測
定レンジの設定においてａ、測定する距離りが比較的大
ＡＩ／″１場合に第３図ＶＣ示す積分特性の飽和点に近
い付近ｌでの広いレンジ■が使用され、距離りか小さい
場合ｒＸ積分特性の立ち上り付近の狭いレンジ■が使用
される。ここで、距離りか小さくレンジ■か使用される
と、積分回路１３の出力［圧Ｖ、のイ直ａ小七い値とな
るが、積分回路１３のドリフト菫ｒｒ出力電圧Ｖ、の大
食−ｙｖｃか〃為ゎらず一定電τ゛あるη・ら、レンジ
■の場合の出力電圧ＶｔｒＸドリフトの影響を大きく受
げてし１つ。１′″ｒｘゎち、前述してシうにレンジ■
においても、装置の最終段のｍ力電圧框Ｉ〜５ｖにしｒ
ｘけれげｒ（らひいので、このレンジ■を用いる場合に
後段の増幅回路の増＠皮を大きく設定しなげれ汀ｒｒｈ
ない。したかって。
エリ、いくつで１の異った測定レンジを備オる必要かあ
ｎ、’ｔ７ｔ、一般的Ｖ（最終段の出力信号げ各レンジ
毎に１〜５■の電圧変化、１だｒ１４〜２０ ｍ Ａの
Ｗ＆変化として出力する工つ規格化上れている。−万、
第３図に示Ｔ槓分１包路１３の積分特性に測足し得る距
離りの最大値ＶＣおいて飽和しない工うにするため比較
的広いタイナミックレンジ力５要求される。そして、測
定レンジの設定においてａ、測定する距離りが比較的大
ＡＩ／″１場合に第３図ＶＣ示す積分特性の飽和点に近
い付近ｌでの広いレンジ■が使用され、距離りか小さい
場合ｒＸ積分特性の立ち上り付近の狭いレンジ■が使用
される。ここで、距離りか小さくレンジ■か使用される
と、積分回路１３の出力［圧Ｖ、のイ直ａ小七い値とな
るが、積分回路１３のドリフト菫ｒｒ出力電圧Ｖ、の大
食−ｙｖｃか〃為ゎらず一定電τ゛あるη・ら、レンジ
■の場合の出力電圧ＶｔｒＸドリフトの影響を大きく受
げてし１つ。１′″ｒｘゎち、前述してシうにレンジ■
においても、装置の最終段のｍ力電圧框Ｉ〜５ｖにしｒ
ｘけれげｒ（らひいので、このレンジ■を用いる場合に
後段の増幅回路の増＠皮を大きく設定しなげれ汀ｒｒｈ
ない。したかって。
上述した事情から従来の＠汁波レベル計において灯距＠
Ｌが小さい場合に、その創建種度が悪化Ｔる欠点かあつ
？Ｃい この発明に上述した事情に鑑与、測定距ｌＩＩＭが短い
場合Ｔも鳥い種度を待つ超音波レベル計を提供するシの
７゛、５Ｊｆ出力手段と、この可変出力手段の出力信号
を送信波と受信波との時間差の間槓算する＠算＋段とを
投げ、ΦＴ６己司変出力手段ａ前記檀真＋段の積算結果
が予め足められ九一定値とｒ（る工つにその出力信号を
制（至）し、前記ｏＴ変比出力手段出力信号に番づいて
測定下べ会距Ｗを求める工りｖ（シＴｃ％ＩのＴ゛ある
。
Ｌが小さい場合に、その創建種度が悪化Ｔる欠点かあつ
？Ｃい この発明に上述した事情に鑑与、測定距ｌＩＩＭが短い
場合Ｔも鳥い種度を待つ超音波レベル計を提供するシの
７゛、５Ｊｆ出力手段と、この可変出力手段の出力信号
を送信波と受信波との時間差の間槓算する＠算＋段とを
投げ、ΦＴ６己司変出力手段ａ前記檀真＋段の積算結果
が予め足められ九一定値とｒ（る工つにその出力信号を
制（至）し、前記ｏＴ変比出力手段出力信号に番づいて
測定下べ会距Ｗを求める工りｖ（シＴｃ％ＩのＴ゛ある
。
以下図面を浴照してこの発明の実施？１ＩＩＣついて脱
明する。
明する。
第４〆ＩＨこの発明の一実施９１１の号部の欄成をボ丁
ブロック図である、Ｈお、Ｃ０）実施例Ｖｒよる超′￥
ｒ波しベル肘σ第１図１Ｃボ丁超音波レベル計と比較し
、時間差検出（ロ）路７の検数のみが異ｒｋつており、
したがって、第４図に時間差検出（ロ）路７の嘴取を示
し、他の楢５５ｔ、部分の図ボに省略する。また、この
時間差検出回路７の構１’Ｊｌ ｖｃおいて第２図の各
部に対応するｇｔｓ分ににＩＨＩ−の符号が付しである
。
ブロック図である、Ｈお、Ｃ０）実施例Ｖｒよる超′￥
ｒ波しベル肘σ第１図１Ｃボ丁超音波レベル計と比較し
、時間差検出（ロ）路７の検数のみが異ｒｋつており、
したがって、第４図に時間差検出（ロ）路７の嘴取を示
し、他の楢５５ｔ、部分の図ボに省略する。また、この
時間差検出回路７の構１’Ｊｌ ｖｃおいて第２図の各
部に対応するｇｔｓ分ににＩＨＩ−の符号が付しである
。
第４図ｒ（おいて、積分回路１３の出力信号ａすンフル
ホールド回路２０に供給される。サンプルホールド（ロ
）路２ｏｒｒタイミング制御回路２４からタイミングパ
ルスＰ、か供給された時に積分回路１３の出力信号（電
圧］をサンプルホールドする（口）路であの、その出力
電圧ｒＸＸ差動増幅６ニ１０１ルホ一ルド回路２ｏから
供給される電圧と非反転端子に接続されている基準電圧
Ｖｓ，との差を検出して増幅するものであの，その出方
信号に抵抗）ｔｌを介して演算増幅器２２０反転入カ入
力へ供給上れる．ここＴ，基準電圧Ｖｓ， としてａ第
３図に符号■にて示す範囲内の電圧が用いられる。
ホールド回路２０に供給される。サンプルホールド（ロ
）路２ｏｒｒタイミング制御回路２４からタイミングパ
ルスＰ、か供給された時に積分回路１３の出力信号（電
圧］をサンプルホールドする（口）路であの、その出力
電圧ｒＸＸ差動増幅６ニ１０１ルホ一ルド回路２ｏから
供給される電圧と非反転端子に接続されている基準電圧
Ｖｓ，との差を検出して増幅するものであの，その出方
信号に抵抗）ｔｌを介して演算増幅器２２０反転入カ入
力へ供給上れる．ここＴ，基準電圧Ｖｓ， としてａ第
３図に符号■にて示す範囲内の電圧が用いられる。
演算増幅器２２の非反転入力端子に接地され、また、出
力端子と反転入力端子間［ｊｒコンテンサＣ１が介挿上
れている。なお、演算項＠器２２，抵抗Ｒ３，お工ひコ
ンデンサＣ３とｒ積分回路が構成すして２つ、また、こ
の積分ロ路，サンプルホールド回路２ ０ 、 オｘヒ
， 差ｆｘｎ増１１１Ｍ！ ２ １ トＴ可変出力回路
２５か構成シれている。
力端子と反転入力端子間［ｊｒコンテンサＣ１が介挿上
れている。なお、演算項＠器２２，抵抗Ｒ３，お工ひコ
ンデンサＣ３とｒ積分回路が構成すして２つ、また、こ
の積分ロ路，サンプルホールド回路２ ０ 、 オｘヒ
， 差ｆｘｎ増１１１Ｍ！ ２ １ トＴ可変出力回路
２５か構成シれている。
演算増幅器２２の出力＊ＦＥＶ， ｒｘスイッチ素子１
１の端子１１ａＶＣｇｃ＠さｎると共ＶＣ．除算回路２
３０入力端子２ ３ ａ Ｋ供給式れる。除算回路２３
σ入力端子２３ｂに牛＃式れている基準′電圧■〜の情
を入力端子２３ａｖｃ供給さｎる電圧Ｖ，の値↑除算す
る回路ｒあｎ，その出力ａ出力端子２６ｒｃ倶紺嘘れて
いる。また、この実施例ＩＴｆｆ積分回路１３の出力信
号をリセットする罠めに，コンデンサＣ８の両端間にス
イッチ素子２７が介挿されている。このス１ツチ素子２
７Ｈタイミング制御回路２４から夕１ミンダバルスＰ，
か供給された時だσオン状態となる。
１の端子１１ａＶＣｇｃ＠さｎると共ＶＣ．除算回路２
３０入力端子２ ３ ａ Ｋ供給式れる。除算回路２３
σ入力端子２３ｂに牛＃式れている基準′電圧■〜の情
を入力端子２３ａｖｃ供給さｎる電圧Ｖ，の値↑除算す
る回路ｒあｎ，その出力ａ出力端子２６ｒｃ倶紺嘘れて
いる。また、この実施例ＩＴｆｆ積分回路１３の出力信
号をリセットする罠めに，コンデンサＣ８の両端間にス
イッチ素子２７が介挿されている。このス１ツチ素子２
７Ｈタイミング制御回路２４から夕１ミンダバルスＰ，
か供給された時だσオン状態となる。
次Ｖ（、Ｃの実施イタ１１の動作を第１１凶，第４図，
第５図を参照して説明するが、１ず、測置距離りが変動
しない場合の動作な脱明する。
第５図を参照して説明するが、１ず、測置距離りが変動
しない場合の動作な脱明する。
第４図ＶＣ下丁１日路ｌ（おいて、電源か投入されると
，第５図Ｖｃボ丁時刻ｔ，にタイミング制御１す路２４
から夕１ミンクパルスＰ，かスイッチ素子２７Ｖ（供給
され，積分回路１３０川力幅圧Ｖ，か軍５図１ｆｌｒｃ
示す工りｖｃ ｏ ｖ ｖｃリセット盗れる。そして、
Ｉ刻ｔ 、 ｖｃ オい１第１図にボ丁スタートパルス
発生（口）路１がスタートパルスＳ１を発生すると、第
４図に示すＦＰ】Ｏかセットされ出力端子Ｑから第５図
（ｃ）Ｋ示すようＶＣ“Ｈ”レベルの信号が出力されて
スイッチ素子１１かＯＮ状態になる６１π。
，第５図Ｖｃボ丁時刻ｔ，にタイミング制御１す路２４
から夕１ミンクパルスＰ，かスイッチ素子２７Ｖ（供給
され，積分回路１３０川力幅圧Ｖ，か軍５図１ｆｌｒｃ
示す工りｖｃ ｏ ｖ ｖｃリセット盗れる。そして、
Ｉ刻ｔ 、 ｖｃ オい１第１図にボ丁スタートパルス
発生（口）路１がスタートパルスＳ１を発生すると、第
４図に示すＦＰ】Ｏかセットされ出力端子Ｑから第５図
（ｃ）Ｋ示すようＶＣ“Ｈ”レベルの信号が出力されて
スイッチ素子１１かＯＮ状態になる６１π。
ＸＩ ｐパルスＳ，が発生されるよ、前述した＝つに
超音波送受波器４から超音波か発射される。そして、受
信波検出回路６が時刻ｔｓｒｃ受信波を検出すると，受
傷パルスＳ，をＦＦｌ０のリセット端子几に供給し，’
ＰＦＩＱをリセットする。この時、積分回路１３に時刻
ｔ，たら時刻ｔ，！Ｔ。
超音波送受波器４から超音波か発射される。そして、受
信波検出回路６が時刻ｔｓｒｃ受信波を検出すると，受
傷パルスＳ，をＦＦｌ０のリセット端子几に供給し，’
ＰＦＩＱをリセットする。この時、積分回路１３に時刻
ｔ，たら時刻ｔ，！Ｔ。
丁なわち、時間差Ｔの間，演算増幅器２２の出力電圧Ｖ
４を積分する６なお、この時の電圧ｖ４の値（初期値）
に一般に不定であるか、この実施例の動作に電圧ｖ４の
初期値に影４１”れないのＴ゛。
４を積分する６なお、この時の電圧ｖ４の値（初期値）
に一般に不定であるか、この実施例の動作に電圧ｖ４の
初期値に影４１”れないのＴ゛。
簡単のために第５図（ｈｌ Ｋ示す工うにＯｖとする。
したがって、時刻ｔ，での積分回路１３の出力電ＥＥＶ
，ａ第５図げ）に示す工うｖｃｏｖの１１であるーそし
て１時刻ｔ，にタイミング制＃回路２４がタイミングパ
ルスＰ，をサンプルホールド回路ｌ路２０に供給すると
、サンプルホールド回路２０にこの時の電圧Ｖ，の値（
ＯＶ）をサンプルホールドして，差動増幅器２１へ供給
する。差切増幅器２１ｒｒ電圧差（Ｖｓ，−、０）ｙｃ
対１ｖ６ｔＦＥＶ，（ＩＮ５図（ｇ＋参照）を抵抗Ｒ１
を介して偵算増幅器２２へ供給する。この結果、積分回
路を構成する演算増幅器２２の出力＊ＩＥＶ， ｒｒｉ
５ Ｖ＋（ｈ＋Ｖｃ示ＴＬ ’５ＩＣ下降してゆく。
，ａ第５図げ）に示す工うｖｃｏｖの１１であるーそし
て１時刻ｔ，にタイミング制＃回路２４がタイミングパ
ルスＰ，をサンプルホールド回路ｌ路２０に供給すると
、サンプルホールド回路２０にこの時の電圧Ｖ，の値（
ＯＶ）をサンプルホールドして，差動増幅器２１へ供給
する。差切増幅器２１ｒｒ電圧差（Ｖｓ，−、０）ｙｃ
対１ｖ６ｔＦＥＶ，（ＩＮ５図（ｇ＋参照）を抵抗Ｒ１
を介して偵算増幅器２２へ供給する。この結果、積分回
路を構成する演算増幅器２２の出力＊ＩＥＶ， ｒｒｉ
５ Ｖ＋（ｈ＋Ｖｃ示ＴＬ ’５ＩＣ下降してゆく。
そして、貴ひ時刻ｔ，ＶＣおいてタイミング制御回路２
４Ｄ＞らスイッチ素子２７へ夕１ミンクパルｘＰ，が供
給式れ，積分１回路１３かリセットされた後、時刻ｔ６
ＶＣおいてスタートパルス８＋１１ぜられて超音波の発
射か行なわれる。この結果、前述したＳ介と同様ＶＣＦ
Ｆ］Ｏか時刻ｔ６から時刻ｔ，の萌セット状態とｒぷり
、スイッチ素子１１をオン状態ｌｃする。これに＝す、
積分回路１３Ｈ第５図（ｈｌの■Ｖ（ボ丁１メ間の眼圧
ｖ４を積分てる。
４Ｄ＞らスイッチ素子２７へ夕１ミンクパルｘＰ，が供
給式れ，積分１回路１３かリセットされた後、時刻ｔ６
ＶＣおいてスタートパルス８＋１１ぜられて超音波の発
射か行なわれる。この結果、前述したＳ介と同様ＶＣＦ
Ｆ］Ｏか時刻ｔ６から時刻ｔ，の萌セット状態とｒぷり
、スイッチ素子１１をオン状態ｌｃする。これに＝す、
積分回路１３Ｈ第５図（ｈｌの■Ｖ（ボ丁１メ間の眼圧
ｖ４を積分てる。
そして、時刻ｔ７７゛スイッチ索子］１かオフ状態にな
ると、積分１別路１３の出力電圧■，に第５図（ｆｌｒ
ｃ示す工りＶ（時刻ｔ？τ゛の咀を保狩したテ１とｒｊ
る。次ＶＣ１時刻重，において、タイミング制瞬回路２
４かタイミングパルスＰ１をサンプルホールド（ロ）路
２０へ供給すると、サンプルホールド回路２０ｉこの時
の電圧Ｖ、の値を取り込み、差動増幅器２１へ供給する
。この給米、差動増幅器２１ｒＸ＊ＦＥ Ｖ、と基準電
圧Ｖｓ、との差Δｖｇｏ（２Ｍ５図げ１参照）Ｋ対応す
る出力電圧Ｖ、を抵抗Ｒ１を弁して演算増幅器２２へ供
給する。この時の陣圧差ΔＶ、。Ｈ前回（時刻ｔ ４
） ＜Ｆ） 時０） 盲、 ＥＥ Ｉ！＝ （Ｖｓｌ
＝ Ｑ）Ｌりも小さいので、演算増幅器２２Ｖ（４＃袷
式れる１［ＦＥＶ、 ｆｆ小言い値となり、したがって
、演算増幅器２２の出力電圧ｖ４の下降の傾ｅｔａ第５
図げｌの時刻ｔ、たら小言ぐｒｘる。
ると、積分１別路１３の出力電圧■，に第５図（ｆｌｒ
ｃ示す工りＶ（時刻ｔ？τ゛の咀を保狩したテ１とｒｊ
る。次ＶＣ１時刻重，において、タイミング制瞬回路２
４かタイミングパルスＰ１をサンプルホールド（ロ）路
２０へ供給すると、サンプルホールド回路２０ｉこの時
の電圧Ｖ、の値を取り込み、差動増幅器２１へ供給する
。この給米、差動増幅器２１ｒＸ＊ＦＥ Ｖ、と基準電
圧Ｖｓ、との差Δｖｇｏ（２Ｍ５図げ１参照）Ｋ対応す
る出力電圧Ｖ、を抵抗Ｒ１を弁して演算増幅器２２へ供
給する。この時の陣圧差ΔＶ、。Ｈ前回（時刻ｔ ４
） ＜Ｆ） 時０） 盲、 ＥＥ Ｉ！＝ （Ｖｓｌ
＝ Ｑ）Ｌりも小さいので、演算増幅器２２Ｖ（４＃袷
式れる１［ＦＥＶ、 ｆｆ小言い値となり、したがって
、演算増幅器２２の出力電圧ｖ４の下降の傾ｅｔａ第５
図げｌの時刻ｔ、たら小言ぐｒｘる。
そして、上述した場合と四′ｋに１時刻ｔ、Ｔ＠分回路
１３がリセットされ１時刻ｔ１゜〜ｔ、□ｒＦＦＩＯが
セット状態１丁ｒＩわち、ス１ツチ素子１１かオン状態
とｒｒる。この結果、第５図（ｈｌの＠に示す範囲の電
圧Ｖ４を積分（ロ）路１３が積分する。
１３がリセットされ１時刻ｔ１゜〜ｔ、□ｒＦＦＩＯが
セット状態１丁ｒＩわち、ス１ツチ素子１１かオン状態
とｒｒる。この結果、第５図（ｈｌの＠に示す範囲の電
圧Ｖ４を積分（ロ）路１３が積分する。
そして、時刻型、で電圧■、の埴が差動増幅器２１へ供
給されると、この時の電圧Ｖ、の値に第５図げ）に示す
工うＶ（、、基準電圧Ｖｓｌをわずかに越えているσ）
Ｔ゛、蒐田寿ΔＶ、げわずかＶＣ負の１１となｎ、した
かつて、差動増幅器２１の出力電圧Ｖ、％ｌわずたに貝
の埴とｒｘる。この結果１時刻ｔｔｍ から演４増１
陥器２２の出力電圧Ｖ、ａゆるい佃きＴ゛土件開始する
。そして、丹ひ時刻ｔＩＳＴ檀分（積分路１３かリセッ
ト七れ１時ａ口、４〜’１１の闇ｒ槓分回路１３か第５
図ｔｈｌのωＬＬ下丁範囲σ）ｔＦＦ、■４を積分し、
こＱ）積分結果か時刻’１６でサンプルホールド爛れて
差動１ｌＩＩＩｖ幅器２１へ供生七れる。この時、サン
フールホールド慣れ７．ｔ ＩＥ Ｖ ｔの（直か第５
図げ１の八にボ丁工りＶＣ基準篭電圧ｓ。
給されると、この時の電圧Ｖ、の値に第５図げ）に示す
工うＶ（、、基準電圧Ｖｓｌをわずかに越えているσ）
Ｔ゛、蒐田寿ΔＶ、げわずかＶＣ負の１１となｎ、した
かつて、差動増幅器２１の出力電圧Ｖ、％ｌわずたに貝
の埴とｒｘる。この結果１時刻ｔｔｍ から演４増１
陥器２２の出力電圧Ｖ、ａゆるい佃きＴ゛土件開始する
。そして、丹ひ時刻ｔＩＳＴ檀分（積分路１３かリセッ
ト七れ１時ａ口、４〜’１１の闇ｒ槓分回路１３か第５
図ｔｈｌのωＬＬ下丁範囲σ）ｔＦＦ、■４を積分し、
こＱ）積分結果か時刻’１６でサンプルホールド爛れて
差動１ｌＩＩＩｖ幅器２１へ供生七れる。この時、サン
フールホールド慣れ７．ｔ ＩＥ Ｖ ｔの（直か第５
図げ１の八にボ丁工りＶＣ基準篭電圧ｓ。
と等しく Ｔｒると、差動増幅器２］の出力信号に第５
図１ｇ１０） ＨＫｒ−ｔ Ｌすｖｃ Ｕ ＶとＢｎ−
ＣれＦｉｎ、？Ｘ算１１Ｗ１ｍ含２２の出力室ＦＥＶ４
ｔｆＸ第５図（ｈｌグ＞Ｃｖｃ−ボて工りｌ（この時の
値Ｔ゛慣はい状態とｒｘる。そして、次にに）Ｖ（爪丁
期間の電圧ｖ４か時刻’１８〜ｔ１゜で積分され、その
積分結果η）再び第５図げ１のＭｖｃ示す工つＶＣ基準
電圧Ｖｓ、と等しく ｒｒると。
図１ｇ１０） ＨＫｒ−ｔ Ｌすｖｃ Ｕ ＶとＢｎ−
ＣれＦｉｎ、？Ｘ算１１Ｗ１ｍ含２２の出力室ＦＥＶ４
ｔｆＸ第５図（ｈｌグ＞Ｃｖｃ−ボて工りｌ（この時の
値Ｔ゛慣はい状態とｒｘる。そして、次にに）Ｖ（爪丁
期間の電圧ｖ４か時刻’１８〜ｔ１゜で積分され、その
積分結果η）再び第５図げ１のＭｖｃ示す工つＶＣ基準
電圧Ｖｓ、と等しく ｒｒると。
差動増幅器２２の出力く圧ｒｒ ＯＶ −ｔ ｘ Ｔあ
ｒｌ、電圧ｖ４に一定値を保持しつつげろ。以後電圧■
４か一足であるから、積分（ロ）路１３の積分結果（電
圧ｖ４を時間差Ｔの間積分した結果］が基準電圧Ｖｓ、
と等しく ｒｒす、電圧ｖ４σｆａし「い。この工
りＴ／ｃ、この実施例でに積分回路１３の積分結果が基
準電圧Ｖｓ、に等しく ｒｘる工りに演算増幅器２２の
出力電圧ｖ４が制御式れ罠後、この電圧■４か一定値を
保持しつづける。
ｒｌ、電圧ｖ４に一定値を保持しつつげろ。以後電圧■
４か一足であるから、積分（ロ）路１３の積分結果（電
圧ｖ４を時間差Ｔの間積分した結果］が基準電圧Ｖｓ、
と等しく ｒｒす、電圧ｖ４σｆａし「い。この工
りＴ／ｃ、この実施例でに積分回路１３の積分結果が基
準電圧Ｖｓ、に等しく ｒｘる工りに演算増幅器２２の
出力電圧ｖ４が制御式れ罠後、この電圧■４か一定値を
保持しつづける。
次ｒｃ、 ？ｌＩＱ定距離りか変動し罠場合でも均一圧
７番か測定距＠Ｌに対応することを以下に説明する。
７番か測定距＠Ｌに対応することを以下に説明する。
周知のＬすに積分回路１３の出力電圧ａ次式に１ってボ
される。
される。
この（４）式を変形すると。
Ｖ番
Ｌ
とｒｘｎ、コの（５）式［Ｆｆｔｒ述Ｌ７Ｃｆｌ１式’
ｒ−ｖ代入すると。
ｒ−ｖ代入すると。
ｖ ｖ。
とｒ（る。この（６１式乞変杉すると
Ｖ、 ２
トｒＫｒＪ、Ｃ＆Ｊ（７１ＫＤ−ラ’Ｋ）ｔ Ｖ 、
２）ｉ６Ｊ！Ｉ定ｆｆｆ−１ｉｒ Ｌ Ｉｃ対応じてい
ることか所る１丁個わち、■４か求１れげｍｌ喉りか釆
められることか（机 上ｔ、琳４図ｖｔ戻ろ〃１、電圧ｖ４か味鼻回路２３ｖ
ｃ惧坩−ｘｔ’ｔｂと、１４＋ｕｌ１％ ２３１”ｆｆ
Ｖ Ｓ 、 ／Ｖ、 ／ｒｊる廣鼻を何い、この結末
りをｍ刀端子２６η為ら出力する。ｒｒｘｔ）ち、ＤＣ
次式ＶＣ工りボばｒする。
２）ｉ６Ｊ！Ｉ定ｆｆｆ−１ｉｒ Ｌ Ｉｃ対応じてい
ることか所る１丁個わち、■４か求１れげｍｌ喉りか釆
められることか（机 上ｔ、琳４図ｖｔ戻ろ〃１、電圧ｖ４か味鼻回路２３ｖ
ｃ惧坩−ｘｔ’ｔｂと、１４＋ｕｌ１％ ２３１”ｆｆ
Ｖ Ｓ 、 ／Ｖ、 ／ｒｊる廣鼻を何い、この結末
りをｍ刀端子２６η為ら出力する。ｒｒｘｔ）ち、ＤＣ
次式ＶＣ工りボばｒする。
■４
そして、番準Ｉａ比Ｖｓ、０１世を（７）弐右辺のカツ
コ円の値、丁ｒｔワち、（−Ｖ、ｅ、）ｔ、ＶＳ、／２
）に設定すると、（８）式の右辺ニ（７１式の右辺と等
しくなり。
コ円の値、丁ｒｔワち、（−Ｖ、ｅ、）ｔ、ＶＳ、／２
）に設定すると、（８）式の右辺ニ（７１式の右辺と等
しくなり。
Ｄ−Ｌ ・・・・・・（９
１か得られる。
１か得られる。
なお、この実施例ＶＣおいて、■、を不丁（４１式に次
式のＬうに書くこともできる。
式のＬうに書くこともできる。
れＸ
１３に流れ込む電流をボしている。し友がって。
電流を積分する形の積分（ロ）路１に＃：Ｉいて、その
出力型＆が一定とｒｊる工うに、可変出力ｉ路２５の出
力電流を制御し、この電流１直〃≧ら距離Ｌｖ求める工
うにして翫シい。
出力型＆が一定とｒｊる工うに、可変出力ｉ路２５の出
力電流を制御し、この電流１直〃≧ら距離Ｌｖ求める工
うにして翫シい。
また、この実施例におげろ積分回路１３をカウンタ、サ
ンプルホールド回路２ｏをラッチ回路。
ンプルホールド回路２ｏをラッチ回路。
差動増幅器２１′４ｆＤ／Ａコンバータ、演算増幅器２
２、抵抗Ｈ１、お工ひコンデンサＣ２Ｔ構成さねる積分
回路を電圧制御発伽（ロ）路（Ｖ／Ｆ・コンバータ）、
そして、スイッチ素子１１を時間差Ｔの間開状壱となる
ゲートＶ（Ｗ＊＊）、カウンタの計数結果か常ｌＣ−建
１１区とｒＩΦ工りｌ（切作濾ぜれげ。
２、抵抗Ｈ１、お工ひコンデンサＣ２Ｔ構成さねる積分
回路を電圧制御発伽（ロ）路（Ｖ／Ｆ・コンバータ）、
そして、スイッチ素子１１を時間差Ｔの間開状壱となる
ゲートＶ（Ｗ＊＊）、カウンタの計数結果か常ｌＣ−建
１１区とｒＩΦ工りｌ（切作濾ぜれげ。
この実施←１をテジタル頓作ｌＣ置＾準えることかでき
る。この通合、峯用Ｖ、ｖｃ対応Ｔる電圧制御発蚕回路
の出力周波数（距離Ｌｖｃ肘応する）を除其ｌａＭ２３
７マイクロコンピユータ等を用いて除算（（７）式Ｖ（
対応する〕丁れは、嘘らＶＣ前梢種度Ｅ測定を行うこと
かＴ゛肯る。
る。この通合、峯用Ｖ、ｖｃ対応Ｔる電圧制御発蚕回路
の出力周波数（距離Ｌｖｃ肘応する）を除其ｌａＭ２３
７マイクロコンピユータ等を用いて除算（（７）式Ｖ（
対応する〕丁れは、嘘らＶＣ前梢種度Ｅ測定を行うこと
かＴ゛肯る。
以よ規明したＬすｌ（、Ｃの発明Ｋ Ｌれは可変量′Ｏ
Ｊ変出力十段ａ前配積算手段の積算哨来が常ＶＣ定めら
れた一定１ｖＬとなる工りに、その出力（ｇ号を制御し
、前Ｍｅ ｏＪ変出力手段の出力信号ＶＣ基ついて沖ｊ
足丁べ★距４Ｉを求める工りＶＣＬ罠のＴ゛、測足可能
ｒｒ最大距畔ＶＣ対して測定丁べき距窮か短い場合ｒ％
、極めてＳｌ精度に剣定を行うことη・できる。
Ｊ変出力十段ａ前配積算手段の積算哨来が常ＶＣ定めら
れた一定１ｖＬとなる工りに、その出力（ｇ号を制御し
、前Ｍｅ ｏＪ変出力手段の出力信号ＶＣ基ついて沖ｊ
足丁べ★距４Ｉを求める工りＶＣＬ罠のＴ゛、測足可能
ｒｒ最大距畔ＶＣ対して測定丁べき距窮か短い場合ｒ％
、極めてＳｌ精度に剣定を行うことη・できる。
第１図ク一般的な超音波レベル計の構成を示すブロック
図、８２図に第１図に不丁時間差検出回路７の一例を示
す（ロ）略図％ｊｉｌ！３図ａ褐２図にム丁槓分回路１
３の特性を示す図１ｗ４４図ａこの発明の一実施例の構
ＩＬを示すブロック図、第５図（ａｌ。 （ｂｌ ｌ”ｒ超音波パルス、受信パルスを各々承丁図
、第５図（ｃｌ〜（ｈｌ ｒｒ第４図に示すブロック図
Ｖｔおげろ谷部の波形を各々示す図である、 １３°・・積分回路（積算手段）、２５・・・可変出力
回路（可変出力」段］。 出願人 株式会社 北辰電憎製作所
図、８２図に第１図に不丁時間差検出回路７の一例を示
す（ロ）略図％ｊｉｌ！３図ａ褐２図にム丁槓分回路１
３の特性を示す図１ｗ４４図ａこの発明の一実施例の構
ＩＬを示すブロック図、第５図（ａｌ。 （ｂｌ ｌ”ｒ超音波パルス、受信パルスを各々承丁図
、第５図（ｃｌ〜（ｈｌ ｒｒ第４図に示すブロック図
Ｖｔおげろ谷部の波形を各々示す図である、 １３°・・積分回路（積算手段）、２５・・・可変出力
回路（可変出力」段］。 出願人 株式会社 北辰電憎製作所
Claims (1)
- 可変出力手段と、この可変出力手段の出力信号を送信波
と受信波の時間差の間槓算する積痺手段とを＆げてなの
、前記可変出力手段に前記積算手段の積算結果か予め定
められた一足値となる工うにその出力信号を制御し、荊
紀町変出力千般の出力信号に基づ−て測定丁べ舞距離を
求めることを特徴とする超音波レベル計、
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56185867A JPS5886421A (ja) | 1981-11-19 | 1981-11-19 | 超音波レベル計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56185867A JPS5886421A (ja) | 1981-11-19 | 1981-11-19 | 超音波レベル計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5886421A true JPS5886421A (ja) | 1983-05-24 |
Family
ID=16178261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56185867A Pending JPS5886421A (ja) | 1981-11-19 | 1981-11-19 | 超音波レベル計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5886421A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS504154A (ja) * | 1972-02-22 | 1975-01-17 |
-
1981
- 1981-11-19 JP JP56185867A patent/JPS5886421A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS504154A (ja) * | 1972-02-22 | 1975-01-17 |
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