JPS59204788A - 超音波の伝播時間測定装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、送波器と受波器を一定距離だけ離して向い合
わせて配設し、送波器から送出した超音阪パルスが受波
器に到達するまでの時間間隔を測定し、その計測結果に
基づいて、風速や流速などを演算する装置に用いる超音
波の伝播時間を測定する装置に関するものである。

この種の装置で問題になるのは、送信パルスと受信パル
スの時間間隔ｔが短い点であシ、短い時間ｔの範囲内で
必要なデータを処理しなければならないため、高度な設
計技術が必要となシ、経済的々面や製造面においても好
ましからぬ影響があシ、然るべき対策が望まれるところ
である。

本発明はか＼る点に錨み、できるだけ簡単な手段で現状
の不備を除かんとするものである。

次に実施例を示す図面を基にして説明する。

第１図は実施例のブロック図、第２図は作動説明図であ
り、第１図の中で記号を付しである各部に対応して示し
である。

第１図においてｌ及び２はセット・リセット型フリップ
フロップ回路、３はアンドゲート回路、４はアップ・カ
ウンタ、５（ｌ″ｌ：減算器、６はＯＲ回路、７は積分
器、８はアナログ・デジタル変換器である。

Ｐは送信パルスの入力端子、Ｒは受信パルスの入力端子
、ＣＬＫはクロックパルスの入力端子を示す。

端子Ｐに入来する送信パルスＰＩ　（第２図（イ）参照
）と、端子Ｒからの受信パルスＲ１（第２図（ロ）参照
）とが、それぞれ第１のソリツブフロップ回路１のセッ
トψｊｈ１子Ｓとリセット端子Ｈに印加すると、回路ｌ
の出力は第２図の（ハ）に示す通シ、送信パルスＰｌと
受信パルスＲ１の間がＯＮとな９、この出力（はアンド
ゲート回路３の一方の端子に印加する。

回路３の他方の端子には、端子ＣＬ　Ｋからのクロック
パルスが印加しており、回路３の出力は第２図に）に示
す通シとなシ、この出力がアップ・カウンタ４に印加し
、カウンタ４は入来するクロックパルスのｉＡを数える
。

一方第２のフリップフロップ回路２のセット端子Ｓには
、ＯＲ回路６を介して送信パルスＰ□と受信パルスＲ１
が印加し、一方リセット端子Ｒにはクロックパルスが印
加しておｐ１出力には第２図（ホ）に示す通シ、送信パ
ルスＰ１の立上シ時点から始壕シ、送信パルスＰｌに続
く第１発回のクロックパルスの立上シ時点までのｔ１時
間だけＯＮとなる出力と、受信パルスＲ１に就ても同様
に１２時間だけＯＮの出力が得られ、これらの出力は積
分器７の入力となシ、両出力は積分されたあと、アナロ
グ値はアナログ・デジタル変換器８でデジタル値に変換
されて減算器５に印加する。

こ＼でアナログ・デジタル変換器８の分解能を適宜に選
んでおくと、前記第２のソリツブフロップ回路２で検出
された時間ｔ１とｔ２の出力を積分してデジタル化する
とき、分解能によって決まる拡大率例えばｍ倍で、す々
わち１１とｔ２をｍ倍してデータを処理することができ
る。

一方減算器５には、前記第１のフリップフロップ回路１
の出力（第２図ｅ９参照）が印加されるから、減算器５
の出力には前記ｍ　ｔ１時間相当のデジタル値Ｂとｒｎ
ｔ２時間相当のデジタル値Ｃの差Ｂ−Ｃが得られる。

このようにして求めた計数値Ａと（Ｂ−Ｃ）を、以下の
演算処理すると、送信４号から受信々号までの正しい時
間間隔を示す計算値を求めることができる。

Ａ／Ｄ変換器のスケールをｍに設定し、Ａで得られる１
カウント相当の時間間隔でフルスケールになるようにし
ておくと、（Ｂ−Ｃ）で得られた１ビツトの値は１／ｍ
の時間間隔の重みを持ったものとなるので、両者を同一
の時間単位に変換するためには、Ａの計数値をｍ倍する
が、或は（Ｂ−Ｃ）の計数値を１７ｍにする必要がある
。っまシ　（Ｂ−Ｃ）の数値がｍ個集まってＡの時間単
位と同一になるのである。

したがって、送受信間の時間間隔ｔは次の数式％式％ 時間間隔ｔ＝（Ａｘｍ＋　（Ｂ−Ｃ））ｘり・〃０波長
１鍋する嘲８ｊ又は ＝（Ａ−＋−，（Ｂ−Ｃ））ｘ　　し叶りの１波長に相
当する時化）上記の演算方法については具体的に触れな
いが、デジタル演算やアナログ値に変換する彦ど、周知
の演算方法を用いればよい。

本発明は以上説明した通シであシ、従来は上記のＡの計
数値だけを求め、この計数値を送受信間の時間間隔とし
ていたので、クロックパルスの１波長以下の部分につい
ては計数できないため誤差を避けることができなかった
のに対し、時間間隔拡大回路を利用することによってク
ロックパルスの１波長をはずれた部分をも測定可能とし
、正確な時間間隔を測定でき、かつ、精度を向上させる
ためにクロックパルスの周波数を徒らに高く上げる必要
がなくな力、カウンタも特に高級なものでなくとも充分
であるなど、製造面は勿論、経済的にも極めて有利とな
って、実用面での効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例のブロック図。 第２図は第１図の作動説明図。 １．２・・・フリップフロップ回路、 ３・・・アンドゲート回路、４・・・アップ拳カウンタ
、５・・・減算器、６・・・ＯＲ回路、７・・・積分器
、８・・・アナログ・デジタル変換器。 特許出願人 海上電機株式会社 第　ｆ　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 超音波パルスを送信してから受信する迄の時間内に含ま
   れるクロックパルスを計数して、超音波の伝稲時間を測
   定する装置において、 送信パルスと受信パルスとが印加され、送信から受信ま
   でＯＮと彦る出力を得る回路と、該回路の出力及びクロ
   ックパルスとが印加されるゲート回路と、 該ゲート回路の出力が印加され、出力の中に含まれるク
   ロックパルスの数Ａを計数するアップカウンタと、 ０１１回路を介して送られる前記送信パルス及び受信パ
   ルスと、前記クロックパルスとが印加されて、前記送信
   パルスと受信パルスそれぞれの立上）時点から始まシ、
   送信パルスのそれぞれに続く初めてのクロックパルスの
   立上シ時点までの時間１１及びｔ２の間だけＯＮとなる
   パルスを検出する回路と、 該回路の出力が印加される積分回路と、該漬方回路の出
   力を前記ｔ１及ｔ２のｍ倍の拡大率でデジタル化するア
   ナログ・デジタル変換器と、該アナログ・デジタル変換
   器の出力と、前記送信から受信１でＯＮとなる回路の出
   力とが印加され、該アナログ・デジタル変換器の出力に
   検出されたｍｔｌ、の時間に相当するディジタル数値Ｂ
   　、ｍｔ２に相当するディジタル数値の差を算出する減
   算器と、 を具備しておυ、送受信の時間間隔ｔの値を゛　　　１ ｔ＝（人士−（Ｂ−Ｃ）　　〕ｘ　　（クロックの１波
   長に相当する時間）　として求めるように構成したこと
   を特徴とする超音波の伝播時間測定装置。