JPS5994015A - Ultrasonic flowmeter - Google Patents

Ultrasonic flowmeter

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JPS5994015A
JPS5994015A JP57205239A JP20523982A JPS5994015A JP S5994015 A JPS5994015 A JP S5994015A JP 57205239 A JP57205239 A JP 57205239A JP 20523982 A JP20523982 A JP 20523982A JP S5994015 A JPS5994015 A JP S5994015A
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ultrasonic
pulse
excitation signal
excitation
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Hiroshi Owada
大和田 博
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Yokogawa Hokushin Electric Corp
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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

Abstract

PURPOSE:To measure accurate measurement of a flow rate with a stable ultrasonic wave by driving an ultrasonic vibrator with a multiple driving pulses of frequencies almost equal to the resonance frequency thereof. CONSTITUTION:In response to a start signal, an excitation signal generator 7 for variable division is enabled through no. of waves control circuit 8 to divide a pulse of frequency in an inverse proportion to the time of transmitting or receiving ultrasonic waves outputted from a voltage control oscillator 1 so that the generator 7 generates a driving pulse of the frequency almost equal to the resonance frequency of an ultrasonic vibrator. When this pulse is counted with a counter 3 to reach a specified value, an enable signal vanishes from the circuit 8 and an ultrasonic pulse generation circuit 4 is driven by a specified number of drive pulses of a specified frequency to transmit a specified number of stable ultrasonic pulses. Thus, an accurate measurement of a flow rate is done by an ultrasonic wave.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、大口径水道等の流量を測定するのiC1史
用される超音波流廿it’に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an ultrasonic flow meter used in iC1 for measuring the flow rate of large-diameter water pipes and the like.

第1図は、従来の超音波流量計における超音波パルス発
生回路とその周辺回路の構成を示すブロック図であシ、
図において1は電圧開側1発振器(以下、vcoと称す
)である。vcoiは、図示しない時間差電圧変換回路
から供給される制御゛電圧V (! VCよって、その
発振周波数fが超音波が送信されてから受信されるまで
の超音波伝播時間Tの逆数1/TのN(定数)倍となる
ように制御されている。すなわち、発振周波数fは伝播
時間T#L反比例する。そして、被測定流体の流れ方向
r[Q波を放射したときのVCOIの発振周波数f1と
、流れの逆方向VC超音波を発射したときのVCOIの
発振周波数f2との差から流量が測定されるようになづ
ている。このVCOIから出力されるパルス信号81(
周波数f)は、同期回路2とカウンタ3とに供給されて
いる。同期回路2は、一定周期で印加されるスタート信
号S ’1’ RTが1H″レベルになった直後KVC
OIから供給されるパルス信号Slamよってトリガさ
れ、パルス信号Slaと同期した励振信号EXcを出力
する。この励振1ば号lすxcFi、カウンタ3と超音
波パルス発生回路4に供給される。カウンタ3は、励振
信号EXCを受けると、直ちにパルス信号S1の計数を
開始し、N個計数すると%i号を出力し、これをiJ 
Me時間差電圧変換回路に供給する。この時間差亜圧変
侠回路は、超音波伝播時間Tとパルス信号S1を8個カ
ウントする間に経過する時間N/fとの差に基づいて制
御電圧Vcを出力し、これによって’r=N/fすなわ
ちf=N/Tとなるよう[VCOlを制御する。また、
超音波パルス発生回路4は、第一図に示すように励振信
号EXCの立上シと同期した超音波振動子駆動パルス(
以下駆動パルスと称す)■を発生する。この駆動パルス
Vの波形は第一図(ロ)に示すようにユニットインパル
ス状の波形である。そして、この駆動パルスによって図
示しない超音波探触子(以下振動子と称する)を駆動し
て超音波を発生させている。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an ultrasonic pulse generation circuit and its peripheral circuits in a conventional ultrasonic flowmeter.
In the figure, 1 is a voltage open side 1 oscillator (hereinafter referred to as VCO). vcoi is a control voltage V (! VC) supplied from a time difference voltage conversion circuit (not shown), so that its oscillation frequency f is equal to the reciprocal 1/T of the ultrasound propagation time T from when the ultrasound is transmitted to when it is received. The oscillation frequency f is inversely proportional to the propagation time T#L.The oscillation frequency f is inversely proportional to the propagation time T#L.The oscillation frequency f1 of the VCOI when emitting the Q wave is The flow rate is measured from the difference between the oscillation frequency f2 of the VCOI and the oscillation frequency f2 when the VC ultrasound is emitted in the opposite direction of the flow.The pulse signal 81 (
Frequency f) is supplied to the synchronization circuit 2 and the counter 3. The synchronous circuit 2 starts the KVC immediately after the start signal S '1' RT applied at a constant cycle reaches the 1H'' level.
It is triggered by the pulse signal Slam supplied from the OI and outputs an excitation signal EXc synchronized with the pulse signal Sla. This excitation signal 1xcFi is supplied to the counter 3 and the ultrasonic pulse generation circuit 4. When the counter 3 receives the excitation signal EXC, it immediately starts counting the pulse signals S1, and when it counts N pulse signals, it outputs %i, which is
Me is supplied to the time difference voltage conversion circuit. This time difference subpressure converter circuit outputs a control voltage Vc based on the difference between the ultrasonic propagation time T and the time N/f that elapses while counting eight pulse signals S1, and thereby 'r=N /f, that is, f=N/T. Also,
As shown in FIG. 1, the ultrasonic pulse generation circuit 4 generates an ultrasonic transducer drive pulse (
(hereinafter referred to as drive pulse) is generated. The waveform of this driving pulse V is a unit impulse waveform as shown in FIG. 1 (b). This driving pulse drives an ultrasonic probe (hereinafter referred to as a transducer), which is not shown, to generate ultrasonic waves.

ところで、上述したユニットインパルス状の駆動パルス
Cは、振動子の共振周波数fr以外の周な不都合が生じ
る。
By the way, the above-described unit impulse-like drive pulse C has some disadvantages other than the resonant frequency fr of the vibrator.

(1)超vr波流tht′耐においては振動子の厚み方
向の振動(この振動の周波数が上述した振動子の共伽周
波数frvr、尚る)を音源として使用するのが一般的
であるが、周波数帯域の広い駆動パルスによって振動子
を駆動すると、振動子の径方向の振動も同時に発生し、
これが雑音波となシ、安定した測定の障害となる。
(1) In ultra-VR wave current tht' resistance, it is common to use vibration in the thickness direction of the vibrator (the frequency of this vibration is the resonance frequency frvr of the vibrator mentioned above) as a sound source. When the vibrator is driven by a drive pulse with a wide frequency band, radial vibration of the vibrator also occurs at the same time.
This becomes a noise wave and becomes an obstacle to stable measurement.

(2)ある周波数で鋭い共振%性を有する振動子を広い
周波数帯域を有する信号で励振することVi励振の効率
低下を招く。
(2) Exciting a vibrator having a sharp resonance characteristic at a certain frequency with a signal having a wide frequency band causes a decrease in the efficiency of Vi excitation.

(3)ユニットパルス状の駆動パルスで振動子を駆動す
ると、不敬なリンキングの継続時間が長い。
(3) When the vibrator is driven with a unit pulse-like drive pulse, the duration of the undesired linking is long.

そして、これらの不都合を解消するためVCは、振動子
の共振周波数frと等しい(又は/lぼ専しい)周波数
をもつ数個(数波)の駆動パルスによって振動子を駆動
すればよいことが知られている(参考文献:福喜多他「
多層マツチング層を持つ超音波探触子」儒学接緒US 
75−28 (1975−11))。ところで、超音波
流量計においては、と同期して行われることが不可欠で
ある。しかるに、仮に外部発振器からの信号を励振信号
又は駆動パルスとして利用しようとすると同期をとるこ
とが困難であるという問題が存在した。例えば、外部発
振器をスタートイハ号と同期して発振開始させ、その信
号の使用を試みたとすると、実際に必要とされる信号は
同期直後(すなわちスタート信号発生直後)の数パルス
(又は数波)であるにもかかわらず、この外部発振器か
ら供給される16号の初期振動(振動の立上シ)は十分
に安定しておらず、励信信号として用いることは不可能
である。
In order to eliminate these inconveniences, it is sufficient for the VC to drive the vibrator with several (several waves) drive pulses having a frequency equal to (or almost exclusively) the resonant frequency fr of the vibrator. known (Reference: Fukukita et al.
“Ultrasonic probe with multi-layer matching layer” Confucian Connection US
75-28 (1975-11)). By the way, in an ultrasonic flowmeter, it is essential that the flow be performed in synchronization with the . However, if a signal from an external oscillator were to be used as an excitation signal or drive pulse, there was a problem in that it was difficult to achieve synchronization. For example, if you start an external oscillator in synchronization with the start signal and try to use that signal, the signal that is actually needed is several pulses (or waves) immediately after synchronization (that is, immediately after the start signal is generated). However, the initial vibration of No. 16 (startup of vibration) supplied from this external oscillator is not sufficiently stable and cannot be used as an excitation signal.

この発明は、上記の事情に録み雑音の少い超音波によっ
て安定した銅定のできる超音波流量計を提供するもので
、振動子をその共振周波数と等しいかほぼ等しい周波数
をもつ数個の駆動パルスによって駆動することを%徴と
する。さらに詳述すれば、本発明はVCOから出力され
るパルス信号を分周して振動子の共振周波数と等しいか
ほぼ等しい周波数をもつ励振信号(これを増幅して駆動
て動作させたり、停止させたシして励振信号のパルス数
(波数)を制御する波数制限1i1路とを具備すること
を特徴とする。
In view of the above circumstances, the present invention provides an ultrasonic flowmeter that can perform stable copper measurement using ultrasonic waves with low noise. The percentage indicates that the drive is driven by a drive pulse. More specifically, the present invention divides the frequency of a pulse signal output from a VCO to generate an excitation signal (which is amplified and driven to operate or stop it) having a frequency equal to or approximately equal to the resonant frequency of the vibrator. It is also characterized by comprising a wave number limiting path 1i1 for controlling the number of pulses (wave number) of the excitation signal.

以下、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。Hereinafter, the present invention will be explained in detail based on the drawings.

第3図は、本発明の第7の実施例の装部の構成を示すブ
ロック図であり、図において、VCol、カウンタ3、
超音波パルス発生回路4は第1図に示すものと同一の構
成と機能を有している。また、7は励振信号発生器であ
!り、VCOIの出力であるパルス信号Slをノ//θ
π分周してデユーティ比jO%の励振信号EXCを発生
し、これをカウンタ3、超音波パルス発生回路4、波数
制限回路8に%々供給する。波数制限回路8は、スター
ト信4STRTVcよってクリアされ、′L#レベルの
エネーブル信号ENBを励振信号発生器7に供給して励
振信号発生器7を動作させる一方、励振信号EXCの波
数をカウントし、それが一定数(本実施例においてはl
j波)に達したとき、エネーブルイど号ENBをゞH“
レベルにて励振信号発生器7の動作を停止させる。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the mounting section of the seventh embodiment of the present invention, and in the figure, VCol, counter 3,
The ultrasonic pulse generation circuit 4 has the same configuration and function as shown in FIG. Also, 7 is an excitation signal generator! Then, the pulse signal Sl, which is the output of the VCOI, is
The frequency is divided by π to generate an excitation signal EXC with a duty ratio jO%, which is supplied to the counter 3, the ultrasonic pulse generation circuit 4, and the wave number limiting circuit 8. The wave number limiting circuit 8 is cleared by the start signal 4STRTVc, and supplies an enable signal ENB of 'L# level to the excitation signal generator 7 to operate the excitation signal generator 7, while counting the wave number of the excitation signal EXC, It is a constant number (in this example, l
When the wave J) is reached, turn the enable signal ENB into ゞH“
The operation of the excitation signal generator 7 is stopped at this level.

このような構成において、第V図のタイムチャートに示
す時刻t1rc波数制限回路8πスタート佃号5TRT
 (同図(ロ))が印加されると、波数制限回路8がク
リアされ、その出力であるエネーブル信号ENB (同
図に))が′LIレベルとなる。これによって励振信号
発生器7がエネーブルされ、第V図(イ)に示すパルス
(H号Sta (このパルス信号Slaは時刻tI後最
初KVCOIから出力されたものである)Kよって励振
信号発生器7の出力信号、すなわち励振信号EXC(同
図(ハ))が′L″レベルとなる。そして以後、パルス
信号S1がj個印加される毎に励振信号発生器7は1L
″→1H″→′L“とレベル変化する励振(i1f号E
XCを出力する(第V図(ハ)参照)。そして、この励
振信号EXCの周波数feが振動子の共振周波数frと
一致するようになっている(これについては後述する)
。こうして形成された励振信号EXCVi、カウンタ3
と波数制限回路8に供給される。そして、カウンタ3は
パルス信号Slaから始めてパルス信号S1を逐次カウ
ントし、カウント値かN(定数)vcなった時点でカウ
ントを止め、出力信号を図示しない時間差電圧変換回路
に供給する。また、波数制限回路8は、励振信号EXC
をカウントし、励振信号EXCが9L“→ゝH“→ゝL
“とレベル変化し、次vc % a“レベルに変化する
時点11図に示す時刻t2)でエネーブル信号E NB
をゝゝl(“レベルにする。すなわち、波数制限回路8
は励振(N号発生器7が励振信号EXCをlj波出力し
たときにエネーブル信号ENBをゝHルベルにして励振
信号発生器7の分周動作を停止させる。こうして得られ
た励振信号EXCは超音波パルス発生回路4で増幅され
、駆動パルスV(第V図(ホ))となシ、図示しない振
動子に供給される。このように、振動子は、その共振周
波数frと尋しい周波数をもち、波数が/jの駆動パル
ス■によって駆動されるので、雑音やリンギングの少い
超音波を放射し、これによって本実施例による超音波流
量計は安定したiRを測定を行うことができる。
In such a configuration, the time t1rc wave number limiting circuit 8π start code 5TRT shown in the time chart of FIG.
When ((b) in the same figure) is applied, the wave number limiting circuit 8 is cleared, and its output, the enable signal ENB (in the same figure)) becomes the 'LI level. This enables the excitation signal generator 7, and the excitation signal generator 7 The output signal of , that is, the excitation signal EXC ((c) in the same figure) goes to 'L'' level.Thereafter, every time j pulse signals S1 are applied, the excitation signal generator 7 goes to 1L.
Excitation whose level changes from ``→1H''→'L'' (i1f E
Output XC (see Figure V (c)). The frequency fe of this excitation signal EXC is made to match the resonant frequency fr of the vibrator (this will be described later).
. The excitation signal EXCVi thus formed, the counter 3
and is supplied to the wave number limiting circuit 8. The counter 3 sequentially counts the pulse signal S1 starting from the pulse signal Sla, stops counting when the count value reaches N (constant) vc, and supplies the output signal to a time difference voltage conversion circuit (not shown). Further, the wave number limiting circuit 8 is connected to the excitation signal EXC
is counted, and the excitation signal EXC is 9L"→ゝH"→ゝL
At time t2) shown in FIG. 11, the enable signal E NB
level. In other words, the wave number limiting circuit 8
is the excitation (when the N generator 7 outputs the excitation signal EXC in lj waves, the enable signal ENB is set to the H level and the frequency division operation of the excitation signal generator 7 is stopped.The excitation signal EXC obtained in this way is It is amplified by the sound wave pulse generation circuit 4, and is supplied as a driving pulse V (FIG. Since the ultrasonic flowmeter according to the present embodiment is driven by a driving pulse (2) with a wave number of /j, it emits ultrasonic waves with less noise and ringing, and thereby the ultrasonic flowmeter according to this embodiment can measure stable iR.

次に、第5図は本発明の第2の実施例の要部の構成を示
すブロック図である。この第λの実施例が第3図に示す
第lの実施例と異なる点は波数制限回路9の構成であシ
、第5図において、波数制御119はインバータ9a%
J−にフリップフロップ(以下FFと称す)9 bN 
FF9 cと251らなる。ここでインバータ9aは励
振信号EXCを反転してi、’ F 9 bのクロック
端子CKK供給し、FF9bは反転励振16号EXCが
立下る毎に反転するもので、そのJ −K入力端子は1
H″レベルにセットされ、Q1出力はE’F9(!のク
ロック端子CKに供給されている。F F 9 eのJ
、に入力端子は谷々1H″レベルどLルベルにセットサ
しておk)、Q1出力が立下るときVr、Q2出力すな
わちエネーブル信号ENBが%% i■“レベルとなシ
、励振(1号発生器7の分周動作をストップさせるよう
になっている。また、f”F9bN9(!のクリア端子
CLRvcはスタート信号S T RTが供給されてい
る。
Next, FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of main parts of a second embodiment of the present invention. This λth embodiment differs from the lth embodiment shown in FIG. 3 in the configuration of the wave number limiting circuit 9. In FIG.
Flip-flop (hereinafter referred to as FF) 9 bN to J-
It consists of FF9c and 251. Here, the inverter 9a inverts the excitation signal EXC and supplies it to the clock terminal CKK of i,'F9b, and the FF9b is inverted every time the inverted excitation No. 16 EXC falls, and its J-K input terminal is 1
The Q1 output is set to the H'' level, and the Q1 output is supplied to the clock terminal CK of E'F9 (!.
, the input terminals are set at low levels such as 1H'' level, etc.), and when the Q1 output falls, the Q2 output, that is, the enable signal ENB, is at the The frequency dividing operation of the generator 7 is stopped.Furthermore, the clear terminal CLRvc of f"F9bN9(! is supplied with a start signal STRRT.

このような構成において、第6図のタイムチ八2−トニ
示す時刻t I K、スタート化−@S ’rRT 7
5iゝHルベルになると F F 9 b % 9 C
力”り1ノアされ、これによってQ2出力すなわちエネ
ーブル信号BNBが1L#レベルとなシ、励振信号発生
8蹄7をエネーブルする。そして励振信号発生67は上
述したようにパルス信号S1を//10IIC分周し、
jパルス毎にレベル変化する励振信号EXCを出力する
(第6図(ハ))そして励振信号EXCは第3図に示す
第1の実施例の場合と同様にカウンタ3、超音波パルス
発生回路4に供給され、同様の機能を果す。一方、Fp
9b、9eはスタート信号5TRTが′■I“レベルV
r、ある間リセット状態に保たれている。そして第6図
VC示す時刻t2にスタート信号S T tt TがL
レベルになると、第6図に示す時刻t3に生じる反転励
振信号EXCの立下JIKよって1i” F 9 bが
反転され、Q1出カフbE′Hルベルとなる1、そして
、時刻t4Vc反転励振信号EXCが1与び立下るき、
Q1出力は再び反転され’L’レベルとなるが、このQ
l出カの立下シによってIi’F9cのQ2出力すなわ
ちエネーブル46号ENDが′Hルベルにセットされ、
これによって励振信号発生器7が分周動作を停止する。
In such a configuration, the time t I K shown in FIG.
When it comes to 5iゝH rubel, F F 9 b % 9 C
As a result, the Q2 output, that is, the enable signal BNB, goes to the 1L# level, enabling the excitation signal generator 8 and the excitation signal generator 7.The excitation signal generator 67 then outputs the pulse signal S1 as described above. Divide the frequency,
An excitation signal EXC whose level changes every j pulses is output (FIG. 6 (c)), and the excitation signal EXC is sent to the counter 3 and the ultrasonic pulse generation circuit 4 as in the case of the first embodiment shown in FIG. is supplied and performs a similar function. On the other hand, Fp
In 9b and 9e, the start signal 5TRT is at the '■I' level V.
r, is kept in a reset state for a certain period of time. Then, at time t2 shown in FIG.
When the level is reached, 1i'' F 9 b is inverted by the falling edge JIK of the inverted excitation signal EXC that occurs at time t3 shown in FIG. gives 1 and falls,
Q1 output is inverted again and becomes 'L' level, but this Q1 output
The Q2 output of Ii'F9c, that is, enable No. 46 END, is set to 'H level by the fall of the l output.
This causes the excitation signal generator 7 to stop the frequency dividing operation.

こうして、励振信号発生器7は時刻t1〜t4の間分周
を続け1,2!波からなる励振信号EXCを出力する。
In this way, the excitation signal generator 7 continues frequency division from time t1 to time t4! 1, 2! Outputs an excitation signal EXC consisting of waves.

このように、スタート信号5TRTの長さが%i■#レ
ベルrCある時間(第6図の時刻t1〜t2)を変える
ことによって励振(8号の波数を変えることができる。
In this way, by changing the length of the start signal 5TRT at %i■#level rC during a certain period of time (times t1 to t2 in FIG. 6), the excitation (wave number of No. 8) can be changed.

なお、上述したλつの実施例において、励振信号EXC
の周波数feを撮動子の共振周波数f1に一致させるた
めには、パルス信号s1の周波数fおよび励振信号発生
器70分局比を適当に選択するか、実現可能な周波数f
eVc一致する共振周波数frを有する振動子を使用す
ればよい0、また、■c01から出力されるパルス信号
s1の周波数fは流速VCよって変化するが、この変化
率t′i極めて小さいので無視することができる。例え
ば、周波数イの中心値(M速が0のときのfの値)を1
0MHzとし、スパン比例定数(流速が1mm/S変化
したときのfの値の変化)をjllz/(/ mm/ 
S )とすると、流速が士tOmlSf化したとしても
fの値は士5of(IlzN度の変化しか示さない(変
化率θI’11.)。従って、このパル716号81を
//1oyc分周して倚た励振信号EXCの周tm数f
、は/ M Hz f j K Ilzとな力1.物動
される振動子の共振特性Qを考えたとき、この励振信号
EXCii光分な安定性を有しているといえる。
In addition, in the above-mentioned λ embodiments, the excitation signal EXC
In order to match the frequency fe of the sensor with the resonance frequency f1 of the sensor, the frequency f of the pulse signal s1 and the division ratio of the excitation signal generator 70 must be appropriately selected, or the frequency f that can be realized must be
It is sufficient to use a vibrator with a resonant frequency fr that matches eVc0.Also, ■The frequency f of the pulse signal s1 output from c01 changes depending on the flow velocity VC, but this rate of change t'i is extremely small, so it can be ignored. be able to. For example, set the center value of frequency A (the value of f when M speed is 0) to 1
0MHz, and the span proportionality constant (the change in the value of f when the flow velocity changes by 1 mm/S) is jllz/(/ mm/
S), even if the flow velocity becomes 2tOmlSf, the value of f shows only a change of 25of(IlzN degrees (change rate θI'11.). Therefore, this pulse No. 716 81 is divided by //1oyc. The number of cycles f of the excitation signal EXC
, is / M Hz f j K Ilz and the force 1. Considering the resonance characteristic Q of the vibrator being moved, it can be said that this excitation signal EXCii has a certain degree of stability.

また、超音波パルス発生回路4は、例えは第7図に示す
ように、励振信号EXCrよって駆動されるFETII
と、p″E 1’ 11 ノ出カ1ill VC接続さ
れたLC共振回路12(この共振回路12の共振周波数
は撮動子の共伽周波数frと一致するより11?:設定
されている)とから構成することによって、振動子への
効率的なエネルギ伝達が可能となる。
Further, the ultrasonic pulse generation circuit 4 includes, for example, a FET II driven by an excitation signal EXCr, as shown in FIG.
and p″E 1′ 11 output 1ill VC-connected LC resonant circuit 12 (the resonant frequency of this resonant circuit 12 is set to 11?: to match the resonant frequency fr of the camera). By configuring this structure, efficient energy transmission to the vibrator becomes possible.

岐後に、励振(N号発生器7、波数制限回路8は、必ず
しも上記実施例のような構成とする必璧はなく、例えば
マイクロプロセツサを使用してもよい。
After the oscillation, the excitation (N-number generator 7 and wave number limiting circuit 8) do not necessarily have to be configured as in the above embodiment, and for example, a microprocessor may be used.

また、励振(K号発生器70分周比(上記実施例におい
てはl/lθ)と、波数制限回路8の波数カウント値(
上記第7の実施例yrおいてはlJ$、)とはいずれも
任意の(iMにセットすることが可能である。
In addition, the excitation (K generator 70 frequency division ratio (l/lθ in the above embodiment) and the wave number count value of the wave number limiting circuit 8 (
In the seventh embodiment yr, lJ$, ) can be set to any arbitrary value (iM).

以上説明したように、この発明は1辰動子の共振周波数
と等しい(またId/よぼ等しい)周波数をもつ数波の
励振信号をVCOの出力パルス信号から侍、この励に池
号に基づいて振動子を駆動するので、スタート信号に同
期した、雑音の少い超音波を効率よく発生させることが
できる。また、これによって安定した6Ie址測定が可
能となる利点が得られる。
As explained above, the present invention generates several waves of excitation signals having a frequency equal to (and almost equal to) the resonant frequency of one radial element from the output pulse signal of the VCO, and based on this excitation, Since the vibrator is driven, it is possible to efficiently generate ultrasonic waves with little noise in synchronization with the start signal. Furthermore, this provides the advantage of enabling stable 6Ie measurements.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第7図は従来の超音波流量計における超音波パルス発生
回路とその周辺回路の構成を示すブロック図、第一図は
第7図に示す超音波パルス発生回路40入出カイd号の
波形を示すもので、同図(イ)は超を波パルス発生回路
4への入カイに号でめる励振佃錦・EXCの波形を示す
図、同図(ロ)は同超音波パルス発生回路4の出力1ビ
号でるる駆動パルス■の波形を示す図である。また、第
3図は本発明の第1の実施例の安部の構成を示すブロッ
ク図、第q図は同実施例の動作を説明するためのタイム
チャート、第3図は本発明の第2の実施例の要部の構成
を示すブロック図、第6図は同実施例の動作を説明する
だめのタイムチャート、第7図は超音波パルス発生回路
4の一構成例を示す回路図である。 1・・・・・・VCO(’電圧制御発振器)、7・・・
・・・励振信号発生器、8・・・・・・波数制限回路。
Fig. 7 is a block diagram showing the configuration of the ultrasonic pulse generation circuit and its peripheral circuits in a conventional ultrasonic flowmeter, and Fig. 1 shows the waveforms of the input and output of the ultrasonic pulse generation circuit 40 shown in Fig. 7. The figure (a) shows the waveform of the excitation Tsukuda Nishiki EXC that is input to the ultrasonic pulse generation circuit 4, and the figure (b) shows the waveform of the ultrasonic pulse generation circuit 4. FIG. 6 is a diagram showing the waveform of the Ruru drive pulse (■) at the output No. 1; Further, FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the ABE of the first embodiment of the present invention, FIG. q is a time chart for explaining the operation of the same embodiment, and FIG. FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of essential parts of the embodiment, FIG. 6 is a time chart for explaining the operation of the embodiment, and FIG. 7 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the ultrasonic pulse generation circuit 4. 1...VCO (voltage controlled oscillator), 7...
...Excitation signal generator, 8... Wave number limiting circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 励振信号によって駆動され、超音波を放射する超音波&
動子と、前記超音波が発せられてから受信されるまでの
超音波伝播時間に反比例する周波数のパルスイr4号を
出力する電圧制御発振器とを具備し、前記パルス信号の
周波数に基づいて流量を測定する超音波流量計において
1.前記パルス信号を分周して前記超音波振動子の共振
周波数と等しいかほぼ等しい11■記励振4ば号を発生
する励振信号発生器と、前記励振信号の波数が一定数に
なったと@に、FIiI記励振信号の発生を停止させる
波数制限回路とを具備することを特徴とする超音波流量
計。
Ultrasonic wave driven by excitation signal and emits ultrasonic waves
and a voltage-controlled oscillator that outputs a pulse signal with a frequency that is inversely proportional to the ultrasonic propagation time from when the ultrasonic wave is emitted until it is received, and the flow rate is controlled based on the frequency of the pulse signal. In the ultrasonic flowmeter to be measured: 1. an excitation signal generator that divides the frequency of the pulse signal to generate an excitation number equal to or approximately equal to the resonant frequency of the ultrasonic transducer; , and a wave number limiting circuit for stopping the generation of the FIiI excitation signal.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0615538U (en) * 1992-08-04 1994-03-01 大東電子キャビネット工業株式会社 Frame member

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JPH0615538U (en) * 1992-08-04 1994-03-01 大東電子キャビネット工業株式会社 Frame member

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