JPS6026462B2 - Angle correction method of radio current meter - Google Patents

Angle correction method of radio current meter

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JPS6026462B2
JPS6026462B2 JP7432679A JP7432679A JPS6026462B2 JP S6026462 B2 JPS6026462 B2 JP S6026462B2 JP 7432679 A JP7432679 A JP 7432679A JP 7432679 A JP7432679 A JP 7432679A JP S6026462 B2 JPS6026462 B2 JP S6026462B2
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JP
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angle
frequency
radio
current meter
flow velocity
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JP7432679A
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道彦 岡村
頌一郎 柳下
哲朗 尾川
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Tokyo Keiki Inc
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Tokyo Keiki Co Ltd
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/58Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電波流速計の測定に電波ビームの流体表面に対
する俺角と偏角による流速の変化を補正する方式に関す
るもので、流体に電波、光波あるいは超音波を入射しそ
の入射波と反射波を比較してドップラ偏移周波数を求め
る測定系に応用できるものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for correcting changes in flow velocity due to angles of deflection and declination of a radio beam with respect to a fluid surface when measuring with a radio current meter. It can be applied to a measurement system that compares the incident wave and reflected wave to determine the Doppler shift frequency.

従来河川、水路などの流速測定にはプライス流速計を用
いる別名プロペラ法、浮子式あるいは熱拡散法等が用い
られている。
Conventionally, methods such as the propeller method using a Price current meter, the float method, or the thermal diffusion method have been used to measure the flow velocity in rivers, waterways, etc.

プライス流速計あるし、は浮子式では連続測定が困難な
上に測定には多数の人手がか)るという欠点があり、熱
拡散法では水温の変化、水面の高低等河川や水路の状態
の変化により大きな測定誤差を生ずるという欠点がある
。また水中の超音波伝播を利用する流速測定方式もある
が水温の分布状況、水面の高低特に洪水時の土砂含有に
より測定不能の場合が生ずる。これら従来の測定方式は
検出部又はその1部を常に流水と接触させなければなら
ず、河川の状態変化による影響を直接に受け連続して流
速データを得ることが困難であった。これに反して電波
流速計は電波ビームを流水表面に入射し、流水による反
射波と入射波とのドップラー偏移周波数を測定すること
により流速を求めるもので水温、水面の高低等河川の状
態に無関係であり、特に洪水時においても連続して流速
を自動測定することが可能な優れた流速測定方式である
。しかしながらこの方式に関して特公昭57−4534
5で紹介したような角度補正の演算手段はマイクロプロ
セッサを利用する複雑なディジタルマルチプレツクシン
グであり、余りにも費用が多過ぎる欠点があった。本発
明の目的は真の流速を求めるため順角と偏角とによる補
正演算として計測されたドッブラ偏移周波数をリバーシ
ブルカウンタに設定し、その後、伸角と偏角のそれぞれ
の余弦の積に比例した周波数のパルス列によって前記ド
ップラ偏移周波数を減算せしめ、減算開始から零になる
までの時間ゲートを作成し、このゲート間の基準クロッ
クパルスを計数して流速を計測するという簡単なかつ安
価な演算手段をもつ電波流速計の角度補正方式を提供し
ようとするものである。図面について本発明の実施例を
説明する。
Price current meters are available, but the float type has the disadvantage that continuous measurement is difficult and requires a large number of people to measure, while the thermal diffusion method can detect changes in water temperature, water surface height, and river and waterway conditions. The disadvantage is that changes can cause large measurement errors. There is also a flow velocity measurement method that uses underwater ultrasonic propagation, but measurements may not be possible due to the distribution of water temperature, the height of the water surface, and especially the content of sediment during floods. These conventional measurement methods require that the detection unit or a portion thereof be constantly in contact with flowing water, and are directly affected by changes in river conditions, making it difficult to continuously obtain flow velocity data. On the other hand, a radio current meter measures the flow velocity by injecting a radio wave beam onto the surface of flowing water and measuring the Doppler shift frequency of the reflected wave and the incident wave. This is an excellent flow velocity measurement method that can continuously and automatically measure flow velocity, especially during floods. However, regarding this method,
The calculation means for angle correction as introduced in Section 5 is complicated digital multiplexing using a microprocessor, which has the drawback of being too expensive. The purpose of the present invention is to set the Dobbler shift frequency measured as a correction calculation using the forward angle and the declination angle in a reversible counter in order to obtain the true flow velocity, and then to set it in a reversible counter, which is then proportional to the product of the cosines of the elongation angle and the declination angle. A simple and inexpensive calculation method that subtracts the Doppler shift frequency using a pulse train of the same frequency, creates a time gate from the start of the subtraction until it becomes zero, and measures the flow velocity by counting the reference clock pulses between these gates. The purpose of this paper is to provide an angle correction method for a radio current meter. Embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.

第1図は電波流速計の原理説明図である。第1図におい
てアンテナ1と流速測定装置2とからなる電波流速計は
斜線を施こした両岸の中間を矢印A方向に流れる川の岸
辺に設置される。アンテナ1において周波数〆なる電波
ビームが流水表面の点Bに入射され、周波数ナ十ナdな
る反射波が受信される。周波数ナdは流水表面の速度に
比例する反射波のドップラー偏移周波数である。電波ビ
ームの流水表面への入射点Bにおける伸角を0、偏角を
0とし、ベクトルBCを点Bにおける流速Vで示すと、
ベクトルBDは偏角方向の流速成分V・cos0を示し
、ベクトルBEは更に僻角方向の流速成分V・cos◇
・cos8を示す。点Bにおいて入射される周波数〆な
る電波に対して反射される電波は〆十〆dなる周波数を
もつが流水の矢印A方向に電波ビームが対向して入射さ
れるときは反射波はナ十ナdなる周波数をもち、矢印A
方向と同方向に入射されるときはナーブdなる周波数を
もつことになる。いづれにしても流速測定装置2におい
てはドップラ偏移周波数プdのみが検出される。周知の
ようにこのナdは次式で表わされる。〆d=2ナ‐V℃
。客8心OS? ……【11但し‘1ー式において
Cは電波の空気中における伝搬速度を示す。(1}式を
流速Vについて書き直すとC.〆d
……■V=2〆‐COS8‐COS〇 となる。
FIG. 1 is a diagram explaining the principle of a radio current meter. In FIG. 1, a radio current meter comprising an antenna 1 and a current velocity measuring device 2 is installed on the bank of a river flowing in the direction of arrow A between the two banks marked with diagonal lines. At the antenna 1, a radio wave beam with a frequency of 0 is incident on a point B on the surface of the flowing water, and a reflected wave of a frequency of 2 is received. Frequency n d is the Doppler shift frequency of the reflected wave that is proportional to the velocity of the flowing water surface. If the extension angle at the point of incidence B of the radio wave beam on the flowing water surface is 0 and the declination angle is 0, and the vector BC is represented by the flow velocity V at point B, then
Vector BD indicates the flow velocity component V・cos0 in the declination direction, and vector BE further indicates the flow velocity component V・cos◇ in the declination direction.
- Indicates cos8. The radio waves that are reflected from the radio waves with the frequency 〆 which are incident at point B have the frequency 〆10〆d, but when the radio wave beams are incident on the flowing water in the direction of the arrow A, the reflected waves are 〆10〆d. It has a frequency d, and arrow A
When it is incident in the same direction as the beam direction, it has a frequency of nerve d. In any case, the flow rate measuring device 2 detects only the Doppler shift frequency pd. As is well known, this n d is expressed by the following equation. 〆d=2na-V℃
. Customer 8-heart OS? ...[11 However, in the formula '1-, C represents the propagation speed of radio waves in the air. (1} Rewriting the equation with respect to the flow velocity V, C.〆d
...■V=2〆-COS8-COS〇.

{2)式から明らかなように、電波の伝搬速度C、電波
の周波数ナおよび電波ビームの僻角8、偏角?は既知で
あって定数で与えられるから偏移周波数〆dを測定する
ことにより直ちに流速Vを求めることができる。第2図
は従来の電波流速計の1実施例を示すブロック系統図で
ある。
As is clear from the formula {2), the propagation speed C of the radio wave, the frequency N of the radio wave, and the angle 8 of the radio wave beam, the angle of declination ? Since V is known and given by a constant, the flow velocity V can be immediately determined by measuring the deviation frequency d. FIG. 2 is a block system diagram showing one embodiment of a conventional radio current meter.

入射電波としてマイクロ波を用いた場合を示す。同図に
おいて3は発振器で、ガンダィオード、ィンパツトダィ
オード等の素子を用いてマイクロ波を発振する。4は方
向性結合器で発振器3の出力端に導波管等の立体線路で
結合される。
The case where microwaves are used as the incident radio waves is shown. In the figure, reference numeral 3 denotes an oscillator, which oscillates microwaves using elements such as Gunn diodes and impact diodes. A directional coupler 4 is coupled to the output end of the oscillator 3 via a three-dimensional line such as a waveguide.

5はサーキュレータで方向性結合器4の出力端に接続さ
れマイクロ波をアンテナ1に供給し、アンテナ1から流
水表面に入射し、ドップラ変調を受けた反射波が再びア
ンテナ1に受信されたものを出力端に出力する。
A circulator 5 is connected to the output end of the directional coupler 4 and supplies microwaves to the antenna 1.The microwaves are incident on the flowing water surface from the antenna 1, and the reflected waves are Doppler-modulated and received by the antenna 1 again. Output to the output terminal.

6は混合器で、サーキュレータ5の出力端及び方向性結
合器4の出力端にそれぞれ接続され、ホモダィン検波に
よりドツプラ偏移周波数〆dを出力する。
A mixer 6 is connected to the output end of the circulator 5 and the output end of the directional coupler 4, respectively, and outputs a Doppler shift frequency 〆d by homodyne detection.

7は帯城フィル夕で、測定対象となる流水速度の範囲内
の周波数の通過帯城幅を持ち、不要反射波、防書電波等
の影響を取り除く。
Reference numeral 7 denotes a band filter, which has a passband width of a frequency within the range of the flow velocity to be measured, and removes the influence of unnecessary reflected waves, radio waves, etc.

8はリミットアンプで正弦波を増幅してリミットするこ
とにより波形を矩形波に整形する。
8 is a limit amplifier which amplifies and limits the sine wave to shape the waveform into a rectangular wave.

9はカウンタでリミットアンプ8の出力端に接続され、
出力矩形波を計数する。
9 is a counter connected to the output terminal of limit amplifier 8,
Count the output square waves.

10は時間発生器でカウンタ9に接続され、一定時間毎
にタイミング信号を出力し、カゥンタ9をリセットする
A time generator 10 is connected to the counter 9 and outputs a timing signal at regular intervals to reset the counter 9.

11はアンテナ角度センサーで、アンテナ1の駆動部(
図示せず)に連動されてアンテナ1の伸角8及び偏角◇
を出力する。
11 is an antenna angle sensor, which is a driving part of antenna 1 (
(not shown) and the extension angle 8 and declination angle ◇ of the antenna 1.
Output.

例えばデジタルレゾルバー等が用いられる。12は係数
器でアンテナ角度センサー1 1の出力端に接続され、
階角8と偏角ぐとを用いてC/2〆・cos8・cos
◇なる演算値を出力する。
For example, a digital resolver or the like is used. 12 is a coefficient unit connected to the output terminal of the antenna angle sensor 11,
Using step angle 8 and declination angle, C/2〆・cos8・cos
◇ Outputs the calculated value.

係数器12は演算器又はマイクロプロセッサー等が用い
られ、C及びナの値はROM(論出し専用メモリ)等に
予じめ記憶されている。13は掛算器で、乗数入力端お
よび被乗数入力端にそれぞれカウンタ9及び係数器12
の出力端が接続され、流速Vに相当する信号を出力する
The coefficient unit 12 is an arithmetic unit or a microprocessor, and the values of C and N are stored in advance in a ROM (memory for logic output) or the like. 13 is a multiplier, with a counter 9 and a coefficient unit 12 at the multiplier input terminal and the multiplicand input terminal, respectively.
The output end of is connected to output a signal corresponding to the flow velocity V.

14は表示器で、鶏算器13の出力端に接続され、流速
Vをデジタル的に数値表示するか、又はアナログ的にメ
ータ表示する。
A display 14 is connected to the output end of the balance calculator 13 and displays the flow velocity V digitally or analogously with a meter.

更に記録紙等に記録することもできる。次に第2図に示
す電波流速計の動作を説明する。発振器3で発振された
周波数〆の送信波は方向結合器4及びサーキュレータ5
を経てアンテナ1から所望の俺角8ならびに偏角?で流
水表面に入射される。流水速度Vによりドップラ変調さ
れた周波数〆士〆dの反射波はアンテナ1で受信され、
サーキュレータ5を介して混合器6に入力される。一方
送信波は方向結合器4を介して混合器6に入力し上記反
射波と混合されたホモダィン検波によ夕りドップラ偏移
周波数ナdをもつ信号が抽出される。この信号は帯城フ
ィル夕7で不要な周波数成分を切り捨てリミットアンプ
8で増幅リミットされた矩形パルス波としてカウンタ9
に加えられる。カウンタ9は時間発生器8のタイミング
信号0により一定時間毎にリセットされる。例えばタイ
ミング信号の周期を1秒にしておけばリセット直前の計
数が周波数ナdを表わす。一方流水の表面条件、アンテ
ナ1の設置場所の条件等により反射波の反射電力とドッ
プラ偏移周波数とが最適になるように選ばれたアンテナ
1の僻角8と偏角◇はアンテナ1の駆動部に連動したア
ンテナ角度センサー11で検出され、係数器12に加え
られる。これら伸角aと偏角◇とはデジタルレゾルバー
を用いたときはデジタル角度信号として加えられる。係
数器12はマイクロ波の送信周波数ナおよび伝搬速度C
によりC ...…‘3;2ナ‐
COS8‐COS◇ なる演算を行う。
Furthermore, it can also be recorded on recording paper or the like. Next, the operation of the radio current meter shown in FIG. 2 will be explained. The transmitted wave of the frequency oscillated by the oscillator 3 is sent to the directional coupler 4 and the circulator 5.
from the antenna 1 through the desired angle 8 and declination angle? is incident on the surface of the flowing water. The reflected wave of frequency 〆〆d which is Doppler modulated by the flowing water velocity V is received by antenna 1,
It is input to a mixer 6 via a circulator 5. On the other hand, the transmitted wave is inputted to the mixer 6 via the directional coupler 4, and mixed with the reflected wave and subjected to homodyne detection to extract a signal having a Doppler shift frequency nad. This signal is processed into a counter 9 as a rectangular pulse wave that is amplified and limited by a limit amplifier 8 after cutting off unnecessary frequency components by an Obishiro filter 7.
added to. The counter 9 is reset at regular time intervals by the timing signal 0 from the time generator 8. For example, if the period of the timing signal is set to 1 second, the count immediately before reset represents the frequency n. On the other hand, the deflection angle 8 and the deflection angle ◇ of the antenna 1 are selected to optimize the reflected power of the reflected wave and the Doppler shift frequency according to the surface conditions of the flowing water, the conditions of the installation location of the antenna 1, etc. It is detected by an antenna angle sensor 11 that is linked to the antenna angle sensor 11, and is added to a coefficient multiplier 12. These expansion angle a and deviation angle ◇ are added as digital angle signals when a digital resolver is used. The coefficient multiplier 12 calculates the microwave transmission frequency N and propagation speed C.
According to C. .. .. ...'3;2 na-
Perform the calculation COS8-COS◇.

【3’式の結果はカウンタ9のドツプラ偏移周波数ナd
と掛算器13で鶏算されC・ナd
……(412ナ・coso‐COS○ となり【4}式は【2}式と一致するものである。
[The result of equation 3' is the Doppler shift frequency na d of counter 9.
And multiplier 13 calculates C. nad.
...(412 na・coso-COS○), and the formula [4} matches the formula [2}.

こうして得られた流速Vは表示器14により表示又は記
録される。傭角aと偏角ぐとの変化は自動的に演算され
流速を自動補正するので流速測定は連続的に行なわれる
。ただしこの方式においては係数器12と掛算器13と
はその演算手段として複雑なデジタルマルチプレクシン
グを行なうためかなり多額の費用を必要とするという難
点がある。第3図は本発明になる電波流速計の1実施例
を示すブロック系統図である。同図において第2図に示
すものと同一機能をもつブロックは同一符号により示し
説明を省略する。第4図は第3図における英小文字で示
す要所波形のタイミングチャートで第3図とともに説明
する。20はリミットアンプ8の出力端に接続されるゲ
ート回路で時間発生器10から一定時間(例えば1秒)
裏に基準ゲート信号bを受け、リミットアンプ8からの
ドツプラ偏移周波数ナdをもつ測定信号aの時間選択を
行ない加算入力信号cを出力する。
The flow velocity V thus obtained is displayed or recorded by the display 14. Changes in the angle a and the declination angle are automatically calculated and the flow velocity is automatically corrected, so the flow velocity measurement is performed continuously. However, this method has the disadvantage that the coefficient unit 12 and the multiplier 13 perform complex digital multiplexing as their calculation means, requiring a considerable amount of expense. FIG. 3 is a block system diagram showing one embodiment of the radio current meter according to the present invention. In this figure, blocks having the same functions as those shown in FIG. 2 are designated by the same reference numerals and their explanations will be omitted. FIG. 4 is a timing chart of important waveforms indicated by lower case letters in FIG. 3, and will be explained in conjunction with FIG. 3. 20 is a gate circuit connected to the output terminal of the limit amplifier 8, and a fixed time (for example, 1 second) is supplied from the time generator 10.
It receives a reference gate signal b on the other side, performs time selection of a measurement signal a having a Doppler shift frequency na d from the limit amplifier 8, and outputs an addition input signal c.

21はリバーシブルカウンタで加算入力端はゲート回賂
20に接続され、加算入力信号cを加算する。
A reversible counter 21 has an addition input terminal connected to the gate circuit 20, and adds the addition input signal c.

基準ゲート信号bのゲート中を正確に1秒にとっておく
と周波数プdそのものを加算することはいうまでもない
。減算入力端はゲート回路29に接続され計測ゲート信
号c内の減算入力信号fを減算する。22はコンパレー
タからなる零検出器でリバーシブルカウンタ21に接続
され加減算の結果、出力が零となるのを検出してリセツ
ト信号を出力する。
It goes without saying that if the gate period of the reference gate signal b is set for exactly 1 second, the frequency pd itself is added. The subtraction input terminal is connected to the gate circuit 29 and subtracts the subtraction input signal f from the measurement gate signal c. 22 is a zero detector consisting of a comparator, which is connected to the reversible counter 21 and outputs a reset signal when it detects that the output becomes zero as a result of addition and subtraction.

23はR・Sフリップフロツプで零検出器22と時間発
生器1川こ接続され、リセット信号とセット信号とをそ
れぞれ入力して計測ゲート信号eを出力する。
23 is an R.S flip-flop connected to the zero detector 22 and one time generator, inputs a reset signal and a set signal, and outputs a measurement gate signal e.

26は基準発振器で基準クロック信号gを出力する。A reference oscillator 26 outputs a reference clock signal g.

27はゲート回路で基準発振器26とR・Sフリツプフ
ロップ23とに接続され計測ゲート信号e内の表示入力
信号hを出力する。
A gate circuit 27 is connected to the reference oscillator 26 and the R.S flip-flop 23 and outputs a display input signal h within the measurement gate signal e.

28はカウンタでゲート回路27に接続され表示入力信
号hを計数して表示器14へ出力する。
A counter 28 is connected to the gate circuit 27, counts the display input signal h, and outputs the result to the display 14.

24はアンテナ角度センサーでポテンショメータs,と
s2と直流増中器pとからなり、アンテナの傭角と偏角
との変化に連動してそれぞれポテンショメータS・とS
2とがノッチを切換えられると演算増中器からなる直流
増中器pはcosのこ比例した基準電圧を入力電圧とし
、cos帆こ比例した増中度で増中するので(coso
)×(cos◇)に比例した電圧を出力する。
24 is an antenna angle sensor consisting of potentiometers s and s2 and a DC intensifier p, and the potentiometers S and S are connected to changes in the angle and declination of the antenna, respectively.
When the notch of 2 and 2 is switched, the DC multiplier p consisting of an arithmetic multiplier uses the reference voltage proportional to the cos as the input voltage, and increases with the degree of multiplication proportional to the cos.
)×(cos◇).

ノツチを余弦形ポテンショメータに代えると連続的な値
をとることもできる。25はV/Fコンバータでアンテ
ナ角度センサー24に接続され入力電圧を周波数のパル
ス列に変換する。
If the notch is replaced with a cosine potentiometer, continuous values can be obtained. A V/F converter 25 is connected to the antenna angle sensor 24 and converts the input voltage into a frequency pulse train.

すなわち(cos8)×(cosぐ)に比例したパルス
列からなるV/Fコンバータ出力dをうる。29はゲー
ト回路でV/Fコンバータ25とR・Sフリツプフロッ
プ23とに接続され計測ゲート信号e内の減算入力信号
fを出力する。
That is, a V/F converter output d consisting of a pulse train proportional to (cos8)×(cosgu) is obtained. A gate circuit 29 is connected to the V/F converter 25 and the R/S flip-flop 23 and outputs a subtraction input signal f within the measurement gate signal e.

次に第3図で示す電波流速計の動作を説明する。ただし
リミットアンプ8までは従来のものと同一であるので省
略する。ドップラ偏移周波数〆dをもつ測定信号aはゲ
ート回路20に入力して基準ゲート信号bにより時間選
択をうけ加算入力信号Cとなる。
Next, the operation of the radio current meter shown in FIG. 3 will be explained. However, since the parts up to the limit amplifier 8 are the same as the conventional one, their explanation will be omitted. The measurement signal a having the Doppler shift frequency 〆d is input to the gate circuit 20 and becomes the addition input signal C after being time-selected by the reference gate signal b.

例えば基準ゲート信号bのゲート幅を正確に1秒に選定
すると加算入力信号Cはドップラ偏移周波数〆dと等し
い数のパルス列となる。加算入力信号Cはリバーシブル
カウン21の加算入力端に入力し、リバーシブルカウン
タ21はナdに設定される。
For example, if the gate width of the reference gate signal b is selected to be exactly 1 second, the addition input signal C will be a pulse train of the same number as the Doppler shift frequency 〆d. The addition input signal C is input to the addition input terminal of the reversible counter 21, and the reversible counter 21 is set to nad.

一方アンテナ角度センサー24から(cos8)×(c
osぐ)に比例した出力電圧はV/Fコンバータ25に
入りV/Fコンバータ出力信号dとなり、そのパルス列
の周波数は(cos8)×(cos◇)に比例する。例
えば8=450、J=4?で比例定数を100となるよ
うにアンテナ角度センサー24を設定するときはV/F
コンバータ出力信号dの周波数は100・COSa・C
OS◇=100・COS450・cos450 =即日
Zとなる。
On the other hand, from the antenna angle sensor 24 (cos8) x (c
The output voltage proportional to osg) enters the V/F converter 25 and becomes the V/F converter output signal d, and the frequency of the pulse train is proportional to (cos8)×(cos◇). For example, 8=450, J=4? When setting the antenna angle sensor 24 so that the proportionality constant is 100, V/F
The frequency of converter output signal d is 100・COSa・C
OS◇=100・COS450・cos450 = Z on the same day.

V/Fコンバータ出力信号dはゲート回路29に入り、
計測ゲート信号により時間選択されて減算入力信号fと
なりリバーシブルカウタ21の減算入力端に入り減算さ
れる。リバーシブルカゥンタ21は〆dに設定され、し
かる後ナd個が減算されて零が雫検出器で検出されると
きリセット信号がR・Sフリツプフロップ23に送られ
、既に時間発生器10からのセット信号により減算が始
まるときにセットされた計測ゲート信号eをリセットす
る。したがって計測ゲート信号eのゲート幅Tはリバー
シブルカウンタ21が〆d個を減算始めてから零になる
期間で上述のV/Fコンバータ出力信号dの周波数50
日2のパルスを〆d個教える期間に等しくなる。すなわ
ちナd T=〆d‐高。
The V/F converter output signal d enters the gate circuit 29,
The time is selected by the measurement gate signal and becomes the subtraction input signal f, which enters the subtraction input terminal of the reversible counter 21 and is subtracted. The reversible counter 21 is set to d, and then when nd is subtracted and zero is detected by the drop detector, a reset signal is sent to the R/S flip-flop 23, which has already been set from the time generator 10. The measurement gate signal e, which is set when subtraction starts, is reset by the signal. Therefore, the gate width T of the measurement gate signal e is the period from when the reversible counter 21 starts subtracting d numbers to zero, and the frequency 50 of the above-mentioned V/F converter output signal d.
It is equal to the period of teaching d pulses on day 2. In other words, NadT=〆d-High.

=・oo‐のS450心瓜4?− ナd
……(51100・COS8・CO
S?が成立する。
=・oo-'s S450 Shinka 4? - Nad
...(51100・COS8・CO
S? holds true.

基準発振器26は基準クロック信号gを発振しその発振
周波数はC/2〆に比例するように設定される。例えば
比例定数を10000とし、1のHzのマイクロ波を用
いるとすると、その発振周波数〆sは下記のように書け
る。ナS刊oo。
The reference oscillator 26 oscillates a reference clock signal g, and its oscillation frequency is set to be proportional to C/2. For example, if the proportionality constant is 10,000 and a microwave of 1 Hz is used, the oscillation frequency 〆s can be written as follows. Na S publication oo.

・鼻=小毅帯。=・5oHZ・…−・■ このような周波数をもつ基準クロツク信号gはゲート回
路27に入り、ゲート幅Tをもつ計測ゲート信号eによ
り時間を選択されて表示入力信号hとなりカウンタ28
に入り計数の結果が表示器19に表示される。
・Nose = Koki obi. =・5oHZ・…−・■ The reference clock signal g having such a frequency enters the gate circuit 27, and the time is selected by the measurement gate signal e having the gate width T, and becomes the display input signal h, which is output to the counter 28.
The result of counting is displayed on the display 19.

但し計数結果の表示は表示入力信号hが終了した時点で
表示されるがこれらのタイミング信号は公知のことであ
るので第3図では図示しない。次に表示入力信号hの周
波数すなわち計数結果は‘4}、【5}、‘6)式を用
いると下記のように書ける。このようにして角度補正を
うけた真の流速Vの10の音の値、すなわち単位弧/S
で示す流速が求められる。
However, the counting results are displayed at the end of the display input signal h, but since these timing signals are well known, they are not shown in FIG. Next, the frequency of the display input signal h, that is, the counting result, can be written as follows using equations '4}, [5}, and '6). The value of 10 tones of the true flow velocity V thus subjected to angle correction, i.e., unit arc/S
The flow velocity shown by is calculated.

‘5}と‘7}式からナs.〆d l/50=100。
vとなるので例えばナd=100とすれば表示器には3
0比ネ′Sが表示される。上述の説明において基準ゲー
ト信号bのゲート幅を1秒としたが、これを1町妙、6
の砂と変えて平均値を表示するようにすることも容易で
ある。更に本実施例では表示器に測定値を表示する場合
について述べたが記録器に記録したり、表示と記録を兼
ねることも周知のように容易である。また本実施例では
ポテンショメータS,とS2をアンテナ1と連動して動
かしたが、アンテナは一度設置すると殆んど動かさない
ため、設置時にアンテナ1の伸角と偏角を測定してポテ
ンショメータs,とs2とを手動でその測定値に設定し
てもよい。
From the '5} and '7} expressions, Nas. 〆d l/50=100.
For example, if nad=100, the display will show 3.
0 ratio ne'S is displayed. In the above explanation, the gate width of the reference gate signal b was set to 1 second, but this is set to 1 second, 6 seconds.
It is also easy to display the average value instead of sand. Further, in this embodiment, a case has been described in which measured values are displayed on a display, but as is well known, it is easy to record them on a recorder or to have both display and record. Furthermore, in this embodiment, the potentiometers S and S2 were moved in conjunction with the antenna 1, but once the antenna is installed, it is hardly moved. and s2 may be manually set to the measured values.

以上のように本発明は複雑なデジタルマルチプレクシン
グを行なわず簡単なりバーシブルカウンタとゲート回路
を用いるだけで電波ビームの衛角と偏角の補正演算を行
なうことができる安価な電波流速計の角度補正方式を提
供するものである。
As described above, the present invention provides an inexpensive angle angle radio current meter that can perform correction calculations for the angle and declination of a radio beam simply by using a reversible counter and a gate circuit without performing complicated digital multiplexing. This provides a correction method.

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

第1図は電波流速計の原理説明図、第2図は従釆の電波
流速計の1実施例を示すブロック系統図、第3図は本発
明になる電波流速計の1実施例を示すブロック系統図、
第4図は第3図において英小文字で示す要所波形のタイ
ミングチャートである。 1・・・・・・アンテナ、2・・・・・・流速測定装置
、3・・.・・・発振器、4・・・・・・方向結合器、
5・・・・・・サーキュレータ、6・・・・・・混合器
、7・・・・・・帯域フィル夕、8・・・・・・リミッ
トアンプ、9と28……カウンタ、10…・・・時間発
生器、11と24・・・・・・アンテナ角度センサー、
12・・・・・・係数器、13・・・・・・鶏算器、1
4・・・・・・表示器、20と27と29・・・・・・
ゲート回路、21……リバーシブルカウタ、22……零
検出器、23……R・Sフリツプフロツプ、25……V
/Fコンバータ、26・・・・・・基準発振器。 第1図第2図第3図 第4図
Fig. 1 is a diagram explaining the principle of a radio current meter, Fig. 2 is a block system diagram showing one embodiment of a subordinate radio current meter, and Fig. 3 is a block diagram showing an embodiment of the radio current meter according to the present invention. System diagram,
FIG. 4 is a timing chart of key waveforms indicated by lower case letters in FIG. 1... Antenna, 2... Current velocity measuring device, 3... ...Oscillator, 4...Directional coupler,
5...Circulator, 6...Mixer, 7...Band filter, 8...Limit amplifier, 9 and 28...Counter, 10... ...Time generator, 11 and 24...Antenna angle sensor,
12... Coefficient calculator, 13... Chicken calculator, 1
4...Display unit, 20, 27 and 29...
Gate circuit, 21... Reversible counter, 22... Zero detector, 23... R/S flip-flop, 25... V
/F converter, 26...Reference oscillator. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 流体表面に入射する電波ビームの俯角と偏角を予め
設定しこの電波ビームの入射波と反射波を比較してドツ
プラ偏移周波数を求め上記俯角と偏角の角度を補正して
真の流速を計測する電波流速計において、計測されたド
ツプラ偏移周波数をリバーシブルカウンタに設定し、そ
の後、俯角と偏角のそれぞれの余弦の積に比例した周波
数のパルス列によつて前記ドツプラ偏移周波数を減算せ
しめ、減算開始から零になるまでの計測ゲートを作成し
、このゲート間の基準クロツクパルスを計数して流速を
測定することを特徴とする電波流速計の角度補正方式。
1. Set the depression angle and declination angle of the radio wave beam incident on the fluid surface in advance, and compare the incident wave and reflected wave of this radio wave beam to find the Doppler shift frequency. Correct the above depression angle and declination angle to find the true flow velocity. In a radio current meter that measures , the measured Doppler shift frequency is set in a reversible counter, and then the Doppler shift frequency is subtracted by a pulse train with a frequency proportional to the product of the cosines of the depression angle and the declination angle. An angle correction method for a radio current meter, which is characterized in that a measurement gate is created from the start of subtraction to zero, and the flow velocity is measured by counting reference clock pulses between these gates.
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