JPS6029615A - 超音波流速計 - Google Patents
超音波流速計Info
- Publication number
- JPS6029615A JPS6029615A JP58137011A JP13701183A JPS6029615A JP S6029615 A JPS6029615 A JP S6029615A JP 58137011 A JP58137011 A JP 58137011A JP 13701183 A JP13701183 A JP 13701183A JP S6029615 A JPS6029615 A JP S6029615A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- signal
- phase difference
- ultrasonic
- transmitting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/66—Measuring 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
- G01F1/667—Arrangements of transducers for ultrasonic flowmeters; Circuits for operating ultrasonic flowmeters
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Volume Flow (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】
ａ、産業上の利用分野
本発明は超音波流速計、特に連続発振超音波を用いる流
速計の位相差検出用回路に関する。
速計の位相差検出用回路に関する。
本発明に係る超音波流速計１は、送信用超音波トランス
デユーサと受信用超音波トランスデユーサとを対向しな
いよ５に配置し、流体中の超音波の位相変化の流速■へ
の依存性と両超音波トランスデユーサ間の距離りから流
速Ｖを測定する装置である。
デユーサと受信用超音波トランスデユーサとを対向しな
いよ５に配置し、流体中の超音波の位相変化の流速■へ
の依存性と両超音波トランスデユーサ間の距離りから流
速Ｖを測定する装置である。
ｂ、従来技術
二つの矩形波列の位相差検出用回路として、両矩形波信
号を排他的論理和回路の２つの人力とし、その回路の出
力を周波数／電圧変換回路を用いてアナログ信号に変換
する回路が知られて（−る。
号を排他的論理和回路の２つの人力とし、その回路の出
力を周波数／電圧変換回路を用いてアナログ信号に変換
する回路が知られて（−る。
この回路は位相差がＯ〜πであるときにしか使用できな
い。それ故この回路を流速計に使用すると、測定可能な
流速の範囲を大きくできないという問題点がある。
い。それ故この回路を流速計に使用すると、測定可能な
流速の範囲を大きくできないという問題点がある。
使用可能な位相差の範囲を拡大する回路としてＤＴＹＰ
Ｅフリップフロップ素子を用いる回路が実開昭５５−１
４５０８に提案されているが、この回路を用いても使用
可能な位相差は倍にしか広くできない。
Ｅフリップフロップ素子を用いる回路が実開昭５５−１
４５０８に提案されているが、この回路を用いても使用
可能な位相差は倍にしか広くできない。
Ｃ１発明の目的
本発明は、位相差が１周期以上であっても使用できるよ
うに、測定可能位相差の範囲を自由に拡大できる位相差
検出用回路を備える超音波流速側を提供することを目的
とする。
うに、測定可能位相差の範囲を自由に拡大できる位相差
検出用回路を備える超音波流速側を提供することを目的
とする。
ｄ９発明の構成
本発明の超音波流速計の位相差検出用回路は、送信信号
と受信信号を同じ比率でカウントダウンして位相差検出
回路（例えば排他的論理和回路）の２人力と−すること
により、受信信号の時間的遅れが送信波の１周期以上で
あってもその遅れをめることを可能とするものである。
と受信信号を同じ比率でカウントダウンして位相差検出
回路（例えば排他的論理和回路）の２人力と−すること
により、受信信号の時間的遅れが送信波の１周期以上で
あってもその遅れをめることを可能とするものである。
このとき上記送信信号と受信信号を同期１〜てカウント
ダウンする点に特徴がある。以下図面を参照しながら本
発明を説明する。
ダウンする点に特徴がある。以下図面を参照しながら本
発明を説明する。
第１図は本発明の実施例についてのブロックダイヤグラ
ムである。
ムである。
送信発振器Ｏ８Ｃの出力信号ａＫよって送信用超音波ト
ランスデユーサＴから超音波が流速Ｖの流体中に送信さ
れる。該流体中を伝播した超音波は受信用超音波トラン
スデユーサＲにおいて電気信号すに変換され増幅回路Ａ
において増幅された後、矩形波化回路ＲＷ２において矩
形波Ｃに変換される。該矩形波Ｃはカウンター回路Ｃ２
＋フリップフロップ回路ＦＦにおいてカウントダウンさ
れてパルス幅を長くされてから位相差検出回路ＰＤの一
方の人力信号ｄとなる。該位相差検出回路ＰＤの他方の
人力信号は、上記送信発振器Ｏ８Ｃの出力信号ａの一部
を矩形波回路Ｉｎ’、において矩形波信号ｅＶＣ変換し
た後、カウンター回路Ｃ１においてカウントダウンして
パルス幅を長くした信号ｆである。なおりランター回路
ＣＩにおけるカウントダウンの比率は、カウンター回路
Ｃ１，フリップフロップ回路ＦＦ’における総合カウン
トダウンの比率と同一であるとする。したがって信号ａ
と信号すが同じパルス幅を有する場合には、信号ｆと信
号ｄは同じパルス幅を有する。信号ｆと信号ｄは、例え
ば排他的論理和回路からなる位相差検出回路ＰＤにおい
て位相差が検出される。その出力信号りは例えばローパ
スフィルター回路からなる周波数／電圧変換回路Ｆ／Ｖ
によりアナログ信号φに一変換され、φから流速■が得
られる。
ランスデユーサＴから超音波が流速Ｖの流体中に送信さ
れる。該流体中を伝播した超音波は受信用超音波トラン
スデユーサＲにおいて電気信号すに変換され増幅回路Ａ
において増幅された後、矩形波化回路ＲＷ２において矩
形波Ｃに変換される。該矩形波Ｃはカウンター回路Ｃ２
＋フリップフロップ回路ＦＦにおいてカウントダウンさ
れてパルス幅を長くされてから位相差検出回路ＰＤの一
方の人力信号ｄとなる。該位相差検出回路ＰＤの他方の
人力信号は、上記送信発振器Ｏ８Ｃの出力信号ａの一部
を矩形波回路Ｉｎ’、において矩形波信号ｅＶＣ変換し
た後、カウンター回路Ｃ１においてカウントダウンして
パルス幅を長くした信号ｆである。なおりランター回路
ＣＩにおけるカウントダウンの比率は、カウンター回路
Ｃ１，フリップフロップ回路ＦＦ’における総合カウン
トダウンの比率と同一であるとする。したがって信号ａ
と信号すが同じパルス幅を有する場合には、信号ｆと信
号ｄは同じパルス幅を有する。信号ｆと信号ｄは、例え
ば排他的論理和回路からなる位相差検出回路ＰＤにおい
て位相差が検出される。その出力信号りは例えばローパ
スフィルター回路からなる周波数／電圧変換回路Ｆ／Ｖ
によりアナログ信号φに一変換され、φから流速■が得
られる。
なお上記カウンター回路Ｃ７とフリップフロップ回路Ｆ
Ｆのリセットは次のように行なわれる。
Ｆのリセットは次のように行なわれる。
上記カウンター回路Ｃ１の出力信号ｆの一部が分岐シて
一安定フリップフロップ回路Ｍ、をトリガーしてワンシ
ョットパルス信号ｉを発生させる。
一安定フリップフロップ回路Ｍ、をトリガーしてワンシ
ョットパルス信号ｉを発生させる。
該信号ｉは、上記信号φの逆数に比例する周波数で発振
する発振回路ＶＣＯの発振制御端子の人力となり、該信
号ｉが信号ｆの立ち下りよりＭｌにより決められた時間
゛だけ該発振回路ｖＣＯは発振信号ｊを発生する。該信
号ｊはカウンター回路Ｃ３によって計数される。そして
予め定められたパルス数Ｎ（例えばＮ＝３２）毎に出力
信号ｋが該カウンター回路Ｃ８から発生し、該信号ｋが
ゲート用一定安定フリップフロップ回路Ｍ、をトリガー
しワンショットパルス信号Ｑを発生させる。なお該カウ
ンター回路ｃ３は上記ワンショットパルス信号ｉの始端
においてリセットされる。
する発振回路ＶＣＯの発振制御端子の人力となり、該信
号ｉが信号ｆの立ち下りよりＭｌにより決められた時間
゛だけ該発振回路ｖＣＯは発振信号ｊを発生する。該信
号ｊはカウンター回路Ｃ３によって計数される。そして
予め定められたパルス数Ｎ（例えばＮ＝３２）毎に出力
信号ｋが該カウンター回路Ｃ８から発生し、該信号ｋが
ゲート用一定安定フリップフロップ回路Ｍ、をトリガー
しワンショットパルス信号Ｑを発生させる。なお該カウ
ンター回路ｃ３は上記ワンショットパルス信号ｉの始端
においてリセットされる。
したがってワンショットパルス信号２の始端は信号ｉの
始端に対して、信号φに比例する時間だけ遅れている。
始端に対して、信号φに比例する時間だけ遅れている。
該信号αがカウンター回路Ｃ１をリセットし、また信号
込の一部は分岐してゲート回路Ｇを経てフリップフロッ
プ回路ＦＦをリセットする。上記ゲート回路Ｇは矩形波
信号Ｃと信号ａを２人力とするゲート回路（例えばＡＮ
Ｄ回路）である。
込の一部は分岐してゲート回路Ｇを経てフリップフロッ
プ回路ＦＦをリセットする。上記ゲート回路Ｇは矩形波
信号Ｃと信号ａを２人力とするゲート回路（例えばＡＮ
Ｄ回路）である。
ｅ６作用
本発明に係る位相差検出の回路は上述の構成を有するの
で、位相差が１周期を越えても、アナログ信号φによっ
て流速Ｖを知ることができる。次にこれを説明する。
で、位相差が１周期を越えても、アナログ信号φによっ
て流速Ｖを知ることができる。次にこれを説明する。
第２図は、第１図の回路の電気信号のタイムチャートで
ある。
ある。
送信用発振器Ｏ８Ｃの出力信号ａから得られる矩形波ｅ
はカウンター回路Ｃ１でカウントダウンされて信号ｆと
なる。信号ｆとして、１／４にカウントダウンされてい
る例が図示されており、この場合には信号ａ又は信号ｅ
Ｋついて２周期までの位相差が検出可能である。信号ｆ
の立上す端でパルス幅の広いワンショットパルスｉが励
起され、同時に発振回路■ＣＯが発振を始める。
はカウンター回路Ｃ１でカウントダウンされて信号ｆと
なる。信号ｆとして、１／４にカウントダウンされてい
る例が図示されており、この場合には信号ａ又は信号ｅ
Ｋついて２周期までの位相差が検出可能である。信号ｆ
の立上す端でパルス幅の広いワンショットパルスｉが励
起され、同時に発振回路■ＣＯが発振を始める。
ＶＣＯの発振周波数は信号φの逆数に比例するので、パ
ルス数Ｎをカウントアウトするまでに要する時間は信号
φに比例する。信号ａはこのカウントアウトの時にトリ
ガーされ、信号２がカウンター回路Ｃ２をリセットする
ので、カウンタ回路Ｃ７のカウント開始時点はカウンタ
回路Ｃ１のそれに対して信号φに比例する時間だけ遅れ
ている。カウンター回路“Ｃ２とフリップフロップ回路
ＦＦのカウントダウンの比率はカウンター回路Ｃ７のそ
れと等しい（図示の例では１／４）。
ルス数Ｎをカウントアウトするまでに要する時間は信号
φに比例する。信号ａはこのカウントアウトの時にトリ
ガーされ、信号２がカウンター回路Ｃ２をリセットする
ので、カウンタ回路Ｃ７のカウント開始時点はカウンタ
回路Ｃ１のそれに対して信号φに比例する時間だけ遅れ
ている。カウンター回路“Ｃ２とフリップフロップ回路
ＦＦのカウントダウンの比率はカウンター回路Ｃ７のそ
れと等しい（図示の例では１／４）。
信号ａと信号すは、それぞれカウンター回路Ｃ，および
カウンター回路Ｃ，ｌフリップフロップ回路ＦＦにおい
て、同じ比率でカウントダウンされ、しかもそのカウン
ト開始端に信号φに比例する時間だけの差を与えること
により同期されているので、信号ｄと信号ｆの位相関係
は信号ａと信号すのそれに対応する。すなわち信号φは
信号ａと信号すの位相差に比例する。このように同期し
てカウントダウンしているので、流速Ｖが変化するとき
それに応じて信号φが変化する。なお信号ａと信号すの
位相差は流速■に比例する。
カウンター回路Ｃ，ｌフリップフロップ回路ＦＦにおい
て、同じ比率でカウントダウンされ、しかもそのカウン
ト開始端に信号φに比例する時間だけの差を与えること
により同期されているので、信号ｄと信号ｆの位相関係
は信号ａと信号すのそれに対応する。すなわち信号φは
信号ａと信号すの位相差に比例する。このように同期し
てカウントダウンしているので、流速Ｖが変化するとき
それに応じて信号φが変化する。なお信号ａと信号すの
位相差は流速■に比例する。
ｆ、効果
本発明の超音波流速計はこのような位相差検出用回路を
備えているので、測定可能な流速の範囲および両超音波
トランスデユーサ間の距離の設定自由度が極めて広いと
いう有利な点忙加えて、フリップフロップ回路の記憶効
果によって測定値が安定であるという副効果も有してい
る。すなわち何らかの理由によって受信超音波信号が消
えても即座には測定値が変化しない。
備えているので、測定可能な流速の範囲および両超音波
トランスデユーサ間の距離の設定自由度が極めて広いと
いう有利な点忙加えて、フリップフロップ回路の記憶効
果によって測定値が安定であるという副効果も有してい
る。すなわち何らかの理由によって受信超音波信号が消
えても即座には測定値が変化しない。
第１図は本発明の実施例についてのブロックダイヤグラ
ム、第２図は第１図の回路の電気信号のタイムチャート
である。 Ｏ８Ｃ・・・・・・送信発振器、 Ｔ、Ｒ１，Ｒ２・・・・超音波トランスデユーサ、Ａ・
・・・・・増幅回路、 ＲＷｌ、ＲＷ、・・・・・・矩形波化回路、Ｃ，、Ｃ２
，Ｃ，・・・・・・カウンター回路、ＦＦ・・・・・フ
リップフロップ回路、ＰＤ・・・・・・位相差検出回路
、 Ｆ／Ｖ・・・・・・周波数／電圧変換回路、Ｍ、 、
Ｍ、・・・・・安定フリップフロップ回路、ＶＣＯ・・
・・・・発振回路、 Ｇ・・曲ゲート回路。
ム、第２図は第１図の回路の電気信号のタイムチャート
である。 Ｏ８Ｃ・・・・・・送信発振器、 Ｔ、Ｒ１，Ｒ２・・・・超音波トランスデユーサ、Ａ・
・・・・・増幅回路、 ＲＷｌ、ＲＷ、・・・・・・矩形波化回路、Ｃ，、Ｃ２
，Ｃ，・・・・・・カウンター回路、ＦＦ・・・・・フ
リップフロップ回路、ＰＤ・・・・・・位相差検出回路
、 Ｆ／Ｖ・・・・・・周波数／電圧変換回路、Ｍ、 、
Ｍ、・・・・・安定フリップフロップ回路、ＶＣＯ・・
・・・・発振回路、 Ｇ・・曲ゲート回路。
Claims (1)
- 送信用超音波トランスデユーサと受信用超音波トランス
デュ〜すとを対向しないように配置し、流体中の超音波
の位相変化の流速依存性と両超音波トランスデユーサ間
の距離とから流速を測定する超音波流速計において、送
信超音波トランスデユーサ側からの信号はカウンターＣ
１でカウントダウンしてから位相差検出回路ＰＤの一方
の人力ｆとし、該位相差検出回路ＰＤＫ後続されている
周波数／電圧変換回路ルヤの出力φの逆数に比例する発
振器ＶＣＯの出力パルスｊを始走個数Ｎ計数する時間だ
けリセット時点が上記カウンターＣ１より遅れた他のカ
ウンター回路において上記受信用超音波トランスデユー
廿Ｉｎ ｔ−（Ｔ＋ ＆ 芸＆ −１−紀、 ｆ＋ウン
Ｊ−回路Ｃ１と■１−比率でカウントダウンした信号ｄ
を上記位相差検出回路の他の人力とし、上記信号φから
流速■を知ることを特徴とする超音波流速計。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58137011A JPS6029615A (ja) | 1983-07-27 | 1983-07-27 | 超音波流速計 |
| US06/632,045 US4611496A (en) | 1983-07-27 | 1984-07-18 | Ultrasonic flow meter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58137011A JPS6029615A (ja) | 1983-07-27 | 1983-07-27 | 超音波流速計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6029615A true JPS6029615A (ja) | 1985-02-15 |
| JPH0475450B2 JPH0475450B2 (ja) | 1992-11-30 |
Family
ID=15188724
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58137011A Granted JPS6029615A (ja) | 1983-07-27 | 1983-07-27 | 超音波流速計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6029615A (ja) |
-
1983
- 1983-07-27 JP JP58137011A patent/JPS6029615A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0475450B2 (ja) | 1992-11-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3023569B2 (ja) | 流体媒体内の音波バースト移動時間のデジタル式測定方法及び装置 | |
| JP4886120B2 (ja) | 超音波流速計 | |
| JP3689973B2 (ja) | 流量計測装置 | |
| JPS6029615A (ja) | 超音波流速計 | |
| JP3422100B2 (ja) | 流量計測装置 | |
| JPH0537222Y2 (ja) | ||
| JPH07325151A (ja) | 超音波距離測定装置 | |
| US4183245A (en) | Synchronous frequency-to-voltage converter for doppler apparatus | |
| JPH0537221Y2 (ja) | ||
| JPS626811B2 (ja) | ||
| JP3422131B2 (ja) | 流量計測装置 | |
| JPS6042385Y2 (ja) | 超音波測定装置のゲ−ト信号発生回路 | |
| SU1566231A1 (ru) | Ультразвуковой термометр | |
| JPS5817217Y2 (ja) | 超音波流量計 | |
| JPS63101713A (ja) | 連続波位相差式超音波流速計 | |
| SU1649280A2 (ru) | Ультразвуковой одноканальный расходомер | |
| JPH0455274B2 (ja) | ||
| SU1265605A1 (ru) | Способ измерени скорости распространени и коэффициента поглощени ультразвука и устройство дл его осуществлени | |
| SU896544A2 (ru) | Устройство дл определени концентрации свободного газа в жидкости | |
| SU489033A1 (ru) | Прибор дл определени времени прохождени акустических колебаний в твердой среде | |
| JPH0117090B2 (ja) | ||
| JPS557601A (en) | Thermometer | |
| JPS62185121A (ja) | 超音波流速計 | |
| JP2001264136A (ja) | 超音波流量計 | |
| JPS6328257B2 (ja) |