JPS618622A - 超音波式測定装置 - Google Patents

超音波式測定装置

Info

Publication number
JPS618622A
JPS618622A JP59127604A JP12760484A JPS618622A JP S618622 A JPS618622 A JP S618622A JP 59127604 A JP59127604 A JP 59127604A JP 12760484 A JP12760484 A JP 12760484A JP S618622 A JPS618622 A JP S618622A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ultrasonic
output
waveform
reception detection
gain
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
Application number
JP59127604A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH053527B2 (ja
Inventor
Yukio Nakagawa
中川 行雄
Gunji Ogawara
大河原 軍治
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CHIYOUONPA KOGYO KK
Fuji Electric Co Ltd
Ultrasonic Engineering Co Ltd
Original Assignee
CHIYOUONPA KOGYO KK
Fuji Electric Co Ltd
Ultrasonic Engineering Co Ltd
Fuji Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CHIYOUONPA KOGYO KK, Fuji Electric Co Ltd, Ultrasonic Engineering Co Ltd, Fuji Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical CHIYOUONPA KOGYO KK
Priority to JP59127604A priority Critical patent/JPS618622A/ja
Publication of JPS618622A publication Critical patent/JPS618622A/ja
Publication of JPH053527B2 publication Critical patent/JPH053527B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は、超音波を利用して被測定流体の流速または
流量を測定する超音波式測定装置に関するものである。
〔従来技術とその問題点〕
良く知られているように、この種の測定装置は超音波を
被測定流体の流れに対して順、逆方向に発射した際の各
超音波伝搬時間の差から被測定流体の流速または流量を
測定するものである。
ところで、このような装置によって受信される超音波の
受信波形はその測定条件、流体温度、異物の混入または
流体組成等によって種々に変化することが知られている
。このため、順、逆モードにおける波形のバランスずれ
によるゼロドリフト、または現在検出(着目)している
波形以外の波形によって時間検出を行なってしまうこと
による、いわゆるトリガミスが発生し、このため正確な
測定ができな(なるという問題点がある。
〔発明の目的〕
この発明はかかる事情のもとになされたもので、受信波
形の変動による影響を余り受けず、かつ、順、逆モード
時の波形アンバランスによるゼロドリフトやトリガミス
が少な(、したがって安定で高精度の計測が可能な超音
波式測定装置を提供することを目的とする。
〔発明の要点〕
この発明は、3つの受信検出部と2つの波形判断部とこ
の波形判断部からの出力にもとづいて受信検出部におけ
る受信のための設定電圧を調整する調整手段とを設けて
時間検出の対象となる波(トリガ波形)を選定するとと
もに、この波のピーク値を順、逆方向の受信において一
致させることにより、ゼロドリフトの影響をなくし、ト
リガミスを防止するようにしたものである。
〔発明の実施例〕
第1図はこの発明の実施例を示す構成図、第1A図は第
1図の主要部を示す要部回路図、第2図は第1A図の動
作を説明するためのクイムチヤード、第3図は第1図に
おける演算制御部の動作を説明するためのフローチャー
トである。第1図において、1は被測定流体が矢印方向
に流れる測定管路で、この測定管路1の外壁にはトラン
スジューサla、lbが取り付けられている。このトラ
ンスジューサla、lbはそれぞれ電気信号を音響信号
へ、または音響信号を電気信号に変換する変換素子であ
り、成るモードにおいてはトランスジューサ1aが送信
子、トランスジューサ1bが受信子となる一方、他のモ
ードではこの関係が互いに逆になる。このモードの切換
はタイミングパルス発生部(TPG)12によって行な
われるが、これはトランスジューサla、lbが交互に
送信子または受信子となるように、信号りを出力して切
換スイッチ2a、2bを切り換える。トランス    
゛ジューサ1aまたは1bからの超音波を受信する受信
部4は、主として増幅器からなり、そのゲインは固定の
ゲイン設定器13aまたは可変のゲイン設定器13bに
よって、固定または可変となるようにスイッチ2cを介
して選択されるが、このスイッチ2cもTPG12がら
の出力りによって制御される。
受信検出部5および波形判断部6は第1A図に詳しく示
されるように、第1.第2.第3受信検出部51,52
.53および第1.第2波形判断部61.62から構成
されている。そして、例えば第1受信検出部51は、コ
ンパレータ511とナントゲート512〜514からな
るフリップフロップ回路とから構成され、これは第2.
第3受信検出部52.53についても同様である。また
、例えば第1波形判断部61は、ラッチ回路611と抵
抗612およびコンデンサ613からなる遅延回路とか
ら構成され、これは第2波形判断部62についても同様
である。
演算制御部7はマイクロコンピュータの如きディジタル
処理装置F(CPU)を有し、入力部11を介して与え
られる第1.第2波形判別部出力D1、D2に応じて受
信検出部5に設定する電圧レベルの調整を行なうか、ま
たはゲイン設定器13bおよび切換スイッチ2Cを介し
て受信部4に設けられている増幅器のゲイン調整を行な
う。設定電圧の調整を行なうか、増幅器のゲイン調整を
行なうかはTPG12から入力部11を介して与えられ
る信号りによって決まり、例えば信号りが論理“1”レ
ベルのとき、すなわち超音波の発射方向が順方向のとき
は設定電圧を、また逆方向のとき((K 号りが論理“
0”レベルのとき)は増幅器のゲインをそれぞれ8周整
する。な゛お、8(81゜82.83)は演算制御部7
からのテイジタル出力値に応じた電圧を発生する電圧発
生回路である。
10は時間測定装置であり、受信検出部52からの出力
Mにもとづいて順、逆方向モード時の各超音波伝搬時間
を測定し、その差にもとづいて被測定流体の流速または
流量を測定する。
ここで、第1A図および第2図を参照して、超音波の受
信検出動作について説明する。
いま、第1A図に示されるコンパレータ511゜521
.531の設定電圧をA+α、A、A−αとし、これら
のコンパレータでSなる超音波信号を受信するものとす
る。このときの信号波Sと各設定電圧A+α、A、A−
αとの関係が第2図(イ)の如くであるとすると、コン
パレータ511゜521.531は信号波Sが各設定値
を越えたときその出力が反転し、これが各フリップフロ
ップ(512〜514・・・・・・532〜534)に
てラッチされる。なお、各フリップフロップは、超音波
を発射してから所定の時間後に与えられるリセット信号
Rによって前もってリセットされる。したがって、第2
図(イ)の場合には、各受信検出部51.52.53か
らは、それぞれ同図(ロ)。
(ハ)、(ニ)の如き出力H,M、Lが得られることに
なる。ラッチ回路611はこの信号Hをラッチするが、
そのタイミングは信号Mを抵抗612、コンデンサ61
3からなる遅延回路にて所定の時間τ3だけ遅らせた信
号によって行なわれる。
この遅延時間τ3は、一連の超音波信号の第1波。
第2波、第3波・・・・・・を互いに別個の波として捉
えることができるように選ばれ、ここでは例えば超音波
信号の波長の約1/4に相当する時間に選定されている
。つまり、ラッチ回路611は信号Mから所定時間τ3
だけ遅れた時点で信号Hが存在するか否かを見るもので
あり、これによって受信検出部51と52にて受信され
る信号波形が同一位置の波であるか否かを判別し、同じ
波のときは例えば論理“1”、異なるときは論理“0″
の信号をそれぞれ出力するものである。同様に、ラッチ
回路621は信号りから所定時間τ8だけ遅れた時点で
信号Mが存在するか否かを識別し、その結果に応して1
”または“0”の信号を出力する。この例では、第2図
(イ)の信号波形Sと設定電圧A+α、A、A−αとの
関係または同図(ロ)、(ハ)、(ニ)に示される信号
H,M、Lの関係からも明らかなように、検出部51と
52とでは第3波、第2波の如く互いに異なる波を見て
いるのに対し、検出部52と53とでは同じ波(第2波
)を見ていることから、ラッチ611,621の出力は
それぞれ同図(ホ)、(へ)の如く“0″、”1″とな
ることがわかる。
以上は、ラッチ回路611,612の出力DI。
D2が“0″、“1”となる場合であったが、信号波S
とコンパレータのR定(iA+α、A、A−αとの関係
によっては、出力Dl、D2が“1”。
0″、”o”、”o″または1″、41″となる場合が
それぞれ存在することが容品に推測される。したがって
、第1図の演算制御部7では、これらの各出力にもとづ
いて以下の如く設定値の変更操作を行なう。なお、設定
レベルAおよび変化幅αについては予め初期設定してお
(ものとする。
第3図を参照する。なお、この第3図からも明らかなよ
うに、設定値の変更操作は第1図のTPG12からの出
力りが1のとき、すなわち、超音波を例えば順方向に送
信するときに行なわれる(■参照)。また、以下の如き
操作を行なうために、演算制御部では受信検出部出力D
I、D2およびTPG12からの出力りを人力部11を
介して予め取り込んでおくことは云う迄もない(■参照
)。
まず、出力DI、D2が「00」であるか否かを判断し
く■参照)、「00」ならば変化幅αを−1(α−1)
する(■参照)。「00」でなけ     。
れば「01」か否かを判別しく■参照)、イエスならば
設定レベルAを、−1(A−1) L (■参照)、ノ
ーならば「10」であるか否かを判別する(■参照)。
その結果、イエスならばレベルAを+1しく■参照)、
ノーならば幅αを+1する(■参照)。こうして更新さ
れた第3図[相]の如き結果が、新たな設定値となって
第1図の電圧発生回路8 (81,82,83)を介し
て受信検出部5  (51,52,53)へ与えられる
かかる操作は順方向モード時に繰り返し行なわれるので
、A+αなる設定値は第4図の如き一連の受信波形TW
のうち、第2の受信検出部52にて検出される着目波形
(時間検出波形)PWのピーク値P、の近傍に、また、
A−αなる設定値はこの着目波形PWの1波前の波形の
ピーク値P。
の近傍にそれぞれ設定され、これによってAなる設定値
はこれらの中間位置に設定されることになる。このよう
にして、着目する波(時間検出の対象となる波形;トリ
ガ波形)の位置を選択、決定することにより、誤検出(
トリガミス)が防止され、超音波伝搬時間を精度良く計
測することが可能となる。なお、第4図は超音波受信波
形を示す波形図である。
以上、順方向モード時の設定値変更操作について説明し
たが、第1図の演算制御部7は、逆方向モード時には以
下の如き動作を行なう。
この場合は、第1図または第1A図の波形判断部の出力
D1が“1″か“0″かを判断しく第3図■参照)、“
1”のときは第1図の受信部3内にある増幅器のゲイン
を−1しく同@参照)、“0”のときはゲインを+1す
る(同[相]参照)。すなわち、順方向モード時に上述
の如くして選択。
決定される時間検知の対象となる波形のピークレベルが
逆方向モード時のそれと一致するとは限らないので、こ
のピークレベルを順、逆方向モード時とで互いに一致さ
せることにり、ゼロドリフトによる時間検出の誤差を少
なくするものである。
つまり、受信波形が第4図の如く、順方向モード時には
実線TWで、逆方向モード時には点線DWにてそれぞれ
示されるものとし、時間検知の対象となる波の位置をP
Wとすると、逆方向モード時の波PWのピーク値P1′
を順方向モード時のそれP、と一致されるようにするも
のである。なお、このように調整されるゲインにもとづ
いて第1図のゲイン設定器13bに対するゲイン設定が
行なわれ(第3図■参照)、これによって受信部4内の
増幅器のゲインが決定される。
〔発明の効果〕
この発明によれば、3つの受信検出部と2つの波形判断
部とこの波形判断部からの出力にもとづいて受信検出部
における受信のための設定電圧を調整する調整手段とを
設けることにより最適なレベルを設定して時間検出の対
象となる波の位置を選定し、かつこの波のピーク値を順
、逆方向の受信において互いに一致させるようにしたの
で、受信波形のアンバランスによるゼロドリフトの影響
がなく、したがってトリガミスを防止することができる
。その結果、安定かつ高精度の計測が可能となる利点が
もたらされるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例を示す構成図、第1A図は第
1図の主要部を示す要部回路図、第2図は第1A図の動
作を説明するためのタイムチャート、第3図は演算制御
部の動作を説明するためのフローチャート、第4図は超
音波波形図である。 符号説明 ■・・・測定管路、la、Ib・・・トランスジューサ
、2a、2b、2c・・・切換スイッチ、3・・・送信
部、4・・・受信部、5 (51,52,53)・・・
受信検出部、6 (61,62)・・・波形判別部、7
・・・演算制御部(CPU) 、8 (81,82,8
3)・・・電圧発生回路、10・・・時間測定装置、1
1・・・入力部、12・・・タイミングパルス発生部(
TPG) 、13a、13b・・・ゲイン設定器、51
1〜531コンパレーク、512〜514,522〜5
24,532〜534・・・フリップフロップ、611
,621・・・ラッチ回路、612,622・・・抵抗
、613゜623・・・コンデンサ。 代理人 弁理士 並 木 昭 夫 代理人 弁理士 松 崎   清 第1A図 第2図 第4図 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 超音波の送受信が可能な1対の送受信子の一方を送信側
    とし他方を受信側としたときの超音波伝搬時間とこの送
    受信の関係を逆にしたときの超音波伝搬時間との差にも
    とづいて被測定流体の流速または流量を計測する超音波
    式測定装置において、ゲインの調整が可能な増幅器を有
    し前記送受信子からの超音波信号を受信する受信部と、
    第1、第2および第3の設定電圧を個々に有し受信波が
    該各設定電圧を越えたとき第1、第2および第3の受信
    検出信号をそれぞれ出力する第1、第2および第3の受
    信検出部と、該第2、第3の受信検出信号を所定時間遅
    らせたタイミングでそれぞれ第1、第2の受信検出信号
    をラッチすることにより第1と第2および第2と第3の
    各受信検出部にて検出される波が同じ位置のものである
    か否かを判別する第1、第2の波形判別部と、超音波が
    第1の方向へ伝搬されるときは該第1、第2波形判別部
    出力にもとづいて前記各設定電圧を調整し超音波の進行
    方向が前記第1の方向と逆のときは該第1の波形判別部
    出力に応じて前記増幅器のゲインを調整する調整手段と
    を設けてなることを特徴とする超音波式測定装置。
JP59127604A 1984-06-22 1984-06-22 超音波式測定装置 Granted JPS618622A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59127604A JPS618622A (ja) 1984-06-22 1984-06-22 超音波式測定装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59127604A JPS618622A (ja) 1984-06-22 1984-06-22 超音波式測定装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS618622A true JPS618622A (ja) 1986-01-16
JPH053527B2 JPH053527B2 (ja) 1993-01-18

Family

ID=14964191

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59127604A Granted JPS618622A (ja) 1984-06-22 1984-06-22 超音波式測定装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS618622A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002333356A (ja) * 2001-05-09 2002-11-22 Aichi Tokei Denki Co Ltd 超音波流量計
JP2009008692A (ja) * 2008-10-10 2009-01-15 Panasonic Corp 流量計測装置
JP2009008691A (ja) * 2008-10-10 2009-01-15 Panasonic Corp 流量計測装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002333356A (ja) * 2001-05-09 2002-11-22 Aichi Tokei Denki Co Ltd 超音波流量計
JP2009008692A (ja) * 2008-10-10 2009-01-15 Panasonic Corp 流量計測装置
JP2009008691A (ja) * 2008-10-10 2009-01-15 Panasonic Corp 流量計測装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH053527B2 (ja) 1993-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7437948B2 (en) Ultrasonic flowmeter and ultrasonic flow rate measurement method
US5796009A (en) Method for measuring in a fluid with the aid of sing-around technique
NO794111L (no) Ultralyd stroemningsmaaler.
WO2008004560A1 (fr) dispositif de mesure de vitesse d'écoulement et débitmètre ultrasonique
US6457371B1 (en) Ultrasonic flow sensor with error detection and compensation
US6370963B1 (en) Ultrasonic transit time flow sensor and method
JPS618622A (ja) 超音波式測定装置
TWM609659U (zh) 時序誤差的偵測電路
JP2005181268A (ja) 超音波流量計
JP2004184341A (ja) 方位検出装置
JPS62145117A (ja) 多点用超音波式測定装置
SU787899A1 (ru) Ультразвуковой расходомер
RU2106602C1 (ru) Ультразвуковой расходомер
JPS6254112A (ja) 管内スケ−ル厚さの測定方法
JPH03180794A (ja) 超音波距離測定方法及び装置
JPS618621A (ja) 受波検出装置
JPS61241685A (ja) 超音波距離計
JP3465100B2 (ja) 渦流量計
JPS61198082A (ja) 距離測定装置
JPS593314A (ja) 超音波検出式カルマン渦流速計
RU1820230C (ru) Устройство дл измерени скорости распространени ультразвуковых колебаний
JPH01187485A (ja) 超音波距離測定方法
SU657334A1 (ru) Автоциркул ционный измеритель скорости ультразвука
SU577452A1 (ru) Цифровое устройство дл контрол скокости распространени ультразвука
SU998956A2 (ru) Устройство дл измерени скорости ветра