JPS6311819A - 超音波流量計 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は超音波流量計に係り、特に安定性を向上するの
に好適な超音波流量計に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の超音波流量計は、単一の周波数の超音波を振動素
子より発して流量を測定する流体に送信し、その到着時
間の差を測定することによって流速を検出するようにし
ており、音波の到達時間を正確に測定するため、ノイズ
フィルタ、音波レベルを一定に保つためのゲインコント
ロール、到達波の識別のためのトリガーなどを工夫して
いるが、装着配管の布設年度、材質、錆、汚れの程度２
周囲のノイズなどの様々な要因により到達波のＳ／Ｎが
変化し、安定な計測に支障をきたしていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の超音波流量計においては、如何にして到達波のＳ
／Ｎを良くするかという点のみに注目していたが、これ
には限界があり、時として到達波の識別を誤るかまたは
見失うために測定不能もしくは測定に大きな誤差を発生
するという問題があった。

本発明の目的は、到達波を明確に識別することができ、
測定の安定性を向上することができる超音波流量計を堤
供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、流速測定用の超音波を発生する送信用超音
波発信素子のほかに流速測定用の超音波の到達波を識別
するための上記送信用超音波発信素子と周波数の異なる
超音波を発生する識別用超音波発信素子が設けてあり、
この識別用超音波発信素子からの超音波を受信して上記
送信用超音波発信素子からの超音波の到達波を識別する
識別手段を具備する構成として達成するようにした。

〔作用〕

識別用超音波発生素子からの超音波の受信信号によって
流速測定用の超音波を発生する送信用超音波発信素子か
らの超音波の到達波を識別することができ、流速測定用
の超音波の大幅な変動に対して安定に超音波の到達時間
を計測することかできる。

〔実施例〕

以下本発明を第１図に示した実施例および第２図を用い
て詳細に説明する。

第１図は本発明の超音波流量計の一実施例を示す全体構
成図である。第１図において、１，２はそれぞれシュー
３に接着した流速測定用の超音波を発生する送信用超音
波発信素子およびこれと周　　　　゛波数の異なる識別
用超音波を発生する識別用超音波発信素子で、シュー３
は流体が流れる管４に装着しである。一方、シュー３と
管４の斜め方向に対向する位置にシュー３′が管４に装
着してあり、シュー３′には送信用超音波発信素子１か
らの超音波を受信する受信素子１′と識別用超音波発信
素子２からの超音波を受信する受信素子２′とが接着し
である。５，６はそれぞれ超音波発信素子１．２を励振
する電源装置で、電源装置６の前段にはタイマ７が設け
てあり、識別用超音波発信素子２の励振を送信用超音波
発信素子１の励振よりも一定時間遅らせる働きをしてい
る。受信素子１’　、２’　からの受信信号はそれぞれ
フィルタ８゜８′によって信号に重畳するノイズが減少
され、フィルタ８′を経た信号は増幅器９で増幅されて
ゲート１０にトリガ信号を与える。フィルタ８を経た信
号は、ゲート１０が増幅器９からのトリガ信号によって
ゲートが開いたときのみゲート１０を通過して増幅器１
１で増幅される。増幅器１１からのトリガ信号はカウン
タ１２に入力し、時間が計測される。１３は制御器で、
電源装置５により超音波発信素子１を励振させたときは
、その励振時刻をカウンタ１２に入力し、カウンタ１２
が超音波発信素子１が超音波を発信してから受信素子１
′がその超音波を受信するまでの時間をカウントできる
ようにしである。

次に、第２図を参照しながら動作について詳細に説明す
る。送信用超音波発信素子１が制御器１３からの信号に
よって電源装置５を介して励振されて第２図（ａ）に示
すようにＵｌの超音波を発信すると、識別用超音波発信
素子２がタイマ７の作用により第２図（ｂ）に示すよう
にそれよりｔ時間遅れて励振され、Ｕ２の超音波を発信
する。

ただし、Ｕｘの超音波の周波数はＵｌの超音波の周波数
より大幅に高くしてあり、また時間ｔはＵｌの超音波の
Ｐｔの波に同期する時間にあらかじめ定めである。第２
図（ａ）のＵｌ’は、超音波Ｕ１が管４、管４内の流体
、管４を通って受信素子１′に受信される超音波で、受
信素子１′からの超音波信号はフィルタ８でノイズを除
去されゲート１０に入力する。一方、第２図（ｂ）のＵ
２’は、超音波Ｕ２が超音波Ｕｓと同じ経路を通って受
信素子２′に受信される超音波で、受信素子２′からの
超音波信号はフィルタ８′でノイズを除去された後、増
幅器９で増幅されてトリガ信号としてゲート１０に入力
する。このトリガ信号はゲート１０を開くので、これに
より超音波Ｕｌ’の波Ｐｌ以降の波に対応する受信素子
１′の超音波信号が増幅器１１に入力し、波Ｐｚ”　と
Ｐ２’の零クロス点が検出されて増幅器１１よりトリガ
信号を発生する。なお、ここでは詳細な説明を省略する
が、零クロス点の検出については従来技術で容易に達成
できる。カウンタ１２は、制御器１３からの励振時刻に
対応した信号によりカウントを開始し、増幅器１１から
のトリガ信号によりカウントを停止し、送信用超音波発
信素子１から超音波が発生されてからそれが受信素子１
′で受信されるまでの時間を計測する。

上記した本発明の実施例によれば、受信した超音波Ｕｓ
’の波Ｐ１′　を確実にとらえてゲート１０を開くよう
にしているから、測定しようとする波を見失ったり、誤
ることがなく、受信超音波Ｕｚ’の大幅な変動に対して
安定に超音波の到達時間の計測を行うことができ、超音
波流量計の安定性を大幅に向上することができる。

以上説明したように１本発明によれば、流速測定用の超
音波を発生する送信用超音波発信素子のほかに、これと
周波数の異なる超音波を発生する識別用超音波発信素子
を設けて、この識別用超音波発信素子から発する超音波
により流速測定用の超音波の到達波を識別するようにし
たので、到達波を明確に識別することができ、流速測定
用の超音波の大変な変動に対して安定に超音波の到達時
間を計測することができ、安定性を高めることができる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の超音波流量計の一実施例を示す全体構
成図、第２図は第１図における流速測定用の超音波およ
び超音波識別用の超音波の状況を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、超音波を流体の流れに乗せるか逆らつて送信し、そ
   の到着時間の差を測定することによつて、流速を検出し
   て流量を求めるようにした超音波流量計において、流速
   測定用の送信用超音波発信素子のほかに流速測定用の超
   音波の到達波を識別するための前記送信用超音波発信素
   子と周波数の異なる超音波を発生する識別用超音波発信
   素子が設けてあり、該識別用超音波発信素子からの超音
   波を受信して前記送信用超音波発信素子からの超音波の
   到達波を識別する識別手段を具備することを特徴とする
   超音波流量計。 ２、前記識別用超音波発信素子は、前記送信用超音波発
   信素子より所定時間遅らせて励振するようにしてある特
   許請求の範囲第１項記載の超音波流量計。 ３、前記識別手段は、前記識別用超音波発信素子からの
   超音波を受信したときに前記送信用超音波発信素子から
   の超音波の受信信号を通すゲートを開くトリガ信号を発
   生する手段を備えている特許請求の範囲第１項または第
   ２項記載の超音波流量計。