JPH0140299B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0140299B2 JPH0140299B2 JP58129551A JP12955183A JPH0140299B2 JP H0140299 B2 JPH0140299 B2 JP H0140299B2 JP 58129551 A JP58129551 A JP 58129551A JP 12955183 A JP12955183 A JP 12955183A JP H0140299 B2 JPH0140299 B2 JP H0140299B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wave
- circuit
- wave signal
- signal
- delayed
- Prior art date
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- Expired
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-
- 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
- G01F1/05—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 using mechanical effects
- G01F1/20—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 using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow
- G01F1/32—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 using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters
- G01F1/325—Means for detecting quantities used as proxy variables for swirl
- G01F1/3282—Means for detecting quantities used as proxy variables for swirl for detecting variations in infrasonic, sonic or ultrasonic waves, due to modulation by passing through the swirling fluid
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
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- G01F1/325—Means for detecting quantities used as proxy variables for swirl
- G01F1/3287—Means for detecting quantities used as proxy variables for swirl circuits therefor
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は超音波検出式のカルマン渦流速計の改
良に関するものである。流体の流れの中に置いた
物体により、その物体の下流側に流体の流量又は
流速に応じたカルマン渦列が発生し、該カルマン
渦を検出することによりその流体の流量又は流速
を測定できる。
良に関するものである。流体の流れの中に置いた
物体により、その物体の下流側に流体の流量又は
流速に応じたカルマン渦列が発生し、該カルマン
渦を検出することによりその流体の流量又は流速
を測定できる。
従来、カルマン渦の検出には超音波を用い、カ
ルマン渦への発信超音波と該渦を通過して受信し
た受信超音波との平均位相差を一定にする為に、
この平均位相差を直流電圧としてとらえ、それに
よつて超音波発生周波数または受信波の遅延等を
制御することが行われていた。しかし、この従来
の流速計は、制御検出入力及び制御出力がアナロ
グ信号であるため、回路が複雑でありまた信頼性
が低かつた。
ルマン渦への発信超音波と該渦を通過して受信し
た受信超音波との平均位相差を一定にする為に、
この平均位相差を直流電圧としてとらえ、それに
よつて超音波発生周波数または受信波の遅延等を
制御することが行われていた。しかし、この従来
の流速計は、制御検出入力及び制御出力がアナロ
グ信号であるため、回路が複雑でありまた信頼性
が低かつた。
本発明は上記従来の流速計の欠点を解決するも
ので、制御系の全てにデジタル信号を用い調整個
所を無くし、回路構成を単純なものにし且つ、カ
ルマン渦検出の信頼性を高めた超音波カルマン渦
流速計を得ることを目的とする。
ので、制御系の全てにデジタル信号を用い調整個
所を無くし、回路構成を単純なものにし且つ、カ
ルマン渦検出の信頼性を高めた超音波カルマン渦
流速計を得ることを目的とする。
次に本発明の一実施例を添附図面に従つて説明
する。第１図は本発明の流速計のカルマン渦検出
の回路図を示す全体のブロツク図であり、カルマ
ン渦検出用センサー部本体１は、流体用管２に流
体の流れに直角になるよう設置したカルマン渦発
生体である柱３と、その下流側でカルマン渦を挾
む位置に対称に設置した超音波送信用マイク４及
び受信用マイク５から構成されている。
する。第１図は本発明の流速計のカルマン渦検出
の回路図を示す全体のブロツク図であり、カルマ
ン渦検出用センサー部本体１は、流体用管２に流
体の流れに直角になるよう設置したカルマン渦発
生体である柱３と、その下流側でカルマン渦を挾
む位置に対称に設置した超音波送信用マイク４及
び受信用マイク５から構成されている。
超音波送受信及び制御回路は、上記センサー部
本体１を挾んで超音波の基準波発振回路６と受信
回路７、遅延波発生回路８、遅延波選択制御回路
９、遅延波選択回路１０、AND回路１１、及び
ローパスフイルター１２から構成されている。該
基準波発振回路６は上記超音波送信用マイク４に
接続すると共に該遅延波選択制御回路９及び該
AND回路に各々接続している。上記超音波受信
用マイク５は該受信回路７に接続し、該受信回路
７は該遅延波発生回路８に接続している。該遅延
波発生回路８は遅延波選択回路１０に接続してｂ
及びｃの信号を送り且つ、上記基準波発振回路６
から接続している上記遅延波選択制御回路９も該
遅延波選択回路１０に接続している。該遅延波選
択回路１０は該遅延波選択制御回路９に接続しル
ープを構成すると共に、上記基準波発振回路６か
ら接続している上記AND回路１１に接続してい
る。該AND回路１１は、抵抗１３とコンデンサ
ー１４から構成されるローパスフイルター１２に
接続している。該ローパスフイルター１２の出力
端はカルマン渦出力端になつている。
本体１を挾んで超音波の基準波発振回路６と受信
回路７、遅延波発生回路８、遅延波選択制御回路
９、遅延波選択回路１０、AND回路１１、及び
ローパスフイルター１２から構成されている。該
基準波発振回路６は上記超音波送信用マイク４に
接続すると共に該遅延波選択制御回路９及び該
AND回路に各々接続している。上記超音波受信
用マイク５は該受信回路７に接続し、該受信回路
７は該遅延波発生回路８に接続している。該遅延
波発生回路８は遅延波選択回路１０に接続してｂ
及びｃの信号を送り且つ、上記基準波発振回路６
から接続している上記遅延波選択制御回路９も該
遅延波選択回路１０に接続している。該遅延波選
択回路１０は該遅延波選択制御回路９に接続しル
ープを構成すると共に、上記基準波発振回路６か
ら接続している上記AND回路１１に接続してい
る。該AND回路１１は、抵抗１３とコンデンサ
ー１４から構成されるローパスフイルター１２に
接続している。該ローパスフイルター１２の出力
端はカルマン渦出力端になつている。
上記基準波発振回路６で作られた超音波の基準
波は超音波送信マイク４から受信マイク５に伝わ
る間にカルマン波及びその他の原因による位相変
調を受ける。該受信マイク５で受信された超音波
受信波は受信回路７でデジタル化され、該デジタ
ル化された信号は遅延波発生回路８に入り遅延波
発生の処理を受け、第１図の実施例ではｂが受信
波そのまま、またｃがｂの受信波に対して90゜の
位相遅れをもつた遅延波として遅延波選択回路１
０に入力される。該遅延波選択回路１０は電源投
入後遅延波発生回路８からの受信波ｂ又は遅延波
ｃを選び信号ｄとして遅延波選択制御回路９及び
AND回路１１に送る。該遅延波選択制御回路９
はAND回路を備えており、遅延波選択回路１０
によつて選ばれた信号ｄと基準波発振回路６から
の基準信号ａを常に監視し、基準信号ａの立ち上
り及び立ち下がりと信号ｄの立ち上りについて
AND回路が成立すると、即ち上記両信号入力が
同時に加えられたときだけ出力を与え、つまり信
号ｄと基準信号ａの遅れが0゜又は180゜の正又は負
の整数倍であるとき上記遅延波選択回路１０に信
号を送り、該遅延波選択回路１０は今まで遅延波
選択制御回路９及びAND回路１１に送つていた
受信波ｂの信号又は該受信波ｂに対して90゜の位
相遅れをもつた遅延波ｃの信号を今までのものと
異つたものとする。
波は超音波送信マイク４から受信マイク５に伝わ
る間にカルマン波及びその他の原因による位相変
調を受ける。該受信マイク５で受信された超音波
受信波は受信回路７でデジタル化され、該デジタ
ル化された信号は遅延波発生回路８に入り遅延波
発生の処理を受け、第１図の実施例ではｂが受信
波そのまま、またｃがｂの受信波に対して90゜の
位相遅れをもつた遅延波として遅延波選択回路１
０に入力される。該遅延波選択回路１０は電源投
入後遅延波発生回路８からの受信波ｂ又は遅延波
ｃを選び信号ｄとして遅延波選択制御回路９及び
AND回路１１に送る。該遅延波選択制御回路９
はAND回路を備えており、遅延波選択回路１０
によつて選ばれた信号ｄと基準波発振回路６から
の基準信号ａを常に監視し、基準信号ａの立ち上
り及び立ち下がりと信号ｄの立ち上りについて
AND回路が成立すると、即ち上記両信号入力が
同時に加えられたときだけ出力を与え、つまり信
号ｄと基準信号ａの遅れが0゜又は180゜の正又は負
の整数倍であるとき上記遅延波選択回路１０に信
号を送り、該遅延波選択回路１０は今まで遅延波
選択制御回路９及びAND回路１１に送つていた
受信波ｂの信号又は該受信波ｂに対して90゜の位
相遅れをもつた遅延波ｃの信号を今までのものと
異つたものとする。
つまり、信号ｄと基準信号ａとにより回路が形
成され上記AND回路１１から出された信号ｅの
１レベルが0゜又は180゜の幅を持たないように、上
記遅延波選択制御回路９は上記遅延波選択回路１
０によつて信号ｂ又はｃのどちらかを選択して信
号ｄとして送るという位相制御を行つている。
成され上記AND回路１１から出された信号ｅの
１レベルが0゜又は180゜の幅を持たないように、上
記遅延波選択制御回路９は上記遅延波選択回路１
０によつて信号ｂ又はｃのどちらかを選択して信
号ｄとして送るという位相制御を行つている。
第２図の信号のタイミング図に示してある通
り、信号ａ，ｂ，ｃのデユーテイー比が50％でカ
ルマン渦による信号ｅの１レベルの幅△Ｐの変化
が0゜を超え90゜未満であれば上記の制御によりカ
ルマン渦の検出ができる。該信号ｅは第１図に図
示の通りローパスフイルター１２を介して検出し
たカルマン渦出力端子に送られ流速計の流速測定
に用いられる。
り、信号ａ，ｂ，ｃのデユーテイー比が50％でカ
ルマン渦による信号ｅの１レベルの幅△Ｐの変化
が0゜を超え90゜未満であれば上記の制御によりカ
ルマン渦の検出ができる。該信号ｅは第１図に図
示の通りローパスフイルター１２を介して検出し
たカルマン渦出力端子に送られ流速計の流速測定
に用いられる。
上記の実施例でも明らかなとおり、本発明では
カルマン渦列中を通過した受信波の送信波に対す
る位相差が±90゜以内であることに着目し、受信
波を基に造られた同相の矩形波による受信波信号
と、90゜位相差の異なる矩形波による遅延波信号
の２種のうちから適切な信号を選択して比較波信
号とし、該比較波信号を送信波と同相の基準波信
号と比較せしめ、この比較結果にもとずいてカル
マン渦によ位相変調成分を検出するものである。
これにより、回路構成が極めて簡単で且つ調整個
所は不要となり、安価で信頼性の高いカルマン渦
流速計を得ることができる。
カルマン渦列中を通過した受信波の送信波に対す
る位相差が±90゜以内であることに着目し、受信
波を基に造られた同相の矩形波による受信波信号
と、90゜位相差の異なる矩形波による遅延波信号
の２種のうちから適切な信号を選択して比較波信
号とし、該比較波信号を送信波と同相の基準波信
号と比較せしめ、この比較結果にもとずいてカル
マン渦によ位相変調成分を検出するものである。
これにより、回路構成が極めて簡単で且つ調整個
所は不要となり、安価で信頼性の高いカルマン渦
流速計を得ることができる。
図面は本発明の一実施例を示すものであり、第
１図は本発明の流速計のカルマン渦検出の回路図
であり、第２図は信号のタイミング図である。 符号の説明、１……カルマン渦検出用センサー
部本体、２……流体用管、３……カルマン渦発生
体、４……超音波送信用マイク、５……受信用マ
イク、６……基準波発振回路、７……受信回路、
８……遅延波発生回路、９……遅延波選択制御回
路、１０……遅延波選択回路、１１……AND回
路、１２……ローパスフイルター、１３……抵
抗、１４……コンデンサー。
１図は本発明の流速計のカルマン渦検出の回路図
であり、第２図は信号のタイミング図である。 符号の説明、１……カルマン渦検出用センサー
部本体、２……流体用管、３……カルマン渦発生
体、４……超音波送信用マイク、５……受信用マ
イク、６……基準波発振回路、７……受信回路、
８……遅延波発生回路、９……遅延波選択制御回
路、１０……遅延波選択回路、１１……AND回
路、１２……ローパスフイルター、１３……抵
抗、１４……コンデンサー。
Claims (1)
- １ 一定周期の矩形波による超音波の基準波信号
を発生させて送信用マイクを介してカルマン渦列
中に伝送させる基準波発振回路と、カルマン渦列
中を通過して位相変調された受信波を受信用マイ
クで検出し、当該受信波に基づいて矩形波による
超音波の受信波信号を発生する受信回路と、前記
受信波信号を受けて受信波信号に対して90゜の位
相差を有する矩形波による超音波の遅延波信号を
造ると共に、当該遅延波信号と受信波信号とを出
力する遅延波発生回路と、前記遅延波信号と受信
波信号のいずれか一方を選択的に比較波信号とし
て出力する遅延波選択回路と、該遅延波選択回路
から出力された比較波信号と前記基準波信号とが
入力され、当該両信号の立ち上り又は立ち下りが
一致しない場合には前記遅延波選択回路に対して
引続き同じ比較波信号を出力するよう制御すると
共に、両信号の立ち上り又は立ち下りが一致する
場合には遅延波選択回路に対して別の比較波信号
を出力するよう切換え制御させる遅延波選択制御
回路と、前記比較波信号と基準波信号とが入力さ
れてカルマン渦による位相差をパス巾の変化とし
て出力する比較回路と、該比較回路の出力から超
音波信号を除去してカルマン渦による位相変調成
分を検出するローパスフイルターとを備えた超音
波検出式カルマン渦流速計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58129551A JPS6022625A (ja) | 1983-07-18 | 1983-07-18 | 超音波検出式カルマン渦流速計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58129551A JPS6022625A (ja) | 1983-07-18 | 1983-07-18 | 超音波検出式カルマン渦流速計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6022625A JPS6022625A (ja) | 1985-02-05 |
| JPH0140299B2 true JPH0140299B2 (ja) | 1989-08-28 |
Family
ID=15012300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58129551A Granted JPS6022625A (ja) | 1983-07-18 | 1983-07-18 | 超音波検出式カルマン渦流速計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6022625A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60109020U (ja) * | 1983-12-28 | 1985-07-24 | 株式会社クボタ | 超音波検出式カルマン渦流速計 |
| JPS6172638U (ja) * | 1984-10-18 | 1986-05-17 | ||
| JPS61132717U (ja) * | 1985-02-07 | 1986-08-19 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57201308A (en) * | 1981-06-03 | 1982-12-09 | Mitsubishi Electric Corp | Frequency demodulating circuit |
-
1983
- 1983-07-18 JP JP58129551A patent/JPS6022625A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6022625A (ja) | 1985-02-05 |
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