JPH02309216A - 超音波流量測定装置 - Google Patents

超音波流量測定装置

Info

Publication number
JPH02309216A
JPH02309216A JP2117809A JP11780990A JPH02309216A JP H02309216 A JPH02309216 A JP H02309216A JP 2117809 A JP2117809 A JP 2117809A JP 11780990 A JP11780990 A JP 11780990A JP H02309216 A JPH02309216 A JP H02309216A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
switching
ultrasonic
ultrasonic transducer
section
switching section
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
JP2117809A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0656309B2 (ja
Inventor
Michael Steinacher
ミヒヤエル・シユタイナツハー
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.)
Endress and Hauser Flowtec AG
Original Assignee
Flowtec AG
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 Flowtec AG filed Critical Flowtec AG
Publication of JPH02309216A publication Critical patent/JPH02309216A/ja
Publication of JPH0656309B2 publication Critical patent/JPH0656309B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime 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
    • G01F1/663Measuring 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 by measuring Doppler frequency shift
    • 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)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (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】 産業上の利用分野 本発明は、例えば米国特許第3751979号明細書に
記載されているような超音波流量測定装置に関する。こ
の公報の第3図および第10図によれば、流体測定区間
、例えば管に沿って、対向して超音波変換器対が配設さ
れており、超音波変換器を結ぶ線は流体測定区間の長手
軸線と90’ とは異なった角度を形成する。
従来の技術 流体における音波速度に無関係な測定結果を得るために
、超音波変換器は送波から受渡に交互に切り換えられ、
その結果超音波は流体においてその流れの方向および流
れとは反対の方向において交互に伝播される。
上記米国特許第3751979号明細書の第6図によれ
ば、超音波変換器対は、ゲート回路を含んでいる電子回
路を用いて切り換えられる。この特別な電子回路に代わ
って、切換のために最近、チップ当たり複数の切換区間
を有する、例えば5iliconix社製の、種々のC
MOSアナログスイッチのような市販の集積半導体アナ
ログ切換装置も使用することができる。
超音波送波器として用いられる超音波変換器の正弦波状
の励振は、通例数十キロヘルツの発振周波数を有する発
振器回路を用いて行われる。切換は、超音波変換器毎に
2つの切換区間を設け、そのうちそれぞれ同時に一方の
切換区間を導通制御しかつ他方の切換区間を非導通制御
するかまたはその逆に制御するように行われる。その際
2つの切換区間のそれぞれの端部は所属の超音波変換器
に接続されておりかつ一方の変換器に属する導通切換区
間の他方の端部は他方の超音波変換器に属する非導通切
換区間の他方の端部および測定回路の入力側に接続され
ておりまた、一方の超音波変換器に属する非導通切換区
間の他方の端部は他方の超音波変換器に属する導通切換
区間の他方の端部および上記発振器回路の出力側に接続
されている。
発明が解決しようとする問題点 今や、上記の市販の集積アナログ切換装置の使用の際に
、非導通切換区間からクロストークが発生することが認
められt;。その理由はそれらがとりわけ直列容量、す
なわちアナログ信号入力側とアナログ信号出力側との間
に存在する容量を有するかもしくは形成するからである
従って本発明の課題は、上述のクロストークを回路技術
手段によって、それでも依然として残るクロストークノ
イズ信号を許容することができる程度に低減することで
あり、言い換えれば、例えば50kHzおよび600Ω
の終端抵抗において約65dBを有する市販の半導体ア
ナログスイッチのそれ自体存在するクロストーク減衰を
少なくとも10倍高めることである。
問題点を解決するための手段 この課題は本発明によればまず、切換区間と同一の半導
体チップ上に同一の半導体技術において実現されなけれ
ばならない、すなわち切換区間同様例えばCMOSスイ
ッチである2つの非導通付加切換区間を有するアナログ
切換装置を選択することによって解決される。2つの付
加切換区間は本発明によれば更に、相互に並列に接続さ
れておりかつ持続的に非導通制御されるようになってい
る。すなわち例えば、切換区間が制御信号なしに既に非
導通状態であるアナログ切換装置が使用されるとき、そ
の制御入力側は接続しないでおくことができる。最後に
、これら2つの付加切換区間のこの並列回路は反転形単
一利得増幅器、すなわち利得lを有する180@位相回
転するアナログ増幅器に直列に接続されておりかつこの
直列回路は発振器出力側と測定回路入力側との間または
2つの超音波変換器間に設けられている。
5iliconix社のアナログスイッチ型名DG30
7Aを使用して実現された流量測定装置は、上述の場合
と同じ測定条件、すなわち50kH2および600Ωに
おいて、既に約100dBのクロストーク減衰を有し、
それは期待を遥かに凌ぐものであった。
実施例 次に本発明を図示の実施例につき図面を用いて詳細に説
明する。
第1図の実施例において2つの超音波変換器w1,w2
が、測定すべき流体が流れる、適当な材料から成る管に
よって形成されている流体測定区間msを隔て配設され
ている。それ故に2つの超音波変換器wlおよびw2を
結ぶ線と流れの方向との間の角度は0°である。
しかし本発明は超音波変換器のこの有利な配置に制限さ
れず、上述の公知技術から知られている、超音波変換器
が流体区間の縁部において相互に斜めに対向して取り付
けられている装置も同様可能である。第2図に暗示され
ている、本発明の電子部分は、超音波変換器w1に属す
る2つの切換区間a11.s12から成る集積されたア
ナログ切換装置swから成っている。
この両方の切換区間のうち一方の切換区間は、他方の切
換区間が導通状態にあるとき、非導通状態にある。第2
図において表示では、非導通切換区間は機械的なメータ
接点として示され、これに対して導通切換区間は機械的
なブレーク接点として示されている。
2つの機能“導通″、“非導通”は対として同時に形成
することができ制御信号によってその機能を交替するこ
とができる。このことは例tilt’、一方のレベルが
0V(−Lレベル)にありかつ他方のレベルが正であり
かつ数V(−Hレベル)を有する唯一の制御信号を用い
て、非導通切換区間として、Hレベルが加えられた際に
導通状態になるNチャネル−エンハンスメント電界効果
トランジスタを使用し、かつ導通切換区間としてHレベ
ルが加えられた際に阻止される、即ち非導通状態になる
Nチャネル−デプレッション電界効果トランジスタを使
用することによって実現することができるが、または、
非導通切換区間としてHレベルが加えられた際に導通状
態になるPチャネル−デプレッション電界効果トランジ
スタを使用し、かつ導通切換区間としてHレベルが加え
られた際に非導通状態になるPチャネル−エンハンスメ
ント電界効果トランジスタを使用することによって実現
することができる。
また切換区間として同じ導電型(NチャネルまたはPチ
ャネル)および同じ動作モード(エンハンスメントまた
はデプレッション)のアイソレーション層電界効果トラ
ンジスタのみを使用すべきとき、制御信号は、非導通切
換区間を形成するトランジスタには直接、同時に導通切
換区間を形成するトランジスタにはインバータを介して
供給することができる。上述したことはそれ自体、切換
区間としてCMOSトランスミッションゲートを使用す
る場合にも当てはまる。
第2図において超音波変換器w1に非導通切換区間s 
l’lおよび導通切換区間s12が次のように接続され
ている。すなわち、切換区間それぞれ一方の接続端子が
超音波変換器wlの一方の接続端子に接続され、かつ他
方の接続端子が回路零点に接続されている。同様に別の
超音波変換器w2に非導通切換区間s21および導通切
換区間s22が属してむり、これら区間のそれぞれ一方
の端子は超音波変換器w2の一方の接続端子に接続され
ており、他方の端子は回路零点に接続されている。
切換区間a11.s22の他方の端子は、超音波振動を
発生する交流電圧信号を発生する発振器回路の出力側に
接続されている。これに対して切換区間s12.s21
の他方の端子は、通例は流れの方向および流れとは反対
の方向において測定される走行時間から流体の流れの速
度を表す信号を発生する測定回路mの入力側に接続され
ている。
それから、冒頭に述べたクロストークの問題を解決する
ために第2図に示されているように、2つの持続的に非
導通の付加切換区間21 +22が相互に並列に接続さ
れており、かつこの並列接続に反転形単一利得増幅器e
vが、それに発振器信号が180°回転されて供給され
るように、直列に接続されており、かつこの直列回路は
発振器回路osと測定回路mとの間に接続されている。
反転形単一利得増幅器は利得V−−tを有する。実現の
ために相応に接続された演算増幅器が用いられる。
付加回路区間z1,z2は、それらが実質的に同一の電
気特性を有するように、切換区間S・・・と同一の半導
体技術において同一の半導体チップ上にて実現すべきで
ある。
発明の効果 本発明の流量測定装置は、集積アナログ切換装置の使用
の際に非導通切換区間において生じるクロストークを従
来によりlO倍以上高められるという効果を有している
【図面の簡単な説明】
第1図は、超音波流量測定装置の機械的な部分およびそ
の超音波流体測定区間の実施例を暗示する図であり、第
2図は、超音波流量測定装置の電子的部分を暗示する図
である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、流体測定区間(ms)に沿って互いに対向している
    、少なくとも1対の超音波変換器(w1,w2)を有し
    、 該超音波変換器を結ぶ線は流体測定区間(ms)の長手
    方向軸線と90°とは異なった角度を形成しかつ 前記超音波変換器は集積半導体アナログ切換装置(sw
    )を用いて送波器ないし受波器に切換可能であり、 前記切換装置は超音波変換器(w1,w2)毎に2つの
    切換区間(s11,s12;s21,s22)を有し、 該切換区間はそれぞれ、同時に一方の切換区間(S12
    ,s22)が導通状態にありかつ他方の切換区間(s1
    1,s21)が非導通状態にあるかまたはその逆であり
    、 前記切換区間はそれぞれ一方の端部が共通に所属の超音
    波変換器(w1,w2)に接続されており、 前記切換区間のうち、それぞれ他方の端部が一方の超音
    波変換器(w1)に属する導通切換区間(s12)が他
    方の超音波変換器(w2)に属する非導通切換区間(s
    21)の他方の端部および測定回路(m)の入力側に接
    続されておりかつ、 前記切換区間のうち、一方の超音波変換器(w1)に属
    する非導通切換区間(s11)は他方の超音波変換器(
    w2)に属する導通切換区間(s22)の他方の端部お
    よび発振器回路(os)の入力側に接続されておりかつ
    、前記切換区間(s…)と同一の半導体チップ上に同一
    の半導体技術において実現されておりかつ相互に並列接
    続されている2つの持続的に非導通の付加切換区間(z
    1,z2)を有し、 反転形単一利得増幅器(ev)が直列に接続されている
    前記並列回路は、前記発振器出力側と前記測定回路入力
    側との間、または前記2つの超音波変換器(w1,w2
    )のそれぞれの入力側の間に接続されている ことを特徴とする超音波流量測定装置。 2、CMOS切換区間が使用されている請求項1記載の
    超音波流量測定装置。 3、流体区間の回りに設けられたリング状の超音波変換
    器(w1,w2)が使用されている請求項1または2記
    載の超音波流量測定装置。
JP2117809A 1989-05-09 1990-05-09 超音波流量測定装置 Expired - Lifetime JPH0656309B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP89810343 1989-05-09
EP89810343.7 1989-05-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02309216A true JPH02309216A (ja) 1990-12-25
JPH0656309B2 JPH0656309B2 (ja) 1994-07-27

Family

ID=8203146

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2117809A Expired - Lifetime JPH0656309B2 (ja) 1989-05-09 1990-05-09 超音波流量測定装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5105666A (ja)
EP (1) EP0397596B1 (ja)
JP (1) JPH0656309B2 (ja)
DE (1) DE59000807D1 (ja)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE59100815D1 (de) * 1991-02-08 1994-02-17 Flowtec Ag Betriebsschaltung für Ultraschall-Volumendurchflussmessgeräte.
JP3019741U (ja) * 1995-06-23 1996-01-12 株式会社カケハシ 建築用板材
JP3177677B2 (ja) * 1996-05-14 2001-06-18 松下電器産業株式会社 超音波連続波ドプラ血流計
DE69737879T8 (de) 1996-12-05 2015-11-12 Kamstrup A/S Durchflussmesser und Verfahren zum Betreiben eines Durchflussmessers
US6009761A (en) * 1997-09-03 2000-01-04 Dresser Industries, Inc. Multiproduct fuel dispenser using ultrasonic metering
US6158289A (en) * 1997-10-21 2000-12-12 Dresser Industries, Inc. Multiple orifice ultrasonic meter for measuring flow of specific grades of fuel
DK200101581A (da) * 2001-10-26 2003-04-27 Danfoss As Transceiverkredsløb til ultralydsflowmåler
US6918877B2 (en) * 2003-08-05 2005-07-19 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Method and system for reducing undesirable cross talk in diagnostic ultrasound arrays
CN103229025B (zh) * 2010-10-27 2016-06-29 卡姆鲁普股份有限公司 具有零阻抗测量电子装置的超声波流量计
US8505391B1 (en) * 2012-03-30 2013-08-13 Joseph Baumoel Flange mounted ultrasonic flowmeter
US9494454B2 (en) 2013-12-06 2016-11-15 Joseph Baumoel Phase controlled variable angle ultrasonic flow meter
CN104864923A (zh) * 2014-02-24 2015-08-26 通用电气公司 传送和接收超声信号的电路组件及使用该电路组件的系统和方法
US9310236B2 (en) 2014-09-17 2016-04-12 Joseph Baumoel Ultrasonic flow meter using reflected beams
US9714855B2 (en) 2015-01-26 2017-07-25 Arad Ltd. Ultrasonic water meter
US9752907B2 (en) 2015-04-14 2017-09-05 Joseph Baumoel Phase controlled variable angle ultrasonic flow meter
DE102018132053B4 (de) * 2018-12-13 2022-08-25 Endress+Hauser Flowtec Ag Ultraschallwandleranordnung einer Clamp-On-Ultraschall-Durchflussmessstelle, und eine Clamp-On-Ultraschall-Durchflussmessstelle sowie Verfahren zur Inbetriebnahme der Clamp-On-Ultraschall-Durchflussmessstelle

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3751979A (en) * 1971-11-17 1973-08-14 Raytheon Co Speed measurement system
US4164865A (en) * 1977-02-22 1979-08-21 The Perkin-Elmer Corporation Acoustical wave flowmeter
US4633719A (en) * 1985-03-27 1987-01-06 Badger Meter, Inc. Digital flow meter circuit and method for measuring flow

Also Published As

Publication number Publication date
EP0397596A1 (de) 1990-11-14
EP0397596B1 (de) 1993-01-27
DE59000807D1 (de) 1993-03-11
JPH0656309B2 (ja) 1994-07-27
US5105666A (en) 1992-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH02309216A (ja) 超音波流量測定装置
JP2760963B2 (ja) 圧電形超音波トランスデューサの作動方法及び該方法を実施するための回路装置
CN1188668C (zh) 适合于超声波流量测量计的发射和接收电路
US3810257A (en) Acoustic surface wave transducer configuration for reducing triple transit signals
EP0607443A4 (en) ULTRASONIC WAVE SENSOR.
RU2000125676A (ru) Передающая и приемная схема для ультразвукового расходомера
US2724269A (en) Apparatus for measuring flow
US6609430B1 (en) Low profile transducer for flow meters
TW202004392A (zh) 驅動電路及其操作方法
US5925967A (en) Ultrasonic switching device
JPH06194197A (ja) 超音波流量測定装置用作動回路
US4671115A (en) Electronic scanning apparatus for ultrasonic imaging
US2931223A (en) Transducers for acoustic flowmeter
JP7189048B2 (ja) 超音波流量計および出力インピーダンス設定方法
US3882408A (en) Parametric acoustic surface wave amplifier
JP3576039B2 (ja) 超音波診断装置
JPS62207992A (ja) 信号間の時間遅延測定装置
JP3973920B2 (ja) クランプオン型超音波流量計
US4223299A (en) Input circuits
JPH0511466Y2 (ja)
JPS5817217Y2 (ja) 超音波流量計
JPH0447769B2 (ja)
JPH0590849A (ja) 差動増幅回路
GB1423684A (en) Surface acoustic wave logic devices
DE50312519D1 (de) Sende- und Empfangsschaltung für Ultraschall-Durchflussmesser