JPH0421808B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0421808B2 JPH0421808B2 JP57084824A JP8482482A JPH0421808B2 JP H0421808 B2 JPH0421808 B2 JP H0421808B2 JP 57084824 A JP57084824 A JP 57084824A JP 8482482 A JP8482482 A JP 8482482A JP H0421808 B2 JPH0421808 B2 JP H0421808B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- doppler shift
- shift frequency
- reflected
- proportional
- 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.)
- Expired
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
- G01F1/663—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 by measuring Doppler frequency shift
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Manipulation Of Pulses (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ドツプラーシフト周波数を検出して
流体の流量を測定する超音波ドツプラー流量計に
関する。
流体の流量を測定する超音波ドツプラー流量計に
関する。
従来の超音波ドツプラー流量計においては、一
般に、信号処理手段内に比較器を設け、ドツプラ
ーシフト周波数と雑音信号とを弁別していた。そ
の際、比較器の基準値となるべき信号は、正負の
定電圧を分圧抵抗で分圧することにより、固定値
に設定されていた。
般に、信号処理手段内に比較器を設け、ドツプラ
ーシフト周波数と雑音信号とを弁別していた。そ
の際、比較器の基準値となるべき信号は、正負の
定電圧を分圧抵抗で分圧することにより、固定値
に設定されていた。
そのため受信信号が著しく変化し、それに伴い
上記比較器の入力信号が著しく変化した場合に
は、雑音波分を有効的に除去できなかつたり、計
数誤りを生じていた。
上記比較器の入力信号が著しく変化した場合に
は、雑音波分を有効的に除去できなかつたり、計
数誤りを生じていた。
つまり入力信号が基準値に比べて著しく大きく
なつた場合には、入力信号に重畳した雑音をも計
数してしまい正の誤差を、逆に著しく小さくなつ
た場合には、信号が基準値以下に隠れてしまい検
出されず負の誤差を、それぞれ生じていた。
なつた場合には、入力信号に重畳した雑音をも計
数してしまい正の誤差を、逆に著しく小さくなつ
た場合には、信号が基準値以下に隠れてしまい検
出されず負の誤差を、それぞれ生じていた。
また前述の原因の他に、送受信子の特性の劣
化、高低周波増幅器の利得の経時的変化によつて
も、このような計数誤りを生じていた。
化、高低周波増幅器の利得の経時的変化によつて
も、このような計数誤りを生じていた。
本発明は、上記従来装置の欠点を解消するため
になされたものであり、上記種々の原因による受
信信号の変動に対して安定で、高精度な超音波ド
ツプラー流量計を提供することを目的とする。
になされたものであり、上記種々の原因による受
信信号の変動に対して安定で、高精度な超音波ド
ツプラー流量計を提供することを目的とする。
この目的を達成するための本発明の特徴は、流
体からのドツプラーシフト周波数成分の反射信号
と後述の基準信号とを比較して、前記ドツプラー
シフト周波数に比例した信号を出力する比較手段
（以下「コンパレータ」という）を設けると共に、
前記基準信号を、前記コンパレータ出力の極性と
前記反射信号の信号の大きさとに応じて設定する
ことにより、前記ドツプラーシフト周波数検出用
のコンパレータに反射信号の大きさに応じたヒス
テリシス機能を持たせたところにある。
体からのドツプラーシフト周波数成分の反射信号
と後述の基準信号とを比較して、前記ドツプラー
シフト周波数に比例した信号を出力する比較手段
（以下「コンパレータ」という）を設けると共に、
前記基準信号を、前記コンパレータ出力の極性と
前記反射信号の信号の大きさとに応じて設定する
ことにより、前記ドツプラーシフト周波数検出用
のコンパレータに反射信号の大きさに応じたヒス
テリシス機能を持たせたところにある。
以下、図面を用いて本発明の一実施例を説明す
る。第１図にその全体構成を示す。
る。第１図にその全体構成を示す。
送信部１０２からの電気信号は、送信子１０４
で超音波に変換され、送信波として被測定流体に
向けて送信される。流体中の散乱体１０６により
反射された超音波は、送信波ともども受信子１０
８で受信される高周波増幅器２０２、包絡線検波
器２０４を経てドツプラーシフト周波数を含んだ
信号だけが取り出される。この信号は、フイルタ
ー２０６によつて検波ノイズ等のノイズ成分を除
去された後、低周波増幅器２０８によつて増幅さ
れ、ゼロクスロコンパレータ３０２の入力信号と
なる。
で超音波に変換され、送信波として被測定流体に
向けて送信される。流体中の散乱体１０６により
反射された超音波は、送信波ともども受信子１０
８で受信される高周波増幅器２０２、包絡線検波
器２０４を経てドツプラーシフト周波数を含んだ
信号だけが取り出される。この信号は、フイルタ
ー２０６によつて検波ノイズ等のノイズ成分を除
去された後、低周波増幅器２０８によつて増幅さ
れ、ゼロクスロコンパレータ３０２の入力信号と
なる。
この入力信号は、直接コンパレータ３０２に入
力される信号と、全波整流器３０４に入力される
信号とに分かれる。全波整流された信号は、さら
に平均値検出器３０６によりドツプラーシフト周
波数成分の反射信号の大きさに比例した信号に整
形され、ヒステリシス制御器３０８へ入力され
る。このヒステリシス制御器３０８は、コンパレ
ータ３０２の他方の入力端子（＋）へ印加する基
準値を設定するものであり、前記コンパレータ３
０２の出力極性であつて、前記平均値検出器３０
６の大きさに応じてその基準値を設定することに
より、コンパレータ３０２にヒステリシス機能を
持たせている。
力される信号と、全波整流器３０４に入力される
信号とに分かれる。全波整流された信号は、さら
に平均値検出器３０６によりドツプラーシフト周
波数成分の反射信号の大きさに比例した信号に整
形され、ヒステリシス制御器３０８へ入力され
る。このヒステリシス制御器３０８は、コンパレ
ータ３０２の他方の入力端子（＋）へ印加する基
準値を設定するものであり、前記コンパレータ３
０２の出力極性であつて、前記平均値検出器３０
６の大きさに応じてその基準値を設定することに
より、コンパレータ３０２にヒステリシス機能を
持たせている。
上記コンパレータ３０２の出力がドツプラーシ
フト周波数に比例することから、このコンパレー
タ３０２の出力信号に応じて被測定流体の流量を
算出する。すなわち、上記コンパレータ３０２か
らのドツプラーシフト周波数は、周波数・電圧変
換器４０２によつて直流電圧に変換される。この
直流電圧が流速に比例していることから、断面積
補正部４０４で流速と断面積の積をとる演算を行
い、流量出力５を得る。
フト周波数に比例することから、このコンパレー
タ３０２の出力信号に応じて被測定流体の流量を
算出する。すなわち、上記コンパレータ３０２か
らのドツプラーシフト周波数は、周波数・電圧変
換器４０２によつて直流電圧に変換される。この
直流電圧が流速に比例していることから、断面積
補正部４０４で流速と断面積の積をとる演算を行
い、流量出力５を得る。
次に第１図各点ａからｆまでの波形を第２図ａ
〜ｆにそれぞれ示す。
〜ｆにそれぞれ示す。
第２図ａは高周波増幅器２０２で増幅されたド
ツプラーシフト周波数を含んだ受信信号波形で、
コンパレータ３０２に入力されるまでに検波され
て同図ｂのドツプラーシフト信号波形になる。同
図ｃ，ｄはそれぞれ全波整流器３０４、平均値検
出器３０６の出力波形であり、ドツプラーシフト
信号の大きさに比例した信号に整形される。同図
ｅは、ヒステリシス制御器３０８の出力である基
準信号ｅを示す。この基準信号ｅは、同図ｆに示
すコンパレータ３０２の出力ｆと平均値検出器３
０６の出力ｄに基づき、出力ｆの極性でもつて出
力ｄの大きさを持つ値に設定される。したがつ
て、コンパレータ３０２は、この基準値ｅと前記
ドツプラーシフト信号ｂとを比較し、ドツプラー
シフト信号ｂが前記基準信号ｅを越える期間、同
図ｆの出力を発生する。この出力ｆが前述のよう
にヒステリシス制御器３０８へ入力されてヒステ
リシスループを構成する一方、この出力ｆがドツ
プラーシフト周波数に比例した信号となる。
ツプラーシフト周波数を含んだ受信信号波形で、
コンパレータ３０２に入力されるまでに検波され
て同図ｂのドツプラーシフト信号波形になる。同
図ｃ，ｄはそれぞれ全波整流器３０４、平均値検
出器３０６の出力波形であり、ドツプラーシフト
信号の大きさに比例した信号に整形される。同図
ｅは、ヒステリシス制御器３０８の出力である基
準信号ｅを示す。この基準信号ｅは、同図ｆに示
すコンパレータ３０２の出力ｆと平均値検出器３
０６の出力ｄに基づき、出力ｆの極性でもつて出
力ｄの大きさを持つ値に設定される。したがつ
て、コンパレータ３０２は、この基準値ｅと前記
ドツプラーシフト信号ｂとを比較し、ドツプラー
シフト信号ｂが前記基準信号ｅを越える期間、同
図ｆの出力を発生する。この出力ｆが前述のよう
にヒステリシス制御器３０８へ入力されてヒステ
リシスループを構成する一方、この出力ｆがドツ
プラーシフト周波数に比例した信号となる。
このようにドツプラーシフト信号が小さくなつ
た場合には、その基準信号ｅの大きさも小さくな
つてヒステリシスが小さくなるため、計数誤りを
生じることが無い。また、入力信号が大きくなつ
た場合には、ヒステリシスも大きくなり零付近に
重畳した雑音が有効に除去される。
た場合には、その基準信号ｅの大きさも小さくな
つてヒステリシスが小さくなるため、計数誤りを
生じることが無い。また、入力信号が大きくなつ
た場合には、ヒステリシスも大きくなり零付近に
重畳した雑音が有効に除去される。
以上のごとく本発明によれば、ヒステリシス付
きコンパレータのヒステリシスが、常に入力信号
の大きさに追従しているので、散乱体の濃度変
化、送受信子の特性の劣化、高低周波増幅器の利
得の経時的変化、及び導管壁と検出器の音響的結
合度の変動などの原因で、入力信号の強度が著し
く変化することがあつても、常に入力信号とヒス
テリシスの比率が等しいために高精度で安定なド
ツプラーシフト周波数の計数が行える効果があ
る。
きコンパレータのヒステリシスが、常に入力信号
の大きさに追従しているので、散乱体の濃度変
化、送受信子の特性の劣化、高低周波増幅器の利
得の経時的変化、及び導管壁と検出器の音響的結
合度の変動などの原因で、入力信号の強度が著し
く変化することがあつても、常に入力信号とヒス
テリシスの比率が等しいために高精度で安定なド
ツプラーシフト周波数の計数が行える効果があ
る。
第１図は本発明の一実施例の全体構成を示す
図、第２図は第１図の各点の信号波形を示す図で
ある。 １０２……送信部、１０４……送信子、１０６
……散乱体等、１０８……受信子、２０２……高
周波増幅器、２０４……包絡線検波器、２０６…
…フイルター、２０８……低周波増幅器、３０２
……ゼロクロスコンパレータ、３０４……全波整
流器、３０６……平均値検出器、３０８……ヒス
テリシス制御器、４０２……周波数／電圧変換
器、４０４……断面積補正部、５……流量出力。
図、第２図は第１図の各点の信号波形を示す図で
ある。 １０２……送信部、１０４……送信子、１０６
……散乱体等、１０８……受信子、２０２……高
周波増幅器、２０４……包絡線検波器、２０６…
…フイルター、２０８……低周波増幅器、３０２
……ゼロクロスコンパレータ、３０４……全波整
流器、３０６……平均値検出器、３０８……ヒス
テリシス制御器、４０２……周波数／電圧変換
器、４０４……断面積補正部、５……流量出力。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 流路を流れる被測定流体に一定周波数の超音
波を送信する送信手段と、 該流体によるドツプラーシフト周波数を含む反
射波及び前記送信手段からの送信波を受信する超
音波受信手段と、 前記受信手段出力を包絡線検波し前記ドツプラ
ーシフト周波数成分の反射信号を取り出す包絡線
検波手段と、 該手段からの反射信号と後述の基準信号とを比
較し、前記ドツプラーシフト周波数に比例した信
号を出力する比較手段と、 前記反射信号の信号の大きさに比例した信号を
出力する手段と、 前記比較手段が出力している極性であつて、前
記反射信号の大きさに比例した値を持つ信号を前
記基準信号として出力するヒステリシス制御手段
と、 前記比較手段からのドツプラーシフト周波数に
比例した信号に応じて前記被測定流体の流量を算
出する手段とを備えたことを特徴とする超音波ド
ツプラー流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57084824A JPS58202829A (ja) | 1982-05-21 | 1982-05-21 | 超音波ドツプラ−流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57084824A JPS58202829A (ja) | 1982-05-21 | 1982-05-21 | 超音波ドツプラ−流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58202829A JPS58202829A (ja) | 1983-11-26 |
| JPH0421808B2 true JPH0421808B2 (ja) | 1992-04-14 |
Family
ID=13841496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57084824A Granted JPS58202829A (ja) | 1982-05-21 | 1982-05-21 | 超音波ドツプラ−流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58202829A (ja) |
-
1982
- 1982-05-21 JP JP57084824A patent/JPS58202829A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58202829A (ja) | 1983-11-26 |
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