JPH0477855B2 - - Google Patents
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- JPH0477855B2 JPH0477855B2 JP59081134A JP8113484A JPH0477855B2 JP H0477855 B2 JPH0477855 B2 JP H0477855B2 JP 59081134 A JP59081134 A JP 59081134A JP 8113484 A JP8113484 A JP 8113484A JP H0477855 B2 JPH0477855 B2 JP H0477855B2
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- JP
- Japan
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- output
- circuit
- time
- pulse
- clock
- Prior art date
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 15
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 14
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims description 11
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 8
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 6
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
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
- G01F1/667—Arrangements of transducers for ultrasonic flowmeters; Circuits for operating ultrasonic flowmeters
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、送波器と受波器を一定距離だけ離し
て向い合わせて配設し、送波器から送出した超音
波パルスが受波器に到達するまでの時間間隔を測
定し、その計測結果に基づいて、風速や流速など
を演算する装置に用いる超音波の伝播時間を測定
する装置に関するものである。
て向い合わせて配設し、送波器から送出した超音
波パルスが受波器に到達するまでの時間間隔を測
定し、その計測結果に基づいて、風速や流速など
を演算する装置に用いる超音波の伝播時間を測定
する装置に関するものである。
［従来技術］
この種の装置において、送受信パルス間の時間
間隔はその時間に含まれるクロツクパルスの数を
カウントしてそのカウント数によつて求められて
いるが、従来の装置においては、数えられるパル
スの数は整数であり、一パルスに満たない時間は
省略され無視されていた。一方、この種の装置に
おいては、送信パルスと受信パルスとの時間間隔
は極めて短かく、上記の如き一パルス未満の時間
の省略も無視できない誤差となるのであるが、適
当な方法がないため、測定結果には好ましくない
誤差を含むものであつた。
間隔はその時間に含まれるクロツクパルスの数を
カウントしてそのカウント数によつて求められて
いるが、従来の装置においては、数えられるパル
スの数は整数であり、一パルスに満たない時間は
省略され無視されていた。一方、この種の装置に
おいては、送信パルスと受信パルスとの時間間隔
は極めて短かく、上記の如き一パルス未満の時間
の省略も無視できない誤差となるのであるが、適
当な方法がないため、測定結果には好ましくない
誤差を含むものであつた。
測定精度を向上するために、クロツクパルスの
周波数を増大せしめることが考えられるが、その
ためには発信器、受信器或いはカウンタなどの機
器が複雑なものとなり製造上、保守上手間を要す
るものであつた。
周波数を増大せしめることが考えられるが、その
ためには発信器、受信器或いはカウンタなどの機
器が複雑なものとなり製造上、保守上手間を要す
るものであつた。
［発明の目的］
本発明は、従来のものの上記の欠点を除き、ク
ロツクパルスの周波数を増大せしめる要もなく、
一パルス未満の時間間隔も正確に測定し、全時間
間隔の測定精度を向上せしめることができる、超
音波の伝播時間の測定装置を提供することを目的
とするものである。
ロツクパルスの周波数を増大せしめる要もなく、
一パルス未満の時間間隔も正確に測定し、全時間
間隔の測定精度を向上せしめることができる、超
音波の伝播時間の測定装置を提供することを目的
とするものである。
［発明の構成］
本発明は、超音波パルスを送信してから受信す
る迄の時間内に含まれるクロツクパルスを計数し
て、超音波の伝播時間を測定する装置において、 送信パルスと受信パルスとが印加され、送信か
ら受信までONとなる出力を得る回路と、 該回路の出力とクロツクパルスとが印加される
ゲート回路と、 該ゲート回路の出力が印加され、出力の中に含
まれるクロツクパルスの数Ａを計数するアツプカ
ウンタと、 前記送信パルスと受信パルスそれぞれの立上が
り時点から始まり、送信パルスと受信パルスのそ
れぞれに続く初めてのクロツクパルスの立上がり
時点までの時間t1（又はt1＋t0、但しt0は任意の遅
延時間）及びt2（又はt2＋t0）の間だけONとなる
パルスを検出する時間差検出回路と、 該時間差検出回路の出力が印加される積分回路
と、該積分回路の出力を前記t1（又はt1＋t0）及び
t2（又はt2＋t0）のｍ倍の拡大率でデジタル化する
アナログ・デジタル変換器と、 該アナログ・デジタル変換器の出力と、前記送
信から受信までONとなる回路の出力とが印加さ
れ、該アナログ・デジタル変換器の出力に検出さ
れたmt1［又はｍ（t1＋t0）］の時間に相当するデイ
ジタル数値Ｂと、mt2［又はｍ（t2＋t0）］に相当す
るデイジタル数値Ｃとの差を算出する減算器と、 を具備しており、送受信の時間間隔ｔの値を ｔ＝［Ａ＋１／ｍ（Ｂ−Ｃ）］×（クロツクの１波長 に相当する時間） として求めるように構成したことを特徴とする超
音波の伝播時間測定装置である。
る迄の時間内に含まれるクロツクパルスを計数し
て、超音波の伝播時間を測定する装置において、 送信パルスと受信パルスとが印加され、送信か
ら受信までONとなる出力を得る回路と、 該回路の出力とクロツクパルスとが印加される
ゲート回路と、 該ゲート回路の出力が印加され、出力の中に含
まれるクロツクパルスの数Ａを計数するアツプカ
ウンタと、 前記送信パルスと受信パルスそれぞれの立上が
り時点から始まり、送信パルスと受信パルスのそ
れぞれに続く初めてのクロツクパルスの立上がり
時点までの時間t1（又はt1＋t0、但しt0は任意の遅
延時間）及びt2（又はt2＋t0）の間だけONとなる
パルスを検出する時間差検出回路と、 該時間差検出回路の出力が印加される積分回路
と、該積分回路の出力を前記t1（又はt1＋t0）及び
t2（又はt2＋t0）のｍ倍の拡大率でデジタル化する
アナログ・デジタル変換器と、 該アナログ・デジタル変換器の出力と、前記送
信から受信までONとなる回路の出力とが印加さ
れ、該アナログ・デジタル変換器の出力に検出さ
れたmt1［又はｍ（t1＋t0）］の時間に相当するデイ
ジタル数値Ｂと、mt2［又はｍ（t2＋t0）］に相当す
るデイジタル数値Ｃとの差を算出する減算器と、 を具備しており、送受信の時間間隔ｔの値を ｔ＝［Ａ＋１／ｍ（Ｂ−Ｃ）］×（クロツクの１波長 に相当する時間） として求めるように構成したことを特徴とする超
音波の伝播時間測定装置である。
［実施例］
本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第１図において１及び２はセツト・リセツト型
フリツプフロツプ回路、３はアンドゲート回路、
４はアツプ・カウンタ、５は減算器、６はOR回
路、７は積分回路、８はアナログ・デジタル変換
器である。
フリツプフロツプ回路、３はアンドゲート回路、
４はアツプ・カウンタ、５は減算器、６はOR回
路、７は積分回路、８はアナログ・デジタル変換
器である。
Ｐは送信パルスの入力端子、Ｒは受信パルスの
入力端子、CLKはクロツクパルスの入力端子を
示す。
入力端子、CLKはクロツクパルスの入力端子を
示す。
端子Ｐに入来する送信パルスP1［第２図ａ参
照］と、端子Ｒからの受信パルスR1［第２図ｂ参
照］とが、それぞれ第１のフリツプフロツプ回路
１のセツト端子Ｓとリセツト端子Ｒに印加する
と、フリツプ回路１の出力は第２図のｃに示す通
り、送信パルスP1と受信パルスR1の間がONとな
り、この出力はアンドゲート回路３の一方の端子
に印加する。
照］と、端子Ｒからの受信パルスR1［第２図ｂ参
照］とが、それぞれ第１のフリツプフロツプ回路
１のセツト端子Ｓとリセツト端子Ｒに印加する
と、フリツプ回路１の出力は第２図のｃに示す通
り、送信パルスP1と受信パルスR1の間がONとな
り、この出力はアンドゲート回路３の一方の端子
に印加する。
アンドゲート回路３の他方の端子には、端子
CLKからのクロツクパルスが印加しており、ア
ンドゲート回路３の出力は第２図ｄに示す通りと
なり、この出力がアツプ・カウンタ４に印加し、
カウンタ４は入来するクロツクパルスの数Ａを数
える。
CLKからのクロツクパルスが印加しており、ア
ンドゲート回路３の出力は第２図ｄに示す通りと
なり、この出力がアツプ・カウンタ４に印加し、
カウンタ４は入来するクロツクパルスの数Ａを数
える。
一方第２のフリツプフロツプ回路２は、OR回
路６と共に、後述の時間差t1及びt2を検出する時
間差検出回路を形成し、そのセツト端子Ｓには、
OR回路６を介して送信パルスP1と受信パルスR1
が印加し、一方リセツト端子Ｒにはクロツクパル
スが印加しており、出力には第２図ｅに示す通
り、送信パルスP1の立上がり時点から始まり、
送信パルスP1に続く第１発目のクロツクパルス
の立上がり時点までのt1時間だけONとなる出力
と、受信パルスR1に就いても同様にt2時間だけ
ONの出力が得られ、これらの出力は積分回路７
の入力となり、両出力は積分され第２図ｆの如き
三角波形となり、そのアナログ値はアナログ・デ
ジタル変換器８でデジタル値に変換されて減算器
５に印加される。
路６と共に、後述の時間差t1及びt2を検出する時
間差検出回路を形成し、そのセツト端子Ｓには、
OR回路６を介して送信パルスP1と受信パルスR1
が印加し、一方リセツト端子Ｒにはクロツクパル
スが印加しており、出力には第２図ｅに示す通
り、送信パルスP1の立上がり時点から始まり、
送信パルスP1に続く第１発目のクロツクパルス
の立上がり時点までのt1時間だけONとなる出力
と、受信パルスR1に就いても同様にt2時間だけ
ONの出力が得られ、これらの出力は積分回路７
の入力となり、両出力は積分され第２図ｆの如き
三角波形となり、そのアナログ値はアナログ・デ
ジタル変換器８でデジタル値に変換されて減算器
５に印加される。
ここでアナログ・デジタル変換器８の分解能を
適宜に選んでおくと、前記第２のフリツプフロツ
プ回路２で検出された時間t1とt2の出力を積分し
てデジタル化するとき、分解能によつて決まる拡
大率例えばｍ倍で、即ちt1とt2をｍ倍してデータ
を処理することができる。
適宜に選んでおくと、前記第２のフリツプフロツ
プ回路２で検出された時間t1とt2の出力を積分し
てデジタル化するとき、分解能によつて決まる拡
大率例えばｍ倍で、即ちt1とt2をｍ倍してデータ
を処理することができる。
一方減算器５には、前記第１のフリツプフロツ
プ回路１の出力［第２図ｃ参照］が印加され、Ｂ
のデータをセツトしたりＣのデータを減算するよ
うにコントロールするから、減算器５の出力には
前記mt1時間相当のデジタル値Ｂとmt2時間相当
のデジタル値Ｃの差（Ｂ−Ｃ）が得られる。
プ回路１の出力［第２図ｃ参照］が印加され、Ｂ
のデータをセツトしたりＣのデータを減算するよ
うにコントロールするから、減算器５の出力には
前記mt1時間相当のデジタル値Ｂとmt2時間相当
のデジタル値Ｃの差（Ｂ−Ｃ）が得られる。
このようにして求めた計数値Ａと（Ｂ−Ｃ）
を、以下の演算処理すると、送信々号から受信々
号までの正しい時間間隔を示す計算値を求めるこ
とができる。
を、以下の演算処理すると、送信々号から受信々
号までの正しい時間間隔を示す計算値を求めるこ
とができる。
Ａ／Ｄ変換器のスケールをｍに設定し、Ａで得
られる１カウント相当の時間間隔でフルスケール
になるようにしておくと、（Ｂ−Ｃ）で得られた
１ビツトの値は１／ｍの時間間隔の重みを持つた
ものとなるので、両者を同一の時間単位に変換す
るためには、Ａの計数値をｍ倍するか、或いは
（Ｂ−Ｃ）の計数値を１／ｍにする必要がある。
つまり（Ｂ−Ｃ）の数値がｍ個集まつてＡの時間
単位と同一になるのである。
られる１カウント相当の時間間隔でフルスケール
になるようにしておくと、（Ｂ−Ｃ）で得られた
１ビツトの値は１／ｍの時間間隔の重みを持つた
ものとなるので、両者を同一の時間単位に変換す
るためには、Ａの計数値をｍ倍するか、或いは
（Ｂ−Ｃ）の計数値を１／ｍにする必要がある。
つまり（Ｂ−Ｃ）の数値がｍ個集まつてＡの時間
単位と同一になるのである。
従つて、送受信間の時間間隔ｔは次の数式に示
す通りとなる。即ち、 時間間隔ｔ＝［Ａ×ｍ＋（Ｂ−Ｃ）］×
クロツクの１波長に相当する時間／ｍ 又は、 ＝［Ａ＋１／ｍ（Ｂ−Ｃ）］×（クロツク の１波長に相当する時間） 上記の演算方法については具体的に触れない
が、デジタル演算やアナログ値に変換するなど、
周知の演算方法を用いればよい。
す通りとなる。即ち、 時間間隔ｔ＝［Ａ×ｍ＋（Ｂ−Ｃ）］×
クロツクの１波長に相当する時間／ｍ 又は、 ＝［Ａ＋１／ｍ（Ｂ−Ｃ）］×（クロツク の１波長に相当する時間） 上記の演算方法については具体的に触れない
が、デジタル演算やアナログ値に変換するなど、
周知の演算方法を用いればよい。
第３図は別の実施例を示し、第１図に示したも
のを更に改良したものである。第１図に示したも
のにおいて、フリツプフロツプ回路２からの出力
ｅを積分回路７にて積分して得られた積分波形は
第２図ｆの如く三角波形となるが、その傾斜部の
形は、立上がりの起点からすぐ立上がらずに少し
遅れながら徐々に立上がるので完全な直線とはな
らない。従つてこの傾斜部の持続時間の測定値t1
は傾斜部が完全なリニヤーでないことによる誤差
を含むことになる。後に、減算器５により（Ｂ−
Ｃ）の減算が行なわれることによつて、この誤差
は、受信パルスに関する積分波形における誤差と
相殺する場合もあるが、どちらかの時間間隔t1又
はt2が、立上がりのリニヤーでない部分の持続時
間よりも短い場合などには相殺されずに誤差とし
て残り、好ましくない。
のを更に改良したものである。第１図に示したも
のにおいて、フリツプフロツプ回路２からの出力
ｅを積分回路７にて積分して得られた積分波形は
第２図ｆの如く三角波形となるが、その傾斜部の
形は、立上がりの起点からすぐ立上がらずに少し
遅れながら徐々に立上がるので完全な直線とはな
らない。従つてこの傾斜部の持続時間の測定値t1
は傾斜部が完全なリニヤーでないことによる誤差
を含むことになる。後に、減算器５により（Ｂ−
Ｃ）の減算が行なわれることによつて、この誤差
は、受信パルスに関する積分波形における誤差と
相殺する場合もあるが、どちらかの時間間隔t1又
はt2が、立上がりのリニヤーでない部分の持続時
間よりも短い場合などには相殺されずに誤差とし
て残り、好ましくない。
本実施例は、この誤差を防ぐために、t1及びt2
に同一の所定の遅延時間t0を加算して、t1＋t0及
びt2＋t0の時間を積分し、後に（Ｂ−Ｃ）の減算
を行なうことにより、前述の非リニヤー部を相殺
して測定精度を向上せしめるものである。
に同一の所定の遅延時間t0を加算して、t1＋t0及
びt2＋t0の時間を積分し、後に（Ｂ−Ｃ）の減算
を行なうことにより、前述の非リニヤー部を相殺
して測定精度を向上せしめるものである。
第１図に示す如きt0＝０の場合の実施例におい
ては、送（受）信パルスでＦ／Ｆをセツトし、ク
ロツクパルスによりリセツトして時間差t1又はt2
を検出しているが、第３〜１０図の実施例におい
ては、時間間隔データを、クロツクパルスに同期
した時間間隔データに直し、同期化により検出で
きなかつた時間を、非他的論理和回路などにより
検出するものである。
ては、送（受）信パルスでＦ／Ｆをセツトし、ク
ロツクパルスによりリセツトして時間差t1又はt2
を検出しているが、第３〜１０図の実施例におい
ては、時間間隔データを、クロツクパルスに同期
した時間間隔データに直し、同期化により検出で
きなかつた時間を、非他的論理和回路などにより
検出するものである。
第３図において９は時間差検出回路であり、後
述の如く、送信パルスと受信パルスそれぞれの立
上がり時点から始まり、送信パルスと受信パルス
のそれぞれに続く初めてのクロツクパルスの立上
がり時点までの時間をt1及びt2とし、任意の所定
の遅延時間をt0とするとき、t1＋t0及びt2＋t0の間
だけONとなるパルスを検出する回路である。
述の如く、送信パルスと受信パルスそれぞれの立
上がり時点から始まり、送信パルスと受信パルス
のそれぞれに続く初めてのクロツクパルスの立上
がり時点までの時間をt1及びt2とし、任意の所定
の遅延時間をt0とするとき、t1＋t0及びt2＋t0の間
だけONとなるパルスを検出する回路である。
第４〜７図は時間差検出回路９の種々の実施例
である。
である。
第４図はインバータ１０、二つのＤ型フリツプ
フロツプ回路１１，１２、排他的論理和回路１３
とより成るものであり、遅延時間t0として一パル
スの0.5波長分の時間を与えるものである。
フロツプ回路１１，１２、排他的論理和回路１３
とより成るものであり、遅延時間t0として一パル
スの0.5波長分の時間を与えるものである。
この回路を用いた場合の作用につき第９図の作
動説明図も併せ説明する。
動説明図も併せ説明する。
端子Ｐに入来する送信パルスP1［第１１図ａ参
照］と、端子Ｒからの受信パルスR1［第１１図ｂ
参照］とが、それぞれフリツプフロツプ回路１の
セツト端子Ｓとリセツト端子Ｒに印加すると、回
路１の出力は第１１図のｃに示す通り、送信パル
スP1と受信パルスR1の間がONとなり、この出力
はアンドゲート回路３の一方の端子に印加する。
照］と、端子Ｒからの受信パルスR1［第１１図ｂ
参照］とが、それぞれフリツプフロツプ回路１の
セツト端子Ｓとリセツト端子Ｒに印加すると、回
路１の出力は第１１図のｃに示す通り、送信パル
スP1と受信パルスR1の間がONとなり、この出力
はアンドゲート回路３の一方の端子に印加する。
アンドゲート回路３の他方の端子には、端子
CLKからのクロツクパルスが印加しており、ア
ンドゲート回路３の出力は第１１図ｄに示す通り
となり、この出力がアツプ・カウンタ４に印加
し、アツプ・カウンタ４は入来するクロツクパル
スの数Ａを数える。
CLKからのクロツクパルスが印加しており、ア
ンドゲート回路３の出力は第１１図ｄに示す通り
となり、この出力がアツプ・カウンタ４に印加
し、アツプ・カウンタ４は入来するクロツクパル
スの数Ａを数える。
一方、時間差検出回路９においては、フリツプ
フロツプ回路１の出力ｃが第４図のＤ型フリツプ
フロツプ回路１１に印加され、クロツクパルスに
より第１１図ｆの如き、送信パルスP1からt1時間
遅れて立上がり、受信パルスR1からt2時間遅れて
立上がる波形が出力される。この信号は更にＤ型
フリツプフロツプ回路１２に入力され、インバー
タ１０により反転され半波長分の時間t0だけ遅延
したクロツクパルスにより第９図ｇの如き、ｆよ
りもt0だけ遅延した波形が出力される。この出力
は、ｃの出力と共に排他的論理和回路１３に印加
され、第１１図ｅの如き波形を出力する。この波
形は、送信パルスP1の立上がり時点から始まり、
送信パルスP1に続く第１発目のクロツクパルス
の立上がり時点までのt1時間に、遅延時間（半波
長分）t0だけ加算されたt1＋t0の時間だけONとな
る出力と、受信パルスR1についても同様のt2＋t0
時間だけONの出力が得られる。
フロツプ回路１の出力ｃが第４図のＤ型フリツプ
フロツプ回路１１に印加され、クロツクパルスに
より第１１図ｆの如き、送信パルスP1からt1時間
遅れて立上がり、受信パルスR1からt2時間遅れて
立上がる波形が出力される。この信号は更にＤ型
フリツプフロツプ回路１２に入力され、インバー
タ１０により反転され半波長分の時間t0だけ遅延
したクロツクパルスにより第９図ｇの如き、ｆよ
りもt0だけ遅延した波形が出力される。この出力
は、ｃの出力と共に排他的論理和回路１３に印加
され、第１１図ｅの如き波形を出力する。この波
形は、送信パルスP1の立上がり時点から始まり、
送信パルスP1に続く第１発目のクロツクパルス
の立上がり時点までのt1時間に、遅延時間（半波
長分）t0だけ加算されたt1＋t0の時間だけONとな
る出力と、受信パルスR1についても同様のt2＋t0
時間だけONの出力が得られる。
この出力は積分回路７に入力され、第１１図ｅ
に二点鎖線で示された三角波形の出力となる。
に二点鎖線で示された三角波形の出力となる。
この三角波形の出力はアナログ値であるが、ア
ナログ・デジタル変換器８でデジタル値に変換さ
れて減算器５に印加される。
ナログ・デジタル変換器８でデジタル値に変換さ
れて減算器５に印加される。
ここでアナログ・デジタル変換器８の分解能を
適宜に選んでおくと、前記時間差検出回路９で検
出された時間t1＋t0とt2＋t0の出力を積分してデ
ジタル化するとき、分解能によつて決まる拡大率
例えばｍ倍で、即ちt1＋t0とt2＋t0をｍ倍してデ
ータを処理することができる。
適宜に選んでおくと、前記時間差検出回路９で検
出された時間t1＋t0とt2＋t0の出力を積分してデ
ジタル化するとき、分解能によつて決まる拡大率
例えばｍ倍で、即ちt1＋t0とt2＋t0をｍ倍してデ
ータを処理することができる。
一方減算器５には、フリツプフロツプ回路１の
出力［第１１図ｃ参照］が印加され、被減数のセ
ツトモードや減算モードに切換えられ、第１１図
ｃの出力がONのとき被減数を覚え、出力が０レ
ベルのとき減算を行なうようにしてあるから、減
算器５の出力には、被減数ｍ（t1＋t0）に相当す
るデジタル値Ｂから減数ｍ（t2＋t0）に相当する
デジタル値Ｃとの差（Ｂ−Ｃ）が得られる。
出力［第１１図ｃ参照］が印加され、被減数のセ
ツトモードや減算モードに切換えられ、第１１図
ｃの出力がONのとき被減数を覚え、出力が０レ
ベルのとき減算を行なうようにしてあるから、減
算器５の出力には、被減数ｍ（t1＋t0）に相当す
るデジタル値Ｂから減数ｍ（t2＋t0）に相当する
デジタル値Ｃとの差（Ｂ−Ｃ）が得られる。
このようにして求めた計数値Ａと（Ｂ−Ｃ）
を、以下の演算処理すると、送信々号から受信々
号までの正しい時間間隔を示す計算値を求めるこ
とができる。
を、以下の演算処理すると、送信々号から受信々
号までの正しい時間間隔を示す計算値を求めるこ
とができる。
Ａ／Ｄ変換器のスケールをｍに設定し、Ａで得
られる１カウント相当の時間間隔でフルスケール
になるようにしておくと、（Ｂ−Ｃ）で得られた
１ビツトの値は１／ｍの時間間隔の重みを持つた
ものとなるので、両者を同一の時間単位に変換す
るためには、Ａの計数値をｍ倍するか、或いは
（Ｂ−Ｃ）の計数値を１／ｍにする必要がある。
つまり（Ｂ−Ｃ）の数値がｍ個集まつてＡの時間
単位と同一になるのである。
られる１カウント相当の時間間隔でフルスケール
になるようにしておくと、（Ｂ−Ｃ）で得られた
１ビツトの値は１／ｍの時間間隔の重みを持つた
ものとなるので、両者を同一の時間単位に変換す
るためには、Ａの計数値をｍ倍するか、或いは
（Ｂ−Ｃ）の計数値を１／ｍにする必要がある。
つまり（Ｂ−Ｃ）の数値がｍ個集まつてＡの時間
単位と同一になるのである。
従つて、送受信間の時間間隔ｔは次の数式に示
す通りとなる。即ち、 時間間隔ｔ＝［Ａ×ｍ＋（Ｂ−Ｃ）］×
クロツクの１波長に相当する時間／ｍ 又は、 ＝［Ａ＋１／ｍ（Ｂ−Ｃ）］×（クロツク の１波長に相当する時間） 上記の演算方法については具体的に触れない
が、デジタル演算やアナログ値に変換するなど、
周知の演算方法を用いればよい。
す通りとなる。即ち、 時間間隔ｔ＝［Ａ×ｍ＋（Ｂ−Ｃ）］×
クロツクの１波長に相当する時間／ｍ 又は、 ＝［Ａ＋１／ｍ（Ｂ−Ｃ）］×（クロツク の１波長に相当する時間） 上記の演算方法については具体的に触れない
が、デジタル演算やアナログ値に変換するなど、
周知の演算方法を用いればよい。
本実施例は以上の如く作用するので、第１１図
ｅに二点鎖線で示す積分回路７の出力の立上がり
傾斜部の起点付近にリニヤーでない部分があつて
も減算器５で減算することにより相殺し、（Ｂ−
Ｃ）に相当する。
ｅに二点鎖線で示す積分回路７の出力の立上がり
傾斜部の起点付近にリニヤーでない部分があつて
も減算器５で減算することにより相殺し、（Ｂ−
Ｃ）に相当する。
（t1＋t0）−（t2＋t0）＝t1−t2
をリニヤーな波形部分に基づき極めて正確に測定
することができる。
することができる。
三角波形の立上がり傾斜部の非リニヤー部が長
いときには、遅延時間t0を長くとつて相殺できる
ようにすればよい。
いときには、遅延時間t0を長くとつて相殺できる
ようにすればよい。
第５図、第６図はＤ型フリツプフロツプ回路を
それぞれ２個１１，１２又は３個１１，１２，１
４有する時間差検出回路であり、遅延時間t0を、
それぞれ、 t0′＝１波長分の時間 t0″＝２波長分の時間 としたものである。出力波形を第１１図のg1，e1
及びg2，e2にて示す。
それぞれ２個１１，１２又は３個１１，１２，１
４有する時間差検出回路であり、遅延時間t0を、
それぞれ、 t0′＝１波長分の時間 t0″＝２波長分の時間 としたものである。出力波形を第１１図のg1，e1
及びg2，e2にて示す。
第７図は、１個のＤ型フリツプフロツプ回路１
１の出力をＲ，Ｃ及びバツフアー１５より成る遅
延回路により遅延を生ぜしめるもので、Ｃ，Ｒの
値を選ぶことにより任意の遅延時間t0を与える
ことができる。出力波形を第１１図e3に示す。
１の出力をＲ，Ｃ及びバツフアー１５より成る遅
延回路により遅延を生ぜしめるもので、Ｃ，Ｒの
値を選ぶことにより任意の遅延時間t0を与える
ことができる。出力波形を第１１図e3に示す。
第８図、第９図は別の実施例であり、遅延時間
t0を半波長分の時間とするものである。
t0を半波長分の時間とするものである。
即ち、時間差検出回路９においては、端子Ｐか
らの送信パルスP1及び端子Ｒからの受信パルス
R1も併せOR回路６に印加されている。
らの送信パルスP1及び端子Ｒからの受信パルス
R1も併せOR回路６に印加されている。
時間差検出回路９の作用を説明すれば、第１１
図ｃの波形がＤ型フリツプフロツプ回路１１に入
力され、インバータ１０により反転され、0.5波
長分のt0だけ遅延したクロツクパルスが第１１図
ｈの如き波形にて印加され、第１１図ｇの如き波
形が出力される。この出力はＲ，Ｃ及び排他的論
理和回路１３より成る両切微分回路を経て第１１
図ｉの如き波形が出力され、OR回路６からの出
力と共にフリツプフロツプ回路２に印加され、第
１１図ｅの如きt1＋t0時間及びt2＋t0時間の間ON
となつている波形が出力される。この出力は第４
図の実施例における出力ｅと同じであり、それ以
降の動作は第４図の実施例と同様である。
図ｃの波形がＤ型フリツプフロツプ回路１１に入
力され、インバータ１０により反転され、0.5波
長分のt0だけ遅延したクロツクパルスが第１１図
ｈの如き波形にて印加され、第１１図ｇの如き波
形が出力される。この出力はＲ，Ｃ及び排他的論
理和回路１３より成る両切微分回路を経て第１１
図ｉの如き波形が出力され、OR回路６からの出
力と共にフリツプフロツプ回路２に印加され、第
１１図ｅの如きt1＋t0時間及びt2＋t0時間の間ON
となつている波形が出力される。この出力は第４
図の実施例における出力ｅと同じであり、それ以
降の動作は第４図の実施例と同様である。
第１０図は１個のＤ型フリツプフロツプ回路１
１と排他的論理和回路１３を有する時間差検出回
路であり、遅延時間t0＝０なるものである。即
ち、第１図の実施例と同様な作用をなす。第１１
図e4の如きt1及びt2時間ONするパルスを出力す
る。
１と排他的論理和回路１３を有する時間差検出回
路であり、遅延時間t0＝０なるものである。即
ち、第１図の実施例と同様な作用をなす。第１１
図e4の如きt1及びt2時間ONするパルスを出力す
る。
［発明の効果］
本発明により、従来は上記のＡの計数値だけを
求め、この計数値を送受信間の時間間隔としてい
たので、クロツクパルスの１波長以下の部分につ
いては計数できないため誤差を避けることができ
なかつたのに対し、時間間隔拡大回路を利用する
ことによつてクロツクパルスの１波長未満の部分
をも測定可能とし、正確な時間間隔を測定でき、
かつ、精度を向上させるためにクロツクパルスの
周波数を徒らに高く上げる必要がなくなり、カウ
ンタも特に高給なものでなくとも充分であるな
ど、製造面は勿論、経済的にも極めて有利とな
り、また、更に時間差検出回路において、遅延時
間t0を加算することにより積分出力の非リニヤー
部に基づく誤差を除き、一層正確な測定を行なう
ことができる超音波伝播時間測定装置を提供する
ことができ、実用上極めて大なる効果を奏する。
求め、この計数値を送受信間の時間間隔としてい
たので、クロツクパルスの１波長以下の部分につ
いては計数できないため誤差を避けることができ
なかつたのに対し、時間間隔拡大回路を利用する
ことによつてクロツクパルスの１波長未満の部分
をも測定可能とし、正確な時間間隔を測定でき、
かつ、精度を向上させるためにクロツクパルスの
周波数を徒らに高く上げる必要がなくなり、カウ
ンタも特に高給なものでなくとも充分であるな
ど、製造面は勿論、経済的にも極めて有利とな
り、また、更に時間差検出回路において、遅延時
間t0を加算することにより積分出力の非リニヤー
部に基づく誤差を除き、一層正確な測定を行なう
ことができる超音波伝播時間測定装置を提供する
ことができ、実用上極めて大なる効果を奏する。
図面は本発明の実施例に関するもので、第１図
はブロツク図、第２図はその作動説明図、第３図
は別の実施例のブロツク図、第４図ないし第８図
は時間差検出回路の実施例のブロツク図、第９図
は他の実施例のブロツク図、第１０図はその時間
差検出回路の実施例のブロツク図、第１１図は第
３〜８図の実施例の作動説明図である。 １，２，１１，１２，１４…フリツプフロツプ
回路、３…アンドゲート回路、４…アツプ・カウ
ンタ、５…減算器、６…OR回路、７…積分回
路、８…アナログ・デジタル変換器、９…時間差
検出回路、１０…インバータ、１３…排他的論理
和回路、１５…バツフア。
はブロツク図、第２図はその作動説明図、第３図
は別の実施例のブロツク図、第４図ないし第８図
は時間差検出回路の実施例のブロツク図、第９図
は他の実施例のブロツク図、第１０図はその時間
差検出回路の実施例のブロツク図、第１１図は第
３〜８図の実施例の作動説明図である。 １，２，１１，１２，１４…フリツプフロツプ
回路、３…アンドゲート回路、４…アツプ・カウ
ンタ、５…減算器、６…OR回路、７…積分回
路、８…アナログ・デジタル変換器、９…時間差
検出回路、１０…インバータ、１３…排他的論理
和回路、１５…バツフア。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 超音波パルスを送信してから受信する迄の時
間内に含まれるクロツクパルスを計数して、超音
波の伝播時間を測定する装置において、 送信パルスと受信パルスとが印加され、送信か
ら受信までONとなる出力を得る回路と、 該回路の出力とクロツクパルスとが印加される
ゲート回路と、 該ゲート回路の出力が印加され、出力の中に含
まれるクロツクパルスの数Ａを計数するアツプカ
ウンタと、 前記送信パルスと受信パルスそれぞれの立上が
り時点から始まり、送信パルスと受信パルスのそ
れぞれに続く初めてのクロツクパルスの立上がり
時点までの時間t1及びt2の間だけONとなるパル
スを検出する時間差検出回路と、 該時間差検出回路の出力が印加される積分回路
と、該積分回路の出力を前記t1及びt2のｍ倍の拡
大率でデジタル化するアナログ・デジタル変換器
と、 該アナログ・デジタル変換器の出力と、前記送
信から受信までONとなる回路の出力とが印加さ
れ、該アナログ・デジタル変換器の出力に検出さ
れたmt1の時間に相当するデイジタル数値Ｂと、
mt2に相当するデイジタル数値Ｃとの差を算出す
る減算器と、 を具備しており、送受信の時間間隔ｔの値を、 ｔ＝［Ａ＋１／ｍ（Ｂ−Ｃ）］×（クロツクの１波長 に相当する時間） として求めるように構成したことを特徴とする超
音波の伝播時間測定装置。 ２ 超音波パルスを送信してから受信する迄の時
間内に含まれるクロツクパルスを計数して、超音
波の伝播時間を測定する装置において、 送信パルスと受信パルスとが印加され、送信か
ら受信までONとなる出力を得る回路と、 該回路の出力とクロツクパルスとが印加される
ゲート回路と、 該ゲート回路の出力が印加され、出力の中に含
まれるクロツクパルスの数Ａを計数するアツプカ
ウンタと、 前記送信パルスと受信パルスそれぞれの立上が
り時点から始まり、送信パルスと受信パルスのそ
れぞれに続く初めてのクロツクパルスの立上がり
時点までの時間をt1及びt2とし、任意の所定の遅
延時間をt0とするとき、t1＋t0及びt2＋t0の間だけ
ONとなるパルスを検出する時間差検出回路と、 該時間差検出回路の出力が印加される積分回路
と、該積分回路の出力を前記t1＋t0及びt2＋t0の
ｍ倍の拡大率でデジタル化するアナログ・デジタ
ル変換器と、 該アナログ・デジタル変換器の出力と、前記送
信から受信までONとなる回路の出力とが印加さ
れ、該アナログ・デジタル変換器の出力に検出さ
れたｍ（t1＋t0）の時間に相当するデイジタル数
値Ｂと、ｍ（t2＋t0）に相当するデイジタル数値
Ｃとの差を算出する減算器と、 を具備しており、送受信の時間間隔ｔの値を ｔ＝［Ａ＋１／ｍ（Ｂ−Ｃ）］×（クロツクの１波長 に相当する時間）として求めるように構成したこ
とを特徴とする超音波の伝播時間測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59081134A JPS60225027A (ja) | 1984-04-24 | 1984-04-24 | 超音波の伝播時間測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59081134A JPS60225027A (ja) | 1984-04-24 | 1984-04-24 | 超音波の伝播時間測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60225027A JPS60225027A (ja) | 1985-11-09 |
| JPH0477855B2 true JPH0477855B2 (ja) | 1992-12-09 |
Family
ID=13737927
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59081134A Granted JPS60225027A (ja) | 1984-04-24 | 1984-04-24 | 超音波の伝播時間測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60225027A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4689904B2 (ja) * | 2001-08-28 | 2011-06-01 | 関西ガスメータ株式会社 | 超音波流速測定方法 |
-
1984
- 1984-04-24 JP JP59081134A patent/JPS60225027A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60225027A (ja) | 1985-11-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |