JPH0527047B2 - - Google Patents
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- JPH0527047B2 JPH0527047B2 JP21508683A JP21508683A JPH0527047B2 JP H0527047 B2 JPH0527047 B2 JP H0527047B2 JP 21508683 A JP21508683 A JP 21508683A JP 21508683 A JP21508683 A JP 21508683A JP H0527047 B2 JPH0527047 B2 JP H0527047B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic
- frequency
- zero point
- medium
- equation
- 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 - Lifetime
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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
- G01F1/66—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】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は超音波流量計に関するものであり、更
に詳しくは、TLL（Time Locked Loop）方式と
称される方式によつた超音波流量計における零点
調整に関するものである。
に詳しくは、TLL（Time Locked Loop）方式と
称される方式によつた超音波流量計における零点
調整に関するものである。
先ずTLL方式による超音波流量計の測定原理
を本発明の理解に必要な範囲で以下説明する。
（このTLL方式による超音波流量計は本件出願人
によつて昭和50年に発行された富士時報第48巻第
２号第29頁ないし第38頁において詳細に開示され
ているので、必要があれば参照されたい。） そして、第１図はこの富士時報に掲載された
TLL方式による超音波伝播時間検出回路の原理
を示すブロツク図である。同図において、１は受
信回路、２はカウンタ、３は時間差検出回路、４
は電圧制御発振器（VCO）、５は同期発生回路、
６は送信回路、８ａ，８ｂはそれぞれ振動子、で
ある。
を本発明の理解に必要な範囲で以下説明する。
（このTLL方式による超音波流量計は本件出願人
によつて昭和50年に発行された富士時報第48巻第
２号第29頁ないし第38頁において詳細に開示され
ているので、必要があれば参照されたい。） そして、第１図はこの富士時報に掲載された
TLL方式による超音波伝播時間検出回路の原理
を示すブロツク図である。同図において、１は受
信回路、２はカウンタ、３は時間差検出回路、４
は電圧制御発振器（VCO）、５は同期発生回路、
６は送信回路、８ａ，８ｂはそれぞれ振動子、で
ある。
回路動作は次の如くである。送信回路６により
駆動された送信側振動子８ａは、測定媒体中に媒
体の流れ方向に沿つて超音波パルスを送出する。
受信側振動子８ｂはその超音波パルスを受信し、
受信出力を受信回路１に送る。他方、同期発生回
路５では、発振器４より出力されるパルスに同期
してスタートパルスを発生して前記送信回路６を
スタートさせると共に、カウンタ２をスタートさ
せる。
駆動された送信側振動子８ａは、測定媒体中に媒
体の流れ方向に沿つて超音波パルスを送出する。
受信側振動子８ｂはその超音波パルスを受信し、
受信出力を受信回路１に送る。他方、同期発生回
路５では、発振器４より出力されるパルスに同期
してスタートパルスを発生して前記送信回路６を
スタートさせると共に、カウンタ２をスタートさ
せる。
カウンタ２は、発振器４からの繰り返し周波数
がｆのパルスをＮ個カウントしたらカウント終了
信号を時間差検出回路３へ送出するようになつて
いる。Ｎは適当に選択された整数である。
がｆのパルスをＮ個カウントしたらカウント終了
信号を時間差検出回路３へ送出するようになつて
いる。Ｎは適当に選択された整数である。
時間差検出回路３は、１つの超音波パルスが送
信側振動子８ａから受信側振動子８ｂまで測定媒
体中を伝播し終えた時点で受信回路１からタイミ
ング信号（伝播終了信号）を与えられると共に、
カウンタ２から繰り返し周波数ｆのパルスをＮ個
カウントし終えた旨のカウント終了信号とを与え
られる。すなわち、時間差検出回路３は、等価的
に、実際の伝播に要した時間T1（第１図ではｔと
記す）と基準となるカウントに要した時間（ｆ／
Ｎ）とを比較し、その時間差（T1−Ｎ／ｆ）が所定 値たとえば零になるように発振器４の繰り返し周
波数を制御する。その結果得られた周波数をf1と
すると、T1＝Ｎ／f1なる関係が成立し、これを変形 するとf1＝Ｎ／T1となるので、発振器４の出力周波 数f1により、超音波パルスの伝播時間の逆数１／T1 のＮ倍の値を取り出すことが出来る。
信側振動子８ａから受信側振動子８ｂまで測定媒
体中を伝播し終えた時点で受信回路１からタイミ
ング信号（伝播終了信号）を与えられると共に、
カウンタ２から繰り返し周波数ｆのパルスをＮ個
カウントし終えた旨のカウント終了信号とを与え
られる。すなわち、時間差検出回路３は、等価的
に、実際の伝播に要した時間T1（第１図ではｔと
記す）と基準となるカウントに要した時間（ｆ／
Ｎ）とを比較し、その時間差（T1−Ｎ／ｆ）が所定 値たとえば零になるように発振器４の繰り返し周
波数を制御する。その結果得られた周波数をf1と
すると、T1＝Ｎ／f1なる関係が成立し、これを変形 するとf1＝Ｎ／T1となるので、発振器４の出力周波 数f1により、超音波パルスの伝播時間の逆数１／T1 のＮ倍の値を取り出すことが出来る。
次に、受信側振動子８ｂを送信側振動子とし、
送信側振動子８ａを受信側振動子とし、測定媒体
中をこれまでとは逆方向つまり流れに逆らう方向
に超音波パルスを伝播させ、同様の操作を行なつ
て発振器４の出力周波数f2を求める。このとき超
音波パルスが伝播するのに要した時間をT2とす
ると、f2＝Ｎ／T2なる関係が成立するのは勿論であ る。
送信側振動子８ａを受信側振動子とし、測定媒体
中をこれまでとは逆方向つまり流れに逆らう方向
に超音波パルスを伝播させ、同様の操作を行なつ
て発振器４の出力周波数f2を求める。このとき超
音波パルスが伝播するのに要した時間をT2とす
ると、f2＝Ｎ／T2なる関係が成立するのは勿論であ る。
他方、
Δf＝f1−f2＝2N／Ｌ・Ｖ ……(1)
なる関係式の成立することが知られている。ここ
でＬは、振動子８ａと８ｂの間の距離であり、Ｖ
は媒体の流れの速度（流速）である。
でＬは、振動子８ａと８ｂの間の距離であり、Ｖ
は媒体の流れの速度（流速）である。
ＬとＮは既知であるから、測定によつてΔfが
求まれば媒体の流れの速度Ｖが求まり、流量を知
ることが出来る。
求まれば媒体の流れの速度Ｖが求まり、流量を知
ることが出来る。
以上がTLL方式超音波流量計の測定原理であ
る（なお、詳細が知りたければ、例えば特開昭51
−101569号公報、特開昭54−149669号公報などを
参照されたい）。
る（なお、詳細が知りたければ、例えば特開昭51
−101569号公報、特開昭54−149669号公報などを
参照されたい）。
所で、かかる超音波流量計においても、他の計
器と同様、測定の開始に先立ち目盛の零点調整量
を知つておく必要がある。
器と同様、測定の開始に先立ち目盛の零点調整量
を知つておく必要がある。
すなわち、媒体の流れ速度を零にした状態で、
順方向において測定した伝播時間T1と逆方向に
おいて測定した伝播時間T2とを求める。本来、
理論的には、このときT1＝T2となる筈であるが、
超音波パルスの波形のアンバランスとか測定用電
気回路における遅延時間の相違等に起因してT1
≠T2となる。
順方向において測定した伝播時間T1と逆方向に
おいて測定した伝播時間T2とを求める。本来、
理論的には、このときT1＝T2となる筈であるが、
超音波パルスの波形のアンバランスとか測定用電
気回路における遅延時間の相違等に起因してT1
≠T2となる。
そこでT1−T2＝ΔTを求めると共に、ΔTに相
当する周波数差Δf0を算出しておき、測定により
求めたΔfに対してΔf0を用いて誤差補正（零点補
正）を行なう方法が採られる。所が、媒体の温度
が変化すると、超音波の伝播速度が変化するの
で、このことと関連してΔf0が温度特性をもち、
最初に求めたΔf0によつて誤差補正（零点補正）
を行なうのでは充分でない場合が生じる。
当する周波数差Δf0を算出しておき、測定により
求めたΔfに対してΔf0を用いて誤差補正（零点補
正）を行なう方法が採られる。所が、媒体の温度
が変化すると、超音波の伝播速度が変化するの
で、このことと関連してΔf0が温度特性をもち、
最初に求めたΔf0によつて誤差補正（零点補正）
を行なうのでは充分でない場合が生じる。
以下、このことを数式的に説明する。
今、媒体における超音波の伝播速度をC1、伝
播距離をＬとし、媒体の流れ零のとき、順方向に
おいて測定した伝播時間をT0、逆方向において
測定した伝播時間が本来T0となるべき所を、前
述のような理由により（T0＋ΔT）になつたもの
とする。
播距離をＬとし、媒体の流れ零のとき、順方向に
おいて測定した伝播時間をT0、逆方向において
測定した伝播時間が本来T0となるべき所を、前
述のような理由により（T0＋ΔT）になつたもの
とする。
そこでＮ／T0＝f01、Ｎ／T0＋ΔT＝f02とおくと次の
式が成立する。
Δf0＝（f01−f02）＝Ｎ／T0−Ｎ／（T0＋ΔT）
＝Ｎ／（Ｌ／C1）−Ｎ／（Ｌ／C1）＋ΔT
ここで（Ｌ／C1）≫ΔTとすると、
Δf0＝Ｎ／（Ｌ／C1）−Ｎ／（Ｌ／C1）
｛１−ΔT／（Ｌ／C1）｝
＝ΔT／ＬC1 ……(2)
上記(2)式から明らかなように、零点調整量Δf0
は、超音波の伝播速度C1と共に変化する（C1は
媒体の温度が変われば変わる）ので、最初にこれ
を求めたとしても、その後媒体の温度変化があれ
ば、最初に求めた零点調整量を従来のようにその
まま使用していたのでは、零点調整が不完全とな
り測定誤差を免れないという欠点が従来の超音波
流量計にはあつた。
は、超音波の伝播速度C1と共に変化する（C1は
媒体の温度が変われば変わる）ので、最初にこれ
を求めたとしても、その後媒体の温度変化があれ
ば、最初に求めた零点調整量を従来のようにその
まま使用していたのでは、零点調整が不完全とな
り測定誤差を免れないという欠点が従来の超音波
流量計にはあつた。
本発明は上述のような従来技術の欠点を除去す
るためになされたものであり、従つて本発明の目
的は、媒体の温度が零点調整量を求めたときの温
度から変化したとしてもそのことにより零点調整
が不完全とはならず、従つて測定誤差を生じない
ですむような超音波流量計を提供することにあ
る。
るためになされたものであり、従つて本発明の目
的は、媒体の温度が零点調整量を求めたときの温
度から変化したとしてもそのことにより零点調整
が不完全とはならず、従つて測定誤差を生じない
ですむような超音波流量計を提供することにあ
る。
一般に、媒体の流れ速度（流速）をＶ、媒体中
に距離Ｌを超音波が流れに沿う順方向において伝
播するのに要する時間をT1、流れに逆らう逆方
向において伝播するのに要する時間をT2、伝播
速度（音速）をＣとすると、次の関係式の成立す
ることが知られている T1＝Ｌ／Ｃ＋Ｖ ……(3) T2＝Ｌ／Ｃ−Ｖ ……(4) またTLL方式の原理により次の関係式が成立
する。
に距離Ｌを超音波が流れに沿う順方向において伝
播するのに要する時間をT1、流れに逆らう逆方
向において伝播するのに要する時間をT2、伝播
速度（音速）をＣとすると、次の関係式の成立す
ることが知られている T1＝Ｌ／Ｃ＋Ｖ ……(3) T2＝Ｌ／Ｃ−Ｖ ……(4) またTLL方式の原理により次の関係式が成立
する。
f1＝Ｎ／T1＝Ｎ／Ｌ／（Ｃ＋Ｖ）
f2＝Ｎ／T2＝Ｎ／Ｌ／（Ｃ−Ｖ）
故に
f1＋f2＝Ｎ／Ｌ／（Ｃ＋Ｖ）＋Ｎ／Ｌ／（Ｃ−Ｖ）
＝2N／ＬＣ ……(5)
上記(5)式より、音速Ｃを求めることができる。
また前記(1)式より媒体の流速Ｖは次式で与えられ
る。
また前記(1)式より媒体の流速Ｖは次式で与えられ
る。
Ｖ＝Ｌ／2N・Δf ……(6)
今、流量零（流速が零）のときの順方向の周波
数測定値をf01、逆方向の周波数測定値をf02とし、
その差をΔf0、またこのときの音速をC1とする。
数測定値をf01、逆方向の周波数測定値をf02とし、
その差をΔf0、またこのときの音速をC1とする。
次に、流量測定時において、媒体の温度変化に
より音速がC1からＣに変化していたとする。す
ると、前記(6)式において、Δfに音速変化を加味
した次の如き零点調整を施すことにより、誤差の
ない流速Ｖを得ることができる。すなわち Ｖ＝Ｌ／2N（Δf−Δf0f1＋f2／f01＋f02）……(7) つまり、(6)式において零点の影響を補償するた
めには、数式的には次の演算がなされなければな
らない。
より音速がC1からＣに変化していたとする。す
ると、前記(6)式において、Δfに音速変化を加味
した次の如き零点調整を施すことにより、誤差の
ない流速Ｖを得ることができる。すなわち Ｖ＝Ｌ／2N（Δf−Δf0f1＋f2／f01＋f02）……(7) つまり、(6)式において零点の影響を補償するた
めには、数式的には次の演算がなされなければな
らない。
Ｖ＝Ｌ／2N（Δf−Δf0） ……(8)
但し、Δfは流量測定時の周波数f1，f2の差、
Δf0は流量零の時の周波数f01，f02の差である。
Δf0は流量零の時の周波数f01，f02の差である。
ここで、音速C1つまり温度t1のときの流量を
V1、音速C2つまり温度t2のときの流量をV2とす
ると、V1，V2は(8)式に基づき次式で表わされる。
V1、音速C2つまり温度t2のときの流量をV2とす
ると、V1，V2は(8)式に基づき次式で表わされる。
V1＝Ｌ／2N（Δf1−Δf01） ……(9)
V2＝Ｌ／2N（Δf2−Δf02） ……(10)
但し、Δf01、Δf02は同様に(2)式に基づき次式で
表わされる。
表わされる。
Δf01＝ΔT／ＬC1 ……(11)
Δf02＝ΔT／ＬC2 ……(12)
ここで、温度t1（音速C1）における流量測定時
の周波数をf11，f21、流量零時の周波数をf011，
f021とし、そして、温度t2（音速C2）における流量
測定時の周波数をf12，f22、流量零時の周波数を
f012，f022とすると、(12)式のΔf02は(5)式に基づいて
次のように表わされる。
の周波数をf11，f21、流量零時の周波数をf011，
f021とし、そして、温度t2（音速C2）における流量
測定時の周波数をf12，f22、流量零時の周波数を
f012，f022とすると、(12)式のΔf02は(5)式に基づいて
次のように表わされる。
Δf02＝ΔT／ＬC2＝ΔT／Ｌ Ｌ／2N（f12＋f22）…
…(13) さらに、(5)式に対して、温度t1における流量零
時の周波数f011，f021を代入すると、次式が得ら
れる。
…(13) さらに、(5)式に対して、温度t1における流量零
時の周波数f011，f021を代入すると、次式が得ら
れる。
Ｌ／2N＝C1／f011＋f021 ……(14)
従つて、(13)式は次のように書き直せる。
Δf02＝ΔT／Ｌ C1／f011＋f02（f12＋f22）……(15
) (15)式に(11)式を適用して、(15)式を変形する。
) (15)式に(11)式を適用して、(15)式を変形する。
Δf02＝Δf01f12＋f22／f011＋f02 ……(16)
(16)式は温度t1における零点補正量Δf01と温度t2
における零点補正量Δf02との関係を示す。よつ
て、(10)式は次のように書き直せる。
における零点補正量Δf02との関係を示す。よつ
て、(10)式は次のように書き直せる。
V2＝Ｌ／2N（Δf2−f01f12＋f22／f011＋f02）……(1
7) ここで、上述の如く、Δf2は温度t2（音速C2）に
おける流量測定時の周波数f12，f22によつて求め
られ、またΔf01＝（＝Δf011−Δf021）、Δf011，
Δf021は温度t1（音速C1）における流量零時の周波
数Δf011，Δf021によつて求められる。従つて、音
速C1における流量零時の周波数を上述の如くf01，
f02、その差をΔf0とし、しかも音速Ｃにおける流
量測定時の周波数を同様に上述の如くf1，f2とす
れば、(17)式は次のように一般式に戻すことができ
る。
7) ここで、上述の如く、Δf2は温度t2（音速C2）に
おける流量測定時の周波数f12，f22によつて求め
られ、またΔf01＝（＝Δf011−Δf021）、Δf011，
Δf021は温度t1（音速C1）における流量零時の周波
数Δf011，Δf021によつて求められる。従つて、音
速C1における流量零時の周波数を上述の如くf01，
f02、その差をΔf0とし、しかも音速Ｃにおける流
量測定時の周波数を同様に上述の如くf1，f2とす
れば、(17)式は次のように一般式に戻すことができ
る。
Ｖ＝Ｌ／2N（Δf−f0f2＋f2／f011＋f02）……
(18) この(18)式は(7)式と同じであり、それゆえ(7)式つ
まり(18)式により零点の音速補正が可能であること
が理解できよう。
(18) この(18)式は(7)式と同じであり、それゆえ(7)式つ
まり(18)式により零点の音速補正が可能であること
が理解できよう。
なお、(11)式、(12)式から次式が得られる。
Δf02＝Δf01C2／C1 ……(19)
従つて、(10)式は次のように書き直せる。
V2＝Ｌ／2N（Δf2−Δf01C2／C1） ……(20)
(5)式に基づいて、C1，C2を求める。
C1＝Ｌ／2N（f011＋f021）、
C2＝Ｌ／2N（f12＋f22） ……（21）
従つて、（21）式を(20)式に代入すると、(17)式と
同じ形の式が得られ、それゆえ上述の如くその式
を一般式に戻すと(18)式が得られる。よつて、音速
C1，C2の展開からも(18)式を導出することが可能
である。
同じ形の式が得られ、それゆえ上述の如くその式
を一般式に戻すと(18)式が得られる。よつて、音速
C1，C2の展開からも(18)式を導出することが可能
である。
本発明の要点は、流速零の状態において測定し
たf01，f02，Δf0を記憶しておき、流量測定時に測
定したf1，f2，Δfを用い、前記(7)式によつて演算
することにより、零点調整を完全にして誤差のな
い流量を得るようにした点にある。
たf01，f02，Δf0を記憶しておき、流量測定時に測
定したf1，f2，Δfを用い、前記(7)式によつて演算
することにより、零点調整を完全にして誤差のな
い流量を得るようにした点にある。
次に図を参照して本発明の一実施例を説明す
る。
る。
第２図は本発明の一実施例を示すブロツク図で
ある。同図において、第１図におけるのと同じ要
素には同じ符号を付してある。そのほか、９はメ
モリを含む演算手段（たとえばマイクロコンピユ
ータ）、S1a，S1bはそれぞれサンプリング接点、
S2a，S2b，S4a，S4bはそれぞれ切換接点、S3は
同期スタート接点、SWはキー、である。
ある。同図において、第１図におけるのと同じ要
素には同じ符号を付してある。そのほか、９はメ
モリを含む演算手段（たとえばマイクロコンピユ
ータ）、S1a，S1bはそれぞれサンプリング接点、
S2a，S2b，S4a，S4bはそれぞれ切換接点、S3は
同期スタート接点、SWはキー、である。
第２図において、先ずキーSWを破線位置まで
倒すことにより、流速零の状態におけるf01，f02，
Δf0を測定して演算手段（マイクロコンピユー
タ）９内のメモリに記憶する。
倒すことにより、流速零の状態におけるf01，f02，
Δf0を測定して演算手段（マイクロコンピユー
タ）９内のメモリに記憶する。
このときの回路動作は次の如くである。
第２図において、切換接点S4a，S4bが実線位
置にあるとき、接点S2aは閉じ、S2aは開いてい
る。今、或るタイミングにおいて、同期発生回路
５が送信回路６から送信パルスを送出させ、かつ
スタート接点S3を閉じる。
置にあるとき、接点S2aは閉じ、S2aは開いてい
る。今、或るタイミングにおいて、同期発生回路
５が送信回路６から送信パルスを送出させ、かつ
スタート接点S3を閉じる。
このため送信側振動子８ａから超音波パルスが
送出され受信側振動子８ｂはこれを受ける。これ
により受信回路１が受信波出力を発生し、時間差
検出回路３へ送る。
送出され受信側振動子８ｂはこれを受ける。これ
により受信回路１が受信波出力を発生し、時間差
検出回路３へ送る。
他方、カウンタ２は、発振器４ａからの出力パ
ルスをＮ個カウントし、カウントし終わるとカウ
ントエンド信号を時間差検出回路３へ送つてカウ
ントの終了を知らせる。
ルスをＮ個カウントし、カウントし終わるとカウ
ントエンド信号を時間差検出回路３へ送つてカウ
ントの終了を知らせる。
時間差検出回路３では、受信回路１から与えら
れる超音波パルスの伝播に要した時間とカウンタ
２から与えられるカウントに要した時間を比較
し、その差を出力する。
れる超音波パルスの伝播に要した時間とカウンタ
２から与えられるカウントに要した時間を比較
し、その差を出力する。
次のタイミングでサンプリング接点S1aが閉
じ、時間差検出回路３からの差出力が零になるよ
うに発振器４ａの発振周波数を制御し、制御され
た周波数の値f01を測定して演算手段（たとえば
マイクロコンピユータ）９内のメモリに取り込
む。
じ、時間差検出回路３からの差出力が零になるよ
うに発振器４ａの発振周波数を制御し、制御され
た周波数の値f01を測定して演算手段（たとえば
マイクロコンピユータ）９内のメモリに取り込
む。
次に切換接点S4a，S4bを実線位置から破線位
置へ切り換え、また接点S2aを開に、S2bを閉に
する。そして次のタイミングにおいて、同期発生
回路５から送信パルスを送出させ、かつスタート
接点S3を閉じる。
置へ切り換え、また接点S2aを開に、S2bを閉に
する。そして次のタイミングにおいて、同期発生
回路５から送信パルスを送出させ、かつスタート
接点S3を閉じる。
この結果、今度は受信側振動子８ｂが発信側と
なり、発信側振動子８ａが受信側となつて、超音
波パルスの伝播方向が反転する。以下同様にし
て、次のサンプリング期間においてサンプリング
接点S1bが閉じ、時間差検出回路３からの出力が
所定値たとえば零になるように発振器４ｂの発振
周波数を制御し、制御された周波数の値f02を測
定して演算手段９内のメモリに取り込む。演算手
段９は、上述のようにして取り込んだ二つの周波
数の値f01，f02からΔf0を算出し、これもメモリに
記憶する。
なり、発信側振動子８ａが受信側となつて、超音
波パルスの伝播方向が反転する。以下同様にし
て、次のサンプリング期間においてサンプリング
接点S1bが閉じ、時間差検出回路３からの出力が
所定値たとえば零になるように発振器４ｂの発振
周波数を制御し、制御された周波数の値f02を測
定して演算手段９内のメモリに取り込む。演算手
段９は、上述のようにして取り込んだ二つの周波
数の値f01，f02からΔf0を算出し、これもメモリに
記憶する。
次に、媒体の流れている状態において、上述と
全く同様の操作を行なつてf1，f2およびΔfをメモ
リに取り込む。そして演算手段９において、前記
(7)式による演算を行なつて媒体の流速を算出し、
ひいては流量を算出する。
全く同様の操作を行なつてf1，f2およびΔfをメモ
リに取り込む。そして演算手段９において、前記
(7)式による演算を行なつて媒体の流速を算出し、
ひいては流量を算出する。
以上説明したように、本発明によれば、媒体の
流量測定時に、その前に零点調整量を求めたとき
の媒体温度とは異なつた温度に媒体があるときで
も、零点調整を完全に行ない、そのことに起因す
る測定誤差を流量測定結果に含まないようにした
超音波流量計を提供できるという利点がある。
流量測定時に、その前に零点調整量を求めたとき
の媒体温度とは異なつた温度に媒体があるときで
も、零点調整を完全に行ない、そのことに起因す
る測定誤差を流量測定結果に含まないようにした
超音波流量計を提供できるという利点がある。
第１図はTLL方式による超音波伝播時間検出
回路の原理を示すブロツク図、第２図は本発明の
一実施例を示すブロツク図、である。 符号説明、１……受信回路、２……カウンタ、
３……時間差検出回路、４……電圧制御発振器
（VCO）、５……同期発生回路、６……送信回路、
８ａ，８ｂ……振動子、９……メモリを含む演算
手段。
回路の原理を示すブロツク図、第２図は本発明の
一実施例を示すブロツク図、である。 符号説明、１……受信回路、２……カウンタ、
３……時間差検出回路、４……電圧制御発振器
（VCO）、５……同期発生回路、６……送信回路、
８ａ，８ｂ……振動子、９……メモリを含む演算
手段。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 電気信号を超音波パルスに変換する送信モー
ドと超音波パルスを電気信号に変換する受信モー
ドとに切り換えられる一対の超音波振動子と、発
信周波数を変化させることのできる２つの発信器
と、前記発信器から出力される発信周波数ｆのパ
ルスを所定の設定値Ｎまで計数し終えた時点でカ
ウント終了信号を出力するカウンタと、送信回路
を介して一方の超音波振動子を送信モード状態に
すると共に前記カウンタに計数動作を開始させる
スタートパルスを発生する同期発生回路と、前記
一方の超音波振動子から送出された超音波パルス
を受信モード状態にある他方の超音波振動子が受
信した時に受信回路から出力される伝播終了信号
と前記カウンタからのカウント終了信号とが導か
れこれらの時間差に応じた信号を出力する時間差
検出回路とを備え、前記時間差が零になるように
前記発信器の発信周波数を制御するループを構成
してなり、媒体の流れに沿う順方向において測定
した或る２点間の超音波伝播時間の逆数に比例し
た一方の発信器の発信周波数である第１の周波数
f1と、媒体の流れに逆らう逆方向において測定し
た前記２点間の超音波伝播時間の逆数に比例した
他方の発信器の発信周波数である第２の周波数f2
との差Δfを用いて前記媒体の流量を求める超音
波流量計において、 前記流れが静止しているときの前記第１および
第２の各周波数の値f01，f02とその差である零点
補正量としてのΔf0を測定して記憶する手段と、
流量測定時において求めた前記Δfに対する零点
補正量を前記f1，f2，f01，f02，Δf0の値を用い
Δf0・（f1＋f2／f01＋f02）なる演算式に従つて算出す
る手 段とを具備し、算出した前記零点補正量によつて
零点補正を行なうようにしたことを特徴とする超
音波流量計。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21508683A JPS60107524A (ja) | 1983-11-17 | 1983-11-17 | 超音波流量計 |
| DE19843440873 DE3440873A1 (de) | 1983-11-17 | 1984-11-08 | Verfahren zur ultraschall-durchflussmessung und schaltungsanordnung zur durchfuehrung des verfahrens |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21508683A JPS60107524A (ja) | 1983-11-17 | 1983-11-17 | 超音波流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60107524A JPS60107524A (ja) | 1985-06-13 |
| JPH0527047B2 true JPH0527047B2 (ja) | 1993-04-20 |
Family
ID=16666515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21508683A Granted JPS60107524A (ja) | 1983-11-17 | 1983-11-17 | 超音波流量計 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60107524A (ja) |
| DE (1) | DE3440873A1 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3608384A1 (de) * | 1986-03-13 | 1987-09-17 | F & O Electronic Systems | Verfahren zur messung von wegen, insbesondere zur absoluten messung von kleinen wegen, ueber die laufzeit von impulsen in einem materiellen traegermedium und zugehoerige vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
| DE4422367C1 (de) * | 1994-06-27 | 1996-02-01 | Siemens Ag | Ultraschall-Durchflußmesser mit kontinuierlicher Nullfluß-Kalibrierung |
| RU2123668C1 (ru) * | 1996-03-26 | 1998-12-20 | Колмаков Андрей Игоревич | Способ измерения расхода жидких и газообразных сред |
| EP0855577A1 (de) * | 1997-01-28 | 1998-07-29 | Electrowatt Technology Innovation AG | Verfahren zur selbsttätigen Einstellung von Parametern eines Ultraschall-Messwertgebers |
-
1983
- 1983-11-17 JP JP21508683A patent/JPS60107524A/ja active Granted
-
1984
- 1984-11-08 DE DE19843440873 patent/DE3440873A1/de not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3440873A1 (de) | 1985-05-30 |
| JPS60107524A (ja) | 1985-06-13 |
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