JPH053530B2 - - Google Patents
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- JPH053530B2 JPH053530B2 JP59149026A JP14902684A JPH053530B2 JP H053530 B2 JPH053530 B2 JP H053530B2 JP 59149026 A JP59149026 A JP 59149026A JP 14902684 A JP14902684 A JP 14902684A JP H053530 B2 JPH053530 B2 JP H053530B2
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- ultrasonic
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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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- 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〉
本発明はマイクロコンピユータを用いた超音波
流量計に係り、特に超音波パルスを受波した時点
と伝播時間差を合理的に決定することのできる超
音波流量計に関する。
流量計に係り、特に超音波パルスを受波した時点
と伝播時間差を合理的に決定することのできる超
音波流量計に関する。
〈従来技術〉
超音波流量計は超音波パルスを被測定流体に送
出した時点から受波した時点までの時間差等を利
用して流量を計測するものであるので、超音波パ
ルスの検出レベルを最適なものに選定することに
より伝播時間差を正確に決めることが必要であ
る。
出した時点から受波した時点までの時間差等を利
用して流量を計測するものであるので、超音波パ
ルスの検出レベルを最適なものに選定することに
より伝播時間差を正確に決めることが必要であ
る。
このために各種の出願がなされているが、この
うち検出レベルを最適なものに選定するものとし
て昭和59年７月10日に本出願人より特許出願され
た発明の名称「超音波流量計」について第１図を
掲げこの要点を説明する。
うち検出レベルを最適なものに選定するものとし
て昭和59年７月10日に本出願人より特許出願され
た発明の名称「超音波流量計」について第１図を
掲げこの要点を説明する。
管路１に被測定流体２が矢印Ｆの方向に流さ
れ、被測定流体２の流量Ｑを測定する。このため
に管路１に送受波器３，４が流れの方向Ｆに対し
て斜めに対向して設置されている。送受波器３，
４のいずれか一方には超音波発振器５より、増幅
器６および切換スイツチ７を介して振動波状の超
音波パルスＢが送出される。送受波器３，４の他
方には被測定流体２を介して受波された超音波パ
ルスが切換スイツチ７を介して増幅器８に受信さ
れる。増幅器８の出力の超音波パルスＨは比較器
９の入力端の一端に印加され、他端にはデジタ
ル／アナログ変換器（以下、Ｄ／Ａ変換器と略称
する）１０より比較電圧Vcが印加されている。
比較器９の出力端には振動波状の超音波パルスの
うち比較電圧Vcを越えた波形の部分がパルス化
されて出力パルスPLとして出力される。
れ、被測定流体２の流量Ｑを測定する。このため
に管路１に送受波器３，４が流れの方向Ｆに対し
て斜めに対向して設置されている。送受波器３，
４のいずれか一方には超音波発振器５より、増幅
器６および切換スイツチ７を介して振動波状の超
音波パルスＢが送出される。送受波器３，４の他
方には被測定流体２を介して受波された超音波パ
ルスが切換スイツチ７を介して増幅器８に受信さ
れる。増幅器８の出力の超音波パルスＨは比較器
９の入力端の一端に印加され、他端にはデジタ
ル／アナログ変換器（以下、Ｄ／Ａ変換器と略称
する）１０より比較電圧Vcが印加されている。
比較器９の出力端には振動波状の超音波パルスの
うち比較電圧Vcを越えた波形の部分がパルス化
されて出力パルスPLとして出力される。
演算回路１１の入力端I1には比較器９の出力の
パルス電圧が印加され、入力端I2には超音波発振
器５から超音波パルスＢの送出と同時に発信され
るスタート信号Ｓが印加される。演算回路１１は
比較器９の出力とスタート信号Ｓとの時間差を演
算し、この結果を用いて流量を計算して出力端１
２に出力する。比較器９の出力パルスPLはカウ
ンタ１３に入力されている。カウンタ１３にはク
ロツク発振器１４から一定の周波数のクロツクf0
が入力されている。カウンタ１３は超音波発振器
５から送出されたスタート信号Ｓによりクロツク
f0を計数し始め比較器９の比較電圧Vcを越えた最
初の出力パルスによりカウントを停止する。制御
回路１５の中のRAM１６には閾値時間テーブル
１７を形成する領域が設けられている。この閾値
時間テーブル１７を形成するためのプログラムは
ROM１８にあらかじめ書き込まれており、この
プログラムに従つてCPU１９はカウンタ１３の
内容を読み込みこのカウント値を処理してバス２
０を介してＤ／Ａ変換器１０へ出力する。
パルス電圧が印加され、入力端I2には超音波発振
器５から超音波パルスＢの送出と同時に発信され
るスタート信号Ｓが印加される。演算回路１１は
比較器９の出力とスタート信号Ｓとの時間差を演
算し、この結果を用いて流量を計算して出力端１
２に出力する。比較器９の出力パルスPLはカウ
ンタ１３に入力されている。カウンタ１３にはク
ロツク発振器１４から一定の周波数のクロツクf0
が入力されている。カウンタ１３は超音波発振器
５から送出されたスタート信号Ｓによりクロツク
f0を計数し始め比較器９の比較電圧Vcを越えた最
初の出力パルスによりカウントを停止する。制御
回路１５の中のRAM１６には閾値時間テーブル
１７を形成する領域が設けられている。この閾値
時間テーブル１７を形成するためのプログラムは
ROM１８にあらかじめ書き込まれており、この
プログラムに従つてCPU１９はカウンタ１３の
内容を読み込みこのカウント値を処理してバス２
０を介してＤ／Ａ変換器１０へ出力する。
次に、以上のカウント値の処理に関して説明す
る。先ずCPU１９の制御のもとにROM１８中の
所定のプログラムにしたがい比較器９の比較電圧
VcとしてＤ／Ａ変換器１０を介して基準電圧l1を
読出す。この後カウンタ１３はリセツト信号Rs
によりリセツトされ、カウンタ１３の内容はゼロ
とされる。次に超音波発振器５から超音波パルス
Ｂが被測定流体２に送出されると同時にカウンタ
１３はスタート信号Ｓを受けクロツクf0の計数が
開始される。一方、受信された超音波パルスＨは
基準電圧l1と比較器９で比較され、基準電圧l1を
越えた出力パルスPLを受信した時点でカウンタ
１３の計数が終了する。従つてカウンタ１３の計
数値nTは超音波パルスＨの伝播時間Tvの概略値
を与え、〔ｘ〕をｘを越えない最大の整数を表わ
す記号とすれば、次式の如くなる。
る。先ずCPU１９の制御のもとにROM１８中の
所定のプログラムにしたがい比較器９の比較電圧
VcとしてＤ／Ａ変換器１０を介して基準電圧l1を
読出す。この後カウンタ１３はリセツト信号Rs
によりリセツトされ、カウンタ１３の内容はゼロ
とされる。次に超音波発振器５から超音波パルス
Ｂが被測定流体２に送出されると同時にカウンタ
１３はスタート信号Ｓを受けクロツクf0の計数が
開始される。一方、受信された超音波パルスＨは
基準電圧l1と比較器９で比較され、基準電圧l1を
越えた出力パルスPLを受信した時点でカウンタ
１３の計数が終了する。従つてカウンタ１３の計
数値nTは超音波パルスＨの伝播時間Tvの概略値
を与え、〔ｘ〕をｘを越えない最大の整数を表わ
す記号とすれば、次式の如くなる。
nT＝〔f0Tv〕 (1)
この基準電圧l1に対するカウンタ１３の計数値
nTはRAM１６中に閾値時間テーブル１７を形成
するために格納される。
nTはRAM１６中に閾値時間テーブル１７を形成
するために格納される。
短かい時間の間では超音波パルスの波形と伝播
時間Tvに変化がないという前提で、以上の手順
をあらかじめ決められた所定の基準電圧（l1，l2，
〜l1，〜lN）に対して実行して閾値時間テーブル
１７を完成する。
時間Tvに変化がないという前提で、以上の手順
をあらかじめ決められた所定の基準電圧（l1，l2，
〜l1，〜lN）に対して実行して閾値時間テーブル
１７を完成する。
この様にして作られた閾値時間テーブル１７の
内容は、横軸に超音波パルスの伝播時間、縦軸に
基準電圧liをとつて示した第２図の様な超音波パ
ルス（点線）のエンベロープを与える平均的な波
形情報となる。伝播時間Tvはカウンタ１３の計
数値nTとして測定される。閾値時間テーブル１７
には各基準電圧（l1，l2，〜li，lN）に対応する伝
播時間Tvを与える概略の計数値nTが記憶されて
いるので、第２図に示す様にこの中から計数値nT
がほぼ一定となる基準電圧liの幅（闘値幅）のう
ちで最大幅Ｒを与える基準電圧liの中央値lΓi（度）
および対応する計数値nΓT（度）をROMに書き込
まれた手順にしたがいCPU１９により求め、
RAM１６に格納する。
内容は、横軸に超音波パルスの伝播時間、縦軸に
基準電圧liをとつて示した第２図の様な超音波パ
ルス（点線）のエンベロープを与える平均的な波
形情報となる。伝播時間Tvはカウンタ１３の計
数値nTとして測定される。閾値時間テーブル１７
には各基準電圧（l1，l2，〜li，lN）に対応する伝
播時間Tvを与える概略の計数値nTが記憶されて
いるので、第２図に示す様にこの中から計数値nT
がほぼ一定となる基準電圧liの幅（闘値幅）のう
ちで最大幅Ｒを与える基準電圧liの中央値lΓi（度）
および対応する計数値nΓT（度）をROMに書き込
まれた手順にしたがいCPU１９により求め、
RAM１６に格納する。
次に、この中央値lΓi（度）をＤ／Ａ変換器１０
を介して比較器９の比較電圧Vcとして設定する。
を介して比較器９の比較電圧Vcとして設定する。
この後、中央値lΓi（度）を閾値とした流量計測
を演算回路１１により実行する。
を演算回路１１により実行する。
次に流量演算のための伝播時間差を求める従来
技術として特願昭58−70600号「超音波流量計」
について第３図を掲げこの要点を説明する。
技術として特願昭58−70600号「超音波流量計」
について第３図を掲げこの要点を説明する。
第１図におけるものと同一の機能を有する部分
には同一の符号を付し重複する説明を省略する。
には同一の符号を付し重複する説明を省略する。
同期回路２１はスタート信号Ｓを受けてデジタ
ル値の制御信号Ｗで制御される発振器２２の発振
周波数ｆと同期がとられ同期信号Ａを超音波発振
器５に送出する。同時に発振周波数ｆはデジタル
値の制御信号Ｎが与えられて分周比Ndに分周す
るカウンタ２３に入力される。カウンタ２３の出
力は分周信号Scとして時間差検出回路２４の一端
に入力される。従つて同期信号Ａの送出から時間
差検出回路２４で受信するまでの分周時間Tsは
Ts＝Nd／ｆとなる。
ル値の制御信号Ｗで制御される発振器２２の発振
周波数ｆと同期がとられ同期信号Ａを超音波発振
器５に送出する。同時に発振周波数ｆはデジタル
値の制御信号Ｎが与えられて分周比Ndに分周す
るカウンタ２３に入力される。カウンタ２３の出
力は分周信号Scとして時間差検出回路２４の一端
に入力される。従つて同期信号Ａの送出から時間
差検出回路２４で受信するまでの分周時間Tsは
Ts＝Nd／ｆとなる。
一方、同期信号Ａの送出によりこれに同期して
超音波発振器５より超音波パルスが送出され増幅
器６、切換スイツチ７、被測定流体２、切換スイ
ツチ７および増幅器８を介して時間差検出回路２
４の他端に入力される。この超音波の伝播時間は
Tvである。
超音波発振器５より超音波パルスが送出され増幅
器６、切換スイツチ７、被測定流体２、切換スイ
ツチ７および増幅器８を介して時間差検出回路２
４の他端に入力される。この超音波の伝播時間は
Tvである。
時間差検出回路２４は分周時間Tsと伝播時間
Tvを比較し、その大小をPTとして出力する。比
較信号PTはどちらが早いかだけを示す１ビツト
の情報である。
Tvを比較し、その大小をPTとして出力する。比
較信号PTはどちらが早いかだけを示す１ビツト
の情報である。
制御回路２５はCPU２６、ROM２７、RAM
２８およびバス２９などで構成されている。制御
回路２５は比較信号PTを取り入れ、分周時間Ts
が伝播時間Tvに一致するようにCPU２６の制御
のもとに修正動作を実行する。このためにカウン
タ２３への制御信号Ｎおよび発振器２２への制御
信号Ｗを制御回路２５より出力する。発振器２２
は制御回路２５よりデジタル値の制御信号Ｗを受
けｆ＝fc＋kWの形で発振周波数を出力する。こ
こでfcは制御信号Ｗがゼロの時の発振周波数であ
り、制御信号Ｗによりfcの近傍で周波数を変化さ
せるものである（ｋは定数）。分周時間TsはNd／
ｆで示されるので、カウンタ２３の分周比Ndを
制御信号Ｎにより変えることにより大幅に変更で
き、また制御信号Ｗにより発振周波数fcの近傍で
変化させ微細に変化させることができる。この制
御信号ＮまたはＷを何度も変化させて伝播時間
Tvに分周時間Tsを近づけるには遂次近似法など
の公知の手段に用いられる。
２８およびバス２９などで構成されている。制御
回路２５は比較信号PTを取り入れ、分周時間Ts
が伝播時間Tvに一致するようにCPU２６の制御
のもとに修正動作を実行する。このためにカウン
タ２３への制御信号Ｎおよび発振器２２への制御
信号Ｗを制御回路２５より出力する。発振器２２
は制御回路２５よりデジタル値の制御信号Ｗを受
けｆ＝fc＋kWの形で発振周波数を出力する。こ
こでfcは制御信号Ｗがゼロの時の発振周波数であ
り、制御信号Ｗによりfcの近傍で周波数を変化さ
せるものである（ｋは定数）。分周時間TsはNd／
ｆで示されるので、カウンタ２３の分周比Ndを
制御信号Ｎにより変えることにより大幅に変更で
き、また制御信号Ｗにより発振周波数fcの近傍で
変化させ微細に変化させることができる。この制
御信号ＮまたはＷを何度も変化させて伝播時間
Tvに分周時間Tsを近づけるには遂次近似法など
の公知の手段に用いられる。
以上の如くしてTv＝Tsになつた状態を制御回
路２５は知ることができるので伝播時間Tvが求
められる。切換スイツチ７を交互に切換えて流れ
方向Ｆとこれに逆方向に超音波パルスを送出した
ときの伝播時間をそれぞれT+、T-とするとこれ
等の差を用いて流量が演算でき、出力回路３０か
ら流量Ｑを出力する。
路２５は知ることができるので伝播時間Tvが求
められる。切換スイツチ７を交互に切換えて流れ
方向Ｆとこれに逆方向に超音波パルスを送出した
ときの伝播時間をそれぞれT+、T-とするとこれ
等の差を用いて流量が演算でき、出力回路３０か
ら流量Ｑを出力する。
第１図に示す従来技術では超音波パルスの最適
な検出レベルの決定に関し、第３図に示す従来技
術では超音波パルスの伝播時間差の有効な決定に
関しそれぞれ提案しているが、実際の超音波流量
計ではこの双方の機能を具備している必要があ
る。
な検出レベルの決定に関し、第３図に示す従来技
術では超音波パルスの伝播時間差の有効な決定に
関しそれぞれ提案しているが、実際の超音波流量
計ではこの双方の機能を具備している必要があ
る。
しかし、単にこの２つの機能を加えただけでは
冗長となり信頼性の低下を招きかつコストの上昇
にもなる欠点を持つ。
冗長となり信頼性の低下を招きかつコストの上昇
にもなる欠点を持つ。
〈発明の目的〉
本発明は、前記の従来技術に鑑み、超音波パル
スの最適な検出レベルが設定できかつ有効な時間
差の演算が合理的に出来その結果安定な流量計測
のできる超音波流量計を提供することを目的とす
る。
スの最適な検出レベルが設定できかつ有効な時間
差の演算が合理的に出来その結果安定な流量計測
のできる超音波流量計を提供することを目的とす
る。
〈発明の構成〉
この目的を達成する本発明の構成は、超音波流
量計に係り、被測定流体パルスに送出され受信さ
れた超音波パルスが一方に入力され他方に比較電
圧が入力された比較器と、デジタル値により制御
されて対応する周波数を出力する発振器と、超音
波パルスの送出から受信するまでの周波数の計数
値を測定するプリセツトカウンタと、比較電圧を
変えながら対応する計数値を測定して比較電圧の
変化に対する計数値がほぼ一定になる比較電圧の
最大幅を与える比較電圧の中央値を演算する第１
演算手段と、比較電圧として中央値が設定された
ときのプリセツトカウンタの計数値から求められ
る伝播時間と周波数をプリセツトカウンタで分周
してプリセツト値に対応して得られる時間幅との
比較によりプリセツト値とデジタル値を変更して
伝播時間に時間幅を一致させる第２演算手段と、
第２演算手段による演算結果を用いて流量を演算
することを特徴とする。
量計に係り、被測定流体パルスに送出され受信さ
れた超音波パルスが一方に入力され他方に比較電
圧が入力された比較器と、デジタル値により制御
されて対応する周波数を出力する発振器と、超音
波パルスの送出から受信するまでの周波数の計数
値を測定するプリセツトカウンタと、比較電圧を
変えながら対応する計数値を測定して比較電圧の
変化に対する計数値がほぼ一定になる比較電圧の
最大幅を与える比較電圧の中央値を演算する第１
演算手段と、比較電圧として中央値が設定された
ときのプリセツトカウンタの計数値から求められ
る伝播時間と周波数をプリセツトカウンタで分周
してプリセツト値に対応して得られる時間幅との
比較によりプリセツト値とデジタル値を変更して
伝播時間に時間幅を一致させる第２演算手段と、
第２演算手段による演算結果を用いて流量を演算
することを特徴とする。
〈実施例〉
以下、本発明の実施例について図面に基づいて
説明する。
説明する。
第４図は本発明の実施例の構成を示すブロツク
図である。以下の説明においては第１図および第
３図に示すものに対応する機能を有する部分には
それぞれ同一の番号を付し重複する説明は省略し
てある。
図である。以下の説明においては第１図および第
３図に示すものに対応する機能を有する部分には
それぞれ同一の番号を付し重複する説明は省略し
てある。
発振器２２はデジ仲タル値の制御信号Ｗが与え
られて対応する発振周波数ｆを出力している。こ
の出力は同期回路２１に入力されスタート信号Ｓ
を受けて発振周波数ｆと同期がとられて同期信号
Ａが超音波発振器５に与えられて被測定流体２に
超音波パルスを送出する。同期回路２１の出力端
はフリツプフロツプ３１のセツト端子Ｓに接続さ
れ、同期信号Ａの送出と同時にフリツプフロツプ
３１の出力端Ｑを“Ｈ”レベルとする。出力端Ｑ
とアンドゲート３２の入力の一端が接続されてい
るので、発振器２２の出力端と接続されているア
ンドゲート３２の出力端には発振周波数ｆが出力
される。この出力はプリセツト値Npのプリセツ
トカウンタ３３に入力され、同期信号Ａの送出か
ら発振周波数ｆを例えばダウンカウントし始め
る。
られて対応する発振周波数ｆを出力している。こ
の出力は同期回路２１に入力されスタート信号Ｓ
を受けて発振周波数ｆと同期がとられて同期信号
Ａが超音波発振器５に与えられて被測定流体２に
超音波パルスを送出する。同期回路２１の出力端
はフリツプフロツプ３１のセツト端子Ｓに接続さ
れ、同期信号Ａの送出と同時にフリツプフロツプ
３１の出力端Ｑを“Ｈ”レベルとする。出力端Ｑ
とアンドゲート３２の入力の一端が接続されてい
るので、発振器２２の出力端と接続されているア
ンドゲート３２の出力端には発振周波数ｆが出力
される。この出力はプリセツト値Npのプリセツ
トカウンタ３３に入力され、同期信号Ａの送出か
ら発振周波数ｆを例えばダウンカウントし始め
る。
一方、被測定流体２からの超音波パルスＨは比
較器９の一方に入力され、他方にはＤ／Ａ変換器
１０から与えられた比較電圧Vcとして与えられ
た基準電圧l1と比較され、基準電圧l1を超えたパ
ルスが出力パルスPLとして出力される。この出
力パルスPLがフリツプフロツプ３１のリセツト
端子Ｒに与えられてその出力端Ｑのレベルを
“Ｌ”レベルにする。このため発振周波数ｆのカ
ウントは停止される。従つてプリセツトカウンタ
３３のカウント値nTプ（＝Np−ｎ）の１／ｆは
超音波パルスの伝播時間Tvの概略値を与える。
このカウント値nTの１／ｆの値は制御回路３４内
のRAM３５の閾値時間テーブル１７内にCPU３
６の制御のもとに所定のROM３７の手順に従つ
てバス３８を介して格納される。以上の手順を第
１図における超音波流量計と同じく繰り返し各種
基準電圧（l1，l2〜li，〜lN）に対して実行して閾
値時間テーブル１７を完成する。この閾値時間テ
ーブル１７を用いて中央値lΓi（度）を決定する手
順は第１図に示すものと同じである。
較器９の一方に入力され、他方にはＤ／Ａ変換器
１０から与えられた比較電圧Vcとして与えられ
た基準電圧l1と比較され、基準電圧l1を超えたパ
ルスが出力パルスPLとして出力される。この出
力パルスPLがフリツプフロツプ３１のリセツト
端子Ｒに与えられてその出力端Ｑのレベルを
“Ｌ”レベルにする。このため発振周波数ｆのカ
ウントは停止される。従つてプリセツトカウンタ
３３のカウント値nTプ（＝Np−ｎ）の１／ｆは
超音波パルスの伝播時間Tvの概略値を与える。
このカウント値nTの１／ｆの値は制御回路３４内
のRAM３５の閾値時間テーブル１７内にCPU３
６の制御のもとに所定のROM３７の手順に従つ
てバス３８を介して格納される。以上の手順を第
１図における超音波流量計と同じく繰り返し各種
基準電圧（l1，l2〜li，〜lN）に対して実行して閾
値時間テーブル１７を完成する。この閾値時間テ
ーブル１７を用いて中央値lΓi（度）を決定する手
順は第１図に示すものと同じである。
この様にして決定された中央値lΓi（度）をＤ／
Ａ変換器１０を介して比較電圧Vcとして設定し
た後、超音波パルスの伝播時間の測定に移る。
Ａ変換器１０を介して比較電圧Vcとして設定し
た後、超音波パルスの伝播時間の測定に移る。
制御回路３４からスタート信号Ｓにより同期回
路２１は同期信号Ａを送出し、同時にフリツプフ
ロツプ３１をセツトする。このためアンドゲート
３２が開き、プリセツトカウンタ３３は発振周波
数ｆを計数し出す。プリセツトカウンタ３３はダ
ウンカウントするものとすると同期信号Ａが送出
されてから伝播時間Tvが経過後、超音波パルス
を受信しフリツプフロツプ３１がリセツトされア
ンドゲート３２が閉じプリセツトカウンタ３３の
動作が停止する。このときプリセツトカウンタ３
３にはnT＝〔fTv〕個のパルスが送られているの
で計数値ｎは ｎ＝Np−nT (2) になつている。
路２１は同期信号Ａを送出し、同時にフリツプフ
ロツプ３１をセツトする。このためアンドゲート
３２が開き、プリセツトカウンタ３３は発振周波
数ｆを計数し出す。プリセツトカウンタ３３はダ
ウンカウントするものとすると同期信号Ａが送出
されてから伝播時間Tvが経過後、超音波パルス
を受信しフリツプフロツプ３１がリセツトされア
ンドゲート３２が閉じプリセツトカウンタ３３の
動作が停止する。このときプリセツトカウンタ３
３にはnT＝〔fTv〕個のパルスが送られているの
で計数値ｎは ｎ＝Np−nT (2) になつている。
ここでNp／ｆ＜Tvのときには超音波パルスの
受信の前にプリセツトカウンタ３３の計数値は０
になり、Np／ｆ＞Tvのときにはプリセツトカウ
ンタ３３の計数値が０になる前に超音波パルスの
受信により計数を停止する。従つてプリセツトカ
ウンタ３３の計数停止の状態で、その計数値がプ
リセツト値Npに達したか否かで伝播時間Tvと分
周時間Tsとの大小を判断できる。この大小だけ
の判断結果により制御回路３４は制御信号Ｗおよ
びプリセツト値Npを制御してNp／ｆが伝播時間
Tvに一致する様に修正動作をする。Np／ｆ＝Tv
になつた状態では、このときのNpおよびｆの値
から伝播時間Tvを正確に求めることができる。
この修正動作のために制御信号Ｗとプリセツト値
Npを変えるアルゴリズムは例えば遂次近似法な
ど第３図におけるものと同じ手法を用いることが
できる。
受信の前にプリセツトカウンタ３３の計数値は０
になり、Np／ｆ＞Tvのときにはプリセツトカウ
ンタ３３の計数値が０になる前に超音波パルスの
受信により計数を停止する。従つてプリセツトカ
ウンタ３３の計数停止の状態で、その計数値がプ
リセツト値Npに達したか否かで伝播時間Tvと分
周時間Tsとの大小を判断できる。この大小だけ
の判断結果により制御回路３４は制御信号Ｗおよ
びプリセツト値Npを制御してNp／ｆが伝播時間
Tvに一致する様に修正動作をする。Np／ｆ＝Tv
になつた状態では、このときのNpおよびｆの値
から伝播時間Tvを正確に求めることができる。
この修正動作のために制御信号Ｗとプリセツト値
Npを変えるアルゴリズムは例えば遂次近似法な
ど第３図におけるものと同じ手法を用いることが
できる。
以後は第２図に示すと同様にして流量演算をす
る。
る。
〈発明の効果〉
以上、実施例とともに具体的に説明した様に本
発明によれば、従来の如く超音波パルスの最適な
検出レベルの設定と超音波パルスの伝播時間差の
決定のために各々カウンタを必要としたのに比べ
て、１個のカウンタを用いることにより最適検出
レベルの設定と伝播時間差を求めることができ
る。
発明によれば、従来の如く超音波パルスの最適な
検出レベルの設定と超音波パルスの伝播時間差の
決定のために各々カウンタを必要としたのに比べ
て、１個のカウンタを用いることにより最適検出
レベルの設定と伝播時間差を求めることができ
る。
このためハードウエアの共用化による信頼性の
向上と低コスト化を実現した上、安定な流量計測
ができる効果がある。
向上と低コスト化を実現した上、安定な流量計測
ができる効果がある。
第１図は従来の第１の超音波流量計の構成を示
すブロツク図、第２図は第１図に示す超音波流量
計の伝播時間対基準電圧の関係を示す波形図、第
３図は従来の第２の超音波流量計の構成を示すブ
ロツク図、第４図は本発明の実施例を示すブロツ
ク図である。 １…管路、２…被測定流体、３，４…送受波
器、５…超音波発振器、７…切換スイツチ、９…
比較器、１０…Ｄ／Ａ変換器、１１…演算回路、
１３…カウンタ、１４…発振器、１５，２５，３
４…制御回路、１６，２８，３５…RAM、１
８，２７，３７…ROM、１９，２６，３６…
CPU、２２…発振器、２３…カウンタ、３１…
フリツプフロツプ、３３…プリセツトカウンタ。
すブロツク図、第２図は第１図に示す超音波流量
計の伝播時間対基準電圧の関係を示す波形図、第
３図は従来の第２の超音波流量計の構成を示すブ
ロツク図、第４図は本発明の実施例を示すブロツ
ク図である。 １…管路、２…被測定流体、３，４…送受波
器、５…超音波発振器、７…切換スイツチ、９…
比較器、１０…Ｄ／Ａ変換器、１１…演算回路、
１３…カウンタ、１４…発振器、１５，２５，３
４…制御回路、１６，２８，３５…RAM、１
８，２７，３７…ROM、１９，２６，３６…
CPU、２２…発振器、２３…カウンタ、３１…
フリツプフロツプ、３３…プリセツトカウンタ。
Claims (1)
- １ 被測定流体に送出され受信された超音波パル
スが一方に入力され他方に比較電圧が入力された
比較器と、デジタル値により制御されて対応する
周波数を出力する発振器と、前記超音波パルスの
送出から受信するまでの前記周波数の計数値を測
定するプリセツトカウンタと、前記比較電圧を変
えながら対応する前記計数値を測定して前記比較
電圧の変化に対する前記計数値がほぼ一定になる
前記比較電圧の最大値を与える前記比較電圧の中
央値を演算する第１演算手段と、前記比較電圧と
して前記中央値が設定されたときの前記プリセツ
トカウンタの計数値から求められる伝播時間と前
記周波数を前記プリセツトカウンタで分周してプ
リセツト値に対応して得られる時間幅との比較に
より前記プリセツト値と前記デジタル値を変更し
て前記伝播時間に前記時間幅を一致させる第２演
算手段と、前記第２演算手段による演算結果を用
いて流量を演算することを特徴とする超音波流量
計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14902684A JPS6128822A (ja) | 1984-07-18 | 1984-07-18 | 超音波流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14902684A JPS6128822A (ja) | 1984-07-18 | 1984-07-18 | 超音波流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6128822A JPS6128822A (ja) | 1986-02-08 |
| JPH053530B2 true JPH053530B2 (ja) | 1993-01-18 |
Family
ID=15466042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14902684A Granted JPS6128822A (ja) | 1984-07-18 | 1984-07-18 | 超音波流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6128822A (ja) |
-
1984
- 1984-07-18 JP JP14902684A patent/JPS6128822A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6128822A (ja) | 1986-02-08 |
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