JPH0777442A - 超音波流量計における伝播時間計測方法 - Google Patents
超音波流量計における伝播時間計測方法Info
- Publication number
- JPH0777442A JPH0777442A JP3359510A JP35951091A JPH0777442A JP H0777442 A JPH0777442 A JP H0777442A JP 3359510 A JP3359510 A JP 3359510A JP 35951091 A JP35951091 A JP 35951091A JP H0777442 A JPH0777442 A JP H0777442A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- counter
- ultrasonic
- time
- propagation time
- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 超音波の伝播時間の計測を正確に行うことに
より、高精度な流量の導出に供するようにする。 【構成】 超音波送受波器１２からの超音波信号を、受
信回路１５、発信回路１６、カウンタオフ回路１７、カ
ウンタオン回路１８、クロック発生回路１９そしてカウ
ンタ２０により構成される時間計測回路１４に取り込む
ようにする。発信回路１６が発信停止してオフとなる
と、カウンタオン回路１８は、カウンタ２０に動作開始
にかかる指令信号を出力し、カウンタ２０は、クロック
信号のカウントを開始する。次に、受信回路１５におい
て、超音波信号が発信停止となってオフとなると、カウ
ンタオフ回路１７は、カウンタ２０に動作停止にかかる
指令信号を出力し、カウンタ２０は、カウントを停止す
る。 【効果】 伝播時間を正確に計測することができるの
で、流量導出に際し、高精度な流量測定値を得ることが
できる。
より、高精度な流量の導出に供するようにする。 【構成】 超音波送受波器１２からの超音波信号を、受
信回路１５、発信回路１６、カウンタオフ回路１７、カ
ウンタオン回路１８、クロック発生回路１９そしてカウ
ンタ２０により構成される時間計測回路１４に取り込む
ようにする。発信回路１６が発信停止してオフとなる
と、カウンタオン回路１８は、カウンタ２０に動作開始
にかかる指令信号を出力し、カウンタ２０は、クロック
信号のカウントを開始する。次に、受信回路１５におい
て、超音波信号が発信停止となってオフとなると、カウ
ンタオフ回路１７は、カウンタ２０に動作停止にかかる
指令信号を出力し、カウンタ２０は、カウントを停止す
る。 【効果】 伝播時間を正確に計測することができるの
で、流量導出に際し、高精度な流量測定値を得ることが
できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波の伝播時間を正
確に求め、高精度な流体の流量導出に供しうる超音波流
量計における伝播時間計測方法に関するものである。
確に求め、高精度な流体の流量導出に供しうる超音波流
量計における伝播時間計測方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】通常、管内の流体の流量は管の面平均流
速Ｖ0に、管断面積等を乗ずることにより得られるが、
流量計測手段のうちの一つとして、例えば、図３に示す
ように、超音波流量計１は、一対の超音波送受波器２を
管壁３に相対して取り付け、交互に超音波パルスを伝播
させて流速を測定するようにした流速測定型の流量計で
ある。前記超音波送受波器２間における超音波パルスの
伝播時間ｔ1、ｔ2は、 ｔ1＝Ｌ／Ｃ＋Ｖ・ｃｏｓθ…………(1) ｔ2＝Ｌ／Ｃ−Ｖ・ｃｏｓθ…………(2) (ただし、Ｌ：超音波の伝播路長(Ｌ＝Ｄ／ｓｉｎθ)、
Ｄ：管内径、Ｃ：流体中の音速、θ：超音波伝播路と管
軸のなす角、Ｖ：超音波伝播路上の線平均流速)なる関
係を有する。このことから、伝播時間ｔ1、ｔ2は、流体
中の音速Ｃの影響を受けるので、伝播時間ｔ1、ｔ2の逆
数に比例したパルス巾Ｔ1、Ｔ2の方形波を発生させ、 Ｔ1＝Ｎ／ｔ1…………(3) Ｔ2＝Ｎ／ｔ2…………(4) (Ｎ：回路により定まる定数)を得、そして、 ΔＴ＝Ｔ1−Ｔ2＝２Ｎ・ｃｏｓθ／Ｌ・Ｖ……(5) を求めれば、流体中の音速Ｃに依存しない線平均流速Ｖ
が得られる。そして流量Ｑは、 Ｑ＝Ｖ／κ・πＤ2／４・３６００(ｍ3／Ｈ)……(3) (ただし、Ｒｅ：レイノルズ数、Ｓ：断面積、Ｖ：線平
均流速、κ：レイノルズ数に応じた流速補正係数)によ
り求められる。
速Ｖ0に、管断面積等を乗ずることにより得られるが、
流量計測手段のうちの一つとして、例えば、図３に示す
ように、超音波流量計１は、一対の超音波送受波器２を
管壁３に相対して取り付け、交互に超音波パルスを伝播
させて流速を測定するようにした流速測定型の流量計で
ある。前記超音波送受波器２間における超音波パルスの
伝播時間ｔ1、ｔ2は、 ｔ1＝Ｌ／Ｃ＋Ｖ・ｃｏｓθ…………(1) ｔ2＝Ｌ／Ｃ−Ｖ・ｃｏｓθ…………(2) (ただし、Ｌ：超音波の伝播路長(Ｌ＝Ｄ／ｓｉｎθ)、
Ｄ：管内径、Ｃ：流体中の音速、θ：超音波伝播路と管
軸のなす角、Ｖ：超音波伝播路上の線平均流速)なる関
係を有する。このことから、伝播時間ｔ1、ｔ2は、流体
中の音速Ｃの影響を受けるので、伝播時間ｔ1、ｔ2の逆
数に比例したパルス巾Ｔ1、Ｔ2の方形波を発生させ、 Ｔ1＝Ｎ／ｔ1…………(3) Ｔ2＝Ｎ／ｔ2…………(4) (Ｎ：回路により定まる定数)を得、そして、 ΔＴ＝Ｔ1−Ｔ2＝２Ｎ・ｃｏｓθ／Ｌ・Ｖ……(5) を求めれば、流体中の音速Ｃに依存しない線平均流速Ｖ
が得られる。そして流量Ｑは、 Ｑ＝Ｖ／κ・πＤ2／４・３６００(ｍ3／Ｈ)……(3) (ただし、Ｒｅ：レイノルズ数、Ｓ：断面積、Ｖ：線平
均流速、κ：レイノルズ数に応じた流速補正係数)によ
り求められる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、実際に超音
波の伝播時間ｔ1、ｔ2を、超音波送受波器２における送
信側の波形が立ち上がった時点から、受信側の波形が立
ち上がるまでの時間を測定することにより計測すると、
立上りから検知レベルに達するまでの時間があり、その
遅れが含まれてしまうため、誤差が生じてしまう(図４
参照)。本発明はかかる課題を鑑みてなされたものであ
って、超音波の伝播時間の計測を正確に行うことによ
り、高精度な流量の導出に供するようにすることを目的
とする。
波の伝播時間ｔ1、ｔ2を、超音波送受波器２における送
信側の波形が立ち上がった時点から、受信側の波形が立
ち上がるまでの時間を測定することにより計測すると、
立上りから検知レベルに達するまでの時間があり、その
遅れが含まれてしまうため、誤差が生じてしまう(図４
参照)。本発明はかかる課題を鑑みてなされたものであ
って、超音波の伝播時間の計測を正確に行うことによ
り、高精度な流量の導出に供するようにすることを目的
とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記した課題を解決する
ために、本発明は、超音波流量計において、送信側から
発信される超音波の検知レベルに達した後における発信
停止時から、この超音波の検知レベルに達した後におけ
る発信停止時を受信側において受信されるまでの時間を
計測することにより、超音波の伝播時間を求めるように
したものである。
ために、本発明は、超音波流量計において、送信側から
発信される超音波の検知レベルに達した後における発信
停止時から、この超音波の検知レベルに達した後におけ
る発信停止時を受信側において受信されるまでの時間を
計測することにより、超音波の伝播時間を求めるように
したものである。
【０００６】
【作用】送信側から、検知レベルに達した後に停止した
超音波は、超音波伝播路を進行し、その波形がそのまま
受信側に、受信される。従って、送信側から発信される
超音波の検知レベルに達した後における発信停止時か
ら、この超音波の検知レベルに達した後における発信停
止時を受信側において受信されるまでの時間を計測すれ
ば、超音波の伝播時間となる。
超音波は、超音波伝播路を進行し、その波形がそのまま
受信側に、受信される。従って、送信側から発信される
超音波の検知レベルに達した後における発信停止時か
ら、この超音波の検知レベルに達した後における発信停
止時を受信側において受信されるまでの時間を計測すれ
ば、超音波の伝播時間となる。
【０００７】
【実施例】次に、本発明にかかる超音波流量計における
伝播時間計測方法を実施するための超音波流量計の一実
施例を示し、添付の図面を参照しながら以下説明する。
図１において、参照符号１０は第１の実施例にかかる超
音波流量計１０を示し、この超音波流量計１０は、流体
を流通させる主管１１に、管軸に対して超音波伝播路が
角度θをなすように、超音波送受波器１２が傾斜設置さ
れたもので、超音波送受波器１２からの信号導出線１３
は、時間計測回路１４に接続される。
伝播時間計測方法を実施するための超音波流量計の一実
施例を示し、添付の図面を参照しながら以下説明する。
図１において、参照符号１０は第１の実施例にかかる超
音波流量計１０を示し、この超音波流量計１０は、流体
を流通させる主管１１に、管軸に対して超音波伝播路が
角度θをなすように、超音波送受波器１２が傾斜設置さ
れたもので、超音波送受波器１２からの信号導出線１３
は、時間計測回路１４に接続される。
【０００８】前記時間計測回路１４は、受信回路１５、
発信回路１６、カウンタオフ回路１７、カウンタオン回
路１８、クロック発生回路１９そしてカウンタ２０によ
り、構成される。前記受信回路１５および発信回路１６
は、切り替えスイッチ２１を介して超音波送受波器１２
からの信号導出線１３に接続され、受信回路１５はカウ
ンタオフ回路１７に、発信回路１６は、カウンタオン回
路１８に接続される。そして、カウンタオフ回路１７、
カウンタオン回路１８からは、カウンタ２０にそれぞ
れ、動作停止、動作開始にかかる指令信号を出力するよ
うになっている。
発信回路１６、カウンタオフ回路１７、カウンタオン回
路１８、クロック発生回路１９そしてカウンタ２０によ
り、構成される。前記受信回路１５および発信回路１６
は、切り替えスイッチ２１を介して超音波送受波器１２
からの信号導出線１３に接続され、受信回路１５はカウ
ンタオフ回路１７に、発信回路１６は、カウンタオン回
路１８に接続される。そして、カウンタオフ回路１７、
カウンタオン回路１８からは、カウンタ２０にそれぞ
れ、動作停止、動作開始にかかる指令信号を出力するよ
うになっている。
【０００９】以上のような超音波流量計１０において、
時間計測回路１４を立ち上げて、主管１１を横切る距離
がＬの超音波伝播路に一方の発信回路１６から、発信側
の超音波送受波器１２を介して超音波信号を発信させ
る。この際、受信側の超音波送受波器１２には、切り替
えスイッチ２１により受信回路１５と接続状態となって
いる。
時間計測回路１４を立ち上げて、主管１１を横切る距離
がＬの超音波伝播路に一方の発信回路１６から、発信側
の超音波送受波器１２を介して超音波信号を発信させ
る。この際、受信側の超音波送受波器１２には、切り替
えスイッチ２１により受信回路１５と接続状態となって
いる。
【００１０】発信回路１６は超音波を発信し、超音波信
号は、主管１１の超音波伝播路を通過して、受信側の超
音波送受波器１２に受信され、受信回路１５に取り込ま
れる。ここで、超音波信号が立上りから検知レベルに達
した後、発信回路１６が発信停止してオフとなると、カ
ウンタオン回路１８は、カウンタ２０に動作開始にかか
る指令信号を出力する。カウンタ２０は、クロック発生
回路１９によるクロック信号のカウントを開始する。
号は、主管１１の超音波伝播路を通過して、受信側の超
音波送受波器１２に受信され、受信回路１５に取り込ま
れる。ここで、超音波信号が立上りから検知レベルに達
した後、発信回路１６が発信停止してオフとなると、カ
ウンタオン回路１８は、カウンタ２０に動作開始にかか
る指令信号を出力する。カウンタ２０は、クロック発生
回路１９によるクロック信号のカウントを開始する。
【００１１】次に、受信回路１５に取り込まれた超音波
信号が検知レベルから発信停止となって、オフとなる
と、カウンタオフ回路１７は、カウンタ２０に動作停止
にかかる指令信号を出力し、カウンタ２０は、カウント
を停止する。この際のカウント数が距離Ｌの超音波伝播
路の伝播時間ｔ1となる。
信号が検知レベルから発信停止となって、オフとなる
と、カウンタオフ回路１７は、カウンタ２０に動作停止
にかかる指令信号を出力し、カウンタ２０は、カウント
を停止する。この際のカウント数が距離Ｌの超音波伝播
路の伝播時間ｔ1となる。
【００１２】このように、カウントをスタートすると
き、超音波信号は検知レベルに達した後にオフとなると
きを基に行っているので、時間的な遅延はなく、正確な
計測が可能である。
き、超音波信号は検知レベルに達した後にオフとなると
きを基に行っているので、時間的な遅延はなく、正確な
計測が可能である。
【００１３】（発明の効果）以上の通り本発明によれ
ば、超音波伝播路の伝播時間を正確に計測することがで
きるので、流量導出に際し、高精度な流量測定値を得る
ことができる。
ば、超音波伝播路の伝播時間を正確に計測することがで
きるので、流量導出に際し、高精度な流量測定値を得る
ことができる。
【００１４】
【図１】本発明にかかる超音波流量計の一実施例を示す
模式的な説明図である。
模式的な説明図である。
【図２】図１に示す超音波流量計において、計測方法を
説明するための送信側と受信側における超音波信号の波
形図である。
説明するための送信側と受信側における超音波信号の波
形図である。
【図３】従来における超音波流量計の模式的な説明図で
ある。
ある。
【図４】図３に示す超音波流量計において、計測方法を
説明するための送信側と受信側における超音波信号の波
形図である。
説明するための送信側と受信側における超音波信号の波
形図である。
１０ 超音波流量計 １１ 主管 １２ 超音波送受波器 １３ 信号導出線 １４ 時間計測回路 １５ 受信回路 １６ 発信回路 １７ カウンタオフ回路 １８ カウンタオン回路 １９ クロック発生回路 ２０ カウンタ
Claims (1)
- 【請求項１】 超音波流量計において、送信側から発
信される超音波の検知レベルに達した後における発信停
止時から、この超音波の検知レベルに達した後における
発信停止時を受信側において受信されるまでの時間を計
測することにより、超音波の伝播時間を求めることを特
徴とする超音波流量計における伝播時間計測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3359510A JPH0777442A (ja) | 1991-12-28 | 1991-12-28 | 超音波流量計における伝播時間計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3359510A JPH0777442A (ja) | 1991-12-28 | 1991-12-28 | 超音波流量計における伝播時間計測方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0777442A true JPH0777442A (ja) | 1995-03-20 |
Family
ID=18464876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3359510A Pending JPH0777442A (ja) | 1991-12-28 | 1991-12-28 | 超音波流量計における伝播時間計測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0777442A (ja) |
-
1991
- 1991-12-28 JP JP3359510A patent/JPH0777442A/ja active Pending
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