JPH10142019A5 - - Google Patents

Description

【００２３】
【課題を解決するための手段とその作用】
前記目的を達成するために、請求項１の発明は、
送信側にも受信側にもはたらく少なくとも１対の超音波送受波器（１）（２）を設け、流体の流れの中を上流から下流及び下流から上流に超音波の送受を行い、その各向きの到達時間より流速さらに流量を求める超音波流量計であって、
まず送信側の送受波器（１）を発信させ、受信側送受波器（２）の信号を入力する受信波検知部（４）が受信波を検知すると、それと同時に再び送信側の送受波器（１）を発信させるようにし、これを一定回数（ｎ回）繰り返すよう構成し、最初の送信から一定回数目（ｎ回目）の受信までの時間を測定し、その結果から流速さらに流量を求めるようにしたもので、
前記受信波検知部（４）は、増幅部と比較部より構成され、送信側送受波器（１又は２）からの信号は、まず増幅されその後、基準電圧レベルと比較されるようになっていて、最初に基準電圧レベルを越えた波が次にゼロレベルを通る点を受信波を検知した点とするようになっていて、
前記基準電圧レベルは何段かに変化させることができるようになっていて、流速を求めるための通常の測定とは別に、定期的にあるいは非定期に順方向、逆方向それぞれの方向で、前記基準電圧レベルを段階的に、１回の送受毎にあるいは、数回の送受毎に変化させながら、通常の測定と同様に複数回連続して繰り返す超音波の送受を行うようにし、
各送受の到達時間の変化を監視できるようにし、あるいくつかの基準電圧レベルについて、その１段の変化に対し、前記到達時間の変化が大きいと判断できる時、それらの基準電圧レベルより、最適な基準電圧レベルを順方向用、逆方向用それぞれに決め、通常の測定でそのレベルを使うようにしたことを特徴とする超音波流量計である。

【００２４】
超音波の各向きの到達時間は、前記最初の送信から一定回数目（ｎ回目）の受信までの時間つまり到達時間のｎ倍をまとめて測定しても良い。
各送受の発信駆動信号に対応する発信パルスから受信波のゼロクロスポイントの検知までの時間を、例えば連続するｎ回の送受に対して、順にｔ１，ｔ２，…とすると、連続するｎ回の送受にかかる全時間はほぼｎｔ＋ｎτで、この間における流速の変化はほとんど零と見做せる。従って前記しきい値としての基準電圧レベルが狙った特定の波を確実に捕らえている限りｔ１，ｔ２，…は殆ど同じ値となり、隣接する二つの値同士の差はほとんど零である。

【００３６】
なお、第１波のピークがＶ_TH1 以上あり、かつ第３波のピークが用意された最大の基準電圧レベル、つまり図２のＶ_TH24より小さくないと第３波／第１波の比率の検知はできない。
請求項３の発明は、請求項１の超音波流量計において、前記各送受の到達時間の変化が大きかった時の基準電圧レベルを小さいほうから並べたとき、ひとつ小さい基準電圧レベルの一定倍数以上となる基準電圧レベルを検知し、その基準電圧レベルと前回の基準電圧レベルとの中間の基準電圧レベルを最適基準電圧レベルとして決めるようにしたことを特徴とする超音波流量計である。

【００３７】
請求項４の発明は、請求項２又は３の超音波流量計において、
前記受信波検知部の増幅部の増幅度を数段階変化できるように構成し、前記ひとつ小さい基準電圧レベルの一定倍数以上となる基準電圧レベルが無い場合は、前記増幅度を順に変化させ基準電圧レベルを決めるための送受を各増幅度毎に行うようにし、前記条件を満たす基準電圧レベルがあれば、その増幅度を最適増幅度として決め、通常の測定に使用するようにしたことを特徴とするものである。

【００３９】
そして請求項５の発明は、請求項２，３又は４の超音波流量計において、
前記基準電圧レベルを電圧の指数関数的に複数段用意したことを特徴とするものである。

【００４０】
上記請求項２，３又は４の発明で、第３波／第１波等が一定値以上あるかどうかは、まず演算で比率を求めてそして一定値と比較している。ところがマイコン等による割り算はわずらわしい。そこで請求項５の発明は割り算というわずらわしい演算をしないで上記の条件が成り立つか判断できるようにするものである。

【００５８】
図１０は上記実施例における受信波検知部４の比較部の電気回路の具体例で、コンパレータ１６の非反転入力には前記図９の増幅部からの出力Ｖ_0ut が入力される。そして反転入力には、前記基準電圧レベルＶ_THが入力される。

【００５９】
Ｓ２０，Ｓ２１，Ｓ２２はコントロール部８からの基準電圧レベル選択信号で、アナログスイッチ１７のうち何れか一つのスイッチを選択してオンとすることで、８個の抵抗Ｒ４０〜Ｒ４７の何れか一つと抵抗Ｒ３とで一定の基準電圧１８を分圧してコンパレータ１６の反転入力に入力する基準電圧レベルＶ_THを作る。

【００６０】
８個の抵抗Ｒ４０〜Ｒ４７の各抵抗値同士の関係は、
Ｒ４０＜Ｒ４１＜Ｒ４２＜…＜Ｒ４７
となっていて、コントロール部からの基準電圧レベル選択信号でアナログスイッチ１７を選択して、基準電圧レベルを選択することができる。

Claims (5)

1. 送信側にも受信側にもはたらく少なくとも１対の超音波送受波器を設け、流体の流れの中を上流から下流及び下流から上流に超音波の送受を行い、その各向きの到達時間より流速さらに流量を求める超音波流量計であって、
   まず送信側の送受波器を発信させ、受信側送受波器の信号を入力する受信波検知部が受信波を検知すると、それと同時に再び送信側の送受波器を発信させるようにし、これを一定回数（ｎ回）繰り返すよう構成し、最初の送信から一定回数目（ｎ回目）の受信までの時間を測定し、その結果から流速さらに流量を求めるようにしたもので、
   前記受信波検知部は、増幅部と比較部より構成され、送信側送受波器からの信号は、まず増幅されその後、基準電圧レベルと比較されるようになっていて、最初に基準電圧レベルを越えた波が次にゼロレベルを通る点を受信波を検知した点とするようになっていて、
   前記基準電圧レベルは何段かに変化させることができるようになっていて、流速を求めるための通常の測定とは別に、定期的にあるいは非定期に順方向、逆方向それぞれの方向で、前記基準電圧レベルを段階的に、１回の送受毎にあるいは、数回の送受毎に変化させながら、通常の測定と同様に複数回連続して繰り返す超音波の送受を行うようにし、
   各送受の到達時間の変化を監視できるようにし、あるいくつかの基準電圧レベルについて、その１段の変化に対し、前記到達時間の変化が大きいと判断できる時、それらの基準電圧レベルより、最適な基準電圧レベルを順方向用、逆方向用それぞれに決め、通常の測定でそのレベルを使うようにしたことを特徴とする超音波流量計。
2. 前記各送受の到達時間の変化が大きかった時の基準電圧レベルを小さいほうから並べたとき、ひとつ小さい基準電圧レベルの一定倍数以上となる基準電圧レベルを検知し、その基準電圧レベルと前記ひとつ小さい基準電圧レベルのほぼ平均値を最適基準電圧レベルとして決めるようにしたことを特徴とする請求項１記載の超音波流量計。
3. 前記各送受の到達時間の変化が大きかった時の基準電圧レベルを小さいほうから並べたとき、ひとつ小さい基準電圧レベルの一定倍数以上となる基準電圧レベルを検知し、その基準電圧レベルと前回の基準電圧レベルとの中間の基準電圧レベルを最適基準電圧レベルとして決めるようにしたことを特徴とする請求項１記載の超音波流量計。
4. 前記受信波検知部の増幅部の増幅度を数段階変化できるように構成し、前記ひとつ小さい基準電圧レベルの一定倍数以上となる基準電圧レベルが無い場合は、前記増幅度を順に変化させ基準電圧レベルを決めるための送受を各増幅度毎に行うようにし、前記条件を満たす基準電圧レベルがあれば、その増幅度を最適増幅度として決め、通常の測定に使用するようにしたことを特徴とする請求項２又は３記載の超音波流量計。
5. 前記基準電圧レベルを電圧の指数関数的に複数段用意したことを特徴とする請求項２，３又は４記載の超音波流量計。