JPS5994015A - 超音波流量計 - Google Patents
超音波流量計Info
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- JPS5994015A JPS5994015A JP57205239A JP20523982A JPS5994015A JP S5994015 A JPS5994015 A JP S5994015A JP 57205239 A JP57205239 A JP 57205239A JP 20523982 A JP20523982 A JP 20523982A JP S5994015 A JPS5994015 A JP S5994015A
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- ultrasonic
- pulse
- excitation signal
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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)
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- Fluid Mechanics (AREA)
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- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、大口径水道等の流量を測定するのｉＣ１史
用される超音波流廿ｉｔ’に関する。
用される超音波流廿ｉｔ’に関する。
第１図は、従来の超音波流量計における超音波パルス発
生回路とその周辺回路の構成を示すブロック図であシ、
図において１は電圧開側１発振器（以下、ｖｃｏと称す
）である。ｖｃｏｉは、図示しない時間差電圧変換回路
から供給される制御゛電圧Ｖ （！ ＶＣよって、その
発振周波数ｆが超音波が送信されてから受信されるまで
の超音波伝播時間Ｔの逆数１／ＴのＮ（定数）倍となる
ように制御されている。すなわち、発振周波数ｆは伝播
時間Ｔ＃Ｌ反比例する。そして、被測定流体の流れ方向
ｒ［Ｑ波を放射したときのＶＣＯＩの発振周波数ｆ１と
、流れの逆方向ＶＣ超音波を発射したときのＶＣＯＩの
発振周波数ｆ２との差から流量が測定されるようになづ
ている。このＶＣＯＩから出力されるパルス信号８１（
周波数ｆ）は、同期回路２とカウンタ３とに供給されて
いる。同期回路２は、一定周期で印加されるスタート信
号Ｓ ’１’ ＲＴが１Ｈ″レベルになった直後ＫＶＣ
ＯＩから供給されるパルス信号Ｓｌａｍよってトリガさ
れ、パルス信号Ｓｌａと同期した励振信号ＥＸｃを出力
する。この励振１ば号ｌすｘｃＦｉ、カウンタ３と超音
波パルス発生回路４に供給される。カウンタ３は、励振
信号ＥＸＣを受けると、直ちにパルス信号Ｓ１の計数を
開始し、Ｎ個計数すると％ｉ号を出力し、これをｉＪ
Ｍｅ時間差電圧変換回路に供給する。この時間差亜圧変
侠回路は、超音波伝播時間Ｔとパルス信号Ｓ１を８個カ
ウントする間に経過する時間Ｎ／ｆとの差に基づいて制
御電圧Ｖｃを出力し、これによって’ｒ＝Ｎ／ｆすなわ
ちｆ＝Ｎ／Ｔとなるよう［ＶＣＯｌを制御する。また、
超音波パルス発生回路４は、第一図に示すように励振信
号ＥＸＣの立上シと同期した超音波振動子駆動パルス（
以下駆動パルスと称す）■を発生する。この駆動パルス
Ｖの波形は第一図（ロ）に示すようにユニットインパル
ス状の波形である。そして、この駆動パルスによって図
示しない超音波探触子（以下振動子と称する）を駆動し
て超音波を発生させている。
生回路とその周辺回路の構成を示すブロック図であシ、
図において１は電圧開側１発振器（以下、ｖｃｏと称す
）である。ｖｃｏｉは、図示しない時間差電圧変換回路
から供給される制御゛電圧Ｖ （！ ＶＣよって、その
発振周波数ｆが超音波が送信されてから受信されるまで
の超音波伝播時間Ｔの逆数１／ＴのＮ（定数）倍となる
ように制御されている。すなわち、発振周波数ｆは伝播
時間Ｔ＃Ｌ反比例する。そして、被測定流体の流れ方向
ｒ［Ｑ波を放射したときのＶＣＯＩの発振周波数ｆ１と
、流れの逆方向ＶＣ超音波を発射したときのＶＣＯＩの
発振周波数ｆ２との差から流量が測定されるようになづ
ている。このＶＣＯＩから出力されるパルス信号８１（
周波数ｆ）は、同期回路２とカウンタ３とに供給されて
いる。同期回路２は、一定周期で印加されるスタート信
号Ｓ ’１’ ＲＴが１Ｈ″レベルになった直後ＫＶＣ
ＯＩから供給されるパルス信号Ｓｌａｍよってトリガさ
れ、パルス信号Ｓｌａと同期した励振信号ＥＸｃを出力
する。この励振１ば号ｌすｘｃＦｉ、カウンタ３と超音
波パルス発生回路４に供給される。カウンタ３は、励振
信号ＥＸＣを受けると、直ちにパルス信号Ｓ１の計数を
開始し、Ｎ個計数すると％ｉ号を出力し、これをｉＪ
Ｍｅ時間差電圧変換回路に供給する。この時間差亜圧変
侠回路は、超音波伝播時間Ｔとパルス信号Ｓ１を８個カ
ウントする間に経過する時間Ｎ／ｆとの差に基づいて制
御電圧Ｖｃを出力し、これによって’ｒ＝Ｎ／ｆすなわ
ちｆ＝Ｎ／Ｔとなるよう［ＶＣＯｌを制御する。また、
超音波パルス発生回路４は、第一図に示すように励振信
号ＥＸＣの立上シと同期した超音波振動子駆動パルス（
以下駆動パルスと称す）■を発生する。この駆動パルス
Ｖの波形は第一図（ロ）に示すようにユニットインパル
ス状の波形である。そして、この駆動パルスによって図
示しない超音波探触子（以下振動子と称する）を駆動し
て超音波を発生させている。
ところで、上述したユニットインパルス状の駆動パルス
Ｃは、振動子の共振周波数ｆｒ以外の周な不都合が生じ
る。
Ｃは、振動子の共振周波数ｆｒ以外の周な不都合が生じ
る。
（１）超ｖｒ波流ｔｈｔ′耐においては振動子の厚み方
向の振動（この振動の周波数が上述した振動子の共伽周
波数ｆｒｖｒ、尚る）を音源として使用するのが一般的
であるが、周波数帯域の広い駆動パルスによって振動子
を駆動すると、振動子の径方向の振動も同時に発生し、
これが雑音波となシ、安定した測定の障害となる。
向の振動（この振動の周波数が上述した振動子の共伽周
波数ｆｒｖｒ、尚る）を音源として使用するのが一般的
であるが、周波数帯域の広い駆動パルスによって振動子
を駆動すると、振動子の径方向の振動も同時に発生し、
これが雑音波となシ、安定した測定の障害となる。
（２）ある周波数で鋭い共振％性を有する振動子を広い
周波数帯域を有する信号で励振することＶｉ励振の効率
低下を招く。
周波数帯域を有する信号で励振することＶｉ励振の効率
低下を招く。
（３）ユニットパルス状の駆動パルスで振動子を駆動す
ると、不敬なリンキングの継続時間が長い。
ると、不敬なリンキングの継続時間が長い。
そして、これらの不都合を解消するためＶＣは、振動子
の共振周波数ｆｒと等しい（又は／ｌぼ専しい）周波数
をもつ数個（数波）の駆動パルスによって振動子を駆動
すればよいことが知られている（参考文献：福喜多他「
多層マツチング層を持つ超音波探触子」儒学接緒ＵＳ
７５−２８ （１９７５−１１））。ところで、超音波
流量計においては、と同期して行われることが不可欠で
ある。しかるに、仮に外部発振器からの信号を励振信号
又は駆動パルスとして利用しようとすると同期をとるこ
とが困難であるという問題が存在した。例えば、外部発
振器をスタートイハ号と同期して発振開始させ、その信
号の使用を試みたとすると、実際に必要とされる信号は
同期直後（すなわちスタート信号発生直後）の数パルス
（又は数波）であるにもかかわらず、この外部発振器か
ら供給される１６号の初期振動（振動の立上シ）は十分
に安定しておらず、励信信号として用いることは不可能
である。
の共振周波数ｆｒと等しい（又は／ｌぼ専しい）周波数
をもつ数個（数波）の駆動パルスによって振動子を駆動
すればよいことが知られている（参考文献：福喜多他「
多層マツチング層を持つ超音波探触子」儒学接緒ＵＳ
７５−２８ （１９７５−１１））。ところで、超音波
流量計においては、と同期して行われることが不可欠で
ある。しかるに、仮に外部発振器からの信号を励振信号
又は駆動パルスとして利用しようとすると同期をとるこ
とが困難であるという問題が存在した。例えば、外部発
振器をスタートイハ号と同期して発振開始させ、その信
号の使用を試みたとすると、実際に必要とされる信号は
同期直後（すなわちスタート信号発生直後）の数パルス
（又は数波）であるにもかかわらず、この外部発振器か
ら供給される１６号の初期振動（振動の立上シ）は十分
に安定しておらず、励信信号として用いることは不可能
である。
この発明は、上記の事情に録み雑音の少い超音波によっ
て安定した銅定のできる超音波流量計を提供するもので
、振動子をその共振周波数と等しいかほぼ等しい周波数
をもつ数個の駆動パルスによって駆動することを％徴と
する。さらに詳述すれば、本発明はＶＣＯから出力され
るパルス信号を分周して振動子の共振周波数と等しいか
ほぼ等しい周波数をもつ励振信号（これを増幅して駆動
て動作させたり、停止させたシして励振信号のパルス数
（波数）を制御する波数制限１ｉ１路とを具備すること
を特徴とする。
て安定した銅定のできる超音波流量計を提供するもので
、振動子をその共振周波数と等しいかほぼ等しい周波数
をもつ数個の駆動パルスによって駆動することを％徴と
する。さらに詳述すれば、本発明はＶＣＯから出力され
るパルス信号を分周して振動子の共振周波数と等しいか
ほぼ等しい周波数をもつ励振信号（これを増幅して駆動
て動作させたり、停止させたシして励振信号のパルス数
（波数）を制御する波数制限１ｉ１路とを具備すること
を特徴とする。
以下、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。
第３図は、本発明の第７の実施例の装部の構成を示すブ
ロック図であり、図において、ＶＣｏｌ、カウンタ３、
超音波パルス発生回路４は第１図に示すものと同一の構
成と機能を有している。また、７は励振信号発生器であ
！り、ＶＣＯＩの出力であるパルス信号Ｓｌをノ／／θ
π分周してデユーティ比ｊＯ％の励振信号ＥＸＣを発生
し、これをカウンタ３、超音波パルス発生回路４、波数
制限回路８に％々供給する。波数制限回路８は、スター
ト信４ＳＴＲＴＶｃよってクリアされ、′Ｌ＃レベルの
エネーブル信号ＥＮＢを励振信号発生器７に供給して励
振信号発生器７を動作させる一方、励振信号ＥＸＣの波
数をカウントし、それが一定数（本実施例においてはｌ
ｊ波）に達したとき、エネーブルイど号ＥＮＢをゞＨ“
レベルにて励振信号発生器７の動作を停止させる。
ロック図であり、図において、ＶＣｏｌ、カウンタ３、
超音波パルス発生回路４は第１図に示すものと同一の構
成と機能を有している。また、７は励振信号発生器であ
！り、ＶＣＯＩの出力であるパルス信号Ｓｌをノ／／θ
π分周してデユーティ比ｊＯ％の励振信号ＥＸＣを発生
し、これをカウンタ３、超音波パルス発生回路４、波数
制限回路８に％々供給する。波数制限回路８は、スター
ト信４ＳＴＲＴＶｃよってクリアされ、′Ｌ＃レベルの
エネーブル信号ＥＮＢを励振信号発生器７に供給して励
振信号発生器７を動作させる一方、励振信号ＥＸＣの波
数をカウントし、それが一定数（本実施例においてはｌ
ｊ波）に達したとき、エネーブルイど号ＥＮＢをゞＨ“
レベルにて励振信号発生器７の動作を停止させる。
このような構成において、第Ｖ図のタイムチャートに示
す時刻ｔ１ｒｃ波数制限回路８πスタート佃号５ＴＲＴ
（同図（ロ））が印加されると、波数制限回路８がク
リアされ、その出力であるエネーブル信号ＥＮＢ （同
図に））が′ＬＩレベルとなる。これによって励振信号
発生器７がエネーブルされ、第Ｖ図（イ）に示すパルス
（Ｈ号Ｓｔａ （このパルス信号Ｓｌａは時刻ｔＩ後最
初ＫＶＣＯＩから出力されたものである）Ｋよって励振
信号発生器７の出力信号、すなわち励振信号ＥＸＣ（同
図（ハ））が′Ｌ″レベルとなる。そして以後、パルス
信号Ｓ１がｊ個印加される毎に励振信号発生器７は１Ｌ
″→１Ｈ″→′Ｌ“とレベル変化する励振（ｉ１ｆ号Ｅ
ＸＣを出力する（第Ｖ図（ハ）参照）。そして、この励
振信号ＥＸＣの周波数ｆｅが振動子の共振周波数ｆｒと
一致するようになっている（これについては後述する）
。こうして形成された励振信号ＥＸＣＶｉ、カウンタ３
と波数制限回路８に供給される。そして、カウンタ３は
パルス信号Ｓｌａから始めてパルス信号Ｓ１を逐次カウ
ントし、カウント値かＮ（定数）ｖｃなった時点でカウ
ントを止め、出力信号を図示しない時間差電圧変換回路
に供給する。また、波数制限回路８は、励振信号ＥＸＣ
をカウントし、励振信号ＥＸＣが９Ｌ“→ゝＨ“→ゝＬ
“とレベル変化し、次ｖｃ ％ ａ“レベルに変化する
時点１１図に示す時刻ｔ２）でエネーブル信号Ｅ ＮＢ
をゝゝｌ（“レベルにする。すなわち、波数制限回路８
は励振（Ｎ号発生器７が励振信号ＥＸＣをｌｊ波出力し
たときにエネーブル信号ＥＮＢをゝＨルベルにして励振
信号発生器７の分周動作を停止させる。こうして得られ
た励振信号ＥＸＣは超音波パルス発生回路４で増幅され
、駆動パルスＶ（第Ｖ図（ホ））となシ、図示しない振
動子に供給される。このように、振動子は、その共振周
波数ｆｒと尋しい周波数をもち、波数が／ｊの駆動パル
ス■によって駆動されるので、雑音やリンギングの少い
超音波を放射し、これによって本実施例による超音波流
量計は安定したｉＲを測定を行うことができる。
す時刻ｔ１ｒｃ波数制限回路８πスタート佃号５ＴＲＴ
（同図（ロ））が印加されると、波数制限回路８がク
リアされ、その出力であるエネーブル信号ＥＮＢ （同
図に））が′ＬＩレベルとなる。これによって励振信号
発生器７がエネーブルされ、第Ｖ図（イ）に示すパルス
（Ｈ号Ｓｔａ （このパルス信号Ｓｌａは時刻ｔＩ後最
初ＫＶＣＯＩから出力されたものである）Ｋよって励振
信号発生器７の出力信号、すなわち励振信号ＥＸＣ（同
図（ハ））が′Ｌ″レベルとなる。そして以後、パルス
信号Ｓ１がｊ個印加される毎に励振信号発生器７は１Ｌ
″→１Ｈ″→′Ｌ“とレベル変化する励振（ｉ１ｆ号Ｅ
ＸＣを出力する（第Ｖ図（ハ）参照）。そして、この励
振信号ＥＸＣの周波数ｆｅが振動子の共振周波数ｆｒと
一致するようになっている（これについては後述する）
。こうして形成された励振信号ＥＸＣＶｉ、カウンタ３
と波数制限回路８に供給される。そして、カウンタ３は
パルス信号Ｓｌａから始めてパルス信号Ｓ１を逐次カウ
ントし、カウント値かＮ（定数）ｖｃなった時点でカウ
ントを止め、出力信号を図示しない時間差電圧変換回路
に供給する。また、波数制限回路８は、励振信号ＥＸＣ
をカウントし、励振信号ＥＸＣが９Ｌ“→ゝＨ“→ゝＬ
“とレベル変化し、次ｖｃ ％ ａ“レベルに変化する
時点１１図に示す時刻ｔ２）でエネーブル信号Ｅ ＮＢ
をゝゝｌ（“レベルにする。すなわち、波数制限回路８
は励振（Ｎ号発生器７が励振信号ＥＸＣをｌｊ波出力し
たときにエネーブル信号ＥＮＢをゝＨルベルにして励振
信号発生器７の分周動作を停止させる。こうして得られ
た励振信号ＥＸＣは超音波パルス発生回路４で増幅され
、駆動パルスＶ（第Ｖ図（ホ））となシ、図示しない振
動子に供給される。このように、振動子は、その共振周
波数ｆｒと尋しい周波数をもち、波数が／ｊの駆動パル
ス■によって駆動されるので、雑音やリンギングの少い
超音波を放射し、これによって本実施例による超音波流
量計は安定したｉＲを測定を行うことができる。
次に、第５図は本発明の第２の実施例の要部の構成を示
すブロック図である。この第λの実施例が第３図に示す
第ｌの実施例と異なる点は波数制限回路９の構成であシ
、第５図において、波数制御１１９はインバータ９ａ％
Ｊ−にフリップフロップ（以下ＦＦと称す）９ ｂＮ
ＦＦ９ ｃと２５１らなる。ここでインバータ９ａは励
振信号ＥＸＣを反転してｉ、’ Ｆ ９ ｂのクロック
端子ＣＫＫ供給し、ＦＦ９ｂは反転励振１６号ＥＸＣが
立下る毎に反転するもので、そのＪ −Ｋ入力端子は１
Ｈ″レベルにセットされ、Ｑ１出力はＥ’Ｆ９（！のク
ロック端子ＣＫに供給されている。Ｆ Ｆ ９ ｅのＪ
、に入力端子は谷々１Ｈ″レベルどＬルベルにセットサ
しておｋ）、Ｑ１出力が立下るときＶｒ、Ｑ２出力すな
わちエネーブル信号ＥＮＢが％％ ｉ■“レベルとなシ
、励振（１号発生器７の分周動作をストップさせるよう
になっている。また、ｆ”Ｆ９ｂＮ９（！のクリア端子
ＣＬＲｖｃはスタート信号Ｓ Ｔ ＲＴが供給されてい
る。
すブロック図である。この第λの実施例が第３図に示す
第ｌの実施例と異なる点は波数制限回路９の構成であシ
、第５図において、波数制御１１９はインバータ９ａ％
Ｊ−にフリップフロップ（以下ＦＦと称す）９ ｂＮ
ＦＦ９ ｃと２５１らなる。ここでインバータ９ａは励
振信号ＥＸＣを反転してｉ、’ Ｆ ９ ｂのクロック
端子ＣＫＫ供給し、ＦＦ９ｂは反転励振１６号ＥＸＣが
立下る毎に反転するもので、そのＪ −Ｋ入力端子は１
Ｈ″レベルにセットされ、Ｑ１出力はＥ’Ｆ９（！のク
ロック端子ＣＫに供給されている。Ｆ Ｆ ９ ｅのＪ
、に入力端子は谷々１Ｈ″レベルどＬルベルにセットサ
しておｋ）、Ｑ１出力が立下るときＶｒ、Ｑ２出力すな
わちエネーブル信号ＥＮＢが％％ ｉ■“レベルとなシ
、励振（１号発生器７の分周動作をストップさせるよう
になっている。また、ｆ”Ｆ９ｂＮ９（！のクリア端子
ＣＬＲｖｃはスタート信号Ｓ Ｔ ＲＴが供給されてい
る。
このような構成において、第６図のタイムチ八２−トニ
示す時刻ｔ Ｉ Ｋ、スタート化−＠Ｓ ’ｒＲＴ ７
５ｉゝＨルベルになると Ｆ Ｆ ９ ｂ ％ ９ Ｃ
力”り１ノアされ、これによってＱ２出力すなわちエネ
ーブル信号ＢＮＢが１Ｌ＃レベルとなシ、励振信号発生
８蹄７をエネーブルする。そして励振信号発生６７は上
述したようにパルス信号Ｓ１を／／１０ＩＩＣ分周し、
ｊパルス毎にレベル変化する励振信号ＥＸＣを出力する
（第６図（ハ））そして励振信号ＥＸＣは第３図に示す
第１の実施例の場合と同様にカウンタ３、超音波パルス
発生回路４に供給され、同様の機能を果す。一方、Ｆｐ
９ｂ、９ｅはスタート信号５ＴＲＴが′■Ｉ“レベルＶ
ｒ、ある間リセット状態に保たれている。そして第６図
ＶＣ示す時刻ｔ２にスタート信号Ｓ Ｔ ｔｔ ＴがＬ
レベルになると、第６図に示す時刻ｔ３に生じる反転励
振信号ＥＸＣの立下ＪＩＫよって１ｉ” Ｆ ９ ｂが
反転され、Ｑ１出カフｂＥ′Ｈルベルとなる１、そして
、時刻ｔ４Ｖｃ反転励振信号ＥＸＣが１与び立下るき、
Ｑ１出力は再び反転され’Ｌ’レベルとなるが、このＱ
ｌ出カの立下シによってＩｉ’Ｆ９ｃのＱ２出力すなわ
ちエネーブル４６号ＥＮＤが′Ｈルベルにセットされ、
これによって励振信号発生器７が分周動作を停止する。
示す時刻ｔ Ｉ Ｋ、スタート化−＠Ｓ ’ｒＲＴ ７
５ｉゝＨルベルになると Ｆ Ｆ ９ ｂ ％ ９ Ｃ
力”り１ノアされ、これによってＱ２出力すなわちエネ
ーブル信号ＢＮＢが１Ｌ＃レベルとなシ、励振信号発生
８蹄７をエネーブルする。そして励振信号発生６７は上
述したようにパルス信号Ｓ１を／／１０ＩＩＣ分周し、
ｊパルス毎にレベル変化する励振信号ＥＸＣを出力する
（第６図（ハ））そして励振信号ＥＸＣは第３図に示す
第１の実施例の場合と同様にカウンタ３、超音波パルス
発生回路４に供給され、同様の機能を果す。一方、Ｆｐ
９ｂ、９ｅはスタート信号５ＴＲＴが′■Ｉ“レベルＶ
ｒ、ある間リセット状態に保たれている。そして第６図
ＶＣ示す時刻ｔ２にスタート信号Ｓ Ｔ ｔｔ ＴがＬ
レベルになると、第６図に示す時刻ｔ３に生じる反転励
振信号ＥＸＣの立下ＪＩＫよって１ｉ” Ｆ ９ ｂが
反転され、Ｑ１出カフｂＥ′Ｈルベルとなる１、そして
、時刻ｔ４Ｖｃ反転励振信号ＥＸＣが１与び立下るき、
Ｑ１出力は再び反転され’Ｌ’レベルとなるが、このＱ
ｌ出カの立下シによってＩｉ’Ｆ９ｃのＱ２出力すなわ
ちエネーブル４６号ＥＮＤが′Ｈルベルにセットされ、
これによって励振信号発生器７が分周動作を停止する。
こうして、励振信号発生器７は時刻ｔ１〜ｔ４の間分周
を続け１，２！波からなる励振信号ＥＸＣを出力する。
を続け１，２！波からなる励振信号ＥＸＣを出力する。
このように、スタート信号５ＴＲＴの長さが％ｉ■＃レ
ベルｒＣある時間（第６図の時刻ｔ１〜ｔ２）を変える
ことによって励振（８号の波数を変えることができる。
ベルｒＣある時間（第６図の時刻ｔ１〜ｔ２）を変える
ことによって励振（８号の波数を変えることができる。
なお、上述したλつの実施例において、励振信号ＥＸＣ
の周波数ｆｅを撮動子の共振周波数ｆ１に一致させるた
めには、パルス信号ｓ１の周波数ｆおよび励振信号発生
器７０分局比を適当に選択するか、実現可能な周波数ｆ
ｅＶｃ一致する共振周波数ｆｒを有する振動子を使用す
ればよい０、また、■ｃ０１から出力されるパルス信号
ｓ１の周波数ｆは流速ＶＣよって変化するが、この変化
率ｔ′ｉ極めて小さいので無視することができる。例え
ば、周波数イの中心値（Ｍ速が０のときのｆの値）を１
０ＭＨｚとし、スパン比例定数（流速が１ｍｍ／Ｓ変化
したときのｆの値の変化）をｊｌｌｚ／（／ ｍｍ／
Ｓ ）とすると、流速が士ｔＯｍｌＳｆ化したとしても
ｆの値は士５ｏｆ（ＩｌｚＮ度の変化しか示さない（変
化率θＩ’１１．）。従って、このパル７１６号８１を
／／１ｏｙｃ分周して倚た励振信号ＥＸＣの周ｔｍ数ｆ
、は／ Ｍ Ｈｚ ｆ ｊ Ｋ Ｉｌｚとな力１．物動
される振動子の共振特性Ｑを考えたとき、この励振信号
ＥＸＣｉｉ光分な安定性を有しているといえる。
の周波数ｆｅを撮動子の共振周波数ｆ１に一致させるた
めには、パルス信号ｓ１の周波数ｆおよび励振信号発生
器７０分局比を適当に選択するか、実現可能な周波数ｆ
ｅＶｃ一致する共振周波数ｆｒを有する振動子を使用す
ればよい０、また、■ｃ０１から出力されるパルス信号
ｓ１の周波数ｆは流速ＶＣよって変化するが、この変化
率ｔ′ｉ極めて小さいので無視することができる。例え
ば、周波数イの中心値（Ｍ速が０のときのｆの値）を１
０ＭＨｚとし、スパン比例定数（流速が１ｍｍ／Ｓ変化
したときのｆの値の変化）をｊｌｌｚ／（／ ｍｍ／
Ｓ ）とすると、流速が士ｔＯｍｌＳｆ化したとしても
ｆの値は士５ｏｆ（ＩｌｚＮ度の変化しか示さない（変
化率θＩ’１１．）。従って、このパル７１６号８１を
／／１ｏｙｃ分周して倚た励振信号ＥＸＣの周ｔｍ数ｆ
、は／ Ｍ Ｈｚ ｆ ｊ Ｋ Ｉｌｚとな力１．物動
される振動子の共振特性Ｑを考えたとき、この励振信号
ＥＸＣｉｉ光分な安定性を有しているといえる。
また、超音波パルス発生回路４は、例えは第７図に示す
ように、励振信号ＥＸＣｒよって駆動されるＦＥＴＩＩ
と、ｐ″Ｅ １’ １１ ノ出カ１ｉｌｌ ＶＣ接続さ
れたＬＣ共振回路１２（この共振回路１２の共振周波数
は撮動子の共伽周波数ｆｒと一致するより１１？：設定
されている）とから構成することによって、振動子への
効率的なエネルギ伝達が可能となる。
ように、励振信号ＥＸＣｒよって駆動されるＦＥＴＩＩ
と、ｐ″Ｅ １’ １１ ノ出カ１ｉｌｌ ＶＣ接続さ
れたＬＣ共振回路１２（この共振回路１２の共振周波数
は撮動子の共伽周波数ｆｒと一致するより１１？：設定
されている）とから構成することによって、振動子への
効率的なエネルギ伝達が可能となる。
岐後に、励振（Ｎ号発生器７、波数制限回路８は、必ず
しも上記実施例のような構成とする必璧はなく、例えば
マイクロプロセツサを使用してもよい。
しも上記実施例のような構成とする必璧はなく、例えば
マイクロプロセツサを使用してもよい。
また、励振（Ｋ号発生器７０分周比（上記実施例におい
てはｌ／ｌθ）と、波数制限回路８の波数カウント値（
上記第７の実施例ｙｒおいてはｌＪ＄、）とはいずれも
任意の（ｉＭにセットすることが可能である。
てはｌ／ｌθ）と、波数制限回路８の波数カウント値（
上記第７の実施例ｙｒおいてはｌＪ＄、）とはいずれも
任意の（ｉＭにセットすることが可能である。
以上説明したように、この発明は１辰動子の共振周波数
と等しい（またＩｄ／よぼ等しい）周波数をもつ数波の
励振信号をＶＣＯの出力パルス信号から侍、この励に池
号に基づいて振動子を駆動するので、スタート信号に同
期した、雑音の少い超音波を効率よく発生させることが
できる。また、これによって安定した６Ｉｅ址測定が可
能となる利点が得られる。
と等しい（またＩｄ／よぼ等しい）周波数をもつ数波の
励振信号をＶＣＯの出力パルス信号から侍、この励に池
号に基づいて振動子を駆動するので、スタート信号に同
期した、雑音の少い超音波を効率よく発生させることが
できる。また、これによって安定した６Ｉｅ址測定が可
能となる利点が得られる。
第７図は従来の超音波流量計における超音波パルス発生
回路とその周辺回路の構成を示すブロック図、第一図は
第７図に示す超音波パルス発生回路４０入出カイｄ号の
波形を示すもので、同図（イ）は超を波パルス発生回路
４への入カイに号でめる励振佃錦・ＥＸＣの波形を示す
図、同図（ロ）は同超音波パルス発生回路４の出力１ビ
号でるる駆動パルス■の波形を示す図である。また、第
３図は本発明の第１の実施例の安部の構成を示すブロッ
ク図、第ｑ図は同実施例の動作を説明するためのタイム
チャート、第３図は本発明の第２の実施例の要部の構成
を示すブロック図、第６図は同実施例の動作を説明する
だめのタイムチャート、第７図は超音波パルス発生回路
４の一構成例を示す回路図である。 １・・・・・・ＶＣＯ（’電圧制御発振器）、７・・・
・・・励振信号発生器、８・・・・・・波数制限回路。
回路とその周辺回路の構成を示すブロック図、第一図は
第７図に示す超音波パルス発生回路４０入出カイｄ号の
波形を示すもので、同図（イ）は超を波パルス発生回路
４への入カイに号でめる励振佃錦・ＥＸＣの波形を示す
図、同図（ロ）は同超音波パルス発生回路４の出力１ビ
号でるる駆動パルス■の波形を示す図である。また、第
３図は本発明の第１の実施例の安部の構成を示すブロッ
ク図、第ｑ図は同実施例の動作を説明するためのタイム
チャート、第３図は本発明の第２の実施例の要部の構成
を示すブロック図、第６図は同実施例の動作を説明する
だめのタイムチャート、第７図は超音波パルス発生回路
４の一構成例を示す回路図である。 １・・・・・・ＶＣＯ（’電圧制御発振器）、７・・・
・・・励振信号発生器、８・・・・・・波数制限回路。
Claims (1)
- 励振信号によって駆動され、超音波を放射する超音波＆
動子と、前記超音波が発せられてから受信されるまでの
超音波伝播時間に反比例する周波数のパルスイｒ４号を
出力する電圧制御発振器とを具備し、前記パルス信号の
周波数に基づいて流量を測定する超音波流量計において
１．前記パルス信号を分周して前記超音波振動子の共振
周波数と等しいかほぼ等しい１１■記励振４ば号を発生
する励振信号発生器と、前記励振信号の波数が一定数に
なったと＠に、ＦＩｉＩ記励振信号の発生を停止させる
波数制限回路とを具備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 |
|---|---|---|---|
| JP57205239A JPS5994015A (ja) | 1982-11-22 | 1982-11-22 | 超音波流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57205239A JPS5994015A (ja) | 1982-11-22 | 1982-11-22 | 超音波流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5994015A true JPS5994015A (ja) | 1984-05-30 |
| JPH0361129B2 JPH0361129B2 (ja) | 1991-09-18 |
Family
ID=16503701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57205239A Granted JPS5994015A (ja) | 1982-11-22 | 1982-11-22 | 超音波流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5994015A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0615538U (ja) * | 1992-08-04 | 1994-03-01 | 大東電子キャビネット工業株式会社 | 枠部材 |
-
1982
- 1982-11-22 JP JP57205239A patent/JPS5994015A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0615538U (ja) * | 1992-08-04 | 1994-03-01 | 大東電子キャビネット工業株式会社 | 枠部材 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0361129B2 (ja) | 1991-09-18 |
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