JPS6048690B2 - 流れる媒体の流速を超音波測定する装置 - Google Patents
流れる媒体の流速を超音波測定する装置Info
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- JPS6048690B2 JPS6048690B2 JP52096870A JP9687077A JPS6048690B2 JP S6048690 B2 JPS6048690 B2 JP S6048690B2 JP 52096870 A JP52096870 A JP 52096870A JP 9687077 A JP9687077 A JP 9687077A JP S6048690 B2 JPS6048690 B2 JP S6048690B2
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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
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
- G01P5/24—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring the direct influence of the streaming fluid on the properties of a detecting acoustical wave
- G01P5/245—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring the direct influence of the streaming fluid on the properties of a detecting acoustical wave by measuring transit time of acoustical waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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- G—PHYSICS
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- Measuring Volume Flow (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、原特許〔第１１６１２０３号（特公昭５７−
５４７２腸）〕に示されている、送信変換器および受信
変換器に接続された送信装置と受信装置とを有し、前記
２つの変換器間で測定区間を形成し、この測定区間を介
して超音波信号を上流および下流に向つて交互に送信し
て流れる媒体の流速を超音波測定する装置を前提として
いる。
５４７２腸）〕に示されている、送信変換器および受信
変換器に接続された送信装置と受信装置とを有し、前記
２つの変換器間で測定区間を形成し、この測定区間を介
して超音波信号を上流および下流に向つて交互に送信し
て流れる媒体の流速を超音波測定する装置を前提として
いる。
原特許の装置によれば、和回路の前の、第２の−信号レ
ベル発生器の出力信号である補助信号の通路内に、補助
信号を比例して縮少できる分圧器が設けられている。
ベル発生器の出力信号である補助信号の通路内に、補助
信号を比例して縮少できる分圧器が設けられている。
このようにして所属の信号レベル発生器の出力端子にお
いて、流速が低い際にも比較的大きな補助信号で動作さ
せることができ．る。それ故に分圧器は、流速が低い際
にも全制御範囲を利用できるように、感度の調節を可能
にする。加算素子の増幅器の後に第２の分圧器が接続さ
れており、この分圧器によつてタイマーの動作範囲、従
つてタイマーの中心周波数を調節するこ・とができる。
この調節は、測定区間の長さに合わせるために必要であ
る。なぜなら例えば小さな直径の管は、大きな直径の管
よりも高い周波数を必要とするからてある。その際両方
の分圧器の調節は逆向きに作用するので、場所的な制約
に適合し得るようにするため、専門家の経験が必要であ
る。本発明の課題は、初めに述べたような装置を、場所
的な制約への整合がずつと簡単になるように構成するこ
とにある。
いて、流速が低い際にも比較的大きな補助信号で動作さ
せることができ．る。それ故に分圧器は、流速が低い際
にも全制御範囲を利用できるように、感度の調節を可能
にする。加算素子の増幅器の後に第２の分圧器が接続さ
れており、この分圧器によつてタイマーの動作範囲、従
つてタイマーの中心周波数を調節するこ・とができる。
この調節は、測定区間の長さに合わせるために必要であ
る。なぜなら例えば小さな直径の管は、大きな直径の管
よりも高い周波数を必要とするからてある。その際両方
の分圧器の調節は逆向きに作用するので、場所的な制約
に適合し得るようにするため、専門家の経験が必要であ
る。本発明の課題は、初めに述べたような装置を、場所
的な制約への整合がずつと簡単になるように構成するこ
とにある。
本発明によればこの課題は、次のようにして解決されて
いる。
いる。
即ち受信装置は比較装置に接続されており、前記比較装
置は一方で受信時期に受信装置から超音波信号に対応す
る到来信号を受取りかつ他方ではカウンタから送信時期
に対して遅延した基準信号を受取るように構成されてお
り、その場合比較装置は、到来信号が到来した際第１の
出力側に所定の振幅および持続時間の信号を発生し、到
来信号が基準信号より早く到来した際第２の出力側に信
号を発生し、かつ到来信号が基準信号より遅く到来した
際第３の出力側に信号を発生するようになつており、比
較装置の出力信号を論理結合する第１の論理回路を有し
、第１の論理回路の出力信号を一方で第２の論理回路に
供給しかつ他方では第１の信号レベル発生器に供給する
ようにし、前記第２の論理回路は前記第１の論理回路の
出力信号を、送信方向指示装置から生ずる下流信号およ
び上流信号と論理結合し、第２の論理回路は第２の信号
レベル発生器に接続されており、第１の信号レベル発生
器の出力信号を変化する手段と第２の信号レベル発生器
の出力信号を比例して縮少てきる手段とを和回路に前置
接続するかまたは和回路内に設け、前記和回路で前記２
つの信号レベル発生器の信号を、送信方向指示装置によ
り制御されるスイッチを用いて相互に加算または減算し
、それに応じて和回路の出力側から送出される異なる出
力信号が、和回路の出力側に設けたタイマーとカウンタ
を介して、前記加算または減算に応じて異なる遅延時間
を有する基準信号を形成するようにしたのてある。補助
信号が、交互に主信号に加算され、かつ第１の信号レベ
ル発生器の出力信号である主信号から減算される回路を
前提としたので、主信号は、平均値桂１兇に相当する。
置は一方で受信時期に受信装置から超音波信号に対応す
る到来信号を受取りかつ他方ではカウンタから送信時期
に対して遅延した基準信号を受取るように構成されてお
り、その場合比較装置は、到来信号が到来した際第１の
出力側に所定の振幅および持続時間の信号を発生し、到
来信号が基準信号より早く到来した際第２の出力側に信
号を発生し、かつ到来信号が基準信号より遅く到来した
際第３の出力側に信号を発生するようになつており、比
較装置の出力信号を論理結合する第１の論理回路を有し
、第１の論理回路の出力信号を一方で第２の論理回路に
供給しかつ他方では第１の信号レベル発生器に供給する
ようにし、前記第２の論理回路は前記第１の論理回路の
出力信号を、送信方向指示装置から生ずる下流信号およ
び上流信号と論理結合し、第２の論理回路は第２の信号
レベル発生器に接続されており、第１の信号レベル発生
器の出力信号を変化する手段と第２の信号レベル発生器
の出力信号を比例して縮少てきる手段とを和回路に前置
接続するかまたは和回路内に設け、前記和回路で前記２
つの信号レベル発生器の信号を、送信方向指示装置によ
り制御されるスイッチを用いて相互に加算または減算し
、それに応じて和回路の出力側から送出される異なる出
力信号が、和回路の出力側に設けたタイマーとカウンタ
を介して、前記加算または減算に応じて異なる遅延時間
を有する基準信号を形成するようにしたのてある。補助
信号が、交互に主信号に加算され、かつ第１の信号レベ
ル発生器の出力信号である主信号から減算される回路を
前提としたので、主信号は、平均値桂１兇に相当する。
それ故に和回路におけるまたはその前の主信号の変化は
、直接タイマーから送出される周波数の平均値の変化に
なり、従つて測定区間の長さに整合されるようになる。
補助信号の作用により流速を考慮することができる。両
方の整台調節は、独立の信号路で行われるので、互いに
独立である。この独立性によりもはや連続的に調節可能
な分圧器を使う必要もない。
、直接タイマーから送出される周波数の平均値の変化に
なり、従つて測定区間の長さに整合されるようになる。
補助信号の作用により流速を考慮することができる。両
方の整台調節は、独立の信号路で行われるので、互いに
独立である。この独立性によりもはや連続的に調節可能
な分圧器を使う必要もない。
むしろ目的に合わせて選Ｚはれる抵抗段によつて動作さ
せることができる。それ故に主信号の通路内に、選択的
に投入可能な固定抵抗の群を置くことは有利である。こ
れらの固定抵抗は、それぞれ所定の測定区間長に対応し
ており、かつそれ故に通常所定の規格管寸法に１相当し
て製造者から提供された測定区間に一意的に対応させる
ことができる。これらの抵抗によれば、種々の流体媒体
を測定したい時に、音速の所定の範囲を選ふこともでき
る。同様に補助信号路内に、選択的に投入可能な固定抵
抗の群を置くことができる。
せることができる。それ故に主信号の通路内に、選択的
に投入可能な固定抵抗の群を置くことは有利である。こ
れらの固定抵抗は、それぞれ所定の測定区間長に対応し
ており、かつそれ故に通常所定の規格管寸法に１相当し
て製造者から提供された測定区間に一意的に対応させる
ことができる。これらの抵抗によれば、種々の流体媒体
を測定したい時に、音速の所定の範囲を選ふこともでき
る。同様に補助信号路内に、選択的に投入可能な固定抵
抗の群を置くことができる。
この時これらの固定抵抗は、それぞれ所定の最高流速に
一意的に対応している。固定抵抗が同時に加算抵抗をな
していれば、さらに簡単になる。
一意的に対応している。固定抵抗が同時に加算抵抗をな
していれば、さらに簡単になる。
さらに加算抵抗の接続点は、間挿抵抗を介して、２つの
固定電位間に接続された分圧器のタップに接続てきる。
固定電位間に接続された分圧器のタップに接続てきる。
この分圧器は、電圧制御発振器の動作特性曲線を直線に
するため使われる。有利な実施例において主信号の通路
内の固定抵抗の群、および／または補助信号の通路内の
固定抵抗の群は、モジュールとして交換可能である。初
めにあげた群の交換は、例えは同じ装置を種々の形式の
測定区間に適用できるようにする。さらに制御信号によ
つて電圧制御される発振器が可変ＲＣ素子を有すると有
利てある。それにより発振器の基本周波数は、主信号路
内の抵抗の変化によつてすべての場所的制約を考慮でき
るように調節または切換られる。正確な調節ができるよ
うに、ＲＣ素子の抵抗が可調節てあると有利であり、ま
た別の周波数範囲へ切換ができるように、ＲＣ素子のコ
ンデンサおよび／または固定抵抗が交換可能てあると有
利てある。
するため使われる。有利な実施例において主信号の通路
内の固定抵抗の群、および／または補助信号の通路内の
固定抵抗の群は、モジュールとして交換可能である。初
めにあげた群の交換は、例えは同じ装置を種々の形式の
測定区間に適用できるようにする。さらに制御信号によ
つて電圧制御される発振器が可変ＲＣ素子を有すると有
利てある。それにより発振器の基本周波数は、主信号路
内の抵抗の変化によつてすべての場所的制約を考慮でき
るように調節または切換られる。正確な調節ができるよ
うに、ＲＣ素子の抵抗が可調節てあると有利であり、ま
た別の周波数範囲へ切換ができるように、ＲＣ素子のコ
ンデンサおよび／または固定抵抗が交換可能てあると有
利てある。
本発明の実施例を以下図面によつて説明する。
ι以下の説明において、原特許〔第１１６１２０３号
（特公昭５７−５４７２吟）〕の内容を前提とする。同
一の部品に対して、原特許で使われたものと同じ符号を
使用する。第１図に流路１内に超音波測定区間２があり
、この区間は、２つの超音波変換器３および４によつて
限定されており、かつ流路１を流れる媒体の流れの方向
５に対して斜めに配置されている。
（特公昭５７−５４７２吟）〕の内容を前提とする。同
一の部品に対して、原特許で使われたものと同じ符号を
使用する。第１図に流路１内に超音波測定区間２があり
、この区間は、２つの超音波変換器３および４によつて
限定されており、かつ流路１を流れる媒体の流れの方向
５に対して斜めに配置されている。
送信装置６は、変換器３に直流パルスＳ７を送出でき、
それからこの変換器は、超音波信号を発生し、この超音
波信号は、伝搬時間の最後に変換器４によつて受信され
、かつ電気信号Ｓ８に変換され、かつ受信装置９に供給
される。スイッチ１０は、変換器３および４を交互に超
音波送波器および超音波受波器として使うようになつて
いる。信号Ｓ８から所定の到来信号Ｓｌｌが得られ、こ
の信号は、比較装置１２に供給され、かつここで同時に
供給される基準信号Ｓｌ３と時間比較される。タイマー
として電圧制御発振器１４が使われ、この発信器の出力
振動は、パルス列Ｓｌ５としてカウンタ１６に供給され
る。
それからこの変換器は、超音波信号を発生し、この超音
波信号は、伝搬時間の最後に変換器４によつて受信され
、かつ電気信号Ｓ８に変換され、かつ受信装置９に供給
される。スイッチ１０は、変換器３および４を交互に超
音波送波器および超音波受波器として使うようになつて
いる。信号Ｓ８から所定の到来信号Ｓｌｌが得られ、こ
の信号は、比較装置１２に供給され、かつここで同時に
供給される基準信号Ｓｌ３と時間比較される。タイマー
として電圧制御発振器１４が使われ、この発信器の出力
振動は、パルス列Ｓｌ５としてカウンタ１６に供給され
る。
このカウンタは、計数開始時に送信装置６に送信信号Ｓ
ｌ７を送出する。所定の計数内容の際、例えば２５６の
パルスの際に基準信号Ｓｌ３が送出される。両方の時点
の間に受信機スタンバイ信号Ｓｌ８が送出され、このス
タンドバイ信号は、比較装置を次の測定のため準備する
。測定の後に受信機スタンバイ信号Ｓｌ８は終了するの
で、受信機および比較器は不動作にされる。しや断のた
め信号Ｓｌ９が、双安定送信方向指示装置２０に供給さ
れ、この方向指示装置は、交互に下流信号Ｓ２ｌおよび
上流信号Ｓ２２を送出し、これらの信号はその都度スイ
ッチ１０を切換る。比較装置１２に到来信号Ｓｌｌが到
来すると、出力端子２３に所定の一定振幅および一定幅
を持つた信号が生じる。
ｌ７を送出する。所定の計数内容の際、例えば２５６の
パルスの際に基準信号Ｓｌ３が送出される。両方の時点
の間に受信機スタンバイ信号Ｓｌ８が送出され、このス
タンドバイ信号は、比較装置を次の測定のため準備する
。測定の後に受信機スタンバイ信号Ｓｌ８は終了するの
で、受信機および比較器は不動作にされる。しや断のた
め信号Ｓｌ９が、双安定送信方向指示装置２０に供給さ
れ、この方向指示装置は、交互に下流信号Ｓ２ｌおよび
上流信号Ｓ２２を送出し、これらの信号はその都度スイ
ッチ１０を切換る。比較装置１２に到来信号Ｓｌｌが到
来すると、出力端子２３に所定の一定振幅および一定幅
を持つた信号が生じる。
到来信号Ｓｌｌが基準信号Ｓｌ３より早く到来すると、
信号は出力端子２４に５生じる。到来信号の方が遅く到
来すると、信号は出力端子２５に生じる。論理素子の第
１の組２６は、これら３つの出力信号を次のように関連
付けている。すなわち両方の出力端子２３および２４に
信号が存在する時、導線２７に、一定振幅およ０び出力
端子２３の信号と同じ幅を有する進み信号Ｓ２７が生じ
、かつ両方の出力端子２３および２５に信号が存在する
時、導線２８に、一定振幅および出力端子２３の信号と
同じ幅を有する遅れ信号Ｓ２８が生じるようにする。積
分を行う信号レベル発生器２９、例えば積分器において
、すべての進み信号Ｓ２７が一方の方向へ、またすべて
の遅れ信号Ｓ２８が反対の方向へ積分される。
信号は出力端子２４に５生じる。到来信号の方が遅く到
来すると、信号は出力端子２５に生じる。論理素子の第
１の組２６は、これら３つの出力信号を次のように関連
付けている。すなわち両方の出力端子２３および２４に
信号が存在する時、導線２７に、一定振幅およ０び出力
端子２３の信号と同じ幅を有する進み信号Ｓ２７が生じ
、かつ両方の出力端子２３および２５に信号が存在する
時、導線２８に、一定振幅および出力端子２３の信号と
同じ幅を有する遅れ信号Ｓ２８が生じるようにする。積
分を行う信号レベル発生器２９、例えば積分器において
、すべての進み信号Ｓ２７が一方の方向へ、またすべて
の遅れ信号Ｓ２８が反対の方向へ積分される。
わかり易くするためブロック２９および３８内の＋およ
び一の符号は、進み信号Ｓ２７および遅れ信号Ｓ２８の
積分方向を示すものとする。信号レベル発生器２９の出
力端子３０に、進みおよび遅れ信号によつて可変の信号
レベルの形で主信号Ｓ３Ｏが生じる。この主信号Ｓ３Ｏ
は、音速ｃに対する尺度として直接出力端子３１におい
て利用できる。さらにこの主信号は、調節装置１００を
介して加算回路３２の入力端子に供給される。さらに進
み信号Ｓ２７および遅れ信号Ｓ２８は、論理素子の第２
の組３３に供給され、さらにこの論理素子の第２の組に
、下流信号Ｓ２ｌおよび上流信号Ｓ２２が供給される。
び一の符号は、進み信号Ｓ２７および遅れ信号Ｓ２８の
積分方向を示すものとする。信号レベル発生器２９の出
力端子３０に、進みおよび遅れ信号によつて可変の信号
レベルの形で主信号Ｓ３Ｏが生じる。この主信号Ｓ３Ｏ
は、音速ｃに対する尺度として直接出力端子３１におい
て利用できる。さらにこの主信号は、調節装置１００を
介して加算回路３２の入力端子に供給される。さらに進
み信号Ｓ２７および遅れ信号Ｓ２８は、論理素子の第２
の組３３に供給され、さらにこの論理素子の第２の組に
、下流信号Ｓ２ｌおよび上流信号Ｓ２２が供給される。
これにより４つの出力端子３４ないし３７に、進み上流
信号Ｓ３４、進み下流信号Ｓ３５、遅れ上流信号Ｓ３６
および遅れ下流信号Ｓ３７が得られる。積分を行う第２
の信号レベル発生器３８に、正の符号を有する進み下流
信号Ｓ３５、および負の符号を有する進み上流信号Ｓ３
４が、また楊合によつては付加的に負の符号を有する遅
れ下流信号Ｓ３７および正の符号を有する遅れ上流信号
Ｓ３６が供給され．る。その結果出力端子３９に、信号
Ｓ３４〜Ｓ３７に依存した信号レベルの形で補助信号Ｓ
３９が生じる。この補助信号は、流速ｖに対する尺度と
して出力端子４０から直接取出すことができる。さらに
補助信号は、スイッチ４Ｌ反転増幅器１ 二０１および
調節装置１０２を介して加算回路３２の第２の入力端子
に、交互に正および負の値て供給される。スイッチ４１
は、下流信号Ｓ２ｌおよび上流信号Ｓ２２に依存して切
換られる。それ故に加算回路の出力端子４２に、交互に
制二御信号Ｓ４３およびＳ４４が生じ、これら制御信号
は、主信号Ｓ３？と補助信号Ｓ３９の和または差に相当
している。
信号Ｓ３４、進み下流信号Ｓ３５、遅れ上流信号Ｓ３６
および遅れ下流信号Ｓ３７が得られる。積分を行う第２
の信号レベル発生器３８に、正の符号を有する進み下流
信号Ｓ３５、および負の符号を有する進み上流信号Ｓ３
４が、また楊合によつては付加的に負の符号を有する遅
れ下流信号Ｓ３７および正の符号を有する遅れ上流信号
Ｓ３６が供給され．る。その結果出力端子３９に、信号
Ｓ３４〜Ｓ３７に依存した信号レベルの形で補助信号Ｓ
３９が生じる。この補助信号は、流速ｖに対する尺度と
して出力端子４０から直接取出すことができる。さらに
補助信号は、スイッチ４Ｌ反転増幅器１ 二０１および
調節装置１０２を介して加算回路３２の第２の入力端子
に、交互に正および負の値て供給される。スイッチ４１
は、下流信号Ｓ２ｌおよび上流信号Ｓ２２に依存して切
換られる。それ故に加算回路の出力端子４２に、交互に
制二御信号Ｓ４３およびＳ４４が生じ、これら制御信号
は、主信号Ｓ３？と補助信号Ｓ３９の和または差に相当
している。
これらの制御信号は、パルス列Ｓｌ５が、交互に上流測
定に対応する高い方の周波数ｆｌ、および下流測定に対
応する低い方の４周波数Ｆ２を有するように、電圧制御
発振器１４を制御する。調節装置１００の設定によつて
主信号Ｓ３？が変化する。これにより発振器１４の中心
周波数が変化するようになる。図示された管１の代りに
小さな直径の管、それ故に一層短い測定区間２を適用す
る時、中心周波数を高めかつ超音波信号の短い伝搬時間
を考慮するように、調節装置１００を変化することがで
きる。調節装置１０２の設定によつて流速測定の感度を
調節することができる。
定に対応する高い方の周波数ｆｌ、および下流測定に対
応する低い方の４周波数Ｆ２を有するように、電圧制御
発振器１４を制御する。調節装置１００の設定によつて
主信号Ｓ３？が変化する。これにより発振器１４の中心
周波数が変化するようになる。図示された管１の代りに
小さな直径の管、それ故に一層短い測定区間２を適用す
る時、中心周波数を高めかつ超音波信号の短い伝搬時間
を考慮するように、調節装置１００を変化することがで
きる。調節装置１０２の設定によつて流速測定の感度を
調節することができる。
調節装置１０２によつて補助信号Ｓ３９を比例して大幅
に縮少すると、まだ比較的流速の低い際に積分器３８の
動作範囲が完全に利用されるようになる。調節装置１０
０および１０２における両方の調節は、異つた信号路に
おいて行われるので、互いに独立である。
に縮少すると、まだ比較的流速の低い際に積分器３８の
動作範囲が完全に利用されるようになる。調節装置１０
０および１０２における両方の調節は、異つた信号路に
おいて行われるので、互いに独立である。
第２図に、調節装置１００が、切換スイッチ１０３によ
つて有効にできる４つの固定抵抗１００・ａ〜１００ｄ
の群から成り、一方調節装置１０２が、切換スイッチ１
０４によつて有効にてきる１０個の固定抵抗１０２ａ〜
１０２ｊの群から成ることが示されている。同時にその
都度投入された固定抵抗は、和回路３２の加算抵抗をな
しており、この和回路は、さらに加算増幅器１０５を有
する。主信号Ｓ３Ｏは、抵抗装置１０６を介して調節装
置１００に供給され、また補助信号Ｓ３９は、場合によ
つては前処理した後に、抵抗装置１？、電子双切換スイ
ッチとして形成されたスイッチ４１および増幅器１０１
を介して調節装置１０２に供給され、この増幅器は、ス
イッチ位置に応じて正または負の符号を有する信号を転
送する。加算増幅器１０５の反転入力端子は、直列抵抗
１０８を介して分圧器１０９のタップに接続されている
。なぜならこの分圧器に、一定電圧が供給されるからで
ある。この分圧器によつて発振器１４の特性曲線を直線
にすることがてきる。発振器１４はＲＣ素子を有し、こ
のＣ素子は、両方の固定抵抗１１０およびＩＩＬ可変抵
抗１１２およびコンデンサ１１３を有する。
つて有効にできる４つの固定抵抗１００・ａ〜１００ｄ
の群から成り、一方調節装置１０２が、切換スイッチ１
０４によつて有効にてきる１０個の固定抵抗１０２ａ〜
１０２ｊの群から成ることが示されている。同時にその
都度投入された固定抵抗は、和回路３２の加算抵抗をな
しており、この和回路は、さらに加算増幅器１０５を有
する。主信号Ｓ３Ｏは、抵抗装置１０６を介して調節装
置１００に供給され、また補助信号Ｓ３９は、場合によ
つては前処理した後に、抵抗装置１？、電子双切換スイ
ッチとして形成されたスイッチ４１および増幅器１０１
を介して調節装置１０２に供給され、この増幅器は、ス
イッチ位置に応じて正または負の符号を有する信号を転
送する。加算増幅器１０５の反転入力端子は、直列抵抗
１０８を介して分圧器１０９のタップに接続されている
。なぜならこの分圧器に、一定電圧が供給されるからで
ある。この分圧器によつて発振器１４の特性曲線を直線
にすることがてきる。発振器１４はＲＣ素子を有し、こ
のＣ素子は、両方の固定抵抗１１０およびＩＩＬ可変抵
抗１１２およびコンデンサ１１３を有する。
コンデンサ１１３を取換れば、発振器１４の基本周波数
を大きなステップで変えることができる。それから調節
抵抗１１２によつて所望の基本周波数を正確に調節する
ことができる。装置に給電し、かつ装置を測定区間に接
続する時、切換スイッチ１０３は、当該のこの測定区間
に対応する抵抗１００ａ〜１００ｄだけに接続しなけれ
ばならないわけではない。
を大きなステップで変えることができる。それから調節
抵抗１１２によつて所望の基本周波数を正確に調節する
ことができる。装置に給電し、かつ装置を測定区間に接
続する時、切換スイッチ１０３は、当該のこの測定区間
に対応する抵抗１００ａ〜１００ｄだけに接続しなけれ
ばならないわけではない。
それから切換スイッチ１０４は、最良の読取結果が期待
できる最大流速に対応した固定抵抗１ｎ２ａ〜１０２ｊ
に接続される。例えば最大流速が４．７ｍ／ｓであるな
らば、次に高い流速、例．．−ば５ｎ１／ｓに対応する
抵抗が選ばれる。抵抗は、音速の種種の範囲、例えば１
２００ｍ／ｓないし１８００ｍ／ｓの範囲に対応させる
ことができる。製造者は、通常所定の規格管寸法に対応
する所定の数の測定位置を提供するので、固定抵抗１０
０ａ〜１００ｄの群をこれら測定区間に対応させるのに
困難はない。
できる最大流速に対応した固定抵抗１ｎ２ａ〜１０２ｊ
に接続される。例えば最大流速が４．７ｍ／ｓであるな
らば、次に高い流速、例．．−ば５ｎ１／ｓに対応する
抵抗が選ばれる。抵抗は、音速の種種の範囲、例えば１
２００ｍ／ｓないし１８００ｍ／ｓの範囲に対応させる
ことができる。製造者は、通常所定の規格管寸法に対応
する所定の数の測定位置を提供するので、固定抵抗１０
０ａ〜１００ｄの群をこれら測定区間に対応させるのに
困難はない。
これら固定抵抗は、例えば別の測定形式または測定桁の
別の範囲に合わせることができるように、交換可能なモ
ジュールとして構成できる。同様にコンデンサ１１３の
交換によつても段階的に合わせることがてきる。固定抵
抗の図示された単一投入の代りに、複数のタップを有す
る抵抗チェーンも使用でき、これらのタップに切換スイ
ッチ１０３および１０４を接続できることは明らかてあ
る。
別の範囲に合わせることができるように、交換可能なモ
ジュールとして構成できる。同様にコンデンサ１１３の
交換によつても段階的に合わせることがてきる。固定抵
抗の図示された単一投入の代りに、複数のタップを有す
る抵抗チェーンも使用でき、これらのタップに切換スイ
ッチ１０３および１０４を接続できることは明らかてあ
る。
追加の関係
原特許第１１６１２０３号（特公昭５７−５４７四号）
の第１番目の発明は、２つの超音波変換器を備えかつ少
なくとも成分が流れの方向に延びた少なくとも１つの測
定区間が設けられており、この測定区間を介して超音波
信号が上流および下流に向つて交互に送信され、受信側
に配置された比較装置が設けられており、この比較装置
に、一方において超音波信号の受信時点に対応する到来
信号が、また他方において送信時点に対して遅らされた
基準信号が供給可能であり、かつ到来信号がその都度の
基準信号より早くまたは遅く到来した時に、この フ比
較装置が進み信号または遅れ信号を発生し、制御回路が
設けられており、この制御回路が、送信方向に依存して
生じる上流信号および下流信号を、論理素子内で進み信
号および遅れ信号と論理結合し、かつ送信方向に対応し
た２つの制御信号を発生するためにこれに依存して制御
される少なくとも２つの信号レベル発生器を持ち、基準
信号を得るために制御信号により制御される少なくとも
１つのタイマーが設けられている装置において、第１の
信号レベル発生器の出力が主信号として、また第２の信
号レベル発生器の出力が補助信号として和回路に印加さ
れており、かつ和回路への補助信号用供給線内にあり送
信方向によつて制御されるスイッチが設けられており、
このスイッチによつて、主信号と補助信号との和から一
方の制御信号が、また差から他方の制御信号が形成され
、またその際補助信号が、和回路においてまたはその前
て比例して縮少てきるようにしたものであるが、本発明
は、このような装置を位置特性への整合を簡単にするた
め、主信号も和回路においてまたはその前て変化できる
ように改善したものである。
の第１番目の発明は、２つの超音波変換器を備えかつ少
なくとも成分が流れの方向に延びた少なくとも１つの測
定区間が設けられており、この測定区間を介して超音波
信号が上流および下流に向つて交互に送信され、受信側
に配置された比較装置が設けられており、この比較装置
に、一方において超音波信号の受信時点に対応する到来
信号が、また他方において送信時点に対して遅らされた
基準信号が供給可能であり、かつ到来信号がその都度の
基準信号より早くまたは遅く到来した時に、この フ比
較装置が進み信号または遅れ信号を発生し、制御回路が
設けられており、この制御回路が、送信方向に依存して
生じる上流信号および下流信号を、論理素子内で進み信
号および遅れ信号と論理結合し、かつ送信方向に対応し
た２つの制御信号を発生するためにこれに依存して制御
される少なくとも２つの信号レベル発生器を持ち、基準
信号を得るために制御信号により制御される少なくとも
１つのタイマーが設けられている装置において、第１の
信号レベル発生器の出力が主信号として、また第２の信
号レベル発生器の出力が補助信号として和回路に印加さ
れており、かつ和回路への補助信号用供給線内にあり送
信方向によつて制御されるスイッチが設けられており、
このスイッチによつて、主信号と補助信号との和から一
方の制御信号が、また差から他方の制御信号が形成され
、またその際補助信号が、和回路においてまたはその前
て比例して縮少てきるようにしたものであるが、本発明
は、このような装置を位置特性への整合を簡単にするた
め、主信号も和回路においてまたはその前て変化できる
ように改善したものである。
第１図は、本発明による測定装置の概略回路図、第２図
は、第１図による回路の一部を詳細に示す部分回路図で
ある。 １ ・・・・・・流路、２ ・・・・・・測定区間、３
，４・・・・・・変換器、５ ・・・・・・流れの方向
、１４・・・・・・発振器、３２・・・・・・和回路、
１００ａ〜１００ｄ，１０２ａ〜１０２ｊ・・・・・・
固定抵抗、１０８・・・・・・間挿抵抗、１０９・・・
・・・分圧器。
は、第１図による回路の一部を詳細に示す部分回路図で
ある。 １ ・・・・・・流路、２ ・・・・・・測定区間、３
，４・・・・・・変換器、５ ・・・・・・流れの方向
、１４・・・・・・発振器、３２・・・・・・和回路、
１００ａ〜１００ｄ，１０２ａ〜１０２ｊ・・・・・・
固定抵抗、１０８・・・・・・間挿抵抗、１０９・・・
・・・分圧器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 送信変換器および受信変換器に接続された送信装置
と受信装置とを有し、前記２つの変換器間で測定区間を
形成し、この測定区間を介して超音波信号を上流および
下流に向つて交互に送信して流れる媒体の流速を超音波
測定する装置において、受信装置９は比較装置１２に接
続されており、前記比較装置１２は一方で受信時期に受
信装置９から超音波信号に対応する到来信号を受取りか
つ他方ではカウンタ１６から送信時期に対して遅延した
基準信号を受取るように構成されており、その場合比較
装置１２は、到来信号が到来した際第１の出力側２３に
所定の振幅および持続時間の信号を発生し、到来信号が
基準信号より早く到来した際第２の出力側２４に信号を
発生し、かつ到来信号が基準信号より遅く到来した際第
３の出力側２５に信号を発生するようになつており、比
較装置１２の出力信号を論理結合する第１の論理回路２
６を有し、第１の論理回路２６の出力信号を一方で第２
の論理回路３３に供給しかつ他方では第１の信号レベル
発生器２９に供給するようにし、前記第２の論理回路３
３は前記第１の論理回路の出力信号を、送信方向指示装
置２０から生ずる下流信号および上流信号と論理結合し
、第２の論理回路３３は第２の信号レベル発生器３８に
接続されており、第１の信号レベル発生器２９の出力信
号Ｓ３０を変化する手段１００と第２の信号レベル発生
器３８の出力信号Ｓ３９を比例して縮少できる手段１０
２とを和回路３２に前置接続するかまたは和回路内に設
け、前記和回路で前記２つの信号レベル発生器２９，３
８の信号を、送信方向指示装置２０により制御されるス
イッチ４１を用いて相互に加算または減算し、それに応
じて和回路の出力側から送出される異なる出力信号が、
和回路の出力側に設けたタイマー１４とカウンタ１４と
カウンタ１６を介して、前記加算または減算に応じて異
なる遅延時間を有する基準信号を形成することを特徴と
する流れる媒体の流速を超音波測定する装置。 ２ 第１の信号レベル発生器の出力信号である主信号を
変化する手段として、主信号Ｓ３０の通路内に、選択的
に投入可能な固定抵抗１００ａ〜１００ｄの群が置かれ
ている、特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３ 第２の信号レベル発生器の出力信号である補助信号
を比例して縮少できる手段として、該補助信号Ｓ３９の
通路内に、選択的に投入可能な固定抵抗１０２ａ〜１０
２ｊの群が置かれている、特許請求の範囲第１項または
第２項記載の装置。 ４ 固定抵抗１００ａ〜１００ｄ；１０２ａ〜１０２ｊ
が同時に加算抵抗をなしている、特許請求の範囲第２項
または第３項記載の装置。 ５ 加算抵抗の接続点が、間挿抵抗１０８を介して、２
つの固定電位間に接続された分圧器１０９のタップに接
続されている、特許請求の範囲第２項から第４項までの
いずれか１項に記載の装置。 ６ 主信号の通路内の固定抵抗１００ａ〜１００ｄの群
ないし補助信号の通路内の固定抵抗１０２ａ〜１０２ｊ
の群が、モジュールとして交換可能である、特許請求の
範囲第２項から第５項までのいずれか１項に記載の装置
。 ７ 和回路の出力側から送出される異なる出力信号であ
る制御信号Ｓ４３，Ｓ４４によつて制御される発振器１
４が、可変ＲＣ素子を有する、特許請求の範囲第１項か
ら第６項までのいずれか１項に記載の装置。 ８ ＲＣ素子の抵抗１１２が可調節である、特許請求の
範囲第７項記載の装置。 ９ ＲＣ素子のコンデンサ１１３および／または固定抵
抗が交換可能である、特許請求の範囲第７項または第８
項記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2636737A DE2636737C2 (de) | 1976-08-14 | 1976-08-14 | Gerät zur Ultraschallmessung physikalischer Größen strömender Medien |
| DE2636737.3 | 1976-08-14 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5322767A JPS5322767A (en) | 1978-03-02 |
| JPS6048690B2 true JPS6048690B2 (ja) | 1985-10-29 |
Family
ID=5985508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52096870A Expired JPS6048690B2 (ja) | 1976-08-14 | 1977-08-12 | 流れる媒体の流速を超音波測定する装置 |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4114439A (ja) |
| JP (1) | JPS6048690B2 (ja) |
| CA (1) | CA1099383A (ja) |
| CH (1) | CH619540A5 (ja) |
| DE (1) | DE2636737C2 (ja) |
| DK (1) | DK143476C (ja) |
| FR (1) | FR2361659A2 (ja) |
| GB (1) | GB1584672A (ja) |
| IT (1) | IT1117068B (ja) |
| NL (1) | NL183547C (ja) |
| NO (1) | NO145636C (ja) |
| SE (1) | SE436153B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20250062217A (ko) * | 2023-10-30 | 2025-05-08 | 충남대학교산학협력단 | 수정체 전낭 절개날 |
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-
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- 1976-08-14 DE DE2636737A patent/DE2636737C2/de not_active Expired
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1977
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- 1977-08-12 NL NLAANVRAGE7708935,A patent/NL183547C/xx active
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- 1977-08-12 CA CA284,560A patent/CA1099383A/en not_active Expired
- 1977-08-12 DK DK358777A patent/DK143476C/da active
- 1977-08-12 GB GB33923/77A patent/GB1584672A/en not_active Expired
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