JPS6128822A - 超音波流量計 - Google Patents
超音波流量計Info
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- JPS6128822A JPS6128822A JP14902684A JP14902684A JPS6128822A JP S6128822 A JPS6128822 A JP S6128822A JP 14902684 A JP14902684 A JP 14902684A JP 14902684 A JP14902684 A JP 14902684A JP S6128822 A JPS6128822 A JP S6128822A
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- ultrasonic
- value
- counter
- propagation time
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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)
- Electromagnetism (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- 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】
〈産業上の利用分野〉
本発明はマイクロコンピュ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。
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、超音波ノ（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。
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、超音波ノ（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
。
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。このだめに管路１に薗受波
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５，４のいずれか一方には超音波発
振器５よυ、増幅器６および切換スイッチ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
スが切換スイッチ７を介して増幅器８に受信される。
流体２の流量Ｑを測定する。このだめに管路１に薗受波
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５，４のいずれか一方には超音波発
振器５よυ、増幅器６および切換スイッチ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
スが切換スイッチ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Ｖ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Ｖ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。
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Ｖ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Ｖ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１１には比較器９の出力のパルス
電圧が印加され、入力端工、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１２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
はクロック発振器１４から一定の周波数のクロックｆ。
電圧が印加され、入力端工、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１２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
はクロック発振器１４から一定の周波数のクロックｆ。
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によシクロ、りｆ。を計数し始め比較器９の比較
電圧Ｖを越えた最初の出力パルスによシカラントを停止
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ＲＯＭ１
８１Ｃあらかじめ書き込まれており、このプログラムに
従ってＣＰＵ １９はカウンタ１３の内容を読込みこの
カウント値を処理してバス２０を介してＤ／Ａ変換器１
０へ出力する。
信号Ｓによシクロ、りｆ。を計数し始め比較器９の比較
電圧Ｖを越えた最初の出力パルスによシカラントを停止
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ＲＯＭ１
８１Ｃあらかじめ書き込まれており、このプログラムに
従ってＣＰＵ １９はカウンタ１３の内容を読込みこの
カウント値を処理してバス２０を介してＤ／Ａ変換器１
０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
ＣＰＵ １９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ｔ、を読出す。
１・この後カウンタ１３はリセット信号Ｒ，によシリ
セットされ、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を受は
クロ、りｆ。の計数が開始される。一方、受信された超
音波パルス■は基準電圧Ｌ１と比較器９で比較され、基
準電圧ｔ、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。
ＣＰＵ １９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ｔ、を読出す。
１・この後カウンタ１３はリセット信号Ｒ，によシリ
セットされ、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を受は
クロ、りｆ。の計数が開始される。一方、受信された超
音波パルス■は基準電圧Ｌ１と比較器９で比較され、基
準電圧ｔ、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。
従ってカウンタ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。
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。
１１Ｔ＝〔ｆｏＴＶ〕（１）
この基準電圧ｔ１Ｖｃ対するカウンタ１３の計数値ｎＴ
はＲＡＭ １６中に閾値時間テーブル１７を形成するた
めに格納される。
はＲＡＭ １６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Ｔ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（１４，１２゜〜Ｌ８．〜ＬＮ）
に対して実行して閾値時間テーブル１７を完成する。
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（１４，１２゜〜Ｌ８．〜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、
横軸に超音波ノくバスの伝播時間、縦軸に基準電圧ｔ１
をとって示した第２図の様な超音波ノ（ルア（＃１ＩＪ
）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（ｔｌ ｒ
ｔ２ ＊〜１１、〜ｔＮ）に対応する伝播時間Ｔ７を与
える概略の計数値ｎ＋Ｉ＋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＃１ぼ一定となる
基準電圧ｔ１の幅（閾値幅）のうちで最大幅Ｒを与える
基準電圧ｔ、の中央値ｔτおよび対応する計数値ｎｏを
ＲＯＭに書き込まれた手順にしたがいＣＰＵ１ｑにより
求め、ＲＡＭ１６に格納する。
横軸に超音波ノくバスの伝播時間、縦軸に基準電圧ｔ１
をとって示した第２図の様な超音波ノ（ルア（＃１ＩＪ
）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（ｔｌ ｒ
ｔ２ ＊〜１１、〜ｔＮ）に対応する伝播時間Ｔ７を与
える概略の計数値ｎ＋Ｉ＋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＃１ぼ一定となる
基準電圧ｔ１の幅（閾値幅）のうちで最大幅Ｒを与える
基準電圧ｔ、の中央値ｔτおよび対応する計数値ｎｏを
ＲＯＭに書き込まれた手順にしたがいＣＰＵ１ｑにより
求め、ＲＡＭ１６に格納する。
次に、この中央値１．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。
器９・の比較電圧ｖｃとして設定する。
この後、中央値ｔＯを閾値とした流量計測を演算回路１
１により実行する。
１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。
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。
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を受はデジタル値の制御
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を超音波発根器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Ｎ、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。
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を超音波発根器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Ｎ、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。
従って同期信号Ａの送出力＼ら時間差検出回路２４で受
信するまでの分周時間Ｔ８はＴｌ１＝Ｎ、／ｆとなる。
信するまでの分周時間Ｔ８はＴｌ１＝Ｎ、／ｆとなる。
一方、同期信号人の送出によりこれに同期して超音波発
振器５よシ超音波パルスが送出され増幅器６、切換スイ
ッチ７、被測定流体２、切換スイッチ７および増幅器８
を介して時間差検出回路２４の他端に入力される。この
超音波の伝播時間はＴである。
振器５よシ超音波パルスが送出され増幅器６、切換スイ
ッチ７、被測定流体２、切換スイッチ７および増幅器８
を介して時間差検出回路２４の他端に入力される。この
超音波の伝播時間はＴである。
時間差検出回路２４は分局時間Ｔ８と伝播時間ＴＶとを
比較し、その大小を−とじて出力する。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。
比較し、その大小を−とじて出力する。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を取シ入れ、分周時間Ｔ６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υ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ｆ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）。分局時間Ｔ、はＮ、／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
よシ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Ｔに分周時間Ｔを近づけるには遂次近似
法カどの公知の手段が用いられる。
１以上の如くしてＴ＝Ｔになった状態を制御
回路２５は知ることができるので伝播時間Ｔ、、が求め
られる。切換スイッチ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Ｔｌ、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。
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を取シ入れ、分周時間Ｔ６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υ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ｆ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）。分局時間Ｔ、はＮ、／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
よシ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Ｔに分周時間Ｔを近づけるには遂次近似
法カどの公知の手段が用いられる。
１以上の如くしてＴ＝Ｔになった状態を制御
回路２５は知ることができるので伝播時間Ｔ、、が求め
られる。切換スイッチ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Ｔｌ、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。
Ｍ１図に示す従来技術では超音波パルスの牙適な検出レ
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。
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
シ信頼性の低下を招きかつコストの上昇にも々る欠点を
持つ。
シ信頼性の低下を招きかつコストの上昇にも々る欠点を
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。
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ットカウンタと、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ットカウンタ
の計数値から求められる伝播時間と周波数をプリセット
カウンタで分周してプリセット値に対応して得られる時
間幅との比較によりプリセッ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
特徴とするものである。
り、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、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ットカウンタと、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ットカウンタ
の計数値から求められる伝播時間と周波数をプリセット
カウンタで分周してプリセット値に対応して得られる時
間幅との比較によりプリセッ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
特徴とするものである。
〈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
。
。
第４図は本発明の実施例の構成を示すブロック図である
。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である。
発振器２２はデジタル値の制御信号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２
１の出力端は７リツプフロツプ３１のセット端子Ｓに接
続され、同期信号Ａの送出と同時にフリップフロップ３
１の出力端ＱをＩＨルベルとする。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２
２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。この出力はプリセット
値Ｎのプリセットカウンタ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
る〇 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ｔ、と比較
され、基準電圧ｔ１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７リツプフロツ
プ５１のリセット端子Ｒに与えられてその出力端Ｑのレ
ベルを１Ｌ″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。従ってプリセットカウンタ３３０
カウント値ｎ （＝Ｎ −ｎ ）の１／ｆは超音波パル
スの伝播時間ｐ Ｋ ＣＰＵ ５６の制御のもとに所定のＲＯＭ３７の手
順に従ってバヌ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シ返し各種基準
電圧（１１，１２〜ｔ１．〜ｔＮ）に対して実行して開
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１ｉを決定する手順は第１図に示す
ものと同じである。
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２
１の出力端は７リツプフロツプ３１のセット端子Ｓに接
続され、同期信号Ａの送出と同時にフリップフロップ３
１の出力端ＱをＩＨルベルとする。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２
２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。この出力はプリセット
値Ｎのプリセットカウンタ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
る〇 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ｔ、と比較
され、基準電圧ｔ１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７リツプフロツ
プ５１のリセット端子Ｒに与えられてその出力端Ｑのレ
ベルを１Ｌ″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。従ってプリセットカウンタ３３０
カウント値ｎ （＝Ｎ −ｎ ）の１／ｆは超音波パル
スの伝播時間ｐ Ｋ ＣＰＵ ５６の制御のもとに所定のＲＯＭ３７の手
順に従ってバヌ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シ返し各種基準
電圧（１１，１２〜ｔ１．〜ｔＮ）に対して実行して開
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１ｉ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ｔｉをＤ／Ａ変換器１０
を介して比較電圧Ｖ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。
を介して比較電圧Ｖ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からのスタート信号ＳＫより同期回路２１
は同期信号Ａを送出し、同時にフリ、プフロップ５１を
セットする。このためアンドゲート５２が開き、プリセ
ットカウンタ３５は発振周波数ｆを計数し出す。プリセ
ットカウンタＳ３はダウンカウントするものとすると同
期信号人が送出されてから伝播時間ＴＶが経過後、超音
波パルを受信しフリ。
は同期信号Ａを送出し、同時にフリ、プフロップ５１を
セットする。このためアンドゲート５２が開き、プリセ
ットカウンタ３５は発振周波数ｆを計数し出す。プリセ
ットカウンタＳ３はダウンカウントするものとすると同
期信号人が送出されてから伝播時間ＴＶが経過後、超音
波パルを受信しフリ。
プフロップ３１がリセットされアンドゲート３２が閉じ
プリセットカウンタ５３の動作が停止する。このときプ
リセットカウンタ３５には呻：： ＣｆＴ ）個のパ
ルスが送られているので計数値ｎは ｎ ＝ Ｎｐ−２１Ｔ（２） になっている。
プリセットカウンタ５３の動作が停止する。このときプ
リセットカウンタ３５には呻：： ＣｆＴ ）個のパ
ルスが送られているので計数値ｎは ｎ ＝ Ｎｐ−２１Ｔ（２） になっている。
ここでＮ、／ ｆ （Ｔ、のときには超音波パルスの受
信の前にプリセットカウンタ３３の計数値は０になり、
Ｎ、／ ｔ ＞ ’ｒｖのときにはプリセットカウンタ
品の計数値が口になる前に超音波パルスの受信にょ計数
を停止する。従ってプリセットカウンタ３３の計数停止
の状態で、その計数値がプリセット値Ｎ。
信の前にプリセットカウンタ３３の計数値は０になり、
Ｎ、／ ｔ ＞ ’ｒｖのときにはプリセットカウンタ
品の計数値が口になる前に超音波パルスの受信にょ計数
を停止する。従ってプリセットカウンタ３３の計数停止
の状態で、その計数値がプリセット値Ｎ。
ｋ達したか否かで伝播時間ＴＶと分局時間Ｔ８との大小
を判断できる。この大小だけの判断結果によシ制御回路
３４は制御信号Ｗおよびプリセット値Ｎ、を制御してＮ
／ｌが伝播時間ＴＶに一致する様に修正動作をする。Ｎ
、／ｆ ＝Ｔ、になった状態では、このときのＮ、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とプリセット値Ｎ、
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。
を判断できる。この大小だけの判断結果によシ制御回路
３４は制御信号Ｗおよびプリセット値Ｎ、を制御してＮ
／ｌが伝播時間ＴＶに一致する様に修正動作をする。Ｎ
、／ｆ ＝Ｔ、になった状態では、このときのＮ、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とプリセット値Ｎ、
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。
〈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
ことによシ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。
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
ことによシ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。
このだめハードウェ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。
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ッ
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ック図、第４図は本発明の
実施例を示すブロック図である。 １・・・管路、２・・・被測定流体、３，４・・・送受
波器、５・・・超音波発振器、７・・・切換スイッチ、
９・・・比較器、１０・・・Ｄ／Ａ変換器、１１・・・
演算回路、１３・・・カウンタ、１４・・・発振器、＋
５．２５．３４・・・制御回路、１６゜２８、３５・・
・ＲＡＭ、 １８．２７．３７・・・ＲＯＭ、 １９．
２６．３６・・・ＣＰＵ、２２・・・発振器、２３・・
・カウンタ、３１・・・フリップフロップ、３３・・・
プリセットカウンタ。
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ック図、第４図は本発明の
実施例を示すブロック図である。 １・・・管路、２・・・被測定流体、３，４・・・送受
波器、５・・・超音波発振器、７・・・切換スイッチ、
９・・・比較器、１０・・・Ｄ／Ａ変換器、１１・・・
演算回路、１３・・・カウンタ、１４・・・発振器、＋
５．２５．３４・・・制御回路、１６゜２８、３５・・
・ＲＡＭ、 １８．２７．３７・・・ＲＯＭ、 １９．
２６．３６・・・ＣＰＵ、２２・・・発振器、２３・・
・カウンタ、３１・・・フリップフロップ、３３・・・
プリセットカウンタ。
Claims (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ットカウンタと、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
記比較電圧の最大幅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ッ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ットカ
ウンタで分周してプリセッ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ッ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 true JPS6128822A (ja) | 1986-02-08 |
| JPH053530B2 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 |
|---|---|
| JPH053530B2 (ja) | 1993-01-18 |
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