JP4830191B2 - Flow measuring device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に超音波によって気体や液体の流量を測定する流量計測装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の流量計測装置は、図9に示すようなものが一般的であった。この装置は流体の流れる測定経路1に設置した超音波センサ2と、超音波センサ2を駆動する駆動回路3と、駆動回路3にスタート信号を出力する制御部4と、超音波の伝播時間を測定するタイマ5と、タイマ5から測定データを受け取る演算部6と、超音波センサ2から送信した超音波を受ける超音波センサ7と、超音波センサ7の出力を利得制御回路8の出力に応じた増幅率で増幅する可変利得アンプ9と、可変利得アンプ9の出力と基準電圧とを比較し大小関係が反転したときにタイマ5を停止させるタイミング検知回路10と、可変利得アンプ9の出力レベルを検知し利得制御回路8に出力するレベル検知回路11とを有していた。
【0003】
そして、上記超音波流速計は、制御部4からスタート信号を受けた駆動回路3が超音波センサ2を一定時間パルス駆動を行うと同時にタイマ5は制御部4からの信号によってに時間計測始める。パルス駆動された超音波センサ2からは超音波が送信される。超音波センサ2から送信した超音波は被測定流体中を伝搬し超音波センサ6で受信される。超音波センサ7の受信出力は、可変利得アンプ9において制御部4が設定した増幅率によって増幅される。そして可変利得アンプ9の出力を受けたタイミング検知回路10で超音波の受信を判定しタイマ5を停止させる。そして制御部4ではタイマ5から得た時間情報tから(式1)によって流速を求める(タイマ5から得た測定時間をt、超音波センサ間の流れ方向の有効距離をL、音速をc、被測定流体の流速をvとする)。
【0004】
v=(L/t)−c・・・(式1)
タイミング検知回路10はコンパレータによって基準電圧と受信信号を比較するようになっていた。
【0005】
受信信号は、緩やかに立ち上がる波形となっており、超音波センサの温度特性や、流速によって受信信号のレベルは変化する。その前記基準電圧と受信信号のレベルが適正でないとタイミング検知回路10の動作は安定せず測定精度が悪くなる。そこで、可変利得アンプ9の出力を受けているレベル検知回路11は入力信号のピークレベルを監視しており、ピーク値が小さいあるいは大きい場合に利得制御部8へ出力を行う。利得制御部8は可変利得アンプ9の増幅率をレベル検知回路11からの信号に対応し可変利得アンプ9の出力がほぼ一定となるように設定する。そして次の受信信号は可変利得アンプ9で目標の信号レベルへと増幅され、タイミング検知回路10に与えられる。このようにタイミング検知回路10へ与える信号のピークをほぼ一定とすることによって、受信時間の判定を行うタイミングを安定化していた。
【0006】
また、他の測定方法としてタイミング検知回路10の判定結果をタイマ5ではなく、遅延回路で一定時間遅延させた後に駆動回路3に返し、再度送信を行う場合もあった。このような繰り返し動作を決められた回数行い時間を測定し、その測定時間を元に(式2)の計算によって流速を求める方法もあった(遅延回路の遅延時間をTd、繰り返しの回数をn、測定時間をts、超音波センサ間の流れ方向の有効距離をL、音速をc、被測定流体の流速をvとする)。
【0007】
v=L/(ts/n−Td)−c・・・(式2)
この方法によれば(式1)の方法に比べ精度よく測定することができる。
【0008】
また、超音波センサ2と超音波センサ7とを切り替え、被測定流体の上流から下流と下流から上流へのそれぞれの伝搬時間を測定し、(式3)より速度vを求める方法もある(上流から下流への測定時間をt1、下流から上流への測定時間をt2とする)。
【0009】
v=L/2((1/t1)−(1/t2))・・・(式3)
この方法によれば音速の変化の影響を受けずに流度を測定することが出来るので、流速・流量・距離などの測定に広く利用されている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の超音波流量計における、遅延回路の遅延時間の精度は測定精度にそのまま影響を与えるので、高精度の遅延時間をもつ遅延回路の実現が課題であった。
【0011】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の流量計測装置における遅延手段は、抵抗成分を含むLC分布定数回路からなり、受信タイミングを決定するタイミング検知手段の出力を所定の時間遅れて駆動回路のトリガ信号として出力する前に、抵抗成分の温度が平衡点に達するのに必要である所定時間だけ計測スタート信号の前に動作を行い、前記計時手段は前記計測スタート信号の出力時から前記繰り返し手段の動作停止時までの時間を計時するものである。
【0012】
これによって、遅延手段が計測スタート信号送出の前に動作を行うことにより動作初期の不安定な動作を事前に行い安定な状態になってから、計測するため、遅延時間の安定度合いが良くなり高精度な測定が可能となる。
【0013】
【発明の実施の形態】
第1の発明は、被測定流体の流れる流路に配置され超音波を送受信する一対の振動子と、一方の前記振動子を駆動する駆動手段と、他方の前記振動子からの出力を受け受信タイミングを決定するタイミング検知手段と、抵抗成分を含むLC分布定数回路からなり、前記タイミング検知手段の出力を所定時間遅れて前記駆動手段のトリガ信号として出力する遅延手段と、超音波の送受信そして遅延手段による遅延動作の後に再度超音波の送受信を繰り返すという動作回数を計測し所定の回数で動作を停止する繰り返し手段と、駆動手段に最初の駆動を行わせる計測スタート信号を出力する制御手段と、少なくとも前記駆動手段による前記振動子の駆動から前記繰り返し手段の動作停止までの超音波の伝搬時間を測定する計時手段と、前記計時手段の値から前記一対の振動子間の被測定流体の流速を演算によって求める演算手段と、を備え、前記遅延手段は前記計測スタート信号の前に、抵抗成分の温度が平衡点に達するのに必要である所定時間だけ計測スタート信号の前に動作を行い、計時手段は前記計測スタート信号の出力時から前記繰り返し手段の動作停止時までの時間を計時する流量計測装置である。
【0014】
そして、遅延手段が計測スタート信号送出の前に動作を行うことにより動作初期の不安定な動作を事前に行い安定な状態になってから、計測するため、遅延時間の安定度合いが良くなり高精度な測定が可能となる。
【0015】
第2の発明は、特に第1の発明において、遅延手段を繰り返し手段に設定している繰り返し回数に応じて計測スタート信号の前に所定時間動作させることにより、遅延手段の動作時間を調整できて繰り返し回数に対する測定精度の変化を小さくなり、安定で正確な流量測定を行うことができるようになる。
【0016】
第3の発明は、特に第1の発明において、遅延手段を計時手段の値に応じて計測スタート信号の前に所定時間動作させることにより、計時手段で求められた繰り返し総時間が変化しても、遅延手段の特性を考慮した初期動作を行うことにより、遅延手段は安定した動作を行うため精度のよい測定を実現することが可能になる。
【0017】
第4の発明は、測定流体の流れる流路に配置され超音波を送受信する一対の振動子と、一方の振動子を駆動する駆動手段と、他方の振動子からの出力を受け受信タイミングを決定するタイミング検知手段と、抵抗成分を含むLC分布定数回路からなり、タイミング検知手段の出力を所定時間遅らせて駆動手段のトリガ信号として出力する遅延手段と、超音波の送受信そして遅延手段による遅延動作の後に再度超音波の送受信を繰り返すという動作回数を計測し所定の回数で動作を停止する繰り返し手段と、駆動手段に最初の駆動を行わせる計測スタート信号を出力する制御手段と、超音波の伝搬時間を測定する計時手段と、計時手段の値から一対の振動子間の被測定流体の流速を演算によって求める演算手段と、を備え、遅延手段を計測スタート信号を出力してからタイミング検知手段で受信タイミングを検知した時間に応じて計測スタート信号の前に所定時間動作させることにより、繰り返し回数1回当たりの時間に応じて遅延手段を事前に動作する時間を調節することができ、遅延手段自身の放熱などによる遅延時間のバラツキを少なくして安定した測定が実現できる。
【0018】
第5の発明は、特に第1または第2の発明において、超音波を送受信する2つの振動子の送信機能と受信機能を切換え設定する切換え手段を有し、前記切換え手段の動作の有無を考慮し、遅延手段を繰り返し手段に設定している繰り返し回数に応じて計測スタート信号の前に所定時間動作させることにより、上流から下流と下流から上流へのそれぞれの伝搬時間を測定し伝搬時間差から流量を求める際に遅延手段の初期動作特性の差を小さくしできるため精度よく流量を求めることができる。
【0019】
第6の発明は、特に第1または第3の発明において、超音波を送受信する2つの振動子の送信機能と受信機能を切換え設定する切換え手段を有し、前記切換え手段の動作の有無を考慮し、遅延手段を計時手段の値に応じて計測スタート信号の前に所定時間動作させることにより、上流から下流と下流から上流へのそれぞれの伝搬時間を測定し伝搬時間差から流量を求める際に遅延手段の初期動作の差を小さくすることが可能になり、測定精度を向上することができる。
【0020】
第7の発明は、特に第1の発明において、超音波を送受信する2つの振動子の送信機能と受信機能を切換え設定する切換え手段を有し、前記切換え手段の動作の有無を考慮し、遅延手段を計測スタート信号を出力してからタイミング検知手段で受信タイミングを検知した時間に応じて計測スタート信号の前に所定時間動作させることにより、切換手段が動作する前か後かを考慮して、それと繰り返し回数1回当たりの時間を加味して測定の直前に所定時間遅延手段を動作させるため、伝搬時間差から流量を求める際に遅延手段の動作の差を小さくすることが可能になり、測定精度を向上することができる。
【0021】
第8の発明は、特に第1の発明において、超音波を送受信する2つの振動子の送信機能と受信機能を切換え設定する切換え手段を有し、遅延手段を前記切換え手段の動作時間に応じて計測スタート信号の前に所定時間動作させることにより、伝搬時間差を測定する際に測定系の状態をほぼ同じにすることができ、流量測定精度の向上を図ることができる。
【0022】
第9の発明は、特に第1の発明において、超音波を送受信する2つの振動子の送信機能と受信機能を切換え設定する切換え手段を有し、遅延手段を前記切換え手段により一対の送受信を切り替えた後、次の計測スタート信号までの時間に応じて計測スタート信号の前に所定時間動作させることにより、伝搬時間差を測定する際に最適な測定系を実現し精度の向上を図ることができる。
【0023】
第10の発明は、特に第1の発明において、温度検出手段を有し、遅延手段を前記温度検出手段の信号に応じて計測スタート信号の前に所定時間動作させることにより、遅延手段を周囲温度により初期安定化方法を変化することで最適な状態に素早くもっていくことが可能になる。
【0024】
第11の発明は、特に第1の発明において、遅延手段を被測定流体の流量に応じて計測スタート信号の前に所定時間動作させることにより、低流量でも安定な時間精度を維持することができ、その結果流量の精度も向上することが可能となる。
【0025】
第12の発明は、特に第1の発明において、計測を行うために供給する電源電圧を検知する電圧検知手段を有し、遅延手段を前記電圧検知手段の出力に応じて計測スタート信号の前に所定時間動作させることにより、測定前の初期安定化方法を変化する。これにより測定系の状態から最適な遅延手段の初期動作を設定することが可能になる。
【0026】
第13の発明は、特に第1の発明において、予め遅延手段の安定度が飽和する回数または動作時間の少なくとも一つを記憶しておく第1の記憶手段を有し、遅延手段を前記第1の記憶手段の値に応じて計測スタート信号の前に所定時間動作させることにより、遅延手段固有の情報により動作するため安定な状態を簡単に設定することが可能になり、流量測定装置のバラツキも小さくすることができる。
【0027】
第14の発明は、特に第1の発明において、周囲温度と繰り返し回数と繰り返し時間とトリガ信号を出力してからタイミング検知手段により受信タイミングを検知した時間と切換え手段の動作時間と流量と供給する電源電圧との少なくとも2つ以上の組み合わせによる最適な遅延時間を記憶しておく第2の記憶手段を有し、遅延手段を前記第2の記憶手段の値に応じて計測スタート信号の前に所定時間動作させることにより、遅延手段固有の情報と周囲の状態を考慮した動作するため安定な状態を簡単に設定することが可能になり、流量測定装置のバラツキも小さくすることができる。
【0028】
第15の発明は、特に第13の発明において、第1の記憶手段を書き換え可能とすることにより、流量計測装置の設置した場所や時期により遅延手段の最適動作点がずれている場合はその内容を修正できる。また経年変化等が発生した場合も同様に書き換えて対応することが可能である。そして長時間安定な状態を維持することが可能となる。
【0029】
第16の発明は、特に第14の発明において、第2の記憶手段を計測中に条件に応じて書き換えを行うことにより、電池電圧の経年低下や各構成要素の経年変化等が発生してきても場合も同様に書き換えて対応することが可能である。そして長時間安定な状態を維持することが可能となる。
【0030】
第17の発明は、特に第13または第15の発明において、第1の記憶手段を計測中に条件に応じて書き換えを行うことにより、測定状態によって遅延手段の初期動作を変更し測定系として最適な状態を確立することが簡単に実現できる。
【0031】
第18の発明は、特に第14または第16の発明において、第2の記憶手段を計測中に条件に応じて書き換えを行うことにより、測定状態によって遅延手段の初期動作を変更し測定系として最適な状態を確立することが簡単に実現できる。また電源電圧との相関を考慮することにより長時間動作を可能にすることが可能である。
【0032】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【0033】
(実施例1)
図1は実施例1に関する超音波流量計のブロック図である。また図2(a)は遅延手段の動作タイミングをあらわす図である。図1おいて、本発明の超音波流量計は被測定流体の流れる流路1と、前記流路1に配置された超音波を送受信する第1の振動子12、第2の振動子13と、前記第1の振動子12を駆動する駆動手段14と、前記駆動手段14を動作する計測スタート信号を出力する制御手段15と、前記第2の振動子13の受信信号を受け受信タイミングを決定するタイミング検知手段16と、タイミング検知手段16の出力を所定の遅延時間遅れて前記駆動手段14のトリガ信号として出力する遅延手段17と、超音波の送受信そして遅延手段17で遅延時間の後に再度超音波の送受信を繰り返すという動作回数を計測し所定の回数で動作を停止する繰り返し手段18と、少なくとも駆動手段14による第1の振動子12の駆動開始から前記繰り返し手段18の動作停止までの超音波の伝搬時間を測定する計時手段19と、前記計時手段19の値から前記一対の振動子間の流速を演算し、それから流量を求める演算手段20とを有するものである。
【0034】
遅延手段17は制御手段15から第1の振動子12に駆動信号を促す計測スタート信号を送出する前に、予め定めた所定時間動作する。これにより、遅延手段固有の動作初期における不安定な状態を回避し、安定な状態にしてから測定を開始するものである。
【0035】
例えば、従来例にも示したタイミング検知手段16の判定結果を遅延手段17で一定時間遅延させた後に駆動手段14に返し、再度送信を行い、繰り返し動作を決められた回数行い時間を測定し、その測定時間を元に(式2)の計算によって流速を求め、流速から予めわかっている流路の断面積を用いて流量を求める方法について説明する。ここで前記遅延手段17は前記繰り返し手段18に設定している繰り返し回数に応じて測定の直前に所定時間動作させるようにしたものである。
【0036】
この場合、繰り返し回数を数百回とした場合に1回目と最終回目では遅延手段17の動作が異なることがある。通常、遅延手段17としてはLC分布定数回路等が用いられているが、これらの素子には抵抗成分も含まれている。
【0037】
遅延手段17に抵抗分があると電流を流していけば繰り返し1回目では問題無いが、回数を重ねていくにつれ電流による発熱が発生し、その結果遅延時間が変化してくる。しかし、この発熱も平衡点があるためある一定回数以上の繰り返し回数では遅延時間が一定とみて良い。図2(a)に繰り返し回数と遅延手段17の1回当たりの遅延時間の概念図を示す。
【0038】
これより繰り返し回数が少ないと遅延時間の差が大きいため測定の前に長時間遅延手段17を動作させる。また繰り返し回数が多い場合は遅延時間の差が小さく初期の時間差も回数で平均すると誤差範囲に入ってくるような場合もある。このような時は測定する計測スタート信号の前に短時間だけ遅延手段17を動作させれば良い。
【0039】
測定を開始する計測スタート信号の前の遅延手段17の動作は繰り返し回数に応じて比例的に変化させても良いし、また規定回数以上は一定の時間としても良い。実使用においては電源の容量や計測時間の制限から決めていく時間となる。さらに測定精度を向上するためには次のように考える。遅延時間が安定となる回数(図2ではx)に対して測定時の繰り返し回数が十分大きくない場合には最低でもこのx回にかかる時間だけでも遅延手段17を動作させる。これで遅延手段17の動作が十分安定になり、計測初期より精度のよい遅延時間を実現するとが可能になる。
【0040】
このように、遅延手段17の動作初期の不安定な動作を事前に行い、計測時の動作を安定にすることができるので、安定した時間測定ができ、正確な流量測定を行うことができる。そして、特に、遅延手段17の動作時間を調整することにより繰り返し回数に対する測定精度の変化を小さくでき、安定で正確な流量測定を行うことができるようになる。
【0041】
一連の流れは図3に示すタイミング図のようになる。
【0042】
また、振動子間の距離等が変わったり遅延手段17固有の遅延時間が異なると繰り返し回数が同じでも計時手段19で測定される総時間が変わってくる。遅延手段17として前述したよう抵抗成分を持っている場合の熱平衡点は繰り返し回数では無く、繰り返しの総時間に関係してくる場合がある。
【0043】
この場合、測定精度を向上するためには遅延時間が安定となる図2(b)のy点を参考にして測定の前に遅延手段17を動作させる。例えば総時間が長い場合は遅延時間の差も平均すると誤差範囲に入ってくるため測定の前に短時間だけ遅延手段を動作させれば良い。
【0044】
これにより繰り返し総時間が変化しても、遅延手段17の特性を考慮した初期動作を行うことにより、遅延手段17は安定した動作を行うため精度のよい測定を実現することが可能になる。
【0045】
また、同様に振動子間の距離等が変わったり遅延手段17固有の遅延時間が異なるか、または変更すると1回の繰り返し時間に占める遅延手段17の遅延時間はの割合も異なってくる。遅延時間の割合が多い場合は短時間で熱平衡に達するが、反対に遅延時間の割合が小さい場合は放熱などにより熱平衡に達するのが遅くなる。この場合、測定精度を向上させるには計測スタート信号を出力してからタイミング検知手段16により受信タイミングを検知した時間に応じて測定前に遅延手段17を動作させる。例えば一回の繰り返し動作に対して図1の計時手段19が計測した時間から遅延手段17での時間が概略わかっているため繰り返し時間に占める遅延手段17の遅延時間がわかる。図2(c)のz点を参考にして測定の前に遅延手段17を動作させる。
【0046】
これにより繰り返し回数1回当たりの時間に応じて遅延手段17を測定を開始する計測スタート信号の前に動作する時間を調節することにより、遅延手段自身の放熱などによる遅延時間のバラツキを少なくして安定した測定が実現できる。
【0047】
(実施例2)
実施例2に関する本発明の流量計測装置について説明する。図4は本実施例の構成を示すブロック図である。実施例1と異なるところは、駆動手段14と第1の振動子12、および第2の振動子13とタイミング検知手段16の間に切換手段21を設け、超音波の送受信を第1の振動子12と第2の振動子13の間で交互に行うようにしたものである。このように切換え手段21で送受信を交互に行うようにした場合、最初に第1の振動子12で送信し、次に第2の振動子13で送信する場合では遅延手段17の動作が異なってくる場合がある。
【0048】
例えば、従来例にも示した被測定流体の上流から下流と下流から上流へのそれぞれの伝搬時間を測定し、(式3)より速度vを求め、流速から流量を求める方法の場合などである。この方法によれば音速の変化の影響を受けずに流度を測定することが出来るので広く利用されているが、測定時に遅延手段17による計時誤差が入っては正確な値を求められない。この現象を防止する方法について以下に説明する。
【0049】
実施例1で説明したように繰り返し回数を数百回とした場合に1回目と最終回目では遅延手段17の動作が異なるが、それ以外の要因もある。例えば繰り返し動作を所定回数行った後に切換手段21を動作し振動子の送受信を反転して同じ繰り返し動作を行う場合、遅延手段17は切換動作を行う前にすでに動作しているため十分平衡点に達している可能性がある。図5(a)は最初の繰り返し動作をした場合の遅延時間の変化を示す一例である。また図5(b)は切換手段21を動作し送受信方向を変化した後の遅延時間を示すものである。
【0050】
このような特性があるため、単純に繰り返し手段の動作回数に応じて測定する計測スタート信号の前に遅延手段17を動作させるのでは無く切換手段21が動作する前か、後かを考慮してそれと繰り返し手段の設定している繰り返し回数を加味して測定の直前に所定時間遅延手段を動作させる。
【0051】
これにより上流から下流と下流から上流へのそれぞれの伝搬時間を測定し伝搬時間差から流量を求める際に図5(a),(b)の差を小さくしできるため精度よく流量を求めることができる。
【0052】
また、切換手段21の動作前後で流速等により繰り返し回数が同じでも計時手段19で測定される総時間が変わってくる。この場合、測定精度を向上するためには単純に繰り返し時間に応じて測定する計測スタート信号の前に遅延手段17を動作させるのでは無く、切換手段21が動作する前か後かを考慮して、それと繰り返し手段の設定している繰り返し回数にかかる時間を加味して測定する計測スタート信号の前に所定時間遅延手段17を動作させる。
【0053】
これにより上流から下流と下流から上流へのそれぞれの伝搬時間を測定し伝搬時間差から流量を求める際に遅延手段25の動作の差を小さくすることが可能になり、測定精度を向上することができる。
【0054】
また、同様に切換手段21の動作前後で流速等により1回の繰り返し時間に占める遅延手段17の遅延時間の割合も異なってくる。この場合、測定精度を向上するためには単純に繰り返し回数1回当たりの時間に応じて測定する計測スタート信号の前に遅延手段17を動作させるのでは無く、切換手段21が動作する前か後かを考慮して、それと繰り返し回数1回当たりの時間を加味して測定する計測スタート信号の前に所定時間遅延手段を動作させる。
【0055】
これにより伝搬時間差から流量を求める際に遅延手段17の動作の差を小さくすることが可能になり、測定精度を向上することができる。
【0056】
また、切換手段21を動作して送受信方向を切換えた後、制御手段15から計測スタート信号を送信して駆動手段14を会して振動子を駆動する場合、切換え動作を行っている間に遅延手段17は放熱等により動作平衡点からずれてしまう可能性がある。具体例としては熱平衡点からずれ図5(a)、(b)に示している遅延時間の差が変わってくることである。一連の動作が早いと平衡点からずれる時間もあまり無いため図5(a)、(b)の差が大きいが、反対に切換え動作が遅いと平衡点からのずれが大きくなり暖まっていた遅延手段17も冷め、差もあまりなくなってしまう。したがって伝搬時間差から流量を求める際には、この切換に要している時間に応じて測定する計測スタート信号の前に所定時間遅延手段17を動作させる。具体的には切換時間が長い場合は極端には遅延手段も冷め切っているため切換前後で遅延時間の差があまり無い。このような場合は測定前に遅延手段を17動作することを行わなくても十分な精度を得られる可能性もある。反対に切換動作が十分早く行われた場合は、切換前後で遅延時間の差が大きい。このため最初に測定する計測スタート信号を送出する場合は十分に遅延手段17を暖めておくため長時間にわたり測定前に遅延手段17を動作しておく必要がある。
【0057】
このように切換時間に応じて遅延手段17を測定する計測スタート信号の前に動作することにより伝搬時間差を測定する際に測定系の状態をほぼ同じにすることができ、精度の向上を図ることができる。
【0058】
また一対の送受信信号による伝搬時間差を測定した後、一定の時間をおいて再度同じ動作を行い測定を継続する流量計測装置においては、一対の送受信信号切換動作を終了し次の計測を行うために計測スタート信号が送出されるまでの時間に応じて測定する計測スタート信号の前に遅延手段17を所定時間動作させる。これは図6において最初t0では第1の振動子12が送信、第2の振動子13が受信側で動作している。所定の繰り返し回数動作した後は切換手段がtxの時間で動作し、次は第2の振動子13が送信、第1の振動子12が受信側で動作している。この一対の動作で伝搬時間差を求めるが、つぎの時刻t2において同じ送受信を行う。
【0059】
この場合t0からt2までの時間、またはt1からt2の時間(以後サンプリング間隔時間)に応じて測定する計測スタート信号の直に所定時間遅延手段を動作させる。
【0060】
これはサンプリング時間が十分長いと極端には遅延手段も冷め切っている。したがって計測前に遅延手段を長時間動作する必要があるためである。反対にサンプリング時間が短い場合は、遅延手段17もあまり平衡点からずれていないため、サンプリング時間経過後最初に測定を行う場合は短い時間だけ測定する計測スタート信号の前に遅延手段17を動作するだけで十分に遅延手段17を平衡点に到達することが可能となる。このようにサンプリング時間に応じて遅延手段17を測定する計測スタート信号の前に動作することにより伝搬時間差を測定する際に最適な測定系を実現し精度の向上を図ることができる。
【0061】
この場合、サンプリング時間経過後、常に第1の振動子が送信側で伝搬時間差を測定する動作を開始しているが、第2の振動子を送信側で計測を開始しても問題は無い。
【0062】
(実施例3)
実施例3に関する本発明の流量計測装置について説明する。図7は本実施例の構成を示すブロック図である。実施例1と異なるところは、温度検出手段と電圧検出手段を設けていることである。
【0063】
遅延手段17は温度による平衡点がある。したがって周囲温度により安定する時間が異なる。このため温度検出手段22を設け、前記温度検出手段22からの信号をに応じて遅延手段17を測定する計測スタート信号の前に所定時間動作させ安定な状態にしてから測定を開始する。例えば冬等の低温時は安定状態になるまで長時間要するし、反対に夏場や日光が直接照射する場所に設置した場合等は安定な温度になるのが短時間もしくはすでに安定状態になっている場合がある。
【0064】
このように周囲温度により初期安定化方法を変化することで遅延手段17を最適な状態に素早くもっていくことが可能になる。
【0065】
また流量演算手段20は計測した時間差から流量を求めている。流量が多いということは被測定流体が高速で流路を流れているため超音波の送受信を切換えて求める伝搬時間差が大きくなる。伝播時間差が大きいとあまり測定誤差は目立たないが、流量が少ないと伝搬時間差が小さくなり、ここで遅延手段17の動作が安定していないと測定誤差が大きくなる。そこで流量演算手段20で求めた流量をに応じて遅延手段17を測定する計測スタート信号の前に所定時間動作させ安定な状態にしてから測定を開始する。
【0066】
このような動作を行うことにより低流量でも安定な時間精度を維持することができ、その結果流量の精度も向上することが可能となる。
【0067】
また遅延手段17は温度による平衡点があるが、この測定系を電気で動作する場合は電圧により発熱量が異なってくる。したがって測定系に供給している電源電圧を監視する電圧検出手段23を設け、前記電圧検出手段23からの信号に応じて、遅延手段17を測定の直前に所定時間動作させ安定な状態にしてから測定を開始する。例えば電池を用いた場合は動作初期に電圧が高いが、使用するにしたがって電圧はだんだんと低下してくる。高電圧の場合は電流も多く流れる可能性が高く発熱量も多い。この場合は熱平衡点に到達するのは早い、反対に低電圧の場合は電流もあまり流れず熱平衡点に到達するのは時間がかかる。これらの状態を考慮し電圧に応じて測定する計測スタート信号の前に初期安定化方法を変化する。
【0068】
これにより測定系の状態から最適な遅延手段の初期動作を設定することが可能になる。
【0069】
また電圧をモニタすることにより省電力動作を行うことが可能である。図中では温度検出手段と電圧検出手段を併せてもつ構成になっているが、どちらか1つがあれば十分その動作を満足することが可能である。
【0070】
なお、本実施例に示している図では切換え手段を記載していないが、実施例2に示したように切換え手段を有する構成でも同様の効果を得ることができる。
【0071】
(実施例4)
実施例4に関する本発明の流量計測装置について説明する。図8は本実施例の構成を示すブロック図である。実施例1と異なるところは、第1の記憶手段、第2の記憶手段を設けていることである。
【0072】
遅延手段17は動作初期に安定度がよくないが、動作することによりだんだんと安定になっていく。安定状態になるには動作する回数、または動作時間によりきまることが多い。したがって、遅延手段17が概略安定するまでの動作回数もしくは動作時間の少なくとも1つを予め実験等でつかみ、これを第1の記憶手段24に記憶しておく。また遅延手段17の物間バラツキ等がある場合は検査によりもとめた値を記憶しておく。実際動作する場合は第1の記憶手段24に記憶している動作回数もしくは動作時間だけ測定する計測スタート信号の前に遅延手段17を動作し安定な状態にしてから測定を開始する。
【0073】
これにより遅延手段17固有の情報により動作するため安定な状態を簡単に設定することが可能になり、流量測定装置のバラツキも小さくすることができる。
【0074】
遅延手段17の安定度を向上するためには周囲温度や繰り返し回数、流量や電源電圧により最適値が変化する場合がある。低流量の精度を向上するためにはこれらの変化要因を十分盛り込んだ測定系にしておく必要がある。したがって、遅延手段17が概略安定するまでの周囲温度と繰り返し回数と繰り返し時間とトリガ信号を出力してからタイミング検知手段により受信タイミングを検知した時間と切換え手段の動作時間と流量と供給する電源電圧との少なくとも2つ以上の組み合わせによる最適な遅延時間を予め調べて第2の記憶手段25に記憶しておく。
【0075】
また遅延手段17の物間バラツキ等がある場合は検査によりもとめた値を記憶しておく。実際動作する場合は第2の記憶手段25に記憶している遅延時間になる時間だけ測定する計測スタート信号の前に遅延手段17を動作し安定な状態にしてから測定を開始する。これにより遅延手段17固有の情報と周囲の状態を考慮した動作するため安定な状態を簡単に設定することが可能になり、流量測定装置のバラツキも小さくすることができる。
【0076】
また前記第1の記憶手段24は書き換えを可能とする状態もつようにしておく。例えばマイコンから書き換えたり、外部から信号を入力して書き換えるようにしておく。また半導体記憶手段では半導体そのものを交換することも可能であある。
【0077】
これにより流量計測装置の設置した場所や時期により遅延手段の最適動作点がずれている場合はその内容を修正できる。また経年変化等が発生した場合も同様に書き換えて対応することが可能である。そして長時間安定な状態を維持することが可能となる。
【0078】
また前記第2の記憶手段25は書き換えを可能とする状態もつようにしておく。これにより流量計測装置の設置した場所や時期により遅延手段17の最適動作点がずれている場合はその内容を修正する。電池電圧の経年低下や各構成要素の経年変化等が発生してきても場合も同様に書き換えて対応することが可能である。これにより長時間安定な状態を維持することが可能となる。
【0079】
また、前記第1の記憶手段24は計測動作中に条件に応じて書き換えを行うようにする。例えば低流量状態が長時間継続した場合等は精度をさらに上げるため制御手段15等から実際測定の動作を終了している時間帯(例えば図6(a)、(b)のt1からt2の間等)に遅延手段17の安定度をさらに上げるよう条件を書き換える。反対に流量が多く遅延手段の動作が誤差として十分無視できるような場合は遅延手段17の安定度を一定状態以下に落とすことも可能である。このように測定状態によって遅延手段の初期動作を変更し測定系として最適な状態を確立することが簡単に実現できる。
【0080】
また、前記第2の記憶手段25は計測動作中に条件に応じて書き換えを行うようにする。例えば設置場所により温度が急激に変動するような場合等である。このような場合は精度を維持するために制御手段15等から実際測定の動作を終了している時間帯(例えば図6(a)、(b)のt1からt2の間等)に遅延手段17の安定度を維持するよう条件を書き換える。このように測定状態によって遅延手段の初期動作を変更し測定系として最適な状態を確立することが簡単に実現できる。また電源電圧との相関を考慮することにより長時間動作を可能にすることが可能である。
【0081】
図中では第1の記憶手段24と第2の記憶手段25を併せてもつ構成になっているが、1つがあれば十分その動作を満足することが可能である。
【0082】
上記説明では遅延手段17の熱平衡について説明したが、遅延手段17の安定は別に熱に限ったことではなく、同じように一定時間動作することで初期の不安定状態を回避することで同様の効果をえられる。
【0083】
また上記説明では制御手段15が出力する計測スタート信号の前に遅延手段17を動作する構成としているが、事前の動作により受信信号が入力するまでの間に十分安定するのであれば、この遅延手段17の動作は計測スタート信号の前に限定するものではなく、計測を開始するのに支障のない時間であれば良い。
【0084】
【発明の効果】
以上の説明から明らかのように本発明の流量計測装置によれば次の効果が得られる。
【0085】
(1)測定を開始する計測スタート信号の前に遅延手段を動作することにより、遅延手段の初期動作における不安定な状態を回避でき、遅延時間の安定度合いが良くなり高精度な測定ができるようになる。
【0086】
(2)繰り返し回数に応じて遅延手段の動作時間を調整することにより繰り返し回数に対する測定精度の変化を小さくでき、安定で正確な流量測定を行うことができるようになる。
【0087】
(3)繰り返し総時間が変化しても、遅延手段の特性を考慮した初期動作を行うことにより、遅延手段は安定した動作を行うため精度のよい測定を実現することが可能になる。
【0088】
(4)繰り返し回数1回当たりの時間に応じて遅延手段の事前に動作する時間を調節することにより、遅延手段自身の放熱などによる遅延時間のバラツキを少なくして安定した測定が実現できる。
【0089】
(5)切換え手段の動作前後を考慮し、遅延手段を繰り返し手段に設定している繰り返し回数に応じて測定する計測スタート信号の前に所定時間動作させることにより、上流から下流と下流から上流へのそれぞれの伝搬時間を測定し伝搬時間差から流量を求める際に遅延手段の初期動作特性の差を小さくしできるため精度よく流量を求めることができる。
【0090】
(6)切換え手段の動作前後を考慮し、遅延手段を計時手段で求めた繰り返し時間に応じて測定する計測スタート信号の前に所定時間動作させることにより、上流から下流と下流から上流へのそれぞれの伝搬時間を測定し伝搬時間差から流量を求める際に遅延手段の初期動作の差を小さくすることが可能になり、測定精度を向上することができる。
【0091】
(7)切換え手段の動作前後を考慮し、遅延手段を計測スタート信号を出力してからタイミング検知手段で受信タイミングを検知した時間に応じて測定する計測スタート信号の前に所定時間動作させることにより、切換手段が動作する前か後かを考慮して、それと繰り返し回数1回当たりの時間を加味して測定する計測スタート信号の前に所定時間遅延手段を動作させるため、伝搬時間差から流量を求める際に遅延手段の動作の差を小さくすることが可能になり、測定精度を向上することができる。
【0092】
(8)遅延手段を切換手段の動作時間に応じて測定する計測スタート信号の前に所定時間動作させることにより、伝搬時間差を測定する際に測定系の状態をほぼ同じにすることができ、流量測定精度の向上を図ることができる。
【0093】
(9)遅延手段を切換え手段により一対の送受信を切り替えた後、次の計測スタート信号までの時間に応じて測定する計測スタート信号の前に所定時間動作させることにより、伝搬時間差を測定する際に最適な測定系を実現し精度の向上を図ることができる。
【0094】
(10)遅延手段を温度検出手段の信号に応じて測定する計測スタート信号の前に所定時間動作させることにより、遅延手段を周囲温度により初期安定化方法を変化することで最適な状態に素早くもっていくことが可能になる。
【0095】
(11)遅延手段を被測定流体の流量に応じて測定する計測スタート信号の前に所定時間動作させることにより、低流量でも安定な時間精度を維持することができ、その結果流量の精度も向上することが可能となる。
【0096】
(12)遅延手段を計測を行うために供給する電源電圧を検知する電圧検知手段の出力に応じて測定する計測スタート信号の前に所定時間動作させることにより、測定前の初期安定化方法を変化することで測定系の状態から最適な遅延手段の初期動作を設定することが可能になる。
【0097】
(13)予め遅延手段の安定度が飽和する回数または動作時間の少なくとも一つを記憶しておく第1の記憶手段を用い、遅延手段をこの第1の記憶手段の値に応じて測定する計測スタート信号の前に所定時間動作させることにより、遅延手段固有の情報により動作するため安定な状態を簡単に設定することが可能になり、流量測定装置のバラツキも小さくすることができる。
【0098】
(14)周囲温度と繰り返し回数と繰り返し時間とトリガ信号を出力してからタイミング検知手段により受信タイミングを検知した時間と切換え手段の動作時間と流量と供給する電源電圧との少なくとも2つ以上の組み合わせによる最適な遅延時間を記憶しておく第2の記憶手段を用い、遅延手段を前記第2の記憶手段の値に応じて測定する計測スタート信号の前に所定時間動作させることにより、遅延手段固有の情報と周囲の状態を考慮した動作するため安定な状態を簡単に設定することが可能になり、流量測定装置のバラツキも小さくすることができる。
【0099】
(15)第1の記憶手段を書き換え可能とすることにより、流量計測装置の設置した場所や時期により遅延手段の最適動作点がずれている場合はその内容を修正できる。また経年変化等が発生した場合も同様に書き換えて対応することが可能である。そして長時間安定な状態を維持することが可能となる。
【0100】
(16)第2の記憶手段を計測中に条件に応じて書き換えを行うことにより、電池電圧の経年低下や各構成要素の経年変化等が発生してきても場合も同様に書き換えて対応することが可能である。そして長時間安定な状態を維持することが可能となる。
【0101】
(17)第1の記憶手段を計測中に条件に応じて書き換えを行うことにより、測定状態によって遅延手段の初期動作を変更し測定系として最適な状態を確立することが簡単に実現できる。
【0102】
(18)第2の記憶手段を計測中に条件に応じて書き換えを行うことにより、測定状態によって遅延手段の初期動作を変更し測定系として最適な状態を確立することが簡単に実現できる。また電源電圧との相関を考慮することにより長時間動作を可能にすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例1における流量計測装置の全体のブロック図
【図2】 (a)同流量計測装置における繰り返し回数と遅延時間の関係を示す図
(b)同流量計測装置における繰り返し時間と遅延時間の関係を示す図
(c)同流量計測装置における1回の繰り返し時間と遅延時間の関係を示す図
【図3】 (a)同流量計測装置の発振波の動作を示すタイミングチャート
(b)同流量計測装置の受信波の動作を示すタイミングチャート
(c)同流量計測装置の遅延手段の動作を示すタイミングチャート
【図4】 本発明の実施例2における流量計測装置の全体のブロック図
【図5】 同流量計測装置の切換え手段の動作における遅延時間の状態を示す図
【図6】 (a)同流量計測装置の第1の振動子動作を示すタイミングチャート
(b)同流量計測装置の第2の振動子動作を示すタイミングチャート
【図7】 本発明の実施例3における流量計測装置の全体のブロック図
【図8】 本発明の実施例4における超音波流速計の流量計測装置全体のブロック図
【図9】 従来の流量計測装置の全体のブロック図
【符号の説明】
1 流路
12 第1の振動子
13 第2の振動子
14 駆動手段
15 制御手段
16 タイミング検知手段
17 遅延手段
18 繰返し手段
19 計時手段
20 流量演算手段
21 切換え手段
22 温度検出手段
23 電圧検出手段
24 第1の記憶手段
25 第2の記憶手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a flow rate measuring device that measures the flow rate of a gas or a liquid by ultrasonic waves.
[0002]
[Prior art]
A conventional flow rate measuring apparatus is generally as shown in FIG. This apparatus includes an
[0003]
In the ultrasonic current meter, when the
[0004]
v = (L / t) -c (Formula 1)
The
[0005]
The received signal has a waveform that rises gently, and the level of the received signal changes depending on the temperature characteristics of the ultrasonic sensor and the flow velocity. If the reference voltage and the level of the received signal are not appropriate, the operation of the
[0006]
As another measurement method, the determination result of the
[0007]
v = L / (ts / n−Td) −c (Expression 2)
According to this method, it is possible to measure with higher accuracy than the method of (Equation 1).
[0008]
In addition, there is a method in which the
[0009]
v = L / 2 ((1 / t1)-(1 / t2)) (Formula 3)
According to this method, the flow rate can be measured without being affected by the change in the sound speed, and thus it is widely used for measuring the flow velocity, the flow rate, the distance, and the like.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the accuracy of the delay time of the delay circuit in the conventional ultrasonic flowmeter directly affects the measurement accuracy, the realization of a delay circuit having a highly accurate delay time has been a problem.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the conventional problem, the delay means in the flow rate measuring device of the present invention is: , Consisting of LC distributed constant circuit including resistance component, The output of the timing detection means for determining the reception timing is output as a trigger signal for the drive circuit with a predetermined time delay. Before, the operation is performed before the measurement start signal for a predetermined time required for the temperature of the resistance component to reach the equilibrium point, and the time measuring means is from when the measurement start signal is output until when the operation of the repetitive means is stopped. The time of Is.
[0012]
As a result, the delay means operates before sending the measurement start signal, so that the unstable operation at the initial stage of the operation is performed in advance and becomes stable. Accurate measurement is possible.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First The invention includes a pair of transducers arranged in a flow path through which a fluid to be measured flows and transmits / receives ultrasonic waves, and a driving unit that drives one of the transducers , Timing detection means for receiving the output from the other transducer and determining the reception timing; It consists of LC distributed constant circuit including resistance component, A delay unit that outputs the output of the timing detection unit as a trigger signal of the drive unit with a delay of a predetermined time, an ultrasonic wave transmission and reception, and the number of operations of repeating the ultrasonic wave transmission and reception again after a delay operation are measured and predetermined. Repetitive means for stopping the operation at the number of times, Control means for outputting a measurement start signal for causing the drive means to perform the first drive; Measuring means for measuring the propagation time of the ultrasonic wave from at least the driving of the vibrator by the driving means to stopping the operation of the repeating means; and the flow rate of the fluid to be measured between the pair of vibrators from the value of the timing means. Calculation means obtained by calculation and , Comprising the delay means Is Before the measurement start signal , The operation is performed before the measurement start signal for a predetermined time necessary for the temperature of the resistance component to reach the equilibrium point, and the time measuring means determines the time from the output of the measurement start signal to the stop of the operation of the repetitive means. Time This is a flow rate measuring device.
[0014]
The delay means operates before sending the measurement start signal so that the unstable operation at the initial stage of the operation is performed in advance and becomes stable. Measurement is possible.
[0015]
Second The invention is particularly In the first invention, By operating the delay means for a predetermined time before the measurement start signal according to the number of repetitions set in the repetition means, the operation time of the delay means can be adjusted, and the change in measurement accuracy with respect to the number of repetitions can be reduced and stable. Accurate flow measurement can be performed.
[0016]
Third The invention is particularly In the first invention, By operating the delay means for a predetermined time before the measurement start signal according to the value of the time measurement means, even if the total repetition time obtained by the time measurement means changes, the initial operation is performed in consideration of the characteristics of the delay means. Thus, since the delay means performs a stable operation, it is possible to realize accurate measurement.
[0017]
4th The invention A pair of transducers arranged in the flow path through which the measurement fluid flows, transmitting and receiving ultrasonic waves, a driving unit that drives one transducer, a timing detection unit that receives an output from the other transducer and determines a reception timing; It consists of an LC distributed constant circuit including a resistance component, delay means for delaying the output of the timing detection means for a predetermined time and outputting it as a trigger signal of the drive means, transmission / reception of ultrasonic waves, and transmission / reception of ultrasonic waves again after a delay operation by the delay means Repeating means for measuring the number of times of repeating the operation and stopping the operation at a predetermined number of times, control means for outputting a measurement start signal for causing the driving means to perform the first drive, and timing means for measuring the propagation time of the ultrasonic wave, A calculating means for calculating the flow velocity of the fluid under measurement between the pair of vibrators from the value of the time measuring means, By operating the delay means for a predetermined time before the measurement start signal in accordance with the time when the reception timing is detected by the timing detection means after outputting the measurement start signal, the delay means is set according to the time per one repetition. Adjust the working time in advance Can In addition, stable measurement can be realized by reducing variation in delay time due to heat radiation of the delay means itself.
[0018]
5th The invention Especially in the first or second invention, A switching means for switching and setting a transmission function and a reception function of two vibrators for transmitting and receiving ultrasonic waves; Presence of Considering , The delay means is operated for a predetermined time before the measurement start signal according to the number of repetitions set in the repetition means, thereby measuring the propagation time from upstream to downstream and from downstream to upstream, and obtaining the flow rate from the propagation time difference. At this time, since the difference in the initial operating characteristics of the delay means can be reduced, the flow rate can be obtained with high accuracy.
[0019]
6th The invention Especially in the first or third invention, A switching means for switching and setting a transmission function and a reception function of two vibrators for transmitting and receiving ultrasonic waves; Presence of Considering , By operating the delay means for a predetermined time before the measurement start signal according to the value of the time measurement means, the propagation time of the delay means is determined when measuring the propagation time from upstream to downstream and from downstream to upstream and determining the flow rate from the propagation time difference. The difference in the initial operation can be reduced, and the measurement accuracy can be improved.
[0020]
7th The invention Especially in the first invention, A switching means for switching and setting a transmission function and a reception function of two vibrators for transmitting and receiving ultrasonic waves; Presence of Considering , The delay means is operated for a predetermined time before the measurement start signal according to the time when the reception timing is detected by the timing detection means after the measurement start signal is output, so that the switching means is considered before or after the operation. In addition, since the delay means is operated for a predetermined time immediately before the measurement, taking into account the time per repetition, the difference in operation of the delay means can be reduced when determining the flow rate from the propagation time difference, Accuracy can be improved.
[0021]
8th The invention Especially in the first invention, Has switching means to switch and set the transmission function and reception function of two transducers that transmit and receive ultrasonic waves , By operating the delay means for a predetermined time before the measurement start signal according to the operation time of the switching means, the state of the measurement system can be made substantially the same when measuring the propagation time difference, and the flow measurement accuracy is improved. Can be achieved.
[0022]
9th The invention Especially in the first invention, Has switching means to switch and set the transmission function and reception function of two transducers that transmit and receive ultrasonic waves , After switching the pair of transmission and reception by the switching means, the delay means is operated for a predetermined time before the measurement start signal according to the time until the next measurement start signal, so that it is an optimal measurement system for measuring the propagation time difference. To improve accuracy.
[0023]
10th The invention Especially in the first invention, Has temperature detection means , By operating the delay means for a predetermined time before the measurement start signal according to the signal from the temperature detection means, it is possible to quickly bring the delay means to an optimum state by changing the initial stabilization method according to the ambient temperature. become.
[0024]
Eleventh The invention Especially in the first invention, By operating the delay means for a predetermined time before the measurement start signal according to the flow rate of the fluid to be measured, stable time accuracy can be maintained even at low flow rates, and as a result, the flow rate accuracy can be improved. Become.
[0025]
12th The invention Especially in the first invention, It has voltage detection means to detect the power supply voltage to be supplied for measurement , By operating the delay means for a predetermined time before the measurement start signal in accordance with the output of the voltage detection means, the initial stabilization method before measurement is changed. This makes it possible to set the optimum initial operation of the delay means from the state of the measurement system.
[0026]
Thirteenth The invention Especially in the first invention, First storage means for storing in advance at least one of the number of times the stability of the delay means is saturated or the operation time; , By operating the delay means for a predetermined time before the measurement start signal according to the value of the first storage means, it becomes possible to easily set a stable state because it operates according to information unique to the delay means, Variations in the flow rate measuring device can also be reduced.
[0027]
14th The invention Especially in the first invention, Optimum by a combination of at least two or more of the ambient temperature, the number of repetitions, the repetition time, the time when the reception timing is detected by the timing detection means, the operation time of the switching means, the flow rate, and the power supply voltage to be supplied Second storage means for storing the delay time; , By operating the delay means for a predetermined time before the measurement start signal in accordance with the value of the second storage means, it is possible to easily set a stable state in order to operate considering the information unique to the delay means and the surrounding state. Therefore, the variation in the flow rate measuring device can be reduced.
[0028]
15th The invention Particularly in the thirteenth invention, By making the first storage means rewritable, the contents can be corrected if the optimum operating point of the delay means is deviated depending on the location and time of installation of the flow rate measuring device. In addition, when an aging change or the like occurs, it can be similarly rewritten and dealt with. And it becomes possible to maintain a stable state for a long time.
[0029]
16th The invention Particularly in the fourteenth invention, By rewriting the second storage means according to conditions during measurement, even if a battery voltage aging or a secular change of each component occurs, it can be rewritten and dealt with similarly. . And it becomes possible to maintain a stable state for a long time.
[0030]
17th The invention Especially in the thirteenth or fifteenth invention, By rewriting the first storage means according to conditions during measurement, it is possible to easily realize the optimum state as the measurement system by changing the initial operation of the delay means according to the measurement state.
[0031]
18th The invention Especially in the fourteenth or sixteenth invention, By rewriting the second storage means according to conditions during measurement, it is possible to easily realize the optimum state as a measurement system by changing the initial operation of the delay means according to the measurement state. In addition, it is possible to operate for a long time by considering the correlation with the power supply voltage.
[0032]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0033]
Example 1
FIG. Is 1 is a block diagram of an ultrasonic flow meter related to Example 1. FIG. FIG. 2A shows the operation timing of the delay means. 1, the ultrasonic flowmeter of the present invention includes a
[0034]
The delay means 17 operates for a predetermined time before sending a measurement start signal for urging the drive signal from the control means 15 to the
[0035]
For example, the determination result of the
[0036]
In this case, when the number of repetitions is several hundred, the operation of the delay means 17 may differ between the first time and the last time. Usually, an LC distributed constant circuit or the like is used as the delay means 17, but these elements also include a resistance component.
[0037]
If there is a resistance component in the delay means 17, there is no problem in the first repetition if a current is passed. However, as the number of times is increased, heat is generated by the current, and as a result, the delay time changes. However, since this heat generation also has an equilibrium point, the delay time may be regarded as constant at a certain number of repetitions. FIG. 2A shows a conceptual diagram of the number of repetitions and the delay time per delay of the delay means 17.
[0038]
If the number of repetitions is less than this, the difference in delay time is large, so the long delay means 17 is operated before measurement. When the number of repetitions is large, the difference in delay time is small, and the initial time difference may be averaged by the number of times and may enter the error range. In such a case, the delay means 17 may be operated for a short time before the measurement start signal to be measured.
[0039]
The operation of the delay means 17 before the measurement start signal for starting the measurement may be changed in proportion to the number of repetitions, or may be a fixed time longer than the specified number. In actual use, the time is determined based on the capacity of the power source and the measurement time. In order to further improve the measurement accuracy, the following is considered. If the number of repetitions at the time of measurement is not sufficiently large with respect to the number of times that the delay time becomes stable (x in FIG. 2), the delay means 17 is operated at least for the time required for x times. Thus, the operation of the delay means 17 becomes sufficiently stable, and it becomes possible to realize a delay time with higher accuracy than the initial measurement.
[0040]
As described above, the unstable operation at the initial stage of the operation of the delay means 17 can be performed in advance, and the operation at the time of measurement can be stabilized. Therefore, stable time measurement can be performed and accurate flow rate measurement can be performed. In particular, by adjusting the operating time of the delay means 17, the change in measurement accuracy with respect to the number of repetitions can be reduced, and stable and accurate flow rate measurement can be performed.
[0041]
The series of flows is as shown in the timing diagram of FIG.
[0042]
Further, if the distance between the vibrators changes or the delay time unique to the delay means 17 changes, the total time measured by the time measuring means 19 changes even if the number of repetitions is the same. When the delay means 17 has a resistance component as described above, the thermal equilibrium point may be related not to the number of repetitions but to the total time of repetition.
[0043]
In this case, in order to improve the measurement accuracy, the delay means 17 is operated before the measurement with reference to the y point in FIG. 2B where the delay time becomes stable. For example, if the total time is long, the difference in the delay time averages into the error range, so the delay means may be operated for a short time before the measurement.
[0044]
As a result, even if the total time is repeatedly changed, by performing the initial operation in consideration of the characteristics of the delay means 17, the delay means 17 performs a stable operation, so that it is possible to realize accurate measurement.
[0045]
Similarly, when the distance between the transducers changes, the delay time unique to the delay means 17 changes, or changes, the ratio of the delay time of the delay means 17 to one repetition time also changes. When the ratio of the delay time is large, the thermal equilibrium is reached in a short time. On the contrary, when the ratio of the delay time is small, the thermal equilibrium is delayed due to heat dissipation. In this case, in order to improve the measurement accuracy, the delay means 17 is operated before the measurement according to the time when the timing detection means 16 detects the reception timing after outputting the measurement start signal. For example, since the time in the delay means 17 is roughly known from the time measured by the time measuring means 19 in FIG. 1 for one repetitive operation, the delay time of the delay means 17 occupying the repeat time is known. The delay means 17 is operated before the measurement with reference to the z point in FIG.
[0046]
As a result, by adjusting the operation time before the measurement start signal for starting the measurement of the delay means 17 according to the time per repetition, the variation in the delay time due to heat dissipation of the delay means itself is reduced. Stable measurement can be realized.
[0047]
(Example 2)
In Example 2 A flow rate measuring apparatus according to the present invention will be described. FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of this embodiment. A difference from the first embodiment is that a switching means 21 is provided between the driving means 14 and the
[0048]
For example, the method of measuring the propagation time from upstream to downstream and from downstream to upstream of the fluid to be measured, which is also shown in the conventional example, obtaining the velocity v from (Equation 3), and obtaining the flow rate from the flow velocity. . This method is widely used because the flow rate can be measured without being affected by the change in sound speed, but an accurate value cannot be obtained if there is a timing error due to the delay means 17 at the time of measurement. A method for preventing this phenomenon will be described below.
[0049]
As described in the first embodiment, when the number of repetitions is several hundred, the operation of the delay means 17 differs between the first time and the last time, but there are other factors. For example, when the switching means 21 is operated after performing the repetitive operation a predetermined number of times, and the same repetitive operation is performed by reversing the transmission / reception of the vibrator, the delay means 17 is already operating before the switching operation, so that the sufficiently balanced point is reached. It may be reached. FIG. 5A is an example showing a change in delay time when the first repetitive operation is performed. FIG. 5B shows the delay time after the switching means 21 is operated and the transmission / reception direction is changed.
[0050]
Because of such characteristics, the delay means 17 is not operated before the measurement start signal to be measured according to the number of operations of the repeat means, but before or after the switching means 21 is operated. Considering this and the number of repetitions set by the repetition means, the delay means is operated for a predetermined time immediately before the measurement.
[0051]
Accordingly, when measuring the propagation time from upstream to downstream and from downstream to upstream and obtaining the flow rate from the difference in propagation time, the difference between FIGS. 5A and 5B can be reduced, so that the flow rate can be obtained with high accuracy. .
[0052]
Further, even if the number of repetitions is the same before and after the operation of the switching means 21, the total time measured by the time measuring means 19 varies. In this case, in order to improve the measurement accuracy, the delay means 17 is not operated before the measurement start signal that is measured according to the repetition time, but before or after the switching means 21 is operated. The predetermined time delay means 17 is operated before the measurement start signal to be measured in consideration of the time taken for the number of repetitions set by the repetition means.
[0053]
This makes it possible to reduce the difference in operation of the delay means 25 when measuring the propagation time from upstream to downstream and from downstream to upstream and obtaining the flow rate from the propagation time difference, thereby improving the measurement accuracy. .
[0054]
Similarly, the ratio of the delay time of the delay means 17 occupying one repetition time before and after the operation of the switching means 21 varies depending on the flow velocity or the like. In this case, in order to improve the measurement accuracy, the delay means 17 is not operated before the measurement start signal that is measured according to the time per repetition, but before or after the switching means 21 is operated. Considering this, the predetermined time delay means is operated before the measurement start signal to be measured in consideration of this and the time per repetition.
[0055]
This makes it possible to reduce the difference in operation of the delay means 17 when determining the flow rate from the propagation time difference, and improve the measurement accuracy.
[0056]
In addition, when the transmission / reception direction is switched by operating the switching means 21 and then the measurement start signal is transmitted from the control means 15 to meet the driving means 14 to drive the vibrator, the delay is made during the switching operation. The means 17 may deviate from the operation equilibrium point due to heat dissipation or the like. As a specific example, the difference in delay time shown in FIGS. 5A and 5B is changed from the thermal equilibrium point. When the series of operations is fast, there is not much time to deviate from the equilibrium point. Therefore, the difference between FIGS. 5A and 5B is large. On the contrary, when the switching operation is slow, the delay means has become warm due to a large deviation from the equilibrium point. 17 gets cold and the difference is not so much. Therefore, when obtaining the flow rate from the propagation time difference, the predetermined time delay means 17 is operated before the measurement start signal to be measured according to the time required for this switching. Specifically, when the switching time is long, the delay means is extremely cooled, so there is not much difference in the delay time before and after switching. In such a case, there is a possibility that sufficient accuracy can be obtained without operating the delay means 17 before the measurement. On the other hand, when the switching operation is performed quickly enough, the difference in delay time before and after switching is large. Therefore, when sending the measurement start signal to be measured first, it is necessary to operate the delay means 17 for a long time before the measurement in order to sufficiently warm the delay means 17.
[0057]
Thus, by operating before the measurement start signal for measuring the delay means 17 in accordance with the switching time, the state of the measurement system can be made substantially the same when measuring the propagation time difference, thereby improving the accuracy. Can do.
[0058]
In a flow rate measurement device that measures the propagation time difference between a pair of transmission / reception signals and then repeats the same operation after a certain period of time to continue the measurement, the pair of transmission / reception signal switching operations are terminated and the next measurement is performed. The delay means 17 is operated for a predetermined time before the measurement start signal to be measured according to the time until the measurement start signal is sent. In FIG. 6, at first t0, the
[0059]
In this case, the predetermined time delay means is operated immediately after the measurement start signal to be measured according to the time from t0 to t2 or the time from t1 to t2 (hereinafter, sampling interval time).
[0060]
This means that if the sampling time is sufficiently long, the delay means is also cooled down. Therefore, it is necessary to operate the delay means for a long time before measurement. On the contrary, when the sampling time is short, the delay means 17 is not so deviated from the equilibrium point. Therefore, when the measurement is performed for the first time after the sampling time elapses, the delay means 17 is operated before the measurement start signal for measuring only a short time. It is possible to reach the equilibrium point of the delay means 17 sufficiently. Thus, by operating before the measurement start signal for measuring the delay means 17 in accordance with the sampling time, it is possible to realize an optimum measurement system when measuring the propagation time difference and improve the accuracy.
[0061]
In this case, after the sampling time elapses, the first vibrator always starts the operation of measuring the propagation time difference on the transmission side, but there is no problem even if the second vibrator starts measurement on the transmission side.
[0062]
(Example 3)
In Example 3 A flow rate measuring apparatus according to the present invention will be described. FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of this embodiment. The difference from the first embodiment is that a temperature detection unit and a voltage detection unit are provided.
[0063]
The delay means 17 has an equilibrium point due to temperature. Therefore, the stabilization time varies depending on the ambient temperature. For this reason, the temperature detection means 22 is provided, and the measurement is started after the signal from the temperature detection means 22 is operated for a predetermined time before the measurement start signal for measuring the delay means 17 in accordance with the signal and is brought into a stable state. For example, it takes a long time to reach a stable state at low temperatures, such as in winter. There is a case.
[0064]
In this way, by changing the initial stabilization method according to the ambient temperature, the delay means 17 can be quickly brought to an optimum state.
[0065]
Further, the flow rate calculation means 20 obtains the flow rate from the measured time difference. A large flow rate means that the difference in propagation time obtained by switching transmission / reception of ultrasonic waves increases because the fluid to be measured flows through the flow path at high speed. If the propagation time difference is large, the measurement error is not so conspicuous, but if the flow rate is small, the propagation time difference is small. If the operation of the delay means 17 is not stable, the measurement error becomes large. Therefore, the measurement is started after being operated for a predetermined time before the measurement start signal for measuring the delay means 17 in accordance with the flow rate obtained by the flow rate calculation means 20 to be in a stable state.
[0066]
By performing such an operation, it is possible to maintain a stable time accuracy even at a low flow rate, and as a result, it is possible to improve the accuracy of the flow rate.
[0067]
The delay means 17 has an equilibrium point due to temperature. When this measuring system is operated electrically, the amount of heat generated varies depending on the voltage. Accordingly, the voltage detection means 23 for monitoring the power supply voltage supplied to the measurement system is provided, and the delay means 17 is operated for a predetermined time immediately before the measurement in accordance with a signal from the voltage detection means 23 to be in a stable state. Start measurement. For example, when a battery is used, the voltage is high at the beginning of operation, but the voltage gradually decreases as it is used. In the case of a high voltage, there is a high possibility that a large amount of current flows and a large amount of heat is generated. In this case, the thermal equilibrium point is reached quickly. On the other hand, when the voltage is low, not much current flows and it takes time to reach the thermal equilibrium point. Considering these states, the initial stabilization method is changed before the measurement start signal to be measured according to the voltage.
[0068]
This makes it possible to set the optimum initial operation of the delay means from the state of the measurement system.
[0069]
Further, it is possible to perform a power saving operation by monitoring the voltage. In the figure, the temperature detecting means and the voltage detecting means are combined, but if one of them is present, the operation can be sufficiently satisfied.
[0070]
Although the switching means is not described in the drawing shown in the present embodiment, the same effect can be obtained with the configuration having the switching means as shown in the second embodiment.
[0071]
(Example 4)
In Example 4 A flow rate measuring apparatus according to the present invention will be described. FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of this embodiment. The difference from the first embodiment is that a first storage unit and a second storage unit are provided.
[0072]
The delay means 17 is not stable in the initial stage of operation, but becomes gradually more stable as it operates. The stable state often depends on the number of times of operation or the operation time. Therefore, at least one of the number of operations or the operation time until the
[0073]
As a result, since the operation is based on the information unique to the delay means 17, it is possible to easily set a stable state and to reduce the variation of the flow rate measuring device.
[0074]
In order to improve the stability of the delay means 17, the optimum value may vary depending on the ambient temperature, the number of repetitions, the flow rate, and the power supply voltage. In order to improve the accuracy of low flow rate, it is necessary to have a measurement system that fully incorporates these factors of change. Accordingly, the ambient temperature until the delay means 17 is substantially stabilized, the number of repetitions, the repetition time, the trigger signal, and the time when the reception timing is detected by the timing detection means, the operating time of the switching means, the flow rate, and the power supply voltage to be supplied The optimum delay time due to the combination of at least two or more is previously examined and stored in the second storage means 25.
[0075]
Further, when there is an inter-object variation of the delay means 17, a value obtained by inspection is stored. In the actual operation, the delay means 17 is operated before the measurement start signal for measuring only the time corresponding to the delay time stored in the second storage means 25, and the measurement is started after it is stabilized. As a result, since the operation is performed in consideration of the information unique to the delay means 17 and the surrounding state, a stable state can be easily set, and variations in the flow rate measuring device can be reduced.
[0076]
The first storage means 24 is in a state where it can be rewritten. For example, rewriting is performed from a microcomputer or by inputting a signal from the outside. In the semiconductor memory means, the semiconductor itself can be replaced.
[0077]
As a result, when the optimum operating point of the delay means is deviated depending on the location and time of installation of the flow rate measuring device, the contents can be corrected. In addition, when an aging change or the like occurs, it can be similarly rewritten and dealt with. And it becomes possible to maintain a stable state for a long time.
[0078]
The second storage means 25 has a state in which rewriting is possible. As a result, when the optimum operating point of the delay means 17 is deviated depending on the place and time of installation of the flow rate measuring device, the contents are corrected. Even when the battery voltage ages or the aging of each constituent element occurs, it can be similarly rewritten and dealt with. This makes it possible to maintain a stable state for a long time.
[0079]
The first storage means 24 performs rewriting according to conditions during the measurement operation. For example, when the low flow rate state continues for a long time, in order to further improve the accuracy, the time period during which the actual measurement operation is finished from the control means 15 or the like (for example, between t1 and t2 in FIGS. 6A and 6B). Etc.), the conditions are rewritten to further increase the stability of the delay means 17. On the contrary, when the flow rate is large and the operation of the delay means can be sufficiently ignored as an error, the stability of the delay means 17 can be lowered to a certain level or less. In this way, it is possible to easily realize the optimum state as the measurement system by changing the initial operation of the delay means according to the measurement state.
[0080]
The second storage means 25 performs rewriting according to conditions during the measurement operation. For example, this is a case where the temperature fluctuates rapidly depending on the installation location. In such a case, in order to maintain accuracy, the delay means 17 in the time zone during which the actual measurement operation is finished from the control means 15 or the like (for example, between t1 and t2 in FIGS. 6A and 6B). Rewrite the conditions to maintain the stability of. In this way, it is possible to easily realize the optimum state as the measurement system by changing the initial operation of the delay means according to the measurement state. In addition, it is possible to operate for a long time by considering the correlation with the power supply voltage.
[0081]
In the figure, the first storage means 24 and the second storage means 25 are combined. However, if there is one, the operation can be sufficiently satisfied.
[0082]
In the above description, the thermal balance of the delay means 17 has been described. However, the stability of the delay means 17 is not limited to heat. Can be obtained.
[0083]
In the above description, the delay means 17 is operated before the measurement start signal output from the control means 15. However, if the received signal is sufficiently stabilized by the prior operation, this delay means. The
[0084]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, the flow measurement device of the present invention provides the following effects.
[0085]
(1) By operating the delay means before the measurement start signal for starting the measurement, an unstable state in the initial operation of the delay means can be avoided, the degree of stability of the delay time is improved, and highly accurate measurement can be performed. become.
[0086]
(2) By adjusting the operating time of the delay means according to the number of repetitions, the change in measurement accuracy with respect to the number of repetitions can be reduced, and stable and accurate flow rate measurement can be performed.
[0087]
(3) Even if the total time is changed repeatedly, by performing the initial operation in consideration of the characteristics of the delay means, the delay means performs a stable operation, so that accurate measurement can be realized.
[0088]
(4) By adjusting the operating time of the delay means in advance according to the time per repetition, stable measurement can be realized with less delay time variation due to heat dissipation of the delay means itself.
[0089]
(5) Considering before and after the operation of the switching means, the delay means is operated for a predetermined time before the measurement start signal to be measured according to the number of repetitions set in the repetition means, and from upstream to downstream and from downstream to upstream. Since the difference in the initial operating characteristics of the delay means can be reduced when the respective propagation times are measured and the flow rate is obtained from the propagation time difference, the flow rate can be obtained with high accuracy.
[0090]
(6) Considering before and after the operation of the switching means, the delay means is operated for a predetermined time before the measurement start signal that is measured according to the repetition time obtained by the time measuring means, so that the upstream to the downstream and the downstream to the upstream respectively When the propagation time is measured and the flow rate is obtained from the propagation time difference, the difference in the initial operation of the delay means can be reduced, and the measurement accuracy can be improved.
[0091]
(7) By considering the operation before and after the switching means, by operating the delay means for a predetermined time before outputting the measurement start signal and measuring the signal according to the time when the reception timing is detected by the timing detection means. Considering whether it is before or after the switching means is operated, the flow rate is obtained from the propagation time difference in order to operate the delay means for a predetermined time before the measurement start signal to be measured in consideration of the time per repetition count In this case, the difference in operation of the delay means can be reduced, and the measurement accuracy can be improved.
[0092]
(8) By operating the delay means for a predetermined time before the measurement start signal that is measured according to the operation time of the switching means, the state of the measurement system can be made substantially the same when measuring the propagation time difference. Measurement accuracy can be improved.
[0093]
(9) When measuring the propagation time difference by operating the delay means for a predetermined time before the measurement start signal measured according to the time until the next measurement start signal after switching the pair of transmission and reception by the switching means. An optimal measurement system can be realized and accuracy can be improved.
[0094]
(10) By operating the delay means for a predetermined time before the measurement start signal that is measured according to the signal of the temperature detection means, the delay means can be quickly brought into an optimum state by changing the initial stabilization method according to the ambient temperature. It becomes possible to go.
[0095]
(11) By operating the delay means for a predetermined time before the measurement start signal for measuring according to the flow rate of the fluid to be measured, stable time accuracy can be maintained even at a low flow rate, and as a result, the flow rate accuracy is also improved. It becomes possible to do.
[0096]
(12) The initial stabilization method before the measurement is changed by operating for a predetermined time before the measurement start signal to be measured according to the output of the voltage detection means for detecting the power supply voltage supplied for performing the measurement of the delay means. This makes it possible to set the optimum initial operation of the delay means from the state of the measurement system.
[0097]
(13) Measurement using a first storage unit that stores in advance at least one of the number of times that the stability of the delay unit is saturated or the operation time, and measuring the delay unit according to the value of the first storage unit By operating for a predetermined time before the start signal, the operation is based on information unique to the delay means, so that a stable state can be easily set, and variations in the flow rate measuring device can be reduced.
[0098]
(14) A combination of at least two or more of the ambient temperature, the number of repetitions, the repetition time, the time when the reception timing is detected by the timing detection means after outputting the trigger signal, the operation time of the switching means, the flow rate, and the power supply voltage to be supplied By using the second storage means for storing the optimum delay time according to the above, and by operating the delay means for a predetermined time before the measurement start signal that is measured according to the value of the second storage means, Therefore, it is possible to easily set a stable state and to reduce variations in the flow rate measuring device.
[0099]
(15) By making the first storage means rewritable, the contents can be corrected if the optimum operating point of the delay means is deviated depending on the location and time of installation of the flow rate measuring device. In addition, when an aging change or the like occurs, it can be similarly rewritten and dealt with. And it becomes possible to maintain a stable state for a long time.
[0100]
(16) By rewriting the second storage unit according to conditions during measurement, even if a battery voltage aging or a secular change of each component occurs, the case can be similarly rewritten and dealt with. Is possible. And it becomes possible to maintain a stable state for a long time.
[0101]
(17) By rewriting the first storage means according to conditions during measurement, it is possible to easily realize the optimum state as the measurement system by changing the initial operation of the delay means according to the measurement state.
[0102]
(18) By rewriting the second storage means according to conditions during measurement, it is possible to easily realize the optimum state as the measurement system by changing the initial operation of the delay means according to the measurement state. In addition, it is possible to operate for a long time by considering the correlation with the power supply voltage.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall block diagram of a flow rate measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2A is a diagram showing the relationship between the number of repetitions and the delay time in the same flow rate measuring device.
(B) The figure which shows the relationship between the repetition time and delay time in the same flow measuring device
(C) The figure which shows the relationship between one repetition time and delay time in the same flow measuring device.
FIG. 3A is a timing chart showing the operation of an oscillation wave of the flow rate measuring device.
(B) Timing chart showing received wave operation of the flow rate measuring device
(C) Timing chart showing the operation of the delay means of the flow rate measuring device
FIG. 4 is an overall block diagram of a flow rate measuring device according to
FIG. 5 is a diagram showing the state of delay time in the operation of the switching means of the flow rate measuring device
FIG. 6A is a timing chart showing the first vibrator operation of the flow rate measuring device.
(B) Timing chart showing the second vibrator operation of the flow rate measuring device
FIG. 7 is an overall block diagram of a flow rate measuring apparatus according to
FIG. 8 is a block diagram of the entire flow rate measuring device for an ultrasonic current meter in
FIG. 9 is an overall block diagram of a conventional flow rate measuring device.
[Explanation of symbols]
1 channel
12 First vibrator
13 Second vibrator
14 Drive means
15 Control means
16 Timing detection means
17 Delay means
18 Repeating means
19 Timekeeping
20 Flow rate calculation means
21 Switching means
22 Temperature detection means
23 Voltage detection means
24 first storage means
25 Second storage means
Claims (18)
一方の前記振動子を駆動する駆動手段と、
他方の前記振動子からの出力を受け受信タイミングを決定するタイミング検知手段と、
抵抗成分を含むLC分布定数回路からなり、前記タイミング検知手段の出力を所定時間遅らせて前記駆動手段のトリガ信号として出力する遅延手段と、
超音波の送受信そして遅延手段による遅延動作の後に再度超音波の送受信を繰り返すという動作回数を計測し所定の回数で動作を停止する繰り返し手段と、
前記駆動手段に最初の駆動を行わせる計測スタート信号を出力する制御手段と、
前記超音波の伝搬時間を測定する計時手段と、
前記計時手段の値から前記一対の振動子間の被測定流体の流速を演算によって求める演算手段と、を備え、
前記遅延手段は、前記抵抗成分の温度が平衡点に達するのに必要である所定時間だけ前記計測スタート信号の前に動作し、
前記計時手段は前記計測スタート信号の出力時から前記繰り返し手段の動作停止時までの時間を計時する流量計測装置。A pair of transducers arranged in the flow path of the fluid to be measured and transmitting and receiving ultrasound;
Driving means for driving one of the vibrators ;
Timing detection means for receiving the output from the other transducer and determining the reception timing;
A delay means that comprises an LC distributed constant circuit including a resistance component, delays the output of the timing detection means for a predetermined time, and outputs it as a trigger signal of the drive means;
Repeating means for measuring the number of operations of repeating the transmission and reception of ultrasonic waves again after the transmission and reception of ultrasonic waves and the delaying operation, and stopping the operation at a predetermined number of times,
Control means for outputting a measurement start signal for causing the driving means to perform initial driving;
Timing means for measuring the propagation time of the ultrasonic waves,
And a calculating means for obtaining by calculating the flow velocity of the fluid to be measured between the pair of transducers from the value of the clock means,
The delay means operates before the measurement start signal for a predetermined time required for the temperature of the resistance component to reach an equilibrium point,
The said time measuring means is a flow measuring device which time-measures the time from the time of the output of the said measurement start signal to the time of the operation stop of the said repeating means .
他方の前記振動子からの出力を受け受信タイミングを決定するタイミング検知手段と、
抵抗成分を含むLC分布定数回路からなり、前記タイミング検知手段の出力を所定時間遅らせて前記駆動手段のトリガ信号として出力する遅延手段と、
超音波の送受信そして遅延手段による遅延動作の後に再度超音波の送受信を繰り返すという動作回数を計測し所定の回数で動作を停止する繰り返し手段と、
前記駆動手段に最初の駆動を行わせる計測スタート信号を出力する制御手段と、
前記超音波の伝搬時間を測定する計時手段と、
前記計時手段の値から前記一対の振動子間の被測定流体の流速を演算によって求める演算手段と、を備え、
前記計測スタート信号を出力してからタイミング検知手段で受信タイミングを検知した時間に応じて前記抵抗成分の温度が平衡点に達するのに必要である所定時間を決定し、その動作時間だけ次の計測スタート信号の前に動作し、
前記計時手段は前記次の計測スタート信号の出力時から前記繰り返し手段の動作停止時までの時間を計時する流量計測装置。 A pair of transducers arranged in a flow path through which the measurement fluid flows and transmitting / receiving ultrasonic waves, and a driving means for driving one of the transducers;
Timing detection means for receiving the output from the other transducer and determining the reception timing;
A delay means that comprises an LC distributed constant circuit including a resistance component, delays the output of the timing detection means for a predetermined time, and outputs it as a trigger signal of the drive means;
Repeating means for measuring the number of operations of repeating the transmission and reception of ultrasonic waves again after the transmission and reception of ultrasonic waves and the delay operation by the delay means, and stopping the operation at a predetermined number of times,
Control means for outputting a measurement start signal for causing the driving means to perform initial driving;
Time measuring means for measuring the propagation time of the ultrasonic wave;
Calculating means for calculating the flow velocity of the fluid under measurement between the pair of vibrators from the value of the time measuring means,
A predetermined time required for the temperature of the resistance component to reach the equilibrium point is determined according to the time when the reception timing is detected by the timing detection means after the measurement start signal is output, and the next measurement is performed for the operation time. It works before the start signal
The time measuring means is a flow rate measuring device that measures the time from when the next measurement start signal is output to when the operation of the repeating means is stopped .
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