JPH053529B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH053529B2 JPH053529B2 JP59142569A JP14256984A JPH053529B2 JP H053529 B2 JPH053529 B2 JP H053529B2 JP 59142569 A JP59142569 A JP 59142569A JP 14256984 A JP14256984 A JP 14256984A JP H053529 B2 JPH053529 B2 JP H053529B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic pulse
- reference voltage
- ultrasonic
- pulse
- time
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、マイクロコンピユータを用いた超音
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。[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> The present invention relates to an ultrasonic flowmeter using a microcomputer, and particularly to an ultrasonic flowmeter that can rationally determine the point at which an ultrasonic pulse is received. Regarding flowmeters.
〈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
信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、超音波パ
ルスの受波時点を正確に決めることが必要であ
る。<Prior art> Ultrasonic flowmeters measure the flow rate using the time difference between when an ultrasonic pulse is sent to the fluid being measured and when it is received. It is necessary to decide accurately.
このために各種の出願がなされているが、その
一例である昭和59年6月29日にに本出願人より特
許出願された発明の名称「超音波流量計」につい
て第1図に掲げ、この要点を説明する。 Various applications have been filed for this purpose, one example of which is the patent application filed by the present applicant on June 29, 1980, entitled "Ultrasonic Flowmeter," as shown in Figure 1. Explain the main points.
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。このため
に管路1に送受波器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3,
4のいずれか一方には超音波発振器5より、増幅
器6および切換スイツチ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
ルスが切換スイツチ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Vc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Vcを越えた波形の部分がパルス化
されて出力パルスPとして出力される。 A fluid to be measured 2 is caused to flow through the pipe line 1 in the direction of arrow F, and a flow rate Q of the fluid to be measured 2 is measured. For this purpose, transducers 3 and 4 are installed in the conduit 1 so as to face each other diagonally with respect to the flow direction F. Transducer/receiver 3,
An ultrasonic pulse B in the form of a vibration wave is sent from an ultrasonic oscillator 5 to either one of the oscilloscopes 4 and 4 via an amplifier 6 and a changeover switch 7. The ultrasonic pulse received by the other of the transducers 3 and 4 via the fluid to be measured 2 is received by the amplifier 8 via the changeover switch 7. The ultrasonic pulse H output from the amplifier 8 is applied to one input end of the comparator 9, and the comparison voltage V c is applied to the other end from a digital/analog converter (hereinafter referred to as a D/A converter) 10. is being applied.
At the output end of the comparator 9, a portion of the waveform exceeding the comparison voltage V c of the vibration wave-like ultrasonic pulse is converted into a pulse and output as an output pulse P.
演算回路11の出力端I1には比較器9の出力の
パルス電圧が印加され、入力端I2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1
2に出力する。 The pulse voltage of the output of the comparator 9 is applied to the output terminal I1 of the arithmetic circuit 11, and the start signal S transmitted from the ultrasonic oscillator 5 at the same time as the ultrasonic pulse B is applied to the input terminal I2. Ru. The calculation circuit 11 calculates the time difference between the output of the comparator 9 and the start signal S, uses this result to calculate the flow rate, and outputs the output terminal 1.
Output to 2.
一方、比較器9の出力パルスPは高速のカウン
タ13を介して制御回路14に取り込まれる。制
御回路14はマイクロプロセツサ(以下、CPU
と略称する)15、リードオンメモリ(以下、
ROMと略称する)16、ランダムアクセスメモ
リ(以下、RAMと略称する)17およびこれ等
を結ぶバス18で構成されている。RAM17に
は後述する確率テーブル19を形成すべき所定領
域が確保されている。カウンタから制御回路14
に取り込まれた計数値を用いて所定の処理がなさ
れ、D/A変換器10を介して比較器9の比較電
圧Vcとして与えられる。 On the other hand, the output pulse P of the comparator 9 is taken into the control circuit 14 via the high-speed counter 13. The control circuit 14 is a microprocessor (hereinafter referred to as a CPU).
15. Read-on memory (hereinafter referred to as
It is composed of a ROM (abbreviated as ROM) 16, a random access memory (hereinafter abbreviated as RAM) 17, and a bus 18 connecting these. A predetermined area is secured in the RAM 17 in which a probability table 19 to be described later is to be formed. Control circuit 14 from counter
A predetermined process is performed using the counted value taken in, and the result is provided as a comparison voltage V c to the comparator 9 via the D/A converter 10 .
次に制御回路14について更に詳しく説明す
る。先ず、CPU15の制御のもとにROM16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l1
を読み出した後、増幅器8の出力の超音波パルス
Hと比較して基準電圧l1より大きい超音波パルス
部を比較器9より出力パルスPとして出力する。
出力パルスPはカウンタ13でカウントされ
RAM17中の所定領域に格納される。この様に
してあらかじめROM16で決めておいた基準電
圧(l1,l2,〜li,〜lo)だけ繰り返すと、各基準
電圧liを越えたパルスの数が計数できる。この手
順を所定回数Nだけ繰り返し実行すると、各基準
電圧liに対して各回にこれを越える出力パルスP
の計数値で表示される確率テーブル19が求めら
れる。 Next, the control circuit 14 will be explained in more detail. First, under the control of the CPU 15 and according to a predetermined program in the ROM 16, the reference voltage l 1 is set as the comparison voltage V c of the comparator 9 via the D/A converter 10.
After reading out, the ultrasonic pulse part which is larger than the reference voltage l1 is compared with the ultrasonic pulse H of the output of the amplifier 8 and outputted from the comparator 9 as an output pulse P.
The output pulse P is counted by the counter 13.
It is stored in a predetermined area in the RAM 17. In this way, by repeating the reference voltages (l 1 , l 2 , ~ li , ~ lo ) predetermined in the ROM 16, the number of pulses exceeding each reference voltage l i can be counted. When this procedure is repeated a predetermined number of times N, the output pulse P exceeding the reference voltage l i each time
A probability table 19 is obtained that is displayed using the count values of .
次に、この確率テーブル19において計数値
Niが一定となる各基準電圧liを越える確率P(li,
Ni(一定))の分布を第2図に示す如く求めて規
準テーブル20をROM16に記憶されているプ
ログラムにしたがつて作成する。 Next, in this probability table 19, the count value
Probability P(l i ,
The distribution of N i (constant) is determined as shown in FIG. 2, and the standard table 20 is created according to the program stored in the ROM 16.
ここで、適当な確率規準P0(<1)を設け、P
(li,Ni(一定))≧P0となる基準電圧liの幅Δliのう
ち最大の幅を与える基準計数値NΓi(第2図の例
ではNΓi=3)を求め、更にこれに対応する基準
電圧liの中央値lΓi(第2図の例ではlΓi=l3°)を
求める。 Here, we set an appropriate probability criterion P 0 (<1), and P
Find the reference count value NΓ i (NΓ i = 3 in the example in Figure 2) that gives the maximum width of the width Δl i of the reference voltage l i such that (l i , N i (constant)) ≧ P 0 , Furthermore, the median value lΓ i (lΓ i =l 3 ° in the example of FIG. 2) of the reference voltage l i corresponding to this is determined.
この様にして求めた中央値lΓi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
しこれを基準として演算回路11で流量計測をす
る。 The median value lΓ i obtained in this manner is set as the comparison voltage V c of the comparator 9 via the D/A converter 10, and the flow rate is measured by the arithmetic circuit 11 using this as a reference.
次に、比較電圧Vcを中央値lΓiに設定した比較
器9の出力パルスPはカウンタ13により計数さ
れ、制御回路14に取り込まれる。制御回路14
ではカウンタ13のカウント値Niが基準計数値
NΓiに等しいか否かをROM16中の所定のプロ
グラムを用いて演算し、Ni=NΓiならば正しい流
量が計測されたと判断して演算回路11に流量出
力を出す指示W=1を出し、Ni≠NΓiならば計測
した流量は正しくないと判断し流量出力を拒否す
る指示W=0を出す。 Next, the output pulses P of the comparator 9 with the comparison voltage V c set to the median value lΓ i are counted by the counter 13 and taken into the control circuit 14 . Control circuit 14
Then, the count value N i of counter 13 is the reference count value
A predetermined program in the ROM 16 is used to calculate whether or not it is equal to NΓ i , and if N i =NΓ i , it is determined that a correct flow rate has been measured and an instruction W=1 is issued to the calculation circuit 11 to output the flow rate. , if N i ≠ NΓ i , it is determined that the measured flow rate is incorrect and an instruction W=0 is issued to reject the flow rate output.
以上の如くして決定された中央値lΓiと基準計
数値NΓiを用いると、確率P(li,Ni)が一定値P0
よりも大きいものを用いるので超音波パルスHが
有効に使われる確率が高く精度の高い流量測定が
できる利点を持つが、超音波パルスの受信信号の
波形情報としては或る値(中央値lΓi)を越えた
超音波パルスの基準計数値NΓiしか用いられてい
ないので、超音波パルスの時間情報を含まず正確
な波形情報となつていない。このため、例えば第
3図に示す様な立ち上りの鋭い超音波パルスの波
形の場合に次の様な問題を生ずる。この様に立ち
上りの鋭い波形の場合は基準電圧として第3図に
おけるlx iを選定すればほぼ間違いなくピークXを
検出できる。しかし時間的に後にあるピーク群Z
のためピークXを検出していても基準電圧lx iを越
えるピークの数(出力パルスの数)は一定になり
難く最大確率は低下する。これに対して基準電圧
をly iに選定すれば毎回ピークYの数を計数しほぼ
一定の値となるので確率は最大になり、この従来
の基準電圧の設定手段ではピークYが選定され
る。しかしこれではせつかく鋭いピークXがある
のにそれを検出に使うことができず、最適の基準
電圧をを選択することができない。 Using the median value lΓ i and the reference count value NΓ i determined as above, the probability P (l i , N i ) becomes a constant value P 0
Because the ultrasonic pulse H is larger than ) Since only the reference count value NΓ i of ultrasonic pulses exceeding ) is used, the time information of the ultrasonic pulses is not included and the waveform information is not accurate. For this reason, for example, in the case of an ultrasonic pulse waveform with a sharp rise as shown in FIG. 3, the following problem occurs. In the case of a waveform with a sharp rise like this, the peak X can almost certainly be detected by selecting l x i in FIG. 3 as the reference voltage. However, the peak group Z that is later in time
Therefore, even if the peak X is detected, the number of peaks exceeding the reference voltage l x i (the number of output pulses) is difficult to remain constant, and the maximum probability decreases. On the other hand, if the reference voltage is selected as l y i , the probability is maximized because the number of peaks Y is counted each time and becomes a nearly constant value, and with this conventional reference voltage setting means, the peak Y is selected. . However, in this case, although there is a sharp peak X, it cannot be used for detection, and the optimum reference voltage cannot be selected.
〈発明の目的〉
本発明は、前記の従来技術に鑑み、受信された
超音波パルスの波形の時間情報も含めて検出レベ
ルを決定し安定な流量測定をすることができる超
音波流量計を提供することを目的とする。<Object of the Invention> In view of the above-mentioned conventional technology, the present invention provides an ultrasonic flowmeter that can determine the detection level including time information of the waveform of the received ultrasonic pulse and perform stable flow measurement. The purpose is to
〈本発明の構成〉
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、超音波パルスの送信から被測定流体
を介して受信するまでの超音波パルスの伝播時間
を測定する時間測定手段と、超音波パルスの検出
レベルを変える閾値設定手段と、この検出レベル
を変えながら検出レベルに対応した伝播時間を測
定し閾値時間テーブルを作成するテーブル作成手
段と、この閾値時間テーブルから検出レベルの変
化に対して伝播時間がほぼ一定となる検出レベル
の最大幅を与える検出レベルの中央値を決定する
中央値決定手段と、この中央値を検出レベルとし
て被測定流体の流量を測定することを特徴とする
ものである。<Configuration of the present invention> The configuration of the present invention that achieves this object relates to an ultrasonic flowmeter, which measures the propagation time of an ultrasonic pulse from transmission of the ultrasonic pulse to reception via the fluid to be measured. a measuring means, a threshold setting means for changing the detection level of the ultrasonic pulse, a table creation means for measuring the propagation time corresponding to the detection level while changing the detection level and creating a threshold time table, Median value determining means for determining a median value of detection levels that provides a maximum width of detection levels at which the propagation time is approximately constant with respect to changes in level, and measuring the flow rate of a fluid to be measured using this median value as the detection level. It is characterized by:
〈実施例〉
以下、本発明の実施例について図面に基づき説
明する。尚、従来技術と同一の機能を有する部分
には同一番号を付し、重複する説明は省略する。<Example> Hereinafter, an example of the present invention will be described based on the drawings. Note that parts having the same functions as those in the prior art are given the same numbers, and redundant explanations will be omitted.
第4図は本発明の実施例を示すブロツク図であ
る。比較器9の出力パルスPはカウンタ21に入
力されている。カウンタ21にはクロツク発振器
22から一定の周波数のクロツクf0が入力されて
いる。カウンタ21は超音波発振器5から送出さ
れたスタート信号Sによりクロツクf0を計数し始
め比較器9の比較電圧Vcを越えた最初の出力パ
ルスによりカウントを停止する。制御回路23の
中のRAM24には閾値時間テーブル25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25を形成するためのプログラムはROM26
にあらかじめ書き込まれており、このプログラム
に従つてCPU15はカウンタ21の内容を読込
みこのカウント値を処理してバス18を介して
D/A変換器10へ出力する。 FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. The output pulse P of the comparator 9 is input to the counter 21. A clock f 0 of a constant frequency is inputted to the counter 21 from a clock oscillator 22 . The counter 21 starts counting the clock f 0 by the start signal S sent from the ultrasonic oscillator 5 and stops counting by the first output pulse exceeding the comparison voltage V c of the comparator 9. A RAM 24 in the control circuit 23 is provided with an area in which a threshold time table 25 is formed. A program for forming this threshold time table 25 is stored in the ROM 26.
According to this program, the CPU 15 reads the contents of the counter 21, processes this count value, and outputs it to the D/A converter 10 via the bus 18.
以上のカウント値の処理に関して第5図に示す
フローチヤート図に基づき更に詳細に説明する。 The above count value processing will be explained in more detail based on the flowchart shown in FIG.
先ずCPU15の制御のもとにROM26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l1を
読出す(ステツプ)。この後カウンタ21はリ
セツト信号Rによりリセツトされ、カウンタ21
の内容はゼロとされる(ステツプ)。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21はスタート信号
Sを受けクロツクf0の計数が開始される。一方、
受信された超音波パルスHは基準電圧l1と比較器
9で比較され(ステツプ)、基準電圧l1を越え
た出力パルスPを受信した時点でカウンタ21の
計数が終了する(ステツプ)。従つてカウンタ
21の計数値nTは超音波パルスHの伝播時間T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。 First, under the control of the CPU 15, the comparison voltage of the comparator 9 is adjusted according to a predetermined program in the ROM 26.
The reference voltage l1 is read out via the D/A converter 10 as Vc (step). After this, the counter 21 is reset by the reset signal R, and the counter 21
The content of is set to zero (step). Next, the ultrasonic pulse B is sent from the ultrasonic oscillator 5 to the fluid to be measured 2, and at the same time the counter 21 receives the start signal S and starts counting the clock f0 . on the other hand,
The received ultrasonic pulse H is compared with the reference voltage l1 by the comparator 9 (step), and counting by the counter 21 ends when the output pulse P exceeding the reference voltage l1 is received (step). Therefore, the count value nT of the counter 21 gives an approximate value of the propagation time T of the ultrasonic pulse H, and if [x] is a symbol representing the largest integer not exceeding x, then the following equation is obtained.
nT=〔f0T〕 (1)
この基準電圧l1に対するカウンタ21の計数値
nTはRAM24中に閾値時間テーブル25を形成
するために格納される(ステツプ)。 n T = [f 0 T] (1) Count value of counter 21 with respect to this reference voltage l 1
nT is stored in RAM 24 to form a threshold time table 25 (step).
以上のステツプからまでの手順を、短かい
時間の間では各回の超音波パルスの波形と伝播時
間に変化がないという前提で、あらかじめ決めら
れた所定の基準電圧(l1,l2,〜l1,〜lN)に対し
て実行する(ステツプ)と閾値時間テーブル2
5が完成する。この様にして作られた閾値時間テ
ーブル25の内容は第6図に示す様に受信された
超音波パルスのエンベロープを与える平均的な波
形情報となる。第6図は横軸に超音波パルスの伝
播時間T、縦軸に基準電圧l1がとつてあり、点線
の波形が超音波パルスの波形で実線が基準電圧li
に対する超音波パルスの伝播時間Tを示してい
る。伝播時間Tはカウンタ21の計数値nTとして
測定される。閾値時間テーブル25には各基準電
圧(l1,l2,〜li,〜lN)に対応する伝播時間Tを
与える概略の計数値nTが記憶されているので、第
6図に示す様にこの中から計数値nTがほぼ一定と
なる基準電圧liの幅(閾値幅)のうちで最大幅R
を与える基準電圧liの中央値lΓiおよび対応する計
数値nT°をROMに書き込まれた手順にしたがい
CPU15により求め、RAM24に格納する(ス
テツプ)。 The procedure from the above steps is performed using predetermined reference voltages (l 1 , l 2 , ~l 1 , ~l N ) and threshold time table 2
5 is completed. The contents of the threshold time table 25 created in this way are average waveform information giving the envelope of the received ultrasonic pulse, as shown in FIG. In Figure 6, the horizontal axis is the propagation time T of the ultrasonic pulse, and the vertical axis is the reference voltage l 1 , where the dotted line waveform is the waveform of the ultrasonic pulse and the solid line is the reference voltage l i
The propagation time T of the ultrasonic pulse is shown for . The propagation time T is measured as the count value nT of the counter 21. Since the threshold time table 25 stores approximate count values nT giving the propagation time T corresponding to each reference voltage (l 1 , l 2 , ~ li , ~l N ), as shown in FIG. From these, the maximum width R among the widths (threshold widths) of the reference voltage l i where the count value n T is almost constant.
According to the procedure written in the ROM, the median value lΓ i of the reference voltage l i that gives
It is obtained by the CPU 15 and stored in the RAM 24 (step).
次に、この中央値lΓiをD/A変換器10を介
して比較器10の比較電圧Vcとして設定する
(ステツプ)。 Next, this median value lΓ i is set as the comparison voltage V c of the comparator 10 via the D/A converter 10 (step).
この後、中央値lΓiを閾値とした流量計測を演
算回路11により実行する(ステツプ)。流量
計測に当つて超音波パルスの振幅が大きく変化し
て検出ピークが変わると、fを超音波パルスの周
波数としてそのときの伝播時間Tは
|T−T0|>1/f (2)
となるので、次式が成立する。 Thereafter, the arithmetic circuit 11 executes flow rate measurement using the median lΓ i as a threshold (step). When measuring the flow rate, when the amplitude of the ultrasonic pulse changes greatly and the detection peak changes, the propagation time T at that time is |T-T 0 |>1/f (2) where f is the frequency of the ultrasonic pulse. Therefore, the following formula holds true.
|nT−nT°|−f0/f≧0 (3)
この左式の演算をCPU15により演算し(ス
テツプ)、その正負をステツプで判断する。
ここでf0/fを1より大きくしておくことにより
検出ピークの変動を判定できる。なお、f0/fを
1より大きいが、1に近い整数にするほど厳しい
判断ができる。実際には超音波パルスの周波数f
は高々1MHzであり、クロツクf0は数MHzで良く、
例えばマイクロコンピユータのクロツク信号(4
〜6MHz)が使用できる。 |n T −n T °|−f 0 /f≧0 (3) The CPU 15 calculates this left equation (step), and determines whether it is positive or negative.
Here, by setting f 0 /f larger than 1, the fluctuation of the detected peak can be determined. Note that the more severe the judgment can be made, the more f 0 /f is set to an integer greater than 1 but closer to 1. Actually the frequency f of the ultrasonic pulse
is at most 1 MHz, and clock f 0 may be several MHz,
For example, the microcomputer clock signal (4
~6MHz) can be used.
ステツプでの判断の結果、(3)式の左辺が正な
らば超音波パルスの検出ピークが大幅に変化した
ものと判断し演算回路11にW=0として指令し
演算回路11での流量計測の結果を棄却し(ステ
ツプ)、(3)式の左辺が負ならば検出ピークの大
幅な変化はなく正常と判断しW=1として演算回
路11に指令し演算回路11での流量計測の結果
を出力する(ステツプ)。 As a result of the judgment in step, if the left side of equation (3) is positive, it is judged that the detection peak of the ultrasonic pulse has changed significantly, and the calculation circuit 11 is instructed to set W=0, and the flow rate measurement in the calculation circuit 11 is changed. The result is rejected (step), and if the left side of equation (3) is negative, it is determined that there is no significant change in the detected peak and it is normal, and the calculation circuit 11 is commanded to set W = 1, and the flow rate measurement result in the calculation circuit 11 is Output (step).
この後、ステツプに移り、測定開始より所定
時間を経過したかどうかが判断され、所定時間を
経過しない場合は、決定された中央値lΓiとこれ
に対応した計数値nT°を変更する必要がないもの
としてステツプに戻り再度流量測定が繰り返さ
れる。所定時間を経過した場合はステツプに戻
り再度中央値lΓiと計数値nΓTを決める手順を実行
する。この様にして中央値lΓiと計数値nΓTが適当
な値か否かが決定される。 After this, the process moves to a step in which it is determined whether a predetermined time has elapsed since the start of measurement. If the predetermined time has not elapsed, it is necessary to change the determined median value lΓ i and the corresponding count value n T °. Assuming that there is no flow rate, the process returns to the step and the flow rate measurement is repeated again. If the predetermined time has elapsed, return to the step and execute the procedure to determine the median value lΓ i and count value nΓ T again. In this way, it is determined whether the median value lΓ i and the count value nΓ T are appropriate values.
第7図は受信波の検出の他の実施例を示すブロ
ツク図である。受信波の検出をゼロクロス点で行
う場合の例である。比較器9の出力パルスPで比
較器9の反転入力端に接続されたスイツチ27を
切換える。スイツチ27の端子27aは共通電位
点に接続される。端子27bはD/A変換器10
の出力端に接続されている。端子27cは比較器
9の反転入力端に接続されており、出力パルスP
により端子27cは端子27a又は27bに切換
えられる。以上の回路の動作につき第8図および
第9図に示す波形図を用いて説明する。第8図に
おいて点線の波形は受信された超音波パルスHの
波形であり、横軸は時間tである。比較電圧Vc
としてD/A変換器10より基準電圧l1が端子2
7bを介して与えられており、超音波パルスHが
基準電圧l1より大になると(t1時点)比較器9の
出力は反転スイツチ27を端子27a側に切換え
ゼロ電位とする。次に超音波パルスHがゼロをク
ロスした時点(t2時点)で比較器9の出力は反転
し端子27b側に切換えられ、基準電圧l1が比較
電圧Vcとして設定される。更に基準電圧l1iより
超音波パルスHが大になると(t3時点)スイツチ
27は端子27a側に切換えられゼロ電位とな
る。以上の動作を繰り返すことにより比較電圧
Vcは第8図に示す如きものとなる。第7図では
1つの基準電圧l1について説明したが、これを各
基準電圧liに対する伝播時間の関数として示した
のが第9図である。図の実線に示す様にゼロクロ
ス点での伝播時間のにより基準電圧liに対して伝
播時間Tは段階的な変化を示す。中央値lΓiの決
定がより簡単になる利点がある。なお点線で示し
た波形は第4図に示した回路の場合である。 FIG. 7 is a block diagram showing another embodiment of detection of received waves. This is an example in which received waves are detected at zero-crossing points. The output pulse P of the comparator 9 switches a switch 27 connected to the inverting input terminal of the comparator 9. Terminal 27a of switch 27 is connected to a common potential point. Terminal 27b is the D/A converter 10
connected to the output end of the The terminal 27c is connected to the inverting input terminal of the comparator 9, and the output pulse P
Terminal 27c is switched to terminal 27a or 27b. The operation of the above circuit will be explained using the waveform diagrams shown in FIGS. 8 and 9. In FIG. 8, the dotted line waveform is the waveform of the received ultrasonic pulse H, and the horizontal axis is time t. Comparison voltage V c
As a result, the reference voltage l1 from the D/A converter 10 is applied to terminal 2.
7b, and when the ultrasonic pulse H becomes higher than the reference voltage l1 (at time t1 ), the output of the comparator 9 switches the inverting switch 27 to the terminal 27a side and becomes zero potential. Next, at the time when the ultrasonic pulse H crosses zero (time t2 ), the output of the comparator 9 is inverted and switched to the terminal 27b side, and the reference voltage l1 is set as the comparison voltage Vc . Furthermore, when the ultrasonic pulse H becomes larger than the reference voltage l 1 i (at time t 3 ), the switch 27 is switched to the terminal 27a side and becomes zero potential. By repeating the above operation, the comparison voltage
V c becomes as shown in FIG. Although one reference voltage l 1 has been described in FIG. 7, FIG. 9 shows this as a function of propagation time for each reference voltage l i . As shown by the solid line in the figure, the propagation time T shows a stepwise change with respect to the reference voltage l i due to the propagation time at the zero crossing point. This has the advantage that determining the median lΓ i is easier. Note that the waveform shown by the dotted line is for the circuit shown in FIG.
〈発明の効果〉
以上、実施例と共に具体的に説明した様に本発
明によれば、超音波パルスの受信時点を決定する
に際し、受信された超音波パルスの波形の時間情
報も含めて検出レベルを決定するようにしたの
で、受信された超音波パルスの振動減衰が悪い波
形でも検出ミスが最も起りにくいような最適な検
出レベルを自動的に選定でき安定な流量測定が可
能となる。<Effects of the Invention> As specifically explained above in conjunction with the embodiments, according to the present invention, when determining the reception point of an ultrasonic pulse, the detection level is determined by including the time information of the waveform of the received ultrasonic pulse. Therefore, even if the received ultrasonic pulse has a waveform with poor vibration attenuation, the optimal detection level that makes detection errors least likely to occur can be automatically selected, making stable flow measurement possible.
第1図は従来の超音波流量計の構成を示すブロ
ツク図、第2図は第1図において計数値をパラメ
ータとしたときの基準電圧に対する確率分布を示
す波形図、第3図は超音波パルスの波形の1例を
示す波形図、第4図は本発明の一実施例を示すブ
ロツク図、第5図は第4図に示す実施例の動作を
説明するフローチヤート図、第6図は第4図に示
す実施例での伝播時間対基準電圧の関係を示す波
形図、第7図は受信波の検出の他の実施例を示す
ブロツク図、第8図は第7図に示す実施例の動作
を説明する波形図、第9図は第7図に示す実施例
の基準電圧に対する伝播時間の関係を示す特性図
を示す。
1…管路、3,4…超音波送受波器、5…超音
波発振器、7…切換スイツチ、9…比較器、10
…D/A変換器、11…演算回路、15…CPU、
21…カウンタ、22…クロツク発振器、23…
制御回路、24…RAM、25…閾値時間テーブ
ル、26…ROM、27…スイツチ、H…超音波
パルス、S…スタート信号、P…出力パル=ー
Fig. 1 is a block diagram showing the configuration of a conventional ultrasonic flowmeter, Fig. 2 is a waveform diagram showing the probability distribution for the reference voltage when the count value is used as a parameter in Fig. 1, and Fig. 3 is an ultrasonic pulse FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a flowchart explaining the operation of the embodiment shown in FIG. 4, and FIG. FIG. 4 is a waveform diagram showing the relationship between propagation time and reference voltage in the embodiment shown in FIG. 7. FIG. 7 is a block diagram showing another embodiment of reception wave detection. FIG. 9 is a waveform diagram explaining the operation, and a characteristic diagram showing the relationship between the propagation time and the reference voltage of the embodiment shown in FIG. 7. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Pipe line, 3, 4... Ultrasonic transducer, 5... Ultrasonic oscillator, 7... Changeover switch, 9... Comparator, 10
...D/A converter, 11... Arithmetic circuit, 15... CPU,
21...Counter, 22...Clock oscillator, 23...
Control circuit, 24...RAM, 25...Threshold time table, 26...ROM, 27...Switch, H...Ultrasonic pulse, S...Start signal, P...Output pulse = -
Claims (1)
受信するまでの前記超音波パルスの伝播時間を測
定する時間測定手段と、前記超音波パルスの検出
レベルを変える閾値設定手段と、前記検出レベル
を変えながら前記検出レベルに対応した前記伝播
時間を測定し閾値時間テーブルを作成するテーブ
ル作成手段と、前記閾値時間テーブルから前記検
出レベルの変化に対して前記伝播時間がほぼ一定
となる前記検出レベルの最大幅を与える前記検出
レベルの中央値を決定する中央値決定手段と、前
記中央値を前記検出レベルとして前記被測定流体
の流量を測定することを特徴とする超音波流量
計。1 Time measuring means for measuring the propagation time of the ultrasonic pulse from transmission of the ultrasonic pulse to reception through the fluid to be measured; threshold setting means for changing the detection level of the ultrasonic pulse; Table creation means for creating a threshold time table by measuring the propagation time corresponding to the detection level while changing the detection level; An ultrasonic flowmeter comprising: a median value determining means for determining a median value of the detection levels that provides a maximum width; and a flow rate of the fluid to be measured is measured using the median value as the detection level.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59142569A JPS6120821A (en) | 1984-07-10 | 1984-07-10 | Ultrasonic flowmeter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59142569A JPS6120821A (en) | 1984-07-10 | 1984-07-10 | Ultrasonic flowmeter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6120821A JPS6120821A (en) | 1986-01-29 |
| JPH053529B2 true JPH053529B2 (en) | 1993-01-18 |
Family
ID=15318371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59142569A Granted JPS6120821A (en) | 1984-07-10 | 1984-07-10 | Ultrasonic flowmeter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6120821A (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4760115B2 (en) * | 2005-04-28 | 2011-08-31 | パナソニック株式会社 | Fluid flow measuring device |
| JP5229349B2 (en) * | 2011-04-13 | 2013-07-03 | パナソニック株式会社 | Fluid flow measuring device |
| JP2019035593A (en) * | 2017-08-10 | 2019-03-07 | ローム株式会社 | Sensor signal processing device |
-
1984
- 1984-07-10 JP JP59142569A patent/JPS6120821A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6120821A (en) | 1986-01-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0733885A1 (en) | Ultrasonic flowmeter with temperature and pressure compensation | |
| US4966040A (en) | Karman vortex flowmeter with signal waveform shaper circuit | |
| JPWO2005083372A1 (en) | Ultrasonic flowmeter compatible with both pulse Doppler method and propagation time difference method, method and program for automatically selecting measurement method in the flowmeter, and electronic device for the flowmeter | |
| US4616510A (en) | Fluid velocity measuring method and apparatus | |
| KR920010913B1 (en) | Vortex flowmeter | |
| JPH053529B2 (en) | ||
| JP3689973B2 (en) | Flow measuring device | |
| JP3651124B2 (en) | Ultrasonic measuring device and flow measuring device including the same | |
| JP2001358786A (en) | Method and device for deciding fsk signal frequency and recording medium | |
| JPH054004B2 (en) | ||
| EP0250660B1 (en) | Fluid velocity measuring method and apparatus | |
| JP2004069524A (en) | Flow measurement device | |
| JPH053528B2 (en) | ||
| JPS62180219A (en) | Measured value processing method for ultrasonic flow meter | |
| JPH073348B2 (en) | Method and apparatus for processing measured values of ultrasonic flowmeter | |
| JPH053530B2 (en) | ||
| JP3386334B2 (en) | Ultrasonic vortex flowmeter | |
| JP3438371B2 (en) | Flow measurement device | |
| JPH0447249B2 (en) | ||
| JPH06103196B2 (en) | Engine air intake measurement device | |
| SU1698648A1 (en) | Ultrasonic flow rate meter | |
| JP3034271B2 (en) | Ultrasonic distance measuring method and apparatus | |
| JP2001059757A (en) | Ultrasonic flow rate meter | |
| JPS593314A (en) | Ultrasonic wave detection type karman's vortex current meter | |
| SU828068A1 (en) | Device for material quality control |