JPH053530B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH053530B2 JPH053530B2 JP59149026A JP14902684A JPH053530B2 JP H053530 B2 JPH053530 B2 JP H053530B2 JP 59149026 A JP59149026 A JP 59149026A JP 14902684 A JP14902684 A JP 14902684A JP H053530 B2 JPH053530 B2 JP H053530B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- value
- ultrasonic
- counter
- comparison voltage
- preset
- 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
と伝播時間差を合理的に決定することのできる超
音波流量計に関する。[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> The present invention relates to an ultrasonic flowmeter using a microcomputer, and in particular is capable of rationally determining the time point at which an ultrasonic pulse is received and the difference in propagation time. Regarding ultrasonic 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
出した時点から受波した時点までの時間差等を利
用して流量を計測するものであるので、超音波パ
ルスの検出レベルを最適なものに選定することに
より伝播時間差を正確に決めることが必要であ
る。<Prior art> Ultrasonic flowmeters measure the flow rate by using the time difference between the time when ultrasonic pulses are sent to the measured fluid and the time when they are received, so the detection level of ultrasonic pulses is optimized. It is necessary to accurately determine the propagation time difference by selecting a specific value.
このために各種の出願がなされているが、この
うち検出レベルを最適なものに選定するものとし
て昭和59年7月10日に本出願人より特許出願され
た発明の名称「超音波流量計」について第1図を
掲げこの要点を説明する。 Various applications have been filed for this purpose, among which a patent application was filed by the present applicant on July 10, 1980 for selecting the optimal detection level, and the name of the invention is "Ultrasonic Flowmeter". The main points will be explained using Figure 1.
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PL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, the part of the waveform exceeding the comparison voltage Vc of the vibration wave-like ultrasonic pulse is converted into a pulse and output as an output pulse P L.
演算回路11の入力端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。比較器9の出力パルスPLはカウ
ンタ13に入力されている。カウンタ13にはク
ロツク発振器14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13は超音波発振器
5から送出されたスタート信号Sによりクロツク
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15の中のRAM16には閾値時間テーブル
17を形成する領域が設けられている。この閾値
時間テーブル17を形成するためのプログラムは
ROM18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CPU19はカウンタ13の
内容を読み込みこのカウント値を処理してバス2
0を介してD/A変換器10へ出力する。 The pulse voltage of the output of the comparator 9 is applied to the input 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. The output pulse P L of the comparator 9 is input to the counter 13. The counter 13 receives a constant frequency clock f 0 from the clock oscillator 14.
is entered. The counter 13 is clocked by the start signal S sent from the ultrasonic oscillator 5.
It starts counting f 0 and stops counting when the first output pulse exceeds the comparison voltage V c of the comparator 9. A RAM 16 in the control circuit 15 is provided with an area in which a threshold time table 17 is formed. The program for forming this threshold time table 17 is
It is written in the ROM 18 in advance, and according to this program, the CPU 19 reads the contents of the counter 13, processes this count value, and transfers it to the bus 2.
0 to the D/A converter 10.
次に、以上のカウント値の処理に関して説明す
る。先ずCPU19の制御のもとにROM18中の
所定のプログラムにしたがい比較器9の比較電圧
VcとしてD/A変換器10を介して基準電圧l1を
読出す。この後カウンタ13はリセツト信号Rs
によりリセツトされ、カウンタ13の内容はゼロ
とされる。次に超音波発振器5から超音波パルス
Bが被測定流体2に送出されると同時にカウンタ
13はスタート信号Sを受けクロツク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、基準電圧l1を
越えた出力パルスPLを受信した時点でカウンタ
13の計数が終了する。従つてカウンタ13の計
数値nTは超音波パルスHの伝播時間Tvの概略値
を与え、〔x〕をxを越えない最大の整数を表わ
す記号とすれば、次式の如くなる。 Next, the processing of the above count value will be explained. First, under the control of the CPU 19, the comparison voltage of the comparator 9 is adjusted according to a predetermined program in the ROM 18.
The reference voltage l1 is read out via the D/A converter 10 as Vc . After this, the counter 13 receives the reset signal R s
The counter 13 is reset to zero. 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 13 receives the start signal S and starts counting the clock f0 . On the other hand, the received ultrasonic pulse H is compared with a reference voltage l1 by a comparator 9, and counting by the counter 13 ends when an output pulse P L exceeding the reference voltage l1 is received. Therefore, the count value n T of the counter 13 gives an approximate value of the propagation time T v 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=〔f0Tv〕 (1)
この基準電圧l1に対するカウンタ13の計数値
nTはRAM16中に閾値時間テーブル17を形成
するために格納される。 n T = [f 0 T v ] (1) Count value of counter 13 for this reference voltage l 1
n T is stored in RAM 16 to form a threshold time table 17.
短かい時間の間では超音波パルスの波形と伝播
時間Tvに変化がないという前提で、以上の手順
をあらかじめ決められた所定の基準電圧(l1,l2,
〜l1,〜lN)に対して実行して閾値時間テーブル
17を完成する。 On the premise that the waveform and propagation time Tv of the ultrasonic pulse do not change during a short period of time, the above procedure is performed using predetermined reference voltages (l 1 , l 2 ,
~l 1 , ~l N ) to complete the threshold time table 17.
この様にして作られた閾値時間テーブル17の
内容は、横軸に超音波パルスの伝播時間、縦軸に
基準電圧liをとつて示した第2図の様な超音波パ
ルス(点線)のエンベロープを与える平均的な波
形情報となる。伝播時間Tvはカウンタ13の計
数値nTとして測定される。閾値時間テーブル17
には各基準電圧(l1,l2,〜li,lN)に対応する伝
播時間Tvを与える概略の計数値nTが記憶されて
いるので、第2図に示す様にこの中から計数値nT
がほぼ一定となる基準電圧liの幅(闘値幅)のう
ちで最大幅Rを与える基準電圧liの中央値lΓi(度)
および対応する計数値nΓT(度)をROMに書き込
まれた手順にしたがいCPU19により求め、
RAM16に格納する。 The contents of the threshold time table 17 created in this way are as shown in Figure 2, where the horizontal axis is the propagation time of the ultrasonic pulse and the vertical axis is the reference voltage l i . This is average waveform information that gives an envelope. The propagation time T v is measured as the count value n T of the counter 13 . Threshold time table 17
Since the approximate count value n T that gives the propagation time T v corresponding to each reference voltage (l 1 , l 2 , ~l i , l N ) is stored in , as shown in Fig. 2, From count value n T
The median value lΓ i (degrees) of the reference voltage l i that gives the maximum width R among the widths (threshold value width) of the reference voltage l i where is almost constant
and the corresponding count value nΓ T (degrees) are determined by the CPU 19 according to the procedure written in the ROM,
Store in RAM16.
次に、この中央値lΓi(度)をD/A変換器10
を介して比較器9の比較電圧Vcとして設定する。 Next, this median value lΓ i (degrees) is converted to the D/A converter 10
is set as the comparison voltage V c of the comparator 9 via the .
この後、中央値lΓi(度)を閾値とした流量計測
を演算回路11により実行する。 Thereafter, the arithmetic circuit 11 executes flow rate measurement using the median lΓ i (degrees) as a threshold.
次に流量演算のための伝播時間差を求める従来
技術として特願昭58−70600号「超音波流量計」
について第3図を掲げこの要点を説明する。 Next, as a conventional technology for determining the propagation time difference for flow rate calculation, Patent Application No. 58-70600 "Ultrasonic Flowmeter"
The main points will be explained using Figure 3.
第1図におけるものと同一の機能を有する部分
には同一の符号を付し重複する説明を省略する。 Components having the same functions as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and redundant explanation will be omitted.
同期回路21はスタート信号Sを受けてデジタ
ル値の制御信号Wで制御される発振器22の発振
周波数fと同期がとられ同期信号Aを超音波発振
器5に送出する。同時に発振周波数fはデジタル
値の制御信号Nが与えられて分周比Ndに分周す
るカウンタ23に入力される。カウンタ23の出
力は分周信号Scとして時間差検出回路24の一端
に入力される。従つて同期信号Aの送出から時間
差検出回路24で受信するまでの分周時間Tsは
Ts=Nd/fとなる。 The synchronization circuit 21 receives the start signal S, is synchronized with the oscillation frequency f of the oscillator 22 controlled by the digital control signal W, and sends a synchronization signal A to the ultrasonic oscillator 5. At the same time, the oscillation frequency f is input to a counter 23 which is given a digital value control signal N and divides the frequency by a frequency division ratio Nd . The output of the counter 23 is inputted to one end of the time difference detection circuit 24 as a frequency-divided signal Sc . Therefore, the frequency division time T s from sending out the synchronizing signal A until receiving it at the time difference detection circuit 24 is
T s =N d /f.
一方、同期信号Aの送出によりこれに同期して
超音波発振器5より超音波パルスが送出され増幅
器6、切換スイツチ7、被測定流体2、切換スイ
ツチ7および増幅器8を介して時間差検出回路2
4の他端に入力される。この超音波の伝播時間は
Tvである。 On the other hand, an ultrasonic pulse is sent out from the ultrasonic oscillator 5 in synchronization with the sending of the synchronization signal A, and is transmitted to the time difference detection circuit 2 via the amplifier 6, the changeover switch 7, the fluid to be measured 2, the changeover switch 7, and the amplifier 8.
4 is input to the other end. The propagation time of this ultrasound is
Tv .
時間差検出回路24は分周時間Tsと伝播時間
Tvを比較し、その大小をPTとして出力する。比
較信号PTはどちらが早いかだけを示す1ビツト
の情報である。 The time difference detection circuit 24 calculates the frequency division time T s and the propagation time.
Compare T v and output the magnitude as P T. The comparison signal PT is 1-bit information indicating only which one is faster.
制御回路25はCPU26、ROM27、RAM
28およびバス29などで構成されている。制御
回路25は比較信号PTを取り入れ、分周時間Ts
が伝播時間Tvに一致するようにCPU26の制御
のもとに修正動作を実行する。このためにカウン
タ23への制御信号Nおよび発振器22への制御
信号Wを制御回路25より出力する。発振器22
は制御回路25よりデジタル値の制御信号Wを受
けf=fc+kWの形で発振周波数を出力する。こ
こでfcは制御信号Wがゼロの時の発振周波数であ
り、制御信号Wによりfcの近傍で周波数を変化さ
せるものである(kは定数)。分周時間TsはNd/
fで示されるので、カウンタ23の分周比Ndを
制御信号Nにより変えることにより大幅に変更で
き、また制御信号Wにより発振周波数fcの近傍で
変化させ微細に変化させることができる。この制
御信号NまたはWを何度も変化させて伝播時間
Tvに分周時間Tsを近づけるには遂次近似法など
の公知の手段に用いられる。 The control circuit 25 includes a CPU 26, a ROM 27, and a RAM.
28 and a bus 29. The control circuit 25 takes in the comparison signal P T and divides the frequency division time T s
Correcting operations are performed under the control of the CPU 26 so that Tv corresponds to the propagation time Tv . For this purpose, a control signal N to the counter 23 and a control signal W to the oscillator 22 are output from the control circuit 25. Oscillator 22
receives a digital value control signal W from the control circuit 25 and outputs an oscillation frequency in the form of f=f c +kW. Here, f c is the oscillation frequency when the control signal W is zero, and the frequency is changed in the vicinity of f c by the control signal W (k is a constant). The division time T s is N d /
Since the frequency division ratio N d of the counter 23 can be changed significantly by changing the frequency division ratio N d of the counter 23 using the control signal N, it can also be changed minutely by changing it in the vicinity of the oscillation frequency f c using the control signal W. The propagation time is determined by changing this control signal N or W many times.
In order to bring the dividing time T s close to T v , known means such as successive approximation are used.
以上の如くしてTv=Tsになつた状態を制御回
路25は知ることができるので伝播時間Tvが求
められる。切換スイツチ7を交互に切換えて流れ
方向Fとこれに逆方向に超音波パルスを送出した
ときの伝播時間をそれぞれT+、T-とするとこれ
等の差を用いて流量が演算でき、出力回路30か
ら流量Qを出力する。 As described above, since the control circuit 25 can know the state where T v =T s , the propagation time T v can be determined. If the propagation times when the changeover switch 7 is switched alternately and ultrasonic pulses are sent in the flow direction F and in the opposite direction are respectively T + and T - , the flow rate can be calculated using these differences, and the output circuit The flow rate Q is output from 30.
第1図に示す従来技術では超音波パルスの最適
な検出レベルの決定に関し、第3図に示す従来技
術では超音波パルスの伝播時間差の有効な決定に
関しそれぞれ提案しているが、実際の超音波流量
計ではこの双方の機能を具備している必要があ
る。 The conventional technique shown in FIG. 1 proposes the determination of the optimal detection level of ultrasonic pulses, and the conventional technique shown in FIG. 3 proposes the effective determination of the propagation time difference of ultrasonic pulses. A flowmeter must have both of these functions.
しかし、単にこの2つの機能を加えただけでは
冗長となり信頼性の低下を招きかつコストの上昇
にもなる欠点を持つ。 However, simply adding these two functions has the drawback of becoming redundant, lowering reliability, and increasing cost.
〈発明の目的〉
本発明は、前記の従来技術に鑑み、超音波パル
スの最適な検出レベルが設定できかつ有効な時間
差の演算が合理的に出来その結果安定な流量計測
のできる超音波流量計を提供することを目的とす
る。<Object of the Invention> In view of the above-mentioned prior art, the present invention provides an ultrasonic flowmeter that can set an optimal detection level of ultrasonic pulses, can reasonably calculate an effective time difference, and as a result can stably measure the flow rate. The purpose is to provide
〈発明の構成〉
この目的を達成する本発明の構成は、超音波流
量計に係り、被測定流体パルスに送出され受信さ
れた超音波パルスが一方に入力され他方に比較電
圧が入力された比較器と、デジタル値により制御
されて対応する周波数を出力する発振器と、超音
波パルスの送出から受信するまでの周波数の計数
値を測定するプリセツトカウンタと、比較電圧を
変えながら対応する計数値を測定して比較電圧の
変化に対する計数値がほぼ一定になる比較電圧の
最大幅を与える比較電圧の中央値を演算する第1
演算手段と、比較電圧として中央値が設定された
ときのプリセツトカウンタの計数値から求められ
る伝播時間と周波数をプリセツトカウンタで分周
してプリセツト値に対応して得られる時間幅との
比較によりプリセツト値とデジタル値を変更して
伝播時間に時間幅を一致させる第2演算手段と、
第2演算手段による演算結果を用いて流量を演算
することを特徴とする。<Configuration of the Invention> The configuration of the present invention that achieves this object relates to an ultrasonic flowmeter, in which an ultrasonic pulse transmitted and received by a fluid pulse to be measured is inputted to one side, and a comparison voltage is inputted to the other side. an oscillator that outputs a corresponding frequency that is controlled by a digital value, a preset counter that measures the frequency count from the sending of the ultrasonic pulse to its reception, and a preset counter that measures the corresponding count value while changing the comparison voltage. The first step is to calculate the median value of the comparison voltage that gives the maximum width of the comparison voltage at which the count value with respect to the change in the comparison voltage becomes almost constant.
Comparison between the calculation means and the time width obtained corresponding to the preset value by dividing the propagation time and frequency obtained from the count value of the preset counter when the median value is set as the comparison voltage by the preset counter. a second calculation means for changing the preset value and the digital value to match the time width to the propagation time;
It is characterized in that the flow rate is calculated using the calculation result by the second calculation means.
〈実施例〉
以下、本発明の実施例について図面に基づいて
説明する。<Example> Hereinafter, an example of the present invention will be described based on the drawings.
第4図は本発明の実施例の構成を示すブロツク
図である。以下の説明においては第1図および第
3図に示すものに対応する機能を有する部分には
それぞれ同一の番号を付し重複する説明は省略し
てある。 FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention. In the following description, parts having functions corresponding to those shown in FIGS. 1 and 3 are given the same numbers, and redundant descriptions are omitted.
発振器22はデジ仲タル値の制御信号Wが与え
られて対応する発振周波数fを出力している。こ
の出力は同期回路21に入力されスタート信号S
を受けて発振周波数fと同期がとられて同期信号
Aが超音波発振器5に与えられて被測定流体2に
超音波パルスを送出する。同期回路21の出力端
はフリツプフロツプ31のセツト端子Sに接続さ
れ、同期信号Aの送出と同時にフリツプフロツプ
31の出力端Qを“H”レベルとする。出力端Q
とアンドゲート32の入力の一端が接続されてい
るので、発振器22の出力端と接続されているア
ンドゲート32の出力端には発振周波数fが出力
される。この出力はプリセツト値Npのプリセツ
トカウンタ33に入力され、同期信号Aの送出か
ら発振周波数fを例えばダウンカウントし始め
る。 The oscillator 22 is given a control signal W of a digital value and outputs a corresponding oscillation frequency f. This output is input to the synchronization circuit 21 and the start signal S
In response to this, synchronization is established with the oscillation frequency f, and a synchronization signal A is given to the ultrasonic oscillator 5, which sends an ultrasonic pulse to the fluid 2 to be measured. The output terminal of the synchronizing circuit 21 is connected to the set terminal S of the flip-flop 31, and at the same time as the synchronizing signal A is sent out, the output terminal Q of the flip-flop 31 is set to the "H" level. Output end Q
Since one end of the input of the AND gate 32 is connected to the output end of the AND gate 32, the oscillation frequency f is outputted to the output end of the AND gate 32, which is connected to the output end of the oscillator 22. This output is input to a preset counter 33 with a preset value Np , and the oscillation frequency f starts to be counted down, for example, from the sending of the synchronizing signal A.
一方、被測定流体2からの超音波パルスHは比
較器9の一方に入力され、他方にはD/A変換器
10から与えられた比較電圧Vcとして与えられ
た基準電圧l1と比較され、基準電圧l1を超えたパ
ルスが出力パルスPLとして出力される。この出
力パルスPLがフリツプフロツプ31のリセツト
端子Rに与えられてその出力端Qのレベルを
“L”レベルにする。このため発振周波数fのカ
ウントは停止される。従つてプリセツトカウンタ
33のカウント値nTプ(=Np−n)の1/fは
超音波パルスの伝播時間Tvの概略値を与える。
このカウント値nTの1/fの値は制御回路34内
のRAM35の閾値時間テーブル17内にCPU3
6の制御のもとに所定のROM37の手順に従つ
てバス38を介して格納される。以上の手順を第
1図における超音波流量計と同じく繰り返し各種
基準電圧(l1,l2〜li,〜lN)に対して実行して閾
値時間テーブル17を完成する。この閾値時間テ
ーブル17を用いて中央値lΓi(度)を決定する手
順は第1図に示すものと同じである。 On the other hand, the ultrasonic pulse H from the fluid to be measured 2 is input to one side of the comparator 9, and the other side is compared with the reference voltage l1 given as the comparison voltage Vc given from the D/A converter 10. , a pulse exceeding the reference voltage l1 is output as an output pulse P L. This output pulse P L is applied to the reset terminal R of the flip-flop 31 to bring the level of its output terminal Q to the "L" level. Therefore, counting of the oscillation frequency f is stopped. Therefore, 1/f of the count value n T p (=N p -n) of the preset counter 33 gives an approximate value of the propagation time T v of the ultrasonic pulse.
The value of 1/f of this count value nT is stored in the CPU 3 in the threshold time table 17 of the RAM 35 in the control circuit 34.
6 is stored via the bus 38 according to a predetermined procedure of the ROM 37. The above procedure is repeated for various reference voltages (l 1 , l 2 to l i , to l N ) similarly to the ultrasonic flowmeter shown in FIG. 1 to complete the threshold time table 17. The procedure for determining the median value lΓ i (degrees) using this threshold time table 17 is the same as that shown in FIG.
この様にして決定された中央値lΓi(度)をD/
A変換器10を介して比較電圧Vcとして設定し
た後、超音波パルスの伝播時間の測定に移る。 The median lΓ i (degrees) determined in this way is D/
After setting the comparison voltage V c via the A converter 10, the process moves on to measuring the propagation time of the ultrasonic pulse.
制御回路34からスタート信号Sにより同期回
路21は同期信号Aを送出し、同時にフリツプフ
ロツプ31をセツトする。このためアンドゲート
32が開き、プリセツトカウンタ33は発振周波
数fを計数し出す。プリセツトカウンタ33はダ
ウンカウントするものとすると同期信号Aが送出
されてから伝播時間Tvが経過後、超音波パルス
を受信しフリツプフロツプ31がリセツトされア
ンドゲート32が閉じプリセツトカウンタ33の
動作が停止する。このときプリセツトカウンタ3
3にはnT=〔fTv〕個のパルスが送られているの
で計数値nは
n=Np−nT (2)
になつている。 In response to the start signal S from the control circuit 34, the synchronization circuit 21 sends out the synchronization signal A, and at the same time sets the flip-flop 31. Therefore, the AND gate 32 opens and the preset counter 33 starts counting the oscillation frequency f. Assuming that the preset counter 33 counts down, after the propagation time T v has elapsed since the synchronization signal A was sent out, an ultrasonic pulse is received, the flip-flop 31 is reset, the AND gate 32 is closed, and the operation of the preset counter 33 is stopped. Stop. At this time, preset counter 3
3, n T = [fT v ] pulses are sent, so the count value n is n = N p −n T (2).
ここでNp/f<Tvのときには超音波パルスの
受信の前にプリセツトカウンタ33の計数値は0
になり、Np/f>Tvのときにはプリセツトカウ
ンタ33の計数値が0になる前に超音波パルスの
受信により計数を停止する。従つてプリセツトカ
ウンタ33の計数停止の状態で、その計数値がプ
リセツト値Npに達したか否かで伝播時間Tvと分
周時間Tsとの大小を判断できる。この大小だけ
の判断結果により制御回路34は制御信号Wおよ
びプリセツト値Npを制御してNp/fが伝播時間
Tvに一致する様に修正動作をする。Np/f=Tv
になつた状態では、このときのNpおよびfの値
から伝播時間Tvを正確に求めることができる。
この修正動作のために制御信号Wとプリセツト値
Npを変えるアルゴリズムは例えば遂次近似法な
ど第3図におけるものと同じ手法を用いることが
できる。 Here, when N p /f<T v , the count value of the preset counter 33 is 0 before receiving the ultrasonic pulse.
When N p /f>T v , counting is stopped by reception of the ultrasonic pulse before the count value of the preset counter 33 reaches 0. Therefore, when the preset counter 33 stops counting, the magnitude of the propagation time Tv and the frequency division time Ts can be determined based on whether or not the counted value reaches the preset value Np . The control circuit 34 controls the control signal W and the preset value N p based on the judgment result of only the magnitude, so that N p /f is the propagation time.
Take corrective action to match T v . N p /f=T v
In this state, the propagation time T v can be accurately determined from the values of N p and f at this time.
For this corrective action, the control signal W and the preset value are
As an algorithm for changing N p , the same method as shown in FIG. 3, such as the successive approximation method, can be used.
以後は第2図に示すと同様にして流量演算をす
る。 Thereafter, the flow rate is calculated in the same manner as shown in FIG.
〈発明の効果〉
以上、実施例とともに具体的に説明した様に本
発明によれば、従来の如く超音波パルスの最適な
検出レベルの設定と超音波パルスの伝播時間差の
決定のために各々カウンタを必要としたのに比べ
て、1個のカウンタを用いることにより最適検出
レベルの設定と伝播時間差を求めることができ
る。<Effects of the Invention> As described above in detail with the embodiments, according to the present invention, counters are used for setting the optimum detection level of ultrasonic pulses and determining the propagation time difference of ultrasonic pulses, as in the conventional case. By using one counter, it is possible to set the optimum detection level and determine the propagation time difference.
このためハードウエアの共用化による信頼性の
向上と低コスト化を実現した上、安定な流量計測
ができる効果がある。 Therefore, it is possible to improve reliability and reduce costs by sharing hardware, and also to be able to measure the flow rate stably.
第1図は従来の第1の超音波流量計の構成を示
すブロツク図、第2図は第1図に示す超音波流量
計の伝播時間対基準電圧の関係を示す波形図、第
3図は従来の第2の超音波流量計の構成を示すブ
ロツク図、第4図は本発明の実施例を示すブロツ
ク図である。
1…管路、2…被測定流体、3,4…送受波
器、5…超音波発振器、7…切換スイツチ、9…
比較器、10…D/A変換器、11…演算回路、
13…カウンタ、14…発振器、15,25,3
4…制御回路、16,28,35…RAM、1
8,27,37…ROM、19,26,36…
CPU、22…発振器、23…カウンタ、31…
フリツプフロツプ、33…プリセツトカウンタ。
Fig. 1 is a block diagram showing the configuration of the first conventional ultrasonic flowmeter, Fig. 2 is a waveform diagram showing the relationship between propagation time and reference voltage of the ultrasonic flowmeter shown in Fig. 1, and Fig. 3 is a waveform diagram showing the relationship between propagation time and reference voltage of the ultrasonic flowmeter shown in Fig. FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of a second conventional ultrasonic flowmeter, and FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Pipe line, 2... Fluid to be measured, 3, 4... Transducer/receiver, 5... Ultrasonic oscillator, 7... Selector switch, 9...
Comparator, 10...D/A converter, 11... Arithmetic circuit,
13... Counter, 14... Oscillator, 15, 25, 3
4...Control circuit, 16, 28, 35...RAM, 1
8, 27, 37...ROM, 19, 26, 36...
CPU, 22...oscillator, 23...counter, 31...
Flip-flop, 33...preset counter.
Claims (1)
スが一方に入力され他方に比較電圧が入力された
比較器と、デジタル値により制御されて対応する
周波数を出力する発振器と、前記超音波パルスの
送出から受信するまでの前記周波数の計数値を測
定するプリセツトカウンタと、前記比較電圧を変
えながら対応する前記計数値を測定して前記比較
電圧の変化に対する前記計数値がほぼ一定になる
前記比較電圧の最大値を与える前記比較電圧の中
央値を演算する第1演算手段と、前記比較電圧と
して前記中央値が設定されたときの前記プリセツ
トカウンタの計数値から求められる伝播時間と前
記周波数を前記プリセツトカウンタで分周してプ
リセツト値に対応して得られる時間幅との比較に
より前記プリセツト値と前記デジタル値を変更し
て前記伝播時間に前記時間幅を一致させる第2演
算手段と、前記第2演算手段による演算結果を用
いて流量を演算することを特徴とする超音波流量
計。1. A comparator into which the ultrasonic pulse sent to and received by the fluid to be measured is inputted to one side and a comparison voltage inputted to the other, an oscillator that outputs a corresponding frequency controlled by a digital value, and an oscillator that outputs the corresponding frequency by controlling a digital value. a preset counter that measures the count value of the frequency from transmission to reception; and a comparison device that measures the corresponding count value while changing the comparison voltage so that the count value remains approximately constant with respect to changes in the comparison voltage. a first calculation means for calculating the median value of the comparison voltage giving the maximum value of the voltage; and a first calculation means for calculating the median value of the comparison voltage giving the maximum value of the voltage; a second calculation means that changes the preset value and the digital value by comparing the time width obtained by dividing the frequency with the preset value by the preset counter to match the time width with the propagation time; An ultrasonic flowmeter characterized in that a flow rate is calculated using a calculation result by the second calculation means.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14902684A JPS6128822A (en) | 1984-07-18 | 1984-07-18 | Ultrasonic flow meter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14902684A JPS6128822A (en) | 1984-07-18 | 1984-07-18 | Ultrasonic flow meter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6128822A JPS6128822A (en) | 1986-02-08 |
| JPH053530B2 true JPH053530B2 (en) | 1993-01-18 |
Family
ID=15466042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14902684A Granted JPS6128822A (en) | 1984-07-18 | 1984-07-18 | Ultrasonic flow meter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6128822A (en) |
-
1984
- 1984-07-18 JP JP14902684A patent/JPS6128822A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6128822A (en) | 1986-02-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3023569B2 (en) | Method and apparatus for digitally measuring acoustic burst transit time in a fluid medium | |
| US4557148A (en) | Ultrasonic flowmeter | |
| CA2535163A1 (en) | A method and apparatus for correcting output information of flow measurement apparatus | |
| JPS6018005B2 (en) | Ultrasonic flow meter that can automatically switch between transmission measurement mode and reflection measurement mode | |
| US6675111B2 (en) | Method and apparatus for measuring flow velocity and method and apparatus for measuring flow rate | |
| US4616510A (en) | Fluid velocity measuring method and apparatus | |
| JP3689973B2 (en) | Flow measuring device | |
| US4417481A (en) | Apparatus for measuring the speed of flow of a flowable medium by determining the transit time of sound waves therein | |
| JPH053530B2 (en) | ||
| EP0250660B1 (en) | Fluid velocity measuring method and apparatus | |
| JPH0921667A (en) | Flow measurement device | |
| JP2004069524A (en) | Flow measurement device | |
| US4203322A (en) | Apparatus for the ultrasonic measurement of the flow velocity of fluent media | |
| JPH07159213A (en) | Ultrasonic flow meter | |
| JPH053529B2 (en) | ||
| JP4759835B2 (en) | Flow measuring device | |
| JPH073348B2 (en) | Method and apparatus for processing measured values of ultrasonic flowmeter | |
| JP3386334B2 (en) | Ultrasonic vortex flowmeter | |
| JPH0561571B2 (en) | ||
| JP4759829B2 (en) | Flow measuring device | |
| JPH0527047B2 (en) | ||
| JPH08193861A (en) | Flow rate measuring device | |
| JPS6334994B2 (en) | ||
| JP2001174302A (en) | Ultrasonic flow meter | |
| JPH06138261A (en) | Time interval measuring device |