JP3419341B2 - 流量計測装置 - Google Patents
流量計測装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波を利用して
ガスなどの流量を計測する流量計測装置に関するもので
ある。
ガスなどの流量を計測する流量計測装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の流量計測装置は、例えば
図５に示す様な構成が知られている。図５において、流
体管路１の一部に超音波振動子２と３が流れの方向に相
対して設けらていて、送信回路４により振動子２から超
音波を送信し、振動子３で受信した超音波を受信回路５
で検知する。受信回路５が超音波を検知すると、再び送
信回路４により再び振動子２から超音波を発生させ、こ
の繰り返しを繰り返し手段６で行って、その時間を計時
手段７で計測し、流量演算手段８で計測している。この
様な繰り返し計測を行う場合、１回の送受信が完了した
後も超音波は受信側の振動子３で反射を受け再び送信側
の振動子２に伝達される。この反射波が、２回目以降の
超音波信号に重畳されることがない様に、遅延回路９を
用いて受信完了毎に適当な遅延時間を発生させている。
そして流量演算手段８では、計時手段７で計測した時間
から遅延回路９で設定した遅延時間を差し引いて、超音
波伝達のみの所要時間を求めている。
図５に示す様な構成が知られている。図５において、流
体管路１の一部に超音波振動子２と３が流れの方向に相
対して設けらていて、送信回路４により振動子２から超
音波を送信し、振動子３で受信した超音波を受信回路５
で検知する。受信回路５が超音波を検知すると、再び送
信回路４により再び振動子２から超音波を発生させ、こ
の繰り返しを繰り返し手段６で行って、その時間を計時
手段７で計測し、流量演算手段８で計測している。この
様な繰り返し計測を行う場合、１回の送受信が完了した
後も超音波は受信側の振動子３で反射を受け再び送信側
の振動子２に伝達される。この反射波が、２回目以降の
超音波信号に重畳されることがない様に、遅延回路９を
用いて受信完了毎に適当な遅延時間を発生させている。
そして流量演算手段８では、計時手段７で計測した時間
から遅延回路９で設定した遅延時間を差し引いて、超音
波伝達のみの所要時間を求めている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記流量
計測装置では、遅延回路の素子の特性が回路素子の温度
変化の影響を受けて微妙に変化しているため、一定値を
示すとは限らない。そのため予め設定した時間から外れ
た場合には、計測誤差の原因となっていた。
計測装置では、遅延回路の素子の特性が回路素子の温度
変化の影響を受けて微妙に変化しているため、一定値を
示すとは限らない。そのため予め設定した時間から外れ
た場合には、計測誤差の原因となっていた。
【０００４】本発明は上記の課題を解決するもので、誤
差要因を低減し、高精度の計測を実現することを目的と
している。
差要因を低減し、高精度の計測を実現することを目的と
している。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、遅延時間発生手段により発生した遅延時間を
遅延時間計測手段で計測し流量を求めているので、高精
度の計測を実現することができる。
するため、遅延時間発生手段により発生した遅延時間を
遅延時間計測手段で計測し流量を求めているので、高精
度の計測を実現することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】請求項１に係る流量計測装置は、
流体流路に設けられ超音波信号を発信受信する第１振動
子及び第２振動子と、前記超音波振動子間相互の超音波
伝達を複数回行う繰り返し手段と、前記振動子からの信
号発信の遅延時間を発生する遅延時間発生手段と、前記
遅延時間を計測する遅延時間計測手段と、前記繰り返し
手段による超音波伝達の累積時間を計測する累積時間計
測手段と、前記累積時間計測手段と前記遅延時間計測手
段の計測値から流量を算出する流量演算手段を備えた構
成としている。そして、流量演算手段では、遅延時間計
測手段で実測した値を基に、超音波伝達の正確な時間を
求めることができるので、遅延時間が変動しても高精度
の計測が実現できる。
流体流路に設けられ超音波信号を発信受信する第１振動
子及び第２振動子と、前記超音波振動子間相互の超音波
伝達を複数回行う繰り返し手段と、前記振動子からの信
号発信の遅延時間を発生する遅延時間発生手段と、前記
遅延時間を計測する遅延時間計測手段と、前記繰り返し
手段による超音波伝達の累積時間を計測する累積時間計
測手段と、前記累積時間計測手段と前記遅延時間計測手
段の計測値から流量を算出する流量演算手段を備えた構
成としている。そして、流量演算手段では、遅延時間計
測手段で実測した値を基に、超音波伝達の正確な時間を
求めることができるので、遅延時間が変動しても高精度
の計測が実現できる。
【０００７】また請求項２に係る流量計測装置は、遅延
時間計測手段の計測値を基に、遅延時間を制御する遅延
時間制御手段を備えた構成としている。そして、遅延時
間制御手段が、遅延時間計測手段で計測した値を基に、
遅延時間を反射波の影響を受けない適切な値に制御でき
るので、高精度の計測が実現できる。
時間計測手段の計測値を基に、遅延時間を制御する遅延
時間制御手段を備えた構成としている。そして、遅延時
間制御手段が、遅延時間計測手段で計測した値を基に、
遅延時間を反射波の影響を受けない適切な値に制御でき
るので、高精度の計測が実現できる。
【０００８】また請求項３に係る流量計測装置は、遅延
時間計測手段は繰り返し手段による超音波伝達終了時に
動作する構成としている。そして、遅延時間計測手段
は、比較的回路素子の動作が安定している時間に遅延時
間を計測しているため、超音波伝達の正確な時間を求め
ることができるので、正確な計測が実現できる。
時間計測手段は繰り返し手段による超音波伝達終了時に
動作する構成としている。そして、遅延時間計測手段
は、比較的回路素子の動作が安定している時間に遅延時
間を計測しているため、超音波伝達の正確な時間を求め
ることができるので、正確な計測が実現できる。
【０００９】また請求項４に係る流量計測装置は、遅延
時間計測手段は、繰り返し手段による超音波伝達開始時
および終了時に動作し、流量演算手段は遅延時間計測時
間で計測した超音波伝達前後の値から遅延時間を算出す
る構成としている。そして、遅延時間計測手段は、回路
素子の動作が不安定な時と安定している時の両方を計測
し、その結果により、遅延時間を求めているため、超音
波伝達の正確な時間を求めることができるので、正確な
計測が実現できる。
時間計測手段は、繰り返し手段による超音波伝達開始時
および終了時に動作し、流量演算手段は遅延時間計測時
間で計測した超音波伝達前後の値から遅延時間を算出す
る構成としている。そして、遅延時間計測手段は、回路
素子の動作が不安定な時と安定している時の両方を計測
し、その結果により、遅延時間を求めているため、超音
波伝達の正確な時間を求めることができるので、正確な
計測が実現できる。
【００１０】さらにまた請求項５に係る流量計測装置
は、雰囲気温度を検出する温度検出手段と、前記温度検
出手段による遅延時間計測手段の動作時の検出温度を記
憶する記憶手段と、前記温度検出手段の検出温度と前記
記憶手段の記憶温度が所定温度以上異なる場合に前記遅
延時間計測手段を動作させる構成としている。そして、
温度変化が発生し、回路素子の特性変化の発生が予想さ
れる場合にのみ、遅延時間を計測しているので、省電力
を実現しつつ、正確な計測が実現できる。請求項６記載
の流量計測装置は、流体流路に設けられ超音波信号を発
信受信する第１振動子及び第２振動子と、前記超音波振
動子間の超音波伝達を複数回行う繰り返し手段と、前記
振動子からの信号発信の遅延時間を発生する遅延時間発
生手段と、前記遅延時間を計測する遅延時間計測手段
と、前記繰り返し手段による超音波伝達の累積時間を計
測する累積時間計測手段と、前記累積時間計測手段と前
記遅延時間計測手段の計測値から流量を算出する流量演
算手段を備えた構成である。
は、雰囲気温度を検出する温度検出手段と、前記温度検
出手段による遅延時間計測手段の動作時の検出温度を記
憶する記憶手段と、前記温度検出手段の検出温度と前記
記憶手段の記憶温度が所定温度以上異なる場合に前記遅
延時間計測手段を動作させる構成としている。そして、
温度変化が発生し、回路素子の特性変化の発生が予想さ
れる場合にのみ、遅延時間を計測しているので、省電力
を実現しつつ、正確な計測が実現できる。請求項６記載
の流量計測装置は、流体流路に設けられ超音波信号を発
信受信する第１振動子及び第２振動子と、前記超音波振
動子間の超音波伝達を複数回行う繰り返し手段と、前記
振動子からの信号発信の遅延時間を発生する遅延時間発
生手段と、前記遅延時間を計測する遅延時間計測手段
と、前記繰り返し手段による超音波伝達の累積時間を計
測する累積時間計測手段と、前記累積時間計測手段と前
記遅延時間計測手段の計測値から流量を算出する流量演
算手段を備えた構成である。
【００１１】請求項７記載の流量計測装置は、さらに、
遅延時間計測手段は、繰り返し手段による超音波伝達終
了時に再度、繰り返し時の遅延時間と同等の時間を発生
させて、当該遅延時間の計測動作を行う構成である請求
項８記載の発明は、発信側の振動子から超音波信号を発
信し、流体流路の中を伝搬させて受信側の振動子にて受
信するステップと、前記発信から受信のス テップを複数
回繰り返すステップと、前記複数回繰り返すステップに
おいて、再度、発信側の振動子から超音波信号を発信す
るまでの遅延時間を発生させるステップと、前記遅延時
間を計測するステップと、前記繰り返しステップによる
超音波伝達の累積時間を計測するステップと、前記累積
時間計測結果と前記遅延時間計測結果とから流量を算出
するステップとを備えた流量計測方法を示すものであ
る。
遅延時間計測手段は、繰り返し手段による超音波伝達終
了時に再度、繰り返し時の遅延時間と同等の時間を発生
させて、当該遅延時間の計測動作を行う構成である請求
項８記載の発明は、発信側の振動子から超音波信号を発
信し、流体流路の中を伝搬させて受信側の振動子にて受
信するステップと、前記発信から受信のス テップを複数
回繰り返すステップと、前記複数回繰り返すステップに
おいて、再度、発信側の振動子から超音波信号を発信す
るまでの遅延時間を発生させるステップと、前記遅延時
間を計測するステップと、前記繰り返しステップによる
超音波伝達の累積時間を計測するステップと、前記累積
時間計測結果と前記遅延時間計測結果とから流量を算出
するステップとを備えた流量計測方法を示すものであ
る。
【００１２】
【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。
説明する。
【００１３】（実施例１）
図１は本発明の実施例１の流量計測装置の構成を示すブ
ロック図、図２は同装置の動作を説明するタイミングチ
ャートである。
ロック図、図２は同装置の動作を説明するタイミングチ
ャートである。
【００１４】図１において、流体流路１の途中に超音波
を発信する第１振動子２と受信する第２振動子３が流れ
方向に配置されている。４は第１振動子２への送信回
路、５は第２振動子３で受信した超音波を信号処理する
受信回路である。６は受信回路５で超音波を検知した後
第１振動子２からの送信と第２振動子３での受信を複数
回繰り返す繰り返し手段である。９は受信回路で超音波
を検出した後、再度第１振動子２から超音波を送信する
までの遅延時間を発生させる遅延時間発生手段であり、
１０は遅延時間発生手段９により発生した遅延時間を計
測する遅延時間計測手段、１１は遅延時間発生手段９の
計測値を基に、遅延時間を制御する遅延時間制御手段、
１２はは繰り返し手段により行われる複数回の超音波伝
達の所要時間を計測する累積時間計測手段、８は遅延時
間計測手段１２および累積時間計測手段１２の計測値か
ら流量を求める流量演算手段である。
を発信する第１振動子２と受信する第２振動子３が流れ
方向に配置されている。４は第１振動子２への送信回
路、５は第２振動子３で受信した超音波を信号処理する
受信回路である。６は受信回路５で超音波を検知した後
第１振動子２からの送信と第２振動子３での受信を複数
回繰り返す繰り返し手段である。９は受信回路で超音波
を検出した後、再度第１振動子２から超音波を送信する
までの遅延時間を発生させる遅延時間発生手段であり、
１０は遅延時間発生手段９により発生した遅延時間を計
測する遅延時間計測手段、１１は遅延時間発生手段９の
計測値を基に、遅延時間を制御する遅延時間制御手段、
１２はは繰り返し手段により行われる複数回の超音波伝
達の所要時間を計測する累積時間計測手段、８は遅延時
間計測手段１２および累積時間計測手段１２の計測値か
ら流量を求める流量演算手段である。
【００１５】次に、動作、作用について説明する。送信
回路４より送出されたバースト信号により第１振動子２
から発信された超音波信号は、流れの中を伝搬し、第２
振動子３で受信され受信回路５で検知され、遅延時間発
生手段９で発生した遅延時間を置いた後、再び送信回路
４よりバースト信号が送出される。送信回路４からのバ
ースト信号は、予め定められた回数だけ繰り返され、こ
の繰り返しに要した時間を累積時間計測手段１２で、ま
た、遅延時間を遅延時間計測手段１０により計測する。
回路４より送出されたバースト信号により第１振動子２
から発信された超音波信号は、流れの中を伝搬し、第２
振動子３で受信され受信回路５で検知され、遅延時間発
生手段９で発生した遅延時間を置いた後、再び送信回路
４よりバースト信号が送出される。送信回路４からのバ
ースト信号は、予め定められた回数だけ繰り返され、こ
の繰り返しに要した時間を累積時間計測手段１２で、ま
た、遅延時間を遅延時間計測手段１０により計測する。
【００１６】更に、流量演算手段８では、累積時間計測
手段１２で求めた値から遅延時間計測手段１０で求めた
遅延時間を差し引くことにより、超音波の伝達のみの所
要時間Ｔを求める。遅延時間１１による遅延時間を実測
しているため、変動要因が発生しても、Ｔは正確かつ容
易に求めることができ、その結果、流体の流量も正確に
求めることができる。また、遅延時間計測手段１０で計
測した値を基に、遅延時間制御手段１０で遅延時間を制
御できるため、反射波の影響を受けない最適値を設定す
ることが可能である。
手段１２で求めた値から遅延時間計測手段１０で求めた
遅延時間を差し引くことにより、超音波の伝達のみの所
要時間Ｔを求める。遅延時間１１による遅延時間を実測
しているため、変動要因が発生しても、Ｔは正確かつ容
易に求めることができ、その結果、流体の流量も正確に
求めることができる。また、遅延時間計測手段１０で計
測した値を基に、遅延時間制御手段１０で遅延時間を制
御できるため、反射波の影響を受けない最適値を設定す
ることが可能である。
【００１７】次に、遅延時間の計測方法について説明す
る。計測開始時には、遅延制御手段１１により計測繰り
返し中の遅延時間の設定値の指示が遅延時間発生手段９
に与えられる。更に、繰り返し手段６により遅延時間発
生手段９にトリガ信号が送出されると同時に、累積時間
計測手段１２により、超音波伝達時間の計測が開始され
る。その後、繰り返し手段６により、遅延→送受信→送
受信→・・・・の如く規定の回数だけ動作を繰り返す。
図２に示す様に、受信回路５でｎ回目の受信信号が検知
されると、最後にもう一度、遅延時間発生手段９により
遅延時間と同等の時間が発生し、遅延時間計測手段１０
が計測を開始する。所定の遅延時間が終了すると、累積
時間計測手段１２および遅延時間計測手段１０は計時動
作を終える。この時、累積時間計測手段１２で計測され
た時間Ｔaはｎ回の超音波伝達時間とｎ＋１回の遅延時
間の合計値であり、遅延時間計測手段で計測された時間
はｎ回目の受信が完了した後に、遅延時間発生手段９に
より発生させた遅延時間ｔn+1である。遅延時間発生手
段９は間欠動作を繰り返すが、繰り返し開始直後に比べ
て繰り返し終了直前では回路素子の動作電流により回路
素子の温度上昇が発生する。
る。計測開始時には、遅延制御手段１１により計測繰り
返し中の遅延時間の設定値の指示が遅延時間発生手段９
に与えられる。更に、繰り返し手段６により遅延時間発
生手段９にトリガ信号が送出されると同時に、累積時間
計測手段１２により、超音波伝達時間の計測が開始され
る。その後、繰り返し手段６により、遅延→送受信→送
受信→・・・・の如く規定の回数だけ動作を繰り返す。
図２に示す様に、受信回路５でｎ回目の受信信号が検知
されると、最後にもう一度、遅延時間発生手段９により
遅延時間と同等の時間が発生し、遅延時間計測手段１０
が計測を開始する。所定の遅延時間が終了すると、累積
時間計測手段１２および遅延時間計測手段１０は計時動
作を終える。この時、累積時間計測手段１２で計測され
た時間Ｔaはｎ回の超音波伝達時間とｎ＋１回の遅延時
間の合計値であり、遅延時間計測手段で計測された時間
はｎ回目の受信が完了した後に、遅延時間発生手段９に
より発生させた遅延時間ｔn+1である。遅延時間発生手
段９は間欠動作を繰り返すが、繰り返し開始直後に比べ
て繰り返し終了直前では回路素子の動作電流により回路
素子の温度上昇が発生する。
【００１８】また、繰り返し開始直後は、急激な環境変
化が発生するため温度上昇のカーブも急激であると考え
られる。温度変化と回路素子の特性変化が直線的である
と仮定すれば、繰り返し後半の方が回路の特性変化のカ
ーも緩やかであるため、遅延時間も安定していると考え
られる。よって、ｎ回目の送受信完了後の遅延時間発生
手段９が生成する遅延時間ｔn+1を遅延時間の代表値と
考えて、繰り返し動作中の遅延時間の合計値はｔn+1・
（ｎ＋１）と求められる。
化が発生するため温度上昇のカーブも急激であると考え
られる。温度変化と回路素子の特性変化が直線的である
と仮定すれば、繰り返し後半の方が回路の特性変化のカ
ーも緩やかであるため、遅延時間も安定していると考え
られる。よって、ｎ回目の送受信完了後の遅延時間発生
手段９が生成する遅延時間ｔn+1を遅延時間の代表値と
考えて、繰り返し動作中の遅延時間の合計値はｔn+1・
（ｎ＋１）と求められる。
【００１９】（実施例２）
図３は本発明の実施例２における流量計測装置の動作を
説明するブロック図である。実施例２において、実施例
１と異なるのは、遅延時間計測手段１０による遅延時間
の計測方法である。なお、実施例１と同一符号のものは
同一構造を有し、説明は省略する。
説明するブロック図である。実施例２において、実施例
１と異なるのは、遅延時間計測手段１０による遅延時間
の計測方法である。なお、実施例１と同一符号のものは
同一構造を有し、説明は省略する。
【００２０】次に、遅延時間の計測方法について説明す
る。計測開始時には、遅延時間制御手段１１により計測
繰り返し中の遅延時間の設定値の指示が遅延時間発生手
段９に与えられる。更に、繰り返し手段６により遅延時
間発生手段９にトリガ信号が送出される。この時、累積
時間計測手段１２により、超音波伝達時間の計測が開始
されると共に、遅延時間計測手段１１で１回目の遅延時
間の計測を開始する。次に、所定の遅延時間が完了する
と、遅延時間計測１１は計測動作を終了し、この時求め
た遅延時間ｔ１を流量演算手段８へ記憶させる。その
後、繰り返し手段６により、遅延→送受信→送受信→・
・・・の如く規定の回数だけ動作を繰り返す。図３に示
す様に、受信回路５でｎ回目の受信信号を検知される
と、最後にもう一度、遅延時間発生手段９により遅延時
間と同等の時間が発生し、遅延時間計測手段１０が計測
を開始する。所定の遅延時間が終了した後は、実施例１
と同様に、累積時間計測手段１２ではｎ回分の超音波伝
達時間とｎ＋１回の遅延時間の合計値Ｔa、遅延時間計
測手段１１では、ｎ＋１回目の遅延時間ｔn+1が得られ
る。
る。計測開始時には、遅延時間制御手段１１により計測
繰り返し中の遅延時間の設定値の指示が遅延時間発生手
段９に与えられる。更に、繰り返し手段６により遅延時
間発生手段９にトリガ信号が送出される。この時、累積
時間計測手段１２により、超音波伝達時間の計測が開始
されると共に、遅延時間計測手段１１で１回目の遅延時
間の計測を開始する。次に、所定の遅延時間が完了する
と、遅延時間計測１１は計測動作を終了し、この時求め
た遅延時間ｔ１を流量演算手段８へ記憶させる。その
後、繰り返し手段６により、遅延→送受信→送受信→・
・・・の如く規定の回数だけ動作を繰り返す。図３に示
す様に、受信回路５でｎ回目の受信信号を検知される
と、最後にもう一度、遅延時間発生手段９により遅延時
間と同等の時間が発生し、遅延時間計測手段１０が計測
を開始する。所定の遅延時間が終了した後は、実施例１
と同様に、累積時間計測手段１２ではｎ回分の超音波伝
達時間とｎ＋１回の遅延時間の合計値Ｔa、遅延時間計
測手段１１では、ｎ＋１回目の遅延時間ｔn+1が得られ
る。
【００２１】実施例１で述べた様に、遅延時間発生手段
９で生成される時間が変化するものと考えれば、ｎ回の
送受信の前後の遅延時間を計測すれば、繰り返し動作の
間の遅延時間の変化を推定できる。すなわち、直線的に
変化していると仮定すれば、ｔ１とｔｎ＋１の平均値を
遅延時間の代表値と考えることが可能であるし、何らか
の曲線変化を示すのであれば、荷重平均値を代表値と考
えることができる。流量演算手段８は、遅延時間発生手
段９の特性に基づいて予め遅延時間の代表値を求める演
算式を記憶しており、この式から遅延時間の総和を求め
ることができる。
９で生成される時間が変化するものと考えれば、ｎ回の
送受信の前後の遅延時間を計測すれば、繰り返し動作の
間の遅延時間の変化を推定できる。すなわち、直線的に
変化していると仮定すれば、ｔ１とｔｎ＋１の平均値を
遅延時間の代表値と考えることが可能であるし、何らか
の曲線変化を示すのであれば、荷重平均値を代表値と考
えることができる。流量演算手段８は、遅延時間発生手
段９の特性に基づいて予め遅延時間の代表値を求める演
算式を記憶しており、この式から遅延時間の総和を求め
ることができる。
【００２２】（実施例３）
図４は本発明の実施例３における流量計測装置の動作を
説明するタイミングチャートである。実施例３におい
て、装置の雰囲気温度を検出する温度検出手段１３を備
え、所定の温度変化が得られた時のみ遅延時間計測手段
９により遅延時間を計測している点である。
説明するタイミングチャートである。実施例３におい
て、装置の雰囲気温度を検出する温度検出手段１３を備
え、所定の温度変化が得られた時のみ遅延時間計測手段
９により遅延時間を計測している点である。
【００２３】なお、実施例１と同一符号のものは同一構
造を有し、説明は省略する。図４において、１３は装置
の雰囲気温度を検出する温度検出手段、１４は温度検出
手段１３の検出温度から遅延時間計測手段１０の動作を
制御する計測制御手段、１５は遅延時間制御手段１０で
遅延時間を計測した時の温度を記憶する温度記憶手段で
ある。
造を有し、説明は省略する。図４において、１３は装置
の雰囲気温度を検出する温度検出手段、１４は温度検出
手段１３の検出温度から遅延時間計測手段１０の動作を
制御する計測制御手段、１５は遅延時間制御手段１０で
遅延時間を計測した時の温度を記憶する温度記憶手段で
ある。
【００２４】次に、動作作用について説明する。装置電
源投入後、初回の計測時には、実施例１で説明した様
に、ｎ回の繰り返し送受信終了後の遅延時間tn+1を計測
する。遅延時間計測手段１０により遅延時間の計測が実
行されると、この時の雰囲気温度が温度記憶手段１５に
記憶されると共に、この時の値を基に、流量演算手段８
で流量が求められる。所定時間経過の後、２回目以降の
計測タイミングが来た場合には、まず、温度検出手段１
３により雰囲気温度を検出する。この時の温度と温度記
憶手段１５で記憶した温度の差違が所定値未満であれ
ば、前回に遅延時間を計測した時からの環境変化は小さ
いと判断して、ｎ回の送受信繰り返しを実行する間の遅
延時間は、前回と同一の値を用いて流量演算を実行す
る。
源投入後、初回の計測時には、実施例１で説明した様
に、ｎ回の繰り返し送受信終了後の遅延時間tn+1を計測
する。遅延時間計測手段１０により遅延時間の計測が実
行されると、この時の雰囲気温度が温度記憶手段１５に
記憶されると共に、この時の値を基に、流量演算手段８
で流量が求められる。所定時間経過の後、２回目以降の
計測タイミングが来た場合には、まず、温度検出手段１
３により雰囲気温度を検出する。この時の温度と温度記
憶手段１５で記憶した温度の差違が所定値未満であれ
ば、前回に遅延時間を計測した時からの環境変化は小さ
いと判断して、ｎ回の送受信繰り返しを実行する間の遅
延時間は、前回と同一の値を用いて流量演算を実行す
る。
【００２５】逆に、計測開始時に検出した温度と温度記
憶手段１５で記憶した温度の差異が所定値以上であれ
ば、初回の計測時と同様に、ｎ回の繰り返し送受信終了
後の遅延時間tn+1を計測する。そして、温度記憶手段１
５に記憶する温度を更新し、遅延時間計測手段１１で計
測した値を流量演算に用いる。遅延時間計測手段にタイ
マーカウンタを用いた場合には極めて分解能の高い高速
クロックで動作させることが必要であるから、余分な消
費電力を増加させることなく高い精度を保つことができ
る。また、温度変化に伴って音速も変化するため、遅延
時間の最適値も変化する。よって、温度変化が大きい時
には、遅延時間を変更して、常に、反射波の影響を受け
ずに計測することが可能になる。
憶手段１５で記憶した温度の差異が所定値以上であれ
ば、初回の計測時と同様に、ｎ回の繰り返し送受信終了
後の遅延時間tn+1を計測する。そして、温度記憶手段１
５に記憶する温度を更新し、遅延時間計測手段１１で計
測した値を流量演算に用いる。遅延時間計測手段にタイ
マーカウンタを用いた場合には極めて分解能の高い高速
クロックで動作させることが必要であるから、余分な消
費電力を増加させることなく高い精度を保つことができ
る。また、温度変化に伴って音速も変化するため、遅延
時間の最適値も変化する。よって、温度変化が大きい時
には、遅延時間を変更して、常に、反射波の影響を受け
ずに計測することが可能になる。
【００２６】
【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。
の流量計測装置によれば、次の効果が得られる。
【００２７】流量演算手段が、遅延時間計測手段で実測
した値を基に、超音波伝達の正確な時間を求めることが
できるので、遅延時間が変動しても高精度の計測が実現
できる。
した値を基に、超音波伝達の正確な時間を求めることが
できるので、遅延時間が変動しても高精度の計測が実現
できる。
【００２８】また、延時間制御手段が、遅延時間計測手
段で計測した値を基に、遅延時間を制御しているので、
反射波の影響を受けない遅延時間制御ができるので、高
精度の計測が実現できる。
段で計測した値を基に、遅延時間を制御しているので、
反射波の影響を受けない遅延時間制御ができるので、高
精度の計測が実現できる。
【００２９】また、遅延時間計測手段が、比較的回路素
子の動作が安定している時間に遅延時間を計測している
ため、超音波伝達の正確な時間を求めることができるの
で、正確な計測が実現できる。
子の動作が安定している時間に遅延時間を計測している
ため、超音波伝達の正確な時間を求めることができるの
で、正確な計測が実現できる。
【００３０】また、遅延時間計測手段は、回路素子の動
作が不安定な時と安定している時の両方を計測し、その
結果により、遅延時間を求めているため、超音波伝達の
正確な時間を求めることができるので、正確な計測が実
現できる。
作が不安定な時と安定している時の両方を計測し、その
結果により、遅延時間を求めているため、超音波伝達の
正確な時間を求めることができるので、正確な計測が実
現できる。
【００３１】更に、温度変化が発生し、回路素子の特性
変化の発生が予想される場合にのみ、遅延時間を計測し
ているので、省電力を実現しつつ、正確な計測が実現で
きる。
変化の発生が予想される場合にのみ、遅延時間を計測し
ているので、省電力を実現しつつ、正確な計測が実現で
きる。
【図１】本発明の実施例１における流量計測装置の構成
図
図
【図２】同装置における動作を説明するタイミングチャ
ート
ート
【図３】本発明の実施例２における流量計測装置の動作
を説明するタイミングチャート
を説明するタイミングチャート
【図４】本発明の実施例３における流量計測装置の構成
図
図
【図５】従来の流量計測装置の構成図
１ 流体流路
２ 第１振動子
３ 第２振動子
６ 繰り返し手段
８ 流量演算手段
９ 遅延時間発生手段
１０ 遅延時間計測手段
１１ 遅延時間制御手段
１２ 累積時間計測手段
１３ 温度検出手段
１４ 計測制御手段
１５ 温度記憶手段
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平11−108718（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−23333（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−128875（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−104224（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01F 1/66 101
G01P 5/00
Claims (8)
- 【請求項１】流体流路に設けられ超音波信号を発信受信
する第１振動子及び第２振動子と、前記超音波振動子間
相互の超音波伝達を複数回行う繰り返し手段と、前記振
動子からの信号発信の遅延時間を発生する遅延時間発生
手段と、前記遅延時間を計測する遅延時間計測手段と、
前記繰り返し手段による超音波伝達の累積時間を計測す
る累積時間計測手段と、前記累積時間計測手段と前記遅
延時間計測手段の計測値から流量を算出する流量演算手
段を備えた流量計測装置。 - 【請求項２】遅延時間計測手段の計測値を基に、遅延時
間を制御する遅延時間制御手段を備えた請求項１記載の
流量計測装置。 - 【請求項３】遅延時間計測手段は繰り返し手段による超
音波伝達終了時に動作する請求項１記載の流量計測装
置。 - 【請求項４】遅延時間計測手段は、繰り返し手段による
超音波伝達開始時および終了時に動作し、流量演算手段
は超音波伝達の前後に計測した遅延時間計測値から遅延
時間を算出する請求項１記載の流量計測装置。 - 【請求項５】雰囲気温度を検出する温度検出手段と、前
記温度検出手段による遅延時間計測手段の動作時の検出
温度を記憶する記憶手段と、前記温度検出手段の検出温
度と前記記憶手段の記憶温度が所定温度以上異なる場合
に前記遅延時間計測手段を動作させる請求項１〜４のい
ずれか１項記載の流量計測装置。 - 【請求項６】流体流路に設けられ超音波信号を発信受信
する第１振動子及び第２振動子と、前記超音波振動子間
の超音波伝達を複数回行う繰り返し手段と、前記振動子
からの信号発信の遅延時間を発生する遅延時間発生手段
と、前記遅延時間を計測する遅延時間計測手段と、前記
繰り返し手段による超音波伝達の累積時間を計測する累
積時間計測手段と、前記累積時間計測手段と前記遅延時
間計測手段の計測値から流量を算出する流量演算手段を
備えた流量計測装置。 - 【請求項７】遅延時間計測手段は、繰り返し手段による
超音波伝達終了時に再度、繰り返し時の遅延時間と同等
の時間を発生させて、当該遅延時間の計測動作を行う請
求項６記載の流量計測装置。 - 【請求項８】発信側の振動子から超音波信号を発信し、
流体流路の中を伝搬させて受信側の振動子にて受信する
ステップと、前記発信から受信のステップを複数回繰り
返すステップと、前記複数回繰り返すステップにおい
て、再度、発信側の振動子から超音波信号を発信するま
での遅延時間を発生させるステップと、前記遅延時間を
計測するステップと、前記繰り返しステップによる超音
波伝達の累積時間を計測するステップと、前記累積時間
計測結果と前記遅延時間計測結果とから流量を算出する
ステップとを備えた流量計測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09632399A JP3419341B2 (ja) | 1999-04-02 | 1999-04-02 | 流量計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09632399A JP3419341B2 (ja) | 1999-04-02 | 1999-04-02 | 流量計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000292232A JP2000292232A (ja) | 2000-10-20 |
| JP3419341B2 true JP3419341B2 (ja) | 2003-06-23 |
Family
ID=14161812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09632399A Expired - Fee Related JP3419341B2 (ja) | 1999-04-02 | 1999-04-02 | 流量計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3419341B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020180812A (ja) * | 2019-04-24 | 2020-11-05 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 超音波流量計 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4774618B2 (ja) * | 2001-04-09 | 2011-09-14 | パナソニック株式会社 | 流量計測装置 |
| JP4649822B2 (ja) * | 2003-05-12 | 2011-03-16 | パナソニック株式会社 | 流体の流れ計測装置 |
-
1999
- 1999-04-02 JP JP09632399A patent/JP3419341B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020180812A (ja) * | 2019-04-24 | 2020-11-05 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 超音波流量計 |
| JP7246021B2 (ja) | 2019-04-24 | 2023-03-27 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 超音波流量計 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000292232A (ja) | 2000-10-20 |
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