(57)【要約】【課題】このような流量測定装置では、超音波振動子からの超音波信号の位相差をアナログ信号からデジタル信号に変換する場合に、変換する電圧がＡ／Ｄ変換器の変換電圧範囲から外れる場合は、Ａ／Ｄ変換器の分解能が低くなるという問題があった。【解決手段】計測部１の両側部に装着された第１、第２の超音波振動子２、３の出力は第１のスイッチ回路４に接続され、スイッチ回路４に発振器５が接続され、スイッチ回路４の出力に受信器６が接続され、受信器６の出力は位相比較回路７の一方の端子に接続され、位相比較回路７の出力は電圧増幅器８に接続され、電圧増幅器８の出力はＡ／Ｄ変換器９に接続され、Ａ／Ｄ変換器９の出力は信号処理回路１０の記憶機能１０ａ及び比較機能１０ｂの一方の端子に接続され、比較機能１０ｂの他方の端子は記憶機能１０ａに接続され、比較機能１０ｂの出力は変換機能１０ｃに接続されている。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの超音波振動子で流体の流れ方向及び流れと逆方向に超音波を流体に照射して位相の異なった信号を出力する計測部と、前記超音波振動子に発振出力を印加する発振器と、該発振器の出力を前記超音波振動子に出力し、前記超音波振動子で受信された位相の異なった信号を切り替える第１のスイッチ回路と、該第１のスイッチ回路を通過した信号を増幅する受信器と、該受信器から出力された信号の位相を比較する位相比較回路と、該位相比較回路の出力電圧を増幅する電圧増幅器と、該電圧増幅器の出力をアナロク信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と、該Ａ／Ｄ変換回路の出力を記憶するメモリ機能、該メモリ機能に記憶された信号と前記Ａ／Ｄ変換回路の出力を比較する比較機能、前記位相比較回路に基準信号を出力するＣＰＵからなる信号処理回路と、該信号処理回路の前記変換機能の出力を他の装置に出力する出力装置とからなり、前記計測部の前記２つの超音波振動子からの超音波信号のそれぞれの位相と前記基準信号の位相との位相差の差から前記計測部に流れる流量を測定することを特徴とする流体の流量測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、計測部から出力された超音波信号の位相差から流体の流量を正確に測定する流体の流量測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、流量測定装置では、流体の流通路に超音波振動子を対向して設け、一方の超音波振動子から流れに沿って超音波を照射して他方の超音波振動子で受信し、又、他方の超音波振動子から流体の流れと逆方向に超音波を照射して一方の超音波振動子で受信することにより、流体の流れと順方向に照射された超音波と流体の流れと逆方向に照射された超音波の伝達時間差より流体の流量を測定するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような流量測定装置では、超音波振動子からの超音波信号の位相差をアナログ信号からデジタル信号に変換する場合に、変換する電圧がＡ／Ｄ変換器の変換電圧範囲から外れる場合は、Ａ／Ｄ変換器の分解能が低くなるという問題があった。
【０００４】
【課題を解決しようとする手段】
本発明は、２つの超音波振動子で流体の流れ方向及び流れと逆方向に超音波を流体に照射して位相の異なった信号を出力する計測部と、前記超音波振動子に発振出力を印加する発振器と、該発振器の出力を前記超音波振動子に出力し、前記超音波振動子で受信された位相の異なった信号を切り替える第１のスイッチ回路と、該第１のスイッチ回路を通過した信号を増幅する受信器と、該受信器から出力された信号の位相を比較する位相比較回路と、該位相比較回路の出力電圧を増幅する電圧増幅器と、該電圧増幅器の出力をアナロク信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と、該Ａ／Ｄ変換回路の出力を記憶するメモリ機能、該メモリ機能に記憶された信号と前記Ａ／Ｄ変換回路の出力を比較する比較機能、前記位相比較回路に基準信号を出力するＣＰＵからなる信号処理回路と、該信号処理回路の前記変換機能の出力を他の装置に出力する出力装置とからなり、前記計測部の前記２つの超音波振動子からの超音波信号のそれぞれの位相と前記基準信号の位相との位相差の差から前記計測部に流れる流量を測定するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明では、計測部の一方の超音波振動子から流体の流れと順方向の超音波信号と基準信号との位相差を検出して、信号処理回路の記憶機能に記憶し、次に、他方の振動子から流体の流れと逆方向の超音波信号と基準信号との位相差を検出して、信号処理回路の比較機能でそれぞれの位相差を比較することにより、それぞれの位相差の差を検出して、流体の流量を正確に測定することができ、又、超音波振動子からの超音波信号と基準信号との位相差を検出する位相比較回路の出力電圧は低く、Ａ／Ｄ変換器で変換する電圧範囲から外れているので、位相比較回路の出力側に電圧増幅器を接続することにより、Ａ／Ｄ変換器の分解能を変えることなく、変換することができる。
【０００６】
【実施例】
図１は本発明の実施例の流体の流量測定装置のブロック図で、計測部１の両側部に第１、第２の超音波振動子２、３が装着され、第１、第２の超音波振動子２、３の出力は第１のスイッチ回路４に接続され、又、スイッチ回路４に発振器５が接続され、さらに、スイッチ回路４の出力に受信器６が接続され、受信器６の出力は位相比較回路７の一方の端子に接続され、又、位相比較回路７の出力は電圧増幅器８に接続され、電圧増幅器８の出力はＡ／Ｄ変換器９に接続され、Ａ／Ｄ変換器９の出力はＣＰＵからなる処理回路１０の記憶機能１０ａ及び比較機能１０ｂの一方の端子に接続され、比較機能１０ｂの他方の端子は記憶機能１０ａに接続され、比較機能１０ｂの出力は変換機能１０ｃに接続され、位相比較回路８の他方の端子に信号処理回路１０から基準信号Ａが出力され、又、信号処理回路１０から発振器５にトリガ信号が入力されて発振器５を駆動し、さらに、信号処理回路１０の変換機能１０ｃは他の装置に出力する出力装置１１に接続されている。
【０００７】
このように構成された本実施例では、スイッチ回路４を切り替えることによって、発振器５から交互に計測部１の第１、第２の超音波振動子２又は３に発振出力が印加され、第１の超音波振動子２で受信された第１の超音波信号がスイッチ回路４に入力されると、スイッチ回路４は第１の超音波信号を受信器６で増幅し、第１の超音波信号は位相比較回路７の一方の端子に入力されることにより他方の端子に入力された信号処理回路１０からの基準信号Ａと比較され、そこで第１の超音波信号と基準信号Ａの第１の位相差が電圧として出力され、電圧増幅器８で増幅されてＡ／Ｄ変換器９に入力され、この第１の位相差の電圧はＡ／Ｄ変換器９でデジタル信号に変換されて信号処理回路１０の記憶機能１０ａで記憶される。
【０００８】
又、同様に第２の超音波振動子３から入力された第２の超音波信号はスイッチ回路４を切り替えて受信器６で増幅され、受信器６から出力された第２の超音波信号は位相比較回路７の一方の端子に入力されることにより他方の端子に入力された信号処理回路１０からの基準信号Ａと比較され、そこで第２の超音波信号と基準信号Ａの第２の位相差が電圧として出力され、電圧増幅器８で増幅されてＡ／Ｄ変換器９に入力され、この第２の位相差の電圧はＡ／Ｄ変換器９でデジタル信号に変換されて信号処理回路１０の比較機能１０ｂに入力されることにより、この第２の位相差のデジタル信号記憶機能１０ａから読み出された第１の位相差のデジタル信号と比較され、その差の信号が変換機能１０ｃに入力されて他の装置に出力される流量信号に変換され、出力装置１１から他の装置に入力され、そして、第１、第２の位相差の差を順次出力することにより、計測部１での流量の変化を順次出力することができる。
【０００９】
本発明は、このように、第１、第２の超音波振動子２、３の第１、第２の超音波信号のそれぞれの位相と基準信号の位相を比較して、それぞれの第１、第２の位相差の出力電圧を第１、第２の位相差のデジタル信号として信号処理回路１０に入力するようにしたので、温度による影響を除去することができ、でさらに、第１、第２の位相差の差を出力して表示するようにしたので、流体の流量を正確に測定して出力することができ、さらに、第１、第２の位相差の出力電圧は非常に小さいので、Ａ／Ｄ変換器９の検出電圧範囲から外れているので、位相差比較回路７の出力側に電圧増幅器８を接続してＡ／Ｄ変換器９の電圧範囲に入るようにすることにより、Ａ／Ｄ変換器９の分解能を上げる必要がなくり、コストを安くすることができる。
【００１０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の流体の流量測定装置では、基準信号の位相と第１、第２の超音波振動子からの第１、第２の超音波信号の位相を比較して、それら第１、第２の位相差をそれぞれ検出するようにしたので、それによって温度の影響を受けないようにすることができ、さらに、第１、第２の位相差の電圧を電圧増幅器で増幅することにより、Ａ／Ｄ変換器の分解能をあげる必要がなくなり、コストを安くすることができ、さらに、第１、第２の位相差のデジタル信号の差を検出して流量とするように信号処理装置の変換機能で処理するようにしたので、流体の流量を正確に出力することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の流体の流量測定装置のブロック図である。
【符号の説明】
１　　　　　　　　計測部
２　　　　　　　　第１の超音波振動子
３　　　　　　　　第２の超音波振動子
４　　　　　　　　第１のスイッチ回路
５　　　　　　　　発振器
６　　　　　　　　受信器
７　　　　　　　　位相比較回路
８　　　　　　　　電圧増幅器
９　　　　　　　　Ａ／Ｄ変換器
１０　　　　　　　信号処理回路
１１　　　　　　　出力装置
【図１】
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