[发明专利]流量计测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用振动子等、利用超声波对气体、液体等的流量进行计测的流量计测装置。

背景技术

参照图20说明以往的流量计测装置，在流体流动的流路101的上游侧和下游侧配置一对超声波振动子102、103，超声波倾斜横向穿过流体。

并且，根据在所述一对超声波振动子102、103之间传播的超声波的传播时间计测流体的流速，基于此计算出流量。例如，可以根据时间差求出流速，考虑管路的大小、流动的状态来计算流量值。

图中的实线箭头104表示流体的流动方向，虚线箭头105表示超声波的传播方向。流体的流动方向和超声波的传播方向成θ角交叉(例如参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2002-13958号公报

发明内容

在所述以往的计测装置中，交替计测从上游侧的超声波振动子102向下游侧的超声波振动子103传播超声波的超声波传播时间Tud、从下游侧的超声波振动子103向上游侧的超声波振动子102传播超声波的超声波的传播时间Tdu，使用计测到的超声波的传播时间Tud、Tdu等求出时间差而计算出流量。

此时，在获得规定的振幅的接收波形的部分设定参照电平而作为触发电平，计测出传播时间。因此，不能使用触发电平前的零交叉点计测超声波的传播时间。

因此存在如下问题：超声波的到达时间中包含不正确的时间，存在成为误差的情况，不能实现高精度的流动计测。

即，超声波的接收波形一般以由驱动电路驱动的频率上升，依次变化为超声波变化器固有的振动频率。

或者，由于受到从流路的侧壁等的反射波的影响等，超声波的接收波形靠近接收点上升的部分频率稳定，但在设定触发电平这样的接收振幅比较大的部分，在上游侧和下游侧接收的波形产生偏差，作为传播时间的误差被检测出。

另外，在流路101的侧壁等反射的超声波比接收波稍后延迟到达，作为接收波被接收，因此接收波形减去偏移量的情况下，通过零点的零交叉点可能不正确。

进而比原来到达时间更长时间地计测的话，计测装置相应地多余动作，因此存在消耗电流增大的问题。

本发明是为了解决所述以往的课题而做出的，其目的在于，至少连续计测两个接收到的超声波的零交叉点的到达时间，可以使用它们的平均值来计测超声波的到达时间，减小超声波的传播时间中包含的误差，实现高精度的计测，实现省电力动作。

另外，本发明的目的在于，至少使用两个以上触发电平前接收到的超声波的零交叉点的到达时间，可求得它们的平均值来计测超声波的到达时间，减小超声波的传播时间中包含的误差，实现高精度的计测，实现省电力动作。

为了解决以往的问题，本发明的流量计测装置具备：一对振动子，配置于被测定流体流动的流路并发送接收超声波；发送单元，驱动一侧的振动子；接收单元，将另一接收侧振动子的输出信号变换为电信号；接收波判定单元，在接收单元的信号为预先确定的值时输出信号；接收点检测单元，在接收单元的信号在预先确定的范围内时输出信号；两个接收点存储单元，存储所述接收点检测单元的输出；计时单元，利用所述接收点存储单元的信号对在振动子间传播的超声波信号的传播时间进行计时；流量计算单元，基于所述计时单元的计时差计算出流量；及控制单元，对所述发送单元、接收单元、接收波判定单元、接收点检测单元、接收点存储单元、计时单元及流量计算单元中的至少一个进行控制，在所述两个接收点存储单元中依次存储接收到的超声波的零交叉点的到达时间。

根据该构成，能够从触发电平前后两个零交叉点平均而计测在上游侧的超声波振动子和下游侧的超声波振动子之间传播的超声波的传播时间即超声波的到达时间。因此，可以减小计测到的超声波的传播时间或到达时间中所包含的误差，能够实现高精度的流动计测，能够实现省电力动作。