專利名稱：流量測量裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及ー種用于通過利用超聲波來測量諸如水等的流體的流動的流量測量裝置。
背景技術：
作為現(xiàn)有技術的這種流體用的流量測量裝置，通常已知有圖7所示的裝置(例如，參見專利文獻I)。該裝置包括配置于流體所流經(jīng)的流路21中的第一超聲波轉換器22和第二超聲波轉換器23 ;切換部件24，用于對第一超聲波轉換器22和第二超聲波轉換器23之間的發(fā)送/接收進行切換；發(fā)送部件25，用于對第一超聲波轉換器22和第二超聲波轉換器23進行驅動；放大部件26，用于利用預定振幅來對接收側的超聲波轉換器所接收到的通 過了切換部件24的接收信號進行放大；基準比較部件27，用于將放大部件26放大后的接收信號的電壓與基準電壓進行比較；判斷部件28，用于根據(jù)輸出信號C檢測到如圖8所示作為基準比較部件27的比較結果、接收信號的電壓和基準電壓之間的大小關系反轉，并且在隨后所生成的放大信號的第一個過零點a的時刻將輸出信號D輸出至重復部件29 ;重復部件29，用于對來自判斷部件28的輸出信號D進行計數(shù)，并且當該計數(shù)達到預設數(shù)量時將來自判斷部件28的信號輸出至控制部件32 ;計時部件30，用于對重復部件29計數(shù)預設數(shù)量所需的時間進行計時Γ流量計算部件31，用于根據(jù)計時部件30計時得到的時間來計算流量；以及控制部件32，用于接收來自流量計算部件31的計算出的流量輸出以及來自重復部件29的信號，由此對發(fā)送部件25的操作進行控制。根據(jù)該裝置，當控制部件32使發(fā)送部件25工作吋，從第一超聲波轉換器22所生成的超聲波信號在流動的流體內(nèi)傳播并且由第二超聲波轉換器23所接收。然后，該接收信號由放大部件26進行放大，然后利用基準比較部件27和判斷部件28進行信號處理，并且經(jīng)由重復部件29輸入至計時部件30和控制部件32內(nèi)。然后，切換部件24在第一超聲波轉換器22和第二超聲波轉換器23之間進行切換，并且進行與前述操作相同的操作。使該操作重復進行預設的η次，由此計時部件30對被測流體從上游到下游(該方向上的流動被稱為正向流動)的傳播時間以及該被測流體從下游到上游(該方向上的流動被稱為逆向流動)的傳播時間進行測量。然后，獲得被測流體的流速并且通過以下(表達式I)來獲得流量Qo在假定這些超聲波轉換器之間在流動方向上的有效距離為L、從上游到下游的η次的測量時間為tl、從下游到上游的η次的測量時間為t2、被測流體的流速為V、流路的截面積為S、傳感器角度為Φ并且流量為Q的情況下，以下表達式成立。Q=S · V=S · L/2 · cos Φ ((n/tl) - (n/t2))-----(表達式 I)實際上，流量是通過將表達式I進ー步乘以與該流量相對應的系數(shù)所獲得的。此外，以使接收側的超聲波轉換器所接收到的信號的最大電壓處于預定電壓范圍內(nèi)的方式來對放大部件26的増益進行調(diào)整，以使得接收信號的振幅變得恒定。在該調(diào)整中，在重復進行了重復部件29所設置的次數(shù)的測量期間，對如由圖9的虛線所示的接收信號b那樣、接收信號的最大電壓低于預定電壓范圍的下限的次數(shù)進行計數(shù)，并且還對如圖9的虛線所示的接收信號c那樣、最大電壓高于預定電壓范圍的上限的次數(shù)進行計數(shù)。然后，根據(jù)這些計數(shù)之間的大小關系來對下次流量測量時的增益進行調(diào)整。例如，當最大電壓低于下限的次數(shù)較大時，増大増益，由此如圖9的實線所示的接收信號a那樣將最大電壓設置在電壓范圍的上限和下限之間。使用要與放大部件26放大后的接收信號進行比較的基準比較部件27的基準電壓來確定判斷部件28所檢測到的過零點的位置。如圖8所示，作為例子，將基準電壓設置為接收信號的第三波形的峰值電壓和第四波形的峰值電壓之間的中點電壓，以使得判斷部件28能夠檢測到接收信號的第四波形的過零點a。因而，即使在由于某種原因、接收信號的第三波形的峰值電壓上升或者第四波形的峰值電壓下降的情況下，由于基準電壓相對于這些峰值電壓均具有一定的余量，因此判斷部件28可以穩(wěn)定地檢測到第四波形的過零點a。、現(xiàn)有技術文獻專利文獻專利文獻I :日本特開2003-10688
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題在前述現(xiàn)有技術的流量測量裝置中，為了穩(wěn)定地檢測過零點，將基準電壓設置為圖8中接收信號的相鄰峰值電壓之間的電壓差最大的第三波形的峰值與第四波形的峰值之間的中點。然而，當大量流體流經(jīng)流路21然后流動的穩(wěn)定性丟失時，在毎次測量時超聲波的傳播路徑改變因而波形改變，由此接收信號的振幅大幅改變。因而，當接收信號的第三波形的峰值大幅增大時，可能誤檢測到第三波形的過零點。此外，當接收信號的第四波形的峰值大幅減小時，可能誤檢測到第五波形的過零點。由于在失去流動的穩(wěn)定性時接收信號的振幅的變化量隨著峰值電壓的増大而變大，因此第二波形的變化量大于第一波形的變化量，第三波形的變化量大于第二波形的變化量，并且第四波形的變化量大于第三波形的變化量。因此，根據(jù)用于檢測峰值電壓大的第四波形的過零點由此計算流量的現(xiàn)有技術的流量測量裝置，由于可以穩(wěn)定地檢測到第四波形的過零點，因而可以在流動的穩(wěn)定狀態(tài)下進行高精度的流量測量。然而，當大量流體流動導致流動的穩(wěn)定性丟失時，在毎次測量時，檢測點在第三波形的過零點和第五波形的過零點之間改變。因而，出現(xiàn)如下問題傳播時間的測量精度劣化并且流量的計算值的精度也劣化。用于解決問題的方案為了解決傳統(tǒng)設備的前述問題，本發(fā)明的ー種流量測量裝置，包括一對轉換器，其各自設置于流路中，并且用于發(fā)送和接收超聲波信號；發(fā)送部件，用于對所述轉換器進行驅動；切換部件，用于對所述轉換器的發(fā)送和接收進行切換；放大部件，用于對所述轉換器的接收信號進行放大；基準比較部件，用于將來自所述放大部件的輸出與基準電壓進行比較；基準電壓設置部件，用于設置所述基準比較部件進行比較所用的基準電壓；判斷部件，用于基于來自所述基準比較部件的輸出和來自所述放大部件的輸出，來判斷超聲波信號的到達時刻；計時部件，用于對超聲波信號從發(fā)送側的轉換器到接收側的轉換器的傳播時間進行計時；以及計算部件，用于基于所述計時部件計時得到的時間，來計算流速和流量中的至少ー個，其中，所述基準電壓設置部件根據(jù)所述計算部件所計算出的流速或流量，來改變所述基準電壓。根據(jù)前述結構，在判斷為大量流體流動從而導致流動的穩(wěn)定性丟失的情況下，基準電壓設置部件改變基準電壓，從而能夠在接收信號的振幅的變化量較小的位置處檢測到過零點。因而，即使在流體流動的穩(wěn)定丟失并且接收信號的振幅的變化量變大的情況下，由于可以穩(wěn)定地檢測到過零點，因此即使在大量流體流動的情況下也可以進行高精度的流量測量。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明的流量測量裝置，即使在大量流體流動從而導致流動的穩(wěn)定性丟失并且接收信號的振幅的變化量變大的情況下，由于可以通過改變基準電壓而在接收信號的振幅的變化量較小的位置處檢測到過零點，因此即使在大量流體流動時也可以實現(xiàn)高精度的
流量測量。


圖I是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的流量測量裝置的結構的圖。圖2是用于說明根據(jù)本發(fā)明第一實施例的流量測量裝置的操作的圖。圖3是示出本發(fā)明第一實施例中流動穩(wěn)定的情況下的接收信號的波形與基準電壓之間的關系的圖。圖4是示出本發(fā)明第一實施例中流動的穩(wěn)定性丟失的情況下的接收信號的波形與基準電壓之間的關系的圖。圖5是用于說明本發(fā)明第一實施例中基準電壓改變的情況下的操作的圖。圖6是示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的流量測量裝置的結構的圖。圖7是示出現(xiàn)有技術的流量測量裝置的結構的圖。圖8是用于說明現(xiàn)有技術的流量測量裝置的操作的圖。圖9是用于說明現(xiàn)有技術的流量測量裝置的放大部件的操作的圖。
具體實施例方式第一發(fā)明包括一對轉換器，其各自設置于流路中，并且用于發(fā)送和接收超聲波信號；發(fā)送部件，用于對所述轉換器進行驅動；切換部件，用于對所述轉換器的發(fā)送和接收進行切換；放大部件，用于對所述轉換器的接收信號進行放大；基準比較部件，用于將來自所述放大部件的輸出與基準電壓進行比較；基準電壓設置部件，用于設置所述基準比較部件進行比較所用的基準電壓；判斷部件，用于基于來自所述基準比較部件的輸出和來自所述放大部件的輸出，來判斷超聲波信號的到達時刻；計時部件，用于對超聲波信號從發(fā)送側的轉換器到接收側的轉換器的傳播時間進行計時；以及計算部件，用于基于所述計時部件計時得到的時間，來計算流速和流量中的至少ー個，其中，所述基準電壓設置部件根據(jù)所述計算部件所計算出的流速或流量，來改變所述基準電壓，以使得即使在大量流體流動導致流體流動的穩(wěn)定性丟失因而接收信號的振幅大幅改變的情況下，由于可以通過改變基準電壓而在接收信號的振幅的變化量較小的位置處檢測到過零點，因此即使在大量流體流動時也可以實現(xiàn)高精度的流量測量。
第二發(fā)明包括一對轉換器，其各自設置于流路中，并且用于發(fā)送和接收超聲波信號；發(fā)送部件，用于對所述轉換器進行驅動；切換部件，用于對所述轉換器的發(fā)送和接收進行切換；放大部件，用于對所述轉換器的接收信號進行放大；基準比較部件，用于將來自所述放大部件的輸出與基準電壓進行比較；基準電壓設置部件，用于設置所述基準比較部件進行比較所用的基準電壓；判斷部件，用于基于來自所述基準比較部件的輸出和來自所述放大部件的輸出，來判斷超聲波信號的到達時刻；計時部件，用于對超聲波信號從發(fā)送側的轉換器到接收側的轉換器的傳播時間進行計時；以及計算部件，用于基于所述計時部件計時得到的時間，來計算流速和流量中的至少ー個，其中，所述基準電壓設置部件根據(jù)所述計算部件所計算出的流速或流量的偏差程度，來改變所述基準電壓，以使得由于可以根據(jù)流速或流量的偏差來改變基準電壓，因此可以穩(wěn)定地測量出流量，并且可以在失去流動的穩(wěn)定性時實現(xiàn)高精度的測量。根據(jù)第三發(fā)明，在所述第一發(fā)明或所述第二方面中，所述基準電壓的初始值被設置為能夠檢測到所述放大部件放大后的接收波形的第η波形的電壓，以及所述基準電壓設置部件將所述基準電壓改變?yōu)槟軌驒z測到緊挨在所述第η波形之前的波形的電壓。 以下將參考附圖來說明本發(fā)明的各實施例。本發(fā)明并不局限于這些實施例。第一實施例圖I是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的流量測量裝置的結構的圖，圖2是用于說明根據(jù)本發(fā)明第一實施例的流量測量裝置的操作的圖，圖3是用于說明在流路內(nèi)的流動穩(wěn)定的情況下的接收信號的波形以及基準電壓的圖，圖4是用于說明在流路內(nèi)的流動受到干擾的情況下的接收信號的波形以及基準電壓的圖，并且圖5是用于說明在基準電壓改變?yōu)榈讠瞬ㄐ蔚姆逯岛偷谌ㄐ蔚姆逯抵g的中點的情況下的操作的圖。在圖3和4中，省略了接收信號的負側的波形。在圖I中，流量測量裝置包括各自配置在流路I的中途的、用于發(fā)送或接收超聲波的第一超聲波轉換器2 (轉換器)以及用于發(fā)送或接收超聲波的第二超聲波轉換器3 (轉換器)。該流量測量裝置還包括切換部件4、發(fā)送部件5、放大部件6和基準比較部件7。發(fā)送部件5對第一超聲波轉換器2或第二超聲波轉換器3進行驅動。切換部件4對第一超聲波轉換器2和第二超聲波轉換器3之間的發(fā)送/接收進行切換。放大部件6根據(jù)來自控制部件12的指示來利用增益對接收側的超聲波轉換器所接收到的信號進行放大。基準比較部件7將放大部件6放大后的信號(接收信號)與基準電壓進行比較并且輸出信號。此外，該流量測量裝置還包括判斷部件8、重復部件9、計時部件9和流量計算部件(計算部件)11。判斷部件8基于基準比較部件7的輸出和放大部件6放大后的信號來判斷超聲波的到達時刻。重復部件9對來自判斷部件8的信號進行計數(shù)，并將重復信號向控制部件12輸出預設次數(shù)。計時部件10對從第一超聲波轉換器2進行發(fā)送的情況下的傳播時間的累積時間以及從第二超聲波轉換器3進行發(fā)送的情況下的傳播時間的累積時間各自進行了重復部件9所設置的預設次數(shù)的計時。流量計算部件11根據(jù)計時部件10計時得到的時間來檢測流體的流速，然后考慮到流路的大小和流動狀態(tài)來計算流量。此外，該流量測量裝置還包括控制部件12、基準電壓設置部件13和流量判斷部件
14?？刂撇考?2響應于來自流量計算部件11的信號以及來自重復部件9的信號來對發(fā)送部件5和放大部件6各自的操作進行控制?；鶞孰妷涸O置部件13設置基準比較部件7所用的基準電壓。流量判斷部件14將流量計算部件11所計算出的流量與預設的基準流量進行比較，井向基準電壓設置部件13輸出信號。將說明這樣配置成的流量測量裝置的操作和作用。首先，控制部件12對放大部件6的増益進行調(diào)整，由此將接收信號的振幅設置為恒定值。由于這種情況下的增益調(diào)整方法與現(xiàn)有技術的增益調(diào)整方法相同，因此將省略對該方法的說明?？刂撇考?2對重復部件9設置重復次數(shù)(例如，64次)，并且開始進行流量測量。當開始進行流量測量時，控制部件12使發(fā)送部件5工作，由此從第一超聲波轉換器2發(fā)送超聲波信號。從該時間點起，計時部件10開始進行計時。第二超聲波轉換器3所接收到的超聲波信號由放大部件6進行放大并輸出至基準比較部件7和判斷部件8?；鶞时容^部件7將接收信號與基準電壓(在圖2中，將第三波形的峰值和第四波形的峰值之間的中點設置為基準電壓)進行比較，并且向判斷部件8輸出信號。判斷部件8從基準比較部件7將輸出信號C進行輸出的時間點(圖2的時刻c)起有效。計時部件10對從判斷部件8有效的時間點起直到檢測到最初為負的過零點(圖2中的過零點a)的時間點為止、SP 直到判斷部件8輸出輸出信號D為止的時間進行測量，其中在該過零點處，放大部件6的輸出的符號從正改變?yōu)樨摗Ｈ缓?，在判斷部?檢測到過零點(圖2中為過零點a)之后，切換部件4對第一超聲波轉換器2和第二超聲波轉換器3之間的發(fā)送/接收進行切換，并且以相同方式進行在從第二超聲波轉換器3發(fā)送超聲波信號并由第一超聲波轉換器2接收該超聲波信號的情況下的計時。將ー系列的上述操作重復進行預設次數(shù)、即64次。對從第一超聲波轉換器2發(fā)送超聲波信號的時間以及從第二超聲波轉換器3發(fā)送超聲波信號的時間各自累積進行預設次數(shù)、即64次的計時。在重復進行了預設次數(shù)的操作完成之后，流量計算部件11基于從第一超聲波轉換器2進行發(fā)送時的累積時間以及從第二超聲波轉換器3進行發(fā)送時的累積時間，來分別計算從第一超聲波轉換器進行發(fā)送的情況下的傳播時間以及從第二超聲波轉換器進行發(fā)送的情況下的傳播時間，然后計算流速并計算流量。流量判斷部件14將由此計算出的流量與預先設置的基準流量進行比較，井根據(jù)該比較結果向基準電壓設置部件13輸出信號。將參考圖3來說明在流路I內(nèi)的流動穩(wěn)定、即流量判斷部件14所計算出的流量小于基準流量的情況下的接收信號的波形和基準電壓設置部件13所設置的基準電壓。將初始的基準電壓A設置為第三波形的峰值和第四波形的峰值之間的中點。這是因為在接收信號的波形中，當在第一波形的峰值和第二波形的峰值之間的電壓差、第二波形的峰值和第三波形的峰值之間的電壓差、第三波形的峰值和第四波形的峰值之間的電壓差以及第四波形的峰值和第五波形的峰值之間的電壓差中進行比較時，第三波形的峰值和第四波形的峰值之間的電壓差最大。因而，即使在由于某種原因、接收信號的第三波形的峰值電壓上升或者第四波形的峰值電壓下降的情況下，由于基準電壓相對于這些峰值電壓均具有一定的余量，因此判斷部件8也可以穩(wěn)定地檢測到第四波形的過零點。在這方面，當流路I內(nèi)的流動穩(wěn)定時，由于接收信號的振幅的變化量較小，因此在接收信號變小的情況下(振幅小吋)以及在接收信號變大的情況下(振幅大時)，如圖3所示，相對于平均振幅的變化量較小。因而，可以利用初始的基準電壓A穩(wěn)定地檢測到第四波形的過零點。即，即使在由于振幅的變化而導致第三波形的峰值變大或第四波形的峰值變小的情況下，也可以穩(wěn)定地檢測到第四波形的過零點。因此，可以進行高精度的流量測量。接著，將參考圖4來說明在流路I內(nèi)的流動受到干擾、即流量判斷部件14所計算出的流量大于基準流量的情況下的接收信號的波形和基準電壓設置部件13所設置的基準電壓。同樣，將初始的基準電壓A設置為第三波形和第四波形之間的中點電壓。當流路I內(nèi)的流動的穩(wěn)定性丟失時，接收信號的振幅的變化量變大。因而，當?shù)谌ㄐ蔚姆逯底兇髸r(振幅大時)，檢測到第三波形的過零點，然而原本必須檢測第四波形的過零點。作為對比，當?shù)谒牟ㄐ蔚姆逯底冃r(振幅小吋)，檢測到第五波形的過零點。這樣，盡管期望穩(wěn)定地檢測同一過零點，但由于接收信號的振幅的變化，因而所檢測到的過零點在毎次測量時改變，即在第三波形、第四波形和第五波形的過零點之間改變。結果，由于所計算出的流量也改變，因此無法進行高精度的流量測量。然而，即使在流路I內(nèi)的流動的穩(wěn)定性丟失的情況下，當基準電壓改變?yōu)楸辉O置為第二波形的峰值和第三波形的峰值之間的中點的基準電壓B吋，即使當?shù)诙ㄐ蔚姆逯?變大或者第三波形的峰值變小時，也可以穩(wěn)定地檢測到第三波形的過零點。這是因為由于接收信號的變化量根據(jù)峰值電壓的大小變大，因此第二波形的變化量大于第一波形的變化量，第三波形的變化量大于第二波形的變化量，并且第四波形的變化量大于第三波形的變化量。這ー情況通過實驗變得明確。因而，由干與第四波形相比、在第三波形中接收信號的變化量較小，因此在接收信號的振幅的變化量較大的狀況下，與第四波形的過零點相比，可以穩(wěn)定地檢測到第三波形的過零點。換言之，在大量流體流動并且流動的穩(wěn)定性丟失的狀態(tài)下，可以通過檢測第三波形的過零點來進行較高精度的流量測量。接著，將參考圖5來說明用于檢測第三波形的過零點的操作。基準比較部件7將接收信號與被設置為第二波形的峰值和第三波形的峰值之間的中點的基準電壓B進行比較，由此判斷部件8從這兩者之間的大小關系反轉的時間點(圖5中的時刻f)、即輸出輸出信號C的時間點起有效。計時部件10對從判斷部件8有效的時間點起直到檢測到最初為負的過零點(圖5的過零點e)的時間點為止、即直到輸出輸出信號D為止的時間進行測量，其中在該過零點處，放大部件6的輸出的符號從正改變?yōu)樨?。然后，在判斷部?檢測到過零點(圖5的過零點e)之后，切換部件4對第一超聲波轉換器2和第二超聲波轉換器3之間的發(fā)送/接收進行切換，并且以相同方式進行在從第二超聲波轉換器3發(fā)送超聲波信號并由第一超聲波轉換器2接收該超聲波信號的情況下的計時。將ー系列的上述操作重復進行預設次數(shù)、即64次。對從第二超聲波轉換器3發(fā)送超聲波信號的時間以及從第一超聲波轉換器2發(fā)送超聲波信號的時間各自累積進行預設次數(shù)、即64次的計時。在重復進行了預設次數(shù)的操作完成之后，流量計算部件11基于從第一超聲波轉換器2進行發(fā)送時的累積時間以及從第二超聲波轉換器3進行發(fā)送時的累積時間，來分別計算從第一超聲波轉換器進行發(fā)送的情況下的傳播時間以及從第二超聲波轉換器進行發(fā)送的情況下的傳播時間，然后計算流速并計算流量。這樣，當所計算出的流量大于基準流量時，基準電壓設置部件13將要輸出至基準比較部件7的基準電壓從第三波形的峰值和第四波形的峰值之間的中點電壓改變?yōu)榈诙ㄐ蔚姆逯岛偷谌ㄐ蔚姆逯抵g的中點電壓(基準電壓B)。因而，即使在大量流體流動導致流動的穩(wěn)定性丟失因而接收信號的振幅大幅改變的情況下，由于可以穩(wěn)定地檢測到第三波形的過零點，因此也可以進行高精度的大流量測量。如上所述，根據(jù)本實施例，由于流量判斷部件14將流量計算部件11所計算出的流量與預先設置的基準流量進行比較，因此當判斷為所計算出的流量大于基準流量時，基準電壓設置部件13將由此設置的基準電壓改變?yōu)轭A先設置的第二波形的峰值和第三波形的峰值之間的中點電壓(基準電壓B)。因而，即使當大量流體流動并且接收信號大幅改變吋，由于可以通過改變?yōu)樽兓挠绊懗潭容^小的位置來檢測到過零點，因此可以進行高精度的大流量測量。本實施例被配置成根據(jù)計算部件所計算出的流量、即通過該流量和基準流量之間的比較所獲得的大小關系來改變基準電壓，然而，當然還可以根據(jù)流速來實現(xiàn)相同的結構。第二實施例圖6是示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的流量測量裝置的結構的圖。在圖6中，本實施例與第一實施例的不同之處在于流量判斷部件14被流量偏差判斷部件15所代替，其中流量偏差判斷部件15用于將所計算出的流量的偏差與預先設置的基準偏差進行比較，并將該比較結果輸出至基準電壓設置部件13。在第二實施例中，流量偏差判斷部件15將流量計算部件11所計算出的流量的偏差與預先設置的基準偏差進行比較。然后，當判斷為所計算出的流量的偏差大于基準偏差時，基準電壓設置部件13將要設置的基準電壓從第三波形的峰值電壓和第四波形的峰值電壓之間的中點電壓改變?yōu)榈诙ㄐ蔚姆逯惦妷汉偷谌ㄐ蔚姆逯惦妷褐g的中點電壓。因而，即使在流路I內(nèi)的流動的穩(wěn)定性丟失導致接收信號的振幅改變因而所計算出的流量的偏差變大的情況下，由于在接收信號的振幅的變化的影響程度較小的位置處可以穩(wěn)定地檢測到過零點，因此可以進行高精度的流量測量。如上所述，根據(jù)本實施例，由于在所計算出的流量的偏差大于基準偏差的情況下改變基準電壓，因此如第一實施例那樣，即使在流路內(nèi)的流動的穩(wěn)定性丟失導致接收信號的振幅大幅改變的情況下，也可以進行高精度的流量測量。此外，由于并非基于所計算出的流量的絕對值而是基于這些流量的偏差來判斷流路內(nèi)的流動的穩(wěn)定性，因此本實施例可以應對各種類型的流路。本實施例被配置為根據(jù)計算部件所計算出的流量、即通過該流量和基準流量之間的比較所獲得的大小關系來改變基準電壓，然而，當然還可以根據(jù)流速來實現(xiàn)相同的結構。作為要保護的范圍，本發(fā)明意圖包含本領域的技術人員在沒有背離本發(fā)明的主旨和范圍的情況下基于說明書的記載以及眾所周知的技術所進行的各種改變和應用。此外，可以在沒有背離本發(fā)明的范圍內(nèi)任意組合前述實施例的構成元件。本發(fā)明基于2009年12月16日提交的日本專利申請(特愿2009-284700)，在此通過引用包含其全部內(nèi)容。產(chǎn)業(yè)上的可利用件 如上所述，由于本發(fā)明的流量測量裝置根據(jù)所計算出的流量或流量的偏差來改變基準電壓、以使得可以在接收信號的變化的影響程度較小的位置處檢測到過零點，因此即使在流路內(nèi)的流動受到干擾因而接收信號的振幅大幅改變的情況下，也可以進行高精度的流量測量。因而，由于可以實現(xiàn)精度非常高的流量測量裝置，因此本發(fā)明可適用于流量測量基準器、燃氣表或水表等的用途。
附圖標記說明I 流路2第一超聲波轉換器(轉換器)3第二超聲波轉換器(轉換器)4切換部件 5發(fā)送部件6放大部件7基準比較部件8判斷部件9重復部件10計時部件11流量計算部件(計算部件)12控制部件13基準電壓設置部件14流量判斷部件15流量偏差判斷部件
權利要求
1.ー種流量測量裝置，包括 一對轉換器，其各自設置于流路中，并且用于發(fā)送和接收超聲波信號； 發(fā)送部件，用于對所述轉換器進行驅動； 切換部件，用于對所述轉換器的發(fā)送和接收進行切換； 放大部件，用于對所述轉換器的接收信號進行放大； 基準比較部件，用于將來自所述放大部件的輸出與基準電壓進行比較； 基準電壓設置部件，用于設置所述基準比較部件進行比較所用的基準電壓； 判斷部件，用于基于來自所述基準比較部件的輸出和來自所述放大部件的輸出，來判斷超聲波信號的到達時刻； 計時部件，用于對超聲波信號從發(fā)送側的轉換器到接收側的轉換器的傳播時間進行計時；以及 計算部件，用于基于所述計時部件計時得到的時間，來計算流速和流量中的至少ー個，其中，所述基準電壓設置部件根據(jù)所述計算部件所計算出的流速或流量，來改變所述基準電壓。
2.ー種流量測量裝置，包括 一對轉換器，其各自設置于流路中，并且用于發(fā)送和接收超聲波信號； 發(fā)送部件，用于對所述轉換器進行驅動； 切換部件，用于對所述轉換器的發(fā)送和接收進行切換； 放大部件，用于對所述轉換器的接收信號進行放大； 基準比較部件，用于將來自所述放大部件的輸出與基準電壓進行比較； 基準電壓設置部件，用于設置所述基準比較部件進行比較所用的基準電壓； 判斷部件，用于基于來自所述基準比較部件的輸出和來自所述放大部件的輸出，來判斷超聲波信號的到達時刻； 計時部件，用于對超聲波信號從發(fā)送側的轉換器到接收側的轉換器的傳播時間進行計時；以及 計算部件，用于基于所述計時部件計時得到的時間，來計算流速和流量中的至少ー個，其中，所述基準電壓設置部件根據(jù)所述計算部件所計算出的流速或流量的偏差程度，來改變所述基準電壓。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的流量測量裝置，其特征在干， 所述基準電壓的初始值被設置為能夠檢測到所述放大部件放大后的接收波形的第η波形的電壓，以及 所述基準電壓設置部件將所述基準電壓改變?yōu)槟軌驒z測到緊挨在所述第η波形之前的波形的電壓。
全文摘要
當流量大于或等于基準流量時，使基準電壓改變?yōu)榭梢苑€(wěn)定地進行測量的水平，由此提高流量高時的測量精度。流量判斷部件(14)對基準流量和流量計算部件(11)所計算出的流量值進行比較。通過在所計算出的流量大于基準流量時改變基準電壓設置部件(13)所設置的基準電壓值，可以在接收信號的振幅變化的影響較小的區(qū)域中穩(wěn)定地檢測到接收波形的過零點。因此，可以提供如下的流量測量裝置即使流量高且受到干擾，也可以穩(wěn)定地進行高精度的流量測量。
文檔編號G01F1/66GK102667418SQ20108005780
公開日2012年9月12日 申請日期2010年12月14日 優(yōu)先權日2009年12月16日
發(fā)明者中林裕治, 后藤尋一, 渡邊葵, 竹村晃一, 藤井裕史 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社