專利名稱：超聲波流量計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超聲波流量計(jì)，該超聲波流量計(jì)用于利用一對(duì)能夠進(jìn)行發(fā)送/接收的超聲波換能器來測(cè)量超聲波的傳播時(shí)間，由此測(cè)量被測(cè)流體的流量。
背景技術(shù)：
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的超聲波流量計(jì)所使用的超聲波傳播時(shí)間測(cè)量方法，使一對(duì)能夠進(jìn)行發(fā)送/接收的超聲波換能器彼此相對(duì)配置。這兩個(gè)超聲波換能器的其中一個(gè)超聲波換能器利用猝發(fā)信號(hào)(burst signal)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，由此發(fā)送超聲波。另一個(gè)超聲波換能器接收超聲波，由此測(cè)量這些超聲波的傳播時(shí)間(例如，參見專利文獻(xiàn)I)。圖3是現(xiàn)有技術(shù)的超聲波流量計(jì)的框圖。圖4示出發(fā)送側(cè)的超聲波換能器的驅(qū)動(dòng)波形以及接收側(cè)的超聲波換能器所接收到的接收波形。
如圖3所示，現(xiàn)有技術(shù)的超聲波流量計(jì)包括超聲波換能器2，其配置于流體所流經(jīng)的測(cè)量流路I中；驅(qū)動(dòng)電路3，用于對(duì)超聲波換能器2進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；控制塊4，用于向驅(qū)動(dòng)電路3輸出啟動(dòng)信號(hào)；傳播時(shí)間測(cè)量塊5，用于測(cè)量超聲波的傳播時(shí)間；超聲波換能器7，用于接收從超聲波換能器2所發(fā)送來的超聲波；放大器6，用于對(duì)超聲波換能器7的輸出進(jìn)行放大；以及接收檢測(cè)電路15，用于將放大器6的輸出與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，并且在大小關(guān)系反轉(zhuǎn)時(shí)停用傳播時(shí)間測(cè)量塊5。由于使用傳播時(shí)間倒數(shù)差法以使得可以忽略溫度對(duì)聲速的影響，因此一般的超聲波流量計(jì)配備有切換開關(guān)8，從而能夠測(cè)量超聲波從測(cè)量流路I的上游位置行進(jìn)到下游位置的傳播時(shí)間以及超聲波從下游位置行進(jìn)到上游位置的傳播時(shí)間?，F(xiàn)在參考圖4來說明該測(cè)量方法。在圖4中，橫軸表示時(shí)間；縱軸表示電壓；附圖標(biāo)記TO表示驅(qū)動(dòng)波形Wl的開始時(shí)間點(diǎn)；并且附圖標(biāo)記Tl表示驅(qū)動(dòng)操作開始之后所實(shí)現(xiàn)的第三波的結(jié)束時(shí)間點(diǎn)。附圖標(biāo)記RO表示接收開始時(shí)間點(diǎn)，并且附圖標(biāo)記Rl表示接收操作開始之后所實(shí)現(xiàn)的第三波的結(jié)束時(shí)間點(diǎn)。如上所述，可以通過以驅(qū)動(dòng)波形的第m(m=3)波的過零點(diǎn)Tl作為起點(diǎn)、并且以另一超聲波發(fā)送/接收裝置所接收到的電信號(hào)的第m(m=3)波的過零點(diǎn)Rl作為終點(diǎn)來測(cè)量超聲波的傳播時(shí)間。利用該傳播時(shí)間來測(cè)量流體的流速，由此計(jì)算出流量。具體地，由于無法以高精度檢測(cè)接收開始時(shí)間點(diǎn)R0，因此可以利用第m波的終點(diǎn)Rl來間接測(cè)量驅(qū)動(dòng)波形Wl的開始時(shí)間點(diǎn)TO以及接收開始時(shí)間點(diǎn)R0。為了進(jìn)一步提聞精度，實(shí)際進(jìn)行反射波的接收，由此提聞測(cè)量精度。以下說明提聞測(cè)量精度的原理。傳播時(shí)間測(cè)量塊5所配備的接收延遲時(shí)間測(cè)量部件對(duì)如下時(shí)間進(jìn)行測(cè)量，其中該時(shí)間是自發(fā)送側(cè)超聲波換能器以驅(qū)動(dòng)波形Wl發(fā)送超聲波起、直到接收側(cè)超聲波換能器接收到第一次的接收波形W2為止所經(jīng)過的時(shí)間Tp。接著，該測(cè)量部件對(duì)如下時(shí)間進(jìn)行測(cè)量，其中該時(shí)間是從接收側(cè)超聲波換能器和發(fā)送側(cè)超聲波換能器各自使超聲波反射一次起、直到接收側(cè)超聲波換能器接收到第二次的接收波形W4為止所經(jīng)過的時(shí)間Tp2。換句話說，接收側(cè)的超聲波換能器所反射的超聲波作為波形W3到達(dá)發(fā)送側(cè)的超聲波換能器。該超聲波的波形在發(fā)送側(cè)的超聲波換能器上進(jìn)一步進(jìn)行反射，由此作為接收波形W4到達(dá)接收側(cè)的超聲波換能器。如果超聲波的波形的到達(dá)被看作該波形的第二次接收，則可以通過以下等式(等式I)來確定不易受接收波形的形狀等所影響的真實(shí)傳播時(shí)間TpO。因而，可以防止由于相對(duì)于真實(shí)傳播時(shí)間的誤差所引起的測(cè)量精度的劣化，其中該相對(duì)于真實(shí)傳播時(shí)間的誤差是在接收波形因超聲波換能器的特性的變動(dòng)、溫度變化或測(cè)量流路內(nèi)的反射波而改變的情況下所發(fā)生的。TpO=(Tp2_Tp)/2…(等式 I)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)I :日本特開2005-17255
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題然而，在現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)中，每次都進(jìn)行反射波的測(cè)量，直到生成反射波形為止。因而，存在如下問題電流消耗增加；由于接收波形的形狀因反射而發(fā)生失真因此無法進(jìn)行精確測(cè)量；以及測(cè)量軟件變得復(fù)雜化。本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，并且目的在于提供一種超聲波流量計(jì)，其中該超聲波流量計(jì)通過針對(duì)每一傳播時(shí)間預(yù)先測(cè)量用于真實(shí)傳播時(shí)間與測(cè)量得到的傳播時(shí)間之間的誤差的校正值，來提高測(cè)量精度并降低電流消耗。用于解決問題的方案為了解決傳統(tǒng)設(shè)備的上述問題，根據(jù)本發(fā)明的超聲波流量計(jì)包括被測(cè)流體所流經(jīng)的測(cè)量流路；一對(duì)超聲波換能器，其配置于所述測(cè)量流路中，并且能夠進(jìn)行超聲波信號(hào)的發(fā)送和接收；傳播時(shí)間測(cè)量塊，用于對(duì)在從所述一對(duì)超聲波換能器的其中一個(gè)超聲波換能器所發(fā)送的超聲波信號(hào)傳播穿過所述被測(cè)流體而到達(dá)另一個(gè)超聲波換能器之前所經(jīng)過的傳播時(shí)間進(jìn)行測(cè)量；傳播時(shí)間校正塊，用于對(duì)所述傳播時(shí)間測(cè)量塊所測(cè)量得到的傳播時(shí)間進(jìn)行校正，由此計(jì)算校正傳播時(shí)間；以及控制塊，用于根據(jù)所述校正傳播時(shí)間來計(jì)算所述被測(cè)流體的流量，其中，所述傳播時(shí)間校正塊具有校正值計(jì)算部件，所述校正值計(jì)算部件用于根據(jù)預(yù)定條件下預(yù)先測(cè)量得到的真實(shí)傳播時(shí)間來計(jì)算對(duì)所述傳播時(shí)間測(cè)量塊測(cè)量得到的傳播時(shí)間進(jìn)行校正所使用的校正值。即使當(dāng)接收波形因超聲波換能器的變動(dòng)或溫度變化等而改變的情況下，也根據(jù)先前測(cè)量得到的真實(shí)傳播時(shí)間來計(jì)算針對(duì)各傳播時(shí)間的校正值。因此，可以總是進(jìn)行精確的傳播時(shí)間測(cè)量。發(fā)明的效果本發(fā)明的超聲波流量計(jì)可以在不受超聲波換能器的變動(dòng)、溫度變化或流路內(nèi)的反射波的影響的情況下，總是計(jì)算精確的超聲波傳播時(shí)間。因此，可以實(shí)現(xiàn)電流消耗較低的精度非常高的超聲波流量計(jì)。


圖I是本發(fā)明第一實(shí)施例的超聲波流量計(jì)的框圖。
圖2是本發(fā)明第二實(shí)施例的超聲波流量計(jì)的框圖。圖3是現(xiàn)有技術(shù)的超聲波流量計(jì)的框圖。圖4是超聲波流量計(jì)的發(fā)送波形和接收波形的圖。
具體實(shí)施例方式第一發(fā)明包括被測(cè)流體所流經(jīng)的測(cè)量流路；一對(duì)超聲波換能器，其配置于所述測(cè)量流路中，并且能夠進(jìn)行超聲波信號(hào)的發(fā)送和接收；傳播時(shí)間測(cè)量塊，用于對(duì)在從所述一對(duì)超聲波換能器的其中一個(gè)超聲波換能器所發(fā)送的超聲波信號(hào)傳播穿過所述被測(cè)流體而到達(dá)另一個(gè)超聲波換能器之前所經(jīng)過的傳播時(shí)間進(jìn)行測(cè)量；傳播時(shí)間校正塊，用于對(duì)所述傳播時(shí)間測(cè)量塊所測(cè)量得到的傳播時(shí)間進(jìn)行校正，由此計(jì)算 校正傳播時(shí)間；以及控制塊，用于根據(jù)所述校正傳播時(shí)間來計(jì)算所述被測(cè)流體的流量，其中，所述傳播時(shí)間校正塊具有校正值計(jì)算部件，所述校正值計(jì)算部件用于根據(jù)預(yù)定條件下預(yù)先測(cè)量得到的真實(shí)傳播時(shí)間來計(jì)算對(duì)所述傳播時(shí)間測(cè)量塊測(cè)量得到的傳播時(shí)間進(jìn)行校正所使用的校正值，由此可以根據(jù)真實(shí)傳播時(shí)間來計(jì)算流量，并且可以提高超聲波流量計(jì)的測(cè)量精度。第二發(fā)明包括被測(cè)流體所流經(jīng)的測(cè)量流路；一對(duì)超聲波換能器，其配置于所述測(cè)量流路中，并且能夠進(jìn)行超聲波信號(hào)的發(fā)送和接收；傳播時(shí)間測(cè)量塊，用于對(duì)在從所述一對(duì)超聲波換能器的其中一個(gè)超聲波換能器所發(fā)送的超聲波信號(hào)傳播穿過所述被測(cè)流體而到達(dá)另一個(gè)超聲波換能器之前所經(jīng)過的傳播時(shí)間進(jìn)行測(cè)量；傳播時(shí)間校正塊，用于對(duì)所述傳播時(shí)間測(cè)量塊所測(cè)量得到的傳播時(shí)間進(jìn)行校正，由此計(jì)算校正傳播時(shí)間；以及控制塊，用于根據(jù)所述校正傳播時(shí)間來計(jì)算所述被測(cè)流體的流量，其中，所述傳播時(shí)間校正塊具有校正值計(jì)算部件，用于根據(jù)預(yù)定條件下預(yù)先測(cè)量得到的真實(shí)傳播時(shí)間，針對(duì)各傳播時(shí)間計(jì)算對(duì)所述傳播時(shí)間測(cè)量塊測(cè)量得到的傳播時(shí)間進(jìn)行校正所使用的校正值；存儲(chǔ)部件，用于存儲(chǔ)所述校正值計(jì)算部件所計(jì)算出的校正值；以及校正值選擇部件，用于從所述存儲(chǔ)部件所存儲(chǔ)的校正值中，選擇適合于所述傳播時(shí)間測(cè)量塊所測(cè)量得到的傳播時(shí)間的校正值，由此可以根據(jù)真實(shí)傳播時(shí)間來計(jì)算流量，并且可以提高超聲波流量計(jì)的測(cè)量精度。在基于第一發(fā)明或第二發(fā)明的第三發(fā)明中，所述被測(cè)流體是氣體；以及所述校正值計(jì)算部件根據(jù)通過作為所述預(yù)定條件在保持氣體種類恒定的情況下改變溫度所測(cè)量得到的真實(shí)傳播時(shí)間，來計(jì)算任意溫度下的傳播時(shí)間和校正值之間的關(guān)系。結(jié)果，可以計(jì)算出氣體種類固定時(shí)所獲取的針對(duì)各傳播時(shí)間的校正值，從而可以針對(duì)各溫度進(jìn)行校正。即使當(dāng)溫度已發(fā)生改變時(shí)，也可以提高超聲波流量計(jì)的測(cè)量精度。在特別是基于第一發(fā)明或第二發(fā)明的第四發(fā)明中，所述被測(cè)流體是氣體；以及所述校正值計(jì)算部件根據(jù)通過作為所述預(yù)定條件在保持溫度恒定的情況下改變氣體種類所測(cè)量得到的真實(shí)傳播時(shí)間，來計(jì)算針對(duì)任意氣體種類的傳播時(shí)間和校正值之間的關(guān)系。結(jié)果，可以計(jì)算出溫度固定時(shí)所實(shí)現(xiàn)的針對(duì)各傳播時(shí)間的校正值，從而可以針對(duì)各氣體種類進(jìn)行校正。即使當(dāng)氣體種類已發(fā)生改變時(shí)，也可以提高超聲波流量計(jì)的測(cè)量精度。在特別是基于第一發(fā)明至第四發(fā)明中任一項(xiàng)的第五發(fā)明中，所述校正值計(jì)算部件在所述被測(cè)流體的流量為0時(shí)計(jì)算校正值。在不存在流量流動(dòng)時(shí)進(jìn)行校正值的計(jì)算，由此可以減少電流消耗。以下將參考附圖來說明本發(fā)明的各實(shí)施例。然而，本發(fā)明不應(yīng)當(dāng)局限于這些實(shí)施例。第一實(shí)施例圖I示出本發(fā)明第一實(shí)施例的超聲波流量計(jì)的框圖。如圖I所示，本實(shí)施例的超聲波流量計(jì)包括超聲波換能器2和7，其配置于流體所流經(jīng)的測(cè)量流路I中；驅(qū)動(dòng)電路3，用于對(duì)超聲波換能器2和7進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；控制塊4，用于向驅(qū)動(dòng)電路3輸出啟動(dòng)信號(hào)；傳播時(shí)間測(cè)量塊5，用于測(cè)量超聲波的傳播時(shí)間；傳播時(shí)間校正塊11，用于對(duì)傳播時(shí)間進(jìn)行校正；放大器6，用于對(duì)來自超聲波換能器2和7的輸出進(jìn)行放大；以及切換開關(guān)8，用于對(duì)上游側(cè)的超聲波換能器7和下游側(cè)的超聲波換能器2之間的發(fā)送/接收進(jìn)行切換。在該超聲波流量計(jì)中，切換開關(guān)8將超聲波換能器2和7的其中一個(gè)切換為發(fā)送側(cè)并將另一個(gè)切換為接收側(cè)，由此使得可以測(cè)量如下的傳播時(shí)間從超聲波 換能器2發(fā)送超聲波起、直到超聲波換能器7接收到這些超聲波為止所經(jīng)過的傳播時(shí)間；以及從超聲波換能器7發(fā)送超聲波起、直到超聲波換能器2接收到這些超聲波為止所經(jīng)過的傳播時(shí)間。傳播時(shí)間校正塊11配備有校正值計(jì)算部件9，其中校正值計(jì)算部件9用于根據(jù)溫度和氣體種類來計(jì)算適當(dāng)?shù)男Ｕ怠?duì)傳播時(shí)間校正塊11進(jìn)行配置，從而計(jì)算校正傳播時(shí)間，其中該校正傳播時(shí)間是通過利用校正值計(jì)算部件9計(jì)算出的校正值對(duì)傳播時(shí)間測(cè)量塊5測(cè)量得到的傳播時(shí)間進(jìn)行校正所確定出的?，F(xiàn)在說明如上所配置的超聲波流量計(jì)的操作和作用。首先，對(duì)用于根據(jù)作為被測(cè)流體的氣體的種類來計(jì)算適當(dāng)校正值的校正值計(jì)算部件9進(jìn)行配置，從而能夠針對(duì)各傳播時(shí)間計(jì)算考慮了由于如下因素而產(chǎn)生的測(cè)量得到的傳播時(shí)間與真實(shí)傳播時(shí)間之間的誤差的校正值超聲波換能器的特性的變動(dòng)；從發(fā)送側(cè)的超聲波換能器發(fā)送超聲波與開始傳播時(shí)間測(cè)量之間的延遲；超聲波到達(dá)接收側(cè)的超聲波換能器與接收檢測(cè)電路檢測(cè)到超聲波的接收之間的延遲；以及接收波和反射波的合成。校正值計(jì)算部件9根據(jù)通過實(shí)際進(jìn)行流量測(cè)量所獲取的傳播時(shí)間來計(jì)算校正值，并對(duì)傳播時(shí)間測(cè)量塊5所測(cè)量得到的傳播時(shí)間進(jìn)行校正，由此計(jì)算真實(shí)傳播時(shí)間。順便提及，校正值計(jì)算部件9還可以預(yù)先獲得如下計(jì)算等式，其中該計(jì)算等式能夠根據(jù)以利用背景技術(shù)所述的(等式I)的方法所測(cè)量得到的真實(shí)傳播時(shí)間與圖4所示的傳播時(shí)間TpO之間的關(guān)系來計(jì)算校正值。這樣在通常測(cè)量期間無需進(jìn)行反射波的測(cè)量。此夕卜，可以通過測(cè)量傳播時(shí)間TpO來針對(duì)該傳播時(shí)間TpO計(jì)算校正值，并計(jì)算校正傳播時(shí)間。如上所述，本實(shí)施例配備有傳播時(shí)間校正塊11，其中傳播時(shí)間校正塊11用于利用校正值計(jì)算部件9根據(jù)傳播時(shí)間測(cè)量塊5測(cè)量得到的傳播時(shí)間所計(jì)算出的校正值，來對(duì)該傳播時(shí)間進(jìn)行校正。由此可以對(duì)以下影響進(jìn)行校正超聲波換能器的特性的變動(dòng)；從發(fā)送側(cè)的超聲波換能器發(fā)送超聲波與開始傳播時(shí)間測(cè)量之間的延遲；超聲波到達(dá)接收側(cè)的超聲波換能器與接收檢測(cè)電路檢測(cè)到超聲波的接收之間的延遲；以及接收波與反射波的合成
坐寸o第二實(shí)施例圖2示出本發(fā)明第二實(shí)施例的超聲波流量計(jì)的框圖。在圖2中，本實(shí)施例在基本結(jié)構(gòu)方面與第一實(shí)施例相同。這兩個(gè)實(shí)施例的不同之處在于如下內(nèi)容傳播時(shí)間校正塊12包括用于根據(jù)溫度或氣體種類等來計(jì)算適當(dāng)校正值的校正值計(jì)算部件9、用于存儲(chǔ)校正值計(jì)算部件9所計(jì)算出的校正值的存儲(chǔ)部件14、以及用于從存儲(chǔ)部件14所存儲(chǔ)的校正值中選擇適合于傳播時(shí)間的校正值的校正值選擇部件10 ；以及利用所選擇的校正值來對(duì)傳播時(shí)間進(jìn)行校正。以下說明如上所配置的超聲波流量計(jì)的操作和作用。首先,用于根據(jù)氣體種類來計(jì)算適當(dāng)校正值的校正值計(jì)算部件9針對(duì)各傳播時(shí)間計(jì)算考慮了由于如下因素而產(chǎn)生的測(cè)量得到的傳播時(shí)間與真實(shí)傳播時(shí)間之間的誤差的校正值，然后將由此所計(jì)算出的校正值存儲(chǔ)到存儲(chǔ)部件14 :超聲波換能器的特性的變動(dòng)；從發(fā)送側(cè)的超聲波換能器發(fā)送超聲波與開始傳播時(shí)間測(cè)量之間的延遲；超聲波到達(dá)接收側(cè)的超聲波換能器與接收檢測(cè)電路檢測(cè)到超聲波的接收之間的延遲；以及接收波和反射波的合成。校正值選擇部件10根據(jù)實(shí)際進(jìn)行流量測(cè)量時(shí)測(cè)量得到的傳播時(shí)間來選擇適當(dāng)?shù)男Ｕ?，并?duì)該傳播時(shí)間進(jìn)行校正，由此計(jì)算真實(shí)傳播時(shí)間。 另一方面，還將校正值計(jì)算部件9配置為根據(jù)以利用背景技術(shù)所述的(等式I)的方法所測(cè)量得到的真實(shí)傳播時(shí)間與圖4所示的傳播時(shí)間TpO之間的關(guān)系來計(jì)算校正值。此外，還可以將存儲(chǔ)部件14配置為針對(duì)各傳播時(shí)間存儲(chǔ)校正值?？梢詫⑿Ｕ颠x擇部件10配置為根據(jù)測(cè)量得到的傳播時(shí)間來選擇校正值。結(jié)果，由此在通常測(cè)量期間無需進(jìn)行反射波的測(cè)量。可以通過測(cè)量傳播時(shí)間TpO來選擇針對(duì)該傳播時(shí)間TpO的校正值，并計(jì)算校正傳播時(shí)間。如上所述，在本實(shí)施例中，傳播時(shí)間校正塊12具有校正值計(jì)算部件9，用于計(jì)算針對(duì)傳播時(shí)間的校正值；以及校正值選擇部件10，用于選擇適合于傳播時(shí)間測(cè)量塊5所測(cè)量得到的傳播時(shí)間的校正值。由此，可以對(duì)以下影響進(jìn)行校正超聲波換能器的特性的變動(dòng)；從發(fā)送側(cè)的超聲波換能器發(fā)送超聲波與開始傳播時(shí)間測(cè)量之間的延遲；超聲波到達(dá)接收側(cè)的超聲波換能器與接收檢測(cè)電路檢測(cè)到超聲波的接收之間的延遲；以及接收波和反射波的合成等。還可以將校正值計(jì)算部件9設(shè)置為在不存在流量的流動(dòng)時(shí)計(jì)算校正值，以使得可以在電力消耗較低的狀態(tài)下提高測(cè)量精度。如果將校正值計(jì)算部件9配置為通過使氣體種類固定并使溫度改變兩個(gè)點(diǎn)以上來計(jì)算溫度和校正值之間的關(guān)系，則將在各溫度下進(jìn)行校正。因此，即使當(dāng)發(fā)生溫度改變時(shí)，也可以提高超聲波流量計(jì)的測(cè)量精度。如果將校正值計(jì)算部件9配置為通過使溫度固定并使氣體種類改變來計(jì)算氣體種類和校正值之間的關(guān)系，則即使當(dāng)氣體種類發(fā)生改變時(shí)，也可以提高超聲波流量計(jì)的測(cè)
量精度。作為本發(fā)明要保護(hù)的范圍，本發(fā)明意圖包含本領(lǐng)域技術(shù)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(shù)所進(jìn)行的各種改變和應(yīng)用。此夕卜，可以在沒有背離本發(fā)明的范圍內(nèi)任意組合前述實(shí)施例的構(gòu)成元件。本發(fā)明基于2010年I月7日提交的日本專利申請(qǐng)(日本特愿2010-001686)，在此通過引用包含其全部?jī)?nèi)容。產(chǎn)業(yè)上的可利用件如上所述，由于本發(fā)明的超聲波流量計(jì)針對(duì)各傳播時(shí)間進(jìn)行校正，因此不必考慮超聲波換能器的特性以及反射波的影響。由于可以總是測(cè)量精確的超聲波傳播時(shí)間，因此可以實(shí)現(xiàn)精度非常高的超聲波流量計(jì)。因此，本發(fā)明可適用于如流量測(cè)量基準(zhǔn)器、燃?xì)獗砗退淼鹊挠猛?。附圖標(biāo)記說明I測(cè)量流 路2、7超聲波換能器5傳播時(shí)間測(cè)量塊9校正值計(jì)算部件10校正值選擇部件11傳播時(shí)間校正塊12傳播時(shí)間校正塊14存儲(chǔ)部件
權(quán)利要求
1.一種超聲波流量計(jì)，包括 被測(cè)流體所流經(jīng)的測(cè)量流路； 一對(duì)超聲波換能器，其配置于所述測(cè)量流路中，并且能夠進(jìn)行超聲波信號(hào)的發(fā)送和接收； 傳播時(shí)間測(cè)量塊，用于對(duì)在從所述一對(duì)超聲波換能器的其中一個(gè)超聲波換能器所發(fā)送的超聲波信號(hào)傳播穿過所述被測(cè)流體而到達(dá)另一個(gè)超聲波換能器之前所經(jīng)過的傳播時(shí)間進(jìn)行測(cè)量； 傳播時(shí)間校正塊，用于對(duì)所述傳播時(shí)間測(cè)量塊所測(cè)量得到的傳播時(shí)間進(jìn)行校正，由此計(jì)算校正傳播時(shí)間；以及 控制塊，用于根據(jù)所述校正傳播時(shí)間來計(jì)算所述被測(cè)流體的流量， 其中，所述傳播時(shí)間校正塊具有校正值計(jì)算部件，所述校正值計(jì)算部件用于根據(jù)預(yù)定條件下預(yù)先測(cè)量得到的真實(shí)傳播時(shí)間來計(jì)算對(duì)所述傳播時(shí)間測(cè)量塊測(cè)量得到的傳播時(shí)間進(jìn)行校正所使用的校正值。
2.一種超聲波流量計(jì)，包括 被測(cè)流體所流經(jīng)的測(cè)量流路； 一對(duì)超聲波換能器，其配置于所述測(cè)量流路中，并且能夠進(jìn)行超聲波信號(hào)的發(fā)送和接收； 傳播時(shí)間測(cè)量塊，用于對(duì)在從所述一對(duì)超聲波換能器的其中一個(gè)超聲波換能器所發(fā)送的超聲波信號(hào)傳播穿過所述被測(cè)流體而到達(dá)另一個(gè)超聲波換能器之前所經(jīng)過的傳播時(shí)間進(jìn)行測(cè)量； 傳播時(shí)間校正塊，用于對(duì)所述傳播時(shí)間測(cè)量塊所測(cè)量得到的傳播時(shí)間進(jìn)行校正，由此計(jì)算校正傳播時(shí)間；以及 控制塊，用于根據(jù)所述校正傳播時(shí)間來計(jì)算所述被測(cè)流體的流量， 其中，所述傳播時(shí)間校正塊具有校正值計(jì)算部件，用于根據(jù)預(yù)定條件下預(yù)先測(cè)量得到的真實(shí)傳播時(shí)間，針對(duì)各傳播時(shí)間計(jì)算對(duì)所述傳播時(shí)間測(cè)量塊測(cè)量得到的傳播時(shí)間進(jìn)行校正所使用的校正值；存儲(chǔ)部件，用于存儲(chǔ)所述校正值計(jì)算部件所計(jì)算出的校正值；以及校正值選擇部件，用于從所述存儲(chǔ)部件所存儲(chǔ)的校正值中，選擇適合于所述傳播時(shí)間測(cè)量塊所測(cè)量得到的傳播時(shí)間的校正值。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的超聲波流量計(jì)，其特征在于， 所述被測(cè)流體是氣體；以及 所述校正值計(jì)算部件根據(jù)通過作為所述預(yù)定條件在保持氣體種類恒定的情況下改變溫度所測(cè)量得到的真實(shí)傳播時(shí)間，來計(jì)算任意溫度下的傳播時(shí)間和校正值之間的關(guān)系。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的超聲波流量計(jì)，其特征在于， 所述被測(cè)流體是氣體；以及 所述校正值計(jì)算部件根據(jù)通過作為所述預(yù)定條件在保持溫度恒定的情況下改變氣體種類所測(cè)量得到的真實(shí)傳播時(shí)間，來計(jì)算針對(duì)任意氣體種類的傳播時(shí)間和校正值之間的關(guān)系O
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的超聲波流量計(jì)，其特征在于， 所述校正值計(jì)算部件在所述被測(cè)流體的流量為O時(shí)計(jì)算校正值。
全文摘要
一種超聲波流量計(jì)通過對(duì)由于因超聲波換能器的特性的變動(dòng)和溫度變化等所引起的接收波形的變化而產(chǎn)生的與真實(shí)傳播時(shí)間的誤差進(jìn)行校正，來提高測(cè)量精度。該超聲波流量計(jì)包括一對(duì)超聲波換能器(2,7)，用于發(fā)送/接收超聲波信號(hào)；傳播時(shí)間測(cè)量塊(5)，用于測(cè)量從超聲波換能器(2)所發(fā)送的超聲波要被超聲波換能器(7)接收所需的傳播時(shí)間；控制塊(4)，用于根據(jù)傳播時(shí)間確定流量；校正值計(jì)算部件，用于考慮到由于以下情況所引起的與真實(shí)傳播時(shí)間的誤差來計(jì)算校正值超聲波換能器的特性的變動(dòng)、從發(fā)送側(cè)超聲波換能器發(fā)送超聲波起直到開始傳播時(shí)間測(cè)量為止的延遲、從超聲波到達(dá)接收側(cè)超聲波換能器起直到接收檢測(cè)電路檢測(cè)到接收了超聲波為止的延遲、以及接收波和反射波的合成；校正值選擇部件(10)，用于從校正值計(jì)算部件所計(jì)算出的校正值中選擇適合于傳播時(shí)間的校正值；以及傳播時(shí)間校正單元(11)，用于對(duì)傳播時(shí)間進(jìn)行校正。
文檔編號(hào)G01F1/66GK102713531SQ20118000559
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2011年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月7日
發(fā)明者中林裕治, 后藤尋一, 渡邊葵, 藤井裕史 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社