流量測量裝置制造方法
流量測量裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的流量測量裝置為了測定超聲波信號的傳播時間而具有將接收信號放大的放大部(6)、基準電壓變更部(11)、基準電壓設定部(12)以及將接收波形與基準電壓進行比較的基準比較部(7)?；鶞孰妷鹤兏?11)根據由放大部(6)放大得到的接收波形的放大率來變更基準電壓，通過將變更得到的基準電壓與接收波形進行比較來穩(wěn)定地測量傳播時間。由此，能夠防止被測定流體的流速、流量等的測量精度的下降。
【專利說明】流量測量裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用超聲波測量氣體、水等被測定流體的流量的流量測量裝置。
【背景技術】
[0002]以往，作為這種流體的流量測量裝置，一般為在下面利用圖5說明的流量測量裝置(例如，參照專利文獻I)。圖5是以往的流量測量裝置的結構圖。
[0003]如圖5所示，以往的流量測量裝置由被測定流體所流動的流路21、設置于流路21的第一超聲波振子22和第二超聲波振子23、切換部24、發(fā)送部25、放大部26、基準比較部27、判定部28、計時部29以及控制部30構成。
[0004]切換部24切換第一超聲波振子22和第二超聲波振子23的發(fā)送和接收。發(fā)送部25對第一超聲波振子22和第二超聲波振子23進行驅動。放大部26將通過作為接收側的第一超聲波振子22或第二超聲波振子23接收并通過了切換部24的接收信號放大至規(guī)定的振幅?；鶞时容^部27將通過放大部26放大得到的接收信號的電壓與基準電壓進行比較。
[0005]判定部28通過基準比較部27將下面利用圖6說明的由放大部26放大后的接收信號A與基準電壓進行比較來檢測接收信號A比基準電壓大之后的零交叉點a。計時部29根據由判定部28檢測到零交叉點a的定時來對超聲波的發(fā)送和接收的傳播時間進行計時?？刂撇?0進行發(fā)送部25、放大部26的控制，并且根據計時部29計時得到的時間來計算被測定流體的流速V和/或流量Q。
[0006]下面，參照圖5說明使用以往的流量測量裝置測量被測定流體的流量Q的動作。
[0007]首先，流量測量裝置通過控制部30使發(fā)送部25進行動作，驅動被切換部24切換為發(fā)送側的第一超聲波振子22。通過驅動而從第一超聲波振子22發(fā)送的超聲波信號在流路21中流動的被測定流體流中傳播并被第二超聲波振子23接收。由第二超聲波振子23接收到的超聲波信號通過放大部26放大之后，在基準比較部27和判定部28中被進行信號處理。進行信號處理得到的超聲波信號被輸入計時部29。
[0008]接著，通過切換部24切換第一超聲波振子22和第二超聲波振子23的發(fā)送和接收并進行同樣的動作。
[0009]而且，通過上述的動作，由計時部29測定被測定流體從上游向下游(將該方向設為順流)的傳播時間以及從下游向上游(將該方向設為逆流)的傳播時間。
[0010]通過以上內容求出被測定流體的流速V，并利用下面的(式I)求出流量Q。
[0011]Q = S*v = S* L/2.cos Φ (n/tl_n/t2)…(式 I)
[0012]在此，將第一超聲波振子22與第二超聲波振子23之間的流動方向的有效距離設為L，將從上游向下游的傳播時間設為tl，將從下游向上游的傳播時間設為t2，將被測定流體的流速設為V，將流路21的截面積設為S，將傳感器角度設為Φ，將流量設為Q。在此，傳感器角度Φ是指如圖5所示那樣從第一超聲波振子22和第二超聲波振子23發(fā)送和接收的超聲波的傳播路徑(箭頭)與流路21內的流體的用空心箭頭表示的流動方向所形成的角度。
[0013]此外，實際上，在(式I)中再乘以與流量Q相應的系數來計算流量Q。
[0014]此時，關于放大部26的增益(放大率)，通過控制部30調整放大率使得由作為接收側的第一超聲波振子22或第二超聲波振子23接收到的信號成為固定振幅。由此，被調整成接收信號的最大電壓值落入規(guī)定的電壓范圍。
[0015]下面，使用圖7說明超聲波信號的放大率的一般的調整方法。
[0016]圖7是說明在流量測量裝置中一般進行的放大率的調整方法的圖。
[0017]首先，如圖7的虛線所示，在測量超聲波信號的過程中，在接收信號b所示的接收信號的最大電壓值低于規(guī)定的電壓范圍的下限值的情況下，調整增益(放大率)使得在下一次的流量測量時接收信號的最大電壓值落入規(guī)定的電壓范圍。
[0018]同樣地，在圖7的虛線所示的接收信號c的最大電壓值超過規(guī)定的電壓范圍的上限值的情況下，調整增益(放大率)使得在下一次的流量測量時接收信號的最大電壓值落入規(guī)定的電壓范圍。
[0019]具體地說，在接收信號的最大電壓值低于下限值的情況下，提高放大率來進行調整使得接收信號的最大電壓值如圖7的實線所示的接收信號a那樣落入電壓范圍的上限與下限之間的范圍內。同樣地，在接收信號的最大電壓值超過上限值的情況下，降低放大率來進行調整使得接收信號的最大電壓值如接收信號a那樣落入電壓范圍的上限與下限之間的范圍內。
[0020]通過以上方法調整被檢測的超聲波信號的放大率。
[0021]另外，為了決定由判定部28檢測的零交叉點的位置而設定與由放大部26放大得到的接收信號進行比較的基準比較部27的基準電壓。
[0022]因此，下面使用圖6說明用于決定零交叉點的位置的基準電壓。
[0023]圖6是說明以往的流量測量裝置中的根據接收信號來判定零交叉點a的動作的一例的圖。
[0024]如圖6所示，為了由判定部28檢測例如接收信號的第四波的零交叉點a，而將基準電壓設定為在流路21內流動的空氣中傳播的接收信號的第三波的正峰值電壓值與第四波的正峰值電壓值之差的中點的電壓。由此，即使由于某些原因而接收信號的第三波的峰值電壓值上升、或者第四波的峰值電壓值降低，也能夠為雙方留出余量。其結果，能夠由判定部28穩(wěn)定地檢測第四波的零交叉點a。
[0025]然而，在以往的流量測量裝置中，基準電壓為固定值。也就是說，如圖6所示，是為了穩(wěn)定地檢測零交叉點a而將基準電壓設定為在空氣中傳播的接收波的峰值電壓的間隔最大的第三波的峰值電壓值與第四波的峰值電壓值的中點的固定值。因此，在作為測量對象的被測定流體從空氣變?yōu)榭諝庖酝獾臍怏w的情況下，根據氣體種類的不同，有時接收波形相對于圖6所示的空氣的接收波形發(fā)生大幅變化。
[0026]其結果，在接收信號的第三波的峰值電壓值大幅上升并超過基準電壓的情況下，導致將第三波的零交叉點錯誤檢測為零交叉點a。另外，在接收信號的第四波的峰值電壓值大幅減小并小于基準電壓的情況下，將第五波的零交叉點錯誤檢測為零交叉點a。
[0027]也就是說，以往的流量測量裝置預先將基準電壓設定為在空氣中傳播時的接收波的第三波的峰值電壓值與第四波的峰值電壓值的中點。因此，在測定空氣的流量的情況下、在測定接收波形相對于空氣的流量的接收波形變化小的氣體的流量的情況下，能夠穩(wěn)定地檢測第四波的零交叉點，從而進行高精度的流量測量。
[0028]但是，在測定接收波形相對于空氣的流量的接收波形變化大的氣體的流量的情況下，如上述那樣檢測傳播時間的檢測點發(fā)生偏差而變?yōu)榈谌ǖ牧憬徊纥c或第五波的零交叉點，因此傳播時間的測量精度下降。其結果，存在被測定流體的流量的計算值的精度也下降這樣的問題。
[0029]專利文獻1:日本特開2003-106882號公報
【發(fā)明內容】
[0030]為了解決上述問題，本發(fā)明的流量測量裝置具備:第一振子和第二振子，該第一振子和第二振子被設置于被測定流體流動的流路，對超聲波信號進行發(fā)送和接收；發(fā)送部，其對第一振子和第二振子進行驅動；切換部，其切換第一振子和第二振子的發(fā)送和接收?’放大部，其將第一振子和第二振子的接收信號放大；以及基準比較部，其將放大部的輸出與基準電壓進行比較。另外，具備:基準電壓設定部，其設定在基準比較部中進行比較的基準電壓；判定部，其根據基準比較部和放大部的輸出來判定超聲波信號的到達時期；計時部，其根據由判定部判定出的超聲波信號的到達時期來計時出超聲波信號的發(fā)送和接收的傳播時間；控制部，其根據計時部計時得到的傳播時間來計算被測定流體的流速和/或流量；以及基準電壓變更部，其變更由基準電壓設定部設定的基準電壓。而且，基準電壓變更部根據放大部的放大率來變更基準電壓。
[0031]由此，使基準電壓與放大部的放大率相應地變化，能夠針對各種氣體穩(wěn)定地測定規(guī)定的零交叉點(例如第四波的零交叉點)。其結果，通過穩(wěn)定地測定超聲波信號的傳播時間，能夠實現(xiàn)防止被測定流體的流速、流量的測量精度下降的流量測量裝置。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0032]圖1是本發(fā)明的實施方式I中的流量測量裝置的結構圖。
[0033]圖2是表示在使用多個流量測量裝置測量各種氣體的情況下的放大率與放大后的第三波的峰值電壓值、第四波的峰值電壓值以及作為這些峰值電壓值的中點的基準電壓值的分布的測定結果的一例的圖。
[0034]圖3是說明該實施方式的流量測量裝置中的根據接收信號判定零交叉點a的動作的一例的圖。
[0035]圖4是本發(fā)明的實施方式2中的流量測量裝置的結構圖。
[0036]圖5是以往的流量測量裝置的結構圖。
[0037]圖6是說明以往的流量測量裝置中的根據接收信號判定零交叉點a的動作的一例的圖。
[0038]圖7是說明在流量測量裝置中一般進行的放大率的調整方法的圖。
【具體實施方式】
[0039]下面，參照【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明的實施方式。此外，本發(fā)明不限定于該實施方式。
[0040](實施方式I)
[0041]下面，使用圖1至圖3說明本發(fā)明的實施方式I中的流量測量裝置。
[0042]圖1是本發(fā)明的實施方式I中的流量測量裝置的結構圖。圖2是表示該實施方式的流量測量裝置中的測量各種氣體的情況下的放大率與第三波的峰值電壓值、第四波的峰值電壓值以及作為這些峰值電壓值的中點的基準電壓值的分布的圖。圖3是說明該實施方式的流量測量裝置中的根據接收信號判定零交叉點a的動作的一例的圖。
[0043]如圖1所示，本實施方式的流量測量裝置至少由測定部100和測量部200構成。
[0044]流量測量裝置的測定部100具備被測定流體流動的流路I以及設置于流路I的第一超聲波振子2 (以下記為“第一振子2”)和第二超聲波振子3 (以下記為“第二振子3”)。而且，發(fā)送/接收超聲波信號的第一振子2和接收/發(fā)送超聲波信號的第二振子3以所規(guī)定的角度Φ隔開距離地配置在流路I內相對置的位置處。
[0045]另外，流量測量裝置的測量部200至少由切換部4、發(fā)送部5、放大部6、基準比較部7、判定部8、計時部9、控制部10、基準電壓變更部11以及基準電壓設定部12等構成。
[0046]發(fā)送部5對被設定為發(fā)送側的第一振子2或第二振子3進行驅動。切換部4切換第一振子2和第二振子3的發(fā)送和接收。放大部6將由作為接收側的第一振子2或第二振子3接收到的超聲波信號以依據來自控制部10的指示的放大率放大?；鶞时容^部7將由放大部6放大得到的接收信號與基準電壓進行比較，根據比較的結果，將信號輸出到判定部8。
[0047]判定部8根據從基準比較部7輸出的信號和由放大部6放大得到的接收信號來判定超聲波信號的到達時期。計時部9根據由判定部8判定出的超聲波信號的到達時期，對超聲波信號的發(fā)送和接收的傳播時間進行計時?？刂撇?0根據計時部9計時得到的傳播時間來計算被測定流體的流速V、流量Q。并且，控制部10控制發(fā)送部5、放大部6。
[0048]另外，基準電壓變更部11根據從控制部10向放大部6指示的放大率，以使基準電壓成為放大率的一次函數的方式變更基準電壓?；鶞孰妷涸O定部12將通過基準電壓變更部11變更得到的基準電壓設定給基準比較部7。
[0049]如以上那樣構成了本實施方式的流量測量裝置。
[0050]下面，參照圖1并使用圖3說明在本實施方式的流量測量裝置中測量被測定流體的流速V、流量Q的動作和作用。
[0051]首先，本實施方式的流量測量裝置通過控制部10調整放大部6的放大率，使放大后的接收波形的振幅固定。此時，通過上述使用圖7說明的調整方法調整放大率。
[0052]然后，當開始流路I內流動的被測定流體的流量測量時，控制部10使發(fā)送部5進行動作，例如驅動通過切換部4切換為發(fā)送側的第一振子2來向第二振子3發(fā)送超聲波信號。此時，計時部9從第一振子2發(fā)送超聲波信號的時間點起開始計時。
[0053]接著，由放大部6根據由控制部10調整得到的放大率對由第二振子3接收到的超聲波信號進行放大并輸出到基準比較部7、判定部8。此時，基準比較部7將接收信號與基準電壓(圖3所示的第三波的峰值電壓值與第四波的峰值電壓值的中點的電壓值)進行比較，并將比較結果的信號輸出到判定部8。
[0054]此外，如圖3所示，判定部8從基準比較部7輸出信號(參照輸出信號C)的時間點(圖3中的定時c)起變?yōu)橛行?進行動作)。
[0055]然后，計時部9對直到判斷部8變?yōu)橛行Ш髾z測出放大部6的輸出的符號從正變?yōu)樨摰氖讉€零交叉點(圖3中的零交叉點a)為止的超聲波信號的傳播時間進行計時。
[0056]接著，在由判定部8檢測到(參照輸出信號D)零交叉點a之后，通過切換部4切換第一振子2和第二振子3的發(fā)送和接收。具體地說，將第二振子3切換為發(fā)送側,將第一振子2切換為接收側。
[0057]然后，同樣地進行從第二振子3發(fā)送并由第一振子2接收時的超聲波信號的傳播時間的計時。
[0058]由此，對流路I內流動的被測定流體的流速、流量進行測量的一系列動作的第一次動作結束。
[0059]之后，再將上述一系列動作重復進行預先設定的次數。由此，能夠提高測量精度，但是不特別地限定重復次數。
[0060]此時,將從第一振子2發(fā)送時的超聲波信號的傳播時間與從第二振子3發(fā)送時的超聲波信號的傳播時間分別累積規(guī)定的次數(重復次數)來進行計時。
[0061]接著，在以規(guī)定的重復次數測量出超聲波信號的傳播時間之后，控制部10根據從第一振子2發(fā)送時的累積時間和從第二振子3發(fā)送時的累積時間來計算從第一振子2和第二振子3發(fā)送的情況下的傳播時間。然后，根據計算出的傳播時間來計算被測定流體的流速V，并計算流量Q。
[0062]此時，在本實施方式中，基準電壓變更部11根據放大部6的放大率來計算在基準比較部7中進行比較的基準電壓，使其成為放大率的一次函數。然后，基準電壓設定部12將計算出的基準電壓作為下次的流量測量時的新的基準電壓，設定并存儲到基準比較部7。
[0063]根據以上內容，使用本實施方式的流量測量裝置，能夠測量被測定流體的流速V、
流量Q。
[0064]下面，使用圖2說明在多個流量測量裝置中針對各種氣體的被測定流體的超聲波信號的接收波形與放大率之間的關系。
[0065]圖2是表示使用多個流量測量裝置測量各種氣體的情況下的放大率與放大后的第三波的峰值電壓值、第四波的峰值電壓值以及作為這些峰值電壓值的中點的基準電壓值的分布的測定結果的一例的圖。此外，圖2示出了使用本實施方式的流量測量裝置測量出的結果。
[0066]如圖2所示，根據氣體種類的不同，超聲波信號的接收波形的衰減程度不同。因此，從被設定為接收側的第一振子2或第二振子3輸出的接收信號的振幅根據測量對象的氣體的種類的不同而不同。由此，放大部6的放大率根據測量對象的氣體的種類的不同而不同。
[0067]另外，如上所述，在以往的流量測量裝置中，進行放大以使超聲波信號的接收波形的最大振幅固定。但是，如圖2所示，與放大率相應地，超聲波信號的接收波形每次少量地變化。也就是說，能夠從圖2讀出的是，隨著放大率變大，第三波的峰值電壓值、第四波的峰值電壓值以及作為這些峰值電壓值的中點的基準電壓如一次函數那樣呈大致直線形狀(包括直線狀)地逐漸變高。
[0068]另外，如圖2所示可知，由于流量測量裝置的個體偏差等，與放大率相應地在第三波的峰值電壓值、第四波的峰值電壓值以及作為這些峰值電壓值的中點的基準電壓值的分布中存在偏差。
[0069]但是，本實施方式的流量測量裝置通過基準電壓變更部11以使基準電壓為放大率的一次函數的方式變更基準電壓。因此，針對各種放大率的氣體，能夠將基準電壓的位置始終穩(wěn)定地設定在第三波的峰值電壓值與第四波的峰值電壓值的中間。
[0070]由此，針對各種氣體，能夠始終測定第四波的零交叉點，從而能夠穩(wěn)定地測量超聲波信號的傳播時間。其結果，能夠實現(xiàn)不產生被測定流體的流速、流量等的測量精度的下降的流量測量裝置。
[0071]此外，在本實施方式中，以基于圖3所示的第四波的零交叉點即零交叉點a來測量超聲波信號的傳播時間的例子進行了說明，但是不限于此。例如，也可以根據圖3所示的第五波的零交叉點即零交叉點b測量傳播時間，能夠得到相同的效果。
[0072]另外，在本實施方式中，以僅基于一個零交叉點a來測量超聲波信號的傳播時間的例子進行了說明，但是不限于此。例如，也可以基于圖3所示的零交叉點a、零交叉點b、零交叉點C、零交叉點d等多個零交叉點來測量超聲波信號的傳播時間，能夠得到相同的效果O
[0073](實施方式2)
[0074]下面，使用圖4說明本發(fā)明的實施方式2的流量測量裝置的結構。
[0075]圖4是本發(fā)明的實施方式2中的流量測量裝置的結構圖。
[0076]如圖4所示，本實施方式的流量測量裝置與實施方式I的流量測量裝置的不同點在于，還具備學習信息存儲部13。此外，其以外的結構、動作、作用與實施方式I相同，因此省略詳細的說明。
[0077]S卩，如圖4所示，在本實施方式中，首先，針對每個流量測量裝置，使用例如空氣等標準氣體作為特定的被測定流體，根據超聲波信號的接收波形來學習基準電壓。然后，將學習得到的學習信息(例如學習放大率、學習基準電壓等)存儲到學習信息存儲部13中。
[0078]接著，基準電壓變更部11以學習信息存儲部13中所存儲的學習信息即學習放大率和學習基準電壓為基準，根據測量氣體的放大率來變更基準電壓以使測量氣體的基準電壓成為放大率的一次函數。具體地說，首先，利用標準氣體求出學習放大率和學習基準電壓。然后，在利用實際測量的氣體設定了放大率的情況下，基于一次函數求出此時的基準電壓。因此，如果事先利用標準氣體求出某流量測量裝置固有的特性(學習放大率和學習基準電壓)，則放大率與基準電壓之間的關系能夠通過一次函數表示。其結果，即使是其它的氣體，也能夠根據放大率來設定基準電壓。
[0079]也就是說，本實施方式的流量測量裝置通過基準電壓變更部11以使基準電壓成為放大率的一次函數的方式變更基準電壓。因此，針對各種放大率的氣體，都能夠通過簡單的計算設定基準電壓的位置使其始終處于第三波的峰值電壓值和第四波的峰值電壓值的中間。由此，針對各種氣體，能夠始終測定第四波的零交叉點，從而能夠穩(wěn)定地測量超聲波信號的傳播時間。其結果，能夠實現(xiàn)不產生被測定流體的流速、流量等的測量精度的下降的流量測量裝置。
[0080]另外，本實施方式的流量測量裝置針對每個流量測量裝置，預先利用標準氣體學習基準電壓，以學習得到的學習放大率和學習基準電壓為基準來變更基準電壓。由此，能夠縮小每個流量測量裝置的個體偏差。其結果，能夠實現(xiàn)不產生被測定流體的流速、流量等的測量精度的下降的流量測量裝置。
[0081]如以上說明的那樣，根據本發(fā)明的流量測量裝置，具備:第一振子和第二振子，該第一振子和第二振子被設置于被測定流體流動的流路，對超聲波信號進行發(fā)送和接收；發(fā)送部，其對第一振子和第二振子進行驅動；切換部，其切換第一振子和第二振子的發(fā)送和接收；放大部，其將第一振子和第二振子的接收信號放大；以及基準比較部，其將放大部的輸出與基準電壓進行比較。另外，具備:基準電壓設定部，其設定在基準比較部中進行比較的基準電壓；判定部，其根據基準比較部和放大部的輸出來判定超聲波信號的到達時期；計時部，其根據由判定部判定出的超聲波信號的到達時期來計時出超聲波信號的發(fā)送和接收的傳播時間；控制部，其根據計時部計時得到的時間來計算被測定流體的流速和/或流量；以及基準電壓變更部，其變更由基準電壓設定部設定的基準電壓。而且，也可以構成為基準電壓變更部根據放大部的放大率來變更基準電壓。由此，能夠針對各種氣體穩(wěn)定地測定規(guī)定的零交叉點(例如第四波的零交叉點)。其結果，通過穩(wěn)定地測量超聲波的傳播時間，能夠實現(xiàn)防止被測定流體的流速、流量的測量精度下降的流量測量裝置。
[0082]另外，根據本發(fā)明的流量測量裝置，也可以是，基準電壓變更部以使基準電壓為放大率的一次函數的方式進行變更。由此，能夠針對各種氣體簡單地計算基準電壓。因此，能夠穩(wěn)定地測定第四波的零交叉點從而穩(wěn)定地測量超聲波信號的傳播時間。其結果，能夠實現(xiàn)不產生測量精度的下降的流量測量裝置。
[0083]另外，根據本發(fā)明的流量測量裝置，基準電壓變更部還具備學習信息存儲部，該學習信息存儲部預先存儲使用特定的被測定流體來學習基準電壓而學習得到的學習放大率和學習基準電壓。而且，也可以是，基準電壓變更部以學習時的學習放大率和學習基準電壓作為基準來變更基準電壓。由此，能夠針對各種氣體簡單地計算基準電壓。其結果，能夠穩(wěn)定地測定規(guī)定的零交叉點(例如第四波的零交叉點)從而穩(wěn)定地測量超聲波信號的傳播時間。并且，預先針對每個流量測量裝置進行基準電壓的學習，以學習得到的學習放大率和學習基準電壓作為基準來變更測量時的基準電壓。因此，能夠縮小每個流量測量裝置的個體偏差。其結果，能夠進一步實現(xiàn)不產生被測定流體的流速、流量等的測量精度的下降的流量測量裝置。
[0084]產業(yè)h的可利用件
[0085]本發(fā)明能夠針對各種氣體等被測定流體穩(wěn)定地測量超聲波信號的傳播時間來確保流速、流量的測量精度。因此，能夠適用于各種氣體的測量器、家庭用乃至商用的大型的氣體計量儀等流量測量裝置的用途。
[0086]附圖標記說明
[0087]1、21:流路；2、22:第一超聲波振子(第一振子)；3、23:第二超聲波振子(第二振子)；4、24:切換部；5、25:發(fā)送部；6、26:放大部；7、27:基準比較部；8、28:判定部；9、29:計時部；10、30:控制部；11:基準電壓變更部；12:基準電壓設定部；13:學習信息存儲部；100:測定部；200:測量部。
【權利要求】
1.一種流量測量裝置，具備: 第一振子和第二振子，該第一振子和第二振子被設置于被測定流體流動的流路，對超聲波信號進行發(fā)送和接收； 發(fā)送部，其對上述第一振子和上述第二振子進行驅動； 切換部，其切換上述第一振子和上述第二振子的發(fā)送和接收； 放大部，其將上述第一振子和上述第二振子的接收信號放大； 基準比較部，其將上述放大部的輸出與基準電壓進行比較； 基準電壓設定部，其設定在上述基準比較部中進行比較的上述基準電壓； 判定部，其根據上述基準比較部和上述放大部的輸出來判定上述超聲波信號的到達時期； 計時部，其根據由上述判定部判定出的上述超聲波信號的到達時期來計時出上述超聲波信號的發(fā)送和接收的傳播時間； 控制部，其根據上述計時部計時得到的上述傳播時間來計算上述被測定流體的流速和/或流量；以及 基準電壓變更部，其變更由上述基準電壓設定部設定的上述基準電壓， 其中，上述基準電壓變更部根據上述放大部的放大率來變更上述基準電壓。
2.根據權利要求1所述的流量測量裝置，其特征在于， 上述基準電壓變更部以使上述基準電壓為上述放大率的一次函數的方式進行變更。
3.根據權利要求1或2所述的流量測量裝置，其特征在于， 上述基準電壓變更部還具備學習信息存儲部，該學習信息存儲部預先存儲使用特定的被測定流體來學習基準電壓而學習得到的學習放大率和學習基準電壓， 上述基準電壓變更部以學習時的上述學習放大率和上述學習基準電壓作為基準來變更上述基準電壓。
【文檔編號】G01F1/66GK104428638SQ201380035420
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年7月2日 優(yōu)先權日:2012年7月6日
【發(fā)明者】后藤尋一, 中林裕治, 足立明久 申請人:松下知識產權經營株式會社
【專利摘要】本發(fā)明的流量測量裝置為了測定超聲波信號的傳播時間而具有將接收信號放大的放大部(6)、基準電壓變更部(11)、基準電壓設定部(12)以及將接收波形與基準電壓進行比較的基準比較部(7)?；鶞孰妷鹤兏?11)根據由放大部(6)放大得到的接收波形的放大率來變更基準電壓，通過將變更得到的基準電壓與接收波形進行比較來穩(wěn)定地測量傳播時間。由此，能夠防止被測定流體的流速、流量等的測量精度的下降。
【專利說明】流量測量裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用超聲波測量氣體、水等被測定流體的流量的流量測量裝置。
【背景技術】
[0002]以往，作為這種流體的流量測量裝置，一般為在下面利用圖5說明的流量測量裝置(例如，參照專利文獻I)。圖5是以往的流量測量裝置的結構圖。
[0003]如圖5所示，以往的流量測量裝置由被測定流體所流動的流路21、設置于流路21的第一超聲波振子22和第二超聲波振子23、切換部24、發(fā)送部25、放大部26、基準比較部27、判定部28、計時部29以及控制部30構成。
[0004]切換部24切換第一超聲波振子22和第二超聲波振子23的發(fā)送和接收。發(fā)送部25對第一超聲波振子22和第二超聲波振子23進行驅動。放大部26將通過作為接收側的第一超聲波振子22或第二超聲波振子23接收并通過了切換部24的接收信號放大至規(guī)定的振幅?；鶞时容^部27將通過放大部26放大得到的接收信號的電壓與基準電壓進行比較。
[0005]判定部28通過基準比較部27將下面利用圖6說明的由放大部26放大后的接收信號A與基準電壓進行比較來檢測接收信號A比基準電壓大之后的零交叉點a。計時部29根據由判定部28檢測到零交叉點a的定時來對超聲波的發(fā)送和接收的傳播時間進行計時?？刂撇?0進行發(fā)送部25、放大部26的控制，并且根據計時部29計時得到的時間來計算被測定流體的流速V和/或流量Q。
[0006]下面，參照圖5說明使用以往的流量測量裝置測量被測定流體的流量Q的動作。
[0007]首先，流量測量裝置通過控制部30使發(fā)送部25進行動作，驅動被切換部24切換為發(fā)送側的第一超聲波振子22。通過驅動而從第一超聲波振子22發(fā)送的超聲波信號在流路21中流動的被測定流體流中傳播并被第二超聲波振子23接收。由第二超聲波振子23接收到的超聲波信號通過放大部26放大之后，在基準比較部27和判定部28中被進行信號處理。進行信號處理得到的超聲波信號被輸入計時部29。
[0008]接著，通過切換部24切換第一超聲波振子22和第二超聲波振子23的發(fā)送和接收并進行同樣的動作。
[0009]而且，通過上述的動作，由計時部29測定被測定流體從上游向下游(將該方向設為順流)的傳播時間以及從下游向上游(將該方向設為逆流)的傳播時間。
[0010]通過以上內容求出被測定流體的流速V，并利用下面的(式I)求出流量Q。
[0011]Q = S*v = S* L/2.cos Φ (n/tl_n/t2)…(式 I)
[0012]在此，將第一超聲波振子22與第二超聲波振子23之間的流動方向的有效距離設為L，將從上游向下游的傳播時間設為tl，將從下游向上游的傳播時間設為t2，將被測定流體的流速設為V，將流路21的截面積設為S，將傳感器角度設為Φ，將流量設為Q。在此，傳感器角度Φ是指如圖5所示那樣從第一超聲波振子22和第二超聲波振子23發(fā)送和接收的超聲波的傳播路徑(箭頭)與流路21內的流體的用空心箭頭表示的流動方向所形成的角度。
[0013]此外，實際上，在(式I)中再乘以與流量Q相應的系數來計算流量Q。
[0014]此時，關于放大部26的增益(放大率)，通過控制部30調整放大率使得由作為接收側的第一超聲波振子22或第二超聲波振子23接收到的信號成為固定振幅。由此，被調整成接收信號的最大電壓值落入規(guī)定的電壓范圍。
[0015]下面，使用圖7說明超聲波信號的放大率的一般的調整方法。
[0016]圖7是說明在流量測量裝置中一般進行的放大率的調整方法的圖。
[0017]首先，如圖7的虛線所示，在測量超聲波信號的過程中，在接收信號b所示的接收信號的最大電壓值低于規(guī)定的電壓范圍的下限值的情況下，調整增益(放大率)使得在下一次的流量測量時接收信號的最大電壓值落入規(guī)定的電壓范圍。
[0018]同樣地，在圖7的虛線所示的接收信號c的最大電壓值超過規(guī)定的電壓范圍的上限值的情況下，調整增益(放大率)使得在下一次的流量測量時接收信號的最大電壓值落入規(guī)定的電壓范圍。
[0019]具體地說，在接收信號的最大電壓值低于下限值的情況下，提高放大率來進行調整使得接收信號的最大電壓值如圖7的實線所示的接收信號a那樣落入電壓范圍的上限與下限之間的范圍內。同樣地，在接收信號的最大電壓值超過上限值的情況下，降低放大率來進行調整使得接收信號的最大電壓值如接收信號a那樣落入電壓范圍的上限與下限之間的范圍內。
[0020]通過以上方法調整被檢測的超聲波信號的放大率。
[0021]另外，為了決定由判定部28檢測的零交叉點的位置而設定與由放大部26放大得到的接收信號進行比較的基準比較部27的基準電壓。
[0022]因此，下面使用圖6說明用于決定零交叉點的位置的基準電壓。
[0023]圖6是說明以往的流量測量裝置中的根據接收信號來判定零交叉點a的動作的一例的圖。
[0024]如圖6所示，為了由判定部28檢測例如接收信號的第四波的零交叉點a，而將基準電壓設定為在流路21內流動的空氣中傳播的接收信號的第三波的正峰值電壓值與第四波的正峰值電壓值之差的中點的電壓。由此，即使由于某些原因而接收信號的第三波的峰值電壓值上升、或者第四波的峰值電壓值降低，也能夠為雙方留出余量。其結果，能夠由判定部28穩(wěn)定地檢測第四波的零交叉點a。
[0025]然而，在以往的流量測量裝置中，基準電壓為固定值。也就是說，如圖6所示，是為了穩(wěn)定地檢測零交叉點a而將基準電壓設定為在空氣中傳播的接收波的峰值電壓的間隔最大的第三波的峰值電壓值與第四波的峰值電壓值的中點的固定值。因此，在作為測量對象的被測定流體從空氣變?yōu)榭諝庖酝獾臍怏w的情況下，根據氣體種類的不同，有時接收波形相對于圖6所示的空氣的接收波形發(fā)生大幅變化。
[0026]其結果，在接收信號的第三波的峰值電壓值大幅上升并超過基準電壓的情況下，導致將第三波的零交叉點錯誤檢測為零交叉點a。另外，在接收信號的第四波的峰值電壓值大幅減小并小于基準電壓的情況下，將第五波的零交叉點錯誤檢測為零交叉點a。
[0027]也就是說，以往的流量測量裝置預先將基準電壓設定為在空氣中傳播時的接收波的第三波的峰值電壓值與第四波的峰值電壓值的中點。因此，在測定空氣的流量的情況下、在測定接收波形相對于空氣的流量的接收波形變化小的氣體的流量的情況下，能夠穩(wěn)定地檢測第四波的零交叉點，從而進行高精度的流量測量。
[0028]但是，在測定接收波形相對于空氣的流量的接收波形變化大的氣體的流量的情況下，如上述那樣檢測傳播時間的檢測點發(fā)生偏差而變?yōu)榈谌ǖ牧憬徊纥c或第五波的零交叉點，因此傳播時間的測量精度下降。其結果，存在被測定流體的流量的計算值的精度也下降這樣的問題。
[0029]專利文獻1:日本特開2003-106882號公報
【發(fā)明內容】
[0030]為了解決上述問題，本發(fā)明的流量測量裝置具備:第一振子和第二振子，該第一振子和第二振子被設置于被測定流體流動的流路，對超聲波信號進行發(fā)送和接收；發(fā)送部，其對第一振子和第二振子進行驅動；切換部，其切換第一振子和第二振子的發(fā)送和接收?’放大部，其將第一振子和第二振子的接收信號放大；以及基準比較部，其將放大部的輸出與基準電壓進行比較。另外，具備:基準電壓設定部，其設定在基準比較部中進行比較的基準電壓；判定部，其根據基準比較部和放大部的輸出來判定超聲波信號的到達時期；計時部，其根據由判定部判定出的超聲波信號的到達時期來計時出超聲波信號的發(fā)送和接收的傳播時間；控制部，其根據計時部計時得到的傳播時間來計算被測定流體的流速和/或流量；以及基準電壓變更部，其變更由基準電壓設定部設定的基準電壓。而且，基準電壓變更部根據放大部的放大率來變更基準電壓。
[0031]由此，使基準電壓與放大部的放大率相應地變化，能夠針對各種氣體穩(wěn)定地測定規(guī)定的零交叉點(例如第四波的零交叉點)。其結果，通過穩(wěn)定地測定超聲波信號的傳播時間，能夠實現(xiàn)防止被測定流體的流速、流量的測量精度下降的流量測量裝置。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0032]圖1是本發(fā)明的實施方式I中的流量測量裝置的結構圖。
[0033]圖2是表示在使用多個流量測量裝置測量各種氣體的情況下的放大率與放大后的第三波的峰值電壓值、第四波的峰值電壓值以及作為這些峰值電壓值的中點的基準電壓值的分布的測定結果的一例的圖。
[0034]圖3是說明該實施方式的流量測量裝置中的根據接收信號判定零交叉點a的動作的一例的圖。
[0035]圖4是本發(fā)明的實施方式2中的流量測量裝置的結構圖。
[0036]圖5是以往的流量測量裝置的結構圖。
[0037]圖6是說明以往的流量測量裝置中的根據接收信號判定零交叉點a的動作的一例的圖。
[0038]圖7是說明在流量測量裝置中一般進行的放大率的調整方法的圖。
【具體實施方式】
[0039]下面，參照【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明的實施方式。此外，本發(fā)明不限定于該實施方式。
[0040](實施方式I)
[0041]下面，使用圖1至圖3說明本發(fā)明的實施方式I中的流量測量裝置。
[0042]圖1是本發(fā)明的實施方式I中的流量測量裝置的結構圖。圖2是表示該實施方式的流量測量裝置中的測量各種氣體的情況下的放大率與第三波的峰值電壓值、第四波的峰值電壓值以及作為這些峰值電壓值的中點的基準電壓值的分布的圖。圖3是說明該實施方式的流量測量裝置中的根據接收信號判定零交叉點a的動作的一例的圖。
[0043]如圖1所示，本實施方式的流量測量裝置至少由測定部100和測量部200構成。
[0044]流量測量裝置的測定部100具備被測定流體流動的流路I以及設置于流路I的第一超聲波振子2 (以下記為“第一振子2”)和第二超聲波振子3 (以下記為“第二振子3”)。而且，發(fā)送/接收超聲波信號的第一振子2和接收/發(fā)送超聲波信號的第二振子3以所規(guī)定的角度Φ隔開距離地配置在流路I內相對置的位置處。
[0045]另外，流量測量裝置的測量部200至少由切換部4、發(fā)送部5、放大部6、基準比較部7、判定部8、計時部9、控制部10、基準電壓變更部11以及基準電壓設定部12等構成。
[0046]發(fā)送部5對被設定為發(fā)送側的第一振子2或第二振子3進行驅動。切換部4切換第一振子2和第二振子3的發(fā)送和接收。放大部6將由作為接收側的第一振子2或第二振子3接收到的超聲波信號以依據來自控制部10的指示的放大率放大?；鶞时容^部7將由放大部6放大得到的接收信號與基準電壓進行比較，根據比較的結果，將信號輸出到判定部8。
[0047]判定部8根據從基準比較部7輸出的信號和由放大部6放大得到的接收信號來判定超聲波信號的到達時期。計時部9根據由判定部8判定出的超聲波信號的到達時期，對超聲波信號的發(fā)送和接收的傳播時間進行計時?？刂撇?0根據計時部9計時得到的傳播時間來計算被測定流體的流速V、流量Q。并且，控制部10控制發(fā)送部5、放大部6。
[0048]另外，基準電壓變更部11根據從控制部10向放大部6指示的放大率，以使基準電壓成為放大率的一次函數的方式變更基準電壓?；鶞孰妷涸O定部12將通過基準電壓變更部11變更得到的基準電壓設定給基準比較部7。
[0049]如以上那樣構成了本實施方式的流量測量裝置。
[0050]下面，參照圖1并使用圖3說明在本實施方式的流量測量裝置中測量被測定流體的流速V、流量Q的動作和作用。
[0051]首先，本實施方式的流量測量裝置通過控制部10調整放大部6的放大率，使放大后的接收波形的振幅固定。此時，通過上述使用圖7說明的調整方法調整放大率。
[0052]然后，當開始流路I內流動的被測定流體的流量測量時，控制部10使發(fā)送部5進行動作，例如驅動通過切換部4切換為發(fā)送側的第一振子2來向第二振子3發(fā)送超聲波信號。此時，計時部9從第一振子2發(fā)送超聲波信號的時間點起開始計時。
[0053]接著，由放大部6根據由控制部10調整得到的放大率對由第二振子3接收到的超聲波信號進行放大并輸出到基準比較部7、判定部8。此時，基準比較部7將接收信號與基準電壓(圖3所示的第三波的峰值電壓值與第四波的峰值電壓值的中點的電壓值)進行比較，并將比較結果的信號輸出到判定部8。
[0054]此外，如圖3所示，判定部8從基準比較部7輸出信號(參照輸出信號C)的時間點(圖3中的定時c)起變?yōu)橛行?進行動作)。
[0055]然后，計時部9對直到判斷部8變?yōu)橛行Ш髾z測出放大部6的輸出的符號從正變?yōu)樨摰氖讉€零交叉點(圖3中的零交叉點a)為止的超聲波信號的傳播時間進行計時。
[0056]接著，在由判定部8檢測到(參照輸出信號D)零交叉點a之后，通過切換部4切換第一振子2和第二振子3的發(fā)送和接收。具體地說，將第二振子3切換為發(fā)送側,將第一振子2切換為接收側。
[0057]然后，同樣地進行從第二振子3發(fā)送并由第一振子2接收時的超聲波信號的傳播時間的計時。
[0058]由此，對流路I內流動的被測定流體的流速、流量進行測量的一系列動作的第一次動作結束。
[0059]之后，再將上述一系列動作重復進行預先設定的次數。由此，能夠提高測量精度，但是不特別地限定重復次數。
[0060]此時,將從第一振子2發(fā)送時的超聲波信號的傳播時間與從第二振子3發(fā)送時的超聲波信號的傳播時間分別累積規(guī)定的次數(重復次數)來進行計時。
[0061]接著，在以規(guī)定的重復次數測量出超聲波信號的傳播時間之后，控制部10根據從第一振子2發(fā)送時的累積時間和從第二振子3發(fā)送時的累積時間來計算從第一振子2和第二振子3發(fā)送的情況下的傳播時間。然后，根據計算出的傳播時間來計算被測定流體的流速V，并計算流量Q。
[0062]此時，在本實施方式中，基準電壓變更部11根據放大部6的放大率來計算在基準比較部7中進行比較的基準電壓，使其成為放大率的一次函數。然后，基準電壓設定部12將計算出的基準電壓作為下次的流量測量時的新的基準電壓，設定并存儲到基準比較部7。
[0063]根據以上內容，使用本實施方式的流量測量裝置，能夠測量被測定流體的流速V、
流量Q。
[0064]下面，使用圖2說明在多個流量測量裝置中針對各種氣體的被測定流體的超聲波信號的接收波形與放大率之間的關系。
[0065]圖2是表示使用多個流量測量裝置測量各種氣體的情況下的放大率與放大后的第三波的峰值電壓值、第四波的峰值電壓值以及作為這些峰值電壓值的中點的基準電壓值的分布的測定結果的一例的圖。此外，圖2示出了使用本實施方式的流量測量裝置測量出的結果。
[0066]如圖2所示，根據氣體種類的不同，超聲波信號的接收波形的衰減程度不同。因此，從被設定為接收側的第一振子2或第二振子3輸出的接收信號的振幅根據測量對象的氣體的種類的不同而不同。由此，放大部6的放大率根據測量對象的氣體的種類的不同而不同。
[0067]另外，如上所述，在以往的流量測量裝置中，進行放大以使超聲波信號的接收波形的最大振幅固定。但是，如圖2所示，與放大率相應地，超聲波信號的接收波形每次少量地變化。也就是說，能夠從圖2讀出的是，隨著放大率變大，第三波的峰值電壓值、第四波的峰值電壓值以及作為這些峰值電壓值的中點的基準電壓如一次函數那樣呈大致直線形狀(包括直線狀)地逐漸變高。
[0068]另外，如圖2所示可知，由于流量測量裝置的個體偏差等，與放大率相應地在第三波的峰值電壓值、第四波的峰值電壓值以及作為這些峰值電壓值的中點的基準電壓值的分布中存在偏差。
[0069]但是，本實施方式的流量測量裝置通過基準電壓變更部11以使基準電壓為放大率的一次函數的方式變更基準電壓。因此，針對各種放大率的氣體，能夠將基準電壓的位置始終穩(wěn)定地設定在第三波的峰值電壓值與第四波的峰值電壓值的中間。
[0070]由此，針對各種氣體，能夠始終測定第四波的零交叉點，從而能夠穩(wěn)定地測量超聲波信號的傳播時間。其結果，能夠實現(xiàn)不產生被測定流體的流速、流量等的測量精度的下降的流量測量裝置。
[0071]此外，在本實施方式中，以基于圖3所示的第四波的零交叉點即零交叉點a來測量超聲波信號的傳播時間的例子進行了說明，但是不限于此。例如，也可以根據圖3所示的第五波的零交叉點即零交叉點b測量傳播時間，能夠得到相同的效果。
[0072]另外，在本實施方式中，以僅基于一個零交叉點a來測量超聲波信號的傳播時間的例子進行了說明，但是不限于此。例如，也可以基于圖3所示的零交叉點a、零交叉點b、零交叉點C、零交叉點d等多個零交叉點來測量超聲波信號的傳播時間，能夠得到相同的效果O
[0073](實施方式2)
[0074]下面，使用圖4說明本發(fā)明的實施方式2的流量測量裝置的結構。
[0075]圖4是本發(fā)明的實施方式2中的流量測量裝置的結構圖。
[0076]如圖4所示，本實施方式的流量測量裝置與實施方式I的流量測量裝置的不同點在于，還具備學習信息存儲部13。此外，其以外的結構、動作、作用與實施方式I相同，因此省略詳細的說明。
[0077]S卩，如圖4所示，在本實施方式中，首先，針對每個流量測量裝置，使用例如空氣等標準氣體作為特定的被測定流體，根據超聲波信號的接收波形來學習基準電壓。然后，將學習得到的學習信息(例如學習放大率、學習基準電壓等)存儲到學習信息存儲部13中。
[0078]接著，基準電壓變更部11以學習信息存儲部13中所存儲的學習信息即學習放大率和學習基準電壓為基準，根據測量氣體的放大率來變更基準電壓以使測量氣體的基準電壓成為放大率的一次函數。具體地說，首先，利用標準氣體求出學習放大率和學習基準電壓。然后，在利用實際測量的氣體設定了放大率的情況下，基于一次函數求出此時的基準電壓。因此，如果事先利用標準氣體求出某流量測量裝置固有的特性(學習放大率和學習基準電壓)，則放大率與基準電壓之間的關系能夠通過一次函數表示。其結果，即使是其它的氣體，也能夠根據放大率來設定基準電壓。
[0079]也就是說，本實施方式的流量測量裝置通過基準電壓變更部11以使基準電壓成為放大率的一次函數的方式變更基準電壓。因此，針對各種放大率的氣體，都能夠通過簡單的計算設定基準電壓的位置使其始終處于第三波的峰值電壓值和第四波的峰值電壓值的中間。由此，針對各種氣體，能夠始終測定第四波的零交叉點，從而能夠穩(wěn)定地測量超聲波信號的傳播時間。其結果，能夠實現(xiàn)不產生被測定流體的流速、流量等的測量精度的下降的流量測量裝置。
[0080]另外，本實施方式的流量測量裝置針對每個流量測量裝置，預先利用標準氣體學習基準電壓，以學習得到的學習放大率和學習基準電壓為基準來變更基準電壓。由此，能夠縮小每個流量測量裝置的個體偏差。其結果，能夠實現(xiàn)不產生被測定流體的流速、流量等的測量精度的下降的流量測量裝置。
[0081]如以上說明的那樣，根據本發(fā)明的流量測量裝置，具備:第一振子和第二振子，該第一振子和第二振子被設置于被測定流體流動的流路，對超聲波信號進行發(fā)送和接收；發(fā)送部，其對第一振子和第二振子進行驅動；切換部，其切換第一振子和第二振子的發(fā)送和接收；放大部，其將第一振子和第二振子的接收信號放大；以及基準比較部，其將放大部的輸出與基準電壓進行比較。另外，具備:基準電壓設定部，其設定在基準比較部中進行比較的基準電壓；判定部，其根據基準比較部和放大部的輸出來判定超聲波信號的到達時期；計時部，其根據由判定部判定出的超聲波信號的到達時期來計時出超聲波信號的發(fā)送和接收的傳播時間；控制部，其根據計時部計時得到的時間來計算被測定流體的流速和/或流量；以及基準電壓變更部，其變更由基準電壓設定部設定的基準電壓。而且，也可以構成為基準電壓變更部根據放大部的放大率來變更基準電壓。由此，能夠針對各種氣體穩(wěn)定地測定規(guī)定的零交叉點(例如第四波的零交叉點)。其結果，通過穩(wěn)定地測量超聲波的傳播時間，能夠實現(xiàn)防止被測定流體的流速、流量的測量精度下降的流量測量裝置。
[0082]另外，根據本發(fā)明的流量測量裝置，也可以是，基準電壓變更部以使基準電壓為放大率的一次函數的方式進行變更。由此，能夠針對各種氣體簡單地計算基準電壓。因此，能夠穩(wěn)定地測定第四波的零交叉點從而穩(wěn)定地測量超聲波信號的傳播時間。其結果，能夠實現(xiàn)不產生測量精度的下降的流量測量裝置。
[0083]另外，根據本發(fā)明的流量測量裝置，基準電壓變更部還具備學習信息存儲部，該學習信息存儲部預先存儲使用特定的被測定流體來學習基準電壓而學習得到的學習放大率和學習基準電壓。而且，也可以是，基準電壓變更部以學習時的學習放大率和學習基準電壓作為基準來變更基準電壓。由此，能夠針對各種氣體簡單地計算基準電壓。其結果，能夠穩(wěn)定地測定規(guī)定的零交叉點(例如第四波的零交叉點)從而穩(wěn)定地測量超聲波信號的傳播時間。并且，預先針對每個流量測量裝置進行基準電壓的學習，以學習得到的學習放大率和學習基準電壓作為基準來變更測量時的基準電壓。因此，能夠縮小每個流量測量裝置的個體偏差。其結果，能夠進一步實現(xiàn)不產生被測定流體的流速、流量等的測量精度的下降的流量測量裝置。
[0084]產業(yè)h的可利用件
[0085]本發(fā)明能夠針對各種氣體等被測定流體穩(wěn)定地測量超聲波信號的傳播時間來確保流速、流量的測量精度。因此，能夠適用于各種氣體的測量器、家庭用乃至商用的大型的氣體計量儀等流量測量裝置的用途。
[0086]附圖標記說明
[0087]1、21:流路；2、22:第一超聲波振子(第一振子)；3、23:第二超聲波振子(第二振子)；4、24:切換部；5、25:發(fā)送部；6、26:放大部；7、27:基準比較部；8、28:判定部；9、29:計時部；10、30:控制部；11:基準電壓變更部；12:基準電壓設定部；13:學習信息存儲部；100:測定部；200:測量部。
【權利要求】
1.一種流量測量裝置，具備: 第一振子和第二振子，該第一振子和第二振子被設置于被測定流體流動的流路，對超聲波信號進行發(fā)送和接收； 發(fā)送部，其對上述第一振子和上述第二振子進行驅動； 切換部，其切換上述第一振子和上述第二振子的發(fā)送和接收； 放大部，其將上述第一振子和上述第二振子的接收信號放大； 基準比較部，其將上述放大部的輸出與基準電壓進行比較； 基準電壓設定部，其設定在上述基準比較部中進行比較的上述基準電壓； 判定部，其根據上述基準比較部和上述放大部的輸出來判定上述超聲波信號的到達時期； 計時部，其根據由上述判定部判定出的上述超聲波信號的到達時期來計時出上述超聲波信號的發(fā)送和接收的傳播時間； 控制部，其根據上述計時部計時得到的上述傳播時間來計算上述被測定流體的流速和/或流量；以及 基準電壓變更部，其變更由上述基準電壓設定部設定的上述基準電壓， 其中，上述基準電壓變更部根據上述放大部的放大率來變更上述基準電壓。
2.根據權利要求1所述的流量測量裝置，其特征在于， 上述基準電壓變更部以使上述基準電壓為上述放大率的一次函數的方式進行變更。
3.根據權利要求1或2所述的流量測量裝置，其特征在于， 上述基準電壓變更部還具備學習信息存儲部，該學習信息存儲部預先存儲使用特定的被測定流體來學習基準電壓而學習得到的學習放大率和學習基準電壓， 上述基準電壓變更部以學習時的上述學習放大率和上述學習基準電壓作為基準來變更上述基準電壓。
【文檔編號】G01F1/66GK104428638SQ201380035420
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年7月2日 優(yōu)先權日:2012年7月6日
【發(fā)明者】后藤尋一, 中林裕治, 足立明久 申請人:松下知識產權經營株式會社
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