流量测量装置制造方法及图纸

技术编号:7570661 阅读:208 留言:0更新日期:2012-07-15 04:02
在本发明专利技术的流量测量装置中,将对第一振子(2)和第二振子(3)的发送和接收方向进行切换来测量超声波传播时间的过程决定为单位测量工序,由计时单元(12)求出在单位测量工序中执行的双向传播时间。并且,由时间差检测单元(16)求出由计时单元(12)求出的双向的传播时间差,由判断单元(17)根据其值来判断流量的有无。然后,根据该流量的有无来决定单位测量工序的执行次数。因而,能够进行实时的状况判断,因此能够迅速地判断流量的有无。因此,能够提高可迅速地切换为与流量的有无相应的测量方法的响应性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种根据超声波信号的传播时间来测量流体的流量的流量测量装置
技术介绍
以往,在这种流量计中,已知一种通过多次重复进行两个振子间的发送接收来提高测量分辨率的回振法。使用图11说明将这种测量装置应用于家庭用的燃气表的例子。S卩,在流体管路101中,发送超声波的第一振子102和接收所发送的超声波的第二振子103相对置地设置在流动方向的上下游侧,使超声波斜穿过流动的流体。另外,包括测量部104、控制部105以及运算部106,该测量部104使用上述第一、 第二振子102、103来测量超声波的传播时间,该控制部105控制该测量部104,该运算部 106根据测量部104的测量结果来求出流体流量。在图11中,在将声速设为C、将流速设为V、将第一、第二振子102、103间的距离设为L、将超声波的传播方向与流动方向所形成的角度设为θ、将从配置在流体管路101的上游侧的第一振子102发送超声波而由配置在下游侧的第二振子103接收到超声波时的传播时间设为、、将反向的传播时间设为t2的情况下,能够用下式求出、和t2。ti = L/ (C+vcos θ )(式 1)t2 = L/ (C-vcos θ )(式 2)将(式1)和(式2)变形,用(式3)求出流速V。v = L· (l/trl/t^^cos θ(式 3)如果将流体管路的截面积乘以用(式3)求出的值,则能够求出流体的流量。另外, 在(式幻中,括号内的项能够变形成(式4)那样。(Vt1)A1 ‘ t2(式 4)在此,(式4)的分母的项与流速的变化无关,为大致固定的值,但是分子的项是与流速大致成比例的值。因而,需要高精确度地测量两个传播时间的差。因此,流速越慢,越需要求出微小的时间差,为了以单发现象进行测量,测量部104需要具有例如ns (纳秒)数量级的非常小的时间分辨率。要实现这种程度的时间分辨率很困难,即使能够实现,也会由于提高时间分辨率而导致耗电增加。因此,重复多次执行超声波的发送,由测量部104测量该一系列的重复测量所需要的时间。然后,求出其平均值,由此实现了需要的时间分辨率。即,如果将测量部104的时间分辨率设为Ta、将重复次数设为M,则通过使测量部104在该重复测量期间连续地进行动作,能够使传播时间的测量分辨率成为Ta/M。这种测量装置能够在流体流路内的压力稳定时实现高精确度的测量,但是例如在应用于普通家庭中的对作为能源而提供的燃气的流量进行测量的燃气表的情况下,面临被称为脉动现象的固有问题。这是一种如下现象,例如如被称为GHP (内燃气热泵型空调)的利用了燃气发动机的空调机那样,与燃气发动机的旋转同步地使周边的燃气供给配管内的压力产生变动。在产生了该脉动的情况下,即使没有使用燃气器具,燃气也与压力的变动同步地在配管内移动,受其运动影响,导致宛如燃气正在流动那样检测出测量值。作为抑制该现象的影响的方法,例如将重复测量次数M抑制为能够维持测量精确度的最低限度的次数,在此基础上缩短测量间隔,以小刻度在比较长的时间内连续执行N 次,使用连续测量出的N次测量结果来进行流量运算。特别是,通过将足够小于压力变动周期的间隔设为测量间隔,能够没有遗漏地捕捉流速变动波形的相位状态,通过将它们平均化,达到能够检测去除了变动成分后的真正的流速(流量)的效果(例如参照专利文献1)。但是,始终持续进行这种测量方法在耗电方面不是上策。因此,为了减少不必要的耗电,而与检测出的流速的变动量相应地控制测量次数N。即,在流量变动小而能够判断为没有脉动的状况下,将测量次数N减小,在流量变动大而能够判断为有脉动的状况下,将测量次数N增大(例如参照专利文献2)。专利文献1 日本特开2002-350202号公报专利文献2 日本特开2003-222548号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而,在上述以往的结构中,在没有产生脉动的情况下,能够降低耗电,但是对于与流量大小相应的测量方法,没有相关的公开。特别地,为了有效地使用有限的电力资源,寻求一种不仅在没有脉动的情况下抑制耗电,在不影响累计流量的情况下即没有流量的情况下也抑制测量频率来降低装置整体的耗电的方法。并且,期望一种迅速地判断是否有流量、响应延迟小的测量方法。本专利技术用于解决上述现有的问题,其目的在于提供一种能够迅速地判断流量的有无并根据流量的有无切换为有效地利用电力资源的测量方法的响应性高的测量装置。用于解决问题的方案为了解决上述现有的问题,本专利技术的流量测量装置具备第一振子和第二振子,其被设置在流体流路上,发送和接收超声波信号;计时单元,其测量超声波信号在上述第一振子和上述第二振子之间的传播时间;流量运算单元,其连续地执行单位测量工序,根据与上述执行的次数相应的传播时间来运算流量,其中,在上述该单位测量工序中切换上述第一振子和上述第二振子的发送接收方向,并且由上述计时单元测量顺逆两个方向的超声波信号的传播时间;时间差检测单元,其求出上述单位测量工序的顺逆两个方向的传播时间差; 以及测量控制单元,其选择连续执行的一系列的单位测量工序中的任意的单位测量工序, 根据在该任意的单位测量工序中由上述时间差检测单元求出的时间差来控制后续的单位测量工序的执行次数。根据上述结构,能够提供一种能迅速地判断流量的有无并切换为与流量有无相应的测量方法的响应性高的测量装置。在参照添附附图的基础上,根据下面的优选实施方式的详细说明可明确本专利技术的上述目的、其它目的、特征以及优点。专利技术的效果本专利技术的流量测量装置能够进行能迅速地判断流量的有无并切换为与流量有无相应的测量方法的响应性高的测量。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式1的流量测量装置的结构的一例的框图。图2是说明图1所示的流量测量装置的动作中的流量计算工序的结构的一例的时序图。图3是说明图2所示的流量计算工序的测量间隔的时序图。图4是说明图1所示的流量测量装置的动作的时序图。图5是说明图1所示的流量测量装置中的零流量时的动作的时序图。图6是表示图1所示的流量测量装置中的计时单元的电路结构的一例的示意图。图7是说明图6所示的计时单元的动作的时序图。图8是更详细地说明图6所示的计时单元的图7所示的时序图的时序图。图9是说明本专利技术的实施方式2的流量测量装置所具备的计时单元的动作的时序图。图10是说明图9所示的时序图的主要部分的时序图。图11是表示以往的流量测量装置的结构的一例的框图。附图标记说明1 流体流路;2 第一振子;3 第二振子;7 测量控制单元;12 计时单元;15 流量运算单元;16 时间差检测单元;17 判断单元;33 计数器电路。具体实施例方式本专利技术是一种流量测量装置,其具备第一振子和第二振子,其被设置在流体流路上,发送和接收超声波信号;计时单元,其测量超声波信号在上述第一振子和上述第二振子之间的传播时间;流量运算单元,其连续地执行单位测量工序,根据与上述执行的次数相应的传播时间来运算流量,其中,在上述该单位测量工序中切换上述第一振子和上述第二振子的发送接收方向,并且由上述计时单元测量顺逆两个方向的超声波信号的传播时间;时间差检测单元,其求出上述单位测量工序的顺逆两个方向的传播时间差;以及测量控制单元,其选择连续执行的一系列的单位测量工序中的任意的单位测量工序,根据在该任意的单位测量工序中由本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:竹村晃一芝文一
申请(专利权)人:松下电器产业株式会社
类型:发明
国别省市:

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