当流量大于或等于基准流量时，使基准电压改变为可以稳定地进行测量的水平，由此提高流量高时的测量精度。流量判断部件(14)对基准流量和流量计算部件(11)所计算出的流量值进行比较。通过在所计算出的流量大于基准流量时改变基准电压设置部件(13)所设置的基准电压值，可以在接收信号的振幅变化的影响较小的区域中稳定地检测到接收波形的过零点。因此，可以提供如下的流量测量装置：即使流量高且受到干扰，也可以稳定地进行高精度的流量测量。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及ー种用于通过利用超声波来测量诸如水等的流体的流动的流量測量装置。
技术介绍
作为现有技术的这种流体用的流量測量装置，通常已知有图7所示的装置(例如，參见专利文献I)。该装置包括配置于流体所流经的流路21中的第一超声波转换器22和第二超声波转换器23 ;切换部件24，用于对第一超声波转换器22和第二超声波转换器23之间的发送/接收进行切換；发送部件25，用于对第一超声波转换器22和第二超声波转换器23进行驱动；放大部件26，用于利用预定振幅来对接收侧的超声波转换器所接收到的通 过了切換部件24的接收信号进行放大；基准比较部件27，用于将放大部件26放大后的接收信号的电压与基准电压进行比较；判断部件28，用于根据输出信号C检测到如图8所示作为基准比较部件27的比较结果、接收信号的电压和基准电压之间的大小关系反转，并且在随后所生成的放大信号的第一个过零点a的时刻将输出信号D输出至重复部件29 ;重复部件29，用于对来自判断部件28的输出信号D进行计数，并且当该计数达到预设数量时将来自判断部件28的信号输出至控制部件32 ;计时部件30，用于对重复部件29计数预设数量所需的时间进行计时Γ流量计算部件31，用于根据计时部件30计时得到的时间来计算流量；以及控制部件32，用于接收来自流量计算部件31的计算出的流量输出以及来自重复部件29的信号，由此对发送部件25的操作进行控制。根据该装置，当控制部件32使发送部件25工作吋，从第一超声波转换器22所生成的超声波信号在流动的流体内传播并且由第二超声波转换器23所接收。然后，该接收信号由放大部件26进行放大，然后利用基准比较部件27和判断部件28进行信号处理，并且经由重复部件29输入至计时部件30和控制部件32内。然后，切換部件24在第一超声波转换器22和第二超声波转换器23之间进行切換，并且进行与前述操作相同的操作。使该操作重复进行预设的η次，由此计时部件30对被测流体从上游到下游(该方向上的流动被称为正向流动)的传播时间以及该被测流体从下游到上游(该方向上的流动被称为逆向流动)的传播时间进行測量。然后，获得被测流体的流速并且通过以下(表达式I)来获得流量Qo在假定这些超声波转换器之间在流动方向上的有效距离为L、从上游到下游的η次的測量时间为tl、从下游到上游的η次的測量时间为t2、被测流体的流速为V、流路的截面积为S、传感器角度为Φ并且流量为Q的情况下，以下表达式成立。Q=S · V=S · L/2 · cos Φ ((n/tl) - (n/t2))-----(表达式 I)实际上，流量是通过将表达式I进ー步乘以与该流量相对应的系数所获得的。此外，以使接收侧的超声波转换器所接收到的信号的最大电压处于预定电压范围内的方式来对放大部件26的増益进行调整，以使得接收信号的振幅变得恒定。在该调整中，在重复进行了重复部件29所设置的次数的測量期间，对如由图9的虚线所示的接收信号b那样、接收信号的最大电压低于预定电压范围的下限的次数进行计数，并且还对如图9的虚线所示的接收信号c那样、最大电压高于预定电压范围的上限的次数进行计数。然后，根据这些计数之间的大小关系来对下次流量測量时的增益进行调整。例如，当最大电压低于下限的次数较大时，増大増益，由此如图9的实线所示的接收信号a那样将最大电压设置在电压范围的上限和下限之间。使用要与放大部件26放大后的接收信号进行比较的基准比较部件27的基准电压来确定判断部件28所检测到的过零点的位置。如图8所示，作为例子，将基准电压设置为接收信号的第三波形的峰值电压和第四波形的峰值电压之间的中点电压，以使得判断部件28能够检测到接收信号的第四波形的过零点a。因而，即使在由于某种原因、接收信号的第三波形的峰值电压上升或者第四波形的峰值电压下降的情况下，由于基准电压相对于这些峰值电压均具有一定的余量，因此判断部件28可以稳定地检测到第四波形的过零点a。、现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2003-10688
技术实现思路
专利技术要解决的问题在前述现有技术的流量測量装置中，为了稳定地检测过零点，将基准电压设置为图8中接收信号的相邻峰值电压之间的电压差最大的第三波形的峰值与第四波形的峰值之间的中点。然而，当大量流体流经流路21然后流动的稳定性丢失时，在毎次测量时超声波的传播路径改变因而波形改变，由此接收信号的振幅大幅改变。因而，当接收信号的第三波形的峰值大幅增大时，可能误检测到第三波形的过零点。此外，当接收信号的第四波形的峰值大幅减小时，可能误检测到第五波形的过零点。由于在失去流动的稳定性时接收信号的振幅的变化量随着峰值电压的増大而变大，因此第二波形的变化量大于第一波形的变化量，第三波形的变化量大于第二波形的变化量，并且第四波形的变化量大于第三波形的变化量。因此，根据用于检测峰值电压大的第四波形的过零点由此计算流量的现有技术的流量測量装置，由于可以稳定地检测到第四波形的过零点，因而可以在流动的稳定状态下进行高精度的流量測量。然而，当大量流体流动导致流动的稳定性丢失时，在毎次测量时，检测点在第三波形的过零点和第五波形的过零点之间改变。因而，出现如下问题传播时间的測量精度劣化并且流量的计算值的精度也劣化。用于解决问题的方案为了解决传统设备的前述问题，本专利技术的ー种流量測量装置，包括一对转换器，其各自设置于流路中，并且用于发送和接收超声波信号；发送部件，用于对所述转换器进行驱动；切換部件，用于对所述转换器的发送和接收进行切換；放大部件，用于对所述转换器的接收信号进行放大；基准比较部件，用于将来自所述放大部件的输出与基准电压进行比较；基准电压设置部件，用于设置所述基准比较部件进行比较所用的基准电压；判断部件，用于基于来自所述基准比较部件的输出和来自所述放大部件的输出，来判断超声波信号的到达时刻；计时部件，用于对超声波信号从发送侧的转换器到接收侧的转换器的传播时间进行计时；以及计算部件，用于基于所述计时部件计时得到的时间，来计算流速和流量中的至少ー个，其中，所述基准电压设置部件根据所述计算部件所计算出的流速或流量，来改变所述基准电压。根据前述结构，在判断为大量流体流动从而导致流动的稳定性丢失的情况下，基准电压设置部件改变基准电压，从而能够在接收信号的振幅的变化量较小的位置处检测到过零点。因而，即使在流体流动的稳定丢失并且接收信号的振幅的变化量变大的情况下，由于可以稳定地检测到过零点，因此即使在大量流体流动的情况下也可以进行高精度的流量測量。专利技术的效果根据本专利技术的流量測量装置，即使在大量流体流动从而导致流动的稳定性丢失并且接收信号的振幅的变化量变大的情况下，由于可以通过改变基准电压而在接收信号的振幅的变化量较小的位置处检测到过零点，因此即使在大量流体流动时也可以实现高精度的 流量測量。附图说明图I是示出根据本专利技术第一实施例的流量測量装置的结构的图。图2是用于说明根据本专利技术第一实施例的流量測量装置的操作的图。图3是示出本专利技术第一实施例中流动稳定的情况下的接收信号的波形与基准电压之间的关系的图。图4是示出本专利技术第一实施例中流动的稳定性丢失的情况下的接收信号的波形与基准电压之间的关系的图。图5是用于说明本专利技术第一实施例中基准电压改变的情况下的操作的图本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.12.16 JP 2009-2847001.ー种流量測量装置，包括 一对转换器，其各自设置于流路中，并且用于发送和接收超声波信号； 发送部件，用于对所述转换器进行驱动； 切換部件，用于对所述转换器的发送和接收进行切換； 放大部件，用于对所述转换器的接收信号进行放大； 基准比较部件，用于将来自所述放大部件的输出与基准电压进行比较； 基准电压设置部件，用于设置所述基准比较部件进行比较所用的基准电压； 判断部件，用于基于来自所述基准比较部件的输出和来自所述放大部件的输出，来判断超声波信号的到达时刻； 计时部件，用于对超声波信号从发送侧的转换器到接收侧的转换器的传播时间进行计时；以及 计算部件，用于基于所述计时部件计时得到的时间，来计算流速和流量中的至少ー个，其中，所述基准电压设置部件根据所述计算部件所计算出的流速或流量，来改变所述基准电压。2.ー种流量測量装置，包括 一对转换器，其各自设置于流路中，并且用于发...
【专利技术属性】
技术研发人员：后藤寻一，渡边葵，藤井裕史，竹村晃一，中林裕治，
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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