流量测量装置制造方法及图纸

使用一对超声波振子(2、3)来通过传播时间进行流量测量，该一对超声波振子(2、3)被设置于被测定流体流过的流路(1)，并被配置为使超声波信号在流路(1)的内壁上反射至少一次地发送和接收超声波信号。另外，通过将超声波振子(2、3)的接收信号放大至振幅的放大部(7)定期地进行放大率的调整，在前次与本次的放大率变化规定值以上且由流量运算部(12)运算出的瞬时流量为规定流量以下的情况下，通过基准电压设定部(9)来调整基准电压。根据该结构，能够稳定地测量传播时间，从而防止测量精度变差。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】流量测量装置
本专利技术涉及一种利用超声波来测量气体等流体的流动的流量测量装置。
技术介绍
以往的这种流体的流量测量装置一般是图5的结构图所示那样的结构(例如，参照专利文献1)。该流量测量装置具备设置于流体流过的流路121上的第一超声波振子122和第二超声波振子123以及对第一超声波振子122、第二超声波振子123的发送和接收进行切换的切换部124。另外，还具备：发送部125，其对第一超声波振子122和第二超声波振子123进行驱动；放大部126，其将由接收侧的超声波振子接收并通过了切换部124的接收信号放大至规定的振幅；以及基准比较部127，其将由放大部126放大后的接收信号的电压与基准电压进行比较。而且，具备判定部128，如图6的说明图中所示的那样通过基准比较部127将放大后的接收信号A与基准电压Vr进行比较，该判定部128探测接收信号变为大于基准电压Vr之后的接收信号的零交叉点a。并且，还具备：计时部129，其根据由该判定部128探测出该零交叉点a的时刻来测量超声波的发送和接收的传播时间；以及控制部130，其进行对发送部125、放大部126的控制，基于由计时部129测量出的时间来计算流速和/或流量。而且，通过控制部130使发送部125进行动作而由第一超声波振子122发送的超声波信号在流体流中传播并被第二超声波振子123接收，在通过放大部126放大后，由基准比较部127和判定部128进行信号处理，并被输入到计时部129。接着，通过切换部124对第一超声波振子122与第二超声波振子123进行切换来进行同样的动作，由此通过计时部129来测定从被测定流体的上游向下游(将该方向设为正向流动)的传播时间和从下游向上游(将该方向设为反向流动)的传播时间。在此，当将超声波振子间的流动方向的有效距离设为L、将从上游向下游的传播时间设为t1、将从下游向上游的传播时间设为t2、将被测定流体的流速设为v、将流路的截面积设为S、将传感器角度设为φ时，能够通过下式求出流量Q。Q＝S·v＝S·L/2cosφ(n/t1-n/t2)…(式1)实际上，将(式1)再乘以与流量相应的系数来计算流量。另外，关于放大部126的放大率，控制部130对放大程度进行调整以使由接收侧的超声波振子(第一超声波振子122或第二超声波振子123)接收到的信号成为固定的振幅，从而接收信号的最大电压值被调整为进入规定的电压范围。在测量过程中如图7的说明图的虚线示出的接收信号b所示那样接收信号的最大电压值低于规定的电压范围的下限(电压范围下限)、或者如该图7的虚线示出的接收信号c所示那样接收信号的最大电压值超过规定的电压范围的上限(电压范围上限)的情况下，调整下一次流量测量时的放大率。例如，在低于下限的情况下，提高放大程度，使得如图7的实线示出的接收信号a那样最大电压值进入电压范围的上限、下限之内。另外，与由放大部126放大后的接收信号进行比较的基准比较部127的基准电压决定由判定部128探测的零交叉点的位置，以图6为例，为了由判定部128探测接收信号的第四个波的零交叉点a，而将基准电压设定为在空气中传播时的接收信号的第三个波与第四个波的峰值电压的中点的电压。通过这样，针对双方取得余量，即使由于一些原因而接收信号的第三个波的峰值电压上升、或者第四个波的峰值电压减少，也能够稳定地由判定部128探测第四个波的零交叉点a。此外，在专利文献1所记载的结构中，基准电压始终为固定值，因此例如为了稳定地探测零交叉点，而如图6所示那样将基准电压设定为在空气中传播时的接收波的峰值电压的间隔最宽的第三个波的峰值与第四个波的峰值的中点。但是，在测量对象从空气变为除空气以外的气体的情况下，根据气体的不同，有时接收波形相对于空气的情况较大地发生变化。其结果，存在以下问题：在接收信号的第三个波的峰值较大地上升了的情况下，导致错误地探测第三个波的零交叉点，或者在接收信号的第四个波的峰值较大地减少了的情况下，导致错误地探测第五个波的零交叉点。作为其对策，存在如下一种方法(例如，参照专利文献2)：通过与放大部126的放大程度相应地使基准电压变化，能够针对各种气体稳定地测定第四个波的零交叉点。专利文献1：日本特开2003-106882号公报专利文献2：日本特开2014-16192号公报
技术实现思路
作为如上述那样的利用超声波的传播时间来测量流量的方式，存在如下一种传播方式(被称为V形路径或W形路径等)：在流路的同一面上设置一对超声波振子，通过使从一方的超声波振子发送的超声波信号在流路的内表面上反射并由另一方的超声波振子进行接收，来使传播距离变长，从而提高测量精度。然而，在将这种V形路径或W形路径方式使用于上述以往的流量测量装置中的情况下，存在如下问题：在测量对象从空气变为除空气以外的气体的情况下等，虽然能够没有问题地进行测量，但是在流路内发生结露，在该结露附着于反射超声波的反射面的情况下，反射波的波形较大地发生变化，从而变得无法检测探测对象的波(专利文献1、专利文献2中的第四个波)的零交叉。本专利技术提供一种在发生了能够推定为水滴附着于反射超声波的反射面的现象的情况下通过进行基准电压的调整能够稳定地测定探测对象的波的零交叉点从而防止测量精度降低的流量测量装置。本专利技术的流量测量装置具备：一对超声波振子，该一对超声波振子设置于被测定流体流过的流路，并被配置为使超声波信号在流路内壁上反射至少一次地发送和接收超声波信号；发送部，其对超声波振子进行驱动；以及切换部，其对超声波振子的发送和接收进行切换。另外，具备：放大部，其将超声波振子的接收信号放大至振幅；基准比较部，其将放大部的输出与基准电压进行比较；基准电压设定部，其对基准电压进行调整并设定；以及判定部，其根据基准比较部和放大部的输出，来判定超声波信号的到达时间。另外，具备：计时部，其根据由判定部判定出的超声波信号的到达时间，来测量超声波信号的发送和接收的传播时间；以及流量运算部，其基于由计时部测量出的传播时间，来运算被测定流体的瞬时流量。并且，通过放大部定期地进行放大率的调整，在前次与本次的放大率变化规定值以上且由流量运算部运算出的瞬时流量为规定流量以下的情况下，通过基准电压设定部来调整基准电压。由此，在发生了能够推定为水滴附着的现象的情况下，通过进行基准电压的调整，能够稳定地测定探测对象的波的零交叉点，从而能够防止测量精度降低。附图说明图1是本专利技术的实施方式的流量测量装置的结构图。图2是用于说明本专利技术的实施方式的流量测量装置中基准电压的设定方法的说明图。图3是说明在本专利技术的实施方式的流量测量装置中基准电压设定部设定临时的基准电压的方法的流程图。图4是说明在本专利技术的实施方式的流量测量装置中将临时的基准电压设为正式的基准电压的判定方法的流程图。图5是以往的流量测量装置的结构图。图6是用于说明在以往的流量测量装置中根据接收信号来判定零交叉点的动作的说明图。图7是用于说明在以往的流量测量装置中放大程度调整的动作的说明图。具体实施方式以下，参照附图并说明本专利技术的实施方式。此外，本专利技术并不限定于该实施方式。(实施方式)使用图1～4对本专利技术的实施方式进行说明。图1是本专利技术的实施方式的流量测量装置的结构图。图2是用于说明在本实施方式的流量测量装置中根据有水滴和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种流量测量装置，具备：一对超声波振子，该一对超声波振子设置于被测定流体流过的流路，并被配置为使超声波信号在所述流路的内壁上反射至少一次地发送和接收所述超声波信号；发送部，其对所述超声波振子进行驱动；切换部，其对所述超声波振子的发送和接收进行切换；放大部，其将所述超声波振子的接收信号放大至振幅；基准比较部，其将所述放大部的输出与基准电压进行比较；基准电压设定部，其对所述基准电压进行调整并设定；判定部，其根据所述基准比较部和所述放大部的输出，来判定超声波信号的到达时间；计时部，其根据由所述判定部判定出的超声波信号的到达时间，来测量所述超声波信号的发送和接收的传播时间；以及流量运算部，其基于由所述计时部测量出的传播时间，来运算所述被测定流体的瞬时流量，其中，通过所述放大部定期地进行放大率的调整，在前次与本次的放大率变化规定值以上且由所述流量运算部运算出的瞬时流量为规定流量以下的情况下，通过所述基准电压设定部来调整所述基准电压。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.29 JP 2016-0653381.一种流量测量装置，具备：一对超声波振子，该一对超声波振子设置于被测定流体流过的流路，并被配置为使超声波信号在所述流路的内壁上反射至少一次地发送和接收所述超声波信号；发送部，其对所述超声波振子进行驱动；切换部，其对所述超声波振子的发送和接收进行切换；放大部，其将所述超声波振子的接收信号放大至振幅；基准比较部，其将所述放大部的输出与基准电压进行比较；基准电压设定部，其对所述基准电压进行调整并设定；判定部，其根据所述基准比较部和所述放大部的输出，来判定超声波信号的到...

【专利技术属性】
技术研发人员：盐田和希，安田宪司，岩本龙志，藤井裕史，木场康雄，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP