流体的流动计测装置制造方法及图纸

对由计时部（１１）进行的超声波传播时间的计时动作进行控制的计测控制部（４），在计时动作中，根据从陶瓷振荡电路（１６）提供的高速时钟脉冲进行动作。时钟脉冲控制部（１８）在每次计时部的计时动作结束时停止从陶瓷振荡电路（１６）提供的高速时钟脉冲，通过从晶体振荡电路（１５）提供的低速时钟脉冲控制传播时间的计测结束后至执行下一个计测处理的等待时间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及根据超声波信号的传播时间计测流速或流量的流体的 流动计测装置。
技术介绍
以往，在这种流量计中，公开有利用如下的所谓声循环法的流量 计，该声循环法通过多次反复一对振动器之间的发送接收信号来提高 计测分辨能力。图9表示利用声循环法的现有的流体的流动计测装置，在流体管 路51的途中设有发送超声波的第一振动器52、接收所发送的超声波的 第二振动器53以及计测所述一对振动器52、 53之间的超声波的传播 时间的计测控制部54而构成。在这里，设声速为C,流速为v， 一对振动器之间的距离为L，超 声波的传播方向和流动方向所成的角度为6 。在设从配置于流体管路 的上游侧的振动器发送超声波，由配置于下游侧的振动器接收信号时 的传播时间为ta，反方向的传播时间为tb的情况下，可如下所述地求 出ta及tb。即，ta=L/(C+v X cos 8 ) ， tb=L/(C-v X cos 0 )。并且，可从求解传播时间ta及tb的公式中求出流速v，成为v-L X(l/ta-l/tb)/2cos0 。在由该式求出的流速v的值上乘以流体管路的截 面积S和校正系数K，能够求出流体的瞬时流量Q，即单位时间内的 流量。S口，流体的瞬时流量Q可表示为Q=vXSXK。在这里，流速v较小时，ta和tb之差非常微小，难以准确地测量。 因此需要设定较多的测定次数来平均化，由此使误差较小，同时提高 分辨能力。艮口，从上游侧朝向下游侧的超声波的传播反复n次，将该n次反 复发送接收信号的所需时间设为Ta。并且，从下游侧朝向上游侧的超 声波的传播反复n次，将该n次反复发送接收信号的所需时间设为Tb。 然后，将Ta、 Tb除以n而求出每次的传播时间ta和tb。通过将这样得 到的平均化的传播时间ta和tb代入求解流体的瞬时流量Q的公式中来 求出准确的流量。并且，通过间歇性地以一定周期t (例如2秒)进行这样的反复 计测，求出流体的瞬时流量Q和间歇周期t的积，可求出在间歇周期 t期间通过流体通路1的流体流量。然后，通过对该值进行累计而可 求出流体流量的累计值。但是，在上述方法中，在流动存在周期变动的情况下，由于在间 歇周期t期间流速始终变动，因而根据变动波形的哪个相位进行计测 会导致计测值产生较大误差。因此，作为无遗漏地捕捉变动波形的相位，求出流速的平均值而 求出准确的流量值的方法，在日本特开2003-28685号公报中公开了如 下的方法。图IO是说明该方法的时间图，表示流速变化和计测时间的 关系。在时间t^，首先将流动上游侧的第一振动器52作为发送侧， 将下游侧的第二振动器53作为接收侧而进行4次反复计测后，计测控 制部54切换第一振动器52、第二振动器53的功能，并在时间t^执 行4次反复计测。然后，将改变该方向进行的1组计测作为第一组而仅进行预定的组数的计测。即，在图10中，在时间Ta2，执行将第一振动器52作为 发送侧、将第二振动器53作为接收侧的反复计测。并且，在时间Tb2，执行将第一振动器52作为接收侧、将第二振动器53作为发送侧的反 复计测。其成为第二组的计测。如上所述，改变方向的计测总共执行m (m为整数)组，在计测 控制部4中，分别求出时间t目下的上游侧发送的传播时间计测值的 总值Ta和时间t bm下的下游侧发送的传播时间的总值Tb后，将该值 除以各计测次数(4Xm)而求出每1次计测的平均值ta、 tb。然后， 求出流体的流量平均值，对这些一系列计测以一定的间歇周期进行计 测并求出累计流量。此时，由于可通过适当确定各计测组之间的计测间隔、计测组数 来无遗漏地捕捉流速的变动波形的各相位，因而能够求出准确的流量。但是，在现有的结构中，需要在由确定的组数构成的一系列计测 处理期间，例如以诸如数ms的非常短的时间间隔执行取样动作，并且 对各取样结果进行累计。并且，为了进行计测间隔的控制、计测组数的控制、累计值的存储，需要向构成计测控制部的电子电路持续供给 电源。因此，在电子电路中消耗的电力变大，特别在屋外设置煤气表等 情况下，需要大容量的电池。
技术实现思路
本专利技术的流体的流动计测装置，包括.*第一振动器，设在流体管 路上，发送超声波信号；第二振动器，接收从第一振动器发送的超声 波信号；计时部，进行1次或连续进行多次振动器之间的超声波的传 播，并求出传播时间；运算部，根据由计时部计时的传播时间求出流 速和/或流量；动作频率较高的高速时钟脉冲发生部；动作频率较低的低速时钟脉冲发生部；时钟脉冲控制部，控制高速时钟脉冲的动作； 和计测控制部，根据从高速时钟脉冲发生部提供的高速时钟脉冲和从 低速时钟脉冲发生部提供的低速时钟脉冲进行动作，对由一对振动器 和计时部进行的计时动作进行控制，时钟脉冲控制部在计时部的计时 动作结束后停止从高速时钟脉冲发生部提供的高速时钟脉冲。通过这 种结构，由于能够降低一系列计测处理的消耗电力，因而能够仍然维 持相对于周期性的流量变动的跟踪性而实现省电的计测。附图说明图1是本专利技术第一实施方式中的流体的流动计测装置的框图。图2是说明本专利技术第一实施方式中的流体的流动计测装置的计测 控制部的动作的时间图。图3是说明本专利技术第一实施方式中的流体的流动计测装置的计测 控制部的动作的另一时间图。图4是说明本专利技术第一实施方式中的流体的流动计测装置的计时 部的动作的时序图。图5是说明本专利技术第一实施方式中的流体的流动计测装置的高速 时钟脉冲的检测方法的时间图。图6是说明本专利技术第一实施方式中的流体的流动计测装置的辅助 时钟脉冲的检测方法的时间图。图7是本专利技术第二实施方式中的流体的流动计测装置的框图。图8是本专利技术第三实施方式中的流体的流动计测装置的框图。图9是现有的流体的流动计测装置的框图。图IO是说明现有的流体的流动计测装置的动作的时间图。标号说明 1流体管路 2第一振动器 3第二振动器 4计测控制部11计时部12检定部13校正部14运算部15晶体振荡电路16陶瓷振荡电路18时钟脉冲控制部19环形振荡器21报告部23截止阀具体实施方式下面利用附图对本专利技术的实施方式进行说明。(实施方式1)图1是本专利技术第一实施方式中的流体的流动计测装置的框图。利用超声波的传播时间来测定流量等的现有的超声波式的流体的 流动计测装置，在流体流路的途中设置测定部，根据超声波振动器之 间的超声波传播时间对流经该测定部的流体的流速进行计测。并且， 可通过在上述计测出的流速上乘以测定部的流路截面积以及规定的校 正系数来求出流量。实现流量等的高精度计测定最大因素是上述测定部中的流体流动 状态。换言之，由于测定部中的流体流动的紊乱还使超声波的传播发 生混乱，因而难以进行高精度计测。由此，考虑将测定部的截面形状形成长方形，用分隔板分割其短 边侧以与测定部截面的长边平行地分割为扁平的多个分割流路。扁平 的分割流路，在使流体的流动成为层流、即二维的稳定的流动这一点上非常有效。在图1中，在流体流路1的途中，在流动的上游侧配置有发送超 声波信号的第一振动器2，在流动下游侧相对于流动具有角度地相对配置有接收从第一振动器2发送来的超声波信号的第二振动器3。其中，如上述第一、第二振动器2、 3—样相对于流动具有角度地 相对配置的配置图形被称作"Z路径"(Z-path)，在本实施方式中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流体的流动计测装置，包括：第一振动器，设在流体管路上，发送超声波信号；第二振动器，接收从所述第一振动器发送的超声波信号；计时部，进行１次或连续进行多次所述第一和第二振动器之间的超声波的传播，并求出传播时间；运算部，根据由所述计时部所计量的传播时间求出流速或流量；动作频率高的高速时钟脉冲发生部；动作频率低的低速时钟脉冲发生部；时钟脉冲控制部，控制所述高速时钟脉冲的动作；和计测控制部，根据从所述高速时钟脉冲发生部提供的高速时钟脉冲和从所述低速时钟脉冲发生部提供的低速时钟脉冲进行动作，对由所述第一和第二振动器以及所述计时部进行的计时动作进行控制，所述时钟脉冲控制部，在所述计时部的计时动作结束时，停止从所述高速时钟脉冲发生部提供的高速时钟脉冲。

【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，别庄大介，芝文一，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：JP[日本]