流量计量装置制造方法及图纸

本发明专利技术的流量计量装置根据超声波沿流体管路的的传播时间来计量流体管路中流过的流体流量，将接收到的超声波信号与基准电压进行比较而检测出超声波的到达时刻。电压设定单元根据使基准电压变化时对从超声波开始发射到判断装置的输出为止的超声波在流体管路的传播时间进行计时的传播计时单元的输出确定合适的基准电压。从而使基准电压能够又快又准地设定好，流量计量装置总是能在最合适的基准电压上对流量进行计量。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及利用超声波对煤气等流体的流量进行计量的流量计量装置。下面描述该计量装置的工作情况。首先，控制装置42使发送装置35和切换装置34工作，使第1超声波振荡器32发射出超声波。该超声波在流体中传播，并由第2超声波振荡器33加以接收，由放大装置36进行放大。基准比较装置37在放大装置36的输出大于基准电压的时间点上输出下降信号C。判断装置38在放大装置36的输出大于基准电压后的最初的过零点Ta上输出下降信号D。重复装置39将来自判断装置38的信号D输入到控制装置42中。这一操作将重复进行预先设定的N次，此间的时间由计时装置40进行测定。接下来，切换装置34使第1超声波振荡器32和第2超声波振荡器33中的超声波的发射/接收操作发生交换，再进行同样的操作。流量计算装置41测出由计时装置40计得的从流体的上游至下游(此方向为顺流)和下游至上游(此方向为逆流)各自的传播时间，由下面的公式1求出流量Q。Q=K·S·v=K·S·L/2·(nt1-nt2)·cosφ]]>…(公式1)这里，L为超声波振荡器2、3之间的流体流动方向上的有效距离，t1为从上游至下游的N次信号D的的时间，t2为从下游至上游的N次信号D的的时间，v为被测定流体的流速，S为流路的截面积，φ为连结超声波振荡器2、3的直线和流体的流动方向之间的角度，K为与流量有关的系数。为了使接收侧的超声波振荡器接收到的信号在一定振幅上输出，需对放大装置36进行增益调整，将接收信号的峰值电压值调整到规定的电压范围内。具体说来，在对信号D进行的重复装置39中设定的次数的计数过程中，对图22中的虚线所示的接收信号AL那样接收信号的峰值电压值低于规定的电压范围的下限的次数和图22的虚线所示的接收信号AH那样接收信号的峰值电压值超过规定的电压范围的上限的次数进行计数，根据该结果调整下一次的流量计量时的增益。例如，峰值电压值低于下限的次数多时提高增益，将接收信号调整到电压的上限和下限之间，如图22中的实线所表示的接收信号A那样。与放大装置36的输出电压进行比较的基准比较装置37的基准电压以判断装置38能检测到过零点的位置为基准来决定。在图21中，为了能使判断装置38检测到接收信号的第3个峰值P3后的最初的过零点Ta，基准电压设定为接收信号的第2和第3个峰值电压之间的中间点电压左右。这样一来，即使因流量的变化以及流体的温度变化等因素导致接收波形发生变化，接收信号的第2个波峰值电压上升或者第3个波峰值P3的电压减少时，基准电压相对于这两个波峰值都能确保一定的余量，判断装置38能够检测到过零点Ta。但是，在上述的现有流量计量装置中，与放大到规定振幅的接收信号进行比较的基准电压是用固定电阻和半固定电阻通过电阻分压来设定的。采用此方法时，为了形成规定的基准电压，需要一边监视基准电压一边通过手动方式调节半固定电阻，故基准电压设定比较费时间，且容易发生调整误差。另外，流量的计测过程中基准电压是固定的，将接收信号进行放大的放大装置的增益也是固定的。因此，流量计量过程中超声波的接收信号的振幅变化时，基准电压和接收信号的振幅之间的相对关系也发生变化。例如，在接收信号的振幅电平变动较大的场合下，变化前能超过基准电压的接收波的第3个峰值P3的电压就可能变得低于基准电压。其结果，基准比较装置将会在接收信号的第4个峰值P4之后才输出信号C，判断装置将检测出第4个峰值P4以后的最初过零点。由此，计时装置将会对该段错误的时间进行计时，流量计算装置将根据该时间计算出错误的流量。在本专利技术的流量计量装置中，基准电压被自动地设定在相对于接收信号的振幅变动能够确保较大的余量的位置上，而且根据流量计量过程中接收信号的振幅变动能迅速且高精度地设定基准电压。因此，判断装置能够可靠地检测出接收波上的任意的时间点(如第3个峰值之后的过零点)，流量计量装置即使在接收信号的振幅变动时也能保持很高的计测精度。图2为用于说明第1实施例中的流量计量装置的操作情况的示意图。图3为本专利技术的第2实施例中的流量计量装置的方框图。图4为用于说明第2实施例中的流量计量装置的操作情况的示意图。图5为用于说明第2实施例中的流量计量装置的操作情况的特性图。图6为本专利技术的第3实施例中的流量计量装置的方框图。图7为用于说明第3实施例中的流量计量装置的操作情况的示意图。图8为用于说明第3实施例中的流量计量装置的操作情况的流程图。图9为本专利技术的第4实施例中的流量计量装置的方框图。附图说明图10为用于说明第4实施例中的流量计量装置的操作情况的示意图。图11为用于说明第4实施例中的流量计量装置的操作情况的流程图。图12为用于说明第4实施例中的流量计量装置的操作情况的流程图。图13为用于说明第4实施例中的流量计量装置的操作情况的示意图。图14为用于说明第4实施例中的流量计量装置的其他操作情况的流程图。图15为本专利技术的第5实施例中的流量计量装置的方框图。图16为用于说明第5实施例中的流量计量装置的操作情况的流程图。图17为用于说明本专利技术的第6实施例中的流量计量装置的方框图。图18为用于说明第6实施例中的流量计量装置的操作情况的示意图。图19为用于说明第6实施例中的流量计量装置的操作情况的示意图。图20为现有的流量计量装置的方框图。图21为用于说明现有的流量计量装置的操作情况的示意图。图22为用于说明现有的流量计量装置的操作情况的示意图。下面说明实施例1中的流量计量装置中与基准电压设定有关的操作情况。图2为用于说明实施例1中的流量计量装置的操作情况的示意图。流量计测开始时，控制装置12使发送装置5工作，从超声波振荡器2发射出超声波。第1超声波振荡器2发射出的超声波在流路1中的流体中传播，并由第2超声波振荡器3加以接收。放大装置6将与第2超声波振荡器3接收到的超声波相对应的输出信号进行放大，使之达到一定的振幅后送至基准比较装置7和判断装置8。传播计时单元13b根据来自控制装置12的表示超声波开始发射的信号和判断装置8的输出对超声波在流路上的传播时间进行计测。接下来，传播计时单元13b一边对传播时间进行计时，电压设定单元13a一边将基准电压下降至电压Vb，在该电压Vb上判断装置8能够检测到接收波的第2个峰值P2后最初的过零点T1。这样，基准比较装置7和判断装置8将分别输出信号B1和信号B2。这样一来，在判断装置8检测第3个峰值P3后最初的过零点的情况下，由传播计时单元13b计时的传播时间将缩短超声波的1周期，超声波如为500kHz的情况下将缩短2μs。第1传播计时单元13b计测到的传播时间缩短超声波频率的1个周期的时间时，电压设定单元13a会将基准电压提高到Vc，在该电压上能够检测到接收波的第4个峰值P4后最初的过零点T2。这样，基准比较装置7和判断装置8将分别输出信号C1和信号C2。传播计时单元13b进行计时的传播时间由此将比判断装置8检测第3个峰值P3后最初的过零点的场合下延长超声波的1周期的时间。使基准电压象上述那样发生变化时，基准电压将如图2中所示的那本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对在流路上流动的流体的流量进行计量的流量计量装置，其特征在于包括：设置在所述流路上的、发射和接收超声波信号的第１振荡器及第２振荡器；驱动所述第１和第２振荡器的发送装置；切换所述第１和第２振荡器的超声波信号的发射／接收的切换装 置；将所述第１和第２振荡器的接收信号进行放大的放大装置；根据所述超声波信号在所述第１和第２振荡器之间的传播时间计算出流量的流量计算装置；将所述的经放大的接收信号电压和基准电压进行比较，并且输出表示所述接收信号的所述电压与所述基准 电压之间的大小关系发生变化的时间点的信号的基准比较装置；从所述基准比较装置输出的所述信号和所述放大装置的输出判定所述超声波信号到达所述第１或第２振荡器的时间点，并且输出表示所述到达时间点的信号的判断装置；以及包括对从开始发射所述超声 波信号到所述判断装置判定出所述到达时间点为至的、所述超声波信号在所述流路上的传播时间进行计时的传播计时单元；及根据上面计得的传播时间确定所述基准电压，并将所述基准电压送至所述基准比较装置的电压设定单元的基准设定装置。

【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：江口修，竹村晃一，安倍秀二，
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]