JP4904099B2 - パルス状信号の伝搬時間測定装置及び超音波式流量測定装置 - Google Patents
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Description
2A,2B 超音波プローブ
11 パルス発生部
12 タイマ
13 増幅器
14 A/D変換器
15 サンプリング回路
16,19 メモリ
17 伝搬時間算出部
18 流速計算部
21 流量計算部
Claims (5)
- 発信器(1A,1B)から発信されたパルス状信号が媒質中を伝搬して受信器(1A,1B)に到達するまでの伝搬時間(T+,T−)を測定するパルス状信号の伝搬時間測定装置であって、
前記受信器で受信された波形を記憶する記憶手段(16)と、
前記記憶手段に記憶された前記波形から前記パルス状信号の受信波形(32)の時間軸上での概略位置を算出する概略位置算出手段(S3−1)と、
前記概略位置算出手段(S3−1)で算出された前記時間軸上の前記概略位置から前記受信波形のピーク(PN−2,PN−1,PN,PN+1)を前記時間軸を遡って順次検出し、かつ検出した前記ピークを予め定められたノイズレベル範囲(NLR)と比較し、前記ノイズレベル範囲を最初に下回った前記ピーク(PN+1)とその直前の前記ノイズレベル範囲を上回る前記ピーク(PN)との間において前記受信波形がバッグラウンドノイズの平均値であるノイズレベル(NL)と交差する点であるゼロクロス点を、前記パルス状信号の前記時間軸上の受信位置(tr)と判定する第1の判定手段(S3−3)と、
前記発信器から前記パルス状信号が発信された時間軸上の送信位置(tt)と前記受信位置とから前記伝搬時間を算出する伝搬時間算出手段(S3−6)と
を備えることを特徴とするパルス状信号の伝搬時間測定装置。 - 前記ノイズレベル範囲(NLR)を最初に下回った前記ピーク(PN+1)の直前の前記ピーク(PN)とさらにその直前の前記ピーク(PN−1)との間の時間間隔(δt)が、前記発信器(2A,2B)から発信されるパルス状信号の波長(λ)の1/2から予め定められた範囲外であれば、前記ノイズレベル範囲を最初に下回った前記ピーク(PN+1)の直前の前記ピーク(PN)とさらにその直前の前記ピーク(PN−1)との間の前記ゼロクロス点を前記パルス状信号の前記時間軸上の受信位置(tr’)と判定する第2の判定手段(S3−4)をさらに備えることを特徴とする、請求項1に記載のパルス状信号の伝搬時間測定装置。
- 前記第1の判定手段(S3−3)及び前記第2の判定手段(S3−4)で判定された前記パルス状信号の前記時間軸上の前記受信位置(tr,tr’)から前記時間軸上を予め定められた期間(N)だけ遡った範囲内に前記ノイズレベル範囲(NLR)を上回るピーク(P’)があれば、前記第1の判定手段(S3−3)及び前記第2の判定手段(S3−4)にそのピーク位置(P’)から前記時間軸を遡って前記受信位置(tr,tr’)の判定を再度実行させる再判定手段(S3−5)をさらに備えることを特徴とする、請求項2に記載のパルス状信号の伝搬時間測定装置。
- 前記ノイズレベル(NL)及び前記ノイズレベル範囲(NLR)は、前記受信波形(32)を含まない程度に前記概略位置よりも以前の前記受信器で検出される信号レベルに基づいて算出していることを特徴とする、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のパルス状信号の伝搬時間測定装置。
- 水路(1)の両側に配置された一対の超音波プローブ(2A,2B)のうちの一方から発信された超音波のパルス状信号が前記水路を流れる流水中を伝播して他方の超音波プローブに到達するまでの伝搬時間(T+,T−)に基づいて、前記水路を流れる流水の流量を測定する超音波式流量測定装置であって、
前記超音波プローブで受信された波形を記憶する記憶手段(16)と、
前記記憶手段に記憶された前記波形から前記パルス状信号の受信波形(32)の時間軸上での概略位置を算出する概略位置算出手段(S3−1)と、
前記概略位置算出手段で算出された前記時間軸上の前記概略位置から前記受信波形のピーク(PN−2,PN−1,PN,PN+1)を前記時間軸を遡って順次検出し、かつ検出した前記ピークを予め定められたノイズレベル範囲(NLR)と比較し、前記ノイズレベル範囲を最初に下回った前記ピーク(PN+1)とその直前の前記ノイズレベル範囲を上回る前記ピーク(PN)との間において前記受信波形がバックグラウンドノイズの平均値であるノイズレベル(NL)と交差する点であるゼロクロス点を前記パルス状信号の前記時間軸上の受信位置(tr)と判定する判定手段(S3−3)と、
前記パルス状信号が発信された時間軸上の送信位置(tt)と、前記判定手段で判定された前記受信位置とから前記伝搬時間を算出する伝搬時間算出手段(S3−6)と
前記伝搬時間算出手段で算出された前記伝搬時間に基づいて流速の測定値(Vm)を算出する流速算出手段(18)と、
前記流速算出手段で算出された前記流速の測定値(Vm)に基づいて流量(Q)を算出する流量算出手段(21)と
を備えることを特徴とする超音波式流量測定装置。
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