JPH0339247B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は超音波流量計に関し、特に簡単な構
造により精度が高い流量測定を行なうことができ
る超音波流量計を提供しようとするものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an ultrasonic flowmeter, and particularly an object of the present invention is to provide an ultrasonic flowmeter that is capable of highly accurate flow measurement with a simple structure.

超音波流量計には各種の方式が提案されている
が、大別するとシングアラウンド方式と、フエイ
ズロツクループを利用した方式とが考えられてい
る。 Various methods have been proposed for ultrasonic flowmeters, but they can be broadly classified into single-around methods and methods using phase loops.

＜シングアラウンド方式の欠点＞ シングアラウンド方式は周知のように流路に対
して斜めに対向して取付けた一対の超音波トラン
スジユーサ間を一方から他方に及び他方から一方
への超音波伝播時間周囲で発振させ、その発振周
波数の差から被測定流体の流速を求める方式であ
る。<Disadvantages of the sing-around method> As is well-known, the sing-around method reduces the ultrasonic propagation time from one to the other and from the other between a pair of ultrasonic transducers installed diagonally opposite to the flow path. In this method, the flow velocity of the fluid to be measured is determined from the difference in the oscillation frequency by oscillating it in the surrounding area.

この方式によると一対の超音波トランスジユー
サ間に超音波を遮弊する例えばアワ或はゴミ等が
通過するとシングアラウンド発振が停止してしま
い、測定が不能におちいる欠点がある。 This method has the disadvantage that if something that blocks the ultrasonic waves, such as foxtail or dirt, passes between a pair of ultrasonic transducers, the sing-around oscillation will stop, making measurement impossible.

またシングアラウンド発振周波数は ＝Ｃ±vsinθ／Ｄ／cosθ ………(1) Ｃ：流体中の音速、ｖ：被測定流体の流速、
Ｄ：流路の口経、θ：流路に対する超音波の入射
角。 Also, the sing-around oscillation frequency is =C±vsinθ/D/cosθ……(1) C: sound velocity in the fluid, v: flow velocity of the fluid to be measured,
D: Oral diameter of the channel, θ: Incident angle of the ultrasonic wave with respect to the channel.

ここでＣ＝1450ｍ／秒、ｖ＝１cm／秒、Ｄ＝50
mm、θ＝22゜とすると、流れに対して順方向に超
音波を伝波させた場合のシングアララウンド発振
周波数と、逆方向に超音波を伝播させた場合のシ
ングアラウンド発振周波数の差ΔはΔ＝0.14Hz
となる。流速測定の分解能を１cm／秒とするに
は、その周波数差Δを得るまでに約14秒以上の
計測時間を必要とする。従つて応答が悪い欠点も
ある。 Here C=1450m/sec, v=1cm/sec, D=50
mm, θ=22°, the difference Δ between the sing-around oscillation frequency when the ultrasonic wave is propagated in the forward direction of the flow and the sing-around oscillation frequency when the ultrasonic wave is propagated in the opposite direction. is Δ=0.14Hz
becomes. In order to set the resolution of flow velocity measurement to 1 cm/sec, a measurement time of about 14 seconds or more is required to obtain the frequency difference Δ. Therefore, it also has the disadvantage of poor response.

＜フエイズロツクループを用いた方式の説明及び
その欠点＞ フエイズロツクループを利用した超音波流量計
は例えば特願昭53−38942号等で提案しているよ
うに流れに対して斜めに対向して設けた一対の超
音波トランスジユーサで構成される超音波伝播路
を含むフエイズロツクループを二組設け、一方の
フエイズロツクループでは流れに対して順方向に
超音波を伝播させた状態で電圧制御発振器を発振
させ、他方のフエイズロツクループでは流れに対
して逆方向に超音波を伝播させた状態で電圧制御
発振器を発振させ、この二つの電圧制御発振器の
発振周波数の差により流速を求める方式である。<Explanation of a method using a phase loop and its disadvantages> An ultrasonic flow meter using a phase loop is opposed to the flow diagonally, as proposed in, for example, Japanese Patent Application No. 53-38942. Two sets of phase lock loops each containing an ultrasonic propagation path consisting of a pair of ultrasonic transducers were installed, and one phase lock loop propagated ultrasonic waves in the forward direction of the flow. In the other phase loop, the voltage controlled oscillator is oscillated while the ultrasonic wave is propagated in the opposite direction to the flow. This method calculates the flow velocity.

このフエイズロツクループを利用した方式によ
れば電圧制御発振器の前段にサンプルホールド回
路を設けておくことにより超音波の伝播が一時的
に遮断されても電圧制御発振器はサンプルホール
ド回路にホールドされた電圧に対応した周波数で
発振を持続するため測定不能におちいるおそれは
ない。 According to the method using this phase lock loop, by providing a sample-and-hold circuit before the voltage-controlled oscillator, the voltage-controlled oscillator can be held in the sample-and-hold circuit even if the propagation of ultrasonic waves is temporarily interrupted. Since oscillation is maintained at a frequency corresponding to the voltage, there is no risk of failure in measurement.

然し乍ら二つの電圧制御発振器の発振周波数の
差は被測定流体の流速が遅くなる程にまた流路の
口径Ｄが小さくなる程に発振周波数の差が小さく
なる傾向にある。このように同一装置内に発振周
波数が近い発振器が複数存在すると、電源回路或
は電磁的な結合を介して相互に干渉をおこし、い
わゆる周波数引き込み現象が発生する。この周波
数引き込み現象により流量が遅い領域において不
感帯が発生し、低流量に対する測定精度を悪くす
る欠点がある。特に口径の小さい場合はその影響
が大きく不感帯の幅が大きくなる欠点がある。 However, the difference in oscillation frequency between the two voltage controlled oscillators tends to decrease as the flow velocity of the fluid to be measured becomes slower and as the diameter D of the flow path becomes smaller. When a plurality of oscillators with similar oscillation frequencies exist in the same device, they interfere with each other through the power supply circuit or electromagnetic coupling, resulting in a so-called frequency pull-in phenomenon. Due to this frequency pull-in phenomenon, a dead zone occurs in a region where the flow rate is slow, which has the disadvantage of impairing measurement accuracy for low flow rates. Particularly when the aperture is small, the effect is large and the width of the dead zone becomes large.

この欠点を解消するには発振器相互の干渉を除
去しなければならないが、この相互干渉を除去す
るには回路の設計及び実装がむずかしくなる。 To overcome this drawback, it is necessary to eliminate mutual interference between oscillators, but eliminating this mutual interference makes circuit design and implementation difficult.

また部品の劣化等により相互干渉の度合も変化
する可能性があるから不感帯の幅も変するおそれ
がある。よつて長期にわたつて測定精度を一定値
に維持することがむずかしくなる欠点もある。 Furthermore, since the degree of mutual interference may change due to deterioration of parts, etc., the width of the dead zone may also change. Therefore, it also has the disadvantage that it is difficult to maintain measurement accuracy at a constant value over a long period of time.

＜発明の目的＞ この発明はフエイズロツクループを用いた超音
波流量計の改良に関するものであり、上記したフ
エイズロツクループを用いた方式の欠点を一掃す
ることができる超音波流量計を提供しようとする
ものである。<Object of the invention> The present invention relates to an improvement of an ultrasonic flow meter using a phase lock loop, and provides an ultrasonic flow meter that can eliminate the drawbacks of the method using a phase lock loop described above. This is what I am trying to do.

＜発明の概要＞ この発明では１個の電圧制御発振器を共用して
二つのフエイズロツクループを交互に動作させ、
交互に得られる電圧制御発振器の発振周波数を計
測して保管し、その計測して保持した周波数測定
値から二つのフエイズロツクループにおける電圧
制御発振器の発振周波数の差を求めその周波数の
差から流速を求めるように構成したものである。<Summary of the invention> In this invention, two phase lock loops are operated alternately by sharing one voltage controlled oscillator,
The oscillation frequencies of the voltage-controlled oscillators that are obtained alternately are measured and stored, and the difference in the oscillation frequencies of the voltage-controlled oscillators in the two phase lock loops is determined from the measured and retained frequency measurement values, and the flow velocity is determined from the difference in frequency. It is designed to find the following.

従つてこの発明によれば１個の電圧制御発振器
を時分割的に利用するものであるため発振周波数
の差がわずかであつても相互干渉によつて生じる
弊害を除去でき、低流速領域でも、また口径が小
さい流量計でも高精度で測定を行なうことができ
る。 Therefore, according to the present invention, since one voltage controlled oscillator is used in a time-sharing manner, it is possible to eliminate the adverse effects caused by mutual interference even if the difference in oscillation frequency is small, and even in a low flow velocity region, Furthermore, even a flowmeter with a small diameter can perform measurements with high accuracy.

＜発明の実施例＞ 第１図にこの発明の一実施例を示す。図中１は
電圧制御発振器（以下VCOと称す）を示す。
VCO１の発振信号は同期回路２によつて一定の
時間間隔でVCO１の発振信号と同期して取出さ
れる。同期回路２によつて取出されたVCO１の
発振信号は超音波伝播路３の入力端子４に供給さ
れる。超音波伝播路３は本来ならば流路５を流れ
る被測定流体の中を伝播する部分だけを指すべき
と考えられるが、ここでは励振用増幅器６と、切
換回路７と、流路５に対して斜めに対向して設け
た一対の超音波トランスジユーサ８及び９と、受
波信号を増幅する増幅器１１を含めて超音波伝播
路と称することとする。従つて４がこの超音波伝
播路３の入力端子であり、１３が超音波伝播路３
の出力端子となる。<Embodiment of the Invention> FIG. 1 shows an embodiment of the invention. In the figure, 1 indicates a voltage controlled oscillator (hereinafter referred to as VCO).
The oscillation signal of the VCO 1 is extracted by the synchronization circuit 2 at regular time intervals in synchronization with the oscillation signal of the VCO 1. The oscillation signal of the VCO 1 taken out by the synchronization circuit 2 is supplied to the input terminal 4 of the ultrasonic propagation path 3. Normally, the ultrasonic propagation path 3 should refer only to the part that propagates in the fluid to be measured flowing through the flow path 5, but here, the ultrasonic wave propagation path 3 should refer only to the part that propagates in the fluid to be measured flowing through the flow path 5, but here, A pair of ultrasonic transducers 8 and 9 provided diagonally opposite each other, and an amplifier 11 for amplifying a received signal are collectively referred to as an ultrasonic propagation path. Therefore, 4 is the input terminal of this ultrasonic propagation path 3, and 13 is the input terminal of this ultrasonic propagation path 3.
It becomes the output terminal of.

切換回路７は超音波トランスジユーサ８と９を
交互に送波器及び受波器として動作させるように
切換動作を行なうものである。この切換により超
音波は流体の流れ方向（矢印１２の方向）に対し
て順方向と、逆方向に伝播する状態に切換えられ
る。この切換制御は後述する測定制御手段１４か
らの制御信号により行なわれる。 The switching circuit 7 performs a switching operation so that the ultrasonic transducers 8 and 9 are operated alternately as a transmitter and a receiver. By this switching, the ultrasonic waves are switched between propagating in the forward direction and in the opposite direction with respect to the fluid flow direction (direction of arrow 12). This switching control is performed by a control signal from measurement control means 14, which will be described later.

被測定流体を伝播して一方又は他方の超音波ト
ランスジユーサ８又は９によつて受波された超音
波は増幅器１１により増幅されて出力端子１３に
送出される。出力端子１３には受波タイミング検
出回路１５が接続され、受波信号が所定レベルに
達したことを検出して受波タイミングを規定す
る。この受波タイミング信号を時間差電圧変換回
路１６の一方の入力端子１６ａに供給する。 The ultrasonic waves propagating through the fluid to be measured and received by one or the other ultrasonic transducer 8 or 9 are amplified by the amplifier 11 and sent to the output terminal 13. A reception timing detection circuit 15 is connected to the output terminal 13, and detects when the reception signal reaches a predetermined level to define the reception timing. This reception timing signal is supplied to one input terminal 16a of the time difference voltage conversion circuit 16.

時間差電圧変換回路１６の他方の入力端子１６
ｂには分周器１７からVCO１の発振信号を1/N
に分周した分周信号を与える。この分周器１７は
例えばカウンタによつて構成することができ、同
期回路２の同期出力信号の立上りに同期して分周
動作を開始する。VOC１の発振周波数をとす
ると、時間N/後に分周出力信号Ｓが出力され
る。 The other input terminal 16 of the time difference voltage conversion circuit 16
b is the 1/N oscillation signal of VCO1 from frequency divider 17.
Give a frequency-divided signal. This frequency divider 17 can be constituted by, for example, a counter, and starts frequency dividing operation in synchronization with the rise of the synchronous output signal of the synchronous circuit 2. Letting the oscillation frequency of VOC1 be, a frequency-divided output signal S is output after a time N/.

超音波伝播路３の入力端子４にVCO１の発振
信号が与えられ、出力端子１３にその信号が出力
されるまでの時間は、 Ｄ／cosθ／Ｃ±vsinθ ………(2) となる。よつて時間差電圧変換回路１６に供給さ
れる二つの信号の時間差ΔTは ΔT＝Ｄ／cosθ／Ｃ±vsinθ−Ｎ／ ………(3) となる。 The time from when the oscillation signal of the VCO 1 is applied to the input terminal 4 of the ultrasonic propagation path 3 until the signal is output to the output terminal 13 is D/cos θ/C±vsin θ (2). Therefore, the time difference ΔT between the two signals supplied to the time difference voltage conversion circuit 16 is as follows: ΔT=D/cosθ/C±vsinθ−N/ (3).

時間差電圧変換回路１６はこの時間差ΔTに比
例した電圧を発生し、この電圧をサンプルホール
ド回路１８と積分回路１９を通じてVCO１に帰
還する。VCO１はこの帰還電圧信号により時間
差ΔTが所定の値例えば零となる方向に発振周波
数を変更する。従つて切換回路７の切換は流れの
方向１２に対し順方向と逆方向に超音波を数回ず
つ伝播させてVCO１にその発振周波数が安定す
る時間を与える。 The time difference voltage conversion circuit 16 generates a voltage proportional to this time difference ΔT, and feeds this voltage back to the VCO 1 through the sample hold circuit 18 and the integration circuit 19. The VCO 1 uses this feedback voltage signal to change the oscillation frequency in a direction in which the time difference ΔT becomes a predetermined value, for example, zero. Therefore, the switching of the switching circuit 7 causes the ultrasonic waves to propagate several times in the forward and reverse directions with respect to the flow direction 12, giving the VCO 1 time to stabilize its oscillation frequency.

このようにしてVCO１と、分周器１７と、時
間差電圧変換回路１６と、及び超音波伝播路３と
により、いわゆるフエイズロツクループ（PLL）
が構成される。 In this way, the VCO 1, the frequency divider 17, the time difference voltage conversion circuit 16, and the ultrasonic propagation path 3 form a so-called phase lock loop (PLL).
is configured.

VCO１の発振信号は測定制御手段１４に取込
まれ、VCO１の発振周波数が安定した状態の周
波数を測定する。測定制御手段１４は例えばマイ
クロプロセツサによつて構成することができる。
マイクロプロセツサは既によく知られているから
に図示して説明しないが一般に中央制御装置
CPUと、プログラムを収納したROMと、取込ん
だデータ値を記憶しておくRAM等によつて構成
され、ROMに収納されたプログラムに従つて中
央制御装置CPUが動作し、同期回路２を同期制
御することと、切換回路７の制御と、VCO１の
発振周波数を測定する動作を順次行ない、更にそ
の周波数測定値から流速ｖを求める演算も行な
う。その演算結果は出力ポート２２から出力され
る。 The oscillation signal of the VCO 1 is taken into the measurement control means 14, and the frequency at which the oscillation frequency of the VCO 1 is stabilized is measured. The measurement control means 14 can be constituted by, for example, a microprocessor.
Although microprocessors are not illustrated or explained because they are already well known, they are generally central controllers.
Consisting of a CPU, a ROM that stores programs, and a RAM that stores captured data values, the central control unit CPU operates according to the programs stored in the ROM and synchronizes the synchronization circuit 2. The operations of controlling the switching circuit 7, controlling the switching circuit 7, and measuring the oscillation frequency of the VCO 1 are performed in sequence, and furthermore, calculations are performed to obtain the flow velocity v from the measured frequency value. The calculation result is output from the output port 22.

尚２３は異常検出回路を示す。この異常検出回
路２３は同期回路から出力される信号と受波タイ
ミング検出回路１５から出力される受波タイミン
グ信号の時間差を監視し、その時間差が規定の時
間より長くなつたことを検出して超音波伝播路３
の異常を検出し、その検出信号によりゲート回路
２１を閉に制御し、サンプルホールド回路１８に
供給するサンプリングパルスを１時的に遮断し、
VCO１の周波数制御を一時禁止する動作を行な
う。 Note that 23 indicates an abnormality detection circuit. This abnormality detection circuit 23 monitors the time difference between the signal output from the synchronization circuit and the reception timing signal output from the reception timing detection circuit 15, detects when the time difference has become longer than a specified time, and detects when the time difference has exceeded the specified time. Sound wave propagation path 3
detects an abnormality, controls the gate circuit 21 to close based on the detection signal, temporarily cuts off the sampling pulse supplied to the sample hold circuit 18,
Performs an operation that temporarily prohibits frequency control of VCO1.

よつて例えば流路５をアワ、ゴミ等が通過した
ことにより超音波の伝播が一時中断された場合で
も、VCO１の発振周波数が大幅に変更されない
ように動作する。 Therefore, even if the propagation of ultrasonic waves is temporarily interrupted due to, for example, millet, dust, etc. passing through the flow path 5, the operation is performed so that the oscillation frequency of the VCO 1 is not significantly changed.

＜発明の動作説明＞ 測定制御回路１４は上記したフエイズロツクル
ープが閉じてVCO１の発振周波数が安定した状
態でVCO１の発振周波数を一定時間T₀の間計数
し、測定値 F₁＝Ｎ・Ｃ＋vsinθ／Ｄ／cosθ・T₀ ………(4) を得る。（Ｎは分周器１７の分周数）この周波数
測定値F₁は超音波が流れに対して順方向に伝播
している状態の値である。またこの測定値は測定
制御手段１４のRAM（特に図示しない）に一時
ストアされる。<Description of operation of the invention> The measurement control circuit 14 counts the oscillation frequency of the VCO 1 for a certain period of time T ₀ in a state where the phase lock loop described above is closed and the oscillation frequency of the VCO 1 is stabilized, and the measured value F ₁ =N・C+vsinθ/D/cosθ・T ₀ (4) is obtained. (N is the frequency division number of the frequency divider 17) This frequency measurement value F ₁ is a value when the ultrasonic wave is propagating in the forward direction with respect to the flow. Further, this measured value is temporarily stored in the RAM (not particularly shown) of the measurement control means 14.

次に切換回路７を切換えて、超音波が流れに対
して逆向に伝播する状態では F₂＝Ｎ・Ｃ−vsinθ／Ｄ／cosθT₀………(5) を得る。この測定値F₂もRAMにストアする。
(4)、(5)式より測定制御手段１４の中央制御装置
CPUは ｖ＝Ｄ／Nsin2θ・（F₁−F₂）／T₀………(6) を演算し、この演算により流速ｖを求める。 Next, the switching circuit 7 is switched to obtain F ₂ =N·C−vsinθ/D/cosθT ₀ (5) in a state where the ultrasonic waves propagate in the opposite direction to the flow. This measured value _F2 is also stored in RAM.
From equations (4) and (5), the central control device of the measurement control means 14
The CPU calculates v=D/Nsin2θ·(F ₁ −F ₂ )/T ₀ (6), and determines the flow velocity v by this calculation.

ここでF₁、F₂∧＝10MHzとすると、分周器１７
の分周値Ｎは Ｎ＝Ｄ・F₁／Ｃ・cosθ となる。第１式で利用したＣ、Ｄ、θの値を代入
すると、Ｎ∧＝372となる。 Here, if F ₁ , F ₂ ∧=10MHz, frequency divider 17
The frequency division value N is N=D・F ₁ /C・cosθ. Substituting the values of C, D, and θ used in the first equation gives N∧=372.

流速ｖの分解能を１cm／秒とするには dv／ｄ（F₁−F₂）＝Ｄ／Ｎ・sin2θT₀≦１cm／秒 であればよい。 In order to set the resolution of the flow velocity v to 1 cm/sec, it is sufficient that dv/d(F ₁ −F ₂ )=D/N·sin2θT ₀ ≦1 cm/sec.

よつて１回の測定に必要な時間はT₀≧0.002秒
であればよく、充分速い応答が期待できる。 Therefore, the time required for one measurement only needs to be T ₀ ≧0.002 seconds, and a sufficiently fast response can be expected.

＜発明の効果＞ 上述したようにこの発明によれば１個のVCO
１を利用して超音波が流れに対して順方向に伝播
する場合の周波数値F₁と、流れに対して逆向に
伝播する場合の周波数値F₂を得て、これより流
速ｖを求めることができる。<Effect of the invention> As described above, according to this invention, one VCO
1 to obtain the frequency value F ₁ when the ultrasonic wave propagates in the forward direction of the flow and the frequency value F ₂ when the ultrasonic wave propagates in the opposite direction to the flow, and calculate the flow velocity v from this. Can be done.

よつて１個のVCO１を利用するものであるか
ら２個のVCOを利用する従来の方式のように
VCO相互の周波数引き込み現象が発生すること
がない。このため低流速流域において不感帯が発
生することがなく、低流速領域でも精度のより高
い測定を行なうことができる。また口径の小さい
流量計でも精度の向上が期待できる。 Therefore, since it uses one VCO1, it is similar to the conventional method that uses two VCOs.
Mutual frequency pull-in phenomenon between VCOs does not occur. Therefore, a dead zone does not occur in a low flow velocity region, and even in a low flow velocity region, highly accurate measurement can be performed. In addition, even small-diameter flowmeters can be expected to improve accuracy.

また１個のVCO１を二つのフエイズロツクル
ープに対して交互に用いたとしてももVCO１の
発振周波数が安定するまでの時間は短かく、また
周波数の測定時間T₀も上記したようにT₀≧0.002
秒程度であるから全体としても速い繰返し周期で
測定結果を得ることができる。よつて流速測定の
分解能を高く採ることができる。 Furthermore, even if one VCO1 is used alternately for two phase lock loops, the time it takes for the oscillation frequency of VCO1 to stabilize is short, and the frequency measurement time T ₀ is also T ₀ as described above. ≧0.002
Since it takes about seconds, measurement results can be obtained with a fast repetition cycle overall. Therefore, high resolution of flow velocity measurement can be achieved.

＜発明の他の実施例＞ 尚上述では時間差電圧変換回路１６の出力をサ
ンプルホールド回路１８と、積分回路１９を通じ
てVCO１に供給する構造とした場合を説明した
が、第２図及び第３図に示すように構成すること
もできる。<Other Embodiments of the Invention> In the above description, a case has been described in which the output of the time-difference voltage conversion circuit 16 is supplied to the VCO 1 through the sample-hold circuit 18 and the integration circuit 19. It can also be configured as shown.

第２図の例ではサンプルホールド回路１８の後
段に、２つの積分回路１９ａ，１９ｂを設け、こ
の二つの積分回路１９ａ，１９ｂを切換スイツチ
２４，２５によつて切換え、積分回路１９ａには
例えば超音波が流れに対して順方向に伝播する場
合の制御電圧を保持させ、積分回路１９ｂには超
音波が流れに対して逆方向に伝播する場合の制御
電圧を保持させ、切換回路７の切換と同期してス
イツチ２４，２５を切換え、フエイズロツクルー
プの切換と同時にVCO１をそのフエイズロツク
ループに対応した周波数で発振させるように構成
した場合を示す。 In the example shown in FIG. 2, two integration circuits 19a and 19b are provided after the sample and hold circuit 18, and these two integration circuits 19a and 19b are switched by changeover switches 24 and 25. The control voltage when the sound wave propagates in the forward direction with respect to the flow is held, and the control voltage when the ultrasonic wave propagates in the reverse direction with respect to the flow is held in the integrating circuit 19b. A case is shown in which the switches 24 and 25 are switched synchronously and the VCO 1 is oscillated at a frequency corresponding to the phase lock loop at the same time as the phase lock loop is switched.

このように構成することによりVCO１の発振
周波数は切換回路７の切換に同期して瞬時に応動
するため流速測定の時間間隔を第１図の場合より
短くでき、それだけ応答速度を速くできる利点が
得られる。 With this configuration, the oscillation frequency of VCO 1 responds instantaneously in synchronization with the switching of switching circuit 7, so the time interval for flow velocity measurement can be made shorter than in the case of Fig. 1, which has the advantage of increasing response speed. It will be done.

第３図の例ではサンプルホールド回路１８と積
分回路１９の縦続回路の後段に二つのサンプルホ
ールド回路２６ａ，２６ｂを設け、このサンプル
ホールド回路２６ａ，２６ｂに二つの電圧を切換
信号により交互にサンプルホールドさせるように
した場合を示す。 In the example shown in FIG. 3, two sample and hold circuits 26a and 26b are provided after the cascade circuit of the sample and hold circuit 18 and the integration circuit 19, and two voltages are alternately sampled and held in these sample and hold circuits 26a and 26b by a switching signal. The following shows the case where the

このように構成した場合も第２図の場合と同様
の作用効果が得られる。 Even with this configuration, the same effects as in the case of FIG. 2 can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図はこの発明の一実施例を説明するための
ブロツク図、第２図及び第３図はこの発明の超音
波流量計に用いることができるVCOの制御回路
の例を示すブロツク図である。 １：VCO、２：同期回路、３：超音波伝播路、
５：流路、８，９：超音波トランスジユーサ、１
５：受波タイミング検出器、１６：時間差電圧変
換回路、１７：分周器、１４：測定制御手段。 FIG. 1 is a block diagram for explaining one embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are block diagrams showing an example of a VCO control circuit that can be used in the ultrasonic flowmeter of the present invention. . 1: VCO, 2: Synchronous circuit, 3: Ultrasonic propagation path,
5: Channel, 8, 9: Ultrasonic transducer, 1
5: Receiving timing detector, 16: Time difference voltage conversion circuit, 17: Frequency divider, 14: Measurement control means.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １ Ａ 電圧によつて発振周波数が制御される１
個の電圧制御発振器と、 Ｂ この電圧制御発振器の発振信号を一定時間毎
に取出す同期回路と、 Ｃ この同期回路によつて取出された発振信号が
口径Ｄの流路に対して斜めに対向して、その流
路に対する超音波の入射角がθとなるように取
付けた一対の超音波トランスジユーサの一方と
他方に選択的に与えられ、被測定流体の流れに
対して順方向と逆方向に超音波を伝播させる超
音波伝播路と、 Ｄ この超音波伝播路の順方向と逆方向にそれぞ
れ通過した超音波を検出して、第１検出信号及
び第２検出信号を送出する受波タイミング検出
回路と、 Ｅ 上記同期回路から取出された上記電圧制御発
振器の発振信号の立上りタイミングから上記電
圧制御発振器の発振周波数を一定のＮ分周値で
分周する分周器と、 Ｆ この分周器から取出される分周出力と上記受
波タイミング検出回路の第１、第２の検出信号
とのそれぞれの時間差に比例したそれぞれの第
１、第２の電圧信号に変換し、これらの時間差
電圧が常に所定値となるように上記電圧制御発
振器の発振する第１及び第２の周波数をそれぞ
れF₁及びF₂に制御する時間差電圧変換回路と、 Ｇ 上記超音波伝播路において、被測定流体の流
れに対して順方向と逆方向に超音波が伝播する
状態における上記電圧制御発振器の発振周波数
をそれぞれ一定時間T₀取込み上記周波数F₁，
F₂を計測してこれらの周波数の差F₁−F₂と、
一定計測時間T₀と、上記分周器の分周値Ｎと、
上記流路の口径Ｄと、上記流路に対する超音波
の入射角θとから上記被測定流体の流速を求め
る測定制御手段と、 から成る超音波流量計。[Claims] 1 The oscillation frequency is controlled by a voltage of 1 A.
B) a synchronous circuit that extracts the oscillation signal of this voltage-controlled oscillator at fixed time intervals; C; The ultrasonic wave is selectively applied to one and the other of a pair of ultrasonic transducers installed so that the incident angle of the ultrasonic wave with respect to the flow path is θ, and the ultrasonic wave is applied in the forward and reverse directions with respect to the flow of the fluid to be measured. an ultrasonic propagation path for propagating ultrasonic waves; and D reception timing for detecting the ultrasonic waves passing in the forward and reverse directions of this ultrasonic propagation path and transmitting a first detection signal and a second detection signal. a detection circuit; E a frequency divider that divides the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator by a constant N frequency division value from the rising timing of the oscillation signal of the voltage controlled oscillator taken out from the synchronous circuit; The frequency-divided output taken out from the receiver and the first and second detection signals of the reception timing detection circuit are converted into respective first and second voltage signals proportional to the respective time differences, and these time difference voltages are a time difference voltage conversion circuit that controls the first and second frequencies oscillated by the voltage controlled oscillator to _F1 and _F2 , respectively, so that G always maintains a predetermined value; The oscillation frequencies of the voltage controlled oscillator in the state where the ultrasonic waves propagate in the forward and reverse directions with respect to the flow are respectively captured for a certain period of time T ₀ and the above frequencies F ₁ ,
Measure F ₂ and find the difference between these frequencies F ₁ −F ₂ ,
A constant measurement time T ₀ , a frequency division value N of the frequency divider,
An ultrasonic flowmeter comprising: measurement control means for determining the flow velocity of the fluid to be measured from the diameter D of the flow path and the incident angle θ of the ultrasonic waves with respect to the flow path.