流量測(cè)量裝置及其流量計(jì)算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種流量測(cè)量裝置及其流量計(jì)算方法，特別是涉及一種根據(jù)超聲波信號(hào)在被設(shè)置于管路的一對(duì)振子之間傳播的時(shí)間來(lái)測(cè)量通過(guò)管路內(nèi)的流體的流量的流量測(cè)量裝置及其流量計(jì)算方法。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，作為利用在管路內(nèi)傳播的超聲波信號(hào)的傳播時(shí)間來(lái)測(cè)量流體的流量的流體測(cè)量裝置，例如已知專(zhuān)利文獻(xiàn)I所示的流量測(cè)量裝置。
[0003]在該流量測(cè)量裝置中，如圖7所示，第一振子32和第二振子33被設(shè)置于流路31。計(jì)時(shí)部39測(cè)量超聲波信號(hào)在這些振子32、33之間傳播的時(shí)間。流量運(yùn)算部40用預(yù)先存儲(chǔ)在偏移存儲(chǔ)部41中的偏移值對(duì)超聲波信號(hào)的傳播時(shí)間進(jìn)行校正，根據(jù)校正得到的傳播時(shí)間求出通過(guò)流路31的流體的流量。
[0004]S卩，在流路31中沒(méi)有流體流動(dòng)的情況下，來(lái)自振子32的超聲波信號(hào)朝向振子33傳播的正方向的傳播時(shí)間和來(lái)自振子33的超聲波朝向振子32傳播的反方向的傳播時(shí)間在理論上是一致的。但是，由于振子32、33的特性差別等，正方向和反方向的傳播時(shí)間可能產(chǎn)生差(偏移值)。因而，通過(guò)使用偏移值校正傳播時(shí)間，能夠取得更準(zhǔn)確的流量。
[0005]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2007-64988號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

_6] 發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0007]上述專(zhuān)利文獻(xiàn)I所示的流量測(cè)量裝置中的偏移值是在流路31中沒(méi)有流體流動(dòng)的狀態(tài)下測(cè)定出的。因此，該測(cè)定一般被限定在流量測(cè)量裝置的工廠出廠時(shí)、或者流量測(cè)量裝置的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置時(shí)。因此，無(wú)法考慮流量測(cè)量裝置的經(jīng)年變化等所引起的偏移值的變動(dòng)。
[0008]另外，在假設(shè)在流量測(cè)量裝置的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置后想要測(cè)定偏移值的情況下，需要利用截止閥等創(chuàng)建在流路31中沒(méi)有流體流動(dòng)的狀態(tài)。然而，存在在該期間無(wú)法使用流體等便利性方面的問(wèn)題。
[0009]本發(fā)明是為了解決這樣的問(wèn)題而完成的，其目的在于提供一種能夠不破壞便利性地長(zhǎng)期間地抑制測(cè)量精度下降的流量測(cè)量裝置及其流量計(jì)算方法。
_0] 用于解決問(wèn)題的方案
[0011]本發(fā)明的某個(gè)方式所涉及的流量測(cè)量裝置測(cè)量通過(guò)管路內(nèi)的流體的流量，具備:第一振子和第二振子，該第一振子和第二振子被設(shè)置于上述管路，進(jìn)行超聲波信號(hào)的發(fā)送和接收；控制部，其間歇性地在上述第一振子與上述第二振子之間切換上述超聲波信號(hào)的發(fā)送和接收；計(jì)時(shí)部，其對(duì)上述超聲波信號(hào)從上述第一振子向上述第二振子傳播的正方向的傳播時(shí)間以及上述超聲波信號(hào)從上述第二振子向上述第一振子傳播的反方向的傳播時(shí)間進(jìn)行測(cè)量；以及運(yùn)算部，其根據(jù)上述超聲波信號(hào)的傳播時(shí)間來(lái)求出上述流體的流量，其中，上述運(yùn)算部構(gòu)成為，判定上述正方向的傳播時(shí)間與上述反方向的傳播時(shí)間的時(shí)間差是否小于規(guī)定值，在判定為小于規(guī)定值的情況下，根據(jù)上述時(shí)間差計(jì)算傳播時(shí)間的校正量，使用上述傳播時(shí)間的校正量計(jì)算上述流體的流量。
_2] 發(fā)明的效果
[0013]本發(fā)明具有以上說(shuō)明的結(jié)構(gòu)，起到能夠提供一種能夠不破壞便利性地長(zhǎng)期間地抑制測(cè)量精度下降的流量測(cè)量裝置及其流量計(jì)算方法的效果。
[0014]在參照添附附圖的情況下，基于下面的優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)說(shuō)明能夠清楚本發(fā)明的上述目的、其它目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的流量測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)的功能框圖。
[0016]圖2是表示圖1的流量測(cè)量裝置中的驅(qū)動(dòng)信號(hào)和接收信號(hào)的波形圖。
[0017]圖3是表示圖1的流量測(cè)量裝置的計(jì)算流量的計(jì)算方法的一例的流程圖。
[0018]圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的流量測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)的功能框圖。
[0019]圖5是表示圖2的流量測(cè)量裝置中的溫度檢測(cè)部的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0020]圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3和4所涉及的流量測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)的功能框圖。
[0021]圖7是表示以往的流量測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)的功能框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]第一本發(fā)明所涉及的流量測(cè)量裝置測(cè)量通過(guò)管路內(nèi)的流體的流量，具備:第一振子和第二振子，該第一振子和第二振子被設(shè)置于上述管路，進(jìn)行超聲波信號(hào)的發(fā)送和接收；控制部，其間歇性地在上述第一振子與上述第二振子之間切換上述超聲波信號(hào)的發(fā)送和接收；計(jì)時(shí)部，其對(duì)上述超聲波信號(hào)從上述第一振子向上述第二振子傳播的正方向的傳播時(shí)間以及上述超聲波信號(hào)從上述第二振子向上述第一振子傳播的反方向的傳播時(shí)間進(jìn)行測(cè)量；以及運(yùn)算部，其根據(jù)上述超聲波信號(hào)的傳播時(shí)間來(lái)求出上述流體的流量，其中，上述運(yùn)算部構(gòu)成為，判定上述正方向的傳播時(shí)間與上述反方向的傳播時(shí)間的時(shí)間差是否小于規(guī)定值，在判定為小于規(guī)定值的情況下，根據(jù)上述時(shí)間差計(jì)算傳播時(shí)間的校正量，使用上述傳播時(shí)間的校正量計(jì)算上述流體的流量。
[0023]第二本發(fā)明所涉及的流量測(cè)量裝置也可以是，在第一發(fā)明中，還具備:溫度檢測(cè)部，其檢測(cè)上述流體的溫度；以及溫度段判定部，其判定上述流體的溫度所屬的規(guī)定的溫度段，其中，上述運(yùn)算部構(gòu)成為按每個(gè)上述溫度段求出上述校正量。
[0024]第三本發(fā)明所涉及的流量測(cè)量裝置也可以是，在第二發(fā)明中，構(gòu)成為上述校正量的計(jì)算條件按每個(gè)上述溫度段而不同。
[0025]第四本發(fā)明涉及流量測(cè)量裝置的流量計(jì)算方法，該流量測(cè)量裝置測(cè)量在管路內(nèi)流動(dòng)的流體的流量，具備設(shè)置于上述管路并進(jìn)行超聲波信號(hào)的發(fā)送和接收的第一振子和第二振子，在該流量測(cè)量裝置的流量計(jì)算方法中，間歇性地切換上述第一振子與上述第二振子的發(fā)送和接收，對(duì)上述超聲波信號(hào)從上述第一振子向上述第二振子傳播的正方向的傳播時(shí)間以及上述超聲波信號(hào)從上述第二振子向上述第一振子傳播的反方向的傳播時(shí)間進(jìn)行測(cè)量，判定上述正方向的傳播時(shí)間與上述反方向的傳播時(shí)間的時(shí)間差是否小于規(guī)定值，在判定為小于規(guī)定值的情況下，根據(jù)上述時(shí)間差計(jì)算傳播時(shí)間的校正量，使用上述校正量計(jì)算上述流體的流量。
[0026]下面，參照附圖具體地說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。此外，下面在所有附圖中對(duì)相同或者相當(dāng)?shù)脑馗郊酉嗤膮⒄諛?biāo)記，并省略其重復(fù)的說(shuō)明。
[0027](實(shí)施方式I)
[0028](流量測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu))
[0029]圖1是表示實(shí)施方式I所涉及的流量測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)的功能框圖。下面，對(duì)將本發(fā)明所涉及的流量測(cè)量裝置應(yīng)用于求出向普通家庭供給的燃?xì)獾氖褂昧康娜細(xì)獗淼那闆r進(jìn)行說(shuō)明。但是，流量測(cè)量裝置不限定于燃?xì)獗怼?br>[0030]如圖1所示，流量測(cè)量裝置被設(shè)置于管路1，是測(cè)量在管路I內(nèi)流動(dòng)的流體的流量的計(jì)量?jī)x。流量測(cè)量裝置具備第一振子2、第二振子3、控制塊100、計(jì)時(shí)部10以及運(yùn)算塊200。控制塊100、計(jì)時(shí)部10以及運(yùn)算塊200只要具備運(yùn)算處理功能即可。作為具備運(yùn)算處理功能的模塊，例如例示MPU以及邏輯電路。此外，控制塊100、計(jì)時(shí)部10以及運(yùn)算塊200可以由單個(gè)的運(yùn)算處理器構(gòu)成，也可以由相互協(xié)作的多個(gè)運(yùn)算處理器構(gòu)成。
[0031]第一振子2和第二振子3是進(jìn)行超聲波信號(hào)的發(fā)送和接收的超聲波收發(fā)器。各振子2、3被安裝于管路I。第一振子2被配置在第二振子3的上游側(cè)。各振子2、3的放射面彼此相向。
[0032]控制塊100是控制各振子2、3的超聲波信號(hào)的發(fā)送和接收的控制部?？刂茐K100由控制部6、發(fā)送部7、放大部8、切換部9以及接收判定部11構(gòu)成。切換部9通過(guò)信號(hào)線與各振子2、3連接，間歇性地在第一振子2與第二振子3之間切換超聲波信號(hào)的發(fā)送和接收。
[0033]計(jì)時(shí)部10只要具有計(jì)時(shí)功能即可，例如例示時(shí)鐘電路。計(jì)時(shí)部10根據(jù)來(lái)自控制塊100的切換定時(shí)信號(hào)、表示驅(qū)動(dòng)信號(hào)的上升的信號(hào)以及計(jì)時(shí)停止定時(shí)信號(hào)來(lái)測(cè)量超聲波信號(hào)的傳播時(shí)間。作為該傳播時(shí)間，列舉正方向的傳播時(shí)間和反方向的傳播時(shí)間。正方向的傳播時(shí)間是超聲波信號(hào)從第一振子2向第二振子3傳播的時(shí)間。反方向的傳播時(shí)間是超聲波信號(hào)從第二振子3向第一振子2傳播的時(shí)間。
[0034]運(yùn)算塊200是根據(jù)超聲波信號(hào)的傳播時(shí)間求出流體的流量的運(yùn)算部。運(yùn)算塊200由累積部12、時(shí)間差運(yùn)算部13、校正量運(yùn)算部14、校正量存儲(chǔ)部15、傳播時(shí)間校正部16以及流量運(yùn)算部17構(gòu)成。在以下的說(shuō)明中適當(dāng)提及這些各部12?17的詳細(xì)內(nèi)容。
[0035](流量測(cè)量裝置的動(dòng)作)
[0036]圖2的上圖是表示用于使各振子2、3發(fā)送超聲波信號(hào)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)51的波形圖。圖2的下圖是表示各振子2、3接收到超聲波信號(hào)時(shí)的接收信號(hào)52的波形圖。在各圖中，橫軸表示時(shí)間，縱軸表示電壓。此外，對(duì)接收判定部11由比較器構(gòu)成的情況進(jìn)行說(shuō)明，但是接收判定部11不限定于比較器。
[0037]如圖1所示，切換部9將第一振子2與發(fā)送部7連接、將第二振子3與放大部8連接。由此，第一振子2被切換部9設(shè)定成發(fā)送超聲波信號(hào)，第二振子3被切換部9設(shè)定成接收超聲波信號(hào)。在這種情況下，超聲波信號(hào)的傳播方向?yàn)槌暡ㄐ盘?hào)從第一振子2朝向第二振子3的正方向。
[0038]流體在管路I內(nèi)沿圖1中的箭頭4(實(shí)線)所示的方向流動(dòng)。在此，發(fā)送部7將驅(qū)動(dòng)信號(hào)經(jīng)由切換部9輸出到第一振子2，并且將表示驅(qū)動(dòng)信號(hào)的上升的信號(hào)輸出到計(jì)時(shí)部
10。該驅(qū)動(dòng)信號(hào)是具有圖2的上圖所示的波形的信號(hào)51。計(jì)時(shí)部10從驅(qū)動(dòng)信號(hào)51的上升定時(shí)54起開(kāi)始計(jì)時(shí)ο
[0039]第一振子2與驅(qū)動(dòng)信號(hào)51相應(yīng)地發(fā)送超聲波信號(hào)。超聲波信號(hào)在流體中向圖1的箭頭5 (虛線)所示的方向傳播，從而被第二振子3接收。第二振子3與超聲波信號(hào)相應(yīng)地輸出接收信號(hào)。接