超声波流量计及利用超声波的流量计测方法-山东亚星游戏官网机床有限公司

专利名称：超声波流量计及利用超声波的流量计测方法
技术领域：
本发明涉及一种使用超声波测量流体的流量的超声波流量计及利用超声波的流量计测方法。另外，本发明还涉及一种燃气表。
背景技术：
超声波流量计，具有结构简单、机械性的可动部分较少、可测量流量的范围广、不存在由流量计造成的压力损失等优点。另外，随着近几年来的电子技术的进步，和可以使超声波流量计的计测精度不断提高。因此，包括燃气表在内，在需要测量气体及液体的流量的各种各样的领域中，都在进行着使用超声波流量计的研究。
下面，讲述现有技术的超声波流量计的结构及测量原理。图25是表示现有技术的超声波流量计的一个示例的方框图。隔着流体流动的流路12，配置着超声波振子1及2。超声波振子1及2，分别发挥着发射器及接收器的功能。具体地说，将超声波振子1用作发射器时，就将超声波振子2用作接收器；而将超声波振子2用作发射器时，就将超声波振子1用作接收器。如图25所示，在超声波振子1及2之间形成的超声波的传播路线，与流体的流动方向斜率，形成夹角θ。
由超声波振子1向超声波振子2传播超声波时，对流体的流动而言，超声波朝相同的方向前进，所以其速度变快。另一方面，由超声波振子2向超声波振子1传播超声波时，对流体的流动而言，超声波朝相反的方向前进，所以其速度变慢。这样，根据超声波由超声波振子1向超声波振子2传播的时间和由超声波振子2向超声波振子1传播的时间之差，可以求出流体的速度。另外，根据流路12的截面积和流速的乘积，则可以求出流体的流量。
下面，作为根据上述原理计算流体的流量的具体方法，具体讲述采用声循环法的计测方法。
如图25所示，超声波流量计具有发射电路3及接收电路6，超声波振子1在切换部10的作用下，有选择地与发射电路3或接收电路6中的某一个连接。这时，超声波振子2与不和超声波振子1连接的发射电路3或接收电路6中的另一个连接。
发射电路3与超声波振子1连接时，发射电路3驱动超声波振子1，产生的超声波横穿流体的流到达超声波振子2。被超声波振子2接收的超声波，变换成电信号，接收信号被接收电路6放大。用电平检知电路5检知接收信号的电平。
图26示出现有技术的超声波流量计中的零交叉检知的一个示例。峰值保持电路13，根据接收信号18，生成峰值保持信号19。电平检知电路5，检知峰值保持信号19达到所定电平36时，生成检知信号37。零交叉检知电路7，检知刚生成检知信号37时的零交叉点，生成零交叉检知信号38。所谓“零交叉点”，是指接收信号的振幅由正向负或由负向正变化的点。将该零交叉点，作为超声波振子2中超声波到达的时间。根据零交叉检知信号38，在延迟电路4中在延迟所定的时间后的时刻，生成触发信号，用反复部8判断是否反复，反复时，向发送电路3输入。将由生成零交叉检知信号38到生成触发信号的时间，称作“延迟时间”。
发送电路3根据触发信号驱动超声波振子1，使其产生下一个超声波。将这样反复进行超声波的发送—接收—放大·延迟—发送的循环，称作“声循环”；将收发循环的次数，称作“声循环次数”。
在计时电路9中，计测反复进行所定次数的收发循环所需的时间，将侧量结果发送给流量计部11。接着，切换切换电路10，将超声波振子2作为发射器使用，超声波振子1作为接收器使用，进行同样的计测。
从利用上述方法计测的时间，减去延迟时间与声循环次数的乘积，再用声循环次数相除的值，就成为超声波的传播时间。
设将超声波振子1作为发射侧的传播时间为t1，将超声波振子2作为发射侧的传播时间为t2。另外，如图25所示，设超声波振子1和超声波振子2之间的距离为L，流体的流速及超声波的音速分别为V及C。这时，t1及t2可用下列关系式(1)表示
t1=LC+Vcosθt2=LC-Vcosθ---(1)]]>根据这些关系式，流速V可用下列关系式(2)表示V=L2cosθ(1t1-1t2)---(2)]]>求出流体的流速V后，就可以根据流路14的截面积和流速V的乘积，求出流量Q。
在上述超声波流量计中，随着流量的不同，超声波对流体的流动而言朝正方向前进的方向，使超声波由超声波振子1向超声波振子2传播时，和超声波对流体的流动而言朝反方向前进的方向，使超声波由超声波振子2向超声波振子1传播时，接收的超声波波形的振幅，往往有很大的差异。在流体的流动状态紊乱时，在声循环中振幅也往往出现很大的变动。这时，峰值保持信号19刚达到所定的电平36后的零交叉点，往往未必成为接收波形的所定波数后的位置，出现计测误差。
为了解决这个问题，日本专利公开编号(特开)2001-116599号公布了作为所定的电平36，使用和时间一起变化的接收信号用检知基准信号，在接收波形的所定波数位置进行零交叉检知的技术。
在上述专利公开中，在接收波的到达时间与基准不一致时，就假定其振幅变小后生成接收信号用检知基准信号。可是，在流体的流动紊乱时，振幅的大小却未必如假定那样地变化，从而有可能产生计测误差。计测误差。
另外，在上述专利公开的超声波流量计中，不能减少噪声引起的计测误差。图27是由超声波振子检知的超声波在接收电路6中放大的超声波接收信号的示意图。如图27所示，超声波接收信号18中，通常重叠着噪声39。这时，在噪声的作用下，产生比本来的零交叉点41靠前的零交叉点40。这时，超声波接收信号18的振幅变化后，与零点交叉的超声波接收信号18的斜率变化，于是，重叠的噪声39生成的零交叉点40也移动。在这种情况下，就有可能计测出错误的传播时间。
进而，消费在管道中流动的流体的机器，与超声波流量计连接的管道连接时，在该机器动作的作用下，流过管道的流体，有时会产生脉动。所谓“脉动”，是指流体的流速的变化，出现周期性的变动。在这种情况下，即使通过检出接收波的所定的波数位置进行零交叉检知，也不能消除脉动带来的影响，流速随着脉动而变，就会求出与实际的流量不同的计测结果。
这样，使用现有技术的超声波流量计制作燃气表时，计测的气体流量有可能包含许多误差。另外，不仅是计测产生误差，在燃气表中附加气体泄漏检知功能时，还有可能使该检知功能的可靠性下降。特别是使用超声波流量计的燃气表，与现有技术的模式燃气表不同，还检测在管道中倒流的流体的流量，所以深受脉动的影响。

发明内容
本发明旨在解决现有技术的这些问题，提供可以进行高精度的测量的超声波流量计及流量的计测方法。本发明的超声波流量计，具有配置着收发超声波，在流体的流路中，形成所述超声波的传播路径的第1及第2超声波振子；驱动所述第1超声波振子及第2超声波振子，以便在所述第1超声波振子及第2超声波振子之间双向收发超声波，接收超声波的发送及接收部；通过零交叉检知用所述接收部接收的所述超声波产生的接收信号，计测超声波的传播时间的零交叉检知部；减少与所述接收信号重叠的噪声产生的零交叉检知误差的修正部；根据所述传播时间，求出所述流体的流量。
在某种理想的实施方式中，所述修正部，根据所述接收信号的振幅的大�。拚隽魈宓牧髁�。
在某种理想的实施方式中，所述修正部包括计测所述接收信号的所定的波的振幅的电平检知部，和存储表示所述接收信号的所定的波的振幅和所述传播时间的关系的数据的修正数据存储部；根据所述数据，按照所述所定的波的振幅的大�。拚龃ナ奔�。
在某种理想的实施方式中，超声波流量计通过声循环法，用所述第1超声波振子及第2超声波振子中的一个多次接收超声波；所述修正部，包括分别计测通过多次接收生成的多个接受信号的所定的波的振幅的电平检知部，求出所述多个接受信号的振幅的大小的平均值的电平平均部，存储表示所述接受信号的所定的波的振幅和所述传播时间的关系的数据的修正数据存储部；根据所述数据，按照所述振幅的大小，修正所述传播时间。
在某种理想的实施方式中，所述零交叉检知部，具有旨在求出零交叉点的比较器；所述修正部，根据所述接收信号被零交叉检知之际产生的所述比较器的振动次数，修正所述流体的流量。
在某种理想的实施方式中，所述修正部，包括计测所述振动次数的计数器，存储表示所述振动次数和传播时间的关系的数据的修正数据存储部；根据所述数据，按照所述振动次数，修正所述传播时间。
在某种理想的实施方式中，作为所述修正部，通过在信号的下降时进行或在信号的上升时进行所述接收信号的零交叉检知，从而分别将设定成负或正值的电压，用于零交叉检知的基准电位。
在某种理想的实施方式中，超声波流量计通过声循环法，用所述第1超声波振子及第2超声波振子中的一个多次接收超声波；所述修正部，所述修正部，根据通过多次接收而生成的多个接收信号中前一个接收信号的振幅的大�。菇邢乱桓鼋邮招藕诺牧憬徊婕熘幕嫉缪蛊�。
在某种理想的实施方式中，所述修正部包括计测所述前一个的接收信号的所定的波的振幅的电平检知部，和存储表示所述接收信号的所定的波的振幅和进行零交叉检知的基准电压的关系的数据的修正数据存储部；根据所述数据，按照所述振幅的大�。扑慊嫉缪沟闹�。
在某种理想的实施方式中，所述修正部包括求出以所定的时间对所述前一个接收信号的上升部分进行积分的值的积分部，和存储表示所述积分值与进行零交叉检知的基准电压的关系的数据的修正数据存储部；根据所述数据，按照所述积分值的大�。扑慊嫉缪沟闹�。
在某种理想的实施方式中，所述接收信号的所定的波，是进行零交叉检知的波。
另外，本发明的超声波流量计，具有配置着收发超声波，在流体的流路中，形成所述超声波的传播路径的第1及第2超声波振子；驱动所述第1超声波振子及第2超声波振子，以便在所述第1超声波振子及第2超声波振子之间双向收发超声波，接收超声波的发射部及接收部；计测用所述接收部接收的所述超声波产生的接收信号的波数的波数计测部；根据由所述波数计测部得到的输出，零交叉检知所述接收信号的所定的波数后的波，从而计测所述超声波的传播时间的零交叉检知部；根据所述传播时间，求出所述流体的流量。
在某种理想的实施方式中，所述波数计测部，包含保持所述接收信号的峰值，将该值作为峰值保持信号输出的峰值保持部；微分所述峰值保持信号的微分部；计数所述微分部输出的波的数量的计数器。
另外，本发明的超声波流量计，具有配置着收发超声波，在流体的流路中，形成所述超声波的传播路径的第1及第2超声波振子；驱动所述第1超声波振子及第2超声波振子，以便在所述第1超声波振子及第2超声波振子之间双向收发超声波，接收超声波的发射部及接收部；通过零交叉检知用所述接收部接收的所述超声波产生的接收信号，计测超声波的传播时间的零交叉检知部；减少所述流体的脉动造成的计测误差的修正部；根据所述传播时间，求出所述流体的流量。
在某种理想的实施方式中，超声波流量计是通过声循环法，在所述第1超声波振子及第2超声波振子之间分别双向多次接收超声波的超声波流量计；所述修正部，求出通过多次接收而生成的多个接受信号的在所述多个接受信号之间的振幅变动的周期，根据所述周期，决定所述声循环的循环次数或延迟时间。
在某种理想的实施方式中，决定所述声循环的循环次数或延迟时间，使采用所述声循环法的计测的周期，成为所述振幅变动的周期的大约1以上的整数倍。
本发明的燃气表，具有上述某一个规定的超声波流量计。
另外，本发明的利用超声波的流量计测方法，根据超声波的传播时间差计测流体的流量。
在某种理想的实施方式中，流量计测方法包括由第1超声波振子向流体发送超声波，用第2超声波振子接收所述超声波的步骤；通过零交叉检知由所述接收的超声波产生的接收信号，计测所述超声波的传播时间的步骤；计测所述接收信号的振幅的步骤；根据所述接收信号的振幅，修正所述传播时间的步骤。
在某种理想的实施方式中，流量计测方法包括通过声循环法，由第1超声波振子向流体多次发送超声波，用第2超声波振子多次接收所述超声波的步骤；通过零交叉检知由所述多次接收的超声波产生的多个接收信号，计测所述多次接收的超声波的传播时间的步骤；计测所述多个接收信号的振幅的步骤；由所述多个接收信号的振幅，求出平均值，根据所述平均值，修正所述传播时间的步骤。
在某种理想的实施方式中，计测所述振幅的步骤，计测进行了所述零交叉检知的接收信号的波的振幅。
在某种理想的实施方式中，流量计测方法包括由第1超声波振子向流体发送超声波，用第2超声波振子接收所述超声波的步骤；通过零交叉检知由所述接收的超声波产生的接收信号，计测所述超声波的传播时间的步骤；计测在所述零交叉检知之际产生的比较器的振动次数的步骤；根据所述振动次数，修正所述传播时间的步骤。
在某种理想的实施方式中，流量计测方法包括由第1超声波振子向流体多次发送超声波，用第2超声波振子接收所述超声波的步骤；通过零交叉检知由所述接收的超声波产生的接收信号，计测所述接收的超声波的传播时间的步骤；根据所述传播时间，求出所述流体的流量的步骤，通过在信号下降处进行所述计测零交叉点或在信号上升处进行所述计测零交叉点，分别设定设定成负电压或正电压的零交叉检知的基准电位。
在某种理想的实施方式中，流量计测方法包括由第1超声波振子向流体发送超声波，用第2超声波振子接收所述超声波的步骤；计测所述接收的超声波产生的接收信号的振幅的步骤；通过零交叉检知所述接收信号，计测所述超声波的传播时间的步骤；反复进行采用声循环法的所述接收步骤、计测振幅的步骤以及计测所述传播时间的步骤，根据所述计测振幅的步骤中计测到的某个接收信号的振幅的大�。菇邢乱桓鼋邮招藕诺牧憬徊婕熘幕嫉缪蛊�。
在某种理想的实施方式中，流量计测方法包括由第1超声波振子向流体发送超声波，用第2超声波振子接收所述超声波的步骤；计算将所述接收的超声波引起的接收信号的上升部分以所定的时间积分的值的步骤；通过零交叉检知所述接收信号，计测所述超声波的传播时间的步骤；反复进行采用声循环法的所述接收步骤、计算积分值的步骤以及计测所述传播时间的步骤，根据计算积分值的步骤中求出的某个接收信号的积分值，使进行下一个接收信号的零交叉检知的基准电压偏移。
在某种理想的实施方式中，流量计测方法包括由第1超声波振子向流体发送超声波，用第2超声波振子接收所述超声波的步骤；计算所述接收的超声波引起的接收信号的波数的步骤；根据所述波数，通过零交叉检知所述接收信号的所定的波数后的波，计测所述超声波的传播时间的步骤。
在某种理想的实施方式中，流量计测方法包括采用声循环法，由第1超声波振子向流体多次发送超声波，用第2超声波振子多次接收所述超声波的步骤；通过零交叉检知所述多次接收的超声波产生的多次接收信号，计测所述多次接收的超声波的传播时间的步骤；求出通过多次接收而生成的多个接收信号之间的振幅的变动的周期，根据所述周期，决定所述声循环的循环的次数或延迟时间。
在某种理想的实施方式中，决定所述声循环的循环的次数或延迟时间，使采用所述声循环法的计测的周期，成为所述振幅变动的周期大约1以上的整数倍。
另外，本发明的计算机可读取的记录媒体，记录着使计算机实施上述某一项的采用超声波进行的流量计测方法规定的各步骤的程序。

图1是表示采用本发明的超声波流量计的第1实施方式的方框图。
图2是讲述图1所示的超声波流量计的波数计测部中计数波数的信号处理的曲线图。
图3是表示噪声重叠的超声波接收信号的图形。
图4是表示超声波接收信号的斜率的不同所造成的噪声影响的差异以及零交叉点的移动的图形。
图5是表示振幅的大小和传播时间的关系的曲线图。
图6是讲述采用声循环法进行计测的图形。
图7是表示第1实施方式的变形例的方框图。
图8是表示本发明的超声波流量计的第2实施方式的方框图。
图9(a)及(b)是表示超声波接收信号的斜率的不同所造成的零交叉检知时的振动次数的差异的图形。
图10是表示振动次数和传播时间的关系的曲线图。
图11是表示本发明的超声波流量计的第3实施方式的方框图。
图12是讲述用下降信号进行零交叉检知时噪声引起的零交叉点的移动以及使检知的基准偏置后零交叉点的移动的图形。
图13是表示使零交叉检知的基准偏置时振幅的大小和传播时间的关系的曲线图。
图14是讲述用上升信号进行零交叉检知时噪声引起的零交叉点的移动以及使检知的基准偏置后零交叉点的移动的图形。
图15是表示本发明的超声波流量计的第4实施方式的方框图。
图16是表示振幅和零交叉基准值的关系的曲线图。
图17是表示第4实施方式的变形例的方框图。
图18是讲述图17所示的超声波流量计的修正部中生成的信号的图形。
图19是表示本发明的超声波流量计的第5实施方式的方框图。
图20是表示由于流体的流速脉动，声循环中超声波的传播时间及接收信号的振幅变化的图形。
图21是表示第5实施方式的其它示例的方框图。
图22(a)及(b)是讲述用比较部进行的运算的图形。
图23是表示根据比较部的输出求出脉动的周期的步骤的图形。
图24是表示计测管道70内流动的气体的流量的燃气表108的方框图。
图25是表示现有技术的超声波流量计的方框图。
图26是讲述现有技术的超声波流量计的电平检知电部中零交叉检知的图形。
图27是讲述噪声与超声波信号重叠后，作为传播时间检知的零交叉点产生的误差的图形。
具体实施例方式
(第1实施方式)图1是表示采用本发明的超声波流量计的第1实施方式的方框图。超声波流量计101包括配置在流体的流路12中、形成超声波的传播路径的第1超声波振子1及第2超声波振子2，发送部3，接收部6。
第1超声波振子1及第2超声波振子2，分别具有发射器及接收器的功能。由第1超声波振子1发送的超声波，被第2超声波振子2接收；由第2超声波振子2发送的超声波，被第1超声波振子1接收。这些双向的传播路径，与流过流路12的流体的流动方向构成角度θ。角度θ的大�。梢源�10～40度的范围中选择。
作为第1超声波振子1及第2超声波振子2，在厚度振动模式、横向滑动振动模式、纵向振动模式等振动模式的作用下，用大约20KHz以上的频率驱动；作为超声波流量计，可以使用现有技术使用的各种超声波振子。按照要测量的流体的状态及种类，还按照预测的流速，适当选择最佳频率。在本实施方式中，例如采用厚度振动模式振动，使用具有200KHz的共振频率的超声波振子。
第1超声波振子1及第2超声波振子2，通过切换部10，与接收部6连接。到达第1超声波振子1或第2超声波振子2的超声波，变换成电信号，接收信号被接收部6放大。由到达第1超声波振子1或第2超声波振子2的超声波产生的电信号足够大时，接收部6不放大接收信号也行。切换部10，既可以是跳动式小开关之类的机械性的产品，也可以是电子元件等构成的产品。
被接收部6放大的接收信号，又被发送给零交叉检知部7和波数计测部50。波数计测部50，包括峰值保持部13、微分部14、波形整形部15和计数器16。
图2示出波数计测部50中各部的信号。正如图2所示，峰值保持部13保持接收信号18的峰值，生成峰值保持信号19。峰值保持信号19被输入微分部14，在微分部14中生成峰值保持信号19的微分信号21。波形整形部15接收微分信号21后，生成数字信号22。计数器16计数该数字信号22，在达到所定的计数值时，向零交叉检知部7输出零交叉指令信号。
零交叉检知部7接收零交叉指令信号后，立即将接收信号18的振幅由正向负或由负向正变化的点，作为零交叉点检知，将零交叉点检知信号向延迟部4输出。将该零交叉点作为接收信号的传播时间。
延迟部4根据零交叉检知信号，在延迟所定时间的时刻，生成触发信号。反复部8，计数延迟部4的输出信号，如果在所定次数以下时，就将延迟部4的输出向发送部3输出。发送部3根据触发信号，驱动第1超声波振子1或第2超声波振子2。
计时部9，只在所定的次数内，计测反复进行上述的收发循环所需的时间，将测量结果发送给流量计算部11。
在本实施方式的超声波流量计101中，具有减少被超声波振子接收的接收信号中包含的噪声产生的零交叉检知的误差的修正部51。下面，详细讲述修正部51。
首先，讲述噪声导致零交叉检知产生误差的理由。图3示出多次计测噪声重叠的接收信号18后重写的波形。由图3可知在接收信号18的波形的斜率较大的部分18a和斜率较小的部分18b中，接收噪声影响的方法不同。假设接收信号18的频率不变，就如图4所示，接收信号18的振幅较大的波28的原点附近的斜率相对较大，振幅较小的波27的原点附近的斜率则相对较小。所以，噪声对波27及波28的影响不同。如果将波27及波28的曲线(直线)的垂直方向的宽度视为噪声电平，那么斜率较小的波27的噪声电平29大，斜率较大的波28的噪声电平29小。
因此，即使不重叠噪声的波27及波28，在相同的时间t0与原点交叉，也在噪声与波27及波28重叠时，重叠噪声的波27及波28与原点交叉的时间不同。如图4所示，波27在时间t1与原点交叉，而波28在时间t2与原点交叉。不重叠噪声的波27及波28在相同的时间t0与原点交叉这种现象表明波27及波28的振幅大小不同，但频率一致。所以，噪声与接收信号18重叠时，即使信号的频率一致，也由于振幅大小不同，所以零交叉点就要变化。
其结果，如图4所示，是接收信号18的振幅较小的波27时，生成零交叉检知信号31；是接收信号18的振幅较大的波28时，生成零交叉检知信号32。零交叉检知信号31和零交叉检知信号32不一致，导致计测出现误差。
图5是表示在接收信号18中重叠噪声时，振幅的大小和传播时间的关系的曲线图。在图5中，横轴表示振幅的相对大�。葜岜硎玖憬徊娴愕南喽允奔�。由于使接收波在零交叉点中到达接收侧的超声波振子，所以纵轴就成为表示传播时间。在图5的曲线图中，在信号下降(由正向负变化的点)处计测零交叉点。用虚线表示的真值，意味着没有重叠噪声的接收信号18的零交叉点。接收信号18没有重叠噪声时，即使振幅变化，传播时间也不变。
正如参照图4详细讲述的那样，在信号下降处检出零交叉点时，噪声与接收信号18重叠，从而使传播时间比真值加快。另外，接收信号18的振幅越大，传播时间越接近真值，随着振幅变�。胝嬷档钠票浯�。但在一定程度上，振幅变小后，偏移的变化就变小。
在本实施方式的超声波流量计中，预先求出图5所示的那种接收信号的振幅的大小和传播时间的关系，根据该关系，修正流量。下面，更具体地讲述降低噪声产生的零交叉检知的误差的修正部51。
如图1所示，降低噪声产生的零交叉检知的误差的修正部51，包括电平检知部5、电平存储部17以及流量修正数据存储部52。电平检知部5接收峰值保持电路13输出的峰值保持信号及零交叉检知电路7输出的零交叉检知信号，将进行零交叉检知时的接收信号的波的振幅向电平存储部17输出。电平存储部17存储进行接收信号的零交叉检知时的波的振幅大小。
另外，流量修正数据存储部52存储图5所示的那种表示进行接收信号的零交叉检知时的波的振幅大小与传播时间的关系的数据。
流量计算部11接收反复进行计时部9输出的收发循环所需时间的参数(声循环所需时间)、电平存储部17输出的进行各接收信号的零交叉检知时的波的振幅的大小的数据及流量修正数据存储部52输出的表示接收信号的振幅的大小与传播时间的关系的数据，按照各接收信号的零交叉检知时的波的振幅，修正传播时间，求出流速及流量。
在本实施方式中，上述各构成要素，可以由使用电子部件等的硬件构成，也可以由软件构成。流量计算部11可以由微机等实现。该微机，还进行各构成要素的控制。上述的各构成要素的功能由软件实现时，只要将“部”改成“步骤”和称呼各构成要素即可，例如“峰值保持步骤”、“微分步骤”。通过硬件或软件中的任何一个都能实现功能，只要能实现的功能，对实现其功能的构成没有限制，所以还可以将“部”改成“单元”后称各构成要素，例如“峰值保持单元”、“微分单元”等。在以下的实施方式中，也同样构成各构成要素，另外还可以参照各构成要素。
下面，讲述使用超声波流量计101计测流体的流量的步骤。以下讲述的步骤，利用微机等计算机，依次控制各构成要素来进行，为了使计算机实施其步骤的程序，保存在ROM及RAM、硬盘、磁性记录媒体等信息记录媒体上。
首先，如图1所示，使用切换部10，将发射部3与第1超声波振子1连接，将接收部6与第2超声波振子2连接。
如图6所示，将触发信号42输入发射部3，生成驱动信号，使第1超声波振子1产生超声波。在流路12中传播的超声波，被第2超声波振子2接收，并被接收部6作为接收信号18检知。
在峰值保持电路13、微分部14、波形整形部15及计数器16的作用下，数出接收信号18的波数，用零交叉检知电路7检知达到所定波数时的零交叉点。延迟部4根据零交叉检知电路7输出的信号，经过所定的延迟时间43后，将触发信号42’向发送部3输出。这样，构成声循环的一个循环。反复所定的次数(例如50～1000次)、收发循环后，计时部9计测反复循环所需的总时间44，将测量结果发送给流量计算部11。电平检知部5计测进行各接收信号18的零交叉检知的波(以下称作“零交叉检知波”)的振幅，由电平存储部17存储其值。
预先求出用图5的曲线33所示的接收信号的振幅的大小和传播时间的关系，使修正数据存储部52存储。这些数据，可以使用超声波流量计20，使其收发各种振幅的大小的超声波，经过以上步骤后，由零交叉检知部7及电平存储部17取得。
在流量计算部11中，使用由修正数据存储部31取得的零交叉检知波的振幅的大小和传播时间的关系，进行与电平存储部17输出的各零交叉检知波的振幅的大小对应的传播时间的修正，从而修正图6所示的总时间44。用声循环次数除修正的总时间44，再从其值减去延迟时间43后的值，就成为关系式(1)所示的t1。
接着，使用切换部10，将发射部3与第2超声波振子2连接，将接收部6与第1超声波振子1连接。然后采用和上述的步骤同样的步骤，使第2超声波振子2产生超声波，用第1超声波振子1接收超声波。反复所定的次数、收发循环后，计时部9计测反复循环所需的总时间44，将测量结果发送给流量计算部11。使用由电平存储部17及修正数据存储部31取得的数据，如上所述修正总时间44后，用声循环次数除修正的总时间44，再从其值减去延迟时间43后的值，就成为关系式(1)所示的t2。
将t1及t2的值和角度θ代入关系式(2)后，求出流体的流速V。进而，如果设流路12的截面积为S，那么流量Q就可以由V×S求出。该流量Q，是单位时间中流量移动的量，通过积分流量Q，可以求出流体的量。
这样，采用本实施方式后，就可以利用波数计测部，计测接收信号的波数。因此，即使流体的流动紊乱造成接收信号的各波的振幅不规则时，也能确实特定应该零交叉检知的波。另外，由于利用修正部51，可以减少噪声的影响，所以可以减少接收信号的振幅的变动造成的测量误差，进行高精度的计测。
此外，在图1所示的超声波流量计101中，使用由修正数据存储部31获得的进行接收信号的零交叉检知的波与传播时间的关系，按照电平存储部17输出的零交叉检知波的振幅的大�。拚鹘邮詹ǖ拇ナ奔�。就是说，根据生成各接收信号的零交叉点时的波的振幅的大�。凶苁奔�44的修正。不过，也可以求出所有的进行接收信号的零交叉检知的波的振幅的大小的平均值，根据该平均值进行修正。
在图7所示的超声波流量计102中，修正部51具有接收电平存储部17存储的生成零交叉点时的多个波的振幅的大小的相关数据，求出那些值的平均值的电平平均部53。电平平均部53向流量计算部11输出该平均值。计算平均值的数据的数量，可以任意设定。例如，可以在电平平均部53中，求出所有的声循环次数的零交叉检知的波的振幅的大小的平均值。然后，使用由修正数据存储部31获得的振幅的大小与传播时间的关系，按照由电平平均部53得到的平均值，修正传播时间，将声循环次数乘以修正值后，作为总时间44。
(第2实施方式)
图8是表示采用本发明的超声波流量计的第2实施方式的方框图。与第1实施方式的不同之处是在超声波流量计103中，具有求出零交叉点的比较器的振动数，根据振动数减少噪声产生的零交叉检知的误差的修正部51。
如图8所示，修正部51包括接收零交叉检知部7的零交叉比较器的输出值、计测该输出包括的脉冲数的计数器54，和存储计数器54求出的计数值的存储部55。如图9(a)及(b)所示，零交叉检知部7通常使用零交叉比较器，检知噪声重叠的零交叉检知波的零交叉点。具体地说，如用图9(a)的时间t1及图9(b)的时间t2所示，噪声重叠的零交叉检知波最初横穿原点时，生成零交叉检知信号。在本实施方式中，将该零交叉比较器的输出输入计数器54，在最初的零交叉点以后也计测零交叉检知波生成的零交叉点。
零交叉检知波中不重叠噪声时，零交叉点本来只存在一点。可是重叠噪声时，按照零交叉检知波的斜率，由重叠噪声产生的零交叉点生成多个。零交叉检知波的斜率越�。傻牧憬徊娴憔驮蕉唷Ｓ稍肷亩喔隽憬徊娴悖诹憬徊姹冉掀髦惺窃肷恼穸�。就是说，噪声产生的振动数与零交叉检知波的斜率有关。另外，正如在第1实施方式中所详细讲述的那样，零交叉检知波的斜率与零交叉检知波的传播时间的真值的误差有关。所以，零交叉比较器中的振动数与零交叉检知波的传播时间有关。这样，用计数器54计测该振动数——零交叉点的数，使计数值存储部55存储该值，所定次数收发循环的反复结束后，在由声循环的总时间求出流速及流量之际，根据计数器54存储的振动数，修正零交叉检知波的传播时间，就可以减少噪声引起的误差。
图10是表示计数器54计测的振动次数和传播时间的关系的曲线图。由于振动次数越�。憬徊婕熘ǖ男甭示驮酱螅肷挠跋炀驮缴伲杂氪ナ奔涞恼嬷档奈蟛罹捅湫�。利用这一关系，可以修正噪声引起的误差。
使用超声波流量计103计测流量时，首先，预先求出图9所示的曲线图56的关系，使修正数据存储部52存储。例如，可以使用超声波流量计103，使其接收各种振幅的超声波，并且使修正数据存储部52存储这时零交叉检知部生成的振动次数和传播时间。
接着，和第1实施方式一样，收发超声波，计测流量。然后，在流量计算部11中，通过使用由修正数据存储部52得到的振动次数和传播时间，按照计数值存储部55输出的值，修正各接收波的实际的传播时间，从而修正图6所示的总时间44。
这样，采用本实施方式后，由于通过利用零交叉检知之际产生的比较器的振动数可以减少噪声的影响，所以能够减少接收信号的振幅变动引起的测量误差，进行高精度的测量。
(第3实施方式)在第1及第2实施方式中，在计测流量后，修正噪声的影响随着零交叉检知波的斜率的不同而不同所产生的计测误差。本实施方式的超声波流量计则是减小误差地计测流量。
图11是表示采用本发明的超声波流量计的第3实施方式的方框图。超声波流量计104不包括具有第1实施方式讲述的结构的修正部51，而包括零交叉检知部7’，在这点上，与第1实施方式不同。
在第1实施方式中，零交叉检知部7将振幅的值由正向负或由负向正变化的点作为零交叉点检出。就是说，以零为基准。本实施方式的零交叉检知部7’，使该基准偏置后，作为零交叉点检出。该被偏置的基准，成为修正部。此外，基准由零偏置时，交叉被偏置的基准值的点，严格地讲，不是“零交叉点”。可是，在本说明书中，将交叉被偏置的基准值的点也称作“零交叉点”，将根据被偏置的基准值检知信号，也称作“零交叉检知”。
如图12所示，零交叉检知波27中没有噪声重叠时，用下降检知零交叉点是时间t0。而噪声电平29的噪声重叠时，零交叉点成为比时间t0早的时间t1。这时，如果将检知零交叉点的基准变更成由0向负侧偏置的Z-，那么即使零交叉检知波27中重叠噪声零交叉点也成为时间t0。
图13是表示振幅的大小和将零交叉检知的基准由0向负侧偏置的时的零交叉点的生成时间——传播时间的关系的曲线图。真值，是不重叠噪声，将零交叉检知的基准作为0时的零交叉点生成时间。如图13所示，在振幅较大的区域35中，传播时间和真值的差非常小。另外，在区域35之外，振幅变小后，传播时间变得比真值迟缓。这表明零交叉检知波的振幅较大时，计测误差变�。恍枰辛髁啃拚�。另外，随着振幅变小，传播时间表现出比真值迟计测。
将检知零交叉点的基准，由零偏置多少可以按照噪声电平的大小和零交叉检知波的振幅的变化量设定。例如最好设定成零交叉检知波的最大振幅值的0.025％左右。采用本实施方式后，尤其在零交叉检知波的振幅不太小时，不设置修正流量的单元，也能够进行误差较少的计测。
另外，零交叉检知波的振幅变小时，通过在本实施方式的超声波流量计104中设置第1实施方式讲述的修正部51，可以进行误差更少的计测。这时，在接收波的振幅较大时，由于不需要进行流量修正，所以可以相应地抑制电力消耗。
此外，在上述实施方式中，讲述了用下降的信号进行零交叉检知的情况。用上升的信号进行零交叉检知时，如图14所示，只要将零交叉检知的基准变更成由零向正侧偏置的Z+即可。
这样，采用本实施方式后，通过使零交叉检知的基准由零偏置，可以减小接收信号的振幅的变动引起的测量误差，进行高精度的计测。
(第4实施方式)图15是表示采用本发明的超声波流量计的第4实施方式的方框图。在第3实施方式中，零交叉检知的基准与零交叉检知波的振幅的大小无关，保持一定。但在本实施方式的超声波流量计105中，利用修正部51，使基准随着振幅而变。
超声波流量计105的修正部51，包含电平检知部5、电平存储部17、零交叉基准发生部56和修正数据存储部52。电平检知部5接收峰值保持部13输出的峰值保持信号及零交叉检知部7输出的零交叉检知信号，将进行零交叉检知时的接收信号的波的振幅的大�。虻缙酱娲⒉�17输出。电平存储部17，存储进行零交叉检知时的接收信号的振幅的大小。
在修正数据存储部52中，如图16所示，存储表示零交叉检知波的振幅和零交叉基准值的关系的曲线24的数据。该数据，例如可以使用不重叠噪声的基准信号，和第1实施方式一样，通过求出接收信号的振幅与传播时间的关系，对各种振幅求出使重叠噪声的信号产生的传播时间和基准信号产生的传播时间一致的零交叉检知的基准值后取得。
零交叉基准发生部56，接收即将被电平存储部17存储的零交叉检知波的振幅，使用由修正数据存储部52存储的数据，使用曲线24的关系，生成零交叉基准值。生成的零交叉基准值向零交叉检知部7输出，根据从零交叉基准发生部56接收的所的零交叉基准值，进行下一个接收波的零交叉检知。通常，在连续的多个接收波中，因为可以假定相邻的接收波的振幅大致相等，所以可以根据前一个接收信号的振幅，使下一个接收信号的零交叉基准值变化，从而进行误差较少的计测。
另外，接收信号中的零交叉检知波的振幅，与以前传播的波的大小有关，所以通过对接收信号的上升部分，进行所定的时间积分，可以推定零交叉检知波的振幅。还可以利用它使零交叉基准值变化。如图17所示，超声波流量计106的修正部51，具有绝对值部57、积分部58、零交叉基准发生部56和修正数据存储部52。如图18所示，绝对值部57接收接收信号18，将其绝对值部59向积分部58输出。在积分部58中，将绝对值部59积分，从积分值60超过临界值时起，将经过所定期间后的积分值向输出零交叉基准发生部56。
在修正数据存储部52中，预先存放着表示积分值和零交叉基准值的关系的数据。
零交叉基准发生部56，利用修正数据存储部52的数据，发生与积分部58输出的积分值对应的零交叉基准值，向零交叉检知部7输出。零交叉检知部7根据来自波数计测部50的输出，根据该零交叉基准值，零交叉检知所定的波数后的接收波。
采用这种结构后，由于利用计测的接收信号本身的特征，决定零交叉基准值，所以即使接收波的波形与前一个接收波有很大的差异时，也能减小计测误差。
(第5实施方式)图19是表示采用本发明的超声波流量计的第5实施方式的方框图。超声波流量计107，具有为了在流过管道的流体有脉动时减少脉动引起的计测误差的修正部61。在这一点上，与第1实施方式的超声波流量计101不同。为了知道脉动的周期，还可以考虑在超声波流量计中设置压力传感器，利用该压力传感器计测压力变动，求出脉动的周期。可是，为了计测脉动的压力传感器，难以与计测超声波的超声波振子设置在完全相同的部位，所以压力传感器在设置条件上产生差异，未必能正确检知计测超声波的超声波振子受到的脉动的影响。另外，还需要检验压力传感器是否发挥正常的功能。与此不同，超声波流量计107不需要另行设置检知脉动的检出单元。因此，不存在这些问题。
如图19所示，修正部61包括电平检知部5、电平存储部17、反复次数决定部23、延迟时间决定部26、周期决定部62。电平检知部5，接收峰值保持部13输出的峰值保持信号及零交叉检知部7输出的零交叉检知信号，将进行接收信号的零交叉检知时的波的振幅的大小向电平存储部17输出。电平存储部17存储进行零交叉检知时的接收信号的波的振幅的大小。
图20表示在流体的流速变化出现脉动的情况下，反复500次循环时的在超声波振子1及2之间传播的超声波的传播时间的变化(实线)及各循环的接收信号包含的最大振幅值的变化(虚线)。因为在超声波振子1及2之间传播的超声波的传播时间，受流体的流速的影响(公式(1))，所以传播时间的变化与脉动的周期一致。另一方面，在超声波振子1及2之间传播的超声波的振幅，也受流体的流速的影响，一般来说，流速变大后振幅就变小，因此超声波的振幅，与脉动的周期一致变化。另外，采用声循环法，反复发射超声波时，在流路内产生的传播的超声波的多重反射成分，与下一个发射的超声波重叠后被接收。多重反射成分及下一个发射的超声波的传播时间，如上所述受到流体的流速的影响，所以多重反射成分及下一个发射的超声波的合成——接收波的振幅，也与脉动的周期一致变化。
这样，电平存储部17存储的各接收信号的振幅的大�。苈龆挠跋欤芷谛缘乇浠�。该周期，与脉动的周期一致。所以，可以通过根据电平存储部17存储的各接收信号的振幅的大小求出变动的周期后，求出脉动的周期。由于脉动具有周期性，所以流量的计测与该脉动周期一致或是脉动的周期的2以上的整数倍时，可以消除脉动的影响。
具体地说，首先，使用电平存储部17存储的各接收信号的振幅的大�。绺葑晕蚁喙胤ǖ龋芍芷诰龆ú�62求出脉动的周期。然后，由反复次数决定部23及延迟时间决定部26决定1个声循环中的循环次数及延迟时间，以便在使超声波由第1超声波振子1及第2超声波振子2中的一方向另一方传播后，计算流速时进行的收发循环的反复次数及延迟时间，与求出的脉动的周期或周期的整数倍一致。
在上述超声波流量计107的中，通过电平检知部5检知进行零交叉检知时的波的振幅的大小，从而求出脉动的周期。但还可以使用各循环的接收信号包含的最大振幅，求出脉动的周期。
如图21所示，超声波流量计107’具有修正部61’。该修正部61’包括比较部5’、周期决定部62’、反复次数决定部23’及延迟时间决定部26。比较部5’，接收接受部6输出的接收信号，如图22(a)所示，比较所定的临界值63和接收信号19的振幅。临界值63设定成比在脉动的周期内接收的至少一个以上的某接收信号的最大振幅值小、而且比在脉动的周期内接收的至少一个以上的其它接收信号的最大振幅值大的值。
如图22(a)所示，接收信号19的振幅较大时，比较部5’输出高电平(ON)的逻辑值，维持该值直到进行下一个比较为止。如图22(b)所示，接收信号19的振幅较小时，输出低电平(OFF)的逻辑值。
周期决定部62在所定的时刻，读出比较部5’的输出。读出时刻，只要比求出的脉动的周期短就行，既可以与声循环的周期一致，也可以不一致。为了正确地求出脉动的周期，读出时刻最好大致在脉动的周期的1/10以下。
图23示出周期决定部62这样读出的比较部5’的输出。正如该图所示，在所定的时刻读出的比较部5’的输出，表现出周期性。该周期与脉动的周期一致。周期决定部62根据读出时刻和读出的数据的周期，求出脉动的周期。例如，周期决定部62的读出时刻是800Hz时，如图23所示，由于16点的数据构成一个周期，所以求出脉动的周期为50Hz。使用求出的周期，反复次数决定部23及延迟时间决定部26决定1个声循环中的循环次数及/或延迟时间。这样，采用本实施方式后，可以减少流体的脉动造成的计测误差，进行高精度的流量计测。本实施方式的超声波流量计，特别如图20所示，由于根据1个声循环中的接收信号的振幅的周期性，计算脉动的周期，所以每次使用公式(1)及公式(2)求出流体的流速时，可以决定脉动的周期，决定声循环的循环次数及/或延迟时间，以便减少脉动的影响。这样，可以在短时间内减少流体的脉动造成的计测误差，即使在脉动的周期短时间变化时以及脉动的周期较短时，也能适当减少流体的脉动造成的计测误差。
(第6实施方式)下面，讲述具有本发明的超声波流量计的燃气表。
图24是表示计测管道70内流动的气体的流量的燃气表108的方框图。在管道70内流动的气体，除了天然气及丙烷气等普通家庭使用的气体之外，还可以是氢、氧等其它气体。
燃气表108包括计测管道70内流动的气体的流量的超声波流量计71，紧急时关闭管道70内流动的气体的关闭阀72，控制超声波流量计71及关闭阀72的微机等的信号处理装置73，显示使用超声波流量计71计测到的流量及流量的累积值和其它信息的显示部74。
本实施方式的超声波流量计71，使用第1～第5实施方式的超声波流量计中的某一个。
有关被超声波流量计71计测的流量的数据，用信号处理装置73处理后，在显示部74上显示。另外，信号处理装置73还监视计测的流量有无异常。例如，大流量的气体突然开始流动时，就判断出现气体的泄漏，作关闭阀72动作，停止气体的供给。
燃气表108将有关计测的流量的数据及有关泄漏的信息发送给气体公司等，还可以具有由气体公司�？刂荚诮斜Ｑ男藕糯碜爸�73的通信部。另外，作为超声波流量计71，使用第6实施方式的量音波流量计时，通信部可以从设置在距燃气表108所定的范围内的气体机器及家用电器接收它们的规格及动作状况的有关信息，在决定脉动周期时参照这些信息。
采用本实施方式的燃气表后，可以进行高精度的计测。特别是燃气表大多设置在室外，容易受到来自外部噪声的影响。另外，在气体管道中，与气体热泵等各种气体机器连接，容易产生脉动。本实施方式的燃气表可以适当地对付这些问题，减少噪声及脉动造成的计测误差。
此外，上述实施方式中的修正部，具有减少噪声产生的零交叉检知的误差或减少脉动产生的计测误差的功能。毫无疑问，修正部还可以通过具有上述各实施方式讲述的结构，从而减少这些原因以外的计测误差。另外，第5实施方式可以与第1～第4实施方式适当组合。通过这种组合，可以实现噪声及脉动造成的计测误差极少的超声波流量计。
另外，即使将被第1～第4实施方式的流量计使用的波数计测部及修正部中至少一个用于距离计，也可以实现高精度的距离计。
另外，在第1～第4实施方式中，求出了接收信号的进行零交叉检知的波的振幅、传播时间及零交叉基准值的关系。但是，还可以求出接收信号包含的最大振幅值、传播时间及零交叉基准值的关系。由于在最大振幅值、传播时间及零交叉基准值之间也有相关性，所以利用它们的关系，可以减少噪声引起的零交叉检知的误差。
采用本发明的后，利用波数计测部，计侧接收信号的波数。因此，即使由于流体紊乱，导致接收信号的各波的振幅不规则，也能切实特定应该进行零交叉检知的波。另外，由于利用修正部可以减少噪声的影响或减少流体的脉动产生的影响，所以可以进行高精度的测量。
权利要求
1.一种超声波流量计，具有收发超声波，在流体的流路中以形成所述超声波的传播路径的方式而配置的第1及第2超声波振子；驱动所述第1超声波振子及第2超声波振子，以便在所述第1超声波振子及第2超声波振子之间双向收发超声波，接收超声波的发送部及接收部；通过零交叉检知用所述接收部接收的所述超声波产生的接收信号，计测所述超声波的传播时间的零交叉检知部；以及减少因与所述接收信号重叠的噪声产生的零交叉检知误差的修正部，根据所述传播时间，求出所述流体的流量。
2.如权利要求1所述的超声波流量计，其特征在于所述修正部，根据所述接收信号的振幅的大�。拚隽魈宓牧髁�。
3.如权利要求2所述的超声波流量计，其特征在于所述修正部包括计测所述接收信号的所定的波的振幅的电平检知部；和存储表示所述接收信号的所定的波的振幅与所述传播时间之间的关系的数据的修正数据存储部，根据所述数据，按照所述所定的波的振幅的大�。拚龃ナ奔�。
4.如权利要求2所述的超声波流量计，其特征在于通过声循环法，用所述第1超声波振子及第2超声波振子中的一方多次接收超声波；所述修正部，包括分别计测通过多次接收而生成的多个接受信号的所定的波的振幅的电平检知部；求出所述多个接受信号的振幅的大小的平均值的电平平均部；以及存储表示所述接受信号的所定的波的振幅与所述传播时间之间的关系的数据的修正数据存储部，根据所述数据，按照所述振幅的大小的平均值，修正所述传播时间。
5.如权利要求1所述的超声波流量计，其特征在于所述零交叉检知部，具有旨在求出零交叉点的比较器，所述修正部，根据所述接收信号被零交叉检知之际产生的所述比较器的振动次数，修正所述流体的流量。
6.如权利要求5所述的超声波流量计，其特征在于所述修正部，包括计测所述振动次数的计数器；和存储表示所述振动次数与传播时间之间的关系的数据的修正数据存储部，根据所述数据，按照所述振动次数，修正所述传播时间。
7.如权利要求1所述的超声波流量计，其特征在于作为所述修正部，根据是在信号的下降时进行还是在信号的上升时进行所述接收信号的零交叉检知，分别将设定成负或正值的电压，用于零交叉检知的基准电位。
8.如权利要求1所述的超声波流量计，其特征在于通过声循环法，用所述第1超声波振子及第2超声波振子中的一方多次接收超声波；所述修正部，根据通过多次接收而生成的多个接收信号中的前一个接收信号的振幅的大小，使进行下一个接收信号的零交叉检知的基准电压偏移。
9.如权利要求8所述的超声波流量计，其特征在于所述修正部包括计测所述前一个接收信号的所定的波的振幅的电平检知部；和存储表示所述接收信号的波的振幅与进行零交叉检知的基准电压之间的关系的数据的修正数据存储部，根据所述数据，按照所述振幅的大�。扑慊嫉缪沟闹怠�
10.如权利要求8所述的超声波流量计，其特征在于所述修正部包括求出以所定的时间对所述前一个接收信号的上升部分进行积分的值的积分部；和存储表示所述积分值与进行零交叉检知的基准电压之间的关系的数据的修正数据存储部，根据所述数据，按照所述积分值的大�。扑慊嫉缪沟闹�。
11.如权利要求3、4或9任一项所述的超声波流量计，其特征在于所述接收信号的所定的波，是进行零交叉检知的波。
12.一种燃气表，其特征在于具有权利要求1～11任一项所述的超声波流量计。
13.一种利用超声波的流量计测方法，根据超声波的传播时间差计测流体的流量，包括由第1超声波振子向流体发送超声波，用第2超声波振子接收所述超声波的步骤；通过零交叉检知由所述接收的超声波产生的接收信号，计测所述超声波的传播时间的步骤；计测所述接收信号的振幅的步骤；以及根据所述接收信号的振幅，修正所述传播时间的步骤。
14.一种利用超声波的流量计测方法，根据超声波的传播时间差计测流体的流量，包括通过声循环法，由第1超声波振子向流体多次发送超声波，用第2超声波振子多次接收所述超声波的步骤；通过零交叉检知由所述多次接收的超声波产生的多个接收信号，计测所述多次接收的超声波的传播时间的步骤；计测所述多个接收信号的振幅的步骤；以及由所述多个接收信号的振幅，求出平均值，根据所述平均值，修正所述传播时间的步骤。
15.如权利要求13或14所述的利用超声波的流量计测方法，其特征在于计测所述振幅的步骤，计测进行了所述零交叉检知的接收信号的波的振幅。
16.一种利用超声波的流量计测方法，根据超声波的传播时间差计测流体的流量，包括由第1超声波振子向流体发送超声波，用第2超声波振子接收所述超声波的步骤；通过零交叉检知由所述接收的超声波产生的接收信号，计测所述超声波的传播时间的步骤；计测在所述零交叉检知之际产生的比较器的振动次数的步骤；以及根据所述振动次数，修正所述传播时间的步骤。
17.一种利用超声波的流量计测方法，根据超声波的传播时间差计测流体的流量，包括由第1超声波振子向流体多次发送超声波，用第2超声波振子接收所述超声波的步骤；通过零交叉检知由所述接收的超声波产生的接收信号，计测所述接收的超声波的传播时间的步骤；以及根据所述传播时间，求出所述流体的流量的步骤，根据所述零检知是在信号下降处进行还是在信号上升处进行，分别设定设定成负电压或正电压的零交叉检知的基准电位。
18.一种利用超声波的流量计测方法，根据超声波的传播时间差计测流体的流量，包括由第1超声波振子向流体发送超声波，用第2超声波振子接收所述超声波的步骤；计测所述接收的超声波产生的接收信号的振幅的步骤；以及通过零交叉检知所述接收信号，计测所述超声波的传播时间的步骤，采用声循环法反复进行所述接收步骤、计测振幅的步骤以及计测所述传播时间的步骤，并根据在所述计测振幅的步骤中计测到的某个接收信号的振幅的大�。菇邢乱桓鼋邮招藕诺牧憬徊婕熘幕嫉缪蛊�。
19.一种利用超声波的流量计测方法，根据超声波的传播时间差计测流体的流量，包括由第1超声波振子向流体发送超声波，用第2超声波振子接收所述超声波的步骤；计算将所述接收的超声波引起的接收信号的上升部分以所定的时间积分的值的步骤；以及通过零交叉检知所述接收信号，计测所述超声波的传播时间的步骤，采用声循环法反复进行所述接收步骤、计算积分值的步骤以及计测所述传播时间的步骤，并根据在计算积分值的步骤中求出的某个接收信号的积分值，使进行下一个接收信号的零交叉检知的基准电压偏移。
20.一种计算机可读取的记录媒体，其特征在于记录了使计算机执行权利要求13～19任一项所述的采用超声波进行流量计测方法所规定的各步骤的程序。
全文摘要
本发明的超声波流量计，具有配置着收发超声波，在流体的流路中，形成所述超声波的传播路径的第1及第2超声波振子；驱动所述第1超声波振子及第2超声波振子，以便在所述第1超声波振子及第2超声波振子之间双向收发超声波，接收超声波的发送及接收部；通过零交叉检知用所述接收部接收的所述超声波产生的接收信号，计测超声波的传播时间的零交叉检知部；减少与所述接收信号重叠的噪声产生的零交叉检知误差的修正部；根据所述传播时间，求出所述流体的流量。
文档编号G01F1/66GK1714279SQ20038010365
公开日2005年12月28日申请日期2003年10月29日优先权日2002年11月26日
发明者杉之内刚彦, 桥本雅彦申请人:松下电器产业株式会社

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超声波流量计及利用超声波的流量计测方法