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公開番号2025103069
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-09
出願番号2023220153
出願日2023-12-27
発明の名称情報処理装置及び超音波流量計
出願人アズビル株式会社,アズビル金門株式会社
代理人弁理士法人山王内外特許事務所
主分類G01F 1/66 20220101AFI20250702BHJP(測定;試験)
要約【課題】複数の電圧値間の上下関係の変化を従来よりも抑制することができる情報処理装置及び超音波流量計を提供する。
【解決手段】情報処理装置(100)は、第1ピーク及び第2ピークを含むパルス信号の第1ピークの第1電圧値と、第1電圧値よりも大きい第2ピークの第2電圧値と、を取得する電圧値取得部(30)と、第1電圧値の正の変動量である第1変動量に関する第1変動情報と、第2電圧値の負の変動量である第2変動量に関する第2変動情報と、を取得する変動情報取得部(41)と、第1電圧値、第2電圧値、第1変動情報及び第2変動情報に基づいて、第1電圧値と第2電圧値との間の特定の電圧値を特定電圧値として設定する特定電圧値設定部(145)と、を備えた。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
第１ピーク及び第２ピークを含むパルス信号の前記第１ピークの第１電圧値と、前記第１電圧値よりも大きい前記第２ピークの第２電圧値と、を取得する電圧値取得部と、
前記第１電圧値の正の変動量である第１変動量に関する第１変動情報と、前記第２電圧値の負の変動量である第２変動量に関する第２変動情報と、を取得する変動情報取得部と、
前記第１電圧値、前記第２電圧値、前記第１変動情報及び前記第２変動情報に基づいて、前記第１電圧値と前記第２電圧値との間の特定の電圧値を特定電圧値として設定する特定電圧値設定部と、を備えた
ことを特徴とする情報処理装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記特定電圧値設定部は、前記第１電圧値に前記第１変動量を加算した電圧値と、前記第２電圧値から前記第２変動量を減算した電圧値と、の間の特定の電圧値を前記特定電圧値として設定する
ことを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記第１変動量及び前記第２変動量は、温度の違いによる前記第１電圧値及び前記第２電圧値の変動量を含む
ことを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記第１変動量及び前記第２変動量は、前記パルス信号が伝搬する媒体の流速の違いによる前記第１電圧値及び前記第２電圧値の変動量を含む
ことを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
【請求項５】
前記第１変動量及び前記第２変動量は、前記パルス信号が伝搬する媒体の圧力の違いによる前記第１電圧値及び前記第２電圧値の変動量を含む
ことを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
【請求項６】
前記第１変動量及び前記第２変動量は、前記パルス信号が伝搬する媒体の物性の違いによる前記第１電圧値及び前記第２電圧値の変動量を含む
ことを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
【請求項７】
前記第１変動量及び前記第２変動量は、前記パルス信号を生成する信号生成部の経年変化による前記第１電圧値及び前記第２電圧値の変動量を含む
ことを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
【請求項８】
前記第１変動量及び前記第２変動量は、偶然誤差による前記第１電圧値及び前記第２電圧値の変動量を含む
ことを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項記載の情報処理装置と、
一方の超音波振動子から出力され、測定対象である流体を媒体として他方の超音波振動子に伝搬された第１超音波に基づくパルス信号である第１超音波信号を取得する第１信号取得部と、
他方の超音波振動子から出力され、前記流体を媒体として一方の超音波振動子に伝搬された第２超音波に基づくパルス信号である第２超音波信号を取得する第２信号取得部と、
前記第１超音波及び前記第２超音波の伝搬時間を算出する伝搬時間算出部と、
前記伝搬時間算出部によって取得された前記第１超音波の伝搬時間と前記第２超音波の伝搬時間との差を算出する時間差算出部と、
前記時間差算出部による算出結果に基づいて、前記流体の流量を算出する流量算出部と、を備え、
前記伝搬時間算出部は、前記特定電圧値設定部によって設定された前記特定電圧値に達した以降の、前記第１超音波信号の電圧値のゼロクロス時刻に基づいて、前記第１超音波の伝搬時間を算出する
ことを特徴とする超音波流量計。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、情報処理装置及び超音波流量計に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、一対の超音波振動子を備え、一方の超音波振動子から出力されて被測定流体を介して他方の超音波振動子に入力された信号と、他方の超音波振動子から出力されて被測定流体を介して一方の超音波振動子に入力された信号と、の伝搬時間に基づいて、被測定流体の流量を測定する装置が知られている（特許文献１参照）。特許文献１に記載の装置は、予め基準電圧値を設定し、いずれかの超音波振動子に入力された信号が当該基準電圧値に達した以降の、当該信号の電圧値のゼロクロス時刻に基づいて、当該信号の伝搬時間を算出する。また、特許文献１に記載の装置は、このような基準電圧値を、受信信号の２波及び３波のピーク電圧値の中点の電圧値に設定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１４－００６１７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、特許文献１に記載の装置のような超音波流量計において、十分な測定精度を確保するためには、２波のピーク電圧値、３波のピーク電圧値及び基準電圧値の間の上下関係が変化しないことが求められるが、これら２波のピーク電圧値及び３波のピーク電圧値は、測定時の各種要因の影響によって変化する場合がある。このように、２波及び３波のピーク電圧が変化した場合、２波のピーク電圧値、３波のピーク電圧値及び基準電圧値の間の上下関係が変化してしまう場合があるという課題がある。
【０００５】
本開示は、上記課題を解決するものであって、複数の電圧値間の上下関係の変化を抑制することができる情報処理装置及び超音波流量計を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示に係る情報処理装置は、第１ピーク及び第２ピークを含むパルス信号の第１ピークの第１電圧値と、第１電圧値よりも大きい第２ピークの第２電圧値と、を取得する電圧値取得部と、第１電圧値の正の変動量である第１変動量に関する第１変動情報と、第２電圧値の負の変動量である第２変動量に関する第２変動情報と、を取得する変動情報取得部と、第１電圧値、第２電圧値、第１変動情報及び第２変動情報に基づいて、第１電圧値と第２電圧値との間の特定の電圧値を特定電圧値として設定する特定電圧値設定部と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、第１電圧値の変動量を示す第１変動情報と、第２電圧値の変動量を示す第２変動情報と、に基づいて、第１電圧値と第２電圧値との間の特定の電圧値を特定電圧値として設定するので、第１電圧値及び第２電圧値が変動した場合であっても、第１電圧値、第２電圧値及び特定電圧値の間の上下関係の変化を従来よりも抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施の形態１に係る流量測定システムの構成を示す模式図。
実施の形態１に係る流量測定システムの概略構成を示すブロック図。
実施の形態１に係る流量演算部のハードウェア構成の一例を示す図。
実施の形態１に係る流量演算部のハードウェア構成の一例を示す図。
実施の形態１に係る流量演算部が行う基準電圧値設定処理を示すフローチャート。
実施の形態１に係る第１信号取得部が取得する第１超音波信号及び基準電圧値設定部が設定する基準電圧値を示すグラフ。
実施の形態２に係る流量測定システムの概略構成を示すブロック図。
実施の形態２に係る流量演算部が行う基準電圧値設定処理を示すフローチャート。
実施の形態２に係る、第１信号取得部が取得する第１超音波信号、上下限設定部が設定する上限電圧値及び下限電圧値並びに基準電圧値設定部が設定する基準電圧値を示すグラフ。
実施の形態２の変形例に係る、第１信号取得部が取得する第１超音波信号、上下限設定部が設定する上限電圧値及び下限電圧値並びに基準電圧値設定部が設定する基準電圧値を示すグラフ。
実施の形態３に係る流量測定システムの概略構成を示すブロック図。
実施の形態３に係る流量演算部が行う基準電圧値設定処理を示すフローチャート。
実施の形態４に係る流量測定システムの概略構成を示すブロック図。
実施の形態４に係る流量演算部が行う基準電圧値設定処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示に係る実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る流量測定システムの構成を示す模式図である。図１に示すように、実施の形態１に係る流量測定システムは、内部に測定対象である流体が流れる管状部材である測定管１と、不図示の超音波振動子を有するトランスデューサ２、３と、測定管１の内部を流れる流体の流量を測定する超音波流量計としての流量演算装置１００と、流量演算装置１００に対して情報を入力する入力装置９０と、を備えている。
【００１０】
信号生成部としてのトランスデューサ２は、測定管１の側壁に配置されている。トランスデューサ２は、測定管１の内部に向けて複数サイクルのパルス波である第２超音波を出力し、トランスデューサ３から出力された第１超音波が入力される。トランスデューサ３は、測定管１の側壁のトランスデューサ２よりも上下流の一方側に配置されている。トランスデューサ３は、測定管１の内部に向けて複数サイクルのパルス波である第１超音波を出力し、トランスデューサ２から出力された第２超音波が入力される。このように構成されて、一対のトランスデューサ２、３は、一方から出力された超音波が、測定管１の内部を流れる流体を介して他方に入力されるように構成されている。言い換えると、一対のトランスデューサ２、３は、一方から出力された超音波が、測定管１の内部を流れる流体を媒体として他方に伝搬されるように構成されている。トランスデューサ２、３は、入力された超音波を電圧信号に変換して、流量演算装置１００へ送信する。
（【００１１】以降は省略されています）

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