[发明专利]传播时间测量器、气体浓度测量装置、传播时间测量程序及传播时间测量方法

说明书

本发明的目的在于提高超声波传播时间的测量精度。在作为计算单元的处理器(28)中，形成有相关对象确定单元(32)，该单元确定根据作为直达波信号的上包络线变化率的第一上限变化率以及作为直达波信号的下包络线变化率的第一下限变化率获得的第一相关对象信号以及根据作为一次来回延迟波信号的上包络线变化率的第二上限变化率以及作为一次来回延迟波信号的下包络线变化率的第二下限变化率获得的第二相关对象信号。此外，处理器(28)中形成有确定第一相关对象信号与将第二相关对象信号在时间轴上移动后获得的信号之间的相关值的相关性处理单元(34)。相关性处理单元(34)具有根据相关性求得第一相关对象信号与第二相关对象信号之间的时间差且根据该时间差求得超声波在浓度测量空间内的传播时间的传播时间测量单元的功能。

技术领域

本发明涉及传播时间测量器、气体浓度测量装置、传播时间测量程序以及传播时间测量方法，尤其涉及确定超声波在测量空间内的传播时间的技术。

背景技术

在借助燃料电池提供的电力行走的燃料电池车辆方面，人们已开展了广泛的研究和开发。燃料电池通过氢气和氧气的化学反应发电。一般情况下，氢气作为燃料提供给燃料电池，而氧气由燃料电池从周围空气中吸入。燃料电池车辆设有储氢罐，并由储氢罐向燃料电池供应氢气。当储氢罐内的氢气量变少时，由服务站内设置的加氢装置向燃料电池车辆的储氢罐中加氢。

由于氢气为可燃气体，因此需要对燃料电池车辆及加氢装置进行氢气泄漏监测。因此，氢气浓度测量装置与燃料电池车辆和加氢装置一起得到广泛应用。氢气浓度测量装置具有测量空气中的氢气浓度、当氢气浓度超出预定值时发出警报等功能。

下文所列专利文献1和2中描述了特定气体的浓度测量装置。此两专利文献中描述的装置根据超声波在作为测量对象的空气中的传播速度等超声波传播特性测量特定气体的浓度，也可用于氢气浓度的测量。此外，专利文献3和4中描述了通过针对超声波发射时接收到的多次反射回波确定相邻脉冲相关性而确定相邻脉冲时间间隔的技术，为本申请发明的关联技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2002-214203号公报

专利文献2：特开平3-223669号公报

专利文献3：特开平5-346421号公报

专利文献4：特开平6-58751号公报

发明内容

本发明待解决的问题

根据超声波传播速度测量特定气体浓度的装置中，一般设有气体浓度测量空间。该浓度测量空间中设有用于超声波收发的超声波振子。根据超声波传播通过浓度测量空间的时间(传播时间)以及预先测量的传播距离，可以求得超声波的传播速度。在传播时间测量方法中，存在根据向浓度测量空间内发射后直接到达超声波接收振子的第一超声波与向浓度测量空间内发射后被超声波接收振子反射回超声波发射振子且被超声波发射振子再次发射至超声波接收振子的第二超声波的接收时间差异测量传播时间的方法。

然而，当第一超声波脉冲和第二超声波脉冲的时域波形为具有恒定振幅的波形等无特征时域波形时，将难以测量第一超声波脉冲和第二超声波脉冲的接收时间差异，从而可能降低浓度测量空间内超声波传播时间的测量精度以及气体浓度的测量精度。

本发明的目的在于提高超声波传播时间的测量精度。

解决问题的技术手段