[发明专利]超声波发射器、传播时间测量装置、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。一种气体浓度测量装置包括：向浓度测量空间发射第一超声波并在时间上跟随所述第一超声波将第二超声波发射至该浓度测量空间的发射电路(38)和发射振子(16)；接收在浓度测量空间中传播后的超声波的接收振子(18)和接收电路(40)；以及根据第一超声波和第二超声波的发射时刻以及第一超声波和第二超声波的接收时刻确定超声波在浓度测量空间中的传播时间的传播时间测量单元(32)。第二超声波与第一超声波位相相反，且第二超声波的振幅大于第一超声波的振幅。

技术领域

本发明涉及超声波发射器、传播时间测量装置、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3～6中描述了根据超声波脉冲的波形确定超声波脉冲接收时间的技术，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8-254454号公报

专利文献4：特开平9-127244号公报

专利文献5：特开平9-184716号公报

专利文献6：特开2007-187506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。超声波从用于发射的超声波振子发出后，在浓度测量空间内传播，然后由用于接收的超声波振子接收。根据超声波从发射到接收的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。

然而，当用于接收的超声波振子接收的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，将难以测量超声波脉冲的接收时间，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

本发明的特征在于，在设于传播时间测量装置中的超声波发射器中，所述传播时间测量装置为向测量空间发射超声波并根据超声波的发射时刻以及超声波在所述测量空间内传播后的接收时刻确定超声波在所述测量空间内的传播时间的装置，所述超声波发射器包括发射单元，该发射单元向所述测量空间发射第一超声波，并向该测量空间发射在时间上接于所述第一超声波之后的第二超声波，所述第二超声波与所述第一超声波位相相反。

优选地，所述第二超声波的振幅大于所述第一超声波的振幅。