(57)【要約】【課題】多峰性によって生じる誤差のある流速を補正して、この補正流速を用いて高精度な流量測定を行う超音波流量計を提供すること。【解決手段】被測定流体ＦＬＤに入射された超音波信号ＣＴが超音波反射体ＰＴによって反射され、反射された超音波信号ＣＨに基づいて被測定流体ＦＬＤの流速分布を測定する超音波流量計１００において、流速分布の流速の中で最大度数の流速を抽出する最大度数流速抽出手段１１０と、最大度数流速抽出手段１１０によって抽出された流速から離れた所定範囲内にある流速に、所定範囲内の所定流速値を加算または減算する流速補正手段１２０と、流速補正手段１２０によって求められた流速を用いて被測定流体ＦＬＤの流量を算出する流量算出手段１４０と、を備えたこと特徴とするもの。【選択図】図１
2010101768.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定流体に入射された超音波信号が超音波反射体によって反射され、この反射された超音波信号に基づいて前記被測定流体の流速分布を測定する超音波流量計において、
前記流速分布の流速の中で最大度数の流速を抽出する最大度数流速抽出手段と、
この最大度数流速抽出手段によって抽出された流速から離れた所定範囲内にある流速に、前記所定範囲内の所定流速値を加算または減算する流速補正手段と、
この流速補正手段によって求められた流速を用いて前記被測定流体の流量を算出する流量算出手段と、
を備えたこと特徴とする超音波流量計。
【請求項２】
前記流速補正手段は、前記所定範囲として、前記流速分布を測定する条件に応じた測定条件流速に基づく範囲を用いることを特徴とする請求項１に記載の超音波流量計。
【請求項３】
前記流速補正手段は、前記測定条件流速に整数を乗算した整数乗算値に、前記測定条件流速に小数を乗算した値を加算した値および減算した値を境界値とする前記所定範囲を用いるとともに、前記所定流速値として前記整数乗算値を用いることを特徴とする請求項２に記載の超音波流量計。
【請求項４】
前記流速補正手段は前記小数を変更できることを特徴とする請求項３に記載の超音波流量計。
【請求項５】
前記超音波信号を入射する超音波トランスデューサ、前記被測定流体が流れる測定管または前記被測定流体の少なくともいずれか一つの温度を測定する温度測定手段を備え、
前記流速補正手段は、前記温度測定手段で測定された温度によって前記測定条件流速を補正することを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載の超音波流量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波流量計に関し、特に、多峰性によって生じる流速に補正を行い、この補正流速を用いて高精度な流量測定を行う技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
化学プラントなどの流量制御に用いられる流量計として超音波流量計が知られている。超音波流量計には、超音波反射体によって反射された超音波信号に対して相関演算を行い、流速分布および流量を求める反射相関方式を用いたものがある（特許文献１参照）。この反射相関方式による超音波流量計について、図７の構成図を用いて説明する。
【０００３】
図７において、測定管２には、矢印の方向に被測定流体ＦＬＤ（液体、気体、ガスなど）が流れる。被測定流体ＦＬＤの流量を測定する超音波流量計１は、超音波トランスジューサ１０、切換回路２０、切換制御手段３０、送信回路４０、受信回路５０、Ａ／Ｄ変換回路６０、相関演算手段７０、流速分布測定手段８０および流量算出手段９０を備える。
【０００４】
超音波トランスジューサ１０は測定管２の外周に設けられ、超音波を発射するほか受信する機能を備え、その外部端子は切換回路２０の一端Ｃに接続される。切換回路２０は、一端Ｃと、切換制御手段３０からの切換制御信号によって一端Ｃに切換接続される他端Ｓ、Ｒとを備える。
【０００５】
送信回路４０は、切換制御手段３０からのトリガー制御信号に応じて、超音波トランスジューサ１０から超音波を発射させるトリガーとなる信号を、切換回路２０の他端Ｓに出力する。受信回路５０は、超音波トランスジューサ１０が受信した超音波信号を切換回路２０の他端Ｒから受け取り、この信号を増幅する。
【０００６】
Ａ／Ｄ変換回路６０は、増幅された超音波信号を受信回路５０から受け取り、デジタル信号に変換する。相関演算手段７０は、デジタル信号をＡ／Ｄ変換回路６０から受け取り、相関演算を行う。
【０００７】
流速分布測定手段８０は、相関演算値を相関演算手段７０から受け取り、流速分布を測定（算出）する。流量算出手段９０は、流速分布を構成する流速を受け取り、被測定流体ＦＬＤの流量を算出して外部機器（図示しない）に出力、必要に応じて表示手段（図示しない）に表示させる。
【０００８】
以下に、反射相関方式による流速分布の測定動作について説明する。切換制御手段３０は、切換回路２０の一端Ｃと他端Ｓとを接続するため、切換回路２０に切換制御信号を出力する。切換回路２０は、切換制御信号によって一端Ｃと他端Ｓとを接続する。この後、切換制御手段３０は、トリガー制御信号を送信回路４０に出力する。
【０００９】
送信回路４０は、トリガー制御信号に応じて、超音波トランスジューサ１０から超音波を発射させるトリガーとなる信号を、切換回路２０の他端Ｓに出力する。このトリガー信号は、切換回路２０の他端Ｓ、一端Ｃを介して超音波トランスジューサ１０に入力される。
【００１０】
そして、後述する超音波信号の受信に備えて、切換制御手段３０は、切換回路２０の一端Ｃと他端Ｒとを接続するため、切換回路２０に切換制御信号を出力する。切換回路２０は、切換制御信号によって一端Ｃと他端Ｒとを接続する。
【００１１】
超音波トランスジューサ１０は、トリガー信号によって、超音波信号ＣＴを被測定流体ＦＬＤに発射する。被測定流体ＦＬＤに入射された超音波信号ＣＴは、被測定流体ＦＬＤ中の気泡、微粒子などの超音波反射体ＰＴによって反射される。
【００１２】
なお、超音波信号ＣＴの経路（一点鎖線）およびこの延長線の経路（点線）を測定線ＭＬとする。
【００１３】
超音波トランスジューサ１０は、反射された超音波信号ＣＨを受信し（以下、「反射超音波信号」という）、切換回路２０の一端Ｃに出力する。反射超音波信号は、切換回路２０の一端Ｃ、他端Ｒを介して受信回路５０に入力される。
【００１４】
受信回路５０は反射超音波信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換回路６０は、増幅された反射超音波信号（アナログ信号）を受信回路５０から受け取って、デジタル信号に変換する。
【００１５】
以上の超音波信号の発射、受信、Ａ／Ｄ変換を少なくとも２回以上連続して行う。ここでは２回行うものとして説明をする。
【００１６】
相関演算手段７０は、２回分の反射超音波信号のデジタル信号をＡ／Ｄ変換回路６０から受け取り、２つの信号の相互相関を演算する。流速分布測定手段８０は、相互相関値を相関演算手段７０から受け取り、相互相関値を用いて測定線ＭＬ上の流速分布を算出する。
【００１７】
流量算出手段９０は、流速分布を流速分布測定手段８０から受け取り、流速分布を構成する流速を平均した平均流速に測定管２内の断面積を乗算して、被測定流体ＦＬＤの流量を算出する。
【００１８】
なお、特許文献２には、このような相互相関値を演算する超音波流量計に多峰性が発生することについて記載されている。つぎに、多峰性について、反射波と相互相関値の波形を表した図８を用いて説明する。
【００１９】
図８において、超音波トランスジューサ１０から２回連続して超音波信号を発射した場合、図８（ａ）は１回目の反射超音波信号（反射波１）、図８（ｂ）は２回目の反射超音波信号（反射波２）を表す。横軸はいずれも時間（秒）であり、反射波１（ａ）と反射波２（ｂ）の時間は一致している。
【００２０】
相関演算手段７０は、反射波１（ａ）と反射波２（ｂ）との相互相関を演算する。この演算された相互相関値を図８（ｃ）に表す（横軸は時間）。ここで、反射波１（ａ）と反射波２（ｂ）の波形は正弦波状であるため、相互相関値（ｃ）は、ほぼ同じ振幅の３つのピーク値Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を生じ、これを多峰性という。
【００２１】
そして、流速分布測定手段８０は、相互相関値（ｃ）を用いて測定線ＭＬ上の流速分布を算出する。この算出された流速分布を図９に表す。図９は、測定線ＭＬを座標（横軸）とし、それに対する流速（縦軸）を表した流速分布図であり、図９について説明する。なお、横軸の左端は、超音波トランスジューサ１０側の測定管２の内面、右端は、これと反対側の内面の位置を表す。
【００２２】
図９において、実際の流速分布である真の流速分布（ａ）が算出されるとともに、真の流速分布から所定流速値分離れた上下の位置に、多峰性によって生じた流速分布である多峰性流速分布（ｂ）（ｃ）が算出される。
【００２３】
この多峰性流速分布（ｂ）（ｃ）の流速は誤った流速であるため、流量算出手段９０は、これらの流速を用いず、真の流速分布（ａ）の流速を用いて流量を算出する。
【００２４】
【特許文献１】特許第３６６９５８０号公報
【特許文献２】特開２００２−２４３５１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
しかしながら、流量算出手段９０は多峰性流速分布（ｂ）（ｃ）の流速を用いないため、流量を算出するための元データとなる流速データが少なくなる。このため、流量値のばらつきが大きくなり、流量精度が悪くなるという問題がある。
【００２６】
また、流量測定時間（流量演算周期）を長くして、多くの真の流速分布（ａ）の流速データを用いて流量を算出することによって、流量値のばらつきを抑え、精度の良い流量を得ることができるが、流速の変化に対する応答が遅くなるという問題がある。
【００２７】
本発明の目的は、多峰性によって生じる誤差のある流速（多峰性流速分布（ｂ）（ｃ）の流速）を補正して、この補正流速を用いて高精度な流量測定を行う超音波流量計を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
このような目的を達成するために、請求項１の発明は、
被測定流体に入射された超音波信号が超音波反射体によって反射され、この反射された超音波信号に基づいて前記被測定流体の流速分布を測定する超音波流量計において、
前記流速分布の流速の中で最大度数の流速を抽出する最大度数流速抽出手段と、
この最大度数流速抽出手段によって抽出された流速から離れた所定範囲内にある流速に、前記所定範囲内の所定流速値を加算または減算する流速補正手段と、
この流速補正手段によって求められた流速を用いて前記被測定流体の流量を算出する流量算出手段と、
を備えたこと特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記流速補正手段は、前記所定範囲として、前記流速分布を測定する条件に応じた測定条件流速に基づく範囲を用いることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項２に記載の発明において、
前記流速補正手段は、前記測定条件流速に整数を乗算した整数乗算値に、前記測定条件流速に小数を乗算した値を加算した値および減算した値を境界値とする前記所定範囲を用いるとともに、前記所定流速値として前記整数乗算値を用いることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項３に記載の発明において、
前記流速補正手段は前記小数を変更できることを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項２から４のいずれか一項に記載の発明において、
前記超音波信号を入射する超音波トランスデューサ、前記被測定流体が流れる測定管または前記被測定流体の少なくともいずれか一つの温度を測定する温度測定手段を備え、
前記流速補正手段は、前記温度測定手段で測定された温度によって前記測定条件流速を補正することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、流速補正手段が、最大度数流速抽出手段によって抽出された流速から離れた所定範囲内にある流速に、前記所定範囲内の所定流速値を加算または減算し、流量算出手段が、流速補正手段によって求められた流速を用いて流量を算出することによって、多峰性によって生じる誤差のある流速を補正して、この補正流速を用いて流量測定を行う。
【００３０】
このように、補正流速を用いるため、流量を算出するための元データとなる流速データが多くなるので、流量値のばらつきが小さくなり、高精度な流量測定を行うことができる。
【００３１】
また、流量を算出するための流速データが多くなるので、流量値のばらつきを抑え、精度の良い流量を得るために必要な流量測定時間（流量演算周期）を短くできる。これによって、流速の変化に対する応答を速くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
［第１の実施例］
第１の実施例について図１を用いて説明する。図１は、本発明に係る超音波流量計１００の構成図である。
【００３３】
図１において、超音波流量計１００は、超音波トランスジューサ１０、切換回路２０、切換制御手段３０、送信回路４０、受信回路５０、Ａ／Ｄ変換回路６０、相関演算手段７０、流速分布測定手段８０、最大度数流速抽出手段１１０、流速補正手段１２０、近傍流速抽出手段１３０、流量算出手段１４０および設定手段１５０を備える。
【００３４】
また、最大度数流速抽出手段１１０は流速度数算出手段１１１を備え、流速補正手段１２０は測定条件流速算出手段１２１および所定範囲算出手段１２２を備え、近傍流速抽出手段１３０は近傍範囲算出手段１３１を備える。なお、図７（背景技術）と同一の構成要素は同一符号を付しており、その説明は省略する。
【００３５】
最大度数流速抽出手段１１０は、流速分布測定手段８０から流速分布を受け取り、最大度数流速を抽出し、流速補正手段１２０および近傍流速抽出手段１３０へ出力する。
【００３６】
流速補正手段１２０は、最大度数流速のほかに、流速分布測定手段８０から流速分布を受け取り、流速を補正した補正流速を算出し、流量算出手段１４０へ出力する。
【００３７】
近傍流速抽出手段１３０は、流速分布測定手段８０から流速分布および最大度数流速抽出手段１１０から最大度数流速を受け取り、最大度数流速の近傍流速を抽出し、流量算出手段１４０へ出力する。
【００３８】
流量算出手段１４０は、流速補正手段１２０から受け取った補正流速と近傍流速抽出手段１３０から受け取った近傍流速とを用いて流量を算出する。設定手段１５０は、所定範囲算出手段１２２に設定データを出力する。
【００３９】
つぎに、最大度数流速抽出手段１１０、流速補正手段１２０、近傍流速抽出手段１３０および流量算出手段１４０の動作について、図２の動作フローチャート図を用いて説明する。
【００４０】
図２において、流速分布測定手段８０は、相互相関値を用いて測定線ＭＬ上の流速分布を算出する（ステップＳ１０）。
【００４１】
流速度数算出手段１１１は、流速分布測定手段８０から受け取った流速分布から、測定線ＭＬ座標の任意の一点（Ｘ１とする）における流速の度数分布を算出する（ステップＳ２０）。
【００４２】
最大度数流速抽出手段１１０は、流速度数分布から、最大の度数を有する最大度数流速ＶＴを抽出する（ステップＳ３０）。
【００４３】
流速補正手段１２０は、最大度数流速ＶＴから離れた所定範囲内にある流速度数分布の流速に、所定範囲内の所定流速値を加算または減算することによって、流速度数分布の流速を補正して補正流速を算出する（ステップＳ４０）。
【００４４】
近傍流速抽出手段１３０は、最大度数流速ＶＴから近傍範囲内にある流速度数分布の流速（近傍流速）を抽出する（ステップＳ５０）。
【００４５】
ステップＳ２０からステップＳ５０を、測定線ＭＬ座標のすべての点について行ったかどうかを判断する（ステップＳ６０）。すべての点について行っていなければ（ステップＳ６０の「いいえ」）、行っていない他の点についてステップＳ２０からステップＳ５０を行う。また、すべての点について行っていれば（ステップＳ６０の「はい」）、ステップＳ７０へ移行する。
【００４６】
ステップＳ７０において、流量算出手段１４０は、補正流速と近傍流速とを用いて測定線ＭＬ上の平均流速を算出し、この平均流速に測定管２内の断面積を乗算して被測定流体ＦＬＤの流量を算出する。
【００４７】
なお、ステップＳ４０で説明した所定範囲は、流速分布を測定する条件に応じた測定条件流速ｗに基づく範囲であることが好ましい。例えば、この測定条件としては、流速分布を測定するために実行される相関演算を行うときの条件がある。
【００４８】
つぎに、図２のステップＳ４０およびステップＳ５０について、図３および図４を用いてさらに詳しく説明する。図３（ａ）はステップＳ４０の流速補正処理の詳細、図３（ｂ）はステップＳ５０の近傍流速抽出処理の詳細な動作フローチャート図である。図４は、ステップＳ２０において、流速度数算出手段１１１が算出した測定線ＭＬ座標のＸ１における流速の度数分布図である。
【００４９】
図３（ａ）において、測定条件流速算出手段１２１は、測定条件流速ｗを下記式（１）によって算出する（ステップＳ４０ａ）。
【００５０】
【数１】
2010101768.tif 000003
【００５１】
Ｃは音速、θは被測定流体ＦＬＤの流れ方向と超音波信号ＣＴとのなす角度、ｔ１は超音波トランスジューサ１０から２回連続して発射する２つの超音波信号の時間間隔、ｆは超音波信号の発振周波数であり、いずれの値も流速分布の測定条件を表す。
【００５２】
そして、ステップＳ４０ｂにおいて、所定範囲算出手段１２２は、最大度数流速ＶＴから離れた所定範囲として、最大度数流速ＶＴより大きい流速側の所定範囲ＨＲ１を算出する。例えば、所定範囲ＨＲ１は、（ｎ×ｗ−ｓ×ｗ）〜（ｎ×ｗ＋ｓ×ｗ）の範囲として算出される。なお、ｎは整数、ｓは小数である。
【００５３】
所定範囲ＨＲ１において、下限の境界値は、測定条件流速ｗに整数ｎを乗算した整数乗算値（ｎ×ｗ）に、測定条件流速ｗに小数ｓを乗算した小数乗算値（ｓ×ｗ）を減算した値（ｎ×ｗ−ｓ×ｗ）となる。
【００５４】
また、上限の境界値は、整数乗算値に小数乗算値を加算した値（ｎ×ｗ＋ｓ×ｗ）となる。なお、所定範囲ＨＲ１では、整数ｎは１であり、小数ｓは０〜１の間の値である。例えば、小数ｓを０．２５とすると、所定範囲ＨＲ１は０．７５×ｗ〜１．２５×ｗの範囲となる。
【００５５】
ステップＳ４０ｃにおいて、流速補正手段１２０は、最大度数流速ＶＴから流速の大きい側に離れた所定範囲ＨＲ１内にある流速度数分布の流速に、所定範囲ＨＲ１内の整数乗算値（所定流速値）のｗを減算することによって、流速度数分布の流速を補正して補正流速を算出する。
【００５６】
以上説明したステップＳ４０ｂおよびステップＳ４０ｃの処理について図４を用いて説明する。
【００５７】
図４において、最大度数流速ＶＴから測定条件流速ｗだけ離れた流速を整数乗算値ＶＲ１とする（最大度数流速ＶＴより右側に図示）。例えば、小数ｓを０．２５とすると、所定範囲ＨＲ１は、最大度数流速ＶＴを基準として、基準から０．７５×ｗ〜１．２５×ｗの範囲となる。そして、所定範囲ＨＲ１内の流速に、整数乗算値ＶＲ１（値ｗ）を減算して、補正流速を算出する。
【００５８】
さらに、整数ｎを２にして、整数乗算値をＶＲ２とする。例えば、小数ｓを０．２５とすると、所定範囲ＨＲ２は、最大度数流速ＶＴを基準として、基準から１．７５×ｗ〜２．２５×ｗの範囲となる。そして、所定範囲ＨＲ２内の流速に、整数乗算値ＶＲ２（値２×ｗ）を減算して、補正流速を算出する。さらに、整数ｎを３として、同様に補正流速を算出してもよい。
【００５９】
図３（ａ）に戻り、ステップＳ４０ｄにおいて、所定範囲算出手段１２２は、最大度数流速ＶＴより小さい流速側の所定範囲ＨＬ１を、ステップＳ４０ｂと同様に算出する。整数ｎは１、小数ｓは０．２５とすると、所定範囲ＨＬ１は０．７５×ｗ〜１．２５×ｗの範囲となる。
【００６０】
ステップＳ４０ｅにおいて、流速補正手段１２０は、ステップＳ４０ｃと同様に、最大度数流速ＶＴから流速の小さい側に離れた所定範囲ＨＬ１内にある流速度数分布の流速に、所定範囲ＨＬ１内の整数乗算値（所定流速値）のｗを加算することによって、流速度数分布の流速を補正して補正流速を算出する。なお、図４において、最大度数流速ＶＴより左側に、所定範囲ＨＬ１および整数乗算値ＶＬ１を図示しており、前述した整数乗算値ＶＲ１および所定範囲ＨＲ１の説明と同様に、補正流速を算出する。
【００６１】
つぎに、図３（ｂ）のステップＳ５０の近傍流速抽出処理について説明する。
【００６２】
図３（ｂ）において、近傍範囲算出手段１３１は、最大度数流速ＶＴからの近傍範囲として、最大度数流速ＶＴより大きい流速側の近傍範囲ＫＲを算出する（ステップＳ５０ａ）。近傍範囲ＫＲは、最大度数流速ＶＴを基準として、基準から０〜ｓ×ｗの範囲となり、例えば、小数ｓを０．２５とすると、近傍範囲ＫＲは、０〜０．２５×ｗの範囲となる。
【００６３】
そして、ステップＳ５０ｂにおいて、近傍流速抽出手段１３０は、最大度数流速ＶＴから近傍範囲ＫＲ内にある流速度数分布の流速（近傍流速）を抽出する。
【００６４】
なお、図４において、最大度数流速ＶＴより右側に近傍範囲ＫＲを図示し、近傍流速抽出手段１３０は、この近傍範囲ＫＲ内にある流速を抽出する。
【００６５】
図３（ｂ）に戻り、ステップＳ５０ｃにおいて、近傍範囲算出手段１３１は、ステップＳ５０ａと同様に、最大度数流速ＶＴからの近傍範囲として、最大度数流速ＶＴより小さい流速側の近傍範囲ＫＬを算出する。近傍範囲ＫＬは、最大度数流速ＶＴを基準として、基準から０〜ｓ×ｗの範囲となり、例えば、小数ｓを０．２５とすると、近傍範囲ＫＬは、０〜０．２５×ｗの範囲となる。
【００６６】
そして、ステップＳ５０ｄにおいて、近傍流速抽出手段１３０は、ステップＳ５０ｂと同様に、最大度数流速ＶＴから近傍範囲ＫＬ内にある流速度数分布の流速（近傍流速）を抽出する。
【００６７】
なお、図４において、最大度数流速ＶＴより左側に近傍範囲ＫＬを図示し、近傍流速抽出手段１３０は、この近傍範囲ＫＬ内にある流速を抽出する。
【００６８】
以上説明した図３（ａ）および（ｂ）の各処理を、測定線ＭＬ座標のすべての点について行った結果の流速分布を、図５の流速分布図を用いて説明する。図５（ａ）は、図３（ａ）および（ｂ）の各処理を行う前の流速分布図であり、図５（ｂ）は、図３（ａ）および（ｂ）の各処理を行った後の流速分布図である。
【００６９】
図５（ａ）において、図９の流速分布図と同様に、真の流速分布と多峰性流速分布とが存在する。
【００７０】
図５（ｂ）において、所定範囲ＨＲ１内およびＨＬ１内にある流速が、流速補正手段１２０によって補正されて、最大度数流速ＶＴ近傍に集められる。
【００７１】
そして、流量算出手段９０は、図５（ａ）の流速データよりも多くの流速データ（近傍流速と流速分布線上に丸印で示した補正流速と）を用いて、流量を算出する。
【００７２】
本実施例によれば、流速補正手段１２０が、最大度数流速抽出手段１１０によって抽出された流速から離れた所定範囲内にある流速に、前記所定範囲内の所定流速値を加算または減算し、流量算出手段１４０が、流速補正手段１２０によって求められた流速を用いて流量を算出することによって、多峰性によって生じる誤差のある流速を補正して、この補正流速を用いて流量測定を行うため、以下の効果がある。
【００７３】
（１）このように、補正流速を用いるため、流量を算出するための元データとなる流速データが多くなるので、流量値のばらつきが小さくなり、高精度な流量測定を行うことができる。
（２）流量を算出するための流速データが多くなるので、流量値のばらつきを抑え、精度の良い流量を得るために必要な流量測定時間（流量演算周期）を短くできる。これによって、流速の変化に対する応答を速くすることができる。
【００７４】
また、所定範囲算出手段１２２が、測定条件流速ｗに基づく範囲（例えば、所定範囲ＨＲ１、ＨＬ１）を算出し、所定範囲として用いることによって、流速補正手段１２０は、多峰性によって生じた流速が集中する部分の流速（例えば、図４の整数乗算値ＶＲ１、ＶＬ１付近）を補正して、流量算出手段１４０は、より多くの補正流速データを用いることができる。このため、より、流量値のばらつきが小さくなり、高精度な流量測定を行え、流速の変化に対する応答を速くすることができる。
【００７５】
また、所定範囲算出手段１２２が、整数ｎとして１以上の値（ｎ＝１、２など）を用いて所定範囲（例えば、所定範囲ＨＲ１、ＨＲ２）を算出して、これらの所定範囲内の流速を補正することによって、流量算出手段１４０は、さらに多くの補正流速データを用いることができる。このため、さらに、流量値のばらつきが小さくなり、高精度な流量測定を行え、流速の変化に対する応答を速くすることができる。
【００７６】
本実施例の変形例として、所定範囲算出手段１２２は、設定手段１５０からの設定データによって、記憶された小数ｓを０〜１の範囲内で変更できる。
【００７７】
そこで、多峰性によって生じた流速の度数分布（例えば、図４の整数乗算値ＶＲ１付近の流速度数分布）が急峻なカーブ特性であれば小数ｓを小さくし、緩いカーブ特性であれば小数ｓを大きくする。これによって、所定範囲算出手段１２２は、流速度数分布のカーブ特性に適応した所定範囲を算出でき、流速補正手段１２０は、より最適な流速補正を行うことができる。
【００７８】
［第２の実施例］
第２の実施例について図６を用いて説明する。図６は、本発明に係る超音波流量計２００の構成図である。以下に、第１の実施例の図１との相違点を中心に説明する。
【００７９】
図６において、図１の構成に加えて、温度センサ２１０および温度測定手段２２０が追加される。
【００８０】
温度センサ２１０は、超音波トランスジューサ１０、測定管２または被測定流体ＦＬＤの少なくともいずれか一つに取り付けられ、例えば、熱電対、測温抵抗体などが用いられる。
【００８１】
温度測定手段２２０は、温度センサ２１０からの出力を受けて、超音波トランスジューサ１０、測定管２または被測定流体ＦＬＤの少なくともいずれか一つの温度に対応する電気などの信号に変換して、温度を測定する。
【００８２】
測定条件流速算出手段１２１は、温度測定手段２２０から測定温度を受け取る。そして、音速Ｃは、超音波信号が通過する超音波トランスジューサ１０、測定管２または被測定流体ＦＬＤの温度によって変化するので、これに伴い、式（１）で表した測定条件流速ｗは、温度によって変化する。
【００８３】
これに対応するため、測定条件流速算出手段１２１は、受け取った測定温度によって、音速Ｃおよび測定条件流速ｗを補正する。これによって、測定条件流速算出手段１２１は、温度が変化しても正確な測定条件流速ｗを算出するので、流速補正手段１２０および流量算出手段１４０は、正確な補正流速および流量を算出することができる。
【００８４】
また、最大度数流速抽出手段１１０、流速度数算出手段１１１、流速補正手段１２０、測定条件流速算出手段１２１、所定範囲算出手段１２２、近傍流速抽出手段１３０、近傍範囲算出手段１３１、流量算出手段１４０および設定手段１５０は、プログラムを実行するＣＰＵなどのプロセッサによって実現されてもよく、論理回路などによって実現されてもよい。
【００８５】
なお、本発明は、前述の実施例に限定されることなく、その本質を逸脱しない範囲で、さらに多くの変更および変形を含む。また、前述した各手段の組み合わせ以外の組み合わせを含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明を適用した超音波流量計の構成図の例である。
【図２】図１の超音波流量計の動作フローチャート図の例である。
【図３】（ａ）は図２の流速補正処理の詳細、（ｂ）は図２の近傍流速抽出処理の詳細な動作フローチャート図の例である。
【図４】測定線ＭＬ座標のＸ１における流速の度数分布図の例である。
【図５】（ａ）は、図３の各処理を行う前の流速分布図、（ｂ）は、図３の各処理を行った後の流速分布図の例である。
【図６】本発明を適用した超音波流量計の構成図の他の例である。
【図７】背景技術で示した超音波流量計の構成図の例である。
【図８】図７の超音波流量計の反射波と相互相関値の波形図の例である。（ａ）は反射波１、（ｂ）は反射波２、（ｃ）は相互相関値の例である。
【図９】図８（ｃ）の相互相関値を用いて算出した流速分布図の例である。
【符号の説明】
【００８７】
２  測定管
１０  超音波トランスジューサ
２０  切換回路
３０  切換制御手段
４０  送信回路
５０  受信回路
６０  Ａ／Ｄ変換回路
７０  相関演算手段
８０  流速分布測定手段
１００、２００  超音波流量計
１１０  最大度数流速抽出手段
１１１  流速度数算出手段
１２０  流速補正手段
１２１  測定条件流速算出手段
１２２  所定範囲算出手段
１３０  近傍流速抽出手段
１３１  近傍範囲算出手段
１４０  流量算出手段
１５０  設定手段
２１０  温度センサ
２２０  温度測定手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図４】
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【図９】
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