【手続補正書】
【提出日】平成17年11月4日(2005.11.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】送信側にも受信側にもはたらく少なくとも１対の超音波送受波器を設け、流体の流れの中を上流から下流及び下流から上流に超音波の送受信を行い、その各向きの到達時間より流量を求める超音波流量計であって、
各方向の送受信において、まず送信側の送受波器から超音波を送信し、受信側送受波器の信号を入力とする受信波検知部が受信波を検知すると、再び送信側の送受波器から送信するようにし、
受信波検知部は、受信信号を増幅する増幅部と、増幅した受信波のゼロクロスポイントを検知する比較部からなるアナログ回路部を主構成単位としていて、
受信波検知部が検知した波が狙った特定番目の波と判断できたらその波のゼロクロスポイント検知とともに行う送信より総到達時間の測定を開始し、少なくともそれ以後は前回の送受信の到達時間より一定時間減じた時間が、その回の送信より経ったときに前記アナログ回路部へ電源供給を開始し、受信とともに電源供給を停止するようになっていて、
少なくとも総到達時間測定を開始後は、前回の送受信の到達時間より別の一定時間減じた時間が、その回の送信より経ったとき以降の最初のゼロクロスポイントを受信検知ポイントとし、
これを一定回数（ｎ回）繰り返すよう構成し、総到達時間の測定を開始した送信から一定回数目（ｎ回目）の受信までの時間つまり到達時間のｎ倍をまとめて測定し、その結果から流量を求めるようにしたもので、
送信の極性を反転できるようにし、少なくとも繰り返し以後の送信極性を狙った波を捉えるまでの送信極性を正とすれば、総到達時間測定開始後の送信の極性パターンと、そのパターンを１つずつずらし最初を正としたものを重ね合わせ、正正または負負の重なりには＋を割り当て、正負あるいは負正の重なりには−を割り当てたとき、＋−の数が等しくなり、かつ同様に２つずつずらし最初の２つを正正としたパターンを、元のパターンと重ね、同様に＋−を割り当てた時、＋−の数が等しくなる駆動パターンとした超音波流量計。
【請求項２】狙った波を捉えたとするまでの送信極性を正とすれば、総到達時間測定を開始後は、その開始時の送信を含め、送信極性を正負正負負負正正または正負負負正負正正あるいはそのどちらかの繰り返しとし、前記一定回数（ｎ）を８の倍数としたことを特徴とする請求項１記載の超音波流量計。
【請求項３】送信側にも受信側にもはたらく少なくとも１対の超音波送受波器を設け、流体の流れの中を上流から下流及び下流から上流に超音波の送受信を行い、その各向きの到達時間より流量を求める超音波流量計であって、
各方向の送受信において、まず送信側の送受波器から超音波を送信し、受信側送受波器の信号を入力とする受信波検知部が受信波を検知すると、再び送信側の送受波器から送信するようにし、
受信波検知部は、受信信号を増幅する増幅部と、増幅した受信波のゼロクロスポイントを検知する比較部からなるアナログ回路部を主構成単位としていて、
受信波検知部が検知した波が狙った特定番目の波と判断できたらその波のゼロクロスポイント検知とともに行う送信より総到達時間の測定を開始し、少なくともそれ以後は前回の送受信の到達時間より一定時間減じた時間が、その回の送信より経ったときに前記アナログ回路部へ電源供給を開始し、受信とともに電源供給を停止するようになっていて、
少なくとも総到達時間測定を開始後は、前回の送受信の到達時間より別の一定時間減じた時間が、その回の送信より経ったとき以降の最初のゼロクロスポイントを受信検知ポイントとし、
これを４回繰り返すよう構成し、総到達時間の測定を開始した送信から４回目の受信までの時間つまり到達時間の４倍をまとめて測定し、その結果から流量を求めるようにしたもので、
送信の極性を反転できるようにし、狙った波を捉えたとするまでの送信極性を正とすれば、総到達時間測定を開始後は、その開始時の送信を含め送信極性を正負正負、正負負負、正負正正、正負負正の４つの駆動パターンを各方向につき、同数ずつ使用して同じ使用頻度となるようにしたことを特徴とする超音波流量計。
【請求項４】送信側にも受信側にもはたらく少なくとも１対の超音波送受波器を設け、流体の流れの中を上流から下流及び下流から上流に超音波の送受信を行い、その各向きの到達時間より流量を求める超音波流量計であって、
各方向の送受信において、まず送信側の送受波器から超音波を送信し、受信側送受波器の信号を入力とする受信波検知部が受信波を検知すると、再び送信側の送受波器から送信するようにし、
受信波検知部が検知した波が狙った特定番目の波と判断できたらその波のゼロクロスポイント検知とともに行う送信より総到達時間の測定を開始し、
少なくともそれ以後は、前回の送受信の到達時間より一定時間減じた時間が、その回の送信より経ったとき以降の最初のゼロクロスポイントを受信検知ポイントとし、
これを一定回数（ｎ回）繰り返すよう構成し、総到達時間の測定を開始した送信から一定回数目（ｎ回目）の受信までの時間つまり到達時間のｎ倍をまとめて測定し、その結果から流量を求めるようにしたもので、
送信の極性を反転できるようにし、少なくとも繰り返し以後の送信極性を狙った波を捉えるまでの送信極性を正とすれば、総到達時間測定開始後の送信の極性パターンと、そのパターンを１つずつずらし最初を正としたものを重ね合わせ、正正または負負の重なりには＋を割り当て、正負あるいは負正の重なりには−を割り当てたとき、＋−の数が等しくなり、かつ同様に２つずつずらし最初の２つを正正としたパターンを、元のパターンと重ね、同様に＋−を割り当てた時、＋−の数が等しくなる駆動パターンとした超音波流量計。
【請求項５】総到達時間測定開始後は正極性の送信と負極性の送信の数を同数としたことを特徴とする請求項１又は４記載の超音波流量計。
【請求項６】送信側にも受信側にもはたらく少なくとも１対の超音波送受波器を設け、流体の流れの中を上流から下流及び下流から上流に超音波の送受信を行い、その各向きの到達時間より流量を求める超音波流量計であって、
各方向の送受信において、まず送信側の送受波器から超音波を送信し、受信側送受波器の信号を入力とする受信波検知部が受信波を検知すると、再び送信側の送受波器から送信するようにし、
受信波検知部が検知した波が狙った特定番目の波と判断できたらその波のゼロクロスポイント検知とともに行う送信より総到達時間の測定を開始し、
少なくともそれ以後は、前回の送受信の到達時間より一定時間減じた時間が、その回の送信より経ったとき以降の最初のゼロクロスポイントを受信検知ポイントとし、
これを４回繰り返すよう構成し、総到達時間の測定を開始した送信から４回目の受信までの時間つまり到達時間の４倍をまとめて測定し、その結果から流量を求めるようにしたもので、
送信の極性を反転できるようにし、狙った波を捉えたとするまでの送信極性を正とすれば、総到達時間測定を開始後は、その開始時の送信を含め送信極性を正負正負、正負負負、正負正正、正負負正の４つの駆動パターンを各方向につき、同数ずつ使用して同じ使用頻度となるようにしたことを特徴とする超音波流量計。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
ところで、電池駆動の超音波流量計の実現が要望されており、順方向と逆方向の各方向毎に、連続して複数回の送受信を行い、各方向における前記総到達時間に基づいて各方向の伝播時間を計測して流速・流量を求める超音波流量計で、消費電力が大きいアナログ回路への電源供給時間（電源ＯＮ時間）を必要最小限の時間に短縮することで流量計の消費電力を低減するものを本願発明者は先に提案した。この超音波流量計は、受信側の送受波器の信号を増幅する増幅器と、増幅した信号を基準レベルと比較する比較器とを備えた受信波検知部の電源をふだんはＯＦＦしておき、超音波が受信側の送受波器に到達する直前にＯＮし、受信波検知部が超音波の受信波を検知したら電源をＯＦＦするものである（特許文献４参照）。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
そこで、先に提案した特願２００１−１７５７３８の超音波流量計は、送信側としても受信側としても働く超音波送受波器を少なくとも１対設け、流体の流れの中を上流から下流の順方向及び下流から上流の逆方向に超音波の送受信を行い、その各方向の到達時間より流量を求める超音波流量計で、かつ、各方向毎に先ず一方の送受波器を送信側として送信し、他方の受信側送受波器の信号を入力とする受信波検知部が受信波を検知すると再び送信側送受波器を駆動して送信し、これを複数の一定回数繰り返すように構成し、各方向毎に第１回目の送信から一定回数目の受信までの時間、つまり到達時間の複数倍をまとめて測定し、その結果から到達時間を求める超音波流量計において、
前記受信波検知部は、ある基準レベルに対し最初にそのレベルを越えた波が次にゼロクロスする点を到達ポイントとし、
送信の駆動パターンの極性のみ逆にできるようにすると共に、前記基準レベルの極性のみ逆にした逆基準レベルを用意し、
送信の駆動パターンの極性を逆にしたときは、その送信に対応する受信は、前記逆基準レベルを最初に逆方向に越えた波が次にゼロクロスする点を到達ポイントとし、
前記一定回数の送信の１／４の回数を前記２つの駆動パターンの一方の送信とし、このパターンでの送信後は少なくとも２回のもう一方のパターンの送信を行うようにした。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１の発明は、送信側にも受信側にもはたらく少なくとも１対の超音波送受波器を設け、流体の流れの中を上流から下流及び下流から上流に超音波の送受信を行い、その各向きの到達時間より流量を求める超音波流量計であって、
各方向の送受信において、まず送信側の送受波器から超音波を送信し、受信側送受波器の信号を入力とする受信波検知部が受信波を検知すると、再び送信側の送受波器から送信するようにし、
受信波検知部は、受信信号を増幅する増幅部と、増幅した受信波のゼロクロスポイントを検知する比較部からなるアナログ回路部を主構成単位としていて、
受信波検知部が検知した波が狙った特定番目の波と判断できたらその波のゼロクロスポイント検知とともに行う送信より総到達時間の測定を開始し、少なくともそれ以後は前回の送受信の到達時間より一定時間減じた時間が、その回の送信より経ったときに前記アナログ回路部へ電源供給を開始し、受信とともに電源供給を停止するようになっていて、
少なくとも総到達時間測定を開始後は、前回の送受信の到達時間より別の一定時間減じた時間が、その回の送信より経ったとき以降の最初のゼロクロスポイントを受信検知ポイントとし、
これを一定回数（ｎ回）繰り返すよう構成し、総到達時間の測定を開始した送信から一定回数目（ｎ回目）の受信までの時間つまり到達時間のｎ倍をまとめて測定し、その結果から流量を求めるようにしたもので、
送信の極性を反転できるようにし、少なくとも繰り返し以後の送信極性を狙った波を捉えるまでの送信極性を正とすれば、総到達時間測定開始後の送信の極性パターンと、そのパターンを１つずつずらし最初を正としたものを重ね合わせ、正正または負負の重なりには＋を割り当て、正負あるいは負正の重なりには−を割り当てたとき、＋−の数が等しくなり、かつ同様に２つずつずらし最初の２つを正正としたパターンを、元のパターンと重ね、同様に＋−を割り当てた時、＋−の数が等しくなる駆動パターンとした超音波流量計である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
そして、請求項３の発明は、送信側にも受信側にもはたらく少なくとも１対の超音波送受波器を設け、流体の流れの中を上流から下流及び下流から上流に超音波の送受信を行い、その各向きの到達時間より流量を求める超音波流量計であって、
各方向の送受信において、まず送信側の送受波器から超音波を送信し、受信側送受波器の信号を入力とする受信波検知部が受信波を検知すると、再び送信側の送受波器から送信するようにし、
受信波検知部は、受信信号を増幅する増幅部と、増幅した受信波のゼロクロスポイントを検知する比較部からなるアナログ回路部を主構成単位としていて、
受信波検知部が検知した波が狙った特定番目の波と判断できたらその波のゼロクロスポイント検知とともに行う送信より総到達時間の測定を開始し、少なくともそれ以後は前回の送受信の到達時間より一定時間減じた時間が、その回の送信より経ったときに前記アナログ回路部へ電源供給を開始し、受信とともに電源供給を停止するようになっていて、
少なくとも総到達時間測定を開始後は、前回の送受信の到達時間より別の一定時間減じた時間が、その回の送信より経ったとき以降の最初のゼロクロスポイントを受信検知ポイントとし、
これを４回繰り返すよう構成し、総到達時間の測定を開始した送信から４回目の受信までの時間つまり到達時間の４倍をまとめて測定し、その結果から流量を求めるようにしたもので、
送信の極性を反転できるようにし、狙った波を捉えたとするまでの送信極性を正とすれば、総到達時間測定を開始後は、その開始時の送信を含め送信極性を正負正負、正負負負、正負正正、正負負正の４つの駆動パターンを各方向につき、同数ずつ使用して同じ使用頻度となるようにしたことを特徴とする超音波流量計である。
また、請求項４の発明は、送信側にも受信側にもはたらく少なくとも１対の超音波送受波器を設け、流体の流れの中を上流から下流及び下流から上流に超音波の送受信を行い、その各向きの到達時間より流量を求める超音波流量計であって、
各方向の送受信において、まず送信側の送受波器から超音波を送信し、受信側送受波器の信号を入力とする受信波検知部が受信波を検知すると、再び送信側の送受波器から送信するようにし、
受信波検知部が検知した波が狙った特定番目の波と判断できたらその波のゼロクロスポイント検知とともに行う送信より総到達時間の測定を開始し、
少なくともそれ以後は、前回の送受信の到達時間より一定時間減じた時間が、その回の送信より経ったとき以降の最初のゼロクロスポイントを受信検知ポイントとし、
これを一定回数（ｎ回）繰り返すよう構成し、総到達時間の測定を開始した送信から一定回数目（ｎ回目）の受信までの時間つまり到達時間のｎ倍をまとめて測定し、その結果から流量を求めるようにしたもので、
送信の極性を反転できるようにし、少なくとも繰り返し以後の送信極性を狙った波を捉えるまでの送信極性を正とすれば、総到達時間測定開始後の送信の極性パターンと、そのパターンを１つずつずらし最初を正としたものを重ね合わせ、正正または負負の重なりには＋を割り当て、正負あるいは負正の重なりには−を割り当てたとき、＋−の数が等しくなり、かつ同様に２つずつずらし最初の２つを正正としたパターンを、元のパターンと重ね、同様に＋−を割り当てた時、＋−の数が等しくなる駆動パターンとした超音波流量計である。
また、請求項５の発明は、請求項１又は４記載の超音波流量計において、総到達時間測定開始後は正極性の送信と負極性の送信の数を同数としたことを特徴とするものである。
そして、また、請求項６の発明は、送信側にも受信側にもはたらく少なくとも１対の超音波送受波器を設け、流体の流れの中を上流から下流及び下流から上流に超音波の送受信を行い、その各向きの到達時間より流量を求める超音波流量計であって、
各方向の送受信において、まず送信側の送受波器から超音波を送信し、受信側送受波器の信号を入力とする受信波検知部が受信波を検知すると、再び送信側の送受波器から送信するようにし、
受信波検知部が検知した波が狙った特定番目の波と判断できたらその波のゼロクロスポイント検知とともに行う送信より総到達時間の測定を開始し、
少なくともそれ以後は、前回の送受信の到達時間より一定時間減じた時間が、その回の送信より経ったとき以降の最初のゼロクロスポイントを受信検知ポイントとし、
これを４回繰り返すよう構成し、総到達時間の測定を開始した送信から４回目の受信までの時間つまり到達時間の４倍をまとめて測定し、その結果から流量を求めるようにしたもので、
送信の極性を反転できるようにし、狙った波を捉えたとするまでの送信極性を正とすれば、総到達時間測定を開始後は、その開始時の送信を含め送信極性を正負正負、正負負負、正負正正、正負負正の４つの駆動パターンを各方向につき、同数ずつ使用して同じ使用頻度となるようにしたことを特徴とする超音波流量計である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
図１２は、繰り返し送受信に入って以降の狙った特定番目の波のゼロクロスポイント付近を拡大したものである（正極性送信の波形と負極性送信の波形を重ねて表示している。ノイズはＯＮ時ノイズのみ）。受信波はノイズに比べて大きいため図のような関係に表すことができる。ノイズをプラス側にしたがマイナス側もあり得る。正極性送信の波形は＋側から−側へのゼロクロスであり、図の場合、ゼロクロスポイントは真の点より遅れた（到達時間が長くなる方向へずれた）位置となる（この誤差は、特に微小流量において大きな流量誤差になる）。逆に、負極性送信の波形は、正極性送信の波形を極性のみ逆にしたもので、−側から＋側へのゼロクロスポイントが受信点となり、ＯＮ時ノイズにより受信点は到達時間が短くなる方向へずれた位置となり、その大きさは、正極性送信の誤差と極性のみ逆になる。したがって、正負の極性の送信数が同じならＯＮ時ノイズによる誤差を相殺できる。