(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定流体が流れる管と、
超音波送信器及び超音波受信器とからなる一組の超音波センサと、
からなり、
前記超音波送信器から送信され、前記被測定流体を介して前記超音波受信器で受信された超音波の受信信号の変調から前記被測定流体の流量を検出する流量計において、
前記受信信号の振幅が予め定められた基準振幅以下になったかを判断する振幅判断手段と、
該振幅判断手段によって前記受信信号の振幅が前記基準振幅以下になっていると判断されている時間が予め定められた基準時間以上になったときに前記超音波センサが故障したと判定するセンサ故障判定手段と、
を設けたことを特徴とする流量計。
【請求項２】
被測定流体が流れる管と、
超音波送信器及び超音波受信器とからなる二組の超音波センサと、
前記超音波送信器に駆動信号を送信する駆動回路と、
前記超音波送信器から送信され、前記被測定流体を介して前記超音波受信器で受信された２つの超音波の受信信号の変調から前記被測定流体の流量を検出する流量検出手段と、
からなる流量計において、
前記２つの受信信号の振幅のそれぞれが予め定められた基準振幅以下になったかを判断する振幅判断手段と、
該振幅判断手段によって前記受信信号の振幅が前記基準振幅以下になっていると判断されている時間が予め定められた基準時間以上になったときに前記超音波センサが故障したと判定するセンサ故障判定手段と、
を設け、
前記流量検出手段は、該センサ故障判定手段によって前記二組の超音波センサのうちどちらか一方のみが故障したと判定されたときに、前記駆動回路の駆動信号と、前記二組の超音波センサのうちの故障したと判定されていない超音波センサの受信信号とから前記被測定流体の流量を検出することを特徴とする流量計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体の流量を計測する流量計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の流量計の一例として特開平4-291114号公報に示すものがある。
この公報に示す流量計は、被測定流体が流れる管と、この管内に設けたカルマン渦発生用の渦発生柱とを有し、渦発生柱の下流側に超音波送信器及び超音波受信器からなる２組の超音波センサと、２つの超音波受信器から受信信号を入力する位相比較器とを備えている。２組の超音波センサ（超音波送信器及び超音波受信器）はそれぞれの超音波伝搬路がクロスするように配置されている。
【０００３】
この流量計では、被測定流体の流速に対応して渦発生柱の下流側に交番にカルマン渦が発生し、このカルマン渦により超音波が変調され、２つの超音波受信器のうち一方が超音波を進み状態で受信したときには、他方の超音波受信器が超音波を遅れ状態で受信するようになっている。そして、位相比較器が、前記２つの受信信号の位相差を求め、この位相差からカルマン渦の発生周期を検出して流体速度、ひいては流量を検出するようにしている。
また、この流量計では、異常検出回路を設け、超音波センサに出力異常があったと判定できるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、流量計では、管内を気泡が通過した場合、空気の超音波透過率が非常に小さいために受信信号の振幅が一時的に小さくなることがある。このような場合に、上述した流量計では、受信信号の振幅が小さくなったことにより、気泡が通過しただけであるにもかかわらず、超音波センサが異常であると誤判定してしまうことになり、上述した流量計は、その分、超音波センサの故障判定精度が劣ったものになっている。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、超音波センサの故障判定を精度高く行える流量計を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、被測定流体が流れる管と、
超音波送信器及び超音波受信器とからなる一組の超音波センサと、
からなり、
前記超音波送信器から送信され、前記被測定流体を介して前記超音波受信器で受信された超音波の受信信号の変調から前記被測定流体の流量を検出する流量計において、
前記受信信号の振幅が予め定められた基準振幅以下になったかを判断する振幅判断手段と、
該振幅判断手段によって前記受信信号の振幅が前記基準振幅以下になっていると判断されている時間が予め定められた基準時間以上になったときに前記超音波センサが故障したと判定するセンサ故障判定手段と、
を設けたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、被測定流体が流れる管と、
超音波送信器及び超音波受信器とからなる二組の超音波センサと、
前記超音波送信器に駆動信号を送信する駆動回路と、
前記超音波送信器から送信され、前記被測定流体を介して前記超音波受信器で受信された２つの超音波の受信信号の変調から前記被測定流体の流量を検出する流量検出手段と、
からなる流量計において、
前記２つの受信信号の振幅のそれぞれが予め定められた基準振幅以下になったかを判断する振幅判断手段と、
該振幅判断手段によって前記受信信号の振幅が前記基準振幅以下になっていると判断されている時間が予め定められた基準時間以上になったときに前記超音波センサが故障したと判定するセンサ故障判定手段と、
を設け、
前記流量検出手段は、該センサ故障判定手段によって前記二組の超音波センサのうちどちらか一方のみが故障したと判定されたときに、前記駆動回路の駆動信号と、前記二組の超音波センサのうちの故障したと判定されていない超音波センサの受信信号とから前記被測定流体の流量を検出することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態の流量計を図１ないし図４に基づいて説明する。
【０００９】
図１において、流量計は、被測定流体が流れる管１と、この管１内に設けたカルマン渦発生用の渦発生柱２とを有し、カルマン渦の発生領域に臨むように管１には相対向して形成された２つの孔３が２組、計４つの孔が形成されている。４つの孔３には、超音波送信器及び超音波受信器からなる２組の超音波センサ４（以下、適宜、第１、第２の超音波センサ４１，４２という。）がそれぞれの超音波センサの超音波送信器と超音波受信器とが相対向するように嵌合されている。
【００１０】
第１の超音波センサ４１を構成する超音波送信器及び超音波受信器（以下、適宜、第１の送、受信器４１ａ，４１ｂという。）はカルマン渦の発生領域を間にして対向し、かつ第２の超音波センサ４２を構成する超音波送信器及び超音波受信器（以下、適宜、第２の送、受信器４２ａ，４２ｂという。）はカルマン渦の発生領域を間にして対向しており、第１の超音波センサ４１（第１の送、受信器４１ａ，４１ｂ）と第２の超音波センサ４２（第２の送、受信器４２ａ，４２ｂ）とはそれぞれの超音波伝搬路がクロスして配置したものになっている。
【００１１】
第１、第２の送信器４１ａ，４２ａにはセンサ駆動回路５が接続されており、駆動信号Ｐを出力して第１、第２の送信器４１ａ，４２ａに超音波を送信させるようにしている。
第１、第２の送信器４１ａ，４２ａからの超音波は、被測定流体の流速に対応する周波数で発生するカルマン渦により変調され、第１、第２の受信器４１ｂ，４２ｂのうち一方（例えば第１の受信器４１ｂ）が超音波を進み状態で受信したときには他方の受信器（第２の受信器４２ｂ）が超音波を遅れ状態で受信するようになっている。
【００１２】
第１、第２の受信器４１ｂ，４２ｂには、第１、第２の受信器４１ｂ，４２ｂの受信信号Ｒ1 ，Ｒ2 を増幅する増幅回路６（第１、第２の受信器４１ｂ，４２ｂに対応してそれぞれ第１、第２の増幅回路６１，６２という。）、増幅・フィルタ回路７（第１、第２の受信器４１ｂ，４２ｂに対応してそれぞれ第１、第２の増幅・フィルタ回路７１，７２という。）、及びアナログスイッチ等で構成される信号切換回路８（第１、第２の受信器４１ｂ，４２ｂに対応してそれぞれ第１、第２の信号切換回路８１，８２という。）を介して位相比較回路９が接続されている。位相比較回路９は、前記２つの受信信号Ｒ1 ，Ｒ2 の位相差を求める。
【００１３】
第１の増幅回路６１と第１の増幅・フィルタ回路７１とを接続する線路、第２の増幅回路６２と第２の増幅・フィルタ回路７２とを接続する線路にはそれぞれ、第１、第２の振幅監視回路１０１，１０２が分岐接続されており、第１、第２の増幅回路６１，６２からの受信信号Ｒ1 ，Ｒ2 の振幅を検出するようにしている。
第１、第２の信号切換回路８１，８２は、センサ駆動回路５に切換可能に接続されており、通常時は第１、第２の増幅・フィルタ回路７１，７２と位相比較回路９とを導通させる一方、後述する演算回路１１からの信号により、第１、第２の増幅・フィルタ回路７１，７２と位相比較回路９とを非導通とし、かつセンサ駆動回路５と位相比較回路９とを導通させるように切換えられるようになっている。
【００１４】
この流量計には、超音波センサ４の故障を検出した際、アラーム音を発生して超音波センサ４が故障したことを報知する警報器（報知手段）１２が設けられている。
また、センサ駆動回路５と第１、第２の信号切換回路８１，８２とを接続する線路に分岐して第３の振幅監視回路１０３が分岐接続されており、センサ駆動回路５が出力する駆動信号Ｐの振幅を検出するようにしている。
【００１５】
位相比較回路９、第１、第２、第３の振幅監視回路１０１，１０２，１０３、第１、第２の信号切換回路８１，８２及び警報器１２に接続して演算回路１１（マイコン）が設けられている。
演算回路１１は、位相比較回路９が求めた位相差からカルマン渦の発生周期を検出して流体速度、ひいては流量を検出し、流量信号Ｊとして出力するようにしている（位相比較回路９及び演算回路１１によって流量検出手段が構成される。）。また、演算回路１１は、第１、第２、第３の振幅監視回路１０１，１０２，１０３からその検出値を入力して、後述する演算処理を行って、演算結果に基づいて第１、第２の信号切換回路８１，８２の切換え制御等を行い、第１、第２の超音波センサ４１，４２の故障時に対処し得るようにしている。さらに、演算回路１１には、第１、第２の受信器４１ｂ，４２ｂの受信信号Ｒ1 ，Ｒ2 の振幅Ａ，Ｂとの比較に用いる予め設定された振幅基準値Ｅ、後述する経過時間との比較に用いる予め設定された基準時間Ｇが格納されていると共に、タイマ機能を有している。なお、振幅基準値Ｅは、受信信号Ｒ1 ，Ｒ2 のそれぞれの受信振幅が振幅基準値Ｅ以上であれば正確な流量検出ができる値に定めてあり、また基準時間Ｇは、本実施の形態の流量計の流量検出精度が保証できる最低流量のときに、気泡が通過するのに要する時間以上の時間に定めてある。
【００１６】
以上のように構成された流量計の作用を、演算回路１１の演算処理内容と共に、図２及び図３に基づいて説明する。
図２はセンサ異常検出ルーチン、図３はセンサ劣化検出ルーチンを示し、演算回路１１は、前記センサ異常検出機能及びセンサ劣化検出機能を合わせ持っている。なお、前記第１、第２の受信器４１ｂ，４２ｂの受信信号Ｒ1 ，Ｒ2 の振幅をそれぞれ振幅Ａ，Ｂとして、以下に、説明する。
【００１７】
演算回路１１は、流量検出のメインルーチンを実行すると共にセンサ異常検出ルーチン及びセンサ劣化検出ルーチンを並行して実行している。センサ異常検出ルーチンでは、まず、振幅Ａが振幅基準値Ｅ以上か否かを判定する（ステップS1）。ステップS1でYES と判定すると、振幅Ｂが振幅基準値Ｅ以上か否かを判定する（ステップS2）。ステップS2でYES と判定すると、処理をステップS1に戻って行う。
ステップS2でNOと判定する〔即ち、（振幅Ｂ）＜（振幅基準値Ｅ）であり、この場合、第２の送信器４２ａが送信する超音波の伝搬路において気泡が通過した可能性があり、また、第２の超音波センサ４２が故障した可能性がある。〕と、タイマをスタートさせて経過時間（便宜上、第１経過時間）Ｔ1 を計測する（ステップS3）。
【００１８】
ステップS3に続いて、振幅Ｂが振幅基準値Ｅ以上か否かを再度、判定する（ステップS4）。ステップS4でYES 〔（振幅Ｂ）≧（振幅基準値Ｅ）である。〕と判定すると処理をステップS1に戻って行う。ステップS4の判定は、ステップS2でNOと判定した〔（振幅Ｂ）＜（振幅基準値Ｅ）〕後に行われるものであり、このステップS4でYES と判定することは、第２の送信器４２ａが送信する超音波の伝搬路において気泡が通過したと想定できる。
【００１９】
ステップS4でNOと判定すると、第１経過時間Ｔ1 が基準時間Ｇ以上であるか否かを判定する（ステップS5）。ステップS5でNOと判定（Ｔ1 ＜Ｇ）すると処理をステップS4に戻って行い、（振幅Ｂ）＜（振幅基準値Ｅ）となっている状態の時間の積算（第１経過時間Ｔ1 の累積）を行えるようにしている。
ステップS5でYES と判定すると第２の受信器４２ｂの受信信号Ｒ2 の振幅Ｂが基準時間Ｇ以上継続して振幅基準値Ｅ以下になっているため、演算回路１１は第２の超音波センサ４２が故障したと判定し、この判定結果に基づいて警報信号を出力して警報器１２にアラームを発生させる（ステップS6）。
【００２０】
ステップS6に続いて第２の信号切換回路８２に切換信号を出力して第２の信号切換回路８２を作動させ、第２の増幅・フィルタ回路７２と位相比較回路９との接続を断つと共に、センサ駆動回路５、第２の信号切換回路８２及び位相比較回路９のルートを形成し、第２の増幅・フィルタ回路７２からの受信信号Ｒ2 に代えて、駆動信号Ｐが位相比較回路９に入力されるようにする（ステップS7）。ステップS7に続いて、前記ステップS3で開始したタイマの計測値（第１経過時間Ｔ1 ）をリセットし（ステップS8）、センサ異常検出処理ルーチンを終了する。
【００２１】
ステップS1でNOと判定する（第１の送信器４１ａが送信する超音波の伝搬路において気泡が通過した可能性があり、また、第１の超音波センサ４１が故障した可能性がある。）と、振幅Ｂが振幅基準値Ｅ以上か否かを判定する（ステップS9）。ステップS9に続いて、タイマをスタートさせて経過時間（便宜上、第２経過時間）Ｔ2 を計測する（ステップS10 ）。
【００２２】
ステップS10 に続いて、振幅Ａが振幅基準値Ｅ以上か否かを再度、判定する（ステップS11 ）。ステップS11 でYES 〔（振幅Ａ）≧（振幅基準値Ｅ）である。〕と判定すると処理をステップS1に戻って行う。ステップS11 の判定は、ステップS1でNOと判定した〔（振幅Ａ）＜（振幅基準値Ｅ）〕後に行われるものであり、このステップS11 でYES と判定することは、第１の送信器４１ａが送信する超音波の伝搬路において気泡が通過したと想定できる。
【００２３】
ステップS11 でNOと判定すると、第２経過時間Ｔ2 が基準時間Ｇに達したか否かを判定する（ステップS12 ）。ステップS12 でNOと判定すると処理をステップS11 に戻って行う。
ステップS12 でYES と判定すると第１の受信器４１ｂの受信信号Ｒ1 の振幅Ａが基準時間Ｇ以上継続して振幅基準値Ｅ以下になっているため、演算回路１１は第１の超音波センサ４１が故障したと判定し、この判定結果に基づいて警報信号を出力して警報器１２にアラームを発生させる（ステップS13 ）。
【００２４】
ステップS13 に続いて、第１の信号切換回路８１に切換信号を出力して第１の信号切換回路８１を作動させ、第１の増幅・フィルタ回路７１と位相比較回路９との接続を断つと共に、センサ駆動回路５、第１の信号切換回路８１及び位相比較回路９のルートを形成し、第１の増幅・フィルタ回路７１からの受信信号Ｒ1 に代えて、駆動信号Ｐが位相比較回路９に入力されるようにする（ステップS14 ）。ステップS14 に続いて、ステップS10 で開始したタイマの計測値（第２経過時間Ｔ2 ）をリセットし（ステップS15 ）、センサ異常検出処理ルーチンを終了する。
【００２５】
ステップS9でNOと判定する（第１、第２の送信器４１ａ，４２ａが送信する超音波の伝搬路において気泡が通過した可能性があり、また、第１、第２の超音波センサ４１，４２が故障した可能性がある。）と、第１、第２の超音波センサ４１，４２の受信信号Ｒ1 ，Ｒ2 ともに基準振幅値Ｅ以下の受信振幅になっており、正確な流量検出ができないため、流量信号Ｊの出力を停止し（ステップS16 ）、タイマをスタートさせて経過時間（便宜上、第３経過時間）Ｔ3 を計測する（ステップS17 ）。
【００２６】
ステップS17 に続いて、振幅Ａが振幅基準値Ｅ以上か否かを再度、判定する（ステップS18 ）。ステップS18 でNOと判定すると、振幅Ｂが振幅基準値Ｅ以上か否かを判定する（ステップS19 ）。ステップS19 でNOと判定すると、第３経過時間Ｔ3 が基準時間Ｇに達したか否かを判定する（ステップS20 ）。
【００２７】
ステップS20 でYES と判定すると振幅Ａ，Ｂともに基準時間Ｇ以上継続して振幅基準値Ｅ以下になっているため演算回路１１は第１、第２の超音波センサ４１，４２が故障したと判定し、この判定結果に基づいて警報信号を出力して警報器１２にアラームを発生させる（ステップS21 ）。ステップS21 に続いて、前記ステップS17 で開始したタイマの計測値（第３経過時間Ｔ3 ）をリセットし（ステップS22 ）、センサ異常検出処理ルーチンを終了する。
前記ステップS18 でYES と判定する（第１の超音波センサ４１の故障でなく気泡通過があった可能性が高い。）と、流量信号Ｊの出力を再開し（ステップS23 ）、ステップS11 に戻って処理を行う。
前記ステップS19 でYES と判定（第２の超音波センサ４２の故障でなく気泡通過があった可能性が高い。）と、流量信号Ｊの出力を再開し（ステップS24 ）、ステップS4に戻って処理を行う。
【００２８】
上述したように超音波センサ４が故障した際には、受信信号Ｒ1 ，Ｒ2 の振幅について所定値以下の状態が継続する一方、気泡等の通過の際には受信信号Ｒ1 ，Ｒ2 の振幅は一時的に低下するものの、迅速に正常レベルに復帰する。そして、本実施の形態では、超音波センサ４の故障及び気泡等の通過により受信信号Ｒ1 ，Ｒ2 の振幅について上述した相違が生じることに基づいて、両者を識別し故障の誤判定を防止するようにしている。
【００２９】
すなわち、ステップS2でNOと判定した〔（振幅Ｂ）＜（振幅基準値Ｅ）〕後、ステップS4でYES 〔（振幅Ｂ）≧（振幅基準値Ｅ）である。〕と判定すると、第２の送信器４２ａが送信する超音波の伝搬路において気泡が通過したと想定して、ステップS6（第２の超音波センサ４２が故障したと報知）及びステップS7の処理を行うのを避けるようにしている。一方、ステップS4でNOと判定し〔（振幅Ｂ）＜（振幅基準値Ｅ）〕、第１経過時間Ｔ1 が基準時間Ｇ以上になる（ステップS5でYES と判定する）と、ステップS4でのNO判定〔（振幅Ｂ）＜（振幅基準値Ｅ）〕が気泡通過でなく、第２の超音波センサ４２の故障によるものと判定し、第２の超音波センサ４２が故障したと報知し（ステップS6）、さらに第２の受信器の受信信号Ｒ2 に代えて駆動信号Ｐを用い（ステップS7）、この駆動信号Ｐと第１の受信器の受信信号Ｒ1 との位相比較を行い、流量算出を、継続して行えるようにしている。
【００３０】
上述したように、この第１の実施形態は、受信信号Ｒ1 ，Ｒ2 の振幅Ａ，Ｂが振幅基準値Ｅ以下になったと判断した時点からの経過時間が基準時間以上になったかを判断し、経過時間が基準時間Ｇ以上になったときに超音波センサ４が故障したと判定する。このため、気泡が通過して受信信号Ｒ1 ，Ｒ2 の振幅が一時的に低下したような場合には、超音波センサ４が故障したと判定するような誤判定を避けることができ、その分、故障の検出精度を向上できる。また、故障検出した場合に、警報器１２にアラーム音を発生させるので、オペレータに超音波センサ４が故障したことを確実に知らせることができる。
【００３１】
なお、第１の超音波センサ４１の故障検出についても、ステップS1及びステップS11 及びステップS12 の処理により上述したのと同様に行われる。
本実施の形態では、上述したステップS1、S2、S4、S9、S11 、S18 及びS19 が振幅判断手段を構成し、ステップS5、S12 及びS20 がセンサ故障判定手段を構成している。
【００３２】
本実施の形態では、第１、第２の超音波センサ４１，４２の受信信号Ｒ1 ，Ｒ2 の振幅を求めており、第１、第２の超音波センサ４１，４２のうちいずれの超音波センサが故障したかを判定することが可能になる。このため、本装置を使用している箇所（現地）で、故障原因の調査が可能であると共に、現地で修理することにより修理工場への持ち帰り等のメンテナンス工程が省略され、その分、継続使用時間を延ばすことができる。
【００３３】
本実施の形態では、第１、第２の超音波センサ４１，４２のうち一方が故障した場合にも、故障した方の超音波センサ４の受信信号（Ｒ1 ，Ｒ2 のうち一方）に代えて駆動信号Ｐを用い、この駆動信号Ｐと故障してない方の超音波センサ４の受信信号（Ｒ1 ，Ｒ2 のうち他方）とを位相比較して流量計測を行うので、流量計測の中断を招くことがない。このため、例えば第１、第２の超音波センサ４１，４２のうち一方が故障したとしても、定期メンテナンス時まで応急的に流量検出が可能であり、生産ライン等の中断を招くことがない。
また、本実施の形態では、第１、第２の超音波センサ４１，４２の両者が故障した場合には、流量信号Ｊの出力を停止するので、流量の誤検出の発生を防止可能である。
【００３４】
次に、センサ劣化検出について図３及び図４に基づいて説明する。
このセンサ劣化検出ルーチンは、熱等により超音波センサ４が劣化した場合、受信振幅が徐々に低下してくることを利用し、それぞれのセンサ受信振幅を継続的に監視し超音波センサ４の交換時期を予測するものである。図４は、超音波センサ４の共振時、反共振時のインピーダンスｆa ，ｆr を対象にして温度（２７０℃に設定した）による超音波センサ４の加速劣化試験により得られた結果を示す。図４の横軸は対数目盛りで示す日数、縦軸は対数目盛で示すインピーダンス（Ω）であり、インピーダンスｆa ，ｆr の差が大きい程特性が良い（受信信号Ｒ1 ，Ｒ2 の振幅が大きくなる。）。また、図４に示すように、初期時に劣化が生じた後は、インピーダンスｆa ，ｆr の差は徐々に小さくなり、急激に小さくなることがない。
【００３５】
また、安定した流量演算に必要なセンサ受信信号Ｒ1 ，Ｒ2 の振幅（受信振幅）は分かっているので、その受信振幅に対して余裕をもった値を判定値Ｅ0 （Ｅ0 ＞Ｅ）として、比較判定（後述するステップS32 ）する。比較した結果、受信振幅が判定値Ｅ0 よりも小さくなった場合にはセンサ劣化が近い将来起こることを知らせるアラームを発生させる（後述するステップS36 ）。
【００３６】
以下に、このセンサ劣化検出ルーチンを説明する。なお、演算回路１１は、流量検出のメインルーチンを実行すると共に、このセンサ劣化検出ルーチンを繰り返し実行している。また、図３は超音波センサ４１のセンサ劣化検出ルーチンを示しており、ここでは、図３を用いて超音波センサ４１のセンサ劣化検出ルーチンについて説明するが、超音波センサ４２についても図３と同様のセンサ劣化検出ルーチンによりセンサ劣化検出を行っている。
センサ劣化検出ルーチンでは、図３に示すように、まず、超音波センサ４１の受信信号Ｒ1 の振幅Ａを検出して記憶する（ステップS31 ）。続いて、受信振幅Ａが判定値Ｅ0 以上であるか否かを判定する（ステップS32 ）。
ステップS32 でYES と判定すると、処理を終了する。ステップS32 でNOと判定すると、計測回数Ｎを「１」インクリメントする（ステップS33 ）。
【００３７】
次に、計測回数Ｎが予め設定した必要計測回数ＮK 以上になったか否かを判定する（ステップS34 ）。すなわち、このステップS34 では、ステップS32 における受信振幅Ａが判定値Ｅ0 以下であるか否かという判定をＮK 回繰り返すことにより、計測時にたまたま気泡が通過するなどして受信振幅が一時的に下がったことを超音波線の寿命が近づいていると判定するミスを防止している。
ステップS34 でNOと判定すると処理を終了し、ステップS34 でYES と判定する（すなわち、ＮK 回受信振幅が判定値Ｅ0 以下であると判定する）と、ステップS35 で後述のセンサ寿命予測を行う。
続いて、ステップS36 で超音波センサ４１が劣化したことと、ステップS35 で判定した残り日数とを報知させて（ステップS37 ）、センサ劣化検出ルーチンを終了する。
【００３８】
次に、図５に基づいて、本発明の第２の実施の形態を説明する。
この第２の実施の形態は、図１の第１、第２の信号切換回路８１，８２に代えて、第１、第２の信号加算回路（信号加算手段）１３１，１３２を設け、かつ図２のステップS7、ステップS14 、ステップS21 の信号切換処理に代えて図示しない、後述する信号加算処理を行うことが前記第１の実施の形態に比して異なっている。
【００３９】
第１、第２の信号加算回路１３１，１３２は、図示しないスイッチ機構を有し、それぞれ、第１の増幅・フィルタ回路７１と位相比較回路９とを接続する線路、第２の増幅・フィルタ回路７２と位相比較回路９とを接続する線路に分岐するように設けられ、かつセンサ駆動回路５に接続している。
第１の信号加算回路１３１は、通常時、センサ駆動回路５と位相比較回路９とを遮断し第１の増幅・フィルタ回路７１と位相比較回路９のみが導通している状態で、第１の増幅・フィルタ回路７１からの受信信号Ｒ1 が位相比較回路９に入力するようになっている一方、演算回路１１の故障判定により、センサ駆動回路５と位相比較回路９とを導通させ駆動信号Ｐが前記受信信号Ｒ1 に加算されて位相比較回路９に入力するようになっている。
第２の信号加算回路１３２は、通常時、センサ駆動回路５と位相比較回路９とを遮断し第２の増幅・フィルタ回路７２と位相比較回路９とを接続させており、第２の増幅・フィルタ回路７２からの受信信号Ｒ2 が位相比較回路９に入力するようになっている一方、演算回路１１の故障判定により、センサ駆動回路５と位相比較回路９とを接続し駆動信号Ｐが前記受信信号Ｒ2 に加算されて位相比較回路９に入力するようになっている。
【００４０】
この第２の実施の形態では、図２のステップS7、ステップS14 、ステップS21 に代わる図示しないステップを有しており、ステップS7に対応して第２の信号加算回路１３２、ステップS14 に対応して第１の信号加算回路１３１、ステップS21 に対応して第１、第２の信号加算回路１３１，１３２を作動させるようにしている。
この第２の実施の形態では、超音波センサ４の故障時に故障している側の受信信号（Ｒ1 ，Ｒ2 のうちいずれか一方）に駆動信号Ｐを加算しているが、この際には、受信信号（Ｒ1 ，Ｒ2 のうち他方）の振幅は極めて小さくなり、前記第１の実施の形態〔故障した側の受信信号（Ｒ1 ，Ｒ2 のうち一方）に代えて駆動信号Ｐを用いる。）〕と実質的に略同等のものになる。
【００４１】
この第２の実施形態も、第１の実施の形態と同様に、受信信号Ｒ1 ，Ｒ2 の振幅が振幅基準値Ｅ以下になったと判断した時点からの経過時間が基準時間Ｇ以上になったかを判断し、経過時間が基準時間Ｇ以上になったと判断したときに超音波センサ４が故障したと判定する。このため、気泡が通過して受信信号Ｒ1 ，Ｒ2 の振幅が一時的に低下したような場合には、超音波センサ４が故障したと判定するような誤判定を避けることができ、その分、故障の検出精度を向上できる。また、故障検出した場合に、警報器１２にアラーム音を発生させるので、オペレータに超音波センサ４が故障したことを確実に知らせることができる。
【００４２】
次に、本発明の第３の実施の形態を図６に基づいて説明する。この第３の実施の形態は、前記第１、第２の実施の形態が２組の超音波センサ４を有していたのに比して、１組の超音波センサ４（第１の超音波センサ４１）を設けていることが主に異なっている。この第３の実施の形態では、第１の実施の形態で用いた第１、第２の信号切換回路８１，８２、第２の実施の形態で用いた第１、第２の信号加算回路１３１，１３２を廃止したものになっている。また、位相比較回路９は、駆動信号Ｐ及び受信信号Ｒの位相を比較するようにしている。
【００４３】
この第３の実施の形態では、図２のステップS1及びステップS2と同様にして、受信信号Ｒの振幅が振幅基準値以下になったかを、演算回路１１内の振幅判断手段が判断し、図２のステップS5及びステップS12 と同様にして、受信信号Ｒの振幅が振幅基準値以下になったと前記振幅判断手段が判断した時点からの経過時間が基準時間以上になったときに第１の超音波センサ４１が故障したと演算回路１１内のセンサ故障判定手段が判定し、この判定結果に基づいて警報器１２を作動してアラーム音を発生させる。
【００４４】
この第３の実施形態は、受信信号Ｒの振幅が振幅基準値以下になったと振幅判断手段が判断した時点からの経過時間が基準時間以上になったときに第１の超音波センサ４１が故障したと判定する。このため、気泡が通過して受信信号Ｒの振幅が一時的に低下したような場合には、第１の超音波センサ４１が故障したと判定するような誤判定を避けることができ、その分、故障の検出精度を向上できる。また、故障検出した場合に、警報器１２にアラーム音を発生させるので、オペレータに超音波センサ４が故障したことを確実に知らせることができる。
【００４５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明は、受信信号の振幅が振幅基準値以下になったと判断した時点からの経過時間が基準時間以上になったときに超音波センサが故障したと判定する。このため、気泡が通過して受信信号の振幅が一時的に低下したような場合には、超音波センサが故障したと判定するような誤判定を避けることができ、その分、故障の検出精度を向上できる。
また、請求項２記載の発明は、２組の超音波センサのうち一方が故障した場合にも、駆動信号と故障してない方の超音波センサの受信信号とから流量検出を行うので、流量計測の中断を招くことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の流量計を模式的に示すブロック図である。
【図２】図１の演算回路が行うセンサ異常検出処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】図１の演算回路が行うセンサ劣化検出処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】図１の超音波センサの加速劣化試験結果を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態の流量計を模式的に示すブロック図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態の流量計を模式的に示すブロック図である。
【符号の説明】
４    超音波センサ
４１，４２  第１、第２の超音波センサ
４１ａ，４１ｂ  第１の送、受信器
４２ａ，４２ｂ  第２の送、受信器
９    位相比較回路（流量検出手段）
１１  演算回路（流量検出手段、振幅判断手段、センサ故障判定手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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