(57)【要約】【課題】構成の簡素化と省電力化を図りつつ精度の高い大流量計測を可能とする。【解決手段】流路の流入口と流出口の間の各分岐通路に計測ユニット５を設け、この計測ユニットの第１、第２振動子１０、１１を流量計測回路部１２に任意に切換え接続する切り換え手段８を備え、かつ、流量計測回路部は切り換え手段８を介して接続される各分岐通路の個別流量ｑｍを算出し、当該個別流量ｑｍを基に流路１に流れる個別総流量Ｑｍを各分岐通路ごとに算出し平均することで流路１を流れる総流量Ｑを算出する構成とする構成としてある。これにより、構成の簡素化と省電力化を図りつつ精度の高い大流量計測が可能となる。【選択図】図２
2014010030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被計測流体が流れる流路と、
前記流路の流入口と流出口の間に設けた複数の分岐通路と、
前記複数の分岐通路のそれぞれに配置した計測ユニットと、
前記計測ユニットを制御して当該分岐通路の流量を計測する流量計測回路部を有する制御手段と、を備えた大流量計測装置であって、
更に、前記各分岐通路の計測ユニットを前記流量計測回路部に任意に切換え接続する切り換え手段を備え、
かつ、前記流量計測回路部は、
前記切り換え手段を介して接続される各分岐通路の個別流量を算出し、当該個別流量を基に前記流路に流れる個別総流量を各分岐通路ごとに算出し平均することで前記流路を流れる総流量を算出する構成とした大流量計測装置。
【請求項２】
前記計測ユニットは、前記各分岐通路に配置された超音波振動子を用いた伝搬時間差で流量を検出する構成を有し、
前記流量計測回路部は、前記超音波振動子による流量計測特有の補正定数を各分岐通路毎に備えていて、前記切換え接続手段による切換えに伴い前記補正定数を使い分けて前記個別流量を算出する構成とした請求項１記載の大流量計測装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記流量計測回路部を複数備えるとともに、前記切換え手段は前記各分岐通路の計測ユニットを前記複数の流量計測回路部のいずれかとも切換え接続可能な構成とした請求項１又は２記載の大流量計測装置。
【請求項４】
前記流量計測回路部の異常を検出する異常検出手段を更に備え、
前記流量計測回路部の異常を検出すると、前記切り換え手段は当該異常を検出した流量計測回路部以外の流量計測回路部に各分岐通路の計測ユニットを切換え接続する構成とした請求項３記載の大流量計測装置。
【請求項５】
前記異常検出手段は前記各分岐通路の計測ユニットによる計測異常をも検出する構成とし、
前記異常検出手段が前記各分岐通路のいずれかの計測ユニットによる計測が異常であると検出した際、
前記制御手段は、当該分岐通路の計測をリセットすると共に、
前記流量計測回路部は、当該分岐通路以外の分岐通路で計測された個別流量で算出された個別総流量に基づいて、前記流路に流れる総流量を算出する構成とした請求項４記載の大流量計測装置。
【請求項６】
前記制御手段は、更に通信手段を備え、流量計測回路部の故障を外部に通信する請求項１〜５のいずれか１項記載の大流量計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスなどの被計測流体の流量、特に大流量を測定する大流量計測装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般にガスなどの被計測流体の流量を測定する計測装置は、流量センサからの出力に基づき流量を測定する。この流量センサとして、超音波を送受信して計測を行う超音波方式のものがよく知られている。この超音波を用いた計測装置は瞬時計測ができる等々、種々の利点があり、ガスなどの被計測流体では従来のダイアフラム膜式計測装置に代わって普及し始めている。
【０００３】
しかしながら、この超音波を用いた計測装置は、超音波が減衰しやすい特性をもっているため、超音波を送受信させる計測流路をあまり大きくすることはできず、大きな流路を必要とする大流量計測装置には適していなかった。つまり、プラント配管のように、超音波振動子の寸法に比べて大きな口径の配管の流路では、第１と第２の超音波振動子の設置距離を長くすると、Ｓ／Ｎ比が低下してしまい、計測精度が低下してしまうため、第一と第二の超音波振動子の設置距離には限界がある。よって、第１と第２の超音波振動子は流路の側壁に設けられるため、流路は所定の大きさ（断面）以下でなければならないことになる。
【０００４】
また、流路の断面積が大きいと当該流路を流れる路壁での流体の粘性抵抗から被計測流体の流速分布は路壁付近と中心部分とで大きく異なるものとなり、超音波振動子でない流量センサを用いた場合であっても、その流量センサを設ける位置によって計測精度が悪くなり、この点からも超音波計測に限らず他の流量センサを用いても大断面積流路での大流量の直接計測には課題があった。
【０００５】
そこでこのような課題に対応するものとして、図６（ａ）に示すように、流路１０１の流入口１０２と流出口１０３の間を複数の分岐通路１０４で分岐し、この各分岐通路１０４に一対の超音波振動子１０５を設けて当該分岐通路１０４を流れる流量を超音波の伝搬時間で計測し、これらを合計して大流量を計測可能にしたものが見られる。すなわち、同図（ｂ）に示すように前記各分岐通路１０４に設けた超音波振動子１０５の超音波伝搬時間ｔ１１〜ｔ１３、ｔ２１〜ｔ２３を合計してこの伝搬時間の和に基づき流量を算出し、大流量を超音波で計測できるようにしてある（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、同様のものとして、本出願人は、図７（ａ）に示すように、大流量が流れる流路１０１の流入口１０２と流出口１０３の間を複数の分岐通路１０４で形成し、この各分岐通路１０４に超音波振動子を用いた計測手段１０６を設置し、当該分岐通路１０４の流速を超音波の伝搬時間で計測して流量を算出し、この算出した各分岐通路の流量を流量計測制御装置１０７で和算することにより、前記流路１０１を流れる大流量を超音波で計測できるようにしたものを提案した（例えば、特許文献１参照）。なお、図中１０８は各分岐通路１０４に設けた開閉弁である。
【０００７】
更に、この計測装置は、各分岐通路１０４の計測手段１０６がそれぞれに超音波を送受信してその伝搬時間から流量を算出する計測回路部を有しているため、構成の複雑化、電力消費量の増加をきたすというとことから、その一つの実施形態として同図（ｂ）に示すように前記各計測手段１０６を切り換え手段１０９で切り換えて流量計測制御装置１０７内の主計測回路部１１０に切換え接続して流量計算させることにより、本来、各計測手段
１０６が有する個々の計測回路部を無くして一つの主計測回路部１１０で各分岐通路の流量計測ができるようにし、システムの簡略化を図ることも提案した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２８７６８６号公報
【特許文献２】特許第４６８８２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記いずれの計測装置も超音波計測の弱点やその他の流量センサを用いたとしても生じる流速分布による課題を克服して大流量を計測することができるが、上記従来の流量計測装置は、いずれも各分岐通路１０４に流れる流量を単純に合計して大流量を計測する構成となっているため、何らかの原因でいずれかの分岐通路に計測誤差等が生じると、その計測誤差の影響が流路１０１を流れる総流量の計測流量値に直接現れ、計測精度の低下をきたすという課題があった。
【００１０】
また、後者の計測装置は各計測手段１０６を切り換え手段１０９によって流量計測制御装置１０７内の一つの主計測回路部１１０に切換え接続して各分岐通路の流量を算出するようにしているから、確かに構成の簡素化が図れるが、具体的な構成の記載はなく、単に各計測手段１０６に設ける計測回路部を廃止できるというにとどまるものであった。
【００１１】
加えて前記両計測装置は、すでに述べたとおりいずれも各分岐通路１０４に流れる流量を合計して大流量を計測する構成となっているため、いずれかひとつの分岐通路１０４の計測手段に故障等が生じると、流量計測ができなくなる、という課題もあった。
【００１２】
本発明はこのような点に鑑みてなしたもので、構成の簡素化と省電力化を図りつつ精度の高い計測が可能な大流量計測装置を提供することを第１の目的とし、分岐通路のいずれかの超音波振動子に故障等の異常が発生した場合であっても精度の良い流量計測が継続できるようにすることを第２の目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は上記第１の目的を達成するため、被計測流体が流れる流路と、前記流路の流入口と流出口の間に設けた複数の分岐通路と、前記複数の分岐通路のそれぞれに配置した計測ユニットと、前記計測ユニットを制御して当該分岐通路の流量を計測する流量計測回路部を有する制御手段と、を備えた大流量計測装置であって、更に、前記各分岐通路の計測ユニットを前記流量計測回路部に任意に切換え接続する切り換え手段を備え、かつ、前記流量計測回路部は、前記切り換え手段を介して接続される各分岐通路の個別流量を算出し、当該個別流量を基に前記流路に流れる個別総流量を各分岐通路ごとに算出し平均することで前記流路を流れる総流量を算出する構成としてある。
【００１４】
これにより、流量計測のために用いる例えば超音波の減衰や流速分布のばらつき等の諸要因に左右されることなく大流量の計測が正確にできるのはもちろん、個々の分岐通路で計測・算出した個別総流量Ｑｍに誤差があってばらついていても、その誤差分は個別総流量Ｑｍを平均化することによって少なくなり、精度の高い計測が可能となる。
【００１５】
加えて、各分岐通路の個別流量の計測・算出は制御手段に設けた一つの流量計測回路部で行うので、個々の分岐通路に演算手段等からなる計測回路を有している場合のような各計測回路固有の性能ばらつきによる計測誤差も解消することができ、更に精度の高い計測が可能となる。
【００１６】
しかも、流量計測回路部は一つで済むから構成の簡素化と省電力化が測れるとともに、この大流量計測装置は家庭用等に用いられる小流量計測装置のユニット部品（超音波振動子等の流量センサをセットした各分岐通路ユニット部品）を用いて構成することができ、どのような大きさの流量の計測装置も簡単かつ容易に対応できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の大流量計測装置は、構成の簡素化と省電力化を図りつつ精度の高い計測が可能であって、かつ、どのような大きさの計測装置にも簡単かつ容易に対応することができる大流量計測装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１における大流量計測装置のブロック図
【図２】同実施の形態１における大流量計測装置の制御手段と計測ユニットとの関係を示すブロック図
【図３】同実施の形態１における大流量計測装置の計測動作を示すフローチャート
【図４】本発明の実施の形態２における大流量計測装置の制御手段と計測ユニットとの関係を示すブロック図
【図５】同実施の形態２における大流量計測装置の計測動作を示すフローチャート
【図６】（ａ）従来の大流量計測装置を示すブロック図、（ｂ）同計測手法を示す説明図
【図７】（ａ）従来の他の大流量計測装置を示すブロック図、（ｂ）同計測の一例を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
第１の発明は被計測流体が流れる流路と、前記流路の流入口と流出口の間に設けた複数の分岐通路と、前記複数の分岐通路のそれぞれに配置した計測ユニットと、前記計測ユニットを制御して当該分岐通路の流量を計測する流量計測回路部を有する制御手段と、を備えた大流量計測装置であって、更に、前記各分岐通路の計測ユニットを前記流量計測回路部に任意に切換え接続する切り換え手段を備え、かつ、前記流量計測回路部は、前記切り換え手段を介して接続される各分岐通路の個別流量を算出し、当該個別流量を基に前記流路に流れる個別総流量を各分岐通路ごとに算出し平均することで前記流路を流れる総流量を算出する構成としてある。
【００２０】
これにより、流量計測のために用いる例えば超音波の減衰や流速分布のばらつき等の諸要因に左右されることなく大流量の計測が正確にできるのはもちろん、個々の分岐通路で計測・算出した個別総流量Ｑｍに誤差があってばらついていても、その誤差分は個別総流量Ｑｍを平均化することによって少なくなり、精度の高い計測が可能となる。
【００２１】
加えて、各分岐通路の個別流量の計測・算出は制御手段に設けた一つの流量計測回路部で行うので、個々の分岐通路に演算手段等からなる計測回路を有している場合のような各計測回路固有の性能ばらつきによる計測誤差も解消することができ、更に精度の高い計測が可能となる。
【００２２】
しかも、流量計測回路部は一つで済むから構成の簡素化と省電力化が測れるとともに、この大流量計測装置は家庭用等に用いられる小流量計測装置のユニット部品（超音波振動子等の流量センサをセットした各分岐通路ユニット部品）を用いて構成することができ、どのような大きさの流量の計測装置も簡単かつ容易に対応できる。
【００２３】
第２の発明は、第１の発明において、前記計測ユニットは、前記各分岐通路に配置され
た超音波振動子を用いた伝搬時間差で流量を検出する構成を有し、
前記流量計測回路部は、前記超音波振動子による流量計測特有の補正定数を各分岐通路毎に備えていて、前記切換え接続手段による切換えに伴い前記補正定数を使い分けて前記個別流量を算出する構成としてある。
【００２４】
これにより、各分岐通路の流量は当該分岐通路に合った補正定数を用いて計測するので、補正定数を記憶する記憶手段をも含めた形で構成の簡素化と省電力化を図りつつ、流路全体の総流量計測も一段と精度の高いものとすることができる。
【００２５】
第３の発明は、第１、第２の発明において、制御手段は、前記制御手段は、前記流量計測回路部を複数備えるとともに、前記切換え手段は前記各分岐通路の計測ユニットを前記複数の流量計測回路部のいずれかとも切換え接続可能な構成としてある。
【００２６】
これにより、複数の流量計測回路部のうち計測に利用していない方の流量計測回路部のメンテナンスを、他方の流量計測回路部を用いて流量計測を継続しながら行うことができ、メンテナンス性が向上する。
【００２７】
第４の発明は、第３の発明において、前記流量計測回路部の異常を検出する異常検出手段を更に備え、前記流量計測回路部の異常を検出すると、前記切り換え手段は当該異常を検出した流量計測回路部以外の流量計測回路部に各分岐通路の計測ユニットを切換え接続する構成としてある。
【００２８】
これにより、流量計測回路部の一つに故障や異常等が生じても他の流量計測回路部に接続して計測を継続することができるので、フェールセーフ性が確保でき、計測装置に対する信頼性が向上する。
【００２９】
第５の発明は、第２の目的を達成すべく第４の発明において、前記異常検出手段は前記各分岐通路の計測ユニットによる計測異常をも検出する構成とし、前記異常検出手段が前記各分岐通路のいずれかの計測ユニットによる計測が異常であると検出した際、前記制御手段は、当該分岐通路の計測をリセットすると共に、前記流量計測回路部は、当該分岐通路以外の分岐通路で計測された個別流量で算出された個別総流量に基づいて、前記流路に流れる総流量を算出する構成としたものである。
【００３０】
これにより、故障や異常を起こした分岐通路の計測流量の影響を受けることなく精度の高い計測ができるとともに、各分岐通路の計測に故障や異常等が生じても流路全体の流量計測を継続することができ、計測装置に対する信頼性を大幅に向上させることができる。
【００３１】
第６の発明は、第１〜第５の発明において、前記制御手段は更に通信手段を備え、流量計測回路部の故障を外部に通信する構成としてある。
【００３２】
これにより、流量計測回路部の一つに故障や異常等が生じればこれを通信手段によって外部の管理業者に通信することができ、故障や異常以外の流量計測回路部を用いて計測を継続しながら故障や異常を起こした流量回路部の交換・修理ができるから、早期にフェールセーフ性を回復でき、計測装置に対する信頼性を維持することができる。
【００３３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態では流量センサとして超音波振動子を用いたものを例にして説明するが、これによって本発明が限定されるものではない。
【００３４】
（実施の形態１）
図１は大流量計測装置のブロック図、図２は同制御手段と各分岐通路に設けた計測ユニットとの関係を示すブロック図、図３は計測動作を示すフローチャートである。
【００３５】
図１において、１は大流量が流れる流路で、流入口２と流出口３との間は複数に分岐した分岐通路４としてある。上記分岐通路４にはそれぞれに後述する計測ユニット５が設けてある。６は前記流路１の流入口２に設けた開閉手段、７は前記各分岐通路４を流れる流量及びこの個別流量から流路１全体を流れる総流量を算出する制御手段、８は前記各分岐通路４の後述する計測ユニット５の超音波振動子と前記制御手段７とを任意に切換え接続する切り換え手段、９は外部の管理業者とインターネット網等を介して通信する通信手段である。
【００３６】
図２は前記制御手段７と各分岐通路４に設けた計測ユニット５との関係を示し、各分岐通路４中の計測ユニット５には流量センサとしての超音波を発信する第１振動子１０と受信する第２振動子１１が流れ方向に配置してある。また、前記制御手段７は各分岐通路４を流れる個別流量及びこの個別流量から流路１全体を流れる個別総流量を算出する流量計測回路部１２を有している。そして、この個別総流量を平均することで、流路１を流れる総流量を算出するように構成している。
【００３７】
１３は第１振動子１０への送信手段、１４は第２振動子１１で受信した信号の受信手段、１５は受信手段１４の信号を増幅する増幅手段で、この増幅された信号は基準信号と比較回路で比較され、基準信号以上の信号が検出されたとき設定された回数だけ繰り返し手段と遅延手段によって信号を遅延させた後超音波信号を繰り返し送信する。超音波の送信が設定された回数繰り返されて終了したときの伝搬時間をタイマカウンタのような計時手段１６で求める。
【００３８】
次に、切り換え手段８で第１振動子１０と第２振動子１１の発信受信を切り換えて、第２振動子１１から第１振動子１０すなわち下流から上流に向かって超音波を送信し、この送信を前述のように繰り返しその伝搬時間を計時する。そしてその時間差から流路の大きさや流れの状態等当該分岐通路特有の補正を考慮して流量演算手段１８で流量値を求める。
【００３９】
すなわち、この流量演算手段１８はあらかじめ実験によって求めた各分岐通路４の計測ユニット５での計測特有の補正定数を各計測ユニット５ごとに使い分けて個別流量を求めるようにしてある。
【００４０】
ここで、この実施の形態においては、上記制御手段７に上記流量計測回路部１２と同じ構成の流量計測回路部１２が複数、例えばこの実施の形態ではもう一つ設けてあり、前記切り換え手段８は各計測ユニット５の切換え接続先をもう一つの流量計測回路部１２に切り換えることができるように構成してある。
【００４１】
また、前記制御手段７には異常検出手段１９が設けてあり、この異常検出手段１９は前記各流量計測回路部１２の故障や異常等を検出する。そしてこの異常検出手段１９が各計測ユニット５の接続切換え対象としている流量計測回路部１２の異常を検出すると、前記切り換え手段８が各計測ユニット５の切換え接続対象となっている流量計測回路部１２からもう一つの正常な流量計測回路部１２に切り換えるようにしてある。
【００４２】
次に動作、作用について図３を参照しながら説明する。
【００４３】
なお、以下の説明では、計測ユニット５の数をｎとし、各分岐通路４を流れる個別流量をｑｍ（ｍ＝１〜ｎ）、個別流量ｑｍから算出される個別総流量をＱｍ（ｍ＝１〜ｎ）と
している。
【００４４】
まず、制御手段７が開閉手段６を開くと、ガスなどの被計測流体は流入口２から流路１に流入して各分岐通路４を経由し流出口３から流出し、その流量が計測される。
【００４５】
すなわち、まず切り換え手段８が各分岐通路４に設けた計測ユニット５のうちの一つの第１、第２振動子１０、１１を制御手段７に接続（ステップ３１）し、当該分岐通路４の個別流量ｑｍを算出（ステップ３２）して、当該個別流量ｑｍから流路１を流れる個別総流量Ｑｍを算出する（ステップ３３）。この計測が終了すると切り換え手段８は次の分岐通路４に設けた計測ユニット５の第１、第２振動子１０、１１を制御手段７に切り換え接続し、当該分岐通路４の個別流量ｑｍを計測して、上記と同様に個別総流量Ｑｍを算出していく。これを分岐通路４の数だけ順次繰り返し（ステップ３４）、流路１全体の総流量Ｑを計測する（ステップ３５）。
【００４６】
上記流量計測は、まず送信手段１３からの信号に基づき第１振動子１０から超音波が発信され、この超音波信号が被計測流体の流れの中を伝搬し、第２振動子１１を介して受信手段１４で受信されて増幅手段１５で信号処理され、発信から受信までの伝搬時間が計時手段１６で測定される。
【００４７】
静止流体中の音をｃ、流体の流れの速さをｖとすると、流れの順方向の超音波の伝搬速度は（ｃ＋ｖ）となる。第１振動子１０と第２振動子１１の間の距離をＬ、超音波伝搬軸と管路の中心軸とがなす角度をφとすると、超音波が到達する時間ｔは、
ｔ＝Ｌ／（ｃ＋ｖＣＯＳφ）  ・・・（１）
となる。
【００４８】
流量演算手段１８は計時手段１６が計測した時間に基づき、（１）式より流速を求め、各分岐通路４を流れる個別の流量ｑを算出する（ステップ３２）。
【００４９】
すなわち、（１）式より流速ｖは、
ｖ＝（Ｌ／ｔ−ｃ）／ＣＯＳφ  ・・・（２）
となり、Ｌとφが既知ならｔを測定すれば流速ｖが求められる。この流速ｖより各分岐通路４を流れる個別流量ｑｍは、各分岐通路における流速をｖｍ、通過面積をＳｍ、分岐通路計測特有の補正定数をＫｍとすれば、
ｑｍ＝Ｋｍ・Ｓｍ・ｖｍ  ・・・（３）
となる。
【００５０】
ここで、この流量計測回路部１２は上記個別流量ｑｍを演算した後、更に各分岐通路４ごとに個別に流路１全体を流れる個別総流量Ｑｍをまず算出する（ステップ３３）。
【００５１】
すなわち、各分岐通路４ごとに流路１の流出口３を通過する総流量と分岐通路４で計測した個別流量の比（総流量／個別流量）を予め求めておき、この各個別流路毎の比（Ｃｍ（ｍ＝１〜ｎ）とする）を用い（３）式より各分岐通路ごとに個別総流量Ｑｍを求める。
【００５２】
すなわち、（３）式より個別総流量Ｑｍは、
Ｑｍ＝Ｋｍ・Ｓｍ・ｖｍ・Ｃｍ  ・・・（４）
となる。
【００５３】
上記各個別総流量Ｑｍの算出がすべての分岐通路４で行われたかを確認（ステップ３４）し、すべての分岐通路４の個別総流量Ｑｍの算出を終える。
【００５４】
次に制御手段７の流量演算手段１８はこれら各分岐通路４ごとに算出した各個別総流量Ｑ１‥Ｑｎのすべてを和算し、その和算結果を分岐通路数ｎで除して総流量Ｑを算出する（ステップ３５）。
Ｑ＝（Ｑ１＋Ｑ２＋‥Ｑｎ）／ｎ……（５）
その際、異常検出手段１９が各分岐通路４の計測ユニット５を切り換え接続する流量計測回路部１２の異常判定（ステップ３６）を行い、異常があれば各分岐通路４の計測ユニット５の接続先をもう一つの流量計測回路部１２に切り換え（ステップ３７）、当該流量計測回路部１２を用いて上記した計測を行う。
【００５５】
以上のように、この大流量計測装置では、まず各分岐通路４ごとに個別流量ｑｍを計測してそれぞれ個別に個別総流量Ｑｍを算出し、更にこの個別総流量Ｑｍを和算して分岐通路数ｎで除して平均化することにより、流路１を流れる最終の総流量Ｑを算出しているから、個々の分岐通路４で計測・算出した個別総流量Ｑｍにばらつきがあっても、そのばらつきが分岐通路数ｎで除して平均化した分だけ少なくなり、個々の分岐通路４で計測した個別流量ｑｍを直接和算したり、個々の分岐通路４の超音波伝搬時間を和算して流量を算出する場合のように、各分岐通路４での計測誤差値がそのまま和算されてしまうことがなく、その計測精度は高いものとなる。
【００５６】
また、上記計測は、切り換え手段８が各分岐通路４を制御手段７の流量計測回路部１２に切換え接続していき、この流量計測回路部１２一つで各分岐通路４ごとに個別流量ｑｍ、個別総流量Ｑｍそして総流量Ｑを算出して行うので、個々の分岐通路４に演算手段等からなる計測回路を有している場合のような各計測回路固有の性能ばらつきによる計測誤差も解消することができ、更に精度の高い計測が可能となる。
【００５７】
加えて、上記個別流量ｑｍ算出時、流量計測回路部１２は切り換え手段８による切換えに伴い各分岐通路特有の補正定数を使い分けて前記個別流量ｑｍを算出するので、精度良く計測でき、流路全体の総流量計測も一段と精度の高いものとすることができる。
【００５８】
その上、上記構成の説明から明らかなように各分岐通路４の計測ユニット５に計測回路を設ける必要がなく、しかも各分岐通路特有の補正定数を記憶させる記憶部を設ける必要も無く、構成の簡素化が図れるとともに、各分岐通路に設けた計測回路で電力を使用することが無いので省電力化も図ることができる。
【００５９】
また、この大流量計測装置では、各計測ユニット５が切換え接続されて流量計測を行っている流量計測回路部１２自体に故障や異常等が生じると、切り換え手段８が他方の流量計測回路部１２に各計測ユニット５を切換え接続するように切り替わって流量計測を継続することができる。すなわち、流量計測のフェールセーフ性が確保でき、計測装置に対する大きく信頼性が向上する。
【００６０】
また、異常が無くても切り換え手段８によって任意に流量計測に使用する流量計測回路部１２を切り換えられるようにしておけば、当該流量計測回路部１２に異常が無くてもユーザの意志によって流量計測回路部１２を切り換えて流量計測に使用していない方の流量計測回路部１２のメンテナンス、例えば、補正定数等のチェックや修正を行うことができ、メンテナンス性も向上する。
【００６１】
更に、上記制御手段７には通信手段９を設けてあるから、流量計測回路部１２に故障が生じて切り換え手段８が正常な流量計測回路部１２に切り換え接続した場合には、これを外部の管理業者に知らせることができ、例えば、大流量計測装置を使用しない日曜日等の休日に、故障や異常を起こした流量計測回路部１２を交換する等の修理を行うことができ、メンテナンス性が更に向上する。
【００６２】
また、上記第１、第２振動子１０、１１を有する各分岐通路４の計測ユニット５は家庭用等に用いられる小流量計測装置のユニット部品を用いて構成することができ、どのような大きさの流量の計測装置も簡単かつ容易に対応することができる利点もある。
【００６３】
（実施の形態２）
図４は実施の形態２における大流量計測装置を示し、この実施の形態は各分岐通路４の流量を計測する計測ユニット５に異常があった場合、この異常な計測ユニット５を除いた他の計測ユニット５が計測した個別流量ｑｍに基づいて総流量Ｑを計測するようにしたものである。
【００６４】
すなわち、図４おいて図２と同じ要素には同一番号を付記して説明を省略し、異なる部分のみ説明すると、異常検出手段５９は各分岐通路４の計測ユニット５の第１、第２振動子１０、１１の表面にごみ付着等で起こる異常や結線上の故障等が生じるとこれも検出できるように構成してある。
【００６５】
図５は上記実施の形態２における第流量計測装置の動作を示すフローチャートで、各分岐通路４の個別流量計測中に異常検出手段５９が計測ユニット５に異常が無いか判定する（ステップ３８）。
【００６６】
このとき計測ユニット５の第１、第２振動子１０、１１に異常を検出すると、当該異常検出手段５９の出力に基づき流量演算手段１８は当該異常が生じている分岐通路４を除きそれ以外の正常な各分岐通路４の個別流量ｑｍを算出し、当該異常が検出された分岐通路４を除く個別流量ｑｍから個別総流量Ｑｍを算出（ステップ３９）する。その後、上記異常が生じた分岐通路４を除く分岐通路４の個別流量ｑｍから算出した個別総流量Ｑｍを和算し、異常が生じた分岐通路４を除いた分岐通路数ｎで除して流路１に流れる総流量Ｑを平均算出（ステップ３５）するとともに、制御手段７は当該分岐通路４の第１、第２振動子１０、１１出力をリセット（ステップ４０）する。
【００６７】
そして、次の計測時、例えば２秒後には再度上記動作を繰り返して流路１の総流量Ｑを計測するが、その際、前記故障若しくは異常になっていた分岐通路４の計測ユニット５はリセットされて、再度、総流量Ｑの算出に使用されるので、総流量Ｑ算出の母数が元の数ｎに復帰して初期と同様の高い計測精度が確保できる。もし、リセット後でも前記分岐通路４の計測ユニット５に故障若しくは異常が残っていたら、異常検出手段１９がこれを検知し、前記と同様に当該分岐通路４の計測結果を除いて最終的に総流量Ｑの算出を行う。
【００６８】
以上のように、この大流量計測装置では、各分岐通路４の計測ユニット５の第１、第２振動子１０、１１に何らかの原因で故障あるいは異常が生じた場合、異常検出手段５９がこれを検知し、それに基づき流量演算手段１８は当該分岐通路４での計測結果を除いて和算し、当該分岐通路４を除いた分岐通路数ｎで除して流路１の総流量Ｑを算出するので、分岐通路４の計測ユニット５に故障や異常が生じても従来例で説明したように流量計測できなくなるというようなことなく計測を継続することができるとともに、当該異常等が生じた分岐通路４での計測結果の影響を受けることなく精度の高い計測を続けることができる。
【００６９】
また、この場合、上記故障や異常が起きたことを先の流量計測回路部１２の故障検出時と同様、通信手段９によってインターネット網を介し管理業者等に知らせるように設定しておけば、前期と同様に当該大流量計測装置を使用しない日曜日等の休日に、故障や異常を起こした分岐通路４の計測ユニット５を交換する等の修理を行うことができ、故障、異常を起こした分岐通路４の計測ユニット５を除いた分だけ低下した計測精度での計測継続
の期間を短くすることができ、ユーザの計測精度に対する信頼性を更に向上させることができる。
【００７０】
以上説明したように本発明は、構成の簡素化と省電力化を図りつつ精度の高い大流量計測が可能な大流量計測装置を提供するものであるが、上記各実施の形態は本発明を実施するうえでの一例として示したものであり、本発明の目的を達成する範囲内であれば種々変更可能であることは言うまでもない。
【００７１】
例えば、上記各実施の形態では流量を計測するための流量センサとして超音波振動子である第１、第２振動子１０、１１を用いたものを例示したが、これは超音波振動子のように超音波が減衰しやすいセンサの場合に特に好適なものであって、例えば、熱式フローセンサーのように計測信号が減衰しないものであっても流量分布のばらつきの影響を受けるもの等であってもよいものである。
【００７２】
また、分岐通路４の個別総流量Ｑｍから流路１全体の総流量Ｑを算出するに際し、この各実施の形態では各分岐通路４の個別総流量Ｑｍの合計値を分岐通路数ｎで除して平均するものを例にして説明したが、これは例えば、計測時毎にｋ個（ｋ＜ｎ）の分岐通路４の個別総流量Ｑｍの合計値をｋで除するなどして平均値を出すようにしてもよいものである。また、計測する分岐通路４の数を計測時ごとに変化させて、最終的に総流量Ｑを求める方法もある。
【００７３】
また、流路１の各分岐通路４は同一断面積のものが好ましいが、それぞれが異なっていても何ら問題ないものである。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
以上のように本発明は、構成の簡素化と省電力化を図りつつ精度の高い計測が可能であって、かつ、どのような大きさの計測装置にも簡単かつ容易に対応することができる大流量計測装置を提供でき、ガスのような気体はもちろん水道水や油等の液体に至るまで幅広く適用できる。
【符号の説明】
【００７５】
１  流路
２  流入口
３  流出口
４  分岐通路
５  計測ユニット
６  開閉手段
７  制御手段
８  切り換え手段
９  通信手段
１０  第１振動子（超音波振動子）
１１  第２振動子（超音波振動子）
１２  流量計測回路部
１３  送信手段
１４  受信手段
１５  増幅手段
１６  計時手段
１８  流量演算手段
１９  異常検出手段
５９  異常検出手段
【図３】
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【図５】
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【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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