(57)【要約】【課題】電池容量をあまり大きくすることなく電池交換メンテナンスの期間を長くできる大流量計測装置の提供。【解決手段】流路１の流入口２と流出口３の間の分岐通路の流量ｑを計測する計測手段５と、計測手段で計測された流量ｑから前記流路を流れる被計測流体の総流量Ｑを演算する流量演算手段７とを備え、電源となる電池容量が所定値以下になったことを電池容量監視手段１１が検出すると、前記分岐通路４の幾つかの計測を停止し、流量演算手段７が、計測停止した分岐通路の個別流量を他の分岐通路で計測した個別流量から推測して流路を流れる被計測流体の総流量Ｑを演算する構成としてある。これにより、電池容量をあまり大きくすることなく電池交換メンテナンスの期間を長くすることができる。【選択図】図１
2014010032.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され、当該分岐通路の個別流量を計測する計測手段と、
前記計測手段で計測された個別流量から前記流路を流れる被計測流体の総流量を演算する流量演算手段と、
前記計測手段、流量演算手段を制御する制御手段と、
前記計測手段、制御手段、流量演算手段の電源となる電池と、
前記電池の容量を監視する電池容量監視手段と、を備え、
前記制御手段は、電池容量監視手段が前記電池の容量が所定値以下になったことを検出すると、前記分岐通路の幾つかの計測を停止し、流量演算手段が、計測停止した分岐通路の個別流量を他の分岐通路で計測した個別流量から推測して流路を流れる被計測流体の総流量を演算する構成とした大流量計測装置。
【請求項２】
前記流量演算手段は計測停止した分岐通路の個別流量を他の分岐通路で計測した個別流量の平均から推測する請求項１記載の大流量計測装置。
【請求項３】
前記流量演算手段は各分岐通路の個別流量を和算して流路を流れる被計測流体の総流量を演算する請求項２記載の大流量計測装置。
【請求項４】
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され、当該分岐通路の流量を計測する計測手段と、前記計測手段で計測された流量にあらかじめ定めた定数を乗じて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流量演算手段と、
前記計測手段、流量演算手段を制御する制御手段と、
前記計測手段、制御手段、流量演算手段の電源となる電池と
前記電池の容量を監視する電池容量監視手段と、を備え、
前記制御手段は、電池容量監視手段が前記電池の容量が所定値以下になったことを検出すると、前記分岐通路の幾つかの計測を停止し、
前記流量演算手段は、計測除外された分岐通路以外の分岐通路で算出した個別総流量を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５】
前記量演算手段は、各分岐通路ごとに設けた副流量演算手段と制御手段に設けた主演算手段とで構成し、かつ、各分岐通路ごとに設けた副流量演算手段で各分岐通路の個別流量を算出し、制御手段に設けた主流量演算手段で流路の総流量を算出する構成とした請求項１又は４記載の大流量計測装置。
【請求項６】
前記流量演算手段は、制御手段に設けたひとつの流量演算手段で各分岐通路の個別流量及び流路の総流量を算出する構成とした請求項１または４記載の大流量計測装置。
【請求項７】
前記各分岐通路の計測手段の異常を検出する異常検出手段を更に備え、
前記異常検出手段が前記いずれかの分岐通路の計測系に異常があると検出した際、
前記制御手段は、当該分岐通路の計測系をリセットすると共に、
前記流量演算手段は、当該計測手段以外の計測手段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１〜６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断面積が大きい流路での大流量の直接計測には課題があった。
【０００５】
そこで本出願人は、図８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に計測手段、例えば流量センサとして超音波振動子を用いた計測手段１０５を設置し、当該分岐通路１０４の流速を超音波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合計する流量計測制御装置１０６を設けることにより、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１０７は各分岐通路１０４に設けた開閉弁、１０８は開閉制御手段、１０９は感震手段、１１０は保安手段、１１１は報知手段である。
【０００６】
また、同様に大流量を超音波で計測できるようにしたものとして、図９（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を流れる流量を超音波で計測してこれらを合計するに際し、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１１２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するようにし、大流量を超音波で計測できるようにしたものがみられる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−２８７６８８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】
【０００８】
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、このような構成の大流量計測装置は流量が大きくなればなるほど分岐通路数が多くなり、その分岐通路の流量を計測するための電力使用量が多くなってしまう。
【０００９】
特に被計測流体がガスの場合、地震等発生時や異常に長い時間ガスが流れ続けている等の異常が発生したときにはガスの流れを遮断する開閉弁が設けてあって、どのような状態のときでもこの開閉弁を閉じるのに必要な電力を維持しておく必要がある。
【００１０】
したがって、この種の流量計測装置は、電池の電圧が前記開閉弁を閉じるのに必要な電圧まで低下すると、これをガス管理業者に通信連絡して電池交換するのであるが、この通信連絡から交換までの間はある期間が指定されており、この指定期間内は前記開閉弁を閉じることができるだけの電圧を維持しておく必要がある。
【００１１】
しかしながら、流量を測定する分岐通路が多くある大流量計測装置の場合は、この指定期間内に消費する電力も多くなるため、かなり電力が残っている状態で管理業者に通信連絡する必要があり、電池交換メンテナンスまでの期間が短くなるとともに、この電池交換メンテナンスまでの期間をある程度確保しようとすればかなり大容量の電池が必要となり、大幅なコストアップを招くという課題があった。
【００１２】
また、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の計測に故障等の異常が生じると、流量計測ができなくなる、という課題もあった。
【００１３】
このような故障等の異常発生は、例えば超音波計測手法を採用した場合にはほとんど発生する可能性はないが、一旦発生すると特に後者の場合は完全に流量計測できなくなるので大きな問題となる。
【００１４】
本発明はこのような点に鑑みてなしたもので、電池容量をあまり大きくすることなく電池交換メンテナンスの期間を長くすることを第１の目的とし、更に分岐通路のいずれかの計測手段に故障等の異常が発生した場合であっても流量計測が継続できる大流量計測装置を提供することを第２の目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
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され、当該分岐通路の個別流量を計測する計測手段と、前記計測手段で計測された個別流量から前記流路を流れる被計測流体の総流量を演算する流量演算手段と、前記計測手段、流量演算手段を制御する制御手段と、前記計測手段、制御手段、流量演算手段の電源となる電池と、前記電池の容量を監視する電池容量監視手段と、を備え、前記制御手段は、電池容量監視手段が前記電池の容量が所定値以下になったことを検出すると、前記分岐通路の幾つかの計測を停止し、流量演算手段が、計測停止した分岐通路の個別流量を他の分岐通路で計測した個別流量から推測して流路を流れる被計測流体の総流量を演算する構成としてある。
【００１６】
これにより、電池容量が所定値以下になると幾つかの分岐通路の流量計測を停止させるが、このように幾つかの分岐通路の流量計測を停止させてもそのまま流路を流れる流量の
計測を継続でき、しかも、幾つかの分岐通路の流量計測を停止させたことによって、その後に消費される電力は、通常時よりも少なくなって開閉弁の閉成を保障する電圧に低下するまでの時間を長くでき、その分前記所定値を低め設定しておいて電池交換メンテナンスの回数を少なくできるとともに、電池全体の容量も低容量のものとすることもがきて、コストダウンを図ることもできる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の大流量計測装置は、流量計測動作を停止させることなく、かつ、電池容量をあまり大きくすることなく、電池交換メンテナンスの期間を長くすることができ、大幅なコストダウンとメンテナンス性の向上を両立させることができる。
【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】同大流量計測装置の各分岐通路での計測構成例を示すブロック図
【図３】同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動作を示すフローチャート
【図５】本発明の実施の形態３における大流量計測装置の各分岐通路での計測構成例を示すブロック図
【図６】本発明の実施の形態４おける大流量計測装置の動作を示すフローチャート
【図７】同実施の形態４おける大流量計測装置の他の動作を示すフローチャート
【図８】従来の大流量計測装置のブロック図
【図９】（ａ）従来の他の大流量計測装置を示すブロック図、（ｂ）同計測手法を示す説明図
【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され、当該分岐通路の個別流量を計測する計測手段と、前記計測手段で計測された個別流量から前記流路を流れる被計測流体の総流量を演算する流量演算手段と、前記計測手段、流量演算手段を制御する制御手段と、前記計測手段、制御手段、流量演算手段の電源となる電池と、前記電池の容量を監視する電池容量監視手段と、を備え、前記制御手段は、電池容量監視手段が前記電池の容量が所定値以下になったことを検出すると、前記分岐通路の幾つかの計測を停止し、流量演算手段が、計測停止した分岐通路の個別流量を他の分岐通路で計測した個別流量から推測して流路を流れる被計測流体の総流量を演算する構成としてある。
【００２０】
これにより、電池容量が所定値以下になると幾つかの分岐通路の流量計測を停止させるが、このように幾つかの分岐通路の流量計測を停止させてもそのまま流路を流れる流量の計測を継続でき、しかも、幾つかの分岐通路の流量計測を停止させたことによって、その後に消費される電力は、通常時よりも少なくなって開閉弁の閉成を保障する電圧に低下するまでの時間を長くでき、その分前記所定値を低め設定しておいて電池交換メンテナンスの回数を少なくできるとともに、電池全体の容量も低容量のものとすることもがきて、コストダウンを図ることもできる。
【００２１】
第２の発明は、第１の発明において、前記流量演算手段は計測停止した分岐通路の個別流量を他の分岐通路で計測した個別流量の平均から推測する構成としてある。
【００２２】
これにより、電池容量が所定値以下になった後も計測停止した流量は流量計測している他の分岐通路の平均を用いて流路を流れる総流量を算出するので、精度の高い計測を継続することができる。
【００２３】
第３の発明は、第２の発明において、前記流量演算手段は各分岐通路の個別流量を和算して流路を流れる被計測流体の総流量を演算する構成としてある。
【００２４】
これにより、流路を流れる総流量を簡単かつ確実に計測することができる。
【００２５】
第４の発明は、第２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され、当該分岐通路の流量を計測する計測手段と、前記計測手段で計測された流量にあらかじめ定めた定数を乗じて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流量演算手段と、前記計測手段、流量演算手段を制御する制御手段と、前記計測手段、制御手段、流量演算手段の電源となる電池と、前記電池の容量を監視する電池容量監視手段と、を備え、前記制御手段は、電池容量監視手段が前記電池の容量が所定値以下になったことを検出すると、前記分岐通路の幾つかの計測を停止し、前記流量演算手段は、計測除外された分岐通路以外の分岐通路で算出した個別総流量を平均することで前記流路を流れる総流量Ｑを算出する構成としてある。
【００２６】
これにより、第１の発明同様、電池容量が所定値以下になると幾つかの分岐通路の流量計測を停止させるが、このように幾つかの分岐通路の流量計測を停止させてもそのまま流路を流れる総流量の計測を継続でき、しかも、幾つかの分岐通路の流量計測を停止させたことによって、その後に消費される電力は、通常時よりも少なくなって開閉弁の閉成を保障する電圧に低下するまでの時間を長くでき、その分前記所定値を低め設定しておいて電池交換メンテナンスの回数を少なくできるとともに、電池全体の容量も低容量のものとすることもがきて、コストダウンを図ることもできる。しかも分岐通路の計測系に何らかの異常が生じたとしても前記電池容量が所定値以下になった場合と同様の動作で流路の総流量計測を継続することができ、信頼性も向上する。
【００２７】
第５の発明は、第１または第４の発明において、前記流量演算手段は、各分岐通路ごとに設けた副流量演算手段と制御手段に設けた主演算手段とで構成し、かつ、各分岐通路ごとに設けた副流量演算手段で各分岐通路の個別流量を算出し、制御手段に設けた主流量演算手段で流路の総流量を算出する構成としてある。
【００２８】
これにより、各分岐通路の計測手段は家庭用等に用いられている小流量計測装置の振動子と流量演算手段とのユニット部品をそのまま用いて大流量計測装置を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とともに、各分岐通路個々の個別流量の算出とこの個別流量を用いて行う総流量の算出とを分担させることができ、各計測手段個々の副流量演算手段やこれを統括して算出する流量演算手段のマイコン容量を小さく簡素なものとすることができ、コストダウンが図れる。
【００２９】
第６の発明は、第１又は第４の発明において、前記流量演算手段は、制御手段に設けたひとつの流量演算手段で各分岐通路の個別流量及び流路の総流量を算出する構成としたものである。
【００３０】
これにより、各分岐通路に対応して設けた流量演算手段で個別流量をそれぞれ演算する場合のような流量演算手段特性による算出流量のばらつきがなくなり、流量算出の精度が向上する。
【００３１】
第７の発明は、第２の目的を達成すべく、第１〜第６の発明において、前記各分岐通路の計測手段の異常を検出する異常検出手段を更に備え、前記異常検出手段が前記いずれかの分岐通路の計測系に異常があると検出した際、制御手段は、当該分岐通路の計測系をリセットすると共に、前記流量演算手段は、当該計測手段以外の計測手段で算出された個別
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てある。
【００３２】
これにより、いずれかの分岐通路の計測手段や流量演算手段等の計測系に故障等の異常が生じても計測を継続することができ、しかも、精度の高い流量計測が可能となる。
【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は各分岐通路での計測構成例を示すブロック図、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手段５が設けてある。６は前記流路１の流入口２に設けた開閉弁、７は前記各分岐通路４を流れる流量を演算する流量演算手段、８は前記計測手段５、流量演算手段７等の異常を検出する異常検出手段、９は前記計測手段５、開閉手段６、流量演算手段７等を制御する制御手段、１０は前記計測手段５、開閉手段６、流量演算手段７、異常検出手段８、制御手段９等の電源となる電池、１１は電池１０の電圧を監視する電池容量監視手段、１２は外部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は前記各分岐通路４に設けたそれぞれの計測手段構成例の一つを示し、計測手段５は分岐通路４の途中に超音波を発信する第１振動子１４と受信する第２振動子１５が流れ方向に配置されている。１６は第１振動子１４への送信手段、１７は第２振動子１５で受信した信号の受信手段、１８は受信手段１７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。
【００３７】
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１９で求める。次に切り替え手段２０で第１振動子１４と第２振動子１５の発信受信を切り替えて、第２振動子１５から第１振動子１４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を考慮して流量演算手段７で流量値を求める。
【００３８】
なお、図中破線で示す２１は各分岐通路４に設けた計測手段５のサブ基板、２２はこれらサブ基板２１が接続されているメイン基板を示す。
【００３９】
次に動作、作用について図３を参照しながら説明する。制御手段９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、その流量の計測が開始（ステップ３１）される。すなわち、各分岐通路４に設けた計測手段５の第１・第２振動子１４、１５から超音波を送受信し、受信信号を増幅して以下に延べるステップを経由して流量を計測する。この動作を数秒間隔、例えば２秒ごとに繰り返して、流量計測を行う。
【００４０】
上記流量計測は、まず送信手段１６からの信号に基づき第１振動子１４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１５を介して受信手段１７で受信されて増幅手段１８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１９で測定される。
【００４１】
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１４と第２振動子１５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。
【００４２】
流量演算手段７は計時手段１９が計測した時間に基づき、（１）式より流速を求め、各分岐通路を流れる個別の流量を算出する（ステップ３２）。
【００４３】
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。
【００４４】
ここで、計測手段５の数をｎとし、各分岐通路を流れる個別流量をｑ１〜ｑｎとすると、各分岐通路を流れる個別流量ｑｍ（ｍ＝１〜ｎ）は、各分岐通路における流速をｖｍ、通過面積をＳｍ、補正計数をＫｍとすれば、
ｑｍ＝Ｋｍ・Ｓｍ・ｖｍ  ・・・（３）
となる。
【００４５】
そして、この第流量計測装置は全ての分岐通路４の個別流量ｑｍを算出し終えたことを確認（ステップ３３）すると、更に前記全個別流量ｑｍを和算し、流路１を流れる総流量Ｑを算出（ステップ３４）する。
【００４６】
Ｑ＝（ｑ１＋ｑ２＋・・・ｑｍ）  ・・・（４）
ここで、電池容量監視手段１１は常に電池１０の容量を監視（ステップ３５）しており、上記流量計測中に電池１０の容量が所定値以下になったことを検知すると、制御手段９は前記流量計測に際し、いずれかの分岐通路４の計測手段５による流量計測を停止させて計測分岐通路を減少（ステップ３６）させる。この実施の形態では例えば二つの計測手段５の流量計測を停止させて計測分岐通路を減少させる。
【００４７】
この流量計測を停止させた分岐通路の個別流量は実際に測定した分岐通路の個別流量ｑｍから推測（ステップ３７）する。この実施の形態では実際に測定した個別流量ｑｍの合計流量を実測分岐通路数ｎで除して平均することにより推測している。
【００４８】
そして、この推測個別流量を個別流量ｑｍに加えて流路１を流れる総流量Ｑを算出（ステップ３４）する。
【００４９】
以上のように、この大流量計測装置では電池電圧が所定値以下でない通常時は全ての分岐通路４の個別流量ｑｍを計測し、この個別流量ｑｍを和算して流路１を流れる総流量Ｑを計測するが、電池電圧の容量が所定値以下になると、流量計測する分岐通路数ｎを減少させるので、その分消費電力量が少なくなる。したがって、電池容量が所定値以下になってからも開閉手段６の開閉を保証する電圧に低下するまでの時間が長くなって、その分前記所定値を低め設定しておいて電池交換メンテナンスの回数を少なくできるとともに、電池全体の容量も低容量のものとすることもできて、コストダウンを図ることができる。
【００５０】
また、この流量計測する分岐通路数ｎを減少させた後の計測は、当該計測を停止させた分岐通路４の個別流量を他の分岐通路で実測した個別流量ｑｍの平均流量を当該計測停止させた分岐通路の個別流量と推測するから、一部の分岐通路４の流量計測を停止させても
そのまま流量計測を継続できるのはもちろん、その流量計測も精度の高い計測とすることができる。
【００５１】
加えてこの実施の形態では、制御手段９に設けたひとつの流量演算手段７で各分岐通路４の個別流量及び流路の総流量を算出する構成としてあるから、各分岐通路４に対応して設けた流量演算手段で個別流量をそれぞれ演算する場合のような流量演算手段特性による算出流量のばらつきがなくなり、このてんかにも流量算出の精度が向上する。
【００５２】
（実施の形態２）
この実施の形態２は電池電圧が所定値以下に低下して計測に用いる分岐通路数を少なくした場合の流路１の総流量Ｑ算出の他の例を示すものである。
【００５３】
この実施の形態２の構成は実施の形態１で示した図１、図２のものと同様であるが、その総流量算出は以下のようにして行われる。
【００５４】
すなわち、図４に示すように幾つかの分岐通路４での計測を停止させて計測分岐通路数ｎを減少（ステップ３６）させた後、流量演算手段７は実際に流量計測した各分岐通路４の個別流量ｑｍから流路１を流れる総流量（以下、個別総流量と称す）Ｑｍ（ｍ＝１〜ｎ）をまず算出する（ステップ４７）。
【００５５】
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。
【００５６】
すなわち、（３）式より個別総流量Ｑｍは、
Ｑｍ＝Ｋｍ・Ｓｍ・ｖｍ・Ｃｍ  ・・・（５）
となる。
【００５７】
次に、上記流量演算手段７はこれら各分岐通路４ごとに算出した各個別総流量Ｑ１・・・Ｑｍ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４４）。
【００５８】
Ｑ＝（Ｑ１＋Ｑ２＋・・・Ｑｍ）／ｎ  ・・・（６）
以上のように、この実施の形態２における大流量計測装置では流量計測する分岐通路数を減少させた後の計測は、当該計測を停止させた分岐通路以外の分岐通路４の個別流量ｑｍから個別総流量Ｑｍを算出し、その個別総流量Ｑｍを平均して流路１を流れる総流量Ｑを算出するので、一部の分岐通路４の流量計測を停止させてもそのまま流量計測を継続できるのはもちろん、その流量計測も精度の高い計測とすることができる。その他の作用効果については先の実施の形態１と同様であり、説明は省略する。
【００５９】
（実施の形態３）
図５は実施の形態３における大流量計測装置を示し、この実施の形態は流量演算手段を複数、例えば二つ設け、この各流量演算手段で各分岐通路の個別流量ｑｍと個別流量の推測あるいは個別総流量Ｑｍの算出、及び当該個別流量ｑｍあるいは個別総流量Ｑｍを用いての総流量Ｑの算出を分担させるようにしたものである。それ以外の構成、作用は図２の場合と同じである。
【００６０】
すなわち、図５において図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、２４は各分岐通路４の計測手段５に設けた第１流量演算手段、２５はこの第１流量演算手段２４からの個別流量ｑｍあるいは個別総流量Ｑｍに基づき総流量
Ｑを算出する第２演算手段である。
【００６１】
そして、前記第１流量演算手段２４に各分岐通路４を流れる個別流量ｑｍと計測停止分岐通路の個別流量の推測算出あるいは当該個別流量ｑｍから流路１を流れる個別総流量Ｑｍの算出を分担させ、第２流量演算手段２５に前記第１流量演算手段２４で算出した各個別流量ｑｍを和算、あるいは各個別総流量Ｑｍを和算し分岐通路数ｎで除して平均化する演算を分担させる構成としてある。
【００６２】
この実施の形態２も前記実施の形態１、２と同様の作用、効果を発揮するが、更に各分岐通路４ごとの個別流量ｑｍの推測、個別総流量Ｑｍの算出と、この個別流量の和算、個別総流量Ｑｍを合計してその値を分岐通路数ｎで除して平均化し前記流路１を流れる総流量Ｑを算出することを分担させているので、第１、第２流量演算手段２４、２５の個々のマイコン容量を小さく簡素なものとすることができ、コストダウンが図れる利点がある。
【００６３】
なお、上記分担は、第１流量演算手段２４に各分岐通路を流れる個別流量ｑｍのみの算出を分担させ、第２流量演算手段２５が、当該個別流量ｑｍから計測停止分岐通路の個別流量を推測、あるいは個別流量ｑｍから流路１を流れる個別総流量Ｑｍの算出を行い、更にこの各個別総流量Ｑｍを和算し分岐通路数ｎで除して平均化する演算を分担させることも可能であり、この場合は家庭用の小流量計測装置の流量演算手段をも含むユニットをそのまま使用することができ、大流量計測装置を更に容易に構成することができる利点がある。
【００６４】
（実施の形態４）
この実施の形態３は各分岐通路のいずれかの流量計測系に異常が生じた場合でも流量計測を継続できるようにしたものである。
【００６５】
すなわち、構成的には、図１、図２、図５に示すものと同じで、同図に示す異常検出手段８が、いずれかの分岐通路４の計測系の異常、例えば、第１・第２振動子１４、１５の表面にごみ付着等で起こる異常や、超音波伝搬時間の異常、増幅手段１８のゲイン異常等を検出すると、当該異常な計測系を持つ分岐通路４は、図３、図４で説明した電池容量が所定値以下に低下した場合と同様、当該異常な分岐通路４の計測を停止させて、以後は電池容量低下の場合と同様の動作を行うようにしたものである。
【００６６】
すなわち、図３の展開である図６、及び図４の展開である図７のいずれの場合も、電池電圧低下を検出するステップ３５の前後、例えば図示した例の場合は電池電圧低下検出のステップ３５の次に分岐通路４の計測系異常の有無判定を行い（ステップ５０）、異常があれば当該異常な分岐通路４の計測系を除き残りの分岐通路４の個別流量ｑｍを算出（ステップ５１）し、以後は電池電圧低下で計測を停止させた場合と同様の動作を行い、流路１を流れる総流量Ｑを算出することになる。
【００６７】
なお、詳述しないが、図６の場合のステップ３７ａで示した個別流量の推測は、異常時には異常分岐通路を除く各分岐通路４の個別流量ｑｍの平均から個別流量を算出することになる。また、図７の場合のステップ４７ａで示した個別総流量のＱｍ算出は、異常計測手段を除く各分岐通路４の個別流量ｑｍから個別総流量Ｑｍを算出し、ステップ４４ａではその個別総流量Ｑｍを平均して流路１の総流量Ｑを算出することになる。そして、いずれの場合も総流量Ｑを算出した後、制御手段９は当該異常な分岐通路４の計測系をリセット（ステップ６０）する。
【００６８】
そして、次の計測時、例えば２秒後には再度上記動作を行って流路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の計測系はリセットされ
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。
【００６９】
もし、リセット後でも前記分岐通路４の計測系に故障若しくは異常が残っていたら、異常検出手段８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総流量Ｑの算出を行う。
【００７０】
以上のように、この大流量計測装置では各分岐通路４での計測系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８がこれを検知し、それに基づき流量演算手段７は当該分岐通路４を除いた分岐通路４の個別流量ｑｍに基づき流路１の総流量Ｑを算出するので、分岐通路４の計測系の一つ若しくは幾つか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。
【００７１】
なお、この場合、上記分岐通路４の計測系の故障や異常が起きたことを通信手段１２によって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、例えば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の計測系を修理させることができ、故障、異常を起こした分岐通路４の計測系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向上させることができる。
【００７２】
なお、その他の構成、作用は図１〜図５で示す各実施の形態の場合と同様であり、説明は省略する。
【００７３】
以上説明したように本発明は、電池容量をあまり大きくすることなく大流量計測時における電池交換メンテナンスを減少させるようにしたものであるが、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。
【００７４】
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等のことが考えられるものであればどのようなものであってもよいものである。
【００７５】
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。
【００７６】
また、電池容量監視手段１１が監視する電池容量低下の所定値は一つの場合で説明したが、これは第１所定値、第１所定値よりも更に低い第２所定値と複数持っていて、計測分岐路数をそれに合わせて順次減少させる数を増やしていくなどの応用も当然考えられるものである。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
以上のように本発明は、流量計測動作を停止させることなく、かつ、電池容量をあまり大きくすることなく、電池交換メンテナンスの期間を長くすることができ、大幅なコストダウンとメンテナンス性の向上を両立させることができて、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】
【００７８】
１  流路
２  流入口
３  流出口
４  分岐通路
５  計測手段
６  開閉手段
７  流量演算手段
８  異常検出手段
９  制御手段
１０  電池
１１  電池容量監視手段
１２  通信手段
１４  第１振動子
１５  第２振動子
１６  送信手段
１７  受信手段
１８  増幅手段
１９  計時手段
２０  切り替え手段
２１  サブ基板
２２  メイン基板
２４  第１流量演算手段
２５  第２流量演算手段
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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