(57)【要約】      （修正有）【課題】温度によってゼロ流量変動があった場合に送信インターバルを延長して自己ノイズによる影響を低減した超音波計測装置を提供する。【解決手段】超音波伝搬時間の伝搬時間差から被計測流体の流速を算出し、該流速から瞬時流量値を演算する流量演算手段９と、被計測流体の温度を測定する温度計測手段１０と、被計測流体が流れていない状態で流量演算手段９によって算出された流量値と温度計測手段１０によって計測された温度の相関を演算し、温度変化に伴って流量値が周期的に変動していた場合に繰り返し手段７が行っている振動子間相互の超音波伝達の繰り返しの時間間隔を延長するインターバル補正手段１１と、を備えたことにより、外気温度や被計測流体の温度が変化し超音波振動子の自己振動や自己ノイズによる流量値変動が発生しても自動で補正可能で、より高精度な超音波計測装置を提供することができる。【選択図】図１
2014013206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被計測流体が流れる流体管路に設けられ超音波を送受信する第１振動子及び第２振動子と、
前記第１、第２振動子の送受信の切替手段と、
前記第１、第２振動子間相互の超音波伝達を一定時間間隔で複数回行う繰り返し手段と、前記第１、第２振動子間の超音波伝搬時間を測定する計時手段と、
前記計時手段によって測定された前記第１振動子から前記第２振動子への超音波伝搬時間と第２振動子から前記第１振動子への超音波伝搬時間の伝搬時間差から被計測流体の流速を算出し、該流速から瞬時流量値を演算する流量演算手段と、
被計測流体の温度を測定する温度計測手段と、
被計測流体が流れていない状態で前記流量演算手段によって算出された流量値Ｑ０と前記温度計測手段によって計測された温度の相関を演算し、温度変化に伴って前記流量値Ｑ０が周期的に変動していた場合に前記繰り返し手段が行っている振動子間相互の超音波伝達の繰り返しの時間間隔を延長するインターバル補正手段と、を備えた超音波計測装置。
【請求項２】
前記計時手段は、周囲温度によって周期が変化するカウンタを用いた構成とし、
前記温度計測手段は、前記カウンタの周期から被計測流体の温度を算出する構成とした請求項１に記載の超音波計測装置。
【請求項３】
前記温度計測手段は、被計測流体が流れていない状態で前記計時手段が測定した超音波伝搬時間から被計測流体の温度を算出するとした請求項１記載の超音波計測装置。
【請求項４】
前記インターバル補正手段は、被計測流体が流れていない状態で前記流量演算手段によって算出された流量値Ｑ０と前記温度計測手段によって計測された被計測流体の温度を時系列に比較し、温度変化に伴って流量値Ｑ０が周期的に変動していない場合に前記繰り返し手段が行っている振動子間相互の超音波伝達の繰り返し時間間隔を短縮する構成とした請求項１〜３のいずれか１項に記載の超音波計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波により気体や液体の流量や流速の計測を行う超音波計測装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の超音波計測装置は被計測流体が流れていない状態で計測された流量をゼロ流量補正値として実際の流量演算時に補正をして流量を算出している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図５は、特許文献１に記載された従来の構成を示すものである。図５に示すように、音波を送受信する第１振動子１０９および第２振動子１１０と、音波の伝搬時間を計測する流路計時手段１１１と、流路計時手段１１１の伝搬時間から流量を検出する流量検出手段１１２と、振動手段同士を音響的に連結する振動連結手段１１３と、振動連結手段１１３を伝わる信号を用い振動伝搬時間を測定する振動計時手段１２０と、流量検出手段１１２の流量ゼロのゼロ点を調整するゼロ点調整手段１１４から構成されている。
【０００４】
これによってゼロ流量補正が流量ゼロのときの処理と同等の流量検出処理が振動伝達手段の振動信号を用いて行えるので、精度よく流量値演算ができるよう構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２３９１２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来の構成では、ゼロ流量補正値を算出したときの温度から外気温度や被計測流体の温度が変化して振動子間の伝搬時間が変化した場合、送信側の超音波振動子が送信を行った時の超音波振動子の自己振動余韻や送信手段の内部回路での自己ノイズの影響によりゼロ流量補正時に対して超音波伝搬時間がずれてしまい、流量演算結果の精度が悪くなり高精度な計測が困難であった。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するもので、外気温度や被計測流体の温度に影響されることなく超音波振動子の自己振動や内部回路の自己ノイズが発生しても受信時の超音波信号に悪影響を及ぼさず効率よく計測可能でより高精度な超音波計測装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記従来の課題を解決するために、本発明の超音波計測装置は、被計測流体が流れる流体管路に設けられ超音波を送受信する第１振動子及び第２振動子と、前記第１、第２振動子の送受信の切替手段と、前記第１、第２振動子間相互の超音波伝達を一定時間間隔で複数回行う繰り返し手段と、前記第１、第２振動子間の超音波伝搬時間を測定する計時手段と、前記計時手段によって測定された前記第１振動子から前記第２振動子への超音波伝搬時間と第２振動子から前記第１振動子への超音波伝搬時間の伝搬時間差から被計測流体の流速を算出し、該流速から瞬時流量値を演算する流量演算手段と、被計測流体の温度を測定する温度計測手段と、被計測流体が流れていない状態で前記流量演算手段によって算出された流量値Ｑ０と前記温度計測手段によって計測された温度の相関を演算し、温度変化に伴って前記流量値Ｑ０が周期的に変動していた場合に前記繰り返し手段が行っている振
動子間相互の超音波伝達の繰り返しの時間間隔を延長するインターバル補正手段と、を備えたものである。
【０００９】
これによって、超音波受信に変化を及ぼしていた自己振動や自己ノイズの余韻がおさまってから次の送信信号を出力することができ、自己振動や自己ノイズが発生しても正確な流量値が測定できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の超音波計測装置によると、外気温度や被計測流体の温度が変化し超音波振動子の自己振動や自己ノイズによる流量値変動が発生しても自動で補正可能で、より高精度な超音波計測装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１における超音波計測装置のブロック図
【図２】本発明の実施の形態２における超音波計測装置のブロック図
【図３】本発明の実施の形態３における超音波計測装置のブロック図
【図４】本発明の実施の形態４における超音波計測装置のブロック図
【図５】従来の超音波計測装置のブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
第１の発明は、被計測流体が流れる流体管路に設けられ超音波を送受信する第１振動子及び第２振動子と、前記第１、第２振動子の送受信の切替手段と、前記第１、第２振動子間相互の超音波伝達を一定時間間隔で複数回行う繰り返し手段と、前記第１、第２振動子間の超音波伝搬時間を測定する計時手段と、前記計時手段によって測定された前記第１振動子から前記第２振動子への超音波伝搬時間と第２振動子から前記第１振動子への超音波伝搬時間の伝搬時間差から被計測流体の流速を算出し、該流速から瞬時流量値を演算する流量演算手段と、被計測流体の温度を測定する温度計測手段と、被計測流体が流れていない状態で前記流量演算手段によって算出された流量値Ｑ０と前記温度計測手段によって計測された温度の相関を演算し、温度変化に伴って前記流量値Ｑ０が周期的に変動していた場合に前記繰り返し手段が行っている振動子間相互の超音波伝達の繰り返しの時間間隔を延長するインターバル補正手段と、を備えたことにより、超音波受信に変化を及ぼしていた自己振動や自己ノイズの余韻がおさまってから次の送信信号を出力することができ、外気温度や被計測流体の温度が変化し超音波振動子の自己振動や自己ノイズによる流量値変動が発生しても自動で補正可能で、より高精度な超音波計測ができる。
【００１３】
第２の発明は、特に、第１の発明において、前記計時手段は、周囲温度によって周期が変化するカウンタを用いた構成とし、前記温度計測手段は、前記カウンタの周期から被計測流体の温度を算出する構成としたことにより、温度が変化した場合の周波数の増減によって被計測流体の温度を演算して、ゼロ流量の状態の瞬時流量値が温度によって周期的に変動しているか判断するとしたものであり、温度計などの温度測定装置を別付けすることなく温度測定することができ、被計測流体の温度が変化し超音波振動子の自己振動や自己ノイズによる流量値変動が発生しても自動で補正可能で、より高精度な超音波計測ができる。
【００１４】
第３の発明は、特に、第１の発明の発明において、前記温度計測手段は、被計測流体が流れていない状態で前記計時手段が測定した超音波伝搬時間から被計測流体の温度を算出することにより、温度が変化した場合の伝搬時間の増減によって外気温度や被計測流体の温度を演算して、ゼロ流量の状態の瞬時流量値が温度によって周期的に変動しているか判断するとしたものであり、温度計などの温度測定装置を別付けすることなく温度測定することができ、被計測流体の温度が変化し超音波振動子の自己振動や自己ノイズによる流量
値変動が発生しても自動で補正可能で、より高精度な超音波計測ができる。
【００１５】
第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明において、前記インターバル補正手段は、被計測流体が流れていない状態で前記流量演算手段によって算出された流量値Ｑ０と前記温度計測手段によって計測された被計測流体の温度を時系列に比較し、温度変化に伴って流量値Ｑ０が周期的に変動していない場合に前記繰り返し手段が行っている振動子間相互の超音波伝達の繰り返し時間間隔を短縮する構成としたことにより、超音波送受信の繰り返し合計時間が短縮でき制御回路部の動作時間が短くできることから消費電流を抑えながらより高精度な超音波計測ができる。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態における超音波振動子の搭載構成について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における超音波計測装置を示すものである。
【００１８】
図１において、被計測流体が流れる流体管路３の途中に超音波を送受信する第１振動子１と第２振動子２が流れ方向に距離を置いて配置されており、切替手段８によって第１振動子１と第２振動子２の送受信が切り替えられる。
【００１９】
そして、まず、切替手段８によって、第１振動子１を発信側、第２振動子２を受信側として選択し、発信手段４は第１振動子１への発信出力を行い、受信手段５は第１振動子から発信された超音波信号を受信した第２振動子２の信号を受信し、計時手段６で第１振動子１から第２振動子２までの時間を超音波の伝搬時間として測定する。
【００２０】
繰り返し手段７は発信手段４から発信されてから規定の時間遅延をして、再度、発信手段４から発信するよう命令をし、再度、発信手段４から出力されると切替手段８によって第１振動子１と第２振動子２の送受信を切り替えて第２振動子２から超音波信号を発信し、第１振動子１で超音波信号を受信し、この発信を前述のように繰り返す。
【００２１】
流量演算手段９は計時手段６にて測定した第１振動子１を送信側に設定して計時した超音波伝搬時間と第２振動子２を送信側に設定して計時した超音波伝搬時間の伝搬時間差から被計測流体の流速を算出し流速から被計測流体の瞬時流量値を算出する。
【００２２】
また、温度計測手段１０は流体管路３内に取り付けられた温度センサーとし、インターバル補正手段１１は被計測流体の流れていないときに流量演算手段９が算出した流量値Ｑ０（以下、ゼロ流量値と称す）と温度計測手段１０の測定した温度を比較し、温度に伴って流量値が周期的に変動している場合に、繰り返し手段７に対して発信と発信の時間遅延を延長するよう命令する。
【００２３】
以上のように構成された超音波計測装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００２４】
まず、第１振動子１から１回目の送信信号を出力するため、発信手段４から切替手段８に出力し切替手段８にて第１振動子１へ信号伝達される。第１振動子１から出力された超音波信号は第２振動子２で１回目の受信を行い切替手段８と通して受信手段５へ信号伝達される。
【００２５】
その後、繰り返し手段７を通って計時手段６にて第１振動子１の送信から第２振動子２の受信までの時間である上流側から下流側への超音波伝搬時間を測定する。１回目の受信にて繰り返し手段７は２回目の送信までの遅延を規定時間カウントし規定時間になれば発
信手段４へ２回目の送信をするよう出力する。２回目は第２振動子２から第１振動子１へ下流側から超音波を発信するため切替手段８は第２振動子２へ送信信号を伝達する。
【００２６】
このようにして超音波送受信を規定時間の遅延をもって繰り返すことにより流体管路３の上流からの超音波伝搬時間と下流からの超音波伝搬時間を測定している。
【００２７】
次に、計時手段６で計測した上流からの超音波伝搬時間と下流からの超音波伝搬時間の差から超音波が伝達された瞬間の流量値を流量演算手段９で算出する。
【００２８】
そして、流量演算手段９で継続的に計測している瞬時流量値が自己ノイズなどで誤差が発生しているかを検証するため、まず温度計測手段１０の流体管路内に取り付けられた温度センサーで被計測流体の温度を測定し、同時期に被計測流体をバルブ（図示せず）等で遮断し流量がゼロの状態で流量演算手段９にてゼロ流量値を計測する。
【００２９】
インターバル補正手段１１では、前述のようにして計測された温度とゼロ流量値を、絶対温度に対するゼロ流量値を比較していき温度変化に伴って規則性のある流量値変化がみられるかどうかを判断し、流量値変化がある場合はノイズの影響を受けていると判断して繰り返し手段７に対して現状設定されている遅延時間より更に時間を延長した設定をするよう命令され、次回の超音波発信の間隔が延長される。
【００３０】
以上のように、本実施の形態においては温度計測手段１０にて被計測流体の温度を測定しインターバル補正手段１１で絶対温度に対する流量値変化がある場合はノイズの影響を受けていると判断して超音波発信の間隔が延長されることにより、自己ノイズなどの影響を受けずにノイズが減衰してから次の超音波発信が可能となり受信信号のノイズ干渉を低減することができ、外気温度や被計測流体の温度が変化しても自動で補正可能で、より高精度な超音波計測ができる。
【００３１】
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２における超音波計測装置を示すものである。
【００３２】
図２において、被計測流体が流れる流体管路３の途中に超音波を送受信する第１振動子１と第２振動子２が流れ方向に距離を置いて配置されており、切替手段８によって第１振動子１と第２振動子２の送受信が切り替えられる。
【００３３】
そして、まず、切替手段８によって、第１振動子１を発信側、第２振動子２を受信側として選択し、発信手段４は第１振動子１への発信出力を行い、受信手段５は第１振動子から発信された超音波信号を受信した第２振動子２の信号を受信し、計時手段６は一定周波数で時間を計測できるカウンタ１２によって第１振動子１から第２振動子２までの時間を超音波の伝搬時間として測定する。
【００３４】
繰り返し手段７は発信手段４から発信されてから規定の時間遅延をして再度、発信手段４から発信するよう命令をし、再度、発信手段４から出力されると切替手段８によって第１振動子１と第２振動子２の送受信を切り替えて第２振動子２から超音波信号を発信し、第１振動子１で超音波信号を受信し、この発信を前述のように繰り返す。
【００３５】
流量演算手段９は計時手段６にて測定した第１振動子１を送信側に設定して計時した超音波伝搬時間と第２振動子２を送信側に設定して計時した超音波伝搬時間の伝搬時間差から被計測流体の流速を算出し流速から被計測流体の瞬時流量値を算出する。
【００３６】
また、温度計測手段１０はカウンタ１２の温度によって周波数が一定量変化する特性を
利用して周波数からそのときの被計測流体の温度を換算し、インターバル補正手段１１は流量演算手段が算出した流体の流れていないときのゼロ流量値と温度計測手段１０の測定した温度を比較し温度に伴って流量値が周期的に変動している場合に、繰り返し手段７に対して発信と発信の時間遅延を延長するよう命令する。
【００３７】
以上のように構成された超音波計測装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００３８】
まず、第１振動子１から１回目の送信信号を出力するため、発信手段４から切替手段８に出力し切替手段８にて第１振動子１へ信号伝達される。第１振動子１から出力された超音波信号は第２振動子２で１回目の受信を行い切替手段８と通して受信手段５へ信号伝達される。
【００３９】
その後、繰り返し手段７を通って計時手段６のカウンタ１２によって第１振動子１の送信から第２振動子２の受信までの時間を一定周波数の周期を計測していき上流側から下流側への超音波伝搬時間を測定する。１回目の受信にて繰り返し手段７は２回目の送信までの遅延を規定時間カウントし規定時間になれば発信手段４へ２回目の送信をするよう出力する。２回目は第２振動子２から第１振動子１へ下流側から超音波を発信するため切替手段８は第２振動子２へ送信信号を伝達する。
【００４０】
このようにして超音波送受信を規定時間の遅延をもって繰り返すことにより流体管路３の上流からの超音波伝搬時間と下流からの超音波伝搬時間を測定している。
【００４１】
次に、計時手段６で計測した上流からの超音波伝搬時間と下流からの超音波伝搬時間の差から超音波が伝達された瞬間の流量値を流量演算手段９で算出する。
【００４２】
そして、流量演算手段９で継続的に計測している瞬時流量値が自己ノイズなどで誤差が発生しているか検証するため、まず温度計測手段１０がカウンタ１２の周波数を測定し、この周波数は温度によって一定量の周波数変化が起こるため周波数からその被計測流体の温度を推測することができる。これによって被計測流体の温度を測定し、同時期に被計測流体をバルブ（図示せず）等で遮断し流量値ゼロの状態で流量演算手段９にてゼロ流量値を計測する。
【００４３】
インターバル補正手段１１では、前述のようにして計測された温度とゼロ流量値をインターバル補正手段１１では、絶対温度に対するゼロ流量値を比較していき温度変化に伴って規則性のある流量値変化がみられるかどうかを判断し、流量値変化がある場合はノイズの影響を受けていると判断して繰り返し手段７に対して現状設定されている遅延時間より更に時間を延長した設定をするよう命令され、次回の超音波発信の間隔が延長される。
【００４４】
以上のように、本実施の形態においては温度計測手段１０にて被計測流体の温度を測定しインターバル補正手段１１で絶対温度に対する流量値変化がある場合はノイズの影響を受けていると判断して超音波発信の間隔が延長されることにより、自己ノイズなどの影響を受けずにノイズが減衰してから次の超音波発信が可能となり受信信号のノイズ干渉を低減することができ、外気温度や被計測流体の温度が変化しても自動で補正可能で、より高精度な超音波計測ができる。
【００４５】
（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３における超音波計測装置を示すものである。
【００４６】
図３において、被計測流体が流れる流体管路３の途中に超音波を送受信する第１振動子１と第２振動子２が流れ方向に距離を置いて配置されており、切替手段８によって第１振
動子１と第２振動子２の送受信が切り替えられる。
【００４７】
そして、まず、切替手段８によって、第１振動子１を発信側、第２振動子２を受信側として選択し、発信手段４は第１振動子１への発信出力を行い、受信手段５は第１振動子から発信された超音波信号を受信した第２振動子２の信号を受信し、計時手段６は第１振動子１から第２振動子２までの時間を超音波の伝搬時間として測定する。
【００４８】
繰り返し手段７は発信手段４から発信されてから規定の時間遅延をして再度、発信手段４から発信するよう命令をし、再度、発信手段４から出力されると切替手段８によって第１振動子１と第２振動子２の送受信を切り替えて第２振動子２から超音波信号を発信し、第１振動子１で超音波信号を受信し、この発信を前述のように繰り返す。
【００４９】
流量演算手段９は計時手段６にて測定した第１振動子１を送信側に設定して計時した超音波伝搬時間と第２振動子２を送信側に設定して計時した超音波伝搬時間の伝搬時間差から被計測流体の流速を算出し流速から被計測流体の瞬時流量値を算出する。
【００５０】
また、温度計測手段１０は計時手段６が計測した伝搬時間の温度特性からそのときの被計測流体の温度を換算し、インターバル補正手段１１は流量演算手段が算出した流体の流れていないときのゼロ流量値と温度計測手段１０の測定した温度を比較していき温度に伴って流量値が周期的に変動している場合に、繰り返し手段７に対して発信と発信の時間遅延を延長するよう命令する。
【００５１】
以上のように構成された超音波計測装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００５２】
まず、第１振動子１から１回目の送信信号を出力するため、発信手段４から切替手段８に出力し切替手段８にて第１振動子１へ信号伝達される。第１振動子１から出力された超音波信号は第２振動子２で１回目の受信を行い切替手段８と通して受信手段５へ信号伝達される。
【００５３】
その後、繰り返し手段７を通って計時手段６にて第１振動子１の送信から第２振動子２の受信までの時間である上流側から下流側への超音波伝搬時間を測定する。１回目の受信にて繰り返し手段７は２回目の送信までの遅延を規定時間カウントし規定時間になれば発信手段４へ２回目の送信をするよう出力する。２回目は第２振動子２から第１振動子１へ下流側から超音波を発信するため切替手段８は第２振動子２へ送信信号を伝達する。
【００５４】
このようにして超音波送受信を規定時間の遅延をもって繰り返すことにより流体管路３の上流からの超音波伝搬時間と下流からの超音波伝搬時間を測定している。
【００５５】
次に、計時手段６で計測した上流からの超音波伝搬時間と下流からの超音波伝搬時間の差から超音波が伝達された瞬間の流量値を流量演算手段９で算出する。
【００５６】
そして、流量演算手段９で継続的に計測している瞬時流量値が自己ノイズなどで誤差が発生しているか検証するため、まず被計測流体をバルブ（図示せず）等で遮断し流量値ゼロの状態で流量演算手段９にてゼロ流量値を計測していく。温度計測手段１０が計時手段６の測定した伝搬時間で、この伝搬時間は温度によって一定量の変化が起こるため被計測流体の温度を推測することができる。これによって被計測流体の温度を測定し、同時期に被計測流体をゼロ流量値を計測していく。
【００５７】
インターバル補正手段１１では、前述のようにして計測された温度とゼロ流量値をインターバル補正手段１１では、絶対温度に対するゼロ流量値を比較していき温度変化に伴っ
て規則性のある流量値変化がみられるかどうかを判断し、流量値変化がある場合はノイズの影響を受けていると判断して繰り返し手段７に対して現状設定されている遅延時間より更に時間を延長した設定をするよう命令され、次回の超音波発信の間隔が延長される。
【００５８】
以上のように、本実施の形態においては温度計測手段１０にて被計測流体の温度を測定しインターバル補正手段１１で絶対温度に対する流量値変化がある場合はノイズの影響を受けていると判断して超音波発信の間隔が延長されることにより、自己ノイズなどの影響を受けずにノイズが減衰してから次の超音波発信が可能となり受信信号のノイズ干渉を低減することができ、外気温度や被計測流体の温度が変化しても自動で補正可能で、より高精度な超音波計測ができる。
【００５９】
（実施の形態４）
図４は、本発明の実施の形態１における超音波計測装置を示すものである。
【００６０】
図４において、被計測流体が流れる流体管路３の途中に超音波を送受信する第１振動子１と受信する第２振動子２が流れ方向に距離を置いて配置されており、切替手段８によって第１振動子１と第２振動子２の送受信が切り替えられる。
【００６１】
そして、まず、切替手段８によって、第１振動子１を発信側、第２振動子２を受信側として選択し、発信手段４は第１振動子１への発信出力を行い、受信手段５は第１振動子から発信された超音波信号を受信した第２振動子２の信号を受信し、計時手段６で第１振動子１から第２振動子２までの時間を超音波の伝搬時間として測定する。
【００６２】
繰り返し手段７は発信手段４から発信されてから規定の時間遅延をして再度、発信手段４から発信するよう命令をし、再度、発信手段４から出力されると切替手段８によって第１振動子１と第２振動子２の送受信を切り替えて第２振動子２から超音波信号を発信し、第１振動子１で超音波信号を受信し、この発信を前述のように繰り返す。
【００６３】
流量演算手段９は計時手段６にて測定した第１振動子１を送信側に設定して計時した超音波伝搬時間と第２振動子２を送信側に設定して計時した超音波伝搬時間の伝搬時間差から被計測流体の流速を算出し流速から被計測流体の瞬時流量値を算出する。
【００６４】
また、温度計測手段１０は流体管路３内に取り付けられた温度センサーとし、インターバル補正手段１１は流量演算手段が算出した流体の流れていないときのゼロ流量値と温度計測手段１０の測定した温度を比較していき温度に伴って流量値が周期的に変動しているか否かを判定し、繰り返し手段７に対して発信と発信の時間遅延を延長または短縮するよう命令する。この一連の制御を制御回路部１３が行っている。
【００６５】
以上のように構成された超音波計測装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００６６】
まず、第１振動子１から１回目の送信信号を出力するため、発信手段４から切替手段８に出力し切替手段８にて第１振動子１へ信号伝達される。第１振動子１から出力された超音波信号は第２振動子２で１回目の受信を行い切替手段８と通して受信手段５へ信号伝達される。
【００６７】
その後、繰り返し手段７を通って計時手段６にて第１振動子１の送信から第２振動子２の受信までの時間である上流側から下流側への超音波伝搬時間を測定する。１回目の受信にて繰り返し手段７は２回目の送信までの遅延を規定時間カウントし規定時間になれば発信手段４へ２回目の送信をするよう出力する。２回目は第２振動子２から第１振動子１へ下流側から超音波を発信するため切替手段８は第２振動子２へ送信信号を伝達する。
【００６８】
このようにして超音波送受信を規定時間の遅延をもって繰り返すことにより流体管路３の上流からの超音波伝搬時間と下流からの超音波伝搬時間を測定している。
【００６９】
次に、計時手段６で計測した上流からの超音波伝搬時間と下流からの超音波伝搬時間の差から超音波が伝達された瞬間の流量値を流量演算手段９で算出する。
【００７０】
そして、流量演算手段９で継続的に計測している瞬時流量値が自己ノイズなどで誤差が発生しているか検証するため、まず温度計測手段１０の流体管路内に取り付けられた温度センサーで被計測流体の温度を測定し、同時期に被計測流体をバルブ（図示せず）等で遮断し流量値ゼロの状態で流量演算手段９にてゼロ流量値を計測していく。
【００７１】
インターバル補正手段１１では、前述のようにして計測された温度とゼロ流量値をインターバル補正手段１１では、絶対温度に対するゼロ流量値を比較していき温度変化に伴って規則性のある流量値変化がみられるかどうかを判断し、流量値変化がある場合はノイズの影響を受けていると判断して繰り返し手段７に対して現状設定されている遅延時間より更に時間を延長した設定をするよう命令され、次回の超音波発信の間隔が延長される。しかしながら流量変化がなかった場合はノイズの影響が無いと判断し繰り返し遅延時間を短縮するよう命令する。
【００７２】
以上のように、本実施の形態においては温度計測手段１０にて被計測流体の温度を測定しインターバル補正手段１１で絶対温度に対する流量値変化がある場合はノイズの影響を受けていると判断して超音波発信の間隔が延長されるが、自己ノイズなどの影響が無くなった場合は繰り返し遅延時間が短縮され、制御回路部１３の制御時間を短くすることができることから、消費電力の低減が可能となる。これにより外気温度や被計測流体の温度が変化しても自動で補正可能で、より高精度な超音波計測ができ、さらにノイズの影響が少なくなれば消費電力低減の制御に自動で切替可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
以上のように、本発明にかかる超音波計測装置は、計測装置として信頼性が高く高精度であることから、ガスメーターや水道メーターなどの高信頼性が要求される流体計測装置等の用途にも適用できる。
【符号の説明】
【００７４】
１  第１振動子
２  第２振動子
３  流体管路
４  発信手段
５  受信手段
６  計時手段
７  繰り返し手段
８  切替手段
９  流量演算手段
１０  温度計測手段
１１  インターバル補正手段
１２  カウンタ
１３  制御回路部
【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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