(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流入口と流出口との間に設けられた複数の流路と、
前記複数の流路を個々に開閉する開閉手段と、
前記複数の流路を流れる個々の流体流量を計測する計測手段と、
前記開閉手段と前記計測手段とを制御する制御手段と
を備え、
前記制御手段は、前記開閉手段によって閉止される流路を切り換えていく手段と、前記開閉手段によって閉止されている流路において前記計測手段の利得を補正する利得調整手段と、前記計測手段により流路ごとに計測された流量を合計する流量計測手段とを備えた流量計測装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記開閉手段によって閉止される流路を切り換えていく手段として、前記開閉手段によって閉止されている流路を所定時間間隔で切り換える第１のタイマ手段を含む、請求項１に記載の流量計測装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記開閉手段によって閉止される流路を切り換えていく手段として、前記計測手段の出力に基づいて流量を演算する流量演算手段と、前記流量演算手段によって演算された流量が予め定められた流量より少ない場合に前記計測手段の利得の補正を開始する信号を前記利得調整手段に送出する流量判定手段とを含む、請求項１に記載の流量計測装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記開閉手段によって閉止される流路を切り換えていく手段として、前記計測手段の出力に基づいて流量を演算する流量演算手段と、前記計測手段の利得の補正中に前記流量演算手段によって演算された流量が予め定められた流量より多くなると前記計測手段の利得の補正を止める信号を前記利得調整手段に送出する流量判定手段とを含む、請求項１に記載の流量計測装置。
【請求項５】
前記制御手段は、一定時間間隔で前記計測手段の利得の補正を開始する信号を前記利得調整手段に送出する第２のタイマ手段を含む、請求項１に記載の流量計測装置。
【請求項６】
前記制御手段は、予め定められた時刻に前記計測手段の利得の補正を開始する信号を前記利得調整手段に送出する計時手段を含む、請求項１に記載の流量計測装置。
【請求項７】
前記制御手段は、流路を通過する流体の流量が予め定められた流量以下の時間が継続して存在する時刻を記憶手段に記憶し、前記記憶手段に記憶された前記時刻に前記計測手段の利得の補正を開始する信号を前記利得調整手段に送出する計時手段を含む、請求項１に記載の流量計測装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記流量計測装置の外部から信号を受け取り、前記信号に応答して前記計測手段の利得の補正を開始する信号を前記利得調整手段に送出する通信手段を含む、請求項１に記載の流量計測装置。
【請求項９】
前記計測手段は、超音波信号を送受信する第１振動子および第２振動子と、前記第１振動子と前記第２振動子とに周期的な駆動信号を送出する送信手段と、前記第１振動子と前記第２振動子との間で前記超音波信号が伝搬する伝搬時間に基づいて流量を算出する流量演算手段とを含む、請求項１に記載の流量計測装置。
【請求項１０】
前記計測手段は、流量の変化によって生じる温度変化を検出する感温手段と、前記感温手段の出力に基づいて流量を算出する流量演算手段とを含む、請求項１に記載の流量計測装置。
【請求項１１】
流入口と流出口との間に設けられた複数の流路と、
前記複数の流路を個々に開閉する複数の開閉手段と、
前記複数の流路を流れる個々の流体流量を計測する計測手段と、
前記開閉手段と前記計測手段とを制御する制御手段と
を備え、
前記制御手段は、前記開閉手段によって閉止される流路を切り換えていく手段と、前記開閉手段によって閉止されている流路において前記計測手段のゼロ値を検出しゼロ値補正を行うゼロ点検定手段と、前記計測手段により流路ごとに計測された流量を合計する流量計測手段とを含む、流量計測装置。
【請求項１２】
前記制御手段は、前記開閉手段によって閉止される流路を切り換えていく手段として、前記開閉手段によって閉止されている流路を所定時間間隔で切り換える第３のタイマ手段を含む、請求項１１に記載の流量計測装置。
【請求項１３】
前記制御手段は、前記開閉手段によって閉止される流路を切り換えていく手段として、前記計測手段の出力に基づいて流量を演算する流量演算手段と、前記流量演算手段によって演算された流量が予め定められた流量より少ない場合に前記計測手段のゼロ値補正を開始する信号を前記ゼロ点検定手段に送出する流量判定手段とを含む、請求項１１に記載の流量計測装置。
【請求項１４】
前記制御手段は、前記開閉手段によって閉止される流路を切り換えていく手段として、前記計測手段の出力に基づいて流量を演算する流量演算手段と、前記計測手段のゼロ点検出中に前記流量演算手段によって演算された流量が予め定められた流量より多くなると前記計測手段のゼロ値補正を止める信号を前記ゼロ点検定手段に送出する流量判定手段とを含む、請求項１１に記載の流量計測装置。
【請求項１５】
前記制御手段は、一定時間間隔で前記計測手段のゼロ値補正を開始する信号を前記ゼロ点検定手段に送出する第４のタイマ手段を含む、請求項１１に記載の流量計測装置。
【請求項１６】
前記制御手段は、予め定められた時刻に前記計測手段のゼロ値補正を開始する信号を前記ゼロ点検定手段に送出する計時手段を含む、請求項１１に記載の流量計測装置。
【請求項１７】
前記制御手段は、流路を通過する流体の流量が予め定められた流量以下の時間が継続して存在する時刻を記憶手段に記憶し、前記記憶手段に記憶された前記時刻に前記計測手段のゼロ値補正を開始する信号を前記ゼロ点検定手段に送出する計時手段を含む、請求項１１に記載の流量計測装置。
【請求項１８】
前記制御手段は、前記流量計測装置の外部から信号を受け取り、前記信号に応答して前記計測手段のゼロ値補正を開始する信号を前記ゼロ点検定手段に送出する通信手段を含む、請求項１１に記載の流量計測装置。
【請求項１９】
前記計測手段は、超音波信号を送受信する第１振動子および第２振動子と、前記第１振動子と前記前記第２振動子とに周期的な駆動信号を送出する送信手段と、前記第１振動子と前記第２振動子との間で前記超音波信号が伝搬する伝搬時間に基づいて流量を算出する流量演算手段とを含む、請求項１１に記載の流量計測装置。
【請求項２０】
前記計測手段は、流量の変化によって生じる温度変化を検出する感温手段と、前記感温手段の出力に基づいて流量を算出する流量演算手段とを含む、請求項１１に記載の流量計測装置。
【請求項２１】
流入口と流出口との間に設けられた複数の流路と、
前記複数の流路のうち少なくとも１つの流路を開閉する開閉手段と、
前記複数の流路を流れる流体の流量を計測する計測手段と、
前記開閉手段と前記計測手段とを制御する制御手段と
を備え、
前記制御手段は、前記開閉手段によって閉止されている流路において前記計測手段のゼロ値を検出しゼロ値補正を行うゼロ点検定手段と、前記開閉手段によって閉止されている流路において前記計測手段の利得を補正する利得調整手段と、前記流入口から前記流出口を通過する総流量を計測する総流量計測手段のうちの少なくとも１つを含み、
前記計測手段は、超音波信号を送受信する第１振動子および第２振動子と、前記第１振動子と前記第２振動子とに周期的な駆動信号を送出する送信手段と、受信された前記超音波信号を増幅する増幅手段と、前記増幅手段から出力される信号と基準信号とを比較する比較手段と、前記比較手段の出力に応じて前記第１振動子と前記第２振動子との間において超音波伝達を複数回繰り返す繰り返し手段と、前記繰り返し時に前記超音波信号を一定時間だけ遅延させる遅延手段と、前記第１振動子と前記第２振動子との間で前記超音波信号が伝搬する伝搬時間に基づいて流量を算出する流量演算手段とを含む、流量計測装置。
【請求項２２】
前記複数の流路は、少なくとも２種類以上の断面積を異なる構成とした、請求項１に記載の流量計測装置。
【請求項２３】
前記複数の流路は、少なくとも２種類以上の断面積を異なる構成とした、請求項１１に記載の流量計測装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、ガスなどの流体の流量を測定する流量計測装置に関するものである。
【０００２】
（背景技術）
気体や液体などの流体を流量や流速を測定する装置には多くの方式が知られているが、特にエレクトロニクス技術の進歩により信頼性の高い超音波を利用する流速・流量測定装置の開発が目覚しい。そして超音波を利用した流速・流量測定装置は燃料ガスのメータ、工業用計測器、医療用の血流計、海洋や大気中の流速の測定など多方面にわたる活用分野がある。この超音波を利用する流速・流量測定装置には直接超音波を利用する場合のみならず、多の測定原理に基づく測定装置の検出部として間接的に利用する場合がある。
【０００３】
従来の超音波流速計は、図２１に示すように、流体の流れる１つの測定経路１に設置した送信用超音波振動子２と、送信用超音波振動子２を駆動する送信回路３と、送信回路３の発振開始信号を送ると同時にタイマ４をスタートさせる制御部５と、超音波振動子２の上流あるいは下流に設置し超音波振動子２の発した超音波を受信する受信用超音波振動子６と、受信用超音波振動子６の受信信号を増幅する増幅部７と、増幅部７から出力される信号と基準信号生成部８から出力される基準信号とを比較しそれらの信号の大小関係が反転したときタイマ４をストップさせる比較器９とを含み、タイマ４の計測時間より被測定流体の流速を測定するように構成されている。
【０００４】
上記超音波流速計は制御部５からのスタート信号によって、送信回路３は一定時間パルスを出力し、超音波振動子２を駆動する。超音波振動子２から発せられた超音波は被測定流体中を伝搬し時間ｔ経過後に受信用超音波振動子６によって受信される。この受信信号は、比較器９において基準信号と比較される。受信信号と基準信号との電圧の関係が反転したときにストップ信号がタイマ４に送られる。これにより、タイマ４がストップする。この時のタイマ４の時間出力値ｔを（１）式に代入することにより被測定流体の流速ｖを求める（音波送受信器間の流れ方向の有効距離をＬ、音速をｃ、被測定流体の流速をｖ、ａは受信信号を受けてから比較器８の出力が反転するまでの遅れ時間、超音波振動子から受信用超音波振動子への方向を正とする）。
【０００５】
ｖ＝（Ｌ／（ｔ−ａ））−ｃ      （１）
また、超音波振動子２と受信用超音波振動子６を切り替え、上流から下流へと下流から上流への伝搬時間を測定し、（２）式により速度ｖを求める方法もある（上流から下流への伝搬時間ｔ１、下流から上流への伝搬時間ｔ２）。
【０００６】
ｖ＝Ｌ／２（１／ｔ１−１／ｔ２）＋ａ  （２）
この方法によれば温度の変化による音速の変化の影響を受けずに流体の速度を測定することが出来るので、流速・流量・距離などの測定に広く利用されている。
【０００７】
また、超音波利用流速・流量測定装置に限らず流速・流量測定装置には流量センサ、抵抗値センサ、温度センサ、電圧センサなど多くのセンサが利用されている。そしてこれらの電気信号を発信するセンサは、外部の条件に影響されて感度が変化したりすることがある。そのため燃料ガスのメータ等に使用される流量測定装置は僅かな流量変化、例えば３リットル／時のような微小変化でもこれを測定することが要求されていて、この様な微小変化を正確に把握することができる為には測定のゼロ点補正を行うことができる測定装置としなければならない。
【０００８】
以上の観点から特開平８−２７１３０７号公報に開示された技術は、ゼロ点補正を行うのが適切か否かを所定時間間隔をおいて判断し、その判断に基づいてゼロ点補正を実行する手段を備えたガス流量計であり、有用な技術としてガス器具業界では高く評価されている。
【０００９】
しかしながら上記従来の構成では都市ガス、プロパンガス等の燃料ガスの流量計測装置に実施すると、１つの流路では流量の変化が極めて少ない場合から１時間あたり何万リットルという様な広範囲にわたって受信信号の入力波形が流速で大きく変わり、受信感度を調整することなく計測することは難しかった。
【００１０】
さらに、通常電気信号を発信するセンサは、外部の条件に影響されて感度が変化したりすることがある。そのため燃料ガスのメータ等に使用される流量測定装置は僅かな流量変化、例えば３リットル／時のような微小変化でもこれを測定することが要求されていて、この様な微小変化から何万リットルという様な広範囲にわたって正確に把握することができる為には測定の受信状態（利得等）を例えば一定期間毎に調整する測定装置としなければならない。その場合、常に流体の流れが途切れることのない機器においては流路を閉止することがいつまでもできないため、補正を行えないことにもなっていた。
【００１１】
そこで、本発明は前記従来例の問題点に鑑み、複数の流路を有する構成で、流体流量の計測を行っていない流路でセンサ信号を受信して増幅する回路の利得を補正、調整しておくことで、流体計測のため流路を開成する際にはセンサおよび回路の補正を行った流路を用いるようにすることを目的とするものである。
【００１２】
また、従来のゼロ点補正の方法では、所定時間の間隔をおいてゼロ点補正を実施する必要があるかどうかを判定し、その上で必要な時にゼロ点補正を実施するものであり、常に流体の流れが途切れることのない機器においては流路を閉止することがいつまでもできないため、ゼロ点補正を行えないことにもなる。
【００１３】
そこで、本発明は前記従来例の問題点に鑑み、複数の流路を有する構成で、流体流量の計測を行っていない流路のゼロ点を補正しておくことで、流体計測のため流路を開成する時はゼロ点補正を行った流路を用いるようにすることを目的とするものである。
【００１４】
（発明の開示）
本発明は、例えば都市ガス、プロパンガス等の燃料ガスのメータに実施して極めて有用である。それは燃料ガスにおける流量計測装置は１時間あたり３リットルを越える流量変化を的確に把握することが、必要とされているからである。そこで本発明は、流量の変化が極めて少ない場合から１時間あたり何万リットルという様な広範囲にわたって、計測手段から流量演算手段までの利得を補正することにより正確に流量を計測できる便利なものとしたものである。
【００１５】
以上の趣旨に沿う正確な流量を計測する必要のある各分野において本発明は実施して有用なものである。
【００１６】
そして、当業者が本発明を実施するには各請求項に記載した構成とすることにより実現できるものであるが、本発明の内容の理解を助けて容易に実施形態を把握することができるように各請求項の作用効果を手段、構成に加えて以下に説明する。
【００１７】
本発明の流量計測装置は、流入口と流出口との間に設けられた複数の流路と、前記複数の流路を個々に開閉する開閉手段と、前記複数の流路を流れる個々の流体流量を計測する計測手段と、前記開閉手段と前記計測手段とを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記開閉手段によって閉止されている流路において前記計測手段の利得を補正する利得調整手段と、前記計測手段により流路ごとに計測された流量を合計する流量計測手段とを含み、これにより、上記目的が達成される。
【００１８】
本発明によれば、複数の流路を有する構成で、流体流量の計測範囲を大きくすると共に、流量が途切れないような機器においても、流体流量の計測を行っていない流路の受信利得を補正しておき、開閉手段を切り替えることにより利得補正の終了している流路で流体計測を行うことが可能になる。このためこの流路を開成する時には測定系の安定度が良く、受信感度のずれの無い計測を可能にし、精度が不安定になることを防止することができる。
【００１９】
前記制御手段は、前記開閉手段によって閉止されている流路を一定時間間隔で切り換える第１のタイマ手段を含んでいてもよい。これにより、流体の流れがあり流量を計測している場合でも、閉止している流路の計測手段は利得補正を行うことにより利得補正を済ませておき、計測している流路において経時変化による利得の変化があったとしても開閉手段を介して流路を切り替えることで一定時間間隔以内に安定度が良く、受信利得のずれの無い計測を可能にし、精度が不安定になることを防止することができる。
【００２０】
前記制御手段は、前記計測手段の出力に基づいて流量を演算する流量演算手段と、前記流量演算手段によって演算された流量が予め定められた流量より少ない場合に前記計測手段の利得の補正を開始する信号を前記利得調整手段に送出する流量判定手段とを含んでいてもよい。これにより、開閉手段を閉止している流路においても流体の流れが少なく下流から外乱で誤差を含むことのない場合に利得点の補正を行うようにすることができる。
【００２１】
前記制御手段は、前記計測手段の出力に基づいて流量を演算する流量演算手段と、前記計測手段の利得の補正中に前記流量演算手段によって演算された流量が予め定められた流量より多くなると前記計測手段の利得の補正を止める信号を前記利得調整手段に送出する流量判定手段とを含んでいてもよい。これにより、開閉手段を閉止している流路においても流量が多くなったため開閉手段を閉止している流路の下流から大流量による外乱が入り利得補正に影響が生じたり、また大流量を計測するために開閉手段を開成して流路に流体を流す必要がある可能性が高いため利得補正を停止しておくことで、すぐに流量計測に入ることが可能になる。
【００２２】
前記制御手段は、一定時間間隔で前記計測手段の利得の補正を開始する信号を前記利得調整手段に送出する第２のタイマ手段を含んでいてもよい。これにより、開閉手段を閉止している流路における計測手段を一定時間間隔で利得補正することができ温度や湿度等の外乱が入った経時変化等による利得のずれが発生しても一定時間以内に修正し変動を小さくすることが可能になる。
【００２３】
前記制御手段は、予め定められた時刻に前記計測手段の利得の補正を開始する信号を前記利得調整手段に送出する計時手段を含んでいてもよい。これにより、流量計測装置の設置されたシステム特有の流量状態を予め測定し、例えば流量の少ない時刻に利得を補正することで計測手段の精度を最適な時刻に調節することが可能になる。
【００２４】
前記制御手段は、流路を通過する流体の流量が予め定められた流量以下の時間が継続して存在する時刻を記憶手段に記憶し、前記記憶手段に記憶された前記時刻に前記計測手段の利得の補正を開始する信号を前記利得調整手段に送出する計時手段を含んでいてもよい。これにより、そのシステムの取り付けられた固有の使用条件、状態を予め記憶しておき、安定した状態の時刻に計測手段の利得補正を行うことでより確実に精度良く調節することが可能になる。
【００２５】
前記制御手段は、前記流量計測装置の外部から信号を受け取り、前記信号に応答して前記計測手段の利得の補正を開始する信号を前記利得調整手段に送出する通信手段を含んでいてもよい。これにより、任意の時間に外部から利用者が計測手段の利得を補正することができ、突発的な外乱等による系の不安定現象が発生したとしても手動で利得を補正する信号を送出することが可能になる。
【００２６】
前記計測手段は、超音波信号を送受信する第１振動子および第２振動子と、前記第１振動子と前記第２振動子とに周期的な駆動信号を送出する送信手段と、前記第１振動子と前記第２振動子との間で前記超音波信号が伝搬する伝搬時間に基づいて流量を算出する流量演算手段とを含んでいてもよい。これにより、流体の流れを乱すことなく流量を測定するとともに、複数の流路を組み合わせることで広い範囲で瞬時に流量を精度良く測定することができる。
【００２７】
前記計測手段は、流量の変化によって生じる温度変化を検出する感温手段と、前記感温手段の出力に基づいて流量を算出する流量演算手段とを含んでいてもよい。これにより、簡単な制御回路の構成で、かつ可動部が無く故障率が少なく安定して流量を測定することができるとともに、複数の流路を組み合わせることで広い範囲で流量を精度良く測定するとが可能になる。
【００２８】
本発明の流量計測装置は、流入口と流出口との間に設けられた複数の流路と、前記複数の流路を個々に開閉する複数の開閉手段と、前記複数の流路を流れる個々の流体流量を計測する計測手段と、前記開閉手段と前記計測手段とを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記開閉手段によって閉止されている流路において前記計測手段のゼロ値を検出しゼロ値補正を行うゼロ点検定手段と、前記計測手段により流路ごとに計測された流量を合計する流量計測手段とを含み、これにより、上記目的が達成される。
【００２９】
本発明によれば、複数の流路を有する構成で、流体流量の計測範囲を大きくすると共に、流量が途切れないような機器においても、流体流量の計測を行っていない流路のゼロ点を補正しておき、開閉手段を切り替えることで、ゼロ点補正の終了している流路で流体計測を行うことが可能になる。このためこの流路を開成する時には測定系の安定度が良く、ゼロ点のずれの無い計測を可能にし、精度が不安定になることを防止することができる。
【００３０】
前記制御手段は、前記開閉手段によって閉止されている流路を一定時間間隔で切り換える第３のタイマ手段を含んでいてもよい。これにより、流体の流れがあり流量を計測している場合でも、閉止している流路の計測手段はゼロ点補正を行うことによりゼロ値補正を済ませておき、計測している流路において経時変化によるゼロ点の変化があったとしても開閉手段を介して流路を切り替えることで一定時間間隔以内に安定度が良く、ゼロ点のずれの無い計測を可能にし、精度が不安定になることを防止することができる。
【００３１】
前記制御手段は、前記計測手段の出力に基づいて流量を演算する流量演算手段と、前記流量演算手段によって演算された流量が予め定められた流量より少ない場合に前記計測手段のゼロ値補正を開始する信号を前記ゼロ点検定手段に送出する流量判定手段とを含んでいてもよい。これにより、開閉手段を閉止している流路においても流体の流れが少なく下流から外乱で誤差を含むことのない場合にゼロ点の補正を行うようにすることができる。
【００３２】
前記制御手段は、前記計測手段の出力に基づいて流量を演算する流量演算手段と、前記計測手段のゼロ点検出中に前記流量演算手段によって演算された流量が予め定められた流量より多くなると前記計測手段のゼロ値補正を止める信号を前記ゼロ点検定手段に送出する流量判定手段とを含んでいてもよい。これにより、開閉手段を閉止している流路においても流量が多くなったため開閉手段を閉止している流路の下流から大流量による外乱が入りゼロ値補正に影響が生じたり、また大流量を計測するために開閉手段を開成して流路に流体を流す必要がある可能性が高いためゼロ値補正を停止しておくことで、すぐに流量計測にはいることが可能になる。
【００３３】
前記制御手段は、一定時間間隔で前記計測手段のゼロ値補正を開始する信号を前記ゼロ点検定手段に送出する第４のタイマ手段を含んでいてもよい。これにより、開閉手段を閉止している流路における計測手段を一定時間間隔でゼロ点補正することができ温度や湿度等の外乱が入った経時変化等によるゼロ点のずれが発生しても一定時間以内に修正し変動を小さくすることが可能になる。
【００３４】
前記制御手段は、予め定められた時刻に前記計測手段のゼロ値補正を開始する信号を前記ゼロ点検定手段に送出する計時手段を含んでいてもよい。これにより、流量計測装置の設置されたシステム特有の流量状態を予め測定し、例えば流量の少ない時刻にゼロ点を補正することで計測手段の精度を最適な時刻に調節することが可能になる。
【００３５】
前記制御手段は、流路を通過する流体の流量が予め定められた流量以下の時間が継続して存在する時刻を記憶手段に記憶し、前記記憶手段に記憶された前記時刻に前記計測手段のゼロ値補正を開始する信号を前記ゼロ点検定手段に送出する計時手段を含んでいてもよい。これにより、そのシステムの取り付けられた固有の使用条件、状態を予め記憶しておき、安定した状態の時刻に計測手段のゼロ値補正を行うことでより確実に精度良く調節することが可能になる。
【００３６】
前記制御手段は、前記流量計測装置の外部から信号を受け取り、前記信号に応答して前記計測手段のゼロ値補正を開始する信号を前記ゼロ点検定手段に送出する通信手段を含んでいてもよい。これにより、任意の時間に外部から利用者が計測手段のゼロ点を補正することができ、突発的な外乱等による系の不安定現象が発生したとしても手動でゼロ値を補正する信号を送出することが可能になる。
【００３７】
前記計測手段は、超音波信号を送受信する第１振動子および第２振動子と、前記第１振動子と前記前記第２振動子とに周期的な駆動信号を送出する送信手段と、前記第１振動子と前記第２振動子との間で前記超音波信号が伝搬する伝搬時間に基づいて流量を算出する流量演算手段とを含んでいてもよい。これにより、流体の流れを乱すことなく流量を測定するとともに、複数の流路を組み合わせることで広い範囲で瞬時に流量を精度良く測定することができる。
【００３８】
前記計測手段は、流量の変化によって生じる温度変化を検出する感温手段と、前記感温手段の出力に基づいて流量を算出する流量演算手段とを含んでいてもよい。これにより、簡単な制御回路の構成で、かつ可動部が無く故障率が少なく安定して流量を測定することができるとともに、複数の流路を組み合わせることで広い範囲で流量を精度良く測定するとが可能になる。
【００３９】
本発明の他の流量計測装置は、流入口と流出口との間に設けられた複数の流路と、前記複数の流路を開閉する開閉手段と、前記複数の流路のうち少なくとも１つの流路を流れる流体の流量を計測する計測手段と、前記開閉手段と前記計測手段とを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記開閉手段によって閉止されている流路において前記計測手段のゼロ値を検出しゼロ値補正を行うゼロ点検定手段と、前記開閉手段によって閉止されている流路において前記計測手段の利得を補正する利得調整手段と、前記流入口から前記流出口を通過する総流量を計測する総流量計測手段のうちの少なくとも１つを含み、前記計測手段は、超音波信号を送受信する第１振動子および第２振動子と、前記第１振動子と前記第２振動子とに周期的な駆動信号を送出する送信手段と、受信された前記超音波信号を増幅する増幅手段と、前記増幅手段から出力される信号と基準信号とを比較する比較手段と、前記比較手段の出力に応じて前記第１振動子と前記第２振動子との間において超音波伝達を複数回繰り返す繰り返し手段と、前記繰り返し時に前記超音波伝達を遅延させる遅延手段と、前記第１振動子と前記第２振動子との間で前記超音波信号が伝搬する伝搬時間に基づいて流量を算出する流量演算手段とを含み、これにより、上記目的が達成される。
【００４０】
（発明を実施するための最良の形態）
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００４１】
（実施の形態１）
図１Ａは、本発明の実施の形態１の流量計測装置の構成を示すブロック図であり、図１Ｂは、図１Ａに示される流量計測装置の計測手段の構成を模式的に示す図であり、図２は、図１Ａに示される流量計測装置の計測手段および制御手段の構成を示すブロック図である。
【００４２】
図１Ａに示されるように、流量計測装置は、流入路１１と流出路１２との間に設けられた複数の流路１３と、複数の流路１３を開閉する開閉手段１４と、複数の流路１３のうち少なくとも１つの流路１３を流れる流体の流量を計測する計測手段１５と、開閉手段１４と計測手段１５とを制御する制御手段１７とを含む。制御手段１７は、開閉手段１４によって閉止されている流路１３において計測手段１５の利得を補正する利得調整手段１６と、開閉手段１４を駆動する開閉駆動手段４５とを含む。
【００４３】
図１Ａに示される例では、流量計測装置は、３本の流路１３（１３ａ〜１３ｃ）と流路１３に設けられている開閉手段１４（１４ａ〜１４ｃ）と計測手段１５（１５ａ〜１５ｃ）とを有している。流路１３ａには開閉手段１４ａと計測手段１５ａとが取り付けられている。流路１３ｂには開閉手段１４ｂと計測手段１５ｂとが取り付けられている。流路１３ｃには開閉手段１４ｃと計測手段１５ｃとが取り付けられている。
【００４４】
流入路１１から入ってくる流体は開成している開閉手段１４を通過し計測手段１５によってその流量が測定される。開閉手段１４、計測手段１５は制御手段１７によって制御されている。開閉手段１４は、複数の流路１３の個々の流路を開成または閉止することができる。計測装置１５は、開閉手段１４によって開成された流路を流れる流体の流量を計測する。流入路１１から流出路１２までの総流量は、計測手段１５によって流路ごとに計測された流量を制御手段１７によって合算することにより求められる。
【００４５】
複数の流路１３のすべてを開成することにより大流量の流体を流すことが可能となり、かつそれを計測することが可能である。複数の流路１３のうち１つの流路のみを開成することにより小流量の流体を流すことが可能である。このように、開閉駆動手段４５により個々に開閉することが可能な複数の開閉手段１４を用いることによって流量等に応じた流路選択を容易にし流量域の広い範囲で計測を可能にできる。
【００４６】
なお、流路１３は均等な断面積の流路を複数本組み合わせることで汎用性を高めメンテナンスを容易にしてもよいし、また断面積を異なるようにし流量等によってその流路の最適な選択を行う構成としてもよい。本発明では流路を３本としているが別に取りたてて数字に意味があるわけでもない。２本以上であれば何本でも良い。
【００４７】
流量演算手段２７は、計測手段１５によって流路ごとに計測された流量を合計する演算を行う。流量演算手段２７によって求められる総合流量をＱ、開閉手段１４が開成している流路１３ａ、１３ｂ、１３ｃに設置した計測手段１５ａ、１５ｂ、１５ｃによって求められる流量をそれぞれｑａ、ｑｂ、ｑｃとすると、Ｑ＝ｑａ＋ｑｂ＋ｑｃ＝Σｑである。
【００４８】
開閉手段１４ａが閉止している場合には、流路１３ａには流体が流れていない。このため計測手段１５ａで流体流量を計測しても本来の流量計測に支障はない。流量計測するためのセンサは温度などの外部からの影響や経年変化等で感度がずれていることもあり、測定系を補正する必要がある。補正を行うにはセンサ信号を受信して例えば受信信号の最大値が一定レベル内に入るように受信手段の感度を調整する。この利得調整は閉止している開閉手段１４を有する流路１３に設置している計測手段１５で各々行うことができる。
【００４９】
この際、利得が大きくずれてしまっている場合等は報知手段等を用いて使用者にその異常を知らせることも有効である。さらに通信手段等を利用して外部の管理者に報知するとさらに異常状態の復旧を早く行うことが可能になり有用である。
【００５０】
図１Ｂは、図１Ａに示される流路１３ａに設けられている計測手段１５ａの一部の構成を示す。なお、計測手段１５ｂ、１５ｃも計測手段１５ａと同様の構成を有している。
【００５１】
図１Ｂに示される白抜矢印Ａは、流路１３ａにおいて流体が流れる方向を示す。計測手段１５ａは、流路１３ａに設けられた第１振動子２１と第２振動子２２とを含む。第１振動子２１と第２振動子２２とは、流路１３ａを流れる流体を介して相対するように配置されている。第１振動子２１および第２振動子２２は、超音波信号を送受信する。
【００５２】
図２は、図１Ａに示される流路１３ａに設けられている計測手段１５ａの構成をさらに詳細に示す。なお、計測手段１５ｂ、１５ｃも計測手段１５ａと同様の構成を有している。
【００５３】
図２に示されるように、計測手段１５ａは、第１振動子２１と第２振動子２２とに周期的な駆動信号を送出する送信手段２３と、受信された超音波信号を増幅する増幅手段２４と、増幅手段２４から出力される信号と基準信号とを比較する比較手段２９と、比較手段２９から出力される信号を受け取り、基準信号以上の信号が検出されたとき繰り返し回数を設定し、その設定された繰り返し回数だけ第１振動子２１と第２振動子２２との間で超音波伝達を繰り返す繰り返し手段４６と、その繰り返し時に超音波伝達を遅延させる遅延手段１０とを含む。
【００５４】
利得調整手段１６は、例えば、増幅手段２４の利得（ゲイン）を調整することにより、計測手段１５ａの利得を補正する。
【００５５】
基準信号以上の信号が増幅手段２４から出力されたことが比較手段２９によって検出された場合には、比較手段２９は、受信信号が到達したことを示す信号を繰り返し手段４６に出力する。繰り返し手段４６は、比較手段２９から出力された信号を受け取り、この信号を受けた回数が予め設定された繰り返し回数に達したか否かを判定する。この信号を受けた回数が予め設定された繰り返し回数に達した場合には、繰り返し手段４６は、信号を一定時間だけ遅延させる遅延手段１０を介して、送信手段２３から超音波信号が送信されるように送信手段２３を制御する。このようにして、送信手段２３から超音波信号が繰り返し送信される。
【００５６】
切り替え手段２６は、第１振動子２１および第２振動子２２の送受信を切り替える。すなわち、上流側の第１振動子２１が超音波信号を送信し、下流側の第２振動子２２がその超音波信号を受信するという超音波伝達が設定された回数だけ繰り返された後、下流側の第２振動子２２が超音波信号を送信し、上流側の第１振動子２１がその超音波信号を受信するという超音波伝達が設定された回数だけ繰り返される。
【００５７】
計時手段２５は、第１振動子２１から第２振動子２２への超音波伝達を設定された回数だけ繰り返すのに要した時間（第１伝達時間）と、第２振動子２２から第１振動子２１への超音波伝達を設定された回数だけ繰り返すのに要した時間（第２伝達時間）とを求める。
【００５８】
計時手段２５は、例えば、タイマカウンタである。
【００５９】
流量演算手段２７は、第１伝達時間と第２伝達時間との時間差に基づいて流体の速度を求め、流路１３の断面積と流体の速度とに基づいて流量を求める。
【００６０】
このように計測手段に超音波を用いることにより流体の流れを乱すことなく流量を測定するとともに、複数の流路を組み合わせることで広い範囲で瞬時に流量を精度良く測定することができる。
【００６１】
しかし、第１振動子２１、第２振動子２２は温度などの外部からの影響や経年変化などで感度が変わっていまうことがある。このため受信された信号を増幅する増幅手段２４で利得が不足して流量を測定できなくなる場合も想定される。このような現象を防止するために利得調整手段１６が流量の無い時に増幅手段２４の利得を補正し、きちんと比較手段２９で判定のできそうな振幅まで信号を調整しておく。この操作を行なうことにより次に開閉手段１４ａが開成した時に計測手段１５ａではすぐに計測操作が行なえ、さらに仮に感度の回復しない振動子が生じたとすればその流路を除外して他の流路を開成することで計測を継続することが可能になる。
【００６２】
本実施の形態では受信側の感度を調整しているが、送信側のパワーを調整しても同様の効果を得ることができる。
【００６３】
また、上記説明では計測手段に超音波素子を用いているが、これに限定するものでは無い。たとえば計測手段として、流路に設けられた電力を駆動源とする発熱部と流量によって生じる温度変化を検出する少なくとも１つ以上の感温手段と、前記感温手段の信号変化に基づいて流量を算出する流量演算手段とを備えるようにしても同様の流量計測が可能である。
【００６４】
しかし、この発熱部や感温手段についても温度などの外部からの影響や経年変化などで感度が変わっていまうことがある。このため受信した信号を増幅する増幅手段２４で利得が不足して流量を測定できなくなる場合も想定される。このような現象を防止するために利得調整手段１６が流量の無い時に増幅手段２４の利得を補正し、きちんと比較手段２９で判定のできそうな振幅まで信号を調整しておく。
【００６５】
この操作を行なうことにより次に開閉手段１４ａが開成した時に計測手段１５ａではすぐに計測操作が行なえ、さらに仮に感度の回復しない発熱部や感温手段が存在したとすればその流路を除外して他の流路を開成することで計測を継続することが可能になる。また、発熱部に供給する電力を調整することにより同様の効果を得ることができる。
【００６６】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２の流量計測装置を説明する。本実施の形態の構成を示すブロック図は実施の形態１と同じ図１Ａおよび図１Ｂを用いる。図３は制御手段１７の構成を示すブロック図であり、図４は制御手段１７の動作を示すタイミングチャートである。実施の形態２は、制御手段１７が、開閉手段１４を一定時間間隔で切り替えるように時間管理をする第１のタイマ手段３１を備えている点が実施の形態１とは異なる。
【００６７】
図４において、（ａ）は開閉手段１４ａの動作を示し、（ｂ）は開閉手段１４ｂの動作を示し、（ｃ）は開閉手段１４ｃの動作を示し、（ｄ）は第１のタイマ手段３１の動作を示す。
【００６８】
第１のタイマ手段３１は、開閉手段１４ａを開成すると同時に動作を開始する。第１のタイマ手段３１は、一定時間（ここではＴ１）経過ごとにパルス信号を制御手段１７に送出する。制御手段１７は、第１のタイマ手段３１からのパルス信号に応答して開成する開閉手段を切り換える。最初の期間Ｔ１（時刻ｔ０〜時刻ｔ１）において制御手段１７は開閉手段１４ａを開成する。これにより、流路１３ａに流体が流れることになる。次の期間Ｔ１（時刻ｔ１〜時刻ｔ２）において制御手段１７は開成手段１４ｂを開成し、その後開閉手段１４ａを閉止する。これにより、流路１３ｂに流体が流れることになる。なお、開閉手段１４ｂを開成する前に計測手段１５ｂは増幅手段の利得の補正を済ませているものとする。次の期間Ｔ１（時刻ｔ２〜時刻ｔ３）において制御手段１７は開閉手段１４ｃを開成し、その後開閉手段１４ｂを閉止する。これにより、流路１３ｃに流体が流れることになる。なお、開閉手段１４ｃを開成する前に計測手段１５ｃは増幅手段の利得の補正を済ませているものとする。
【００６９】
このように、一定時間が経過するたびに流体を計測する流路を入れ替えていく。
【００７０】
これにより、常に流体の流れがあり流量を計測している場合でも、開閉手段１４が閉止している流路１３の計測手段１５は増幅手段の利得の補正を行うことにより、計測中の流路、特に振動子が経時変化による利得の変化を生じていても開閉手段１４を介して流路１３を切り替えることで一定時間間隔以内に安定度が良く、受信感度のずれの無い計測を可能にし、精度が不安定になることを防止することができる。
【００７１】
（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３の流量計測装置を説明する。本実施の形態の構成を示すブロック図は実施の形態１と同じ図１Ａおよび図１Ｂを用いる。図５は制御手段１７の構成を示すブロック図であり、図６は流量特性に基づく制御手段１７の動作を示すタイミングチャートである。実施の形態３は、制御手段１７が、計測した流体流量が予め定められた流量より少ない場合に計測手段１５の利得の補正を開始する信号を利得調整手段１６に送出し、計測した流体流量が予め定められた流量より多い場合に計測手段１５の利得の補正を止める信号を利得調整手段１６に送出する流量判定手段３２を備えている点が実施の形態１および実施の形態２とは異なる。
【００７２】
制御手段１７は、図６に示される時刻ｔ１で開閉手段１４ａを開成する。その結果、流路１３ａに流体が流れる。流量演算手段２７は、計測手段１５ａの出力に基づいて流路１３ａに流れる流体の流量を求める。流量判定手段３２は流量演算手段で求めた流量が予め定められた値（図６に示されるＱ１）より少なくなると（図６に示される時刻ｔ２）、制御手段１７に信号を送出して閉止している開閉手段１４ｂ、１４ｃが設けられている流路の計測手段１５ｂ、１５ｃの増幅手段の利得を補正する。これは、流量が少なくなってきたことで、開閉手段１４を開成して他の流路１３ｂに流体を流し複数の流路を用いて流量計測をするという可能性が少なくなるためである。さらに流量が少ないため開閉手段１４を閉止している流路１３においても流体の流れが少なく下流から外乱で誤差を含むことのない場合に利得の補正を行うことができるからである。本実施の形態では流量がＱ１より少なくなるとすぐに利得の補正を行うようにしているが流量信号にも雑音が重畳したり、流量自体も変動するため流量がＱ１以下になってから一定時間経過後から利得の補正を行うようにするとさらに安定して補正ができるようになる。
【００７３】
また、流量判定手段３２は、流量演算手段２７で求めた流量が予め定められた値（図６に示されるＱ２）より多くなる（図６に示される時刻ｔ３）と、制御手段１７に信号を送出して閉止している開閉手段１４ｂ、１４ｃが設けられている流路の計測手段１５ｂ、１５ｃの増幅手段の利得を補正する動作を止めるようにする。これは流量が多くなったため開閉手段１４を閉止している流路１３の下流から大流量による外乱が入り、せっかく行っている計測手段１５の利得補正に影響が生じたり、また大流量を計測するために開閉手段を開成して流路に流体を流す必要がある可能性が高いため利得の調整を停止しておくことで、すぐに流量計測にかかる準備をしておくためである。
【００７４】
（実施の形態４）
以下、本発明の実施の形態４の流量計測装置を説明する。本実施の形態の構成を示すブロック図は実施の形態１と同じ図１Ａおよび図１Ｂを用いる。図７は制御手段１７の構成を示すブロック図であり、図８は制御手段１７の動作を示すタイミングチャートである。実施の形態４は、制御手段１７が、一定時間ごとに閉止している流路の計測手段１５の利得を補正するよう時間管理をする第２のタイマ手段３３を備えている点が実施の形態１、実施の形態２および実施の形態３とは異なる。
【００７５】
図８において、（ａ）は開閉手段１４ａの動作を示し、（ｂ）は開閉手段１４ｂの動作を示し、（ｃ）は第２のタイマ手段３３の動作を示す。
【００７６】
第２のタイマ手段３３は、図８に示される時刻ｔ１に動作を開始する。第２のタイマ手段３３は、開閉手段１４ａ〜１４ｃが開成している期間より短い一定時間（ここではＴ２）経過ごとにパルス信号を制御手段１７に送出する。制御手段１７内の利得調整手段１６は、第２のタイマ手段３３からのパルス信号に応答して閉止されている流路に設けられている計測手段の利得を補正する。
【００７７】
図８に示される例では、時刻ｔ１〜時刻ｔ２の期間中、開閉手段１４ａは開成されており、開閉手段１４ｂ、１４ｃは閉止されている。制御手段１７内の利得調整手段１６は、時刻ｔ１〜時刻ｔ２の期間中、第２のタイマ手段３３からのパルス信号に応答して閉止されている流路１３ｂに設けられている計測手段１５ｂの利得を補正する。同様にして、制御手段１７内の利得調整手段１６は、時刻ｔ１〜時刻ｔ２の期間中、第２のタイマ手段３３からのパルス信号に応答して閉止されている流路１３ｃに設けられている計測手段１５ｃの利得を補正するようにしてもよい。
【００７８】
時刻ｔ２において開閉手段１４ａが閉止され、開閉手段１４ｂが開成される。第２のタイマ手段３３は、時刻ｔ２に動作を開始し、一定時間（ここではＴ２）経過ごとにパルス信号を制御手段１７に送出する。制御手段１７内の利得調整手段１６は、第２のタイマ手段３３からのパルス信号に応答して閉止されている流路１３ａに設けられている計測手段１５ａの利得を補正する。
【００７９】
このように、本実施の形態によれば、開閉手段１４が閉止されている流路１３に設けられている計測手段１５の利得を一定時間間隔Ｔ２で補正することができる。このため、温度や湿度等の外乱が入った経時変化等による利得のずれが発生しても一定時間以内に修正し変動を小さくすることが可能になり、突発的に流量が増加し、流路を開成して使用しなければならないことが発生しても十分対応することができる。
【００８０】
（実施の形態５）
以下、本発明の実施の形態５の流量計測装置を説明する。本実施の形態の構成を示すブロック図は実施の形態１と同じ図１Ａおよび図１Ｂを用いる。図９は制御手段１７の構成を示すブロック図である。実施の形態５は、制御手段１７が計時手段３４と記憶手段３５とを備えている点が実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３および実施の形態４とは異なる。
【００８１】
制御手段１７は複数の開閉手段１４を開成し流体を流している。そしてその際、閉止している開閉手段１４を有する流路の計測手段１５の利得を補正している。ここで制御手段１７は計時手段３４を有し、この計時手段３４が予め定めた時刻において利得調整手段１６に信号を送出し、閉止している流路１３における計測手段１５の利得を補正する。これにより、流量計測装置の設置されたシステム特有の流量状態を予め測定し、例えば流量の少ない時刻に利得を補正することで計測手段１５の精度を最適な時刻に調節することが可能になる。さらに予め定める時刻は統計的に定めても良いし、家庭用のガス流量手段であれば朝、昼の食事時や夕方から夜にかけての風呂、シャワー使用時を除く時刻に設定しておけば、被検出流体であるガスがほとんど流れない時間であり、その回数と時刻を予め設定しておくことで、利得の補正誤差も少なくて調整することが可能になる。
【００８２】
また、制御手段１７は計時手段３４と記憶手段３５とを有することにより、計時手段３４により一定流量以下の安定した流量Ｑが継続して存在する時刻を記憶手段３５に記憶しておき、閉止している流路における計測手段５の利得を補正する動作を記憶手段３５に記憶した時刻に行うことで、そのシステムの取り付けられた固有の使用条件、状態を予め記憶しておき、安定した状態の時間に計測手段１５の利得の状態を調べることでより精度良く計測手段１５調節することが可能になる。
【００８３】
例えば、家庭用のガス流量計に利用すると朝、昼の食事時、夕方から夜中にかけての風呂利用時、また暖房使用時刻等は各家庭の生活様式により一定していない。これを計測手段１５により流量が予め定めた値以下になる時刻を測定し、それを繰り返して記憶しながら学習することにより、計時手段３４を用いて制御手段１７は計測手段１５の利得を補正する時刻を判断する。またカレンダ機能を有すると平日と週末ではガスの使用時間が大きく異なることがあり、それも記憶手段で判定材料として組み立てることが可能となる。
【００８４】
（実施の形態６）
以下、本発明の実施の形態６の流量計測装置を説明する。本実施の形態の構成を示すブロック図は実施の形態１と同じ図１Ａおよび図１Ｂを用いる。図１０は制御手段１７の構成を示すブロック図である。実施の形態６は、制御手段１７が通信手段２６を備えている点が実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、実施の形態４および実施の形態５とは異なる。
【００８５】
本実施の形態では、制御手段１７は通信手段３６を備えている。通常、制御手段１７は複数の開閉手段１４を開成し流体を流している。そしてその際、閉止している開閉手段１４を有する流路の計測手段１５の利得を補正している。この利得を補正するタイミングは例えば制御手段１７内部の第２のタイマ手段３３（図７）等を用いて自動制御しても良いが利用者や外部の機関が任意の時間に確認動作を行いたい場合がある。その時のため図１０の通信手段３６を用いて流量計測装置は外部と通信ができるようにしておく。利用者は外部から例えばスイッチやリモコン、設定手段を用いて確認動作開始を指示し、制御手段１７はこの信号により閉止している開閉手段１４を有する流路の計測手段５の利得を補正する。これにより、任意の時間に外部から利用者が計測手段の利得を補正することができ、突発的な外乱等による系の不安定現象が発生したとしても利用者の手動で利得を補正する信号を送出することが可能になる。
【００８６】
さらに、利得を補正するよう要求する信号を発生する外部信号源としては流出路の下流側に設置してある機器、例えばガス器具であればガス給湯機３７等を用いることも可能である。ガス給湯機にあるガス流量計測手段等でガス流量を推定し、一定以下の流れと判定した場合に流量計測装置の制御手段１７に通信手段３６を介し利得補正を要求する。これにより確実に流体流量が少ない場合に外部からの信号で利得補正を検定することが可能になる。同様に外部信号源としては流入路１１の上流側に設置してある機器、例えば大型供給施設における出力部の流量計測手段３８等としても良い。この流量計測手段はそれ自体が一定以下の流体が流れていると判定した場合に通信手段３６を介して流量計測装置の制御手段１７に利得の補正動作を要求する。これにより確実に流体流体が少ない場合に外部からの信号で利得補正を検定することが可能になる。また、外部信号はそれ自体内部において計時手段を有する機器や、機器集中検針盤としても良い。これにより、外部から一定時間以内に利得の補正を要求することが可能になる。
【００８７】
なお、本発明の実施の形態１〜６にわたって説明したが、これらの実施の形態は複数組み合わせることができることは言うまでもない。また、流量演算手段の値が異常値を示したと判断したときのみ利得を補正して、不要な利得補正を行わないようにすることにより、消費電力を低減することができる。そして所定の流量値以下の場合には利得の変化と判断して利得補正を行い微小な流体の漏洩時に対応する実施の形態も当業者であれば容易に実現できるものである。そして、複数の流路を用いることにより微小流量から大流量まで流量を計測するとともに、閉止している流路における計測手段の利得を補正することで常に精度良く流量計測を行うことが可能となるものである。また、定期的に開閉手段を動作することは開閉手段の流路への固着等を防止することもでき、さらに信頼性も向上することができる。
【００８８】
（実施の形態７）
図１１Ａは、本発明の実施の形態７の流量計測装置の構成ブロック図であり、図１１Ｂは、図１１Ａに示される計測手段の構成を模式的に示す図であり、図１２は、図１１Ａに示される計測手段の構成を示すブロック図である。
【００８９】
図１１Ａおよび図１１Ｂにおいて、図１Ａおよび図１Ｂに示される構成要素と同じ構成要素には同一番号を付与し詳細な説明を省略する。図１１Ａに示される制御手段１７は、ゼロ点検定手段４０を含む。
【００９０】
図１Ａおよび図１Ｂを参照して説明した流量演算と同じような流量演算を行いながら、制御手段１７は開閉手段１４ａ〜１４ｃの開閉を制御する。開閉手段１４ａが閉止している場合には、流路１３ａには流体が流れていない。この場合、計測手段１５ａによって計測される流量は０のはずである。しかし、温度などの外部からの影響や流量演算手段２７の温度変化、経年変化等によって計測手段１５ａのゼロ点がずれていることもある。この場合には、計測手段１５ａによって計測される流量は必ずしも０にはならない。制御手段１７内のゼロ点検定手段４０は、流量演算手段２７の値に基づいて開閉手段１４ａが閉止している流路１３ａに設けられている計測手段１５ａのゼロ値を検出しゼロ値補正を行う。このセロ値補正は、例えば、開閉手段１４ａを閉止した状態において計測手段１５ａによって計測された値を基本値（流量ゼロの場合の値、すなわち、ゼロ値）とし、開閉手段１４ａが次に開成した時に計測手段１５ａによって計測された値に対してその基本値を増減することによって達成される。このゼロ値補正は閉止している開閉手段１４を有する流路１３に設置している計測手段１５で各々行うことができる。
【００９１】
この際、ゼロ点が大きくずれてしまっている場合等は報知手段等を用いて使用者にその異常を知らせることも有効である。さらに通信手段等を利用して外部の管理者に報知するとさらに異常状態の復旧を早く行うことが可能になり有用である。
【００９２】
なお、流路１３は均等な断面積の流路を複数本組み合わせることで汎用性を高めメンテナンスを容易にしてもよいし、また断面積を異なるようにし流量等によってその流路の最適な選択を行う構成としてもよい。本発明では流路を３本としているが別に取りたてて数字に意味があるわけでもない。２本以上であれば何本でも良い。
【００９３】
図１１Ｂは、図１１Ａに示される流路１３ａに設けられている計測手段１５ａの一部の構成を示す。なお、計測手段１５ｂ、１５ｃも計測手段１５ａと同様の構成を有している。
【００９４】
図１１Ｂに示される白抜矢印Ａは、流路１３ａにおいて流体が流れる方向を示す。計測手段１５ａは、流路１３ａに設けられた第１振動子２１と第２振動子２２とを含む。第１振動子２１と第２振動子２２とは、流路１３ａを流れる流体を介して相対するように配置されている。第１振動子２１および第２振動子２２は、超音波信号を送受信する。
【００９５】
図１２は、図１１Ａに示される流路１３ａに設けられている計測手段１５ａの構成をさらに詳細に示す。なお、計測手段１５ｂ、１５ｃも計測手段１５ａと同様の構成を有している。
【００９６】
図１２に示されるように、計測手段１５ａは、第１振動子２１と第２振動子２２とに周期的な駆動信号を送出する送信手段２３と、受信された超音波信号を増幅する増幅手段２４と、増幅手段２４から出力される信号と基準信号とを比較する比較手段２９と、比較手段２９から出力される信号を受け取り、基準信号以上の信号が検出されたとき繰り返し回数を設定し、その設定された繰り返し回数だけ第１振動子２１と第２振動子２２との間で超音波伝達を繰り返す繰り返し手段４６と、その繰り返し時に超音波伝達を遅延させる遅延手段１０とを含む。
【００９７】
ゼロ点検定手段４０は、例えば、記憶手段（図示せず）と増減手段（図示せず）とを含む。開閉手段１４ａを閉止した状態において計測手段１５ａによって計測された値が基本値（流量ゼロの場合の値、すなわち、ゼロ値）として記憶手段に記憶される。増減手段は、開閉手段１４ａが次に開成し、流路１３ａに流体が実際に流れた時に計測手段１５ａによって計測された値に対して記憶手段に記憶された基本値を増減する。
【００９８】
例えば、開閉手段１４ａを閉止した状態において計測手段１５ａによって計測された値（ゼロ値）が５リットルであり、かつ、開閉手段１４ａが次に開成し、流路１３ａに流体が実際に流れた時に計測手段１５ａによって計測された値が１５リットルである場合には、増減手段は、１５−５＝１０という減算を実行する。また、例えば、開閉手段１４ａを閉止した状態において計測手段１５ａによって計測された値（ゼロ値）が−５リットルであり、かつ、開閉手段１４ａが次に開成し、流路１３ａに流体が実際に流れた時に計測手段１５ａによって計測された値が１５リットルである場合には、増減手段は、１５−（−５）＝１５＋５＝２０という加算を実行する。
【００９９】
このようして、ゼロ点検定手段４０は、計測手段１５のゼロ値を検出し、検出されたゼロ値に基づいて計測手段１５によって計測された値を補正するゼロ値補正を行う。
【０１００】
基準信号以上の信号が増幅手段２４から出力されたことが比較手段２９によって検出された場合には、比較手段２９は、受信信号が到達したことを示す信号を繰り返し手段４６に出力する。繰り返し手段４６は、比較手段２９から出力された信号を受け取り、この信号を受けた回数が予め設定された繰り返し回数に達したか否かを判定する。この信号を受けた回数が予め設定された繰り返し回数に達した場合には、繰り返し手段４６は、信号を一定時間だけ遅延させる遅延手段１０を介して、送信手段２３から超音波信号が送信されるように送信手段２３を制御する。このようにして、送信手段２３から超音波信号が繰り返し送信される。
【０１０１】
切り替え手段２６は、第１振動子２１および第２振動子２２の送受信を切り替える。すなわち、上流側の第１振動子２１が超音波信号を送信し、下流側の第２振動子２２がその超音波信号を受信するという超音波伝達が設定された回数だけ繰り返された後、下流側の第２振動子２２が超音波信号を送信し、上流側の第１振動子２１がその超音波信号を受信するという超音波伝達が設定された回数だけ繰り返される。
【０１０２】
計時手段２５は、第１振動子２１から第２振動子２２への超音波伝達を設定された回数だけ繰り返すのに要した時間（第１伝達時間）と、第２振動子２２から第１振動子２１への超音波伝達を設定された回数だけ繰り返すのに要した時間（第２伝達時間）とを求める。
【０１０３】
計時手段２５は、例えば、タイマカウンタである。
【０１０４】
流量演算手段２７は、第１伝達時間と第２伝達時間との時間差に基づいて流体の速度を求め、流路１３の断面積と流体の速度とに基づいて流量を求める。
【０１０５】
このように計測手段に超音波を用いることにより流体の流れを乱すことなく流量を測定するとともに、複数の流路を組み合わせることで広い範囲で瞬時に流量を精度良く測定することができる。
【０１０６】
しかし、第１振動子２１、第２振動子２２や制御手段１７は温度などの外部からの影響や経年変化などでオフセットが生じてしまうことがある。このため流体が流れていなくても受信信号によっては流れていると誤って検出してしまう場合も想定される。
【０１０７】
このような現象を防止するためにゼロ点検定手段４０が流量の無い時に計測手段１５のゼロ点を補正しておく。
【０１０８】
この操作を行なうことにより次に開閉手段１４ａが開成した時に計測手段１５ａではすぐに計測操作が行なえ、さらに仮にオフセットの回復しない振動子や計測手段、制御手段などが存在したとすればその流路を除外して他の流路を開成することで計測を継続することが可能になる。
【０１０９】
また、上記説明では計測手段に超音波素子を用いているが、これに限定するものでは無い。たとえば計測手段として、流路に設けられた電力を駆動源とする発熱部と流量によって生じる温度変化を検出する少なくとも１つ以上の感温手段と、前記感温手段の信号変化に基づいて流量を算出する流量演算手段とを備えるようにしても同様の流量計測が可能である。
【０１１０】
しかし、この発熱部や感温手段についても温度などの外部からの影響や経年変化などで感度が変わっていまうことがある。このため受信した信号を増幅する増幅手段２４で利得が不足して流量を測定できなくなる場合も想定される。このような現象を防止するために利得調整手段１６が流量の無い時に増幅手段２４の利得を補正し、きちんと比較手段２９で判定のできそうな振幅まで信号を調整しておく。この操作を行なうことにより次に開閉手段１４ａが開成した時に計測手段１５ａではすぐに計測操作が行なえ、さらに仮に感度の回復しない発熱部や感温手段が存在したとすればその流路を除外して他の流路を開成することで計測を継続することが可能になる。また、発熱部に供給する電力を調整することにより同様の効果を得ることができる。
【０１１１】
（実施の形態８）
以下、本発明の実施の形態８の流量計測装置を説明する。本実施の形態の構成を示すブロック図は実施の形態７と同じ図１１Ａおよび図１１Ｂを用いる。なお、実施の形態７と同じ構成要素には同一番号を付与して詳細な説明を省略する。図１３は制御手段１７の構成を示すブロック図であり、図１４は制御手段１７の動作を示すタイミングチャートである。
【０１１２】
実施の形態８は、制御手段１７が、開閉手段１４を一定時間間隔で切り替えるように時間管理をする第３のタイマ手段４１を備えている点が実施の形態７とは異なる。
【０１１３】
図１４において、（ａ）は開閉手段１４ａの動作を示し、（ｂ）は開閉手段１４ｂの動作を示し、（ｃ）は開閉手段１４ｃの動作を示し、（ｄ）は第３のタイマ手段４１の動作を示す。
【０１１４】
第３のタイマ手段４１は、開閉手段１４ａを開成すると同時に動作を開始する。第３のタイマ手段４１は、一定時間（ここではＴ１）経過ごとにパルス信号を制御手段１７に送出する。制御手段１７は、第３のタイマ手段４１からのパルス信号に応答して開成する開閉手段を切り換える。最初の期間Ｔ１（時刻ｔ０〜時刻ｔ１）において制御手段１７は開閉手段１４ａを開成する。これにより、流路１３ａに流体が流れることになる。次の期間Ｔ１（時刻ｔ１〜時刻ｔ２）において制御手段１７は開閉手段１４ｂを開成し、その後開閉手段１４ａを閉止する。これにより、流路１３ｂに流体が流れることになる。なお、時開閉手段１４ｂを開成する前に計測手段１５ｂのゼロ点の補正を済ませているものとする。次の期間Ｔ１（時刻ｔ２〜時刻ｔ３）において制御手段１７は開閉手段１４ｃを開成し、その後開閉手段１４ｂを閉止する。これにより、流路１３ｃに流体が流れることになる。なお、時開閉手段１４ｃを開成する前に計測手段１５ｃのゼロ点の補正を済ませているものとする。
【０１１５】
このように、一定時間が経過するたびに流体を計測する流路を入れ替えていく。
【０１１６】
これにより、流体の流れがあり流量を計測している場合でも、開閉手段１４が閉止している流路１３の計測手段１５のゼロ点補正を行うことによりゼロ点の補正を済ませておき、計測中の流路が経時変化によるゼロ点の変化が生じていても開閉手段１４を介して流路１３を切り替えることで一定時間間隔以内に安定度が良く、ゼロ点のずれの無い計測を可能にし、精度が不安定になることを防止することができる。
【０１１７】
（実施の形態９）
以下、本発明の実施の形態９の流量計測装置を説明する。本実施の形態の構成を示すブロック図は実施の形態７と同じ図１１Ａおよび図１１Ｂを用いる。なお、実施の形態７と同じ構成要素には同一番号を付与して詳細な説明を省略する。図１５は制御手段１７の構成を示すブロック図であり、図１６は制御手段１７の動作を示すタイミングチャートである。実施の形態９は、計測した流体流量が予め定められた流量より少ない場合に計測手段１５のゼロ値補正を開始する信号をゼロ点検定手段４０に送出し、計測した流体流量が予め定められた流量より多い場合に計測手段１５のゼロ値補正を止める信号をゼロ点検定手段４０に送出する流量判定手段３２を備えている点が実施の形態７および実施の形態８とは異なる。
【０１１８】
制御手段１７は、図１６に示される時刻ｔ１で開閉手段１４ａを開成する。その結果、流路１３ａに流体が流れる。流量演算手段２７は、計測手段１５ａの出力に基づいて流路１３ａに流れる流体の流量を求める。流量判定手段３２は流量演算手段２７で求めた流量が予め定められた値（図１６に示されるＱ１）より少なくなると（図１６に示される時刻ｔ２）、制御手段１７に信号を送出して閉止している開閉手段１４ｂ、１４ｃが設けられている流路の計測手段１５ｂ、１５ｃのゼロ点を補正する。これは、流量が少なくなってきたことで、開閉手段１４を開成して他の流路１３ｂに流体を流し複数の流路を用いて流量計測をするという可能性が少なくなるためである。さらに流量が少ないため開閉手段１４を閉止している流路１３においても流体の流れが少なく下流から外乱で誤差を含むことのない場合にゼロ点の検定を行うことができるからである。本実施の形態では流量がＱ１より少なくなるとすぐにゼロ点の検定を行うようにしているが流量信号にも雑音が重畳したり、流量自体も変動するため流量がＱ１以下になってから一定時間経過後からゼロ点の検定を行うようにするとさらに安定して補正ができるようになる。
【０１１９】
また、流量判定手段３２は、流量演算手段２７で求めた流量が予め定められた値（図１６に示されるＱ２）より多くなる（図１６に示される時刻ｔ３）と、制御手段１７に信号を送出して閉止している開閉手段１４ｂ、１４ｃが設けられている流路の計測手段１５ｂ、１５ｃのゼロ点を補正する動作を止めるようにする。これは流量が多くなったため開閉手段１４を閉止している流路１３の下流から大流量による外乱が入り、せっかく行っている計測手段１５のゼロ点補正に影響が生じたり、また大流量を計測するために開閉手段を開成して流路に流体を流す必要がある可能性が高いためゼロ点検定を停止しておくことで、すぐに流量計測にかかる準備をしておくためである。
【０１２０】
（実施の形態１０）
以下、本発明の実施の形態１０の流量計測装置を説明する。本実施の形態の構成を示すブロック図は実施の形態７と同じ図１１Ａおよび図１１Ｂを用いる。なお、実施の形態７と同じ構成要素には同一番号を付与して詳細な説明を省略する。図１７は制御手段１７の構成を示すブロック図であり、図１８は制御手段１７の動作を示すタイミングチャートである。実施の形態１０は、制御手段１７が、一定時間ごとに閉止している流路の計測手段のゼロ点を補正するように時間管理をする第４のタイマ手段４２を備えている点が実施の形態７、実施の形態８および実施の形態９とは異なる。
【０１２１】
図１８において、（ａ）は開閉手段１４ａの動作を示し、（ｂ）は開閉手段１４ｂの動作を示し、（ｃ）は第４のタイマ手段４２の動作を示す。
【０１２２】
第４のタイマ手段４２は、図１８に示される時刻ｔ１に動作を開始する。第４のタイマ手段４２は、開閉手段１４ａ〜１４ｃが開成している期間より短い一定時間（ここではＴ２）経過ごとにパルス信号を制御手段１７に送出する。制御手段１７内のゼロ点検定手段４０は、第４のタイマ手段４２からのパルス信号に応答して閉止されている流路に設けられている計測手段のゼロ点を検定する。
【０１２３】
図１８に示される例では、時刻ｔ１〜時刻ｔ２の期間中、開閉手段１４ａは開成されており、開閉手段１４ｂ、１４ｃは閉止されている。制御手段１７内のゼロ点検定手段４０は、時刻ｔ１〜時刻ｔ２の期間中、第４のタイマ手段４２からのパルス信号に応答して閉止されている流路１３ｂに設けられている計測手段１５ｂのゼロ点を検定する。同様にして、制御手段１７内のゼロ点検定手段４０は、時刻ｔ１〜時刻ｔ２の期間中、第４のタイマ手段４２からのパルス信号に応答して閉止されている流路１３ｃに設けられている計測手段１５ｃのゼロ点を検定するようにしてもよい。
【０１２４】
時刻ｔ２において開閉手段１４ａが閉止され、開閉手段１４ｂが開成される。第４のタイマ手段４２は、時刻ｔ２に動作を開始し、一定時間（ここではＴ２）経過ごとにパルス信号を制御手段１７に送出する。制御手段１７内のゼロ点検定手段４０は、第４のタイマ手段４２からのパルス信号に応答して閉止されている流路１３ａに設けられている計測手段１５ａのゼロ点を検定する。
【０１２５】
このように、本実施の形態によれば、開閉手段１４が閉止されている流路１３に設けられている計測手段１５のゼロ点を一定時間間隔Ｔ２で補正することができる。このため、温度や湿度等の外乱が入った経時変化等によるゼロ点のずれが発生しても一定時間以内に修正し変動を小さくすることが可能になり、突発的に流量が増加し、流路を開成して使用しなければならないことが発生しても十分対応することができる。
【０１２６】
（実施の形態１１）
以下、本発明の実施の形態１１の流量計測装置を説明する。本実施の形態の構成を示すブロック図は実施の形態７と同じ図１１Ａおよび図１１Ｂを用いる。なお、実施の形態７と同じ構成要素には同一番号を付与して詳細な説明を省略する。図１９は制御手段１７の構成を示すブロック図である。実施の形態１１は、制御手段１７が計時手段３４と記憶手段３５とを備えている点が実施の形態７、実施の形態８、実施の形態９および実施の形態１０とは異なる。
【０１２７】
制御手段１７は複数の開閉手段１４を開成し流体を流している。そしてその際、閉止している開閉手段１４を有する流路の計測手段１５のゼロ点を補正している。
【０１２８】
ここで制御手段１７は計時手段３４を有し、この計時手段３４が予め定めた時刻においてゼロ点検定手段４０に信号を送出し、閉止している流路１３における計測手段１５のゼロ点を補正する。これにより、流量計測装置の設置されたシステム特有の流量状態を予め測定し、例えば流量の少ない時刻にゼロ点を補正することで計測手段１５の精度を最適な時刻に調節することが可能になる。さらに予め定める時刻は統計的に定めても良いし、家庭用のガス流量手段であれば朝、昼の食事時や夕方から夜にかけての風呂、シャワー使用時を除く時刻に設定しておけば、被検出流体であるガスがほとんど流れない時間であり、その回数と時刻を予め設定しておくことで、ゼロ点の検定誤差も少なくて調整することが可能になる。
【０１２９】
また、制御手段１７は計時手段３４と記憶手段３５とを有することにより、計時手段３４により一定流量以下の安定した流量Ｑが継続して存在する時刻を前記記憶手段３５に記憶しておき、閉止している流路における計測手段１５のゼロ点を補正する動作を記憶手段３５に記憶した時刻に行うことで、そのシステムの取り付けられた固有の使用条件、状態を予め記憶しておき、安定した状態の時間に計測手段１５のゼロ点状態を調べることでより精度良く計測手段１５調節することが可能になる。
【０１３０】
例えば、家庭用のガス流量計に利用すると朝、昼の食事時、夕方から夜中にかけての風呂利用時、また暖房使用時刻等は各家庭の生活様式により一定していない。これを計測手段１５により流量が予め定めた値以下になる時刻を測定し、それを繰り返して記憶しながら学習することにより、制御手段１７は計測手段１５のゼロ点を検定する時刻を計時手段３４を用いて判断する。またカレンダ機能を有すると平日と週末ではガスの使用時間が大きく異なることがあり、それも記憶手段で判定材料として組み立てることが可能となる。
【０１３１】
（実施の形態１２）
以下、本発明の実施の形態１２の流量計測装置を説明する。本実施の形態の構成を示すブロック図は実施の形態７と同じ図１１Ａおよび図１１Ｂを用いる。なお、実施の形態７と同じ構成要素には同一番号を付与して詳細な説明を省略する。図２０は制御手段１７の構成を示すブロック図である。実施の形態１２は、制御手段１７が通信手段３６を備えている点が実施の形態７、実施の形態８、実施の形態９、実施の形態１０および実施の形態１１とは異なる。
【０１３２】
本実施の形態では、制御手段１７は通信手段３６を備えている。通常、制御手段１７は複数の開閉手段１４を開成し流体を流している。そしてその際、閉止している開閉手段１４を有する流路の計測手段１５のゼロ点を補正している。このゼロ点を補正するタイミングは例えば制御手段１７内部の第４のタイマ手段４２（図１７）等を用いて自動制御しても良いが利用者や外部の機関が任意の時間に確認動作を行いたい場合がある。その時のため図２０の通信手段３６を用いて流量計測装置は外部と通信ができるようにしておく。利用者は外部から例えばスイッチやリモコン、設定手段を用いて確認動作開始を指示し、制御手段１７はこの信号により閉止している開閉手段１４を有する流路の計測手段１５のゼロ点を補正する。これにより、任意の時間に外部から利用者が計測手段のゼロ点を補正することができ、突発的な外乱等による系の不安定現象が発生したとしても利用者の手動でゼロ点を補正する信号を送出することが可能になる。
【０１３３】
さらに、ゼロ点を補正するよう要求する信号を発生する外部信号源としては流出路の下流側に設置してある機器、例えばガス器具であればガス給湯機３７等を用いることも可能である。ガス給湯機にあるガス流量計測手段等でガス流量を推定し、一定以下の流体（ここではガス）が流れていると判定した場合に流量計測装置の制御手段１７に通信手段３６を介しゼロ点補正を要求する。これにより確実に流体流量が少ない場合に外部からの信号でゼロ点補正を行うことが可能になる。同様に外部信号源としては流入路１１の上流側に設置してある機器、例えば大型供給施設における出力部の流量計測手段３８等としても良い。そうすると、この流量計測手段はそれ自体が一定以下の流体が流れていると判定した場合に通信手段３６を介して流量計測装置の制御手段１７にゼロ点の補正動作を要求する。これにより確実に流体流体が少ない場合に外部からの信号でゼロ点補正を行うことが可能になる。また、外部信号はそれ自体内部において計時手段を有する機器や、機器集中検針盤としても良い。これにより、外部から一定時間以内にゼロ点の補正を要求することが可能になる。
【０１３４】
なお、本発明の実施の形態７〜１２にわたって説明したが、これらの実施の形態は複数組み合わせることができることは言うまでもない。また、流量演算手段の値が異常値を示したと判断したときのみゼロ点を補正して、不要なゼロ点補正を行わないようにすることにより、消費電力を低減することができる。そして所定の流量値以下の場合にはゼロ値の変化と判断してゼロ点補正を行い微小な流体の漏洩時に対応する実施の形態も当業者であれば容易に実現できるものである。
【０１３５】
そして、複数の流路を用いることにより微小流量から大流量まで流量を計測するとともに、閉止している流路における計測手段のゼロ点を検定することで常に精度良く流量計測を行うことが可能となるものである。また、定期的に開閉手段を動作することは開閉手段の流路への固着等を防止することもでき、さらに信頼性も向上することができる。
【０１３６】
上記実施の形態では流体をガスとして説明している個所があるが、これに限定するものでは無い。流体としては水道のような液体や他の気体を用いても同様の効果が得られる。
【０１３７】
（産業上の利用可能性）
以上のように本発明の流量計測装置によれば次の効果が得られる。
【０１３８】
（１）複数の流路を有する構成で、流量が途切れない場合でも流量の計測を行っていない流路の利得を補正しておき、開閉手段を切り替えることで、利得補正の終了した流路で流体計測を行うことが可能になる。このためこの流路を開成する時には測定系の安定度が良く、利得のずれの無い計測を可能にし、精度が不安定になることを防止することができる。
【０１３９】
（２）閉止中の計測手段は利得の補正を済ませておき、流量計測中の流路における計測手段に経時変化等による利得の変化があったとしても、タイマ手段により一定時間間隔で流路を切り換えることで、一定時間以内に安定度が良く利得のずれの無い計測を可能にし、精度が不安定になることを防止することができる。
【０１４０】
（３）流体流量が流量判定手段においてあらかじめ定めた流量以下になったと判定すると、流体の流れが少なく下流からの外乱が少ないため開閉手段を閉止している流路において下流からの影響による誤差を含むこと無く利得の検定を行うことが可能になる。
【０１４１】
（４）流体流量が流量判定手段においてあらかじめ定めた流量より多くなったと判定すると、下流から大流量による外乱が入り閉止している流露における計測手段の利得補正動作に悪影響が及ぼしたり、また大流量を計測するために開閉手段を開成して流路に流体を流す必要がある可能性が高いため利得の検定を停止することで、感度の精度を落とすこと無く、さらにすぐに流量計測にかかる準備をすることが可能になる。
【０１４２】
（５）タイマ手段により開閉手段を閉止している流路における計測手段を一定時間間隔で利得補正することができ、温度や湿度等の外乱が入った経時変化等による利得のずれが発生しても一定時間以内に修正し変動を小さくすることが可能になり、突発的に流量が増加し、流路を開成して使用しなければならないことが発生しても十分対応することができる。
【０１４３】
（６）流量計測装置の設置されたシステム特有の流量状態を予め測定し、例えば計時手段の設定を流量の少ない時に定めておき、その時刻に利得を補正することで計測手段の精度を最適な時刻に調節することが可能になる。
【０１４４】
（７）計時手段により一定流量以下の安定した流量が継続して存在する時刻を記憶手段に記憶しておき、閉止している流路における計測手段の利得を補正する動作を記憶手段に記憶した時刻に行うことで、そのシステムの取り付けられた固有の使用条件、状態等を考慮した安定した状態の時間に計測手段の利得の状態を調べることでより精度良く計測手段調節することが可能になる。
【０１４５】
（８）通信手段を用いることで任意の時間に外部から利用者が計測手段の利得を補正することができ、突発的な外乱等による系の不安定現象が発生したとしても手動で利得を補正する信号を送出することが可能になる。
【０１４６】
（９）複数の流路を有する構成で、流量が途切れない場合でも流量の計測を行っていない流路のゼロ点を補正しておき、開閉手段を切り替えることで、ゼロ点補正の終了した流路で流体計測を行うことが可能になる。このためこの流路を開成する時には測定系の安定度が良く、ゼロ点のずれの無い計測を可能にし、精度が不安定になることを防止することができる。
【０１４７】
（１０）閉止中の計測手段はゼロ点の補正を済ませておき、流量計測中の流路における計測手段に経時変化等によるゼロ点の変化があったとしても、タイマ手段により一定時間間隔で流路を切り換えることで、一定時間以内に安定度が良くゼロ点のずれの無い計測を可能にし、精度が不安定になることを防止することができる。
【０１４８】
（１１）流体流量が流量判定手段においてあらかじめ定めた流量以下になったと判定すると、流体の流れが少なく下流からの外乱が少ないため開閉手段を閉止している流路において下流からの影響による誤差を含むこと無くゼロ点の検定を行うことが可能になる。
【０１４９】
（１２）流体流量が流量判定手段においてあらかじめ定めた流量より多くなったと判定すると、下流から大流量による外乱が入り閉止している流露における計測手段のゼロ点補正動作に悪影響が及ぼしたり、また大流量を計測するために開閉手段を開成して流路に流体を流す必要がある可能性が高いためゼロ点の検定を停止することで、ゼロ点の精度を落とすこと無く、さらにすぐに流量計測にかかる準備をすることが可能になる。
【０１５０】
（１３）タイマ手段により開閉手段を閉止している流路における計測手段を一定時間間隔でゼロ点補正することができ、温度や湿度等の外乱が入った経時変化等によるゼロ点のずれが発生しても一定時間以内に修正し変動を小さくすることが可能になり、突発的に流量が増加し、流路を開成して使用しなければならないことが発生しても十分対応することができる。
【０１５１】
（１４）流量計測装置の設置されたシステム特有の流量状態を予め測定し、例えば計時手段の設定を流量の少ない時に定めておき、その時刻にゼロ点を補正することで計測手段の精度を最適な時刻に調節することが可能になる。
【０１５２】
（１５）計時手段により一定流量以下の安定した流量が継続して存在する時刻を記憶手段に記憶しておき、閉止している流路における計測手段のゼロ点を補正する動作を記憶手段に記憶した時刻に行うことで、そのシステムの取り付けられた固有の使用条件、状態等を考慮した安定した状態の時間に計測手段のゼロ点状態を調べることでより精度良く計測手段調節することが可能になる。
【０１５３】
（１６）通信手段を用いることで任意の時間に外部から利用者が計測手段のゼロ点を補正することができ、突発的な外乱等による系の不安定現象が発生したとしても手動でゼロ点を補正する信号を送出することが可能になる。
【０１５４】
（１７）計測手段として流路に設けられた超音波信号を送受信する方式を用いることで、流体の流れを乱すことなく流量を測定するとともに、複数の流路を組み合わせることで広い範囲で瞬時に流量を精度良く測定することができる。
【０１５５】
（１８）計測手段として流路に設けられた電力を駆動源とする発熱部と流量によって生じる温度変化を検出する少なくとも１つ以上の感温手段と、前記感温手段の信号変化に基づいて流量を算出する流量演算手段とを用いることで、簡単な制御回路の構成で、かつ可動部が無く故障率が少なく安定して流量を測定することができるとともに、複数の流路を組み合わせることで広い範囲で流量を精度良く測定するとができる。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の実施の形態１の流量計測装置の構成を示すブロック図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１Ａに示される流量計測装置の計測手段の構成を模式的に示す図である。
【図２】図２は、図１Ａに示される流量計測装置の計測手段および制御手段の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態２の流量計測装置の制御手段の構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、開閉手段４ａ〜４ｃ、第１のタイマ手段の動作を示すタイミングチャートである。
【図５】図５は、本発明の実施の形態３の流量計測装置の制御手段の構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、図５に示される制御手段の処理を示す流量特性図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態４の流量計測装置の制御手段の構成を示すブロック図である。
【図８】図８は、開閉手段４ａ〜４ｂ、第２のタイマ手段の動作を示すタイミングチャートである。
【図９】図９は、本発明の実施の形態５の流量計測装置の制御手段の構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態６の流量計測装置の制御手段の構成を示すブロック図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、本発明の実施の形態７の流量計測装置の構成を示すブロック図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、図１１Ａに示される流量計測装置の流量検出手段の構成を模式的に示す図である。
【図１２】図１２は、図１１Ａに示される流量計測装置の計測手段の構成を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態８の流量計測装置の制御手段の構成を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、開閉手段１４ａ〜１４ｃ、第３のタイマ手段の動作を示すタイミングチャートである。
【図１５】図１５は、本発明の実施の形態９の流量計測装置の制御手段の構成を示すブロック図である。
【図１６】図１６は、図１５に示される制御手段の処理を示すタイミングチャートである。
【図１７】図１７は、本発明の実施の形態１０の流量計測装置の制御手段の構成を示すブロック図である。
【図１８】図１８は、開閉手段１４ａ〜１４ｂ、第４のタイマ手段の動作を示すタイミングチャートである。
【図１９】図１９は、本発明の実施の形態１１の流量計測装置の制御手段の構成を示すブロック図である。
【図２０】図２０は、本発明の実施の形態１２の流量計測装置の制御手段の構成を示すブロック図である。
【図２１】図２１は、従来の流量計測装置の構成を示すブロック図である。
【図１Ａ】
0003562712.tif 000002
【図１Ｂ】
0003562712.tif 000003
【図２】
0003562712.tif 000004
【図３】
0003562712.tif 000005
【図４】
0003562712.tif 000006
【図５】
0003562712.tif 000007
【図６】
0003562712.tif 000008
【図７】
0003562712.tif 000009
【図８】
0003562712.tif 000010
【図９】
0003562712.tif 000011
【図１０】
0003562712.tif 000012
【図１１Ａ】
0003562712.tif 000013
【図１１Ｂ】
0003562712.tif 000014
【図１２】
0003562712.tif 000015
【図１３】
0003562712.tif 000016
【図１４】
0003562712.tif 000017
【図１５】
0003562712.tif 000018
【図１６】
0003562712.tif 000019
【図１７】
0003562712.tif 000020
【図１８】
0003562712.tif 000021
【図１９】
0003562712.tif 000022
【図２０】
0003562712.tif 000023
【図２１】
0003562712.tif 000024