(57)【要約】【課題】超音波振動子の特性変化や上流と下流の超音波振動子の特性の違いによる伝播時間の差に影響されることなく高い測定精度を得る。【解決手段】駆動パルス信号を発生する発信回路１０４と、流路１００に配置され、発信回路からの駆動パルス信号に応じて超音波を発生する第１超音波振動子１０１と、流路に第１超音波振動子に一定の距離離して対向配置され、第１超音波振動子で発生した超音波を受信して受信信号として出力する第２超音波振動子１０２と、第２超音波振動子から出力される受信信号のレベルを検出するレベル検出回路１０７と、検出された受信信号のレベルに基づき受信信号のレベルを補正する補正手段１０８〜１１０，１１２と、補正された受信信号に基づき第１超音波振動子から第２超音波振動子への超音波の伝搬時間を計測し、計測された伝搬時間に基づいて流路に流れる流体の流量を計測する流量計測回路と１１４を備える。【選択図】図１
2006275814.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動パルス信号を発生する発信回路と、
流路に配置され、前記発信回路からの駆動パルス信号に応じて超音波を発生する第１超音波振動子と、
前記流路に前記第１超音波振動子に一定の距離離して対向配置され、前記第１超音波振動子で発生した超音波を受信して受信信号として出力する第２超音波振動子と、
前記第２超音波振動子から出力される受信信号のレベルを検出するレベル検出回路と、
前記レベル検出回路で検出された受信信号のレベルに基づき該受信信号のレベルを補正する補正手段と、
前記補正手段でレベルが補正された受信信号に基づき、前記第１超音波振動子から前記第２超音波振動子への超音波の伝搬時間を計測し、計測された伝搬時間に基づいて前記流路に流れる流体の流量を計測する流量計測回路と、
を備えたことを特徴とする超音波流量計。
【請求項２】
前記補正手段は、
前記第２超音波振動子から出力される受信信号を増幅する増幅回路と、
前記レベル検出回路で検出された受信信号のレベルと所定の基準値とを比較し、該比較結果を差分信号として出力する比較器と、
前記比較器からの差分信号に基づき前記受信信号のレベルが所定レベルになるように、前記増幅回路に対して利得を設定する利得設定回路と、
を備えたことを特徴とする請求項１記載の超音波流量計。
【請求項３】
前記補正手段は、
前記レベル検出回路で検出された受信信号のレベルと所定の基準値とを比較し、該比較結果を差分信号として出力する比較器と、
前記比較器からの差分信号に基づき前記受信信号のレベルが所定レベルになるように、前記発信回路に駆動電圧制御信号を送ることにより前記発信回路で発生される駆動パルス信号の駆動電圧を制御する利得設定回路と、
を備えたことを特徴とする請求項１記載の超音波流量計。
【請求項４】
前記第２超音波振動子から出力される受信信号を前記補正手段による補正に要する時間以上遅延させる遅延回路を備え、
前記補正手段は、前記遅延回路から出力される受信信号のレベルを補正することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の超音波流量計。
【請求項５】
前記利得設定回路は、前記伝播時間を計測する本測定の前に予備測定を行なうことにより得られた受信信号のレベルに基づき、前記流量計測回路に供給する受信信号のレベルが所定レベルになるように、前記増幅回路に対して利得を設定することを特徴とする請求項２記載の超音波流量計。
【請求項６】
前記利得設定回路は、前記伝播時間を計測する本測定の前に予備測定を行なうことにより得られた受信信号のレベルに基づき、前記流量計測回路に供給する受信信号のレベルが所定レベルになるように、前記発信回路に前記駆動電圧制御信号を送って前記発信回路で発生される駆動パルス信号の駆動電圧を制御することを特徴とする請求項３記載の超音波流量計。
【請求項７】
前記第２超音波振動子から出力される受信信号のレベルが所定の基準値に満たないことが検出された場合に、異常が発生した旨を外部に知らせる警報回路を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１項記載の超音波流量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の流量を、超音波を用いて計測する超音波流量計に関し、特に経年変化等による測定誤差を排除する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、流体の流路の上流側と下流側に一定の距離をおいて一対の超音波振動子を設け、その間で相互に超音波信号を繰り返し送受信し、上流側から下流側への超音波信号の伝播積算時間と、下流側から上流側への伝播積算時間の差に基づいて流量を求める超音波流量計が知られている。
【０００３】
このような超音波流量計において、超音波振動子は、経年変化や温度変化などに起因して電気特性が変化する。超音波振動子の電気特性が変化すると、受信信号の振幅が変化し、超音波の到達ポイントとして使用されるゼロクロスポイントの時間的な位置が変化する。また、上流側から下流側への流量が増加すると受信信号の振幅が変化する。その結果、間違った到達時間を計測するという不具合が発生していた。
【０００４】
この不具合の対策として、間違った計測が行われた割合、つまりエラーが発生した割合が一定値を超えると、アラーム表示をして超音波流量計の保守や交換の時期を知らせることが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、従来の超音波流量計の技術として、例えば、特許文献２に記載された流量計測装置が知られている。この流量計測装置は、流体中に超音波を送受信する送受信器と、超音波の受信後に再度送信する繰り返し手段と、流れの上流側から下流側への送信もしくは下流側から上流側への送信の繰り返し中の積算時間を計測する計時手段と、超音波伝搬時間に基づいて流量を算出する流量演算手段と、受信器の信号レベルに応じて信号増幅度を可変する自動利得手段と、前記自動利得手段の値によって繰り返し手段の回数を変更する回数設定手段とを備えている。これによれば、受信電圧に応じて繰り返し回数を変えるので、受信感度が変化しても流量精度を維持することができる。
【特許文献１】特開平９―２３６４６３号公報
【特許文献２】特開２０００―３２９５９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した従来の超音波流量計において、超音波振動子は、温度変化や経年変化で内部インピーダンスなどが変化し、超音波振動子の電気特性が変化することが知られている。例えば、発信側の超音波振動子に加えられる駆動信号のレベルが一定であるにも拘わらず、その超音波振動子から出力される音圧が減衰したり、また受信側の超音波振動子に伝わる音圧レベルが一定であるにも拘わらず、その超音波振動子の感度が変化する。このため、受信側の超音波振動子から出力される電気信号（受信信号）のレベルが減衰する。
【０００７】
これらの減衰が原因でアナログ信号として得られる受信信号の単位時間当たりの電圧変化分が変化し、アナログ信号をデジタル信号に変換する際のスレッショルドレベルにおけるクロスポイントが時間的に変移する。その結果、流量が変化していないのにも拘わらず、流量計測値が変化するという問題がある。
【０００８】
上述した特許文献１に開示された方法では、経年変化による寿命または温度による一過性の間違った計測なのかの判断が困難であり、また間違った計測の発生割合を定量的に算出することは難しい。
【０００９】
また、上述した特許文献２に開示された流量計測装置では、受信器の受信レベルの大きさに応じて、自動利得手段の増幅度を変化させ、その増幅度から上流から下流、下流から上流に送信（受信）する回数を変化させ、測定精度を維持しているが、自動利得手段が受信信号のレベルの大小に関らず受信信号のレベルを一定のレベルにする点については何ら開示されていない。
【００１０】
本発明は、温度変化や経年変化などに起因する超音波振動子の特性変化および上流と下流の超音波振動子の特性の違いによる伝播時間の差に影響されることなく、高い測定精度が得られる超音波流量計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明に係る超音波流量計は、駆動パルス信号を発生する発信回路と、流路に配置され、前記発信回路からの駆動パルス信号に応じて超音波を発生する第１超音波振動子と、前記流路に前記第１超音波振動子に一定の距離離して対向配置され、前記第１超音波振動子で発生した超音波を受信して受信信号として出力する第２超音波振動子と、前記第２超音波振動子から出力される受信信号のレベルを検出するレベル検出回路と、前記レベル検出回路で検出された受信信号のレベルに基づき該受信信号のレベルを補正する補正手段と、前記補正手段でレベルが補正された受信信号に基づき、前記第１超音波振動子から前記第２超音波振動子への超音波の伝搬時間を計測し、計測された伝搬時間に基づいて前記流路に流れる流体の流量を計測する流量計測回路とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る超音波流量計によれば、第１超音波振動子および第２超音波振動子の特性変化によって生じる受信信号のレベルを補正して一定にするように構成したので、超音波の送信から受信までに要する伝播時間の安定した計測が可能となり、経年変化や温度変化などに起因する超音波振動子の特性変化および上流側と下流側の超音波振動子の特性の違いによる伝播時間の差に影響されることなく、高い測定精度が得られる超音波流量計を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施例を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は本発明の実施例１に係る超音波流量計の構成を示すブロック図である。この超音波流量計は、第１超音波振動子１０１、第２超音波振動子１０２、送受信切替回路１０３、発信回路１０４、受信回路１０５、フィルタ回路１０６、レベル検出回路１０７、基準値保持回路１０８、比較器１０９、利得設定回路１１０、遅延回路１１１、増幅回路１１２、コンパレータ１１３、流量計測回路１１４および繰返し回路１１５を有して構成されている。本発明の補正手段は、基準値保持回路１０８、比較器１０９、利得設定回路１１０および増幅回路１１２から構成されている。
【００１５】
第１超音波振動子１０１は、ガスや空気といった流体が流れる流路１００の内部の上流側に配置されている。第２超音波振動子１０２は、流路１００の内部の下流側であって、第１超音波振動子１０１から距離Ｌだけ離れた位置に、第１超音波振動子１０１と対向するように配置されている。また、これら第１超音波振動子１０１および第２超音波振動子１０２は、流路１００内において同軸上に配置されている。
【００１６】
第１超音波振動子１０１は、送受信切替回路１０３から送られてくる駆動パルス信号に応じて超音波を発生し、第２超音波振動子１０２に向けて送信する。また、第１超音波振動子１０１は、第２超音波振動子１０２からの超音波を受信して電気信号に変換し、受信信号として送受信切替回路１０３に送る。
【００１７】
第２超音波振動子１０２は、送受信切替回路１０３からの駆動パルス信号に応じて超音波を発生し、第１超音波振動子１０１に向けて送信する。また、第２超音波振動子１０２は、第１超音波振動子１０１からの超音波を受信して電気信号に変換し、受信信号として送受信切替回路１０３に送る。
【００１８】
送受信切替回路１０３は、発信回路１０４から送られてくる駆動パルス信号を、第１超音波振動子１０１に送って超音波を発生させるとともに、この超音波を受信した第２超音波振動子１０２から得られる受信信号を受信回路１０５に送るか、逆に、発信回路１０４から送られてくる駆動パルスを、第２超音波振動子１０２に送って超音波を発生させるとともに、この超音波を受信した第１超音波振動子１０１から得られる受信信号を受信回路１０５に送るかを切り替える。
【００１９】
発信回路１０４は、繰返し回路１１５から送られてくる送信信号に応答して、第１超音波振動子１０１または第２超音波振動子１０２を駆動するための駆動パルス信号を生成する。この発信回路１０４で生成された駆動パルス信号は、送受信切替回路１０３に送られる。
【００２０】
受信回路１０５は、第１超音波振動子１０１または第２超音波振動子１０２から送受信切替回路１０３を介して送られてくる受信信号Ｒｓを一定の利得で増幅する。この受信回路１０５で増幅された受信信号は、フィルタ回路１０６に送られる。
【００２１】
フィルタ回路１０６は、受信回路１０５から送られてくる受信信号に含まれるノイズ成分を除去する。このフィルタ回路１０６でノイズが除去された受信信号は、レベル検出回路１０７および遅延回路１１１に送られる。
【００２２】
レベル検出回路１０７は、受信信号のレベル（振幅）、例えばピークレベルを検出する。このレベル検出回路１０７で検出された受信信号のレベルは、比較器１０９に送られる。
【００２３】
基準値保持回路１０８は、受信信号が有すべき基準レベルを保持する。この基準値保持回路１０８に保持されている基準レベルは、比較器１０９に送られる。
【００２４】
比較器１０９は、レベル検出回路１０７で検出された受信信号のレベルと基準値保持回路１０８に保持されている基準レベルとを比較し、受信信号のレベルと基準レベルとの差レベルを出力する。この比較器１０９からの差レベルは、差分信号として利得設定回路１１０に送られる。
【００２５】
利得設定回路１１０は、比較器１０９から送られてくる差分信号に基づいて、増幅回路１１２に設定すべき利得を算出する。この利得設定回路１１０では、差分信号に基づく差分値と設定すべき利得とを対応付けた利得設定テーブルからなり、この利得設定テーブルから差分信号に応じた利得が読み出される。この利得設定回路１１０で算出された利得は増幅回路１１２に設定される。
【００２６】
遅延回路１１１は、フィルタ回路１０６から送られてくる受信信号を一定時間（遅延時間）だけ遅らせる。この遅延回路１１１における遅延時間の詳細については後述する。この遅延回路１１１で遅延された受信信号は、増幅回路１１２に送られる。
【００２７】
増幅回路１１２は、遅延回路１１１から送られてくる受信信号を、利得設定回路１１０で設定された利得に応じて増幅する。この増幅回路１１２で増幅された受信信号は、コンパレータ１１３に送られる。
【００２８】
コンパレータ１１３は、増幅回路１１２から送られてくるアナログの受信信号を所定のスレッショルド電圧Ｖｃでスライスすることによりデジタルの受信信号に変換する。このコンパレータ１１３における変換により得られたデジタルの受信信号は、流量計測回路１１４および繰返し回路１１５に送られる。
【００２９】
流量計測回路１１４は、繰返し回路１１５からの送信信号を受信したことを検出した状態でコンパレータ１１３からデジタルの受信信号が送られてくる毎に、該デジタルの受信信号に基づいて、周知のアルゴリズムを用いて、流路１００の内部を流れる流体の流量を算出する。流量計測回路１１４は、上流側の第１超音波振動子１０１から下流側の第２超音波振動子１０２に超音波が到達する伝搬時間と下流側の第２超音波振動子１０２から上流側の第１超音波振動子１０１に超音波が到達する伝搬時間との差に基づいて流体の流量を計測する。
【００３０】
繰返し回路１１５は、第１超音波振動子１０１または第２超音波振動子１０２から超音波を発信すべき繰返し回数を計数する。具体的には、コンパレータ１１３から受信信号が得られる毎に繰り返し回数をカウントアップする。そして、カウントアップする毎に、送信信号を発信回路１０４および流量計測回路１１４に送る。
【００３１】
次に、このように構成された本発明の実施例１に係る超音波流量計の動作を説明する。なお、以下では、上流側の第１超音波振動子１０１を超音波の発信側、下流側の第２超音波振動子１０２を超音波の受信側に設定した場合を例に挙げて説明する。
【００３２】
発信回路１０４で生成された駆動パルス信号が送受信切替回路１０３を介して第１超音波振動子１０１に印加されると、第１超音波振動子１０１は、印加された駆動パルス信号の大きさに応じた超音波を発生し、下流側の第２超音波振動子１０２に向けて送信する。超音波は、その音速Ｖと距離Ｌとを乗じた伝播時間ｔを要して下流側の第２超音波振動子１０２に到達する。第２超音波振動子１０２は、受信した超音波を電気信号に変換し、受信信号Ｒｓとして出力する。
【００３３】
第２超音波振動子１０２から出力された受信信号Ｒｓは、送受信切替回路１０３を介して受信回路１０５に入力され、受信回路１０５において、一定利得で増幅されてフィルタ回路１０６に送られる。そして、フィルタ回路１０６でノイズ成分が除去されて、遅延回路１１１とレベル検出回路１０７とに送られる。
【００３４】
レベル検出回路１０７は、図２に示すような、受信信号Ｒｓのレベル、つまり波高値Ｗｈを検出して保持する。比較器１０９は、レベル検出回路１０７に保持されている波高値Ｗｈと、基準値保持回路１０８に保持されている基準値Ｖｒとを入力して比較する。そして、比較器１０９は、この比較結果に応じた差分信号を利得設定回路１１０に出力する。利得設定回路１１０は、比較器１０９から受け取った差分信号に応じて増幅回路１１２の利得を設定する。
【００３５】
例えば、受信信号が図２に実線で示すＲｓである場合、波高値Ｗｈは基準値Ｖｒと同じであるので、比較器１０９は、利得設定回路１１０に対してゼロの値を有する差分信号を出力する。これにより、利得設定回路１１０は、増幅回路１１２の利得の変更は行なわず、元の状態を維持する。
【００３６】
また、受信信号が図２に破線で示すＲｓ-ａである場合、波高値Ｗｈ-ａは基準値Ｖｒより低いので、比較器１０９は、波高値Ｗｈ-ａと基準値Ｖｒとの差分値ΔＶｄを有する差分信号を利得設定回路１１０に出力する。これにより、利得設定回路１１０は、利得設定テーブルから差分値ΔＶｄに応じた利得を読み出し、差分値ΔＶｄに応じて増幅回路１１２の利得を増加させ、受信信号Ｒｓ-ａの波高値Ｗｈ-ａが基準値Ｖｒと同じになるように制御する。
【００３７】
また、受信信号が図２に一点鎖線で示すＲｓ-ｂである場合、波高値Ｗｈ-ａは基準値Ｖｒより大きいので、比較器１０９は、波高値Ｗｈ-ｂと基準値Ｖｒとの差分値を有する差分信号を利得設定回路１１０に出力する。これにより、利得設定回路１１０は、利得設定テーブルから差分値に応じた利得を読み出し、この差分値に応じて増幅回路１１２の利得を減少させ、受信信号Ｒｓ-ｂの波高値Ｗｈ-ｂが基準値Ｖｒと同じになるように制御する。
【００３８】
上述したように、利得設定回路１１０は、フィルタ回路１０６から出力される受信信号が基準値Ｖｒよりレベルが小さい場合は増幅回路１１２の利得を増加させ、また基準値Ｖｒより大きい場合は増幅回路１１２の利得を減少させるように動作する。また、利得の増加または減少の程度は、基準値Ｖｒとの差分値の大きさ応じて制御される。
【００３９】
また、遅延回路１１１の遅延時間は、レベル検出回路１０７、比較器１０９および利得設定回路１１０を介して増幅回路１１２に利得が設定されるまでに要する時間より大きくなるように設定される。これにより、利得設定回路１１０によって増幅回路１１２の利得が設定された後に、フィルタ回路１０６からの受信信号が遅延回路１１１を介して増幅回路１１２に入力されるので、受信信号を利得設定回路１１０で設定された利得によって基準値Ｖｒと同じレベルにすることが可能になる。
【００４０】
なお、遅延回路１１１を使用しないで超音波流量計を構成することもできる。即ち、流路１００に流れる流体の流量を測定するために超音波の送受信を行なう本測定の前に、予備測定を行ない、その予備測定で検出された受信信号の波高値を基に利得設定回路１１０による増幅回路１１２の利得を決定しておき、決定された利得を用いて本測定を行なうことが可能である。この構成によれば、遅延回路１１１が不要になるので、超音波流量計の構成の簡単化および低価格化を実現できる。
【００４１】
今、増幅回路１１２における利得の制御がなされないとすると、受信信号の振幅は、第１超音波振動子１０１および第２超音波振動子１０２の経年変化や温度変化、または、上流側になるか下流側になるかによって変動する。この場合、アナログの受信信号をコンパレータ１１３でデジタル信号に変換する際に、図２のＡ部を拡大した図３に示すように、振幅の違いで受信信号Ｒｓ、Ｒｓ−ａ、Ｒｓ-ｃの傾きが変化し、コンパレータ１１３のスレッショルド電圧Ｖｃにおけるクロスポイントが時間的に変移する。その結果、送信信号の出力から受信信号がコンパレータ１１３でデジタル信号に変換されるまでの到達時間が変化することになり、流量が同じであるのにも拘わらず、流量計測回路１１４で計測される流量計測値が変化、または、ばらつく結果となる。
【００４２】
これに対し、本発明の実施例１に係る超音波流量計によれば、経年変化や温度変化に起因する、第１超音波振動子１０１および第２超音波振動子１０２が出力する超音波の音圧の変化または受信感度の変化によって生じる受信信号の振幅変化を補正して一定にするように構成したので、超音波の送信から受信までに要する伝播時間の安定した計測が可能となり、経年変化や温度変化などに起因する超音波振動子の特性変化および上流側と下流側の超音波振動子の特性の違いによる伝播時間の差に影響されることなく、高い測定精度が得られる超音波流量計を提供できる。
【実施例２】
【００４３】
本発明の実施例２に係る超音波流量計は、実施例１に係る超音波流量計における利得設定回路１１０の出力で、発信回路１０４から出力される駆動パルス信号の駆動電圧を制御するようにしたものである。
【００４４】
図４は本発明の実施例２に係る超音波流量計の構成を示すブロック図である。以下では、実施例１に係る超音波流量計と同一または相当する構成部分には、実施例１の説明で使用した符号と同一の符号を付し、説明を省略または簡単化する。本発明の補正手段は、基準値保持回路１０８、比較器１０９、利得設定回路１１０ａおよび発信回路１０４ａから構成されている。
【００４５】
利得設定回路１１０ａは、比較器１０９から比較結果として送られてくる差分信号に基づいて、発信回路１０４ａから出力される駆動パルス信号の駆動電圧を制御するための駆動電圧制御信号を生成する。この利得設定回路１１０ａで生成された駆動電圧制御信号は、発信回路１０４ａに送られる。
【００４６】
発信回路１０４ａは、繰返し回路１１５から設定された繰り返し回数が終了するまで、第１超音波振動子１０１または第２超音波振動子１０２を駆動するための駆動パルス信号であって、利得設定回路１１０ａで生成された駆動電圧制御信号に応じて駆動電圧が制御された駆動パルス信号を出力する。この発信回路１０４ａから出力される駆動パルス信号は、送受信切替回路１０３に送られる。
【００４７】
次に、このように構成された本発明の実施例２に係る超音波流量計の動作を説明する。実施例１に係る超音波流量計で説明したように、比較器１０９は、レベル検出回路１０７に保持されている受信信号の波高値（レベル）と、基準値保持回路１０８に保持されている基準値Ｖｒとを入力して比較する。そして、比較器１０９は、この比較結果に応じた信号を利得設定回路１１０ａに出力する。利得設定回路１１０ａは、比較器１０９から受け取った信号に応じて駆動電圧制御信号を生成して発信回路１０４ａに送ることにより、該発信回路１０４ａから出力される駆動パルス信号の駆動電圧を制御する。
【００４８】
例えば、受信信号のレベルが基準値Ｖｒと同じである場合は、比較器１０９は、ゼロの値を有する差分信号を利得設定回路１１０ａに出力する。利得設定回路１１０ａは、この差分信号に応じた駆動電圧制御信号を発信回路１０４ａに供給し、該発信回路１０４ａから出力される駆動パルス信号の駆動電圧を元のままに維持し、第１超音波振動子１０１または第２超音波振動子１０２に印加する信号振幅を維持させる。
【００４９】
また、受信信号のレベルが基準値Ｖｒより低い場合は、比較器１０９は、それらの差分値を有する差分信号を利得設定回路１１０ａに出力する。利得設定回路１１０ａは、この差分信号に応じた駆動電圧制御信号を発信回路１０４ａに供給し、該発信回路１０４ａから出力される駆動パルス信号の駆動電圧を増加させて第１超音波振動子１０１または第２超音波振動子１０２に印加する信号振幅を大きくする。
【００５０】
また、受信信号のレベルが基準値Ｖｒより高い場合は、比較器１０９は、それらの差分値を有する差分信号を利得設定回路１１０ａに出力する。利得設定回路１１０ａは、この差分信号に応じた駆動電圧制御信号を発信回路１０４ａに供給し、該発信回路１０４ａから出力される駆動パルス信号の駆動電圧を減少させて第１超音波振動子１０１または第２超音波振動子１０２に印加する信号振幅を小さくする。以上の動作によって、実施例１に係る超音波流量計と同様に、コンパレータ１１３に入力される受信信号の振幅を一定にすることが可能であり、上述した実施例１に係る超音波流量計と同様の効果を得ることができる。
【００５１】
なお、上述した実施例１または実施例２に係る超音波流量計において、経年変化や温度変化による第１超音波振動子１０１、第２超音波振動子１０２、回路部品等の劣化や故障により、受信信号Ｒｓが所定の基準値に満たないことを検出した場合は、外部に警報を発し、流量計の異常を通報する警報回路（図示しない）をさらに備えて構成することができる。
【００５２】
また、実施例２に係る超音波流量計においても、上述した実施例１に係る超音波流量計と同様に、遅延回路１１１を使用しないで超音波流量計を構成することもできる。この構成によれば、遅延回路１１１が不要になるので、超音波流量計の構成の簡単化および低価格化を実現できる。
【００５３】
以上説明したように、本発明の実施例１および実施例２に係る超音波流量計によれば、超音波の受信信号の振幅の増加または減少を基準値との比較から検出し、その差分に応じて増幅回路１１２の利得または発信回路１０４が出力する駆動パルス信号の振幅を変化させることによりコンパレータ１１３に入力される受信信号の振幅を一定にするように構成したので、コンパレータ１１３におけるスレッショルド電圧Ｖｃとのクロスポイントが変移することがなく、安定した伝播時間の計測が可能となる。
【００５４】
なお、本発明は、上述した実施例１および実施例２に限定されるものではない。例えば、フィルタ回路１０６からの受信信号の受信レベルの波高値を演算増幅器（オペアンプ）で構成するピーク検出回路で保持し、保持されたピーク値と基準電圧とを差動増幅器に入力し、この差動増幅器によりピーク値と基準電圧との差電圧を求め、この差電圧に応じて利得設定回路１１０の利得を設定するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明の超音波流量計は、超音波ガスメータ等に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施例１に係る超音波流量計の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例１に係る超音波流量計の動作を説明するための受信信号の波形図である。
【図３】本発明の実施例１に係る超音波流量計における受信信号のクロスポイントの変移を説明するための図である。
【図４】本発明の実施例１に係る超音波流量計の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５７】
１００  流路
１０１  上流側の第１超音波振動子
１０２  下流側の第２超音波振動子
１０３  送受信切替回路
１０４，１０４ａ  発信回路
１０５  受信回路
１０６  フィルタ回路
１０７  レベル検出回路
１０８  基準値保持回路
１０９  比較器
１１０，１１０ａ  利得設定回路
１１１  遅延回路
１１２  増幅回路
１１３  コンパレータ
１１４  流量計測回路
１１５  繰返し回路
【図１】
2006275814.tif 000003
【図２】
2006275814.tif 000004
【図３】
2006275814.tif 000005
【図４】
2006275814.tif 000006