(57)【要約】【課題】配管径に依らずに精度よく流量を計測することができ、配管径が異なる複数の配管で兼用すること。【解決手段】流量計測装置（１）が、配管（４０）の上流側及び下流側に配置されて超音波信号を送受信する一組の超音波探触子（１０ａ、１０ｂ）と、一組の超音波探触子の一方に送信信号を入力して超音波信号を発生する送信部（２２）と、一組の超音波探触子の他方で超音波信号を受けて受信信号を受信する受信部（２３）と、超音波信号の伝播方向が逆転するように一組の超音波探触子の送受信を切り替えるスイッチ部（２１ａ、２１ｂ）と、送信開始から受信完了までの超音波信号の伝播時間を計測する時間計測部（２４）と、受信した受信信号から超音波信号の周波数に応じたノイズを除去するフィルタ部（２５）と、超音波信号の周波数を変更すると共にフィルタ部の周波数特性を変更する制御部（２６）とを備える構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管の上流側及び下流側に配置されて超音波信号を送受信する一組の超音波探触子と、
前記一組の超音波探触子の一方に送信信号を入力して超音波信号を発生する送信部と、
前記一組の超音波探触子の他方で超音波信号を受けて受信信号を受信する受信部と、
超音波信号の伝播方向が逆転するように前記一組の超音波探触子の送受信を切り替える送受信切替部と、
前記送信部で送信開始から前記受信部で受信完了までの超音波信号の伝播時間を計測する時間計測部と、
前記受信部で受信した受信信号から超音波信号の周波数に応じたノイズを除去するフィルタ部と、
前記送信部で超音波信号の周波数を変更すると共に前記フィルタ部の周波数特性を変更する制御部とを備えていることを特徴とする流量計測装置。
【請求項２】
前記フィルタ部は、ノイズ除去後の受信信号を増幅する増幅回路を含むことを特徴とする請求項１に記載の流量計測装置。
【請求項３】
前記フィルタ部は、受信信号から低周波ノイズを除去するハイパスフィルタを含み、
前記制御部は、超音波信号の周波数に応じてハイパスフィルタの周波数特性を変更することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の流量計測装置。
【請求項４】
前記フィルタ部は、前記ハイパスフィルタとして周波数特性が異なる複数のハイパスフィルタと、前記複数のハイパスフィルタに接続された第１のフィルタ切替部とを含み、
前記制御部は、前記第１のフィルタ切替部によって超音波信号の周波数に応じた周波数特性のハイパスフィルタに切り替えることを特徴とする請求項３に記載の流量計測装置。
【請求項５】
前記フィルタ部は、受信信号から繰り返しノイズを除去するローパスフィルタを含み、
前記制御部は、サンプリング周波数に応じてローパスフィルタの周波数特性を変更することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の流量計測装置。
【請求項６】
前記フィルタ部は、前記ローパスフィルタとして周波数特性が異なる複数のローパスフィルタと、前記複数のローパスフィルタに接続された第２のフィルタ切替部とを含み、
前記制御部は、前記第２のフィルタ切替部によってサンプリング周波数に応じた周波数特性のローパスフィルタに切り替えることを特徴とする請求項５に記載の流量計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波を利用して流体の流量や流速を計測する流量計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、流量計測装置として、１組の超音波探触子間の伝播時間を用いて配管内の流体の流量や流速を計測するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の流量計測装置では、配管の上流側と下流側に１組の超音波探触子が設置され、流体の流れに沿った順方向で超音波信号の伝播時間が計測され、さらに流体の流れに逆らった逆方向で超音波信号の伝播時間が計測される。そして、順方向の伝播時間と逆方向の伝播時間の時間差が流速の変化として現れることを利用して、配管内に流れる流体の流量等が算出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２２４６８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、配管径の大きさ等に応じて超音波信号に周波数変化が生じるため、配管径に合わせた流量計測装置が必要となっていた。このため、特許文献１の記載の流量計測装置では、複数の配管で配管径が異なる場合に、それぞれの配管に合わせた流量計測装置を用意しなければならなかった。
【０００５】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、配管径に依らずに精度よく流量を計測することができ、配管径が異なる複数の配管で兼用することができる流量計測装置を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の流量計測装置は、配管の上流側及び下流側に配置されて超音波信号を送受信する一組の超音波探触子と、前記一組の超音波探触子の一方に送信信号を入力して超音波信号を発生する送信部と、前記一組の超音波探触子の他方で超音波信号を受けて受信信号を受信する受信部と、超音波信号の伝播方向が逆転するように前記一組の超音波探触子の送受信を切り替える送受信切替部と、前記送信部で送信開始から前記受信部で受信完了までの超音波信号の伝播時間を計測する時間計測部と、前記受信部で受信した受信信号から超音波信号の周波数に応じたノイズを除去するフィルタ部と、前記送信部で超音波信号の周波数を変更すると共に前記フィルタ部の周波数特性を変更する制御部とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、配管径に合わせて超音波信号の周波数を変更することで、配管径が異なる複数の配管で流量を計測することができる。よって、１つの流量計測装置で広範囲な配管径に対応することができ、配管径毎に流量計測装置を個別に用意する必要がない。また、超音波信号の周波数を変えることでノイズの発生位置が可変するが、フィルタ部の周波数特性を変更することで、超音波信号の周波数を変えた場合でも適切にノイズを除去して精度よく流量計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施の形態の流量計測装置の概略構成図である。
【図２】超音波信号の周波数と計測可能な配管径の関係を示す図である。
【図３】本実施の形態のフィルタ部の概略構成図である。
【図４】本実施の形態のハイパスフィルタ及びローパスフィルタの回路図である。
【図５】本実施の形態の流量計測装置を用いた計測動作の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本実施の形態の流量計測装置について説明する。図１は、本実施の形態の流量計測装置の概略構成図である。図２は、超音波信号の周波数と計測可能な配管径の関係を示す図である。なお、図１の流量計測装置は一例を示すものであり、図で示した構成に限定されない。
【００１０】
図１に示すように、流量計測装置１は、配管４０の外壁面４１に一組の超音波探触子１０ａ、１０ｂを設置して、一組の超音波探触子１０ａ、１０ｂ間で超音波信号を送受信することで配管４０内の流体４５の流量を計測するように構成されている。一方の超音波探触子１０ａは配管４０内の流体４５の流れに対して上流側に設置され、他方の超音波探触子１０ｂは配管４０内の流体４５の流れに対して下流側に設置されている。超音波探触子１０ａ、１０ｂは、超音波振動子１１ａ、１１ｂから楔１２ａ、１２ｂに超音波信号を印加して、楔１２ａ、１２ｂを介して配管４０内に超音波信号を出力している。
【００１１】
このとき、超音波探触子１０ａ、１０ｂは、超音波振動子１１ａ、１１ｂの入射角が対称になるように配管４０の延在方向に離間して対向配置されている。このため、一組の超音波探触子１０ａ、１０ｂのいずれか一方から出射された超音波信号が流体４５を通過して配管４０の内壁面４２で反射し、一組の超音波探触子１０ａ、１０ｂのいずれか他方に入射される。このように、一組の超音波探触子１０ａ、１０ｂは配管４０の上流側及び下流側に配置されて超音波信号を送受信している。また、配管４０の外壁面４１には、管壁を伝搬するノイズ成分を吸収するノイズ吸収体１５が設置されている。
【００１２】
超音波振動子１１ａにはスイッチ部２１ａを介して送信部２２及び受信部２３が接続され、超音波振動子１１ｂにはスイッチ部２１ｂを介して送信部２２及び受信部２３が接続されている。送信部２２は超音波振動子１１ａ、１１ｂの一方に送信信号を入力して超音波信号を発生させ、受信部２３は超音波振動子１１ａ、１１ｂの他方で超音波信号を受けて受信信号を受信する。スイッチ部２１ａ、２１ｂによって超音波振動子１１ａ、１１ｂの接続先が送信部２２又は受信部２３に交互に切り替えられることで、一組の超音波探触子１０ａ、１０ｂが超音波信号の送信側又は受信側に切り替わる。
【００１３】
このように、スイッチ部２１ａ、２１ｂは、配管４０内で超音波信号の伝播方向が逆転するように、一組の超音波探触子１０ａ、１０ｂの送受信を切り替える送受信切替部として動作している。スイッチ部２１ａ、２１ｂによって超音波振動子１１ａが送信部２２に接続され、超音波振動子１１ｂが受信部２３に接続されると、流体４５の流れに沿った順方向で超音波信号が伝搬される。また、スイッチ部２１ａ、２１ｂによって超音波振動子１１ａが受信部２３に接続され、超音波振動子１１ｂが送信部２２に接続されると、流体４５の流れに逆らった逆方向で超音波信号が伝搬される。
【００１４】
送信部２２には時間計測部２４が接続されており、時間計測部２４からの指示に応じて送信部２２から超音波振動子１１ａ、１１ｂに送信信号が出力される。受信部２３にはフィルタ部２５を介して時間計測部２４が接続されており、受信部２３からの受信信号がフィルタ部２５でノイズ除去されて時間計測部２４に入力される。時間計測部２４は、送信部２２で送信が開始されてから受信部２３で受信が完了するまでの超音波信号の伝播時間を計測している。時間計測部２４にはノイズ除去後の受信信号が入力されるため、伝搬時間が精度よく計測される。受信部２３で受信された受信信号がフィルタ部２５でノイズ除去され、フィルタ部２５から時間計測部２４にフィルタ除去後の受信信号が入力される。
【００１５】
また、流量計測装置１には、装置各部を統括制御する制御部２６が設けられている。制御部２６には記憶部２７に記憶された各種パラメータが入力されると共に、入出力部２８を介して周辺機器に対して各種信号が入出力される。なお、時間計測部２４及び制御部２６は、各種処理を実行するプロセッサやメモリ等で構成されている。メモリは、用途に応じてＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）等の一つ又は複数の記憶媒体で構成される。メモリには、流量計測装置１に流量の算出処理等の各種処理を実行させるプログラムが記憶されている。
【００１６】
このような流量計測装置１では、超音波探触子１０ａから配管４０の管壁を透過して流体４５に所定の角度で超音波信号が入射される。流体４５中の超音波信号は配管４０の内壁面４２で反射されて超音波探触子１０ｂに入射され、時間計測部２４で上流側から下流側に向かう超音波信号の伝播時間が計測される。次に、超音波探触子１０ａ、１０ｂの送受信が切り換えられて、時間計測部２４で下流側から上流側に向かう超音波信号の伝播時間が計測される。そして、制御部２６において順逆方向の超音波信号の時間差を用いることで、配管４０内に流れる流体４５の流量が算出される。
【００１７】
ところで、図２に示すように、配管４０の配管径によって計測可能な超音波信号の周波数が変化しているため、通常は配管４０の配管径に応じて流量計測装置１を用意しなければならない。この場合、配管径と超音波信号の周波数は反比例しており、配管径が大きくなるほど計測可能な超音波信号の周波数を低くなり、配管径が小さくなるほど計測可能な超音波信号の周波数が高くなる。そこで、本実施の形態の流量計測装置１では、制御部２６によって送信部２２の送信信号を制御することで、配管径に応じて超音波信号の周波数を変更可能にしている。
【００１８】
さらに、受信部２３での受信信号が微弱であるのに対して低周波ノイズが大きく、そのまま信号増幅してしまうと、本来必要な信号成分が十分に信号増幅されずに時間計測部２４のＡＤコンバータの有効ビット数が小さくなってしまう。上記したように流量計測装置１にはフィルタ部２５を設けてノイズを除去しているが、超音波信号の周波数が変更されると低周波ノイズの発生位置が可変する。そこで、流量計測装置１では、制御部２６によってフィルタ部２５の周波数特性を変更することで、超音波信号の周波数に応じた低周波ノイズを除去している。
【００１９】
また、ＡＤコンバータのサンプリング周波数に応じて受信信号に繰り返しノイズ（エイリアシング）が入ると、繰り返しノイズと正常なデータとが区別できなくなる。このため、流量計測装置１では、制御部２６によってフィルタ部２５の周波数特性を変更することで、サンプリング周波数に応じた繰り返しノイズを除去している。このように、流量計測装置１では、超音波信号の周波数の変更によって配管径が異なる複数の配管４０で流量計測装置１を兼用することができ、さらにフィルタ部２５の周波数特性の変更によって低周波ノイズや繰り返しノイズを除去して流量計測の精度を向上させることができる。
【００２０】
以下、図３及び図４を参照して、本実施の形態の流量計測装置のフィルタ部について説明する。図３は、本実施の形態のフィルタ部の概略構成図である。図４は、本実施の形態のハイパスフィルタ及びローパスフィルタの回路図である。なお、図３及び図４のフィルタ部、ハイパスフィルタ、ローパスフィルタは一例を示すものであり、図で示した構成に限定されない。
【００２１】
図３に示すように、フィルタ部２５には、周波数特性が異なる複数のハイパスフィルタ３１ａ、３１ｂ…から成る第１の並列回路３０と、周波数特性が異なる複数のローパスフィルタ３６ａ、３６ｂ…から成る第２の並列回路３５とが含まれている。第１の並列回路３０は第１のフィルタ切替部３２を介して第２の並列回路３５に接続され、第２の並列回路３５は第２のフィルタ切替部３７を介して増幅回路３９に接続されている。第１、第２のフィルタ切替部３２、３７は制御部２６に接続され、第１、第２のフィルタ切替部３２、３７の接続先が可変されることで、ハイパスフィルタ３１ａ、３１ｂ…及びローパスフィルタ３６ａ、３６ｂ…が切り替えられる。
【００２２】
この場合、制御部２６から第１のフィルタ切替部３２に超音波信号の周波数に応じた制御信号が印加される。これにより、第１のフィルタ切替部３２によって、複数のハイパスフィルタ３１ａ、３１ｂ…から超音波信号の周波数に応じた周波数特性のハイパスフィルタ３１に切り替えられる。また、制御部２６から第２のフィルタ切替部３７にサンプリング周波数に応じた制御信号が印加される。これにより、第２のフィルタ切替部３７によって、複数のローパスフィルタ３６ａ、３６ｂ…からサンプリング周波数に応じた周波数特性のローパスフィルタ３６に切り替えられる。
【００２３】
よって、配管径に合わせて超音波信号の周波数が可変されたとしても、ハイパスフィルタ３１が最適な周波数特性に変更され、サンプリング周波数が可変されたとしても、ローパスフィルタ３６が最適な周波数特性に変更される。超音波信号の周波数に応じて生じる低周波ノイズがハイパスフィルタ３１によって受信信号から適切に除去され、サンプリング周波数に応じて生じる繰り返しノイズがローパスフィルタ３６によって受信信号から適切に除去される。このようにして、制御部２６によってハイパスフィルタ３１及びローパスフィルタ３６の周波数特性が適切に変更される。
【００２４】
ノイズ除去後の受信信号は増幅回路３９で増幅されて時間計測部２４に出力される。受信信号は低周波ノイズに対して微弱であるため、ハイパスフィルタ３１で低周波ノイズを除去してから受信信号を増幅回路３９に入力することで必要な信号成分が十分に増幅される。また、ローパスフィルタ３６で受信信号から繰り返しノイズが除去されているため、正常なデータと区別できないようなノイズが含まれることがない。時間計測部２４には、受信部２３からノイズ除去後に信号レベルが高められた受信信号が入力されるため、超音波信号の伝播時間を精度よく計測することが可能になっている。
【００２５】
図４Ａに示すように、ハイパスフィルタ３１の入力端子はコンデンサＣ１、Ｃ２を介してオペアンプＯＰ１の非反転入力端子に接続され、コンデンサＣ２とオペアンプＯＰ１の非反転入力端子の接続点は抵抗Ｒ１を介して接地されている。また、コンデンサＣ１、Ｃ２の接続点は抵抗Ｒ２を介してオペアンプＯＰ１の反転入力端子に接続され、抵抗Ｒ２とオペアンプＯＰ１の反転入力端子の接続点はオペアンプＯＰ１の出力端子に接続されている。このように、ハイパスフィルタ３１は、オペアンプＯＰ１、コンデンサＣ１、Ｃ２、抵抗Ｒ１、Ｒ２を備えたアクティブフィルタで構成されている。
【００２６】
図４Ｂに示すように、ローパスフィルタ３６の入力端子は抵抗Ｒ３、Ｒ４を介してオペアンプＯＰ２の非反転入力端子に接続され、抵抗Ｒ４とオペアンプＯＰ２の非反転入力端子の接続点はコンデンサＣ３を介して接地されている。また、抵抗Ｒ３、Ｒ４の接続点はコンデンサＣ４を介してオペアンプＯＰ２の反転入力端子に接続され、コンデンサＣ４とオペアンプＯＰ２の反転入力端子の接続点はオペアンプＯＰ２の出力端子に接続されている。このように、ローパスフィルタ３６は、オペアンプＯＰ２、抵抗Ｒ３、Ｒ４、コンデンサＣ３、Ｃ４を備えたアクティブフィルタで構成されている。
【００２７】
続いて、図５を参照して、流量計測装置を用いた計測動作について説明する。図５は、本実施の形態の流量計測装置を用いた計測動作の説明図である。なお、ここでは説明の便宜上、図３の符号を使用して説明する。
【００２８】
図５Ａに示すように、入出力部２８から配管径が入力されると、制御部２６によって配管径に応じて超音波信号の周波数が設定される。配管径が大きな場合には超音波信号の周波数が低く、配管径が小さな場合には超音波信号の周波数が高く設定されて、配管径の大きさに適した超音波信号の周波数に調整される。この場合、記憶部２７に配管径と超音波信号の周波数の関係情報が記憶され、この関係情報を参照して配管径に応じた超音波信号の周波数が自動的に設定されてもよい。また、オペレータの入力に応じて超音波信号の周波数が手動的に設定されてもよい。
【００２９】
図５Ｂに示すように、制御部２６によって超音波信号の周波数が設定されると、超音波信号の周波数に追従してハイパスフィルタ３１の周波数特性が変更される。この場合、超音波信号の周波数に応じて第１のフィルタ切替部３２が切り換えられ、超音波信号の周波数に適したハイパスフィルタ３１が選択される。また、制御部２６によってサンプリング周波数が設定されると、サンプリング周波数に追従してローパスフィルタ３６の周波数特性が変更される。この場合、サンプリング周波数に応じて第２のフィルタ切替部３７が切り換えられ、サンプリング周波数に適したローパスフィルタ３６が選択される。
【００３０】
図５Ｃに示すように、送信部２２から一方の超音波探触子１０ａに送信信号が入力されると、超音波振動子１１ａで電気信号から超音波振動に変換されて、超音波振動子１１ａに配管径に適した周波数で超音波信号が発生する。一方の超音波振動子１１ａから他方の超音波振動子１１ｂに向けて超音波信号が伝搬され、他方の超音波振動子１１ｂで超音波振動から電気信号に変換されて、他方の超音波探触子１０ｂから受信部２３に受信信号が出力される。そして、フィルタ部２５（図５Ｂ参照）において受信信号からハイパスフィルタ３１で低周波ノイズが除去されると共に、ローパスフィルタ３６で繰り返しノイズが除去される。
【００３１】
また、フィルタ部２５では受信信号がハイパスフィルタ３１及びローパスフィルタ３６を通過して増幅回路３９に入力されて信号増幅される。このため、時間計測部２４には必要な信号成分の信号レベルが高められた受信信号が入力されて、上流から下流に向かう伝播方向で超音波信号の伝播時間が計測される。また、超音波探触子１０ａ、１０ｂの送受信が切り替えられて、下流から上流に向かう逆向きの伝播方向で超音波信号の伝播時間が計測される。そして、制御部２６において２つの伝播時間の時間差から配管４０内の流体４５の流量が計測される。
【００３２】
以上のように、本実施の形態の流量計測装置１では、配管径に合わせて超音波信号の周波数を変更することで、配管径が異なる複数の配管４０で流量を計測することができる。よって、１つの流量計測装置で広範囲な配管径に対応することができ、配管径毎に流量計測装置１を個別に用意する必要がない。また、超音波信号の周波数を変えることでノイズの発生位置が可変するが、フィルタ部２５の周波数特性を変更することで、超音波信号の周波数を変えた場合でも適切にノイズを除去して精度よく流量計測することができる。
【００３３】
なお、本実施の形態では、第１のフィルタ切替部によって複数のハイパスフィルタの中から超音波信号の周波数に応じた周波数特性のハイパスフィルタに切り替えることで、ハイパスフィルタの周波数特性が変更される構成にしたが、この構成に限定されない。ハイパスフィルタの周波数特性は、超音波信号の周波数に応じて低周波ノイズを除去可能に変更される構成であればよい。例えば、複数のハイパスフィルタと第１のフィルタ切替部の代わりに単一の可変ハイパスフィルタを用いて、可変ハイパスフィルタの通過帯域を変更するようにしてもよい。
【００３４】
また、本実施の形態では、第２のフィルタ切替部によって複数のローパスフィルタの中からサンプリング周波数に応じた周波数特性のローパスフィルタに切り替えることで、ローパスフィルタの周波数特性が変更される構成にしたが、この構成に限定されない。ローパスフィルタの周波数特性は、サンプリング周波数に応じて繰り返しノイズを除去可能に変更される構成であればよい。例えば、複数のローパスフィルタと第２のフィルタ切替部の代わりに単一の可変ローパスフィルタを用いて、ローパスフィルタの通過帯域を変更するようにしてもよい。
【００３５】
また、本実施の形態では、フィルタ部がハイパスフィルタとローパスフィルタを含む構成にしたが、この構成に限定されない。フィルタ部は、少なくとも超音波信号の周波数に応じて生じるノイズを除去可能な構成であればよい。例えば、フィルタ部は、ハイパスフィルタだけを含む構成でもよい。
【００３６】
また、本実施の形態では、ハイパスフィルタによって受信信号の低域側のノイズが除去され、ローパスフィルタによって受信信号の高域側のノイズが除去される構成にしたが、この構成に限定されない。ハイパスフィルタ及びローパスフィルタの代わりにバンドパスフィルタによって必要な周波数のみ通過させる構成にしてもよい。
【００３７】
また、本実施の形態では、ハイパスフィルタ及びローパスフィルタがアクティブフィルタで構成されたが、この構成に限定されない。ハイパスフィルタ及びローパスフィルタは、受動素子から成るパッシブフィルタで構成されてもよい。
【００３８】
また、本発明の実施の形態及び変形例を説明したが、本発明の他の実施の形態として、上記実施の形態及び変形例を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。
【００３９】
また、本発明の実施の形態は上記の実施の形態及び変形例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらに、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施態様をカバーしている。
【００４０】
また、本発明の実施の形態では、本発明を配管内の流体の流量計測に適用した構成について説明したが、流量計測が必要な他の流路に適用することも可能である。
【００４１】
下記に、上記の実施の形態における特徴点を整理する。
上記実施の形態に記載の流量計測装置は、配管の上流側及び下流側に配置されて超音波信号を送受信する一組の超音波探触子と、前記一組の超音波探触子の一方に送信信号を入力して超音波信号を発生する送信部と、前記一組の超音波探触子の他方で超音波信号を受けて受信信号を受信する受信部と、超音波信号の伝播方向が逆転するように前記一組の超音波探触子の送受信を切り替える送受信切替部と、前記送信部で送信開始から前記受信部で受信完了までの超音波信号の伝播時間を計測する時間計測部と、前記受信部で受信した受信信号から超音波信号の周波数に応じたノイズを除去するフィルタ部と、前記送信部で超音波信号の周波数を変更すると共に前記フィルタ部の周波数特性を変更する制御部とを備えていることを特徴とする。
【００４２】
この構成によれば、配管径に合わせて超音波信号の周波数を変更することで、配管径が異なる複数の配管で流量を計測することができる。よって、１つの流量計測装置で広範囲な配管径に対応することができ、配管径毎に流量計測装置を個別に用意する必要がない。また、超音波信号の周波数を変えることでノイズの発生位置が可変するが、フィルタ部の周波数特性を変更することで、超音波信号の周波数を変えた場合でも適切にノイズを除去して精度よく流量計測することができる。
【００４３】
上記実施の形態に記載の流量計測装置において、前記フィルタ部は、ノイズ除去後の受信信号を増幅する増幅回路を含む。この構成によれば、受信信号の必要な信号成分の信号レベルを高めることができる。
【００４４】
上記実施の形態に記載の流量計測装置において、前記フィルタ部は、受信信号から低周波ノイズを除去するハイパスフィルタを含み、前記制御部は、超音波信号の周波数に応じてハイパスフィルタの周波数特性を変更する。この構成によれば、超音波信号の周波数に応じて生じた低周波ノイズをハイパスフィルタで除去することができる。
【００４５】
上記実施の形態に記載の流量計測装置において、前記フィルタ部は、前記ハイパスフィルタとして周波数特性が異なる複数のハイパスフィルタと、前記複数のハイパスフィルタに接続された第１のフィルタ切替部とを含み、前記制御部は、前記第１のフィルタ切替部によって超音波信号の周波数に応じた周波数特性のハイパスフィルタに切り替える。この構成によれば、複数のハイパスフィルタから超音波信号の周波数に応じた周波数特性のハイパスフィルタに切り替えることで低周波ノイズを除去することができる。
【００４６】
上記実施の形態に記載の流量計測装置において、前記フィルタ部は、受信信号から繰り返しノイズを除去するローパスフィルタを含み、前記制御部は、サンプリング周波数に応じてローパスフィルタの周波数特性を変更する。この構成によれば、サンプリング周波数に応じて生じた繰り返しノイズをローパスフィルタで除去することができる。
【００４７】
上記実施の形態に記載の流量計測装置において、前記フィルタ部は、前記ローパスフィルタとして周波数特性が異なる複数のローパスフィルタと、前記複数のローパスフィルタに接続された第２のフィルタ切替部とを含み、前記制御部は、前記第２のフィルタ切替部によってサンプリング周波数に応じた周波数特性のローパスフィルタに切り替える。この構成によれば、複数のローパスフィルタからサンプリング周波数に応じた周波数特性のローパスフィルタに切り替えることで繰り返しノイズを除去することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１      ：流量計測装置
１０ａ  ：超音波探触子
１０ｂ  ：超音波探触子
２１ａ  ：スイッチ部（送受信切替部）
２１ｂ  ：スイッチ部（送受信切替部）
２２    ：送信部
２３    ：受信部
２４    ：時間計測部
２５    ：フィルタ部
２６    ：制御部
３１    ：ハイパスフィルタ
３２    ：第１のフィルタ切替部
３６    ：ローパスフィルタ
３７    ：第２のフィルタ切替部
３９    ：増幅回路
４０    ：配管
４５    ：流体
【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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