(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体流路に設けられ超音波信号を発信受信する第１振動子及び第２振動子と、
前記第１及び第２振動子間における超音波信号の伝搬時間を計測する計時手段と、
前記第１及び第２振動子の送受信方向を切り換えながら前記計時手段により双方向の超音波信号の伝搬時間を計測する動作を単位計測工程とし、前記単位計測工程を所定回数実行して前記所定回数分の伝搬時間を基に流量を演算する流量演算手段とを備え、
前記単位計測工程を複数回実行して前記流量演算手段による流量演算を行う精密計測工程と、前記単位計測工程を前記精密計測工程における実行回数より少ない回数実行して前記流量演算手段による流量演算を行う探索計測工程とを有し、前記探索計測工程で求めた流量値が所定値以上の場合にのみ前記精密計測工程を実行する流量計測装置。
【請求項２】
前記探索計測工程で求めた流量値が所定値未満の場合に、前記流量演算手段の出力をゼロとする請求項１に記載の流量計測装置。
【請求項３】
流体流路に設けられ超音波信号を発信受信する第１振動子及び第２振動子と、
前記第１及び第２振動子間における超音波信号の伝搬時間を計測する計時手段と、
前記第１及び第２振動子の送受信方向を切り換えながら前記計時手段により双方向の超音波信号の伝搬時間を計測する動作を単位計測工程とし、前記単位計測工程を所定回数実行して前記所定回数分の伝搬時間を基に流量を演算する流量演算手段とを備え、
前記単位計測工程を複数回実行して前記流量演算手段による流量演算を行う精密計測工程と、前記単位計測工程を前記精密計測工程における実行回数より少ない回数実行して前記流量演算手段による流量演算を行う探索計測工程とを有し、前記探索計測工程において検出された双方向の伝搬時間差が所定値以上の場合にのみ前記精密計測工程を実行する流量計測装置。
【請求項４】
前記探索計測工程で求めた双方向の伝搬時間差が所定値未満の場合に、前記流量演算手段の出力をゼロとする請求項３に記載の流量計測装置。
【請求項５】
一定時間内に、前記探索計測工程もしくは前記精密計測工程のいずれか一方を少なくとも１回実行し、前記一定時間内で算出された流量値の内いずれか１つを前記一定時間内にお
ける平均流量として選択する選択手段を備え、前記選択手段は、前記精密計測工程が実行された場合には、前記精密計測工程で求めた流量値を選択する請求項１から４のいずれか１項に記載の流量計測装置。
【請求項６】
前記精密計測工程による計測が開始された後は、前記探索計測工程の実行を停止する請求項１から５のいずれか１項に記載の流量計測装置。
【請求項７】
前記精密計測工程による計測結果が所定の流量値より少ない場合には、前記探索計測工程の実行を再開する請求項６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、超音波信号の伝搬時間を計測することにより流速を検出し、流体の流量を計測する流れの計測装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の流量計においては、ふたつの振動子間の送受信を複数回繰り返すことにより、計測分解能を高めるシングアラウンド法という手法を用いたものが提案されている。この種の計測装置を家庭用のガスメータに適用した例について図６を用いて説明する。
【０００３】
図６は、シングアラウンド法を用いた流量計測装置のブロック図である。図６に示すように、流体管路４１の途中に、超音波を送信する第１振動子４２と、送信された超音波を受信する第２振動子４３が流れ方向に対向して配置されていて、ふたつの振動子を用いて超音波の伝搬時間を計測する計測部４４と、計測部４４を制御する制御部４５、計測部４４の計測結果を基に流体流量を求める演算部４６とで構成されている。
【０００４】
図６において、音速をＣ、流速をｖ、ふたつの振動子間の距離をＬ、超音波の伝搬方向と流れの方向とがなす角度をθとし、管路の上流側に配置された振動子４２から超音波を送信し、下流側に配置された振動子４３で受信した場合の伝搬時間をｔ１、逆方向の伝搬時間をｔ２とした場合ｔ１およびｔ２は次式で求めることができる。
【０００５】
ｔ１＝Ｌ／（Ｃ＋ｖｃｏｓθ）      （式１）
ｔ２＝Ｌ／（Ｃ−ｖｃｏｓθ）      （式２）
この（式１）および（式２）を変形し、次式（式３）で流速ｖが求まる。
【０００６】
ｖ＝Ｌ・（１／ｔ１  −１／ｔ２）／２ｃｏｓθ    （式３）
そして、（式３）で求めた値に流体管路の断面積を掛ければ流体の流量を求めることができる。ところで、（式３）において、括弧内の項は次式（式４）のように変形できる。
【０００７】
（ｔ２−ｔ１  ）／ｔ１ｔ２        （式４）
ここで、（式４）の分母の項は流速の変化に関わらずほぼ一定の値となるが、分子の項は流速とほぼ比例した値となる。
【０００８】
したがって、ふたつの伝搬時間（ｔ１、ｔ２）の差を精度よく計測する必要がある。そのため、流速が遅くなるほど、微小な時間差を求める必要があり、単発現象として計測するには計測部４４は例えば、ｎｓオーダーの非常に小さな時間分解能を有する必要がある。これだけの時間分解能を実現するのは難しく、仮に実現できたとしても時間分解能を上げることによる消費電力の増大を招くこととなる。
【０００９】
そのため、超音波の送信を何回も繰り返し実行し、その一連の繰り返し計測の所要時間を計測部４４で計測する。そして、その平均値を求めることにより必要な時間分解能を実現している。すなわち、計測部４４の時間分解能をＴＡ、繰り返し回数をＭとすれば、この繰り返し計測の間、計測部４４を連続して動作させることにより、伝搬時間の計測分解能はＴＡ／Ｍとすることができる。
【００１０】
この種の計測装置は、流体流路内の圧力が安定している時には精度の高い計測が実現できるが、例えば、一般家庭にエネルギー源として供給されるガス流量を計測するガスメータに適用した場合には、脈動現象と呼ばれる固有の課題に直面する。これは、例えばＧＨ
Ｐと呼ばれるガスエンジンを利用した空調機のように、ガスエンジンの回転に同期して周辺のガス供給配管内の圧力に変動を及ぼす現象である。この脈動が発生した場合、ガス器具を使用していない場合であっても、圧力の変動に同期してガスが配管内を移動し、その動きに影響されて、あたかもガスが流れているかの如き計測値が検出されてしまう。
【００１１】
この現象による影響を抑える方法として、例えば、特許文献１に示すような方法が提案されている。すなわち、繰り返し計測回数Ｍを計測精度が維持できる最低限の回数に抑えた上で、計測間隔を短くして、小刻みに比較的長時間連続してＮ回実行し、連続して計測したＮ回の計測結果を用いて流量演算を行うというものである。特に、計測間隔を圧力変動周期よりも充分短い間隔で行うことで、流速変動波形の位相状態を満遍なく捉えることができるようになり、それらを平均化することで、変動成分を取り除いた真の流速（流量）を検出する効果を狙っている。
【００１２】
しかし、このような計測方法常時続けることは消費電力の点では得策ではない。そこで、例えば、特許文献２に示すような方法が提案されている。そして、不要な消費電力を小さくするために、特許文献１のように検出した流速の変動量に応じて、計測回数Ｎを制御する。すなわち、流量変動が小さく脈動がないと判断できる状況下においては計測回数Ｎを小さく、流量変動が大きく脈動があると判断される状況下においては、計測回数Ｎを大きくするというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００２−３５０２０２号公報
【特許文献２】特許第３４２７８３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、前記従来の構成では、脈動が発生していない場合に、消費電力を低減することは可能であるが、流量の大小に応じた計測方法に関する開示がなされていない。
【００１５】
特に、限られた電力資源を有効に使用するためには、脈動がない場合に消費電力を抑えるだけでなく、積算流量に影響を及ぼさない場合、すなわち、流れがない場合には動作頻度を抑えて装置全体の消費電力を低減する方法が求められている。
【００１６】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、流れが無い場合の消費電力を低減し、流れがある場合に集中して電力を使用することが可能になり、電力資源を有効に配分できるようになる。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記従来の課題を解決するために、本発明の流量計測装置は、流体流路に設けられ超音波信号を発信受信する第１振動子及び第２振動子と、前記第１及び第２振動子間における超音波信号の伝搬時間を計測する計時手段と、前記第１及び第２振動子の送受信方向を切り換えながら前記計時手段により双方向の超音波信号の伝搬時間を計測する動作を単位計測工程とし、前記単位計測工程を所定回数実行して前記所定回数分の伝搬時間を基に流量を演算する流量演算手段とを備え、前記単位計測工程を複数回実行して前記流量演算手段による流量演算を行う精密計測工程と、前記単位計測工程を前記精密計測工程における実行回数より少ない回数実行して前記流量演算手段による流量演算を行う探索計測工程とを有し、前記探索計測工程で求めた流量値が所定値以上の場合にのみ前記精密計測工程を実行しているので、流れが無い場合の消費電力を低減し、流れがある場合に集中して電力を使用することが可能になり、電力資源を有効に配分できるようになる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の流量計測装置は、流れが無い場合の消費電力を低減し、流れがある場合に集中して電力を使用することが可能になり、電力資源を有効に配分できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態１における流量計測装置のブロック図
【図２】同装置の単位流量算出工程の動作を説明するタイムチャート
【図３】（ａ）同装置の流量有時の探索計測工程および精密計測工程の動作を説明するタイムチャート、（ｂ）同装置の流量無時の探索計測工程の動作を説明するタイムチャート
【図４】本発明の実施の形態２における流量計測装置の探索計測工程と精密計測工程の切り換わり動作を説明するタイムチャート
【図５】同装置における探索計測工程と精密計測工程の切り換わり動作を説明する別のタイムチャート
【図６】従来の流体の流れ計測装置のブロック図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
第１の発明は、流体流路に設けられ超音波信号を発信受信する第１振動子及び第２振動子と、前記第１及び第２振動子間における超音波信号の伝搬時間を計測する計時手段と、前記第１及び第２振動子の送受信方向を切り換えながら前記計時手段により双方向の超音波信号の伝搬時間を計測する動作を単位計測工程とし、前記単位計測工程を所定回数実行して前記所定回数分の伝搬時間を基に流量を演算する流量演算手段とを備え、前記単位計測工程を複数回実行して前記流量演算手段による流量演算を行う精密計測工程と、前記単位計測工程を前記精密計測工程における実行回数より少ない回数実行して前記流量演算手段による流量演算を行う探索計測工程とを有し、前記探索計測工程で求めた流量値が所定値以上の場合にのみ前記精密計測工程を実行するので、流れが無い場合の消費電力を低減し、流れがある場合に集中して電力を使用することが可能になり、電力資源を有効に配分できるようになる。
【００２１】
第２の発明は、特に第１の発明において、前記探索計測工程で求めた流量値が所定値未満の場合に、前記流量演算手段の出力をゼロとするもので、流れが無い場合の消費電力を更に低減できる。
【００２２】
第３の発明は、前記第１及び第２振動子間における超音波信号の伝搬時間を計測する計時手段と、前記第１及び第２振動子の送受信方向を切り換えながら前記計時手段により双方向の超音波信号の伝搬時間を計測する動作を単位計測工程とし、前記単位計測工程を所定回数実行して前記所定回数分の伝搬時間を基に流量を演算する流量演算手段とを備え、前記単位計測工程を複数回実行して前記流量演算手段による流量演算を行う精密計測工程と、前記単位計測工程を前記精密計測工程における実行回数より少ない回数実行して前記流量演算手段による流量演算を行う探索計測工程とを有し、前記探索計測工程において検出された双方向の伝搬時間差が所定値以上の場合にのみ前記精密計測工程を実行するので、流量有無判定において演算処理時間の長い乗除算の実行回数を低減し、消費電力の低減が可能となる。
【００２３】
第４の発明は、特に第３の発明において、前記探索計測工程で求めた双方向の伝搬時間差が所定値未満の場合に、前記流量演算手段の出力をゼロとするので、流れが無い場合の消費電力を更に低減できる。
【００２４】
第５の発明は、特に第１から４のいずれか１つの発明において、一定時間内に、前記探
索計測工程もしくは前記精密計測工程のいずれか一方を少なくとも１回実行し、前記一定時間内で算出された流量値の内いずれか１つを前記一定時間内における平均流量として選択する選択手段を備え、前記選択手段は、前記精密計測工程が実行された場合には、前記精密計測工程で求めた流量値を選択するので、流れのある時には高精度の計測が可能である。
【００２５】
第６の発明は、特に第１から５のいずれか１つの発明において、前記精密計測工程による計測が開始された後は、前記探索計測工程の実行を停止するので、流量が連続して発生している時の消費電力を低減できる。
【００２６】
第７の発明は、特に第６の発明において、前記精密計測工程による計測結果が所定の流量値より少ない場合には、前記探索計測工程の実行を再開するので、流量の有無に応じて適切に計測方法の切り換えができるようになる。
【００２７】
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、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２８】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における流体の流れ計測装置のブロック図である。図１において、流体流路１の途中に、超音波信号を発信する第１振動子２と超音波信号を受信する第２振動子３が流れ方向に対向して配置されている。送信手段４は第１振動子２へ駆動信号を出力し、第１振動子２から出力された超音波信号を第２振動子３が受信し、その受信信号が受信手段５で信号処理される。切換手段６は第１振動子２と第２振動子３の送受信の役割を切り換えるもので、この切換手段６により、流体の流れに対し順方向と逆方向の双方向で超音波信号の送受信を行いそれぞれの伝搬時間の測定を行うことが可能となる。
【００２９】
計測制御手段７は、第１振動子２と第２振動子３間で実行される送受信の動作全般を制御し、トリガ手段８、繰り返し手段９、遅延手段１０、計測工程制御手段１１とで構成されている。
【００３０】
まず、トリガ手段８により計測開始のトリガ出力がなされると、切換手段６が第１振動子２と送信手段４、第２振動子３と受信手段５を接続して、第１振動子２を送信側、第２振動子３を受信側とする計測が開始される。以降の説明のため、これを流れの順方向の計測と称する。送信手段４から駆動信号が出力されると、第１振動子２から超音波信号が出力され、これが第２振動子３に到達すると受信手段５で受信処理を行う。一旦、受信処理が行われると、繰り返し手段９の作用により、所定の繰り返し回数からなる、流れの順方向のシングアラウンド計測が実行される。
【００３１】
そして、４回の繰り返しが完了すると、遅延手段１０から所定の遅延時間が発生された後、トリガ手段８が切換手段６に対して送受信の切換信号を出力し、今度は、第２振動子３と送信手段４、第１振動子２と受信手段５が各々接続され、第２振動子３を送信側、第１振動子２を受信側とする計測が開始される。以降の説明のため、これを流れの逆方向の計測と称する。また、この時、トリガ手段８から計測開始のトリガ信号が出力される。送受信の役割が切り換った、逆方向の計測においても、４回の繰り返し計測が実行される。
【００３２】
なお、本実施の形態では繰り返し回数を４回とするが、これに限られるものではない。例えば、計時手段１２の時間分解能が充分確保されているならば、繰り返しを行わず、１回の計測であっても良い。
【００３３】
以上のように、流れの順方向のシングアラウンド計測（４回の繰り返し計測）と、逆方向のシングアラウンド計測（４回の繰り返し計測）を交互に１回行う一連の動作を単位計測工程と称する。最初に実行される単位計測工程を第１計測工程とすると、これが完了すると、遅延手段１０から遅延信号が出力されて、第１計測工程同様の動作が繰り返される。これを第２計測工程とする。計測工程制御手段１１によって、規定の回数の計測工程が実行された後、流量演算手段１５で流量演算が実行される。
【００３４】
計時手段１２は、トリガ手段８のトリガ信号出力タイミングからシングアラウンド終了までの時間を計測し、第１加算手段１３は、各単位計測工程の順方向の計測における計時手段１２の計測値を積算し、第２加算手段１４は、各計測工程の逆方向の計測における計時手段１２の計測値を積算する。そして、定められたＮ回の単位計測工程の動作が完了すると、流量演算手段１５が第１加算手段１３および第２加算手段１４の出力値を用いて流量値を算出する。なお、ここで求められる流量とは、Ｎ回の単位計測工程が実行されている間の平均流量である。
【００３５】
先に説明した第１計測工程から第Ｎ計測工程までの動作と、その後に流量演算手段１５で実行される流量演算までの一連の動作を単位流量算出工程と称する。この単位流量算出工程には、計測工程の実行回数Ｎの少ない探索計測工程と、実行回数Ｎの多い精密計測工程のふたつの種別が存在し、各々の役割が異なっている。
【００３６】
探索計測工程は、計測精度は劣るが短時間で終了するという特徴を備えているので、流量が流れているかどうかという粗い判断に利用される。一方、精密計測工程は、計測精度が探索計測より勝っているので、一定時間毎の平均流量や積算流量を求めるのに利用される。
【００３７】
判定手段１６は、探索計測工程が実行される際に流量演算手段１５からの出力値に応じて、流量の有無を判定する。その判定結果に応じて、その後の制御方法が異なるが、詳細は後述する。
【００３８】
選択手段１７は、定められた周期内に実行される流量演算の結果を元に、その期間内の平均流量値を決定する。ここで決定された平均流量値は積算手段１８に出力され、ここで流体の総使用量が算出される。
【００３９】
次に、図２を用いて、先に説明した単位計測工程および単位流量算出工程における各部の動作の流れを説明する。図２は第１計測工程で流れの順方向の計測開始を示すトリガ手段８の出力タイミングを原点として横軸が原点からの経過時間、縦軸が各部の動作を示したタイムチャートである。
【００４０】
まず、時間ｔ１で、計時手段１２で計測された第１計測工程の順方向の計測値Ｔｄ１が第１加算手段１３に加算される。
【００４１】
その後、所定の遅延時間Ｔｉｎｔ経過した時間ｔ２から流れの逆方向の計測が開始され、時間ｔ３で、計時手段１２で計測された第１計測工程の逆方向の計測値Ｔｕ１が第２加算手段１４に加算される。
【００４２】
以下、同様に第２計測工程以降においても、順方向、逆方向の計測が終わる毎に第１加算手段１３と第２加算手段１４で交互に加算処理が実行される。
【００４３】
そして、定められた回数の単位計測工程が全て終了する時間ｔｄにおいて、第１加算手段１３および第２加算手段１４に加算された順方向、逆方向それぞれの伝搬時間の合計値
を用いて、流量演算手段１５で流量演算を行う。
【００４４】
流量演算手段１５では、まず、それぞれの加算手段に保持された値から伝搬時間１回当たりの平均値ｔ１およびｔ２が求められた後、（式３）を用いて流速を求め、更に必要な係数を乗じることで、流量値が求められる。なお、ここで、時間ｔ＝０から流量演算が実行される時間ｔｄまでが単位流量算出工程である。
【００４５】
次に、図３を用いて、先に説明した精密計測工程と探索計測工程の関係について説明する。図３において、（ａ）を「流量有」すなわち流体の流れが発生している場合、（ｂ）を「流量無」すなわち流体の流れが無い場合とし、これらを対比して説明する。図３は、単位計測工程、流量演算手段１５による流量演算処理、判定手段１６による流量有無判定処理のそれぞれを１つの処理ブロックとして、長方形で示し、一連の処理手順がどのように実行されるかを示したタイムチャートである。また、単位流量算出工程において実行される単位計測工程の実行回数Ｎの対比例として、探索計測工程ではＮ＝１、精密計測工程ではＮ＝２０としているが、これに限られるものではない。
【００４６】
計測制御手段７により計測処理は２秒を１区間とする一定時間内に、単位流量算出工程を１回もしくは２回実行することにより実現されている。（ａ）、（ｂ）共に計測周期の先頭で、探索計測工程が実行される。探索計測工程においては単位計測工程が１回しか実行されないため、例え同一流量が続いた場合であっても、その結果のばらつきは大きくなるので、わずかな流量変化を判別するような使い方には充分な精度であるとは言い難い。しかしながら、閾値を適宜定めることによって、流れの有無を判断するような使い方は可能である。そこで、探索計測工程を実行した後に、判定手段１６が、流量演算手段１５の出力結果と判定閾値の大小関係に応じて、流量の有無を判定する。
【００４７】
（ａ）は判定手段１６の判定結果が「流量有」であるため、この判定が終了した直後に、計測制御手段７は、続けて精密計測工程を実行する。精密計測工程は２０回の単位計測工程の平均値によって、流量が算出されるので探索計測工程に比べて、高精度で流量を求めることが可能である。
【００４８】
（ｂ）は判定手段１６の判定結果が「流量無」であるため、この判定が終了すると、計測制御手段７は、精密計測工程を実行せず、次の２秒の区間が来るまで動作を停止する。つまり、流れがないと判断できる時には消費電力を低減し、流れがある時に振り分けることで限られた電力資源を有効に使うことが可能である。
【００４９】
また、消費電力を更に低減するには、判定手段１６における流量有無判定処理の簡略化が有効である。（式４）で説明した通り、順逆両方向の伝搬時間差はおおよそ流量に比例する。したがって、伝搬時間差と流量値の関連付けから、（式３）を用いるまでもなく、（式４）の分子に相当する減算処理を実行し、その演算結果の大小によって流量有無の判断は可能である。よって、流量演算手段１５では、探索計測工程実行時には以下の計算式で伝搬時間差に相当する物理量を算出する。
【００５０】
Ｔｄｉｆ１＝Ｔｕ１−Ｔｄ１        （式５）
なお、Ｔｕ１およびＴｄ１の値は先の図２の説明で定義したものである。Ｔｕ１、Ｔｄ１共に４回のシングアラウンド計測の結果であるから、（式５）は伝搬時間差の４倍の値である。よって、（式５）で求めた値と実験等に基づき定めた判定閾値を比較する単純な計算処理を実行するだけで、流量有無の判定が可能である。
【００５１】
ここで、仮に（式３）を用いた演算式から流量有無を判断しようとした場合には、（式５）をシングアラウンド回数の４で除する平均化処理と、その結果を（式３）のｔ１およ
びｔ２に代入して実行する乗除算の処理が必要である。これら乗除算処理は加減算の処理に比べて処理時間も長く、その結果、消費電力も大きくなる。よって、（式５）を用いて流量有無判断を実行することによる電力低減の効果は大きい。特に、家庭用のガスメータなど電池電源により１０年程度の装置寿命を要求される機器の場合には、その効果は大である。
【００５２】
続いて、流体の総使用量を求める積算処理について説明する。図３（ａ）、（ｂ）共に、定められた一定時間２秒の間に、単位流量算出工程が１回はかならず動作するので、選択手段１７が単位流量算出工程により求めた流量値のいずれかをその２秒の区間の平均流量として積算手段１８に出力する。（ａ）では、精密計測工程により求めた流量値をその区間の平均流量とする。よって、流れがある場合には高精度の計測が保証される。
【００５３】
一方、（ｂ）では、流量演算手段１５でもとめた値に関わらず、平均流量を０とする。更に、（ｂ）では、流量演算そのものが省略されるので、消費電力が更に低減される。
【００５４】
なお、図３の説明において２秒の区間の起点から最初の探索計測工程の開始時間までは同じ間隔としているが、脈動など周期的な流量変動を考慮して、これらの時間にランダム性を持たせる形式でも構わない。ランダム性を持たせたい場合であっても、２秒の間に１回もしくは２回の単位流量算出工程が完結する点に関しては、図３と同一とする。
【００５５】
以上のように、本発明の流量計測装置は、探索計測工程で求めた流量値の大小から流量有無を判断する判定手段を備え、判定手段が流量有と判定した時のみ精密計測工程を実行するので、流れが無い場合の消費電力を低減し、流れがある場合に集中して電力を使用することが可能になり、電力資源を有効に配分できるようになる。
【００５６】
なお、探索計測工程において、流量演算手段は順逆双方向の伝搬時間差を算出し、判定手段が流量演算手段で求めた伝搬時間差が所定値未満の時、流量無と判定して流量演算を省力するようにすれば、流量有無判定において演算処理時間の長い乗除算の実行回数を低減し、消費電力の低減が可能となる。
【００５７】
また、判定手段が流量無と判定した時には、流量演算手段の出力をゼロとするので、流れが無い場合の消費電力を更に低減できる。
【００５８】
更に、精密計測工程が実行された場合には、選択手段が精密計測工程で求めた流量値を平均流量値として選択するので、流れのある時には高精度の計測が可能である。
【００５９】
（実施の形態２）
続いて、本発明の第２の実施の形態について、図４、５を用いて説明する。本実施の形態において、全体構成は実施の形態１で示した図１と同様であり、また、単位流量算出工程の動作も図２と同様であるため詳細な説明は省略する。実施の形態１の図３で示した「流量有」および「流量無」の時の動作が異なるので、これを図４、５として説明する。
【００６０】
図４および図５は、探索計測工程と精密計測工程の切り換わり動作を説明するタイムチャートであり、流体流量と計測工程の切り換わりを対比して表記したものである。区間Ａ〜区間Ｉの記号は、いずれも区間幅を２秒とした計測処理単位を示していて、この区間毎に平均流量および積算流量が更新される。
【００６１】
図４は判定手段１６の判定結果が「流量無」から「流量有」に切り換わった場合の動作を示すものである。区間Ａおよび区間Ｂでは、流れが生じていないため、判定手段１６の判定結果が「流量無」となり、その区間内では精密計測工程の動作が省略されるのは実施
の形態１と同様である。続いて、区間Ｃにおいて、流量Ｑａ［Ｌ／ｈ］の流れが発生し、判定手段１６の判定結果が「流量有」に変化したので、探索計測工程に引き続いて同一区間Ｃにおいて精密計測工程が実行される。
【００６２】
区間ＣでＱａ［Ｌ／ｈ］が発生した後、同じ流量が継続して発生しているが、精密計測工程が一旦動作開始した後は、探索計測工程の動作を省略して、精密計測工程のみを動作させて流量を求めている。したがって、流体の流れが発生した後は探索計測工程が動作しなくなるので、更なる消費電力の低減が可能となる。
【００６３】
図５は流体の流れが止まる場合、即ち、「流量有」から「流量無」に切り換わった場合の動作を示すものである。区間Ｆ、区間Ｇにおいて流れが停止するため、両区間で精密計測工程によって求めた流量値は０もしくはこれに近い値となっている。判定手段１６は精密計測工程による流量演算結果が２回続けて判定閾値よりも小さければ「流量無」と判断して、次の区間Ｈから探索計測工程の動作を再開させている。
【００６４】
なお、ここで、「流量無」の判定条件を判定閾値以下連続２回としているのは判定の信頼性を高めるためであり、２回に限定されるものでないことは言うまでもなく、例えば、１回のみの判断でも構わない。このように探索計測工程の動作を停止させた場合であっても、程なく探索計測工程の動作が再開されるので、流体の使用状況に応じて適切に探索および精密計測工程の切り換え動作が可能となる。
【００６５】
なお、図４、５の説明において２秒の区間の起点から単位計測工程の開始時間までは同じ間隔としているが、脈動など周期的な流量変動を考慮して、これらの時間にランダム性を持たせる形式でも構わない。ランダム性を持たせたい場合であっても、２秒の間に１回もしくは２回の単位流量算出工程が完結する点に関しては、図４、５と同一とする。
【００６６】
以上のように、本発明の流量計測装置は、精密計測工程による計測が開始された後は、探索計測工程の実行を停止するので、流量が連続して発生している時の消費電力を低減できる。
【００６７】
更に、精密計測工程による計測結果が所定の流量値より少ない場合には、探索計測工程の実行を再開するので、流量の有無に応じて適切に計測方法の切り換えができるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
以上のように、本発明の流体の流れ計測装置は、流量の有無を瞬時に判定し、流量の有無に応じた計測方法に切り換え可能な応答性の高い計測装置を提供できるので、ガスメータのみならず気体用流量計や液体用流量計にも適用可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１  流体流路
２  第１振動子
３  第２振動子
１２  計時手段
１５  流量演算手段
１７  選択手段
【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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