(57)【要約】【課題】電池電圧の低下による送信および受信の性能の変動を小さくできるとともに、消費電流を抑えることができる超音波ガスメータ。【解決手段】一方の超音波センサに送信信号を送って超音波を発生させる送信回路２３と、発生された超音波を受信した他方の超音波センサからの受信信号を検出する受信回路２５と、送信信号の出力から受信信号が検出されるまでの時間を計測して得られた超音波の伝播時間に基づきガスの流量を計算する制御回路１０と、計算されたガスの流量を表示する表示部６０と、制御回路に電源を供給する電池７０と、電池の出力電圧を昇圧する昇圧回路９０ａ〜９０ｃと、昇圧回路の出力電圧を送信回路、受信回路および表示部の最低動作電圧に安定化させ、該安定化させた電圧を電源として送信回路、受信回路および表示部に供給する電圧安定化回路１１０ａ〜１１０ｃとを備える。【選択図】図３
2008014839.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスの流路に配置された一対の超音波センサのうちの一方の超音波センサに送信信号を送って超音波を発生させる送信回路と、
前記一方の超音波センサで発生された超音波を受信した他方の超音波センサからの受信信号を検出する受信回路と、
前記送信回路で送信信号を出力してから前記受信回路で受信信号が検出されるまでの時間を計測することにより超音波の伝播時間を計測し、該計測された超音波の伝播時間に基づきガスの流量を計算する制御回路と、
前記制御回路で計算されたガスの流量を表示する表示部と、
前記制御回路に電源を供給する電池と、
前記電池の出力電圧を昇圧する昇圧回路と、
前記昇圧回路の出力電圧を前記送信回路、前記受信回路および前記表示部の最低動作電圧に安定化させ、該安定化させた電圧を電源として前記送信回路、前記受信回路および前記表示部に供給する電圧安定化回路と、
を備えたことを特徴とする超音波ガスメータ。
【請求項２】
ガスの流路に配置された一対の超音波センサのうちの一方の超音波センサに送信信号を送って超音波を発生させる送信回路と、
前記一方の超音波センサで発生された超音波を受信した他方の超音波センサからの受信信号を検出する受信回路と、
前記送信回路で送信信号を出力してから前記受信回路で受信信号が検出されるまでの時間を計測することにより超音波の伝播時間を計測し、該計測された超音波の伝播時間に基づきガスの流量を計算する制御回路と、
前記制御回路で計算されたガスの流量を表示する表示部と、
前記制御回路に電源を供給する電池と、
前記制御回路から間欠的に出力される動作開始信号に応じて開閉する入力側スイッチと、
前記電池から前記入力側スイッチを介して送られてくる電圧を昇圧する昇圧回路と、
前記昇圧回路の出力電圧を前記送信回路、前記受信回路および前記表示部の最低動作電圧に安定化させる電圧安定化回路と、
前記制御回路から間欠的に出力される動作開始信号を、前記送信回路および前記受信回路を動作させる時間に応じて遅延させ、電源供給スイッチ制御信号として出力する遅延回路と、
前記遅延回路からの電源供給スイッチ制御信号に応じて開閉することにより、前記電圧安定化回路の出力を電源として前記送信回路および前記受信回路に供給するかどうかを制御する出力側スイッチと、
を備えたことを特徴とする超音波ガスメータ。
【請求項３】
前記電池の出力電圧を安定化させ、該安定化させた電圧を電源として前記制御回路に送る低電圧安定化回路を備えたことを特徴とする請求項１記載の超音波ガスメータ。
【請求項４】
ガスの流路に配置された一対の超音波センサのうちの一方の超音波センサに送信信号を送って超音波を発生させる送信回路と、
前記一方の超音波センサで発生された超音波を受信した他方の超音波センサからの受信信号を検出する受信回路と、
前記送信回路で送信信号を出力してから前記受信回路で受信信号が検出されるまでの時間を計測することにより超音波の伝播時間を計測し、該計測された超音波の伝播時間に基づきガスの流量を計算する制御回路と、
前記制御回路で計算されたガスの流量を表示する表示部と、
前記制御回路に電源を供給する電池と、
前記電池の出力電圧を安定化させる低電圧安定化回路と、
前記低電圧安定化回路で安定化された電圧を昇圧し、該昇圧された電圧を電源として前記送信回路、前記受信回路および前記表示部に供給する昇圧回路と、
を備えたことを特徴とする超音波ガスメータ。
【請求項５】
ガスの流路に配置された一対の超音波センサのうちの一方の超音波センサに送信信号を送って超音波を発生させる送信回路と、
前記一方の超音波センサで発生された超音波を受信した他方の超音波センサからの受信信号を検出する受信回路と、
前記送信回路で送信信号を出力してから前記受信回路で受信信号が検出されるまでの時間を計測することにより超音波の伝播時間を計測し、該計測された超音波の伝播時間に基づきガスの流量を計算する制御回路と、
前記制御回路で計算されたガスの流量を表示する表示部と、
前記制御回路に電源を供給する電池と、
前記電池の出力電圧を安定化させる低電圧安定化回路と、
前記低電圧安定化回路で安定化された電圧を昇圧し、該昇圧された電圧を電源として前記送信回路および前記受信回路に供給する昇圧回路と、
前記電池の出力を低電流および低電圧化させる低電流低電圧化回路と、
前記低電流低電圧化回路で低電流および低電圧化された電流および電圧を電源として前記表示部に供給する他の昇圧回路と、
を備えたことを特徴とする超音波ガスメータ。
【請求項６】
前記昇圧回路の入力側に設けられ、前記制御回路から間欠的に出力される動作開始信号に応じて開閉する入力側スイッチと、
前記制御回路から間欠的に出力される動作開始信号を、前記送信回路および前記受信回路を動作させる時間に応じて遅延させ、電源供給スイッチ制御信号として出力する遅延回路と、
前記遅延回路からの電源供給スイッチ制御信号に応じて開閉することにより、前記送信回路および前記受信回路に電源を供給するかどうかを制御する出力側スイッチと、
を備えた請求項３乃至請求項５のいずれか１項記載の超音波ガスメータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池を電源として動作する超音波ガスメータに関し、特に、電池の消耗を抑えて性能を高く維持する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガスの流路に配置された一対の超音波センサで送受される超音波の伝搬時間に基づいてガスの流量を測定する超音波ガスメータが知られている。超音波ガスメータは、制御回路の制御によって、送信回路で生成した送信信号を送信側の超音波センサに送ることにより超音波を発生させて送信し、送信側の超音波センサから送信されてくる超音波を受信側の超音波センサで受信して受信回路で受信信号を検出する。そして、制御回路は、受信回路で検出された信号に基づき、一対の超音波センサ間の超音波の伝播時間を測定し、測定した伝播時間に基づき流量を計算して表示部に表示する。また、制御回路は、必要に応じて遮断弁の開閉を制御する。
【０００３】
このような従来の超音波ガスメータでは、送信時に送信回路から送信側の超音波センサに印加される送信信号の電圧によって超音波の出力音圧が大きくなる。同様に、受信回路は、そのアンプの電源電圧が大きいほど、小さい音圧の超音波を受信することができる。しかしながら、従来の超音波ガスメータは、電池を駆動電源としているため、所定の電圧しか加えることができなかった。
【０００４】
そこで、このような問題を解消するために、特許文献１は、電池駆動の電子式水道メータに使用できる磁気検出回路を開示している。この磁気検出回路においては、電池から供給される電流は電流制限回路で抑制され、電池の電圧は外部の制御信号により切り換わる電源スイッチがオフ状態の時にＤＣ／ＤＣコンバータにより昇圧される。電源スイッチがオン状態の時には、昇圧された信号が検出回路の磁気センサに加えられる。これにより、低消費電流で高精度に磁気を検出できる磁気検出回路が得られる。
【０００５】
また、特許文献２は、１個の電池電源を昇圧して供給し、流量検出の信頼性を向上する流量計を開示している。この流量計では、流量計全体に供給する電源供給手段の電源レベルを昇圧手段によって昇圧し、流量検出手段に供給している。これによって信頼性の高い流量計測ができ、更に実装密度を小さくできる。
【０００６】
図１７は、特許文献１や特許文献２に開示された従来の装置の電源系統の構成を示す図である。電池７０の出力は、マイクロコンピュータ（以下、「マイコン」と略する）やその他のデジタル回路から成る制御回路１０と遮断弁５０には直接に供給されるが、送信回路２３、受信回路２５および表示部６０には、第１昇圧回路９０ａ、第２昇圧回路９０ｂおよび第３昇圧回路９０ｃにおいて、それぞれ昇圧された後に供給される。
【０００７】
今、電池７０の出力電圧（以下、「電池電圧」という）が３Ｖであるとし、送信回路２３の動作電圧が９Ｖ、受信回路２５の動作電圧が６Ｖ、表示部６０の動作電圧が４．５Ｖとすると、第１昇圧回路９０ａは、電池電圧を３倍に昇圧した電圧を電源として送信回路２３に供給し、第２昇圧回路９０ｂは、電池電圧を２倍に昇圧した電圧を電源として受信回路２５に供給し、第３昇圧回路９０ｃは、電池電圧を１．５倍に昇圧した電圧を電源として表示部６０に供給するように調整されている。
【特許文献１】特開平６−１７４５０４号公報（図１）
【特許文献２】特許第３２０６２１１号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した従来の技術では、電池７０から第１昇圧回路９０ａ、第２昇圧回路９０ｂおよび第３昇圧回路９０ｃを介して送信回路２３、受信回路２５および表示部６０にそれぞれ電源を供給しているので、周辺温度の変化や長時間の使用によって電池電圧が徐々に低下すると、昇圧後の電圧も変動する。例えば、電池７０の出力電圧が３Ｖから２Ｖに低下すると、送信回路２３には６Ｖ、受信回路２５には４Ｖ、表示部６０には３Ｖの電圧が供給されるように変化する。したがって、送信時に送信回路２３から超音波センサに送られる送信信号の電圧が低下して超音波の出力音圧が変動したり、受信性能が低下してしまうという問題がある。
【０００９】
本発明の課題は、電池にて動作する超音波ガスメータにおいて、電池電圧の低下による送信および受信の性能の変動を小さくできるとともに、消費電流を抑えることができる超音波ガスメータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するために、請求項１記載の発明は、ガスの流路に配置された一対の超音波センサのうちの一方の超音波センサに送信信号を送って超音波を発生させる送信回路と、一方の超音波センサで発生された超音波を受信した他方の超音波センサからの受信信号を検出する受信回路と、送信回路で送信信号を出力してから受信回路で受信信号が検出されるまでの時間を計測することにより超音波の伝播時間を計測し、該計測された超音波の伝播時間に基づきガスの流量を計算する制御回路と、制御回路で計算されたガスの流量を表示する表示部と、制御回路に電源を供給する電池と、電池の出力電圧を昇圧する昇圧回路と、昇圧回路の出力電圧を送信回路、受信回路および表示部の最低動作電圧に安定化させ、該安定化させた電圧を電源として送信回路、受信回路および表示部に供給する電圧安定化回路とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２記載の発明は、ガスの流路に配置された一対の超音波センサのうちの一方の超音波センサに送信信号を送って超音波を発生させる送信回路と、一方の超音波センサで発生された超音波を受信した他方の超音波センサからの受信信号を検出する受信回路と、送信回路で送信信号を出力してから受信回路で受信信号が検出されるまでの時間を計測することにより超音波の伝播時間を計測し、該計測された超音波の伝播時間に基づきガスの流量を計算する制御回路と、制御回路で計算されたガスの流量を表示する表示部と、制御回路に電源を供給する電池と、制御回路から間欠的に出力される動作開始信号に応じて開閉する入力側スイッチと、電池から入力側スイッチを介して送られてくる電圧を昇圧する昇圧回路と、昇圧回路の出力電圧を送信回路、受信回路および表示部の最低動作電圧に安定化させる電圧安定化回路と、制御回路から間欠的に出力される動作開始信号を、送信回路および受信回路を動作させる時間に応じて遅延させ、電源供給スイッチ制御信号として出力する遅延回路と、遅延回路からの電源供給スイッチ制御信号に応じて開閉することにより、電圧安定化回路の出力を電源として送信回路および受信回路に供給するかどうかを制御する出力側スイッチとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、送信回路、受信回路および表示部には、電圧安定化回路から各々の最低動作電圧が供給されるので、電池電圧が変動しても送信回路、受信回路および表示部の特性に変化はない。また、送信回路、受信回路および表示部には、各々の最低動作電圧が供給されるので消費電流を少なくすることができる。その結果、超音波ガスメータの消費電流が抑えられ、超音波ガスメータの寿命を延ばすことができるとともに、電池の容量を抑えることもできる。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、送信回路および受信回路の消費電力は、超音波の測定回数により変化するため、消費電力が多いときは、遅延回路による遅延時間を長く設定し、消費電力が少ないときは遅延時間を短く設定することにより、超音波ガスメータの電池の消費を、より抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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。なお、以下では、背景技術の欄で説明した超音波ガスメータと同一または相当する構成部分には、背景技術の欄で使用した符号と同一の符号を付して説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明の実施例１に係る超音波ガスメータの構成を示す図である。この超音波ガスメータは、外部から供給されるガスをガス流入口１から内部に導き、内部に形成されたガス流路３を経由してガス流出口５から需要家のガス機器（図示しない）に送り出すように構成されている。
【００１６】
ガス流路３には、上流側から遮断弁５０、第１超音波センサ２１、第２超音波センサ２２および圧力センサ３０が順次配置されている。また、超音波ガスメータの内部には、制御回路１０が設けられており、制御回路１０に、第１超音波センサ２１、第２超音波センサ２２、圧力センサ３０、感振器４０、遮断弁５０、表示部６０、電池７０および通信回路８０（図２参照）が接続されている。第１超音波センサ２１および第２超音波センサ２２は、後述する計量回路２０の一部を構成する。感振器４０は超音波ガスメータの所定部位に、表示部６０は前面にそれぞれ配置されている。
【００１７】
図２は、本発明の実施例１に係る超音波ガスメータの電気的な構成を示すブロック図である。この超音波ガスメータは、電気的には、制御回路１０、計量回路２０、圧力センサ３０、感震器４０、遮断弁５０、表示部６０、電池７０および通信回路８０から構成されている。
【００１８】
制御回路１０は、例えばマイコンやその他のデジタル回路から構成されており、超音波ガスメータの全体を制御する。計量回路２０は、ガスの使用量を積算する。計量回路２０の詳細は後述する。圧力センサ３０は、ガス流路３の内部の圧力を検出し、圧力信号として出力する。圧力センサ３０は、遮断弁５０が開放されている通常の状態では、外部から需要家のガス機器に至るガス流路３の圧力を検出し、遮断弁５０が閉じられている状態では、超音波ガスメータから需要家のガス機器に至るガス流路３の圧力を検出する。
【００１９】
感震器４０は、超音波ガスメータに加えられた振動を検出し、感震信号として出力する。遮断弁５０は、ガス流路３の途中であって、第１超音波センサ２１の上流側に設けられている。遮断弁５０は、制御回路１０からの制御信号に応じて開閉され、ガス流路３内を流れるガスの遮断および通過を制御する。
【００２０】
表示部６０は、ＬＥＤ（発光ダイオード）、ＬＣＤ（液晶表示素子）といった表示部材から構成されている。表示部６０は、制御回路１０からの制御信号に応じて、ガスの使用量や、ガス漏れ等の異常が生じた場合に、その旨を表すメッセージを表示する。電池７０は、超音波ガスメータの各部に電力を供給する。通信回路８０は、制御回路１０からの制御信号に応じて、通常は、需要家によるガスの積算使用量をセンタに送り、ガス漏れ等の異常が生じた場合に、その旨を表すメッセージをセンタに送る。
【００２１】
次に、計量回路２０の詳細を説明する。計量回路２０は、図２に示すように、第１超音波センサ２１、第２超音波センサ２２、送信回路２３、受信回路２５、時間測定回路２６、第１切替スイッチ２７ａおよび第２切替スイッチ２７ｂから構成されている。
【００２２】
第１超音波センサ２１および第２超音波センサ２２は、圧電素子から構成されており、ガス流路３の内部に対向して設置されている。第１超音波センサ２１は、送信信号としての電気信号が印加されると超音波を発生する。第１超音波センサ２１で発生された超音波は、ガス流路３を通って第２超音波センサ２２に達する。第２超音波センサ２２は、受信した超音波を電気信号に変換して受信信号として出力する。同様に、第２超音波センサ２２は、送信信号としての電気信号が印加されると超音波を発生する。第２超音波センサ２２で発生された超音波は、ガス流路３を通って第１超音波センサ２１に達する。第１超音波センサ２１は、受信した超音波を電気信号に変換して受信信号として出力する。
【００２３】
ガス流路３を超音波が伝搬する時、ガス流路３にガスが流れていると、超音波の伝播は、ガスの流速に重畳される。したがって、第１超音波センサ２１と第２超音波センサ２２との間の超音波の伝搬時間はガスの流速に依存して差が生じる。制御回路１０は、伝搬時間の差に基づいてガスの流速および流量を算出し、ガス使用量の積算や異常の検出を行う。
【００２４】
送信回路２３は、制御回路１０からの指示に応答して送信信号およびクロック開始信号を生成する。送信信号が第１超音波センサ２１および第２超音波センサ２２の何れに送られるかは、制御回路１０からの指示によって切り換えられる第１切替スイッチ２７ａまたは第２切替スイッチ２７ｂの設定状態によって決定される。送信回路２３で生成されたクロック開始信号は、時間測定回路２６に送られる。
【００２５】
受信回路２５は、第１超音波センサ２１または第２超音波センサ２２から送られてくる受信信号を受け取る。第１超音波センサ２１および第２超音波センサ２２の何れから受信信号を受け取るかは、制御回路１０からの指示によって切り換えられる第１切替スイッチ２７ａまたは第２切替スイッチ２７ｂの設定状態によって決定される。受信信号を受け取った受信回路２５は、カウンタ停止信号を生成し、時間計測回路２６に送る。
【００２６】
時間測定回路２６は、送信回路２３から送信信号が出力されてから、受信回路２５で受信信号が得られるまでの時間を測定する。具体的には、時間測定回路２６は、送信回路２３からクロック開始信号を受け取ることにより、図示しないカウンタで計時を開始し、受信回路２５からカウンタ停止信号を受け取ることによりカウンタでの計時を停止する。時間測定回路２６で測定された時間、つまりカウンタの内容を表す計量信号は、制御回路１０に送られる。
【００２７】
第１切替スイッチ２７ａおよび第２切替スイッチ２７ｂは、制御回路１０からの指示にしたがって、超音波の伝播方向を切り替えるために、送信回路２３および受信回路２５と第１超音波センサ２１および第２超音波センサ２２との組み合わせを切り替える。これにより、ガスの流れ方向に伝搬する超音波の伝搬時間とガスの流れと逆方向に伝搬する超音波の伝搬時間とを測定でき、両者から算出されるガスの流速から、音速の影響を排除できる。
【００２８】
計量回路２０においては、送信回路２３からの送信信号によって第１超音波センサ２１（または第２超音波センサ２２）で発生された超音波がガス流路３を伝搬し、第２超音波センサ２２（または第１超音波センサ２１）で受信されることにより発生された受信信号を受信回路２５で受信するまでの時間が測定される。制御回路１０は、計量回路２０から送られてくる超音波の伝播時間を表す計量信号からガス流路３を流れるガスの流速および流量を算出する。超音波ガスメータは、以上の動作を繰り返して、所謂シングアラウンド法により流量の測定を行う。なお、上記各構成要素は、間欠的に駆動されることにより、超音波ガスメータにおける消費電流の低減が図られている。
【００２９】
図３は、本発明の実施例１に係る超音波ガスメータの電源系統を示すブロック図である。以下では、電池７０の出力電圧（電池電圧）は３Ｖであるものとし、送信回路２３の最低動作電圧は６Ｖ、受信回路２５の最低動作電圧は４Ｖ、表示部６０の最低動作電圧は３Ｖであるものとする。
【００３０】
この超音波ガスメータの電源系統は、制御回路１０、送信回路２３、受信回路２５、遮断弁５０、表示部６０、電池７０、第１昇圧回路９０ａ、第２昇圧回路９０ｂ、第３昇圧回路９０ｃ、第１電圧安定化回路１１０ａ、第２電圧安定化回路１１０ｂおよび第３電圧安定化回路１１０ｃから構成されている。第１昇圧回路９０ａ、第２昇圧回路９０ｂおよび第３昇圧回路９０ｃを単に昇圧回路と総称する場合もある。また、第１電圧安定化回路１１０ａ、第２電圧安定化回路１１０ｂおよび第３電圧安定化回路１１０ｃを単に電圧安定化回路と総称する場合もある。
【００３１】
電池７０から出力される電池電圧は、制御回路１０、第１昇圧回路９０ａ、第２昇圧回路９０ｂ、第３昇圧回路９０ｃおよび遮断弁５０の各電源ラインに供給される。第１昇圧回路９０ａは、電池７０からの電池電圧を、送信回路２３の最低動作電圧である６Ｖより高い電圧、例えば３倍の９Ｖに昇圧して第１電圧安定化回路１１０ａに送る。第１電圧安定化回路１１０ａは、第１昇圧回路９０ａからの電圧を、送信回路２３の最低動作電圧である６Ｖに変換して該送信回路２３の電源ラインに供給する。
【００３２】
第２昇圧回路９０ｂは、電池７０からの電池電圧を、受信回路２５の最低動作電圧である４Ｖより高い電圧、例えば２倍の６Ｖに昇圧して第２電圧安定化回路１１０ｂに送る。第２電圧安定化回路１１０ｂは、第２昇圧回路９０ｂからの電圧を、受信回路２５の最低動作電圧である４Ｖに変換して該受信回路２５の電源ラインに供給する。
【００３３】
第３昇圧回路９０ｃは、電池７０からの電池電圧を、表示部６０の最低動作電圧である３Ｖより高い電圧、例えば１．５倍の４．５Ｖに昇圧して第３電圧安定化回路１１０ｃに送る。第３電圧安定化回路１１０ｃは、第３昇圧回路９０ｃからの電圧を、表示部６０の最低動作電圧である３Ｖに変換して該表示部６０の電源ラインに供給する。
【００３４】
送信回路２３、受信回路３５および表示部６０の各電源ラインには、前段の第１電圧安定化回路１１０ａ、第２電圧安定化回路１１０ｂおよび第３電圧安定化回路１１０ｃから最低動作電圧がそれぞれ供給されるので、電池電圧が変動しても送信回路２３、受信回路３５および表示部６０の特性に変化はない。また、送信回路２３、受信回路３５および表示部６０には、各々の最低動作電圧が供給されるので消費電流も少なくなっている。
【００３５】
図４は、図３に示した第１昇圧回路９０ａの詳細な構成を示す回路図である。第１昇圧回路９０ａは、チャージポンプ方式を採用した昇圧回路であり、発振回路９１、反転ロジック回路９２、ドライブ回路９３、ドライブ回路９４、ドライブ回路９５、コンデンサ９６、ダイオード９７、ダイオード９８、コンデンサ９９、ダイオード１００およびコンデンサ１０１から構成されている。
【００３６】
発振回路９１は、グランド電圧（０Ｖ）と電池電圧（３Ｖ）とが交番する発振信号を発生し、反転ロジック回路９２、ドライブ回路９４およびドライブ回路９５に送る。反転ロジック回路９２は、入力された発振信号を反転してドライブ回路９３に送る。ドライブ回路９３は、電池７０の正極とグランドとの間に配置されており、反転ロジック回路９２から送られてくる信号に応じて、グランド電圧または電池電圧をコンデンサ９６の一端に送る。
【００３７】
ドライブ回路９４は、電池７０の正極とグランドとの間に配置されており、発振回路９１から送られてくる発振信号に応じて、グランド電圧または電池電圧をダイオード９７のアノードに送る。ドライブ回路９５は、電池７０の正極とグランドとの間に配置されており、発振回路９１から送られてくる発振信号に応じて、グランド電圧または電池電圧をコンデンサ９９の一端に送る。
【００３８】
コンデンサ９６の他端は、ダイオード９８のアノードに接続されている。また、ダイオード９７のカソードは、コンデンサ９６の他端とダイオード９８のアノードとの接続点に接続されている。ダイオード９８のカソードは、コンデンサ９９の他端およびダイオード１００のアノードに接続されている。ダイオード１００のカソードは、コンデンサ１０１の一端に接続され、コンデンサ１０１の他端は接地されている。コンデンサ１０１の一端の電圧が第１昇圧回路９０ａの出力として、第１電圧安定化回路１１０ａに送られる。
【００３９】
次に、上記のように構成される第１昇圧回路９０ａの動作を図５に示す各部の電圧の遷移を示す遷移図を参照しながら説明する。
【００４０】
まず、初期状態である区間Ｔ０では、発振回路９１は電池電圧（３Ｖ）を出力する。これにより、ドライブ回路９３には、発振回路９１から出力される電池電圧が反転ロジック回路９２で反転されたグランド電圧（０Ｖ）が入力されるので、その出力（ａ点）は３Ｖになる。また、ドライブ回路９４およびドライブ回路９５には電池電圧（３Ｖ）が入力されるので、ドライブ回路９４の出力（ｂ点）およびドライブ回路９５の出力（ｃ点）は０Ｖになる。この状態では、コンデンサ９６とダイオード９８の接続点であるｄ点、ダイオード９８とダイオード１００の接続点であるｅ点およびダイオードとコンデンサ１０１の接続点であるｆ点はいずれも０Ｖである。
【００４１】
次に、区間Ｔ１では、発振回路９１はグランド電圧（０Ｖ）を出力する。これにより、ドライブ回路９３には、発振回路９１から出力される０Ｖが反転ロジック回路９２で反転された３Ｖが入力されるので、その出力（ａ点）は０Ｖになる。また、ドライブ回路９４およびドライブ回路９５には０Ｖが入力されるので、ドライブ回路９４の出力（ｂ点）およびドライブ回路９５の出力（ｃ点）は３Ｖになる。この状態において、ドライブ回路９４からダイオード９７を経由してコンデンサ９６に電流が流入し、コンデンサ９６が充電される。その結果、ｄ点の電圧は３Ｖになる。これにより、ｅ点およびｆ点の電圧も３Ｖになる。
【００４２】
次に、区間Ｔ２では、発振回路９１は電池電圧（３Ｖ）を出力する。これにより、ドライブ回路９３の出力（ａ点）は３Ｖになり、ドライブ回路９４の出力（ｂ点）およびドライブ回路９５の出力（ｃ点）は０Ｖになる。このとき、ｄ点の電圧は、電池電圧の２倍の電圧（６Ｖ）に昇圧される。昇圧された電圧は、ダイオード９８を介してコンデンサ９９に印加され、該コンデンサ９９を充電する。これにより、ｅ点の電圧は、６Ｖになる。また、昇圧された電圧は、ダイオード９８およびダイオード１００を介してコンデンサ１０１に印加され、該コンデンサ１０１を充電する。これにより、ｆ点の電圧も６Ｖになる。
【００４３】
次に、区間Ｔ３では、発振回路９１はグランド電圧（０Ｖ）を出力する。これにより、ドライブ回路９３の出力（ａ点）は０Ｖになり、ドライブ回路９４の出力（ｂ点）およびドライブ回路９５の出力（ｃ点）は３Ｖになる。このとき、ｄ点の電圧は３Ｖであるが、ｅ点の電圧は、コンデンサ９９の電圧（６Ｖ）に電池電圧の３Ｖが重畳されて電池電圧の３倍の電圧（９Ｖ）に昇圧される。昇圧された電圧は、ダイオード１００を介してコンデンサ１０１に供給され、該コンデンサ１０１を充電する。これにより、ｆ点の電圧は、電池電圧の３倍の９Ｖになる。以下、上述した動作が繰り返されることにより、第１昇圧回路９０ａに入力された３Ｖの電池電圧は、３倍の９Ｖの電圧に昇圧されて出力される。
【００４４】
図６は、図３に示した第２昇圧回路９０ｂの詳細な構成を示す回路図である。第２昇圧回路９０ｂは、チャージポンプ方式を採用した昇圧回路であり、発振回路９１、反転ロジック回路９２、ドライブ回路９３、ドライブ回路９４、コンデンサ９６、ダイオード９７、ダイオード１００およびコンデンサ１０１から構成されている。
【００４５】
発振回路９１、反転ロジック回路９２、ドライブ回路９３、ドライブ回路９４の構成は、図４に示すものと同じである。コンデンサ９６の他端は、ダイオード１００のアノードに接続されている。ダイオード９７のカソードは、コンデンサ９６の他端とダイオード１００のアノードとの接続点に接続されている。ダイオード１００のカソードは、コンデンサ１０１の一端に接続され、コンデンサ１０１の他端は接地されている。コンデンサ１０１の一端の電圧が、第２昇圧回路９０ｂの出力として、第２電圧安定化回路１１０ｂに送られる。
【００４６】
次に、上記のように構成される第２昇圧回路９０ｂの動作を説明する。発振回路９１がグランド電圧（０Ｖ）を出力する区間では、ドライブ回路９４は、電池電圧（３Ｖ）を出力する。また、ドライブ回路９３は、発振回路９１から出力されるグランド電圧が反転ロジック回路９２で反転された電池電圧が入力されるので０Ｖを出力する。これにより、ドライブ回路９４からダイオード９７を経由してコンデンサ９６に電流が流入し、コンデンサ９６が充電される。その結果、コンデンサ９６とダイオード１００の接続点の電圧は電池電圧の３Ｖになる。
【００４７】
次に、発振回路９１が電池電圧を出力する区間になると、ドライブ回路９４は、グランド電圧を出力する。また、ドライブ回路９３は、発振回路９１から出力される電池電圧が反転ロジック回路９２で反転されたグランド電圧が入力されるので、電池電圧を出力する。このとき、コンデンサ９６とダイオード１００の接続点の電圧は、電池電圧の２倍の電圧に昇圧される。昇圧された電圧は、ダイオード１００を介してコンデンサ１０１に供給され、該コンデンサ１０１を充電する。このようにして、第２昇圧回路９０ｂに入力された電池電圧は、２倍の電圧に昇圧されて出力される。
【００４８】
図７は、図３に示した第３昇圧回路９０ｃの詳細な構成を示す回路図である。第３昇圧回路９０ｃは、チャージポンプ方式を採用した昇圧回路であり、上述した第１昇圧回路９０ａに電圧変換回路１０２が追加されて構成されている。電圧変換回路１０２は、抵抗１０３、抵抗１０４、コンデンサ１０５およびコンデンサ１０６から構成されている。抵抗１０３および抵抗１０４は電池７０の正極とグランドとの間に直列に接続されており、コンデンサ１０５およびコンデンサ１０６は、抵抗１０３および抵抗１０４に並列にそれぞれ接続されている。電圧変換回路１０２は、入力される電池電圧（３Ｖ）を、抵抗１０３および抵抗１０４による抵抗分割によって半分の１．５Ｖに変換して出力する。電圧変換回路１０２から出力される１．５Ｖの電圧が、上述した第１昇圧回路９０ａに相当する回路に入力されることにより、３倍の電圧（４．５Ｖ）に昇圧されて出力される。
【００４９】
図８は、図３に示した第１電圧安定化回路１１０ａ、第２電圧安定化回路１１０ｂおよび第３電圧安定化回路１１０ｃの詳細な構成を示す回路図である。これらの各回路は、使用される抵抗の抵抗値（詳細は後述する）を除けば、いずれも同一の構成を有するので、以下では、電圧安定化回路１１０として説明する。電圧安定化回路１１０は、オペアンプ回路１１１、基準電圧源１１２、抵抗１１３、抵抗１１４、トランジスタ１１５およびコンデンサ１１６から構成されている。
【００５０】
抵抗１１３と抵抗１１４とは、電源ラインとグランドとの間に直列に接続されている。オペアンプ回路１１１の反転入力端子（−）は、基準電圧源１１２に接続され、非反転入力端子（＋）は、抵抗１１３と抵抗１１４との接続点に接続されている。オペアンプ回路１１１の出力端子は、トランジスタ１１５のベースに接続されている。
【００５１】
トランジスタ１１５のエミッタは、前段の昇圧回路（第１昇圧回路９０ａ、第２昇圧回路９０ｂまたは第３昇圧回路９０ｃ）の出力に接続され、コレクタは、電源ラインに接続されている。電源ラインとグランドとの間には、コンデンサ１１６が設けられ、コンデンサ１１６の電圧が、送信回路２３、受信回路２５または表示部６０に接続される電源ラインに出力される。
【００５２】
次に、上記のように構成される電圧安定化回路１１０の動作を説明する。電源投入時は、コンデンサ１１６の電圧は０Ｖであるので、オペアンプ回路１１１の非反転入力端子（＋）に印加される電圧よりも反転入力端子（−）に印加される電圧が大きい。したがって、オペアンプ回路１１１の出力は０Ｖになるので、トランジスタ１１５のベースから電流を引き込む。その結果、トランジスタ１１５はオン状態になり、エミッタからコレクタに電流が流れる。トランジスタのコレクタから流出した電流は、電源ラインを通じてコンデンサ１１６を充電し、その電圧が上昇する。
【００５３】
このとき、コンデンサ１１６の電圧は、抵抗１１３と抵抗１１４とによって分割され、オペアンプ回路１１１の非反転入力端子（＋）に印加される。非反転入力端子（＋）に印加される電圧が、基準電圧源１１２から出力される電圧よりも大きくなると、オペアンプ回路１１１から出力される電圧は高レベル（以下、「Ｈレベル」という）になり、トランジスタ１１５のベース電流が流れなくなる。その結果、トランジスタ１１５はオフ状態になり、そのエミッタからコレクタに電流は流れなくなる。この状態で、コンデンサ１１６に充電された電荷が送信回路２３、受信回路２５または表示部６０で消費されて電圧が低下すると、オペアンプ回路１１１の非反転入力端子（＋）に印加される電圧よりも反転入力端子（−）に入力される電圧が大きくなり、再び上述した動作を繰り返す。このようにして、電圧安定化回路１１０の出力電圧が安定される。
【００５４】
このとき、電圧安定化回路１１０の出力電圧は、抵抗１１３と抵抗１１４とによる抵抗分割の分圧比で決定される。この分圧比は、第１電圧安定化回路１１０ａの出力が送信回路２３の最低動作電圧である６Ｖになり、第２電圧安定化回路１１０ｂの出力が受信回路２５の最低動作電圧である４Ｖになり、第３電圧安定化回路１１０ｃの出力が表示部６０の最低動作電圧である３Ｖになるように、それぞれ調整される。
【００５５】
また、第１昇圧回路９０ａ、第２昇圧回路９０ｂおよび第３昇圧回路９０ｃは、上述したように、電池７０が消耗した時であっても、送信回路２３、受信回路２５および表示部６０の各最低動作電圧より高い電圧を出力するように昇圧する。すなわち、電池７０の出力電圧が３Ｖから２Ｖに変化し、送信回路２３の最低動作電圧が６Ｖ、受信回路２５の最低動作電圧が４Ｖ、表示部６０の最低動作電圧が３Ｖであるので、送信回路２３に接続される第１昇圧回路９０ａは、６Ｖ／２Ｖ＝３倍の昇圧を行う。同様に、受信回路２５に接続される第２昇圧回路９０ｂは、４Ｖ／２Ｖ＝２倍の昇圧を行い、表示部６０に接続される第３昇圧回路９０ｃは、３Ｖ／２Ｖ＝１．５倍の昇圧を行う。なお、電池７０が初期使用状態であって出力電圧が３Ｖと高いときは、第１昇圧回路９０ａ、第２昇圧回路９０ｂおよび第３昇圧回路９０ｃは、それぞれ９Ｖ、６Ｖ、４．５Ｖの電圧を出力する。
【００５６】
従来の超音波ガスメータでは、送信回路２３には９Ｖから６Ｖの電圧が供給されるので、９Ｖ−６Ｖ＝３Ｖの性能変化が現れる。同様に、受信回路２５では、６Ｖ−４Ｖ＝２Ｖの性能変化、表示部６０では、４．５Ｖ−３Ｖ＝１．５Ｖの性能変化がそれぞれ現れる。これに対し、本発明の実施例１に係る超音波ガスメータでは、電圧安定化回路１１０を備えることによって、送信回路２３、受信回路２５および表示部６０に供給される電圧は各々の最低動作電圧で一定となり、各回路の動作性能は安定となる。
【００５７】
以上説明したように、本発明の実施例１に係る超音波ガスメータによれば、送信回路２３、受信回路２５および表示部６０には、第１電圧安定化回路１１０ａ、第２電圧安定化回路１１０ｂおよび第３電圧安定化回路１１０ｃから最低動作電圧がそれぞれ供給されるので、電池７０の出力電圧が変動しても送信回路２３、受信回路２５および表示部６０の特性に変化はない。したがって、送信回路２３で送信される超音波の音響出力が一定となるので、電圧による変動を考慮しなくてもよくなる。また、受信回路２５では、内蔵される増幅回路や検出回路の性能が安定するので測定結果の変動が小さくなるとともに、消費電流も小さくなる。また、表示部６０では、表示の消灯点灯のコントラストが変化せず、見やすくなる。
【実施例２】
【００５８】
図９は、本発明の実施例２に係る超音波ガスメータの電源系統を示すブロック図である。超音波ガスメータの電源系統は、実施例１に係る超音波ガスメータの電源系統に、遅延回路１２０、第１スイッチＳ１、第２スイッチＳ２、第３スイッチＳ３および第４スイッチＳ４が追加されて構成されている。第１スイッチＳ１および第２スイッチＳ２を入力側スイッチと呼び、第３スイッチＳ３および第４スイッチＳ４を出力側スイッチと呼ぶ。また、制御回路１０には、送信回路２３と受信回路２５を間欠的に動作させるための動作開始信号を出力する機能が追加されている。
【００５９】
制御回路１０は、動作開始信号を、第１スイッチＳ１第２スイッチおよび遅延回路１２０に送る。遅延回路１２０は、制御回路１０から送られてくる動作開始信号を、設定された時間だけ遅延させ、第３スイッチＳ３および第４スイッチＳ４に送る。これにより、第１昇圧回路９０ａ、第２昇圧回路９０ｂ、第１電圧安定化回路１１０ａおよび第２電圧安定化回路１１０ｂの出力が安定化してから、送信回路２３および受信回路２５に電源が供給されるように制御される。遅延回路１２０の詳細は後述する。
【００６０】
第１スイッチＳ１は、制御回路１０からの動作開始信号に応じて開閉し、電池７０の出力を第１昇圧回路９０ａに送るかどうかを制御する。第２スイッチＳ２は、制御回路１０からの動作開始信号に応じて開閉し、電池７０の出力を第２昇圧回路９０ｂに送るかどうかを制御する。第３スイッチＳ３は、遅延回路１２０からの電源供給スイッチ制御信号に応じて、第１電圧安定化回路１１０ａの出力を送信回路２３に送るかどうかを制御する。第４スイッチＳ４は、遅延回路１２０からの電源供給スイッチ制御信号に応じて、第２電圧安定化回路１１０ｂの出力を受信回路２５に送るかどうかを制御する。
【００６１】
図１０は、図９に示す遅延回路１２０およびその周辺の詳細な構成を示す回路図である。この遅延回路１２０は、論理積回路１２１、論理積回路１２２、論理積回路１２３、抵抗１２４、抵抗１２５、抵抗１２６、コンデンサ１２７、基準電圧源１２８およびコンパレータ１２９から構成されている。
【００６２】
論理積回路１２１の一方の入力端子には、制御回路１０からの動作開始信号が入力され、他方の入力端子には制御回路１０からの設定信号が入力される。この設定信号は、論理積回路１２１をアクディブにするかどうかを設定するための信号である。論理積回路１２１の出力は、抵抗１２４を介してコンデンサ１２７の一方の端子およびコンパレータ１２９の非反転入力端子（＋）に接続される。
【００６３】
論理積回路１２２の一方の入力端子には、制御回路１０からの動作開始信号が入力され、他方の入力端子には制御回路１０からの設定信号が入力される。この設定信号は、論理積回路１２２をアクディブにするかどうかを設定するための信号である。論理積回路１２２の出力は、抵抗１２５を介してコンデンサ１２７の一方の端子およびコンパレータ１２９の非反転入力端子（＋）に接続される。
【００６４】
論理積回路１２３の一方の入力端子には、制御回路１０からの動作開始信号が入力され、他方の入力端子には制御回路１０からの設定信号が入力される。この設定信号は、論理積回路１２３をアクディブにするかどうかを設定するための信号である。論理積回路１２３の出力は、抵抗１２５を介してコンデンサ１２７の一方の端子およびコンパレータ１２９の非反転入力端子（＋）に接続される。
【００６５】
コンデンサ１２７の他方の端子は接地され、コンパレータ１２９の反転入力端子（−）には、基準電圧源１２８から基準電圧が印加される。コンパレータ１２９は、コンデンサ１２７の電圧と基準電圧源１２８からの基準電圧とを比較し、比較の結果、ＨレベルまたはＬレベル（以下、「Ｌレベル」という）の電源供給スイッチ制御信号を第３スイッチＳ３および第４スイッチＳ４に送る。電源供給スイッチ制御信号により、第３スイッチＳ３および第４スイッチＳ４の開閉が制御される。
【００６６】
次に、上記のように構成される遅延回路１２０の動作を説明する。制御回路１０から送られてくる動作開始信号がＨレベルになると、論理積回路１２１は、制御回路１０から他方の入力端子にＨレベルの設定信号が入力されることにより、その出力はＨレベルになり、抵抗１２４を介して電流が流れてコンデンサ１２７の充電を開始する。また、論理積回路１２２は、制御回路１０から他方の入力端子にＨレベルの設定信号が入力されることにより、その出力はＨレベルになり、抵抗１２５を介して電流が流れてコンデンサ１２７の充電を開始する。また、論理積回路１２３は、制御回路１０から他方の入力端子にＨレベルの設定信号が入力されることにより、その出力はＨレベルになり、抵抗１２６を介して電流が流れてコンデンサ１２７の充電を開始する。
【００６７】
コンデンサ１２７の電圧は、抵抗１２４、抵抗１２５および抵抗１２６の各抵抗値とコンデンサ１２７の容量値とにより決定される時定数にしたがって上昇する。コンパレータ１２９は、コンデンサ１２７の電圧が基準電圧源１２８から印加される基準電圧より大きくなると、Ｈレベルの電源供給スイッチ制御信号を出力し、第３スイッチＳ３および第４スイッチＳ４に送る。これにより、第３スイッチＳ３および第４スイッチＳ４がオンされ、第１電圧安定化回路１１０ａおよび第２電圧安定化回路１１０ｂから送信回路２３および受信回路２５に電源がそれぞれ供給される。
【００６８】
なお、コンパレータ１２９は、コンデンサ１２７の電圧が基準電圧より低くなると、Ｌレベルの電源供給スイッチ制御信号を第３スイッチＳ３および第４スイッチＳ４に送る。これにより、第３スイッチＳ３および第４スイッチＳ４がオフされ、送信回路２３および受信回路２５への電源の供給が遮断される。
【００６９】
以上の構成により、制御回路１０から動作開始信号が出力されることにより、第１スイッチＳ１および第２スイッチＳ２がオンして、第１昇圧回路９０ａ、第２昇圧回路９０ｂ、第１電圧安定化回路１１０ａおよび第２電圧安定化回路１１０ｂが動作を開始し、遅延回路１２０のコンデンサ１２７に電荷が十分に蓄積されてから、送信回路２３および受信回路２５に電源が供給される。
【００７０】
超音波測定の回数が多くなると送信回路２３および受信回路２５が必要とする電力は大きくなる。そのため、第１昇圧回路９０ａ、第２昇圧回路９０ｂ、第１電圧安定化回路１１０ａおよび第２電圧安定化回路１１０ｂの出力が充分安定化してから、送信回路２３および受信回路２５へ電源を供給する必要がある。
【００７１】
しかしながら、超音波測定の回数が少ないときは、送信回路２３および受信回路２５は大きな電力を必要とせず、送信回路２３および受信回路２５へ電源を供給する時間を短くすることができる。そこで、制御回路１０は、超音波測定の回数に応じた設定信号を遅延回路１２０に送ることにより、不要な電流の消費を抑止することができる。その結果、電池７０の消費が抑えられ、超音波ガスメータの寿命を延ばすことができる。
【００７２】
以上説明したように、本発明の実施例２に係る超音波ガスメータによれば、送信回路２３と受信回路２５は、超音波の測定回数により消費電力が変化するため、消費電力が多いときは、遅延時間を長く設定し、消費電力が少ないときは遅延時間を短く設定することで、より電池の消費を抑えることができる。
【００７３】
なお、遅延回路１２０を設ける代わりに、制御回路１０において第３スイッチＳ３および第４スイッチＳ４の開閉を制御する電源供給スイッチ制御信号を作成するように構成できる。
【００７４】
図１１は、制御回路１０で電源供給スイッチ制御信号を生成する場合に、該制御回路１０で行われる処理を示すフローチャートである。制御回路１０は、まず、次回の超音波測定回数時間を計算し、ループ回数ｎを設定する（ステップＳＴ１１）。次に、制御回路１０は、動作開始信号を第１スイッチＳ１および第２スイッチＳ２に送る（ステップＳＴ１２）。これにより、第１昇圧回路９０ａ、第２昇圧回路９０ｂ、第１電圧安定化回路１１０ａおよび第２電圧安定化回路１１０ｂが動作を開始する。
【００７５】
次に、制御回路１０は、ループ回数ｎがゼロであるかどうかを調べる（ステップＳＴ１３）。ここで、ゼロでないことを判断すると、ループ回数をデクリメント（−１）して（ステップＳＴ１４）ステップＳＴ１３に戻る。一方、ステップＳＴ１３において、制御回路１０は、ゼロであることを判断すると、電源供給スイッチ制御信号を第３スイッチＳ３および第４スイッチＳ４に送る（ステップＳＴ１５）。これにより、第３スイッチＳ３および第４スイッチＳ４がオンされ、送信回路２３および受信回路２５に電源が供給される。
【実施例３】
【００７６】
図１２は、本発明の実施例３に係る超音波ガスメータの電源系統を示すブロック図である。この超音波ガスメータの電源系統は、実施例１に係る超音波ガスメータの電源系統において、電池７０と制御回路１０との間に低電圧安定化回路１３０が追加されて構成されている。低電圧安定化回路１３０は、電池７０からの電圧を、制御回路１０の最低動作電圧となるように変換し、且つ安定化して制御回路１０に供給する。
【００７７】
図１３は、図１２に示す低電圧安定化回路１３０およびその周辺の詳細な構成を示す回路図である。この低電圧安定化回路１３０は、抵抗１１３と抵抗１１４とによる抵抗分割の分圧比が、コンデンサ１１６の電圧が制御回路１０の最低動作電圧となるように調整される点を除けば、実施例１で説明した図８に示す電圧安定化回路１１０の構成および動作と同じである。
【００７８】
今、制御回路１０の最低動作電圧を２Ｖとする。従来の超音波ガスメータでは、電池７０の電圧が初期動作電圧である３Ｖのときは、制御回路１０に３Ｖの電圧が印加されるので、そこで消費される電流は大きい。これに対し、実施例３に係る超音波ガスメータの場合は、電池７０の電圧が３Ｖとしても、制御回路１０に印加される電圧は、その最低動作電圧である２Ｖであるので、制御回路１０で消費される電流は小さい。その結果、電池７０の消費が抑えられ、超音波ガスメータの寿命を延ばすことができる。
【００７９】
なお、実施例３に係る超音波ガスメータは、実施例１に係る超音波ガスメータの電源系統において、電池７０と制御回路１０との間に低電圧安定化回路１３０を追加するように構成したが、実施例２に係る超音波ガスメータの電源系統において、電池７０と制御回路１０との間に低電圧安定化回路１３０を追加するように構成することもできる。
【実施例４】
【００８０】
図１４は、本発明の実施例４に係る超音波ガスメータの電源系統を示すブロック図である。この超音波ガスメータの電源系統は、実施例１に係る超音波ガスメータの電源系統から第１電圧安定化回路１１０ａ、第２電圧安定化回路１１０ｂおよび第３電圧安定化回路１１０ｃが除去されるとともに、電池７０と制御回路１０、第１昇圧回路９０ａ、第２昇圧回路９０ｂおよび第３昇圧回路９０ｃとの間に低電圧安定化回路１３０が追加されて構成されている。低電圧安定化回路１３０は、実施例３に係る超音波ガスメータで使用されるものと同じである。
【００８１】
電池７０からの出力電圧は、低電圧安定化回路１３０で安定化された後に、制御回路１０、第１昇圧回路９０ａ、第２昇圧回路９０ｂおよび第３昇圧回路９０ｃに供給される。第１昇圧回路９０ａ、第２昇圧回路９０ｂおよび第３昇圧回路９０ｃにおいて昇圧された電源は、送信回路２３、受信回路および表示部６０にそれぞれ供給される。
【００８２】
今、電池７０の電圧が変化３Ｖから２Ｖに変化するものとし、制御回路１０の最低動作電圧を２Ｖ、送信回路２３の最低動作電圧を６Ｖ、受信回路２５の最低動作電圧を４Ｖ、表示部６０の最低動作電圧を３Ｖとする。この場合、低電圧安定化回路１３０の出力は２Ｖとなり、送信回路２３に接続される第１昇圧回路９０ａは、６Ｖ／２Ｖ＝３倍の昇圧を行い、受信回路２５に接続される第２昇圧回路９０ｂは、４Ｖ／２Ｖ＝２倍の昇圧を行い、表示部６０に接続される第３昇圧回路９０ｃは、３Ｖ／２Ｖ＝１．５倍の昇圧を行う。
【００８３】
上述したように、低電圧安定化回路１３０を、電池７０と制御回路１０、第１昇圧回路９０ａ、第２昇圧回路９０ｂおよび第３昇圧回路９０ｃとの間に挿入することによって、送信回路２３、受信回路および表示部６０にそれぞれ供給される電圧が最低動作電圧で一定となり、動作性能は安定となる。
【００８４】
以上説明したように、本発明の実施例４に係る超音波ガスメータによれば、実施例１に係る超音波ガスメータにおける第１電圧安定化回路１１０ａ、第２電圧安定化回路１１０ｂおよび第３電圧安定化回路１１０ｃは不要になるので、少ない回路構成で、送信回路２３、受信回路２５および表示部６０の性能を安定化するとともに、消費電流を抑えることができる。これにより、電池７０の消費が抑えられ、超音波ガスメータの寿命を延ばすことができる。
【００８５】
なお、実施例４に係る超音波ガスメータの電源系統は、実施例１に係る超音波ガスメータの電源系統から第１電圧安定化回路１１０ａ、第２電圧安定化回路１１０ｂおよび第３電圧安定化回路１１０ｃを除去するとともに、電池７０と制御回路１０、第１昇圧回路９０ａ、第２昇圧回路９０ｂおよび第３昇圧回路９０ｃとの間に低電圧安定化回路１３０を追加して構成されているが、実施例２に係る超音波ガスメータの電源系統から第１電圧安定化回路１１０ａ、第２電圧安定化回路１１０ｂおよび第３電圧安定化回路１１０ｃを除去するとともに、電池７０と制御回路１０、第１昇圧回路９０ａ、第２昇圧回路９０ｂおよび第３昇圧回路９０ｃとの間に低電圧安定化回路１３０を追加して構成することもできる。
【実施例５】
【００８６】
図１５は、本発明の実施例５に係る超音波ガスメータの電源系統を示すブロック図である。この超音波ガスメータの電源系統は、実施例１に係る超音波ガスメータの電源系統から第１電圧安定化回路１１０ａ、第２電圧安定化回路１１０ｂおよび第３電圧安定化回路１１０ｃが除去されるとともに、電池７０と制御回路１０、第１昇圧回路９０ａおよび第２昇圧回路９０ｂとの間に低電圧安定化回路１３０が追加され、且つ電池７０と第３昇圧回路９０ｃとの間に低電流低電圧化回路１４０およびクロック回路１５０が追加されて構成されている。クロック回路１５０は、低電流低電圧化回路１４０の出力に接続されている。低電流低電圧化回路１４０は、電池７０の出力電圧を降圧して第３昇圧回路９０ｃおよびクロック回路１５０に供給する。
【００８７】
図１６は、図１５に示す低電流低電圧化回路１４０およびその周辺の詳細な構成を示す回路図である。低電流低電圧化回路１４０は、抵抗１４１とコンデンサ１４２とから構成されている。クロック回路１５０は、図示しない発振回路とタイマ回路とから構成されており、時計機能とタイマ機能を有する。
【００８８】
制御回路１０、送信回路２３および受信回路２５の動作電流は比較的大きいが、表示部６０とクロック回路１５０は常に動作する必要があることから、極小電流で動作するように構成されている。したがって、この実施例５に係る超音波ガスメータでは、低電圧安定化回路１３０からは、出力電流を多く取り出し、低電流低電圧化回路１４０からは、出力電流を少なく取り出すように構成されている。
【００８９】
低電流低電圧化回路１４０は、電池７０からの電流をコンデンサ１４２で平滑化し、ほぼ直流電流として取り出す。このとき、抵抗１４１が挿入されていることにより、電圧降下が発生し、第３昇圧回路９０ｃおよびクロック回路１５０へ印加される電圧が小さくなる。
【００９０】
電池７０の電圧降下は、主に、その内部抵抗の増大に起因するため、回路側の消費電流が大きい場合は電圧の降下が大きいが、回路側の消費電流が極小である場合は降下する電圧は小さい。このため、第３昇圧回路９０ｃおよびクロック回路１５０における電圧降下は小さい。また、コンデンサ１４２の容量により、制御回路１０、送信回路２３および受信回路２５が動作することにより電池７０の電圧降下が発生しても、超音波測定に要する時間は短時間であるので、第３昇圧回路９０ｃおよびクロック回路１５０における電圧降下は小さい。このため、常時動作で低電圧安定化回路１３０を動作させることがないので、全体の消費電流を下げることができる。その結果、電池７０の消費が抑えられ、メータの寿命を延ばすことができる。
【００９１】
なお、実施例５に係る超音波ガスメータの電源系統は、実施例１に係る超音波ガスメータの電源系統から第１電圧安定化回路１１０ａ、第２電圧安定化回路１１０ｂおよび第３電圧安定化回路１１０ｃを除去するとともに、電池７０と制御回路１０、第１昇圧回路９０ａおよび第２昇圧回路９０ｂとの間に低電圧安定化回路１３０を追加し、さらに、電池７０と第３昇圧回路９０ｃとの間に低電流低電圧化回路１４０およびクロック回路１５０を追加して構成されているが、実施例２に係る超音波ガスメータの電源系統から第１電圧安定化回路１１０ａ、第２電圧安定化回路１１０ｂおよび第３電圧安定化回路１１０ｃを除去するとともに、電池７０と制御回路１０、第１昇圧回路９０ａおよび第２昇圧回路９０ｂとの間に低電圧安定化回路１３０を追加し、さらに、電池７０と第３昇圧回路９０ｃとの間に低電流低電圧化回路１４０およびクロック回路１５０を追加して構成することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明に係る超音波ガスメータは、ガスメータの他に、例えば水道メータなどのような流体の流量を測定する流量計に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の実施例１に係る超音波ガスメータの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例１に係るガスメータの電気的な構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施例１に係る超音波ガスメータの電源系統を示すブロック図である。
【図４】図３に示した第１昇圧回路の詳細な構成を示す回路図である。
【図５】図３に示した第１昇圧回路の動作を説明するための図である。
【図６】図３に示した第２昇圧回路の詳細な構成を示す回路図である。
【図７】図３に示した第３昇圧回路の詳細な構成を示す回路図である。
【図８】図３に示した第１電圧安定化回路、第２電圧安定化回路および第３電圧安定化回路の詳細な構成を示す回路図である。
【図９】本発明の実施例２に係る超音波ガスメータの電源系統を示すブロック図である。
【図１０】図９に示す遅延回路およびその周辺の詳細な構成を示す回路図である。
【図１１】図９に示す遅延回路の代わりに制御回路で電源供給スイッチ制御信号を生成する場合の処理を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の実施例３に係る超音波ガスメータの電源系統を示すブロック図である。
【図１３】図１２に示す低電圧安定化回路およびその周辺の詳細な構成を示す回路図である。
【図１４】本発明の実施例４に係る超音波ガスメータの電源系統を示すブロック図である。
【図１５】本発明の実施例５に係る超音波ガスメータの電源系統を示すブロック図である。
【図１６】図１５に示す低電流低電圧化回路およびその周辺の詳細な構成を示す回路図である。
【図１７】従来の超音波ガスメータの電源系統の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００９４】
１０  制御回路
２３  送信回路
２５  受信回路
５０  遮断弁
６０  表示部
７０  電池
９０ａ  第１昇圧回路
９０ｂ  第２昇圧回路
９０ｃ  第３昇圧回路
１１０ａ  第１電圧安定化回路
１１０ｂ  第２電圧安定化回路
１１０ａ  第３電圧安定化回路
１２０  遅延回路
１３０  低電圧安定化回路
１４０  低電流低電圧化回路
１５０  クロック回路
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４  スイッチ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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