(57)【要約】      （修正有）【課題】受信波の第１波検知の際にチャタリング等による計測異常を回避してレベルコンパレータ動作の安定を図る機能を設け、流量の誤計量を防止する超音波流量計を提供する。【解決手段】超音波振動子２２及び２４と、受信波信号のゼロクロス点を検出し、受信波検知ポイント信号を出力するゼロクロス検出部４０と、受信波信号を所定の基準電圧値と比較して、比較結果出力信号を出力するコンパレータ部３４と、受信波検知ポイント信号と比較結果出力信号とに基づき超音波の受信のタイミングを検知して、超音波信号の伝搬時間を計測し、伝搬時間に基づいて被計測流体の流量を計測して積算する制御部２８ａとを有する超音波流量計であって、チャタリング検出信号を出力するチャタリング検出手段を制御部２８ａに備え、チャタリングが検出された際に計測された被計測流体の流量を積算せずに直前に計測された流量を積算する。【選択図】図１
2008232750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被計測流体が流れる流路の上流側と下流側に一定の距離を離して設置された送信側及び受信側の超音波振動子と、
前記送信側の超音波振動子から送信された超音波を前記受信側の超音波振動子で受信して得られた受信波信号のゼロクロス点を検出し、受信波検知ポイント信号を出力するゼロクロス検出手段と、
前記受信波信号を所定の基準電圧値と比較して、比較結果出力信号を出力する比較手段と、
前記ゼロクロス検出手段により出力された受信波検知ポイント信号と前記比較手段により出力された比較結果出力信号とに基づき超音波の受信のタイミングを検知して、前記送信側及び受信側の超音波振動子の間で送受される超音波信号の伝搬時間を計測する時間計測手段と、
前記時間計測手段により計測された前記伝搬時間に基づいて前記被計測流体の流量を計測して積算する流量計測手段とを有する超音波流量計であって、
前記比較手段により出力された比較結果出力信号に基づき、前記受信波信号が所定の基準電圧値を超えている時間が所定時間以下である場合にチャタリングを検出したと判断してチャタリング検出信号を出力するチャタリング検出手段を備え、
前記流量計測手段は、前記チャタリング検出手段からチャタリング検出信号が入力された時に計測された前記被計測流体の流量を積算せずに直前に計測された流量を積算することを特徴とする超音波流量計。
【請求項２】
被計測流体が流れる流路の上流側と下流側に一定の距離を離して設置された送信側及び受信側の超音波振動子と、
前記送信側の超音波振動子から送信された超音波を前記受信側の超音波振動子で受信して得られた受信波信号のゼロクロス点を検出し、受信波検知ポイント信号を出力するゼロクロス検出手段と、
前記受信波信号を所定の基準電圧値と比較して、比較結果出力信号を出力する比較手段と、
前記ゼロクロス検出手段により出力された受信波検知ポイント信号と前記比較手段により出力された比較結果出力信号とに基づき超音波の受信のタイミングを検知して、前記送信側及び受信側の超音波振動子の間で送受される超音波信号の伝搬時間を計測する時間計測手段と、
前記時間計測手段により計測された前記伝搬時間に基づいて前記被計測流体の流量を計測して積算する流量計測手段とを有する超音波流量計であって、
前記比較手段により出力された比較結果出力信号に基づき、前記受信波信号が所定の基準電圧値を超えている時間が所定時間以下である場合にチャタリングを検出したと判断してチャタリング検出信号を出力するチャタリング検出手段を備え、
前記流量計測手段は、前記チャタリング検出手段からチャタリング検出信号が入力された場合に前記被計測流体の流量を積算せず、チャタリングが検出されない場合にのみ前記被計測流体の流量を計測して積算することを特徴とする超音波流量計。
【請求項３】
被計測流体が流れる流路の上流側と下流側に一定の距離を離して設置された送信側及び受信側の超音波振動子と、
前記送信側の超音波振動子から送信された超音波を前記受信側の超音波振動子で受信して得られた受信波信号のゼロクロス点を検出し、受信波検知ポイント信号を出力するゼロクロス検出手段と、
前記受信波信号を所定の基準電圧値と比較して、比較結果出力信号を出力する比較手段と、
前記ゼロクロス検出手段により出力された受信波検知ポイント信号と前記比較手段により出力された比較結果出力信号とに基づき超音波の受信のタイミングを検知して、前記送信側及び受信側の超音波振動子の間で送受される超音波信号の伝搬時間を計測する時間計測手段と、
前記時間計測手段により計測された前記伝搬時間に基づいて前記被計測流体の流量を計測して積算する流量計測手段とを有する超音波流量計であって、
前記比較手段により出力された比較結果出力信号に基づき、前記受信波信号が所定の基準電圧値を超えている時間が所定時間以下である場合にチャタリングを検出したと判断してチャタリング検出信号を出力するチャタリング検出手段と、
前記チャタリング検出手段からチャタリング検出信号が入力された場合に、前記比較手段の基準電圧値を低く制御する第１制御手段と、
を備えることを特徴とする超音波流量計。
【請求項４】
被計測流体が流れる流路の上流側と下流側に一定の距離を離して設置された送信側及び受信側の超音波振動子と、
前記送信側の超音波振動子から送信された超音波を前記受信側の超音波振動子で受信して得られた受信波信号のゼロクロス点を検出し、受信波検知ポイント信号を出力するゼロクロス検出手段と、
前記受信波信号を所定の基準電圧値と比較して、比較結果出力信号を出力する比較手段と、
前記ゼロクロス検出手段により出力された受信波検知ポイント信号と前記比較手段により出力された比較結果出力信号とに基づき超音波の受信のタイミングを検知して、前記送信側及び受信側の超音波振動子の間で送受される超音波信号の伝搬時間を計測する時間計測手段と、
前記時間計測手段により計測された前記伝搬時間に基づいて前記被計測流体の流量を計測して積算する流量計測手段とを有する超音波流量計であって、
前記受信波信号を増幅する増幅手段と、
前記比較手段により出力された比較結果出力信号に基づき、前記受信波信号が所定の基準電圧値を超えている時間が所定時間以下である場合にチャタリングを検出したと判断してチャタリング検出信号を出力するチャタリング検出手段と、
前記チャタリング検出手段からチャタリング検出信号が入力された場合に、前記増幅手段を制御して前記受信波信号を増幅させる第２制御手段と、
を備えることを特徴とする超音波流量計。
【請求項５】
被計測流体が流れる流路の上流側と下流側に一定の距離を離して設置された送信側及び受信側の超音波振動子と、
前記送信側の超音波振動子から送信された超音波を前記受信側の超音波振動子で受信して得られた受信波信号のゼロクロス点を検出し、受信波検知ポイント信号を出力するゼロクロス検出手段と、
前記受信波信号を所定の基準電圧値と比較して、比較結果出力信号を出力する比較手段と、
前記ゼロクロス検出手段により出力された受信波検知ポイント信号と前記比較手段により出力された比較結果出力信号とに基づき超音波の受信のタイミングを検知して、前記送信側及び受信側の超音波振動子の間で送受される超音波信号の伝搬時間を計測する時間計測手段と、
前記時間計測手段により計測された前記伝搬時間に基づいて前記被計測流体の流量を計測して積算する流量計測手段とを有する超音波流量計であって、
前記比較手段により出力された比較結果出力信号をフィルタリングするフィルタ手段と、
前記比較手段により出力された比較結果出力信号に基づき、前記受信波信号が所定の基準電圧値を超えている時間が所定時間以下である場合にチャタリングを検出したと判断してチャタリング検出信号を出力するチャタリング検出手段と、
前記チャタリング検出手段からチャタリング検出信号が入力された場合に、前記フィルタ手段を制御して前記比較結果出力信号をフィルタリングさせる第３制御手段と、
を備えることを特徴とする超音波流量計。
【請求項６】
前記流量計測手段は、さらに前記時間計測手段により計測された前記伝搬時間に基づいて前記被計測流体の流速を計測し、
前記チャタリング検出手段は、前記流量計測手段により計測された流速の単位時間当たりの上昇量が一定量以上である場合に、チャタリングが発生したと擬制してチャタリング検出信号を出力することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の超音波流量計。
【請求項７】
前記流路内の温度を計測する温度計測手段を備え、
前記チャタリング検出手段は、前記温度計測手段により計測された温度の単位時間当たりの下降量が一定量以上である場合に、チャタリングが発生したと擬制してチャタリング検出信号を出力することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか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、超音波を利用して流体の流量を計測する超音波流量計に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、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の送信および受信を繰り返して行い、上流側から下流側への超音波信号の伝搬積算時間と、下流側から上流側への伝搬積算時間と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】
さらに、計測精度を上げるために基準クロックを高速にするか、計測の繰り返し回数を増やして消費電力が大きくなるという問題を解決し、低消費電力で高精度な計測値を得ることができる超音波流量計もある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図１０は、特許文献１に公開されている超音波流量計を示す。この超音波流量計は、流量計管路１の内部に配置された第１超音波振動子２及び第２超音波振動子３、切替部４、駆動部５、増幅部６、ゼロクロス検出部７、計時部８、演算部９、制御部１０並びに基準クロック発振回路１１から構成されている。
【０００５】
第１超音波振動子２は、駆動部５から切替部４を介して送られてくる駆動信号により振動して超音波を発生する。第１超音波振動子２で発生された超音波は、第２超音波振動子３で受信され、受信信号は、切替部４を介して増幅部６に送られる。
【０００６】
同様に、第２超音波振動子３は、駆動部５から切替部４を介して送られてくる駆動信号により振動して超音波を発生する。第２超音波振動子３で発生された超音波は、第１超音波振動子２で受信され、受信信号は、切替部４を介して増幅部６に送られる。
【０００７】
切替部４は、第１超音波振動子２及び第２超音波振動子３の何れを送信側の超音波振動子又は受信側の超音波振動子として使用するかを切り替える。具体的には、切替部４は、制御部１０からの指示に応答して、駆動部５からの駆動信号を第１超音波振動子２に送るか第２超音波振動子３に送るかを切り替えると共に、前者の場合は、第２超音波振動子３からの受信信号を増幅部６に送り、後者の場合は、第１超音波振動子２からの受信信号を増幅部６に送るように切り替える。
【０００８】
駆動部５は、制御部１０からの指示に応答して駆動信号を生成し、切替部４を介して、送信側の超音波振動子となる第１超音波振動子２又は第２超音波振動子３に送る。駆動信号は、基準クロック発振回路１１で発生される基準クロックに同期して生成される。従って、第１超音波振動子２及び第２超音波振動子３は、基準クロックに同期して駆動されることになる。
【０００９】
増幅部６は、受信側の超音波振動子となる第１超音波振動子２又は第２超音波振動子３から切替部４を経由して送られてくる受信信号を増幅する。この増幅部６で増幅された受信信号は、ゼロクロス検出部７に送られる。
【００１０】
ゼロクロス検出部７は、増幅部６から送られてくる受信信号の特定番目のゼロクロス点を検出する。このゼロクロス検出部７で検出された特定番目のゼロクロス点を表す受信ポイント信号は、計時部８及び制御部１０に送られる。
【００１１】
計時部８は、送信側の超音波振動子から発生された超音波が受信側の超音波振動子に到達するまでの伝搬時間を計測する。この計時部８の詳細は後述する。この計時部８で計測された伝搬時間は、演算部９に送られる。
【００１２】
演算部９は、制御部１０からの指示に応答して、計時部８から超音波の伝搬時間を読み出し、この読み出した伝搬時間に基づいて流量及び流速を計算する。
【００１３】
制御部１０は、超音波流量計の全体を制御する。例えば、上述したように、切替部４に対する切替の指示、駆動部５に対する駆動信号生成の指示、計時部８の動作の開始及び停止許可の指示、演算部９に対する演算開始の指示等を行う。
【００１４】
基準クロック発生回路１１は、この超音波流量計で使用される基準クロックを生成する。この基準クロック発生回路１１で発生された基準クロックは、図示は省略するが、駆動部５、計時部８及び制御部１０に送られる。
【００１５】
次に、計時部８の詳細を説明する。計時部８は、遅延部、データレジスタ、カウンタ及びエンコーダから構成されている。
【００１６】
遅延部は、ｎ−１個（ｎは２以上の正の整数）の遅延素子が直列に接続されて構成されている。遅延素子の各々は、基準クロックの周期の１／ｎの遅延時間を有する。従って、全遅延素子による総遅延時間が基準クロックに等しくなっている。また、初段の遅延素子には、ゼロクロス検出部７からの受信ポイント信号が入力される。
【００１７】
初段の遅延素子の入力信号（受信ポイント信号に等しい）及び各遅延素子の出力信号は、データとしてデータレジスタに送られる。
【００１８】
データレジスタは、ｎ個のＤタイプのフリップフロップから成り、基準クロックに同期してデータを記憶する。このデータレジスタの初段のフリップフロップの出力は、ストップ信号（ 以下、「ＳＴＯＰ信号」という）としてカウンタに送られる。また、２段目以降のフリップフロップの出力はエンコーダに送られる。
【００１９】
カウンタは、制御部１０からのスタート信号（ 以下、「ＳＴＡＲＴ信号」という）により基準クロックに同期してカウントアップ動作を開始し、制御部１０からストップ許可信号（ 以下、「ＳＴＯＰ許可信号」という）が供給されており且つデータレジスタからＳＴＯＰ信号が出力された場合にカウントアップ動作を停止する。このカウンタの内容は、上位データとして演算部９に送られる。
【００２０】
エンコーダは、データレジスタの出力をエンコードし、受信ポイント信号が通過した遅延素子の段数を示す値を出力する。即ち、エンコーダは、各遅延素子から出力される信号を基準クロックに同期して記録し、受信ポイント信号が変化した付近の時系列データを保持する。このエンコーダの出力は、下位データとして演算部９に送られる。
【００２１】
演算部９は、カウンタの内容をエンコーダに記録された時系列データで補正して伝搬時間を算出し、これに基づいて流路における流量を計測する。
【００２２】
上述した超音波流量計によれば、送信側の超音波振動子から発生された超音波が受信側の超音波振動子で受信されて受信ポイント信号が発生されるまでの間の基準クロックをカウンタで計数し、受信ポイント信号が発生された後は、該受信ポイント信号が基準クロックより小さい遅延時間を有する遅延素子を複数直列に並べた遅延部により受信ポイント信号が変化した付近の時系列データを取得し、このデータを元に受信ポイント信号が変化した時刻を求め、カウンタの内容をエンコーダの出力で補正することにより、送信側の超音波振動子と受信側の超音波振動子との間の超音波の伝搬時間を計測するように構成したので、基準クロックより細かい時間分解能で伝搬時間を測定することができる。従って、基準クロックの周波数を上げることなく、伝搬時間の時間分解能を向上させることができる。また、基準クロックの周波数を上げる必要がないので、消費電力を低く抑えることができる。
【特許文献１】特開２００６−３３１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
しかしながら、上述したような超音波流量計において、受信信号の特定番目のゼロクロス点を検出する方法が問題となる。通常、特定番目のゼロクロス点を検出するために、受信波第１波の検知を行うが、計測時の超音波受信レベルが使用環境によって変化する場合、例えば、計測する流体の流速の急激な変化や、計測対象以外の流体が混合した時に、受信波レベルは、流体の混合比率・分布によって小さくなる場合がある。この時、受信波第1波の基準電圧レベルの閾値と受信波の波高値が近似しかつその閾値境界を往来した際に、レベルコンパレータ出力信号にチャタリングが生じ受信波の第１波検知に失敗して計測異常と判定してしまう。
【００２４】
本発明は上述した従来技術の問題点を解決するもので、受信波の第１波検知の際にチャタリング等による計測異常を回避してレベルコンパレータ動作の安定を図る機能を設け、流量の誤計量を防止する超音波流量計を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明に係る超音波流量計は、上記課題を解決するために、第１の発明は、被計測流体が流れる流路の上流側と下流側に一定の距離を離して設置された送信側及び受信側の超音波振動子と、前記送信側の超音波振動子から送信された超音波を前記受信側の超音波振動子で受信して得られた受信波信号のゼロクロス点を検出し、受信波検知ポイント信号を出力するゼロクロス検出手段と、前記受信波信号を所定の基準電圧値と比較して、比較結果出力信号を出力する比較手段と、前記ゼロクロス検出手段により出力された受信波検知ポイント信号と前記比較手段により出力された比較結果出力信号とに基づき超音波の受信のタイミングを検知して、前記送信側及び受信側の超音波振動子の間で送受される超音波信号の伝搬時間を計測する時間計測手段と、前記時間計測手段により計測された前記伝搬時間に基づいて前記被計測流体の流量を計測して積算する流量計測手段とを有する超音波流量計であって、前記比較手段により出力された比較結果出力信号に基づき、前記受信波信号が所定の基準電圧値を超えている時間が所定時間以下である場合にチャタリングを検出したと判断してチャタリング検出信号を出力するチャタリング検出手段を備え、前記流量計測手段は、前記チャタリング検出手段からチャタリング検出信号が入力された時に計測された前記被計測流体の流量を積算せずに直前に計測された流量を積算することを特徴とする。
【００２６】
第２の発明は、被計測流体が流れる流路の上流側と下流側に一定の距離を離して設置された送信側及び受信側の超音波振動子と、前記送信側の超音波振動子から送信された超音波を前記受信側の超音波振動子で受信して得られた受信波信号のゼロクロス点を検出し、受信波検知ポイント信号を出力するゼロクロス検出手段と、前記受信波信号を所定の基準電圧値と比較して、比較結果出力信号を出力する比較手段と、前記ゼロクロス検出手段により出力された受信波検知ポイント信号と前記比較手段により出力された比較結果出力信号とに基づき超音波の受信のタイミングを検知して、前記送信側及び受信側の超音波振動子の間で送受される超音波信号の伝搬時間を計測する時間計測手段と、前記時間計測手段により計測された前記伝搬時間に基づいて前記被計測流体の流量を計測して積算する流量計測手段とを有する超音波流量計であって、前記比較手段により出力された比較結果出力信号に基づき、前記受信波信号が所定の基準電圧値を超えている時間が所定時間以下である場合にチャタリングを検出したと判断してチャタリング検出信号を出力するチャタリング検出手段を備え、前記流量計測手段は、前記チャタリング検出手段からチャタリング検出信号が入力された場合に、前記被計測流体の流量を積算せず、チャタリングが検出されない場合にのみ前記被計測流体の流量を計測して積算することを特徴とする。
【００２７】
第３の発明は、被計測流体が流れる流路の上流側と下流側に一定の距離を離して設置された送信側及び受信側の超音波振動子と、前記送信側の超音波振動子から送信された超音波を前記受信側の超音波振動子で受信して得られた受信波信号のゼロクロス点を検出し、受信波検知ポイント信号を出力するゼロクロス検出手段と、前記受信波信号を所定の基準電圧値と比較して、比較結果出力信号を出力する比較手段と、前記ゼロクロス検出手段により出力された受信波検知ポイント信号と前記比較手段により出力された比較結果出力信号とに基づき超音波の受信のタイミングを検知して、前記送信側及び受信側の超音波振動子の間で送受される超音波信号の伝搬時間を計測する時間計測手段と、前記時間計測手段により計測された前記伝搬時間に基づいて前記被計測流体の流量を計測して積算する流量計測手段とを有する超音波流量計であって、前記比較手段により出力された比較結果出力信号に基づき、前記受信波信号が所定の基準電圧値を超えている時間が所定時間以下である場合にチャタリングを検出したと判断してチャタリング検出信号を出力するチャタリング検出手段と、前記チャタリング検出手段からチャタリング検出信号が入力された場合に、前記比較手段の基準電圧値を低く制御する第１制御手段とを備えることを特徴とする。
【００２８】
第４の発明は、被計測流体が流れる流路の上流側と下流側に一定の距離を離して設置された送信側及び受信側の超音波振動子と、前記送信側の超音波振動子から送信された超音波を前記受信側の超音波振動子で受信して得られた受信波信号のゼロクロス点を検出し、受信波検知ポイント信号を出力するゼロクロス検出手段と、前記受信波信号を所定の基準電圧値と比較して、比較結果出力信号を出力する比較手段と、前記ゼロクロス検出手段により出力された受信波検知ポイント信号と前記比較手段により出力された比較結果出力信号とに基づき超音波の受信のタイミングを検知して、前記送信側及び受信側の超音波振動子の間で送受される超音波信号の伝搬時間を計測する時間計測手段と、前記時間計測手段により計測された前記伝搬時間に基づいて前記被計測流体の流量を計測して積算する流量計測手段とを有する超音波流量計であって、前記受信波信号を増幅する増幅手段と、前記比較手段により出力された比較結果出力信号に基づき、前記受信波信号が所定の基準電圧値を超えている時間が所定時間以下である場合にチャタリングを検出したと判断してチャタリング検出信号を出力するチャタリング検出手段と、前記チャタリング検出手段からチャタリング検出信号が入力された場合に、前記増幅手段を制御して前記受信波信号を増幅させる第２制御手段とを備えることを特徴とする。
【００２９】
第５の発明は、被計測流体が流れる流路の上流側と下流側に一定の距離を離して設置された送信側及び受信側の超音波振動子と、前記送信側の超音波振動子から送信された超音波を前記受信側の超音波振動子で受信して得られた受信波信号のゼロクロス点を検出し、受信波検知ポイント信号を出力するゼロクロス検出手段と、前記受信波信号を所定の基準電圧値と比較して、比較結果出力信号を出力する比較手段と、前記ゼロクロス検出手段により出力された受信波検知ポイント信号と前記比較手段により出力された比較結果出力信号とに基づき超音波の受信のタイミングを検知して、前記送信側及び受信側の超音波振動子の間で送受される超音波信号の伝搬時間を計測する時間計測手段と、前記時間計測手段により計測された前記伝搬時間に基づいて前記被計測流体の流量を計測して積算する流量計測手段とを有する超音波流量計であって、前記比較手段により出力された比較結果出力信号をフィルタリングするフィルタ手段と、前記比較手段により出力された比較結果出力信号に基づき、前記受信波信号が所定の基準電圧値を超えている時間が所定時間以下である場合にチャタリングを検出したと判断してチャタリング検出信号を出力するチャタリング検出手段と、前記チャタリング検出手段からチャタリング検出信号が入力された場合に、前記フィルタ手段を制御して前記比較結果出力信号をフィルタリングする第３制御手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の第１の発明によれば、流量計測手段は、受信波信号のチャタリングが検出された場合に、計測された被計測流体の流量を積算せずに直前に計測された流量を積算するので、チャタリング等による計測異常を回避して、流量の誤計量を防止することができる。
【００３１】
本発明の第２の発明によれば、流量計測手段は、受信波信号のチャタリングが検出された場合に、計測された被計測流体の流量を積算せず、チャタリングが検出されない場合にのみ被計測流体の流量を計測して積算するので、チャタリング等による計測異常を回避して、流量の誤計量を防止することができる。
【００３２】
本発明の第３の発明によれば、第１制御手段は、受信波信号のチャタリングが検出された場合に、比較手段の基準電圧値を低く制御するので、チャタリング等による計測異常を回避して、比較手段の動作の安定化を図るとともに、流量の誤計量を防止することができる。
【００３３】
本発明の第４の発明によれば、第２制御手段は、受信波信号のチャタリングが検出された場合に、増幅手段を制御して受信波信号を増幅させるので、チャタリング等による計測異常を回避して、比較手段の動作の安定化を図るとともに、流量の誤計量を防止することができる。
【００３４】
本発明の第５の発明によれば、第３制御手段は、受信波信号のチャタリングが検出された場合に、フィルタ手段を制御して比較結果出力信号をフィルタリングさせるので、チャタリング等による計測異常を回避して、比較手段の動作の安定化を図るとともに、流量の誤計量を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の超音波流量計の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００３６】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。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り、図２は図１の制御部２８ａの詳細を示す図である。
【００３７】
まず、本実施の形態の構成を説明すると、本実施の形態に係る超音波流量計は、図１に示すように、流体流路２０、超音波振動子２２、超音波振動子２４、発信パルス生成部２６、制御部２８ａ、順逆切替部３０、アンプ部３２、コンパレータ部３４、ゼロクロス検出部４０、及び表示部５４で構成されている。
【００３８】
超音波振動子２２と超音波振動子２４は、被計測流体が流れる流体流路２０の上流側と下流側に一定の距離を離して設置され、送信側の超音波振動子及び受信側の超音波振動子として使用される。超音波振動子２２と超音波振動子２４との間で、流体の流れの順方向および逆方向に相互に超音波を送受信する動作が繰り返し行なわれ、各方向における超音波の伝搬積算時間の差に基づき流量が算出される。
【００３９】
発信パルス生成部２６は、順逆切替部３０を介して送信側の超音波振動子に駆動電圧を印加して超音波を送信させる。
【００４０】
順逆切替部３０は、スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２を切り替えることにより、超音波振動子２２と超音波振動子２４との間における超音波の送信方向を決定する。なお、上流側から下流側（超音波振動子２２から超音波振動子２４）への超音波送信を順方向送信と呼び、下流側から上流側（超音波振動子２４から超音波振動子２２）への超音波送信を逆方向送信と呼ぶ。スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２は、連動して送信方向を順方向送信か逆方向送信のいずれかに切り替える。
【００４１】
制御部２８ａは、超音波振動子２２、２４から送受される超音波信号に基づいて得られる伝搬時間に基づき流量を計測し、計測結果を表示部５４に出力する。制御部２８ａの内部構成やさらに詳しい動作説明については後述する。
【００４２】
表示部５４は、ＬＥＤ，ＬＣＤ等であり、制御部２８ａにより入力された計測結果に応じて、ガス等の使用積算値を表示する。
【００４３】
アンプ部３２は、発信パルス生成部２６により送信側の超音波振動子から送信された超音波を受信側の超音波振動子で受信して得られた受信波信号を増幅して、ゼロクロス検出部４０及びコンパレータ部３４に出力する。
【００４４】
ゼロクロス検出部４０は、本発明のゼロクロス検出手段に対応し、アンプ部３２により入力された受信波信号のゼロクロス点を検出し、受信波検知ポイント信号を出力する。
【００４５】
コンパレータ部３４は、本発明の比較手段に対応し、アンプ部３２により入力された受信波信号を所定の基準電圧値と比較して、比較結果出力信号を出力する。ここで、コンパレータ部３４は、比較器３６と基準電圧源３８とにより構成される。比較器３６は、受信波信号と基準電圧源３８により出力された基準電圧値とを比較して、比較結果出力信号を制御部２８ａに出力する。
【００４６】
なお、本実施例においては、コンパレータ部３４は、比較器３６を１つのみ有しているが、複数の比較器及び基準電圧源を有してもよい。図３に、コンパレータ部３４が３つの比較器及び基準電圧源を有する場合の受信波信号検知方法の１例を示す。ここで簡単に検知方法を説明すると、コンパレータ部３４は、３つの比較器及び基準電圧源を有しているため、３つの基準電圧（ＶｔｈＡ，ＶｔｈＢ，ＶｔｈＣ）と受信波信号とを比較することができる。制御部２８ａは、コンパレータ部３４から入力された比較結果出力信号に基づき、受信波信号の第１波が３つの基準電圧のいずれを超えたかを検知し、第３波検知を行うために基準電圧源の基準電圧値を制御する。図３においては、基準電圧値ＶｔｈＣをさらに大きな基準電圧値ＶｔｈＣ´に変えている。ここで、制御部２８ａがコンパレータ部３４内の基準電圧源の基準電圧値を変えるのは、超音波信号の第３波を正しく検知するためである。正常な超音波信号であれば、第１波と第３波の波高値の比は、１：５であり、周波数は２２０ｋＨｚとなるように設計してあるため、制御部２８ａは、第１波が超えた基準電圧値、第３波が超えた基準電圧値、及び第３波が基準電圧値を超えたタイミングを確認することにより、正しい超音波信号を受信したか否かを判断することができる。
【００４７】
本実施例においては、コンパレータ部３４は、比較器及び基準電圧源をそれぞれ１つ有するとして説明を行うが、複数ある場合も同様の動作を行うものとする。
【００４８】
次に制御部２８ａの内部構成を説明する。図２に示すように、制御部２８ａは、伝搬時間計測部４６、流量計測部４８、チャタリング検出部５０で構成されている。
【００４９】
伝搬時間計測部４６は、本発明の時間計測手段に対応し、発信パルス生成部２６が超音波を送信させるタイミングを制御するとともに、ゼロクロス検出部４０により出力された受信波検知ポイント信号とコンパレータ部３４により出力された比較結果出力信号とに基づき超音波の受信のタイミングを検知して、超音波振動子２２，２４の間で送受される超音波信号の伝搬時間を計測する。
【００５０】
流量計測部４８は、本発明の流量計測手段に対応し、伝搬時間計測部４６、チャタリング検出部５０、表示部５４に接続されている。また流量計測部４８は、伝搬時間計測部４６により計測された伝搬時間に基づいて被計測流体の流量を計測して積算する。
【００５１】
チャタリング検出部５０は、本発明のチャタリング検出手段に対応し、コンパレータ部３４により出力された比較結果出力信号に基づき、受信波信号が所定の基準電圧値を超えている時間が所定時間以下である場合にチャタリングを検出したと判断してチャタリング検出信号を流量計測部４８に出力する。所定時間はあらかじめチャタリング検出部５０に設定されており、外部からの操作等により変えることもできる。
【００５２】
流量計測部４８は、チャタリング検出部５０により出力されたチャタリング検出信号に基づき、チャタリングが検出された場合の測定を無効とする。その際、測定を無効とするにあたって、以下の２つの方法が考えられる。
【００５３】
１つ目の方法として、流量計測部４８は、チャタリング検出部５０により出力されたチャタリング検出信号に基づき、チャタリングが検出された際に計測された被計測流体の流量を積算せずに直前に計測された流量を積算する。
【００５４】
２つ目の方法として、流量計測部４８は、チャタリング検出部５０により出力されたチャタリング検出信号に基づき、チャタリングが検出された場合に計測された被計測流体の流量を積算せず、チャタリングが検出されない場合にのみ被計測流体の流量を計測して積算する。
【００５５】
流量計測部４８は、いずれの方法を採用してもよいが、本実施例においては、１つ目の方法を採用するものとする。
【００５６】
図４は、実際の受信波信号に対するコンパレータ部３４の出力とゼロクロス検出部４０の出力とを示す図である。図４に示すように、コンパレータ部３４の出力は、受信波信号が基準電圧を超えている間はローとなり、超えていない間はハイとなる。またゼロクロス検出部４０の出力は、受信波信号がゼロ電圧を超えている間はローとなり、超えていない間はハイとなる。制御部２８ａ内の伝搬時間計測部４６は、それぞれの出力信号を監視し、第３波を検出した後のゼロクロス検出時刻ｔ１を基準として伝搬時間を計測する。ところが、受信波信号の第１波の波高値が基準電圧値の閾値と近似しかつその閾値境界を往来すると、図４に示すようにコンパレータ部３４の出力信号に波形の割れが生じ、第１波を検出することができず、第３波の検出も失敗する場合がある。また図３で説明したように、制御部２８ａは、受信波信号の第１波検知の後、第３波検知を行うために基準電圧源の基準電圧値を制御する場合がある。その際、制御部２８ａは、受信波信号の第１波検知がチャタリング等により失敗すると、基準電圧値の制御ができず、コンパレータ部３４の動作も不安定になることが考えられる。したがって、チャタリング検出部５０は、コンパレータ部３４の出力信号（比較結果出力信号）に波形の割れが生じた場合に、上述したようにチャタリングを検出したと判断してチャタリング検出信号を流量計測部４８に出力する。
【００５７】
図５は、本実施例の形態の動作を示すフローチャート図である。図５を参照し実施例１に係る超音波流量計の動作を説明する。
【００５８】
まず、超音波流量計は、順方向・逆方向共に超音波計測を開始する（ステップＳ１０１）。伝搬時間計測部４６は、順方向・逆方向のいずれの方向に超音波を送信するかを決定するために、発信パルス生成部２６を介して順逆切替部３０のスイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２を制御する。また、伝搬時間計測部４６は、発信パルス生成部２６に駆動信号の生成を指示する。
【００５９】
発信パルス生成部２６は、伝搬時間計測部４６からの指示に応答して駆動信号を生成し、順逆切替部３０を介して超音波振動子２２に送る（順方向の場合）。これにより、超音波振動子２２が振動し、流体流路２０内の流体の流れ方向に超音波を発生する。この超音波振動子２２で発生された超音波は超音波振動子２４で受信される。
【００６０】
超音波振動子２４は、超音波振動子２２から受信した超音波に応じて振動することにより受信波信号を生成し、順逆切替部３０を介してアンプ部３２に送る。アンプ部３２は、受け取った受信波信号を増幅してコンパレータ部３４及びゼロクロス検出部４０に送る。
【００６１】
コンパレータ部３４は、アンプ部３２から受け取った受信波信号を所定の基準電圧値と比較して、受信波第１波を検知し、比較結果出力信号を伝搬時間計測部４６及びチャタリング検出部５０に出力する（ステップＳ１０３）。
【００６２】
その際、チャタリング検出部５０は、コンパレータ部３４により出力された比較結果出力信号に基づき正常検知か否かを判断する（ステップＳ１０５）。したがって、チャタリング検出部５０は、受信波信号が所定の基準電圧値を超えている時間が所定時間以下である場合には、チャタリングを検出したと判断してチャタリング検出信号を流量計測部４８に出力する。その場合、流量計測部４８は、チャタリング検出部５０により出力されたチャタリング検出信号に基づき、チャタリングが検出された際に計測された被計測流体の流量を積算せずに直前に計測された流量を積算する。その後、再びステップＳ１０３に戻る。
【００６３】
チャタリングが検出されない場合には、以下のような流れで流量値の算出を行う（ステップＳ１０５）。ゼロクロス検出部４０は、図４で説明したように、アンプ部３２から受け取った受信波信号に対する受信波検知ポイント信号を制御部２８ａ内の伝搬時間計測部４６に出力する。伝搬時間計測部４６は、上述したように、伝搬時間を計測する。流量計測部４８は、伝搬時間計測部４６により計測された伝搬時間に基づいて被計測流体の流量を計測して積算する。今、音速をｃ、被計測流体の流速をｖとし、超音波振動子２２から超音波振動子２４までの距離をＬとすると、順方向の超音波信号の伝搬時間はＬ／（ｃ＋ｖ）、逆方向の超音波信号の伝搬時間はＬ／（ｃ−ｖ）となる。Ｌの値が既知であれば、これらの伝播時間に基づき音速及び流速を求めることができる。よって、流量計測部４８は、求められた被計測流体の流速に流体流路２０の断面積を乗じることにより瞬時流量を求めることができる。伝搬時間計測部４６は、所定の時間毎に伝搬時間を計測し、計測結果を流量計測部４８に出力する。流量計測部４８は、所定の時間毎に計測された伝搬時間に基づき求めた被計測流体の瞬時流量と、前回計測された時刻から今回計測された時刻の間の時間とに基づき、前回の計測時から今回の計測時までの間に流れた流量を求めるとともに、今回求めた流量を前回までの積算流量値にさらに積算して、全時間に対する流量を計測する。その後流量計測部４８は、計測された全時間に対する流量を表示部５４に出力する。
【００６４】
なお、ステップＳ１０５において、チャタリング検出部５０は、流量計測部４８により計測された流速を監視するとしてもよい。その場合、チャタリング検出部５０は、流量計測部４８により計測された流速の単位時間当たりの上昇量が一定量以上である場合に、チャタリングが発生したと擬制してチャタリング検出信号を流量計測部４８に出力する。流速が速くなると、超音波振動子間で送受される超音波信号の波高値が小さくなり、チャタリングが発生する可能性が高くなるため、チャタリング検出部５０は、チャタリング発生前に事前にチャタリングが発生したと擬制してチャタリング検出信号を出力する。
【００６５】
上述のとおり、本発明の実施例１の形態に係る超音波流量計によれば、流量計測部４８は、チャタリング検出部５０により受信波信号のチャタリングが検出された場合に、計測された被計測流体の流量を積算せずに直前に計測された流量を積算するので、チャタリング等による計測異常を回避して、流量の誤計量を防止することができる。
【００６６】
また、仮に流量計測部４８が、受信波信号のチャタリングが検出された場合に、計測された被計測流体の流量を積算せず、チャタリングが検出されない場合にのみ被計測流体の流量を計測して積算する機能を有している場合であっても、チャタリング等による計測異常を回避して、流量の誤計量を防止することができる。
【００６７】
さらに、チャタリング検出部５０が、流量計測部４８により計測された流速を監視する場合には、チャタリング検出部５０は、流量計測部４８により計測された流速の単位時間当たりの上昇量が一定量以上である場合に、チャタリングが発生したと擬制してチャタリング検出信号を流量計測部４８に出力するので、実際にチャタリングが発生する前であっても、チャタリング発生を事前に察知して、計測異常を回避し、流量の誤計量を防止することができる。
【実施例２】
【００６８】
図６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り、図７は図６の制御部２８ｂの詳細を示す図である。実施例１と異なる点は、制御部２８ｂが計測制御部５２ａを有する点である。また、本実施例において、アンプ部３２は、本発明の増幅手段に対応し、受信波信号を増幅する。
【００６９】
本実施例において、チャタリング検出部５０は、コンパレータ部３４により出力された比較結果出力信号に基づき、受信波信号が所定の基準電圧値を超えている時間が所定時間以下である場合にチャタリングを検出したと判断してチャタリング検出信号を流量計測部４８及び計測制御部５２ａに出力する。
【００７０】
計測制御部５２ａは、本発明の第１制御手段及び第２制御手段に対応し、アンプ部３２のアンプゲイン値及び基準電圧源３８の基準電圧値を制御する。具体的には、計測制御部５２ａは、チャタリング検出部５０により出力されたチャタリング検出信号に基づき、チャタリングが検出された場合に、コンパレータ部３４内の基準電圧源３８の基準電圧値を低く制御する。また計測制御部５２ａは、チャタリング検出部５０により出力されたチャタリング検出信号に基づき、チャタリングが検出された場合に、アンプ部３２を制御して受信波信号を増幅させる。計測制御部５２ａは、必ずしもアンプ部３２と基準電圧源３８の両方を制御する必要は無く、いずれか一方でもよい。
【００７１】
その他の構成は、実施例１と同じであり、重複した説明を省略する。
【００７２】
次に、実施例２に係る超音波流量計の動作を説明する。図８及び図９は、本実施例の形態の動作を示すフローチャート図である。
【００７３】
まず、図８は、計測制御部５２ａがコンパレータ部３４内の基準電圧源３８の基準電圧値を低く制御する場合の超音波流量計の動作を示すフローチャート図である。基本的には実施例１と同様であり、最初に、順方向・逆方向共に超音波計測を開始する（ステップＳ２０１）。コンパレータ部３４は、アンプ部３２から受け取った受信波信号を所定の基準電圧値と比較して、受信波第１波を検知し、比較結果出力信号を伝搬時間計測部４６及びチャタリング検出部５０に出力する（ステップＳ２０３）。
【００７４】
その際、チャタリング検出部５０は、コンパレータ部３４により出力された比較結果出力信号に基づき正常検知か否かを判断する（ステップＳ２０５）。
【００７５】
チャタリング検出部５０は、受信波信号が所定の基準電圧値を超えている時間が所定時間以下である場合には、チャタリングを検出したと判断してチャタリング検出信号を流量計測部４８及び計測制御部５２ａに出力する。その場合、流量計測部４８は、チャタリング検出部５０により出力されたチャタリング検出信号に基づき、チャタリングが検出された際に計測された被計測流体の流量を積算しない。また計測制御部５２ａは、チャタリング検出部５０により出力されたチャタリング検出信号に基づき、チャタリングが検出された場合に、コンパレータ部３４内の基準電圧源３８の基準電圧値を低く制御する（ステップＳ２０７）。例えば、基準電圧値の刻み幅を１０ｍＶと定めておき、チャタリングが検出されずに正常に受信波信号の第１波を検知できるまで、基準電圧値を１０ｍＶずつ下げ、再びステップＳ２０３に戻って受信波信号の第１波を検知する。
【００７６】
チャタリングが検出されない場合には、実施例１と同様の流れで流量値の算出を行う（ステップＳ２０９）。
【００７７】
なお、実施例１で説明したように、ステップＳ２０９において、チャタリング検出部５０は、流量計測部４８により計測された流速を監視するとしてもよい。その際の動作は、実施例１と同様である。
【００７８】
次に、図９は、計測制御部５２ａがアンプ部３２を制御して受信波信号を増幅させる場合の超音波流量計の動作を示すフローチャート図である。基本的には実施例１と同様であり、最初に、順方向・逆方向共に超音波計測を開始する（ステップＳ３０１）。コンパレータ部３４は、アンプ部３２から受け取った受信波信号を所定の基準電圧値と比較して、受信波第１波を検知し、比較結果出力信号を伝搬時間計測部４６及びチャタリング検出部５０に出力する（ステップＳ３０３）。
【００７９】
その際、チャタリング検出部５０は、コンパレータ部３４により出力された比較結果出力信号に基づき正常検知か否かを判断する（ステップＳ３０５）。
【００８０】
チャタリング検出部５０は、受信波信号が所定の基準電圧値を超えている時間が所定時間以下である場合には、チャタリングを検出したと判断してチャタリング検出信号を流量計測部４８及び計測制御部５２ａに出力する。その場合、流量計測部４８は、チャタリング検出部５０により出力されたチャタリング検出信号に基づき、チャタリングが検出された際に計測された被計測流体の流量を積算しない。また計測制御部５２ａは、チャタリング検出部５０により出力されたチャタリング検出信号に基づき、チャタリングが検出された場合に、アンプ部３２を制御して受信波信号を増幅させる（ステップＳ３０７）。例えば、アンプゲイン値の刻み幅を１０と定めておき、チャタリングが検出されずに正常に受信波信号の第１波を検知できるまで、アンプゲイン値を１０ずつ上げ、再びステップＳ３０３に戻って受信波信号の第１波を検知する。
【００８１】
チャタリングが検出されない場合には、実施例１と同様の流れで流量値の算出を行う（ステップＳ３０９）。
【００８２】
上述のとおり、本発明の実施例２の形態に係る超音波流量計によれば、計測制御部５２ａは、チャタリング検出部５０により受信波信号のチャタリングが検出された場合に、コンパレータ部３４内の基準電圧源３８の基準電圧値を低く制御するので、基準電圧値と受信波第１波の波高値が近似してチャタリングが生じていたような場合であっても、受信波第１波をスムーズに検知することができ、チャタリング等による計測異常を回避して、コンパレータ部３４の動作の安定化を図るとともに、流量の誤計量を防止することができる。
【００８３】
また計測制御部５２ａは、チャタリング検出部５０により受信波信号のチャタリングが検出された場合に、アンプ部３２を制御して受信波信号を増幅させるので、基準電圧値と受信波第１波の波高値が近似してチャタリングが生じていたような場合であっても、チャタリング等による計測異常を回避して、コンパレータ部３４の動作の安定化を図るとともに、流量の誤計量を防止することができる。
【実施例３】
【００８４】
図１０は本発明の実施例３に係る超音波流量計の構成を示すブロック図であり、図１１は図１０の制御部２８ｃの詳細を示す図である。実施例２と異なる点は、コンパレータ部３４と制御部２８ｃとの間にフィルタ部４２が設けられている点である。
【００８５】
フィルタ部４２は、本発明のフィルタ手段に対応し、コンパレータ部３４と制御部２８ｃ内の伝搬時間計測部４６及び計測制御部５２ｂに接続され、コンパレータ部３４により出力された比較結果出力信号をフィルタリングする。
【００８６】
本実施例において、チャタリング検出部５０は、コンパレータ部３４により出力された比較結果出力信号に基づき、受信波信号が所定の基準電圧値を超えている時間が所定時間以下である場合にチャタリングを検出したと判断してチャタリング検出信号を流量計測部４８及び計測制御部５２ｂに出力する。
【００８７】
計測制御部５２ａは、本発明の第３制御手段に対応し、チャタリング検出部５０により出力されたチャタリング検出信号に基づき、チャタリングが検出された場合に、フィルタ部４２を制御してコンパレータ部３４により出力された比較結果出力信号をフィルタリングする。
【００８８】
フィルタ部４２は、例えばデジタルフィルタであり、所定のパルス幅以上のパルス幅を有する信号のみを通過させる。したがって、比較結果出力信号がハイである際に、図４に示すような波形の割れが生じた場合には、フィルタ部４２の出力は、ハイの状態を維持し、波形の割れを生じさせない。
【００８９】
フィルタ部４２の出力は、伝搬時間計測部４６に入力される。伝搬時間計測部４６は、ゼロクロス検出部４０により出力された受信波検知ポイント信号とフィルタ部４２によりフィルタリングされた比較結果出力信号とに基づき超音波の受信のタイミングを検知して、超音波振動子２２，２４の間で送受される超音波信号の伝搬時間を計測する。
【００９０】
その他の構成は、実施例２と同じであり、重複した説明を省略する。
【００９１】
次に、実施例３に係る超音波流量計の動作を説明する。図１２は、本実施例の形態の動作を示すフローチャート図である。
【００９２】
基本的には実施例２と同様であり、最初に、順方向・逆方向共に超音波計測を開始する（ステップＳ４０１）。コンパレータ部３４は、アンプ部３２から受け取った受信波信号を所定の基準電圧値と比較して、受信波第１波を検知し、比較結果出力信号をフィルタ部４２を介してチャタリング検出部５０に出力する（ステップＳ４０３）。
【００９３】
その際、チャタリング検出部５０は、コンパレータ部３４により出力された比較結果出力信号に基づき正常検知か否かを判断する（ステップＳ４０５）。
【００９４】
チャタリング検出部５０は、受信波信号が所定の基準電圧値を超えている時間が所定時間以下である場合には、チャタリングを検出したと判断してチャタリング検出信号を流量計測部４８及び計測制御部５２ｂに出力する。その場合、流量計測部４８は、チャタリング検出部５０により出力されたチャタリング検出信号に基づき、チャタリングが検出された際に計測された被計測流体の流量を積算しない。また計測制御部５２ｂは、チャタリング検出部５０により出力されたチャタリング検出信号に基づき、チャタリングが検出された場合に、フィルタ部４２を制御してコンパレータ部３４により出力された比較結果出力信号をフィルタリングし、高周波成分の除去を行う（ステップＳ４０７）。その後、再びステップＳ４０３に戻って受信波信号の第１波を検知する。
【００９５】
チャタリングが検出されない場合には、実施例２と同様の流れで流量値の算出を行う（ステップＳ４０９）。
【００９６】
なお、実施例１で説明したように、ステップＳ４０９において、チャタリング検出部５０は、流量計測部４８により計測された流速を監視するとしてもよい。その際の動作は、実施例１と同様である。
【００９７】
上述のとおり、本発明の実施例３の形態に係る超音波流量計によれば、計測制御部５２ｂは、チャタリング検出部５０により受信波信号のチャタリングが検出された場合に、フィルタ部４２を制御してコンパレータ部３４により出力された比較結果出力信号をフィルタリングし、高周波成分の除去を行うので、基準電圧値と受信波第１波の波高値が近似してチャタリングが生じていたような場合であっても、受信波第１波をスムーズに検知することができ、チャタリング等による計測異常を回避して、コンパレータ部３４の動作の安定化を図るとともに、流量の誤計量を防止することができる。
【実施例４】
【００９８】
図１３は本発明の実施例４に係る超音波流量計の構成を示すブロック図であり、図１４は図１３の制御部２８ｄの詳細を示す図である。実施例３と異なる点は、流体流路２０内に温度センサ４４が設けられている点である。
【００９９】
温度センサ４４は、本発明の温度計測手段に対応し、流体流路２０内の温度を計測し、計測した温度データをチャタリング検出部５０に出力する。
【０１００】
本実施例において、チャタリング検出部５０は、実施例１乃至実施例３と同様に、受信波信号が所定の基準電圧値を超えている時間が所定時間以下である場合にチャタリングを検出したと判断してチャタリング検出信号を流量計測部４８及び計測制御部５２ｂに出力する。さらに、チャタリング検出部５０は、温度センサ４４により計測された温度の単位時間当たりの下降量が一定量以上である場合に、チャタリングが発生したと擬制してチャタリング検出信号を流量計測部４８及び計測制御部５２ｂに出力する。
【０１０１】
その他の構成は、実施例３と同じであり、重複した説明を省略する。
【０１０２】
次に、実施例４に係る超音波流量計の動作を説明する。基本的には図１２で説明した実施例３と同様である。ただし、図１２のステップＳ４０５において、チャタリング検出部５０は、コンパレータ部３４により出力された比較結果出力信号に基づき正常検知か否かを判断する際に、併せて温度センサ４４により計測された温度の単位時間当たりの下降量が一定量以上である場合に、チャタリングが発生したと擬制してチャタリング検出信号を流量計測部４８及び計測制御部５２ｂに出力する。単位時間当たりの温度の下降量に対する基準値は、チャタリング検出部５０にあらかじめ記憶されているものとし、外部操作等により変更することもできる。
【０１０３】
温度が下がると、超音波振動子間で送受される超音波信号の波高値が小さくなり、チャタリングが発生する可能性が高くなるため、チャタリング検出部５０は、チャタリング発生前に事前にチャタリングが発生したと擬制してチャタリング検出信号を出力する。
【０１０４】
その他の動作は、実施例３と同様であり、重複した説明を省略する。
【０１０５】
上述のとおり、本発明の実施例４の形態に係る超音波流量計によれば、チャタリング検出部５０が、温度センサ４４により計測された温度の単位時間当たりの下降量が一定量以上である場合に、チャタリングが発生したと擬制してチャタリング検出信号を流量計測部４８及び計測制御部５２ｂに出力するので、実際にチャタリングが発生する前であっても、チャタリング発生を事前に察知して、計測異常を回避し、流量の誤計量を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明に係る超音波流量計は、ガス流量を計測することができる超音波ガスメータ等の超音波流量計に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明の実施例１の形態の超音波流量計のブロック図である。
【図２】本発明の実施例１の制御部の内部構成を示すブロック図である。
【図３】複数の基準電圧値を用いて超音波の受信波信号を検知する方法の１例を示す図である。
【図４】本発明の実施例１の形態の超音波流量計における受信波信号に対するコンパレータ部の出力とゼロクロス検出部の出力とを示す図である。
【図５】本発明の実施例１の形態の超音波流量計の動作を示すフローチャート図である。
【図６】本発明の実施例２の形態の超音波流量計のブロック図である。
【図７】本発明の実施例２の制御部の内部構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施例２の形態の超音波流量計の動作を示すフローチャート図である。
【図９】本発明の実施例２の形態の超音波流量計の動作を示すフローチャート図である。
【図１０】本発明の実施例３の形態の超音波流量計のブロック図である。
【図１１】本発明の実施例３の制御部の内部構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の実施例３の形態の超音波流量計の動作を示すフローチャート図である。
【図１３】本発明の実施例４の形態の超音波流量計のブロック図である。
【図１４】本発明の実施例４の制御部の内部構成を示すブロック図である。
【図１５】従来の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】
【０１０８】
ＳＷ１，ＳＷ２  スイッチ
１      流量計管路
２      第１超音波振動子
３      第２超音波振動子
４      切替部
５      駆動部
６      増幅部
７      ゼロクロス検出部
８      計時部
９      演算部
１０    制御部
１１    クロック発振回路
２０    流体流路
２２    超音波振動子
２４    超音波振動子
２６    発信パルス生成部
２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ  制御部
３０    順逆切替部
３２    アンプ部
３４    コンパレータ部
３６    比較器
３８    基準電圧源
４０    ゼロクロス検出部
４２    フィルタ部
４４    温度センサ
４６    伝搬時間計測部
４８    流量計測部
５０    チャタリング検出部
５２ａ，５２ｂ  計測制御部
５４    表示部
【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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