(57)【要約】【目的】  流速が速い場合や配管の口径が大きい場合において増大する計算量を抑制したり、反射エコーの誤認を減少させる。【構成】  超音波パルスを一定周期で生成して被測定流体内に出力する超音波発振手段(15)と、そのパルスと同一周波数の連続波を発振する連続パルス発振手段(15a)と、当該被測定流体からの超音波エコー信号を受信する超音波受信手段(15)と、受信した超音波エコー信号と前記連続波とを乗算処理する乗算手段(30a)と、その処理信号を解析し、前記測定線に沿う超音波反射体の位置と速度を算出する信号解析手段と、その信号解析手段が算出した超音波反射体の位置と速度から前記流体の流速分布および流量の少なくとも一方を出力する出力手段(40)と、を備える。前記信号解析手段は、前記乗算手段(30a)によって得られた合成波形信号をアナログデジタル変換し、ローパスフィルタを用いて信号解析をする。【選択図】    図１
2008232965.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波パルスを一定周期で生成して被測定流体内に出力する超音波発振手段と、
その超音波発振手段が出力する超音波パルスと同一周波数の連続波を発振する連続パルス発振手段と、
前記超音波発振手段が発振して当該被測定流体から反射される超音波パルスの反射波である超音波エコー信号を受信する超音波受信手段と、
その超音波受信手段が受信した超音波エコー信号と前記連続波とを乗算処理する乗算手段と、
その乗算手段が乗算処理した処理信号を解析し、前記測定線に沿う超音波反射体の位置と速度を算出する信号解析手段と、
その信号解析手段が算出した超音波反射体の位置と速度から前記流体の流速分布および流量の少なくとも一方を出力する出力手段と、を備え、
前記信号解析手段は、前記乗算手段によって得られた合成波形信号にローパスフィルタによるフィルタリング処理を実行して得られた波形信号をアナログデジタル変換して信号解析をすることとしたことを特徴とする超音波流量計。
【請求項２】
超音波パルスを一定周期で生成して被測定流体内に出力する超音波発振手段と、
その超音波発振手段が発振して当該被測定流体から反射される超音波パルスの反射波である超音波エコー信号を受信する超音波受信手段と、
その超音波受信手段が受信した超音波エコー信号をアナログデジタル変換するＡＤコンバータと、
前記超音波発振手段が発振した超音波パルスと同一周波数のデジタル波を連続波として発生させるデジタル波形発生手段と、
そのデジタル波と前記ＡＤコンバータによってデジタル化された超音波デジタルエコー信号とを乗算処理するデジタルミキサーと、
そのデジタルミキサーが乗算処理した処理信号を解析し、前記測定線に沿う超音波反射体の位置と速度を算出する信号解析手段と、
その信号解析手段が算出した超音波反射体の位置と速度から前記流体の流速分布および流量の少なくとも一方を出力する出力手段と、を備え、
前記信号解析手段は、前記デジタルミキサーによって得られた合成波形信号にローパスフィルタによるフィルタリング処理を実行して信号解析をすることとしたことを特徴とする超音波流量計。
【請求項３】
前記デジタル波形発生手段は、デジタル波形データを蓄積した波形データベースと、その波形データベースから所望するデジタル波形を抽出して前記デジタルミキサーに出力させるデジタル波形出力手段とを備えて形成したことを特徴とする請求項２に記載の超音波流量計。
【請求項４】
超音波パルスを一定周期で生成して被測定流体内に出力する超音波発振手順と、
その超音波発振手順にて出力される超音波パルスと同一周波数の連続波を発振する連続パルス発振手順と、
前記超音波発振手順にて発振されて当該被測定流体から反射される超音波パルスの反射波である超音波エコー信号を受信する超音波受信手順と、
その超音波受信手順にて受信された超音波エコー信号と前記連続波とを乗算処理する乗算手順と、
その乗算手順にて乗算処理された処理信号を解析し、前記測定線に沿う超音波反射体の位置と速度を算出する信号解析手順と、
その信号解析手順にて算出された超音波反射体の位置と速度から前記流体の流速分布および流量の少なくとも一方を出力する出力手順と、を備え、
前記信号解析手順においては、前記乗算手順によって得られた合成波形信号にローパスフィルタによるフィルタリング処理を実行して得られた波形信号をアナログデジタル変換して信号解析をすることとしたことを特徴とする流量計測方法。
【請求項５】
超音波パルスを一定周期で生成して被測定流体内に出力する超音波発振手順と、
その超音波発振手順にて発振されて当該被測定流体から反射される超音波パルスの反射波である超音波エコー信号を受信する超音波受信手順と、
その超音波受信手順にて受信された超音波エコー信号をＡＤコンバータにてアナログデジタル変換するＡＤ変換手順と、
前記超音波発振手順にて発振された超音波パルスと同一周波数のデジタル波を連続波として発生させるデジタル波形発生手順と、
そのデジタル波形発生手順にて発生されたデジタル波と前記ＡＤコンバータによってデジタル化された超音波デジタルエコー信号とをデジタルミキサーにて乗算処理する乗算手順と、
その乗算手順にて乗算処理された処理信号を解析し、前記測定線に沿う超音波反射体の位置と速度を算出する信号解析手順と、
その信号解析手順にて算出された超音波反射体の位置と速度から前記流体の流速分布および流量の少なくとも一方を出力する出力手順と、を備え、
前記信号解析手順は、前記デジタルミキサーによって得られた合成波形信号にローパスフィルタによるフィルタリング処理を実行して信号解析をすることとしたことを特徴とする流量計測方法。
【請求項６】
前記デジタル波形発生手順は、デジタル波形データを予め波形データベースに蓄積する波形データ蓄積手順と、その波形データベースから所望するデジタル波形を抽出して前記デジタルミキサーに出力させるデジタル波形出力手順とを含むことを特徴とする請求項５に記載の流量計測方法。
【請求項７】
被測定流体に超音波を発振してその反射波から流量を計測するためのコンピュータプログラムであって、
そのプログラムは、  超音波パルスを一定周期で生成して被測定流体内に出力する超音波発振手順と、
その超音波発振手順にて出力される超音波パルスと同一周波数の連続波を発振する連続パルス発振手順と、
前記超音波発振手順にて発振されて当該被測定流体から反射される超音波パルスの反射波である超音波エコー信号を受信する超音波受信手順と、
その超音波受信手順にて受信された超音波エコー信号と前記連続波とを乗算処理する乗算手順と、
その乗算手順にて乗算処理された処理信号を解析し、前記測定線に沿う超音波反射体の位置と速度を算出する信号解析手順と、
その信号解析手順にて算出された超音波反射体の位置と速度から前記流体の流速分布および流量の少なくとも一方を出力する出力手順と、をコンピュータに実行させるとともに、
前記信号解析手順においては、前記乗算手順によって得られた合成波形信号にローパスフィルタによるフィルタリング処理を実行して得られた波形信号をアナログデジタル変換して信号解析をすることとしたことを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項８】
被測定流体に超音波を発振してその反射波から流量を計測するためのコンピュータプログラムであって、
そのプログラムは、  超音波パルスを一定周期で生成して被測定流体内に出力する超音波発振手順と、
その超音波発振手順にて発振されて当該被測定流体から反射される超音波パルスの反射波である超音波エコー信号を受信する超音波受信手順と、
その超音波受信手順にて受信された超音波エコー信号をＡＤコンバータにてアナログデジタル変換するＡＤ変換手順と、
前記超音波発振手順にて発振された超音波パルスと同一周波数のデジタル波を連続波として発生させるデジタル波形発生手順と、
そのデジタル波形発生手順にて発生されたデジタル波と前記ＡＤコンバータによってデジタル化された超音波デジタルエコー信号とをデジタルミキサーにて乗算処理する乗算手順と、
その乗算手順にて乗算処理された処理信号を解析し、前記測定線に沿う超音波反射体の位置と速度を算出する信号解析手順と、
その信号解析手順にて算出された超音波反射体の位置と速度から前記流体の流速分布および流量の少なくとも一方を出力する出力手順と、をコンピュータに実行させるとともに、
前記信号解析手順は、前記デジタルミキサーによって得られた合成波形信号にローパスフィルタによるフィルタリング処理を実行して信号解析をすることとしたことを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項９】
前記デジタル波形発生手順は、デジタル波形データを予め波形データベースに蓄積する波形データ蓄積手順と、その波形データベースから所望するデジタル波形を抽出して前記デジタルミキサーに出力させるデジタル波形出力手順とを含むことを特徴とする請求項８に記載のコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定領域の流速分布から被測定流体の流量を時間依存で瞬時に測定することが可能な超音波流量計およびそれに関連する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
流体の流量測定の技術として、被測定流体に対して超音波パルスを発振してそのエコー信号を用いる超音波流量計がある。その中でも、相互相関法と呼ばれる方式は、被測定流体に対する異なるパルス（参照波、探索波）に対する同一の反射体からのエコー信号があった場合に、その時間差から反射体の速度を算出し、その速度を用いて流速分布や流量を計測する技術である。
【０００３】
この相互相関式の超音波流量計としては、参照波及び探索波の相互相関を計算する際、エミッショントリガの発振周期τによらず探索窓の大きさを一定にして相互相関の演算を行う固定探索窓法がある。しかし、被測定流体の速度および速度変動は、その位置により異なり、一定の探索窓を設定することは必ずしも妥当ではない。
そこで、この課題を解決するために、例えば特許文献１に開示されたような技術が存在する。
【特許文献１】特開２００５−２０８０６８号公報
【０００４】
この特許文献１に開示された技術は、参照波および探索波の相互相関を計算する際に必要となる探索範囲（探索窓の大きさ）を適切に設定することによって、相互相関の誤認によるエラーを抑制する技術である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
さて、被測定流体の流速が速くなると、参照波および探索波が到達する時刻の差が大きくなる。これに伴って、参照波および探索波の相互相関を計算する際に必要となる探索範囲（探索窓の大きさ）を大きくする必要がある。このために計算量が増加し、相互相関の誤認によるエラーが発生することがあった。
被測定流体が流れる配管口径が大きい場合も、参照波および探索波が到達する時刻の差が大きくなり、同様の問題が生じていた。
【０００６】
例えば、１ＭＨｚにて発振した超音波が反射波となった場合、その中の周期成分（例えば１μｓ）は、速度算出のために必要とする領域の時間に比べて非常に短い。この周期成分を精密にサンプリングするためには、非常に多くのサンプリング点数を必要とする。そのため、計算量が増大してしまうのである。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、相互相関法を用いる超音波流量計において、被測定流体の流速が速い場合あるいは被測定流体が流れる配管口径が大きい場合であっても、正確な測定を実現できる技術を提供することにある。
請求項１から請求項３に記載の発明の目的は、大口径の配管の流量測定において、被測定流体の流速が速い場合あるいは被測定流体が流れる配管口径が大きい場合であっても、正確な測定を実現できる超音波流量計を提供することにある。
請求項４から請求項６に記載の発明の目的は、被測定流体の流速が速い場合あるいは被測定流体が流れる配管口径が大きい場合であっても、正確な測定を実現できる測定方法を提供することにある。
請求項７から請求項９に記載の発明の目的は、被測定流体の流速が速い場合あるいは被測定流体が流れる配管口径が大きい場合であっても、正確な測定を実現できる測定プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明は、被測定流体の流速が速い場合や被測定流体の流れる配管の口径が大きい場合において増大する計算量を抑制したり、反射エコーの誤認を減少させたりすることが可能な技術を案出し、下記の発明を提供する。
【０００９】
（請求項１）
請求項１記載の発明は、  超音波パルスを一定周期で生成して被測定流体内に出力する超音波発振手段(超音波トランスデューサ15)と、  その超音波発振手段(15)が出力する超音波パルスと同一周波数の連続波を発振する連続パルス発振手段(15a)と、  前記超音波発振手段(15)が発振して当該被測定流体から反射される超音波パルスの反射波である超音波エコー信号を受信する超音波受信手段(15)と、  その超音波受信手段(15)が受信した超音波エコー信号と前記連続波とを乗算処理する乗算手段(30a)と、  その乗算手段(30a)が乗算処理した処理信号を解析し、前記測定線に沿う超音波反射体の位置と速度を算出する信号解析手段と、  その信号解析手段が算出した超音波反射体の位置と速度から前記流体の流速分布および流量の少なくとも一方を出力する出力手段(たとえばモニタ出力などの表示手段40)と、を備え、
前記信号解析手段は、前記乗算手段(30a)によって得られた合成波形信号にローパスフィルタ(30b)によるフィルタリング処理を実行し、得られた波形信号をアナログデジタル変換して信号解析をすることとしたことを特徴とする超音波流量計である。
【００１０】
（用語説明）
本願発明は、いわゆる「大口径配管」を流れる流体の流速分布またはその流速分布による流量を計測するものである。ここで「大口径配管」とは、直径が１メートル以上、特に３〜５メートル程度の配管に用いる場合に効果的である。
超音波発振手段と超音波受信手段とは、超音波トランスデューサとして一体に形成されたものを採用することが、部品点数の削減などにおいて好ましい。
【００１１】
「信号処理手段」とは、たとえば、超音波エコー信号をアナログデジタル変換するＡＤコンバータ(32)とを備える。
また、たとえば、ＡＤコンバータ(32)でデジタル化された超音波エコー信号に、ウォールフィルタによってクラッタノイズ成分を低減させるフィルタリング処理を実行するウォールフィルタ処理部(33)をさらに備えてもよい。この場合、前記ウォールフィルタ処理部(33)は、前記超音波発振手段(15)により周期的にｎ回（ｎは２以上）連続して発振された超音波パルスの反射波であるｎ系列分の超音波エコー信号から、各系列の開始時刻からの所定経過時刻毎に超音波エコー信号の信号レベルを取得し、系列数順に並べ対応時刻エコーレベル信号を構成し、前記対応時刻エコーレベル信号をフーリエ変換して対応時刻エコーレベル信号の周波数相当成分を得る。そして、前記対応時刻エコーレベル信号の周波数相当成分から低周波相当成分を棄却し、上記低周波相当成分が棄却された対応時刻エコーレベル信号の周波数相当成分に対して逆フーリエ変換を実行した後、時系列順に並べ直してデジタル超音波エコー信号を再構築する。
【００１２】
（作用）
超音波発振手段(15)が超音波パルスを一定周期（周波数をｆ0とする。）で生成して被測定流体内に出力する。また、連続パルス発振手段(15a)がその超音波パルスと同一周波数（f0）の連続波を発振する。そして、前記超音波発振手段(15)が発振して当該被測定流体から反射される超音波パルスの反射波である超音波エコー信号（周波数をｆ0’とする。）でを、超音波受信手段(15)が受信する。
その超音波受信手段(15)が受信した超音波エコー信号と前記連続波とに対して、乗算手段(30a)によって乗算処理を実行すると、（ｆ0＋ｆ0’）の周波数成分と（ｆ0−ｆ0’）の周波数成分（ｆ0＞ｆ0’の場合、ｆ0＜ｆ0’の場合は(ｆ0’−ｆ0)となる）を有するようになる。
この乗算結果の信号のうち、（ｆ0＋ｆ0’）の周波数成分をローパスフィルタ(31b)によるフィルタリング処理によりカットし、（ｆ0−ｆ0’）の周波数成分だけを残すこととなる。このため、サンプリング点数を減らすことができるようになり、相互相関のための計算におけるデータ量を減少させることとなる。そのため、広い探索領域（配管口径が大きい場合や、被測定流体の流速が速い場合）にも、正確な計算が可能となる。  算出結果は、出力手段(40)に出力される。
【００１３】
（請求項２）
請求項２記載の発明は、  超音波パルスを一定周期で生成して被測定流体内に出力する超音波発振手段(15)と、  その超音波発振手段(15)が発振して当該被測定流体から反射される超音波パルスの反射波である超音波エコー信号を受信する超音波受信手段(15)と、  その超音波受信手段(15)が受信した超音波エコー信号をアナログデジタル変換するＡＤコンバータ(32)と、  前記超音波発振手段(15)が発振した超音波パルスと同一周波数のデジタル波を連続波として発生させるデジタル波形発生手段(15b)と、  そのデジタル波と前記ＡＤコンバータ(32)によってデジタル化された超音波デジタルエコー信号とを乗算処理するデジタルミキサー(33)と、  そのデジタルミキサー(33)が乗算処理した処理信号を解析し、前記測定線に沿う超音波反射体の位置と速度を算出する信号解析手段と、  その信号解析手段が算出した超音波反射体の位置と速度から前記流体の流速分布および流量の少なくとも一方を出力する出力手段(40)と、を備え、
前記信号解析手段は、前記デジタルミキサー(33)によって得られた合成波形信号にローパスフィルタによるフィルタリング処理を実行して信号解析をすることとしたことを特徴とする。
【００１４】
（作用）
超音波発振手段(15)が超音波パルスを一定周期（周波数をｆ0とする。）で生成して被測定流体内に出力し、その超音波発振手段(15)が発振して当該被測定流体から反射される超音波パルスの反射波である超音波エコー信号を、超音波受信手段(15)が受信する。  その超音波受信手段(15)が受信した超音波エコー信号（周波数をｆ0’とする。）は、ＡＤコンバータ(32)がアナログデジタル変換する。
一方、前記超音波発振手段(15)が発振した超音波パルスと同一周波数（ｆ0）のデジタル波を、デジタル波形発生手段(15b)が発生させる。そして、そのデジタル波と前記ＡＤコンバータ(32)によってデジタル化された超音波デジタルエコー信号とを、デジタルミキサー(33)が乗算処理する。そのデジタルミキサー(33)が乗算処理した処理信号を解析し、前記測定線に沿う超音波反射体の位置と速度を、信号解析手段が算出する。その信号解析手段は、前記デジタルミキサー(33)によって得られた合成波形信号にローパスフィルタによるフィルタリング処理を実行し、そうして算出した超音波反射体の位置と速度から、前記流体の流速分布および流量の少なくとも一方を、出力手段(40)が出力する。
デジタルミキサー(33)による乗算手段を実行すると、（ｆ0＋ｆ0’）の周波数成分と（ｆ0−ｆ0’）の周波数成分（ｆ0＞ｆ0’の場合、ｆ0＜ｆ0’の場合は(ｆ0’−ｆ0)となる）を有するようになる。
この乗算結果の信号のうち、（ｆ0＋ｆ0’）の周波数成分をデジタル・ローパスフィルタ(34)によるフィルタリング処理によりカットし、（ｆ0−ｆ0’）の周波数成分だけを残すこととなる。このため、サンプリング点数を減らすことができるようになり、相互相関のための計算におけるデータ量を減少させることとなる。そのため、広い探索領域（配管口径が大きい場合や、被測定流体の流速が速い場合）にも、正確な計算が可能となる。
【００１５】
（請求項３）
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の超音波流量計を限定したものである。
すなわち、デジタル波形発生手段は、デジタル波形データを蓄積した波形データベースと、その波形データベースから所望するデジタル波形を抽出してデジタルミキサー(33)に出力させるデジタル波形出力手段とを備えて形成したことを特徴とする。
【００１６】
（作用）
デジタル波形発生手段は、超音波発振手段(15)が発振した超音波パルスと同一周波数のデジタル波を波形データベースから抽出する。そして、デジタル波形出力手段が抽出されたデジタル波形データを、デジタル波形出力手段がデジタルミキサー(33)に出力する。
デジタル波形発生手段として、デジタル波形を毎回作成するのではなく、データベースから抽出するので、ハードウェア構成を単純化でき、運用コストが小さくできる。
【００１７】
（請求項４）
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明に対応する方法発明である。
すなわち、超音波パルスを一定周期で生成して被測定流体内に出力する超音波発振手順と、  その超音波発振手順にて出力される超音波パルスと同一周波数の連続波を発振する連続パルス発振手順と、  前記超音波発振手順にて発振されて当該被測定流体から反射される超音波パルスの反射波である超音波エコー信号を受信する超音波受信手順と、  その超音波受信手順にて受信された超音波エコー信号と前記連続波とを乗算処理する乗算手順と、  その乗算手順にて乗算処理された処理信号を解析し、前記測定線に沿う超音波反射体の位置と速度を算出する信号解析手順と、  その信号解析手順にて算出された超音波反射体の位置と速度から前記流体の流速分布および流量の少なくとも一方を出力する出力手順と、を備え、  前記信号解析手順においては、前記乗算手順によって得られた合成波形信号にローパスフィルタによるフィルタリング処理を実行し、得られた波形信号をアナログデジタル変換して信号解析をすることとしたことを特徴とする。
【００１８】
（請求項５）
請求項５に記載の発明は、請求項２に記載の発明に対応する方法発明である。
すなわち、超音波パルスを一定周期で生成して被測定流体内に出力する超音波発振手順と、  その超音波発振手順にて発振されて当該被測定流体から反射される超音波パルスの反射波である超音波エコー信号を受信する超音波受信手順と、  その超音波受信手順にて受信された超音波エコー信号をＡＤコンバータにてアナログデジタル変換するＡＤ変換手順と、  前記超音波発振手順にて発振された超音波パルスと同一周波数のデジタル波を連続波として発生させるデジタル波形発生手順と、  そのデジタル波形発生手順にて発生されたデジタル波と前記ＡＤコンバータによってデジタル化された超音波デジタルエコー信号とをデジタルミキサーにて乗算処理する乗算手順と、  その乗算手順にて乗算処理された処理信号を解析し、前記測定線に沿う超音波反射体の位置と速度を算出する信号解析手順と、  その信号解析手順にて算出された超音波反射体の位置と速度から前記流体の流速分布および流量の少なくとも一方を出力する出力手順と、を備え、  前記信号解析手順は、前記デジタルミキサーによって得られた合成波形信号にローパスフィルタによるフィルタリング処理を実行して信号解析をすることとしたことを特徴とする。
【００１９】
（請求項６）
請求項６に記載の発明は、請求項３に記載の発明に対応する方法発明であり、請求項６に記載の流量計測方法を限定したものである。
すなわち、前記デジタル波形発生手順は、デジタル波形データを予め波形データベースに蓄積する波形データ蓄積手順と、その波形データベースから所望するデジタル波形を抽出して前記デジタルミキサーに出力させるデジタル波形出力手順とを含むことを特徴とする。
【００２０】
（請求項７）
請求項７記載の発明は、請求項４記載の方法発明に対応したコンピュータプログラム発明であり、  被測定流体に超音波を発振してその反射波から流量を計測するためのコンピュータプログラムである。
そのプログラムは、  超音波パルスを一定周期で生成して被測定流体内に出力する超音波発振手順と、  その超音波発振手順にて出力される超音波パルスと同一周波数の連続波を発振する連続パルス発振手順と、  前記超音波発振手順にて発振されて当該被測定流体から反射される超音波パルスの反射波である超音波エコー信号を受信する超音波受信手順と、  その超音波受信手順にて受信された超音波エコー信号と前記連続波とを乗算処理する乗算手順と、  その乗算手順にて乗算処理された処理信号を解析し、前記測定線に沿う超音波反射体の位置と速度を算出する信号解析手順と、  その信号解析手順にて算出された超音波反射体の位置と速度から前記流体の流速分布および流量の少なくとも一方を出力する出力手順と、をコンピュータに実行させるとともに、  前記信号解析手順においては、前記乗算手順によって得られた合成波形信号にローパスフィルタによるフィルタリング処理を実行し、得られた波形信号をアナログデジタル変換して信号解析をすることとしたことを特徴とする。
【００２１】
（請求項８）
請求項８記載の発明は、請求項５記載の方法発明に対応したコンピュータプログラム発明であり、  被測定流体に超音波を発振してその反射波から流量を計測するためのコンピュータプログラムである。
そのプログラムは、超音波パルスを一定周期で生成して被測定流体内に出力する超音波発振手順と、  その超音波発振手順にて発振されて当該被測定流体から反射される超音波パルスの反射波である超音波エコー信号を受信する超音波受信手順と、  その超音波受信手順にて受信された超音波エコー信号をＡＤコンバータにてアナログデジタル変換するＡＤ変換手順と、  前記超音波発振手順にて発振された超音波パルスと同一周波数のデジタル波を連続波として発生させるデジタル波形発生手順と、  そのデジタル波形発生手順にて発生されたデジタル波と前記ＡＤコンバータによってデジタル化された超音波デジタルエコー信号とをデジタルミキサーにて乗算処理する乗算手順と、  その乗算手順にて乗算処理された処理信号を解析し、前記測定線に沿う超音波反射体の位置と速度を算出する信号解析手順と、  その信号解析手順にて算出された超音波反射体の位置と速度から前記流体の流速分布および流量の少なくとも一方を出力する出力手順と、をコンピュータに実行させるとともに、  前記信号解析手順は、前記デジタルミキサーによって得られた合成波形信号にローパスフィルタによるフィルタリング処理を実行して信号解析をすることとしたことを特徴とする。
【００２２】
（請求項９）
請求９に記載の発明は、請求項６に記載の発明に対応したコンピュータプログラムであり、請求項８に記載の発明を限定したものである。
すなわち、前記デジタル波形発生手順は、デジタル波形データを予め波形データベースに蓄積する波形データ蓄積手順と、その波形データベースから所望するデジタル波形を抽出して前記デジタルミキサーに出力させるデジタル波形出力手順とを含むことを特徴とする。
【００２３】
上記した請求項７から請求項９に記載されたコンピュータプログラムを、記録媒体へ記憶させて提供することもできる。ここで、「記録媒体」とは、それ自身では空間を占有し得ないプログラムを担持することができる媒体であり、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−Ｒ、ＭＯ（光磁気ディスク）、ＤＶＤ−Ｒなどである。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１から請求項３に記載の発明によれば、大口径の配管の流量測定において、被測定流体の流速が速い場合あるいは被測定流体が流れる配管口径が大きい場合であっても、正確な測定を実現できる超音波流量計を提供することができた。
請求項４から請求項６に記載の発明によれば、被測定流体の流速が速い場合あるいは被測定流体が流れる配管口径が大きい場合であっても、正確な測定を実現できる測定方法を提供することができた。
請求項７から請求項９に記載の発明によれば、被測定流体の流速が速い場合あるいは被測定流体が流れる配管口径が大きい場合であっても、正確な測定を実現できる測定プログラムを提供することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本願発明を、実施形態および図面を参照して説明する。個々で使用する図面は、図１から図１３である。
【００２６】
（図１）
図１では、本発明に係る超音波流速分布計及び流量計のシステム構成を概略にて示している。
パソコン（図中「「ＰＣ」」１１）と、そのパソコン１１が読み出し実行可能な超音波流速分布及び流量測定プログラムとが協働し、被測定流体が流れる配管１８に対して、超音波流速分布計及び流量計として機能する。すなわち、パソコン１１に内蔵されるハードディスクには、超音波流速分布及び流量測定プログラムがインストールされている。
【００２７】
配管１８には、超音波トランスデューサ１５が固定される。
超音波トランスデューサ１５は、配管１８に所定の設置角度θをなして外側から設置される。超音波トランスデューサ１５から発信された超音波パルスは、図１に示される測定線ＭＬに沿って、配管１８内を流れる被測定流体１７中に入射され、懸濁する（混在する）超音波反射体により反射される。超音波反射体（気泡４８）によって反射された反射波は、超音波トランスデューサ１５に戻る。この信号と、超音波パルス発信器１５ａ（またはデジタル波形発生装置１５ｂ）による信号の乗算が行われる。
【００２８】
図示は省略しているが、前述のトランスデューサ１５は、音響インピーダンスを整合させるため、音響カプラを介して配管１８に設置されることが一般的である。
超音波流速分布及び流量測定時において、例えば、トランスデューサ１５が発信する超音波パルスの周波数の制御や反射波を受信する際のゲイン調整等の測定に付随的な処理操作（以下、「基本処理操作」）は、事前設定される基本処理ＰＧ２０によって各種機能が実現される。基本処理ＰＧ２０は、例えば、パソコン１１に内蔵されるハードディスク等のパソコン１１が読み出し可能な記録手段に記録され、保存される。
【００２９】
（図２および図４）
図２は第一の実施形態である超音波流速分布計及び流量計の機能ブロック図を示し、図４は超音波の処理手順を概念的に示している。
超音波トランスデューサ１５は、バースト波発信手段と、超音波受信手段として機能する。
前記の超音波トランスデューサ１５におけるバースト波発信手段は、周波数ｆ０のバースト波を所定の繰り返し周波数にて発信する。また、前記の超音波パルス発振機１５ａは、前記バースト波と同じ周波数ｆ０の連続波を発振する。
【００３０】
前記の超音波受信手段が受信したバースト波の反射波と、連続波を、乗算手段３０ａが乗算する。その超音波トランスデューサ１５が受信した超音波エコー信号の周波数をｆ0’として、この乗算処理を実行すると、（ｆ0＋ｆ0’）の周波数成分と（ｆ0−ｆ0’）の周波数成分（ｆ0＞ｆ0’の場合、ｆ0＜ｆ0’の場合は(ｆ0’−ｆ0)となる）を有するようになる。
【００３１】
（図５）
図５は、ローパスフィルタによるフィルタリング機能を概念的に示している。
前述の乗算結果の信号のうち、（ｆ0＋ｆ0’）の周波数成分をローパスフィルタ(31b)によるフィルタリング処理によりカットすることにより、（ｆ0−ｆ0’）の周波数成分だけが残ることとなる。これにより、その後に実行される流速分布算出の際の算出においてサンプリング点数を減らすことができるようになり、相互相関のための計算におけるデータ量を減少させることとなる。
このため、後に実行される流速分布算出の際の計算範囲を絞ることができ、ハードウェアに対する負担を軽減できる。
【００３２】
ローパスフィルタ３０ｂにかけた信号は、超音波制御部２５に送られる。この超音波制御部２５は、ＡＤコンバータ３２と、ウォールフィルタによるＷＦ処理部３３とを備えている。
ＡＤ変換後のデジタル信号は、例えば、パソコン１１に内蔵されるメモリ（図示を省略）にデジタルデータとして一旦蓄積される。メモリに蓄積されたデジタルデータは、例えば、パソコン１１に内蔵されるハードディスクや、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＭＯ等のパソコン１１が読み取り可能な記録手段に記録することができる。また、ＡＤコンバータ３２の解像度は、例えば８ｂｉｔでサンプリング周波数が５００ＭＨｚまで可能である。
【００３３】
前記のウォールフィルタは、クラッタノイズ成分を低減させるフィルタである。この場合、前記ウォールフィルタ処理部３３は、前記超音波発振手段１５により周期的にｎ回（ｎは２以上）連続して発振された超音波パルスの反射波であるｎ系列分の超音波エコー信号から、各系列の開始時刻からの所定経過時刻毎に超音波エコー信号の信号レベルを取得し、系列数順に並べ対応時刻エコーレベル信号を構成し、前記対応時刻エコーレベル信号をフーリエ変換して対応時刻エコーレベル信号の周波数相当成分を得る。そして、前記対応時刻エコーレベル信号の周波数相当成分から低周波相当成分を棄却し、上記低周波相当成分が棄却された対応時刻エコーレベル信号の周波数相当成分に対して逆フーリエ変換を実行した後、時系列順に並べ直してデジタル超音波エコー信号を再構築する。
【００３４】
ただし、前述の乗算手段３０ａやローパスフィルタ３０ｂによってクラッタノイズ成分が低減している場合には、必要ない場合もある。その場合の手順は、二点破線にて示している。
超音波制御部２５にて処理された電気信号は、流速分布算出部３７にて、流速分布を算出するのに用いられる。流速分布を出力したい場合には、表示手段４０（パソコン１１のディスプレイ等）にて出力する。その場合の手順は、二点破線にて示している。
【００３５】
流速分布算出部３７にて、流速分布を算出した結果を用いて流量を算出するには、流量算出部３８にて積分演算などを実行し、単位時間あたりの流量を算出する。すなあち、流量算出部３８は、流速分布算出部３７が算出した流速分布データを受信し、受信した流速分布データを用いて配管１８の内の流速分布を配管１８の内部面積に沿う積分演算を実行することで流量を算出する。すなわち、流量算出のための積分演算処理は、パソコン１１のＣＰＵ等の演算処理手段が、超音波流速分布及び流量測定プログラムを実行することでなされる。そして、その結果は表示手段４０にて出力する。
【００３６】
（図３）
図３では、第二の実施形態である超音波流速分布計及び流量計の機能ブロック図を示す。
この実施形態では、第一の実施形態にて用いた超音波パルス発振機１５ａは使用せず、代わりにデジタル波形発生装置１５ｂを用いる。
超音波トランスデューサ１５は、バースト波発信手段と、そのバースト波の反射波（超音波エコー信号）を受信する超音波受信手段として機能する。
【００３７】
受信した超音波エコー信号は、超音波制御部２５に送られる。この超音波制御部２５は、受信した超音波エコー信号のうち使用した超音波と同じ周波数帯を抽出するフィルタリング（以下、バンドパスフィルタリング処理＝ＢＰＦ処理）を実行するＢＰＦ処理部３１と、超音波エコー信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するＡＤコンバータ３２と、デジタルミキサー３３とを備えている。
バンドパスフィルタ処理部３１は必須ではなく、超音波受信手段が受信した超音波エコー信号をいきなりＡＤコンバータ３２に送っても良い。
【００３８】
前述のデジタルミキサー３３は、前記デジタル波形発生手段１５ｂによって前記超音波発振手段(15)が発振した超音波パルスと同一周波数のデジタル波と、前記ＡＤコンバータ３２によってデジタル化された超音波エコー信号とを乗算処理するものである。そのデジタル化された超音波エコー信号の周波数をｆ0’として、この乗算処理によって、（ｆ0＋ｆ0’）の周波数成分と（ｆ0−ｆ0’）の周波数成分（ｆ0＞ｆ0’の場合、ｆ0＜ｆ0’の場合は(ｆ0’−ｆ0)となる）を有するようになる。
【００３９】
この乗算結果の信号のうち、（ｆ0＋ｆ0’）の周波数成分をローパスフィルタ(31b)によるフィルタリング処理によりカットすることにより、（ｆ0−ｆ0’）の周波数成分だけが残ることとなる。これにより、その後に実行される流速分布算出の際の算出においてサンプリング点数を減らすことができるようになり、相互相関のための計算におけるデータ量を減少させることとなる。
このため、後に実行される流速分布算出の際の計算範囲を絞ることができ、ハードウェアに対する負担を軽減できる。
【００４０】
このデジタル・ローパスフィルタ３４にてフィルタリングした信号は、必要であればＷＦ処理部３３にてウォールフィルタ処理を実行し、反射体位置・速度算出部３６にて反射体４８の位置および速度を算出する。処理された電気信号は、流速分布算出部３７にて、流速分布を算出するのに用いられる。流速分布算出部３７は、反射体位置・速度算出部３６が算出した超音波反射体群の位置及び速度をプロットすることによって速度分布を得る。超音波反射体群の位置及び速度のプロット処理は、前記パソコン１１のＣＰＵ等の演算処理手段が、超音波流速分布及び流量測定プログラムを実行することでなされる。
【００４１】
ここで算出された流速分布を出力したい場合には、表示手段４０にて出力する。その場合の手順は、二点破線にて示している。
流速分布算出部３７にて、流速分布を算出した結果を用いて流量を算出するには、流量算出部にて積分演算などを実行し、単位時間あたりの流量を算出する。その結果は表示手段４０にて出力する。
【００４２】
（図６）
図６では、トリガ信号及び超音波エコー信号受信波形とＡＤコンバータ３２のサンプリングのタイミングとの関係を説明する説明図を示す。
横軸は時間軸、縦軸は信号レベルであり、上段はトリガ信号の時間変化、中段は超音波エコー信号受信波形の時間変化、下段はＡＤコンバータ３２のサンプリングのタイミングが図示される。図６の上段に示すようにトリガ信号は、例えば、所定時間（τ）間隔毎にパルス状の信号が次々と出力されている。このトリガ信号のタイミングに合わせて超音波エコー信号の受信及びＡＤコンバータ３２のサンプリングのタイミングが制御される。
【００４３】
ＡＤコンバータ３２は、図６の下段に示すように、超音波エコー信号を極めて短時間幅、例えば１μｓ毎にデジタルサンプリング処理して、デジタル超音波エコー信号を取得、すなわち、所要系列数の時系列データ（例えば、５１２系列分）を取得する。ＡＤコンバータ３２が、所要系列数分の時系列データの取得を完了すると、ＷＦ処理工程としてデジタル超音波エコー信号に対してＷＦ処理部３３がＷＦ処理を実行する。ＷＦ処理部３３はクラッタノイズを低減する。ＷＦ処理が完了した超音波エコー信号は、信号解析手順によって信号解析される。
【００４４】
なお、本発明では、発振された超音波パルスと同一の信号を乗算、ローパスフィルタによる処理を実行することにより、周波数変化のある場合のエコー信号を抽出することが可能であり、ＷＦ処理相当の効果がある。そのため、必ずしもＷＦ処理の必要はない。
【００４５】
信号解析とは、相互相関法を用いて超音波エコー信号を解析することにより、配管１８内を流れる流体１７の測定線（ステンレス管１８ａの直径方向線）ＭＬに沿う速度分布を求めること又はＭＬに沿う速度分布を求め、求めた流速分布をステンレス管１８ａの内部面積に沿って積分することにより流量を求めることである。
【００４６】
信号解析手順は、流体中の超音波反射体群の位置及び速度を算出する反射体位置・速度算出工程と、この反射体位置・速度算出工程で算出した流体中の超音波反射体群の位置及び速度から流体の流速分布を算出する流速分布算出工程と、この流速分布算出工程で算出した流速分布を配管１８の内部面積に沿う積分演算を行い、流量を算出する流量算出工程とを備える。
【００４７】
信号解析手順としての超音波エコー信号の信号解析は、まず、反射体位置・速度算出工程として反射体位置・速度算出部３６が、超音波反射体群の位置及び速度を算出する。超音波反射体群の位置及び速度の算出は、極めて短時間幅、例えば１μｓ毎に５１２系列サンプリングされるデジタル超音波エコー信号の連続する系列、すなわち、ｎ番目の系列に含まれる反射波（参照波）４５とｎ＋１番目の系列（ｎは、１＜ｎ＜５１１を満たす整数）に含まれる反射波（探索波）４６との相互相関を計算する。
【００４８】
相互相関計算処理ステップとしての参照波４５と探索波４６との相互相関の計算は、探索窓の大きさを変動探索窓法を用いて設定し、探索波４６における必要な探索範囲において、参照波４５との相互相関をｎ＝１からｎ＝５１１まで実行する。そして、参照波４５と探索波４６との相互相関を計算し、相関値がある一定値（閾値）以上の場合、同一の超音波反射体からの反射波とみなす位相特定ステップを実行し、続いて、位相差計算ステップにより特定した参照波４５及び探索波４６の位相差を求め、その位相差から超音波反射体の位置及び速度を算出する位置・速度算出ステップを実行する。
【００４９】
このようにして、参照波４５と探索波４６との相関値がある一定値（閾値）以上の場合、同一の超音波反射体からの反射波とみなして、流体１７中で超音波を反射した各超音波反射体の位置及び速度を算出していく。そして、流速分布算出工程として算出された超音波反射体群の位置及び速度から流速分布算出部３７が被測定流体１７の流速分布を算出する。
【００５０】
流速分布算出部３７は、得られた超音波反射体群の位置及び速度データから測定対象となる被測定流体１７の流速分布を算出する。算出する被測定流体１７の流速分布は、その流速を流体１７中に懸濁される超音波反射体群の速度とみなして、得られた超音波反射体群の位置及び速度データから配管１８（ステンレス配管１８ａ）の位置及びその位置における超音波反射体群の速度の関係、すなわち、配管１８内の流体１７の流速分布を算出する。
【００５１】
なお、信号解析手順は、反射体位置・速度算出工程と、流速分布算出工程と、流量算出工程とを備えているが、信号解析手順は、反射体位置・速度算出工程と、流速分布算出工程とを備える形態でもよい。この場合、超音波流速分布計及び流量計１０は、配管１８内の被測定流体１７の流速分布のみを算出し、流量の算出を行わず、パソコン１１のディスプレイ等の表示可能な表示手段に流速分布が表示される。
【００５２】
（図７）
図７は、図1に示される超音波流速分布計及び流量計において、パソコン１１が超音波流速分布及び流量測定プログラムを実行することによりなされる超音波流速分布及び流量測定処理方法を説明する処理フロー図である。
すなわち、超音波流速分布及び流量測定処理方法は、受信した超音波エコー信号を信号処理する信号処理手順と、信号処理後の超音波エコー信号を信号解析して流体１７の流速分布及び流量を得る信号解析手順とを具備する。
【００５３】
信号処理手順は、受信した超音波エコー信号のうち使用した超音波と同じ周波数帯を抽出するＢＰＦ処理を行うＢＰＦ処理工程と、超音波エコー信号をＡＤ変換するＡＤ変換工程と、超音波エコー信号に重畳するクラッタノイズ成分を低減するＷＦ処理工程とを備える。
【００５４】
信号解析手順は、測定対象である流体１７中の超音波反射体群の位置及び速度を算出する反射体位置・速度算出工程と、反射体位置・速度算出工程で算出した超音波反射体群の位置及び速度から流体の流速分布を算出する流速分布算出工程と、流速分布算出工程で算出した流速分布から流体１７の流量を算出する流量算出工程とを備える。
【００５５】
なお、本発明では、発振された超音波パルスと同一の信号を乗算、ローパスフィルタによる処理を実行することにより、周波数変化のある場合のエコー信号の抽出を行うことが可能であり、ＷＦ処理相当の効果がある。そのため、必ずしもＷＦ処理の必要はない。
【００５６】
まず、パソコン１１に内蔵されるＣＰＵ等の演算処理手段が超音波流速分布及び流量測定ＰＧ１２を読み出し実行して、信号処理手順（ステップＳ１〜ステップＳ３）及び信号解析手順（ステップＳ４〜ステップＳ６）を実行する。
超音波流速分布及び流量測定処理方法における信号処理手順は、ステップＳ１でＢＰＦ処理工程が、ステップＳ２でＡＤ変換工程が、ステップＳ３でＷＦ処理工程がなされる。
【００５７】
（図８）
図８は、信号解析手順における反射体群位置・速度算出工程（ステップＳ４）のより詳細な処理ステップを表した処理フロー図を示す。
ステップＳ４の反射体群位置・速度算出工程は、相互相関計算処理ステップ（ステップＳ２１）と、位相特定ステップ（ステップＳ２２）と、位相差計算ステップ（ステップＳ２３）と、位置・速度算出ステップ（ステップＳ２４）と、探索完了判別ステップ（ステップＳ２５）とを備える。
【００５８】
反射体群位置・速度算出工程は、まず、ステップＳ２１で相互相関計算処理ステップがなされ、相互相関法による参照波４５及び探索波４６の相互相関を計算し相関値を算出する。相関値の算出は、探索波４６の探索窓の大きさを変動探索窓法にて設定し、探索波４６の探索範囲において、参照波４５の参照範囲との相互相関を計算することでなされる。相関値の算出が完了すると、相互相関計算処理ステップ（ステップＳ２１）は完了し、続いて、ステップＳ２２で位相特定ステップがなされる。
【００５９】
ステップＳ２２の位相特定ステップでは、相互相関計算処理ステップ（ステップＳ２１）で得られた相関値が閾値ｓ以上となる関係を有する探索波４６の位相が特定される。閾値ｓは、ＰＧ実行前又は実行時に設定する。位相特定ステップ（ステップＳ２２）は完了し、続いて、ステップＳ２３で位相差計算ステップがなされる。
【００６０】
ステップＳ２３の位相差計算ステップでは、特定した探索波４６の位相と参照波４５の参照した位相との位相差を計算する。位相差の計算が完了すると、位相差計算ステップ（ステップＳ２３）は完了し、続いて、ステップＳ２４で位置・速度算出ステップがなされる。
ステップＳ２４の位置・速度算出ステップでは、計算した位相差から探索波４６の探索範囲にある超音波反射体の位置及び速度を算出する。探索波４６の探索範囲にある超音波反射体の位置及び速度の算出が完了すると、位置・速度算出ステップ（ステップＳ２４）は完了し、続いて、ステップＳ２５の探索完了判別ステップがなされる。
【００６１】
ステップＳ２５の探索完了判別ステップでは、探索波４６において探索する全ての探索範囲について探索が完了したかを判別する。全ての探索範囲について探索が完了していない場合（ステップＳ２５でＮＯの場合）には、ステップＳ２１に進み、ステップＳ２１以降の処理ステップを繰り返す。ステップＳ２１以降の処理ステップを繰り返すことで、流体１７中を流動する超音波反射体群の位置及び速度が算出される。一方、全ての探索範囲について探索が完了している場合（ステップＳ２５でＹＥＳの場合）には、反射体群位置・速度算出工程を終了する。
【００６２】
信号解析手順にて反射体群位置・速度算出工程（ステップＳ４）が完了すると、続いて、流速分布算出工程（ステップＳ５）がなされる。ステップＳ５の流速分布算出工程では、反射体群位置・速度算出工程で算出された反射体群位置及び速度から超音波反射体群の位置と速度との関係、すなわち、流速分布が算出される。流速分布算出の際は、各系列における同じ対応時刻（例えば、対応時刻τ１）において同位置で取得された全ての超音波反射体の速度を加算平均又は２乗平均して算出する。
【００６３】
流速分布が算出されると、流速分布算出工程（ステップＳ５）を完了し、続いて、流量算出工程（ステップＳ６）がなされる。ステップＳ６の流量算出工程では、算出した配管１８の内の流速分布を配管１８の内部面積に沿う積分演算することで流量を算出する。この時、配管１８の内径Ｄ等の流速分布以外に積分演算に必要な情報は、超音波流速分布及び流量測定処理がなされる前に入力設定しておく。
【００６４】
流量の算出が完了すると、流量算出工程（ステップＳ６）は完了し、信号解析手順は全処理工程を完了する。信号解析手順が完了すると、超音波流速分布及び流量測定処理方法における全処理手順を完了する。超音波流速分布及び流量測定処理結果の表示は、パソコン１１に内蔵されるＣＰＵ等の演算処理手段が超音波流速分布及び流量測定プログラムの全処理手順を完了後、基本処理プログラムを読み出して実行することでなされる。
【００６５】
（ウォールフィルタ）
超音波流速分布計及び流量計１０において、被測定流体１７を案内する流体配管に金属配管１８を用いた場合、測定対象流体１７の流速分布及び流量を測定すると、受信した超音波エコー信号には、クラッタノイズと呼ばれるノイズ成分が顕著に重畳する。このノイズ成分によって誤ったトレーサ粒子の位置及び速度情報を得る可能性がある。これを避けるため、前述したＷＦ処理部３３によるクラッタノイズ低減処理を実行する。以下、ＷＦによるクラッタノイズ低減処理方法について説明する。
【００６６】
（図９）
図９では、トリガ信号、超音波エコー信号及びクラッタノイズの時系列変化を説明している。
個々の系列のクラッタノイズは、どの系列においてもその１つ１つは略同様であり、時間の経過に伴い減衰振動するノイズである。このクラッタノイズは、系列数分のノイズが時間差τずつスライドして重畳したノイズとなるので、様々な周波数成分を有するとともに１番目〜ｎ番目の系列の開始時点ごとにｎ個のピークを有する。
【００６７】
従来のＬＰＦ及びＨＰＦを用いたフィルタリング処理やＢＰＦを用いたフィルタリング処理では、様々な周波数成分を有するクラッタノイズを有効にフィルタリング処理できず、クラッタノイズの生じる部分をトレーサ粒子群からの超音波パルスの反射波として捉え、クラッタノイズを誤って有効信号として信号解析がなされていた。
そこで、クラッタノイズを有効信号として捉えるのを防止し、このクラッタノイズを有効信号に対して十分に低減するべくＷＦを使用したフィルタリング処理（ＷＦ処理）を実行する。ＷＦ処理では、まず、デジタル超音波エコー信号から対応時刻エコーレベル信号が取得される。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本願発明は、流量計や流速計の製造業、流量計や流速計の販売業やメンテナンス業、プラントの保守・メンテナンス業、プラントの制御に関わるコンピュータプログラムの製作・メンテナンス業などにおいて、利用可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明に係る超音波流速分布計及び流量計の一実施形態を概略的に表した測定システムであり、実験設備に適用した測定システムの構成概略図。
【図２】第一の実施形態である超音波流速分布計及び流量計の機能ブロック図。
【図３】第二の実施形態である超音波流速分布計及び流量計の機能ブロック図。
【図４】本発明における超音波の乗算を概念的に示す図。
【図５】本発明におけるローパスフィルタの機能を概念的に示す図。
【図６】トリガ信号及び超音波エコー信号受信波形とＡＤコンバータのサンプリングのタイミングとの関係を説明する説明図。
【図７】本発明に係る超音波流速分布及び流量測定処理方法の信号処理手順および信号解析手順を示す処理フロー図。
【図８】本発明に係る流速分布および流量測定処理方法による反射体位置・速度算出工程を示す処理フロー図。
【図９】トリガ信号（上段）、超音波エコー信号（中段）及びクラッタノイズの時系列変化（下段）を説明した説明図。
【符号の説明】
【００７０】
１１  パソコン（ＰＣ）
１４  信号線
１５  トランスデューサ          １５ａ  超音波パルス発振機
１５ｂ  デジタル波形発生装置
１７  被測定流体
１８  金属配管                  １８ａ  ステンレス管
３０ａ  乗算手段                ３０ｂ  ローパスフィルタ
３１  ＢＰＦ処理部              ３２  ＡＤコンバータ
３３  ＷＦ処理部                ３４  デジタル・ローパスフィルタ
３６  反射体位置・速度算出部
３７  流速分布算出部            ３８  流量算出部
４０  表示手段（出力手段）
４３  流体配管設置容器          ４５  参照波
４６  探索波
４８  気泡（反射体）
【図１】
2008232965.tif 000003
【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】
2008232965.tif 000008
【図７】
2008232965.tif 000009
【図８】
2008232965.tif 000010
【図９】
2008232965.tif 000011