(57)【要約】【課題】超音波流量計の種類を変えて取付け場所に対応するのではなく、流れ方向判定部を設けて、流れ方向を自動判定することにより、正負を誤った流量の積算流量への積算を防止する。【解決手段】一方向伝搬時間Ｔ１を計測し（Ｓ１０１）、他方向伝搬時間Ｔ２を計測する（Ｓ１０２）。次に、流速Ｖを計算し（Ｓ１０３）、流量Ｑを計算する（Ｓ１０４）。一定期間が経過するか（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、一定流量以上の流量Ｑが流れていれば（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、流速Ｖが０以上であるかどうかを判定して（Ｓ１０７）、流速Ｖが０以上であれば（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、一方向流れ（右流れ）を記憶し（Ｓ１０８）、流速Ｖが０以上でなければ（Ｓ１０７：ＮＯ）、他方向流れ（左流れ）を記憶する（Ｓ１０９）。通常計測後（Ｓ１１０）、流れ方向を加味して流量を計算し（Ｓ１１１）、積算流量に積算する（Ｓ１１２）。【選択図】図２
2008145401.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路内に対向するように設けられた一対の超音波送受信器と、
前記一対の超音波送受信器の送信および受信を切り換える送受信切換部と、
前記送受信切換部により前記一対の超音波送受信器の送信および受信を切り換えながら一方向伝搬時間および他方向伝搬時間を計測する伝搬時間計測部と、
前記伝搬時間計測部により計測された一方向伝搬時間および他方向伝搬時間を用いて流速を計算し、前記流速が正であれば流れ方向を一方向流れであると判定し、前記流速が負であれば流れ方向を他方流れであると判定する流れ方向判定部と、
前記流れ方向判定部により判定された流れ方向に基づいて流量を計算し、計算された流量を積算流量に積算する積算部と
を有することを特徴とする超音波流量計。
【請求項２】
前記流れ方向判定部により判定される流れ方向を任意に設定する外部入力部を備えることを特徴とする請求項１記載の超音波流量計。
【請求項３】
前記流れ方向判定部は、一定期間の流量に基づいて流れ方向の自動判定を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の超音波流量計。
【請求項４】
前記流れ方向判定部は、一定流量以上を検出したときに流れ方向の自動判定を行うことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の超音波流量計。
【請求項５】
前記流れ方向判定部により判定された流れ方向を表示する流れ方向表示部を備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の超音波流量計。
【請求項６】
前記流れ方向判定部により判定された流れ方向が変化したときに積算流量をゼロ設定するゼロ設定部を備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の超音波流量計。
【請求項７】
前記流れ方向判定部により判定された流れ方向が変化したときに積算流量をゼロ設定するか否かを判定するゼロ設定判定部を備えることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の超音波流量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は超音波流量計に関し、詳しくは超音波送受信器を用いて都市ガス，ＬＰＧ（Liquefied Petroleum Gas），水などの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】
従来の超音波流量計は、図４に示すように、流路１００内に一対の超音波送受信器１０１ａ，１０１ｂが対向するように配設されており、一方の超音波送受信器１０１ａを計測対象の流体（計測流体）の流れ方向の上流側とし、他方の超音波送受信器１０１ｂを下流側とする。まず、積算部１０３は、送受信切換部１０２を制御して、一方の超音波送受信器１０１ａから超音波を送信（発射）して他方の超音波送受信器１０１ｂにて受信し、一方向伝搬時間Ｔ１を計測する。次に、積算部１０３は、送受信切換部１０２を制御して、他方の超音波送受信器１０１ｂから超音波を送信（発射）して一方の超音波送受信器１０１ａにて受信し、他方向伝搬時間Ｔ２を計測する。そして、下式のごとく、流速Ｖを計算する。ただし、Ｌは、超音波送受信器１０１ａ，１０１ｂ間の距離（以下、超音波伝搬距離という）である。
【０００３】
Ｖ＝（Ｌ／２）×（１／Ｔ１−１／Ｔ２）
【０００４】
次に、積算部１０３は、流量Ｑを、Ｑ＝Ｖ×Ｓとして計算する。ただし、Ｓは、流路１００の断面積である。積算部１０３は、計測された一方向伝搬時間Ｔ１および他方向伝搬時間Ｔ２に基づいて流速Ｖおよび流量Ｑを繰り返し計算し、流量Ｑを積算流量ΣＱに積算して記憶する。そして、積算部１０３は、その時点での積算流量ΣＱを積算流量表示部１０４に反映（表示）する（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−０３８７０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の超音波流量計では、一方の超音波送受信器１０１ａから超音波を送信して他方の超音波送受信器１０１ｂで受信した伝搬時間を一方向伝搬時間Ｔ１とし、他方の超音波送受信器１０１ｂから超音波を送信して一方の超音波送受信器１０１ａで受信した伝搬時間を他方向伝搬時間Ｔ２としていたので、一対の超音波送受信器１０１ａ，１０１ｂのどちらを上流側として扱うかによって流速Ｖの符号がプラス・マイナス入れ替わってしまう。このため、流量Ｑのプラス・マイナスも入れ替わってしまい、流量Ｑが積算流量ΣＱに正しく積算されないことが生じる可能性があった。
【０００６】
このため、従来は、右流れ用と左流れ用との２種類の超音波流量計を用意し、取付け場所での計測媒体の流れ方向に応じて適切な種類の超音波流量計を判断して取り付けていた。しかし、製造時の電源投入直後の計測や自然対流による微少流量の計測等の場合には、計測媒体の流れ方向の判断がきわめて難しく、誤った種類の超音波流量計を取り付けてしまうという事態がしばしば生じていた。
【０００７】
このように、従来の超音波流量計は、右流れ用と左流れ用との２種類が用意されて、取付け場所での計測媒体の流れ方向に応じて適切な種類のものが取り付けられていたので、２種類の超音波流量計の製造や管理にかかわるコストアップや煩雑さが生じるという問題点があった。
【０００８】
また、従来の超音波流量計は、取付け場所の計測媒体の流れ方向に対応した正しい種類の超音波流量計を取り付ける必要があり、取付け場所に対応した正しい種類の超音波流量計を取り付けなかった場合（取付け間違い）には、正しい積算流量ΣＱの積算ができないという問題点があった。例えば、ガスメータや水道メータ等の料金請求に関連する超音波流量計の場合には、誤った料金請求が行われるという過失が生じるおそれがあった。
【０００９】
本発明の目的は、上記課題に鑑み、右流れ用と左流れ用との２種類を用意して取付け場所の計測媒体の流れ方向に応じて正しい種類の超音波流量計を取り付けるのではなく、流れ方向判定部を設けて、計測流体の右流れまたは左流れを判定することで、１種類でも積算流量の誤った積算が行われないようにした超音波流量計を提供することにある。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の超音波流量計は、流路内に対向するように設けられた一対の超音波送受信器と、前記一対の超音波送受信器の送信および受信を切り換える送受信切換部と、前記送受信切換部により前記一対の超音波送受信器の送信および受信を切り換えながら一方向伝搬時間および他方向伝搬時間を計測する伝搬時間計測部と、前記伝搬時間計測部により計測された一方向伝搬時間および他方向伝搬時間を用いて流速を計算し、前記流速が正であれば流れ方向を一方向流れであると判定し、前記流速が負であれば流れ方向を他方流れであると判定する流れ方向判定部と、前記流れ方向判定部により判定された流れ方向に基づいて流量を計算し、計算された流量を積算流量に積算する積算部とを有することを特徴とする。請求項１記載の超音波流量計によれば、流れ方向判定部を設けて、一方の超音波送受信器から超音波を送信して他方の超音波送受信器で受信した伝搬時間を一方向伝搬時間Ｔ１とし、他方の超音波送受信器から超音波を送信して一方の超音波送受信器で受信した伝搬時間を他方向伝搬時間Ｔ２とすると、一方の超音波送受信器が上流側、他方の超音波送受信器を下流側と仮定して、下式のごとく、流速Ｖを求める。
【００１１】
Ｖ＝（Ｌ／２）×（１／Ｔ１−１／Ｔ２）
【００１２】
そして、流速Ｖが正であれば流れ方向を一方向流れであると判定し、流速Ｖが負であれば流れ方向を他方流れであると判定し、判定された流れ方向が一方向流れであれば流速Ｖに正符号を掛けて流量Ｑを計算し、他方向流れであれば流速Ｖに負符号を掛けて流量Ｑを計算し、計算された流量Ｑを積算流量ΣＱに積算することにより、１種類の超音波流量計でも正負を誤った流量Ｑの積算流量ΣＱへの積算が行われないようにすることができる。
【００１３】
請求項２記載の超音波流量計は、請求項１記載の超音波流量計において、前記流れ方向判定部により判定される流れ方向を任意に設定する外部入力部を備えることを特徴とする。請求項２記載の超音波流量計によれば、流れ方向判定部により判定される流れ方向を任意に設定するための外部入力部を備えることで、流れ方向判定部に対して外部から任意に、かつ状況に応じて流れ方向を設定することができ、これにより積算流量ΣＱの積算に対する外部からの指示が可能となる。
【００１４】
請求項３記載の超音波流量計は、請求項１または２に記載の超音波流量計において、前記流れ方向判定部が、一定期間の流量に基づいて流れ方向の自動判定を行うことを特徴とする。請求項３記載の超音波流量計によれば、流れ方向判定部が計測流体の右流れまたは左流れを一定期間の流量Ｑに基づいて自動判定することで、流れ方向の誤設定や設定のための手間，時間効率，不要な外部設定機等の削除が可能となる。流れ方向を自動判定するためには、製造時に超音波流量計に電源を投入してからの一定期間の流量Ｑや流量Ｑの計算結果をもとに、計算結果が正となる流れ方向に自動判定する。または、取付け場所に取り付けてから一定期間の流量Ｑから判断して右流れ・左流れを自動判定することや、取付け場所に取り付けてから外部スイッチ等の信号をもとに、この信号から一定期間の流量Ｑに基づいて判断して自動判定することも可能である。
【００１５】
請求項４記載の超音波流量計は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の超音波流量計において、前記流れ方向判定部が、一定流量以上を検出したときに流れ方向の自動判定を行うことを特徴とする。請求項４記載の超音波流量計によれば、流れ方向判定部が右流れまたは左流れを判定するのは、絶対量として一定流量以上の流量Ｑを得た時に、その流量結果が正値となる方向に自動判定することで、製造時の電源投入直後、計測のバラツキや自然対流による微少計測等の影響による誤判定をせずに、正しい流れ方向の判定が可能となる。さらに、取付け場所に超音波流量計を取り付けてから、一定流量以上の流量Ｑをもとに自動判定することで、取付け場所に合った流れ方向の判定が可能となり、取付け場所に対する誤取付け，流れ方向の誤設定，手間，時間効率等に大変優れた流れ方向の判定が可能となる。
【００１６】
請求項５記載の超音波流量計は、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の超音波流量計において、前記流れ方向判定部により判定された流れ方向を表示する流れ方向表示部を備えることを特徴とする。請求項５記載の超音波流量計によれば、流れ方向判定部の流れ方向判定結果および判定中等の経過を外部に知らせる表示部を備えることで、例えば、表示部に流れ方向の判定表示（例えば、右および／または左を指し示す矢印，文字，対応記号等）がされていない場合には、製造してからまだ超音波流量計は流れ方向の判定工程を過ぎていない超音波流量計であることが分かったり、取付け場所にて取り付けた際に、その場所で流れ方向の判定をさせたときには、流れ方向の判定中、さらには流れ方向の判定終了として流れ方向の判定表示がされることで、取付け者が判定できる。さらには、一旦取り付けた超音波流量計を取り外して別の場所に再取付けしようとする場合に、流れ方向が判定表示されているので、取付け間違いを起こさない等の識別が可能となる。
【００１７】
請求項６記載の超音波流量計は、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の超音波流量計において、前記流れ方向判定部により判定された流れ方向が変化したときに積算流量をゼロ設定するゼロ設定部を備えることを特徴とする。請求項６記載の超音波流量計によれば、流れ方向判定部の判定結果である流れ方向が変化したならば積算流量をゼ口設定にするためのゼロ設定部を設けることで、例えば、超音波流量計を一旦取り付けた場所から別の場所に再取付け（再利用）しようとしたときに、計測流体の使用者が異なる場合等に、新たな使用者であるので今までの積算流量ΣＱはゼロ（初期状態）から管理した方が管理上便利で誤りが無い（例えば、途中の積算流量ΣＱからの流量Ｑを積算していくときに、前のデータの管理漏れ，記述間違えや、超音波流量計を持ち運びした時の計測値ズレ等の誤りがなくせる）。
【００１８】
請求項７記載の超音波流量計は、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の超音波流量計において、前記流れ方向判定部により判定された流れ方向が変化したときに積算流量をゼロ設定するか否かを判定するゼロ設定判定部を備えることを特徴とする。請求項７記載の超音波流量計によれば、ゼロ設定部にて全ての取付け場所に対して積算流量ΣＱをゼロにしたくない場合等に対応してゼロ設定判定部を備えることで、積算流量ΣＱのゼロ設定をするか否かの選択が可能となる。例えば、家の建替え等の事情から、超音波流量計の管理上、一旦取り外して、再度同じ計測流体の使用者が使用する場合等の、前回までの積算流量ΣＱを引き続き使用したいときがある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
正負を誤った流量Ｑが積算流量ΣＱに積算されないようにするという目的を、流れ方向判定部を設けて、計測流体の流れ方向が一方向流れ（右流れ）であるか他方向流れ（左流れ）であるかを自動判定することで達成した。
【００２０】
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。
【実施例１】
【００２１】
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る。本実施例１に係る超音波流量計は、一対の超音波送受信器１ａ，１ｂと、送受信切換部２と、駆動部３と、流路４と、増幅部５と、受信部６と、伝搬時間計測部７と、制御部８と、表示部９と、外部入力部１０とから、その主要部が構成されている。なお、流路４内を流通する計測流体としては、ガス，水，空気等がある。
【００２２】
一対の超音波送受信器１ａ，１ｂは、超音波を電気−振動変換する超音波変換素子でなり、流路４内に超音波伝搬長Ｌを介して対向するように配設されている。
【００２３】
送受信切換部２は、送信手段２１と、受信手段２２とを含んで構成されており、切替接片端子が制御部８に接続され、一方の切替接点端子が一方の超音波送受信器１ａに接続され、他方の切替接点端子が他方の超音波送受信器１ｂに接続されている。送受信切換部２は、超音波送受信器１ａ，１ｂを、一方の超音波送受信器１ａから超音波を送信（発射）させて他方の超音波送受信器１ｂで受信するのか、他方の超音波送受信器１ｂから超音波を送信（発射）させて一方の超音波送受信器１ａで受信するのかを、制御部８からの制御で切り換える。
【００２４】
駆動部３は、制御部８からの制御により、超音波を発射するための印加電圧を送受信切換部２を介して超音波送受信器１ａ，１ｂに印加する。また、駆動部３は、伝搬開始信号を伝搬時間計測部７に送信して、伝搬時間の計測を開始させる。
【００２５】
増幅部５は、超音波送受信器１ａ，１ｂで受信された超音波の受信信号を電圧増幅する。
【００２６】
受信部６は、制御部８からの制御により、増幅部５で電圧増幅された受信信号から、受信波の検出ポイントを検出し、その伝播検出信号を伝搬時間計測部７に送信して、伝搬時間の計測を終了させる。
【００２７】
伝搬時間計測部７は、伝搬開始信号から伝搬検出信号までの時間を計測して、伝搬時間として制御部８へ送信する。
【００２８】
制御部８は、積算部８１と、流れ方向判定部８２と、一定期間判定部８３と、一定流量判定部８４と、ゼロ設定部８５と、ゼロ設定判定部８６とを含んで構成されている。
【００２９】
積算部８１は、伝搬時間計測部７から送信されてきた一方向伝搬時間Ｔ１および他方向伝搬時間Ｔ２をもとに、流速Ｖを計算し、流れ方向判定部８２により流速Ｖが正であれば流れ方向を一方向流れ（右流れ）であると判定し、流速Ｖが負であれば流れ方向を他方流れ（左流れ）であると判定し、一方向流れ（右流れ）または他方向流れ（左流れ）の判定結果を記憶する。また、積算部８１は、流れ方向判定部８２により判定された流れ方向が一方向流れであれば流速Ｖに正符号を掛けて流量Ｑを計算し、他方向流れであれば流速Ｖに負符号を掛けて流量Ｑを計算し、計算された流量Ｑを積算流量ΣＱに積算して記憶する。さらに、積算部８１は、流れ方向判定部８２の判定結果である流れ方向を流れ方向表示部９２に表示（反映）させる（積算流量表示部９１と流れ方向表示部９２とを同じ表示部９に表示をさせる）。
【００３０】
流れ方向判定部８２は、伝搬時間計測部７により計測された一方向伝搬時間Ｔ１および他方向伝搬時間Ｔ２を用いて流速Ｖを計算し、流速Ｖが正であれば流れ方向を一方向流れ（右流れ）であると判定し、流速Ｖが負であれば流れ方向を他方流れ（左流れ）であると判定する。なお、流れ方向判定部８２は、外部入力部１０からの制御信号をもとに外部設定されてもいいし、外部入力部１０からの信号をもとに流れ方向の自動判定動作を行ってもいい。自動判定動作中に、流れ方向判定部８２が積算部８１から流量Ｑを受け取ることは言うまでもない。流れ方向判定部８２は、一定期間の流量Ｑに基づいて流れ方向を自動判定することで、誤設定や設定のための手間，時間効率，不要な外部設定機の削減が可能となる。流れ方向を自動判定する場合としては、製造時に超音波流量計に電源を投入した後から一定期間の流量Ｑをもとに自動判定動作を行ったり、または、超音波流量計が取付け場所に取り付けられてから一定期間の流量Ｑをもとに自動判定動作を行ったり、または、取付け場所に取り付けられてから外部スイッチ等（外部入力部１０等）のトリガをもとに自動判定動作を行ったりすることが考えられる。また、流れ方向判定部８２は、外部入力部１０からの制御信号を受けた後に一定流量以上の流量Ｑが流れたことを判定した時点から流れ方向を判定することもできる。流れ方向判定部８２が一定流量以上の流量Ｑをもとに流れ方向を自動判定するようにすることで、例えば、製造時の電源投入直後からの計測バラツキや自然対流による微少流量の計測結果からでは自動判定動作は開始されずに、正しい流れ方向の判定を行う時期を間違えることなく動作が可能となる。さらに、取付け場所に取り付けてから、一定流量以上（絶対量として）の流量Ｑをもとに自動判定することで、取付け場所に合った流れ方向の判定が可能となり、特に外部スイッチ等（外部入力部１０等）が無くても自動判定動作の開始が可能となる。一旦、流れ方向判定部８２ヘの自動判定動作にて流れ方向を判定した後には、一定流量以上の流量Ｑが流れても再度、自動判定動作を繰り返し行わないことは、言うまでもない。
【００３１】
一定期間判定部８３は、所定の契機から一定期間が経過したかどうかを判定する。所定の契機には、例えば、製造時の電源投入、外部入力部１０からの流れ方向判定開始指示の入力等がある。一定期間判定部８３の判定結果である一定期間の経過をもとに流れ方向判定部８２を設定する場合には、電源投入直後の一定期間の流量Ｑをもとに判定したり、外部入力部１０からの制御信号を受けた後の一定期間の流量Ｑをもとに判定したりすることが可能である。
【００３２】
一定流量判定部８４は、積算部８１から送られてくる現時点での流量Ｑを予め決められた一定流量と比較し、一定流量以上の流量Ｑが流れたかどうかを判定する。一定流量判定部８４は、その判定結果を制御部８に送信する。一定流量判定部８４からの一定流量以上の流量Ｑが流れたかどうかの判定結果をもとに流れ方向判定部８２を設定する場合には、電源投入直後から積算部８１からの計算結果の流量Ｑをもとに流量Ｑがある一定流量以上の流量Ｑになったときから判定を行うことができる。
【００３３】
ゼロ設定部８５は、ゼロ設定判定部８６の判定結果をもとに、例えばゼロ設定判定部８６がゼロ設定許可状態になっていたならば、流れ方向判定部８２の判定結果である流れ方向が変化したことを検知した時点で、積算部８１に記憶されている積算流量ΣＱをゼロ（初期状態）にする制御を行う。ただし、ゼロ設定判定部８６がゼロ設定禁止状態になっていたならば、ゼロ設定部８５は、積算部８１に記憶された積算流量ΣＱをゼロ（初期状態）にする制御は行わない。流れ方向判定部８２の判定結果である流れ方向が変化したならば、積算流量ΣＱをゼロ設定（初期化）するための、ゼロ設定部８５を設けることで、超音波流量計の再利用（再取付け）における管理上の複雑さや管理間違え、持ち運び時の積算流量ΣＱのズレ等のわずらわしさを無くすことが可能となる。
【００３４】
ゼロ設定判定部８６は、流れ方向判定部８２の判定結果である流れ方向が変化したならば、積算部８１に記憶された積算流量ΣＱをゼロ設定するか否かを判定する。なお、ゼロ設定判定部８６が無くても、流れ方向判定部８２が予め設定変更されたならば、積算部８１に記憶された積算流量ΣＱヘの制御の有無を決めておくこと等は容易に考えられる。ゼロ設定判定部８６を設けて、流れ方向判定部８２の判定結果である流れ方向が変化しても、ゼロ設定部８５にて積算流量ΣＱをゼロ設定（初期化）するか否かの選択を可能とすることで、超音波流量計の管理上、一且取り外した場所に再度取り付ける等の取付け環境における対応が可能となる。すなわち、管理上で積算流量ΣＱをゼロ設定にした方が便利なのか、それ以前の積算流量ΣＱを引き継いだ方が便利なのかを判定することにより、管理上の利便性が向上する。
【００３５】
図２は、本実施例１に係る超音波流量計における制御部８の処理を示すフローチャートである。
【００３６】
図３は、本実施例１に係る超音波流量計における表示部９での表示例を示す図である。表示部９としては、ＬＣＤ（Liquid Crystal Device）やＬＥＤ（Light Emitting Diode）表示が容易に考えられる。表示部９は、積算流量表示部９１と、流れ方向表示部９２とを含んで構成されている。積算流量表示部９１には、例えば、数字等で積算流量ΣＱが表示される。流れ方向表示部９２の表示内容として、一方向流れ（右流れ）または他方向流れ（左流れ），あるいは流れ方向の判定中または未だ判定されていない等の状態を示す記号や文字が考えられる。例えば、右矢印の点灯で一方向流れ（右流れ）が、左矢印の点灯で他方向流れ（左流れ）が、四角の点灯で計測中，計測不能等の状態が表示される。流れ方向表示部９２を設け、流れ方向判定部８２の判定結果である流れ方向および判定中等の経過を表示する構成とすることで、超音波流量計の現状を把握できるため（例えば、製造時等にまだ超音波流量計は流れ方向の判定工程を過ぎていない、または、取付け場所に取り付けたときに流れ方向の判定表示からすでに流れ方向が判定された超音波流量計であること等が確認および判定できる）、取付け間違えや、取付け作業漏れ（超音波流量計に流れ方向を判定させること）等のミスが無<なる。
【００３７】
外部入力部１０は、流れ方向判定部８２により判定される流れ方向を外部から任意に設定することを可能にする。外部入力部１０としては、メカニカルスイッチや電気的なＨｉｇｈ／Ｌｏｗ切換部や通信にて設定が可能な構成等が考えられる。換言すれば、外部入力部１０は、スイッチ等のメカニカルな構成とすることも、別に用意した外部設定機からの通信を受信できる（ソフトウェア的に設定が可能な）構成とすることもできる。流れ方向判定部８２の判定結果である流れ方向を外部から設定するための外部入力部１０を備えることで、設定時間的および計測環境的に流れ方向の判定および変更を任意に行わせることが可能となる。
【００３８】
次に、このように構成された実施例１に係る超音波流量計の動作について説明する。
【００３９】
まず、制御部８は、一方向伝搬時間Ｔ１を、流量変動の影響が無視できる短い間に計測する（図２のＳ１０１）。
【００４０】
詳しくは、制御部８は、送受信切換信号を送受信切換部２に出力する。
【００４１】
送受信切換部２は、送受信切換信号を受けると、一方の超音波送受信器１ａを送信側とし、他方の超音波送受信器１ｂを受信側とするように切り換える。換言すれば、送受信切換部２は、一方の超音波送受信器１ａを送信手段２１に接続し、他方の超音波送受信器１ｂを受信手段２２に接続する。
【００４２】
次に、制御部８は、駆動開始信号を駆動部３に出力する。
【００４３】
駆動部３は、駆動開始信号を受信すると、駆動パルス信号を、送受信切換部２の送信手段２１を介して送信側の一方の超音波送受信器１ａに印加して超音波を発射させる。これと同時に、駆動部３は、伝搬開始信号を伝搬時間計測部７に出力する。
【００４４】
伝搬時間計測部７は、駆動部３からの伝搬開始信号を受けると、一方向伝搬時間Ｔ１の計測を開始する。
【００４５】
一方の超音波送受信器１ａから発射された超音波が計測流体を伝搬して他方の超音波送受信器１ｂで受信されると、他方の超音波送受信器１ｂは、超音波を受信信号に変換する。
【００４６】
増幅部５は、他方の超音波送受信器１ｂで変換された微弱な受信信号を送受信切換部２の受信手段２２を介して入力し、電圧増幅して受信部６に出力する。
【００４７】
受信部６は、超音波の受信信号の検出ポイントとして予め設定された受信パルス数のゼロクロスポイントを検出すると、伝搬検出信号を伝搬時間計測部７に伝える。
【００４８】
伝搬時間計測部７は、受信部６からの伝搬検出信号を受けると、伝搬開始信号から伝搬検出信号までの一方向伝搬時間Ｔ１の計測を終了し、一方向伝搬時間Ｔ１を制御部８に送信する。
【００４９】
伝搬時間計測部７から一方向伝搬時間Ｔ１を受信すると、制御部８は、一方向伝搬時間Ｔ１を記憶した後、ステップＳ１０１と同様にして、他方向伝搬時間Ｔ２を、流量変動の影響が無視できる短い間に計測する（Ｓ１０２）。
【００５０】
詳しくは、制御部８は、送受信切換信号を送受信切換部２に出力する。
【００５１】
送受信切換部２は、送受信切換信号を受けると、一方の超音波送受信器１ａを受信側とし、他方の超音波送受信器１ｂを送信側とするように切り換える。換言すれば、一方の超音波送受信器１ａを受信手段２２に接続し、他方の超音波送受信器１ｂを送信手段２１に接続する。
【００５２】
次に、制御部８は、駆動開始信号を駆動部３に出力する。
【００５３】
駆動部３は、駆動開始信号を受信すると、駆動パルス信号を、送受信切換部２の送信手段２１を介して他方の超音波送受信器１ｂに印加して超音波を発射させる。これと同時に、駆動部３は、伝搬開始信号を伝搬時間計測部７に出力する。
【００５４】
伝搬時間計測部７は、駆動部３からの伝搬開始信号を受けると、他方向伝搬時間Ｔ２の計測を開始する。
【００５５】
他方の超音波送受信器１ｂから発射された超音波が計測流体を伝搬して一方の超音波送受信器１ａで受信されると、一方の超音波送受信器１ａは、超音波を受信信号に変換する。
【００５６】
増幅部５は、一方の超音波送受信器１ａで変換された微弱な受信信号を送受信切換部２の受信手段２２を介して入力し、電圧増幅して受信部６に出力する。
【００５７】
受信部６は、超音波の受信信号の検出ポイントとして予め設定された受信パルス数のゼロクロスポイントを検出すると、伝搬検出信号を伝搬時間計測部７に伝える。
【００５８】
伝搬時間計測部７は、受信部６からの伝搬検出信号を受けると、伝搬開始信号から伝搬検出信号までの他方向伝搬時間Ｔ２の計測を終了し、他方向伝搬時間Ｔ２を制御部８に送信する。
【００５９】
伝搬時間計測部７から他方向伝搬時間Ｔ２を受信すると、制御部８は、他方向伝搬時間Ｔ２を記憶する。
【００６０】
次に、制御部８は、記憶した一方向伝播時間Ｔ１および他方向伝搬時間Ｔ２を用いて、流速Ｖを計算する（Ｓ１０３）。詳しくは、一方の超音波送受信器１ａを上流側、他方の超音波送受信器１ｂを下流側と仮定して、下式のごとく、流速Ｖを求める。
【００６１】
Ｖ＝（Ｌ／２）×（１／Ｔ１−１／Ｔ２）
【００６２】
続いて、制御部８は、Ｑ＝Ｓ×Ｖにより流量Ｑを計算する（Ｓ１０４）。
【００６３】
次に、制御部８は、一定期間判定部８３により、ある契機から一定期間が経過したかどうかを判定する（Ｓ１０５）。ここで、一定期間とは、例えば、製造時の電源投入直後、あるいは再取付け時の電源投入直後からの計測バラツキを除くための比較的短い期間である。一定期間が経過していれば（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、制御部８は、ステップＳ１０７に制御を移行する。
【００６４】
一定期間が経過していなければ（Ｓ１０５：ＮＯ）、制御部８は、一定流量判定部８４により、一定流量以上の流量Ｑが流れたかどうかを判定する（Ｓ１０６）。ここで、一定流量とは、例えば、計測流体の自然対流による微少流量を除くための流量である。一定流量以上の流量Ｑが流れていなければ（Ｓ１０６：ＮＯ）、制御部８は、ステップＳ１０１に制御を戻す。一定流量以上の流量Ｑが流れていれば（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、制御部８は、ステップＳ１０７に制御を移す。
【００６５】
ステップＳ１０７では、制御部８は、流速Ｖが０以上であるかどうかを判定して、流速Ｖが０以上であれば（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、流れ方向として一方向流れ（右流れ）を記憶し（Ｓ１０８）、流速Ｖが０以上でなければ（Ｓ１０７：ＮＯ）、流れ方向として他方向流れ（左流れ）を記憶する（Ｓ１０９）。また、制御部８は、記憶した流れ方向を表示部９の流れ方向表示部９２に表示する。
【００６６】
この後、制御部８は、通常計測を行う（Ｓ１１０）。詳しくは、ステップＳ１０１〜Ｓ１０４と同様の処理を行い、流量Ｑを計算する。
【００６７】
そして、制御部８は、流れ方向が一方向流れ（右流れ）であれば、積算部８１により、流れ方向判定部８２により判定されて記憶されている流れ方向が一方向流れ（右流れ）であれば流速Ｖに正符号を掛けて流量Ｑを計算し、他方向流れ（左流れ）であれば流速Ｖに負符号を掛けて流量Ｑを計算し（Ｓ１１１）、計算された流量を積算流量ΣＱに積算する（Ｓ１１２）。
【００６８】
以降は、制御部８は、ステップＳ１１０〜Ｓ１１２の処理を繰り返す。
【００６９】
実施例１によれば、流れ方向判定部８２を設けて、一方向流れ（右流れ）または他方向流れ（左流れ）を自動判定する構成としたので、右流れ用および左流れ用の２種類の超音波流量計を用意して取付け場所での計測媒体の流れ方向に応じて合致する種類の超音波流量計を取り付ける必要がなくなり、超音波流量計を取付け場所に対応させる手間や煩わしさ，管理の混乱，コストアップといった不具合が解消される。
【００７０】
また、実施例１によれば、取付け場所の計測媒体の流れ方向に対応した正しい種類の超音波流量計を取り付けるという必要がなくなるので、取付け間違いが発生することがなくなる。この結果、流量Ｑの積算流量ΣＱへの積算が常に正しく行われるので、例えば、ガスメータや水道メータ等の料金請求に関連する超音波流量計の場合には、誤った料金請求が行われるという過失が生じるおそれがなくなる。
【００７１】
以上、本発明の実施例を説明したが、これはあくまでも例示にすぎず、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】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。
【図２】本実施例１に係る超音波流量計における制御部の処理を示すフローチャート。
【図３】本実施例１に係る超音波流量計における表示部での表示例を示す図。
【図４】従来の超音波流量計の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００７３】
１ａ，１ｂ  超音波送受信器
２  送受信切換部
３  駆動部
４  流路
５  増幅部
６  受信部
７  伝搬時間計測部
８  制御部
９  表示部
１０  外部入力部
８１  積算部
８２  流れ方向判定部
８３  一定期間判定部
８４  一定流量判定部
８５  ゼロ設定部
８６  ゼロ設定判定部
９１  積算流量表示部
９２  流れ方向表示部
【図１】
2008145401.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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