(57)【要約】【課題】流量測定および温度測定の信号処理を簡素化し、測定に係る構成の小型化を図り、流量と温度とを正確に測定する。【解決手段】第１超音波振動子６と第２超音波振動子７との間で送受信する超音波が流路１０の内壁面１０ａで少なくとも１回反射する第１伝搬経路と、第１超音波振動子６と第３超音波振動子８との間で送受信する超音波が第１伝搬経路の途中の反射部分で流路１０から測定配管５の外部に伝搬する第２伝搬経路とを備える。そして、第１伝搬経路での往復の超音波の伝搬時間の差によって流路１０を通過する流体９の流量を測定する。また、第１伝搬経路および第２伝搬経路での超音波の伝搬時間の差によって流路１０を通過する流体９の温度を測定する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に流路を形成する測定配管の外部に第１超音波振動子および第２超音波振動子を設け、当該第１超音波振動子および第２超音波振動子の間で送受信する超音波が前記流路の内壁面で少なくとも１回反射する第１伝搬経路と、
前記測定配管の外部に第３超音波振動子を設け、前記第１超音波振動子および前記第３超音波振動子の間で送受信する超音波が前記第１伝搬経路の途中の反射部分で前記流路から前記測定配管の外部に伝搬する第２伝搬経路と、
前記第１伝搬経路あるいは前記第２伝搬経路での往復の超音波の伝搬時間の差によって前記流路を通過する流体の流量を測定する流量測定手段と、
前記第１伝搬経路および前記第２伝搬経路での超音波の伝搬時間の差によって前記流路を通過する流体の温度を測定する温度測定手段と、
を備えたことを特徴とする超音波流量温度計。
【請求項２】
前記第１伝搬経路および前記第２伝搬経路は、前記流路の内壁面と前記各超音波振動子との間での超音波の伝搬距離が等しいことを特徴とする請求項１に記載の超音波流量温度計。
【請求項３】
前記温度測定手段は、前記第１伝搬経路での超音波の第１平均伝搬時間と、前記第２伝搬経路での超音波の第２平均伝搬時間と、当該各平均伝搬時間の差である流体内部での超音波の流体平均伝搬時間とを演算し、予め取得した当該流体の超音波の流体伝搬時間に関する温度特性によって当該流体平均伝搬時間における流体の温度を得る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温度計。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一つに記載の超音波流量温度計を飲料の供給経路となる部位に設け、前記超音波流量温度計の各測定結果に基づいて当該飲料の注出および当該飲料への圧力管理を行うようにしたことを特徴とする飲料注出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体の流量および温度を測定する超音波流量温度計、および当該流量温度計を用いた飲料注出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ビール、ジュースなどの発泡飲料を定量注出する飲料注出装置は、発泡飲料が入った飲料タンク内に圧力をかけ、当該飲料タンクから冷却部を介して飲料吐出口に繋がる流路に設けた吐出弁を開閉制御する。これにより、前記圧力によって発泡飲料を飲料吐出口から吐出して当該発泡飲料を飲料容器に注出する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記飲料注出装置では、発泡飲料の定量注出を行うために、発泡飲料の流量を求める流量計を流路に備えている。流量計には超音波流量計がある。超音波流量計は、流路を形成する測定配管の外面に超音波振動子の対を配置している。そして、一方の超音波振動子から流路内に送信した超音波を他方の超音波振動子により受信し、この受信した超音波の伝搬時間に基づいて、流路を通過する流体の流量を測定する。
【０００４】
また、上記飲料注出装置では、発泡飲料の温度に適応した圧力をかけて当該発泡飲料の味覚を維持するために、発泡飲料の温度を求める温度計を冷却部以前の流路に備えている。温度計には熱電対、サーミスタ、白金抵抗素子などを用いたものが周知である。そして、飲料注出装置は、上記温度計が測定した発泡飲料の温度に応じて圧力を制御する。
【０００５】
【特許文献１】
特許第２９３３３７２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の技術では、流量計が超音波を用い、温度計が熱電対、サーミスタ、白金抵抗素子などを用いている。このため、一方（流量計側）では超音波の信号処理を行い、他方（温度計側）では超音波とは別の信号処理を行うので別々の測定回路が必要になって信号処理が複雑になるという問題があった。
【０００７】
また、流量計と温度計とをそれぞれ別に設けると流路周りの構成の大型化を招くことになる。特に、飲料注出装置においては、流量計と温度計とをそれぞれ別に構成すると装置が大型化してしまう。また、飲料注出装置において飲料が発泡飲料の場合では、温度計の素子を流路内に設けて生じた段差によって当該発泡飲料に発泡が促進するので、正確な流量を測定できないという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記実情に鑑みて、流量測定および温度測定の信号処理を簡素化するとともに、測定に係る構成の小型化を図り、さらに流量と温度とを正確に測定することができる超音波流量温度計および飲料注出装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係る超音波流量温度計は、内部に流路を形成する測定配管の外部に第１超音波振動子および第２超音波振動子を設け、当該第１超音波振動子および第２超音波振動子の間で送受信する超音波が前記流路の内壁面で少なくとも１回反射する第１伝搬経路と、前記測定配管の外部に第３超音波振動子を設け、前記第１超音波振動子および前記第３超音波振動子の間で送受信する超音波が前記第１伝搬経路の途中の反射部分で前記流路から前記測定配管の外部に伝搬する第２伝搬経路と、前記第１伝搬経路あるいは前記第２伝搬経路での往復の超音波の伝搬時間の差によって前記流路を通過する流体の流量を測定する流量測定手段と、前記第１伝搬経路および前記第２伝搬経路での超音波の伝搬時間の差によって前記流路を通過する流体の温度を測定する温度測定手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項２に係る超音波流量温度計は、上記請求項１において、前記第１伝搬経路および前記第２伝搬経路は、前記流路の内壁面と前記各超音波振動子との間での超音波の伝搬距離が等しいことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項３に係る超音波流量温度計は、上記請求項１または２において、前記温度測定手段は、前記第１伝搬経路での超音波の第１平均伝搬時間と、前記第２伝搬経路での超音波の第２平均伝搬時間と、当該各平均伝搬時間の差である流体内部での超音波の流体平均伝搬時間とを演算し、予め取得した当該流体の超音波の流体伝搬時間に関する温度特性によって当該流体平均伝搬時間における流体の温度を得ることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項４に係る飲料注出装置は、上記請求項１〜３のいずれか一つに記載の超音波流量温度計を飲料の供給経路となる部位に設け、前記超音波流量温度計の各測定結果に基づいて当該飲料の注出および当該飲料への圧力管理を行うようにしたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る超音波流量温度計の好適な実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態である超音波流量温度計を示す図である。
【００１４】
図１に示すように、本実施の形態における超音波流量温度計１は、検出部２と、流量測定手段３と、温度測定手段４とを有している。
【００１５】
まず、検出部２は、測定配管５に、第１超音波振動子６、第２超音波振動子７および第３超音波振動子８を備えて構成してある。
【００１６】
測定配管５は、本実施の形態では円筒形状に構成したもので、内部に流体９が通過する断面円形の流路１０が形成してある。また、測定配管５の外部となる外周面側の部位には、第１楔部１１、第２楔部１２および第３楔部１３が一体に設けてある。なお、測定配管５をなす材質としては、例えばポリサルフォンやエポキシ樹脂、ポリプロピレンなどの樹脂材、あるいはステンレス鋼などの金属がある。
【００１７】
各楔部１１、１２、１３は、それぞれ各超音波振動子６、７、８を取り付けるものである。第１楔部１１は、流体９の流れ方向（図１中矢印で示す）の上流側であって、図１中測定配管５の上部に設けてある。この第１楔部１１は、第１超音波振動子６を取り付ける平坦な取付面１１ａを有している。取付面１１ａは、流体９の流れ方向に対して傾斜して設けてあり、第１超音波振動子６が送受信する超音波の伝搬方向を流体９の流れ方向に順じ、かつ、当該流体９の流れ方向に対して射交するようにしている。第２楔部１２は、流体９の流れ方向の下流側であって、図１中測定配管５の上部に設けてある。この第２楔部１２は、第２超音波振動子７を取り付ける平坦な取付面１２ａを有している。取付面１２ａは、流体９の流れ方向に対して傾斜して設けてあり、第２超音波振動子７が送受信する超音波の伝搬方向を流体９の流れ方向に逆らい、かつ、当該流体９の流れ方向に対して射交するようにしている。第３楔部１３は、流体９の流れ方向において第１楔部１１と第２楔部１２との間となる図１中測定配管５の下部に設けてある。この第３楔部１３は、第３超音波振動子８を取り付ける平坦な取付面１３ａを有している。取付面１３ａは、流体９の流れ方向に対して傾斜して設けてあり、第３超音波振動子８が送受信する超音波の伝搬方向を流体９の流れ方向に逆らい、かつ、当該流体９の流れ方向に対して射交するようにしている。
【００１８】
各超音波振動子６、７、８は、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）などの圧電セラミックからなる圧電体による電気／機械エネルギの変換作用を利用して超音波を送受信する素子である。各超音波振動子６、７、８は、円盤状としてあり個々の底面が各取付面１１ａ、１２ａ、１３ａに当接して楔部１１、１２、１３に取り付けてある。
【００１９】
上記構成において、第１超音波振動子６および第２超音波振動子７は対をなしている。そして、一方で流路１０の内部に送信した超音波を他方により受信する。この間、第１超音波振動子６から第２超音波振動子７に至る超音波は、以下のように伝搬する。最初に楔部１１の取付面１１ａから測定配管５の壁内を通過する（伝搬経路Ａ−Ｂ）。次いで流路１０の内部を通り流体９と流路１０との下側の境界面（流路１０の下側の内壁面１０ａ）に至る（伝搬経路Ｂ−Ｃ）。次いで前記下側の境界面で反射して上側の境界面（流路１０の上側の内壁面１０ａ）に至る（伝搬経路Ｃ−Ｄ）。最後に測定配管５の壁内を通過して楔部１２の取付面１２ａに至る（伝搬経路Ｄ−Ｅ）。また、第２超音波振動子７から第１超音波振動子６に至る超音波は、上記とは逆に伝搬経路Ｅ−Ａを伝搬する。この伝搬経路Ａ−Ｅ（Ｅ−Ａ）を第１伝搬経路という。第１伝搬経路は、超音波が流路１０の内壁面１０ａで少なくとも１回反射して伝搬する。第１超音波振動子６および第２超音波振動子７は、当該第１伝搬経路をなす態様で楔部１１および楔部１２に取り付けてある。
【００２０】
また、第１超音波振動子６および第３超音波振動子８は対をなしている。そして、一方で流路１０の内部に送信した超音波を他方により受信する。この間、第１超音波振動子６から第３超音波振動子８に至る超音波は、以下のように伝搬する。最初に楔部１１の取付面１１ａから測定配管５の壁内を通過する（伝搬経路Ａ−Ｂ）。次いで流路１０の内部を通り流体９と流路１０との下側の境界面（流路１０の下側の内壁面１０ａ）に至る（伝搬経路Ｂ−Ｃ）。最後に測定配管５の壁内を通過して楔部１３の取付面１３ａに至る（伝搬経路Ｃ−Ｆ）。また、第３超音波振動子８から第１超音波振動子６に至る超音波は、上記とは逆に伝搬経路Ｆ−Ａを伝搬する。この伝搬経路Ａ−Ｆ（Ｆ−Ａ）を第２伝搬経路という。第２伝搬経路は、第１伝搬経路の途中の反射部分で流路１０から測定配管５の外部に伝搬する。第３超音波振動子８は、当該第２伝搬経路をなす態様で楔部１３に取り付けてある。
【００２１】
なお、上記検出部２において、測定配管５の壁内を通過する伝搬経路Ａ−Ｂ、伝搬経路Ｄ−Ｅおよび伝搬経路Ｃ−Ｆは、同じ距離となる態様で構成してある。また、流路１０内で流体９の流れ方向に斜交する伝搬経路Ｂ−Ｃおよび伝搬経路Ｃ−Ｄは、同じ距離となる態様で構成してある。さらに、第１伝搬経路と第２伝搬経路とは伝搬経路Ａ−Ｃが共通である。
【００２２】
次に、流量測定手段３は、第１伝搬経路での往復の超音波の伝搬時間の差によって流路１０を通過する流体９の流量を測定する。この場合、第１超音波振動子から第２超音波振動子７までの流体９の流れ方向に順ずる第１伝搬経路（Ａ−Ｆ）での超音波の伝搬時間を計測する。さらに、第２超音波振動子７から第１超音波振動子６までの流体９の流れ方向に逆らう第１伝搬経路（Ｆ−Ａ）における超音波の伝搬時間を計測する。そして、伝搬時間差法により、逆方向の第１伝搬経路（Ｆ−Ａ）における伝搬時間と、順方向の第１伝搬経路（Ａ−Ｆ）における伝搬時間との差から、流路１０を通過する流体の流速を求め、当該流速および既知である流路１０の断面積から流量を算出する。上記伝搬時間は、図２に示すように、例えば第１超音波振動子６の送信開始から第２超音波振動子７に受信された受信信号の増幅が、予め設定した一定の電圧レベルを超えて通過するまでの時間を検出しており、測定配管５の壁内と流路１０の流体９内を通過した伝搬時間である。なお、流量測定手段３では、上記と同様にして第２伝搬経路での往復の伝搬時間の差によって流路１０を通過する流体９の流量を測定することも可能である。
【００２３】
次に、温度計測手段４は、第１平均伝搬時間演算部１４、第２平均伝搬時間演算部１５、流体平均伝搬時間演算部１６および流体温度演算部１７を有している。
【００２４】
第１平均伝搬時間演算部１４では、上記流量計測手段３において第１伝搬経路での順方向の伝搬時間および逆方向の伝搬時間を得る。そして、これら各伝搬時間により平均伝搬時間を演算する。ここで演算した第１伝搬経路における平均伝搬時間を第１平均伝搬時間という。
【００２５】
第２平均伝搬時間演算部１５では、第２伝搬経路での順方向の伝搬時間および逆方向の伝搬時間を測定する。そして、これら各伝搬時間により平均伝搬時間を演算する。ここで演算した第２伝搬経路における平均伝搬時間を第２平均伝搬時間という。
【００２６】
流体平均伝搬時間演算部１６では、第１平均伝搬時間と第２平均伝搬時間との差を演算する。上述したように、第１伝搬経路と第２伝搬経路とは伝搬経路Ａ−Ｃが共通であり、かつ、第１伝搬経路における伝搬経路Ｄ−Ｅと、第２伝搬経路における伝搬経路Ｃ−Ｆとが同じ距離としてある。すなわち、第１平均伝搬時間と第２平均伝搬時間との差を演算することにより流路１０の流体９内を通過する伝搬経路Ｃ−Ｄでの平均伝搬時間（流体平均伝搬時間という）が正確に算出できる。
【００２７】
流体温度演算部１７では、図３に示すように、対象となる流体の伝搬時間に関わる温度特性を予め取得している。そして、この温度特性の伝搬時間と、流体平均伝搬時間演算部１６で算出した流体平均伝搬時間とを比較して流体９の温度を導く。なお、図３においては、対象となる流体としてビールを一例としている。
【００２８】
このように、上述した超音波流量温度計１は、超音波が流路１０の内壁面１０ａで少なくとも１回反射する第１伝搬経路と、超音波が第１伝搬経路の途中の反射部分で流路１０から測定配管５の外部に伝搬する第２伝搬経路とにおける超音波の各伝搬時間よって流路を通過する流体の流量および温度を測定している。
【００２９】
したがって、上述した超音波流量温度計１では、超音波の処理回路によって流量あるいは温度の演算処理が行えるので、流量測定および温度測定の信号処理を簡素化することが可能である。また、温度測定に係る各超音波振動子６、７、８は、流量測定に係る各超音波振動子６、７を共用し、その伝搬時間を共用しているため、温度測定の信号処理を簡素化することが可能である。
【００３０】
また、上述した超音波流量温度計１では、温度測定に係る各超音波振動子６、７、８と、流量測定に係る各超音波振動子６、７とを共用しており、かつ、温度測定に係る超音波の伝搬経路を共用しているため、構成が簡素化してその小型化を図ることが可能である。さらに、超音波による非接触な温度測定のため、流路１０内に段差を生じることがないので、例えば測定対象の流体が発泡飲料の場合に発泡を促進させず、正確な流量測定を行うことが可能になる。
【００３１】
また、上述した超音波流量温度計１では、温度測定手段４において、第１伝搬経路での超音波の第１平均伝搬時間と、第２伝搬経路での超音波の第２平均伝搬時間と、各平均伝搬時間の差である流体９内部での超音波の流体平均伝搬時間とを演算し、予め取得した当該流体９の超音波の流体伝搬時間に関する温度特性によって流体平均伝搬時間における流体９の温度を得ている。これにより、温度特性を示す超音波の流体伝搬時間と流体平均伝搬時間との対比をより正確に行うことができ、より正確な流体９の温度を得ることが可能になる。
【００３２】
なお、上述した実施の形態では、第１伝搬経路が流路１０の内壁面１０ａで超音波を１回反射し、第２伝搬経路が流路１０を反射せずに通過する例としているがこれに限らない。以下、その他の実施の形態を説明する。図４（ａ）、（ｂ）は超音波流量温度計の他の実施の形態を示す図である。図４（ａ）では、流路１０の内壁面１０ａで超音波を２回反射する第１伝搬経路を示す。この場合、第２伝搬経路は、第１超音波振動子６と第２超音波振動子７との間で伝搬する超音波が、その途中の反射部分にて反射せずに測定配管５の外部に伝搬しており、第１超音波振動子６と第３超音波振動子８あるいは８′との間になる。このように、第１伝搬経路では流路１０の内壁面１０ａで超音波が２回（複数回）反射するように構成し、第２伝搬経路では第１伝搬経路の途中の反射部分から測定配管５の外部に超音波を伝搬するようにしても上記のごとく流量および温度を測定することができる。
【００３３】
また、図４（ｂ）では、流路１０の内壁面１０ａで超音波を２回反射しつつ流路１０の中心から外した第１伝搬経路を示す。この場合、第１伝搬経路は、第１超音波振動子６が測定配管５の上側から側方に傾けて超音波を発信している。そして、当該超音波が流路１０内で中心を通過せずに流路１０の内壁面１０ａで反射（２回）して測定配管５の外部に伝搬して第２超音波振動子に至る。また、第２伝搬経路は、第１超音波振動子６と第２超音波振動子７との間で伝搬する超音波が、その途中の反射部分にて反射せずに測定配管５の外部に伝搬しており、第１超音波振動子６と第３超音波振動子８あるいは８′との間になる。このように、第１伝搬経路および第２伝搬経路が流路１０の中心を通過せずに略螺旋状にして伝搬する態様としても上記のごとく流量および温度を測定することができる。
【００３４】
なお、上述した実施の形態では、測定配管５を円筒形状として流路１０の断面形状を円形として説明したが、測定配管５が筒状であって流路１０の断面形状が例えば正方形や矩形、その他多角形状などであってもよい。
【００３５】
以下、上記超音波流量温度計１を用いた飲料注出装置について説明する。図５は本発明の実施の形態である飲料注出装置を示す図である。
【００３６】
図１に飲料注出装置は、飲料、例えばビール、ジュースなどの発泡飲料を注出するためのものである。この飲料注出装置は、注出装置本体２０に対して、飲料配管２１、飲料吐出弁２２、注出ボタン２３および制御部２４とともに、上記超音波流量温度計１を備えている。また、飲料注出装置は、注出装置本体２０の外部に飲料タンク２５および炭酸ガスボンベ２６を備えている。
【００３７】
飲料配管２１は、飲料の供給経路であって、飲料導入配管２１ａ、飲料冷却配管２１ｂおよび飲料導出配管２１ｃを一連に接続して構成してある。飲料導入配管２１ａは、一端が飲料タンク２５に接続してあり、他端が飲料冷却配管２１ｂに接続してある。飲料冷却配管２１ｂは、一端が前記飲料導入配管２１ａに接続してあり、他端が飲料導出配管２１ｃに接続してある。飲料冷却配管２１ｂは、コイル状に巻回した形態で冷却槽２７内に配設してある。冷却槽２７は、冷却装置（図示せず）により冷却される冷却水を貯留してある。飲料冷却配管２１ｂは、その内部を通過する飲料と冷却槽２７内の冷却水との間での熱交換によって当該飲料を所望の温度に冷却する。飲料導出配管２１ｃは、一端が前記飲料冷却配管２１ｂに接続してあり、他端が飲料吐出弁２２に接続してある。
【００３８】
なお、上述した超音波流量温度計１は、飲料配管２１において飲料導入配管２１ａに介在してある。すなわち、超音波流量温度計１は、飲料導入配管２１ａを通過する飲料の流量および温度を測定する。また、超音波流量温度計１は、測定した流量データおよび温度データを制御部２４に出力する。
【００３９】
飲料吐出弁２２は、弁駆動装置２２ａおよび飲料注出口２２ｂを有している。弁駆動装置２２ａは、制御部２４からの弁駆動信号の入力によって飲料吐出弁２２を開閉駆動する。飲料吐出弁２２は、弁駆動装置２２ａの開閉駆動に伴い飲料注出口２２ｂの開閉動作を行う。飲料吐出弁２２が開動作すると飲料導出配管２１ｃに至る飲料が飲料注出口２２ｂから載置台２８上にある飲料容器２９に注出される。飲料注出口２２ｂは、飲料を飲料容器２９から零さず注出するためのものである。また、飲料吐出弁２２が閉動作すると飲料導出配管２１ｃに至る飲料が止められて飲料注出口２２ｂからの飲料の注出が停止する。
【００４０】
注出ボタン２３は、飲料注出装置の外部に表出してある。注出ボタン２３は本装置の利用者によって操作された場合に、飲料注出要求信号を制御部２４に出力する。
【００４１】
ここで、飲料タンク２５は、飲料を収容するものである。この飲料タンク２５には、飲料配管２１における飲料導入配管２１ａの一端が接続してある。一方飲料タンク２５には、炭酸ガスボンベ２６が接続してある。炭酸ガスボンベ２６は、圧縮した炭酸ガスを収容し、当該炭酸ガスを飲料タンク２５内に供給する。飲料タンク２５に供給された炭酸ガスは、飲料タンク２５内を加圧し、当該飲料タンク２５内の飲料を飲料配管２１に送り出すための圧力として作用する。一方飲料タンク２５に供給された炭酸ガスは、飲料タンク２５内を加圧し、飲料タンク２５内に収容した発泡飲料の味覚を維持するための圧力として作用する。また、炭酸ガスボンベ２６には、減圧弁２６ａが設けてある。減圧弁２６ａは、飲料タンク２５と炭酸ガスボンベ２６との間に介在してあり、飲料タンク２５に供給する炭酸ガスの加圧を調整する。この減圧弁２６ａは、制御部２４からの加圧信号によって加圧駆動する弁駆動装置（不図示）を有している。
【００４２】
制御部２４は、弁駆動装置２２ａに開閉駆動のための弁駆動信号を出力する。また、制御部２４は、超音波流量温度計１から取得した流量を時間積分して、飲料配管２１を通過した飲料の体積を求めることにより、飲料注出口２２ｂから飲料容器２９に注出した注出量を演算する。一方、制御部２４は、炭酸ガスボンベ２６の弁駆動装置に炭酸ガスの加圧のための加圧信号を出力する。
【００４３】
上述した飲料注出装置では、注出ボタン２３が操作されると、注出ボタン２３からの飲料注出要求信号を入力した制御部２４が、弁駆動装置２２ａに開駆動のための弁駆動信号を出力する。弁駆動装置２２ａが開駆動して飲料吐出弁２２が開動作すると、炭酸ガスボンベ２６からの炭酸ガスの圧力によって飲料タンク２５内の飲料が飲料配管２１を介して飲料注出口２２ｂに至る。飲料注出口２２ｂに至った飲料は、載置台２８に置かれた飲料容器２９に注出される。
【００４４】
弁駆動装置２２ａが開駆動しているとき、制御部２４は超音波流量温度計１からの流量データを入力している。そして、制御部２４は、超音波流量温度計１から取得した流量を時間積分して、飲料配管２１を通過した飲料の体積を求めることにより、飲料注出口２２ｂから飲料容器２９に注出した注出量を演算する。さらに、制御部２４は、当該注出量が予め定めた飲料容器２９への注出量に達したときに弁駆動装置２２ａに閉駆動のための弁駆動信号を出力する。弁駆動装置２２ａが閉駆動して飲料吐出弁２２が閉動作すると、飲料注出口２２ｂからの飲料の注出が終了する。
【００４５】
一方、上記飲料注出の有無に関わらず、制御部２４は超音波流量温度計１からの温度データを入力している。そして、制御部２４は、飲料タンク２５に収容した発泡飲料の温度に適した圧力とするために、温度の測定結果に基づいて炭酸ガスボンベ２６の減圧弁２６ａに加圧信号を出力して飲料タンク２５内の圧力を調整する。
【００４６】
したがって、上述した飲料注出装置では、注出する飲料の流量を超音波の伝搬時間によって測定するとともに、同じく超音波の伝搬時間によって飲料の温度を測定している。これにより、同様の処理回路によって演算処理が行えるので、流量測定および温度測定の信号処理を簡素化することが可能である。
【００４７】
また、上述した飲料注出装置では、超音波流量温度計１が、温度測定に係る各超音波振動子６、７、８と、流量測定に係る各超音波振動子６、７とを共用しており、かつ、温度測定に係る超音波の伝搬経路を共用しているので構成が簡素化している。このため、飲料注出装置の小型化を図ることが可能である。さらに、超音波による非接触な温度測定のため、超音波流量温度計１の流路１０内に段差を生じることがないので、発泡飲料に発泡を促進させず、正確な流量測定を行うことが可能になる。すなわち、飲料注出装置において、正確な流量を得ることにより、飲料容器２９への飲料の量をより正確に注出することが可能になる。
【００４８】
また、上述した飲料注出装置では、超音波流量温度計１の温度測定手段４において、第１伝搬経路での超音波の第１平均伝搬時間と、第２伝搬経路での超音波の第２平均伝搬時間と、各平均伝搬時間の差である飲料（流体９）内部での超音波の流体平均伝搬時間とを演算し、予め取得した当該飲料の超音波の流体伝搬時間に関する温度特性によって流体平均伝搬時間における飲料の温度を得ている。これにより、温度特性を示す超音波の流体伝搬時間と流体平均伝搬時間との対比をより正確に行うことができ、より正確な飲料の温度を得ることが可能になる。すなわち、飲料注出装置において正確な温度を得ることにより、この温度に応じた正確な圧力を飲料タンク２５内の飲料に加圧して当該飲料の味覚をより良く維持することが可能になる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１に係る超音波流量温度計によれば、超音波が流路の内壁面で少なくとも１回反射する第１伝搬経路と、超音波が第１伝搬経路の途中の反射部分で流路から測定配管の外部に伝搬する第２伝搬経路とにおける超音波の各伝搬時間よって流路を通過する流体の流量および温度を測定している。これにより、共に超音波の処理回路によって流量あるいは温度の演算処理が行えるので、流量測定および温度測定の信号処理を簡素化することができる。また、温度測定に係る各超音波振動子は、流量測定に係る各超音波振動子を共用し、その伝搬時間を共用しているため、温度測定の信号処理をより簡素化することができる。
【００５０】
また、温度測定に係る各超音波振動子と、流量測定に係る各超音波振動子とを共用しており、かつ、温度測定に係る超音波の伝搬経路を共用しているため、構成が簡素化してその小型化を図ることができる。さらに、超音波による非接触な温度測定のため、流路内に段差を生じることがないので、例えば測定対象の流体が発泡飲料の場合に発泡を促進させず、正確な流量測定を行うことができる。
【００５１】
また、本発明の請求項２に係る超音波流量温度計によれば、第１伝搬経路および第２伝搬経路において流路の内壁面と各超音波振動子との間での超音波の伝搬距離が等しいことにより、第１伝搬経路での超音波の伝搬時間と第２伝搬経路での超音波の伝搬時間との差が、流路の流体内を通過する伝搬経路での伝搬時間として正確に算出することができる。
【００５２】
また、本発明の請求項３に係る超音波流量温度計によれば、温度測定手段は、第１伝搬経路での超音波の第１平均伝搬時間と、第２伝搬経路での超音波の第２平均伝搬時間と、各平均伝搬時間の差である流体内部での超音波の流体平均伝搬時間とを演算し、予め取得した当該流体の超音波の流体伝搬時間に関する温度特性によって流体平均伝搬時間における流体の温度を得ている。これにより、温度特性を示す超音波の流体伝搬時間と流体平均伝搬時間との対比をより正確に行うことができ、より正確な流体の温度を得ることができる。
【００５３】
また、本発明の請求項４に係る飲料注出装置によれば、注出する飲料の流量を超音波の伝搬時間によって測定するとともに、同じく超音波の伝搬時間によって飲料の温度を測定している。これにより、共に超音波の処理回路によって流量あるいは温度の演算処理が行えるので、流量測定および温度測定の信号処理を簡素化することができる。また、温度測定に係る各超音波振動子は、流量測定に係る各超音波振動子を共用し、その伝搬時間を共用しているため、温度測定の信号処理をより簡素化することができる。
【００５４】
また、飲料注出装置では、超音波流量温度計において、温度測定に係る各超音波振動子と、流量測定に係る各超音波振動子とを共用しており、かつ、温度測定に係る超音波の伝搬経路を共用しているので構成が簡素化している。このため、飲料注出装置の小型化を図ることができる。さらに、超音波による非接触な温度測定のため、超音波流量温度計の流路内に段差を生じることがないので、発泡飲料に発泡を促進させず、正確な流量測定を行うことができる。すなわち、飲料注出装置において、正確な流量を得ることにより、飲料の量をより正確に注出することができる。
【００５５】
また、飲料注出装置では、超音波流量温度計の温度測定手段において、第１伝搬経路での超音波の第１平均伝搬時間と、第２伝搬経路での超音波の第２平均伝搬時間と、各平均伝搬時間の差である飲料内部での超音波の流体平均伝搬時間とを演算し、予め取得した当該飲料の超音波の流体伝搬時間に関する温度特性によって流体平均伝搬時間における飲料の温度を得ている。これにより、温度特性を示す超音波の流体伝搬時間と流体平均伝搬時間との対比をより正確に行うことができ、より正確な飲料の温度を得ることができる。すなわち、飲料注出装置において正確な温度を得ることにより、この温度に応じた正確な圧力を飲料に加圧して当該飲料の味覚をより良く維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態である超音波流量温度計を示す図である。
【図２】超音波の伝搬時間の説明図である。
【図３】超音波の伝搬時間に関する流体温度の特性図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は超音波流量温度計の他の実施の形態を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態である飲料注出装置を示す図である。
【符号の説明】
１    超音波流量温度計
２    検出部
３    流量測定手段
４    温度計測手段
５    測定配管
６    超音波振動子
７    超音波振動子
８    超音波振動子
９    流体
１０    流路
１０ａ    内壁面
１１    楔部
１１ａ    取付面
１２    楔部
１２ａ    取付面
１３    楔部
１３ａ    取付面
１４    第１平均伝搬時間演算部
１５    第２平均伝搬時間演算部
１６    流体平均伝搬時間演算部
１７    流体温度演算部
２０    注出装置本体
２１    飲料配管
２１ａ    飲料導入配管
２１ｂ    飲料冷却配管
２１ｃ    飲料導出配管
２２    飲料吐出弁
２２ａ    弁駆動装置
２２ｂ    飲料注出口
２３    注出ボタン
２４    制御部
２５飲料タンク
２６    炭酸ガスボンベ
２６ａ    減圧弁
２７    冷却槽
２８    載置台
２９    飲料容器
【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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