(57)【要約】【課題】到達時間差の検出に割く時間を相対的に短くし、電池の消耗量を増加させることなく、省エネルギーを図ることのできる超音波流量計を提供する。【解決手段】切換手段７により第一振動子２１を受信側、第二振動子３１を送信側に切り換え（Ｓ４）、第二振動子３１から流れ方向上手側の第一振動子２１へ向けて超音波を送信する（Ｓ５）。このとき第一振動子２１で受信された超音波受信波形を時間軸方向に所定のサイクルで各々サンプリングしてＡ／Ｄ変換し、その各サンプリング値▲２▼を取得する（Ｓ６）。Ｓ６で得られた各サンプリング値▲２▼とＳ３でサンプリング値記憶エリア４２ａに記憶された対応するサンプリング値▲１▼とに基づいて、▲１▼と▲２▼との相関係数を求める（Ｓ７）。相関係数が最大値を示す時間軸の値を直接読み取って到達時間差ΔＴを求め、流量Ｑを算出する（Ｓ８）。【選択図】    図３
2004264195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を通過させるための流路に一対の超音波送受信部を設置し、これら一対の超音波送受信部間において流体の流れ方向下手側及び上手側の双方向に向けて超音波を送信させ、到達時間の時間差に基づいて流体の流量を計測する超音波流量計において、
いずれか一方向の超音波受信波形を時間軸方向に所定のサイクルで各々サンプリングしてＡ／Ｄ変換し、その各サンプリング値を記憶する記憶手段と、
その後に得られた同方向の超音波受信波形を同様に時間軸方向に所定のサイクルで各々サンプリングしてＡ／Ｄ変換し、それにより得られた各サンプリング値と前記記憶手段に記憶された対応するサンプリング値との差分が所定の閾値より小さいときに前記流量が一定であると判定する流量変化判定手段と、
を備えることを特徴とする超音波流量計。
【請求項２】
流体を通過させるための流路に一対の超音波送受信部を設置し、これら一対の超音波送受信部間において流体の流れ方向下手側及び上手側の双方向に向けて超音波を送信させ、到達時間の時間差に基づいて流体の流量を計測する超音波流量計において、
いずれか一方向の超音波受信波形を時間軸方向に所定のサイクルで各々サンプリングしてＡ／Ｄ変換し、その各サンプリング値を記憶する記憶手段と、
その後に得られた他方向の超音波受信波形を同様に時間軸方向に所定のサイクルで各々サンプリングしてＡ／Ｄ変換し、それにより得られた各サンプリング値と前記記憶手段に記憶された対応するサンプリング値とに基づいて相関係数を求める相関係数演算手段と、
その相関係数演算手段で得られた相関係数が最大値となる時間を前記到達時間の時間差とし、その時間差に基づいて流体の流量を算出する流量算出手段と、
さらにその後に得られた一方向の超音波受信波形を同様に時間軸方向に所定のサイクルで各々サンプリングしてＡ／Ｄ変換し、それにより得られた各サンプリング値と前記記憶手段に記憶された対応するサンプリング値との差分が所定の閾値より小さいときに前記流量が一定であると判定する流量変化判定手段と、
を備えることを特徴とする超音波流量計。
【請求項３】
流体を通過させるための流路に一対の超音波送受信部を設置し、これら一対の超音波送受信部間において流体の流れ方向下手側及び上手側の双方向に向けて超音波を送信させ、到達時間の時間差に基づいて流体の流量を計測する超音波流量計において、
いずれか一方向の超音波受信波形を時間軸方向に所定のサイクルで各々サンプリングしてＡ／Ｄ変換し、その各サンプリング値を記憶する記憶手段と、
その後に得られた同方向の超音波受信波形を同様に時間軸方向に所定のサイクルで各々サンプリングしてＡ／Ｄ変換し、それにより得られた各サンプリング値と前記記憶手段に記憶された対応するサンプリング値との差分が所定の閾値より小さいときに前記流量が一定であると判定する流量変化判定手段と、
その流量変化判定手段において、前記差分が前記閾値より大となって前記流量が変化したと判定されたときに、後から得られた一方向の超音波受信波形に係る各サンプリング値を前記記憶手段に書き換え入力するとともに、他方向に向け超音波の送信が行われ、その超音波受信波形を同様に時間軸方向に所定のサイクルで各々サンプリングしてＡ／Ｄ変換し、それにより得られた各サンプリング値と前記記憶手段に記憶された対応するサンプリング値とに基づいて相関係数を求める相関係数演算手段と、
その相関係数演算手段で得られた相関係数が最大値となる時間を前記到達時間の時間差とし、その時間差に基づいて流体の流量を算出する流量算出手段と、
を備えることを特徴とする超音波流量計。
【請求項４】
流体を通過させるための流路に一対の超音波送受信部を設置し、これら一対の超音波送受信部間において流体の流れ方向下手側及び上手側の双方向に向けて超音波を送信させ、到達時間の時間差に基づいて流体の流量を計測する超音波流量計において、
いずれか一方向の超音波受信波形を時間軸方向に所定のサイクルで各々サンプリングしてＡ／Ｄ変換し、その各サンプリング値を記憶する記憶手段と、
その後に得られた他方向の超音波受信波形を同様に時間軸方向に所定のサイクルで各々サンプリングしてＡ／Ｄ変換し、それにより得られた各サンプリング値と前記記憶手段に記憶された対応するサンプリング値とに基づいて相関係数を求める相関係数演算手段と、
その相関係数演算手段で得られた相関係数が最大値となる時間を前記到達時間の時間差とし、その時間差に基づいて流体の流量を算出する流量算出手段と、
さらにその後に得られた一方向の超音波受信波形を同様に時間軸方向に所定のサイクルで各々サンプリングしてＡ／Ｄ変換し、それにより得られた各サンプリング値と前記記憶手段に記憶された対応するサンプリング値との差分が所定の閾値より小さいときに前記流量が一定であると判定する流量変化判定手段とを備え、
前記流量変化判定手段において、前記差分が前記閾値より大となって前記流量が変化したと判定されたときに、後から得られた一方向の超音波受信波形に係る各サンプリング値を前記記憶手段に書き換え入力するとともに、再び他方向に向け超音波の送信が行われ、前記相関係数演算手段により、その超音波受信波形を同様に時間軸方向に所定のサイクルで各々サンプリングしてＡ／Ｄ変換し、それにより得られた各サンプリング値と前記記憶手段に記憶された対応するサンプリング値とに基づいて相関係数を求め、
前記流量算出手段により、前記相関係数演算手段で得られた相関係数が最大値となる時間を前記到達時間の時間差とし、その時間差に基づいて流体の流量を算出することを特徴とする超音波流量計。
【請求項５】
前記相関係数演算手段において、超音波送信時を基準とし、超音波の伝搬距離に対応して定められた遅延時間の経過後に超音波受信波形に対するサンプリングを開始する請求項２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】
前記流量変化判定手段において、超音波送信時を基準とし、超音波の伝搬距離に対応して定められた遅延時間の経過後に超音波受信波形に対するサンプリングを開始する請求項１ないし５のいずれか１項に記載の超音波流量計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波流量計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、都市ガス、水などの流体の流量を計測する流量計測装置として、超音波を利用して流速を測定する超音波流量計が知られている。その際の測定原理として、一般には「伝搬時間差法」が用いられる。これは、流路の流体流れ方向上手側及び下手側に一対の超音波送受信部を設け、超音波信号の送受信を交互に切り替えて、流れ方向上手側の超音波送信部（送信側振動子）から流れ方向下手側の超音波受信部（受信側振動子）に到達するまでの時間（以下、順方向到達時間という）と、流れ方向下手側の超音波送信部（送信側振動子）から流れ方向上手側の超音波受信部（受信側振動子）に到達するまでの時間（以下、逆方向到達時間という）との時間差から流路を流れる流体の平均流速及び流量を求める方法である。
【０００３】
この順方向到達時間と逆方向到達時間との時間差を求めるには、
▲１▼超音波受信波形において、所定の閾値を超える（又は下回る）に至る波形部分をトリガー波とし、このトリガー波の振幅がゼロとなるゼロクロス点を受信波形上で検出する「ゼロクロス法」により、順方向到達時間と逆方向到達時間とをそれぞれ計測し、その時間差を算出する方法（特許文献１参照）；
▲２▼順方向の超音波受信波形と逆方向の超音波受信波形とはほぼ等しい（合同である）との前提のもとに、ＤＳＰ（ディジタル・シグナル・プロセッサ）等の高速Ａ／Ｄ変換素子によって両波形を時間軸方向に所定のサイクルで各々サンプリングしてＡ／Ｄ変換し、両波形の対応するサンプリング値を減算して相関係数を求める「相関法」により、順方向到達時間と逆方向到達時間との時間差を直接求める方法（特許文献２参照）；
等が知られている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１３９５８号公報
【特許文献２】
特開平１１−２４１９３４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
これらの方法はいずれも、超音波信号の送受信を交互に切り替えて得られる一対の超音波受信波形から到達時間差を毎回検出し、平均流速及び流量を毎回計測する。しかしながら、例えばガスメータにおいて、現実にはガス管を流れるガスの流量にさほど変化が見られない場合が意外に多い。つまり、工場設備においては一定流量を流す使用形態が通常であり、一般家庭ではガスを使用しない時間帯が相当長い。したがって、毎回必ず到達時間差を検出することは、到達時間差の検出に割かれる時間が相対的に長くなり、測定用電源としての電池の消耗量が増加する。また、電池の無駄な消耗はエネルギー消費の面からみても好ましくない。特に、相関法では、到達時間差の検出精度は高いが、データ処理量が多いため電池の消耗度が激しくなる。
【０００６】
そこで本発明の課題は、到達時間差の検出に割く時間を相対的に短くし、電池の消耗量を増加させることなく、省エネルギーを図ることのできる超音波流量計を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記課題を解決するために本発明に係る超音波流量計は、
流体を通過させるための流路に一対の超音波送受信部を設置し、これら一対の超音波送受信部間において流体の流れ方向下手側及び上手側の双方向に向けて超音波を送信させ、到達時間の時間差に基づいて流体の流量を計測する超音波流量計において、
いずれか一方向の超音波受信波形を時間軸方向に所定のサイクルで各々サンプリングしてＡ／Ｄ変換し、その各サンプリング値を記憶する記憶手段と、
その後に得られた同方向の超音波受信波形を同様に時間軸方向に所定のサイクルで各々サンプリングしてＡ／Ｄ変換し、それにより得られた各サンプリング値と前記記憶手段に記憶された対応するサンプリング値との差分が所定の閾値より小さいときに前記流量が一定であると判定する流量変化判定手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
この超音波流量計によれば、流量変化判定手段において流量が一定（流量変化なし）と判断されたときには到達時間差（ひいては流体流量）を計測せず、流量変化ありと判断されたときにのみ計測するようにできるので、到達時間差の検出に割かれる時間が相対的に短くなり、電池の消耗量の抑制と省エネルギー化を図れる。
【０００９】
したがって、上記課題を解決するために本発明に係る超音波流量計は、第一の具体的態様として、
流体を通過させるための流路に一対の超音波送受信部を設置し、これら一対の超音波送受信部間において流体の流れ方向下手側及び上手側の双方向に向けて超音波を送信させ、到達時間の時間差に基づいて流体の流量を計測する超音波流量計において、
いずれか一方向の超音波受信波形を時間軸方向に所定のサイクルで各々サンプリングしてＡ／Ｄ変換し、その各サンプリング値を記憶する記憶手段と、
その後に得られた他方向の超音波受信波形を同様に時間軸方向に所定のサイクルで各々サンプリングしてＡ／Ｄ変換し、それにより得られた各サンプリング値と前記記憶手段に記憶された対応するサンプリング値とに基づいて相関係数を求める相関係数演算手段と、
その相関係数演算手段で得られた相関係数が最大値となる時間を前記到達時間の時間差とし、その時間差に基づいて流体の流量を算出する流量算出手段と、
さらにその後に得られた一方向の超音波受信波形を同様に時間軸方向に所定のサイクルで各々サンプリングしてＡ／Ｄ変換し、それにより得られた各サンプリング値と前記記憶手段に記憶された対応するサンプリング値との差分が所定の閾値より小さいときに前記流量が一定であると判定する流量変化判定手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、上記課題を解決するために本発明に係る超音波流量計は、第二の具体的態様として、
流体を通過させるための流路に一対の超音波送受信部を設置し、これら一対の超音波送受信部間において流体の流れ方向下手側及び上手側の双方向に向けて超音波を送信させ、到達時間の時間差に基づいて流体の流量を計測する超音波流量計において、
いずれか一方向の超音波受信波形を時間軸方向に所定のサイクルで各々サンプリングしてＡ／Ｄ変換し、その各サンプリング値を記憶する記憶手段と、
その後に得られた同方向の超音波受信波形を同様に時間軸方向に所定のサイクルで各々サンプリングしてＡ／Ｄ変換し、それにより得られた各サンプリング値と前記記憶手段に記憶された対応するサンプリング値との差分が所定の閾値より小さいときに前記流量が一定であると判定する流量変化判定手段と、
その流量変化判定手段において、前記差分が前記閾値より大となって前記流量が変化したと判定されたときに、後から得られた一方向の超音波受信波形に係る各サンプリング値を前記記憶手段に書き換え入力するとともに、他方向に向け超音波の送信が行われ、その超音波受信波形を同様に時間軸方向に所定のサイクルで各々サンプリングしてＡ／Ｄ変換し、それにより得られた各サンプリング値と前記記憶手段に記憶された対応するサンプリング値とに基づいて相関係数を求める相関係数演算手段と、
その相関係数演算手段で得られた相関係数が最大値となる時間を前記到達時間の時間差とし、その時間差に基づいて流体の流量を算出する流量算出手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１１】
さらに、上記課題を解決するために本発明に係る超音波流量計は、第三の具体的態様として、
流体を通過させるための流路に一対の超音波送受信部を設置し、これら一対の超音波送受信部間において流体の流れ方向下手側及び上手側の双方向に向けて超音波を送信させ、到達時間の時間差に基づいて流体の流量を計測する超音波流量計において、
いずれか一方向の超音波受信波形を時間軸方向に所定のサイクルで各々サンプリングしてＡ／Ｄ変換し、その各サンプリング値を記憶する記憶手段と、
その後に得られた他方向の超音波受信波形を同様に時間軸方向に所定のサイクルで各々サンプリングしてＡ／Ｄ変換し、それにより得られた各サンプリング値と前記記憶手段に記憶された対応するサンプリング値とに基づいて相関係数を求める相関係数演算手段と、
その相関係数演算手段で得られた相関係数が最大値となる時間を前記到達時間の時間差とし、その時間差に基づいて流体の流量を算出する流量算出手段と、
さらにその後に得られた一方向の超音波受信波形を同様に時間軸方向に所定のサイクルで各々サンプリングしてＡ／Ｄ変換し、それにより得られた各サンプリング値と前記記憶手段に記憶された対応するサンプリング値との差分が所定の閾値より小さいときに前記流量が一定であると判定する流量変化判定手段とを備え、
前記流量変化判定手段において、前記差分が前記閾値より大となって前記流量が変化したと判定されたときに、後から得られた一方向の超音波受信波形に係る各サンプリング値を前記記憶手段に書き換え入力するとともに、再び他方向に向け超音波の送信が行われ、前記相関係数演算手段により、その超音波受信波形を同様に時間軸方向に所定のサイクルで各々サンプリングしてＡ／Ｄ変換し、それにより得られた各サンプリング値と前記記憶手段に記憶された対応するサンプリング値とに基づいて相関係数を求め、
前記流量算出手段により、前記相関係数演算手段で得られた相関係数が最大値となる時間を前記到達時間の時間差とし、その時間差に基づいて流体の流量を算出することを特徴とする。
【００１２】
したがって、これらの超音波流量計によれば、相関係数演算又は流量変化判定で用いたサンプリング値を記憶手段に記憶しておいて、次回の流量変化判定又は相関係数演算で用いることができるので、サンプリングデータを無駄なく活用でき電池の消耗を少なくすることができる。特に、これらの超音波流量計のように相関法によって到達時間差を計測するために、データ処理量が多くなっても電池の消耗を抑制できる。
【００１３】
相関係数演算手段において、超音波送信時を基準とし、超音波の伝搬距離に対応して定められた遅延時間の経過後に超音波受信波形に対するサンプリングを開始するようにすれば、到達時間差の計測のために実際に必要とされるサンプリングデータに絞って取得することができ、電池の消耗を抑制できる他、記憶手段の記憶容量も小さくてすむ。
【００１４】
一方、流量変化判定手段において、超音波送信時を基準とし、超音波の伝搬距離に対応して定められた遅延時間の経過後に超音波受信波形に対するサンプリングを開始する場合にも、流量変化の判定のために実際に必要とされるサンプリングデータに絞って取得することができ、電池の消耗を抑制できる他、記憶手段の記憶容量も小さくてすむ。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は、一般住宅用ガスメータ等として用いられる超音波流量計の一実施例の基本構成を示す。この超音波流量計１００の流量測定用の流路１には、流量測定用ガス（流体）が流れ方向軸線Ｏに沿って図示の流れ方向に流通（平均流速ｖ）している。また、流路１の壁１０には、一対の超音波送受信部２，３が取り付けられている。図１では、流体の流れ方向上手側の超音波送受信部２（送受信振動子２１（第一振動子））と流体の流れ方向下手側の超音波送受信部３（送受信振動子３１（第二振動子））とが流路１を挟んで対向配置された透過型Ｚ配列に構成されている。
【００１６】
測定用の流路１は、少なくとも一対の超音波送受信部２，３間において流れ方向軸線Ｏが直線状であり、軸断面の形状及び断面積が流れ方向において同一に形成されている。測定対象がガスの場合、測定用流路１の軸断面形状は壁１０により閉鎖された空間を形成するものであればよく、例えば、円形状、楕円形状、正方形状、矩形状等のいずれを採用してもよい。なお、測定対象が水等の液体であれば、測定用流路１の軸断面形状として壁１０の天頂部が大気中に開放されたオープン形状（例えば半円形状等）を採用できる場合がある。
【００１７】
超音波送受信部２は、流路１の壁１０に固定され、圧電素子、振動板、電極板等から構成される送受信振動子２１（第一振動子）を備えている。一方、超音波送受信部３は、超音波送受信部２（第一振動子２１）よりも流れ方向下手側の壁１０に固定され、圧電素子、振動板、電極板等から構成される送受信振動子３１（第二振動子）を備えている。さらに、これら一対の超音波送受信部２，３には、第一振動子２１又は第二振動子３１を発振させるための駆動電圧回路等から構成される送信手段２２と、第一振動子２１又は第二振動子３１の発生電圧を検出するための電圧検出回路等から構成される受信手段３２とを備えている。これによって、第一振動子２１は、流体の流れ方向下手側（超音波送受信部３側）に向けて超音波を送信するとともに、第二振動子３１で送信された超音波を受信する。一方、第二振動子３１は、流体の流れ方向上手側（超音波送受信部２側）に向けて超音波を送信するとともに、第一振動子２１で送信された超音波を受信する。
【００１８】
図１において、ガスの平均流速をｖ、ガス中を伝搬する音速をｃ、超音波の進行方向（測線Ｍ）とガスの流れ方向（流れ方向軸線Ｏ）とのなす角をθ（以下、測線角という）、超音波の伝搬距離をＬとすると、順方向到達時間Ｔｄ及び逆方向到達時間Ｔｕはそれぞれ次のように表わされる。
Ｔｄ＝Ｌ／（ｃ＋ｖ・ｃｏｓθ）                          （１）
Ｔｕ＝Ｌ／（ｃ−ｖ・ｃｏｓθ）                          （２）
（１）、（２）式より次式が得られる。
ｖ＝Ｋ（Ｌ／２ｃｏｓθ）（Ｔｕ−Ｔｄ）／（Ｔｕ・Ｔｄ）    （３）
Ｑ＝ｖ・Ａ                                                （４）
ただし、Ｋは補正係数、Ａは流路１の断面積、Ｑはガスの流量である。
したがって、順方向到達時間Ｔｄと逆方向到達時間Ｔｕ（到達時間差ΔＴ）の測定から、ガスの平均流速ｖと流量Ｑが求められる。このように、ガスの温度・含有成分等に依存する音速ｃを（３）式から消去することで、測定値（到達時間Ｔｄ，Ｔｕ；到達時間差ΔＴ）と一定値（伝搬距離Ｌ，測線角θ）とから流速ｖが得られる利点を有している。
【００１９】
そこで、図１に示すように、超音波流量計１００には、計測部として、計測制御部４と切換手段７とが備えられている。切換手段７は、受信手段３２で処理すべき信号を切り換える受信信号切換手段７１と、送信する振動子２１，３１を切り換える送信切換手段７２とを有する。
【００２０】
計測制御部４は、ＣＰＵ４１、ＲＡＭ４２、ＲＯＭ４３、入出力インターフェース４４等を有し、これらがバス４５により送受信可能に接続されたマイクロコンピュータにより構成されている。ＲＯＭ４３は、流量計測プログラム格納エリア４３ａを有している。このエリア４３ａには流量を計測するための制御プログラム等が格納されている。ＲＡＭ４２には後述するサンプリング値がワークエリアとしてのサンプリング値記憶エリア４２ａに記憶され、サンプリング値記憶手段（記憶手段）の機能を有している。なお、ＣＰＵ３１は、後述する相関係数演算手段、流量算出手段及び流量変化判定手段としての各機能を有している。
【００２１】
次に、図２のタイミングチャートを参照しつつ、図３のフローチャートにより超音波流量計１００の計測部の作動を説明する。
まず、切換手段７により第一振動子２１を送信側、第二振動子３１を受信側に切り換え（Ｓ１）、第一振動子２１から流れ方向下手側の第二振動子３１へ向けて超音波を送信する（Ｓ２）。このとき第二振動子３１で受信された超音波受信波形を時間軸方向に所定のサイクルで各々サンプリングしてＡ／Ｄ変換し、その各サンプリング値▲１▼をＲＡＭ４２のサンプリング値記憶エリア４２ａに記憶する（Ｓ３）。
【００２２】
続いて、切換手段７により第一振動子２１を受信側、第二振動子３１を送信側に切り換え（Ｓ４）、第二振動子３１から流れ方向上手側の第一振動子２１へ向けて超音波を送信する（Ｓ５）。このとき第一振動子２１で受信された超音波受信波形を時間軸方向に所定のサイクルで各々サンプリングしてＡ／Ｄ変換し、その各サンプリング値▲２▼を取得する（Ｓ６）。Ｓ６で得られた各サンプリング値▲２▼とＳ３でサンプリング値記憶エリア４２ａに記憶された対応するサンプリング値▲１▼とに基づいて、▲１▼と▲２▼との相関係数を求める（Ｓ７）。なお、Ｓ６のサンプリング値▲２▼取得の際には、図２に示すように、超音波送信時（Ｓ５）を基準とし、超音波の伝搬距離Ｌ（図１参照）に対応して定められた遅延時間の経過後に超音波受信波形に対するサンプリングを開始する。したがって、電池消耗を抑制しながら必要なサンプリング値のみデータ取得でき、このことは、サンプリング値記憶エリア４２ａの記憶容量抑制にもなる。
【００２３】
図４（ａ）は、Ｓ３でサンプリング値記憶エリア４２ａに記憶されたサンプリング値▲１▼を示し、図４（ｂ）は、Ｓ６で取得されたサンプリング値▲２▼を示している。図４（ａ）と図４（ｂ）とを用いて、相関法（Ｓ７）により図４（ｃ）の相関係数を演算する。そして、図４（ｃ）において、相関係数が最大値を示す時間軸の値を直接読み取って到達時間差ΔＴを求め、既述の式（３），（４）より流量Ｑを算出する（Ｓ８）。ここで、本実施例では相関係数を演算する際にサンプリング値を直接用いているが、例えば、得られたサンプリングデータを近似式化して相関係数を求めるなど、他の演算方法を用いることもできる。
【００２４】
再び、切換手段７により第一振動子２１を送信側、第二振動子３１を受信側に切り換え（Ｓ９）、第一振動子２１から流れ方向下手側の第二振動子３１へ向けて超音波を送信する（Ｓ１０）。このとき第二振動子３１で受信された超音波受信波形を時間軸方向に所定のサイクルで各々サンプリングしてＡ／Ｄ変換し、その各サンプリング値▲３▼を取得する（Ｓ１１）。そして、Ｓ１１で得られた各サンプリング値▲３▼とＳ３でサンプリング値記憶エリア４２ａに記憶された対応するサンプリング値▲１▼との差分を求め、この差分が所定の閾値より小さいときに（Ｓ１２でＮＯ）流量Ｑが一定であると判定しＳ１０に戻り、第一振動子２１からの超音波送信（Ｓ１０）と、サンプリング値▲３▼の取得（Ｓ１１）を反復する。差分が閾値より大の場合に（Ｓ１２でＹＥＳ）流量Ｑが変化したと判定し、Ｓ１１で得られた各サンプリング値▲３▼をサンプリング値記憶エリア４２ａに書き換え入力して（Ｓ１３）、Ｓ４にリターンする。なお、Ｓ１１のサンプリング値▲３▼取得の際には、図２に示すように、超音波送信時（Ｓ１０）を基準とし、超音波の伝搬距離Ｌ（図１参照）に対応して定められた遅延時間の経過後に超音波受信波形に対するサンプリングを開始する。したがって、電池消耗を抑制しながら必要なサンプリング値のみデータ取得でき、このことは、サンプリング値記憶エリア４２ａの記憶容量抑制にもなる。
【００２５】
図５（ａ）は、Ｓ１１で取得されたサンプリング値▲３▼を示し、図５（ｂ）は、そのサンプリング値▲３▼とＳ３で記憶エリア４２ａに記憶されたサンプリング値▲１▼との差分が閾値と比較（Ｓ１２）される様子を示している。
【００２６】
なお、Ｓ４に戻ると、再び切換手段７により第一振動子２１を受信側、第二振動子３１を送信側に切り換え（Ｓ４）、第二振動子３１から流れ方向上手側の第一振動子２１へ向けて超音波を送信する（Ｓ５）。このとき第一振動子２１で受信された超音波受信波形を時間軸方向に所定のサイクルで各々サンプリングしてＡ／Ｄ変換し、その各サンプリング値▲２▼を取得する（Ｓ６）。Ｓ６で得られた各サンプリング値▲２▼とＳ３でサンプリング値記憶エリア４２ａに記憶された対応するサンプリング値▲３▼（Ｓ１３で書き換えられている）とに基づいて、▲３▼と▲２▼との相関係数を求める（Ｓ７）。そして、上記と同様に相関係数が最大値を示す時間軸の値を直接読み取って到達時間差ΔＴを求め、流量Ｑを算出する（Ｓ８）。
【００２７】
実施例において、超音波送受信部２，３（送受信振動子２１，３１）を透過型Ｚ配列に配置する場合についてのみ説明したが、本発明は反射型Ｖ字配列等のその他の配置方式にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る超音波流量計の一実施例の基本構成を示す説明図。
【図２】計測部の作動を示すタイミングチャート。
【図３】図２のフローチャート。
【図４】相関係数演算の処理手法を示す説明図。
【図５】流量変化判定の処理手法を示す説明図。
【符号の説明】
１        流路
２，３    超音波送受信部
２１      第一振動子（送受信振動子）
３１      第二振動子（送受信振動子）
４        計測制御部
４１      ＣＰＵ（相関係数演算手段、流量算出手段、流量変化判定手段）
４２      ＲＡＭ（記憶手段）
１００    超音波流量計
【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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