(57)【要約】【課題】シングアラウンド計測法では、計測の成否がシングアラウンドの終了まで判らないという課題があった。【解決手段】設定するシングアラウンド回数の中途回数時のカウンタ値を監視し、カウンタ値が所定の計測範囲を逸脱する時、設定するシングアラウンド回数満了を待たず計測を終了し、計測の不成立を早期に確定する。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス通路内に適宜の距離で設置され、一方で超音波を発し、他方で超音波を受信する一対もしくはそれ以上の超音波センサと、前記の対なる超音波センサ間の超音波伝搬時間を計測する伝搬時間計測カウンタとを有し、設定するシングアラウンド回数の中途回数時のカウンタ値が所定の計測範囲を逸脱する時、設定するシングアラウンド回数満了を待たず計測を終了し、新たに計測を最初から開始する超音波計測装置。
【請求項２】
ガス種の設定に連動して、中途回数時のカウンタ監視値を自動的に変更する請求項１の超音波計測装置。
【請求項３】
中途回数時のカウンタ値が所定の計測範囲を逸脱することが複数回続く場合、予め設定した時間経過を待って再度計測を開始する請求項１または２の超音波計測装置。
【請求項４】
中途回数時のカウンタ値が所定の計測範囲を逸脱することが複数回続く場合、計測の設定条件を自動的に変更実施する請求項１から３いずれかの超音波計測装置。
【請求項５】
計測条件変更後も、中途回数時のカウンタ値が所定の計測範囲を逸脱することが継続する時、計測異常を表示する請求項１から４いずれかの超音波計測装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は超音波計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、都市ガスやＬＰガスが安全に使用されることを目的として、燃料ガス（以下、ガスという）の使用量を計測して異常に使用量が増えた場合や、通常の使用状態と大きく掛け離れた時間使用されていることを検知すると、ガス通路を遮断する保安装置が普及している。
【０００３】
この種の保安装置は、ガス流量の検出信号を保安制御回路に取り込み、内部のマイクロコンピュータで処理してガス流量を監視し、異常があれば遮断信号を出力し、遮断弁を閉止する。
【０００４】
ガス流量の検出には、所定容積の計量室をガスが換気する回数で通過体積を計測する膜式と、所定の断面積のガス流路のガス流速を演算処理して流量を計測する超音波式がある。
【０００５】
超音波式流量検出の原理は、ガス通路内の２点間の超音波の伝搬時間はガス流速を含んだ関数であり、伝搬時間を計測すればガス流速が逆算でき、流速が判れば通過断面積より流量が判ることを応用している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記超音波式流量検出の場合、寸法形状等の制限及び、超音波の伝搬ロス等の問題があり、内蔵する超音波センサーの配置距離をあまり大きくできず、計測する伝搬時間が短いため、測定精度の確保が難しい、と言う課題があった。
【０００７】
そこで一計測サンプリング時の超音波の送受信を互いの信号の同期を取りながら複数回繰り返し計測して総伝搬時間を計測し、等価的に配置距離を大きくして測定精度を確保する、所謂シングアラウンド法が考案されているが、計測の成否がシングアラウンド（通常、数百回の繰り返し）の終了まで判らないという課題があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の計測装置は、ガス通路内に適宜の距離で設置され、一方で超音波を発し、他方で超音波を受信する一対もしくはそれ以上の超音波センサと、前記の対なる超音波センサ間の超音波伝搬時間を計測する伝搬時間計測カウンタとを有し、設定するシングアラウンド回数の中途回数時のカウンタ値を監視し、カウンタ値が所定の計測範囲を逸脱する時、設定するシングアラウンド回数満了を待たず計測を終了し、計測の不成立を早期に確定するものである。
【０００９】
【発明実施の形態】
請求項１に記載の発明は、設定するシングアラウンド回数の中途回数時のカウンタ値が所定の計測範囲を逸脱する時、設定するシングアラウンド回数満了を待たず計測を終了し、新たに計測を最初から開始することにより、計測不成立時に無駄時間を短くして再測定を可能にする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、ガス種によって異なる伝播時間に対応してして、中途回数時のカウンタ監視値を自動的に変更することにより、異種ガスによる不具合が排除できる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、中途回数時のカウンタ値が所定の計測範囲を逸脱することが複数回続く場合、計測に及ぼす外乱が連続すると判断し、予め設定した時間経過を待って再度計測を開始させ、外乱の影響をさけて計測する事を可能にする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、中途回数時のカウンタ値が所定の計測範囲を逸脱することが複数回続く場合で、前記請求項３の発明の実施の形態によっても回避できない場合には、サンプリング間隔、シングアラウンド回数等の計測の設定条件を自動的に変更させることにより、圧力変動等の長時間の外乱も影響少なく計測する事を可能にする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、前記請求項１ないし４の発明の実施の形態によってもなお中途回数時のカウンタ値が所定の計測範囲を逸脱することが連続する場合には、計測異常を表示することにより、想定を超えた大きな外乱があることを注意喚起させ、計測装置の設置環境の見直しや、隣接設置機器の影響を調査する契機を提供する事を可能にする。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。図１−Ａは本発明の計測装置の一実施例を示す構成図である。
【００１５】
計測手段１の発振出力端子ＯＵＴより出力された電気信号は送信用超音波センサ２１で音響変換され、ガス流路３内に超音波が発せられる。距離Ｌを隔てて設置された受信用超音波センサ２２は、捕らえた超音波を再び電気信号に戻し、計測手段１の受信入力端子ＩＮに戻す。
【００１６】
計測手段路１は送信出力から受信入力までの時間、即ちガス流路３内の距離Ｌの超音波の伝搬時間Ｔを計測し、データ処理マクロコンピュータ５はデータバスライン４を通じて計測手段１から送られる伝搬時間Ｔのデータをもとに流量を演算する。
【００１７】
流量演算は、ガス流路内の２点間の超音波の伝搬時間Ｔはガス流速を含んだ関数であり、伝搬時間Ｔを計測すればガス流速が逆算でき、流速が判れば通過断面積Ｓより流量が判る原理に基づく。
【００１８】
図１−Ｂに送信出力端子ＯＵＴ及び受信入力端子ＩＮの信号波形を示す。伝搬時間Ｔが短かいと時間測定の誤差が大きく影響するので、受信用超音波センサ２２の受信信号をトリガにして送信用超音波センサ２１より再度送信することを繰り返し、複数回の総伝搬時間を計測し、等価的に測定距離Ｌを長くして測定精度を上げている。
【００１９】
図２は本発明の計測装置の計測手段中の主用構成要素である伝搬時間計測カウンタの実施例を示す構成図である。カウンタ３０はシリアル接続のＤラッチで構成され、入力には入力ゲート３１が設けられ、シングアラウンドの最初の送信信号でゲートが開き、最終の受信信号でゲートが閉じるように構成され、この間の基準クロックのパルス数を計測し、伝播時間を求めている。Ｄラッチの個数は４個のみ表示しているが、実際の回路では計測時間に応じて必要数配置する。
【００２０】
カウンタ３０の適宜ビット出力にはセレクタ３２が接続され、ガス種によって異なる伝播時間に対応して、中途回数時のカウンタ監視値をセレクタ入力により選択するようにしている。これも４ビット入力で表示しているが監視値に応じて入力数と接続ビット先を決める。
【００２１】
全シングアラウンドの中途回数（一例：１／１０）のカウンタ値はガス種と最大計測流量等にによって決まる一定範囲の計測値が存在するから、中途回数に達した時点のセレクタ出力を見て判定し、計測不成立の場合は、所定の計測不成立後のシーケンスを行なう。
【００２２】
計測不成立後のシーケンスは不成立の回数と内容により分かれ、すぐに新たな計測を開始する、時間をおいて計測を開始する、シングアラウンドのサンプリング時間や計測回数等を変えて計測を開始する、計測異常を表示するとなる。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、シングアラウンド中途回数の伝播時間計測カウンタの値を監視して計測の成否を早期に判定するので、無駄な計測時間を浪費することなく、直ちに正しい計測を再開でき、最適な計測方法で計測できると言う優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の計測装置の構成図
【図２】本発明の計測装置の伝搬時間計測カウンタの実施例を示す構成図
【符号の説明】
１　制御測定回路
２　超音波センサ
３　ガス流路
【図１】
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【図２】
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