(57)【要約】【課題】計測対象の流体に音波を伝播させて流量または流速を計測する流量計測装置において、設置されている環境がノイズ混入の多発する環境にあることを簡易な手法によって自動的に検知する。また、ノイズや誤信号に起因した流量または流速の計測精度の低下を回避する。【解決手段】ノイズ判定制御部４１は、非サンプリング期間中に、ノイズとなり得る周波数帯域内の周波数の超音波が検知された場合には、ノイズが混入（発生）しているものと判定する、また、流量計測動作制御部４２は、通常は有り得ないような流量の値または流量の時間的遷移のパターンに対応した信号が超音波伝播時間計測部２０から出力された場合には、その信号は無視して流量値の演算を行うように流量値演算部３０および流量値積算部５０を制御する。【選択図】　　　図１
2004108831.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発信手段と受信手段とを有し、前記発信手段から音波を計測対象の流体に伝播させてそれを前記受信手段で受信して、そのとき音波の伝播時間または伝播速度もしくはシングアラウンド伝播周期を測定するというサンプリングを所定のサンプリング周期ごとに行って、前記音波の伝播時間または伝播速度もしくはシングアラウンド伝播周期に基づいて、前記流体の流量または流速を計測する流量計測手段を備えた流量計測装置であって、
前記サンプリングを休止している非サンプリング期間中にも前記受信手段を動作させて、前記流体の流量または流速の計測に対してノイズとなり得る周波数帯域内の周波数の音波が前記非サンプリング期間中に前記受信手段で受信されるとそれを検知し、所定期間および／または所定回数まで前記ノイズとなり得る周波数帯域内の周波数の音波が繰り返し検知された場合には、ノイズが発生しているものと判定するノイズ判定制御手段を、さらに備えた
ことを特徴とする流量計測装置。
【請求項２】
前記ノイズ判定制御手段は、前記受信手段を前記非サンプリング期間中にも所定周期ごとに音波を受信可能な状態にして、一旦、ノイズが検知されると、その後は少なくとも所定の時間に亘って、音波を受信可能な状態にする周期を前記ノイズが検知される以前の所定周期よりも短くして、頻繁に音波を受信可能な状態にする
ことを特徴とする請求項１記載の流量計測装置。
【請求項３】
前記ノイズ判定制御手段は、ノイズが発生していると判定した場合、そのノイズが発生している旨の情報またはそれを報知する警報を出力する警報手段を備えた
ことを特徴とする請求項１または２記載の流量計測装置。
【請求項４】
前記受信手段が、常に音波を受信可能な状態にあるものである
ことを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか１つの項に記載の流量計測装置。
【請求項５】
前記ノイズ判定制御手段は、前記受信手段から出力された信号が所定の流量以上の流量に対応した信号である場合には、それをノイズとなり得る周波数帯域内の周波数の音波として検知し、ノイズが発生しているものと判定する
ことを特徴とする請求項４記載の流量計測装置。
【請求項６】
前記ノイズ判定制御手段は、さらに、前記ノイズが発生しているものと判定した場合には、前記送信器から前記計測対象の流体に伝播させる音波の出力の強さを増大させて、前記流量または流速の計測における信号／雑音比を高くする
ことを特徴とする請求項１ないし５のうちいずれか１つの項に記載の流量計測装置。
【請求項７】
当該流量計測装置として所定の使用状態では有り得ないと予め定められた流量または流速の値または流量または流速の時間的遷移のパターンに対応した信号が流量計測手段から出力された場合には、その信号は無視して前記流量または流速の計測を行うように当該流量計測装置における流量計測の動作を制御する流量計測動作制御手段を、さらに備えた
ことを特徴とする請求項１ないし６のうちいずれか１つの項に記載の流量計測装置。
【請求項８】
発信手段と受信手段とを有し、前記発信手段から音波を計測対象の流体に伝播させてそれを前記受信手段で受信して、そのとき音波の伝播時間または伝播速度もしくはシングアラウンド伝播周期を測定するというサンプリングを所定のサンプリング周期ごとに行って、前記音波の伝播時間または伝播速度もしくはシングアラウンド伝播周期に基づいて、前記流体の流量または流速を計測する流量計測手段を備えた流量計測装置であって、
当該流量計測装置として所定の使用状態では有り得ないと予め定められた流量または流速の値または流量または流速の時間的遷移のパターンに対応した信号が流量計測手段から出力された場合には、その信号は無視して前記流量または流速の計測を行うように当該流量計測装置における流量または流速の計測動作を制御する流量計測動作制御手段を備えた
ことを特徴とする流量計測装置。
【請求項９】
前記流量計測動作制御手段は、前記無視した信号の代りに、前記無視した信号のサンプリングよりも以前のサンプリングで得られた信号および／または前記無視した信号のサンプリングよりも以後のサンプリングで得られる信号を、前記無視した信号のサンプリングタイミングで得られた信号と見做して用いて前記流量または前記流速の計測を行うように当該流量計測装置における流量または流速の計測動作を制御する
ことを特徴とする請求項８記載の流量計測装置。
【請求項１０】
前記流量計測動作制御手段は、前記流量計測手段から所定の複数サンプリング回数に亘って出力された信号を一時保存しておき、それを前記無視した信号の代りに用いて前記流量または前記流速の計測を行うように当該流量計測装置における流量または流速の計測動作を制御する
ことを特徴とする請求項７ないし９記載の流量計測装置。
【請求項１１】
前記流体が燃料またはエネルギー源として用いられるガスであり、前記流量計測手段が前記ガスの流量または積算流量を計測するものであり、ガスメータとして機能する
ことを特徴とする請求項１ないし１０のうちいずれか１つの項に記載の流量計測装置。
【請求項１２】
発信手段と受信手段とを有し、前記発信手段から音波を計測対象の流体に伝播させてそれを前記受信手段で受信して、そのとき音波の伝播時間または伝播速度もしくはシングアラウンド伝播周期を測定するというサンプリングを所定のサンプリング周期ごとに行って、前記音波の伝播時間または伝播速度もしくはシングアラウンド伝播周期に基づいて、前記流体の流量または流速を計測する流量計測手段を備えた流量計測装置におけるノイズ判定の制御を行う制御方法であって、
前記サンプリングを休止している非サンプリング期間中にも前記受信手段を動作させて、前記流体の流量または流速の計測に対してノイズとなり得る周波数帯域内の周波数の音波が前記非サンプリング期間中に前記受信手段で受信されるとそれを検知し、所定期間および／または所定回数まで前記ノイズとなり得る周波数帯域内の周波数の音波が繰り返し検知された場合には、ノイズが発生しているものと判定する
ことを特徴とする制御方法。
【請求項１３】
前記受信手段を前記非サンプリング期間中にも所定周期ごとに音波を受信可能な状態にして、一旦、ノイズが検知されると、その後は少なくとも所定の時間に亘って、音波を受信可能な状態にする周期を前記ノイズが検知される以前の所定周期よりも短くして、頻繁に音波を受信可能な状態にする
ことを特徴とする請求項１２記載の制御方法。
【請求項１４】
前記流量計測装置が警報手段を備えており、
ノイズが発生していると判定した場合、そのノイズが発生している旨の情報またはそれを報知する警報を前記警報手段によって出力させる
ことを特徴とする請求項１２または１３記載の制御方法。
【請求項１５】
前記受信手段は、常に音波を受信可能な状態にあるものである
ことを特徴とする請求項１２ないし１４のうちいずれか１つの項に記載の制御方法。
【請求項１６】
前記ノイズ判定制御手段は、前記受信手段から出力された信号が所定の流量以上の流量に対応した信号である場合には、それをノイズとなり得る周波数帯域内の周波数の音波として検知し、ノイズが発生しているものと判定する
ことを特徴とする請求項１５記載の制御方法。
【請求項１７】
前記ノイズが発生しているものと判定した場合には、さらに、前記送信器から前記計測対象の流体に伝播させる音波の出力の強さを増大させて、前記流量または流速の計測における信号／雑音比を高くする
ことを特徴とする請求項１２ないし１６のうちいずれか１つの項に記載の制御方法。
【請求項１８】
当該流量計測装置として所定の使用状態では有り得ないと予め定められた流量の値または流量の時間的遷移のパターンに対応した信号が流量計測手段から出力された場合には、その信号は無視して前記流量または流速の計測を行うように当該流量計測装置における流量計測の動作を制御する流量計測動作制御手段を、さらに備えた
ことを特徴とする請求項１２ないし１７のうちいずれか１つの項に記載の制御方法。
【請求項１９】
発信手段と受信手段とを有し、前記発信手段から音波を計測対象の流体に伝播させてそれを前記受信手段で受信して、そのとき音波の伝播時間または伝播速度もしくはシングアラウンド伝播周期を測定するというサンプリングを所定のサンプリング周期ごとに行って、前記音波の伝播時間または伝播速度もしくはシングアラウンド伝播周期に基づいて、前記流体の流量または流速を計測する流量計測手段を備えた流量計測装置における流量または流速の計測動作を制御する制御方法であって、
当該流量計測装置として所定の使用状態では有り得ないと予め定められた流量の値または流量の時間的遷移のパターンに対応した信号が流量計測手段から出力された場合には、その信号は無視して前記流量または流速の計測を行うように当該流量計測装置における流量または流速の計測動作を制御する
ことを特徴とする制御方法。
【請求項２０】
前記無視した信号の代りに、前記無視した信号のサンプリングよりも以前のサンプリングで得られた信号および／または前記無視した信号のサンプリングよりも以後のサンプリングで得られる信号を、前記無視した信号のサンプリングタイミングで得られた信号と見做して用いて前記流量または前記流速の計測を行うように当該流量計測装置における流量または流速の計測動作を制御する
ことを特徴とする請求項１８または１９記載の制御方法。
【請求項２１】
前記流量計測手段から所定の複数サンプリング回数に亘って出力された信号を一時保存しておき、それを前記無視した信号の代りに用いて前記流量または前記流速の計測を行うように当該流量計測装置における流量または流速の計測動作を制御する
ことを特徴とする請求項２０記載の制御方法。
【請求項２２】
前記流体が燃料またはエネルギー源として用いられるガスであり、前記流量計測手段が前記ガスの流量または積算流量を計測するものである
ことを特徴とする請求項１２ないし２１のうちいずれか１つの項に記載の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は流量計測装置および制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発信器から超音波のような周波数が高くて波動としてのエネルギー密度の高い音波を計測対象の流体に伝播させ、それを受信器で受信して、そのときの音波の伝播時間または伝播速度もしくはシングアラウンド伝播周期を測定し、その測定結果に基づいて、計測対象の流体の流量または流速を計測するという、いわゆる超音波伝播方式の流量計測装置においては、一般に、測定用の音波以外の音波やそれに近似した振動等が外部から混入して、流量または流速の計測に関するノイズとなり、その計測精度を低下させる場合がある。あるいは流量計測装置の内部を発生源として、その機械的な機構に起因したノイズや、信号処理のための電子回路の動作や不具合等に起因したノイズが、受信器で受信される音波に混入して、計測精度を低下させる要因となる場合もある。
【０００３】
このようなノイズの混入や当該流量計測装置の内部の不具合等に起因した計測精度の低下を改善または解消するための方策としては、測定用の音波以外のノイズとなるような外乱的な音波や振動をフィルタリングして除去することや、当該流量計測装置が設置される環境からノイズとして流量計測装置に混入することが一般的に想定される音波の周波数以外の周波数の音波を用いるように設定することなどが考えられる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−４１７９２号公報（第０００２段落ないし第００２９段落）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実際には、ノイズはいわゆる外乱であるから、例えばガスメータのような流量計測装置が設置される多様な使用環境のうちには、予想されていた周波数とは異なった、流量や流速の計測に用いられる音波と近似した周波数のものが生じる蓋然性もある。それは前述したように流量計測装置が用いられる使用環境は多様なものがあり得るからである。それ故、従来の流量計測装置では、ノイズに起因した計測精度の低下を完全に防ぐことは困難であった。
【０００６】
そしてそのようにノイズの除去または回避が困難であることに起因して、計測精度が低下することが避けられなくなる場合があるという問題があった。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、ガスメータのような流量計測装置が設置されている環境がノイズ混入の多発する環境にあることを簡易な手法によって自動的に検知し、さらにはその旨の警報を発することができる流量計測装置およびその動作を制御する制御方法を実現することにある。
【０００８】
また、計測に外部からのノイズや流量計測装置の内部的不具合に起因した誤信号等が混入していることを、簡易な手法によって確実に検知して、そのときのノイズや誤信号に起因した流量または流速の計測精度の低下を回避することができる流量計測装置およびその動作を制御する制御方法を実現することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による第１の流量計測装置は、発信手段と受信手段とを有し、前記発信手段から音波を計測対象の流体に伝播させてそれを前記受信手段で受信して、そのとき音波の伝播時間または伝播速度もしくはシングアラウンド伝播周期を測定するというサンプリングを所定のサンプリング周期ごとに行って、前記音波の伝播時間または伝播速度もしくはシングアラウンド伝播周期に基づいて、前記流体の流量または流速を計測する流量計測手段を備えた流量計測装置であって、前記サンプリングを休止している非サンプリング期間中にも前記受信手段を動作させて、前記流体の流量または流速の計測に対してノイズとなり得る周波数帯域内の周波数の音波が前記非サンプリング期間中に前記受信手段で受信されるとそれを検知し、所定期間および／または所定回数まで前記ノイズとなり得る周波数帯域内の周波数の音波が繰り返し検知された場合には、ノイズが発生しているものと判定するノイズ判定制御手段を、さらに備えている。
【００１０】
本発明による第１の流量計測装置では、流量または流速の計測には支障のない非サンプリング期間中に、流体の流量または流速の計測に対してノイズとなり得る周波数帯域内の周波数の音波が混入しているか否かを、受信手段の受信状態に基づいて判定する。すなわち、流体の流量または流速の計測に対してノイズとなり得るような周波数帯域内の周波数の音波が、非サンプリング期間中に受信手段で受信されると、ノイズ判定制御手段はそれを検知し、さらに所定期間および／または所定回数までそのノイズとなり得る周波数帯域内の周波数の音波が繰り返し検知された場合には、ノイズが発生しているものと判定する。また、所定期間未満または所定回数未満でそのノイズとなり得る周波数帯域内の周波数の音波が検知されなくなった場合には、一時的なノイズの混入があったものと判定しても妥当であることから、この場合には、ノイズが発生しているとは判定しない。
【００１１】
なお、上記の「所定期間および／または所定回数までそのノイズとなり得る周波数帯域内の周波数の音波が繰り返し検知された場合」とは、所定期間に亘って継続的に、ノイズとなり得る周波数帯域内の周波数の音波が繰り返し検知された場合」、または「所定回数に亘って継続的に、ノイズとなり得る周波数帯域内の周波数の音波が繰り返し検知された場合」、または「途中で一時的に検知が途切れても、ノイズとなり得る周波数帯域内の周波数の音波を検知した回数の積算値が所定回数に達した場合」、もしくは「所定期間内で所定回数に亘って継続的に、ノイズとなり得る周波数帯域内の周波数の音波が繰り返し検知された場合」、または「途中で一時的に検知が途切れても、所定期間内で、ノイズとなり得る周波数帯域内の周波数の音波を検知した回数の積算値が所定回数に達した場合」などの態様を採り得るものであることは言うまでもない。
【００１２】
ここで、前記ノイズ判定制御手段は、前記受信手段を前記非サンプリング期間中にも所定周期ごとに音波を受信可能な状態にして、一旦、ノイズが検知されると、その後は少なくとも所定の時間に亘って、音波を受信可能な状態にする周期を前記ノイズが検知される以前の所定周期よりも短くして、頻繁に音波を受信可能な状態にするものとしてもよい。このようにノイズが一旦検知されるとその後は頻繁に音波を受信可能な状態にすることにより、さらに確実にノイズの検知を行うことが可能となる。
【００１３】
あるいは、前記受信手段が、例えば音波を受けるとそれに対応した信号を電圧増幅して出力するというように、常に音波を受信可能な状態にあるものであって、前記ノイズ判定制御手段は、前記受信手段から出力された信号が所定の流量以上の流量に対応した信号と同様の信号である場合には、それを検知して、ノイズとなり得るような周波数帯域内の周波数の音波が当該流量計測装置の周囲の環境で発生しているものと判定するようにしてもよい。このように音波の受信手段（および音波を受信してから信号を増幅して出力するまでの回路系等）を、電圧増幅型の素子及び回路系とするなどして、低消費電力でありながら常に音波を受信可能であるようにすることで、その低消費電力であるという特質を生かしつつ、常に確実にノイズを検知することが可能となる。
【００１４】
また、前記ノイズ判定制御手段は、ノイズが発生していると判定した場合、そのノイズが発生している旨の情報またはそれを報知する警報を出力する警報手段を備えるようにすることが望ましい。
【００１５】
また、当該流量計測装置として所定の使用状態では有り得ないと予め定められた流量の値または流量の時間的遷移のパターンに対応した信号が流量計測手段から出力された場合には、その信号は無視して前記流量または流速の計測を行うように当該流量計測装置における流量計測の動作を制御する流量計測動作制御手段を、さらに備えるようにすることも可能である。
【００１６】
また、前記ノイズ判定制御手段は、さらに、前記ノイズが発生しているものと判定した場合には、前記送信器から前記計測対象の流体に伝播させる音波の出力の強さを増大させて、前記流量または流速の計測における信号／雑音比を高くするようにしてもよい。このようにノイズが発生していることを自動的に検知して信号／雑音比を高くすることで、そのノイズに起因した計測精度の低下を回避することが可能となる。あるいは、ノイズのレベル（ｄＢなど）に対応して、前記送信器から出力させる音波の強度を増大することなども望ましい。
【００１７】
このような流量計測動作制御手段は、上記のノイズ判定制御手段とは別に（独立したものとして）、流量計測装置に付設することなども可能である。すなわち、本発明による第２の流量計測装置は、発信手段と受信手段とを有し、前記発信手段から音波を計測対象の流体に伝播させてそれを前記受信手段で受信して、そのとき音波の伝播時間または伝播速度もしくはシングアラウンド伝播周期を測定するというサンプリングを所定のサンプリング周期ごとに行って、前記音波の伝播時間または伝播速度もしくはシングアラウンド伝播周期に基づいて、前記流体の流量または流速を計測する流量計測手段を備えた流量計測装置であって、当該流量計測装置として所定の使用状態では有り得ないと予め定められた流量の値または流量の時間的遷移のパターンに対応した信号が流量計測手段から出力された場合には、その信号は無視して前記流量または流速の計測を行うように当該流量計測装置における流量または流速の計測動作を制御する流量計測動作制御手段を備えたものである。
【００１８】
本発明による第２の流量計測装置では、流量計測動作制御手段が、当該流量計測装置として所定の使用状態では有り得ないと予め定められた流量の値または流量の時間的遷移のパターンに対応した信号が流量計測手段から出力された場合には、その信号は無視して前記流量または流速の計測を行うように、当該流量計測装置における流量または流速の計測動作を制御する。すなわち、混入する可能性のあるノイズの周波数については、実際に当該流量計測装置が設置される場所の環境に依存してどのような周波数のものが生じるのか予測不能である場合が多いが、ノイズの振動の強さや振幅は当該流量計測装置として所定の使用状態では有り得ないものか否か、については設置環境に依存せず、予め確実に想定することが可能である。例えばガスメータの場合では、その号数ごとで計測可能な最大流量が予め定まっているので、正常な使用条件下では、その最大流量を超えた流量に対応した信号が流量計測手段から出力されることは有り得ない筈である。従って、逆に、そのような正常な使用条件下では有り得ない信号が出力された場合には、ノイズの混入または誤信号が発生したものと判定することは妥当性が高い。よって、このような場合には、そのときの信号は無視して流量または流速の計測を行うように、当該流量計測装置における流量または流速の計測動作を流量計測動作制御手段が制御する。
【００１９】
このようにノイズや誤信号などである確率の高い信号は無視して流量または流速の計測を行うことにより、ノイズや誤信号の混入に起因した流量または流速の計測精度の低下を改善または解消することが可能となる。
【００２０】
なお、前記流量計測動作制御手段は、前記無視した信号の代りに、前記無視した信号のサンプリングよりも以前のサンプリングで得られた信号および／または前記無視した信号のサンプリングよりも以後のサンプリングで得られる信号を、前記無視した信号のサンプリングタイミングで得られた信号と見做して用いて前記流量または前記流速の計測を行うように当該流量計測装置における流量または流速の計測動作を制御することなどが可能である。
【００２１】
ここで、「前記無視した信号のサンプリングよりも以前のサンプリングで得られた信号および／または前記無視した信号のサンプリングよりも以後のサンプリングで得られる信号を、前記無視した信号のサンプリングタイミングで得られた信号と見做して用い」る、とは、「前記無視した信号のサンプリングよりも以前のサンプリングで得られた信号を用いる」、または「前記無視した信号のサンプリングよりも以後のサンプリングで得られる信号を用いる」、または「前記無視した信号のサンプリングよりも以前のサンプリングで得られた信号と前記無視した信号のサンプリングよりも以後のサンプリングで得られる信号との両方を用いて、前記無視した信号のサンプリングよりも以前のサンプリングで得られた信号に基づいて演算される流量または流速と前記無視した信号のサンプリングよりも以後のサンプリングで得られる信号に基づいて演算される流量または流速との平均値を演算する」ことなどの態様が可能であるということである。
【００２２】
また、前記流量計測動作制御手段は、さらに詳細には、前記流量計測手段から所定の複数サンプリング回数に亘って出力された信号を一時保存しておき、それを前記無視した信号の代りに用いて前記流量または前記流速の計測を行うように当該流量計測装置における流量または流速の計測動作を制御するようにしてもよい。
【００２３】
また、前記流体が燃料またはエネルギー源として用いられるガスであり、前記流量計測手段が前記ガスの流量または積算流量を計測するものであるようにして、実質的にガスメータとして機能するようにすることなどが可能である。すなわち、本発明は多様な設置環境で使用されることが想定されるガスメータなどに好適なものである。
【００２４】
なお、上記のノイズ判定制御手段または流量計測動作制御手段は、いわゆる超音波伝播方式のマイコンメータのようなガスメータに内蔵されてその動作制御を行うための専用ＬＳＩあるいはプリント配線基板に構築された制御回路として、そのマイコンメータのような流量計測装置の本体とは別に、それとは独立した工業製品として作製され、マイコンメータ本体に後付けされる制御回路とすることで、本発明に係る制御方法を具現化することなども可能である。
【００２５】
すなわち、本発明による第１の制御方法は、発信手段と受信手段とを有し、前記発信手段から音波を計測対象の流体に伝播させてそれを前記受信手段で受信して、そのとき音波の伝播時間または伝播速度もしくはシングアラウンド伝播周期を測定するというサンプリングを所定のサンプリング周期ごとに行って、前記音波の伝播時間または伝播速度もしくはシングアラウンド伝播周期に基づいて、前記流体の流量または流速を計測する流量計測手段を備えた流量計測装置におけるノイズ判定の制御を行う制御方法であって、前記サンプリングを休止している非サンプリング期間中にも前記受信手段を動作させて、前記流体の流量または流速の計測に対してノイズとなり得る周波数帯域内の周波数の音波が前記非サンプリング期間中に前記受信手段で受信されるとそれを検知し、所定期間および／または所定回数まで前記ノイズとなり得る周波数帯域内の周波数の音波が繰り返し検知された場合には、ノイズが発生しているものと判定するものである。
【００２６】
ここで、前記受信手段を前記非サンプリング期間中にも所定周期ごとに音波を受信可能な状態にして、一旦、ノイズが検知されると、その後は少なくとも所定の時間に亘って、音波を受信可能な状態にする周期を前記ノイズが検知される以前の所定周期よりも短くして、頻繁に音波を受信可能な状態にするようにしてもよい。
【００２７】
また、前記流量計測装置が警報手段を備えており、ノイズが発生していると判定した場合、そのノイズが発生している旨の情報またはそれを報知する警報を前記警報手段によって出力させるようにしてもよい。
【００２８】
あるいは、前記受信手段が常に音波を受信可能な状態にあり、音波を受けるとそれに対応した信号を電圧増幅して出力するものであり、前記受信手段から電圧増幅して出力された信号の電圧レベルが所定の電圧レベル以上であるとそれをノイズとなり得る周波数帯域内の周波数の音波として検知し、所定期間および／または所定回数まで前記ノイズとなり得る周波数帯域内の周波数の音波が繰り返し検知された場合にはノイズが発生しているものと判定するようにしてもよい。
【００２９】
また、当該流量計測装置として所定の使用状態では有り得ないと予め定められた流量の値または流量の時間的遷移のパターンに対応した信号が流量計測手段から出力された場合には、その信号は無視して前記流量または流速の計測を行うように当該流量計測装置における流量計測の動作を制御するようにしてもよい。
【００３０】
また、本発明による第２の制御方法は、発信手段と受信手段とを有し、前記発信手段から音波を計測対象の流体に伝播させてそれを前記受信手段で受信して、そのとき音波の伝播時間または伝播速度もしくはシングアラウンド伝播周期を測定するというサンプリングを所定のサンプリング周期ごとに行って、前記音波の伝播時間または伝播速度もしくはシングアラウンド伝播周期に基づいて、前記流体の流量または流速を計測する流量計測手段を備えた流量計測装置における流量または流速の計測動作を制御する制御方法であって、当該流量計測装置として所定の使用状態では有り得ないと予め定められた流量の値または流量の時間的遷移のパターンに対応した信号が流量計測手段から出力された場合には、その信号は無視して前記流量または流速の計測を行うように当該流量計測装置における流量または流速の計測動作を制御するものである。
【００３１】
ここで、さらに詳細には、前記無視した信号の代りに、前記無視した信号のサンプリングよりも以前のサンプリングで得られた信号および／または前記無視した信号のサンプリングよりも以後のサンプリングで得られる信号を、前記無視した信号のサンプリングタイミングで得られた信号と見做して用いて前記流量または前記流速の計測を行うように当該流量計測装置における流量または流速の計測動作を制御するようにしてもよい。
【００３２】
また、前記流量計測手段から所定の複数サンプリング回数に亘って出力された信号を一時保存しておき、それを前記無視した信号の代りに用いて前記流量または前記流速の計測を行うように当該流量計測装置における流量または流速の計測動作を制御するようにしてもよい。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００３４】
図１は、本発明の一実施の形態に係る流量計測装置であるガスメータの概要構成を表したものである。なお、本発明の実施の形態に係る制御方法は、このガスメータに組み込まれて用いられることによって具現化されるものであるから、以下、それらを併せて説明する。
【００３５】
このガスメータは、ガスを利用可能な一般住宅やビルなどの家屋ごとに設置され、ガスの流量積算値（ガス使用量）の計量（計測）機能、保安機能、自動検針機能などを備えたマイコンメータで、流路２１を流れるガスの流量値を計測するために所定の超音波をガスに伝播させる超音波センサ２２Ａ，２２Ｂを有する超音波伝搬時間計測部２０と、流量値演算部３０と、制御回路４０と、流量値積算部５０と、流量積算値表示制御部６１と、流量積算値表示部６２と、基本動作制御部７０と、電池８０とを、流量計測を行うための主要部として備えている。
【００３６】
さらには、流路２１の下流に配置される感震器９１，圧力センサ９２および温度センサ９３、流路２１の上流に配置される遮断弁９４およびこの遮断弁９４を駆動する遮断弁駆動機構９５、ならびにこれらに直接または間接に接続されて所定の保安機能を実行する保安ユニット９０と、流量積算値などの検針情報をガス会社の管理センタとの間で送受信するための通信ユニット１００と、一般的なガスメータとしての流量計測や保安機能を果たすための各種制御を行う基本動作制御部７０を構成するマイコンの暴走などを監視するマイコン停止検出ユニット１１０と、このマイコン停止検出ユニット１１０に接続された起動・リセット部１２０と、ガスに脈動が発生したことを判定する脈動発生判定部１３０と、外部に警報を発する警報部１４０とを備えている。
【００３７】
なお、この他にも、遮断復帰を実行するための復帰スイッチ、微少漏洩検知装置など（いずれも図示省略）、ガスメータとして一般に用いられるような各種装置も備えているが、そのような種々の装置等の構成は本発明の主要構成とは直接的な関連性が少ないので、それらの説明については省略する。
【００３８】
超音波伝搬時間計測部２０の超音波センサ２２Ａ，２２Ｂは、流路２１を流れるガスに対して一度の計測デューティ当りに所定の頻度で超音波を上流側から下流側へと伝搬させることと、下流側から上流側へと伝搬させることとを、交互に所定のタイミングで繰り返すもので、その各々が、送信器としての機能と受信器としての機能とを兼備している。すなわち、超音波センサ２２Ａが送信器として機能して所定の周波数の超音波を発信するときには、超音波センサ２２Ｂは受信器として機能して所定の周波数帯域の超音波を受信してそれに対応した電気信号を出力するように設定されている。これら超音波センサ２２Ａ，２２Ｂは、送受信回路２４を介して伝搬時間計測・制御部２３に接続されている。
【００３９】
伝搬時間計測・制御部２３は、超音波センサ２２Ａ，２２Ｂから出力された電気信号に基づいて、上流側から下流側へと超音波を伝搬させたときの順方向伝搬時間Ｔ１と、下流側から上流側へと音波を伝搬させたときの逆方向伝搬時間Ｔ２とを計測するものである。また、伝搬時間計測・制御部２３は、超音波の伝搬方向の切り替えおよび超音波発信の繰り返しを制御する機能および所定の周波数の超音波の発振を一度のサンプリングタイミング当りに超音波センサ２２Ａ，２２Ｂのうちの一方に行わせるための電気信号の発振を行う機能ならびに他方が受信した超音波に対応して出力した電気信号を電圧増幅する機能を備えたものであり、そのような機能を果たすために用いられる計時用のタイマー等（図示せず）をも備えている。この伝搬時間計測・制御部２３の流量計測のための基本的なハードウェアおよびその制御ロジック等については、従来の一般的なものと同様のものである。
【００４０】
流量値演算部３０は、伝搬時間計測・制御部２３によって伝搬時間Ｔ１，Ｔ２が計測されるごとに、その伝搬時間Ｔ１，Ｔ２に基づいてそのときの流速値ｖを求め、さらにその流速値ｖに対応してそのときの計測デューティにおけるガスの瞬間流量値Ｑを得るものである。この流量値演算部３０についても、その流量計測のための基本的なハードウェアおよびその制御ロジック等としては従来の一般的なものを用いることができる。なお、超音波センサ２２Ａ，２２Ｂと伝搬時間計測・制御部２３と送受信回路２４とで実質的に流量計測手段の主要部として機能する。
【００４１】
流量値積算部５０は、流量値演算部３０によって複数のサンプリング回数に亘って計測された流量値Ｑの計測結果に基づいて、積算対象となる平均流量値Ｑａを求め、その平均流量値Ｑａのデータを、それまで記憶していた流量積算値ΣＱに加算することによって、流量積算値ΣＱを得るものである。より具体的には、この流量値積算部５０は、例えば平均流量値Ｑａとして最新の流量値Ｑｎおよびその前回に計測された流量値Ｑｎ−１の２回の計測結果の平均値を取るようにすることができる。但し、このような演算方法のみには限定されないことは言うまでもない。例えば、最新の流量値Ｑｎとその前回に計測された流量値Ｑｎ−１と前々回に計測された流量値Ｑｎ−２との、合計３回分の計測結果の平均値を取ることで平均流量値Ｑａのデータを算出するようにしてもよい。このように、複数のサンプリング回数に亘って計測された流量値Ｑｎ，Ｑｎ−１…の計測結果に基づいて流量積算値ΣＱを求めるようにすることによって、脈動などの影響を排除して流量積算値ΣＱの正確性を確保することができる。
【００４２】
流量積算値表示制御部６１は、流量値積算部５０によって積算された流量積算値ΣＱを流量積算値表示部６２によって表示させる。流量積算値表示部６２は、例えば液晶パネルを用いてなるもので、流量積算値表示制御部６１によって制御されて、流量積算値ΣＱの値を例えば８セグメント方式で数値表示するように設定されている。
【００４３】
基本動作制御部７０は、例えばＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ；図示省略）に格納された、流量値演算部３０、流量値積算部５０、流量積算値表示制御部６１等で実行されるプログラムに基づいて、このガスメータの全体的な流量計測装置としての基本的動作の制御を行う、いわゆるマイコンである。この基本動作制御部７０については一般的な超音波伝播方式のいわゆるマイコンガスメータに用いられるものと同様のものである。
【００４４】
電池８０は、ガスメータ全体に動作を行うための電力を供給するもので、例えばリチウム電池などのように寿命が７年ないし１０年程度のものを好適に用いることができる。
【００４５】
感震器９１は、所定の強度以上の強い震動の発生を検知して地震が発生したことを判定するものである。
【００４６】
圧力センサ９２は、流路２１中を流れるガスの圧力Ｐを計測するものである。この圧力センサ９２は、例えば圧力によって生じた歪みに対応した電圧を発生する圧電膜センサなどを含んで構成されている。この圧力センサ９２で計測された圧力Ｐは、例えば脈動発生判定部１３０および保安ユニット９０に対して出力される。
【００４７】
温度センサ９３は、流路２１を流れるガスの温度を計測するものである。この温度センサ９３は、例えば流路２１の内部に配設されており、熱電式センサ（熱電対）、抵抗式センサ（金属測温抵抗体）、サーミスタ式センサ、半導体センサなどを含んで構成されて、温度に対応した電気信号を出力するように設定されている。この温度センサ９３で計測された温度に対応した電気信号は、例えば保安ユニット９０に対して出力される。
【００４８】
保安ユニット９０は、感震器９１からの信号、圧力センサ９２によって計測さえた圧力Ｐ、および温度センサ９３によって計測された温度に基づいて、ガスの使用状態またはガスメータが設置されている環境が、ガスの利用に際して危険な状態となっているか否かを判定し、危険な状態となっていると判定した場合には、弁駆動信号を出力して遮断弁駆動機構９５によって遮断弁９４を駆動する（弁を閉鎖させる）ことでガスの供給を遮断する、というような所定の保安動作を行うものである。
【００４９】
通信ユニット１００は、例えば電話回線または専用回線等の通信回線（図示せず）を介してガス会社の管理センターとの間で検針データなどの情報を送受信する通信機能を実行するものである。この通信ユニット１００は、例えば、図示しないがガスメータ専用に設けられた端末モデム装置であるＴ−ＮＣＵ（Ｔｅｒｍｉｎａｌｎｅｔｗｏｒｋ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｕｎｉｔ　）を含んで構成され、このＴ−ＮＣＵを介して通信回線（図示せず）にアクセスすることができるように設定されている。また、この通信ユニット１００は、ガス会社の管理センタ側からガスメータにアクセスし、遮断弁９４の開閉動作やガス使用量計測動作などを遠隔操作的に制御したり、ガスメータの状態を監視したりすることなども可能に設定されている。
【００５０】
マイコン停止検出ユニット１１０は、基本動作制御部７０を構成するマイコンの暴走や停止のような不具合の監視を行うものである。起動・リセット部１２０は、その起動およびリセットを行うものである。
【００５１】
警報部１４０は、例えば発光ダイオード等からなる警告ランプ（図示せず）を備えており、上記の保安ユニット９０によって、ガスの使用状態またはガスメータが設置されている環境が危険な状態となっているとの判定が下された場合に、その旨の警報として所定の点滅パターンで点滅表示を行うように設定されている。また、後述するような制御回路のノイズ判定制御部によって、ノイズが発生しているとの判定が下された場合に、その旨の警報として前述の危険な状態となっている旨の警報とは異った所定の点滅パターンで区別できるような点滅表示を行うように設定されている。なお、この警報部１４０は、通信ユニット１００を介して危険な状態が発生している旨の情報や、ノイズが発生している旨の情報を、ガス事業者の管理センターに送信することができるように設定されていることが望ましい。
【００５２】
制御回路４０は、ノイズ判定制御部４１と、流量計測動作制御部４２とを備えている。
【００５３】
ノイズ判定制御部４１は、流量計測のためのサンプリングを休止している非サンプリング期間中にも、超音波センサ２２Ａまたは超音波センサ２２Ｂのうちのいずれか一方（または両方も場合によっては可能）を超音波の受信器として機能させると共に送受信回路２４を動作させて、ガスの流量計測に対してノイズとなり得る周波数帯域内の周波数（換言すれば流量計測を行うために超音波センサ２２Ａと超音波センサ２２Ｂとの間で送受されるように設定されている超音波の周波数を中心としてそれに近似した周波数帯域）の超音波が非サンプリング期間中に超音波センサ２２Ａまたは超音波センサ２２Ｂで受信されると、それを検知し、所定期間が経過するまで、または所定回数に亘って、そのノイズとなり得る周波数帯域内の周波数の超音波が検知された場合には、ノイズが混入（発生）しているものと判定するものである。
【００５４】
ここで、ノイズが混入している、ということは、換言すれば、ガスメータの設置されている場所がガスメータにノイズを与えやすい環境にある、ということである。従って、ノイズが混入するとの判定が行われた（下された）場合には、そのガスメータの設置環境が外在的支障要因となっている確率が極めて高い、ということであるから、その旨の警報をガス管理会社（図示省略）や検針員などに報知して、例えば流量計測のために用いる超音波の周波数を、それまで使用していた周波数帯域のものとは異なるものに変更する、といった対応を取ることができるようにすることが望ましい。そこで、ノイズ判定制御部４１は、ノイズが混入しているものとの判定を下した場合には警報部１４０を制御して、ノイズが混入しているという旨の警報を発する。またそれと共に、通信ユニット１００を介して、例えばガス管理会社の集中管理システムなどに対して、当該ガスメータにノイズの混入が多発している旨の情報を通知する。
【００５５】
このように、ノイズ判定制御部４１によれば、流量計測の非サンプリング期間中に、ノイズの発生（混入）を検知して、その旨の警報および情報を出力することができ、その結果、ガスメータが設置されている場所がノイズをそのガスメータに与えやすい環境にある、ということを自動的に判定してその旨をガス管理会社や検針者や一般ユーザーなどに報知するという対応を自動的に行うことができる。
【００５６】
なお、超音波センサ２２Ａ，２２Ｂおよび送受信回路２４ならびに伝播時間計測・制御部２３でその主要部が構成される超音波伝播時間計測部２０が流量計測の非サンプリング期間中に所定の周期で間欠的にノイズの検知を行うように設定されている場合には、ノイズ判定制御部４１は、非サンプリング期間中、例えば１２時間毎に１度の周期のような比較的低い頻度で音波を受信可能な状態にするが、一旦、ノイズが検知されると、その後は例えば１日間のような所定期間に亘って、音波を受信可能な状態にする周期をノイズが検知される以前の所定周期よりも短くして（例えば３０分毎の１度など）、頻繁に音波を受信可能な状態にすることで、さらに確実にノイズの検知を行うことができるようにしてもよい。
【００５７】
あるいは、超音波センサ２２Ａ，２２Ｂおよび送受信回路２４ならびに伝播時間計測・制御部２３を、非サンプリング期間中は常に超音波を受信可能な状態にあって、超音波を受けるとそれに対応した電気信号を電圧増幅して出力する電圧増幅型の素子及び回路系とすることによって、その電圧増幅型であることによる低電力消費の特質を生かしつつ、常にノイズの検知が可能な状態に保って、一度でもノイズに対応した信号が検知された場合にはノイズが発生したものと判定するなどして、低消費電力で動作することが可能でありながらも、さらに確実に外乱的なノイズや振動を検知することが可能となる。
【００５８】
ここで、ノイズが発生しているとの判定の基準となるロジックとしては、（１）所定期間に亘って継続的に、ノイズとなり得る周波数帯域内の周波数の音波が繰り返し検知された場合、または（２）所定回数に亘って継続的に、ノイズとなり得る周波数帯域内の周波数の音波が繰り返し検知された場合、または（３）途中で一時的に検知が途切れても、ノイズとなり得る周波数帯域内の周波数の音波を検知した回数の積算値が所定回数に達した場合、もしくは（４）所定期間内で所定回数に亘って継続的に、ノイズとなり得る周波数帯域内の周波数の音波が繰り返し検知された場合、または（５）途中で一時的に検知が途切れても、所定期間内で、ノイズとなり得る周波数帯域内の周波数の音波を検知した回数の積算値が所定回数に達した場合などに、ノイズが発生しているとの判定を下す、という態様が可能である。あるいはその他にも種々の判定ロジックを採用することなども可能であることは言うまでもない。
【００５９】
流量計測動作制御部４２は、当該ガスメータとして通常の使用状態や正常な動作状態では有り得ないと予め定められた流量の値または流量の時間的遷移のパターンに対応した信号が超音波伝播時間計測部２０から出力された場合には、その信号は無視して流量値の演算を行うように、当該ガスメータにおける流量計測の動作を制御するものである。
【００６０】
さらに詳細には、この流量計測動作制御部４２は、上記のように異常な信号が超音波伝播時間計測部２０から出力された場合にはそれを無視するが、その無視した信号の代りに、その無視した信号のサンプリングよりも以前のサンプリングで得られた信号および／またはその無視した信号のサンプリングよりも以後のサンプリングで得られる信号を、その無視した信号のサンプリングタイミングで得られた信号と見做して用いて、流量の計測値の演算を行う。
【００６１】
ここで、無視した信号に代りに用いる信号としては、（１）無視した信号のサンプリングよりも以前のサンプリングで得られた信号を用いること、または（２）無視した信号のサンプリングよりも以後のサンプリングで得られる信号を用いること、または（３）無視した信号のサンプリングよりも以前のサンプリングで得られた信号と無視した信号のサンプリングよりも以後のサンプリングで得られる信号との両方を用いて、無視した信号のサンプリングよりも以前のサンプリングで得られた信号に基づいて演算される流量と無視した信号のサンプリングよりも以後のサンプリングで得られる信号に基づいて演算される流量との平均値を演算して、その平均値を用いること、などのさらに具体的な態様が可能である。このような無視した信号の代りにそのサンプリング前後での信号（すなわちその信号が担持している流量計測値の情報）は、例えばプリ・バッファとして機能するように設定された記憶素子（図示省略）に一時保存しておき、超音波伝播時間計測部２０からの信号を無視する事態が生じた場合には、記憶素子に一時保存しておいた情報を読み出して来て、それを無視した信号の代りに用いて、流量値の演算を行うようにすることなどが可能である。
【００６２】
なお、無視した信号のサンプリングよりも以前のサンプリングで得られた信号と無視した信号のサンプリングよりも以後のサンプリングで得られる信号との両方を用いて、無視した信号のサンプリングよりも以前のサンプリングで得られた信号に基づいて演算される流量と無視した信号のサンプリングよりも以後のサンプリングで得られる信号に基づいて演算される流量との平均値を演算してその平均値を用いる場合には、少なくとも無視した信号のサンプリングよりも以後のサンプリングでの信号が得られるまでの時間的なタイムラグが流量値の演算プロセス中に生じることになるが、それは実際上、極めて微小な時間的タイムラグであるから、流量計測に関しての実質的な支障は生じない。
【００６３】
このように、流量計測動作制御部４２は、流量計測のプロセスで混入する可能性のあるノイズの周波数については、実際に当該ガスメータが設置される場所の環境に依存してどのような周波数のものが生じるのか予測不能である場合が多いが、ノイズの振動の強さや振幅については、当該ガスメータの側で、所定の使用状態では有り得ない振動やその強さなどは設置環境等の外的条件には依存することなく予め確実に想定することが可能である。例えば、ガスメータは号数ごとで計測可能な最大流量が予め定まっているので、正常な使用条件下やガスメータが正常に動作している状況下では、その最大流量を超えた流量に対応した信号が流量計測部から出力されることは有り得ない筈であるから、逆に、そのような正常な使用条件下では有り得ない信号が出力された場合には、ノイズの混入または誤信号が発生した可能性が極めて高い。従って、有り得ない信号については無視して流量値の演算を行うように、当該ガスメータにおける流量の計測動作を流量計測動作制御部４２によって制御することで、ノイズの混入または誤信号に起因した流量計測精度の低下を確実に防ぐことができる。
【００６４】
次に、本発明の一実施の形態に係るガスメータの動作として、特に制御回路４０のノイズ判定制御部４１および流量計測動作制御部４２の動作について説明する。なお、その他の保安機能などの一般的な動作については、一般的なガスメータにおけるものと同様であるから、それらの詳細な説明は省略する。
【００６５】
図２に示したように、サンプリング期間中には（Ｓ１のＹ）、超音波伝搬時間計測部２０の超音波センサ２２Ａ，２２Ｂは、流路２１を流れるガスに対して一度の計測デューティ当たりに所定の頻度で超音波を伝搬させる。このとき、伝搬時間計測・制御部２３は、タイマー（図示せず）に従って、超音波の伝搬方向を所定時間毎に切り替え、それを繰り返す。これにより、超音波センサ２２Ａ，２２Ｂは、超音波を上流側から下流側へと伝搬させることと、下流側から上流側へと伝搬させることとを、交互に所定のタイミングで繰り返して、そのときのガスの流量に対応した電気信号を出力する。伝搬時間計測・制御部２３は、送受信回路２４を介して、超音波センサ２２Ａ，２２Ｂから出力された電気信号を受け取り、その電気信号に基づいて、上流側から下流側へと音波を伝搬させたときの順方向伝搬時間Ｔ１の情報の信号と、下流側から上流側へと音波を伝搬させたときの逆方向伝搬時間Ｔ２の情報の信号とを、流量値演算部３０に伝送する。
【００６６】
流量値演算部３０は、伝搬時間計測部２３によって計測された伝搬時間Ｔ１，Ｔ２の情報の信号を受け取って、その伝搬時間Ｔ１，Ｔ２に基づいて、そのときの流速値ｖを求め、さらにその流速値ｖに対応した流量係数ｋを乗算する演算を行って、そのときの計測デューティにおけるガスの瞬間流量値Ｑを得て、それを流量値積算部５０に伝送する（Ｓ２）。
【００６７】
流量値積算部５０は、流量値演算部３０によって演算された流量値Ｑの情報を受け取って、図示しないメモリに一時的に保存する。そして、複数回計測された流量値Ｑの計測結果に基づいて、積算対象となる平均流量値Ｑａを求め、その平均流量値Ｑａのデータを、それまで記憶していた流量積算値ΣＱに加算することによって、流量積算値ΣＱを得る（Ｓ３）。そしてその流量積算値ΣＱを流量積算値表示部６２の画面に、それまで表示されていた数値に代って表示する（Ｓ４）。
【００６８】
ここまでは一般的な超音波伝播方式のガスメータと同様の流量積算値を演算する動作であるが、超音波伝搬時間計測部２０から出力された信号は、流量値演算部に送られるのと並行して、流量計測動作制御部４２にも送られる。
【００６９】
流量計測動作制御部４２では、図５に示したように、当該ガスメータとして通常の使用状態や正常な動作状態では有り得ないものであると予め定められた流量の値または流量の時間的遷移のパターンに対応した信号が超音波伝播時間計測部２０から出力された場合には（Ｓ５のＹ）、その信号は無視して（Ｓ６）、その無視した信号の代りに、その無視した信号のサンプリングよりも以前のサンプリングで得られた信号および／またはその無視した信号のサンプリングよりも以後のサンプリングで得られる信号を、その無視した信号のサンプリングタイミングで得られた信号と見做して用いて、流量値Ｑの演算およびその積算を行うように、流量値運算部３０および流量値積算部５０の動作を制御する。そして算出された流量積算値ΣＱは、流量積算値表示部６２の画面にそれまで表示されていた数値に代って表示される（Ｓ８）。
【００７０】
しかし超音波伝播時間計測部２０から出力された信号が当該ガスメータとして通常の使用状態や正常な動作状態では有り得ないものであると予め定められた流量の値または流量の時間的遷移のパターンに対応したものではない場合には（換言すれば信号が正常の場合には；Ｓ５のＮ）、上記の通常の流量Ｑの計測方法および積算方法によって流量積算値ΣＱを算出する（図２のＳ３〜Ｓ４）。
【００７１】
ノイズ判定制御部４１は、非サンプリング期間であるとき（図２のＳ１のＮ），図３に示したように、ノイズとなり得る周波数帯域の超音波の受信があると（Ｓ３１のＹ）、そのようなノイズの受信回数ｎのフラグをｎ＋１にする。そしてその＋１加算したフラグの値が、例えば１００回のような所定のしきい値ｎｔｈ（＝１００）以上となった場合には（ｎ≧ｎｔｈ；Ｓ３３のＹ）、ノイズが発生しているものと判定し（Ｓ３４）、その旨の警報を警報部１４０によって発する（Ｓ３５）と共に通信ユニット１００を介して外部の管理会社等に送信する（Ｓ３６）。そしてフラグｎを０にリセットする（ｎ＝０；Ｓ３７）。
【００７２】
あるいは、超音波伝播時間計測部２０が流量計測の非サンプリング期間中に所定の周期で間欠的にノイズの検知を行うように設定されている場合には、ノイズ判定制御部４１は、非サンプリング期間であるとき（図２のＳ１のＮ），図４に示したように、ノイズとなり得る周波数帯域の超音波の受信があると（Ｓ４１のＹ）、そのときまでのフラグがｎ＝０である場合（Ｓ４２のＹ）、ノイズの検知周期をそれ以前よりも短くすることで（Ｓ４３）、ノイズの検知頻度を高くしてノイズをさらに確実に検知できるようにする。
【００７３】
そしてノイズの受信回数ｎのフラグをｎ＋１にする（Ｓ４４）。ノイズの検出を継続して行くうちに、＋１ずつ加算して行ったフラグの値が、例えば１００回のような所定のしきい値ｎｔｈ（＝１００）以上となった場合には（ｎ≧ｎｔｈ；Ｓ４５のＹ）、ノイズが発生しているものと判定し（Ｓ４６）、その旨の警報を警報部１４０によって発する（Ｓ４７）と共に通信ユニット１００を介して外部の管理会社等に送信する（Ｓ４８）。そしてフラグｎを０にリセットする（ｎ＝０；Ｓ４９）。
【００７４】
このように、本実施の形態のガスメータでは、ガスメータが設置されている環境がノイズ混入の多発する環境にあることを簡易な手法によって自動的に検知し、さらにはその旨の警報を発することができる。また、流量計測に外部からのノイズやガスメータの内部的不具合に起因した誤信号等が混入していることを、簡易な手法によって確実に、かつ流量の計測には何ら悪影響や不都合を与えることなく検知して、そのときのノイズや誤信号に起因した流量の計測精度の低下を回避することができる。
【００７５】
なお、上記の実施の形態では、本発明を多様な設置環境で使用されることが想定される、燃料またはエネルギー源として用いられるガスの流量を計測するガスメータに適用する場合について説明したが、本発明の適用はこれのみには限定されないことは言うまでもない。ガスメータ以外にも、上下水道メータ，電力メータ，液体燃料メータなどにも適用可能である。
【００７６】
ここで、流速に計測対象である流体の断面積を乗算することで必然的に流量が容易に算出されるのであるから、流量も流速も本発明に係る流量計測装置で計測することが可能である。このことに基づいて、本願明細書では、流速を計測するものについても流量計測装置と呼んでいる。従って、本発明は、ガスメータのような流量計測を行う装置の他にも、例えば所定の場所における気流や風などの流速を計測する装置などにも適用可能である。
【００７７】
また、上記のノイズ判定制御部４１、流量計測動作制御部４２は、いわゆる超音波伝播方式のマイコンメータのようなガスメータに内蔵されてその動作制御を行うための専用ＬＳＩ等からなる制御回路として、そのマイコンメータのような流量計測装置の本体とは別に、それとは独立した工業製品として作製され、マイコンメータ本体に後付けされる制御回路とすることなども可能である。
【００７８】
また、上記の実施の形態で説明したような方式でガスに超音波を伝播させて流量計測を行う超音波伝搬時間計測部２０の他にも、超音波センサ２２Ａ，２２Ｂの間で一方から発せられた超音波を他方で受信すると、その受信に基づいて折り返し超音波を発信するということを繰り返すように設定されており、その超音波の折り返しの送受の周期がガスの流量に対応して変化することを利用して、その超音波の折り返しの送受の周期であるシングアラウンド伝播周期を測定し、そのシングアラウンド伝播周期に基づいて、そのときの計測対象のガスの流量を計測するという、いわゆるシングアラウンド伝播方式の流量計測装置などにも適用可能であることは言うまでもない。
【００７９】
また、ノイズ判定制御部４１は、さらに、ノイズが発生しているものと判定した場合には、超音波センサ２２Ａ，２２Ｂ（送信器）から計測対象のガスに伝播させる音波の出力の強さを増大させて、その流量（または流速）の計測におけるＳ／Ｎ（信号／雑音）比を高くするようにしてもよい。あるいはこの場合、さらに、非サンプリング期間中に検知されたノイズの強さ（ｄＢなど）に対応して増大の程度を変化させるようにしてもよい。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１ないし１１のいずれかに記載の流量計測装置、または請求項１２ないし２２のいずれかに記載の制御方法によれば、流体の流量または流速の計測に対してノイズとなり得るような周波数帯域内の周波数の音波が、非サンプリング期間中に受信手段で受信されると、ノイズ判定制御手段はそれを検知し、さらに所定期間および／または所定回数までそのノイズとなり得る周波数帯域内の周波数の音波が繰り返し検知された場合には、ノイズが発生しているものと判定するようにしたので、ガスメータのような流量計測装置が設置されている環境がノイズ混入の多発する環境にあることを簡易な手法によって自動的に検知し、さらにはその旨の警報を発することができる流量計測装置およびその動作を制御する制御方法を実現することができるという効果を奏する。
【００８１】
また、特に請求項７ないし１１のいずれかに記載の流量計測装置または請求項１８ないし２２のいずれかに記載の制御方法によれば、流量計測動作制御手段が、当該流量計測装置として所定の使用状態では有り得ないと予め定められた流量の値または流量の時間的遷移のパターンに対応した信号が流量計測手段から出力された場合には、その信号は無視して前記流量または流速の計測を行うように、当該流量計測装置における流量または流速の計測動作を制御するようにしたので、流量計測に外部からのノイズや流量計測装置の内部的不具合に起因した誤信号等が混入していることを、簡易な手法によって確実に検知して、そのときのノイズや誤信号に起因した流量または流速の計測精度の低下を回避することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る流量計測装置であるガスメータの概要構成を表した図である。
【図２】サンプリング期間中の通常時の流量計測プロセスの主要部を表した流れ図である。
【図３】非サンプリング期間中にノイズとなり得る周波数帯域の超音波の受信があった場合のノイズ判定制御部による制御プロセスの主要部を表した流れ図である。
【図４】非サンプリング期間中にノイズとなり得る周波数帯域の超音波の受信があった場合のノイズ判定制御部による制御プロセスのバリエーションの主要部を表した流れ図である。
【図５】流量計測動作制御部による制御プロセスの主要部を表した流れ図である。
【符号の説明】
２０…超音波伝搬時間計測部、２２Ａ，２２Ｂ…超音波センサ、３０…流量値演算部、４０…制御回路、４１…ノイズ判定制御部、４２…流量計測動作制御部、５０…流量値積算部、６１…流量積算値表示制御部、６２…流量積算値表示部、７０…基本動作制御部、８０…電池、１００…通信ユニット、１４０…警報部
【図１】
2004108831.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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