(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体管路に設けられ超音波信号を送信する第１振動子と、
前記第１振動子から送信された超音波信号を受信する第２振動子と、
前記振動子間の超音波の伝搬を１回または連続して複数回行い伝搬時間を求める計時手段と、
前記計時手段で計時した伝搬時間に基づき流速および／または流量を求める演算手段と、動作周波数の高い高速クロック発生手段と、
高速クロック発生手段より供給される高速クロックよりも精度が高く、動作周波数の低い低速クロックを供給する低速クロック発生手段と、
前記計時手段の計時動作が終了するごとに前記高速クロック発生手段からのクロック供給を停止するクロック制御手段と、
前記二つのクロック発生手段から供給されるクロックに基づいて動作し、前記一対の振動子と前記計時手段による計時動作を制御する計測制御手段と、
高速クロックと同期して伝搬時間を計時する計時手段と、
低速クロックの発振周期を基に高速クロックの発振周期を求める検定手段と、
検定手段で求めた高速クロックの発振周期を基に計時手段で求めた伝搬時間を補正する補正手段と、を備え、
前記検定手段は、低速クロックの発振周期と高速クロックよりも更に高速な補助クロックの発振周期を基に高速クロックの発振周期を求めるようにした流体の流れ計測装置。
【請求項２】
計時手段と検定手段で用いる補助クロックとを同一とした請求項１記載の流体の流れ計測装置。
【請求項３】
検定手段は、高速クロックの発振周期を基に補助クロックの発振周期を求める請求項１または２に記載の流体の流れ計測装置。
【請求項４】
検定手段は、低速クロックの発振周期を基に補助クロックの発振周期を求める請求項１または２に記載の流体の流れ計測装置。
【請求項５】
検定手段は、計時手段の動作と並行して補助クロックの検定を行うようにした請求項３ま
たは４記載の流体の流れ計測装置。
【請求項６】
検定手段で求めた補助クロックの発振周期が予め定めた範囲を逸脱した場合には、予め定めた標準値を検定値と定めるようにした請求項３記載の流体の流れ計測装置。
【請求項７】
検定手段で求めた補助クロックの発振周期が予め定めた範囲を逸脱した場合には、外部に報知する報知手段を備えた請求項３記載の流体の流れ計測装置。
【請求項８】
検定手段で求めた補助クロックの発振周期が予め定めた範囲を逸脱した場合に、流体の流れを遮断する遮断手段を備えた請求項３記載の流体の流れ計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波信号の伝搬時間をもとに流速および／または流量を計測するようにした流体の流れ計測装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の流量計においては、一対の振動子間の送受信を複数回繰り返すことにより、計測分解能を高めるシングアラウンド法という手法を用いたものが提案されている。
【０００３】
図９はこのシングアラウンド法を用いた従来の流体の流れ計測装置を示し、流体管路５１の途中に、超音波を送信する第１振動子５２と、送信された超音波を受信する第２振動子５３と、これら一対の振動子５２，５３間の超音波の伝搬時間を計測する計測制御手段５４とで構成されている。
【０００４】
ここで、音速をＣ、流速をｖ、一対の振動子間の距離をＬ、超音波の伝搬方向と流れの方向とがなす角度をθとし、流体管路の上流側に配置された振動子から超音波を送信し、下流側に配置された振動子で受信した場合の伝搬時間をｔａ、逆方向の伝搬時間をｔｂとした場合ｔａおよびｔｂは次式で求めることができる。
【０００５】
ｔａ＝Ｌ／（Ｃ＋ｖ・ｃｏｓθ）      （式１）
ｔｂ＝Ｌ／（Ｃ−ｖ・ｃｏｓθ）      （式２）
（式１）および（式２）を変形し、（式３）で流速ｖが求まる。
ｖ＝Ｌ・（１／ｔａ−１／ｔｂ）／２ｃｏｓθ      （式３）
（式３）で求めた値に流体管路の断面積Ｓと補正係数Ｋを掛ければ流体の瞬時流量Ｑ、すなわち単位時間あたりの流量を求めることができる。
【０００６】
Ｑ＝ｖ・Ｓ・Ｋ      （式４）
ここで、（式４）のｔａとｔｂの差は流速が小さいときには極めて微小であり、正確に計ることが困難であるので測定回数を多く設定し平均化することで、誤差を比較的小さくするとともに分解能を高めている。
【０００７】
すなわち、上流側から下流側へ向けての超音波の伝搬をｎ回繰り返し、このｎ回の繰り返し送受信の所要時間をＴａとし、下流側から上流側へ向けての超音波の伝搬をｎ回繰り
返し、このｎ回の繰り返し送受信の所要時間をＴｂとすれば、Ｔａ，Ｔｂをｎで割ることによって、1回当たりの伝搬時間tａおよびtｂが求められるので、この値を（式４）に代入することにより正確な流量を求めることができる。
【０００８】
そして、このような繰り返し計測を間欠的に一定の周期τ（例えば２秒）で行い、（式４）で求めた瞬時流量Ｑと間欠周期τの積求めることによって、間欠周期τの間に流体管路１を通過した流体流量が求められるので、この値を積算することにより流体流量の積算値を求めることができる。
【０００９】
しかしながら、上記のような方法では、流れに周期的な変動がある場合には、間欠周期τの間に流速が常に変動しているため、計測が変動波形のどの位相で行われたかによって計測値に大きな誤差が生じてしまう。
【００１０】
そこで、変動波形の位相を満遍なく捕らえて、流速の平均値を求めて、正確な流量値を求める方法として、次のような方法が特許文献１で提案されている。図１０は、この方法を説明するタイミングチャートであり、流速変化と計測タイミングの関係を示している。時間τａ１において、まず、流れの上流側の第１振動子５２を送信側、下流側の第２振動子５３を受信側として繰り返し計測を４回行った後、計測制御手段５４が第１振動子５２、第２振動子５３の役割を切替え、時間τｂ１において繰り返し計測を4回実行する。
【００１１】
そして、この方向を変えて行った１組の計測を１セットとして、定められたセット数だけ計測が行われる。すなわち、図１０で、時間τａ２では、第１振動子５２を送信側、第２振動子５３を受信側とした計測を実行し、時間τｂ２では第１振動子５２を受信側、第２振動子５３を受信側とした繰り返し計測を実行し、これが第２セット目の計測となる。
【００１２】
このように方向を変えた計測がトータルｍセット実行され、計測制御手段４では、時間τａｍにおける上流側送信の伝搬時間計測値の合計値Ｔａと時間τｂｍにおける下流側送信の伝搬時間の合計値Ｔｂをそれぞれ求めた後、この値を各々の計測回数（４×ｍ）で割って計測１回当たりの平均値ｔａ，ｔｂを求めて（式３）、（式４）を用いて流体の流量平均値を求め、これら一連の計測を一定の間欠周期で計測しながら積算流量を求めている。
【００１３】
このとき、各計測セット間の計測間隔や、計測セット数を適当に定めることにより、流速の変動波形の各位相を満遍なく捉えられるようになるため、正確な流量が求めることができるようになる。
【特許文献１】特開２００３−２８６８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、前記従来の構成では、定められたセット数で構成される一連の計測処理の間、例えば数ｍｓという非常に短い時間間隔でサンプリング動作を実行し、かつ、各々のサンプリング結果を積算していく必要があり、計測間隔の制御、計測セット数の制御、積算値の記憶のために、計測制御手段を構成している電子回路に電源を供給し続ける必要がある。
【００１５】
そのため、電子回路において消費される電力が大きくなり、特に屋外設置のガスメータなどの場合には、大容量の電池が必要となり、経済性の面で課題があった。
【００１６】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、一連の計測処理中の消費電力を低減して、周期性の流量変動に対する追従性を維持したまま省電力の計測を実現する超音波流量計
を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記従来の課題を解決するために、本発明の流体の流れ計測装置は、流体管路に設けられ超音波信号を送信する第１振動子と、前記第１振動子から送信された超音波信号を受信する第２振動子と、前記振動子間の超音波の伝搬を１回または連続して複数回行い伝搬時間を求める計時手段と、前記計時手段で計時した伝搬時間に基づき流速および／または流量を求める演算手段と、動作周波数の高い高速クロック発生手段と、高速クロック発生手段より供給される高速クロックよりも精度が高く、動作周波数の低い低速クロックを供給する低速クロック発生手段と、前記計時手段の計時動作が終了するごとに前記高速クロック発生手段からのクロック供給を停止するクロック制御手段と、前記二つのクロック発生手段から供給されるクロックに基づいて動作し、前記一対の振動子と前記計時手段による計時動作を制御する計測制御手段と、高速クロックと同期して伝搬時間を計時する計時手段と、低速クロックの発振周期を基に高速クロックの発振周期を求める検定手段と、検定手段で求めた高速クロックの発振周期を基に計時手段で求めた伝搬時間を補正する補正手段と、を備えている。そして、特に、前記検定手段は、低速クロックの発振周期と高速クロックよりも更に高速な補助クロックの発振周期を基に高速クロックの発振周期を求めるようにした。これにより、伝搬時間の計測が終了してから次の計測処理を実行するまでの待ち時間の間、消費電力が大きくなる高速クロックの動作を停止し、一連の計測処理の消費電力を低減することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の流体の流れ計測装置は、一連の計測処理の消費電力を低減することにより、周期性の流量変動に対する追従性を維持したまま、省電力の計測を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
第１の発明は、流体管路に設けられ超音波信号を送信する第１振動子と、前記第１振動子から送信された超音波信号を受信する第２振動子と、前記振動子間の超音波の伝搬を１回または連続して複数回行い伝搬時間を求める計時手段と、前記計時手段で計時した伝搬時間に基づき流速および／または流量を求める演算手段と、動作周波数の高い高速クロック発生手段と、高速クロック発生手段より供給される高速クロックよりも精度が高く、動作周波数の低い低速クロックを供給する低速クロック発生手段と、前記計時手段の計時動作が終了するごとに前記高速クロック発生手段からのクロック供給を停止するクロック制御手段と、前記二つのクロック発生手段から供給されるクロックに基づいて動作し、前記一対の振動子と前記計時手段による計時動作を制御する計測制御手段と、高速クロックと同期して伝搬時間を計時する計時手段と、低速クロックの発振周期を基に高速クロックの発振周期を求める検定手段と、検定手段で求めた高速クロックの発振周期を基に計時手段で求めた伝搬時間を補正する補正手段と、を備えた流れ計測装置である。そして、特に、前記検定手段は、低速クロックの発振周期と高速クロックよりも更に高速な補助クロックの発振周期を基に高速クロックの発振周期を求めるようにした。これにより、一連の計測処理の消費電力を低減するができるので、周期性の流量変動に対する追従性を維持したまま省電力の計測を実現することができる。
また、特に、検定手段が、低速クロックの発振周期と高速クロックよりも更に高速な補助クロックの発振周期を基に高速クロックの発振周期を求めることにより、より正確に高速クロックの発振周期を求めることができるので、計測精度を更に高めることができる。
【００２０】
第２の発明は、特に、第１の発明の計時手段と検定手段で用いる補助クロックを同一とすることにより、計測制御手段の構成が単純化されるので、装置製造上の経済性を向上することができる。
【００２１】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明の検定手段が、高速クロックの発振周期を基に補助クロックの発振周期を求めることにより、短い時間で、補助クロックの検定が完了できるので、余分な消費電力を増やすことなく正確な時間計測が可能となる。
【００２２】
第４の発明は、特に、第１または第２の発明の検定手段が、低速クロックの発振周期を基に補助クロックの発振周期を求めることにより、高い精度で補助クロックの検定が実行できるので、時間精度の高い計測が可能となる。
【００２３】
第５の発明は、特に、第３または第４の発明の検定手段が、計時手段の動作と並行して補助クロックの検定を行うことにより、余分な消費電力を増やすことなく、高精度の計測が可能となる。
【００２４】
第６の発明は、特に、第３の発明の検定手段で求めた補助クロックの発振周期が予め定めた範囲を逸脱した場合には、予め定めた標準値を検定値と定めることにより、一時的な検定不良が発生しても継続して流量計測が可能となるので、ノイズなどの影響を受けにくい信頼性の高い計測が可能となる。
【００２５】
第７の発明は、特に、第３の発明の検定手段で求めた補助クロックの発振周期が予め定めた範囲を逸脱した場合には、外部に報知する報知手段を備えたことにより、異常計測を使用者に知らしめることができるので、メンテナンス性の向上を実現できる。
【００２６】
第８の発明は、特に、第３の発明の検定手段で求めた補助クロックの発振周期が予め定めた範囲を逸脱した場合には、流体の流れを遮断する遮断手段を備えたことにより、異常計測時には、流体の供給を停止することができるので、故障発生時には未然に事故を防止することができる。
【００２７】
（実施の形態１）
図１において、流体管路１の途中に超音波を送信する第１振動子２が流れの上流側に配置され、第１振動子２から送信された超音波を受信する第２振動子３が流れの下流側に配置されている。
【００２８】
計測制御手段４は、第１振動子２と第２振動子３の間の超音波信号伝達の制御を司る電子回路であり、デジタル回路とアナログ回路により構成されている。同期設定手段５は、計測制御手段４の処理タイミングを制御している。
【００２９】
計測制御手段４の構成は次の通りである。第１振動子２へ送信信号を出力する送信手段６と、第２振動子３で受信された受信信号を増幅する増幅手段７は、第１振動子２と第２振動子３の送受信の役割を切換える切換手段８を介して第１振動子２および第２振動子３と接続されている。
【００３０】
送信手段６の作用により第１振動子２から出力された超音波信号は第２振動子３で受信、増幅手段７で増幅された後、基準信号と比較手段９で比較され、基準信号と一致した時点で受信波が到達したものと判断される。
【００３１】
その後、繰り返し手段１０により送信手段６の送信信号出力から比較手段９による受信波検出までの一連の流れが予め定めた回数だけ繰り返され、その所要時間が計時手段１１により計測される。
【００３２】
検定手段１２は、同期設定手段５に備えられた複数のクロックの正確な発振周期を求めていて、補正手段１３が、検定手段１１で求められた伝搬時間と検定手段１２で求められ
たクロックの発振周期を基に正確な伝搬時間を求め、その伝搬時間を用いて演算手段１４で流体の流速、および必要に応じて流量が求められる。
【００３３】
同期設定手段５の構成は次の通りである。低速クロック発生手段は水晶発振回路１５により構成され、時間精度の高い同期クロックを計測制御手段４に供給する。高速クロック制御手段はセラミック発振回路１６により構成されている。水晶発振回路１５は常時動作していて計測制御手段４全体の時間管理を行っている。
【００３４】
周期設定手段１７は、繰り返し手段１０による一連の計測動作の処理時間間隔を制御するためのものであり、定められた時間が経過するとクロック制御手段１８により起動信号が出力され、セラミック発振回路１６が動作を開始する。
【００３５】
更に、セラミック発振回路１６から発生されるクロック信号が安定する時間を待機した後、クロック制御手段１８が高速クロックを計測制御手段４に同期クロックの供給を開始する。計測手制御手段４は同期クロックに基づいて、先に説明した一連の計測動作を実行する。また、補助クロック発生手段はリングオシレータ１９により構成されていて、高速クロックの1周期よりも短い時間精度を実現するために用いられている。
【００３６】
図２は、計測制御手段４と同期設定手段５の関係を示すもので、計測制御手段４は、圧力変動の追従するため短い間隔、例えば図に示すように10ｍｓ毎に動作して流速を検知する。
【００３７】
計測制御手段４による計測所要時間は、計測間隔に比べて非常に短い時間、例えば図に示すように０．５msである。計測制御手段４の動作は、計時手段１１による時間計測や、送信手段６による送信信号波形の整形など、時間精度にするとｎｓのオーダーが要求されるため、これを実現するデジタル回路に対しては、比較的高速なクロック（例えば１０ＭＨｚ）を供給する必要がある。
【００３８】
一方、一旦一連の計測処理が完了した後の休止期間中は、その時間間隔を正確に形成する以外には細かな制御は必要とされない。
【００３９】
そこで、図２に示すように、計測制御手段４の計測動作が始まる前に、クロック制御手段１８が時間τ０でセラミック発振回路１６の動作を開始させ、安定時間（例えば、１ｍｓ）が経過した後の時間τ１でセラミック発振回路１６から供給される同期クロックと同期して計測制御手段４が動作を開始する。
【００４０】
そして、一連の動作が終了した後、時間τ２でクロック制御手段１６はセラミック発振回路の動作を停止させ、高速クロックの供給を停止する。一方、水晶発振回路１５はセラミック発振回路１６に比べて非常に低速なクロック（例えば、電子時計の発振回路に使用される３２．７６８ｋＨｚ）で構成され、常時動作して装置全体の処理を時間管理を行っている。
【００４１】
すなわち、計測手段４が動作終了して後の、休止時間間隔の制御や、セラミック発振回路１６が起動してから計測制御手段４が実際の計測処理を実行するまでの待機時間の制御は、水晶発振回路１５から供給される低速同期クロックに基づいて行われる。
【００４２】
図３は、セラミック発振回路１６の動作をより詳細に示すため、計測制御手段４の動作と同期クロックの動作の関係を示したタイミングチャートである。時間τ１でセラミック発振回路１６から供給される高速クロックに基づいて、送信手段６から振動子１に対して矩形電圧が印加される。
【００４３】
それと同時に、計時手段１１が高速クロックの立ち上がりエッジをカウントクロックとして伝搬時間の計時を開始する。そして、繰り返し手段１０により規定回数の送受信が終了する最後の受信波が比較手段９によって検出されるのが時間τ２であり、τ１からτ２までの所要時間Ｔaを計時手段１１が計時する。
【００４４】
そして、計時が完了すると、計時結果の記憶や伝送などの後処理が施された後、時間τ３でクロック制御手段１８がセラミック発振回路１６の動作を停止する。その後、水晶発振回路１５から供給される低速クロックに基づいて、セラミック発振回路１６の停止時間や、送信手段６による矩形電圧の印加開始時間が制御される。
【００４５】
以上説明したように、計時手段１１による計時動作が終了した後、セラミック発振回路１６からのクロック供給を停止することにより、一連の計測処理の消費電力を低減することができるので、周期性の流量変動に対する追従性を維持したまま、省電力の計測を実現することができる。
【００４６】
次に、図４を用いて計時手段１１による伝搬時間の計測方法について説明する。受信波の到達時間は、１０ＭＨｚの高速クロックによって計測されるが、その時間分解能は１００ｎｓである。
【００４７】
従来例に示したように、小型流量計の場合には、数ｎｓ、あるいは、数百ｐｓの時間精度が必要とされる場合があり、それに対応するためにはクロックを更に高速にするか、シングアラウンド回数を増やす必要があり、どちらも消費電流にとっては不利となる。
【００４８】
そこで、図４に示す如く、部分的に高速クロックよりも更に高速なクロックを極めて短い時間だけ動作させることにより、高精度化を実現できる。すなわち、受信波の検知点τ１で補助クロック（例えば１００ＭＨｚ）を動作させ、次の高速クロックの立ち上がりエッジ点τ２までの時間を高速クロックおよび補助クロックの両方で計測する。ここで、高速クロックで求めた時間をＴｙ、補助クロックで求めた値をＴｚとすれば、正確な伝搬時間Ｔｘは次式で求められる。
【００４９】
Ｔx＝Ｔｙ−Ｔｚ      （式５）
この方法を用いることにより、計時手段１１の時間分解能は補助クロックによって保証されることになるので、高速クロック周波数は、送信手段６の矩形波出力などのその他の処理タイミングに必要とされる時間精度に基づいて決定できる。
【００５０】
よって、高速クロックの発振周波数を不必要に高める必要がなくなり、また、超高速の補助クロックの方も動作時間が非常に短いので、消費電力の増大もわずかなものとなる。したがって、高速クロックと補助クロックの周波数の関係を適当に定めることにより更なる低消費電力化が可能である。
【００５１】
次に、検定手段１２と補正手段１３の動作・作用について説明する。高速クロック発生手段としては、消費電流を考慮すると立ち上がり時間の短いクロックの方が有利であるため、セラミック発振子を使用している。ところが、セラミック発振子の時間精度は優れたものでも０．１〜１％のオーダーであり、水晶発振子の数十ｐｐｍには及ばない。
【００５２】
仮に時間誤差が１％あると仮定した場合、流量値としての誤差は従来例で示した（式３）を基に求めると１％となる。すなわち、発振子が持つ時間誤差と同等の誤差が発生することになり、その他の誤差要因も含めると更に精度が悪くなる。
【００５３】
計測装置の計測仕様として器差の値が例えば１％未満というような高い精度を要求される場合には、セラミック発振回路１６の供給クロックをそのまま伝搬時間の計測に用いた場合には、精度の面で課題が生じる。
【００５４】
そこで、検定手段１２では、低速クロック発生手段として用いている高精度の水晶発振回路１５の供給する低速クロックと、高速クロックの発振周期の比を基に、高速クロックの正確な発振周期を求めておく。そして補正手段１３では、検定手段１２で求めた高速クロックの発振周期を基に正確な伝搬時間を求めることができる。
【００５５】
図５を用いて具体的な方法について説明する。検定動作はまず、低速クロックの立ち上がり時間τａを起点として開始される。これと同時に、伝搬時間計測で用いた補助クロックを起動させ、次に高速クロックの立ち上がりが入力される時間τbまでの時間を補助クロックでカウントする。
【００５６】
なお、この時のカウント値をＸとする。そして、低速クロックの次の立ち上がりエッジが入力される時間τｃで、再び、補助クロックを起動させ、次に高速クロックの立ち上がりエッジが入力される時間τｄまでの時間を補助クロックでカウントする。また、このときのカウント値をＹとする。
【００５７】
一方、これと並行して、τbからτdまでの時間を高速クロックを用いてカウントする。なお、この時のカウント値をＮとする。
【００５８】
低速クロック、高速クロック、補助クロックの周期をそれぞれ、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３とするとＴ１は（式６）で表せる。
【００５９】
Ｔ１＝Ｎ×Ｔ２＋（Ｘ−Ｙ）×Ｔ３        （式６）
ここで、Ｔ１は高精度の低速クロックの周期であるため、既知の値と判断できる。また、Ｔ２とＴ３の比が既知の値Ｍ（Ｔ２とＴ３の関係式については後述する）であれば、Ｔ１とＴ２の関係式は（式７）のように求められる。
【００６０】
Ｔ２＝Ｔ１／｛Ｎ＋（Ｘ−Ｙ）／Ｍ｝      （式７）
ここで、Ｔ１は非常に高精度の値であるので、Ｔ２も同様に高精度の値として信頼性の高い値と認識できる。
【００６１】
なお、ここでは、補助クロックを検定手段１２の検定動作に用いる構成としているが、高速クロックと低速クロックの周波数の比が十分大きければ（例えば、１０００倍以上）であれば補助クロックを用いなくても十分精度の高い検定値が得られることは言うまでもない。
【００６２】
また、補助クロックを用いる場合にあっては、計時手段１１の計測処理に用いた補助クロックと同じものを用いることによって、回路構成の単純化を図ることが可能である。
【００６３】
また、補助クロックを用いる場合には、先に説明したように、補助クロックの周波数の値も既知である必要がある。補助クロックはリングオシレータを用いたものであるが、これは半導体プロセスのばらつきの影響で、個体間ばらつきが発生するので、これも検定してその結果を用いて校正しておけば伝搬時間精度を更に向上させることができる。
【００６４】
具体的方法を図６を用いて説明する。補助クロックの検定は、高速クロックを用いて行う。すなわち、時間τａにおける高速クロックの立ち上がりと同時に補助クロックを起動させ、次に高速クロックの立ち上がる時間τｂで補助クロックを停止する。そして、この
間にカウントされた補助クロックの数を知ることにより、両クロックの周期Ｔ２、Ｔ３の比を知ることができる。
【００６５】
この方法では、直接Ｔ３の値を知ることはできないが、（式７）に両者の比Ｍの代入することにより、Ｔ２の値を校正することが可能となる。また、Ｔ２の値がわかれば、両者の比Ｍを用いて同時にＴ３を求めることが可能である。ここで、Ｔ３の検定はＴ２を用いて行っているが、Ｔ２は高速クロックの周期であり、非常に短い時間で検定が可能であるため、検定作業に余分な消費電力を使うことがない。
【００６６】
補助クロックの校正は低速クロックを用いて行う構成であっても良い。この場合は、直接補助クロックの正確な周波数を知ることが可能である。
【００６７】
ここで、検定手段１７の検定動作は図３で示した計測制御手段４の計測動作と並行して、すなわち送信手段６から振動子２に矩形電圧の印加を開始する時間τ１から比較手段９によって受信波を検出するまでの時間τ２までの任意の時間において実行するようにすれば、検定動作のみを単独に実行する場合のように改めて高速クロックを動作させる必要がなくなるので、省電力効果を高めることができる。
【００６８】
また、検定手段で求めた高速クロックの周期が予め定めた適正範囲から逸脱した場合には、予め定めておいた標準値を高速クロックの発振周期として伝搬時間を求める。これによって、一時的に検定動作に異常が発生した場合であっても計測が可能となりノイズ等に影響されにくい信頼性の高い流量計測が可能となる。
【００６９】
（実施の形態２）
図７は実施の形態２における流量計測装置のブロック図である。図７の主要部分は図１と同一であるため詳細な説明は図１のものを援用し、異なる部分についてのみ説明する。
【００７０】
図７において異常判定手段２０は検定手段１２の検定結果の異常を判断するものであり、報知手段２１は、異常判定手段２０が異常を検知した場合に、通信回線を介して外部に異常を報知するものである。
【００７１】
異常判定手段２０では、実施の形態１と同様に検定手段１２で求めた高速クロックの発振周期や同じく検定手段１２で求めた補助クロックの発振周期が連続して適正範囲から外れた場合に異常と判断する。
【００７２】
この構成によって、計測の異常が発生した場合に、使用者に報知することが可能となり、異常に対する措置を施すことが可能となり、メンテナンス性の向上を図ることができる。
【００７３】
なお、報知手段２１の構成は通信回線を用いたものに限定されるものではなく、例えば音声や画像などによって周囲の使用者に報知する構成であっても構わない。
【００７４】
（実施の形態３）
図８は実施の形態３を示し、主要部分は図１、７と同一であるため詳細な説明は図１および図７のものを援用し、異なる部分についてのみ説明する。
【００７５】
図８は流量計測の結果を基に、ガスの使用状況を判断し、異常があればガスの流れを遮断する安全機能を備えたガスメータに適用した例である。弁駆動手段２２は、異常判定手段２０が検定手段１２の検定結果が異常と判断した時に遮断弁２３を駆動し、流体の流れ
を手段するものであり、異常判定手段２０が異常と判断する内容は実施の形態２と同様である。
【００７６】
この構成によって、計測の異常によりガス事故の発生を見逃すことがないように、ガスの流れを遮断することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
以上のように、本発明にかかる流体の流れ計測装置によれば、一連の計測処理の消費電力を低減することにより、周期性の流量変動に対する追従性を維持したまま、省電力の計測を実現することができるもので、例えば、ガスメータなどへの適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】実施の形態１における流れ計測装置のブロック図
【図２】同実施の形態１における計測制御手段の動作を説明するタイミングチャート
【図３】同実施の形態１における計測制御手段の動作を説明する別のタイミングチャート
【図４】同実施の形態１における計時手段の動作を説明するタイミングチャート
【図５】同実施の形態１における高速クロックの検定方法を説明するタイミングチャート
【図６】同実施の形態１における補助クロックの検定方法を説明するタイミングチャート
【図７】本発明の実施の形態２における流れ計測装置のブロック図
【図８】本発明の実施の形態３における流れ計測装置のブロック図
【図９】従来の流れ計測装置のブロック図
【図１０】従来の流れ計測装置の動作を説明するタイミングチャート
【符号の説明】
【００７９】
１  流体管路
２  第１振動子
３  第２振動子
４  計測制御手段
１１  計時手段
１２  検定手段
１３  補正手段
１４  演算手段
１５  水晶発振回路
１６  セラミック発振回路
１８  クロック制御手段
１９  リングオシレータ
２１  報知手段
２３  遮断弁
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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