(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列に接続された複数の流路と、これらの各流路に設けられた超音波センサとを有し、各流路での流量の測定値から全体の流量を演算する超音波流量計において、
一定周期で先ず第１の流路での流量測定を行うとともに、他の流路での測定間隔を第１の流路での測定周期より大きく設定して流量測定を実行し、
第１の流路での測定結果が変化したと判定されたら、第１の流路での測定とほぼ同時に、他の流路での流量測定も実行するようにし、
第１の流路での流量測定を実行して、その測定結果が前回の測定値と比較して変化なしと判定されたときは、他の流路での流量測定は実行しないで、他の流路の結果として、それぞれの流路での前回の測定値を利用して全体の流量を演算することを特徴とする超音波流量計。
【請求項２】
並列に接続された複数の流路と、これらの各流路に設けられた超音波センサとを有し、各流路での流量の測定値から全体の流量を演算する超音波流量計において、
流量が安定しているときは、所定の順に、所定の間隔で各流路での流量測定を実行し、
１つの流路での測定結果が変化したと判定されたら、その１つの流路での測定とほぼ同時に、他の流路での流量測定も実行するようにし、
１つの流路での流量測定を実行して、その測定結果が前回の測定値と比較して変化なしと判定されたときは、他の流路での流量測定は実行しないで、他の流路の結果として、それぞれの流路での前回の測定値を利用して全体の流量を演算することを特徴とする超音波流量計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はガスメータに好適な超音波流量計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５に示すように、入口１から入った流体が、第１流路２、第２流路３及び第３流路４に分流し、各流路に配設された超音波流量計５，６及び７をそれぞれ通過して出口９から流出するように、複数の並列流路２，３，４を備えた超音波流量計が公知である。
【０００３】
この超音波流量計は、並列に接続された各流路２，３，４にそれぞれ配設された超音波流量計５，６，７でそれぞれ測定した流量Ａ，Ｂ，Ｃの和で全体の流量を求める。そして、容量の小さい３つの超音波流量計５，６及び７で大流量の流量計８を構成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記の従来技術では、複数の測定流路２，３，４に夫々超音波流量計５，６，７が用いられて、これら複数の超音波流量計で１つの大容量超音波流量計８を構成しているため、単一の測定流路の場合に比較して消費電流が増大し、図３の場合には３倍になるという問題点があった。
【０００５】
そこで、本発明はかかる問題点を解消でき、かつ流量変化に速やかに追従でき、積算流量をきめ細かく求められる、特にガスメータに好適な超音波流量計を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
ガスメータでは、メータの下流のガス配管に接続したガス器具のガス使用量を計量するが、ガスの流量は使用しているガス器具で決まり、大体一定値に安定していることが多い。本発明では、このようなガス流量の実態に即してなされたものである。
【０００７】
すなわち、前記目的を達成するために、請求項１の発明は、並列に接続された複数の流路と、これらの各流路に設けられた超音波センサとを有し、各流路での流量の測定値から全体の流量を演算する超音波流量計において、
一定周期で先ず第１の流路での流量測定を行うとともに、他の流路での測定間隔を第１の流路での測定周期より大きく設定して流量測定を実行し、
第１の流路での測定結果が変化したと判定されたら、第１の流路での測定とほぼ同時に、他の流路での流量測定も実行するようにし、
第１の流路での流量測定を実行して、その測定結果が前回の測定値と比較して変化なしと判定されたときは、他の流路での流量測定は実行しないで、他の流路の結果として、それぞれの流路での前回の測定値を利用して全体の流量を演算することを特徴とする超音波流量計である。
【０００８】
ガスメータに利用することを考えると、先ず第１の流量での流量測定を行う一定周期はガス使用量を計量するのに好適な値、例えば１秒にすると良い。そして、他の流路での流量測定の周期又は間隔を１秒より大きな値、例えば５秒に設定することができる。
【０００９】
第１の流路での測定結果が前回の測定値に比べて変化したと判定されたときは、第１の流路以外の他の流路での測定間隔を短くして、第１の流路での流量測定とほぼ同時に他の流路での流量測定を実行する。
また、一定の周期で第１の流路での流量測定を実行して前回の測定値と比較して変化なしと判定されたときは、他の流路の結果としてそれぞれの流路での前回の測定値を利用する。こうして、前記一定の周期毎に全体の流量を算出する。そして、その都度積算流量を演算することができる。
【００１０】
請求項２の発明は、並列に接続された複数の流路と、これらの各流路に設けられた超音波センサとを有し、各流路での流量の測定値から全体の流量を演算する超音波流量計において、
流量が安定しているときは、所定の順に、所定の間隔で各流路での流量測定を実行し、
１つの流路での測定結果が変化したと判定されたら、その１つの流路での測定とほぼ同時に、他の流路での流量測定も実行するようにし、
１つの流路での流量測定を実行して、その測定結果が前回の測定値と比較して変化なしと判定されたときは、他の流路での流量測定は実行しないで、他の流路の結果として、それぞれの流路での前回の測定値を利用して全体の流量を演算することを特徴とする超音波流量計である。
【００１１】
流量が安定しているときは、所定の順に、所定の間隔で各流路での流量測定を実行する。所定の間隔はガス使用量を計量するのに好適な値、例えば１秒にすると良い。そして流量変化に追従して全流量での測定を実行する。
【００１３】
また、所定の間隔で１つの流路での流量測定を実行して前回の測定値と比較して変化なしと判定されたときは、他の流路の結果としてそれぞれの流路での前回の測定値を利用する。こうして、前記所定の間隔毎に全体の流量を算出する。そして、その都度積算流量を演算することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に本発明の好ましい実施の形態を図面に従って説明する。
【００１５】
〔実施例１〕この実施例は請求項１と３の発明に対応する。
図１（ａ）において、入口１からのガスは、互いに並列に接続された第１流路２、第２流路３及び第３流路４に分流し、各流路に配設された超音波流量計５，６及び７を通過して出口９から下流（図示右方）へと流れる。
【００１６】
超音波流量計５は１秒周期で第１流路２での流量測定を実行する。同図（ｂ）に全体としての超音波流量計８の測定タイミング割込み（１秒割込み）のソフトのフローチャートを示す。
【００１７】
このスタート時のＴ＝５は第２，第３流路での流量測定までの時間Ｔが５秒にセットされていることを示す。
【００１８】
ステップ１１で第１流路２での流量測定を超音波流量計５で実行する。このときの測定結果Ａをｔｘとする。この測定値ｔｘを第１流路２での前回の測定値ｔと比較し（ステップ１２）、ｔｘ≠ｔ±Δｔとなって変化があると判定されれば（ステップ１３）、第２流路３での流量測定を超音波流量計６で実行する（ステップ１４）。Ｂはそのときの測定結果である。
【００１９】
そして、次にステップ１５で第３流路４での流量測定を超音波流量計７で実行する。Ｃはそのときの測定結果である。そして、ステップ１６で次回の第２，第３流路での流量測定までの時間Ｔをセットする。ステップ１７で（ステップ１１での）第１流路２での測定結果Ａと、（ステップ１４での）第２流路の測定結果Ｂと、（ステップ１５での）第３流路４での測定結果Ｃの総和Ａ＋Ｂ＋Ｃを演算して全体の流量Ｑとする。その後、全体の流量Ｑを積算して積算流量、即ちガス使用量を求める。
【００２０】
ステップ１３で、今回の第１流路での測定値ｔｘと前回の第１流路での測定値ｔとの間で、ｔｘ＝ｔ±Δｔで変化が無かったと判定されたときは、ステップ１８で次回の第２，第３流路での流量測定までの時間Ｔから１秒を減じ、ステップ１９で、流量測定までの時間Ｔが０か０でないかを判断する。流量測定までの時間Ｔが０のときはステップ１４に移る。流量測定までの時間Ｔが０でないときは、ステップ２０に移って、第２，第３流路の測定結果としてそれぞれ前回の測定値を利用すべくセットし、流量測定は実行しない。そして、セットした前回の測定値とステップ１１での第１流路での測定値との和をステップ１７で演算する。
【００２１】
この動作を繰り返し、何回目かにステップ１３でｔｘ≠ｔ±Δｔとなり、変化有りと判定されたときは、ステップ１４，１５でそれぞれ第２，第３流路での流量測定を実行する。また、ステップ１３で変化なしと判定されたときは、第１流路以外の各流路での測定間隔を測定タイミング割込みより長くして流量を測定する。
【００２２】
なお、複数の超音波流量計５，６，７は、各流路２，３及び４に対応する超音波センサのみをそれぞれ配設し、超音波の送受のための電子回路は共通に１組だけを設けても良い。
【００２３】
また、第１流路２の超音波流量計５の測定周期は、短くすれば消費電流が大きくなり、長くすれば消費電流が減少するので、実施例では、ガス流量の変化に追従でき、かつ消費電流を節減できる１秒程度に設定している。
【００２４】
図１に従って説明した以上の説明は、１秒割込みのフローであるが、第１，第２，第３流路のそれぞれの超音波流量計５，６，７による各流路の流量測定の約２０秒間の測定動作を図２に従って以下に説明する。
【００２５】
時間０で第１，第２，第３流路での流量測定をそれぞれ実行する。同図中時間０における第１，第２，第３流路のＡ，Ｂ，Ｃは、それぞれ超音波流量計５，６，７を用いて第１，第２，第３流路での流量測定をそれぞれ実行することを意味する。
【００２６】
次に時間１（秒）で、第１流路での流量測定を実行し、第２，第３流路での流量測定は実行しない。同様に時間２，３，４（秒）でも第１流路での流量測定を実行し、第２，第３流路での流量測定は実行しない。そして、時間１，２，３，４（秒）では、第２，第３流路の結果として前記ステップ２０で説明したようにそれ等各流路での前回（即ち時間０のとき）の測定値をセットして、流量の総和を演算する（ステップ１７）。
【００２７】
そして図２の時間５（秒）では、第１，第２，第３流路での流量測定を実行し、それぞれの測定値の和で流量の総和を求める。こうして、時間０と時間５（秒）の間の測定間隔は５秒となっている。
【００２８】
次に時間６（秒）と７（秒）では、第１流路での流量測定を実行するが、第２，第３流路での流量測定は実行しない。そして、第２，第３流路の結果として前回、即ち時間５（秒）のときの各流路の測定値をセットして流量の総和を求めるのに利用する。
【００２９】
そして、時間７（秒）と８（秒）の間で矢印Ｄに示す時間で流量の変化があると、図２の時間８（秒）のときの第１流路での流量測定時の前記ステップ１３でそれを判断して、第１流路とともに第２，第３流路での流量測定（ステップ１４と１５）を実行する。これを、図２の時間８（秒）のところに、第１，第２，第３流路に対応してそれぞれＡ，Ｂ，Ｃで表現している。
【００３０】
それ以後、時間１３（秒）までは、第１流路での測定周期（間隔）は１秒で、第２，第３流路での測定間隔は５秒である。
【００３１】
その後、時間１５（秒）と１６（秒）の間及び時間１６（秒）と１７（秒）の間に矢印Ｄで示すように流量の変化があると、時間１６（秒）と１７（秒）のところで、第１，第２，第３流路での流量測定Ａ，Ｂ，Ｃを実行する。
【００３２】
このように、第１流路では常時１秒周期（間隔）で流量測定を実行する。第２，第３流路では、第１流路での流量の変化が無ければ５秒間隔で流量測定を実行し、第１流路での流量の変化が測定されればその都度（図２の時間８（秒），１６（秒）及び１７（秒）のときのように）流量測定を実行する。
【００３３】
なお、図２で、時間軸の上に記載した５秒，３秒，５秒，３秒，１秒の文字は第２，第３流路での測定間隔を示すもので、流量の変化が矢印Ｄで示すように生じると測定間隔が流量が安定しているときの５秒より短くなる。
【００３４】
〔実施例２〕この実施例は請求項２と３の発明に対応する。
図３（ａ）は図１（ａ）に相当する超音波流量計８の測定タイミング割込み（１秒割込み）のソフトのフローチャート、図４は各流路流量測定の約２０秒間の測定動作を示す図で、図２に相当する。
【００３５】
この実施例２は、超音波流量計のハード面の構成は実施例１の図１（ａ）と同じであるが、ソフト面で異なる。以下、図３と図４に従って本実施例を説明する。
【００３６】
先ず、図３（ｂ）の図の順に従って１つの流路、例えば第１流路２での流量測定を超音波流量計５で実行する（ステップ２１）。これを図４の時間０の時点で第１流路のところにＡで示す。このステップ２１で測定した第１流路での流量測定値を、その第１流路での前回測定値と比較し（ステップ２２）、変化がなければ（ステップ２３）、ステップ２６に移って他の第２，第３流路の結果としてそれ等流路での前回の測定値を利用すべくセットする。これを図４では、時間０の時点で、第２，第３流路のところに図示右向きの矢印で示す。そして、ステップ２５で、前記ステップ２２の第１流路での測定値と、ステップ２６での第２，第３流路での前回値との和を演算して全体の流量Ｑを求める。
【００３７】
この流量Ｑを前回までのガス使用量に加えて、時間０の時点でのガス使用量とする。
【００３８】
次に１秒後の時間１（秒）では、図３（ｂ）の順に従って、第２流路での流量測定を実行する（ステップ２１）。ここでは測定結果に変化がないので、ステップ２６に移って他の第１，第３流路の結果として前回値をセットする。そして、セットした第１，第３流路の前回値と、第２流路での今回の測定値とを加算して全体の流量Ｑを算出し、更にガス使用量を演算する。
【００３９】
このようにして、流量が安定している間は図２（ｂ）に示す順に従って、第１，第２，第３流路での流量測定を１秒間隔で実行して、一部は前回値を利用して、１秒間隔で全体の流量Ｑとガス使用量を演算する。
時間７（秒）と８（秒）の間で、図４に矢印Ｄで示す時点で流量が変化すると、図３（ｂ）の順に従って、時間８（秒）で第２流路での流量測定を実行し（ステップ２１）、前回値との比較（ステップ２２）して、ステップ２３に変化有り判定されるので、ステップ２４に移って、他の第３，第１流路での流量測定を実行する。こうして時間８（秒）では、全ての流路での流量測定を実行して、その測定値から全体の流量Ｑとその時点までのガス使用量を演算する。
【００４０】
時間９（秒）から時間１５（秒）の間は、ステップ２３の判断で流量に変化なしと判定され、各流路での流量測定は所定の順に１秒間隔で実行される。そしてその都度、測定しない他の流路の結果としてそれぞれその流路の前回測定値をセットして、これらから全体の流量Ｑとガス使用量を演算する。
【００４１】
時間１６（秒）では、先ず第２流路での流量測定を実行（Ｂ）し、流量に変化ありと判定されるので、第３流路と第１流路での流量測定を実行（Ｃ，Ａ）し、これら３つの測定値から全体の流量Ｑとガス使用量を演算する。
【００４２】
時間１７（秒）では、その少し前に矢印Ｄで示す時点で流量が変化しているため、第３流路での流量測定を実行（Ｃ）し前回値と比較することで変化ありと判定されるため、この時点で、第１，第２流路での流量測定もほぼ同時にあわせて実行（Ａ，Ｂ）する。
【００４３】
このようにして、流量が安定しているときには、所定の１秒間隔で所定の順に１つの流路毎で流量測定を実行し、流量が変化したと判定されると、他の流路での流量測定も行い、流量変化に直ちに追従して応答する。
【００４４】
そして、流量が安定しているときの測定回数は、実施例１では、図２の時間１（秒）〜５（秒）で示すように５秒間当り全体で７回、実施例２では図４の時間１（秒）〜５（秒）で示すように５秒当り５回となり、同じ１秒毎の測定間隔でも実施例１と比較して実施例２の方が少ないため、その分消費電流を減らすことができる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明の超音波流量計は上述のように構成されているので、請求項１の発明では、流量が安定しているときには、第１の流路を除く他の流路での測定間隔を第１流路での測定周期より大きくして、全体の測定回数を減少させることにより、消費電流を減らすことができる。
【００４６】
そして、流量が変化したときには直ちに第１の流路以外の他の流路での測定時期を第１の流路の測定時期に合わせるようにして、他流路での測定間隔を短くして流量変化に追従させるため、測定誤差を極小に保つことができる。
そして、請求項２の発明では、測定間隔を同じにしても請求項１より更に全体の測定回数を減らして消費電流を低減できる。流量が変化したときに流量変化に追従して速やかに測定回数を増加させて応答する点は請求項１と同じである。
また、請求項１，２の発明において、流量が安定しているときに、一部の流路での測定値として前回の測定値を利用して、その都度全体の流量を演算するため、積算流量を流量測定の間隔毎にきめ細かく算出できる利点がある。
そのため、本発明は、ガス流量が安定していることが多いガスメータに利用して、流量安定時の消費電流が低減でき、ガス流量の変化に追従して直ちに測定回数を増やして応答でき、かつ積算流量をきめ細かく算出できるので、特に効果的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例で、（ａ）は超音波流量計の概略図、（ｂ）はそのフローチャートである。
【図２】図１に示す実施例の測定動作の概略を説明する図である。
【図３】本発明の他の実施例で、（ａ）はフローチャート、（ｂ）は流量測定の順序を説明する図である。
【図４】図３に示す実施例の測定動作の概略を説明する図である。
【図５】  従来技術の概略図である。
【符号の説明】
２，３，４        流路
５，６，７，８    超音波流量計
【図１】
0004688252.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0004688252.tif 000006