(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが一対の超音波送受波器を備え、かつ流路断面積がほぼ等しい計測流路部を複数個並列に接続して流路を形成した超音波流量計であって、
前記各計測流路部の超音波送受波器で得た、超音波の順方向伝播時間の和と、超音波の逆方向伝播時間の和に基いて全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】
それぞれが一対の超音波送受波器を備え、かつ流路断面積がほぼ等しい計測流路部を複数個並列に接続して流路を形成した超音波流量計であって、
第１の計測流路部の一方の超音波送受波器から順方向に超音波パルスを発射して他方の超音波送受波器でこれを受信し、受信と同時に第２の計測流路部の一方の超音波送受波器から順方向に超音波パルスを発射して他方の超音波送受波器でこれを受信し、このような発受信を順次全流路に亘って連続的に繰り返して第１の計測流路部での超音波の発射から最後の計測流路部での超音波の受信までの順方向総伝播時間を求め、次に、逆方向についても同様に順次各計測流路部での超音波の発受信を連続的に繰り返して超音波の逆方向総伝播時間を求め、両総方向伝播時間に基いて全流量を演算することを特徴とする超音波流量計。
【請求項３】
それぞれが一対の超音波送受波器を備え、かつ流路断面積が等しい計測流路部を複数（ｍ）個並列に接続して流路を形成した超音波流量計であって、
１つの計測流路部の一方の超音波送受波器から順方向に超音波パルスを発射して他方の超音波送受波器でこれを受信し、この超音波パルスの発射より遅れてかつこの超音波パルスの受信以前に他の１つの計測流路部の一方の超音波送受波器から順方向に超音波パルスを発射して他方の超音波送受波器でこれを受信し、この超音波パルスの発射より遅れてかつこの超音波パルスの受信以前に他の１つの計測流路部・・・この計測流路部は超音波の発受信を前回に行ったものでなければどの計測流路部でも良い・・・で同様に超音波の発受信を行い、このような発受信を順方向について各計測流路部当り複数（ｎ）回、全計測流路部で延べｎ×ｍ回繰り返して、順方向におけるｎ×ｍ回の各伝播時間を求め、
次に、逆方向についても同様に各計測流路部での超音波の発受信を複数（ｎ）回、全計測流路部で延べｎ×ｍ回繰り返して、逆方向におけるｎ×ｍ回の各伝播時間を求め、
上記順方向におけるｎ×ｍ回の各伝播時間の和と、逆方向におけるｎ×ｍ回の各伝播時間の和とに基いて全流量を演算することを特徴とする超音波流量計。
【請求項４】
それぞれが一対の超音波送受波器を備え、かつ流路断面積が等しい計測流路部を複数（ｍ）個並列に接続して流路を形成した超音波流量計であって、
１つの計測流路部の一方の超音波送受波器から順方向に超音波パルスを発射して他方の超音波送受波器でこれを受信し、受信と同時に他の１つの計測流路部の一方の超音波送受波器から順方向に超音波パルスを発射して他方の超音波送受波器でこれを受信し、受信と同時に他の１つの計測流路部・・・この計測流路部は超音波の発受信を前回に行ったものでなければどの計測流路部でも良い・・・で同様に超音波の発受信を行い、このような連続した発受信を順方向について各計測流路部当り複数（ｎ）回、全計測流路部で延べｎ×ｍ回繰り返し、
次に、逆方向についても同様に連続した発受信を各計測部当り複数（ｎ）回、全計測流路部で延べｎ×ｍ回繰り返して、
上記順方向における最初の１つの計測流路部における超音波の発射から最後即ちｎ×ｍ回目の１つの計測流路部における超音波の受信までの順方向総伝播時間と、逆方向における最初の１つの計測流路部における超音波の発射から最後即ちｎ×ｍ回目の１つの計測流路における超音波の受信までの逆方向総伝播時間とに基いて全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】
本発明は大容量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】
流れと同じ順方向と流れと反対の逆方向の超音波の伝播速度の変化を利用した超音波流量計で、時間差法やシングアラウンド法等の測定法の略称で呼ばれる流量計が公知である（例えば、日刊工業新聞社、昭和５４年発行、流量計測ハンドブク、２４７頁〜２４８頁）。
【０００３】
図６において、静止流体中の音速をＣ、流体の流れの速さをＶとすると、音波の伝播方向が流れに沿った方向（以下順方向と言う）と一致すればその伝播速度はＣ＋Ｖとなり、流れに逆らった方向（以下逆方向と言う）の場合にはＣ−Ｖとなる。
【０００４】
距離Ｌを隔てて１対の送受波器２１，２２を流管２３の上流と下流に離して配設し、一方の送受波器２１を送波器として作動させ、この送受波器２１から超音波パルスを順方向に発射したとき、受波器として働く他方の送受波器２２に超音波パルスが到達するに要する伝播時間ｔ1 は、
ｔ1 ＝Ｌ／（Ｃ＋Ｖ）    ・・・（１）
となる。
【０００５】
また、送波器と受波器を切り替えて、送受波器２２から超音波パルスを逆方向に発射したとき、他方の送受波器２１に超音波パルスが到達するに要する伝播時間ｔ2 は、
ｔ2 ＝Ｌ／（Ｃ−Ｖ）    ・・・（２）
となる。
【０００６】
順方向と逆方向の超音波パルスの上記伝播時間ｔ1 ，ｔ2 を測定し、これらから流体の流速Ｖを算出するのに、次の（３）式を用いる時間逆数差法と、（４）式を用いる時間差法があり、（３）式の時間逆数差法では音速Ｃに無関係に流速Ｖが求められる。
【０００７】
Ｖ＝（Ｌ／２）・｛（１／ｔ1 ）−（１／ｔ2 ）｝・・・（３）
Ｖ＝（Ｃ2 ／２Ｌ）・（ｔ2 −ｔ1 ）            ・・・（４）
もっとも、時間差法を用いる（４）式は、静止流体中の音速Ｃに対して流体の流速Ｖが非常に小さく、Ｃ2 ≫Ｖ2 として成り立つ式であり、工業的用途ではこのような関係が成立する。（４）式において、Ｃ2 の項を消去するため、いろいろな工夫がされている。例えばＣ≫Ｖとして（１）式からＣ＝Ｌ／ｔ1 とし、または（１）式と（２）式からＣ＝２Ｌ／（ｔ1 ＋ｔ2 ）とし、あるいはＣ2 ≫Ｖ2 としてＣ2 ＝Ｌ2 ／（ｔ1 ・ｔ2 ）を得るなどの手段がとられている。
【０００８】
シングアラウンド法は、図７において、まず送波器３１から順方向に超音波パルスを発射し、受波器３２でこれを受信する。いま増幅器３３でこの受信信号を増幅し、その出力を送波器３１に加えると、送波器３１からは再び超音波パルスが発射され、以後この繰り返しが行われる。この繰り返しの周期は（１）式のｔ1 であるから、繰り返し周波数（シングアラウンド周波数）ｆ1 は、
ｆ1 ＝１／ｔ1 ＝（Ｃ＋Ｖ）／Ｌ    ・・・（５）
となる。
【０００９】
次に、逆方向の送波器３４と受波器３５についても増幅器３６を用いて同様の動作を行わせ、シングアラウンド周波数ｆ2 として、
ｆ2 ＝１／ｔ2 ＝（Ｃ−Ｖ）／Ｌ    ・・・（６）
を得る。ここで２つのシングアラウンド周波数の差をとり、これをΔｆとすると、
Δｆ＝ｆ1 −ｆ2 ＝２ｖ／Ｌ        ・・・（７）
となり、
Ｖ＝（Ｌ／２）Δｆ                ・・・（８）
としてＣの項を含まず音速に無関係に流速測定ができる。
【００１０】
なお、前記（３）式による時間逆数差法で、伝播時間ｔ1 ，ｔ2 の測定精度を上げて、流量計の精度を向上するために、順方向や逆方向の伝播時間を測定するのに、１回ずつの超音波パルスの発受信ではなく、受信と同時に次の発射を行い、同一方向の発受信を複数（ｍ）回連続して繰り返し、最初の１回目の発射から最後のｍ回目の受信までの時間を、順方向と逆方向についそれぞれ求め、それらの値を１／ｍとして超音波パルスの発射から受信までの１回の伝播時間ｔ1 ，ｔ2 を求めていた。こうすることで、測定精度はｍ倍に向上し、例えばｍを１００とすれば精度は１００倍に向上する（特開平１０−９００２９号公報）。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ガス供給事業における需要家のガス使用量を計量するには、専ら膜式ガスメータが使用されているが、大容量の膜式ガスメータは極めて大形になるため、超音波流量計を用いて小形化することが研究されており、発明者等も大容量ガスメータとして使用できる電池駆動の超音波流量計の実用化を鋭意検討している。
【００１２】
上述のように、超音波の順方向と逆方向での伝播速度の変化を利用する測定原理の超音波流量計では、時間逆数差法等で音速の項を消去して、机上の理論ではガス種等の影響を受けないことになっている。
【００１３】
しかし、実際は超音波の伝播状況、流速分布の影響等、理論的な解明が困難であり、特性は試験結果にて検証している。
【００１４】
気体計測において各種ガスとその条件（温度・圧力等）を任意に設定する試験を精度良く行うことは困難であり、更にそれが大容量ガスメータに要求される大流量であれば試験は不可能であるという実情にある。
【００１５】
そこで、大容量のガスメータに使用できる超音波流量計を構築するには、試験の可能な小容量の超音波流量計を先ず構築し、それを複数個並列に設置する流量計の方が実現性が早くて高いと考えて、そのような超音波流量計を先に提案した（特願平１１−４１２８５号）。これは未公開である。
【００１６】
この超音波流量計は、図８〜図１０に示すように、流量計１１の流体流入部１２と流体流出部１３の間に、互いに並列に接続された３つの流路１４，１５，１６にそれぞれ超音波流量計１７，１８，１９が配設されている。
【００１７】
電子演算表示部２０は各超音波流量計１７，１８，１９からの信号を受けて、３つの超音波流量計で計測した各流路の流量を加算して合計流量を表示する。
【００１８】
従って、流量計１１の１／３の容量の各超音波流量計１７，１８，１９を用いることで、試験流体と実使用流体の特性差の検証は流量計１１の１／３の容量の超音波流量計１７，１８，１９について行えば良く、しかも各超音波流量計１７，１８，１９は同じ小容量の小形の超音波流量計であるため、検証のための装置が小形でよく、新しく大容量の検査設備を設ける費用も要らない。従って大容量流量計１１の開発、実用化が容易となる。
【００１９】
ところが、この流量計１１は、小容量の超音波流量計毎に、伝播時間の順方向と逆方向の変化を利用して流速・流量を演算し、算出した各流路の（即ち各超音波流量計１７，１８，１９で測定した）流量を合算して総流量とするため、総流量を算出するのに時間を要し、特に演算部を１組とする場合には、順に測定を行い流量を演算し、合算することを各流路の流量測定毎に行うため、総流量を瞬時に得られなくて、流量変動に追従し難いという第１の問題点があった。
【００２０】
また、伝播時間の測定精度を向上するために連続的に同方向への発受信を繰り返す方式では、受信波に残響及び１往復半の送受波器間反射波が悪影響を与えて、測定誤差の要因となるという第２の問題点があった。
【００２１】
そこで本発明は、発明者らが先に提案した特願平１１−４１２８５号のように、主として大容量ガスメータに使用できる、開発が容易で短期間にでき、かつ特性の検証設備が大袈裟にならず、かつ第１の問題点を解消できる超音波流量計を提供することを第１の目的とする。
【００２２】
また、前記第１の目的に加えて、第２の問題点を解消できる超音波流量計を提供することを第２の目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
前記第１の目的を達成するために、請求項１の発明は、それぞれが一対の超音波送受波器を備え、かつ流路断面積がほぼ等しい計測流路部を複数個並列に接続して流路を形成した超音波流量計であって、
前記各計測流路部の超音波送受波器で得た、超音波の順方向伝播時間の和と、超音波の逆方向伝播時間の和に基いて全流量を演算することを特徴とする超音波流量計である。
【００２５】
この発明で順方向又は逆方向の伝播時間を計測するときに、各計測流路部の送受波器は超音波パルスを同時に発射することでも良いし、各計測流路部毎に超音波パルスを時間的にずらして発射しても良い。
【００２６】
また、前記第２の目的を達成するために、請求項２の発明は、それぞれが一対の超音波送受波器を備え、かつ流路断面積がほぼ等しい計測流路部を複数個並列に接続して流路を形成した超音波流量計であって、
第１の計測流路部の一方の超音波送受波器から順方向に超音波パルスを発射して他方の超音波送受波器でこれを受信し、受信と同時に第２の計測流路部の一方の超音波送受波器から順方向に超音波パルスを発射して他方の超音波送受波器でこれを受信し、このような発受信を順次全流路に亘って連続的に繰り返して第１の計測流路部での超音波の発射から最後の計測流路部での超音波の受信までの順方向総伝播時間を求め、次に、逆方向についても同様に順次各計測流路部での超音波の発受信を連続的に繰り返して超音波の逆方向総伝播時間を求め、両総方向伝播時間に基いて全流量を演算することを特徴とする超音波流量計である。
【００２７】
そして、前記第１の目的を達成するために、請求項３の発明は、それぞれが一対の超音波送受波器を備え、かつ流路断面積が等しい計測流路部を複数（ｍ）個並列に接続して流路を形成した超音波流量計であって、
１つの計測流路部の一方の超音波送受波器から順方向に超音波パルスを発射して他方の超音波送受波器でこれを受信し、この超音波パルスの発射より遅れてかつこの超音波パルスの受信以前に他の１つの計測流路部の一方の超音波送受波器から順方向に超音波パルスを発射して他方の超音波送受波器でこれを受信し、この超音波パルスの発射より遅れてかつこの超音波パルスの受信以前に他の１つの計測流路部・・・この計測流路部は超音波の発受信を前回に行ったものでなければどの計測流路部でも良い・・・で同様に超音波の発受信を行い、このような発受信を順方向について各計測流路部当り複数（ｎ）回、全計測流路部で延べｎ×ｍ回繰り返して、順方向におけるｎ×ｍ回の各伝播時間を求め、
次に、逆方向についても同様に各計測流路部での超音波の発受信を複数（ｎ）回、全計測流路部で延べｎ×ｍ回繰り返して、逆方向におけるｎ×ｍ回の各伝播時間を求め、上記順方向におけるｎ×ｍ回の各伝播時間の和と、逆方向におけるｎ×ｍ回の各伝播時間の和とに基いて全流量を演算することを特徴とする超音波流量計である。
【００２８】
また、前記第２の目的を達成するために、請求項４の発明は、それぞれが一対の超音波送受波器を備え、かつ流路断面積が等しい計測流路部を複数（ｍ）個並列に接続して流路を形成した超音波流量計であって、
１つの計測流路部の一方の超音波送受波器から順方向に超音波パルスを発射して他方の超音波送受波器でこれを受信し、受信と同時に他の１つの計測流路部の一方の超音波送受波器から順方向に超音波パルスを発射して他方の超音波送受波器でこれを受信し、受信と同時に他の１つの計測流路部・・・この計測流路部は超音波の発受信を前回に行ったものでなければどの計測流路部でも良い・・・で同様に超音波の発受信を行い、このような連続した発受信を順方向について各計測流路部当り複数（ｎ）回、全計測流路部で延べｎ×ｍ回繰り返し、
次に、逆方向についても同様に連続した発受信を各計測部当り複数（ｎ）回、全計測流路部で延べｎ×ｍ回繰り返して、
上記順方向における最初の１つの計測流路部における超音波の発射から最後即ちｎ×ｍ回目の１つの計測流路部における超音波の受信までの順方向総伝播時間と、逆方向における最初の１つの計測流路部における超音波の発射から最後即ちｎ×ｍ回目の１つの計測流路における超音波の受信までの逆方向総伝播時間とに基いて全流量を演算することを特徴とする超音波流量計である。
【００２９】
なお、上記請求項１〜４の何れの発明においても、順方向の伝播時間の測定時期と逆方向の伝播時間の測定時期の順序は、何れが先でも良く、固定されたものではない。
【００３０】
【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基づいて説明する。
【００３１】
〔参考例１〕
【００３２】
図１（ａ）（ｂ）に示すように、それぞれ一対の超音波送受波器１Ａ，１Ｂ，２Ａ，２Ｂ及び３Ａ，３Ｂを備えた第１，第２，第３の３つの計測流路部１，２及び３が並列に配置され、それらの各流入部４ａは共通の流入口４に接続され、各流出部５ａは共通の流出口５に接続されている。
【００３３】
従って、流入口４から流入した被計測流体は並列に接続された３つの計測流路部１，２，３に分流して下流の流出口５へ流れる。
【００３４】
同図（ｃ）に示すように、第１の計測流路部１の一方の超音波送受波器１Ａから超音波パルスを順方向に発射して他方の超音波送受波器１Ｂでこれを受信し、受信と同時に第２の計測流路部２の一方の超音波送受波器２Ａから順方向に超音波パルスを発射して他方の超音波送受波器２Ｂでこれを受信する。この受信と同時に第３の計測流路部の一方の超音波送受波器３Ａから順方向に超音波パルスを発射して他方の超音波送受波器３Ｂでこれを受信する。こうして計測した各流路での超音波の順方向伝播時間ｔ11とｔ12とｔ13の和をマイクロコンピュータで構成した共通の演算部６で求める。
【００３５】
次に、送信側と受信側の送受波器を切り替えて上記順方向の場合と同様に、同図（ｃ）に示す逆方向について第１，第２，第３の計測流路部での逆方向の超音波の各伝播時間ｔ21，ｔ22，ｔ23を計測して、それら逆方向伝播時間ｔ21，ｔ22，ｔ23の和を演算部６で求める。
【００３６】
こうして求めた順方向伝播時間の和と逆方向伝播時間の和に基いて全流量、即ち第１，第２，第３の計測流路部の合計流量を算出する。
【００３７】
なお、符号７で示すのは、送信側として作動する送受波器を駆動する駆動回路や、受信側として作動する送受波器の信号を増幅する受信回路等の電子回路である。
【００３８】
〔実施例１〕
図２（ａ）（ｂ）（ｃ）は、請求項１と２に対応する。
【００３９】
この実施例では、流入口４から流入した被計測流体は並列に接続された３つの計測流路部１，２，３に分流して下流の流出口５へ流れる。
【００４０】
計測流路部１，２，３に設けた各１対の超音波送受波器１Ａ，１Ｂ，２Ａ，２Ｂ及び３Ａ，３Ｂは、同図（ａ）のように流れ方向に一定の距離Ｌをおいて配設され、かつ３つの流路の流路断面積は同じに定めてある。そのような構成の具体的な構造を同図（ｂ）に示すが、図９の構造と同じである。なお、図２（ａ）の演算部６と電子回路７は、図２（ｂ）では示されていないが、図１０の電子演算表示部２０のように流量計のケース内に収納される。図２（ｂ）の符号１１Ａはこの実施例の超音波流量計である。
【００４１】
ところで、この実施例では、参考例１の場合と同様に、順方向の発受信で測定した第１の計測流路部１での伝播時間ｔ11と、第２の計測流路部２での伝播時間ｔ12と、第３の計測流路部３での伝播時間ｔ13の和
ｔ11＋ｔ12＋ｔ13を
演算部６で演算し、
逆方向の発受信で測定した第１の計測流路部１での伝播時間ｔ21と、第２の計測流路部２での伝播時間ｔ22と、第３の計測流路部３での伝播時間ｔ23の和
ｔ21＋ｔ22＋ｔ23を
演算部６で演算し、
両和に基いて全流量、即ち第１，第２，第３の計測流路部の合計流量を算出する。全流量の計算をするには、先ず次の（９）式のようにして、３つの計測流路部１，２，３の平均流速Ｖ0 を求める。
【００４２】
Ｖ0 ＝（３Ｌ／２）・｛〔１／（ｔ11＋ｔ12＋ｔ13）〕−〔１／（ｔ21＋ｔ22＋ｔ23）〕｝・・・（９）
この平均流速Ｖ0 に流路の（流路断面積）×３を乗じて全流量を算出する。全流量を積算して積算流量、例えばガスメータではガス使用量を得る。
【００４３】
（９）式は前記（３）式に対応する式であるが、平均流速Ｖ0 を求めるには、（４）式に対応する次の（１０）式を用いることもできる。
【００４４】
Ｖ0 ＝（Ｃ2 ／６Ｌ）・｛（ｔ21＋ｔ22＋ｔ23）−（ｔ11＋ｔ12＋ｔ13）｝  ・・・（１０）
なお、３つの流路での順方向と逆方向の伝播時間の測定を図２（ｃ）のように１つの計測流路部、例えば１での受信と同時に次の、例えば第２の計測流路部２での発射を連続して順に行う代わりに全ての３流路での発射を同時に行うようにしても良く、こうすることで、最も短時間で全伝播時間の測定が終了するので、その分速やかに流量を求めることができ、流量の速やかな変動に対応できる。
【００４５】
〔実施例２〕
図２（ａ）（ｂ）の実施例で、図２（ｃ）のように、順方向の伝播時間ｔ11，ｔ12，ｔ13と、逆方向の伝播時間ｔ21，ｔ22，ｔ23をそれぞれ測定する代わりに、同図（ｃ）に示すように、順方向について送受波器１Ａからの発射時点から送受波器３Ｂでの受信時点までの順方向総伝播時間Ｔ1 を直接求め、更に逆方向について送受波器１Ｂからの発射時点から送受波器３Ａでの受信時点までの逆方向総伝播時間Ｔ2 を直接求めると、（９）式や（１０）式の代わりに次の（１１）式や（１２）式を用いて３つの流路の平均流速を求めることができ、順方向と逆方向について、３つの流路の伝播時間を加算する手順を省くことができる。
【００４６】
Ｖ0 ＝（３Ｌ／２）・｛（１／Ｔ1 ）−（１／Ｔ2 ）｝  ・・・（１１）
Ｖ0 ＝（Ｃ2 ／６Ｌ）・（Ｔ2 −Ｔ1 ）                ・・・（１２）
従って、上記（１１）又は（１２）式の平均流速に（流量断面積）×３を乗じて流量を求め、必要に応じて積算することで積算流量を求める。
【００４７】
なお、図２（ｃ）では、逆方向について超音波の発受信を行う順序を、順方向の場合と同じように、第１，第２，第３の計測流路部の順に連続して順次に行って、最初の計測流路部での発射から最後の計測流路部での受信までの逆方向総伝播時間Ｔ2 を直接計測するようにしたが、順方向の場合と同じ順序で逆方向の発受信を行う必要はなく、順方向の場合と違う順で行っても良い。
【００４８】
〔実施例３〕
請求項３に対応し、図２（ａ）（ｂ）の実施例で、図３のように各計測流路での超音波の発受信を複数（ｎ）回ずつ行うことで、精度をｎ倍に上げるものである。なお、図３ではｎを３として示している。
【００４９】
先ず順方向で、第１，第２、第３計測流路部の順に超音波パルスの発射を行い、それを延べ９回行う。つまり、各流路毎に合計３回ずつの発受信を行う。
【００５０】
こうして測定した順方向伝播時間の合計を求める。合計の伝播時間はほぼ、
（ｔ11＋ｔ12＋ｔ13）×３＝３Σｔ1j  ・・・（１３）
但し、ｊ＝１〜３
になる。
【００５１】
次に逆方向について、同様に延べ９回の発受信を行って、その逆方向伝播時間の合計を求める。合計の伝播時間はほぼ、
（ｔ21＋ｔ22＋ｔ23）×３＝３Σｔ2j  ・・・（１４）
但し、ｊ＝１〜３
になる。
【００５２】
（１３）（１４）式の合計伝播時間に基いて、平均流速Ｖ0 を次の（１５）式又は（１６）式で求める。
【００５３】
Ｖ0 ＝（９Ｌ／２）・｛（１／３Σｔ1j）−（１／３Σｔ2j）｝・・・（１５）
Ｖ0 ＝（Ｃ2 ／１８Ｌ）・（３Σｔ2j−３Σｔ1j）        ・・・（１６）
この平均流速に（流路断面積）×３を乗じて流量を求め、更に必要に応じて積算流量を求める。
【００５４】
図４（ａ）は図３の手順を違う方法で図示したもので、第１の計測流路部での発受信を▲１▼で、第２，第３の計測流路部での発受信をそれぞれ▲２▼，▲３▼で示したもので、延べ９回の順方向の発受信と、その後の延べ９回の逆方向の発受信の各計測流路部の測定順序を示している。
【００５５】
図３と図４（ａ）は、表し方は違うが、順方向と逆方向でそれぞれ延べ９回の伝播時間の測定を行う順序（手順）は同じである。
【００５６】
図４（ｂ）に示す測定の順序（手順）は、図３及び図４（ａ）の場合と違うが、この図４（ｂ）の場合の、順方向伝播時間の合計は前記（１３）式と同じであり、また逆方向伝播時間の合計は前記（１４）式と同じであるので、これら両和に基いて、（１５）式又は（１６）式のようにして平均流速を求め、更に流量や積算流量を演算する。
【００５７】
図５に示す測定の手順は、順序こそ図３，図４と異なるが、順方向伝播時間の和と、逆方向伝播時間の和はそれぞれ（１３）式、（１４）式と同じになるので、上述の（１５）式又は（１６）式によって平均流速Ｖ0 を求め、更に流量及び積算流量を求められる。
【００５８】
〔実施例４〕
この実施例は請求項４に対応する。
【００５９】
この実施例４は、図２（ａ）（ｂ）の構成の流量計で、図３に示すように、順方向と逆方向にそれぞれ延べ９回の発受信を行い、順方向の第１回目の発射時点から最終回の受信時点までの順方向総伝播時間Ｔ10と、逆方向の第１回目の発射時点から最終回の受信時点までの逆方向総伝播時間Ｔ20を直接測定し、これ等の両総伝播時間Ｔ10とＴ20に基いて次の（１７）式又は（１８）式により平均流速を求める。
【００６０】
Ｖ0 ＝（９Ｌ／２）・｛（１／Ｔ10）−（１／Ｔ20）｝・・・（１７）
Ｖ0 ＝（Ｃ2 ／１８Ｌ）・（Ｔ20−Ｔ10）            ・・・（１８）
そして、この平均流速に（流路断面積）×３を乗じて流量を算出し、更に必要に応じて積算流量を求める。
【００６１】
なお、この実施例においても発受信する流路部の手順（順序）を図３の代わりに、図４（ｂ）や、図５のようにして、順方向と逆方向の各総伝播時間Ｔ10とＴ20を直接一括して測定することができる。
【００６２】
【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、大容量ガスメータに使用できる超音波流量計を短期間に少ない設備で開発・実用化でき、しかも複数の小形・小容量の超音波流量計の順方向と逆方向の各伝播時間の和から直接平均流速を演算し、更に合計流量を短時間に（瞬時）に得られるため、流量変動に容易に追従できる。
【００６３】
また、請求項２や請求項４の発明では、総伝播時間が順方向と逆方向について直接得られるので、流速や流量がより速やかに求められる。
【００６４】
更にまた、請求項３や請求項４の発明では、測定精度を複数（ｎ）倍に向上するために、順方向と逆方向について、計測流路部の数ｍと前記複数（ｎ）回の積である延べｎ×ｍ回の発受信を行うにもかかわらず、残響などの悪影響を全く受けない利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の参考例１で、（ａ）は流路の略図、（ｂ）は計測流路部の送受波器の配置を説明する全体の略図、（ｃ）は超音波発受信の順序を示す説明図である。
【図２】本発明の実施例１で、（ａ）は計測流路部の送受波器の配置を説明する全体の略図、（ｂ）は流量計の縦断平面図、（ｃ）は超音波の発受信の順序を示す説明図である。
【図３】本発明の実施例２の超音波の発受信の順序を示す説明図である。
【図４】本発明の超音波の発受信の順序を示す説明図で、同図（ａ）は実施例２の説明図、同図（ｂ）は実施例３の説明図である。
【図５】本発明の実施例４の超音波の発受信の順序を示す説明図である。
【図６】超音波流量計の原理を説明する図である。
【図７】シングアラウンド法の原理を説明する図である。
【図８】未公開の超音波流量計の流体回路の接続図である。
【図９】図８の超音波流量計の縦断面図である。
【図１０】図９の超音波流量計の正面図である。
【符号の説明】
１，２，３  計測流路部
１Ａ，１Ｂ，２Ａ，２Ｂ，３Ａ，３Ｂ  超音波送受波器
４  流入口
５  流出口
ｔ11，ｔ12，ｔ13  順方向の伝播時間
ｔ21．ｔ22．ｔ23  逆方向の伝播時間
Ｔ1 ，Ｔ10  順方向の総伝播時間
Ｔ2 ，Ｔ20  逆方向の総伝播時間
【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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