【手続補正書】
【提出日】平成19年8月16日(2007.8.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流れの上流と下流に超音波送受波器を配置し、それ等の間の超音波の到達時間から流量を求める超音波流量計であって、
受信波を検知するための異なる電圧の基準レベルが複数用意されていて、
一つの送信による受信波の内のある波が、その波の前の波が越えていない基準レベルのうち小さい方から所定数を一気に越えたとき、その波のゼロクロス点を受信点とするようにしたことを特徴とする超音波流量計。
【請求項２】
流れの上流と下流に超音波送受波器を配置し、それ等の間の超音波の到達時間から流量を求める超音波流量計であって、
受信波を検知するための異なる電圧の基準レベルが複数用意されていて、
一つの送信による受信波の内のある波が、それまでに越えられていない基準レベルのうち小さい方から所定数を一気に越えたとき、その波のゼロクロス点を受信点とするようにしたことを特徴とする超音波流量計。
【請求項３】
最初は、複数の基準レベルのうち小さい方からの所定数で受信波を待ち受け、波毎にその波が越えた基準レベルを、前記所定数の次に大きな基準レベルに交換して、次の波ではそれまでに越えられていない基準レベルのうち小さい方から所定数で待ち受けるようにしたことを特徴とする請求項２記載の超音波流量計。
【請求項４】
複数の基準レベルの電圧が指数関数的に用意されていることを特徴とする請求項１、２又は３記載の超音波流量計。
【請求項５】
流れの上流と下流に超音波送受波器を配置し、両送受波器間の超音波の到達時間から流量を求める超音波流量計であって、
指数関数的に並ぶように電圧が定められた複数の基準レベルを出力する基準レベル発生部と、
複数の基準レベルのうちから、小さい方の所定数の基準レベルを選択して比較部へ接続し、一つの受信波のうちのある波が前記所定数の基準レベルのうちのいくつかを越え残りのものを越えなかったときは、その波のゼロクロス検知信号の時期に合わせて、越えなかった基準レベルのうちから小さい方の所定数の基準レベルを選択して比較部へ接続するレベル選択部と、
増幅後の受信波を構成する各波と前記選択された基準レベルとの比較を行ない、ある波が選択された所定数の基準レベルをすべて一気に越えたときは第３波検知信号をゼロクロス検知部へ出力すると共に、レベル選択部へは波が越えた基準レベルを出力する比較部と、
レベル選択部へは基準レベルの選択切替えのタイミングとしてゼロクロス点を出力し、比較部からの第３波検知信号後の最初のゼロクロス点を受信波検知信号として出力するゼロクロス検知部とを具備し、
受信波検知信号の出力時点を超音波の到達時点とすることを特徴とする超音波流量計。
【請求項６】
流れの上流と下流に超音波送受波器を配置し、両送受波器間の超音波の到達時間から流量を求める超音波流量計であって、
複数の基準レベルを出力する基準レベル発生部と、
複数の基準レベルのうちから、小さい方の所定数の基準レベルを選択して比較部へ接続し、一つの受信波のうちのある波が前記所定数の基準レベルのうちのいくつかを越え残りのものを越えなかったときは、越えなかった基準レベルのうちから小さい方の所定数の基準レベルを選択して比較部へ接続するレベル選択部と、
増幅後の受信波を構成する各波と前記選択された基準レベルとの比較を行ない、ある波が選択された所定数の基準レベルをすべて一気に越えたときは第３波検知信号をゼロクロス検知部へ出力すると共に、レベル選択部へは波が越えた基準レベルを出力する比較部と、
レベル選択部へは基準レベルの選択切替えのタイミングとしてゼロクロス点を出力し、比較部からの第３波検知信号後の最初のゼロクロス点を受信波検知信号として出力するゼロクロス検知部とを具備し、
受信波検知信号の出力時点を超音波の到達時点とすることを特徴とする超音波流量計。
【請求項７】
前記複数の基準レベルは、指数関数的に並ぶように電圧が定められたことを特徴とする請求項６記載の超音波流量計。
【請求項８】
ゼロクロス検知信号の時期に合わせて選択する基準レベルを切り替えるようにしたことを特徴とする請求項６又は７記載の超音波流量計。
【請求項９】
最も小さい基準レベルを含む所定数の基準レベルをある波が一気越えしたときは、狙った波を捉えたと判断しないことを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の超音波流量計。
【請求項１０】
前記所定数の基準レベルを一気に越える波がなかった場合あるいは一気越えした基準レベルの中に最小の基準レベルを含むときは、送受波器で受信した信号を増幅する増幅器の増幅度を調整するようにしたことを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の超音波流量計。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
ところが、これらの方法では、消費電流の多いアナログ回路の規模が大きくなってコスト高になる。また、ある特定電圧を一定時間ホールドする必要があるとか、しきい値ＶＴＨを決めるために、本来の測定とは別に超音波の送受信を行なう必要があるため、低消費電流化が困難で、電池駆動の超音波流量計の実用化の隘路となっていた。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
そこで、前記目的を達成するために、請求項１の発明は、流れの上流と下流に超音波送受波器を配置し、それ等の間の超音波の到達時間から流量を求める超音波流量計であって、
受信波を検知するための異なる電圧の基準レベルが複数用意されていて、
一つの送信による受信波の内のある波が、その波の前の波が越えていない基準レベルのうち小さい方から所定数を一気に越えたとき、その波のゼロクロス点を受信点とするようにしたことを特徴とする超音波流量計である。
請求項２の発明は、流れの上流と下流に超音波送受波器を配置し、それ等の間の超音波の到達時間から流量を求める超音波流量計であって、
受信波を検知するための異なる電圧の基準レベルが複数用意されていて、
一つの送信による受信波の内のある波が、それまでに越えられていない基準レベルのうち小さい方から所定数を一気に越えたとき、その波のゼロクロス点を受信点とするようにしたことを特徴とする超音波流量計である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
請求項３の発明は、請求項２の超音波流量計において、最初は、複数の基準レベルのうち小さい方からの所定数で受信波を待ち受け、波毎にその波が越えた基準レベルを、前記所定数の次に大きな基準レベルに交換して、次の波ではそれまでに越えられていない基準レベルのうち小さい方から所定数で待ち受けるようにしたことを特徴とするものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１、２又は３の超音波流量計において、複数の基準レベルの電圧が指数関数的に用意されていることを特徴とするものである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
請求項５の発明は、流れの上流と下流に超音波送受波器を配置し、両送受波器間の超音波の到達時間から流量を求める超音波流量計であって、
指数関数的に並ぶように電圧が定められた複数の基準レベルを出力する基準レベル発生部と、
複数の基準レベルのうちから、小さい方の所定数の基準レベルを選択して比較部へ接続し、一つの受信波のうちのある波が前記所定数の基準レベルのうちのいくつかを越え残りのものを越えなかったときは、その波のゼロクロス検知信号の時期に合わせて、越えなかった基準レベルのうちから小さい方の所定数の基準レベルを選択して比較部へ接続するレベル選択部と、
増幅後の受信波を構成する各波と前記選択された基準レベルとの比較を行ない、ある波が選択された所定数の基準レベルをすべて一気に越えたときは第３波検知信号をゼロクロス検知部へ出力すると共に、レベル選択部へは波が越えた基準レベルを出力する比較部と、
レベル選択部へは基準レベルの選択切替えのタイミングとしてゼロクロス点を出力し、比較部からの第３波検知信号後の最初のゼロクロス点を受信波検知信号として出力するゼロクロス検知部とを具備し、
受信波検知信号の出力時点を超音波の到達時点とすることを特徴とする超音波流量計である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
請求項６の発明は、流れの上流と下流に超音波送受波器を配置し、両送受波器間の超音波の到達時間から流量を求める超音波流量計であって、
複数の基準レベルを出力する基準レベル発生部と、
複数の基準レベルのうちから、小さい方の所定数の基準レベルを選択して比較部へ接続し、一つの受信波のうちのある波が前記所定数の基準レベルのうちのいくつかを越え残りのものを越えなかったときは、越えなかった基準レベルのうちから小さい方の所定数の基準レベルを選択して比較部へ接続するレベル選択部と、
増幅後の受信波を構成する各波と前記選択された基準レベルとの比較を行ない、ある波が選択された所定数の基準レベルをすべて一気に越えたときは第３波検知信号をゼロクロス検知部へ出力すると共に、レベル選択部へは波が越えた基準レベルを出力する比較部と、
レベル選択部へは基準レベルの選択切替えのタイミングとしてゼロクロス点を出力し、比較部からの第３波検知信号後の最初のゼロクロス点を受信波検知信号として出力するゼロクロス検知部とを具備し、
受信波検知信号の出力時点を超音波の到達時点とすることを特徴とする超音波流量計である。
請求項７の発明は、請求項６記載の超音波流量計において、前記複数の基準レベルは、指数関数的に並ぶように電圧が定められたことを特徴とするものである。
請求項８の発明は、請求項６又は７記載の超音波流量計において、ゼロクロス検知信号の時期に合わせて選択する基準レベルを切り替えるようにしたことを特徴とするものである。
請求項９の発明は、請求項１乃至８の何れか１項に記載の超音波流量計において、最も小さい基準レベルを含む所定数の基準レベルをある波が一気越えしたときは、狙った波を捉えたと判断しないことを特徴とするものである。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
請求項１０の発明は、請求項１乃至９の何れか１項に記載の超音波流量計において、前記所定数の基準レベルを一気に越える波がなかった場合あるいは一気越えした基準レベルの中に最小の基準レベルを含むときは、送受波器で受信した信号を増幅する増幅器の増幅度を調整するようにしたことを特徴とするものである。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
請求項９の発明はでは、増幅度が大きくなり過ぎていて、仮に第１波が一気に所定数の基準レベルを越えるようなことがあっても、間違って第１波を狙った波としてしまう虞がない。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
送波器駆動部７はスタート信号を受け取ると送信側の送受波器１を駆動する。
カウンタ８はスタート信号から受信波検知信号までの時間を測定する。その測定値（カウント値）はコントロール部４が読み取る。この例ではスタート信号でカウント値がゼロクリアされ、カウントを開始するように構成されている。カウンタ８は基準クロック発生部９からのクロックをカウントすることで到達時間を計測する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
ゼロクロス検知部１３は、比較部１２からの第３波検知信号後の最初のゼロクロス点を受信検知信号として出力し、レベル選択部１１へは、基準レベル選択の切り替えタイミングとして、ゼロクロス点ｃ３を出力する。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
第１のカウンタ８Ａは受信波検知部３からの受信波検知信号をカウントし、ｎ番目の受信検知信号を第ｎ受信波検知信号として出力する。この第１のカウンタ８Ａはコントロール部４Ａからのスタート信号でリセットされるようになっている。第２のカウンタ８Ｂはスタート信号から第ｎ受信波検知信号までの時間を測定し、その側定値（カウント値）はコントロール部４Ａが読み取る。この実施例ではスタート信号で第２のカウンタ８Ｂのカウント値がゼロクリアされ、カウントを開始するように構成されている。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
コントロール部４Ａは、第ｎ受信波検知信号が入力されると、第２のカウンタ８Ｂの測定値（カウント値）を読取り、直前に行った反対向きでの測定値（カウント値）とを用いて、その間の流速・流量を演算する。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
この実施例３は請求項９に対応するものである。ハードウエアの構成は実施例１や実施例２と同じで良い。以下図６に従って、この実施例３の動作を説明する。図６は第１波のピークが基準レベルＶｔｈ３より大きい場合を示す。先に図４に関連して前述したように、増幅器１４の増幅度は、第１波が基準レベルＶｔｈ３を越えることがないように設定されているため、このようなことは起きない。請求項９の発明によれば、仮に被測定ガスの圧力が想定以上に大きい場合などに、予定以上に受信波の振幅が大きくなり、第１波が基準レベルＶｔｈ３を越えるほど大きくなった場合でも、第１波が一気越えした３つの基準レベルのうちに最小の値の基準レベルＶｔｈ１が含まれるため、この波（第１波）は狙った波として採用されずに、次の波が狙った波とされる。基準レベルＶｔｈ１が含まれる場合、比較部が一気越えとしないように比較部を構成しておくものである。本実施例では、基準レベルＶｔｈ６が追加され、合計６つの基準レベルＶｔｈ１〜Ｖｔｈ６が用意されている。このように基準レベルの数が増えても、比較部に必要とする比較器（特に、基準レベルと波とを比較する比較器）は３個のままで良い。