"同心円状に配列した複数列の圧電素子からなる超音波発振部を備えた超音波送受信装置と、その超音波送受信装置が被測定断面を横切るように超音波を連続発振可能であるように発振角度を変化させる超音波角度変化装置と、前記超音波送受信装置が発振した超音波の反射波を受信して、その受信結果に基づいて前記超音波発振部における複数列の圧電素子の超音波発振を切り替える自動切り替え装置と、前記超音波送受信装置が受信したデータから被測定断面寸法を算出する演算部を備えた制御装置と、を備えたことを特徴とする被測定断面寸法計測装置。前記の制御装置は、手入力によって前記データの補正が可能なデータ入力手段を備えた請求項1に記載被測定断面寸法計測装置。前記の制御装置は、予め作成した被測定断面の図面を用いてその被測定断面の初期値を入力する初期値入力手段を備えた請求項1または請求項2のいずれかに記載被測定断面寸法計測装置。超音波を利用して高精度な被測定断面寸法を計測するためのコンピュータプログラムであって、そのプログラムは、同心円状に配列した複数列の圧電素子からなる超音波発振部を用いて前記複数列のいずれかの圧電素子から超音波を発振させる第一発振手順と、その超音波が被測定断面を横切って障害物によって反射した反射波を受信する反射波受信手順と、その反射波受信手順にて受信結果に基づいて発振すべき前記超音波発振部における複数列の圧電素子を切り替えるか否かを判断する切り替え判断手順と、その切り替え判断手順にて切り替えるという判断をした場合に切り替えられた圧電素子による超音波を発振する第二発振手順と、その第二発振手順によって発振された超音波による反射波および前記の第一発振手順による反射波を用いて被測定断面寸法を計測する断面寸法計測手順と、をコンピュータに実行させることとしたコンピュータプログラム。さて、特許文献1に開示されている技術の目的は、大規模な水路全体の流量を簡略な設備にて測定することである。すなわち、超音波を用いてドップラー法または相互相関法を利用して水の流速を計測する。また、既知である水路形状および寸法と別の手段で計測した水位とから流水断面積を計算し、その流水断面積と計測した前記の流速とから流量を算出する。したがって、大規模な水路全体の流量を簡略な設備にて測定する目的を達成する点においては、既知である水路形状および寸法を利用することで十分である。ところで、実際の開渠の断面寸法は、水路形状が設計寸法と異なっている場合が少なくない。また、壁面へ付着する付着物、流れてきて底面に留まる石、流されてきた固体によって削られた傷、といったことが原因で経年変化も生じている。したがって、高精度な流量計測が必要な場合には、既知である水路形状および寸法を用いることができない。たとえば、水力発電所の効率試験を行う場合の流量の計測精度は、高精度であることが求められるため、開渠の断面寸法も高精度に計測する必要がある。開渠の大きさにもよるが、数センチメートル程度の断面寸法の違いによって1程度の流量差が生じる場合もあるからである。したがって、高精度の流量計測が求められる場合には特許文献1の方法では不十分であった。一方、抜水して実測することで開渠の断面寸法の実測値を得ることができれば、流量計測の精度は高められるが、抜水には労力と時間を要するので、開渠断面の寸法計測のためだけに抜水することは避けたい。そのため、簡易的で、よりいっそう高精度に計測可能な方法が望まれていた。前述した超音波を利用した寸法計測方法は、抜水せずに簡易的に寸法計測する方法として有効である。しかし、従来においては、超音波送受信装置から発振された超音波は、その距離に応じて広がりを持つ。そのため、計測すべき開渠の壁面から反射した反射波が開渠の別の箇所へ向かって反射する。超音波送受信装置では、計測すべき開渠の壁面から反射した反射波ではなく、開渠の別の箇所で反射した反射波を間違って計測してしまうことが実際には生じてしまう。特に、底面と側面との境目付近で、このような事態が生じている。本発明が解決しようとする課題は、超音波を利用しての簡易的で高精度な被測定断面寸法を計測可能な被測定断面寸法計測装置および被測定断面寸法計測方法を提供することにある。第一の発明本願における第一の発明は、同心円状に配列した複数列の圧電素子からなる超音波発振部を備えた超音波送受信装置と、その超音波送受信装置が被測定断面を横切るように超音波を連続発振可能であるように発振角度を変化させる超音波角度変化装置と、前記超音波送受信装置が発振した超音波の反射波を受信して、その受信結果に基づいて前記超音波発振部における複数列の圧電素子の超音波発振を切り替える自動切り替え装置と、前記超音波送受信装置が受信したデータから被測定断面寸法を算出する演算部を備えた制御装置と、を備えた被測定断面寸法計測装置に係る。用語説明同心円状に配列した複数列の圧電素子からなる超音波発振部において、中央に位置する圧電素子のみから超音波を発振した場合、発振される超音波は拡散しやすい。ドーナツ上の圧電素子からのみ超音波を発振した場合、発振される超音波は、ある程度の距離までは収束し、その収束後に拡散する超音波となる。作用超音波送受信装置の超音波発振部における複数列の圧電素子のいずれかの圧電素子から、超音波を発振する。その発振は、超音波角度変化装置によって前記超音波が被測定断面を横切るように連続して発振する。上記の連続発振した超音波の反射波を受信した受信結果に基づいて、自動切り替え装置が前記超音波発振部における複数列の圧電素子を切り替え、超音波が測定箇所の近傍で収束するように制御する。制御されながら発振された超音波は、二重に反射しそうな角付近では収束する超音波に示す超音波24であり、二重の反射波が発生することを未然に防止する。制御装置の演算部にて反射波情報に基づいて被測定断面寸法が計算され、高精度に計測されることとなる。第一の発明のバリエーション1第一の発明は、以下のようなバリエーションを提供することもできる。すなわち、前記制御装置が、手入力によって前記データの補正が可能なデータ入力手段を備えることとしてもよい。作用測定者が測定した結果をチェックし、その測定者の判断でデータ入力手段にて補正することができる。第一の発明のバリエーション2第一の発明は、以下のようなバリエーションを提供することもできる。すなわち、前記制御装置が、予め作成した被測定断面の図面を用いてその被測定断面の初期値を入力する初期値入力手段を備えることとしてもよい。作用被測定断面の図面がある場合、予めその図面の被測定断面の初期値を初期値入力手段にて入力することによって、実際に測定したデータと前記初期値とを比較検討することができる。なお、前回の実測値を蓄積してある場合にも、予め初期値入力手段にて初期値を入力しておくことが可能である。第二の発明本願における第二の発明は、超音波を利用して高精度な被測定断面寸法を計測するためのコンピュータプログラムに係る。そのプログラムは、同心円状に配列した複数列の圧電素子からなる超音波発振部を用いて前記複数列のいずれかの圧電素子から超音波を発振させる第一発振手順と、その超音波が被測定断面を横切って障害物によって反射した反射波を受信する反射波受信手順と、その反射波受信手順にて受信結果に基づいて発振すべき前記超音波発振部における複数列の圧電素子を切り替えるか否かを判断する切り替え判断手順と、その切り替え判断手順にて切り替えるという判断をした場合に切り替えられた圧電素子による超音波を発振する第二発振手順と、その第二発振手順によって発振された超音波による反射波および前記の第一発振手順による反射波を用いて被測定断面寸法を計測する断面寸法計測手順と、をコンピュータに実行させる。超音波発振部から超音波が被測定断面を横切るようにして連続発振する際に、超音波の反射波を受信した受信結果に基づいて前記超音波発振部における複数列の圧電素子を切り替えて、超音波が測定箇所の近傍で収束するようにコントロールする。その結果、高精度に計測されることとなる。なお、第二の発明に係るコンピュータプログラムは、ハードディスクドライブやDVD-Rなどの記録媒体に格納して提供することも可能であるし、通信回線を介してコンピュータにインストールすることも可能である。第一の発明によれば、超音波を利用して高精度な被測定断面寸法を計測可能な被測定断面寸法計測装置を提供することができた。また、第二の発明によれば、超音波を利用して高精度な被測定断面寸法を計測可能なコンピュータプログラムを提供することができた。以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態に係る被測定断面寸法計測装置10は、図1および図2に示すように、超音波送受信装置20と超音波角度変化装置30と自動切り替え装置40と制御装置50とを備えている。なお、本実施形態では開渠70の被測定断面を測定することを例とする。前記超音波送受信装置20は、超音波発振部21と超音波受信部22とを含んで構成される。前記超音波発振部21は、図3Aおよび図3Bに示すように、同心円状に配列した複数列の圧電素子23から構成されている。図では中心部に小径の圧電素子23aを配置し、その圧電素子23aの外周に同心円のドーナツ状の圧電素子23bを配置している。合計2列の圧電素子23a,23bで構成され、各圧電素子23a,23bから超音波パルス波24を発振する。また、超音波受信部22は、前記超音波発振部21から発振した超音波パルス波24が開渠70の被測定断面の壁面71に当たって反射した反射波25を受信する。ここで、前記超音波発振部21において上記のように複数列の圧電素子23を同心円状に配列して構成した理由について詳しく説明する。発振した超音波パルス波24が測定すべき被測定断面の壁面71の付近で収束するようにコントロールすることによって、別の箇所の反射波25を間違って計測する事態を防止することができる。なお、超音波パルス波24が収束するとは、超音波ビームが細くなることである。つまり、超音波パルス波24が測定すべき被測定断面の壁面71の付近で収束するなら、たとえ測定すべき箇所で反射してから別の箇所で反射した反射波25を受信しても、その別の箇所の反射波25と前記測定すべき箇所で反射した反射波25とは時間的な差がはっきりする。したがって、別の箇所の反射波25を間違って計測することはない。一方、例えば図2に示すように被測定箇所が開渠70の角部の近くの場合、超音波パルス波24が被測定箇所の付近で広がっているなら、被測定箇所の近くの壁面71で反射した反射波25と、被測定箇所で反射した反射波25との時間的な差がはっきりしないことが生じる。そのために間違って計測することになりかねない。超音波パルス波24の収束をコントロールするパラメータは、圧電素子23の直径と超音波24の周波数である。それらのパラメータは数値計算が比較的容易である。圧電素子23の直径は超音波送受信装置20を製作する時に決定している。一方、周波数については、圧電素子23の固有の数値であるため、±10程度の異なる周波数を無理に発振することは可能であるが、超音波パルス波24の収束点をコントロールできるほどの周波数変化量はない。したがって、高精度に被測定断面寸法を計測するには、被測定断面の壁面71までの距離に適した圧電素子23を準備する必要がある。つまり複数の圧電素子23を準備することになるので大型化しコスト高となる。また、超音波24の周波数を変化させるためには、専用の超音波発振装置が必要となるのでコスト高となる。そこで、前記超音波発振部21において複数列の圧電素子23を同心円状に配列したことによって、例えば、小径の圧電素子23aから発振する超音波パルス波24は、図3Aに示すように広がって伝播していく。一方、大径の圧電素子23bから発振する超音波パルス波24は、図3Bに示すようにいったん収束した後に徐々に広がって伝播していくことになる。なお、図では上記の二つの超音波パルス波24の違いを明確に説明するために大きく異なる状態で図示している。図4では、中心部に小径の圧電素子23aを配置し、その圧電素子23aの外周に同心円のドーナツ状の圧電素子23bを配置し、その圧電素子23bの外周に同心円のドーナツ状の圧電素子23cを配置している。合計3列の圧電素子23a,23b,23cで構成され、圧電素子23a,23b,23cから超音波パルス波24を発振する。したがって、図3の場合より超音波パルス波24の収束をコントロールする幅が広がることになる。前記圧電素子23aは電線にて切替スイッチ26aを介して電源27aに接続されている。前記圧電素子23bは電線にて切替スイッチ26bを介して電源27bに接続されている。なお、前記電源27aと前記電源27bは同一でも別々でもよい。前記超音波角度変化装置30は、前記超音波送受信装置20が被測定断面を横切るように超音波24を連続発振可能であるように発振角度を変化させる装置である。その一例として、箱型形状の装置本体31が例えば三脚33にて所望の場所へ設置可能な台座32の上に設けられる。その装置本体31には回転軸がモータや回転ギヤなどからなる回転駆動機構にて正転方向および逆転方向に回転するように設けられ、前記回転軸によって前記超音波送受信装置20の超音波パルス波24の発振角度を変化させる機構である。前記自動切り替え装置40は、前記超音波送受信装置20の超音波発振部21が発振した超音波24の反射波25を超音波受信部22にて受信した受信結果に基づいて、前記超音波発振部21における複数列の圧電素子23図3では圧電素子23aと圧電素子23bの超音波発振を切り替える装置である。例えば、自動切り替え装置40によって切替スイッチ26aと切替スイッチ26bのいずれか一方をONにした時は、他方がOFFとなるように切り替える。制御装置50は、例えばパソコンなどの測定端末器を使用する。その測定端末器は、制御部60と記憶部51と表示部52と操作部53とを含んで構成される。前記制御部60は、中央処理装置CPUを含む半導体集積回路により測定端末器を管理および制御する。記憶部51は、ROM、RAM、EEPROM、不揮発性RAM、フラッシュメモリ、HDDHardDiskDrive等で構成され、制御部60で処理されるプログラムや取得データなどを記憶する。表示部52は、液晶ディスプレイ、ELElectroLuminescence、PDP等で構成され、記憶部51に記憶されたアプリケーションのGUIGraphicalUserInterfaceを表示する。操作部53は、キーボード、十字キー、ジョイスティック等の複数のキースイッチおよびマウスから構成され、ユーザの操作入力をするものである。さらに、上記の操作部53は、データ入力手段54、初期値入力手段55を備えている。データ入力手段54は、手入力によって、超音波送受信装置20の超音波パルス波24によって測定された被測定断面の座標データを補正することを可能とする。測定者が測定した結果をチェックし、その測定者の判断で補正や修正を必要とする時に、修正や補正をすることができる。初期値入力手段55は、予め作成した被測定断面の図面を用いてその被測定断面の初期値を入力する。開渠の図面がある場合、予めその図面の被測定断面の初期値を入力することによって、実際に測定したデータと前記初期値とを比較検討し、よりいっそう高精度に開渠70の被測定断面を計測することに貢献する。さらに、上記の制御部60は、パルサー61、レシーバ62、A/D変換部63、演算部64、比較判断部65、指令部66を含んで構成されている。前記パルサー61は、ケーブル11を介して超音波発振部21に超音波入力信号電圧を入力する。そのとき、自動切り替え装置40によって超音波発振部21における複数列の圧電素子23への入力が切り替えられる。前記超音波入力信号には超音波発振部21が送信する超音波パルス波24の周波数情報および間隔情報を含んでいる。前記レシーバ62は、超音波受信部22によってアナログ信号に変換された反射波25の信号を増幅する。前記A/D変換部63は、レシーバ62によって増幅されたアナログ信号としての反射波25をデジタル信号に変換する。前記演算部64は、超音波送受信装置20からレシーバ62、A/D変換部63を経て得た反射波情報から被測定断面の壁面71までの距離値を算出する。また、その算出した距離値から被測定断面の壁面71の座標を計算する。さらに、前記超音波送受信装置20によって超音波パルス波24が開渠70の被測定断面を横切るように連続発振されるので、各超音波パルス波24の反射波情報から開渠70の被測定断面の全体の座標を計算する。また、前記演算部64は、データ入力手段54を使用して手入力によって与えられたデータに基づいて、前記超音波送受信装置20の超音波パルス波24によって測定された被測定断面の座標データを補正するべく計算する。また、前記演算部64は、初期値入力手段55を使用して、予め作成した開渠70の被測定断面の図面を用いて入力された被測定断面の初期値と、前記超音波送受信装置20の超音波パルス波24によって測定された被測定断面の座標データとの差を計算する。前記比較判断部65は、前記演算部64にて算出した距離値において同じ数値が二つ以上あるか否かを比較判断し、二つ以上存在する時は超音波パルス波24の収束を変化させる必要があると判断する。前記指令部66は、前記比較判断部65にて超音波パルス波24の収束を変化させる必要があると判断したとき、前記自動切り替え装置40に対して超音波発振部21における複数列の圧電素子23の超音波発振を切り替える指令を与える。また、前記指令部66は、ケーブル12を介して前記超音波角度変化装置30に対して前記超音波送受信装置20が被測定断面を横切るように超音波24を連続発振可能であるように発振角度を変化させる指令を与える。次に、上記の被測定断面寸法計測装置10における作用、すなわち本発明に係る被測定断面寸法計測方法について説明する。例えば開渠70の断面を測定する場合について説明する。まず、図1に示すように、超音波送受信装置20が超音波角度変化装置30によって開渠70の被測定断面を横切るようにして超音波24を連続発振可能であるように設置される。超音波発振部21において同心円状に配列した複数列の圧電素子23のいずれかの圧電素子23から超音波パルス波24が発振する。その時、超音波パルス波24が開渠70の被測定断面を横切るようにして連続発振する。この例では図3に示した超音波発振部21を用いて説明する。すなわち、超音波発振部21は中心部に配置した小径の圧電素子23aと、その圧電素子23aの外周に同心円のドーナツ状に配置した圧電素子23bとの合計2列の圧電素子23で構成される。例えば自動切り替え装置40によって切替スイッチ26aがONで、切替スイッチ26bがOFFであるとき、圧電素子23aから超音波パルス波24が連続発振する。各超音波パルス波24は被測定断面の壁面71に当たって反射し、その反射波25を超音波受信部22で受信する。制御装置50では、超音波受信部22からレシーバ62、A/D変換部63を経て得た反射波情報から被測定断面の壁面71までの距離が演算部64にて算出される。その算出した距離から被測定断面の壁面71の座標が計算される。以上のようにして、超音波パルス波24が開渠70の被測定断面を横切るように連続発振されるので、各超音波パルス波24の反射波情報から被測定断面全体の座標が計算される。比較判断部65では、各超音波パルス波24の反射波情報から開渠70の被測定断面の壁面71までの距離が算出される毎に、同じ数値の距離データが二つ以上あるか否かを比較判断する。同じ数値が二つ以上存在する時は、発振した超音波パルス波24が測定すべき被測定断面の壁面71の付近で収束していないと判断する。すなわち、超音波パルス波24の収束を調整する必要があると判断する。上記の比較判断部65の情報に基づいて、指令部66から自動切り替え装置40に対して超音波発振部21における複数列の圧電素子23の超音波発振を切り替える指令を与える。この例では、自動切り替え装置40によって切替スイッチ26aをOFFとし、切替スイッチ26bをONする。つまり、圧電素子23bから超音波パルス波24が発振するように切り替えられる。再び演算部64にてその超音波パルス波24における距離値が計算され、比較判断部65にて同じ数値の距離データが二つ以上ないことを確認する。つまり、超音波パルス波24が測定箇所の近傍で収束していることを確認する。以上のようにして、開渠70の被測定断面寸法を高精度に計測することができる。以上のことから、本実施形態の被測定断面寸法計測装置および被測定断面寸法計測方法では、超音波24が測定箇所の近傍で収束するようにコントロールすることによって、簡易的で、よりいっそう高精度に開渠70の被測定断面寸法を計測することができた。"