JP2001201380A - 超音波流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 消費電流を減らす。流量変化に追従する。積
算流量をきめ細かく求める。 【解決手段】 １秒割込みで図（ｂ）のソフトを実行す
る。ステップ１１で第１流路２での測定を超音波流量計
５で実行する。この測定結果を前回値と比較し、変化が
あればステップ１４で第２流路３での測定を超音波流量
計６で実行する。次にステップ１５で第３流路４での測
定を超音波流量計７で実行する。ステップ１７で、その
前のステップでの流量計５，６，７の測定結果の和を求
め全流量とする。ステップ１３で変化がないときは、ス
テップ２０で前回の第２，第３流路での測定値を利用
し、これら前回の測定値とステップ１１での測定値を加
算して全体の流量を求める（ステップ１７）。全体の流
量を積算してガス使用量を得る。

Description

【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流路
での測定の他に、他の流路での流量測定も実行するよう
にした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。

【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つの流路での測定の他に、他の流路での流量
測定も実行するようにした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。

【００１２】そして請求項３の発明は、請求項１又は２
の超音波流量計において、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
とするものである。

【００１３】この発明では、一定の周期又は所定の間隔
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、前記一定の周期又は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ｔ
ｘ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２
０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流路以外の他の流路での測定時期を第１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。請求項３の発明では、請求項
１又は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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩川 恵 大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪 瓦斯株式会社内 (72)発明者 木村 幸雄 名古屋市熱田区桜田町19番18号 東邦瓦斯 株式会社内 (72)発明者 廣山 徹 名古屋市熱田区桜田町19番18号 東邦瓦斯 株式会社内 (72)発明者 鍋島 徳行 愛知県名古屋市熱田区千年一丁目２番70号 愛知時計電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2F030 CA03 CC13 CE04 CE07 CF09 2F035 DA04

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【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流路での測定の他に、他の流路での流量測定も実行す
   るようにしたことを特徴とする超音波流量計。
2. 【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つの流路での測定の他に、他の流路での流量測定も
   実行するようにしたことを特徴とする超音波流量計。
3. 【請求項３】 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請求項１又は２記
   載の超音波流量計。