JP2002148086A - 流量計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 計測系への通電は省電力の点から工夫し、電
源を入切りするタイミングを計測系の特性にあわせて行
なうことで省電力動作を実現する。 【解決手段】 電源制御手段１７は制御手段１５が計測
スタート信号を送出した時から計測が終了するのに十分
余裕をもって設定した一定時間Ｔ１経過した後に電源供
給を停止する。これにより、流量計測終了後は電力供給
を速やかに停止し、また何らかの原因により流量計測を
終了できなくても電源投入後一定時間経過すると通電を
停止することで省電力動作を行なうことが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に超音波によっ
て気体や液体の流量を測定する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の超音波流速計は、図１０に示すよ
うなものが一般的であった。この装置は流体の流れる測
定経路１に設置した超音波センサ２と、超音波センサ２
を駆動する駆動回路３と、駆動回路３にスタート信号を
出力する制御部４と、超音波の伝播時間を測定するタイ
マ５と、タイマ５から測定データを受け取る演算部６
と、超音波センサ２から送信した超音波を受ける超音波
センサ７と、超音波センサ７の出力を利得制御回路８の
出力に応じた増幅率で増幅する可変利得アンプ９と、可
変利得アンプ９の出力と基準電圧とを比較し大小関係が
反転したときにタイマ５を停止させるタイミング検知回
路１０と、可変利得アンプ９の出力レベルを検知し利得
制御回路８に出力するレベル検知回路１１とを有してい
た。

【０００３】そして、上記超音波流速計は、制御部４か
らスタート信号を受けた駆動回路３が超音波センサ２を
一定時間パルス駆動を行うと同時にタイマ５は制御部４
からの信号によって時間計測始める。パルス駆動された
超音波センサ２からは超音波が送信される。超音波セン
サ２から送信した超音波は被測定流体中を伝搬し超音波
センサ６で受信される。超音波センサ７の受信出力は、
可変利得アンプ９において制御部４が設定した増幅率に
よって増幅される。そして可変利得アンプ９の出力を受
けたタイミング検知回路１０で超音波の受信を判定しタ
イマ５を停止させる。そして制御部４ではタイマ５から
得た時間情報ｔから（式１）によって流速を求める（タ
イマ５から得た測定時間をｔ、超音波センサ間の流れ方
向の有効距離をＬ、音速をｃ、被測定流体の流速をｖと
する）。

【０００４】ｖ＝（Ｌ／ｔ）−ｃ・・・（式１） タイミング検知回路１０はコンパレータによって基準電
圧と受信信号を比較するようになっていた。

【０００５】受信信号は、緩やかに立ち上がる波形とな
っており、超音波センサの温度特性や、流速によって受
信信号のレベルは変化する。その前記基準電圧と受信信
号のレベルが適正でないとタイミング検知回路１０の動
作は安定せず測定精度が悪くなる。そこで、可変利得ア
ンプ９の出力を受けているレベル検知回路１１は入力信
号のピークレベルを監視しており、ピーク値が小さいあ
るいは大きい場合に利得制御部８へ出力を行う。利得制
御部８は可変利得アンプ９の増幅率をレベル検知回路１
１からの信号に対応し可変利得アンプ９の出力がほぼ一
定となるように設定する。そして次の受信信号は可変利
得アンプ９で目標の信号レベルへと増幅され、タイミン
グ検知回路１０に与えられる。このようにタイミング検
知回路１０へ与える信号のピークをほぼ一定とすること
によって、受信時間の判定を行うタイミングを安定化し
ていた。

【０００６】また、他の測定方法としてタイミング検知
回路１０の判定結果をタイマ５ではなく、遅延回路で一
定時間遅延させた後に駆動回路３に返し、再度送信を行
う場合もあった。このような繰り返し動作を決められた
回数行い時間を測定し、その測定時間を元に（式２）の
計算によって流速を求める方法もあった（遅延回路の遅
延時間をＴｄ、繰り返しの回数をｎ、測定時間をｔｓ、
超音波センサ間の流れ方向の有効距離をＬ、音速をｃ、
被測定流体の流速をｖとする）。

【０００７】 ｖ＝Ｌ／（ｔｓ／ｎ−Ｔｄ）−ｃ・・・（式２） この方法によれば（式１）の方法に比べ精度よく測定す
ることができる。

【０００８】また、超音波センサ２と超音波センサ７と
を切り替え、被測定流体の上流から下流と下流から上流
へのそれぞれの伝搬時間を測定し、（式３）より速度ｖ
を求める方法もある（上流から下流への測定時間時間を
ｔ１、下流から上流への測定時間時間をｔ２とする）。

【０００９】 ｖ＝Ｌ／２（（１／ｔ１）−（１／ｔ２））・・・（式３） この方法によれば音速の変化の影響を受けずに流度を測
定することが出来るので、流速・流量・距離などの測定
に広く利用されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の超
音波流量計における、駆動回路や可変利得アンプ等には
常時電源を通電しておくことは省電力の点から難しく、
また電源を入切りするタイミングを測定系の特性にあわ
せて行なわないと安定していない時に計測を介しするた
め測定精度に影響を与えてしまう等の課題がある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記従来の課題を解決す
るために、本発明の電源制御手段は前記制御手段より計
測スタート信号を送出した後一定時間経過後に電源を切
断するものである。

【００１２】これにより、計測終了後は電力供給を停止
し、また何らかの原因により計測を終了できなくても一
定時間後には通電を停止することで省電力動作を行なう
ものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、被測定流体の流れる流路に配置され超音波を送受信
する一対の振動子と、一方の前記振動子を駆動する駆動
手段と、前記駆動手段を動作させる計測スタート信号を
出力する制御手段と、他方の前記振動子出力を受け前記
一対振動子間の被測定流体の流速を演算によって求める
流量演算手段と、前記制御手段から流量演算手段までの
電源入切を制御する電源制御手段を備え、前記電源制御
手段は前記制御手段より計測スタート信号を送出した後
一定時間経過後に電源を切断する流量計測装置である。

【００１４】そして、計測終了後は電力供給を停止し、
また何らかの原因により計測を終了できなくても一定時
間後には通電を停止することで省電力動作を行なうもの
である。

【００１５】請求項２に記載の発明は、特に、請求項１
記載の電源制御手段を流量演算手段により流量を演算し
終わった後一定時間経過後に電源を切断することによ
り、正常に流量計測が終了すると余計な通電をせずに電
源供給を遮断することができるのようになる。

【００１６】請求項３に記載の発明は、流量演算手段の
情報を外部に通信する通信手段を有し、特に、請求項１
記載の電源制御手段は前記通信手段が通信し終わったこ
とを確認して電源を切断することにより、計測した流量
情報を外部に伝達した後は余計な通電をせずに電源供給
を遮断することができるようになる。

【００１７】請求項４に記載の発明は、特に、請求項３
記載の通信手段に外部に信号を送出した後確認信号を受
信できる照合手段を有し、電源制御手段は前記照合手段
が通信した内容を照合し終わったことを確認して電源を
切断することにより、計測した流量情報を確実に外部に
伝達した後はすみやかに電源供給を切断することができ
るようになる。

【００１８】請求項５に記載の発明は、温度検出手段を
有し、特に、請求項１に記載の電源制御手段の電源を切
断する時間を前記温度検出手段の信号に応じて調節する
ことにより、電源切断までの時間を周囲温度により変化
することで最適な電源切断状態に設定することが可能に
なる。

【００１９】請求項６記載の発明は、計測を行うために
供給する電源電圧を検知する電圧検知手段を有し、特
に、請求項１に記載の電源制御手段の電源を切断する時
間を前記電圧検知手段の信号に応じて調節することによ
り、電源切断までの時間を電源電圧により変化すること
で最適な電源切断状態に設定することが可能になる。

【００２０】請求項７記載の発明は、予め電源投入後に
制御手段から流量演算手段までの安定度が飽和する動作
時間を元に計測が終了する予想時間を記憶しておく第１
の記憶手段を有し、特に、請求項１に記載の電源制御手
段を前記第１の記憶手段の値に応じて電源を切断する時
間を調整することにより、計測系固有の情報により動作
するため計測終了までの時間を簡単に推定調整すること
が可能になり、余計な電力消費を抑制することが容易に
できるようになる。

【００２１】請求項８記載の発明は、予め電源投入後に
制御手段から流量演算手段までの安定度が飽和する動作
時間と周囲温度と供給する電源電圧との少なくとも２つ
以上の組み合わせによる計測が終了す予想時間を記憶し
ておく第２の記憶手段を有し、特に、請求項１に記載の
電源制御手段は前記第２の記憶手段の値に応じて電源を
切断する時間を調整することにより、計測系固有の情報
と周囲の状態を考慮した動作するため電源切断の状態を
簡単に調整することが可能になり、電源電力の消耗も少
なくすることができる。

【００２２】請求項９記載の発明は、特に、請求項７に
記載の第１の記憶手段を書き換え可能とすることによ
り、流量計測装置の設置した場所や時期により流量計測
時間がずれている場合はその内容を修正できる。また経
年変化等が発生した場合も同様に書き換えて対応するこ
とが可能である。そして長時間安定な状態を維持するこ
とが可能となる。

【００２３】請求項１０記載の発明は、特に、請求項８
に記載の第２の記憶手段を計測中に条件に応じて書き換
えを行うことにより、電池電圧の経年低下や各構成要素
の経年変化等が発生してきても場合も同様に書き換えて
対応することが可能である。そして長時間安定な状態を
維持することが可能となる。

【００２４】請求項１１記載の発明は、特に、請求項７
または請求項９に記載の第１の記憶手段を計測中に条件
に応じて書き換えを行うことにより、測定状態によって
計測終了までの予想時間を変更し測定系として最適な状
態を確立することが簡単に実現できる。

【００２５】請求項１２記載の発明は、特に、請求項８
または請求項１０に記載の第２の記憶手段を計測中に条
件に応じて書き換えを行うことにより、測定状態によっ
て計測終了までの予想時間を変更し測定系として最適な
状態を確立することが簡単に実現できる。また電源電圧
との相関を考慮することにより長時間動作を可能とな
る。

【００２６】請求項１３記載の発明は、特に、請求項１
から請求項１２までに記載の電源制御手段を外部信号か
ら動作可能とすることにより、計測系の電源供給を外部
信号で制御し最適な電力制御を可能とする。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。

【００２８】（実施例１）図１は本発明の請求項１およ
び請求項２に係る実施例１の超音波流量計のブロック図
である。また図２は超音波信号の送信波および受信波の
動作タイミングを表す図である。

【００２９】図１おいて、本発明の超音波流量計は被測
定流体の流れる流路１と、前記流路１に配置された超音
波を送受信する第１の振動子１２、第２の振動子１３
と、前記第１の振動子１２を駆動する駆動手段１４と、
前記駆動手段１４を動作する計測スタート信号を出力す
る制御手段１５と、前記第２の振動子１３の出力を受け
流路１内における被測定流体の流速を演算によって求め
る流量演算手段１６と、前記制御手段１５から流量演算
手段１６までの電源入切を制御する電源制御手段１７
と、計測時間間隔を管理するタイマ手段１８とを有する
ものである。

【００３０】そして流量演算手段１６は前記第２の振動
子１３の受信信号を受け受信タイミングを決定するタイ
ミング検知手段１９と、タイミング検知手段１９の出力
を所定の遅延時間遅れて前記駆動手段１４のトリガ信号
として出力する遅延手段２０と、超音波の送受信そして
遅延手段２０で遅延時間の後に再度超音波の送受信を繰
り返すという動作回数を計測し所定の回数で動作を停止
する繰り返し手段２１と、少なくとも駆動手段１４によ
る第１の振動子１２の駆動開始から前記繰り返し手段２
１の動作停止までの超音波の伝搬時間を測定する計時手
段２２と、前記計時手段２２の値から前記一対の振動子
間の流速を演算し、それから流量を求める演算手段２３
からなっている。

【００３１】さらに、駆動手段１４と第１の振動子１
２、および第２の振動子１３とタイミング検知手段１９
の間に切換手段２４を設け、超音波の送受信を第１の振
動子１２と第２の振動子１３の間で交互に行うようにし
てもよい。このように切換え手段２４で送受信を交互に
行うようにすると、従来例にも示した被測定流体の上流
から下流と下流から上流へのそれぞれの伝搬時間を測定
し、（式３）より速度ｖを求め、流速から流量を求める
ことができる。この方法によれば音速の変化の影響を受
けずに流度を測定することが出来るので広く利用されて
いる。

【００３２】なお、前記タイマ手段１８は前記電源制御
手段１７に前記制御手段１５が計測スタート信号の送出
する前に電源を投入する信号を送出するように動作して
いる。

【００３３】この動作について以下に説明する。本来タ
イマ手段１８は定期的に電源制御手段１７に信号を送出
することにより、図２に示す計測周期Ｔを管理する動作
を行っている。これは一定時間で制御手段１５が駆動手
段１４を介して第１の振動子１２から超音波信号を送信
することである。そして演算手段２３は受信した信号か
ら流速を求め前記タイマ手段１８の時間間隔を基に流量
を算出している。

【００３４】通常、電源制御手段１７にはその上流に電
源２５が接続されている。電源制御手段１７がタイマ手
段１６によって通電状態になると制御手段１５や流量演
算手段１６に電源が供給される。制御手段１５は電源が
供給されてから駆動手段１４に計測スタート信号を送出
し、計測動作が開始される。

【００３５】ここで、電源が供給された後計測が終了し
ても通電したままでは省電力の点からよくないし、また
電源２５が電池である場合は容量が不足して長時間の計
測ができなくなる。

【００３６】このような状態を防止する方法について以
下、図１と図２を用いて説明する。

【００３７】図２（ａ）で示すように前記制御手段１５
が計測スタート信号を送出し第１の振動子１２から送信
波が発振した後、図２（ｂ）のように第２の振動子１３
でその信号を受信した後、図２（ｃ）で演算手段が流量
を求める。

【００３８】電源制御手段１７は制御手段１５が計測ス
タート信号を送出する前に電源を投入するように動作
し、図２（ｄ）で示すように計測スタート信号が送出さ
れた時から計測が終了するのに十分余裕をもって設定し
た一定時間Ｔ１経過した後に電源供給を停止する。

【００３９】これにより、流量計測終了後は電力供給を
速やかに停止し、また何らかの原因により流量計測を終
了できなくても電源投入後一定時間経過すると通電を停
止することで省電力動作を行なうことが可能となる。

【００４０】また、計測スタート信号を送出した時間に
かかわらず、図２（ｃ）において流量演算手段１６が流
量を演算し終わった後から一定時間Ｔ２経過後に電源制
御手段１７は電源供給を停止するようにしてもよい。

【００４１】これにより、正常に流量計測が終了すると
余計な通電をせずに電源供給を遮断することができるの
ようになり、電源の負荷を軽減したり、電力による無駄
な発熱を防止することが可能になる。

【００４２】なお、演算手段で求めた流量情報が、電源
供給を停止した際に消去してしまうと問題がある場合
は、これを不揮発性の記憶手段に保存しておくことで対
応できる。

【００４３】（実施例２）次に請求項３に係る実施例２
の流量計測装置について説明する。図３は本実施例の流
量計測装置の構成を示すブロック図である。実施例１と
異なるところは、流用演算手段１６の出力として通信手
段２６を設けていることである。

【００４４】動作について以下に説明する。タイマ手段
１８は定期的に電源制御手段１７に信号を送出すること
で計測周期Ｔを管理する動作を行っている。電源制御手
段１７がタイマ手段１６によって通電状態になると制御
手段１５や流量演算手段１６に電源が供給される。制御
手段１５は電源が供給されてから駆動手段１４に計測ス
タート信号を送出し、計測動作が開始される。そして図
４（ａ）で示すように第１の振動子１２から送信波が発
振した後、図２（ｂ）のように第２の振動子１３でその
信号を受信した後、図２（ｃ）で演算手段２３が流量を
求める。流路内を流れる流量が算出されると制御手段１
５から駆動手段１４、流量演算手段１６はその役目を終
了したため動作する必要が無い。このため求めた流量を
通信手段２６を利用して図４（ｄ）のようなタイミング
で外部の例えばマイコン２７等に伝える。電源制御手段
１７はこの通信手段２６が動作したのを検知した後、図
４（ｅ）のように一定時間Ｔ３経過後に電源供給を停止
する。

【００４５】これにより、電源制御手段１７は前記通信
手段２６が通信し終わったことを確認してから電源供給
を停止することにより、計測した流量情報を外部に伝達
した後は余計な通電をせずに電源供給を遮断することが
できるようになる。

【００４６】（実施例３）続いて請求項４に係る実施例
３の流量計測装置について説明する。図５は本実施例の
通信手段の構成を示すブロック図である。実施例２と異
なるところは、通信手段２６に外部との通信時に内容の
照合を行なう照合手段２８を設けていることである。

【００４７】動作について以下に説明する。電源が供給
されてから計測動作が開始されると図６（ａ）で示すよ
うに第１の振動子１２から送信波が発振した後、図６
（ｂ）のように第２の振動子１３でその信号を受信した
後、図６（ｃ）で演算手段２３が流量を求める。求めた
流量を通信手段２６を利用して図６（ｄ）のようなタイ
ミングで外部の例えばマイコン２７等に伝える。通信手
段２６から信号を受信したマイコン２７は通信データに
ノイズが重畳したり、受信タイミングがあわず正常にデ
ータを受信できていない場合がある。このためマイコン
側から受信した内容を通信手段２６に返送してもらう。
通信手段２６の内部では照合手段２８が先に演算手段２
２で求めた流量データと今マイコン２７から返送されて
きた流量データを図６（ｅ）で照合し、その値が合致す
れば通信が正しく行われたと判断する。これで流量情報
は流量計測装置から他の機器に転送できたことになる。

【００４８】電源制御手段１７はこの照合手段２８が正
常であることを確認し終わったのを検知した後、図６
（ｆ）のように一定時間Ｔ４経過後に電源供給を停止す
る。

【００４９】これにより、電源制御手段１７は計測した
流量情報を確実に外部に伝達したことを確認した後はす
みやかに電源供給を切断することができるようになり、
流量情報の欠落を防止するとともに省電力を実現するこ
とが可能になる。

【００５０】（実施例４）請求項５および請求項６に係
る実施例４の流量計測装置について説明する。図７は本
実施例の流量計測装置の構成を示すブロック図である。
実施例１と異なるところは、温度検出手段３１と電圧検
出手段３２を設けていることである。

【００５１】周囲温度によって流体の流れや流体中の超
音波の伝搬速度、または計測系の安定時間が異なる。こ
のため温度検知手段２９を設け、前記温度検出手段２９
からの信号をに応じて電源制御手段１７は通電を停止す
る時間を調整し、無駄な通電時間を減らすとともに計測
終了前に通電を停止するようなことも防止することを可
能にする。

【００５２】例えば冬等の低温時は計測系が安定状態に
なるまで長時間要するし、反対に夏場や日光が直接照射
する場所に設置した場合等は安定な温度になるのが短時
間もしくはすでに安定状態になっている場合がある。ま
た超音波の伝搬時間も温度によって変化するため繰り返
し動作を行なうような場合は注意する必要がある。

【００５３】このように周囲温度により通電開始後、計
測スタート信号から通電を停止するまでの時間を変化す
ることで電源切断のタイミングを最適な状態に設定する
ことが可能になり、さらには無駄な電力通電時間を少な
くすることができる。

【００５４】また制御手段１５、駆動手段１４、流量演
算手段１６の計測系はそれぞれ供給電圧によっても通電
後に安定する時間が異なる場合があり、また計測系の動
作も電圧によって変化する可能性がある。したがって計
測系に供給している電源２５の電圧を監視する電圧検出
手段３０を設け、前記電圧検出手段３０からの信号に応
じて、電源制御手段１７は通電を停止する時間を調節す
る。

【００５５】例えば電池を用いた場合は動作初期に電圧
が高いが、使用するにしたがって電圧はだんだんと低下
してくる。高電圧の場合は電流も多く流れる可能性が高
く計測系の各部品の発熱量も多い。この場合は安定状態
に到達するのは早い、反対に低電圧の場合は電流もあま
り流れず安定状態に到達するのは時間がかかり計測終了
までの時間も変化する。これらの状態を考慮し、電源電
圧により通電後に計測終了までの時間を考慮した通電時
間を変化することで電源供給の停止タイミングを最適な
状態に設定することが可能になり、さらには無駄な電力
通電時間を少なくすることが可能になる。

【００５６】また電圧をモニタすることにより省電力動
作を行うことが可能である。図中では温度検出手段３１
と電圧検出手段３２を併せてもつ構成になっているが、
どちらか１つがあれば十分その動作を満足することが可
能である。

【００５７】（実施例５）請求項７〜１２に係る実施例
５の流量計測装置について説明する。図８は本実施例の
流量計測装置の構成を示すブロック図である。実施例１
と異なるところは、第１の記憶手段３１、第２の記憶手
段３２を設けていることである。

【００５８】制御手段１５、駆動手段１４、流量演算手
段１６の計測系はそれぞれ動作初期には安定度がよくな
いが、通電開始後時間が経過するにしたがってだんだん
と安定になっていく。供給電圧によっても通電後に安定
する時間が異なる場合がある。したがって計測系が通電
後に安定するまでの動作時間を予め実験等でつかみ、こ
れを元に計測が終了する予想時間を第１の記憶手段３１
に記憶しておく。また物間バラツキ等がある場合は検査
によりもとめた値を記憶しておく。実際動作する場合は
第１の記憶手段３１に記憶している動作時間を基に電源
制御手段１７は電源を切断する時間を調整することによ
り、計測系固有の情報により動作するため計測終了まで
の時間を簡単に推定調整することが可能になり、余計な
電力消費を抑制することが容易にできるようになる。

【００５９】計測系の安定は安定度が飽和する動作時間
や、周囲温度と供給する電源電圧により最適値が変化す
る場合がある。

【００６０】したがって、計測系が概略安定するまでの
予め電源投入後の動作時間と周囲温度と供給する電源電
圧との少なくとも２つ以上の組み合わせによる計測が終
了す予想時間を予め調べて第２の記憶手段３２に記憶し
ておく。

【００６１】さらに計測系の物間バラツキ等がある場合
は検査によりもとめた値を記憶しておく。実際動作する
場合は第２の記憶手段３２に記憶している動作時間を基
に電源制御手段１７は電源を切断する時間を調整する。

【００６２】これにより、計測系固有の情報と周囲の状
態を考慮した動作するため電源切断の状態を簡単に調整
することが可能になり、電源電力の消耗も少なくするこ
とができる。

【００６３】また前記第１の記憶手段３１は書き換えを
可能とする状態もつようにしておく。例えばマイコンか
ら書き換えたり、外部から信号を入力して書き換えるよ
うにしておく。また半導体記憶手段では半導体そのもの
を交換することも可能であある。

【００６４】これにより流量計測装置の設置した場所や
時期により流量計測時間がずれている場合はその内容を
修正できる。また経年変化等が発生した場合も同様に書
き換えて対応することが可能である。そして長時間安定
な状態を維持することが可能となる。

【００６５】また前記第２の記憶手段３２は書き換えを
可能とする状態もつようにしておく。これにより流量計
測装置の設置した場所や時期により流量計測時間がずれ
ている場合はその内容を修正する。電池電圧の経年低下
や各構成要素の経年変化等が発生してきても場合も同様
に書き換えて対応することが可能である。これにより長
時間安定な状態を維持することが可能となる。

【００６６】また、前記第１の記憶手段３１は計測動作
中に条件に応じて書き換えを行うようにする。例えば低
流量状態が長時間継続した場合等は精度をさらに上げる
ため制御手段１５等から実際測定の動作を終了している
時間帯に制御手段１５から流量演算手段１６までの初期
安定度をさらに上げるよう条件を書き換える。反対に流
量が多く遅延手段の動作が誤差として十分無視できるよ
うな場合は計測系の安定度を一定状態以下に落とすこと
も可能である。これらの動作は通電開始から計測終了ま
での時間が変動することになる。このような測定状態に
よって計測終了までの予想時間を変更する場合でも記憶
手段の内容を変更するだけで容易に対応でき計測系とし
て最適な状態を確立することが簡単に実現できる。そし
てこれらは最適な電力使用状態をつくりだすことにな
る。

【００６７】また、前記第２の記憶手段３２は計測動作
中に条件に応じて書き換えを行うようにする。例えば設
置場所により温度が急激に変動するような場合等であ
る。このような場合は精度を維持するために制御手段１
５等から実際測定の動作を終了している時間帯に制御手
段１５から流量演算手段１６の安定度を維持するよう条
件を書き換える。このように測定状態によって計測系の
動作時間と予想終了時間を変更し最適な状態を確立する
ことが簡単に実現できる。また電源電圧との相関を考慮
することにより長時間動作を可能にすることが可能であ
る。

【００６８】図中では第１の記憶手段３１と第２の記憶
手段３２を併せてもつ構成になっているが、１つがあれ
ば十分その動作を満足することが可能である。

【００６９】上記説明では制御手段１５から流量演算手
段１６までの計測系における熱平衡について説明した
が、計測系の安定は別に熱に限ったことではなく、同じ
ように一定時間動作することで初期の不安定状態を回避
することで同様の効果をえられる。

【００７０】（実施例６）請求項１３に係る実施例６の
流量計測装置について説明する。図９は本実施例の流量
計測装置の構成を示すブロック図である。実施例１と異
なるところは、外部接続手段３３を設けていることであ
る。

【００７１】電源制御手段１７は通常タイマ手段１６の
信号を基に一定周期で動作しているが、この周期を変化
したり、また長期間計測を停止するような場合が必要な
ことがある。

【００７２】このような場合、記憶手段の内容を変更す
ることで対応しても良いが直接外部から操作する方が簡
単で、かつ応用範囲が広くなる。電源制御手段１７に外
部機器からの信号を入力することが可能な外部接続手段
３５をつなげ、例えばマイコン２７などから計測系への
電源供給を制御するようにしても良い。

【００７３】これにより長期間使用しない場合は一定周
期動作を停止することができるし、計測周期を任意に変
更することが可能となる。

【００７４】また、動作の不安定な場合は電源を強制的
に切断し最初から電源を再供給してやり直すことも容易
に実現できる。

【００７５】さらには計測系の電源供給を外部信号で制
御することでより最適な電力制御を可能になり、電源が
電池などの場合は電池寿命（動作寿命）を長くすること
ができる。

【００７６】

【発明の効果】以上の説明から明らかのように本発明の
流量計測装置によれば次の効果が得られる。

【００７７】（１）電源制御手段は制御手段が計測スタ
ート信号が送出された時から計測が終了するのに十分余
裕をもって設定した一定時間経過した後に電源供給を停
止することにより、流量計測終了後は電力供給を速やか
に停止し、また何らかの原因により流量計測を終了でき
なくても電源投入後一定時間経過すると通電を停止する
ことで省電力動作を行なうことが可能となる。

【００７８】（２）流量演算手段が流量を演算し終わっ
た後から一定時間経過後に電源制御手段が電源供給を停
止するようにすることで、正常に流量計測が終了すると
余計な通電をせずに電源供給を遮断することができるの
ようになり、電源の負荷を軽減したり、電力による無駄
な発熱を防止することが可能になる。

【００７９】（３）流路内を流れる流量を算出し、通信
手段を利用して外部に伝えた後、電源制御手段は一定時
間経過後に電源供給を停止することにより、計測した流
量情報を外部に伝達した後は余計な通電をせずに電源供
給を遮断することができるようになる。

【００８０】（４）通信手段の内部で照合手段が演算手
段で求めた流量情報と外部から返送されてきた流量情報
を照合し、正常であることを確認した後、一定時間経過
後に電源供給を停止することにより、電源制御手段は計
測した流量情報を確実に外部に伝達したことを確認した
後はすみやかに電源供給を切断することができるように
なり、流量情報の欠落を防止するとともに省電力を実現
することが可能になる。

【００８１】（５）周囲温度により通電開始後、計測ス
タート信号から通電を停止するまでの時間を変化するこ
とで電源切断のタイミングを最適な状態に設定すること
が可能になり、さらには無駄な電力通電時間を少なくす
ることができる。

【００８２】（６）電源電圧により通電後に計測終了ま
での時間を考慮した通電時間を変化することで電源供給
の停止タイミングを最適な状態に設定することが可能に
なり、さらには無駄な電力通電時間を少なくすることが
可能になる。

【００８３】（７）計測系が通電後に安定するまでの動
作時間から計測が終了する予想時間を第１の記憶手段に
記憶しておき、この動作時間を基に電源制御手段は電源
を切断する時間を調整することにより、計測系固有の情
報により動作するため計測終了までの時間を簡単に推定
調整することが可能になり、余計な電力消費を抑制する
ことが容易にできるようになる。

【００８４】（８）計測系が概略安定するまでの予め電
源投入後の動作時間と周囲温度と供給する電源電圧との
少なくとも２つ以上の組み合わせによる計測が終了す予
想時間を予め調べて第２の記憶手段に記憶しておき、こ
の動作時間を基に電源制御手段は電源を切断する時間を
調整することにより、計測系固有の情報と周囲の状態を
考慮した動作するため電源切断の状態を簡単に調整する
ことが可能になり、電源電力の消耗も少なくすることが
できる。

【００８５】（９）第１の記憶手段は書き換えを可能と
することにより、流量計測装置の設置した場所や時期に
より流量計測時間がずれている場合はその内容を修正で
き、また経年変化等が発生した場合も同様に書き換えて
対応することが可能である。そして長時間安定な状態を
維持することが可能となる。

【００８６】（１０）記第２の記憶手段は書き換えを可
能とすることにより、流量計測装置の設置した場所や時
期により流量計測時間がずれている場合はその内容を修
正できる。また電池電圧の経年低下や各構成要素の経年
変化等が発生してきても場合も同様に書き換えて対応す
ることが可能である。これにより長時間安定な状態を維
持することが可能となる。

【００８７】（１１）第１の記憶手段は計測動作中に条
件に応じて書き換えを行うことにより、測定状態によっ
て計測終了までの予想時間を変更する場合でも記憶手段
の内容を変更するだけで容易に対応でき計測系として最
適な状態を確立することが簡単に実現できる。そしてこ
れらは最適な電力使用状態をつくりだすことになる。

【００８８】（１２）第２の記憶手段は計測動作中に条
件に応じて書き換えを行うことにより、測定状態によっ
て計測系の動作時間と予想終了時間を変更し最適な状態
を確立することが簡単に実現できる。また電源電圧との
相関を考慮することにより長時間動作を可能にすること
が可能になる。

【００８９】（１３）計測系の電源供給を外部信号で制
御することでより最適な電力制御を可能になり、長期間
使用しない場合は一定周期動作を停止することができる
し、計測周期を任意に変更することが可能となる。ま
た、動作の不安定な場合は電源を強制的に切断し最初か
ら電源を再供給してやり直すことも容易に実現できる。
電源が電池などの場合は動作寿命を長くすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における流量計測装置の全体
のブロック図

【図２】同流量計測装置の発振波、受信波、演算手段及
び電源制御手段の動作を示すタイミングチャート

【図３】本発明の実施例２における流量計測装置のブロ
ック図

【図４】同流量計測装置の発振波、受信波、演算手段、
通信手段及び電源制御手段の動作を示すタイミングチャ
ート

【図５】本発明の実施例３の流量計測装置における通信
手段のブロック図

【図６】同流量計測装置の発振波、受信波、演算手段、
通信手段、照合手段及び電源制御手段の動作を示すタイ
ミングチャート

【図７】本発明の実施例４における流量計測装置のブロ
ック図

【図８】本発明の実施例５における流量計測装置のブロ
ック図

【図９】本発明の実施例６における波流計測装置のブロ
ック図

【図１０】従来の超音波流速計の全体のブロック図

【符号の説明】

１ 流路 １２ 第１の振動子 １３ 第２の振動子 １４ 駆動手段 １５ 制御手段 １６ 流量演算手段 １７ 電源制御手段 ２６ 通信手段 ２８ 照合手段 ２９ 温度検出手段 ３０ 電圧検出手段 ３１ 第１の記憶手段 ３２ 第２の記憶手段 ３３ 外部接続手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長岡 行夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2F035 DA14

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定流体の流れる流路に配置され超音
   波を送受信する一対の振動子と、一方の前記振動子を駆
   動する駆動手段と、前記駆動手段を動作させる計測スタ
   ート信号を出力する制御手段と、他方の前記振動子出力
   を受け前記一対振動子間の被測定流体の流速を演算によ
   って求める流量演算手段と、前記制御手段から流量演算
   手段までの電源入切を制御する電源制御手段を備え、前
   記電源制御手段は前記制御手段より計測スタート信号を
   送出した後一定時間経過後に電源を切断する流量計測装
   置。
2. 【請求項２】 流量演算手段により流量を演算し終わっ
   た後一定時間経過後に電源制御手段は電源を切断する請
   求項１記載の流量計測装置。
3. 【請求項３】 流量演算手段の情報を外部に通信する通
   信手段を有し、電源制御手段は前記通信手段が通信し終
   わったことを確認して電源を切断する請求項１記載の流
   量計測装置。
4. 【請求項４】 通信手段は外部に信号を送出した後確認
   信号を受信できる照合手段を有し、電源制御手段は前記
   照合手段が通信した内容を照合し終わったことを確認し
   て電源を切断する請求項３記載の流量計測装置。
5. 【請求項５】 温度検出手段を有し、電源制御手段は前
   記温度検出手段の信号に応じて電源を切断する時間を調
   整する請求項１記載の流量計測装置。
6. 【請求項６】 計測を行うために供給する電源電圧を検
   知する電圧検知手段を有し、電源制御手段は前記電圧検
   出手段の信号に応じて電源を切断する時間を調整する請
   求項１記載の流量計測装置。
7. 【請求項７】 予め電源投入後に制御手段から流量演算
   手段までの安定度が飽和する動作時間を元に計測が終了
   する予想時間を記憶しておく第１の記憶手段を有し、電
   源制御手段は前記第１の記憶手段の値に応じて電源を切
   断する時間を調整する請求項１記載の流量計測装置。
8. 【請求項８】 予め電源投入後に制御手段から流量演算
   手段までの安定度が飽和する動作時間と周囲温度と供給
   する電源電圧との少なくとも２つ以上の組み合わせによ
   る計測が終了す予想時間を記憶しておく第２の記憶手段
   を有し、電源制御手段は前記第２の記憶手段の値に応じ
   て電源を切断する時間を調整する請求項１記載の流量計
   測装置。
9. 【請求項９】 第１の記憶手段は書き換えを可能とする
   請求項７記載の流量計測装置。
10. 【請求項１０】 第２の記憶手段は書き換えを可能とす
    る請求項８記載の流量計測装置。
11. 【請求項１１】 第１の記憶手段は測定中に条件に応じ
    て書き換えを行う請求項７または９記載の流量計測装
    置。
12. 【請求項１２】 第２の記憶手段は測定中に条件に応じ
    て書き換えを行う請求項８または１０記載の流量計測装
    置。
13. 【請求項１３】 電源制御手段は外部信号から動作可能
    とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の流量計測
    装置。