JP2002365109A

JP2002365109A - 超音波流量計

Info

Publication number: JP2002365109A
Application number: JP2001175737A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Nabeshima; 徳行鍋島
Original assignee: Aichi Tokei Denki Co Ltd
Current assignee: Aichi Tokei Denki Co Ltd
Priority date: 2001-06-11
Filing date: 2001-06-11
Publication date: 2002-12-18

Abstract

(57)【要約】【課題】長時間のピーク値ホールド回路をなくす。受
信波検知部の比較器の数を少なくする。アナログ回路を
受信波検知時にだけ働かせて消費電流を減らす。【解決手段】受信波検知部を、受波器からの信号を増
幅する増幅度可変の増幅器と、２つの基準電圧レベルを
有する比較器、ゼロクロス検知用比較器等で構成する。
増幅後の受信波が、（ａ）図のようにその第３波が２０
０mVと５００mVの基準電圧を一気に越えると、そのゼロ
クロス点で受信波検知信号を出す。このときの到達時間
に近いゼロクロスポイントで以降は受信波検知信号を出
す。第３波が５００mVに達しないときは、受信波検知信
号は出ない。そして増幅器の増幅度を変えて超音波の送
受信をやり直す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は超音波流量計に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】測定原理の一例として、図７に示すよう
に、流体中に距離Ｌを離して流管３の上流と下流に配置
した１組の超音波送受波器の一方の送受波器１から他方
の送受波器２への順方向伝播時間ｔ₁は、静止流体中の
超音波の音速をＣ、流体の流れの速さをＶとすると、ｔ₁＝Ｌ／（Ｃ＋Ｖ）となる。

【０００３】また、送受波器２から送受波器１への逆方
向伝播時間ｔ₂は、ｔ₂＝Ｌ／（Ｃ−Ｖ）となる。伝播時間ｔ₁とｔ₂とから流速Ｖを、Ｖ＝（Ｌ／２）｛（１／ｔ₁）−（１／ｔ₂）｝として求めていた。

【０００４】上述の測定原理において、超音波が受信側
の送受波器に到達する時期、つまり到達時点を特定する
受信検知の方法として、特定波のゼロクロス点を検知す
るようにしたものがある。図８は発信のタイミングを示
す発信駆動信号と受信波を示している。実際の受信波は
非常に小さく、先ず増幅される。同図の受信波は増幅後
の波形を示している。

【０００５】ａが到達時点で、徐々に振幅が大きくな
る。その後最大振幅となり徐々に小さくなる。ところが
到達時点ａはノイズに隠れて検知できない。そこで、次
のような方法が行われている。

【０００６】ノイズより十分大きな基準電圧レベルとし
てのしきい値Ｖ_THを決め、このレベルに最初に達した
波、例えば同図の第３波がｂ点でしきい値に達した後ゼ
ロレベルを通るゼロクロスポイントｃを検知して受信検
知とする方法である。

【０００７】しきい値Ｖ_THは常に何番目かのある特定の
波（例えば第３波）のゼロクロスポイントを検知するよ
うに定めてあり、実際の伝播時間ｔは、ａ点からｃ点ま
での時間τを予め求めて記憶しておき、測定した時間ｔ
＋τに相当する値から時間τを減算することにより求め
ている。

【０００８】送信から受信までの順方向伝播時間や逆方
向伝播時間を求めるのに、単純に測定した到達時間ｔ＋
τから時間τを減ずるのではなく、伝播時間計測の精度
を向上するために、受信すると同時に次の送信を同じ方
向に行うことを複数回（ｎ−１回）繰り返すことによ
り、一方向、例えば順方向の送受信をｎ回連続して繰り
返して、最初（第１回目）の順方向送信から最後（第ｎ
回目）の受信までの時間、つまり到達時間のｎ倍をまと
めて測定し、次に他方向、例えば逆方向への送受信を同
様にしてｎ回連続して繰り返して、最初の逆方向送信か
ら最後の受信までの時間、つまり到達時間のｎ倍をまと
めて測定し、これらの各方向の複数回の送受信で得た測
定値からｎτを減じ、各方向の伝播時間を計算して流速
更に流量を求める超音波流量計も公知である。

【０００９】ところが、受信波の大きさは測定する気体
の圧力や、或いは超音波送受波器を構成する振動子の個
々の特性によって異なる。その結果、個々のしきい値Ｖ
_THの調整はもちろん、場合によっては流量計の設置場所
毎に現地でしきい値Ｖ_THや、受信側の送受波器で得た信
号を増幅する増幅器の増幅率の調整が必要となる。

【００１０】そこで、自動的に最適なしきい値Ｖ_THにで
きるいくつかの方法が模索されている。その１つは、ピ
ーク値ホールド回路やオートマチックゲインコントロー
ル回路（ＡＧＣ）を用いて受信波のピーク値が常に一定
の大きさになるよう増幅器のゲイン（前記増幅率）を調
整して、狙った波をしきい値Ｖ_THで捉えるようにするこ
とで、受信波の方をしきい値Ｖ_THに合わせる方法であ
る。もう１つは、直前の受信波のピーク値をホールド
し、そのピーク値の電圧に一定値を掛けた値をしきい値
Ｖ_THとして使う方法である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】これらの方法は、消費
電流の大きいアナログ回路部が大掛かりになってコスト
高になる。また、ある特定電圧を一定時間ホールドして
いる必要があるとか、或いはしきい値Ｖ_THを決めるため
に、測定とは別の超音波の送受信を行う必要があるた
め、低消費電流にすることが難しいなどの欠点があっ
た。

【００１２】特にピーク値等のホールド回路は低消費電
力化の妨げとなる。１対の送受波器間の距離が２００ｍ
ｍ程度の気体流量計では伝播時間ｔが０．５ｍｓ程度で
あるが、繰り返し送受信を行う複数回（ｎ回）が１００
回程度になるとｎｔが５０ｍｓにもなり、この長い時間
の間、一定の電圧をホールドするのに大きな電力を消費
するからである。

【００１３】低消費電流化に対処するために、一方が他
方の一定倍の関係を持つ基準レベルのペアを複数組持
ち、どれかのペアを一気に越えることを条件に特定の波
を検知するようにした超音波流量計を、本願発明の発明
者は、先に特願平９−１３８１３６号（特開平１０−３
３２４５２号）と特願平１１−８７４５０号（特開２０
００−２８３８１２）で提案したが、受信波検知部に使
用する比較器の数が多くなって、コスト高になるという
問題点があった。

【００１４】そこで本発明は、受信波検知部に必要な比
較器の数を少なくして低コストを実現する超音波流量計
を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、送信側としても受信側としても
働く超音波送受波器を少なくとも１対設け、流体の流れ
の中を上流から下流の順方向及び下流から上流の逆方向
に超音波の送受信を行い、超音波の各方向の到達時間よ
り流速さらに流量を求める超音波流量計において受信波
は増幅度が変更できる増幅器でまず増幅されるようにな
っていて、電圧の異なる２つの基準電圧レベルが用意さ
れていて、低い方の電圧の基準レベルを最初に越えた増
幅後の受信波のある波が、更にそのまま他方の高い方の
電圧の基準レベルも一気に越えたとき、その波のゼロク
ロスポイントを到達ポイントとし、このような条件に適
合する波がないときは前記増幅器の増幅度を変更して超
音波の送受信をやり直すようにした超音波流量計であ
る。

【００１６】受信波は、その先頭から第１波、第２波、
第３波、第４波、第５波、第６波、第７波と次第にその
ピークが大きくなる。このピークの電圧の大きくなる度
合いは最初ほど大きくだんだん小さくなる傾向がある。
つまり、ピークの大きさを比較すると、第１波側なら、
第３波／第１波が最大で第５波／第３波、第７波／第５
波と段々小さくなる。第２波側なら第４波／第２波が最
大で第６波／第４波、第８波／第６波と小さくなる。

【００１７】なお、第３波／第１波と表現した比率は厳
密には第３波のピーク値と第１波のピーク値との比率で
ある（第３波のピーク／第１波のピーク）を簡略化して
表現したもので、他の比率についても同様に簡略化した
表現で示している。

【００１８】上記各比率は流体の圧力等で全体の振幅が
変化してもほとんど変化しないことが実験等で確認され
ている。特に第３波／第１波および第４波／第２波は３
以上であり、他の比率が２以下であるのに比べ十分大き
いため区別が容易である。

【００１９】仮に、２つの基準電圧レベル（基準レベル
とも呼ぶ）が１００mVと２５０mVのように一方が他方の
２．５倍になるように用意されていて、増幅後の受信波
のある波が（第３波と最初は分かっていない波が）１０
０mVを初めて越え、なおかつ一気に２５０mVも越えたと
き、この波のピークは前の波のピークの２．５倍以上あ
ることがわかる。この条件を満たすのは第３波だけであ
る。よって、その時点でそれが第３波と検知でき、その
ゼロクロス点を受信検知点とすることができる。

【００２０】第３波が、２つの基準電圧レベルに対し前
記条件を満たす位置にない場合は、どの波もその条件を
満たすことはない。その場合、増幅器の増幅率を変更し
て第１回目の送信からやり直す、これを繰り返し第３波
が２つの基準電圧レベルに対し前記条件を満たしたとき
が最適増幅度である。

【００２１】通常、受信波の大きさは急激に変化するこ
とはないため、前記の増幅度を最初に使うことで、ほと
んどの場合第３波を捉えることができ、増幅度調整のた
めの消費電流の増加はほとんどない。

【００２２】また、増幅度で２つの基準レベルに合わせ
るようにしたため、基準電圧を沢山持つ必要もなく、し
たがって比較器の数も少なくて済むため、コスト的にも
消費電流的にも有利である。

【００２３】この場合では第１波側を正とし、正側に基
準電圧レベルを設置して第３波を捉えるようにしたが、
負側に基準レベルを設置して第４波を捉えるようにする
こともできるし、受信波の極性を逆にして正側で第４波
を、或いは負側で第３波を捉えるようにすることもでき
る。

【００２４】請求項２記載の第２の発明は、送信側とし
ても受信側としても働く超音波送受波器を少なくとも１
対設け、流体の流れの中を上流から下流の順方向及び下
流から上流の逆方向に超音波の送受信を行い、その各方
向の到達時間より流速さらに流量を求める超音波流量計
で、かつ、各方向毎に先ず一方の送受波器を送信側とし
て送信し、他方の受信側送受波器の信号を入力とする受
信波検知部が受信波を検知すると再び送信側送受波器を
駆動して送信し、これを複数回繰り返すように構成し、
各方向毎に第１回目の送信から複数回目の受信までの時
間、つまり到達時間の複数倍をまとめて測定し、その結
果から到達時間を求める超音波流量計において、受信波
は増幅度が変更できる増幅器でまず増幅されるようにな
っていて、電圧の異なる２つの基準電圧レベルが用意さ
れていて、第１回目の送受信の受信時に、低い方の電圧
の基準レベルを最初に越えた増幅後の受信波のある波
が、更にそのまま他方の高い方の電圧の基準レベルも一
気に越えたとき、条件に適合したとして、その波のゼロ
クロスポイントを到達ポイントとし、第２回目以降の受
信時は前回の送信から受信検知までの時間から一定時間
を減じた時間がその回の送信から経過した時以降の最初
のゼロクロスポイントを受信検知ポイントとし、前記第
１回目の受信時、前記条件に適合する波がないときは前
記増幅器の増幅度を変更して超音波の送受信をやり直す
ようにした超音波流量計である。

【００２５】本発明では、受信波検知回路にピーク値ホ
ールド回路を使う必要がなく、受信時に一瞬機能させれ
ばよい比較回路のみで構成できるため低消費電流化が容
易である。

【００２６】また、前述のように、１回の送受の到達時
間ｔは極めて短い時間である。したがって、連続した送
受信での到達時間の差はほとんどないと考えてよい。

【００２７】よって、第１回目の送信からその受信まで
の到達時間がｔ１１であった場合、第２回目の受信波が
到達するのは第１回目の受信と共に行われる第２の送信
後、およそｔ１１たったところである。したがって、そ
の点に最も近いゼロクロスポイントを受信検知点として
よい。

【００２８】第３回目の送受信に関しても同様で、第２
回目の送受信の到達時間ｔ１２を用いて第３回目の受信
点を予想すればよい。以下同じである（図５参照）。

【００２９】これによれば、第２回目の受信以降はゼロ
レベルとの比較のみで複数の基準レベルとの比較は行わ
なくてよい。よって、基準レベルとの比較部を機能させ
る必要がないため、更に低消費電流化が可能である。具
体的には、直前の送受信の到達時間ｔ１ｍに対し、その
受信と同時に行う送信からｔ１ｍ−α経過後の最初のゼ
ロクロスポイントを受信点（到達ポイント）とする。α
は超音波の半周期に設定する（図６参照）。

【００３０】

【発明の実施の形態】次に本発明の好ましい実施の形態
を図面の実施例に従って説明する。図面の実施例は請求
項２の発明に対応する。図１は全体のブロック図であ
る。

【００３１】送受波器１，２は超音波振動子で送信にも
受信にも使用できる。両送受波器は流体中を上流から下
流及び下流から上流への超音波の送受信を行う。受信波
検知部４は受信側の送受波器、例えば２が接続され受信
波を検知すると受信波検知信号を出力する。送波器駆動
部５はコントロール部６より第１送信指令信号を受ける
と送信側の送受波器１をまず駆動し、その後は受信波検
知部４より受信波検知信号を受ける度に駆動する。ただ
しカウンタ７より第ｎ受信波検知信号を受けるとそれ以
後は新たに第１送信指令信号を受けるまでは駆動を停止
する。

【００３２】本実施例では無意味なｎ＋１回目の駆動を
行ってしまうようになっているが、受信側で無視するの
で問題はない。

【００３３】カウンタ７は受信検知部４からの受信波検
知信号をカウントし、ｎ番目の受信波検知信号を出力す
る。このカウンタ７はコントロール部６よりの第１送信
指令信号でリセットされるようになっている。

【００３４】カウンタ８は第１送信指令信号から第ｎ受
信波検知信号までの時間、即ち前記到達時間のｎ倍をま
とめて測定する。その時間（カウント値）はコントロー
ル部６が読み取る。この例では第１送信指令信号でカウ
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。

【００３５】コントロール部６は一定間隔で送受切替信
号を反転させることにより２つの送受波器１，２の役割
の切り替えを行う。各切り替え後、毎回、切り替えによ
るノイズ等がおさまる時間をおいて、第１送信指令信号
を出力する。そして、第ｎ受信波検知信号が入力される
と、カウント８の測定値（カウント値）を読み取り、直
前に行った逆向きでの測定値とを用いて、その間の流速
・流量を演算する。

【００３６】また、コントロール部６へは受信波検知部
４よりの受信波検知信号が入力されていて、第１送信指
令信号送出後、一定時間たっても受信波検知信号が入力
されないときは、増幅器の増幅度が不適当で受信に失敗
したとして、増幅度を変更して第１送信指令信号の出力
から送受信をやり直すように構成されている。

【００３７】図２は受信波検知部４に内蔵されている増
幅器を示す。図１の切替スイッチ１０を介して受信側の
送受波器から入力される信号Ｖinは増幅度可変の増幅器
１１で構成される。オペアンプ１２に接続されたフィー
ドバック抵抗Ｒ２０〜Ｒ２７をアナログスイッチ１３で
選択的に接続することで増幅度を変える。アナログスイ
ッチ１３はラインＳ１０，Ｓ１１，Ｓ１２に印加される
コントロール部６からの増幅度選択信号で８個のうちの
１つのスイッチが選択的に閉じる。図示の場合、フィー
ドバック抵抗Ｒ２４と直列のスイッチが閉じているた
め、増幅器１１の増幅度はＲ２４／Ｒ１である。なお、
フィードバック抵抗Ｒ２０〜Ｒ２７の抵抗値は、Ｒ２０
＜Ｒ２１＜Ｒ２２＜…Ｒ２７と順に大きく定めてある。
こうして、増幅器１１の増幅度をコントロール部６で設
定するように構成してある。

【００３８】図３は、受信波検知部４の増幅部１１に接
続される後段の電気回路である。増幅器１１で増幅され
た受信波Ｖ_OUTは、第１の比較器１４及び第２の比較器
１５のプラス入力に印加される。各比較器１４，１５の
マイナス入力には、それぞれレベルが２００mVと５００
mVの各基準電圧が入力されている。また受信波Ｖ
_OUTは、ゼロクロス検知用の比較器１６のマイナス入力
に入力され、プラス入力のゼロレベルと比較される。

【００３９】比較器１４の出力はＯＲ回路１７を介して
バイナリカウンタ１８のＣＫ入力に入力されてカウント
される。このＯＲ回路１７のもう１つの入力にはバイナ
リカウンタ１８のＱ２出力が入力されていて、バイナリ
カウンタのカウント値が“２”となると、つまりＱ２が
“High”になると、それ以上カウントしないようになっ
ている。

【００４０】バイナリカウンタ１８のＱ１出力と比較器
１５の出力のANDはスイッチＳＷを介してRSFF２３のＲ
入力に入力されている。上記ANDが“High”になるの
は、Ｑ１出力が“High”で（つまり、バイナリカウンタ
１８のカウント値が“１”で）、比較器１５の出力が
“High”になるときであり、それは、ある波が２００mV
と５００mVを一気越えしたとき、つまり第３波を捉えた
ときである。第３波を捉えるとRSFF２３の出力Ｑは一旦
“Ｌｏｗ”となり、Ｓ入力であるゼロクロス検知用比較
器１６の出力が受信波のゼロクロスを検知し“High”と
なるとともに再び“High”になる。そのエッジを検知し
た信号が受信波検知信号となっている（図４（ａ））。
５００mVを最初に越える波の直前の波が２００mVより大
きかった場合、比較部のバイナリカウンタ１８の値が
“２”となる。つまりバイナリカウンタ１８のＱ１が
“Low”となり出力信号は出ない（“High”とならな
い）（図４（ｂ））。

【００４１】第１送信指令信号が入力されたとき、RSFF
２２はリセットされてそのＱ出力は“Low”となり、ス
イッチＳＷは図示の状態にあってAND回路１９の出力を
選択している。従って、AND回路１９の出力が“High”
となると、この信号はスイッチＳＷを介してRSFF２３の
Ｒ入力に入力されて、その出力Ｑが“Low”となる。更
に、受信波がゼロクロスしたところで、ゼロクロス検知
用比較器１６より出力される信号がRSFF２３のＳ入力に
入力されて、その出力Ｑは“High”となり、立上りエッ
ジ検知され受信波検知信号として出力される。この信号
はRSFF２２のＳ入力となっていてRSFF２２の出力Ｑは
“High”となり、スイッチＳＷが切り替わり、RSFF２３
のＲ入力へはデジタル比較器２４のＡ＝Ｂ出力が入力さ
れるようになる。

【００４２】また、前記受信波検知信号は記憶器２５の
ラッチ入力となっていて、この瞬間のカウンタ値ｔ１ｍ
を記憶する（図８参照）。更に、受信波検知信号はＯＲ
ゲート２６を介してカウンタ２７をリセットするように
構成されていて（ラッチ後リセットする）、到達時間を
記憶器２５が記憶するとリセットされ、次の到達時間の
測定に移るようになっている。

【００４３】減算器２８は記憶器２５で記憶された値
（カウント記憶値）がＣ入力として入力されていて、も
う一方にαが入力されている。そして、Ｃ−α（ｔ１ｍ
−α）がデジタル比較器２４のＢ入力に出力されてい
る。またカウンタ２７の出力がＡ入力としてデジタル比
較器２４に入力されていて、そのＡＢの入力が等しくな
ると、Ａ＝Ｂ出力が“High”となる。

【００４４】カウンタ２７のカウントが進み、ｔ１ｍ−
αと等しくなると、Ａ＝Ｂ出力が“High”となりRSFF２
３の出力Ｑは“Low”となり次のゼロクロスを待つ状態
になる。そして実際にゼロクロスするときに、ゼロクロ
ス検知用比較器１６の出力によりRSFF２３の出力Ｑが
“High”となり再び受信波検知信号が出力される。ここ
で、再びｔ１（ｍ＋１）が記憶される。以下は同じであ
る。

【００４５】αは超音波の約半周期分の時間とした。

【００４６】発信器２９はこの半周期分を検知できる周
波数でもよく、また精度もそれほど要求されない。ま
た、カウンタ８用の基準クロック或いはその分周したも
のも使用可能である。

【００４７】また、RSFF２２の出力Ｑは比較部ＯＦＦ信
号として使われていて、比較器１４，１５はRSFF２２の
出力Ｑが“High”となりスイッチＳＷが切り替わり非選
択状態になると電源供給が止められ、機能を停止し電力
消費を押さえるように構成されている。このようにし
て、２回目の受信以降は基準電圧レベルとの比較器を使
わずに第３波を捉え続けるようになっている。

【００４８】前述のように、２００mVと５００mVを一気
に越える波がない場合は、受信波検知信号は出力されな
い。コントロール部６は一定時間以内に受信波検知信号
が入力されないときは増幅度を変更して、第１送信指令
信号の出力からやり直すように構成されている。

【００４９】図４に増幅度が適切で第３波を捉えること
ができた場合（ａ）と、増幅度が不適切で第３波を捉え
ることができなかった場合（ｂ）のタイミングを示す。

【００５０】バイナリカウンタ１８の出力Ｑ１は、２０
０mVを越える波があったとき、最初の１回だけ“High”
になり、２回目からは“Low”となる。その信号と比較
器１５の出力のANDが切替スイッチＳＷを介してRSFF２
３のＲ入力に入力されている。

【００５１】比較器１５の出力は波が５００mVを越えた
とき“High”となる。よって１回目に２００mVを越えた
波がそのまま５００mVも越えたときのみRSFF２３のＲ入
力に“High”が入力され、RSFF２３の出力Ｑは“Low”
となり、その後Ｓ入力であるゼロクロス検知用比較器１
６の出力が“High”になると再びRSFF２３の出力は“Hi
gh”となり、その立ち上がりエッジを検知した信号が受
信波検知信号となる。つまり、２００mVを最初に越えた
波がそのまま一気に５００mVも越えたとき、その波のゼ
ロクロスポイントで受信波検知信号が出力される。

【００５２】一旦、受信波検知信号が出力されるとRSFF
２２の出力Ｑは反転して“Low”となり、切替スイッチ
ＳＷは図３の状態から切り替わり、デジタル比較器２４
の出力がRSFF２３のＲ入力となる。

【００５３】

【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、特別に調整をしなくても流体の圧力
変動等に起因する受信波の大きさの変動に追従して良好
に作動する。

【００５４】また、アナログ回路が増幅器と比較器のみ
で、比較器の数も少なく、しかも受信時のみ機能させれ
ば良いため、消費電流を少なくでき、電源としての電池
の容量を小さくすることができるため、流量計のコスト
を低くできる。

【００５５】更に又、ノイズ等で受信波が一時的に歪ん
でも、間違って違う波を捉えてしまう虞れがなく、確実
な測定が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のブロック図。

【図２】本発明の実施例の増幅器の電気回路図。

【図３】本発明の実施例の受信波検知部の主要部の電気
回路図。

【図４】本発明の実施例のタイミング図。

【図５】本発明の実施例の作用を説明する信号波形図。

【図６】本発明の実施例の作用を説明する受信波形図。

【図７】超音波流量計の作動原理を説明する図。

【図８】超音波流量計の駆動信号と受信波形を示す図。

【符号の説明】

１，２超音波送受波器４受信波検知部５送波器駆動部６コントロール部１１増幅器１４，１５比較器１６ゼロクロス検知用比較器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】送信側としても受信側としても働く超音
波送受波器を少なくとも１対設け、流体の流れの中を上
流から下流の順方向及び下流から上流の逆方向に超音波
の送受信を行い、超音波の各方向の到達時間より流速さ
らに流量を求める超音波流量計において受信波は増幅度が変更できる増幅器でまず増幅されるよ
うになっていて、電圧の異なる２つの基準電圧レベルが用意されていて、
低い方の電圧の基準レベルを最初に越えた増幅後の受信
波のある波が、更にそのまま他方の高い方の電圧の基準
レベルも一気に越えたとき、その波のゼロクロスポイン
トを到達ポイントとし、このような条件に適合する波がないときは前記増幅器の
増幅度を変更して超音波の送受信をやり直すようにした
超音波流量計。
【請求項２】送信側としても受信側としても働く超音
波送受波器を少なくとも１対設け、流体の流れの中を上
流から下流の順方向及び下流から上流の逆方向に超音波
の送受信を行い、その各方向の到達時間より流速さらに
流量を求める超音波流量計で、かつ、各方向毎に先ず一
方の送受波器を送信側として送信し、他方の受信側送受
波器の信号を入力とする受信波検知部が受信波を検知す
ると再び送信側送受波器を駆動して送信し、これを複数
回繰り返すように構成し、各方向毎に第１回目の送信か
ら複数回目の受信までの時間、つまり到達時間の複数倍
をまとめて測定し、その結果から到達時間を求める超音
波流量計において、受信波は増幅度が変更できる増幅器でまず増幅されるよ
うになっていて、電圧の異なる２つの基準電圧レベルが用意されていて、
第１回目の送受信の受信時に、低い方の電圧の基準レベ
ルを最初に越えた増幅後の受信波のある波が、更にその
まま他方の高い方の電圧の基準レベルも一気に越えたと
き、条件に適合したとして、その波のゼロクロスポイン
トを到達ポイントとし、第２回目以降の受信時は前回の送信から受信検知までの
時間から一定時間を減じた時間がその回の送信から経過
した時以降の最初のゼロクロスポイントを受信検知ポイ
ントとし、前記第１回目の受信時、前記条件に適合する波がないと
きは前記増幅器の増幅度を変更して超音波の送受信をや
り直すようにした超音波流量計。