JP2003028680A - 流量計測方法および流量計測装置ならびにガスメータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流体に脈動が生じるなどして流速が変動して
も、そのときの流体の流量値の許容誤差範囲のから外れ
るほどの有意な誤差が生じることを解消して正確な流量
値を得る。 【解決手段】 伝搬時間計測部１００によって伝搬時間
が計測されるごとに、流量値演算部２００が、伝搬時間
に基づいて算出される流速値ｖに対応した流量係数ｋ
を、その流速値ｖとそれに対応した流量係数ｋとの対応
関係の情報が予め設定されたテーブルに基づいてその都
度求め、その流量係数ｋを圧力変動に対応した補正値δ
ｋで補正し、その補正された流量係数（ｋ＋δｋ）を流
速値ｖに乗算する演算を行って、そのときの計測デュー
ティ期間中における、圧力変動に起因した誤差が補正さ
れたガスの瞬間流量値ｑを得る。そしてその瞬間流量値
ｑの所定回数ごとの計測値の平均を求めて流量計測値Ｑ
を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は流量計測方法および
流量計測装置ならびにガスメータに関するもので、さら
に詳しくは、都市ガスやその他のガス燃料あるいは液体
燃料などのような流体の流速値またはその流体における
超音波の伝播時間などを、時間差方式やシングアラウン
ド方式等の超音波流速計によって計測し、その流速値ま
たは伝播時間に対して流量係数を乗算するなどの演算を
行なって流体の流量値を得る、流量計測方法および流量
計測装置ならびにガスメータに関する。

【０００２】

【従来の技術】ガスメータは典型的な流量計測装置の一
つであるが、近年、より精確な流量計測を実現するため
に、超音波方式の流量計測装置あるいは流量計測方法が
提案されている。超音波方式の流量計測装置は一般に、
導通路を流れるガスの流体の流速を所定のサンプリング
頻度（換言すれば計測周波数）で間欠的に計測し、その
計測された流速値に基づいて、その計測時点での流量値
を得ている。

【０００３】例えば、超音波計測方式（装置および方
法）のガスメータでは、超音波の発振および受振がそれ
ぞれ可能である一組の超音波発／受振器を、流体が導通
する流体管路における流れの方向に所定の距離を置いて
相前後して設けておき、流体の流れと同方向に上流側か
ら下流側へと超音波を伝播させて、その伝播時間を計測
し、続いて流体の流れと逆方向に下流側から上流側へと
超音波を伝播させて、その伝播時間を計測するという動
作を繰り返し、これら両方向での伝播時間の逆数の差か
ら流体の流速値を求めて、その流速値に基づいて、その
ときの流量値（流量の計測値）を得るようにしている。
あるいは、流体の流れと同方向に上流側から下流側へと
超音波を伝播させたときの流速の影響を受けた超音波の
見掛けの周波数と、それとは逆方向に下流側から上流側
へと超音波を伝播させたときの流速の影響を受けた超音
波の見掛けの周波数との、周波数差を計測し、その周波
数差から流速値を求めるという、いわゆるシングアラウ
ンド方式のものなども提案されている。

【０００４】このような超音波伝播方式のガスメータを
はじめとした流量計測装置では一般に、ガスなどの流体
中を上下両方向に伝播する超音波の伝播時間差または周
波数差を電気信号として検出し、その電気信号に基づい
て上記の流速値のデータを得て、その流速値のデータに
流量係数を乗ずる演算を行なうというデータ処理によっ
て流量値を算出するものである。このようなデータの演
算処理を行って流量値を得ることができることから、超
音波伝播方式の流量計測装置は、マイクロコンピュータ
（以下、マイコンと呼ぶ）を用いたマイコン・ガスメー
タのような流量計測装置に好適なものとして注目されて
いる。

【０００５】ところで、このような超音波伝播方式のガ
スメータにおいては一般に、ガスの流速を間欠的に計測
し、その計測値の所定計測回数に亘る平均値を算出し
て、その平均値に対応した流量係数を求め、それを流速
値に乗算することによって、そのときの流量値を得るよ
うにしていた。例えば１０回の計測から得られた１０個
の流速の計測値の平均値を算出し、その平均値に対応し
た流量係数ｋを、流速値と流量係数値との対応関係を予
め定めておいたテーブルに基づくなどして求め、その流
量係数ｋを流速の計測値に乗算することによって、その
ときの流量値すなわち流量計測値を得るようにしてい
た。またこのような手法はガスメータだけでなく一般に
推量式の流量計測装置およびその方法にて用いることが
提案されていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際に
は上記のような所定回数に亘る流速の計測期間中に、そ
の流速が大幅に変化することが多く、またガスのような
流体には乱流や脈動が発生して、流速が頻繁に変化する
ことも多い。

【０００７】例えばガスメータの場合では、ガスメータ
の下流側で脈動の発生しやすいＧＨＰ（ガスヒートポン
プ）式のガス機器などを使用している場合や、同一のガ
ス配管に連なっている隣家でＧＨＰ式のガス機器を使用
している場合などに、ガスメータを流れるガスに脈動が
発生しやすい。このようなガス流中での脈動やうねりに
よるガスの頻繁な流速変化や、ガス機器のオン・オフに
伴う急峻な流速変化などに起因して、上記のような所定
回数に亘るガス流速の計測期間中に、そのガス流速が大
幅に変化したり頻繁に変化する場合が多い。そのような
流速変化が発生すると、脈動やうねりなどが発生しない
ものという前提で設定された流量係数を用いた演算で得
られた流量計測値は、真値から大幅に（有意に）外れた
値となってしまう場合がある。

【０００８】特に、流速値の変化に対応して流量係数を
大幅に変化させることが必要な流量値の領域では、所定
回数の計測を行なっている間に流速の計測値が頻繁に、
あるいは大幅に変化すると、そのときの流速に精確に対
応した流量係数を用いることができなくなり、その結
果、有意な（計測精度に支障が生じる程に無視できな
い）誤差が生じるという問題がある。

【０００９】本発明はこのような点に鑑みて成されたも
ので、ガスのような流体の流速を計測し、その流速計測
値に対応した流量係数を用いた演算を行なってその流体
の流量値を得る流量計測装置および流量計測方法ならび
にガスメータにおいて、ガスなどの流体の流速が大幅に
変化したり、流体中に脈動が生じるなどして流速が頻繁
に変化しても、そのときの流量の計測結果に有意な誤差
が生じることを解消して、正確な流量値を得ることがで
きる流量計測方法および流量計測装置ならびにガスメー
タを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明による流量計測方
法は、流体に音波を間欠的に伝播させてその伝播時間ま
たは前記流体の流速を計測し、前記伝播時間または前記
流体の流速に基づいて前記流体の流量値を得る流量計測
方法において、前記音波を伝播させる毎にその音波の伝
播時間または前記流体の流速を計測すると共に、前記伝
播時間または前記流体の流速に対応した流量係数を求
め、かつ前記流体の圧力変動の周期または周波数および
振幅を計測し、その圧力変動の周期または周波数および
振幅に対応した補正を前記流量係数に施して、その補正
が施された流量係数と前記伝播時間または前記流体の流
速とを用いた演算を行なって前記流体の瞬間流量値を算
出し、その瞬間流量値に基づいて前記流体の流量値を得
るというものである。

【００１１】また、本発明による他の流量計測方法は、
流体に音波を間欠的に伝播させてその伝播時間または前
記流体の流速を計測し、前記伝播時間または前記流体の
流速に基づいて前記流体の流量値を得る流量計測方法に
おいて、前記音波を伝播させる毎にその音波の伝播時間
または前記流体の流速を計測すると共に、前記伝播時間
または前記流体の流速に対応した流量係数を求め、かつ
前記流体の圧力変動の周期または周波数を計測し、その
圧力変動の周期または周波数に対応した補正を前記流量
係数に施して、その補正が施された流量係数と前記伝播
時間または前記流体の流速とを用いた演算を行なって前
記流体の瞬間流量値を算出し、その瞬間流量値に基づい
て前記流体の流量値を得るというものである。

【００１２】また、本発明によるさらに他の流量計測方
法は、流体に音波を間欠的に伝播させてその伝播時間ま
たは前記流体の流速を計測し、前記伝播時間または前記
流体の流速に基づいて前記流体の流量値を得る流量計測
方法において、前記音波を伝播させる毎にその音波の伝
播時間または前記流体の流速を計測すると共に、前記伝
播時間または前記流体の流速に対応した流量係数を求
め、かつ前記流体の圧力変動の振幅を計測し、その圧力
変動の振幅に対応した補正を前記流量係数に施して、そ
の補正が施された流量係数と前記伝播時間または前記流
体の流速とを用いた演算を行なって前記流体の瞬間流量
値を算出し、その瞬間流量値に基づいて前記流体の流量
値を得るというものである。

【００１３】本発明による流量計測装置は、流体に音波
を間欠的に伝播させる音波伝播手段と、前記音波の伝播
時間または前記流体の流速を計測する伝播時間または前
記流体の流速計測手段と、前記伝播時間または前記流体
の流速に基づいて前記流体の流量値を演算する流量値演
算手段とを有する流量計測装置において、前記伝播時間
または前記流体の流速計測手段は、前記音波伝播手段が
前記音波を伝播させる毎に、その音波の伝播時間または
前記流体の流速を計測するものであり、前記流量値演算
手段が、前記伝播時間または前記流体の流速とそれに対
応した流量係数とを用いた演算を行って前記流体の流量
値を演算するものであり、前記流体の圧力変動の周期ま
たは周波数および振幅を計測する圧力変動計測手段と、
前記圧力変動の周期または周波数および振幅に対応した
補正を前記流量係数に施す流量係数補正手段とを、さら
に備えている。

【００１４】本発明による他の流量計測装置は、流体に
音波を間欠的に伝播させる音波伝播手段と、前記音波の
伝播時間または前記流体の流速を計測する伝播時間また
は前記流体の流速計測手段と、前記伝播時間または前記
流体の流速に基づいて前記流体の流量値を演算する流量
値演算手段とを有する流量計測装置において、前記伝播
時間または前記流体の流速計測手段は、前記音波伝播手
段が前記音波を伝播させる毎に、その音波の伝播時間ま
たは前記流体の流速を計測するものであり、前記流量値
演算手段が、前記伝播時間または前記流体の流速とそれ
に対応した流量係数とを用いた演算を行って前記流体の
流量値を演算するものであり、前記流体の圧力変動の周
期または周波数を計測する圧力変動計測手段と、前記圧
力変動の周期または周波数に対応した補正を前記流量係
数に施す流量係数補正手段とを、さらに備えている。

【００１５】本発明によるさらに他の流量計測装置は、
流体に音波を間欠的に伝播させる音波伝播手段と、前記
音波の伝播時間または前記流体の流速を計測する伝播時
間または前記流体の流速計測手段と、前記伝播時間また
は前記流体の流速に基づいて前記流体の流量値を演算す
る流量値演算手段とを有する流量計測装置において、前
記伝播時間または前記流体の流速計測手段は、前記音波
伝播手段が前記音波を伝播させる毎に、その音波の伝播
時間または前記流体の流速を計測するものであり、前記
流量値演算手段が、前記伝播時間または前記流体の流速
とそれに対応した流量係数とを用いた演算を行って前記
流体の流量値を演算するものであり、前記流体の圧力変
動の振幅を計測する圧力変動計測手段と、前記圧力変動
の振幅に対応した補正を前記流量係数に施す流量係数補
正手段とをさらに備えている。

【００１６】本発明によるガスメータは、ガスに音波を
間欠的に伝播させる音波伝播手段と、前記音波の伝播時
間または前記流体の流速を計測する伝播時間または前記
流体の流速計測手段と、前記伝播時間または前記流体の
流速に基づいて前記ガスの流量値を演算する流量値演算
手段とを有するガスメータにおいて、前記伝播時間また
は前記流体の流速計測手段は、前記音波伝播手段が前記
音波を伝播させる毎に、その音波の伝播時間または前記
流体の流速を計測するものであり、前記流量値演算手段
が、前記伝播時間または前記流体の流速とそれに対応し
た流量係数とを用いた演算を行って前記ガスの流量値を
演算するものであり、前記ガスの圧力変動の周期または
周波数および振幅を計測する圧力変動計測手段と、前記
圧力変動の周期または周波数および振幅に対応した補正
を前記流量係数に施す流量係数補正手段とを、さらに備
えている。

【００１７】本発明による他のガスメータは、ガスに音
波を間欠的に伝播させる音波伝播手段と、前記音波の伝
播時間または前記流体の流速を計測する伝播時間または
前記流体の流速計測手段と、前記伝播時間または前記流
体の流速に基づいて前記ガスの流量値を演算する流量値
演算手段とを有するガスメータにおいて、前記伝播時間
または前記流体の流速計測手段は、前記音波伝播手段が
前記音波を伝播させる毎に、その音波の伝播時間または
前記流体の流速を計測するものであり、前記流量値演算
手段が、前記伝播時間または前記流体の流速とそれに対
応した流量係数とを用いた演算を行って前記ガスの流量
値を演算するものであり、前記ガスの圧力変動の周期ま
たは周波数を計測する圧力変動計測手段と、前記圧力変
動の周期または周波数に対応した補正を前記流量係数に
施す流量係数補正手段とを、さらに備えている。

【００１８】本発明によるさらに他のガスメータは、ガ
スに音波を間欠的に伝播させる音波伝播手段と、前記音
波の伝播時間または前記流体の流速を計測する伝播時間
または前記流体の流速計測手段と、前記伝播時間または
前記流体の流速に基づいて前記ガスの流量値を演算する
流量値演算手段とを有するガスメータにおいて、前記伝
播時間または前記流体の流速計測手段は、前記音波伝播
手段が前記音波を伝播させる毎に、その音波の伝播時間
または前記流体の流速を計測するものであり、前記流量
値演算手段が、前記伝播時間または前記流体の流速とそ
れに対応した流量係数とを用いた演算を行って前記ガス
の流量値を演算するものであり、前記ガスの圧力変動の
振幅を計測する圧力変動計測手段と、前記圧力変動の振
幅に対応した補正を前記流量係数に施す流量係数補正手
段とを、さらに備えている。

【００１９】すなわち、本発明による流量計測装置およ
び流量計測方法ならびにガスメータでは、ガスのような
流体の流速に対応して変化する音波の伝播時間または流
体の流速を計測するごとに、その計測された伝播時間ま
たは流速に対応した流量係数を求め、さらにその流量係
数に対して圧力変動に対応した補正を施して、圧力変動
に起因した誤差の補正も含めた流量係数を得る。そして
その補正された流量係数を伝播時間または流体の流速に
乗算する演算を行うなどして瞬間流量値を算出し、その
瞬間流量値に基づいて流体の流量値を得る。

【００２０】ここで、本発明者等は、本発明による手法
とは別に、音波の伝播時間または流体の流速と圧力変動
との組み合わせに対応した流量係数をあらかじめ用意し
ておき、その用意された多数種類の流量係数のうちか
ら、実際に計測された伝播時間または流速と圧力変動と
に対応した流量係数を選び出し、その流量係数を伝播時
間または流速に乗算するなどして瞬間流量値を算出する
という手法についても検討したが、この手法では、種々
に異なる伝播時間または前記流体の流速と圧力変動との
組み合わせに対してきめ細かく流量係数を対応させるこ
とができるようにするためには、極めて多種類の流量係
数を用意しておかなければならなくなる。そのような極
めて多種類の流量係数のデータは、全体としては膨大な
データ量になってしまうという不都合がある。

【００２１】しかも、そのような膨大な量のデータのう
ちから、計測された伝播時間または流体の流速と圧力変
動との組み合わせに最も適合した流量係数のデータを抽
出するためには時間がかかるので、１回の計測ごとに最
も適合した流量係数を読み出さねばならないことや、流
速計測のサンプリング頻度が高いことなどとあいまっ
て、頻繁なサンプリング回数に対して最適な流量係数の
データを抽出する速さが追随できなくなるという致命的
な不都合がある。

【００２２】あるいは、一旦、伝搬時間または流体の流
速とそれに対応した流量係数とを乗算して流量値を算出
し、その流量値に対して圧力変動に対応した流量補正を
行うことなどについても本発明者等は検討したが、一旦
算出された流量値に対して、その算出後に、圧力変動に
対応した流量補正を行うことは、データの処理量や処理
時間の増大を招き、延いてはガスメータに内蔵されてい
るリチウム電池などの電力消費量の増大を招くという不
都合がある。

【００２３】しかし、本発明による流量計測装置および
流量計測方法ならびにガスメータでは、計測された伝播
時間または流体の流速に流量係数を一度は乗算しなけれ
ばならないという超音波計測方式のガスメータのような
間接計測方式の流量計測値の特質を、むしろ逆手に取っ
て利用して、瞬間流量値を算出する際に用いられる流量
係数に対して、圧力変動に対応した補正を施し、その補
正された流量係数を用いた一度の乗算によって、データ
の処理量や処理時間の増大を招くことなく、圧力変動に
起因した誤差が既に補正された瞬間流量値を得ることが
できる。

【００２４】なお、上記の瞬間流量値の所定計測回数ご
との平均値を演算して流体の流量値を得るようにしても
よい。

【００２５】また、上記の伝播時間または流速の代り
に、音波が前記流体の下流から上流へと伝播する際の周
波数と上流から下流へと伝播する際の周波数との周波数
差を計測し、その周波数差と補正が施された流量係数と
を用いた演算を行なって流体の瞬間流量値を算出し、そ
の瞬間流量値に基づいて流体の流量値を得るようにして
もよい。

【００２６】また、上記の補正値は、圧力変動が計測さ
れる毎に、その圧力変動の周期や振幅に対応して最適な
値を算出するようにしてもよく、あるいは流体の圧力変
動に対応した複数種類の補正値をあらかじめ定めてお
き、その補正値のうちから、そのとき計測された圧力変
動に対応した補正値を選出し、それを用いて流量係数に
補正を施すようにしてもよい。いずれにしても、圧力変
動に対応して、流量値の有意な誤差（または不確からし
さ）を許容誤差（または許容不確からしさ）の範囲内に
まで抑制することができるような補正値を求めて、その
補正値を、流速に対応した流量係数に対して加算または
減算あるいは乗算または除算するなどして流量係数に補
正を施すようにする。

【００２７】また、一度の計測あたりに上流側から下流
側への伝播時間の計測とその逆に下流側から上流側への
伝播時間の計測との両方を行ない、その伝播時間差を求
めて、その伝播時間差に対応して上記の流量係数を求め
てもよく、上流側から下流側への伝播時間に対応して一
つの流量係数を求め、下流側から上流側への伝播時間に
対応して前記とは別個に流量係数を求めるようにしても
よい。

【００２８】また、流量値の所定計測回数ごとの平均値
を求めることで、流量値のデータ量をさらに少なくする
ことなども可能である。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図１は本実施の形態のガス
メータの概要構成を示す図である。このガスメータは、
ガスに対して超音波を上流側から下流側へと伝播させる
ことと下流側から上流側へと伝播させることとを一組と
してその一組を１度の計測タイミングごとに実行する超
音波伝播部１０と、上流側から下流側への超音波の伝播
時間Ｔ1と下流側から上流側への超音波の伝播時間Ｔ2と
を計測する伝播時間計測部１００と、伝播時間Ｔ1，Ｔ2
を用いて流速値ｖ＝α（１／Ｔ1−１／Ｔ2）（ここで、
αは流路によって決まる定数）を演算し、その流速値ｖ
に対応した流量係数ｋを求め、その流量係数ｋが流量係
数補正部７００によって補正を施されて得られた流量係
数（ｋ＋δｋ）と流速値ｖとを乗算する演算を行なうこ
とにより、ガスの瞬間流量値ｑを得て、さらにその瞬間
流量値ｑを所定の計測回数ごとに合算してその平均値を
求めて流量計測値Ｑを得る流量値演算部２００と、その
流量計測値Ｑを積算（ΣＱ）する流量値積算部３００
と、流量計測値Ｑを所定の計測回数分に亘ってインクリ
メントしながら時系列的に記憶すると共に流量計測値Ｑ
の積算値（流量積算値ΣＱ）を記憶する流量値記憶部４
００と、その流量値記憶部４００に記憶された流量計測
値Ｑおよび流量積算値ΣＱを読み出す流量計測値読出部
５００と、ガスの圧力変動の周期（ｆ）および振幅
（ａ）を検知する圧力変動計測部６００と、圧力変動の
周期および振幅に対応して流量係数の補正値（δｋ）を
算出する流量係数補正部７００とを備えている。

【００３０】ここで、このガスメータは、上記の他にも
遮断弁装置やそのテスト遮断を行なうテスト遮断装置、
あるいは微少漏洩検知装置（いずれも図示省略）など、
ガスメータとして必要な各種の装置や制御回路なども備
えていることは言うまでもないが、そのような種々の装
置等の構成は本発明に関する主要な機能やそれを実行す
るための構成とは直接的な関係性が低いので、それらの
詳細な説明については省略する。

【００３１】さらに詳細には、超音波伝播部１０は、導
通路１０３を流れるガスに対して超音波を間欠的に伝播
させる超音波送／受信機器１０１ａ，１０１ｂを備えて
いる。超音波送／受信機器１０１ａ，１０１ｂは一度の
計測デューティ当たりに所定の頻度で超音波を間欠的に
伝播させるものである。なお、導通路１０３、超音波送
／受信機器１０１ａ，１０１ｂは、ハードウェアとして
は従来の一般的なものを用いても構わない。

【００３２】伝播時間計測部１００は、前記の超音波送
／受信機器１０１ａ，１０１ｂを駆動して、ガスの流れ
に対する上／下量両方向での超音波の伝播時間Ｔ1，Ｔ2
を計測するものである。

【００３３】流量値演算部２００は、前記の伝播時間計
測部１００によって伝播時間Ｔ１，Ｔ２の一組が計測さ
れるごとに、その伝播時間から求められる流速値ｖに対
応した流量係数ｋを、それらの対応関係の情報が予め設
定されたテーブル（図示省略）に基づいて求める。こう
して求められた流量係数ｋは、後述するように流量係数
補正部７００によって圧力変動に対応して求められた補
正値δｋによる補正を施される（ｋ＋δｋ）。その補正
された流量係数ｋ＋δｋと流速値ｖとを乗算する演算を
行なうことによって（ｖ×（ｋ＋δｋ）＝ｑ）、そのと
きの計測デューティにおけるガスの瞬間流量値ｑが得ら
れる。さらに、その瞬間流量値ｑの所定回数ごとの計測
値の平均を求めて流量計測値Ｑが得られる。

【００３４】流量値積算部３００は、流量値演算部２０
０によって得られた流量計測値Ｑを積算して流量積算値
ΣＱを得るものである。すなわち、この流量値積算部３
００は、流量値演算部２００によって流量計測値Ｑが新
たに演算されてそのデータが伝送されて来ると、その新
たな流量計測値Ｑのデータを、それまで記憶していた流
量積算値ΣＱに加算する。こうして流量値積算部３００
は、新たな流量計測値Ｑが伝送されて来ると、その流量
計測値Ｑをそれまでの流量積算値ΣＱの値に加算して、
流量積算値ΣＱの値を順次にインクリメントして行く。

【００３５】流量値記憶部４００は、前記の流量値演算
部２００によって得られた流量計測値ＱのデータをＲＡ
Ｍのような記憶デバイス（図示省略）に時系列的に所定
の計測回数に亘ってインクリメントしながら記憶すると
共に、最新の流量積算値ΣＱのデータを記憶するもので
ある。それらのデータは、例えばガスメータの検針が行
なわれる１か月ごとに読み出された後に消去されるよう
にしてもよく、あるいは、例えばデータ消去命令が入力
されるまでは常に書込／読出可能に保持されるようにし
てもよい。いずれにしても、この流量値記憶部４００に
時系列的に記憶された流量計測値Ｑのデータおよび流量
積算値ΣＱのデータは、ガス管理者や検針担当者あるい
はユーザによって必要に応じて読み出されて、ガスの使
用状況やガス漏洩の発生の有無を確認するためなどに適
用されることを意図して記憶されるものである。

【００３６】流量計測値読出部５００は、ガス管理者や
ユーザによって操作されて、流量値記憶部４００に記憶
された流量計測値Ｑや流量積算値ΣＱを読み出すための
ものである。この流量計測値読出部５００は、例えば１
か月ごとに行なわれるガスメータ検針の際に検針担当者
によってハンディーターミナル（図示省略）に接続され
て流量計測値Ｑや流量積算値ΣＱを読み出すようにして
もよく、あるいはガスメータに通信装置および通信回線
等（いずれも図示省略）を接続し、その通信回線等を介
して読み出して、それを中央監視センターへ送出し、中
央監視センターで流量計測値Ｑや流量積算値ΣＱを遠隔
操作的にモニタリングできるようにしてもよい。その読
み出しのデータ的な手法それ自体については、ＲＡＭの
ような記憶デバイスに時系列的に記憶されているデータ
を所望に応じて読み出す一般的な手法を用いればよいこ
とは言うまでもない。

【００３７】圧力変動計測部６００は、ガス中に発生す
る短周期の脈動や長周期のうねりのような流量変動の発
生に伴う圧力変動を、例えば圧力センサ６０１のような
検知部品によって検知し、その圧力変動の周期または周
波数（ｆ）および振幅（ａ）を計測する。ここでは、一
例として周波数（ｆ）を計測する場合について説明して
いるが、物理的には周波数（ｆ）の逆数である周期（τ
＝１／ｆ）を計測するようにしてもよいことは言うまで
もない。

【００３８】この圧力変動計測部６００は、さらに詳細
には、例えば図４に模式的に示したように、圧力変動の
波形（Ｐ（ｔ）；図４（Ａ））の自己相関関数を求め、
それをフーリエ変換して、圧力変動の波形のパワースペ
クトル密度（Φ（ｆ）；図４（Ｂ））を得ることによっ
て、そのとき計測された圧力変動の波形に含まれている
脈動やうねりの周期（τ）または周波数（ｆ）および振
幅（ａ）を求めることができる。例えば図４の一例で
は、図４（Ｂ）に示したように、低周波数（ｆs＝１／
τs ）のうねりのスペクトルΦ（ｆs ）と、高周波数
（ｆp＝１／τp ）の脈動のスペクトルΦ（ｆp ）と
が、顕著なピークとして現れているから、これらのピー
クの存在に基づいて、脈動やうねりの周波数（ｆ）を求
めることができる。また、パワースペクトル密度Φ
（ｆ）の値は一般に振動エネルギー密度を表しているか
ら、このパワースペクトル密度Φ（ｆ）と周波数（ｆ）
とに基づいて、脈動やうねりの振幅（ａ）を求めること
ができる。ただし、脈動やうねりの周期（τ）または周
波数（ｆ）および振幅（ａ）を求める具体的な手法は、
これのみには限定されないことは言うまでもない。

【００３９】流量係数補正部７００は、圧力変動計測部
６００によって脈動やうねりのような圧力変動の発生が
検知されると、その脈動やうねりなどの圧力変動が発生
した場合に生じることが想定される有意な誤差（または
不確かさ）を、流量係数を補正することによって所定の
誤差（または不確かさ）以下にまで抑え込むことができ
るような補正値δｋを算出し、その補正値δｋを用いた
補正を流量係数ｋに施す。この補正値δｋは、本実施の
形態では流量係数ｋに対して加算（または減算）するこ
とによって、その流量係数ｋを補正するものとしたが、
流量係数ｋに対して乗算（または除算）することによっ
てその流量係数ｋを補正するものとしてもよい。

【００４０】この補正値δｋは、統計的（経験則的また
は実験則的）な手法によって、圧力変動の周期（τ）ま
たは周波数（ｆ）および振幅（ａ）の組み合わせの複数
種類のパターンのそれぞれに対応した最適な補正値δｋ
を、あらかじめ定めておき、その複数種類の補正値δｋ
のうちから、伝播時間計測部１００による伝播時間の計
測と共に圧力変動計測部６００によって計測された圧力
変動の周期（τ）または周波数（ｆ）および振幅（ａ）
の組み合わせに最も合致した補正値δｋを選出すること
によって、求めるようにすることができる。

【００４１】あるいは、伝播時間計測部１００による伝
播時間の計測と共に圧力変動計測部６００によって計測
された圧力変動の値（ΔＰ）に対応して、その圧力変動
に起因して生じる流速値ｖの誤差Δｖを所定の値以下に
まで抑制することができるような補正値δｋを、その都
度（１回の流速計測ごとに）、算出することも可能であ
る。

【００４２】さらに詳細には、統計的な手法によれば、
まず圧力変動が実質的に皆無であるという条件下での流
速値ｖ0を計測しておく。そして、周波数（ｆ）および
振幅（ａ）を一定の範囲内に設定して圧力変動を生じさ
せた条件下で、このガスメータによる流速値ｖの計測を
統計的に十分な回数（Ｎ回，Ｎ＞＞１）に亘って試行す
る実験を行って、そのＮ回の計測で得られた流速値ｖの
発生頻度から、図５に示したような確率密度分布（確率
密度関数）Ｐ（ｖ）のグラフを得る。この確率密度関数
の例えばピーク値ＰMAXに対応する流速（あるいは確率
密度分布のグラフの全面積の重心の流速値）ｖmodeを求
めて、このｖmodeと圧力変動が皆無の場合の流速値ｖ0
との差Δｖ（＝ｖmode−ｖ0）を、周波数がｆで振幅が
ａの圧力変動がある場合に発生することが統計的に確か
められた流速値の誤差とすることができる。この図５の
一例では、ｖmodeがｖ0よりも＋（正）方向に偏位して
いるので、このときの流速の計測結果に発生する誤差
は、＋方向にΔｖの大きさのものであることが、統計的
に確認されたことになる。

【００４３】このようにして周波数がｆで振幅がａの圧
力変動が生じているという条件下で誤差Δｖが発生する
ことを確認したならば、次に、そのような誤差Δｖを例
えば許容誤差（許容不確かさ）±１％以内のような所定
の許容範囲内にまで抑制するための補正値δｋを求め
る。

【００４４】例えば図５に示した一例では、誤差Δｖが
＋方向に現れるものであるため、その＋方向の誤差Δｖ
を減少ないし解消するためには、その誤差Δｖに対応し
た数値を有する−方向の（負の）補正値δｋを流量係数
ｋに加算ればよい。または、正の補正値δｋを流量係数
ｋから減算すればよい。従って、そのような誤差Δｖの
補正に最適な数値および極性を備えた補正値δｋを設定
する。あるいは、流量係数ｋに対して乗算（または除
算）することによってその流量係数ｋを補正することが
できるような補正値δｋを設定するようにしてもよい。
図５の場合を一例に取ると、誤差Δｖが＋方向に現れる
ものであるため、その＋方向の誤差Δｖを減少ないし解
消することができるような倍率（縮小率）を有する補正
値δｋを流量係数ｋに乗算（または除算）すればよい。

【００４５】いずれにしても、圧力変動の周波数（ｆ）
および振幅（ａ）の組み合わせ（ｆ，ａ）を種々に変更
して、その個々の場合のそれぞれについて、上記のよう
な手法によって補正値δｋを設定することができる。

【００４６】あるいは、圧力変動計測部６００によって
検知された圧力変動の値に対応して補正値δｋをその都
度算出するという手法によれば、上記のような統計的な
手法によって、圧力変動の周波数（ｆ）および振幅
（ａ）の組み合わせ（ｆ，ａ）とΔｖを抑制ないし解消
できる最適な補正値δｋとの関数関係（δｋ＝Ｇ（ｆ，
ａ））をあらかじめ確認し、その関数関係によって圧力
変動（ｆ，ａ）に対応して最適な補正値δｋを算出する
ことができる演算則Ｇ（ｆ，ａ）を設定しておく。そし
て、実際に発生している圧力変動の周波数（ｆ）および
振幅（ａ）を圧力変動計測部６００によって計測し、そ
の計測された周波数の値ｆおよび振幅の値ａを、演算則
Ｇ（ｆ，ａ）に代入することにより、脈動やうねりのよ
うな圧力変動に起因した誤差Δｖを抑制ないし解消する
ことができる最適な補正値δｋを、δｋ＝Ｇ（ｆ，ａ）
なる演算によって算出することができる。

【００４７】あるいは、圧力変動の周期（τ）と流速ｖ
の計測タイミングの周期（Ｔv）との関係と誤差の発生
確率との連関に基づいて、流量係数の補正値δｋを求め
ることも可能である。すなわち、図６（Ａ）に模式的に
示したように、±Ａという振幅を持った流量変動が生じ
ている場合、圧力変動の周期（τ）に対して、流速ｖの
計測タイミングの周期（Ｔv）が等しいか正数倍である
場合には、圧力変動の周期と計測タイミングの周期とに
位相差φがあると、その圧力変動に起因して、流速値ｖ
の計測値には常に＋または−のいずれか一方のみに偏っ
た誤差が生じることになる。しかも、その誤差の偏りの
大きさは、位相差φがτ／４に近いほど大きくなる。し
かし、図６（Ｂ）に模式的に示したように、流速ｖの計
測タイミングの周期（Ｔv）が、圧力変動の周期（τ）
の偶数分の１、または圧力変動の周期（τ）の偶数分の
１に圧力変動の周期（τ）の整数倍を加えたものである
場合には（この場合ではＴv＝３τ／２）、圧力変動の
周期と計測タイミングの周期とに位相差φがあると、流
速値ｖの計測値には交互に＋方向の誤差と−方向の誤差
とが交互に生じることになり、複数回の計測結果を合計
または平均すれば、理論的には誤差成分が正と負とで打
ち消し合うこととなる。

【００４８】このように、理論的には、流速ｖの計測タ
イミングの周期（Ｔv）が圧力変動の周期（τ）に等し
いか正数倍に近いほど、流速ｖの計測値には偏り誤差が
生じやすくなり、計測タイミングの周期（Ｔv）が、圧
力変動の周期（τ）の偶数分の１、または圧力変動の周
期（τ）の偶数分の１に圧力変動の周期（τ）の整数倍
を加えたものに近いほど、流速ｖの計測値には偏り誤差
が生じない（打ち消される）ようになる傾向がある。そ
こで、このような傾向性に基づいて、実際に計測された
圧力変動の周期（τ）が流速ｖの計測タイミングの周期
（Ｔv）の正数倍に近いほど、またそのときのτとＴvと
の位相差φがτ／４に近いほど、補正値δｋの大きさを
大きくし、圧力変動の周期（τ）が流速ｖの計測タイミ
ングの周期（Ｔv）の偶数分の１、または圧力変動の周
期（τ）の偶数分の１に圧力変動の周期（τ）の整数倍
を加えたものに近いほど、またそのときのτとＴvとの
位相差φが０に近いほど、補正値δｋの大きさを小さく
する。そしてそれらの中間の周期（例えばτ／３）や位
相差（τ／４）の場合については、両極端の間の直線近
似することなどによって、補正値δｋを算出するように
すればよい。

【００４９】あるいは、演算則Ｇ（ｆ，ａ）は、上記の
ような統計的な手法を全く用いることなく設定すること
も可能である。ただし、この場合には、上記のような統
計的な手法を部分的に用いて設定された演算則Ｇ（ｆ，
ａ）を用いる場合とは、補正方法が若干異なったものと
なる。

【００５０】そのような手法を、図７に模式的に示した
ような周波数の三角波形で近似される流量変動（脈動）
が生じている場合を一例に取って説明する。ある時刻ｔ
nに流速ｖの計測が行われたとする。このとき、計測対
象のガスには周期がτで振幅がＡの脈動が生じている
が、この脈動の発生に起因して、周期がほぼ等しいτで
振幅がＡに対応した−ａの圧力変動（図示省略）が発生
する。ここで、計測対象のガスが理想流体であると仮定
すると、ベルヌーイの定理によりＡ＋ａ＝ｃｏｎｓｔ．
であるから、Ａが正の値であるとすればａは負の値とな
る（極性の符号が逆になる）ので、このような点を踏ま
えて、ここでは圧力変動の振幅を−ａと表現してある。
また、計測対象のガスを非圧縮性の理想流体であると仮
定すれば、理論的には、圧力変動の周期は流量変動の周
期（τ）と等しくなる。

【００５１】このとき生じている脈動は、間接的に圧力
変動として計測されるので、圧力変動の周期τと計測タ
イミングｔnとの位相差φを計測することによって、脈
動の周期τと計測タイミングｔnとの位相差φを求める
ことができる。また、圧力変動の振幅ａを計測し、この
振幅ａに基づいて脈動の振幅Ａを求めることができる。
そして位相差φと脈動の振幅Ａとに基づいて、このとき
脈動に起因して生じた誤差Δｖが求められる。さらに詳
細には、このΔｖの大きさ（絶対値）は、Δｖ＝｛２Ａ
／（τ／２）｝×φ＝４Ａ×φ／τによって算出するこ
とができる。なお、この式において、さらに、脈動の振
幅Ａは圧力変動の振幅ａの関数（例えばＡ＝Π（ａ））
として表することができるから、結局、脈動に起因して
生じた誤差Δｖは、Δｖ＝４Π（ａ）×φ／τという、
ａとφとτを用いた演算式によって算出することができ
る。ここで、Δｖの値が＋であるのか−であるのかにつ
いては、この時刻ｔnで圧力センサ６０１によって計測
された圧力が正圧であるのか負圧であるのかによって検
知することができる。あるいは圧力変動が正方向である
のか負方向であるのかによって検知することができる。
例えば圧力変動が負であれば流量変動は正となり、圧力
変動が正であれば流量変動は負となることは、上述した
通りである。

【００５２】上記のようにして推定される誤差Δｖを補
正することができるような数値および極性（＋または
−）の補正値δｋを、上記の圧力変動の周期τおよび振
幅ａ，位相差φに基づいて算出することができる。

【００５３】あるいは、図７に基づいて説明したような
手法の場合、圧力変動と流量変動との間の応答遅れなど
に起因して位相差φが不正確なものとなり、正確なΔｖ
が得られなくなるおそれもある。そこで、そのような場
合には、流量変動の実効値としてΔｖ／２を用いて、こ
のΔｖ／２という流速の誤差を補正できるような補正値
δｋを算出し、それを圧力変動の正・負に対応して流量
係数ｋに加算または減算して補正を行うようにしてもよ
い。

【００５４】なお、補正値δｋの算出または選出の具体
的な手法は、上記のようなもののみには限定されないこ
とは言うまでもない。

【００５５】上記のような補正値δを用いて補正された
流量係数ｋ＋δｋは、流量値演算部２００で瞬間流量値
ｑを算出する際に用いられる。なお、この圧力変動計測
部６００によって脈動やうねりの発生、あるいはガス流
量のしきい値以上の大幅な変動の発生が判定されると、
それらが発生しないときの瞬間流量値ｑの計測頻度より
もさらに頻繁に流速値ｖの計測を行なうようにしてもよ
い。あるいは、脈動やガス流量の大幅な変動が発生して
いないときには、上記のような個々の流速値ｖごとにそ
れぞれ対応した流量係数ｋを求めることはせずに、一般
的なガスメータと同様に所定回数ごとの計測値の平均を
演算し、その平均値に対応した一つの流量係数を求めて
その流量係数を平均値に乗算する演算を行なって流量値
を得るようにし、脈動やうねりやガス流量のしきい値以
上の大幅な変動が発生したことが判定された場合にの
み、上記のように個々の流速値ｖごとに対応した流量係
数ｋを各々求め、さらにその流量係数を圧力変動に対応
して補正を行って、その個々の流速値ｖとその一つ一つ
に対応した補正済みの流量係数ｋ＋δｋとの乗算を行な
って瞬間流量値ｑを得るようにしてもよい。

【００５６】次に、このガスメータにおけるガス流量の
計測動作（流量計測方法）について説明する。図２，図
３はその流量計測動作の流れの概要を示したものであ
る。

【００５７】所定の計測タイミングに至ると（Ｓｔｅｐ
１；以下、Ｓ１のように略称）、伝搬時間計測部１００
は所定の計測デューティ期間中にガスの伝搬時間Ｔ1，
Ｔ2の間欠的な計測を行なう（Ｓ３）。またこのとき、
計測回数の情報を担持するフラグＦの値に１を加算する
（Ｓ２）。

【００５８】一方、圧力変動計測部６００は、このとき
のガスの圧力変動の周期τおよび振幅ａを計測し（Ｓ
４）、かつその圧力変動値ΔＰが所定のしきい値ΔＰｔ
ｈ以上であるか否かを判定する（Ｓ５）。このときΔＰ
がΔＰｔｈ未満であれば（Ｓ５のＮ）、流量値演算部２
００は、圧力変動がない場合に対応して予め設定された
伝搬時間Ｔ１，Ｔ2を用いた上記の演算；ｖ＝α（１／
Ｔ1−１／Ｔ2）から求まる流速値ｖに対応する流量係数
ｋを求める（Ｓ６）。そしてその流量係数ｋをそのまま
流速値ｖに乗算する（掛け合わせる）演算を流量値演算
部２００によって行なって、そのときの瞬間流量値ｑを
算出する（Ｓ７）。

【００５９】一方、ここでΔＰがΔＰｔｈ以上であれば
（Ｓ５のＹ）、流量値演算部２００は、圧力変動の周期
τおよび振幅ａに対応して予め設定された補正値δｋの
テーブルまたは演算則δｋ＝Ｇ（ｆ，ａ）に基づいて、
補正値δｋの値を選出または算出する（Ｓ８）。そして
その補正値δｋを用いてｋ＋δｋという演算を行うなど
して流量係数ｋを補正する（Ｓ９）。そしてその補正が
施された流量係数（ｋ＋δｋ）を流速値ｖに乗算する
（ｖ×（ｋ＋δｋ））演算を行なって、瞬間流量値ｑを
算出する（Ｓ１０）。

【００６０】続いて、フラグＦが所定の計測回数Ｆｔｈ
に達していない場合には（Ｓ１１のＮ）、流量値演算部
２００は、このとき計測された瞬間流量値ｑを一時的に
記憶する（Ｓ１２）。フラグＦが所定の計測回数Ｆｔｈ
に達している場合には（Ｓ１１のＹ）、それまで一時的
に記憶されていた所定の計測回数分の瞬間流量値ｑのデ
ータを読み出して（Ｓ１３）、その平均値を取ることに
よって流量計測値Ｑを得る（Ｓ１４）。

【００６１】続いて、流量値積算部３００が、流量値演
算部２００によって新たに演算して得られた流量計測値
Ｑを、それまでの流量積算値ΣＱにさらに積算する（Ｓ
１５）。このようにして１つの流量計測値Ｑが積算され
ると、フラグＦをＦ＝０にリセットする（Ｓ１６）。ま
た、Ｑの積算と並行して、流量計測値Ｑのデータを流量
値記憶部４００がＲＡＭのような記憶デバイスに時系列
的に記憶する（Ｓ１７）。

【００６２】そして、ガス管理者やユーザによって流量
計測値Ｑの読み出しの命令が入力されると（Ｓ１８の
Ｙ）、流量計測値読出部５００が、流量値記憶部４００
に記憶されている流量計測値Ｑを読み出す（Ｓ１９）。

【００６３】以上のような動作が、このガスメータの使
用期間中に繰り返し継続される。

【００６４】なお、ガス圧力に大幅な変動や所定の変動
パターンが発生したことが圧力変動計測部６００によっ
て検知された場合にのみ、上記のＳ８〜Ｓ１４のような
個々の瞬間流速値に対応した流量係数ｋを用いて流量計
測値Ｑを得る手法を行うものとし、ガス圧力に大幅な変
動や所定の変動パターンが発生しない場合には、所定の
計測回数ごとの伝搬時間の平均値を算出し、その平均値
に対応した流量係数を求めて、それを平均値に乗じて流
量計測値を得るという一般的な手法を行うようにしても
よい。

【００６５】また、本実施の形態では、個々の計測ごと
の伝搬時間Ｔ1，Ｔ2に基づいて流速値ｖを算出し、その
ｖに対応した流量係数ｋを求める場合について示した
が、流量係数ｋを求める手法としてはこの他にも、伝搬
時間差ΔＴ＝Ｔ2−Ｔ1を求め、そのΔＴに対応した流量
係数ｋを、ｖの算出を経ることなく直接的に求めるよう
にしてもよい。

【００６６】また、本実施の形態では流速値ｖごとに対
応した流量係数ｋを各々求め、その個々の流速値ｖとそ
の一つ一つに個々に対応した流量係数ｋを乗算する演算
を行なって瞬間流量値ｑを得るようにしているが、１つ
の計測デューティ内で流量値ｖを例えば１０回程度計測
し、その計測で得られた１０個の流速値ｖの平均値を取
り、その平均値に対応した流量係数ｋを求め、その流量
係数ｋに上記同様の圧力変動の周期および振幅に対応し
た補正を施して、その補正された流量係数ｖ流速値ｖの
平均値とを乗算して瞬間流量値ｑを求めるようにするこ
となども可能であることは言うまでもない。ただしその
場合には、１つの計測デューティ内での流速値ｖの計測
回数としては、その回数の計測を行なっている間にガス
の流速が頻繁あるいは大幅に変化したとしても、そのと
きの流速値ｖの平均値から求められた流量係数ｋを用い
て算出されたガス流量の瞬間計測値ｑに、有意な誤差が
生じない程度の計測回数とすることが望ましいことは言
うまでもない。

【００６７】また、本実施の形態では、圧力変動の周波
数（ｆ）および振幅（ａ）の組み合わせ（ｆ，ａ）に対
応してΔｖを抑制ないし解消できる最適な補正値δｋを
得る（δｋ＝Ｇ（ｆ，ａ））ようにしているが、これの
みには限定されないことは言うまでもない。この他に
も、圧力変動の周波数（ｆ）および振幅（ａ）と補正前
の流量ｖとの組み合わせ（ｆ，ａ，ｖ）に対応して、Δ
ｖを抑制ないし解消できる最適な補正値δｋを得る（δ
ｋ＝Ｇ（ｆ，ａ，ｖ））ようにしてもよい。すなわち、
δｋを決定（算出）するパラメータとして補正前のｖを
さらに追加し、そのｖの値が、あらかじめ定義しておい
た複数段階の流量レベル（例えば第１の流量レベル；１
≦ｖ＜５［Ｌ／ｓ］，第２の流量レベル；５≦ｖ＜１０
［Ｌ／ｓ］，第３の流量レベル；１０≦ｖ＜３０［Ｌ／
ｓ］…のように）のうちの、どの流量レベルにあるのか
を評価して、そのｖの流量レベルに応じてあらかじめ定
められているｆとａとの組み合わせとδｋとの関数関係
（δｋ＝Ｇ（ｆ，ａ，ｖ＝ｖ））に基づいて、ガスの状
態にさらに的確に対応した補正値δｋを得ることによ
り、Δｖをさらに確実に抑制ないし解消することができ
る。

【００６８】また、上記の超音波伝播部１０および伝播
時間計測部１００としては、時間差方式、位相差方式、
シングアラウンド方式のものなどが適用可能である。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ガスのような流体の流速に対応して変化する音波の伝播
時間を計測するごとに、その計測された伝播時間に対応
した流量係数を求め、さらにその流量係数に対して圧力
変動に対応した補正を施して、圧力変動に起因した誤差
の補正も含めた流量係数を得て、その補正された流量係
数を伝播時間に乗算する演算を行うなどして瞬間流量値
を算出し、その瞬間流量値に基づいて流体の流量値を得
るようにしたので、ガスなどの流体の流速が大幅に変化
したり、流体中に脈動が生じるなどして流速が頻繁に変
化しても、そのときの流量の計測結果に有意な誤差が生
じることを解消することができる。しかも、その脈動や
うねりなどに起因した誤差の補正に要する演算量や演算
時間が膨大なものとなることを防いで、簡易な演算方法
および短時間の演算時間を要するだけで、正確な補正を
達成することができる。

【００７０】また、間欠的に計測される個々の伝搬時間
または流速に各々対応した流量係数を乗算する演算を行
なって、個々の瞬間流量値を求め、さらにその個々の流
量値の平均を求めるようにすることにより、その流量値
のデータ量を少なくすることができるので、例えば計測
結果の流量値のデータを記憶したり伝送したりする場合
などに、そのデータの取扱いをさらに簡便なものとする
ことも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係るガスメータの概要
構成を示す図である。

【図２】図１のガスメータにおける流量計測動作の概要
を示すフローチャートである。

【図３】図１のガスメータにおける流量計測動作の概要
を示すフローチャートである。

【図４】圧力変動計測部によって圧力変動の波形の周期
および振幅を求める手法を模式的に示した図である。

【図５】確率密度分布（確率密度関数）を用いてΔｖお
よび補正値δｋを求める統計的な手法を示した図であ
る。

【図６】圧力変動の周期（τ）と流速ｖの計測タイミン
グの周期（Ｔv）との関係と誤差の発生確率との連関に
基づいて、流量係数の補正値δｋを求める手法を示した
図である。

【図７】統計的な手法以外による演算則Ｇ（ｆ，ａ）の
求め方の基本的な手法の根拠を示した図である。

【符号の説明】

１０…超音波伝搬部、１００…伝搬時間計測部、２００
…流量値演算部、３００…流量値積算部、４００…流量
値記憶部、５００…流量計測値読出部、６００…圧力変
動計測部、７００…流量係数補正部

フロントページの続き (72)発明者 湯浅 健一郎 東京都港区海岸一丁目５番20号 東京瓦斯 株式会社内 (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 (72)発明者 安倍 秀二 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） 2F030 CA03 CB09 CC13 CD20 CE04 2F035 DA14 DA15 DA16 DA19 GA03

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体に音波を間欠的に伝播させてその伝
   播時間または前記流体の流速を計測し、前記伝播時間ま
   たは前記流体の流速に基づいて前記流体の流量値を得る
   流量計測方法において、 前記音波を伝播させる毎にその音波の伝播時間または前
   記流体の流速を計測すると共に、前記伝播時間または前
   記流体の流速に対応した流量係数を求め、かつ前記流体
   の圧力変動の周期または周波数および振幅を計測し、そ
   の圧力変動の周期または周波数および振幅に対応した補
   正を前記流量係数に施して、その補正が施された流量係
   数と前記伝播時間または前記流体の流速とを用いた演算
   を行なって前記流体の瞬間流量値を算出し、その瞬間流
   量値に基づいて前記流体の流量値を得ることを特徴とす
   る流量計測方法。
2. 【請求項２】 前記流体の圧力変動の周期または周波数
   および振幅の組み合わせに対応した補正値をあらかじめ
   定めておき、その補正値のうちから前記圧力変動の周期
   または周波数および振幅の組み合わせに対応した補正値
   を選出し、それを用いて前記流量係数に補正を施すこと
   を特徴とする請求項１記載の流量計測方法。
3. 【請求項３】 流体に音波を間欠的に伝播させてその伝
   播時間または前記流体の流速を計測し、前記伝播時間ま
   たは前記流体の流速に基づいて前記流体の流量値を得る
   流量計測方法において、 前記音波を伝播させる毎にその音波の伝播時間または前
   記流体の流速を計測すると共に、前記伝播時間または前
   記流体の流速に対応した流量係数を求め、かつ前記流体
   の圧力変動の周期または周波数を計測し、その圧力変動
   の周期または周波数に対応した補正を前記流量係数に施
   して、その補正が施された流量係数と前記伝播時間また
   は前記流体の流速とを用いた演算を行なって前記流体の
   瞬間流量値を算出し、その瞬間流量値に基づいて前記流
   体の流量値を得ることを特徴とする流量計測方法。
4. 【請求項４】 前記流体の圧力変動の周期または周波数
   に対応した補正値をあらかじめ定めておき、その補正値
   のうちから前記圧力変動の周期または周波数に対応した
   補正値を選出し、それを用いて前記流量係数に補正を施
   すことを特徴とする請求項３記載の流量計測方法。
5. 【請求項５】 流体に音波を間欠的に伝播させてその伝
   播時間または前記流体の流速を計測し、前記伝播時間ま
   たは前記流体の流速に基づいて前記流体の流量値を得る
   流量計測方法において、 前記音波を伝播させる毎にその音波の伝播時間または前
   記流体の流速を計測すると共に、前記伝播時間または前
   記流体の流速に対応した流量係数を求め、かつ前記流体
   の圧力変動の振幅を計測し、その圧力変動の振幅に対応
   した補正を前記流量係数に施して、その補正が施された
   流量係数と前記伝播時間または前記流体の流速とを用い
   た演算を行なって前記流体の瞬間流量値を算出し、その
   瞬間流量値に基づいて前記流体の流量値を得ることを特
   徴とする流量計測方法。
6. 【請求項６】 前記流体の圧力変動の振幅に対応した補
   正値をあらかじめ定めておき、その補正値のうちから前
   記圧力変動の振幅に対応した補正値を選出し、それを用
   いて前記流量係数に補正を施すことを特徴とする請求項
   ５記載の流量計測方法。
7. 【請求項７】 前記瞬間流量値の所定計測回数ごとの平
   均値を演算して前記流体の流量値を得ることを特徴とす
   る請求項１ないし６のうちいずれか１項に記載の流量計
   測方法。
8. 【請求項８】 前記伝播時間または前記流体の流速の代
   りに、前記音波が前記流体の下流から上流へと伝播する
   際の周波数と上流から下流へと伝播する際の周波数との
   周波数差を計測し、その周波数差と前記補正が施された
   流量係数とを用いた演算を行なって前記流体の瞬間流量
   値を算出し、その瞬間流量値に基づいて前記流体の流量
   値を得ることを特徴とする請求項１ないし６のうちのい
   ずれか１項に記載の流量計測方法。
9. 【請求項９】 流体に音波を間欠的に伝播させる音波伝
   播手段と、前記音波の伝播時間または前記流体の流速を
   計測する伝播時間または前記流体の流速計測手段と、前
   記伝播時間または前記流体の流速に基づいて前記流体の
   流量値を演算する流量値演算手段とを有する流量計測装
   置において、 前記伝播時間または前記流体の流速計測手段は、前記音
   波伝播手段が前記音波を伝播させる毎に、その音波の伝
   播時間または前記流体の流速を計測するものであり、 前記流量値演算手段が、前記伝播時間または前記流体の
   流速とそれに対応した流量係数とを用いた演算を行って
   前記流体の流量値を演算するものであり、 前記流体の圧力変動の周期または周波数および振幅を計
   測する圧力変動計測手段と、 前記圧力変動の周期または周波数および振幅に対応した
   補正を前記流量係数に施す流量係数補正手段とを、さら
   に備えていることを特徴とする流量計測装置。
10. 【請求項１０】 前記流量係数補正手段が、前記流体の
    圧力変動の周期または周波数および振幅の組み合わせに
    対応して複数種類の補正値をあらかじめ定めておき、そ
    の複数種類の補正値のうちから前記圧力変動の周期また
    は周波数および振幅の組み合わせに対応した補正値を選
    出し、それを用いて前記流量係数に補正を施すものであ
    ることを特徴とする請求項９記載の流量計測装置。
11. 【請求項１１】 流体に音波を間欠的に伝播させる音波
    伝播手段と、前記音波の伝播時間または前記流体の流速
    を計測する伝播時間または前記流体の流速計測手段と、
    前記伝播時間または前記流体の流速に基づいて前記流体
    の流量値を演算する流量値演算手段とを有する流量計測
    装置において、 前記伝播時間または前記流体の流速計測手段は、前記音
    波伝播手段が前記音波を伝播させる毎に、その音波の伝
    播時間または前記流体の流速を計測するものであり、 前記流量値演算手段が、前記伝播時間または前記流体の
    流速とそれに対応した流量係数とを用いた演算を行って
    前記流体の流量値を演算するものであり、 前記流体の圧力変動の周期または周波数を計測する圧力
    変動計測手段と、 前記圧力変動の周期または周波数に対応した補正を前記
    流量係数に施す流量係数補正手段とを、さらに備えてい
    ることを特徴とする流量計測装置。
12. 【請求項１２】 前記流量係数補正手段が、前記流体の
    圧力変動の周期または周波数に対応して複数種類の補正
    値をあらかじめ定めておき、その複数種類の補正値のう
    ちから前記圧力変動の周期または周波数に対応した補正
    値を選出し、それを用いて前記流量係数に補正を施すも
    のであることを特徴とする請求項１１記載の流量計測装
    置。
13. 【請求項１３】 流体に音波を間欠的に伝播させる音波
    伝播手段と、前記音波の伝播時間または前記流体の流速
    を計測する伝播時間または前記流体の流速計測手段と、
    前記伝播時間または前記流体の流速に基づいて前記流体
    の流量値を演算する流量値演算手段とを有する流量計測
    装置において、 前記伝播時間または前記流体の流速計測手段は、前記音
    波伝播手段が前記音波を伝播させる毎に、その音波の伝
    播時間または前記流体の流速を計測するものであり、 前記流量値演算手段が、前記伝播時間または前記流体の
    流速とそれに対応した流量係数とを用いた演算を行って
    前記流体の流量値を演算するものであり、 前記流体の圧力変動の振幅を計測する圧力変動計測手段
    と、 前記圧力変動の振幅に対応した補正を前記流量係数に施
    す流量係数補正手段とを、さらに備えていることを特徴
    とする流量計測装置。
14. 【請求項１４】 前記流量係数補正手段が、前記流体の
    圧力変動の振幅に対応して複数種類の補正値をあらかじ
    め定めておき、その複数種類の補正値のうちから前記圧
    力変動の振幅に対応した補正値を選出し、それを用いて
    前記流量係数に補正を施すものであることを特徴とする
    請求項１３記載の流量計測装置。
15. 【請求項１５】 前記流量値演算手段が、前記瞬間流量
    値の所定計測回数ごとの平均値を演算して前記流体の流
    量値を得るものであることを特徴とする請求項９ないし
    １４のうちいずれか１項に記載の流量計測装置。
16. 【請求項１６】 前記伝播時間または前記流体の流速計
    測手段およびそれによって計測される前記伝播時間また
    は前記流体の流速の代りに、前記音波が前記流体の下流
    から上流へと伝播する際の周波数と上流から下流へと伝
    播する際の周波数との周波数差を計測する周波数差計測
    手段を備えると共に、 前記流量値演算手段を、前記補正が施された流量係数と
    前記周波数差とを用いた演算を行なって前記流体の瞬間
    流量値を算出し、その瞬間流量値に基づいて前記流体の
    流量値を得るものとしたことを特徴とする請求項９ない
    し１４のうちのいずれか１項に記載の流量計測装置。
17. 【請求項１７】 ガスに音波を間欠的に伝播させる音波
    伝播手段と、前記音波の伝播時間または前記流体の流速
    を計測する伝播時間または前記流体の流速計測手段と、
    前記伝播時間または前記流体の流速に基づいて前記ガス
    の流量値を演算する流量値演算手段とを有するガスメー
    タにおいて、 前記伝播時間または前記流体の流速計測手段は、前記音
    波伝播手段が前記音波を伝播させる毎に、その音波の伝
    播時間または前記流体の流速を計測するものであり、 前記流量値演算手段が、前記伝播時間または前記流体の
    流速とそれに対応した流量係数とを用いた演算を行って
    前記ガスの流量値を演算するものであり、 前記ガスの圧力変動の周期または周波数および振幅を計
    測する圧力変動計測手段と、 前記圧力変動の周期または周波数および振幅に対応した
    補正を前記流量係数に施す流量係数補正手段とを、さら
    に備えていることを特徴とするガスメータ。
18. 【請求項１８】 前記流量係数補正手段が、前記ガスの
    圧力変動の周期または周波数および振幅の組み合わせに
    対応して複数種類の補正値をあらかじめ定めておき、そ
    の複数種類の補正値のうちから前記圧力変動の周期また
    は周波数および振幅の組み合わせに対応した補正値を選
    出し、それを用いて前記流量係数に補正を施すものであ
    ることを特徴とする請求項１７記載のガスメータ。
19. 【請求項１９】 ガスに音波を間欠的に伝播させる音波
    伝播手段と、前記音波の伝播時間または前記流体の流速
    を計測する伝播時間または前記流体の流速計測手段と、
    前記伝播時間または前記流体の流速に基づいて前記ガス
    の流量値を演算する流量値演算手段とを有するガスメー
    タにおいて、 前記伝播時間または前記流体の流速計測手段は、前記音
    波伝播手段が前記音波を伝播させる毎に、その音波の伝
    播時間または前記流体の流速を計測するものであり、 前記流量値演算手段が、前記伝播時間または前記流体の
    流速とそれに対応した流量係数とを用いた演算を行って
    前記ガスの流量値を演算するものであり、 前記ガスの圧力変動の周期または周波数を計測する圧力
    変動計測手段と、 前記圧力変動の周期または周波数に対応した補正を前記
    流量係数に施す流量係数補正手段とを、さらに備えてい
    ることを特徴とするガスメータ。
20. 【請求項２０】 前記流量係数補正手段が、前記ガスの
    圧力変動の周期または周波数に対応して複数種類の補正
    値をあらかじめ定めておき、その複数種類の補正値のう
    ちから前記圧力変動の周期または周波数に対応した補正
    値を選出し、それを用いて前記流量係数に補正を施すも
    のであることを特徴とする請求項１９記載のガスメー
    タ。
21. 【請求項２１】 ガスに音波を間欠的に伝播させる音波
    伝播手段と、前記音波の伝播時間または前記流体の流速
    を計測する伝播時間または前記流体の流速計測手段と、
    前記伝播時間または前記流体の流速に基づいて前記ガス
    の流量値を演算する流量値演算手段とを有するガスメー
    タにおいて、 前記伝播時間または前記流体の流速計測手段は、前記音
    波伝播手段が前記音波を伝播させる毎に、その音波の伝
    播時間または前記流体の流速を計測するものであり、 前記流量値演算手段が、前記伝播時間または前記流体の
    流速とそれに対応した流量係数とを用いた演算を行って
    前記ガスの流量値を演算するものであり、 前記ガスの圧力変動の振幅を計測する圧力変動計測手段
    と、 前記圧力変動の振幅に対応した補正を前記流量係数に施
    す流量係数補正手段とを、さらに備えていることを特徴
    とするガスメータ。
22. 【請求項２２】 前記流量係数補正手段が、前記ガスの
    圧力変動の振幅に対応して複数種類の補正値をあらかじ
    め定めておき、その複数種類の補正値のうちから前記圧
    力変動の振幅に対応した補正値を選出し、それを用いて
    前記流量係数に補正を施すものであることを特徴とする
    請求項２１記載のガスメータ。
23. 【請求項２３】 前記流量値演算手段が、前記瞬間流量
    値の所定計測回数ごとの平均値を演算して前記ガスの流
    量値を得るものであることを特徴とする請求項１７ない
    し２２のうちいずれか１項に記載のガスメータ。
24. 【請求項２４】 前記伝播時間または前記流体の流速計
    測手段およびそれによって計測される前記伝播時間また
    は前記流体の流速の代りに、前記音波が前記ガスの下流
    から上流へと伝播する際の周波数と上流から下流へと伝
    播する際の周波数との周波数差を計測する周波数差計測
    手段を備えると共に、前記流量値演算手段を、前記補正
    が施された流量係数と前記周波数差とを用いた演算を行
    なって前記ガスの瞬間流量値を算出し、その瞬間流量値
    に基づいて前記ガスの流量値を得るものとしたことを特
    徴とする請求項１７ないし２２のうちのいずれか１項に
    記載のガスメータ。