JP2003232660A - 流量計測装置及びこの装置を機能させるためのプログラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 送受信反転を伴う繰返し測定における遅延時
間の精度は測定精度にそのまま影響を与えるので、繰返
し動作の前後と切換え動作時で遅延時間を実測して補正
する。 【解決手段】 繰返し動作の前で遅延時間制御手段２１
は遅延手段１６を動作し、動作時間を遅延時間計測手段
１７で計測される。同様に切換え手段２３の動作時と送
受信動作を反転して一連の繰返し動作が終了した時点の
３箇所で遅延時間を測定する。そして３つの遅延時間を
基に遅延時間補正手段２２は繰返し動作中の遅延手段の
動作時間を推定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波を利用して
気体や液体などの流量を計測する流量計測装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の超音波流量計としては、
例えば、特開２０００−２９２２３２公報に記載されて
いるものがあった。図２２は、前記公報に記載された従
来の超音波流量計の構成を示すブロック図である。

【０００３】図２２において、流体流路１の途中に超音
波を発信する第１振動子２と受信する第２振動子３が流
れ方向に配置されている。４は第１振動子２への送信回
路、５は第２振動子３で受信した超音波を信号処理する
受信回路である。６は受信回路５で超音波を検知した後
第１振動子２からの送信と第２振動子３での受信を複数
回繰り返す繰返し手段である。９は受信回路で超音波を
検出した後、再度第１振動子２から超音波を送信するま
での遅延時間を発生させる遅延時間発生手段であり、１
０は遅延時間発生手段９により発生した遅延時間を計測
する遅延時間計測手段、１１は遅延時間発生手段９の計
測値を基に、遅延時間を制御する遅延時間制御手段、１
２はは繰返し手段により行われる複数回の超音波伝達の
所要時間を計測する累積時間計測手段、８は遅延時間計
測手段１２および累積時間計測手段１２の計測値から流
量を求める流量演算手段である。送信回路５より送出さ
れたバースト信号により第１振動子２から発信された超
音波信号は、流れの中を伝搬し、第２振動子３で受信さ
れ受信回路６で検知され、遅延時間発生手段９で発生し
た遅延時間を置いた後、再び送信回路５よりバースト信
号が送出される。送信回路５からのバースト信号は、予
め定められた回数だけ繰り返され、この繰返しに要した
時間を累積時間計測手段１２で、また、遅延時間を遅延
時間計測手段１０により計測する。

【０００４】更に、流量演算手段８では、累積時間計測
手段１２で求めた値から遅延時間計測手段１０で求めた
遅延時間を差し引くことにより、超音波の伝達のみの所
要時間Ｔを求める。

【０００５】次に、遅延時間の計測方法について説明す
る。計測開始時には、遅延時間制御手段１１により計測
繰返し中の遅延時間の設定値の指示が遅延時間発生手段
９に与えられる。更に、繰返し手段６により遅延時間発
生手段９にトリガ信号が送出される。この時、累積時間
計測手段１２により、超音波伝達時間の計測が開始され
ると共に、遅延時間計測手段１１で１回目の遅延時間の
計測を開始する。次に、所定の遅延時間が完了すると、
遅延時間計測１１は計測動作を終了し、この時求めた遅
延時間ｔ１を流量演算手段８へ記憶させる。その後、繰
返し手段６により、遅延→送受信→送受信→・・・・の
如く規定の回数だけ動作を繰り返す。受信回路５でｎ回
目の受信信号を検知されると、最後にもう一度、遅延時
間発生手段９により遅延時間と同等の時間が発生し、遅
延時間計測手段１０が計測を開始する。所定の遅延時間
が終了した後は、実施例１と同様に、累積時間計測手段
１２ではｎ回分の超音波伝達時間とｎ＋１回の遅延時間
の合計値Ｔａ、遅延時間計測手段１１では、ｎ＋１回目
の遅延時間ｔ（ｎ＋１）が得られる。

【０００６】遅延時間発生手段９で生成される時間が変
化するものと考えれば、ｎ回の送受信の前後の遅延時間
を計測すれば、繰返し動作の間の遅延時間の変化を推定
できる。すなわち、直線的に変化していると仮定すれ
ば、ｔ１とｔ（ｎ＋１）の平均値を遅延時間の代表値と
考えることが可能であるし、何らかの曲線変化を示すの
であれば、荷重平均値を代表値と考えることができる。

【０００７】

【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、遅延時間の演算のように繰返しの
最初と最後だけの時間を参考にしていては、繰返し回数
や伝搬時間の違いにより遅延時間の精度が期待したほど
高まらない場合がある。例えば繰り返し動作の途中で回
路電流による発熱などが影響し遅延発生手段の動作の特
性が変化する場合があり、遅延時間が一定にならないこ
とがある。また、これを解決するために繰り返し回数を
増加して平均するなどの対策があるが、時間が長くなる
と周囲温度の状態や電源電圧の変化、さらに動作時間に
より遅延時間の精度に影響がでてくる。

【０００８】また超音波の送受信を切換え動作すると、
その切換え動作中は遅延発生手段の動作は停止している
ため再度動作を開始する時は遅延時間の変動が発生する
可能性が大きい。

【０００９】遅延時間の精度は流量の測定精度にそのま
ま影響を与えるので、高精度の遅延時間をもつ遅延回路
の実現が課題であった。例えば、音速を３４０ｍ／ｓは
０．３４ｍｍ／μｓとなり、数ｎｓの時間のずれが測定
精度に大きな影響を与える。また、繰り返し回数を増加
すれば電力も増大するなどの付随的な問題も発生してく
る。

【００１０】本発明は上記の課題を解決するもので、繰
返しの最初と最後および切換え動作後の繰り返し動作終
了後に計測した遅延時間の時間差を基に演算上の遅延時
間を調整する遅延制御手段を用いることで、時間計測の
誤差をできるだけ小さくし、精度の良い流量計測を実現
することを目的としている。

【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、本発明の遅延制御手段は遅延時間計測手段を
繰返し手段による超音波伝達開始時および終了時と切換
え手段動作後の超音波伝達終了時に動作し、超音波伝達
前後の遅延手段における遅延時間の計測差を求め、この
時間から流量演算時の遅延時間を調節する遅延時間補正
手段を有し、これにより精度良く演算上の遅延時間を求
めることができ、その結果高精度の流量計測が実現でき
る。

【００１２】

【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、振動子からの信号発信の遅延時間
を発生する遅延手段と、遅延手段の遅延時間を計測する
遅延時間計測手段と、振動子間相互の超音波伝達を複数
回行う繰返し手段と、遅延時間計測手段の計測値を基
に、遅延時間を制御する遅延時間制御手段と、繰返し手
段による超音波伝達の累積時間を計測する計時手段と、
計時手段と遅延時間制御手段の信号から流量を算出する
流量演算手段と、一対の振動子の送信機能と受信機能を
切換え設定する切換え手段を備え、遅延時間制御手段は
遅延時間計測手段を繰返し手段による超音波伝達開始時
および切換え手段動作時および超音波伝達終了時に動作
し、超音波伝達動作の前後および途中の切換え時の計測
差から流量演算時の遅延時間を調節する遅延時間補正手
段を有する流量計測装置である。

【００１３】そして、切換え手段動作の前後における繰
り返し動作の最初と最後で遅延時間を計測し、その値を
基に演算上の遅延時間を調整しているため精度良く遅延
時間を求めることができ、その結果高精度の流量計測が
可能になる。

【００１４】請求項２記載の発明は、特に、請求項１記
載の遅延時間制御手段が繰返し手段の繰返し回数を変更
し、遅延時間計測手段を繰返し手段による超音波伝達開
始時および途中の切換え時および超音波伝達終了時に動
作し、繰返し回数の違いによる超音波伝達前後の計測差
から流量演算時の遅延時間を調節することにより、切換
え手段動作前と後における実際の繰り返し回数で計測し
ている場合の繰り返し途中における遅延時間の変移を把
握しているため流量演算の精度を向上することが可能に
なる。

【００１５】請求項３記載の発明は、遅延時間制御手段
が遅延時間計測手段を繰返し手段による超音波伝達開始
時および切換え手段動作後の超音波伝達終了時に動作
し、遅延時間計測手段で求めた遅延時間の計測差が超音
波伝達前後で予め定めた値より大きい場合に繰り返し手
段による超音波伝達開始時の直前に所定時間だけ遅延手
段を動作させることにより、遅延手段の特性を考慮した
初期動作を行うことで、遅延手段は安定した動作を行う
ため精度のよい測定を実現することが可能になる。

【００１６】請求項４記載の発明は、特に、請求項３に
記載の遅延時間制御手段が遅延時間計測手段を切換え手
段の動作前の繰返し手段による超音波伝達開始時および
切換え手段動作後の繰返し手段による超音波伝達終了時
に動作し、遅延時間計測手段で求めた遅延時間の計測差
に応じて切換え手段動作前の繰り返し手段による超音波
伝達開始時の直前に所定時間だけ遅延手段を動作させる
ことにより、遅延手段の特性を考慮した初期動作を行う
ことにより、遅延手段は安定した動作を行うため精度の
よい測定を実現することが可能になる。

【００１７】請求項５記載の発明は、特に、請求項３に
記載の遅延時間制御手段が遅延時間計測手段を切換え手
段の動作前の繰返し手段による超音波伝達開始時および
切換え手段動作後の繰返し手段による超音波伝達終了時
に動作し、遅延時間計測手段で求めた遅延時間の計測差
が予め定めた値以内になるよう切換え手段動作前の繰り
返し手段による超音波伝達開始時の直前に所定時間だけ
遅延手段を動作させることにより、遅延手段は安定した
動作を行い、かつ必用以上の遅延時間精度を得るために
電力を使用しないため省電力で精度のよい測定を実現す
ることが可能になる。

【００１８】請求項６記載の発明は、特に、請求項３に
記載の遅延時間制御手段が遅延時間計測手段を切換え手
段の動作前の繰返し手段による超音波伝達開始時および
終了時と切換え手段動作後の繰返し手段による超音波伝
達終了時に動作し、遅延時間計測手段で求めた遅延時間
の計測差が（超音波伝達前後で）予め定めた値より大き
い場合に切換え手段動作後の繰り返し手段による超音波
伝達開始時の直前に所定時間だけ遅延手段を動作させる
ことにより、遅延手段の特性を考慮した初期動作を行う
ことで、切換え動作時間中における遅延手段の特性を考
慮しているため遅延手段はより安定した動作を行うため
精度のよい測定を実現することが可能になる。

【００１９】請求項７記載の発明は、特に、請求項３に
記載の遅延時間制御手段が遅延時間計測手段を切換え手
段の動作前の繰返し手段による超音波伝達開始時および
終了時と切換え手段動作後の繰返し手段による超音波伝
達終了時に動作し、遅延時間計測手段で求めた遅延時間
の計測差に応じて前記切換え手段動作後の繰り返し手段
による超音波伝達開始時の直前に所定時間だけ遅延手段
を動作させることにより、遅延手段の特性を考慮した動
作を行うことで、切換え動作時間中における遅延手段の
特性を考慮し遅延手段はより安定した動作を行うため精
度のよい測定を実現することが可能になる。

【００２０】請求項８記載の発明は、特に、請求項３に
記載の遅延時間制御手段が遅延時間計測手段を切換え手
段の動作前の繰返し手段による超音波伝達開始時および
終了時と切換え手段動作後の繰返し手段による超音波伝
達終了時に動作し、遅延時間計測手段で求めた遅延時間
の計測差が予め定めた値以内になるよう切換え手段動作
後の前記繰り返し手段による超音波伝達開始時の直前に
所定時間だけ遅延手段を動作させることにより、遅延手
段の特性を考慮した動作を行うことで、切換え動作時間
中における遅延手段の特性を考慮し遅延手段はより安定
した動作を行い、かつ必用以上の遅延時間精度を得るた
めの電力を使用しないため省電力で精度のよい測定を実
現することが可能になる。

【００２１】請求項９記載の発明は、特に、請求項３に
記載の遅延時間制御手段が、遅延時間計測手段を切換え
手段の動作前の繰返し手段による超音波伝達開始時およ
び終了時と切換え手段動作後の繰返し手段による超音波
伝達終了時に動作し、遅延時間計測手段で求めた遅延時
間の計測差が予め定めた値未満の場合は繰り返し手段に
よる超音波伝達開始時の直前、もしくは切換え手段動作
後の繰り返し手段による超音波伝達開始時の直前におけ
る遅延手段の動作の少なくとも一つを停止することによ
り、その遅延時間の差が予め定めた値未満の場合は、遅
延手段が放熱や蓄熱などの初期動作特性が小さいく安定
であると判断し、遅延手段の動作を安定にするための初
期動作を省略することで、計測時間を短くでき省電力動
作が可能になる。

【００２２】請求項１０記載の発明は、特に、請求項３
に記載の遅延時間制御手段が切換え時間調節手段で遅延
時間計測手段を切換え手段の動作前の繰返し手段による
超音波伝達開始時および切換え手段動作後の繰返し手段
による超音波伝達終了時に動作し、遅延時間計測手段で
求めた遅延時間の計測差が超音波伝達前後で予め定めた
値より大きい場合には切換え手段の動作時間を調節する
ことにより、切換え動作前後における遅延手段の動作が
大きく異ならないようにすることができ精度のよい測定
を実現することが可能になる。

【００２３】請求項１１記載の発明は、特に、請求項３
に記載の遅延時間制御手段が切換え時間調節手段で遅延
時間計測手段を切換え手段の動作前の繰返し手段による
超音波伝達開始時および切換え手段動作後の繰返し手段
による超音波伝達終了時に動作し、遅延時間計測手段で
求めた遅延時間の計測差に応じて前記切換え手段の動作
時間を調節することにより、切換え動作前後における遅
延手段の動作がほぼ等しくなるようにでき遅延時間の演
算の誤差を少なくし測定の精度向上を実現することが可
能になる。

【００２４】請求項１２記載の発明は、特に、請求項３
に記載の遅延時間制御手段が切換え時間調節手段で遅延
時間計測手段を切換え手段の動作前の繰返し手段による
超音波伝達開始時および切換え手段動作後の繰返し手段
による超音波伝達終了時に動作し、遅延時間計測手段で
求めた遅延時間の計測差が予め定めた値以内になるよう
切換え手段動作前の繰り返し手段による切換え手段の動
作時間を調節することにより、切換え動作前後の遅延手
段の動作をほぼ等しくすることが可能になりるため流量
演算の精度を向上することが可能になる。

【００２５】請求項１３記載の発明は、特に、請求項１
から請求項１２のいずれか１項記載の流量計測装置にお
いて、遅延時間制御手段の動作を確実にすりためのコン
ピュータを機能させるためのプログラムを有する構成と
したもので、これにより遅延時間制御手段の動作をソフ
トで行うことにより判定などの条件設定、変更が容易に
でき、また経年変化などにも柔軟に対応できるためより
フレキシブルに遅延時間の精度向上を行い、その結果流
量演算精度の向上が可能となる。

【００２６】

【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。

【００２７】（実施例１）請求項１および請求項２に係
る発明を実施例１の流量計測装置として説明する。図１
は本実施例の構成を示す流量計測装置のブロック図であ
る。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、流路１に配置された超音波を送受信す
る第１の振動子２、第２の振動子３と、第１の振動子２
を駆動する駆動手段１３と、駆動手段１３を動作する計
測スタート信号を出力する制御手段１４と、第２の振動
子３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１５と、タイミング検知手段１５の出力を
所定の遅延時間遅れて駆動手段１３のトリガ信号として
出力する遅延手段１６と、遅延手段１６の動作時間すな
わち遅延時間を計測する遅延時間計測手段１７と、超音
波の送受信そして遅延手段１６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返し手段１８と、少なくとも駆
動手段１３による第１の振動子２の駆動開始から繰返し
手段１８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１９と、計時手段１９の値から一対の振動子間
の流速を演算し、それから流量を求める流量演算手段２
０と、遅延時間計測手段の計測値を基に遅延時間を制御
する遅延時間制御手段２１と、遅延時間制御手段２１で
計測差から遅延時間を調節する遅延時間補正手段２２を
有するものである。さらに駆動手段１３と第１の振動子
２、および第２の振動子３とタイミング検知手段１５の
間に切換手段２３を設け、超音波の送受信を第１の振動
子２と第２の振動子３の間で交互に行うようにしてい
る。

【００２８】通常の動作を説明する。制御手段１４から
スタート信号を受けた駆動手段１３が第１の振動子２を
一定時間パルス駆動を行うと同時に計時手段２０は制御
手段１４からの信号によってに時間計測始める。パルス
駆動された第１の振動子２からは超音波が送信される。
第１の振動子２から送信した超音波は被測定流体中を伝
搬し第２の振動子３で受信される。第２の振動子３の受
信出力は、タイミング検知手段１５で信号を増幅された
後、予め定められている受信タイミングの信号レベルで
超音波の受信を決定する。繰返し動作を行わない場合は
この超音波の受信を決定した時点で計時手段２１の動作
を停止し、その時間情報ｔから（式１）によって流速を
求める。

【００２９】（計時手段２０から得た測定時間をｔ、超
音波振動子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） ｖ＝（Ｌ／ｔ）−ｃ・・・（式１） タイミング検知手段１５は通常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ることが多
い。

【００３０】繰返し手段１８を用いる今回の動作はタイ
ミング検知手段１５の判定結果を遅延手段１６で一定時
間遅延させた後に駆動手段１３に返し、再度送信を行
う。繰返し動作を決められた回数行い、その時間を計時
手段２０で測定し、計時手段２０の測定時間を元に（式
２）の計算によって流速を求める。

【００３１】（遅延手段の遅延時間をＴｄ、繰返しの回
数をｎ、測定時間をｔｓ、超音波振動子間の流れ方向の
有効距離をＬ、音速をｃ、被測定流体の流速をｖとす
る） 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。

【００３２】また、第１の超音波振動子２と第２の超音
波振動子３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。

【００３３】（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） 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。

【００３４】流速ｖが求まると、それに流路１の断面積
を乗ずることにより流量を導くことができる。

【００３５】通常の動作は図３に示すタイミング図のよ
うになる。すなわち、制御手段１４による時刻ｔ０にお
ける開始信号から計測を開始し、ｔ１で駆動手段１３を
介して第１の超音波振動子２を駆動する。そこで発生し
た超音波信号は流路内を伝搬し時刻ｔ２で第２の超音波
振動子３に到達し、タイミング検知手段１５で受信点を
検知すると時刻ｔ３から遅延手段１６が動作し、予め定
めた時間だけ動作した後時刻ｔ４で繰返し手段１８に信
号を送る。繰返し手段１８はこの信号を入力すると駆動
手段１３に信号を送出し、再び第１の超音波振動子２を
駆動する。以下、この繰返しを行っている。

【００３６】繰返し手段１８で決められた回数動作する
と図３時刻ｔ５で送受信動作は停止し、その時間は図に
示すＴとなる。その後、切換え手段２３が送受信を切換
える。すなわち第１の超音波振動子２が受信側、第２の
超音波振動子３が送信側になる。そして同様な繰返し動
作を行う。時間的な動作は図４に示すようにＴ１の間は
第１の超音波振動子２が送信側、第２の超音波振動子３
が受信側、Ｔｃｈで切換え動作を行い、Ｔ２では反対に
第１の超音波振動子２が受信側、第２の超音波振動子３
が送信側となる。

【００３７】なお、図３に示す送信波、受信波の動作は
図４以下の説明では同じため記述を省略しているが、内
部動作は図３と同じである。

【００３８】このように繰返し手段１８で決められた回
数動作する場合に１回目と最終回目では遅延手段１６の
動作が異なることがある。通常、遅延手段１６としては
ＬＣ分布定数回路等が用いられているが、これらの素子
には抵抗成分も含まれている。遅延手段１６に抵抗分が
あると電流を流していけば繰返し１回目では問題無い
が、回数を重ねていくにつれ電流による発熱が発生し、
その結果遅延時間が変化してくる。しかし、この発熱も
平衡点があるためある一定回数以上の繰返し回数では遅
延時間が一定とみて良い。図２（ａ）に繰返し回数と遅
延手段１６の１回当たりの遅延時間の概念図を示す。こ
れより繰返し回数が少ないと遅延時間の差が大きいこと
がわかる。遅延時間の差が大きいと流量演算手段で計時
手段２０が測定した時間から遅延時間の繰返し回数分を
差し引き超音波伝搬時間分のみから流量を求める際、遅
延時間の合計に誤差が生じてくる。この問題を回避する
方法を以下に説明する。

【００３９】図２（ａ）に示しているように遅延手段１
６の１回当たりの遅延手段は異なっている。具体的には
図３のＤ０、Ｄ１とＤ２の時間が等しくないということ
である。ここでＤ０は制御手段１４から最初遅延手段１
６に信号を送出して作成しても良いし、制御手段１４自
身で作成しても良い。

【００４０】流量を算出する場合は時刻ｔ０からｔ５ま
での時間Ｔから実際超音波の伝搬した時間だけを用いる
ためＤ０，Ｄ１，Ｄ２の時間を差し引かなければならな
い。この時間を正確に求めるため、図５に示すように時
刻ｔ０の前ｔａで制御手段１４から遅延時間制御手段２
１に信号が入力される。この信号により遅延時間制御手
段は遅延手段１６を動作する。そして動作時間は遅延時
間計測手段１７で計測される。また時刻ｔ５で一連の繰
返し動作が終了すると時刻ｔｂにおいて時刻ｔａの場合
と同様に遅延時間制御手段２１が遅延手段１６を動作
し、その動作時間を遅延時間計測手段１７で測定する。
その後切換え手段２３が送受信動作を切換え（時間Ｔｃ
ｈ）Ｔ１と同じ動作をＴ２時間行い、一連の繰返し動作
が終了後、同様に時刻ｔｃにおいて時刻ｔａの場合と同
様に遅延時間制御手段２１が遅延手段１６を動作し、そ
の動作時間を遅延時間計測手段１７で測定する。そして
ｔａとｔｂ、ｔｃで計測された遅延時間を基に遅延時間
補正手段２２は繰返し動作中の遅延手段の動作時間を推
定する。例えばこれはｔａとｔｂの時に測定した遅延時
間の単純平均に繰返し回数に関するある係数を乗じた時
間とｔｂとｔｃの時に測定した遅延時間の単純平均に繰
返し回数に関するある係数を乗じた時間を遅延時間とし
て用いるなどである。

【００４１】遅延時間補正手段２２内部での動作とし
て、比例定数をα、定数項をβとすると流量演算で用い
る遅延時間をα＊（ｔａ＋ｔｂ）＋βと単純な式で求め
てもよい。

【００４２】また遅延時間の差を用いてα＊（ｔｂ−ｔ
ａ）＋ｔａとしても良い。さらに単純に実験等で求めた
遅延時間の差と補整値の関係をテーブルなどで持つこと
でｔｂ−ｔａの値からテーブルの値を参照するルックテ
ーブル型の補整でも良い。これをＴ１，Ｔ２別々に行っ
ても良いし、同じ値を用いても良い。

【００４３】この遅延時間補正手段２２が求めた遅延時
間を流量演算手段２１に送出すると、計時手段１９から
の時間信号から正確な遅延時間を差し引くことができ
る。遅延時間補正手段２２による補正としては図２
（ａ），（ｂ）および（ｃ）に示しているような繰返し
回数による要因、繰返し時間による要因、１回の繰返し
にかかる時間による要因など色々な要因を考慮して求め
ることが必要になる。このため計測の前後で求めた遅延
時間と本来の遅延時間の関係を実験等で求めて記憶手段
などに保管しておき、その情報を基に補正したり、経年
変化を考えると記憶手段に遅延時間の状態を動作中に一
定期間ごと刻々と記録し、その変移を参考に遅延時間の
補正を行うことが可能である。さらにこの記憶手段の情
報は外部から書き換えることが可能にしておくと実測し
た値を入力するなど利用範囲が広がる。

【００４４】このように繰返し動作の前後で遅延時間を
計測し、切換え動作後にも同様な遅延時間を計測を行
い、その値を基に演算上の遅延時間を調整しているため
精度良くな遅延時間を求めることができ、その結果高精
度の流量計測が可能になる。

【００４５】また、図２（ａ）に示すように繰返し回数
により遅延時間の変化することがわかっている。切換え
動作を含めると遅延時間の動作は図２（ｄ）のようにな
るため、制御手段１４は遅延時間制御手段に信号を送出
し、計測の最初、電源を投入した時や一定時間毎に繰返
し回数を変化して、その前後に図５のような遅延時間の
差を調べてみる。例えば図２（ａ）のＰ，Ｑ，Ｒのよう
に繰返し回数を変化しその動作の前後で遅延時間を調べ
ることで繰返し回数による遅延時間の変化ｔＰ，ｔＱ，
ｔＲを遅延時間計測手段１７で実測することができる。
この動作は切換え手段２３で送受信を反転しても行う。
これにより遅延時間補正手段２２はこの時間変化を基に
遅延時間の平均値を精度よく求めることが可能になる。

【００４６】例えば繰り返し回数がＰしかない時の遅延
時間とＲまで繰り返す時の遅延時間は流量演算に用いる
場合大きく異なってくる。式２を変形すると式２‘とな
る。

【００４７】 ｖ＝Ｌ／（ｔｓ−ΣＴｄ）／ｎ−ｃ・・・（式２‘） ここでΣＴｄとは遅延手段１６の遅延時間の繰り返し回
数分における合計値である。この値を直接求めることが
できれば精度良く演算ができるが実際には推定値や演算
値を用いている。遅延時間の合計値と考えると繰り返し
回数ＰとＲでは大きく異なることが図２より容易に理解
できる。そこですべての繰り返し回数を調べることまで
しなくてもある特定の繰り返し回数において遅延時間を
調べることは十分可能である。そこで実際に繰り返し回
数を変化してその繰り返し回数後の遅延時間を実測する
ことで流量演算に用いる遅延時間の平均値を精度良く求
めることが可能になる。

【００４８】このように切換え手段動作前後において繰
り返し回数を変化した場合の遅延時間の変動を調べるこ
とにより、切換え手段動作前と後における実際の繰り返
し回数で計測している場合の繰り返し途中における遅延
時間の変移を把握しているため流量演算の精度を向上す
ることが可能になる。

【００４９】（実施例２）請求項３、請求項４および請
求項５に係る発明を実施例２の流量計測装置として説明
する。図１、図６、図７、図８および図９を用いて動作
を説明する。実施例１と異なるところは、切換え手段動
作前後における超音波伝送動作の前後に測定した遅延時
間の計測差によって遅延手段１６の初期動作を変更する
ことである。まず図１、図６および図７を用いて説明す
る。

【００５０】図６内において時刻ｔ０からｔ５までの動
作は図３と同じのため詳細な図中の記述と説明を省略す
る。図６において時刻ｔ０の前ｔａで制御手段１４から
遅延時間制御手段２１に信号が入力され、遅延時間制御
手段２１は遅延手段１６を動作する。そして図７の１０
０で遅延手段１６の動作時間Ｔｄ１は遅延時間計測手段
１７で計測される。Ｔ１時間経過後、切換え動作を行
い、同様な一連の繰返し動作が終了すると時刻ｔｃにお
いて時刻ｔａの場合と同様に遅延時間制御手段２１が遅
延手段１６を動作し、１０１でその動作時間Ｔｄ２を遅
延時間計測手段１７で測定する。そして１０２でＴｄ１
とＴｄ２の差ｄを求め、１０３においてｄが予め定めた
値Ｔｘより大きいと繰返し動作中の遅延時間の変動も大
きいと推測できるため、極力この差を小さくするように
１０４で時刻ｔａ１からｔ０１の間にＴｄの時間だけ遅
延時間制御手段２１は遅延手段１６を動作する。なお、
ｔａ１、ｔ０１は次の繰返し動作の前の時間を示し、そ
れぞれｔａ、ｔ０に相当する。繰り返し手段１８による
超音波伝達開始の前に初期動作として遅延手段１６を動
作することで遅延手段内部の動作が例えば回路電流が流
れることにより発熱作用による安定領域にすることがで
きる。

【００５１】このように超音波伝達開始時および切換え
手段２３動作後の超音波伝達終了時に遅延時間を計測
し、その差が予め定めた値より大きい場合に切換え手段
２３動作前の超音波伝達開始時の直前に所定時間だけ遅
延手段１６の特性を考慮した初期動作を行うことによ
り、遅延手段は安定した動作を行うため精度のよい測定
を実現することが可能になる。

【００５２】遅延手段１６を動作させる所定の時間は予
め定めた一定時間でも良いし、周囲温度や供給電圧に対
応し、それらの値を用いて演算した時間を用いても良
い。

【００５３】また、図６と図８を用いて他の動作を説明
する。周囲温度や繰返し回数などにより繰返し動作内の
遅延時間の推移は変動する。したがって、時刻ｔ０の前
ｔａにおいて１１０で遅延手段１６の動作時間Ｔｄ１を
計測する。そして、切換え手段２３動作後の一連の繰返
し動作が終了する時刻ｔｃにおいて１１１で遅延手段１
６の動作時間Ｔｄ２を測定する。そして１１２でＴｄ１
とＴｄ２の差ｄを求め、１１３においてｄが予め定めた
値Ｔｘより大きいが判定する。大きい場合は１１４で差
ｄに関する関数とした時間ｔｄｌを求め、１１５で時刻
ｔａ１からｔ０１の間にこの時間ｔｄｌだけ遅延時間制
御手段２１は遅延手段１６を動作する。１１４の関数ｆ
（ｄ）は単純なｄに比例した演算でも良いし、遅延手段
１６の非線形動作現象に対応できるような関数を選定し
ても良い。

【００５４】このように、超音波伝達開始時および切換
え手段動作後の超音波伝達終了時に遅延時間を計測し、
その差に応じて切換え手段動作前の超音波伝達開始時の
直前に所定時間だけ遅延手段の特性を考慮した初期動作
を行うことにより、遅延手段は安定した動作を行うため
精度のよい測定を実現することが可能になる。

【００５５】また、図５と図９を用いて他の動作を説明
する。周囲温度や繰返し回数などにより繰返し動作内の
遅延時間の推移は時間とともに変動する。したがって、
時刻ｔ０の前ｔａにおいて１２０で遅延手段１６の動作
時間Ｔｄ１を計測する。そして、切換え手段２３が動作
し送受信を判定した一連の繰返し動作が終了すると時刻
ｔｃにおいて１２１で遅延手段１６の動作時間Ｔｄ２を
測定する。そして１２２でＴｄ１とＴｄ２の差ｄを求
め、１２３においてｄが予め定めた値Ｔｘより大きいが
判定する。大きい場合は１２４で動作時間ｔｄｌを前回
の値よりαだけ長くする。反対にｄが予め定めた値Ｔｘ
より小さい場合は１２５でｔｄｌを前回の値よりαだけ
短くする。そして１２６で時刻ｔａ１からｔ０１の間に
この時間ｔｄｌだけ遅延時間制御手段２１は遅延手段１
６を動作する。ｔｄｌの長さは時間であるため０より大
きく、また上限も常識程度の時間までしか長くしないの
は言うまでもない。

【００５６】図９中に記述している遅延時間の変化幅α
の値は予め定めた値Ｔｘより小さいことは言うまでもな
い。具体的な値としては流路の構成にもよるが数１０ｎ
ｓから数μｓの時間幅で設定するのが実用上便利であ
る。そしてこの動作は繰り返し手段１８による繰り返し
動作が終了するたびにαずつ遅延時間を微調整し続ける
ことができる。これにより種々の外乱などが発生しても
常に遅延時間を調整することで流量演算精度を一定値以
内に保つことが可能になる。

【００５７】遅延手段１６の初期動作を行うことにより
計測前後の遅延時間の差が一定時間より短くなるように
説明したが、１２３で上限と下限を設けてその間に入る
ようにすれば収束はより早くなり、電力で動作する回路
においては省電力効果が大きくなる。

【００５８】このように、超音波伝達開始時および切換
え手段２３動作後の超音波伝達終了時に遅延時間を計測
し、その差が予め定めた値以内になるよう切換え手段２
３動作前の超音波伝達開始時の直前に所定時間だけ遅延
手段１６の特性を考慮した初期動作を行うことにより、
遅延手段１６は安定した動作を行い、かつ必用以上の遅
延時間精度を得るために電力を使用しないため省電力で
精度のよい測定を実現することが可能になる。

【００５９】（実施例３）請求項６、請求項７、請求項
８および請求項９に係る発明を実施例３の流量計測装置
として説明する。図１、図１０および図１１を用いて動
作を説明する。実施例１と異なるところは、超音波伝送
前後の遅延時間の計測差によって切換え動作時にも遅延
手段の初期動作を変更しながら動作することである。

【００６０】まず図１０、図１１を用いて動作を説明す
る。図１０内において時刻ｔ０からｔ５までの動作は図
３と同じのため詳細な図中の記述と説明を省略する。図
１０において時刻ｔ０の前ｔａで制御手段１４から遅延
時間制御手段２１に信号が入力され、遅延時間制御手段
２１は遅延手段１６を動作する。そして図１１の１３０
で遅延手段１６の動作時間Ｔｄ１は遅延時間計測手段１
７で計測される。Ｔ１時間経過後、切換え動作を行う。
この切換え動作の前もしくは後において時刻ｔｂで制御
手段１４から遅延時間制御手段２１に信号が入力され、
遅延時間１６の動作時間Ｔｄ２を計測する。その後、送
受信が切換わり同様な一連の繰返し動作がＴ２経過後に
終了すると時刻ｔｃにおいて時刻ｔａ、ｔｂの場合と同
様に遅延時間制御手段２１が遅延手段１６を動作し、１
０１でその動作時間Ｔｄ２を遅延時間計測手段１７で測
定する。そして１３１でＴｄ１とＴｄ３の差ｄ１を求
め、１３２で同様にＴｄ１とＴｄ２の差ｄ２を求め１３
３においてｄ１もしくはｄ２が予め定めた値Ｔｘより大
きいと切換え動作中の時間においても遅延時間の変動が
大きいと推測できるため、極力この差を小さくするよう
に１３４で切換え時間の間にＴｄｃｈの時間だけ遅延時
間制御手段２１は遅延手段１６を動作する。なお、ｔａ
１、ｔ０１は次の繰返し動作の前の時間を示し、それぞ
れｔａ、ｔ０に相当する。繰り返し手段１８による超音
波伝達開始の前に初期動作として遅延手段１６を動作す
ることで遅延手段内部の動作が例えば回路電流が流れる
ことにより発熱作用による安定領域にすることができ
る。

【００６１】このように超音波伝達開始時および終了時
と切換え手段動作後の超音波伝達終了時に遅延時間を計
測し、その差が予め定めた値より大きい場合に切換え手
段２３動作後の超音波伝達開始時の直前に所定時間だけ
遅延手段の特性を考慮した初期動作を行うことにより、
切換え動作時間中における遅延手段の特性を考慮してい
るため遅延手段はより安定した動作を行うため精度のよ
い測定を実現することが可能になる。遅延手段１６を動
作させる所定の時間は予め定めた一定時間でも良いし、
周囲温度や供給電圧に対応し、それらの値を用いて演算
した時間を用いても良い。

【００６２】また、図１０と図１２を用いて他の動作を
説明する。周囲温度や繰返し回数などにより繰返し動作
内の遅延時間の推移は変動する。さらには切換え手段２
３の動作中、一旦遅延手段１６の動作が停止するため、
ここでも遅延時間の変動が発生する。したがって、時刻
ｔ０の前ｔａにおいて１４０で遅延手段１６の動作時間
Ｔｄ１を計測する。そして、Ｔ１時間経過後、切換え動
作を行う。この切換え動作の前もしくは後において時刻
ｔｂで制御手段１４から遅延時間制御手段２１に信号が
入力され、遅延時間１６の動作時間Ｔｄ２を計測する。
その後、送受信が切換わり同様な一連の繰返し動作がＴ
２経過後に終了すると時刻ｔｃにおいて時刻ｔａ、ｔｂ
の場合と同様に遅延時間制御手段２１が遅延手段１６を
動作し、その動作時間Ｔｄ３を遅延時間計測手段１７で
測定する。

【００６３】そして１４１でＴｄ１とＴｄ３の差ｄ１を
求め、１４２でＴｄ２とＴｄ１の差ｄ２を求める。１４
３においてｄ１もしくはｄ２が予め定めた値Ｔｘより大
きいが判定する。大きい場合は切換え動作中の時間にお
いても遅延時間の変動が大きいと推測できるため、極力
この差を小さくするように１４４で差ｄ１、ｄ２に関す
る関数とした時間ｔｄｃｈを求め、１４５で時刻ｔｂ１
以降にこの時間ｔｄｃｈだけ遅延時間制御手段２１は遅
延手段１６を動作する。１４４の関数ｆ（ｄ１、ｄ２）
は単純なｄ１、ｄ２に比例した演算でも良いし、遅延手
段１６の非線形動作現象に対応できるような関数を選定
しても良い。

【００６４】このように、超音波伝達開始時および終了
時と切換え手段動作後の超音波伝達終了時に遅延時間を
計測し、その差の応じた時間だけ切換え手段２３動作後
の超音波伝達開始時の直前に所定時間だけ遅延手段１６
の特性を考慮した動作を行うことにより、切換え動作時
間中における遅延手段１６の特性を考慮し遅延手段はよ
り安定した動作を行うため精度のよい測定を実現するこ
とが可能になる。

【００６５】また、図１０と図１３を用いて他の動作を
説明する。周囲温度や繰返し回数などにより繰返し動作
内の遅延時間の推移は時間とともに変動する。したがっ
て、時刻ｔ０の前ｔａにおいて１５０で遅延手段１６の
動作時間Ｔｄ１を計測する。そして、切換え手段２３が
動作する前後に再度時刻ｔｂにおいて遅延手段１６の動
作時間Ｔｄ２を計測する。送受信を反転し一連の繰返し
動作が終了すると時刻ｔｃにおいても遅延手段１６の動
作時間Ｔｄ３を測定する。

【００６６】そして１５１でＴｄ１とＴｄ３の差ｄ１を
求め、１５２でＴｄ２とＴｄ１の差ｄ２を求める。１５
３においてｄ１もしくはｄ２が予め定めた値Ｔｘより大
きいが判定する。大きい場合は切換え動作中の時間にお
いても遅延時間の変動が大きいと推測できるため、極力
この差を小さくするように１５４で動作時間Ｔｄｃｈを
前回の値よりαだけ長くする。

【００６７】反対にｄ１もしくはｄ２が予め定めた値Ｔ
ｘより小さい場合は１５５でＴｄｃｈを前回の値よりα
だけ短くする。そして１５６で時刻ｔｂ１からｔ０１の
間にこの時間Ｔｄｃｈだけ遅延時間制御手段２１は遅延
手段１６を動作する。Ｔｄｃｈの長さは時間であるため
０より大きく、また上限も常識程度の時間までしか長く
しないのは言うまでもない。

【００６８】図１３中に記述している遅延時間の変化幅
αの値は予め定めた値Ｔｘより小さいことは言うまでも
ない。具体的な値としては流路の構成にもよるが数１０
ｎｓから数μｓの時間幅で設定するのが実用上便利であ
る。そしてこの動作は繰り返し手段１８による繰り返し
動作が終了するたびにαずつ遅延時間を微調整し続ける
ことができる。これにより種々の外乱などが発生しても
常に遅延時間を調整することで流量演算精度を一定値以
内に保つことが可能になる。

【００６９】切換え動作中に遅延手段１６の初期動作を
行うことにより計測前後の遅延時間の差が一定時間より
短くなるように説明したが、１５３で上限と下限を設け
てその間に入るようにすれば収束はより早くなり、電力
で動作する回路においては省電力効果が大きくなる。

【００７０】このように、超音波伝達開始時および終了
時と切換え手段動作後の超音波伝達終了時に遅延時間を
計測し、その差が予め定めた値以内になるよう切換え手
段２３動作後の超音波伝達開始時の直前に所定時間だけ
遅延手段１６の特性を考慮した動作を行うことにより、
切換え動作時間中における遅延手段１６の特性を考慮し
遅延手段はより安定した動作を行い、かつ必用以上の遅
延時間精度を得るための電力を使用しないため省電力で
精度のよい測定を実現することが可能になる。

【００７１】また、図１０と図１４を用いて他の動作を
説明する。連続動作を行ったり、周囲温度が安定してい
る場合は遅延時間の差が安定してくる場合がる。したが
って、１６０において時刻ｔ０の前ｔａ、切換え動作時
ｔｂ、送受信の反転後の繰返し動作終了時ｔｃにおいて
それぞれ遅延手段１６の動作時間Ｔｄ１、Ｔｄ２，Ｔｄ
３を計測する。そして１６１でＴｄ１とＴｄ３の差ｄ１
を求め、１６２でＴｄ１とＴｄ２の差ｄ２を求める。１
６３においてｄ１もしくはｄ２が予め定めた値Ｔｘより
大きいが判定する。大きい場合は１６４で切換え動作時
にＴｄｃｈだけ遅延時間制御手段２１は遅延手段１６を
動作する。反対にｄ１もしくはｄ２が予め定めた値Ｔｘ
より小さい場合は１６５でＴｄｃｈを０とし、切換え動
作時に遅延手段１６の初期動作を行わない。さらに図１
０に示しているＴｄの分だけ時間を削除し、次の動作を
早めることも可能である。このように動作を早くすると
省電力の点でも有利である。

【００７２】このように、切換え手段動作前後の超音波
伝達開始時および終了時に遅延時間を計測し、その差が
予め定めた値未満の場合は、遅延手段が放熱や蓄熱など
の初期動作特性が小さいく安定であると判断し、遅延手
段の動作を安定にするための初期動作を省略すること
で、計測時間を短くでき省電力動作が可能になる。

【００７３】また、図１５に示すように実施例２の動作
においても１７０において時刻ｔ０の前ｔａにおける遅
延手段１６の動作時間Ｔｄ１を求め、１７１で送受信の
反転後の繰返し動作終了時ｔｃにおいて遅延手段１６の
動作時間Ｔｄ２を計測する。そして１７２でＴｄ１とＴ
ｄ２の差ｄを求める。１７３においてｄが予め定めた値
Ｔｘより大きいが判定する。大きい場合は１７４で繰り
返し動作の初期にＴｄだけ遅延時間制御手段２１は遅延
手段１６を動作する。反対にｄが予め定めた値Ｔｘより
小さい場合は１７５でＴｄを０とし、遅延手段１６の初
期動作を行わないようにしても同様の効果がある。

【００７４】（実施例４）請求項１０、請求項１１およ
び請求項１２に係る発明を実施例４の流量計測装置とし
て説明する。図１６、図１７および図１８を用いて動作
を説明する。実施例１と異なるところは、切換え時間調
節手段２４を有し、切換え手段２３の切換え時間を遅延
時間の計測差によって変更して動作することである。ま
ず図１６、図１７および図１８を用いて動作を説明す
る。図１７内において時刻ｔ０からｔ５までの動作は図
３と同じのため詳細な図中の記述と説明を省略する。図
１７において時刻ｔ０の前ｔａで制御手段１４から遅延
時間制御手段２１に信号が入力され、遅延時間制御手段
２１は遅延手段１６を動作する。そして図１８の１８０
で動作時間Ｔｄ１は遅延時間計測手段１７で計測され
る。同様に切換え手段２３が動作する前もしくは後の時
刻ｔｂにおいても遅延手段１６の動作時間Ｔｄ２を計測
する。さらに送受信を反転しＴ２時間かけ所定の繰返し
動作を行った後ｔｃにおいて遅延手段１６の動作時間Ｔ
ｄ３を計測する。

【００７５】１８１でＴｄ１とＴｄ３の差ｄ１を求め、
同様に１８２でＴｄ１とＴｄ２の差ｄ２を求める。１８
３においてｄ１もしくはｄ２が予め定めた値Ｔｘより大
きいか判定する。Ｔｘより大きい場合は切換え動作時間
が長くかかり遅延手段１６の停止時間が長く冷却されて
いると判断し、切換え時間調節手段２４は１８４で遅延
時間の変動を極力小さくするように切換え動作の時間を
調節する。具体的には切換え時間を早くするなどの動作
である。切換え手段２３動作前後は、その動作により電
気的なノイズが発生する可能性があるため一定時間ムダ
時間を設けていることが多い。この時間を調節すること
で遅延手段１６の動作特性を改善していく。

【００７６】このように、超音波伝達開始時および終了
時と切換え手段動作後の超音波伝達終了時に遅延時間を
計測し、その差が予め定めた値より大きい場合に切換え
手段２３の動作する時間を切換え時間調節手段２４で調
節することにより、切換え動作前後における遅延手段の
動作が大きく異ならないようにすることができ精度のよ
い測定を実現することが可能になる。切換え時間調節手
段２４を動作させる所定の時間は予め定めた一定時間で
も良いし、周囲温度や供給電圧に対応し、それらの値を
用いて演算した時間を用いても良い。

【００７７】また、図１６、図１７および図１９を用い
て他の動作を説明する。周囲温度や繰返し回数などによ
り繰返し動作内の遅延時間の推移は変動する。したがっ
て、図１７において時刻ｔ０の前ｔａで制御手段１４か
ら遅延時間制御手段２１に信号が入力され、遅延時間制
御手段２１は遅延手段１６を動作する。そして図１９の
１９０で動作時間Ｔｄ１は遅延時間計測手段１７で計測
される。同様に切換え手段２３が動作する前もしくは後
の時刻ｔｂにおいても遅延手段１６の動作時間Ｔｄ２を
計測する。さらに送受信を反転しＴ２時間かけ所定の繰
返し動作を行った後ｔｃにおいて遅延手段１６の動作時
間Ｔｄ３を計測する。そして１９１でＴｄ１とＴｄ３の
差ｄ１を求め、同様に１９２でＴｄ１とＴｄ２の差ｄ２
を求める。１９３においてｄ１もしくはｄ２が予め定め
た値Ｔｘより大きいが判定する。大きい場合は１９４で
差ｄ１、ｄ２に関する関数とした時間Ｔｃｈｎｇを求
め、１９５で切換え時間調節手段２４が切換え動作時間
Ｔｃｈｎｇをこの時間にする。

【００７８】１９４の関数ｆ（ｄ１、ｄ２）は単純なｄ
１、ｄ２に比例した演算でも良いし、切換え手段２３の
動作時間の非線形動作現象に対応できるような関数を選
定しても良い。

【００７９】このように、超音波伝達開始時および終了
時と切換え手段動作後の超音波伝達終了時に遅延時間を
計測し、その差の応じて切換え時間調節手段２４が切換
え時間を調節することにより、切換え動作前後における
遅延手段の動作がほぼ等しくなるようにでき遅延時間の
演算の誤差を少なくし測定の精度向上を実現することが
可能になる。

【００８０】また、図１６、図１７および図２０を用い
て他の動作を説明する。周囲温度や繰返し回数などによ
り繰返し動作内の遅延時間の推移は変動する。したがっ
て、図１７において時刻ｔ０の前ｔａで制御手段１４か
ら遅延時間制御手段２１に信号が入力され、遅延時間制
御手段２１は遅延手段１６を動作する。そして図２０の
２００で動作時間Ｔｄ１は遅延時間計測手段１７で計測
される。同様に切換え手段２３が動作する前もしくは後
の時刻ｔｂにおいても遅延手段１６の動作時間Ｔｄ２を
計測する。さらに送受信を反転しＴ２時間かけ所定の繰
返し動作を行った後ｔｃにおいて遅延手段１６の動作時
間Ｔｄ３を計測する。そして２０１でＴｄ１とＴｄ３の
差ｄ１を求め、同様に２０２でＴｄ１とＴｄ２の差ｄ２
を求める。２０３においてｄ１もしくはｄ２が予め定め
た値Ｔｘより大きいが判定する。

【００８１】大きい場合は２０４で切換え時間を前回の
値よりαだけ長くする。反対にｄ１もしくはｄ２が予め
定めた値Ｔｘより小さい場合は２０５で切換え時間を前
回の値よりαだけ短くする。そして２０６で切換え時間
調節手段２４が切換え動作時間Ｔｃｈｎｇｗｏこの時間
にする。ｔｄｌの長さは時間であるため０より大きく、
また上限も常識程度の時間までしか長くしないのは言う
までもない。

【００８２】このように、超音波伝達開始時および終了
時と切換え手段動作後の超音波伝達終了時に遅延時間を
計測し、その差が予め定めた値以内になるよう切換え時
間調節手段２４が切換え動作時間を調節することによ
り、切換え動作前後の遅延手段の動作をほぼ等しくする
ことが可能になるため流量演算の精度を向上することが
可能になる。

【００８３】（実施例５）請求項１３に係る発明を実施
例５の流量計測装置として説明する。実施例１と異なる
ところは、流量計測装置において、遅延時間制御手段の
動作を確実にするためのコンピュータを機能させるため
のプログラムを有する記憶媒体２５を用いていることで
ある。図２１を用いて動作を説明する。実施例１から実
施例４で示した遅延時間制御手段２１や遅延時間補正手
段２２および切換え時間調節手段２４の動作を行うに
は、予め実験等により流量と繰返し回数、繰返し時間、
超音波の伝搬時間などの相関を求め、例えばファジィ制
御のメンバーシップ関数のように適合度というような形
で判断する判定ソフトをプログラムとして記憶媒体２５
に格納しておく。通常マイクロコンピュータのメモリや
フラッシュメモリ等電気的に書き込み可能なものにして
おくと利用が便利である。

【００８４】このように遅延時間制御手段２１や切換え
時間調節手段２４の動作をプログラムで行うことができ
るようになると遅延時間の補正などの条件設定、変更が
容易でできるためよりフレキシブルに流量演算の精度向
上を行うことができる。また経年変化などにも柔軟に対
応できるためよりフレキシブルに遅延時間の精度向上を
行うことができる。

【００８５】なお本実施例において遅延時間制御手段２
１以外の動作もマイコン等によりプログラムで行っても
よい。

【００８６】

【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、切換え手段動作の前後における
繰り返し動作の最初と最後で遅延時間を計測し、その値
を基に演算上の遅延時間を調整しているため精度良くな
遅延時間を求めることができ、その結果高精度の流量計
測が可能になる。

【００８７】また、超音波伝達開始時および切換え手段
動作後の超音波伝達終了時に遅延時間を計測し、その差
が予め定めた値より大きい場合に切換え手段動作前の超
音波伝達開始時の直前に所定時間だけ遅延手段の特性を
考慮した初期動作を行うことにより、遅延手段は安定し
た動作を行うため精度のよい測定を実現することが可能
になる。

【００８８】さらに、超音波伝達開始時および終了時と
切換え手段動作後の超音波伝達終了時に遅延時間を計測
し、その差が予め定めた値より大きい場合に切換え手段
の動作時間を調節することにより、切換え動作前後にお
ける遅延手段の動作が大きく異ならないようにすること
ができ精度のよい測定を実現することもできる。

【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】（ａ）同流量計測装置における繰返し回数と遅
延時間の関係を示す図 （ｂ）同流量計測装置における繰返し時間と遅延時間の
関係を示す図 （ｃ）同流量計測装置における１回の繰返し時間と遅延
時間の関係を示す図 （ｄ）同流量計測装置における動作時間と遅延時間の関
係を示す図

【図３】（ａ）同流量計測装置における制御手段の動作
を示すタイミング図 （ｂ）同流量計測装置における送信波の動作を示すタイ
ミング図 （ｃ）同流量計測装置における受信波の動作を示すタイ
ミング図 （ｄ）同流量計測装置における遅延手段の動作を示すタ
イミング図

【図４】同流量計測装置における制御手段の動作を示す
タイミング図

【図５】（ａ）同流量計測装置における制御手段の動作
を示すタイミング図 （ｄ）同流量計測装置における遅延手段の動作を示すタ
イミング図

【図６】（ａ）本発明の実施例２の流量計測装置におけ
る制御手段の動作を示すタイミング図 （ｄ）同流量計測装置における遅延手段の動作を示すタ
イミング図

【図７】同流量計測装置における遅延時間制御手段の動
作を示すフローチャート

【図８】同流量計測装置における遅延時間制御手段の動
作を示すフローチャート

【図９】同流量計測装置における遅延時間制御手段の動
作を示すフローチャート

【図１０】（ａ）本発明の実施例３の流量計測装置にお
ける制御手段の動作を示すタイミング図 （ｄ）同流量計測装置における遅延手段の動作を示すタ
イミング図

【図１１】同流量計測装置における遅延時間制御手段の
動作を示すフローチャート

【図１２】同流量計測装置における遅延時間制御手段の
動作を示すフローチャート

【図１３】同流量計測装置における遅延時間制御手段の
動作を示すフローチャート

【図１４】同流量計測装置における遅延時間制御手段の
動作を示すフローチャート

【図１５】同流量計測装置における遅延時間制御手段の
動作を示すフローチャート

【図１６】本発明の実施例４における流量計測装置の全
体のブロック図

【図１７】（ａ）同流量計測装置における制御手段の動
作を示すタイミング図 （ｄ）同流量計測装置における遅延手段の動作を示すタ
イミング図

【図１８】同流量計測装置における遅延時間制御手段の
動作を示すフローチャート

【図１９】同流量計測装置における遅延時間制御手段の
動作を示すフローチャート

【図２０】同流量計測装置における遅延時間制御手段の
動作を示すフローチャート

【図２１】本発明の実施例５における流量計測装置の全
体のブロック図

【図２２】従来の流量計測装置の全体のブロック図

【符号の説明】

１ 流路 ２ 第１の振動子 ３ 第２の振動子 １６ 遅延手段 １７ 遅延時間計測手段 １８ 繰返し手段 １９ 計時手段 ２０ 流量演算手段 ２１ 遅延時間制御手段 ２２ 遅延時間補正手段 ２４ 切換え時間調節手段 ２５ 記憶媒体

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、前記振動子からの信号
   発信の遅延時間を発生する遅延手段と、前記遅延手段の
   遅延時間を計測する遅延時間計測手段と、前記振動子間
   相互の超音波伝達を複数回行う繰返し手段と、前記遅延
   時間計測手段の計測値を基に、遅延時間を制御する遅延
   時間制御手段と、前記繰返し手段による超音波伝達の累
   積時間を計測する計時手段と、前記計時手段と前記遅延
   時間制御手段の信号から流量を算出する流量演算手段
   と、前記一対の振動子の送信機能と受信機能を切換え設
   定する切換え手段を備え、前記遅延時間制御手段は前記
   遅延時間計測手段を前記繰返し手段による超音波伝達開
   始時および切換え手段動作時および超音波伝達終了時に
   動作し、超音波伝達動作の前後および途中の切換え時の
   計測差から流量演算時の遅延時間を調節する遅延時間補
   正手段を有する流量計測装置。
2. 【請求項２】 遅延時間制御手段は繰返し手段の繰返し
   回数を変更し、遅延時間計測手段を繰返し手段による超
   音波伝達開始時および途中の切換え時および超音波伝達
   終了時に動作し、繰返し回数の違いによる超音波伝達前
   後の計測差から流量演算時の遅延時間を調節する遅延時
   間補正手段を有する請求項１記載の流量計測装置。
3. 【請求項３】 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、前記振動子からの信号
   発信の遅延時間を発生する遅延手段と、前記遅延手段の
   遅延時間を計測する遅延時間計測手段と、前記振動子間
   相互の超音波伝達を複数回行う繰返し手段と、前記遅延
   時間計測手段の計測値を基に、遅延時間を制御する遅延
   時間制御手段と、前記繰返し手段による超音波伝達の累
   積時間を計測する計時手段と、前記計時手段と前記遅延
   時間制御手段の信号から流量を算出する流量演算手段
   と、前記一対の振動子の送信機能と受信機能を切換え設
   定する切換え手段を備え、前記遅延時間制御手段は前記
   遅延時間計測手段を前記繰返し手段による超音波伝達開
   始時および切換え手段動作後の超音波伝達終了時に動作
   し、前記遅延時間計測手段で求めた遅延時間の計測差が
   超音波伝達前後で予め定めた値より大きい場合に前記繰
   り返し手段による超音波伝達開始時の直前に所定時間だ
   け遅延手段を動作させる流量計測装置。
4. 【請求項４】 遅延時間制御手段は、遅延時間計測手段
   を切換え手段の動作前の繰返し手段による超音波伝達開
   始時および切換え手段動作後の繰返し手段による超音波
   伝達終了時に動作し、前記遅延時間計測手段で求めた遅
   延時間の計測差に応じて切換え手段動作前の前記繰り返
   し手段による超音波伝達開始時の直前に所定時間だけ遅
   延手段を動作させる請求項３記載の流量計測装置。
5. 【請求項５】 遅延時間制御手段は、遅延時間計測手段
   を切換え手段の動作前の繰返し手段による超音波伝達開
   始時および切換え手段動作後の繰返し手段による超音波
   伝達終了時に動作し、前記遅延時間計測手段で求めた遅
   延時間の計測差が予め定めた値以内になるよう切換え手
   段動作前の前記繰り返し手段による超音波伝達開始時の
   直前に所定時間だけ遅延手段を動作させる請求項３記載
   の流量計測装置。
6. 【請求項６】 遅延時間制御手段は、遅延時間計測手段
   を切換え手段の動作前の繰返し手段による超音波伝達開
   始時および終了時と切換え手段動作後の繰返し手段によ
   る超音波伝達終了時に動作し、前記遅延時間計測手段で
   求めた遅延時間の計測差が予め定めた値より大きい場合
   に前記切換え手段動作後の前記繰り返し手段による超音
   波伝達開始時の直前に所定時間だけ遅延手段を動作させ
   る請求項３記載の流量計測装置。
7. 【請求項７】 遅延時間制御手段は、遅延時間計測手段
   を切換え手段の動作前の繰返し手段による超音波伝達開
   始時および終了時と切換え手段動作後の繰返し手段によ
   る超音波伝達終了時に動作し、前記遅延時間計測手段で
   求めた遅延時間の計測差に応じて前記切換え手段動作後
   の前記繰り返し手段による超音波伝達開始時の直前に所
   定時間だけ遅延手段を動作させる請求項３記載の流量計
   測装置。
8. 【請求項８】 遅延時間制御手段は、遅延時間計測手段
   を切換え手段の動作前の繰返し手段による超音波伝達開
   始時および終了時と切換え手段動作後の繰返し手段によ
   る超音波伝達終了時に動作し、前記遅延時間計測手段で
   求めた遅延時間の計測差が予め定めた値以内になるよう
   前記切換え手段動作後の前記繰り返し手段による超音波
   伝達開始時の直前に所定時間だけ遅延手段を動作させる
   請求項３記載の流量計測装置。
9. 【請求項９】 遅延時間制御手段は、遅延時間計測手段
   を切換え手段の動作前の繰返し手段による超音波伝達開
   始時および終了時と切換え手段動作後の繰返し手段によ
   る超音波伝達終了時に動作し、前記遅延時間計測手段で
   求めた遅延時間の計測差が予め定めた値未満の場合は前
   記繰り返し手段による超音波伝達開始時の直前、もしく
   は前記切換え手段動作後の前記繰り返し手段による超音
   波伝達開始時の直前における遅延手段の動作の少なくと
   も一つを停止する請求項３記載の流量計測装置。
10. 【請求項１０】 遅延時間制御手段は、遅延時間計測手
    段を切換え手段の動作前の繰返し手段による超音波伝達
    開始時および切換え手段動作後の繰返し手段による超音
    波伝達終了時に動作し、前記遅延時間計測手段で求めた
    遅延時間の計測差が超音波伝達前後で予め定めた値より
    大きい場合には前記切換え手段の動作時間を調節する切
    換え時間調節手段を有する請求項３記載の流量計測装
    置。
11. 【請求項１１】 遅延時間制御手段は、遅延時間計測手
    段を切換え手段の動作前の繰返し手段による超音波伝達
    開始時および切換え手段動作後の繰返し手段による超音
    波伝達終了時に動作し、前記遅延時間計測手段で求めた
    遅延時間の計測差に応じて前記切換え手段の動作時間を
    調節する切換え時間調節手段を有する請求項３記載の流
    量計測装置。
12. 【請求項１２】 遅延時間制御手段は、遅延時間計測手
    段を切換え手段の動作前の繰返し手段による超音波伝達
    開始時および切換え手段動作後の繰返し手段による超音
    波伝達終了時に動作し、前記遅延時間計測手段で求めた
    遅延時間の計測差が予め定めた値以内になるよう切換え
    手段動作前の前記繰り返し手段による前記切換え手段の
    動作時間を調節する切換え時間調節手段を有する請求項
    ３記載の流量計測装置。
13. 【請求項１３】 請求項１〜１２のいずれか１項記載の
    遅延時間制御手段としてコンピュータを機能させるため
    のプログラム。