JP2003232663A - 流量計測装置 - Google Patents
流量計測装置Info
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- JP2003232663A JP2003232663A JP2003071396A JP2003071396A JP2003232663A JP 2003232663 A JP2003232663 A JP 2003232663A JP 2003071396 A JP2003071396 A JP 2003071396A JP 2003071396 A JP2003071396 A JP 2003071396A JP 2003232663 A JP2003232663 A JP 2003232663A
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- vibrator
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 超音波流量計の消費電力を低減する。
【解決手段】 流体管路に設けられた第１振動子と第２
振動子と、振動子間の信号伝幡時間を計測する計測回路
の信号に基づいて流量を算出する流量演算手段と、流量
演算手段による流量計測の完了を報知する計測終了手段
と、計測終了手段または計測開始手段によって計測回路
の供給電圧を制御する電圧制御手段と、流量演算手段の
値に基づいて計測開始手段の周期を変化させる周期可変
手段とを備え、流量の精度を保ちながら測定周期を長く
し、かつ計測周期の間には電源電圧を低くして低消費電
力化をはかり、電池寿命を長くしたものである。
振動子と、振動子間の信号伝幡時間を計測する計測回路
の信号に基づいて流量を算出する流量演算手段と、流量
演算手段による流量計測の完了を報知する計測終了手段
と、計測終了手段または計測開始手段によって計測回路
の供給電圧を制御する電圧制御手段と、流量演算手段の
値に基づいて計測開始手段の周期を変化させる周期可変
手段とを備え、流量の精度を保ちながら測定周期を長く
し、かつ計測周期の間には電源電圧を低くして低消費電
力化をはかり、電池寿命を長くしたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波を利用して
ガスなどの流量を計測する流量計測装置に関するもので
ある。
ガスなどの流量を計測する流量計測装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の流量計測装置は、たとえ
ば、図１１に示すように、流体管路１の一部に超音波振
動子２と３を流れの方向に相対して設け、振動子１から
流れ方向に超音波を発生しこの超音波を振動子２で検出
すると再び振動子１から超音波を発生させ、この繰り返
しを行ってその時間を計測し、逆に振動子２から流れに
逆らって超音波を発生し同様の繰り返し時間を計測し、
この時間の差から流体の速度を演算していた（例えば、
特許文献１参照）。
ば、図１１に示すように、流体管路１の一部に超音波振
動子２と３を流れの方向に相対して設け、振動子１から
流れ方向に超音波を発生しこの超音波を振動子２で検出
すると再び振動子１から超音波を発生させ、この繰り返
しを行ってその時間を計測し、逆に振動子２から流れに
逆らって超音波を発生し同様の繰り返し時間を計測し、
この時間の差から流体の速度を演算していた（例えば、
特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平４−３２８４２４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の流量計測装置では計測のスタート信号はある一定の
周波数かまたランダム関数を含めてある関数に決められ
ており、流体が流れていない場合にも決められたサンプ
リング周波数で計測が行われていた。このため電力を使
用する頻度が高く、電池駆動の場合短期間のうちに電池
交換が必要になり消費電力の低減が課題となっていた。
来の流量計測装置では計測のスタート信号はある一定の
周波数かまたランダム関数を含めてある関数に決められ
ており、流体が流れていない場合にも決められたサンプ
リング周波数で計測が行われていた。このため電力を使
用する頻度が高く、電池駆動の場合短期間のうちに電池
交換が必要になり消費電力の低減が課題となっていた。
【０００５】本発明は上記課題を解決するもので、消費
電力を低減することを目的としている。
電力を低減することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の流量計測装置は、以下の構成とした。
に本発明の流量計測装置は、以下の構成とした。
【０００７】すなわち、流体管路に設けられた第１振動
子と、第１振動子から送信された超音波信号を受信する
第２振動子と、振動子間の信号伝幡時間を計測する計測
回路と、計測回路の信号に基づいて流量を算出する流量
演算手段と、振動子による計測を開始する計測開始手段
と、流量演算手段による流量計測の完了を報知する計測
終了手段と、計測終了手段または計測開始手段によって
計測回路の供給電圧を制御する電圧制御手段と、流量演
算手段の値に基づいて計測開始手段の周期を変化させる
周期可変手段とを備えたものである。
子と、第１振動子から送信された超音波信号を受信する
第２振動子と、振動子間の信号伝幡時間を計測する計測
回路と、計測回路の信号に基づいて流量を算出する流量
演算手段と、振動子による計測を開始する計測開始手段
と、流量演算手段による流量計測の完了を報知する計測
終了手段と、計測終了手段または計測開始手段によって
計測回路の供給電圧を制御する電圧制御手段と、流量演
算手段の値に基づいて計測開始手段の周期を変化させる
周期可変手段とを備えたものである。
【０００８】また、流体管路に設けられた第１振動子
と、第１振動子から発信された超音波信号を受信する第
２振動子と、振動子間の信号伝幡時間を計測する計測回
路と、計測回路の信号に基づいて流量を算出する流量演
算手段と、振動子による計測を開始する計測開始手段
と、流量演算手段の値に基づいて計測回路の周期の平均
値を変化させる平均周期可変手段と、ランダム値を発生
する不規則値発生手段と、前記平均周期可変手段の信号
に前記不規則値発生手段の信号を付加した周期可変手段
とを備えたものである。
と、第１振動子から発信された超音波信号を受信する第
２振動子と、振動子間の信号伝幡時間を計測する計測回
路と、計測回路の信号に基づいて流量を算出する流量演
算手段と、振動子による計測を開始する計測開始手段
と、流量演算手段の値に基づいて計測回路の周期の平均
値を変化させる平均周期可変手段と、ランダム値を発生
する不規則値発生手段と、前記平均周期可変手段の信号
に前記不規則値発生手段の信号を付加した周期可変手段
とを備えたものである。
【０００９】また、流体管路に設けられた第１振動子
と、第１振動子から発信された超音波信号を受信する第
２振動子と、振動子間の信号伝幡時間を計測する計測回
路と、計測回路の信号に基づいて流量を算出する流量演
算手段と、振動子による計測を開始する計測開始手段
と、流量演算手段の零値の検出回数に応じて計測開始手
段の周期を大きくする周期可変手段とを備えたものであ
る。
と、第１振動子から発信された超音波信号を受信する第
２振動子と、振動子間の信号伝幡時間を計測する計測回
路と、計測回路の信号に基づいて流量を算出する流量演
算手段と、振動子による計測を開始する計測開始手段
と、流量演算手段の零値の検出回数に応じて計測開始手
段の周期を大きくする周期可変手段とを備えたものであ
る。
【００１０】また、流体管路に設けられた第１振動子
と、第１振動子から発信された超音波信号を受信する第
２振動子と、振動子間の信号伝幡時間を計測する計測回
路と、計測回路の信号に基づいて流量を算出する流量演
算手段と、振動子による計測を開始する計測開始手段
と、流量演算手段の零値の検出時に計測開始手段の周期
を大きくする周期可変手段と、流量演算手段の流量値を
積算するとともに、零値検出後に所定値以上の流量を検
出したとき流量値に前回計測からの経過時間を乗じた値
を加算する積算演算手段とを備えたものである。
と、第１振動子から発信された超音波信号を受信する第
２振動子と、振動子間の信号伝幡時間を計測する計測回
路と、計測回路の信号に基づいて流量を算出する流量演
算手段と、振動子による計測を開始する計測開始手段
と、流量演算手段の零値の検出時に計測開始手段の周期
を大きくする周期可変手段と、流量演算手段の流量値を
積算するとともに、零値検出後に所定値以上の流量を検
出したとき流量値に前回計測からの経過時間を乗じた値
を加算する積算演算手段とを備えたものである。
【００１１】また、流体管路に設けられた第１振動子
と、第１振動子から発信された超音波信号を受信する第
２振動子と、振動子間の信号伝幡時間を計測する計測回
路と、前記計測回路の信号に基づいて流量を算出する流
量演算手段と、振動子による計測を開始する計測開始手
段と、流量演算手段の零値を検出したとき計測開始手段
の周期を大きくする周期可変手段と、流量演算手段の流
量値を積算するとともに、連続の零値検出後に所定値以
上の流量を検出したときこの流量値を加算しない積算演
算手段とを備えたものである。
と、第１振動子から発信された超音波信号を受信する第
２振動子と、振動子間の信号伝幡時間を計測する計測回
路と、前記計測回路の信号に基づいて流量を算出する流
量演算手段と、振動子による計測を開始する計測開始手
段と、流量演算手段の零値を検出したとき計測開始手段
の周期を大きくする周期可変手段と、流量演算手段の流
量値を積算するとともに、連続の零値検出後に所定値以
上の流量を検出したときこの流量値を加算しない積算演
算手段とを備えたものである。
【００１２】また、流体管路に設けられた第１振動子
と、第１振動子から発信された超音波信号を受信する第
２振動子と、振動子間の信号伝幡時間を計測する計測回
路と、計測回路の信号に基づいて流量を算出する流量演
算手段と、振動子による計測を開始する計測開始手段
と、流量演算手段の零値を検出したとき計測開始手段の
周期を大きくする周期可変手段と、流量演算手段の流量
値を積算するとともに、連続の零値検出後に所定値以上
の流量を検出したときこの流量値に所定係数を乗じて加
算する積算演算手段とを備えたものである。
と、第１振動子から発信された超音波信号を受信する第
２振動子と、振動子間の信号伝幡時間を計測する計測回
路と、計測回路の信号に基づいて流量を算出する流量演
算手段と、振動子による計測を開始する計測開始手段
と、流量演算手段の零値を検出したとき計測開始手段の
周期を大きくする周期可変手段と、流量演算手段の流量
値を積算するとともに、連続の零値検出後に所定値以上
の流量を検出したときこの流量値に所定係数を乗じて加
算する積算演算手段とを備えたものである。
【００１３】また、流体管路に設けられた第１振動子
と、第１振動子から発信された超音波信号を受信する第
２振動子と、振動子間の超音波伝達を複数回行う繰り返
し手段と、繰り返し手段の回数を設定する回数設定手段
と、信号伝幡時間の累積時間を計測する計測回路と、計
測回路の信号に基づいて流量を算出する流量演算手段
と、振動子による計測を開始する計測開始手段と、流量
演算手段の零値の検出以降に計測開始手段の周期を大き
くする周期可変手段と、計測周期の間に回数設定手段の
値を小さくした探索計測手段を備えたものである。
と、第１振動子から発信された超音波信号を受信する第
２振動子と、振動子間の超音波伝達を複数回行う繰り返
し手段と、繰り返し手段の回数を設定する回数設定手段
と、信号伝幡時間の累積時間を計測する計測回路と、計
測回路の信号に基づいて流量を算出する流量演算手段
と、振動子による計測を開始する計測開始手段と、流量
演算手段の零値の検出以降に計測開始手段の周期を大き
くする周期可変手段と、計測周期の間に回数設定手段の
値を小さくした探索計測手段を備えたものである。
【００１４】また、流体管路に設けられた第１振動子
と、第１振動子から送信された超音波信号を受信する第
２振動子と、振動子間の信号伝幡時間を計測する計測回
路と、計測回路の信号に基づいて流量を算出する流量演
算手段と、振動子による計測を開始する計測開始手段
と、流量演算手段の値に基づいて計測開始手段の周期を
変化させる周期可変手段と、周期可変手段の値に応じて
流量演算手段の係数を変える係数設定手段とを備えたも
のである。
と、第１振動子から送信された超音波信号を受信する第
２振動子と、振動子間の信号伝幡時間を計測する計測回
路と、計測回路の信号に基づいて流量を算出する流量演
算手段と、振動子による計測を開始する計測開始手段
と、流量演算手段の値に基づいて計測開始手段の周期を
変化させる周期可変手段と、周期可変手段の値に応じて
流量演算手段の係数を変える係数設定手段とを備えたも
のである。
【００１５】本発明は上記構成によって、流量に応じて
計測の周期を変更するものである。
計測の周期を変更するものである。
【００１６】
【実施の形態】以下、本発明の第１の実施例を図面にも
とづいて説明する。図１において、流体管路４の途中に
超音波を発信する第１振動子５と受信する第２振動子６
を流れ方向に配置されている。７は第１振動子５への送
信回路、８は第２振動子６で受信した信号の増幅回路
で、この増幅された信号は基準信号と比較回路９で比較
され、発信から受信までの時間をタイマカウンタのよう
な計時手段１０で求め、前記送信回路７から前記計時手
段１０まで計測回路１１を形成する。前記計時手段１０
による超音波伝幡時間に応じて管路の大きさや流れの状
態を考慮して流量演算手段１２で流量値を求め、この流
量演算手段１２の値によって周期可変手段１３で測定周
期の変更を行ない、この周期可変手段１３の値に応じて
計測開始手段１４により、送信回路７への信号送出のタ
イミングを調節する。また流量演算手段１２の演算終了
を計測終了手段１５に送出し、この計測終了手段１５に
同期して電圧制御手段１６で計測回路１１の電圧を低下
させる。また計測開始手段１４による計測の開始と同期
して計測回路１４の電圧を復帰させる。
とづいて説明する。図１において、流体管路４の途中に
超音波を発信する第１振動子５と受信する第２振動子６
を流れ方向に配置されている。７は第１振動子５への送
信回路、８は第２振動子６で受信した信号の増幅回路
で、この増幅された信号は基準信号と比較回路９で比較
され、発信から受信までの時間をタイマカウンタのよう
な計時手段１０で求め、前記送信回路７から前記計時手
段１０まで計測回路１１を形成する。前記計時手段１０
による超音波伝幡時間に応じて管路の大きさや流れの状
態を考慮して流量演算手段１２で流量値を求め、この流
量演算手段１２の値によって周期可変手段１３で測定周
期の変更を行ない、この周期可変手段１３の値に応じて
計測開始手段１４により、送信回路７への信号送出のタ
イミングを調節する。また流量演算手段１２の演算終了
を計測終了手段１５に送出し、この計測終了手段１５に
同期して電圧制御手段１６で計測回路１１の電圧を低下
させる。また計測開始手段１４による計測の開始と同期
して計測回路１４の電圧を復帰させる。
【００１７】次にその動作について述べる。計測開始手
段１４から送信回路７よりバースト信号を送出され第１
振動子５で発信された超音波信号は、流れの中を伝幡し
第２振動子６で受信され増幅回路８と比較回路９で信号
処理され、発信から受信までの時間を計時手段１０で測
定する。
段１４から送信回路７よりバースト信号を送出され第１
振動子５で発信された超音波信号は、流れの中を伝幡し
第２振動子６で受信され増幅回路８と比較回路９で信号
処理され、発信から受信までの時間を計時手段１０で測
定する。
【００１８】静止流体中の音をｃ、流体の流れの速さを
ｖとすると、流れの順方向の超音波の伝搬速度は（ｃ＋
ｖ）となる。振動子５と６の間の距離をＬ、超音波伝幡
軸と管路の中心軸とがなす角度をφとすると、超音波が
到達する時間ｔは、 ｔ＝Ｌ／（ｃ＋ｖCOSφ） （１） となり、（１）式より ｖ＝（Ｌ／ｔ−ｃ）／COSφ （２） となり、Ｌとφが既知ならｔを測定すれば流速ｖが求め
られる。
ｖとすると、流れの順方向の超音波の伝搬速度は（ｃ＋
ｖ）となる。振動子５と６の間の距離をＬ、超音波伝幡
軸と管路の中心軸とがなす角度をφとすると、超音波が
到達する時間ｔは、 ｔ＝Ｌ／（ｃ＋ｖCOSφ） （１） となり、（１）式より ｖ＝（Ｌ／ｔ−ｃ）／COSφ （２） となり、Ｌとφが既知ならｔを測定すれば流速ｖが求め
られる。
【００１９】この流速より流量Ｑは、通過面積をＳ、補
正計数をＫとすれば、 Ｑ＝ＫＳｖ （３） となる。
正計数をＫとすれば、 Ｑ＝ＫＳｖ （３） となる。
【００２０】例えばガスメータのように積算値を正確に
求める場合には、計測は煩雑に行う必要がある。特に流
量が大きいときには計測サンプリング時間を速くして誤
差を小さくする必要があるが、流量が比較的小さいかあ
るいは０の場合には計測サンプリング時間を遅くしても
ほとんど誤差にならない。よって流量演算手段１２に応
じて計測間隔を変更することができる。図２は流量が時
間的に変化したときの計測の状態を示したもので、流量
演算手段１２の値が小さいときには周期可変手段１３で
計測時間の間隔を大きくし、流量演算手段１２の値が大
きくなるにともなって計測時間の間隔を小さくする。こ
のように流量値によって計測の周期を変えるのである
が、計測と計測の間には計測回路１１の電圧を低減す
る。すなわち流量演算手段１２によって流量の計測を終
了すると計測終了手段１５に信号を送出し、電圧制御手
段１６で電圧を下げるかあるいは零にする。計測開始手
段１４によって計測が始まる以前に電圧制御手段１６に
よって計測回路１１の電圧を元に復帰させる。
求める場合には、計測は煩雑に行う必要がある。特に流
量が大きいときには計測サンプリング時間を速くして誤
差を小さくする必要があるが、流量が比較的小さいかあ
るいは０の場合には計測サンプリング時間を遅くしても
ほとんど誤差にならない。よって流量演算手段１２に応
じて計測間隔を変更することができる。図２は流量が時
間的に変化したときの計測の状態を示したもので、流量
演算手段１２の値が小さいときには周期可変手段１３で
計測時間の間隔を大きくし、流量演算手段１２の値が大
きくなるにともなって計測時間の間隔を小さくする。こ
のように流量値によって計測の周期を変えるのである
が、計測と計測の間には計測回路１１の電圧を低減す
る。すなわち流量演算手段１２によって流量の計測を終
了すると計測終了手段１５に信号を送出し、電圧制御手
段１６で電圧を下げるかあるいは零にする。計測開始手
段１４によって計測が始まる以前に電圧制御手段１６に
よって計測回路１１の電圧を元に復帰させる。
【００２１】図３は本発明の第２の実施例であり、流量
演算手段１２の値によって計測周期の平均値を周期可変
手段１７で変更し、さらにランダムな値を発生する信号
を不規則値発生手段１８で発生させ、平均周期可変手段
１７での値と周期可変手段１３で加算値し、計測開始手
段１４への信号送出の周期を変化させる。このとき計測
周期は流量値が一定であっても不規則値発生手段１８の
信号により所定の範囲内で不規則に変化する。不規則値
発生手段１８の値は平均すれば零になるように設定して
ある。
演算手段１２の値によって計測周期の平均値を周期可変
手段１７で変更し、さらにランダムな値を発生する信号
を不規則値発生手段１８で発生させ、平均周期可変手段
１７での値と周期可変手段１３で加算値し、計測開始手
段１４への信号送出の周期を変化させる。このとき計測
周期は流量値が一定であっても不規則値発生手段１８の
信号により所定の範囲内で不規則に変化する。不規則値
発生手段１８の値は平均すれば零になるように設定して
ある。
【００２２】図４は本発明の第３の実施例であり、流量
演算手段１２の値が零値のとき、零回数検出手段１９に
よって計測周期を周期可変手段１３で変更するもので、
流量零の回数が連続して大きくなるに従い計測開始手段
１４の測定周期を大きくするものである。図５は流量の
時間的な変化にともなって計測の時間間隔が変化してい
る様子を示すものである。このとき流量零が長期に連続
しても急に大きな流量が流れ出す場合もあるので、計測
周期は極端に長くすることは避けるため上限を設定す
る。
演算手段１２の値が零値のとき、零回数検出手段１９に
よって計測周期を周期可変手段１３で変更するもので、
流量零の回数が連続して大きくなるに従い計測開始手段
１４の測定周期を大きくするものである。図５は流量の
時間的な変化にともなって計測の時間間隔が変化してい
る様子を示すものである。このとき流量零が長期に連続
しても急に大きな流量が流れ出す場合もあるので、計測
周期は極端に長くすることは避けるため上限を設定す
る。
【００２３】図６は本発明の第４の実施例であり、流量
演算手段１２の値を積算演算手段２０によって積算し１
日や１ヶ月あるいは１年の積算値を求めるものであり、
ガスメータなどに利用される。流量零が何回か続いて計
測周期が大きくなった後、急に大きな流量が流れ始めた
ときの場合を図７に示す。図７で流量零が何回か続いた
後、実際にはａ〜ｂに示すような流量があったとしたと
き、計測は時間Ｔ９のとき零を計測し、次の計測時間時
間Ｔ１０の時には流量ｂを計測することになる。このと
き積算演算手段２０に積算する方法として３種類があ
る。第１の方法として流量ｂの値に時間Ｔ１０−Ｔ９
（以下△ｔ９という）の時間差を乗じた値を加算する方
法であり、このとき実際の値より積算値は常に多く演算
される。第２の方法として流量ａの値（零）に時間差△
ｔ９を乗じた値を加算する、すなわち０を加算する方法
であり、このとき実際の値より積算値は常に少なく演算
される。第３の方法として流量ｂの値にある定数の値
（０．１〜０．９）に時間差△ｔ９を乗じた値を加算す
る、定数が０．５のとき７図の流量ｂの半分の値に△ｔ
９を乗じた値が加算される。すなわち流量ｃと流量ｂを
結ぶ線が加算されることになる。
演算手段１２の値を積算演算手段２０によって積算し１
日や１ヶ月あるいは１年の積算値を求めるものであり、
ガスメータなどに利用される。流量零が何回か続いて計
測周期が大きくなった後、急に大きな流量が流れ始めた
ときの場合を図７に示す。図７で流量零が何回か続いた
後、実際にはａ〜ｂに示すような流量があったとしたと
き、計測は時間Ｔ９のとき零を計測し、次の計測時間時
間Ｔ１０の時には流量ｂを計測することになる。このと
き積算演算手段２０に積算する方法として３種類があ
る。第１の方法として流量ｂの値に時間Ｔ１０−Ｔ９
（以下△ｔ９という）の時間差を乗じた値を加算する方
法であり、このとき実際の値より積算値は常に多く演算
される。第２の方法として流量ａの値（零）に時間差△
ｔ９を乗じた値を加算する、すなわち０を加算する方法
であり、このとき実際の値より積算値は常に少なく演算
される。第３の方法として流量ｂの値にある定数の値
（０．１〜０．９）に時間差△ｔ９を乗じた値を加算す
る、定数が０．５のとき７図の流量ｂの半分の値に△ｔ
９を乗じた値が加算される。すなわち流量ｃと流量ｂを
結ぶ線が加算されることになる。
【００２４】図８は本発明の第５の実施例であり、送信
手段７から比較手段９までの超音波伝幡を繰り返し手段
２１によって回数設定手段２２で設定された回数繰り返
し、その累積時間を計時手段１０で計測する。そして流
量演算手段１２の値が零値を連続して計測すると、その
回数とともに周期可変手段１３で測定周期の値を変更す
るとともに、繰り返し回数を少なくして、すなわち振動
子の送信の回数を少なくしたり計測時間を短くして低消
費電力にした探索計測手段２３により流量値の概略を求
める計測を行う。このときの流量と計測時間の間隔を図
９に示す。正確な流量を求めるＴ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６
の計測の間にＴ３’、Ｔ４’、Ｔ５’、Ｔ６’の時間に
探索計測を行う。もし図８に示すように、Ｔ６’の探索
計測で所定値以上の流量を検出すると次回の計測はＴ
７、Ｔ８のように測定周期を小さくして計測を行う。
手段７から比較手段９までの超音波伝幡を繰り返し手段
２１によって回数設定手段２２で設定された回数繰り返
し、その累積時間を計時手段１０で計測する。そして流
量演算手段１２の値が零値を連続して計測すると、その
回数とともに周期可変手段１３で測定周期の値を変更す
るとともに、繰り返し回数を少なくして、すなわち振動
子の送信の回数を少なくしたり計測時間を短くして低消
費電力にした探索計測手段２３により流量値の概略を求
める計測を行う。このときの流量と計測時間の間隔を図
９に示す。正確な流量を求めるＴ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６
の計測の間にＴ３’、Ｔ４’、Ｔ５’、Ｔ６’の時間に
探索計測を行う。もし図８に示すように、Ｔ６’の探索
計測で所定値以上の流量を検出すると次回の計測はＴ
７、Ｔ８のように測定周期を小さくして計測を行う。
【００２５】図１０は本発明の第６の実施例であり、流
量演算手段１２の値によって周期可変手段１３で計測の
周期を変えるとともに、流量演算手段１２の流量係数を
係数設定手段２４で変更するものである。測定周期の変
更によって電子回路や超音波振動子の動作する時間が変
わり、それによって応答や感度が変わることを考慮して
流量係数を補正するものである。
量演算手段１２の値によって周期可変手段１３で計測の
周期を変えるとともに、流量演算手段１２の流量係数を
係数設定手段２４で変更するものである。測定周期の変
更によって電子回路や超音波振動子の動作する時間が変
わり、それによって応答や感度が変わることを考慮して
流量係数を補正するものである。
【００２６】以上の実施例により以下の効果が得られ
る。
る。
【００２７】（１）流体管路に設けられた第１振動子
と、第１振動子から送信された超音波信号を受信する第
２振動子と、振動子間の信号伝幡時間を計測する計測回
路と、計測回路の信号に基づいて流量を算出する流量演
算手段と、振動子による計測を開始する計測開始手段
と、流量演算手段による流量計測の完了を報知する計測
終了手段と、計測終了手段または計測開始手段によって
計測回路の供給電圧を制御する電圧制御手段と、流量演
算手段の値に基づいて計測開始手段の周期を変化させる
周期可変手段とを備えたので、流量値が大きいときには
測定周期を短くして正確に測定でき、流量値が小さいと
きには測定周期を長くして消費電力を低減することがで
き、また間欠的な測定の間には回路の電圧を小さくまた
は零にして消費電力の低減をはかることができ、電池寿
命を長くすることができる。
と、第１振動子から送信された超音波信号を受信する第
２振動子と、振動子間の信号伝幡時間を計測する計測回
路と、計測回路の信号に基づいて流量を算出する流量演
算手段と、振動子による計測を開始する計測開始手段
と、流量演算手段による流量計測の完了を報知する計測
終了手段と、計測終了手段または計測開始手段によって
計測回路の供給電圧を制御する電圧制御手段と、流量演
算手段の値に基づいて計測開始手段の周期を変化させる
周期可変手段とを備えたので、流量値が大きいときには
測定周期を短くして正確に測定でき、流量値が小さいと
きには測定周期を長くして消費電力を低減することがで
き、また間欠的な測定の間には回路の電圧を小さくまた
は零にして消費電力の低減をはかることができ、電池寿
命を長くすることができる。
【００２８】（２）流体管路に設けられた第１振動子
と、第１振動子から発信された超音波信号を受信する第
２振動子と、振動子間の信号伝幡時間を計測する計測回
路と、計測回路の信号に基づいて流量を算出する流量演
算手段と、振動子による計測を開始する計測開始手段
と、流量演算手段の値に基づいて計測回路の周期の平均
値を変化させる平均周期可変手段と、ランダム値を発生
する不規則値発生手段と、前記平均周期可変手段の信号
に前記不規則値発生手段の信号を付加した周期可変手段
とを備えたので、流量値の周期的な変動に対しても測定
周期が長くなっても高精度を保つことができる。
と、第１振動子から発信された超音波信号を受信する第
２振動子と、振動子間の信号伝幡時間を計測する計測回
路と、計測回路の信号に基づいて流量を算出する流量演
算手段と、振動子による計測を開始する計測開始手段
と、流量演算手段の値に基づいて計測回路の周期の平均
値を変化させる平均周期可変手段と、ランダム値を発生
する不規則値発生手段と、前記平均周期可変手段の信号
に前記不規則値発生手段の信号を付加した周期可変手段
とを備えたので、流量値の周期的な変動に対しても測定
周期が長くなっても高精度を保つことができる。
【００２９】（３）流体管路に設けられた第１振動子
と、第１振動子から発信された超音波信号を受信する第
２振動子と、振動子間の信号伝幡時間を計測する計測回
路と、計測回路の信号に基づいて流量を算出する流量演
算手段と、振動子による計測を開始する計測開始手段
と、流量演算手段の零値の検出回数に応じて計測開始手
段の周期を大きくする周期可変手段とを備えたので、流
量値が零のときすなわち流体を使用していないときには
測定周期を長くとれるので、家庭用ガスメータのように
１日の使用時間が短いものでは消費電力を大幅に低減で
きる。
と、第１振動子から発信された超音波信号を受信する第
２振動子と、振動子間の信号伝幡時間を計測する計測回
路と、計測回路の信号に基づいて流量を算出する流量演
算手段と、振動子による計測を開始する計測開始手段
と、流量演算手段の零値の検出回数に応じて計測開始手
段の周期を大きくする周期可変手段とを備えたので、流
量値が零のときすなわち流体を使用していないときには
測定周期を長くとれるので、家庭用ガスメータのように
１日の使用時間が短いものでは消費電力を大幅に低減で
きる。
【００３０】（４）流体管路に設けられた第１振動子
と、第１振動子から発信された超音波信号を受信する第
２振動子と、振動子間の信号伝幡時間を計測する計測回
路と、計測回路の信号に基づいて流量を算出する流量演
算手段と、振動子による計測を開始する計測開始手段
と、流量演算手段の零値の検出時に計測開始手段の周期
を大きくする周期可変手段と、流量演算手段の流量値を
積算するとともに、零値検出後に所定値以上の流量を検
出したとき流量値に前回計測からの経過時間を乗じた値
を加算する積算演算手段とを備えたので、計測周期が長
くなったときに不意に流れ始めた流量値を多めに測定す
ることになり、危険な流体の漏洩量を積算値を求める場
合に安全側に作用する。
と、第１振動子から発信された超音波信号を受信する第
２振動子と、振動子間の信号伝幡時間を計測する計測回
路と、計測回路の信号に基づいて流量を算出する流量演
算手段と、振動子による計測を開始する計測開始手段
と、流量演算手段の零値の検出時に計測開始手段の周期
を大きくする周期可変手段と、流量演算手段の流量値を
積算するとともに、零値検出後に所定値以上の流量を検
出したとき流量値に前回計測からの経過時間を乗じた値
を加算する積算演算手段とを備えたので、計測周期が長
くなったときに不意に流れ始めた流量値を多めに測定す
ることになり、危険な流体の漏洩量を積算値を求める場
合に安全側に作用する。
【００３１】（５）流体管路に設けられた第１振動子
と、第１振動子から発信された超音波信号を受信する第
２振動子と、振動子間の信号伝幡時間を計測する計測回
路と、前記計測回路の信号に基づいて流量を算出する流
量演算手段と、振動子による計測を開始する計測開始手
段と、流量演算手段の零値を検出したとき計測開始手段
の周期を大きくする周期可変手段と、流量演算手段の流
量値を積算するとともに、連続の零値検出後に所定値以
上の流量を検出したときこの流量値を加算しない積算演
算手段とを備えたので、計測周期が長くなったときに不
意に流れ始めた流量値を少なくに測定することになり、
流量積算値を必要量以上必ず供給するような場合に安全
側に作用する。
と、第１振動子から発信された超音波信号を受信する第
２振動子と、振動子間の信号伝幡時間を計測する計測回
路と、前記計測回路の信号に基づいて流量を算出する流
量演算手段と、振動子による計測を開始する計測開始手
段と、流量演算手段の零値を検出したとき計測開始手段
の周期を大きくする周期可変手段と、流量演算手段の流
量値を積算するとともに、連続の零値検出後に所定値以
上の流量を検出したときこの流量値を加算しない積算演
算手段とを備えたので、計測周期が長くなったときに不
意に流れ始めた流量値を少なくに測定することになり、
流量積算値を必要量以上必ず供給するような場合に安全
側に作用する。
【００３２】（６）流体管路に設けられた第１振動子
と、第１振動子から発信された超音波信号を受信する第
２振動子と、振動子間の信号伝幡時間を計測する計測回
路と、計測回路の信号に基づいて流量を算出する流量演
算手段と、振動子による計測を開始する計測開始手段
と、流量演算手段の零値を検出したとき計測開始手段の
周期を大きくする周期可変手段と、流量演算手段の流量
値を積算するとともに、連続の零値検出後に所定値以上
の流量を検出したときこの流量値に所定係数を乗じて加
算する積算演算手段とを備えたので、計測周期が長くな
ったときに不意に流れ始めた流量値を状況に応じて多く
あるいは少なく積算することができ、また平均値をとれ
ば長期的にはほぼ正確な積算値を得ることもできる。
と、第１振動子から発信された超音波信号を受信する第
２振動子と、振動子間の信号伝幡時間を計測する計測回
路と、計測回路の信号に基づいて流量を算出する流量演
算手段と、振動子による計測を開始する計測開始手段
と、流量演算手段の零値を検出したとき計測開始手段の
周期を大きくする周期可変手段と、流量演算手段の流量
値を積算するとともに、連続の零値検出後に所定値以上
の流量を検出したときこの流量値に所定係数を乗じて加
算する積算演算手段とを備えたので、計測周期が長くな
ったときに不意に流れ始めた流量値を状況に応じて多く
あるいは少なく積算することができ、また平均値をとれ
ば長期的にはほぼ正確な積算値を得ることもできる。
【００３３】（７）流体管路に設けられた第１振動子
と、第１振動子から発信された超音波信号を受信する第
２振動子と、振動子間の超音波伝達を複数回行う繰り返
し手段と、繰り返し手段の回数を設定する回数設定手段
と、信号伝幡時間の累積時間を計測する計測回路と、計
測回路の信号に基づいて流量を算出する流量演算手段
と、振動子による計測を開始する計測開始手段と、流量
演算手段の零値の検出以降に計測開始手段の周期を大き
くする周期可変手段と、計測周期の間に回数設定手段の
値を小さくした探索計測手段を備えたので、計測周期が
長い時に不意に大きな流量が流れても流体が流れ始めた
ことをわずかな電力消費で行うことができる。
と、第１振動子から発信された超音波信号を受信する第
２振動子と、振動子間の超音波伝達を複数回行う繰り返
し手段と、繰り返し手段の回数を設定する回数設定手段
と、信号伝幡時間の累積時間を計測する計測回路と、計
測回路の信号に基づいて流量を算出する流量演算手段
と、振動子による計測を開始する計測開始手段と、流量
演算手段の零値の検出以降に計測開始手段の周期を大き
くする周期可変手段と、計測周期の間に回数設定手段の
値を小さくした探索計測手段を備えたので、計測周期が
長い時に不意に大きな流量が流れても流体が流れ始めた
ことをわずかな電力消費で行うことができる。
【００３４】（８）流体管路に設けられた第１振動子
と、第１振動子から送信された超音波信号を受信する第
２振動子と、振動子間の信号伝幡時間を計測する計測回
路と、計測回路の信号に基づいて流量を算出する流量演
算手段と、振動子による計測を開始する計測開始手段
と、流量演算手段の値に基づいて計測開始手段の周期を
変化させる周期可変手段と、周期可変手段の値に応じて
流量演算手段の係数を変える係数設定手段とを備えたの
で、測定周期が長くなって連続的に測定しているときよ
りも超音波振動子や回路の状態が変わることによる誤差
に対して流量係数により補正することができる。
と、第１振動子から送信された超音波信号を受信する第
２振動子と、振動子間の信号伝幡時間を計測する計測回
路と、計測回路の信号に基づいて流量を算出する流量演
算手段と、振動子による計測を開始する計測開始手段
と、流量演算手段の値に基づいて計測開始手段の周期を
変化させる周期可変手段と、周期可変手段の値に応じて
流量演算手段の係数を変える係数設定手段とを備えたの
で、測定周期が長くなって連続的に測定しているときよ
りも超音波振動子や回路の状態が変わることによる誤差
に対して流量係数により補正することができる。
【００３５】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、流量の変
動があっても正確に計測することができる。
動があっても正確に計測することができる。
【図１】本発明の第１の実施例の流量計測装置の制御ブ
ロック図
ロック図
【図２】同装置の流量の時間的変化を示す特性図
【図３】本発明の第２の実施例の流量計測装置の制御ブ
ロック図
ロック図
【図４】本発明の第３の実施例の流量計測装置の制御ブ
ロック図
ロック図
【図５】同装置の流量の時間的変化を示す特性図
【図６】本発明の第４の実施例の流量計測装置の制御ブ
ロック図
ロック図
【図７】同装置の流量の時間的変化を示す特性図
【図８】本発明の第５の実施例の流量計測装置の制御ブ
ロック図
ロック図
【図９】同装置の流量の時間的変化を示す特性図
【図１０】本発明の第６の実施例の流量計測装置の制御
ブロック図
ブロック図
【図１１】従来の流量計測装置の制御ブロック図
４ 流体管路
５ 第１振動子
６ 第２振動子
１０ 計時手段
１１ 計測回路
１２ 流量演算手段
１３ 周期可変手段
１４ 計測開始手段
１５ 計測終了手段
１６ 電圧制御手段
１７ 平均周期可変手段
１８ 不規則値発生手段
１９ 零回数検出手段
２０ 積算演算手段
２１ 繰り返し手段
２２ 回数設定手段
２３ 探索計測手段
２４ 係数設定手段
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 名和 基之
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 DA23
Claims (9)
- 【請求項１】 流体管路に設けられた第１振動子と、前
記第１振動子から送信された超音波信号を受信する第２
振動子と、前記振動子間の信号伝幡時間を計測する計測
回路と、前記計測回路の信号に基づいて流量を算出する
流量演算手段と、前記振動子による計測を開始する計測
開始手段と、前記流量演算手段による流量計測の完了を
報知する計測終了手段と、前記計測終了手段または前記
計測開始手段によって前記計測回路の供給電圧を制御す
る電圧制御手段と、前記流量演算手段の値に基づいて前
記計測開始手段の周期を変化させる周期可変手段とを備
えた流量計測装置。 - 【請求項２】 流体管路に設けられた第１振動子と、前
記第１振動子から発信された超音波信号を受信する第２
振動子と、前記振動子間の信号伝幡時間を計測する計測
回路と、前記計測回路の信号に基づいて流量を算出する
流量演算手段と、前記振動子による計測を開始する計測
開始手段と、前記流量演算手段の値に基づいて前記計測
手段の周期の平均値を変化させる平均周期可変手段と、
ランダム値を発生する不規則値発生手段と、前記平均周
期可変手段の信号に前記不規則値発生手段の信号を付加
した周期可変手段とを備えた流量計測装置。 - 【請求項３】 流体管路に設けられた第１振動子と、前
記第１振動子から発信された超音波信号を受信する第２
振動子と、前記振動子間の信号伝幡時間を計測する計測
回路と、前記計測回路の信号に基づいて流量を算出する
流量演算手段と、前記振動子による計測を開始する計測
開始手段と、前記流量演算手段の零値の検出回数に応じ
て前記計測開始手段の周期を大きくする周期可変手段と
を備えた流量計測装置。 - 【請求項４】 周期可変手段の周期に上限を定めた請求
項３記載の流量計測装置。 - 【請求項５】 流体管路に設けられた第１振動子と、前
記第１振動子から発信された超音波信号を受信する第２
振動子と、前記振動子間の信号伝幡時間を計測する計測
回路と、前記計測回路の信号に基づいて流量を算出する
流量演算手段と、前記振動子による計測を開始する計測
開始手段と、前記流量演算手段の零値の検出時に前記計
測開始手段の周期を大きくする周期可変手段と、前記流
量演算手段の流量値を積算するとともに、前記零値検出
後に所定値以上の流量を検出したとき流量値に前回計測
からの経過時間を乗じた値を加算する積算演算手段とを
備えた流量計測装置。 - 【請求項６】 流体管路に設けられた第１振動子と、前
記第１振動子から発信された超音波信号を受信する第２
振動子と、前記振動子間の信号伝幡時間を計測する計測
回路と、前記計測回路の信号に基づいて流量を算出する
流量演算手段と、前記流量演算手段の値を積算する積算
演算手段と、前記振動子による計測を開始する計測開始
手段と、前記流量演算手段の値が零を検出したとき前記
計測開始手段の周期を大きくする周期可変手段と、前記
流量演算手段の流量値を積算するとともに、前記連続の
零検出後に所定値以上の流量を検出したときこの流量値
を加算しない積算演算手段とを備えた流量計測装置。 - 【請求項７】 流体管路に設けられた第１振動子と、前
記第１振動子から発信された超音波信号を受信する第２
振動子と、前記振動子間の信号伝幡時間を計測する計測
回路と、前記計測回路の信号に基づいて流量を算出する
流量演算手段と、前記振動子による計測を開始する計測
開始手段と、前記流量演算手段の値が零を検出したとき
前記計測開始手段の周期を大きくする周期可変手段と、
前記流量演算手段の値を積算するとともに、前記連続の
零検出後に所定値以上の流量を検出したときこの流量値
に所定係数を乗じて加算する積算演算手段とを備えた流
量計測装置。 - 【請求項８】 所定間隔設けて前記流量演算手段による
流量を求める間に、別に流量の計測を行う探索計測手段
による流量値が零値でないとき計測周期を初期値にする
請求項３記載の流量計測装置。 - 【請求項９】 流体管路に設けられた第１振動子と、前
記第１振動子から送信された超音波信号を受信する第２
振動子と、前記振動子間の信号伝幡時間を計測する計測
回路と、前記計測回路の信号に基づいて流量を算出する
流量演算手段と、前記振動子による計測を開始する計測
開始手段と、前記流量演算手段の値に基づいて前記計測
開始手段の周期を変化させる周期可変手段と、前記周期
可変手段の値に応じて前記流量演算手段の係数を変える
係数設定手段とを備えた流量計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003071396A JP3838209B2 (ja) | 2003-03-17 | 2003-03-17 | 流量計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003071396A JP3838209B2 (ja) | 2003-03-17 | 2003-03-17 | 流量計測装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17183895A Division JP3456060B2 (ja) | 1995-07-07 | 1995-07-07 | 流量計測装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006133313A Division JP3945530B2 (ja) | 2006-05-12 | 2006-05-12 | 流量計測装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003232663A true JP2003232663A (ja) | 2003-08-22 |
| JP3838209B2 JP3838209B2 (ja) | 2006-10-25 |
Family
ID=27785879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003071396A Expired - Fee Related JP3838209B2 (ja) | 2003-03-17 | 2003-03-17 | 流量計測装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3838209B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006284267A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 流れ計測装置 |
| KR101256703B1 (ko) | 2007-06-28 | 2013-04-19 | 주식회사 케이티 | 무선 센싱 장치 및 그 무선 센싱 장치들을 이용한 침수감지 시스템 |
| KR101329178B1 (ko) * | 2012-02-03 | 2014-03-19 | 옴니시스템 주식회사 | 광센서를 이용한 유량측정장치 및 방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5548951B2 (ja) * | 2010-06-24 | 2014-07-16 | パナソニック株式会社 | 流量計測装置 |
-
2003
- 2003-03-17 JP JP2003071396A patent/JP3838209B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006284267A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 流れ計測装置 |
| JP4735005B2 (ja) * | 2005-03-31 | 2011-07-27 | パナソニック株式会社 | 流れ計測装置 |
| KR101256703B1 (ko) | 2007-06-28 | 2013-04-19 | 주식회사 케이티 | 무선 센싱 장치 및 그 무선 센싱 장치들을 이용한 침수감지 시스템 |
| KR101329178B1 (ko) * | 2012-02-03 | 2014-03-19 | 옴니시스템 주식회사 | 광센서를 이용한 유량측정장치 및 방법 |
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|---|---|
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