JP2011085500A

JP2011085500A - 超音波流量計

Info

Publication number: JP2011085500A
Application number: JP2009239056A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Fujisawa; 和也藤澤; Tetsuaki Saito; 哲明斉藤; Takeshi Shingu; 武新宮; 太 ▲高▼橋; Futoshi Takahashi; Kenji Iwao; 健司岩尾
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd; Sonic Corp
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd; Sonic Corp
Priority date: 2009-10-16
Filing date: 2009-10-16
Publication date: 2011-04-28

Abstract

【課題】本発明は、超音波センサの送受信面の汚れ具合（堆積物）を自動的に判定することを課題とする。
【解決手段】演算部５０の流量演算回路７０は、流量計測時、各超音波センサ８ａ、８ｂまたは８ａ'、８ｂ'に超音波送信信号ｃ、ｄを出力する。各超音波センサ８ａ、８ｂまたは８ａ'、８ｂ'から出力された受信信号ａ、ｂは、オートゲイン調整回路６０に入力される。オートゲイン調整回路６０では、受信信号ａ、ｂの信号電圧ｖが所定の電圧値以下に低下したことが検出された場合には、当該受信信号ａ、ｂの信号電圧ｖを所定の電圧値になるように増幅する。センサ状態検出回路１１０は、オートゲイン調整回路６０から出力された増幅率（ゲインｇ）が入力されており、当該入力された増幅率が所定の増幅率よりも大きい値である場合には、各超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'の受信感度が設定値（閾値）以下に低下しているものと判定して、警報信号を出力する。
【選択図】図４

Description

本発明は超音波流量計に係り、特に被測流体が流れる管路に超音波を送受信して被測流体の流量を計測する超音波流量計に関する。

一般に、管路を流動するガス等の被測流体の体積流量を測定する際には、管路内を流動する被測流体に向かって超音波を送受信する一対の超音波センサを用いた超音波流量計が採用されている。そして、管路内で被測流体の流れに沿った超音波の伝播時間と、被測流体の流れに逆らった超音波の伝播時間との差分から被測流体の流速を求め、ひいては、流速と測定部位の断面積により被測流体の体積流量を求めている（例えば、特許文献１参照）。

また、一対の超音波センサは、管路の延在方向に対して所定角度傾斜した向きに取り付けられており、送受信面が互いに対向する向きに取り付けられる。そして、一対の超音波センサのうち一方は、送受信面が被測定流体の流れ方向の下流側に向いており、他方の送受信面が被測定流体の流れ方向の上流側に向くように設けられる。

従って、上流側の超音波センサから送信された超音波は、被測流体の流速により加速されて伝搬速度が進み、下流側の超音波センサから送信された超音波は、被測流体の流速により減速されて伝搬速度位相が遅れる。この二つの超音波の伝播速度の差によって生じる時間差（位相差）が流速に比例する。

特開平７−３１１０６２号公報

上記超音波流量計において、一対の超音波センサの送受信面を被測流体が流れる管路に挿入させているので、被測流体が送受信面に付着する場合があり、被測流体による送受信面の汚れ具合（被測流体の付着量）によって超音波の受信感度が徐々に低下するといった問題がある。

そこで、本発明は上記事情に鑑み、上記課題を解決した超音波流量計を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。
（１）本発明は、被測流体が流れる管路に超音波を送受信して被測流体の流量を計測する一対の超音波センサと、前記管路を伝播した超音波を受信した該超音波センサの受信信号の出力レベルを所定レベルに増幅する増幅手段と、前記管路を伝播した超音波を受信した該超音波センサからの受信信号に基づき被測流体の流量を演算する演算部とを有する超音波流量計において、
前記増幅手段による前記超音波センサの受信信号の出力レベルの増幅率を判定する判定手段と、
該判定手段により前記超音波センサの受信信号の出力レベルの増幅率が予め設定された増幅率以上であると判定された場合に前記超音波センサの受信感度が設定値以下に低下したことを報知する報知手段と、を備えたことを特徴とする。
（２）本発明は、被測流体が流れる管路に超音波を送受信して被測流体の流量を計測する一対の超音波センサと、前記管路を伝播した超音波を受信した該超音波センサの受信信号に基づき被測流体の流量を演算する演算部とを有する超音波流量計において、
前記超音波センサによる受信信号の出力レベルを判定する判定手段と、
該判定手段により前記超音波センサによる受信信号の出力レベルが所定レベル以下であると判定された場合に前記超音波センサの受信感度が設定値以下に低下したことを報知する報知手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、超音波センサの受信信号の出力レベルの増幅率が予め設定された増幅率以上である場合、または超音波センサによる受信信号の出力レベルが所定レベル以下である場合に報知手段により報知するため、メンテナンスを行なう作業員が頻繁に超音波センサの送受信面の汚れ具合を点検する必要がなくなり、報知手段によって報知されたときに、超音波センサの送受信面の点検、清掃などのメンテナンスを適宜行えば良いので、超音波センサの送受信面の汚れ具合（被測流体の付着量）により受信感度が設定値以下に低下したときに、メンテナンス作業を効率良く行なうことができる。

本発明による超音波流量計の一実施例の斜視図である。超音波流量計の主管路の軸方向と直交する断面を示す図である。超音波流量計の平面図である。超音波流量計の演算部の構成を示すブロック図である。センサ状態検出回路の検出処理１を説明するためのフローチャートである。変形例の超音波流量計の演算部の構成を示すブロック図である。変形例のセンサ状態検出回路の検出処理２を説明するためのフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。

図１は本発明による超音波流量計の一実施例の斜視図である。図２は超音波流量計の主管路の軸方向と直交する断面を示す図である。図３は超音波流量計の平面図である。

図１乃至図３に示されるように、超音波流量計１は、主管路２（管路）と、測定室３と、圧力室４、４と、第１及び第２仕切板５、６と、各圧力室４、４に対応する一対の超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'とを備えている。

ガス等の流体が流れる主管路２内は、軸直交方向（水平方向）、詳しくは短辺１２ａが延びる方向に沿って測定室３及び各圧力室４、４の３分割に区画される。

測定室３は、主管路２の短辺１２ａが延びる方向（軸直交方向）略中央に位置するように形成されている。また、測定室３の両側には、各圧力室４、４が位置するように形成されている。そして、測定室３内と各圧力室４、４内とは、それぞれ第１及び第２仕切板５、６に設けられた連通孔（圧力導入路）を介して連通され、該測定室３内と各圧力室４、４内とを略同じ圧力になるように設定される。

各超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'は、該測定室３内を流動する流体に向かって超音波を送受信して、測定室３内を流動する流体の体積流量を計測するように、測定室３の上下側を囲む主管路２の短辺側壁部１２（壁部）に配置されている。

さらに、超音波流量計１は、流体が流れる主管路２と、該主管路２の上流側に接続される流入管路１０と、主管路２の下流側に接続される流出管路１１とを備えている。

図２に示されるように、主管路２は、対向する一対の短辺側壁部１２と、対向する一対の長辺側壁部１３と有する。主管路２の内部空間は、一対の短辺１２ａと一対の長辺１３ａとからなる長方形状が長手方向に延在形成される。

主管路２内には、長辺側壁部１３と略平行な第１及び第２仕切板５、６が短辺１２ａの延びる方向に沿って間隔を置いて平行に配され、主管路２の内部空間が短辺１２ａの延びる方向に沿って３室に区画されている。そして、主管路２内には、短辺１２ａの延びる方向略中央に測定室３が設けられ、該測定室３の両側に圧力室４、４が設けられる。

また、主管路２の上流側の開口端部には、略矩形の上流側蓋部１５が結合されると共に、下流側の開口端部には、略矩形の下流側蓋部１６が結合される。これら上流側蓋部１５及び下流側蓋部１６には、主管路２内に設けた測定室３の上流側及び下流側の開口端部と一致する略矩形の開口部がそれぞれ形成される。

なお、図２に示されるように、測定室３は、主管路２を形成する一対の短辺側壁部１２と、一対の仕切板５、６とで囲まれる空間である。一方、各圧力室４、４は、主管路２を形成する一対の短辺側壁部１２及び一方の長辺側壁部１３と、第１または第２仕切板５または６と、上流側蓋部１５及び下流側蓋部１６とで囲まれる空間である。

図１に示されるように、流入管路１０は、その開口が軸直交断面にて上流側端部が略円形に形成されると共に、下流側端部が、測定室３の上流側の開口端部（上流側蓋部１５の開口部）と略同じ略矩形に形成される。なお、この流入管路１０の上流側端部には略円形の取付フランジ部２０が設けられると共に、下流側端部には略矩形の取付フランジ部２１が設けられる。

一方、流出管路１１は、その開口が軸直交断面にて上流側端部が、測定室３の下流側の開口端部（下流側蓋部１６の開口部）と略同じ略矩形に形成されると共に、下流側端部が略円形に形成される。なお、この流出管路１１の上流側端部には略矩形の取付フランジ部２２が設けられると共に、下流側端部には略円形の取付フランジ部２３が設けられている。

また、図２に示されるように、主管路２の測定室３内には、第１及び第２仕切板５、６と略平行な分岐板３０が、測定室３及び各圧力室４、４の並設方向の略中央に配設されており、測定室３内が各分割測定室３ａ、３ｂに２分割される。これにより、測定室３内に流入する流体は、分岐板３０を介して各分割測定室３ａ、３ｂに分岐されて流動される。

また、図１に示されるように、各分割測定室３ａ、３ｂに臨む主管路２の一方の短辺側壁部１２にはその軸方向に沿って、各分割測定室３ａ、３ｂ内を流動する流体に超音波を送受信する一対の超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'がそれぞれ配置されている。そして、一対の超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'と、該一対の超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'に接続される演算部５０とにより、各分割測定室３ａ、３ｂ内を流れる流体の体積流量を算出している。なお、本実施の形態では、超音波がＶ字反射伝播経路に沿って伝播するＶ字反射方式が採用されている。

各分割測定室３ａ、３ｂに臨む主管路２の上側の短辺側壁部１２には、軸方向に沿って各超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'の送受信面に対向する開口３７が形成される。４個の各開口３７は、略矩形状に形成される。また、分割測定室３ａに臨む主管路２の一方の短辺側壁部１２にその軸方向に沿って設けた各開口３７は、短辺１２ａの延びる方向、すなわち各分割測定室３ａ、３ｂの並設方向に沿って一列に整列しておらず、互いに軸方向に相違して配置される。

図１及び図２に示されるように、各分割測定室３ａ、３ｂに臨む主管路２の一方の短辺側壁部１２には、各開口３７の周辺から超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'を収納して支持する円筒状収納部４１、４２及び４３、４４が突出されている。超音波センサ８ａ、８ａ'が収納される円筒状収納部４１、４３と、超音波センサ８ｂ、８ｂ'が収納される円筒状収納部４２、４４とは、管路延在方向に対して短辺側壁部１２から互いに離間する方向に所定角度傾斜して設けられている。

そして、超音波流量計１では、流入管路１０から主管路２内の測定室３に流入した流体は、分岐板３０により分岐して各分割測定室３ａ、３ｂを流れ、さらに、第１及び第２仕切板５、６の連通孔を通過して各圧力室４、４にも流入する。そのため、各分割測定室３ａ、３ｂと各圧力室４、４とは略同じ圧力に到達される。

次に、各分割測定室３ａ、３ｂのそれぞれに備えられた各超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'の内、上流側に配された超音波センサ８ｂ、８ｂ'から超音波が、各分割測定室３ａ、３ｂに臨む上側の短辺側壁部１２の開口３７を介して各分割測定室３ａ、３ｂ内を流動する流体に照射されると共に、各分割測定室３ａ、３ｂに臨む他方の短辺側壁部１２に反射してＶ字状伝播経路で伝播し、下流側の開口３７を介して下流側に配された超音波センサ８ａ、８ａ'により受信される。そして、超音波センサ８ａ、８ａ'より超音波の受信と共に、受信信号を演算部５０に出力する。

また、上記とは逆に下流側に配された超音波センサ８ａ、８ａ'から超音波が、各分割測定室３ａ、３ｂに臨む下側の短辺側壁部１２の開口３７を介して各分割測定室３ａ、３ｂ内を流動する流体に照射されると共に、各分割測定室３ａ、３ｂに臨む他方の短辺側壁部１２に反射してＶ字状伝播経路で伝播し、上流側の開口３７を介して上流側に配された超音波センサ８ｂ、８ｂ'により受信される。そして、超音波センサ８ｂ、８ｂ'より超音波の受信と共に、受信信号を演算部５０に出力する。演算部５０においては、各超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'から出力された上流側の受信信号と下流側の受信信号との時間差（位相差）から被測流体の流量を演算する。

次に、演算部５０において、各分割測定室３ａ、３ｂ内を流れる流体の流れに沿った超音波の伝播時間と、流体の流れに逆らった超音波の伝播時間との差分から各分割測定室３ａ、３ｂそれぞれにおける流体の流速が算出され、ひいては、各分割測定室３ａ、３ｂのそれぞれにおいて、流速と各分割測定室３ａ、３ｂの軸直交断面積とにより流体の体積流量が算出される。

図４は超音波流量計の演算部の構成を示すブロック図である。図４に示されるように、演算部５０は、オートゲイン調整回路６０と、流量演算回路７０と、積算流量演算回路８０と、表示器駆動制御回路９０と、センサ状態検出回路１１０と、報知器駆動制御回路１２０と、メモリ１３０とを有する。
流量演算回路７０は、流量計測時、各超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'のうち上流側に配された超音波センサ８ｂ、８ｂ'に超音波送信信号ｃ、ｄを出力する。これにより、超音波センサ８ｂ、８ｂ'から送信された超音波は、各分割測定室３ａ、３ｂ内を流動する流体に照射されると共に、短辺側壁部１２に反射してＶ字状伝播経路で伝播し、下流側に配された超音波センサ８ａ、８ａ'により受信される。また、流量演算回路７０は、流量計測時、上記とは逆に下流側に配された超音波センサ８ａ、８ａ'に超音波送信信号ｃ、ｄを出力する。これにより、超音波センサ８ａ、８ａ'から送信された超音波は各分割測定室３ａ、３ｂ内を流動する流体に照射されると共に、短辺側壁部１２に反射してＶ字状伝播経路で伝播し、上流側に配された超音波センサ８ｂ、８ｂ'により受信される。

各超音波センサ８ａ、８ｂまたは８ａ'、８ｂ'から出力された受信信号ａ、ｂは、オートゲイン調整回路６０に入力される。オートゲイン調整回路６０では、入力された受信信号ａ、ｂの信号電圧ｖが予め設定された所定の電圧値以下に低下したか否かを監視しており、受信信号ａ、ｂの信号電圧ｖが所定の電圧値以下に低下したことが検出された場合には、当該受信信号ａ、ｂの信号電圧ｖを所定の電圧値になるように増幅する。

そのため、各超音波センサ８ａ、８ｂまたは８ａ'、８ｂ'から出力された受信信号ａ、ｂは、オートゲイン調整回路６０において、当該受信信号ａ、ｂの信号電圧ｖの大きさに応じて増幅率（ゲインｇ）が調整され、信号電圧ｖは、超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'の送受信面の汚れ具合に拘わらず、所定の電圧値に保持される。

オートゲイン調整回路６０から出力された当該受信信号ａ、ｂは、所定電圧値に調整されて流量演算回路７０に入力される。流量演算回路７０では、上流側の超音波センサ８ｂ、８ｂ'で受信された受信信号と下流側の超音波センサ８ａ、８ａ'で受信された受信信号との位相差に基づいて現在の流量ｑ２を演算する。また、流量演算回路７０は、現在の流量ｑ２の演算値を積算流量演算回路８０、表示器駆動制御回路９０、メモリ１３０に出力する。

積算流量演算回路８０では、過去に演算された流量ｑ１の積算値を記憶しており、当該流量積算値に現在の流量ｑ２を加算して積算流量値を演算する。また、積算流量演算回路８０は、演算した積算流量値を表示器駆動制御回路９０、メモリ１３０に出力する。従って、メモリ１３０には、過去に計測された流量ｑ１、現在の流量ｑ２、各時間毎の積算流量値などの計測値が格納されている。

表示器駆動制御回路９０は、流量演算回路７０からの現在の流量ｑ２と、積算流量演算回路８０から出力された積算流量値とを表示器１００に表示させる。

センサ状態検出回路１１０は、オートゲイン調整回路６０から出力された増幅率（ゲインｇ）が入力されており、当該入力された増幅率が予め設定された所定の増幅率よりも大きい値か否かを判定する。また、センサ状態検出回路１１０は、当該入力された増幅率が所定の増幅率よりも大きい値である場合には、各超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'の送受信面の汚れ（被測流体の付着量）によって各超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'の受信感度が設定値（閾値）以下に低下しているものと判定して、警報信号を報知器駆動制御回路１２０に出力する。これにより、報知器駆動制御回路１２０は、警報器１４０よりアラーム（警報）を発声させ、超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'の受信感度が設定値以下に低下したことを報知する。

尚、警報器１４０としては、ランプ表示、液晶表示、ブザー、通信端末を用いた遠隔監視などを適宜選択して使用される。

ここで、センサ状態検出回路１１０が実行する制御処理について説明する。図５はセンサ状態検出回路の検出処理１を説明するためのフローチャートである。

図５のＳ１１において、現在の流量ｑ２(sm³/h)をメモリ１３０から読み込む。続いて、Ｓ１２で現在の増幅率（ゲインｇ）をオートゲイン調整回路６０から読み込む。

次のＳ１３では、現在の流量ｑ２(sm³/h)から過去の流量ｑ１(sm³/h)を差し引いた流量変化Δｑを演算する。尚、流量変化Δｑは、増加傾向の場合には+（プラス）となり、減少傾向の場合には−（マイナス）となる。

Ｓ１４では、前回の経過時間ｔに前回処理から今回処理までの時間差（サンプリング間隔（sec））Δｔを加算して経過時間ｔを演算する。次のＳ１５では、現在の流量ｑ２が予め設定された設定流量Ｑ(sm³/h)を越えているか否かを判定する。Ｓ１５において、現在の流量ｑ２が設定流量Ｑより多い場合（ＹＥＳの場合）は、Ｓ１６に進み、流量変化Δｑ(sm³/h)が予め設定された所定流量変化の設定値ΔＱ(sm³/h)より小さいか否かを判定する。Ｓ１６において、流量変化Δｑが所定流量変化の設定値ΔＱより小さい場合には、現在の流量ｑ２が設定流量Ｑより多く、且つ流量変動が小さいので、流量が安定しているものと判断する。

そして、Ｓ１６において、流量変化Δｑが所定流量変化の設定値ΔＱより小さい場合（ＹＥＳの場合）には、Ｓ１７に進み、経過時間ｔ(sec)が予め設定された設定値ΔＴより小さいか否かを判定する。尚、設定流量Ｑ及び設定値ΔＱは、当該超音波流量計１の固有値であり、被測流体を送液するポンプ性能や管路の圧力損失などを考慮して適宜設定される。

Ｓ１７において、経過時間ｔが予め設定された設定値ΔＴより小さい場合（ＹＥＳの場合）は、流量変動が安定した状態が継続していないので、Ｓ１８に進み、過去の流量ｑ１を現在の流量ｑ２に更新する（ｑ１＝ｑ２）。

また、上記Ｓ１５において、現在の流量ｑ２が設定流量Ｑより少ない場合（ＮＯの場合）、または、Ｓ１６において、流量変化Δｑが所定流量変化の設定値ΔＱより大きい場合（ＮＯの場合）は、流量変動が大きく、流量が安定しないので、Ｓ２１に移行してタイマをリセット（ｔ＝０）する。そして、Ｓ１８に進み、過去の流量ｑ１を現在の流量ｑ２に更新する（ｑ１＝ｑ２）。

また、上記Ｓ１７において、経過時間ｔが予め設定された設定値ΔＴより大きい場合（ＮＯの場合）は、流量変動が安定した状態が継続しているので、Ｓ１９に進み、現在の増幅率（ゲインｇ）が予め設定された増幅率（ゲイン）の設定値Ｇより大きいか否かを判定する（判定手段）。

Ｓ１９において、現在の増幅率（ゲインｇ）が増幅率（ゲイン）の設定値Ｇより大きい場合（ＹＥＳの場合）は、超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'の受信感度が設定値以下に低下しているので、各超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'の送受信面の汚れを除去する等のメンテナンスが必要と判定してＳ２０に進む。Ｓ２０では、警報器１４０よりアラーム（警報）を発声させ、超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'の受信感度が設定値以下に低下したことを報知する（報知手段）。

続いて、Ｓ２１に進み、タイマをリセット（ｔ＝０）する。そして、Ｓ１８に進み、過去の流量ｑ１を現在の流量ｑ２に更新する（ｑ１＝ｑ２）。

また、上記Ｓ１９において、現在の増幅率（ゲインｇ）が増幅率（ゲイン）の設定値Ｇより小さい場合（ＮＯの場合）は、まだ各超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'の送受信面の汚れによる受信感度の低下が小さいものと判断してＳ２０の処理を行なわず、Ｓ２１に進み、タイマをリセット（ｔ＝０）する。そして、Ｓ１８に進み、過去の流量ｑ１を現在の流量ｑ２に更新する（ｑ１＝ｑ２）。

このように、本実施例においては、現在の増幅率（ゲインｇ）が増幅率（ゲイン）の設定値Ｇより大きい場合は、各超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'の送受信面の汚れ（被測流体の付着量）によって各超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'の受信感度が設定値（閾値）以下に低下しているものと判定して、警報器１４０よりアラーム（警報）を出力する。そのため、メンテナンス作業員は、アラーム（警報）が出力された場合に、各超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'を円筒状収納部４１、４２及び４３、４４から取り出して各送受信面に付着した汚れ（堆積物）を除去するクリーニング作業を行なうことができ、各超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'の送受信面の汚れ具合を頻繁に検査する必要がなく、メンテナンス作業を効率良く行なうことが可能になる。

ここで、変形例について説明する。

図６は変形例の超音波流量計の演算部の構成を示すブロック図である。図６において、前述した図４のものと同一部分には、同一符合を付してその説明を省略する。

本変形例の演算部５０Ａのセンサ状態検出回路１１０Ａには、各超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'から出力された受信信号ａ、ｂが直接入力される。センサ状態検出回路１１０Ａは、各超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'から出力された受信信号ａ、ｂの出力レベルが予め設定された設定値（閾値）以下に低下したか否かを判定する。そして、センサ状態検出回路１１０Ａは、各超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'から出力された受信信号ａ、ｂの出力レベルが予め設定された設定値以下に低下したことが検出された場合には、各超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'の送受信面の汚れを除去する等のメンテナンスが必要と判断して警報信号を報知器駆動制御回路１２０に出力する。これにより、報知器駆動制御回路１２０は、警報器１４０よりアラーム（警報）を発声させ、超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'の受信感度が設定値以下に低下したことを報知する。

ここで、センサ状態検出回路１１０Ａが実行する制御処理（変形例）について説明する。図７はセンサ状態検出回路の検出処理２を説明するためのフローチャートである。尚、図７に示す制御処理で前述した図５の制御処理と同じ処理は同一の符合を付してその説明を省略する。

図７のＳ１２ａにおいて、各超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'から出力された受信信号の出力レベルｖを読み込む。

また、Ｓ１９ａでは、各超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'から出力された受信信号ａ、ｂの出力レベルｖが予め設定された出力レベルの設定値Ｖより小さいか否かを判定する（判定手段）。

Ｓ１９ａにおいて、各超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'から出力された受信信号ａ、ｂの出力レベルｖが予め設定された出力レベルの設定値Ｖより小さい場合（ＹＥＳの場合）は、超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'の受信感度が設定値以下に低下しているので、各超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'の送受信面の汚れを除去する等のメンテナンスが必要と判定してＳ２０に進む。Ｓ２０では、警報器１４０よりアラーム（警報）を発声させ、超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'の受信感度が設定値以下に低下したことを報知する。（報知手段）。

また、上記Ｓ１９ａにおいて、各超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'から出力された受信信号ａ、ｂの出力レベルｖが予め設定された出力レベルの設定値Ｖより大きい場合（ＮＯの場合）は、まだ各超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'の送受信面の汚れによる受信感度の低下が小さいものと判断してＳ２０の処理を行なわず、Ｓ２１に進み、タイマをリセット（ｔ＝０）する。そして、Ｓ１８に進み、過去の流量ｑ１を現在の流量ｑ２に更新する（ｑ１＝ｑ２）。

このように、変形例においては、各超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'から出力された受信信号ａ、ｂの出力レベルｖが予め設定された出力レベルの設定値Ｖより小さい場合は、各超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'の送受信面の汚れ（被測流体の付着量）によって各超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'の受信感度が設定値（閾値）以下に低下しているものと判定して、警報器１４０よりアラーム（警報）を出力する。そのため、メンテナンス作業員は、アラーム（警報）が出力された場合に各超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'を円筒状収納部４１、４２及び４３、４４から取り出して各送受信面に付着した汚れ（堆積物）を除去するクリーニング作業を行なえば良いので、各超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'の送受信面の汚れ具合を頻繁に検査する必要がなく、メンテナンス作業を効率良く行なうことが可能になる。

上記実施例では、２対の各超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'を有する構成の超音波流量計を用いて説明したが、これに限らず、例えば、１対の超音波センサ８ａ、８ｂを有する構成の超音波流量計にも本発明を適用することができるのは勿論である。

また、上記Ｓ１９、Ｓ１９ａにおいて、設定値Ｇ及び設定値Ｖを異なる数値を複数設定して各超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'の送受信面の汚れ具合を段階的（例えば、汚れの大、中、小）に判定して警報レベルを３段階に分けて報知することも可能である。

また、上記実施例では、被測流体の供給圧力に応じた流量の圧力補正を行なうため、圧力センサを設け、各超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'の送受信面の汚れ具合を判定する際に、現在の被測流体の供給圧力も監視し、圧力が低下した場合にメンテナンス（点検、清掃）または、事故の可能性があると判定し、各超音波センサ８ａ、８ｂ及び８ａ'、８ｂ'の送受信面の汚れ具合を判定しないように制御処理を行なうことも可能である。

１超音波流量計
２主管路（管路）
３測定室
３ａ、３ｂ分割測定室
４圧力室
５、６仕切板
８ａ、８ｂ、８ａ'、８ｂ' 超音波センサ
１１流出管路
１２短辺側壁部
１２ａ短辺
１３長辺側壁部
１３ａ長辺
１５上流側蓋部
１６下流側蓋部
２０〜２３取付フランジ部
３０分岐板
３７開口
４１〜４４円筒状収納部
５０、５０Ａ演算部
６０オートゲイン調整回路
７０流量演算回路
８０積算流量演算回路
９０表示器駆動制御回路
１１０、１１０Ａセンサ状態検出回路
１２０報知器駆動制御回路
１３０メモリ
１４０警報器

Claims

被測流体が流れる管路に超音波を送受信して被測流体の流量を計測する一対の超音波センサと、前記管路を伝播した超音波を受信した該超音波センサの受信信号の出力レベルを所定レベルに増幅する増幅手段と、前記管路を伝播した超音波を受信した該超音波センサからの受信信号に基づき被測流体の流量を演算する演算部とを有する超音波流量計において、
前記増幅手段による前記超音波センサの受信信号の出力レベルの増幅率を判定する判定手段と、
該判定手段により前記超音波センサの受信信号の出力レベルの増幅率が予め設定された増幅率以上であると判定された場合に前記超音波センサの受信感度が設定値以下に低下したことを報知する報知手段と、
を備えたことを特徴とする超音波流量計。
被測流体が流れる管路に超音波を送受信して被測流体の流量を計測する一対の超音波センサと、前記管路を伝播した超音波を受信した該超音波センサの受信信号に基づき被測流体の流量を演算する演算部とを有する超音波流量計において、
前記超音波センサによる受信信号の出力レベルを判定する判定手段と、
該判定手段により前記超音波センサによる受信信号の出力レベルが所定レベル以下であると判定された場合に前記超音波センサの受信感度が設定値以下に低下したことを報知する報知手段と、
を備えたことを特徴とする超音波流量計。