JP2014009980A - 流量計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】流量の周期的な変動の影響を小さくすることができ、その結果、流体の総流量の計測精度を向上させることができる流量計測装置を提供することを目的とする。
【解決手段】流入口１と流出口２の間に設けられた複数の流路３Ａ〜３Ｃと、流路３Ａ〜３Ｃのそれぞれに設けられ、流路３Ａ〜３Ｃを通流する流体の流量を計測する流量計測器４Ａ〜４Ｃと、流量計測器４Ａ〜４Ｃが計測した流量から流入口１から流出口２の間を通流する流体の総流量を演算する流量演算器５と、を備え、各流量計測器４Ａ〜４Ｃは、第１期間の始点が同じであり、かつ、第１期間内に流体の流量の計測を所定回数実行するように構成され、２以上の流量計測器は、第１期間内における最初の流体の流量の計測を実行するタイミングがそれぞれ異なるように構成されている、流量計測装置。
【選択図】図３

Description

本発明は、ガス等の流体の流量を計測する流量計測装置に関するものである。

現在、一般のガス需要家宅には、使用したガス量を計測するためのガスメータがガス配管に取り付けられている。ガスメータとしては、膜式ガスメータ及び超音波式ガスメータ等が知られている。膜式ガスメータは、計量室を通過する回数でガスの流量を計測するものである。また、超音波式ガスメータは、ガスが流れる流路の上流と下流とに超音波センサを設け、流路に流れるガスの流速を超音波の到達時間で計測し、ガスの流速からガスの体積流量を計算してガスの使用量を計測するものである。

ところで、超音波式ガスメータ等において、例えば、近くでガスエンジンが運転されると圧力変動が発生して、ガス配管内の流量が周期的に変動する。このような問題に対して、計測精度の維持向上と低消費電力を実現することを目的とした流量計測装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に開示されている流量計測装置は、計測期間変更手段が１回の計測期間内に行われる計測回数がほぼ等しくなるように、変動周期の整数Ｎ倍で、かつ変動周期の長さに反比例した周期数を計測期間として設定することにより、変動周期が短い場合の計測精度の維持向上と、変動周期が長い場合の低消費電力を実現している。

また、大流量から小流量までを計測することを目的として、複数の並列に配置された流路のそれぞれに流量計測手段を設けた、流量計測装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特許第４００８２６６号 特許第４１７４８７８号

しかしながら、上記特許文献１及び２に開示されている発明のいずれにおいても、複数の流路に流量計測手段を配置し、流路内で周期的に流量が変動する場合については考慮されていない。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、複数の流路に流量計測器を配置し、流路内で周期的に流量が変動しても、流体の総流量の計測精度を向上させることができる、流量計測装置を提供することを目的とする。

上記従来の課題を解決するために、本発明に係る流量計測装置は、流入口と流出口の間に設けられた複数の流路と、前記流路のそれぞれに設けられ、前記流路を通流する流体の流量を計測する流量計測器と、前記流量計測器が計測した流量から前記流入口から前記流出口の間を通流する流体の総流量を演算する流量演算器と、を備え、各前記流量計測器は、開始時刻が互いに一致する第１期間内に前記流体の流量の計測を所定回数実行するように構成され、２以上の前記流量計測器は、前記第１期間内における最初の前記流体の流量の計測を実行するタイミングがそれぞれ異なるように構成されている。

これにより、流路内で周期的に流量が変動しても、流体の流量の計測を実行するタイミングをずらすことにより、流量の周期的な変動の影響を小さくすることができ、その結果、流体の総流量の計測精度を向上させることができる。

また、本発明に係る流量計測装置は、流入口と流出口の間に設けられた複数の流路と、前記流路のそれぞれに設けられ、前記流路を通流する流体の流量を計測する流量計測器と、前記流量計測器が計測した流量から前記流入口から前記流出口の間を通流する流体の総流量を演算する流量演算器と、を備え、各前記流量計測器は、開始時刻が互いに一致する第１期間内に前記流体の流量の計測を所定回数実行するように構成され、２以上の前記流量計測器は、前記第１期間内における前記流体の流量の計測を実行する間隔がそれぞれ異なるように構成されている。

これにより、流路内で周期的に流量が変動しても、流体の流量の計測を実行する間隔をずらすことにより、流量の周期的な変動の影響を小さくすることができ、その結果、流体の総流量の計測精度を向上させることができる。

さらに、本発明に係る流量計測装置は、流入口と流出口の間に設けられた複数の流路と、前記流路のそれぞれに設けられ、前記流路を通流する流体の流量を計測する流量計測器と、前記流量計測器が計測した流量から前記流入口から前記流出口の間を通流する流体の総流量を演算する流量演算器と、を備え、各前記流量計測器は、前記第１期間の開始時刻が一致するように構成され、２以上の前記流量計測器は、前記第１期間内における前記流体の流量の計測を所定回数実行する期間である第２期間の長さがそれぞれ異なるように構成されている。

これにより、流路内で周期的に流量が変動しても、第１期間内における流体の流量の計測を実行する第２期間の長さをずらすことにより、流量の周期的な変動の影響を小さくすることができ、その結果、流体の総流量の計測精度を向上させることができる。

本発明に係る流量計測装置によれば、流量の周期的な変動の影響を小さくすることができ、その結果、流体の総流量の計測精度を向上させることが可能となる。

図１は、本実施の形態１に係る流量計測装置の概略構成を示す模式図である。 図２は、図１に示す流量計測装置における流量計測器の構成を示す模式図である。 図３は、本実施の形態１に係る流量計測装置における流体の流れの変動周期と計測周期との関係を示すグラフである。 図４は、本実施の形態２に係る流量計測装置における流体の流れの変動周期と計測周期との関係を示すグラフである。 図５は、本実施の形態３に係る流量計測装置における流体の流れの変動周期と計測周期との関係を示すグラフである。 図６は、本変形例の流量計測装置における流体の流れの変動周期と計測周期との関係を示すグラフである。

以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、全ての図面において、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、全ての図面において、本発明を説明するために必要となる構成要素を抜粋して図示しており、その他の構成要素については図示を省略している場合がある。

（実施の形態１）
本実施の形態１に係る流量計測装置は、流入口と流出口の間に設けられた複数の流路と、流路のそれぞれに設けられ、第１期間ごとに流路を通流する流体の流量を計測する流量計測器と、流量計測器が計測した流量から流入口から流出口の間を通流する流体の総流量を演算する流量演算器と、を備え、各流量計測器は、第１期間の始点が同じであり、かつ、第１期間内に流体の流量の計測を所定回数実行するように構成され、２以上の流量計測器は、第１期間内における最初の流体の流量の計測を実行するタイミングがそれぞれ異なるように構成されている態様を例示するものである。

以下、本実施の形態１に係る流量計測装置の一例について、図１乃至図３を参照しながら説明する。

［流量計測装置の構成］
図１は、本実施の形態１に係る流量計測装置の概略構成を示す模式図である。

図１に示すように、本実施の形態１に係る流量計測装置１００は、ガス配管の途中に設置されていて、流入口１と流出口２の間に設けられた複数（ここでは、３本）の流路３Ａ〜３Ｃと、各流路３Ａ〜３Ｃを通流する流体の流量を計測する流量計測器４Ａ〜４Ｃと、流入口１から流出口２の間を通流する流体の総流量を演算する主制御器（流量演算器）５と、を備えている。

流入口１は、流量計測装置１００内部にガスを流入するための入り口であり、ガス供給源側のガス配管に接続されている。また、流入口１には、入口バッファ部６が連通されている。入口バッファ部６は、流入口１から入口バッファ部６内に流入したガスを各流路３Ａ〜３Ｃに分流させるための空間である。

入口バッファ部６の途中には、遮断機構７が設けられている。遮断機構７は、ガス供給源側からガス消費源側へのガスの通流を遮断するように構成されている。遮断機構７としては、例えば、入口バッファ部６を構成する流路を塞ぐための弁体と、該弁体を駆動するステッピングモータと、で構成されていてもよい。なお、このような遮断機構７は、周知であるため、その詳細な説明は省略する。

また、流出口２は、流量計測装置１００内部に流入したガスをガス消費源側のガス配管に流出するための出口である。また、流出口２には、出口バッファ部８が連通されている。出口バッファ部８は、流路３Ａ〜３Ｃを通流したガスを合流させるための空間である。入口バッファ部６及び出口バッファ部８により、流路３Ａ〜３Ｃを通流するガスの流速及び流量の均一化を図ることができる。

流路３Ａ〜３Ｃは、入口バッファ部６と出口バッファ部８を連通するように設けられている。流路３Ａ〜３Ｃは、それぞれ、流路断面積が同じになるように形成されていてもよく、異なるように形成されていてもよい。また、本実施の形態１においては、流路３Ａ〜３Ｃのそれぞれに、流量計測器を配置する形態を採用したが、これに限定されず、いずれかの流路に流量計測器が配置されていない形態を採用してもよい。

流量計測器４Ａ〜４Ｃは、例えば、超音波式センサ、熱フローセンサ、及びフルイディックセンサ等のセンサを用いて、各流路３Ａ〜３Ｃを通流する流体の流量を計測するように構成されている。本実施の形態１においては、流量計測器４Ａは、超音波式センサを用いている。

ここで、図２を参照しながら、流量計測器４Ａの構成をさらに詳細に説明する。なお、流量計測器４Ｂ及び流量計測器４Ｃは、流量計測器４Ａと同様に構成されているため、その詳細な説明は省略する。

図２は、図１に示す流量計測装置における流量計測器の構成を示す模式図である。

図２に示すように、流量計測器４Ａは、上流側超音波センサ１１、下流側超音波センサ１２、及び副制御器１３を備えている。

上流側超音波センサ１１及び下流側超音波センサ１２は、相互に超音波を送受信し、副制御器１３からの制御指示に応じて駆動するように構成されている。上流側超音波センサ１１は、流路３Ａにおける上流側の側壁に、下流側超音波センサ１２は、流路３Ａにおける下流側の側壁に、それぞれ設けられていて、上流側超音波センサ１１と下流側超音波センサ１２は、互いに対向するように配置されている。

副制御器１３は、演算器１３Ａとメモリ１３Ｂを備えていて、上流側超音波センサ１１及び下流側超音波センサ１２を制御するように構成されている。演算器１３Ａとしては、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等を用いることができる。また、メモリ１３Ｂとしては、例えば、読み書き可能なＲＡＭ又はＲＯＭ等の半導体記憶装置が挙げられる。

そして、演算器１３Ａは、主制御器５からの制御信号に基づき、上流側超音波センサ１１及び下流側超音波センサ１２を制御して、流路３Ａを流れるガスの流量を算出し、算出した流量を主制御器５に出力する。

具体的には、副制御器１３は、上流側超音波センサ１１及び下流側超音波センサ１２のそれぞれに、超音波を出力させ、出力された超音波が下流側超音波センサ１２及び上流側超音波センサ１１のそれぞれに到達するまでの時間を計測する。そして、副制御器１３は、到達時間の差から流路３Ａを流れるガスの流速を算出して、算出したガスの流速に流路３Ａの断面積を乗算することにより、流路３Ａを流れるガスの流量を算出する。

主制御器５は、マイクロプロセッサ、ＣＰＵ等に例示される演算処理部と、各制御動作を実行するためのプログラムを格納した、メモリ等から構成される記憶部を備えている（いずれも図１には図示せず）。そして、主制御器５は、流量計測器４Ａ〜４Ｃから入力された各流路３Ａ〜３Ｃの流量を基に、流入口１から流出口２の間を通流するガスの総流量を算出する。

なお、本実施の形態１においては、副制御器１３が、流路を流れるガスの流量を算出し、主制御器５が、流入口１から流出口２の間を通流するガスの総流量を算出する形態を採用したが、これに限定されない。例えば、副制御器１３は、超音波の到達時間を計測し、計測した到達時間を主制御器５に出力して、主制御器５が、各流路の流量を算出して、総流量を算出する形態を採用してもよい。また、副制御器１３が、算出した流路の流量から、総流量を推定し、該推定した総流量を主制御器５に出力する形態を採用してもよい。副制御器１３による総流量の推定は、例えば、本実施の形態１においては、流路は３本であるので、算出した流量を３倍することで行うことができる。

主制御器５及び流量計測器４Ａ〜４Ｃは、電池１４から電力を供給される。また、電池１４は、遮断機構７のステッピングモータに電力を供給する。また、主制御器５は、各流路３Ａ〜３Ｃの流量及び／又は流入口１から流出口２の間を通流するガスの総流量を表示器１５に表示させる。表示器１５としては、例えば、ＣＲＴ、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、又は有機ＥＬディスプレイ等が挙げられる。

［流量計測装置の動作］
次に、本実施の形態１に係る流量計測装置１００の動作について、図１乃至図３を参照しながら説明する。

図３は、本実施の形態１に係る流量計測装置における流体の流れの変動周期と計測周期との関係を示すグラフである。

まず、流量計測装置１００の各流路３Ａ〜３Ｃを通流する流体は、図３に示す変動周期で通流しているとする（縦軸を流量、横軸を時間とするグラフ参照）。また、各流量計測器４Ａ〜４Ｃは、第１期間Ｐ１ごとに各流路３Ａ〜３Ｃを通流する流体の流量を計測するように構成されている。また、各流量計測器４Ａ〜４Ｃは、主制御器５から入力される共通クロックにより同期しており、第１期間Ｐ１の始点（開始時刻）が互いに一致するようになっている。更に各流量計測器４Ａ〜４Ｃは、それぞれ第１期間Ｐ１内に所定回数、流量を計測するように構成されている。

主制御器５は、第１期間Ｐ１の始点である時間ｔ０において、各流量計測器４Ａ〜４Ｃに、流体の流量を計測するように指示する。各流量計測器４Ａ〜４Ｃ（正確には、副制御器１３）は、当該指示を受けて、以下のように、流量を計測する。

流量計測器４Ａは、第１期間Ｐ１の開始から所定時間Ｔａ後（図３においては、時間ｔＡ１）に、上流側超音波センサ１１及び下流側超音波センサ１２から超音波を出力させ、流路３Ａを通流する流体の流量を計測する。そして、流量計測器４Ａは、所定間隔ＩＳａごと（時間ｔＡ２、時間ｔＡ３、及び時間ｔＡ４）に、所定回数（ここでは、合計４回）、流路３Ａを通流する流体の流量を計測し、計測後、主制御器５に計測した流体の流量を出力する。なお、流量計測器４Ａが第１期間内に流量の計測を所定回数実行する期間（時間ｔＡ１での計測開始時刻から時間ｔＡ４での計測終了時刻までの期間）を、ここでは第２期間ＰＡという。

同様に、流量計測器４Ｂは、所定時間Ｔｂ後（図３においては、時間ｔＢ１）に、流路３Ｂを通流する流体の流量を計測する。そして、流量計測器４Ｂは、所定間隔ＩＳｂごと（時間ｔＢ２、時間ｔＢ３、及び時間ｔＢ４）に、所定回数（ここでは、合計４回）、流路３Ｂを通流する流体の流量を計測し、計測後、主制御器５に計測した流体の流量を出力する。なお、流量計測器４Ｂが第１期間内に流量の計測を所定回数実行する期間を、ここでは第２期間ＰＢという。

また、流量計測器４Ｃは、所定時間Ｔｃ後（図３においては、時間ｔＣ１）に、流路３Ｃを通流する流体の流量を計測する。そして、流量計測器４Ｃは、所定間隔ＩＳｃごと（時間ｔＣ２、時間ｔＣ３、及び時間ｔＣ４）に、所定回数（ここでは、合計４回）、流路３Ｃを通流する流体の流量を計測し、計測後、主制御器５に計測した流体の流量を出力する。なお、流量計測器４Ｃが第１期間内に流量の計測を所定回数実行する期間を、ここでは第２期間ＰＣという。

ここで、図３に示すように、所定時間Ｔａ＜所定時間Ｔｂ＜所定時間Ｔｃとすることにより、各流量計測器４Ａ〜４Ｃは、第１期間内における最初の流体の流量を計測するタイミングが異なる。これにより、流路内で周期的に流量が変動しても、流量の周期的な変動の影響を小さくすることができ、その結果、流体の総流量の計測精度を向上させることができる。

また、本実施の形態１においては、各流量計測器４Ａ〜４Ｃにおいて計測する間隔を同じにする（所定間隔ＩＳａ＝所定間隔ＩＳｂ＝所定間隔ＩＳｃ）ことで、各流量計測器４Ａ〜４Ｃは、第１期間内における流体の流量を計測するタイミングが全て異なる。これにより、流路内で周期的に流量が変動しても、流量の周期的な変動の影響を小さくすることができ、その結果、流体の総流量の計測精度を向上させることができる。

そして、主制御器５は、流量計測器４Ａ〜４Ｃが計測した各流路３Ａ〜３Ｃの流量から、流入口１から流出口２までの間を通流する流体の総流量を算出する。なお、総流量の算出は、例えば、流量計測器４Ａ〜４Ｃのそれぞれが計測した４回の流量の平均値を求め、該平均値を積算してもよい。

ついで、主制御器５は、次の第１期間Ｐ１の始点である時間ｔ１になると、再び、各流量計測器４Ａ〜４Ｃに、流体の流量を計測するように指示し、上記動作を繰り返す。このようにして、主制御器５は、第１期間Ｐ１ごとに、流入口１から流出口２までの間を通流する流体の総流量を算出する。

このように構成された、本実施の形態１に係る流量計測装置１００では、各流量計測器４Ａ〜４Ｃの第１期間Ｐ１内における最初の流体の流量を計測するタイミングが異なることにより、流量の周期的な変動の影響を小さくすることができ、その結果、流体の総流量の計測精度を向上させることができる。

なお、本実施の形態１においては、主制御器５が、第１期間Ｐ１の始点である時間になると、各流量計測器４Ａ〜４Ｃに流体の流量を計測するように指示する形態を採用したが、これに限定されない。例えば、流量計測器４Ａ〜４Ｃは、それぞれ、所定間隔ＩＳａ、ＩＳｂ、ＩＳｃごとに所定回数流量を計測するように構成されていて、主制御器５は、第１期間Ｐ１の始点から所定時間Ｔａ、Ｔｂ、及びＴｃ経過後に、それぞれ、流量計測器４Ａ〜４Ｃに流体の流量を計測するように指示する形態を採用してもよい。

また、例えば、流量計測器４Ａ〜４Ｃは、主制御器５からの指示に基づいて、流量を計測するように構成されていて、主制御器５が、第１期間Ｐ１の始点から所定時間Ｔａ、Ｔｂ、及びＴｃ経過後に、流量計測器４Ａ〜４Ｃのそれぞれに流量を計測する指示を出力し、その後、所定間隔ＩＳａ、ＩＳｂ、ＩＳｃごとに所定回数、流量計測器４Ａ〜４Ｃのそれぞれに流量を計測する指示を出力する形態を採用してもよい。

また、本実施の形態１においては、流量計測器４Ａ〜４Ｃの全てにおいて、第１期間Ｐ１における最初の流体の流量を計測するタイミングが異なる形態を採用したが、これに限定されない。複数（ここでは、３つ）の流量計測器のうち、２以上の流量計測器において上記のタイミングが異なれば、どのような形態であってもよい。

さらに、本実施の形態１に係る流量計測装置１００は、圧力検知器等により、流路内で生じる流量の変動周期を検知し、変動周期の長さによって、各流量計測器４Ａ〜４Ｃの第１期間内における最初の流体の流量を計測するタイミングを変更してもよい。すなわち、タイミングを決定する所定時間Ｔａ、Ｔｂ、及びＴｃは、予め定めた固定値であってもよいし、流体圧力の変動周期に応じて適宜変更することとしてもよい。

（実施の形態２）
本実施の形態２に係る流量計測装置は、流入口と流出口の間に設けられた複数の流路と、流路のそれぞれに設けられ、第１期間ごとに流路を通流する流体の流量を計測する流量計測器と、流量計測器が計測した流量から流入口から流出口の間を通流する流体の総流量を演算する流量演算器と、を備え、各流量計測器は、第１期間の始点が同じであり、かつ、第１期間内に流体の流量の計測を所定回数実行するように構成され、２以上の流量計測器は、第１期間内における流体の流量の計測を実行する間隔がそれぞれ異なるように構成されている態様を例示するものである。

なお、本実施の形態２に係る流量計測装置１００は、実施の形態１に係る流量計測装置１００と同様の構成であるため、その構成の詳細な説明は省略する。

［流量計測装置の動作］
図４は、本実施の形態２に係る流量計測装置における流体の流れの変動周期と計測周期との関係を示すグラフである。

まず、流量計測装置１００の各流路３Ａ〜３Ｃを通流する流体は、図３に示す変動周期と同じ周期で通流しているとする（図３及び図４参照）。また、各流量計測器４Ａ〜４Ｃは、第１期間Ｐ１ごとに各流路３Ａ〜３Ｃを通流する流体の流量を計測し、第１期間Ｐ１の始点は共通しており、第１期間Ｐ１内に所定回数、流量を計測するように構成されている。

図４に示すように、本実施の形態２に係る流量計測装置１００の動作は、実施の形態１に係る流量計測装置１００の動作と基本的動作は同じであるが、第１期間における最初の流体の流量を計測するタイミングが同じである点と、第１期間内における各流量計測器４Ａ〜４Ｃが計測する間隔が異なる点と、が異なる。より詳細には、流量計測器４Ａは、実施の形態１に係る流量計測装置１００と同様の動作を行うが、流量計測器４Ｂ及び４Ｃは、以下の動作を実行する。

流量計測器４Ｂは、所定時間Ｔｂ後（図４においては、時間ｔＢ１）に、流路３Ｂを通流する流体の流量を計測する。そして、流量計測器４Ｂは、所定間隔ＩＳｂごと（時間ｔＢ２、時間ｔＢ３、時間ｔＢ４、時間ｔＢ５、時間ｔＢ６、及び時間ｔＢ７）に、所定回数（ここでは、合計７回）、流路３Ｂを通流する流体の流量を計測し、計測後、主制御器５に計測した流体の流量を出力する。

また、流量計測器４Ｃは、所定時間Ｔｃ後（図４においては、時間ｔＣ１）に、流路３Ｃを通流する流体の流量を計測する。そして、流量計測器４Ｃは、所定間隔ＩＳｃ（時間ｔＣ２、時間ｔＣ３、時間ｔＣ４、時間ｔＣ５、時間ｔＣ６、時間ｔＣ７、時間ｔＣ８、時間ｔＣ９、及び時間ｔＣ１０）ごとに、所定回数（ここでは、合計１０回）、流路３Ｃを通流する流体の流量を計測し、計測後、主制御器５に計測した流体の流量を出力する。

このように、本実施の形態２に係る流量計測装置１００では、第１期間Ｐ１における最初の流体の流量を計測するタイミング（時間ｔＡ１、時間ｔＢ１、及び時間ｔＣ１）が同じであっても、各流量計測器４Ａ〜４Ｃが流量を計測する間隔を異なるようにする（本実施の形態では、所定間隔ＩＳａ＞所定間隔ＩＳｂ＞所定間隔ＩＳｃ）ことで、各流量計測器４Ａ〜４Ｃは、第１期間Ｐ１内における流体の流量を計測するタイミングを異ならせることができる。これにより、流路内で周期的に流量が変動しても、流量の周期的な変動の影響を小さくすることができ、その結果、流体の総流量の計測精度を向上させることができる。

なお、本実施の形態２に係る流量計測装置１００では、各流量計測器４Ａ〜４Ｃの第１期間Ｐ１における最初の流体の流量を計測するタイミングが同じである形態を採用したが、これに限定されない。上記実施の形態１に係る流量計測装置１００のように、各流量計測器４Ａ〜４Ｃの第１期間Ｐ１における最初の流体の流量を計測するタイミングが異なる形態を採用してもよい。

また、本実施の形態２においては、各流量計測器４Ａ〜４Ｃは、流量を計測する間隔をそれぞれ、所定の固定値（所定間隔ＩＳａ、所定間隔ＩＳｂ、及び所定間隔ＩＳｃ）にする形態を採用したが、これに限定されない。各流量計測器４Ａ〜４Ｃが、第１期間Ｐ１内における流体の流量を計測するタイミングを変えることができれば、各流量計測器４Ａ〜４Ｃは、流量を計測する間隔が異なる形態を採用してもよい。すなわち、例えば、流量計測器４Ａは、ｔＡ１とｔＡ２との間の間隔と、ｔＡ２とｔＡ３との間の間隔と、が異なる間隔（時間の長さ）となるように流量を計測してもよい。

（実施の形態３）
本実施の形態３に係る流量計測装置は、流入口と流出口の間に設けられた複数の流路と、流路のそれぞれに設けられ、第１期間ごとに流路を通流する流体の流量を計測する流量計測器と、流量計測器が計測した流量から流入口から流出口の間を通流する流体の総流量を演算する流量演算器と、を備え、各流量計測器は、第１期間の始点が同じになるように構成され、２以上の流量計測器は、第１期間内における流体の流量の計測を所定回数実行する期間である第２期間の長さがそれぞれ異なるように構成されている態様を例示するものである。

また、本実施の形態３に係る流量計測装置では、２以上の流量計測器が、第１期間内における流体の流量の計測を実行する間隔がそれぞれ異なるように構成されていてもよい。

なお、本実施の形態３に係る流量計測装置１００は、実施の形態１に係る流量計測装置１００と同様の構成であるため、その構成の詳細な説明は省略する。

［流量計測装置の動作］
図５は、本実施の形態３に係る流量計測装置における流体の流れの変動周期と計測周期との関係を示すグラフである。

まず、流量計測装置１００の各流路３Ａ〜３Ｃを通流する流体は、図３に示す変動周期と同じ周期で通流しているとする（図３及び図５参照）。また、各流量計測器４Ａ〜４Ｃは、第１期間Ｐ１ごとに各流路３Ａ〜３Ｃを通流する流体の流量を計測し、第１期間Ｐ１の始点は共通しており、第１期間Ｐ１内に所定回数、流量を計測するように構成されている。

図５に示すように、本実施の形態３に係る流量計測装置１００の動作は、実施の形態１に係る流量計測装置１００の動作と基本的動作は同じであるが、流量計測器４Ａ〜４Ｃの第１期間Ｐ１における最初の流体の流量を計測するタイミングが同じである点と、第１期間Ｐ１内における流体の流量の計測を所定回数実行する期間である第２期間ＰＡ〜ＰＣの長さが異なる点と、が異なる。

より詳細には、流量計測器４Ａは、実施の形態１に係る流量計測装置１００と同様の動作を行うが、流量計測器４Ｂ及び４Ｃは、第１期間内における流体の流量の計測を実行する間隔（所定間隔ＩＳｂ及びＩＳｃ）が、流量計測器４Ａにおける所定間隔ＩＳａと異なる。具体的には、流量計測器４Ａ〜４Ｃは、所定間隔ＩＳａ＜所定間隔ＩＳｂ＜所定間隔ＩＳｃとなるように、流量を計測する。なお、本実施の形態３においては、各流量計測器４Ａ〜４Ｃは、第１期間Ｐ１内における流体の流量の計測を実行する回数は、同じ（ここでは、合計４回）になるように構成されている。

このように、本実施の形態３に係る流量計測装置１００では、各流量計測器４Ａ〜４Ｃが、第１期間Ｐ１内における流体の流量の計測を実行する間隔を変えて、第２期間を変えることで、第１期間Ｐ１内における流体の流量を計測するタイミングを変えることができる。これにより、流路内で周期的に流量が変動しても、流量の周期的な変動の影響を小さくすることができ、その結果、流体の総流量の計測精度を向上させることができる。

なお、本実施の形態３に係る流量計測装置１００では、各流量計測器４Ａ〜４Ｃの第１期間Ｐ１における最初の流体の流量を計測するタイミングが同じである形態を採用したが、これに限定されない。上記実施の形態１に係る流量計測装置１００のように、各流量計測器４Ａ〜４Ｃの第１期間Ｐ１における最初の流体の流量を計測するタイミングが異なる形態を採用してもよい。

また、本実施の形態３においては、各流量計測器４Ａ〜４Ｃは、流量を計測する間隔がそれぞれ、所定の固定値（所定間隔ＩＳａ、所定間隔ＩＳｂ、及び所定間隔ＩＳｃ）にする形態を採用したが、これに限定されない。各流量計測器４Ａ〜４Ｃが、第１期間Ｐ１内における流体の流量を計測するタイミングを変えることができれば、各流量計測器４Ａ〜４Ｃは、流量を計測する間隔が異なる形態を採用してもよい。すなわち、例えば、流量計測器４Ａは、ｔＡ１とｔＡ２との間の間隔と、ｔＡ２とｔＡ３との間の間隔と、が異なる間隔（時間の長さ）となるように流量を計測してもよい。

［変形例］
次に、本実施の形態３に係る流量計測装置の変形例について説明する。

本実施の形態３における変形例の流量計測装置は、２以上の流量計測器が、流体の流量の計測を実行する回数がそれぞれ異なるように構成されている態様を例示するものである。なお、本変形例の流量計測装置１００は、実施の形態３に係る流量計測装置１００と同様の構成であるため、その構成の詳細な説明は省略する。

［流量計測装置の動作］
図６は、本変形例の流量計測装置における流体の流れの変動周期と計測周期との関係を示すグラフである。

まず、流量計測装置１００の各流路３Ａ〜３Ｃを通流する流体は、図３に示す変動周期と同じ周期で通流しているとする（図３及び図６参照）。また、各流量計測器４Ａ〜４Ｃは、第１期間Ｐ１ごとに各流路３Ａ〜３Ｃを通流する流体の流量を計測し、第１期間Ｐ１の始点は共通しており、第１期間Ｐ１内に所定回数、流量を計測するように構成されている。

図６に示すように、本変形例の流量計測装置１００の動作は、実施の形態３に係る流量計測装置１００の動作と基本的動作は同じであるが、流量計測器４Ａ〜４Ｃの第１期間Ｐ１における流体の流量の計測を実行する回数が異なる。具体的には、流量計測器４Ａは、第１期間Ｐ１内に合計４回流量を計測し、流量計測器４Ｂは、合計５回流量を計測し、流量計測器４Ｃは、合計６回流量を計測するように構成されている。

このように構成された、本変形例の流量計測装置１００であっても、実施の形態３に係る流量計測装置１００と同様の作用効果を奏する。

なお、本変形例の流量計測装置１００では、各流量計測器４Ａ〜４Ｃの第１期間Ｐ１における最初の流体の流量を計測するタイミングが同じである形態を採用したが、これに限定されない。上記実施の形態１に係る流量計測装置１００のように、各流量計測器４Ａ〜４Ｃの第１期間Ｐ１における最初の流体の流量を計測するタイミングが異なる形態を採用してもよい。

また、本変形例においては、各流量計測器４Ａ〜４Ｃは、流量を計測する間隔がそれぞれ、所定の固定値（所定間隔ＩＳａ、所定間隔ＩＳｂ、及び所定間隔ＩＳｃ）にする形態を採用したが、これに限定されない。各流量計測器４Ａ〜４Ｃが、第１期間Ｐ１内における流体の流量を計測するタイミングを変えることができれば、各流量計測器４Ａ〜４Ｃは、流量を計測する間隔が異なる形態を採用してもよい。すなわち、例えば、流量計測器４Ａは、ｔＡ１とｔＡ２との間の間隔と、ｔＡ２とｔＡ３との間の間隔と、が異なる間隔（時間の長さ）となるように流量を計測してもよい。

以上、実施の形態１では、各流量計測器４Ａ〜４Ｃにおいて同一の第１期間Ｐ１中に最初に実行する計測タイミングが一致する例を示し、実施の形態２では、各流量計測装置４Ａ〜４Ｃにおいて第２期間ＰＡ〜ＰＣ中の計測間隔が互いに異なる例を示し、実施の形態３では、各流量計測装置４Ａ〜４Ｃにおいて第２期間ＰＡ〜ＰＣが互いに異なる例を示した。そして、上記変形例では、おおむね、実施の形態２、３を組み合わせた例を示したが、その他、実施の形態１〜３のうち２つ以上を組み合わせた何れの態様を採用した場合であっても、流量の周期的な変動の影響を低減した総流量の計測を実現することができる。

なお、上記した実施形態では、ガス使用量を計測する流量計測装置１００を例に挙げて説明したが、計測対象はガスに限定されるものではなく、流体であればよい。

上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。

本発明の流量計測装置は、流量の周期的な変動の影響を小さくすることができ、その結果、流体の総流量の計測精度を向上させることが可能となるため、流量計の分野で有用である。

１ 流入口
２ 流出口
３Ａ 流路
３Ｂ 流路
３Ｃ 流路
４Ａ 流量計測器
４Ｂ 流量計測器
４Ｃ 流量計測器
５ 主制御器（流量演算器）
６ 入口バッファ部
７ 遮断機構
８ 出口バッファ部
１１ 上流側超音波センサ
１２ 下流側超音波センサ
１３ 副制御器
１３Ａ 演算器
１３Ｂ メモリ
１４ 電池
１５ 表示器
１００ 流量計測装置

Claims (2)

1. 流入口と流出口の間に設けられた複数の流路と、
   前記流路のそれぞれに設けられ、前記流路を通流する流体の流量を計測する流量計測器と、
   前記流量計測器が計測した流量から、前記流入口から前記流出口の間を通流する流体の総流量を演算する流量演算器と、を備え、
   各前記流量計測器は、開始時刻が互いに一致する第１期間内に前記流体の流量の計測を所定回数実行するように構成され、
   ２以上の前記流量計測器は、
   （Ａ）前記第１期間内における最初の前記流体の流量の計測を実行するタイミング；
   （Ｂ）前記第１期間内における前記流体の流量の計測を実行する間隔；
   （Ｃ）前記第１期間内における前記流体の流量の計測を所定回数実行する期間である第２期間の長さ；
   のうち、少なくとも１つが互いに異なるように構成されている、流量計測装置。
2. 前記流量計測器は、一対の超音波振動子を有し、超音波信号を利用して前記流体流路を通流する流体の流速を測定するように構成されている、請求項１に記載の流量計測装置。
   

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