JP2020038144A - Supersonic flowmeter and method for determining zero-cross time in supersonic flowmeter - Google Patents

Supersonic flowmeter and method for determining zero-cross time in supersonic flowmeter Download PDF

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Abstract

To always select a correct zero-cross time in both forward direction and backward direction, to calculate a correct propagation time.SOLUTION: A method for determining a zero-cross time in a supersonic flowmeter comprises: obtaining a change Δαijk from the previous propagation time difference αi-1 for all of the current propagation time difference candidates αijk; obtaining a change Δβijk from the previous propagation time sum βi-1 for all of the current propagation time sum candidates βijk; and based on the obtained change Δαijk from the previous propagation time difference and the change Δβijk from the previous propagation time sum, determining a current zero-cross time Z1i in a forward direction and a current zero-cross time Z2i in a backward direction among candidates Z1ij of the current zero-cross time in the forward direction and candidates Z2ij of the current zero-cross time in the backward direction.SELECTED DRAWING: Figure 23

Description

本発明は、超音波を用いて流体の流量を計測する超音波流量計およびその超音波流量計におけるゼロクロス時刻の確定方法に関する。   The present invention relates to an ultrasonic flowmeter that measures the flow rate of a fluid using ultrasonic waves and a method for determining a zero-cross time in the ultrasonic flowmeter.

従来より、流体の流量を計測する流量計として、超音波を用いて流体の流量を計測する超音波流量計が用いられている。   2. Description of the Related Art Conventionally, an ultrasonic flowmeter that measures the flow rate of a fluid using ultrasonic waves has been used as a flowmeter that measures the flow rate of a fluid.

この超音波流量計では、図２５にその模式図を示すように、測定対象の流体が流れる配管１の上流側の外周面に第１の超音波送受信器（上流側トランスデューサ）２を配置し、下流側の外周面に第２の超音波送受信器（下流側トランスデューサ）３を配置し、第１の超音波送受信器２と第２の超音波送受信器３との間で流体を介して超音波信号を両方向で送受信する計測工程を複数回実施し、これら計測工程毎に得られた両方向における超音波信号の伝播時間差に基づいて流体の流速ｖを測定し、この測定した流速ｖと配管１の断面積Ｓとから流体の流量Ｑを求めるようにする（例えば、特許文献１参照）。   In this ultrasonic flow meter, as shown in a schematic diagram of FIG. 25, a first ultrasonic transceiver (upstream transducer) 2 is arranged on an outer peripheral surface on an upstream side of a pipe 1 through which a fluid to be measured flows. A second ultrasonic transceiver (downstream transducer) 3 is disposed on the outer peripheral surface on the downstream side, and ultrasonic waves are transmitted between the first ultrasonic transceiver 2 and the second ultrasonic transceiver 3 via a fluid. The measurement process of transmitting and receiving signals in both directions is performed a plurality of times, and the flow velocity v of the fluid is measured based on the difference in the propagation time of the ultrasonic signal in both directions obtained for each measurement process. The flow rate Q of the fluid is determined from the cross-sectional area S (for example, see Patent Document 1).

図２５において、θは配管１の軸と超音波信号の伝播方向とのなす角である。第１の超音波送受信器２から発射されて第２の超音波送受信器３で受信される超音波信号（上流側から下流側へと伝播する超音波信号（順方向に伝播する超音波信号））の伝播時間ｔ１（順方向伝播時間）は、下記（１）式のように表される。
ｔ１＝Ｌ／（ｃ＋ｖｃｏｓθ） ・・・・（１）
ここで、Ｌは超音波信号の伝播距離〔ｍ〕、ｃは流体中の音速〔ｍ／ｓ〕である。超音波は流体の流れに乗って伝播するため、流れが速いほど短い時間で伝播する。 In FIG. 25, θ is the angle between the axis of the pipe 1 and the propagation direction of the ultrasonic signal. An ultrasonic signal emitted from the first ultrasonic transceiver 2 and received by the second ultrasonic transceiver 3 (an ultrasonic signal propagating from upstream to downstream (an ultrasonic signal propagating in the forward direction)) ) Is represented by the following equation (1).
t1 = L / (c + vcos θ) (1)
Here, L is the propagation distance [m] of the ultrasonic signal, and c is the sound velocity [m / s] in the fluid. Ultrasonic waves propagate along the flow of a fluid, so the faster the flow, the shorter the time it takes to propagate.

同様に、第２の超音波送受信器３から発射されて第１の超音波送受信器２で受信される超音波信号（下流側から上流側へと伝播する超音波信号（逆方向に伝播する超音波信号））の伝播時間ｔ２（逆方向伝播時間）は、下記（２）式のように表される。
ｔ２＝Ｌ／（ｃ−ｖｃｏｓθ） ・・・・（２）
超音波は流体の流れに逆らって伝播するため、流れが速いほど長い時間をかけて伝播する。 Similarly, an ultrasonic signal emitted from the second ultrasonic transceiver 3 and received by the first ultrasonic transceiver 2 (an ultrasonic signal propagating from downstream to upstream (an ultrasonic signal propagating in the opposite direction) The propagation time t2 (reverse propagation time) of the sound wave signal)) is expressed by the following equation (2).
t2 = L / (c-vcos θ) (2)
Ultrasonic waves propagate against the flow of the fluid, so the faster the flow, the longer the time it takes to propagate.

順方向伝播時間および逆方向伝播時間の逆数は以下のようになる。
１／ｔ１＝（ｃ＋ｖｃｏｓθ）／Ｌ ・・・・（３）
１／ｔ２＝（ｃ−ｖｃｏｓθ）／Ｌ ・・・・（４） The reciprocals of the forward propagation time and the backward propagation time are as follows.
1 / t1 = (c + vcos θ) / L (3)
1 / t2 = (c-vcos θ) / L (4)

順方向伝播時間の逆数と逆方向伝播時間の逆数との和は以下のようになる。
１／ｔ１＋１／ｔ２＝２ｃ／Ｌ＝２／ｔ０ ・・・・（５）
（５）式を変形すると、音速ｃを求める式が得られる。
ｃ＝（Ｌ／２）・（１／ｔ１＋１／ｔ２）＝Ｌ／ｔ０ ・・・・（６） The sum of the reciprocal of the forward propagation time and the reciprocal of the backward propagation time is as follows.
1 / t1 + 1 / t2 = 2c / L = 2 / t0 (5)
By transforming equation (5), an equation for obtaining the sound speed c is obtained.
c = (L / 2) · (1 / t1 + 1 / t2) = L / t0 (6)

同様に、順方向伝播時間の逆数と逆方向伝播時間の逆数との差は以下のようになる。
１／ｔ１−１／ｔ２＝２ｖｃｏｓθ／Ｌ ・・・・（７）
（７）式を変形すると、流速ｖを求める式が得られる。
ｖ＝（Ｌ／２ｃｏｓθ）・（１／ｔ１−１／ｔ２） ・・・・（８） Similarly, the difference between the reciprocal of the forward propagation time and the reciprocal of the backward propagation time is as follows.
1 / t1-1 / t2 = 2vcos θ / L (7)
By transforming equation (7), an equation for calculating the flow velocity v is obtained.
v = (L / 2 cos θ) · (1 / t1-1 / t2) (8)

流速が求められると、断面積Ｓをかけて体積流量を求めたり、さらに密度をかけて質量流量を求めたりすることができる。   When the flow velocity is obtained, the volume flow rate can be obtained by multiplying the cross-sectional area S, or the mass flow rate can be obtained by further multiplying the density.

伝播時間そのものを精度良く求めることが難しくても、伝播時間差（順方向伝播時間と逆方向伝播時間との差）は、ゼロクロス時刻の差として精度良く求めることが可能である。ゼロクロス時刻については後述する。このような場合、以下の計算に従って流速ｖを求める。   Even if it is difficult to accurately determine the propagation time itself, the propagation time difference (the difference between the forward propagation time and the backward propagation time) can be accurately determined as the difference between the zero-cross times. The zero cross time will be described later. In such a case, the flow velocity v is obtained according to the following calculation.

上記（１）式および（２）式より、
Δｔ＝ｔ２−ｔ１＝Ｌ／（ｃ−ｖｃｏｓθ）−Ｌ／（ｃ＋ｖｃｏｓθ）＝２ｖＬｃｏｓθ／（ｃ2−ｖ2ｃｏｓ2θ）≒２ｖＬｃｏｓθ／ｃ2 ・・・・（９）
したがって、
ｖ≒（ｃ2／２Ｌｃｏｓθ）・（ｔ２−ｔ１）＝（ｃ2／２Ｌｃｏｓθ）・Δｔ ・・・・（１０）
となる（伝播時間差法）。 From the above equations (1) and (2),
Δt = t2-t1 = L / (c-vcosθ) -L / (c + vcosθ) = 2vLcosθ / (c 2 -v 2 cos 2 θ) ≒ 2vLcosθ / c 2 ···· (9)
Therefore,
v ≒ (c 2 / 2L cos θ) · (t 2 −t 1) = (c 2 / 2L cos θ) · Δt (10)
(Propagation time difference method).

また、流速０の時の伝播時間をｔ０とすると、上記の（１）式もしくは（２）式から、
ｔ０＝Ｌ／ｃ ・・・・（１１）
となるので、
ｔ１＝Ｌ／（ｃ＋ｖｃｏｓθ）＝Ｌ／ｃ・（１／（１＋ｖｃｏｓθ／ｃ））≒Ｌ／ｃ・（１−ｖｃｏｓθ／ｃ）＝Ｌ／ｃ−ｖＬｃｏｓθ／ｃ2＝ｔ０−Δｔ／２ ・・・・（１２）
ｔ２＝Ｌ／（ｃ−ｖｃｏｓθ）＝Ｌ／ｃ・（１／（１−ｖｃｏｓθ／ｃ））≒Ｌ／ｃ・（１＋ｖｃｏｓθ／ｃ）＝Ｌ／ｃ＋ｖＬｃｏｓθ／ｃ2＝ｔ０＋Δｔ／２ ・・・・（１３）
と書ける。 Further, assuming that the propagation time when the flow velocity is 0 is t0, from the above equation (1) or equation (2),
t0 = L / c (11)
So,
t1 = L / (c + vcos θ) = L / c · (1 / (1 + vcos θ / c)) ≒ L / c · (1−vcos θ / c) = L / c−vLcos θ / c 2 = t0−Δt / 2.・ ・ (12)
t2 = L / (c−vcos θ) = L / c · (1 / (1−vcos θ / c)) ≒ L / c · (1 + vcos θ / c) = L / c + vLcos θ / c 2 = t0 + Δt / 2 (13)
I can write

上記の式（１２），（１３）より、
ｔ０≒（ｔ１＋ｔ２）／２ ・・・・（１４）
となる。
上記の式（１１），（１４）より、
ｔ１＋ｔ２≒２Ｌ／ｃ ・・・・（１５）
と書ける。 From the above equations (12) and (13),
t0 ≒ (t1 + t2) / 2 (14)
Becomes
From the above equations (11) and (14),
t1 + t2 ≒ 2L / c (15)
I can write

図２６（ａ）に、第２の超音波送受信器３から出力される受信信号（順方向の受信信号）の波形図（模式図）を示し、図２６（ｂ）に、第１の超音波送受信器２から出力される受信信号（逆方向の受信信号）の波形図（模式図）を示す。図２７（ａ），（ｂ）に、図２６（ａ），（ｂ）に示した受信信号の横軸（時間軸）を拡大した図を示す。図２８に、順方向の受信信号と逆方向の受信信号を重ね合わせた波形図（模式図）を示す。図２９に、図２８に示した受信信号の横軸（時間軸）を拡大した図を示す。   FIG. 26A shows a waveform diagram (schematic diagram) of a reception signal (a reception signal in the forward direction) output from the second ultrasonic transceiver 3, and FIG. 26B shows the first ultrasonic wave. FIG. 3 shows a waveform diagram (schematic diagram) of a reception signal (reception signal in the opposite direction) output from the transceiver 2. FIGS. 27A and 27B are diagrams in which the horizontal axis (time axis) of the received signal shown in FIGS. 26A and 26B is enlarged. FIG. 28 shows a waveform diagram (schematic diagram) in which a forward-direction received signal and a backward-direction received signal are superimposed. FIG. 29 shows an enlarged view of the horizontal axis (time axis) of the received signal shown in FIG.

図２５において、第１の超音波送受信器２と第２の超音波送受信器３は、交互に一定時間パルス駆動される。これにより、第１の超音波送受信器２から発射されたパルス状の超音波信号（順方向の送信信号）が流体を介して第２の超音波送受信器３で受信され、第２の超音波送受信器３から発射されたパルス状の超音波信号（逆方向の送信信号）が流体を介して第１の超音波送受信器２で受信される。   In FIG. 25, the first ultrasonic transceiver 2 and the second ultrasonic transceiver 3 are alternately pulse-driven for a certain time. Thereby, the pulse-like ultrasonic signal (forward transmission signal) emitted from the first ultrasonic transceiver 2 is received by the second ultrasonic transceiver 3 via the fluid, and the second ultrasonic A pulse-like ultrasonic signal (transmission signal in the opposite direction) emitted from the transceiver 3 is received by the first ultrasonic transceiver 2 via the fluid.

図３０（ａ）に、超音波送受信器２，３から出力される送信信号を示し、図３０（ｂ）に、超音波送受信器２，３から出力される受信信号を示す。なお、図３０（ａ）において、横軸は縮小して示している。また、図３０（ａ）において、ｔｕは送信信号の周期を示している。   FIG. 30A shows a transmission signal output from the ultrasonic transceivers 2 and 3, and FIG. 30B shows a reception signal output from the ultrasonic transceivers 2 and 3. In FIG. 30A, the horizontal axis is shown in a reduced size. In FIG. 30A, tu indicates the period of the transmission signal.

パルス状の超音波信号を発射した後、最初のパルス状の超音波信号の受信タイミングｔｒでは、受信信号がまだ小さいため、ノイズなどの存在により現実には計測できない。そこで、受信タイミングｔｒから少し時間を経て、受信信号がある程度大きくなったところで、予め定められた閾値電圧（基準電圧）Ｖｓを超えた次のゼロクロスするタイミングを目的とするゼロクロス時刻Ｚとし、このゼロクロス時刻Ｚを使って超音波信号の送信開始タイミングｔｓから受信タイミングｔｒまでの伝播時間ｔ（＝ｔ１ ｏｒ ｔ２）を算出するということがよく行われている。   After the emission of the pulsed ultrasonic signal, at the first reception timing tr of the pulsed ultrasonic signal, since the received signal is still small, it cannot be actually measured due to the presence of noise or the like. Therefore, after a short time from the reception timing tr, when the reception signal has increased to some extent, the next zero-crossing time Z exceeding a predetermined threshold voltage (reference voltage) Vs is set as a zero-crossing time Z, and this zero-crossing time Z is set. It is common practice to calculate the propagation time t (= t1 or t2) from the transmission start timing ts of the ultrasonic signal to the reception timing tr using the time Z.

ゼロクロス時刻Ｚは、受信タイミングｔｒに対して所定の時間ｄｌｙ遅れて存在すると考えられる。したがって、ゼロクロス時刻Ｚから所定の時間ｄｌｙを差し引くことにより、伝播時間ｔが求められる。
ｔ＝Ｚ−ｄｌｙ ・・・・（１６） It is considered that the zero-cross time Z exists after a predetermined time dly behind the reception timing tr. Therefore, the propagation time t is obtained by subtracting the predetermined time dly from the zero cross time Z.
t = Z-dly (16)

なお、所定の時間ｄｌｙは、本来あるべき伝播時間（伝播経路長を音速で割って算出）と目的とするゼロクロス時刻Ｚとの差として、あらかじめ計算しておく。   Note that the predetermined time dly is calculated in advance as a difference between the original propagation time (calculated by dividing the propagation path length by the sound velocity) and the target zero-cross time Z.

特許第５２２８４６２号公報Japanese Patent No. 5228462

しかしながら、このような超音波流量計では、流量の変動などにより受信信号の振幅に変化が生じることがあり、意図しないタイミングで受信信号が閾値電圧Ｖｓを超えてしまったり、意図したタイミングで超えなかったりすることがある。   However, in such an ultrasonic flowmeter, the amplitude of the received signal may change due to fluctuations in the flow rate or the like, and the received signal exceeds the threshold voltage Vs at an unintended timing or does not exceed the intended timing. Sometimes.

これにより、超音波の１つもしくは複数周期ずれたゼロクロス時刻を目的とするゼロクロス時刻Ｚであると誤って判断してしまうことがある。誤ったゼロクロス時刻を用いると、超音波の周期（ｔｕ）の整数倍だけ誤った伝播時間が算出されることになる。   As a result, the zero-cross time shifted by one or more cycles of the ultrasonic wave may be erroneously determined to be the zero-cross time Z intended. If an erroneous zero-cross time is used, an erroneous propagation time is calculated by an integral multiple of the period (tu) of the ultrasonic wave.

例えば、図３０において、受信信号の振幅に変化が生じ、目的とするゼロクロス時刻Ｚに対し、１周期前のゼロクロス時刻Ｚ’が目的のゼロクロス時刻Ｚと誤判断されたり、１周期後のゼロクロス時刻Ｚ”が目的のゼロクロス時刻Ｚと誤判断されたりすることがある。   For example, in FIG. 30, the amplitude of the received signal changes, and the zero-cross time Z ′ one cycle before the target zero-cross time Z is erroneously determined as the target zero-cross time Z, or the zero-cross time one cycle later. Z ″ may be erroneously determined to be the desired zero-crossing time Z.

この場合、正しいゼロクロス時刻Ｚから求めた伝播時間ｔは、ｔ＝Ｚ−ｄｌｙとなるのに対し、誤ったゼロクロス時刻Ｚ’から求めた伝播時間ｔは、ｔ＝Ｚ’−ｄｌｙ＝Ｚ−ｔｕ−ｄｌｙ＝ｔ−ｔｕ≠ｔとなる。また、誤ったゼロクロス時刻Ｚ”から求めた伝播時間ｔは、ｔ＝Ｚ”−ｄｌｙ＝Ｚ＋ｔｕ−ｄｌｙ＝ｔ＋ｔｕ≠ｔとなる。   In this case, the propagation time t obtained from the correct zero-cross time Z is t = Z-dly, whereas the propagation time t obtained from the erroneous zero-cross time Z 'is t = Z'-dly = Z-tu. -Dly = t-tu ≠ t. Further, the propagation time t obtained from the erroneous zero-crossing time Z ″ is t = Z ″ −dly = Z + tu−dly = t + tuｔt.

このように、従来の超音波流量計では、受信信号の振幅が変化すると、誤ったゼロクロス時刻が目的のゼロクロス時刻として選択され、正しくない伝播時間が算出されることによって、誤った流量として計測されてしまうことがあった。   As described above, in the conventional ultrasonic flow meter, when the amplitude of the received signal changes, an erroneous zero-cross time is selected as a target zero-cross time, and an incorrect propagation time is calculated. There was a thing.

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、順方向／逆方向ともに、常に正しいゼロクロス時刻を選択して、正しい伝播時間を算出することが可能な超音波流量計および超音波流量計におけるゼロクロス時刻の確定方法を提供することにある。   The present invention has been made in order to solve such a problem, and an object of the present invention is to always select a correct zero-cross time in both forward and reverse directions and to calculate a correct propagation time. It is an object of the present invention to provide a simple ultrasonic flowmeter and a method for determining a zero-cross time in the ultrasonic flowmeter.

このような目的を達成するために本発明は、測定対象の流体が流れる配管（１）と、この配管の上流側に配置された第１の超音波送受信器（２）と、配管の下流側に配置された第２の超音波送受信器（３）とを備え、第１の超音波送受信器と第２の超音波送受信器との間で流体を介して超音波信号を両方向で送受信する計測工程を複数回実施し、これら計測工程毎に得られた両方向における超音波信号の伝播時間差に基づいて、流体の流量を計測するように構成された超音波流量計（１００）において、第１の超音波送受信器からの超音波信号を受信した第２の超音波送受信器から出力される受信信号を順方向の受信信号として取り込み、この順方向の受信信号が予め設定されている閾値電圧を超えた後、この順方向の受信信号がゼロクロスするタイミングをゼロクロス時刻として複数検出し、この検出したゼロクロス時刻のそれぞれを今回の順方向のゼロクロス時刻の候補として取得するように構成された順方向ゼロクロス時刻候補取得部（４１）と、第２の超音波送受信器からの超音波信号を受信した第１の超音波送受信器から出力される受信信号を逆方向の受信信号として取り込み、この逆方向の受信信号が予め設定されている閾値電圧を超えた後、この逆方向の受信信号がゼロクロスするタイミングをゼロクロス時刻として複数検出し、この検出したゼロクロス時刻のそれぞれを今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補として取得するように構成された逆方向ゼロクロス時刻候補取得部（４２）と、順方向ゼロクロス時刻候補取得部によって取得された今回の順方向のゼロクロス時刻の候補と逆方向ゼロクロス時刻候補取得部によって取得された今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補との全ての組み合わせについて、今回の順方向のゼロクロス時刻の候補と今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補との差を今回の伝播時間差の候補として求めるように構成された伝播時間差候補算出部（４３）と、順方向ゼロクロス時刻候補取得部によって取得された今回の順方向のゼロクロス時刻の候補と逆方向ゼロクロス時刻候補取得部によって取得された今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補との全ての組み合わせについて、今回の順方向のゼロクロス時刻の候補と今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補との和を今回の伝播時間和の候補として求めるように構成された伝播時間和候補算出部（４４）と、順方向のゼロクロス時刻の前回の確定値と逆方向のゼロクロス時刻の前回の確定値との差を前回の伝播時間差として求めるように構成された前回の伝播時間差算出部（４５）と、順方向のゼロクロス時刻の前回の確定値と逆方向のゼロクロス時刻の前回の確定値との和を前回の伝播時間和として求めるように構成された前回の伝播時間和算出部（４６）と、伝播時間差候補算出部によって求められた今回の伝播時間差の候補の全てについて、前回の伝播時間差算出部によって求められた前回の伝播時間差からの変化分を求めるように構成された伝播時間差変化分算出部（４７）と、伝播時間和候補算出部によって求められた今回の伝播時間和の候補の全てについて、前回の伝播時間和算出部によって求められた前回の伝播時間和からの変化分を求めるように構成された伝播時間和変化分算出部（４８）と、伝播時間差変化分算出部によって求められた前回の伝播時間差からの変化分と伝播時間和変化分算出部によって求められた前回の伝播時間和からの変化分とに基づいて、順方向ゼロクロス時刻候補取得部によって取得された今回の順方向のゼロクロス時刻の候補および逆方向ゼロクロス時刻候補取得部によって取得された今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補の中から、今回の順方向のゼロクロス時刻および今回の逆方向のゼロクロス時刻を確定するように構成されたゼロクロス時刻確定部（４９）とを備えることを特徴とする。   In order to achieve such an object, the present invention provides a pipe (1) through which a fluid to be measured flows, a first ultrasonic transceiver (2) disposed upstream of the pipe, and a downstream side of the pipe. And a second ultrasonic transmitter / receiver (3) disposed in the apparatus, and transmits and receives ultrasonic signals in both directions via a fluid between the first ultrasonic transmitter / receiver and the second ultrasonic transmitter / receiver. In the ultrasonic flowmeter (100) configured to execute the process a plurality of times and measure the flow rate of the fluid based on the propagation time difference of the ultrasonic signal in both directions obtained for each of the measurement processes, The reception signal output from the second ultrasonic transceiver that has received the ultrasonic signal from the ultrasonic transceiver is received as a forward reception signal, and the forward reception signal exceeds a preset threshold voltage. After this, the received signal in the forward direction A forward zero-crossing time candidate obtaining unit (41) configured to detect a plurality of timings as zero-crossing times, and to obtain each of the detected zero-crossing times as candidates for the current forward zero-crossing time; A reception signal output from the first ultrasonic transceiver that has received an ultrasonic signal from the ultrasonic transceiver is received as a reception signal in the reverse direction, and the reception signal in the reverse direction exceeds a preset threshold voltage. After that, a plurality of timings at which the received signal in the reverse direction crosses zero are detected as zero-cross times, and each of the detected zero-cross times is obtained as a candidate for the current zero-cross time in the reverse direction. The candidate zero acquiring unit (42) and the current zero crossing obtained by the forward zero crossing time candidate obtaining unit. For all combinations of the current time candidate and the current reverse zero-cross time candidate obtained by the reverse zero-cross time candidate obtaining unit, the current forward zero-cross time candidate and the current reverse zero-cross time candidate are obtained. A propagation time difference candidate calculation unit (43) configured to obtain a difference from the candidate as a candidate for the current propagation time difference, and a candidate for the current forward zero cross time acquired by the forward zero cross time candidate acquisition unit. For all combinations of the current zero-crossing time candidate obtained in the backward direction obtained by the direction zero-crossing time candidate obtaining unit, the sum of the current forward-time zero-crossing time candidate and the current reverse-time zero-crossing time candidate is calculated. And a propagation time sum candidate calculation unit (44) configured to determine the propagation time sum as a candidate of the propagation time sum. A previous propagation time difference calculation unit (45) configured to determine the difference between the previous determined value and the previous determined value of the reverse zero-cross time as the previous propagation time difference, and the previous determination of the forward zero-cross time The previous propagation time sum calculation unit (46) configured to obtain the sum of the value and the previous determined value of the zero crossing time in the opposite direction as the previous propagation time sum, and the current time obtained by the propagation time difference candidate calculation unit A propagation time difference change calculator (47) configured to obtain a change from the previous propagation time difference obtained by the previous propagation time difference calculator for all of the propagation time difference candidates, and a propagation time sum candidate calculation For all of the candidates for the current propagation time sum obtained by the section, the configuration is such that a change from the previous propagation time sum obtained by the previous propagation time sum calculation section is obtained. A sowing time sum change calculator (48), a change from the previous propagation time difference calculated by the propagation time difference change calculator, and a change from the previous propagation time sum calculated by the propagation time sum change calculator. Based on the minutes, the candidate of the current forward zero-crossing time acquired by the forward-direction zero-crossing time candidate acquiring unit and the current backward zero-crossing time candidate acquired by the backward zero-crossing time candidate acquiring unit A zero-crossing time determination unit (49) configured to determine the current forward zero-crossing time and the current reverse-time zero-crossing time.

また、本発明は、測定対象の流体が流れる配管（１）と、この配管の上流側に配置された第１の超音波送受信器（２）と、配管の下流側に配置された第２の超音波送受信器（３）とを備え、第１の超音波送受信器と第２の超音波送受信器との間で流体を介して超音波信号を両方向で送受信する計測工程を複数回実施し、これら計測工程毎に得られた両方向における超音波信号の伝播時間差に基づいて、流体の流量を計測するように構成された超音波流量計（１００）におけるゼロクロス時刻の確定方法であって、第１の超音波送受信器からの超音波信号を受信した第２の超音波送受信器から出力される受信信号を順方向の受信信号として取り込み、この順方向の受信信号が予め設定されている閾値電圧を超えた後、この順方向の受信信号がゼロクロスするタイミングをゼロクロス時刻として複数検出し、この検出したゼロクロス時刻のそれぞれを今回の順方向のゼロクロス時刻の候補として取得する順方向ゼロクロス時刻候補取得ステップ（Ｓ１０１）と、第２の超音波送受信器からの超音波信号を受信した第１の超音波送受信器から出力される受信信号を逆方向の受信信号として取り込み、この逆方向の受信信号が予め設定されている閾値電圧を超えた後、この逆方向の受信信号がゼロクロスするタイミングをゼロクロス時刻として複数検出し、この検出したゼロクロス時刻のそれぞれを今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補として取得する逆方向ゼロクロス時刻候補取得ステップ（Ｓ１０２）と、順方向ゼロクロス時刻候補取得ステップによって取得された今回の順方向のゼロクロス時刻の候補と逆方向ゼロクロス時刻候補取得ステップによって取得された今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補との全ての組み合わせについて、今回の順方向のゼロクロス時刻の候補と今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補との差を今回の伝播時間差の候補として求める伝播時間差候補算出ステップ（Ｓ１０３）と、順方向ゼロクロス時刻候補取得ステップによって取得された今回の順方向のゼロクロス時刻の候補と逆方向ゼロクロス時刻候補取得ステップによって取得された今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補との全ての組み合わせについて、今回の順方向のゼロクロス時刻の候補と今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補との和を今回の伝播時間和の候補として求める伝播時間和候補算出ステップ（Ｓ１０４）と、順方向のゼロクロス時刻の前回の確定値と逆方向のゼロクロス時刻の前回の確定値との差を前回の伝播時間差として求める前回の伝播時間差算出ステップ（Ｓ１０５）と、順方向のゼロクロス時刻の前回の確定値と逆方向のゼロクロス時刻の前回の確定値との和を前回の伝播時間和として求める前回の伝播時間和算出ステップ（Ｓ１０６）と、伝播時間差候補算出ステップによって求められた今回の伝播時間差の候補の全てについて、前回の伝播時間差算出ステップによって求められた前回の伝播時間差からの変化分を求める伝播時間差変化分算出ステップ（Ｓ１０７）と、伝播時間和候補算出ステップによって求められた今回の伝播時間和の候補の全てについて、前回の伝播時間和算出ステップによって求められた前回の伝播時間和からの変化分を求める伝播時間和変化分算出ステップ（Ｓ１０８）と、伝播時間差変化分算出ステップによって求められた前回の伝播時間差からの変化分と伝播時間和変化分算出ステップによって求められた前回の伝播時間和からの変化分とに基づいて、順方向ゼロクロス時刻候補取得ステップによって取得された今回の順方向のゼロクロス時刻の候補および逆方向ゼロクロス時刻候補取得ステップによって取得された今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補の中から、今回の順方向のゼロクロス時刻および今回の逆方向のゼロクロス時刻を確定するゼロクロス時刻確定ステップ（Ｓ１０９〜Ｓ１１２）とを備えることを特徴とする。   Further, the present invention provides a pipe (1) through which a fluid to be measured flows, a first ultrasonic transceiver (2) disposed upstream of the pipe, and a second ultrasonic transceiver (2) disposed downstream of the pipe. An ultrasonic transceiver (3), a plurality of measurement steps of transmitting and receiving an ultrasonic signal in both directions via a fluid between the first ultrasonic transceiver and the second ultrasonic transceiver, A method for determining a zero-crossing time in an ultrasonic flowmeter (100) configured to measure a flow rate of a fluid based on a propagation time difference of an ultrasonic signal in both directions obtained in each of these measurement steps, The reception signal output from the second ultrasonic transceiver which has received the ultrasonic signal from the ultrasonic transceiver of the above is taken in as a reception signal in the forward direction, and the reception signal in the forward direction is set to a predetermined threshold voltage. After that, the received signal in the forward direction becomes zero. A forward zero-crossing time candidate acquiring step (S101) for detecting a plurality of crossing timings as zero-crossing times and acquiring each of the detected zero-crossing times as a candidate for the current forward zero-crossing time; and a second ultrasonic transceiver. The received signal output from the first ultrasonic transceiver which has received the ultrasonic signal from is received as a received signal in the reverse direction, and after the received signal in the reverse direction exceeds a preset threshold voltage, A backward zero-crossing time candidate obtaining step (S102) of detecting a plurality of timings at which the received signal in the reverse direction crosses zero as a zero-crossing time, and obtaining each of the detected zero-crossing times as a candidate for the current backward zero-crossing time; Current forward zero acquired by the direction zero crossing time candidate acquisition step For all combinations of the loss time candidate and the current reverse zero cross time candidate obtained in the reverse zero cross time candidate obtaining step, the current forward zero cross time candidate and the current reverse zero cross time Propagation time difference candidate calculation step (S103) of obtaining a difference from the candidate as a current propagation time difference candidate, and acquisition of the current forward zero cross time candidate and reverse zero cross time candidate acquired in the forward zero cross time candidate acquisition step For all combinations with the current candidate for the reverse zero crossing time obtained by the step, the sum of the candidate for the current forward zero crossing time and the candidate for the current reverse zero crossing time is the sum of the current propagation time sum. Propagation time sum candidate calculation step (S104) to be determined as a candidate, A previous propagation time difference calculating step (S105) for obtaining the difference between the previous fixed value of the previous time and the previous determined value of the zero crossing time in the reverse direction as the previous propagation time difference; The previous propagation time sum calculation step (S106) of calculating the sum of the reverse zero crossing time and the previous fixed value as the previous propagation time sum, and all the current propagation time difference candidates obtained by the propagation time difference candidate calculation step , A propagation time difference change amount calculating step (S107) for obtaining a change amount from the previous propagation time difference obtained in the previous propagation time difference calculating step, and a current propagation time sum candidate obtained in the propagation time sum candidate calculating step. For all of the above, the transmission for calculating the change from the previous propagation time sum obtained in the previous propagation time sum calculation step Time sum change calculation step (S108), the change from the previous propagation time difference calculated in the propagation time difference change calculation step, and the change from the previous propagation time sum calculated in the propagation time sum change calculation step From among the candidates for the current forward zero-crossing time obtained by the forward-direction zero-crossing time candidate obtaining step and the candidates for the current reverse-direction zero-crossing time obtained by the backward zero-crossing time candidate obtaining step, A zero crossing time determining step (S109 to S112) for determining the current forward zero crossing time and the current reverse zero crossing time is provided.

本発明では、第１の超音波送受信器からの超音波信号を受信した第２の超音波送受信器（３）から出力される順方向の受信信号と閾値電圧（Ｖｓ）とを比較し、この順方向の受信信号が閾値電圧を超えた後、この順方向の受信信号がゼロクロスするゼロクロス時刻（Ｚ１）を複数回検出し、この検出したゼロクロス時刻のそれぞれを今回の順方向のゼロクロス時刻の候補（Ｚ１ij）として取得する。また、第２の超音波送受信器からの超音波信号を受信した第１の超音波送受信器（２）から出力される逆方向の受信信号と閾値電圧（Ｖｓ）とを比較し、この逆方向の受信信号が閾値電圧を超えた後、この逆方向の受信信号がゼロクロスするゼロクロス時刻（Ｚ２）を複数回検出し、この検出したゼロクロス時刻のそれぞれを今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補（Ｚ２ik）として抽出する。   In the present invention, the forward reception signal output from the second ultrasonic transceiver (3) that has received the ultrasonic signal from the first ultrasonic transceiver is compared with a threshold voltage (Vs). After the forward received signal exceeds the threshold voltage, zero cross times (Z1) at which the forward received signal crosses zero are detected a plurality of times, and each of the detected zero cross times is a candidate for the current forward zero cross time. (Z1ij). Further, a threshold value (Vs) is compared with a reverse reception signal output from the first ultrasonic transceiver (2) that has received the ultrasonic signal from the second ultrasonic transceiver, and After the received signal exceeds the threshold voltage, the zero-cross time (Z2) at which the reverse-direction received signal crosses zero is detected a plurality of times, and each of the detected zero-cross times is used as a candidate for the current reverse-direction zero-cross time (Z2ik). ).

そして、取得した今回の順方向のゼロクロス時刻の候補（Ｚ１ij）と今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補（Ｚ２ik）との全ての組み合わせについて、今回の順方向のゼロクロス時刻の候補と今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補との差（Ｚ２ik−Ｚ１ij）を今回の伝播時間差の候補（αijk）として求める。また、取得した今回の順方向のゼロクロス時刻の候補（Ｚ１ij）と今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補（Ｚ２ik）との全ての組み合わせについて、今回の順方向のゼロクロス時刻の候補と今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補との和（Ｚ１ij＋Ｚ２ik）を今回の伝播時間和の候補（βijk）として求める。   Then, for all combinations of the obtained current forward zero-crossing time candidate (Z1ij) and the current reverse-direction zero-crossing time candidate (Z2ik), the present forward-direction zero-crossing time candidate and the current reverse-direction zero-crossing time candidate The difference (Z2ik−Z1ij) from the zero crossing time candidate is determined as the current propagation time difference candidate (αijk). Also, for all combinations of the obtained current forward zero-crossing time candidate (Z1ij) and the current reverse-direction zero-crossing time candidate (Z2ik), the current forward-time zero-crossing time candidate and the current reverse-time zero-crossing time candidate are both compared. (Z1ij + Z2ik) with the candidate for the zero-crossing time is obtained as a candidate (βijk) for the current propagation time sum.

そして、前回の順方向のゼロクロス時刻の確定値（Ｚ１i-1）と前回の逆方向のゼロクロス時刻の確定値（Ｚ２i-1）との差（Ｚ２i-1−Ｚ１i-1）を前回の伝播時間差（αi-1）とし、今回の伝播時間差の候補（αijk）の全てについて、前回の伝播時間差（αi-1）からの変化分（Δαijk）を求める。また、前回の順方向のゼロクロス時刻の確定値（Ｚ１i-1）と前回の逆方向のゼロクロス時刻の確定値（Ｚ２i-1）との和（Ｚ１i-1＋Ｚ２i-1）を前回の伝播時間和（βi-1）とし、今回の伝播時間和の候補（βijk）の全てについて、前回の伝播時間和（βi-1）からの変化分（Δβijk）を求める。   Then, the difference (Z2i-1-Z1i-1) between the final value (Z1i-1) of the previous forward zero-crossing time and the final value (Z2i-1) of the previous reverse zero-crossing time is calculated as the previous propagation time difference. (Αi−1), a change (Δαijk) from the previous propagation time difference (αi−1) is obtained for all of the current propagation time difference candidates (αijk). Further, the sum (Z1i-1 + Z2i-1) of the final value (Z1i-1) of the previous zero-crossing time in the forward direction and the final value (Z2i-1) of the previous zero-crossing time in the reverse direction is calculated as the sum of the previous propagation time (Z1i-1). βi−1), and for all of the current propagation time sum candidates (βijk), a change (Δβijk) from the previous propagation time sum (βi-1) is obtained.

そして、この求めた前回の伝播時間差からの変化分（Δαijk）と前回の伝播時間和からの変化分（Δβijk）とに基づいて、今回の順方向のゼロクロス時刻の候補（Ｚ１ij）および今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補（Ｚ２ik）の中から、今回の順方向のゼロクロス時刻（Ｚ１i）および今回の逆方向のゼロクロス時刻（Ｚ２i）を確定する。例えば、前回の伝播時間差からの変化分（Δαijk）と前回の伝播時間和からの変化分（Δβijk）が最も小さい組み合わせを、今回の順方向のゼロクロス時刻（Ｚ１i）および逆方向のゼロクロス時刻（Ｚ２i）として確定する。   Then, based on the obtained change from the previous propagation time difference (Δαijk) and the change from the previous propagation time sum (Δβijk), the current forward zero-crossing time candidate (Z1ij) and the current From the zero-crossing time candidates (Z2ik) in the direction, the current zero-crossing time (Z1i) in the forward direction and the current zero-crossing time (Z2i) in the reverse direction are determined. For example, a combination having the smallest change (Δαijk) from the previous propagation time difference and the smallest change (Δβijk) from the previous propagation time sum is used as the forward zero-cross time (Z1i) and the reverse zero-cross time (Z2i). ).

なお、上記説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の構成要素を、括弧を付した参照符号によって示している。   In the above description, as an example, constituent elements in the drawings corresponding to constituent elements of the present invention are indicated by reference numerals with parentheses.

以上説明したように、本発明によれば、前回の順方向のゼロクロス時刻の確定値と前回の逆方向のゼロクロス時刻の確定値との差を前回の伝播時間差とし、今回の伝播時間差の候補の全てについて前回の伝播時間差からの変化分を求め、前回の順方向のゼロクロス時刻の確定値と前回の逆方向のゼロクロス時刻の確定値との和を前回の伝播時間和とし、今回の伝播時間和の候補の全てについて前回の伝播時間和からの変化分を求め、この求めた前回の伝播時間差からの変化分と前回の伝播時間和からの変化分とに基づいて、今回の順方向のゼロクロス時刻の候補および今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補の中から、今回の順方向のゼロクロス時刻および今回の逆方向のゼロクロス時刻を確定するようにしたので、例えば、前回の伝播時間差からの変化分と前回の伝播時間和からの変化分が最も小さい組み合わせを、今回の順方向のゼロクロス時刻および逆方向のゼロクロス時刻として確定するようにして、順方向／逆方向ともに、常に正しいゼロクロス時刻を選択して、正しい伝播時間を算出することが可能となる。   As described above, according to the present invention, the difference between the previous determined value of the zero crossing time in the forward direction and the determined value of the previous zero crossing time in the reverse direction is defined as the previous propagation time difference, and the candidate of the current propagation time difference is determined. For all of them, the change from the previous propagation time difference is calculated, and the sum of the previous fixed value of the forward zero crossing time and the previous fixed value of the reverse zero crossing time is defined as the previous propagation time sum, and the current propagation time sum is calculated. For all of the candidates, the change from the previous propagation time sum is calculated, and based on the obtained change from the previous propagation time difference and the change from the previous propagation time sum, the current forward zero crossing time The current zero-crossing time in the forward direction and the zero-crossing time in the current reverse direction are determined from among the candidates of The combination with the smallest change from the previous propagation time sum is determined as the current zero-cross time in the forward direction and the zero-cross time in the reverse direction. By selecting a time, a correct propagation time can be calculated.

図１は、今回（ｉ番目）の順方向の伝播時間の候補ｔ１ijおよびゼロクロス時刻の候補Ｚ１ijを示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a current (i-th) forward propagation time candidate t1ij and a zero-crossing time candidate Z1ij. 図２は、今回（ｉ番目）の逆方向の伝播時間の候補ｔ２ikおよびゼロクロス時刻の候補Ｚ２iKを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the current (i-th) candidate t2ik for the propagation time in the reverse direction and the candidate Z2iK for the zero-crossing time. 図３は、前回（i−１番目）の順方向のゼロクロス時刻の確定値Ｚ１i-1および伝播時間の確定値ｔ１i-1を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the previous (i-1) th fixed value Z1i-1 of the zero crossing time in the forward direction and the fixed value t1i-1 of the propagation time. 図４は、前回（ｉ−１番目）の逆方向のゼロクロス時刻の確定値Ｚ２i-1および伝播時間の確定値ｔ２i-1を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the final (i-1) th fixed value Z2i-1 of the zero crossing time in the reverse direction and the final value t2i-1 of the propagation time. 図５は、本発明の実施の形態に係る超音波流量計の要部を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a main part of the ultrasonic flowmeter according to the embodiment of the present invention. 図６は、この超音波流量計における流量演算装置のハードウェア構成の概略を示す図である。FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a hardware configuration of a flow rate calculation device in the ultrasonic flowmeter. 図７は、この超音波流量計における流量演算装置のＣＰＵが実行する処理動作の第１例（実施の形態１）を説明するためのフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart for explaining a first example (Embodiment 1) of the processing operation executed by the CPU of the flow rate calculation device in the ultrasonic flowmeter. 図８は、図７に続くフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart following FIG. 図９は、ゼロクロス時刻の前回の確定値Ｚ１i-1およびＺ２i-1を例示する図である。FIG. 9 is a diagram exemplifying the last determined values Z1i-1 and Z2i-1 at the zero crossing time. 図１０は、前回の伝播時間差αi-1および伝播時間和βi-1を例示する図である。FIG. 10 is a diagram illustrating the previous propagation time difference αi−1 and the propagation time sum βi−1. 図１１は、今回の順方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ１ijを例示する図である。FIG. 11 is a diagram exemplifying a candidate Z1ij of the current zero crossing time in the forward direction. 図１２は、今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ２ikを例示する図である。FIG. 12 is a diagram exemplifying a candidate Z2ik of a zero crossing time in the reverse direction this time. 図１３は、今回の伝播時間差の候補αijkを例示する図である。FIG. 13 is a diagram illustrating an example of the current propagation time difference candidate αijk. 図１４は、今回の伝播時間和の候補βijkを例示する図である。FIG. 14 is a diagram illustrating a candidate βijk of the current propagation time sum. 図１５は、前回の伝播時間差からの変化分Δαijkを例示する図である。FIG. 15 is a diagram illustrating a change Δαijk from the previous propagation time difference. 図１６は、前回の伝播時間和からの変化分Δβijkを例示する図である。FIG. 16 is a diagram illustrating a change Δβijk from the previous propagation time sum. 図１７は、今回の順方向のゼロクロス時刻Ｚ１iおよび逆方向のゼロクロス時刻Ｚ２iの確定値を示す図である。FIG. 17 is a diagram showing the final values of the forward zero-cross time Z1i and the backward zero-cross time Z2i. 図１８は、流量演算装置のＣＰＵが実行する処理動作の第２例（実施の形態２）を説明するためのフローチャートである。FIG. 18 is a flowchart for explaining a second example (second embodiment) of the processing operation executed by the CPU of the flow rate calculation device. 図１９は、図１８に続くフローチャートである。FIG. 19 is a flowchart following FIG. 図２０は、前回の伝播時間差からの変化分Δαijkについてｋ−ｊが同じものの平均値を求めた例を示す図である。FIG. 20 is a diagram showing an example in which the average value of the change Δαijk from the previous propagation time difference having the same kj is calculated. 図２１は、前回の伝播時間和からの変化分Δβijkについてｊ＋ｋが同じものの平均値を求めた例を示す図である。FIG. 21 is a diagram showing an example in which the average value of the same value of j + k is obtained for the change Δβijk from the previous propagation time sum. 図２２は、今回の順方向のゼロクロス時刻Ｚ１iおよび逆方向のゼロクロス時刻Ｚ２iの確定値を示す図である。FIG. 22 is a diagram showing finalized values of the current zero crossing time Z1i in the forward direction and the zero crossing time Z2i in the reverse direction. 図２３は、流量演算装置の要部の機能ブロック図である。FIG. 23 is a functional block diagram of a main part of the flow rate calculation device. 図２４は、半周期毎にゼロクロスするタイミングをゼロクロス時刻として検出するようにした例を示す図である。FIG. 24 is a diagram illustrating an example in which a zero-cross timing is detected as a zero-cross time every half cycle. 図２５は、超音波流量計の概略を示す図である。FIG. 25 is a diagram schematically showing an ultrasonic flowmeter. 図２６は、超音波送受信器から出力される順方向および逆方向の受信信号の波形図（模式図）である。FIG. 26 is a waveform diagram (schematic diagram) of forward and backward reception signals output from the ultrasonic transceiver. 図２７は、図２６に示した受信信号の横軸（時間軸）を拡大した図である。FIG. 27 is an enlarged view of the horizontal axis (time axis) of the received signal shown in FIG. 図２８は、順方向の受信信号と逆方向の受信信号を重ね合わせた波形図（模式図）である。FIG. 28 is a waveform diagram (schematic diagram) in which a received signal in the forward direction and a received signal in the reverse direction are superimposed. 図２９は、図２８に示した受信信号の横軸（時間軸）を拡大した図である。FIG. 29 is an enlarged view of the horizontal axis (time axis) of the received signal shown in FIG. 図３０は、超音波送受信器から出力される送信信号および受信信号を示す図である。FIG. 30 is a diagram illustrating a transmission signal and a reception signal output from the ultrasonic transceiver.

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。先ず、実施の形態の説明に入る前に、本発明の原理について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, before describing the embodiments, the principle of the present invention will be described.

〔発明の原理〕
流体の成分、温度、流速は、それぞれ急激には変化しないと仮定することができる場合がある。例えば、流量計測部の前に配管があったり、バッファタンクがあったりすることで、流体の成分や温度や流速の変化は緩和され、計測間隔が十分短ければ、これらの物理量は緩やかに変化するとみなすことができる。また、流体中の音速も、流体の成分や温度、圧力などの関数とみなすことができるため、音速も計測間隔に対して急激には変化しないとみなすことができる。 [Principle of the invention]
It may be possible to assume that the components, temperatures, and flow rates of the fluid do not each change abruptly. For example, if there is a pipe or a buffer tank in front of the flow rate measurement unit, changes in fluid components, temperature, and flow velocity are alleviated, and if the measurement interval is sufficiently short, these physical quantities will change slowly. Can be considered. In addition, since the speed of sound in the fluid can also be regarded as a function of the components, temperature, pressure, and the like of the fluid, the speed of sound can also be regarded as not rapidly changing with respect to the measurement interval.

この「流体の音速（ｃ）や流速（ｖ）は急には変化しない」という仮定を使うことで、以下のようにして適切なゼロクロス時刻を選択することができる。   By using the assumption that the sound velocity (c) and the flow velocity (v) of the fluid do not change suddenly, an appropriate zero-cross time can be selected as follows.

前記の（１５）式より、音速（ｃ）が急には変化しないということから、伝播時間の和が急には変化しないとすることができる。
前記の（９）式より、音速（ｃ）や流速（ｖ）が急には変化しないということは、伝播時間の差が急には変化しないとすることができる。
したがって、「音速（ｃ）や流速（ｖ）が急には変化しない」ということは、伝播時間の差と和が急には変化しないとすることができる。 From the above equation (15), since the sound speed (c) does not change suddenly, it can be determined that the sum of the propagation times does not change suddenly.
From the above equation (9), the fact that the sound velocity (c) and the flow velocity (v) do not suddenly change means that the difference in the propagation time does not suddenly change.
Therefore, "the sound speed (c) and the flow velocity (v) do not change suddenly" means that the difference and the sum of the propagation times do not change suddenly.

順方向と逆方向の伝播時間をそれぞれｔ１、ｔ２とする。伝播時間ｔ１，ｔ２は流量（流速）や温度（音速）の変化などにより時々刻々と変化する。伝播時間ｔ１，ｔ２は離散的に計測しているものとし、ｉ番目に計測された伝播時間ｔ１，ｔ２をそれぞれｔ１i，ｔ２iとする。また、順方向と逆方向のゼロクロス時刻をそれぞれＺ１，Ｚ２とし、ｉ番目に取得されたゼロクロス時刻Ｚ１，Ｚ２をＺ１i，Ｚ２iとする。   Propagation times in the forward and reverse directions are t1 and t2, respectively. The propagation times t1 and t2 change from moment to moment due to changes in the flow rate (flow velocity) and the temperature (sonic velocity). The propagation times t1 and t2 are discretely measured, and the i-th measured propagation times t1 and t2 are t1i and t2i, respectively. Further, the zero-cross times in the forward and reverse directions are Z1 and Z2, respectively, and the i-th acquired zero-cross times Z1 and Z2 are Z1i and Z2i.

ｉ番目に計測された伝播時間ｔ１i，ｔ２iには、計測されたゼロクロス時刻Ｚ１i，Ｚ２iに応じてそれぞれ複数の候補がある。また、ゼロクロス時刻Ｚ１i，Ｚ２iには、目的とするゼロクロス時刻Ｚ１i，Ｚ２iに対して、１周期の整数倍を加減算した複数の候補がある。   The i-th measured propagation time t1i, t2i has a plurality of candidates according to the measured zero-cross times Z1i, Z2i, respectively. The zero-cross times Z1i and Z2i include a plurality of candidates obtained by adding and subtracting an integral multiple of one cycle to the target zero-cross times Z1i and Z2i.

ここで、伝播時間ｔ１iの候補をｔ１ijとし、ゼロクロス時刻Ｚ１iの候補をＺ１ijとする（図１参照）。また、伝播時間ｔ２iの候補をｔ２ikとし、ゼロクロス時刻Ｚ２iの候補をＺ２ikとする（図２参照）。また、目的とするゼロクロス時刻Ｚ１i，Ｚ２iをＺ１it，Ｚ２itとする。なお、ｊ，ｋは候補を示す番号であり、この例では、ｊはｊ≧０の整数とし、ｋはｋ≧０の整数とする。   Here, a candidate for the propagation time t1i is set to t1ij, and a candidate for the zero crossing time Z1i is set to Z1ij (see FIG. 1). Further, a candidate for the propagation time t2i is set to t2ik, and a candidate for the zero crossing time Z2i is set to Z2ik (see FIG. 2). The target zero-cross times Z1i and Z2i are defined as Z1it and Z2it. Note that j and k are numbers indicating candidates. In this example, j is an integer of j ≧ 0, and k is an integer of k ≧ 0.

この場合、ｔ１ij，ｔ２ikは、
ｔ１ij＝Ｚ１ij−ｄｌｙ
ｔ２ik＝Ｚ２ik−ｄｌｙ
と表すことができる。 In this case, t1ij and t2ik are
t1ij = Z1ij-dly
t2ik = Z2ik-dly
It can be expressed as.

また、Ｚ１ij，Ｚ２ikは、
Ｚ１ij＝Ｚ１it＋ｔｕｊ
Ｚ２ij＝Ｚ２it＋ｔｕｋ
と表すことができる。 Z1ij and Z2ik are
Z1ij = Z1it + tuj
Z2ij = Z2it + tuk
It can be expressed as.

ｉ番目（今回）の伝播時間差ｔ２i−ｔ１iの候補をαijkとした場合、
αijk＝ｔ２ik−ｔ１ij＝Ｚ２ik−Ｚ１ij＝Ｚ２it−Ｚ１it＋（ｋ−ｊ）ｔｕ
とまとめることができる。 When the candidate of the i-th (current) propagation time difference t2i-t1i is αijk,
αijk = t2ik−t1ij = Z2ik−Z1ij = Z2it−Z1it + (k−j) tu
Can be summarized.

また、ｉ−１番目（前回）の順方向の伝播時間の確定値をｔ１i-1とし（図３参照）、逆方向の伝播時間の確定値をｔ２i-1とし（図４参照）、伝播時間差ｔ２i-1−ｔ１i-1をαi-1とした場合、
αi-1＝ｔ２i-1−ｔ１i-1＝Ｚ２i-1−Ｚ１i-1
と表される。 Further, the definite value of the (i-1) th (previous) forward propagation time is set to t1i-1 (see FIG. 3), the definite value of the reverse propagation time is set to t2i-1 (see FIG. 4), and the propagation time difference When t2i-1-t1i-1 is αi-1,
αi-1 = t2i-1-t1i-1 = Z2i-1-Z1i-1
It is expressed as

ここで、今回の伝播時間差の候補αijkの全てについて前回の伝播時間差αi-1からの変化分をΔαijk（Δαijk＝αijk−αi-1）として求め、この前回の伝播時間差からの変化分Δαijkが最小となるようなｊとｋの組み合わせを求め、この組み合わせから求められるｋ−ｊ＝ｄを第１の条件とする。この段階で、ｋ−ｊ＝ｄとなるｊとｋの組み合わせは複数の候補がある。   Here, the change from the previous propagation time difference αi−1 is calculated as Δαijk (Δαijk = αijk−αi−1) for all of the current propagation time difference candidates αijk, and the change Δαijk from the previous propagation time difference is minimized. A combination of j and k that satisfies the following condition is obtained, and kj = d obtained from this combination is set as a first condition. At this stage, there are a plurality of combinations of j and k such that k−j = d.

同様に、ｉ番目（今回）の伝播時間和ｔ１i＋ｔ２iの候補をβijkとした場合、
βijk＝ｔ１ij＋ｔ２ik＝Ｚ１ij＋Ｚ２ik−２ｄｌｙ＝Ｚ１it＋Ｚ２it−２ｄｌｙ＋（ｊ＋ｋ）ｔｕ
とまとめることができる。 Similarly, when the candidate of the i-th (current) propagation time sum t1i + t2i is βijk,
βijk = t1ij + t2ik = Z1ij + Z2ik−2dly = Z1it + Z2it−2dly + (j + k) tu
Can be summarized.

また、ｉ−１番目（前回）の順方向の伝播時間の確定値をｔ１i-1とし（図３参照）、逆方向の伝播時間の確定値をｔ２i-1とし（図４参照）、伝播時間差ｔ１i-1＋ｔ２i-1をβi-1とした場合、
βi-1＝ｔ１i-1＋ｔ２i-1＝Ｚ１i-1＋Ｚ２i-1−２ｄｌｙ
と表される。 Further, the definite value of the (i-1) th (previous) forward propagation time is set to t1i-1 (see FIG. 3), the definite value of the reverse propagation time is set to t2i-1 (see FIG. 4), and the propagation time difference When t1i-1 + t2i-1 is βi-1,
βi-1 = t1i-1 + t2i-1 = Z1i-1 + Z2i-1-2dly
It is expressed as

ここで、今回の伝播時間和の候補βijkの全てについて前回の伝播時間和βi-1からの変化分をΔβijk（Δβijk＝βijk−βi-1）として求め、この前回の伝播時間差からの変化分Δβijkが最小となるようなｊとｋの組み合わせを求め、この組み合わせから求められるｊ＋ｋ＝ａを第２の条件とする。この段階で、ｊ＋ｋ＝ａとなるｊとｋの組み合わせは複数の候補がある。   Here, the change from the previous propagation time sum βi-1 is calculated as Δβijk (Δβijk = βijk−βi-1) for all of the current propagation time sum candidates βijk, and the change Δβijk from the previous propagation time difference is calculated. Is determined so that the minimum is obtained, and j + k = a obtained from this combination is defined as a second condition. At this stage, there are a plurality of combinations of j and k such that j + k = a.

そして、「ｋ−ｊ＝ｄ（第１の条件）」と「ｊ＋ｋ＝ａ（第２の条件）」の両方の条件を満たすｊとｋを求める。この場合、ｄとａが定まると、ｊ＝（ａ−ｄ）／２、ｋ＝（ａ＋ｄ）／２により、ｊとｋが一意的に定まる。   Then, j and k that satisfy both the conditions of “k−j = d (first condition)” and “j + k = a (second condition)” are obtained. In this case, when d and a are determined, j and k are uniquely determined by j = (ad) / 2 and k = (a + d) / 2.

そして、この求められたｊとｋとで示される順方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ１ijおよび逆方向のゼロクロス時刻Ｚ２ikを、今回の順方向のゼロクロス時刻Ｚ１iおよび逆方向のゼロクロス時刻Ｚ２iとして確定する。   Then, the candidate zero crossing time Z1ij in the forward direction and the zero crossing time Z2ik in the backward direction indicated by the obtained j and k are determined as the current zero crossing time Z1i in the forward direction and the current zero crossing time Z2i in the reverse direction.

このようにすることによって、順方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ１ijおよび逆方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ２ikの中から、前回の伝播時間差からの変化分Δαijkと前回の伝播時間和からの変化分Δβijkが最も小さい組み合わせが、今回の順方向のゼロクロス時刻Ｚ１iおよび逆方向のゼロクロス時刻Ｚ２iとして確定されるものとなる。これにより、順方向／逆方向ともに、常に正しいゼロクロス時刻Ｚ１i，Ｚ２iを選択して、正しい伝播時間ｔ１，ｔ２を算出することが可能となる。   By doing so, the change Δαijk from the previous propagation time difference and the change Δβijk from the previous propagation time sum are the most significant among the forward zero-crossing time candidate Z1ij and the backward zero-crossing time candidate Z2ik. The small combination is determined as the current zero crossing time Z1i in the forward direction and the zero crossing time Z2i in the reverse direction. This makes it possible to always select the correct zero-cross times Z1i and Z2i in both the forward and reverse directions and calculate the correct propagation times t1 and t2.

なお、本発明を実現するにあたっては、目的とするゼロクロス時刻の直前の波高に対して閾値電圧ｖｓを十分低くしておき、受信信号の振幅の変動があっても目的とするゼロクロス時刻は確実に検出することができるようにする。   In realizing the present invention, the threshold voltage vs is set sufficiently low with respect to the wave height immediately before the target zero-cross time, and the target zero-cross time is ensured even if the amplitude of the received signal fluctuates. Be able to detect.

この場合、閾値電圧ｖｓが低いことから目的とするゼロクロス時刻よりも早いタイミングのゼロクロス時刻も検出してしまうことがあるため、これを除外するために上述したような方法で目的とするゼロクロス時刻を確定するようにする。   In this case, since the threshold voltage vs is low, a zero-cross time earlier than the target zero-cross time may be detected. Therefore, in order to exclude this, the target zero-cross time is set by the above-described method. Make sure it is fixed.

〔実施の形態〕
図５に、本発明の実施の形態に係る超音波流量計１００の要部を示す。同図において、図２５と同一符号は図２５を参照して説明した構成要素と同一或いは同等の構成要素を示し、その説明は省略する。 [Embodiment]
FIG. 5 shows a main part of an ultrasonic flowmeter 100 according to an embodiment of the present invention. 25, the same reference numerals as those in FIG. 25 denote the same or equivalent components as those described with reference to FIG. 25, and a description thereof will be omitted.

この超音波流量計１００において、第１の超音波送受信器（上流側トランスデューサ）２および第２の超音波送受信器（下流側トランスデューサ）３に対しては、「第１の超音波送受信器２と第２の超音波送受信器３との間で流体を介して超音波信号を両方向で送受信する計測工程を複数回実施し、これら計測工程毎に得られた両方向における超音波信号の伝播時間差に基づいて流体の流速ｖを測定し、この測定した流速ｖと配管１の断面積Ｓとから流体の流量Ｑを求める流量演算装置４」が設けられている。   In the ultrasonic flowmeter 100, the first ultrasonic transceiver (upstream transducer) 2 and the second ultrasonic transceiver (downstream transducer) 3 are referred to as “the first ultrasonic transceiver 2 and A measurement step of transmitting and receiving an ultrasonic signal in both directions via the fluid with the second ultrasonic transmitter / receiver 3 is performed a plurality of times, and based on the propagation time difference of the ultrasonic signal in both directions obtained for each of these measurement steps. A flow rate calculating device 4 "that measures the flow velocity v of the fluid and obtains the flow rate Q of the fluid from the measured flow velocity v and the cross-sectional area S of the pipe 1.

流量演算装置４は、図６に示すように、中央演算処理装置（ＣＰＵ）４−１と、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）４−２と、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）４−３と、ハードディスクなどの記憶装置４−４と、入出力用のインタフェース４−５，４−６と、これらを接続する母線４−７とを備えている。   As shown in FIG. 6, the flow rate calculation device 4 includes a central processing unit (CPU) 4-1, a random access memory (RAM) 4-2, a read-only memory (ROM) 4-3, and a hard disk or the like. It has a storage device 4-4, input / output interfaces 4-5, 4-6, and a bus 4-7 for connecting these.

この流量演算装置４には、本実施の形態特有のプログラムとして、流量演算プログラムがインストールされている。この流量演算プログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体に記録された状態で提供され、この記録媒体から読み出されて記憶装置４−４に記録され、使用可能な状態として流量演算装置４にインストールされている。   A flow rate calculation program is installed in the flow rate calculation device 4 as a program unique to the present embodiment. The flow rate calculation program is provided in a state recorded on a recording medium such as a CD-ROM, read from the recording medium, recorded in the storage device 4-4, and provided to the flow rate calculation device 4 as a usable state. Installed.

この流量演算装置４において、ＣＰＵ４−１は、インタフェース４−５を介する入力情報を処理することで、ＲＡＭ４−２やＲＯＭ４−３、記憶装置４−４にアクセスしながら、流量演算装置４にインストールされている流量演算プログラムに従って動作する。以下、この流量演算プログラムに従ってＣＰＵ４−１が実行する処理動作の第１例（実施の形態１）について、図７および図８に分割して示すフローチャートを参照しながら説明する。   In this flow rate calculation device 4, the CPU 4-1 processes the input information via the interface 4-5, and installs it in the flow rate calculation device 4 while accessing the RAM 4-2, the ROM 4-3, and the storage device 4-4. It operates according to the flow calculation program that has been set. Hereinafter, a first example (Embodiment 1) of the processing operation executed by the CPU 4-1 according to the flow rate calculation program will be described with reference to flowcharts divided into FIG. 7 and FIG.

〔実施の形態１〕
ＣＰＵ４−１は、インタフェース４−５を介し、第２の超音波送受信器３から出力される受信信号（図１参照）を今回の順方向の受信信号として取り込み、この順方向の受信信号が予め設定されている閾値電圧Ｖｓを超えた後、この順方向の受信信号がゼロクロスするタイミングをゼロクロス時刻として複数回検出し、この検出したゼロクロス時刻のそれぞれを今回の順方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ１ijとして取得する（ステップＳ１０１）。この取得された今回の順方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ１ijは記憶装置４−４に格納される。 [Embodiment 1]
The CPU 4-1 fetches a reception signal (see FIG. 1) output from the second ultrasonic transceiver 3 via the interface 4-5 as a current reception signal in the forward direction. After exceeding the set threshold voltage Vs, the timing at which the forward-direction received signal crosses zero is detected a plurality of times as a zero-cross time, and each of the detected zero-cross times is used as a candidate Z1ij of the current forward zero-cross time. It is acquired (step S101). The acquired forward zero-crossing time candidate Z1ij is stored in the storage device 4-4.

なお、この例では、順方向の受信信号がプラス側からマイナス側へ移行するタイミング（ゼロ電位と交差するタイミング）をゼロクロスするタイミングとして、ゼロクロス時刻を検出するようにしている。すなわち、順方向の受信信号が閾値電圧Ｖｓを超えた後、この順方向の受信信号が１周期（ｔｕ）毎にゼロクロスするタイミングをゼロクロス時刻として複数検出し、この検出したゼロクロス時刻のそれぞれを今回の順方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ１ijとして取得するようにしている。   In this example, the zero-crossing time is detected as the timing at which the forward-direction reception signal shifts from the plus side to the minus side (the timing at which it crosses the zero potential). That is, after the forward-direction received signal exceeds the threshold voltage Vs, a plurality of timings at which the forward-direction received signal crosses zero every one cycle (tu) are detected as zero-cross times, and each of the detected zero-cross times is detected as a current time. Is obtained as a candidate Z1ij of the zero crossing time in the forward direction.

次に、ＣＰＵ４−１は、インタフェース４−５を介し、第１の超音波送受信器２から出力される受信信号（図２参照）を今回の逆方向の受信信号として取り込み、この逆方向の受信信号が予め設定されている閾値電圧Ｖｓを超えた後、この逆方向の受信信号がゼロクロスするタイミングをゼロクロス時刻として複数回検出し、この検出したゼロクロス時刻のそれぞれを今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ２ikとして取得する（ステップＳ１０２）。この取得された今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ２ikは記憶装置４−４に格納される。   Next, the CPU 4-1 takes in the reception signal (see FIG. 2) output from the first ultrasonic transceiver 2 via the interface 4-5 as a current reception signal in the reverse direction, and receives the signal in the reverse direction. After the signal exceeds a preset threshold voltage Vs, the timing at which the reversely-received signal crosses zero is detected a plurality of times as a zero-crossing time, and each of the detected zero-crossing times is detected as the current zero-crossing time in the reverse direction. It is acquired as a candidate Z2ik (step S102). The obtained candidate Z2ik of the current zero crossing time in the reverse direction is stored in the storage device 4-4.

なお、この例では、逆方向の受信信号がプラス側からマイナス側へ移行するタイミング（ゼロ電位と交差するタイミング）をゼロクロスするタイミングとして、ゼロクロス時刻を検出するようにしている。すなわち、逆方向の受信信号が閾値電圧Ｖｓを超えた後、この逆方向の受信信号が１周期（ｔｕ）毎にゼロクロスするタイミングをゼロクロス時刻として複数検出し、この検出したゼロクロス時刻のそれぞれを今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ２ikとして取得するようにしている。   In this example, the zero-crossing time is detected as the timing at which the reception signal in the opposite direction shifts from the plus side to the minus side (the timing at which the signal crosses the zero potential) crosses zero. That is, after the reverse-direction reception signal exceeds the threshold voltage Vs, a plurality of timings at which the reverse-direction reception signal crosses zero every one cycle (tu) are detected as zero-cross times, and each of the detected zero-cross times is detected as a current time. Is obtained as a candidate Z2ik of the zero crossing time in the reverse direction.

次に、ＣＰＵ４−１は、ステップＳ１０１で取得した今回の順方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ１ijとステップＳ１０２で取得した今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ２ikとの全ての組み合わせについて、今回の順方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ１ijと今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ２ikとの差「Ｚ２ik−Ｚ１ij」を今回の伝播時間差の候補αijkとして求める（ステップＳ１０３）。   Next, the CPU 4-1 determines, for all combinations of the current forward zero-crossing time candidate Z1ij acquired in step S101 and the current backward zero-crossing time candidate Z2ik acquired in step S102, the current forward zero-crossing time candidate Z2ik. A difference “Z2ik−Z1ij” between the zero-crossing time candidate Z1ij and the current zero-crossing time candidate Z2ik in the opposite direction is obtained as a current propagation time difference candidate αijk (step S103).

また、ＣＰＵ４−１は、ステップＳ１０１で取得した今回の順方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ１ijとステップＳ１０２で取得した今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ２ikとの全ての組み合わせについて、今回の順方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ１ijと今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ２ikとの和「Ｚ１ij＋Ｚ２ik」を今回の伝播時間和の候補βijkとして求める（ステップＳ１０４）。   In addition, the CPU 4-1 determines, for all combinations of the current forward zero-cross time candidate Z1ij acquired in step S101 and the current reverse zero-cross time candidate Z2ik acquired in step S102, the current forward zero-cross time candidate Z1ij. The sum “Z1ij + Z2ik” of the zero-crossing time candidate Z1ij and the current zero-crossing time candidate Z2ik in the opposite direction is obtained as the current propagation time sum candidate βijk (step S104).

また、ＣＰＵ４−１は、順方向のゼロクロス時刻の前回の確定値Ｚ１i-1と逆方向のゼロクロス時刻の前回の確定値Ｚ２i-1との差「Ｚ２i-1−Ｚ１i-1」を前回の伝播時間差αi-1として求め（ステップＳ１０５）、順方向のゼロクロス時刻の前回の確定値Ｚ１i-1と逆方向のゼロクロス時刻の前回の確定値Ｚ２i-1との和「Ｚ１i-1＋Ｚ１i-1」を前回の伝播時間和βi-1として求める（ステップＳ１０６）。   Further, the CPU 4-1 propagates the difference “Z2i−1−Z1i−1” between the previous fixed value Z1i−1 at the forward zero crossing time and the previous fixed value Z2i−1 at the reverse zero crossing time in the previous time. The time difference αi-1 is obtained (step S105), and the sum "Z1i-1 + Z1i-1" of the previous fixed value Z1i-1 at the zero crossing time in the forward direction and the previous fixed value Z2i-1 at the zero crossing time in the reverse direction is calculated. (Step S106).

そして、ＣＰＵ４−１は、ステップＳ１０３で求めた今回の伝播時間差の候補αijkの全てについて、ステップＳ１０５で求めた前回の伝播時間差αi-1からの変化分Δαijk（Δαijk＝αijk−αi-1）を求める（ステップＳ１０７）。   Then, the CPU 4-1 calculates a change Δαijk (Δαijk = αijk−αi−1) from the previous propagation time difference αi−1 obtained in step S105 for all of the current propagation time difference candidates αijk obtained in step S103. It is determined (step S107).

また、ＣＰＵ４−１は、ステップＳ１０４で求めた今回の伝播時間和の候補βijkの全てについて、ステップＳ１０６で求めた前回の伝播時間和βi-1からの変化分Δβijk（Δβijk＝βijk−βi-1）を求める（ステップＳ１０８）。   Further, the CPU 4-1 changes, for all of the current propagation time sum candidates βijk obtained in step S104, from the previous propagation time sum βi-1 obtained in step S106, Δβijk (Δβijk = βijk−βi-1). ) Is obtained (step S108).

そして、ＣＰＵ４−１は、ステップＳ１０７で求めた前回の伝播時間差からの変化分Δαijkの絶対値が最小となるｊとｋの組み合わせを求め、このｊとｋの組み合わせから求められるｋ−ｊ＝ｄを第１の条件として求める（ステップＳ１０９）。また、ステップＳ１０８で求めた前回の伝播時間和からの変化分Δβijkの絶対値が最小となるｊとｋの組み合わせを求め、このｊとｋの組み合わせから求められるｊ＋ｋ＝ａを第２の条件として求める（ステップＳ１１０）。   Then, the CPU 4-1 obtains a combination of j and k that minimizes the absolute value of the change Δαijk from the previous propagation time difference obtained in step S107, and k−j = d obtained from the combination of j and k. Is obtained as a first condition (step S109). Also, a combination of j and k that minimizes the absolute value of the change Δβijk from the previous propagation time sum obtained in step S108 is determined, and j + k = a obtained from the combination of j and k is set as a second condition. It is determined (step S110).

そして、ＣＰＵ４−１は、「ｋ−ｊ＝ｄ（第１の条件）」と「ｊ＋ｋ＝ａ（第２の条件）」の両方の条件を満たすｊとｋを求める（ステップＳ１１１）。すなわち、ｋ−ｊ＝ｄとｊ＋ｋ＝ａとを連立させて解き、ｊ＝（ａ−ｄ）／２、ｋ＝（ａ＋ｄ）／２としてｊとｋを求める。   Then, the CPU 4-1 obtains j and k that satisfy both the conditions of “k−j = d (first condition)” and “j + k = a (second condition)” (step S111). That is, kj = d and j + k = a are solved simultaneously, and j and k are obtained as j = (ad) / 2 and k = (a + d) / 2.

そして、ＣＰＵ４−１は、今回の順方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ１ijおよび今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ２ijの中から、ステップＳ１１１で求めたｊとｋとで示される順方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ１ijおよび逆方向のゼロクロス時刻Ｚ２ikを、今回の順方向のゼロクロス時刻Ｚ１iおよび逆方向のゼロクロス時刻Ｚ２iとして確定する（ステップＳ１１２）。   Then, the CPU 4-1 selects the forward zero-cross time indicated by j and k obtained in step S111 from the current forward zero-cross time candidate Z1ij and the current reverse zero-cross time candidate Z2ij. The candidate Z1ij and the reverse zero-cross time Z2ik are determined as the current forward zero-cross time Z1i and reverse zero-cross time Z2i (step S112).

〔実施の形態１の具体例〕
次に、実施の形態１の具体例について説明する。なお、この実施の形態１の具体例において、順方向のゼロクロス時刻の前回の確定値Ｚ１i-1は「２２９．１７μｓ」、逆方向のゼロクロス時刻の前回の確定値Ｚ２i-1は「２２９．９１μｓ」であったとする（図９参照）。 [Specific Example of First Embodiment]
Next, a specific example of the first embodiment will be described. In the specific example of the first embodiment, the previous fixed value Z1i-1 of the forward zero crossing time is "229.17 μs", and the previous fixed value Z2i-1 of the reverse zero crossing time is "229.91 μs". (See FIG. 9).

この場合、順方向のゼロクロス時刻の前回の確定値Ｚ１i-1と逆方向のゼロクロス時刻の前回の確定値Ｚ２i-1との差（前回の伝播時間差）αi-1は、Ｚ２i-1−Ｚ１i-1＝０７４〔μｓ〕として求められ、順方向のゼロクロス時刻の前回の確定値Ｚ１i-1と逆方向のゼロクロス時刻の前回の確定値Ｚ２i-1との和（前回の伝播時間和）βi-1は、Ｚ１i-1＋Ｚ２i-1＝４５９．０８〔μｓ〕として求められる（図１０参照）。   In this case, the difference (previous propagation time difference) αi-1 between the previous fixed value Z1i-1 of the forward zero-cross time and the previous fixed value Z2i-1 of the reverse zero-cross time is Z2i-1-Z1i-. 1 = 074 [μs], which is the sum (previous propagation time sum) βi-1 of the previous fixed value Z1i-1 of the forward zero-crossing time and the previous fixed value Z2i-1 of the reverse zero-crossing time Is obtained as Z1i-1 + Z2i-1 = 459.08 [.mu.s] (see FIG. 10).

また、今回の順方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ１ijとして、Ｚ１i0が「２２５．３７μｓ」、Ｚ１i1が「２２７．２８μｓ」、Ｚ１i2が「２２９．２３μｓ」として取得され（図１１参照）、今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ２ikとして、Ｚ２i0が「２２８．００μｓ」、Ｚ２i1が「２２９．９３μｓ」、Ｚ２i2が「２３１．８２μｓ」として取得されたものとする（図１２参照）。   In addition, Z1i0 is acquired as “225.37 μs”, Z1i1 is acquired as “227.28 μs”, and Z1i2 is acquired as “229.23 μs” as the current zero-crossing time candidate Z1ij (see FIG. 11). It is assumed that Z2i0 has been acquired as “228.00 μs”, Z2i1 has been acquired as “229.93 μs”, and Z2i2 has been acquired as “231.82 μs” (see FIG. 12).

この場合、今回の順方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ１ijと今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ２ikとの全ての組み合わせについて、今回の順方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ１ijと今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ２ikとの差「Ｚ２ik−Ｚ１ij」を今回の伝播時間差の候補αijkとして求めると、今回の伝播時間差の候補αijkは図１３に示すようになる。   In this case, for all combinations of the current forward zero-cross time candidate Z1ij and the current reverse zero-cross time candidate Z2ik, the current forward zero-cross time candidate Z1ij and the current reverse zero-cross time candidate Z1ij When the difference “Z2ik−Z1ij” from the candidate Z2ik is determined as the current propagation time difference candidate αijk, the current propagation time difference candidate αijk is as shown in FIG.

また、今回の順方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ１ijと今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ２ikとの全ての組み合わせについて、今回の順方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ１ijと今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ２ikとの和「Ｚ１ij＋Ｚ２ik」を今回の伝播時間和の候補βijkとして求めると、今回の伝播時間和の候補βijkは図１４に示すようになる。   For all combinations of the current forward zero-crossing time candidate Z1ij and the current backward zero-crossing time candidate Z2ik, the current forward zero-crossing time candidate Z1ij and the current reverse zero-crossing time candidate Z1ij If the sum “Z1ij + Z2ik” with Z2ik is determined as the current propagation time sum candidate βijk, the current propagation time sum candidate βijk is as shown in FIG.

そして、今回の伝播時間差の候補αijkの全てについて、前回の伝播時間差αi-1からの変化分Δαijkを「αijk−αi-1」として求めると、前回の伝播時間差からの変化分Δαijkは図１５に示すようになる。また、今回の伝播時間和の候補βijkの全てについて、前回の伝播時間和βi-1からの変化分Δβijkを「βijk−βi-1」として求めると、前回の伝播時間和からの変化分Δβijkは図１６に示すようになる。   When the change Δαijk from the previous propagation time difference αi−1 is obtained as “αijk−αi−1” for all of the current propagation time difference candidates αijk, the change Δαijk from the previous propagation time difference is shown in FIG. As shown. In addition, for all the candidate βijk of the current propagation time sum, if the change Δβijk from the previous propagation time sum βi−1 is obtained as “βijk−βi−1”, the change Δβijk from the previous propagation time sum is As shown in FIG.

図１５において、前回の伝播時間差からの変化分Δαijkの絶対値が最小となるｊとｋの組み合わせは、ｊ＝１，ｋ＝０である（図中斜線で示したセル）。このｊとｋの組み合わせからｋ−ｊ＝ｄを第１の条件として求める。この場合、ｊ＝１，ｋ＝０の組み合わせからｄ＝−１が得られ、ｋ−ｊ＝−１が第１の条件とされる。なお、ｄ＝−１となるｊとｋの組み合わせは、ｋ＝１，ｊ＝２もあり（図中網線で示すセル）、このｊとｋの組み合わせも候補となる。   In FIG. 15, the combination of j and k that minimizes the absolute value of the change Δαijk from the previous propagation time difference is j = 1, k = 0 (the cells indicated by oblique lines in the figure). From the combination of j and k, kj = d is obtained as a first condition. In this case, d = −1 is obtained from the combination of j = 1 and k = 0, and k−j = −1 is the first condition. Note that there are k = 1 and j = 2 combinations of j and k for d = −1 (cells indicated by the hatched lines in the figure), and the combination of j and k is also a candidate.

図１６において、前回の伝播時間和からの変化分Δβijkの絶対値が最小となるｊとｋの組み合わせは、ｊ＝１，ｋ＝２である（図中斜線で示したセル）。このｊとｋの組み合わせからｊ＋ｋ＝ａを第２の条件として求める。この場合、ｊ＝１，ｋ＝２の組み合わせから、ａ＝３が得られ、ｊ＋ｋ＝３が第２の条件とされる。なお、ａ＝３となるｊとｋの組み合わせは、ｋ＝１，ｊ＝２もあり（図中網線で示すセル）、このｊとｋの組み合わせも候補となる。   In FIG. 16, the combination of j and k that minimizes the absolute value of the change Δβijk from the previous sum of propagation times is j = 1, k = 2 (cells indicated by oblique lines in the figure). From the combination of j and k, j + k = a is obtained as a second condition. In this case, a = 3 is obtained from the combination of j = 1 and k = 2, and j + k = 3 is the second condition. Note that there are k = 1 and j = 2 combinations of j and k where a = 3 (cells indicated by the hatched lines in the figure), and the combination of j and k is also a candidate.

この実施の形態１の具体例において、ゼロクロス時刻の差と和の変化分がそれぞれ小さいとして求めた２つの条件は、「ｋ−ｊ＝−１」（第１の条件）、「ｊ＋ｋ＝３」（第２の条件）となるので、両方の条件を満たすｊ，ｋとして、すなわち前回の伝播時間差からの変化分Δαijkと前回の伝播時間和からの変化分Δβijkが最も小さい組み合わせとして、ｊ＝２，ｋ＝１が求められる。   In the specific example of the first embodiment, the two conditions obtained assuming that the difference between the zero-cross times and the change in the sum are small are “k−j = −1” (first condition) and “j + k = 3”. (The second condition), j and k satisfying both conditions, that is, j = 2 as a combination in which the change Δαijk from the previous propagation time difference and the change Δβijk from the previous propagation time sum are the smallest. , K = 1.

これにより、その求められたｊ＝２とｋ＝１とで示される順方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ１i2および逆方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ２i１が、今回の順方向のゼロクロス時刻Ｚ１iおよび逆方向のゼロクロス時刻Ｚ２iとして確定される（図１７参照）。   As a result, the forward-direction zero-crossing time candidate Z1i2 and the backward-direction zero-crossing time candidate Z2i1 indicated by the obtained j = 2 and k = 1 are combined with the current forward-time zero-crossing time Z1i and reverse-direction zero-crossing time. The time is determined as time Z2i (see FIG. 17).

〔実施の形態２〕
次に、流量演算プログラムに従ってＣＰＵ４−１が実行する処理動作の第２例（実施の形態２）について、図１８および図１９に分割して示すフローチャートを参照しながら説明する。 [Embodiment 2]
Next, a second example (Embodiment 2) of the processing operation executed by the CPU 4-1 according to the flow rate calculation program will be described with reference to flowcharts divided into FIG. 18 and FIG.

図１８および図１９に分割して示したフローチャートにおいて、ステップＳ２０１〜Ｓ２０８の処理は、図７および図８に分割して示したフローチャートにおけるステップＳ１０１〜Ｓ１０８の処理と同じであるので、その説明は省略する。なお、この実施の形態２では、ゼロクロス時刻の差と和の変化分について、平均を用いて一次元化して、最小値を算出するものとする。   In the flowchart divided into FIGS. 18 and 19, the processing in steps S201 to S208 is the same as the processing in steps S101 to S108 in the flowchart divided into FIGS. Omitted. In the second embodiment, the minimum value is calculated by converting the difference between the zero-cross times and the change in the sum into one-dimensional data using an average.

実施の形態２において、ＣＰＵ４−１は、ステップＳ２０７で求めた前回の伝播時間差からの変化分Δαijkについて、ｋ−ｊが同じものの平均値を求め、その平均値の絶対値が最小となるｋ−ｊ＝ｄを第１の条件として求める（ステップＳ２０９）。また、ステップＳ２０８で求めた前回の伝播時間和からの変化分Δβijkについて、ｊ＋ｋが同じものの平均値を求め、その平均値の絶対値が最小となるｊ＋ｋ＝ｄを第２の条件として求める（ステップＳ２１０）。   In the second embodiment, the CPU 4-1 obtains an average value of the change Δαijk from the previous propagation time difference obtained in step S207, which has the same k−j, and obtains an average value of k−j that minimizes the absolute value of the average value. j = d is obtained as a first condition (step S209). Further, with respect to the change Δβijk from the previous propagation time sum obtained in step S208, an average value of the same j + k is obtained, and j + k = d that minimizes the absolute value of the average value is obtained as the second condition (step S208). S210).

そして、ＣＰＵ４−１は、「ｋ−ｊ＝ｄ（第１の条件）」と「ｊ＋ｋ＝ａ（第２の条件）」の両方の条件を満たすｊとｋを求める（ステップＳ２１１）。すなわち、ｋ−ｊ＝ｄとｊ＋ｋ＝ａとを連立させて解き、ｊ＝（ａ−ｄ）／２、ｋ＝（ａ＋ｄ）／２としてｊとｋを求める。   Then, the CPU 4-1 obtains j and k satisfying both the conditions of “k−j = d (first condition)” and “j + k = a (second condition)” (step S211). That is, kj = d and j + k = a are solved simultaneously, and j and k are obtained as j = (ad) / 2 and k = (a + d) / 2.

そして、ＣＰＵ４−１は、今回の順方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ１ijおよび今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ２ijの中から、ステップＳ２１１で求めたｊとｋとで示される順方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ１ijおよび逆方向のゼロクロス時刻Ｚ２ikを、今回の順方向のゼロクロス時刻Ｚ１iおよび逆方向のゼロクロス時刻Ｚ２iとして確定する（ステップＳ２１２）。   Then, the CPU 4-1 selects the forward zero-cross time indicated by j and k obtained in step S211 from the current forward zero-cross time candidate Z1ij and the current reverse zero-cross time candidate Z2ij. The candidate Z1ij and the reverse zero-cross time Z2ik are determined as the current forward zero-cross time Z1i and reverse zero-cross time Z2i (step S212).

〔実施の形態２の具体例〕
次に、実施の形態２の具体例について説明する。なお、実施の形態２の具体例においても、実施の形態１と同様にして、ステップＳ２０７において、図１５に示すような前回の伝播時間差からの変化分Δαijkが求められ、ステップＳ２０８において、図１６に示すような前回の伝播時間和からの変化分Δβijkが求められるものとする。 [Specific Example of Second Embodiment]
Next, a specific example of the second embodiment will be described. In the specific example of the second embodiment, similarly to the first embodiment, in step S207, a change Δαijk from the previous propagation time difference as shown in FIG. 15 is obtained, and in FIG. It is assumed that a change Δβijk from the previous sum of propagation times as shown in FIG.

実施の形態１では、前回の伝播時間差からの変化分Δαijkの絶対値が最小となるｊとｋの組み合わせを求め、このｉとｋとの組み合わせからｋ−ｊ＝ｄを第１の条件として求めるようにした。これに対して、実施の形態２では、前回の伝播時間差からの変化分Δαijkについて、ｋ−ｊが同じものの平均値を求め、その平均値の絶対値が最小となるｋ−ｊ＝ｄを第１の条件として求めるようにする（図２０参照）。図２０に示した例では、平均値の絶対値が最小となるのは、ｋ−ｊ＝−１の場合である。したがって、ｋ−ｊ＝−１が第１の条件とされる。   In the first embodiment, a combination of j and k that minimizes the absolute value of the change Δαijk from the previous propagation time difference is determined, and kj = d is determined as the first condition from the combination of i and k. I did it. On the other hand, in the second embodiment, for the change Δαijk from the previous propagation time difference, an average value of the same k−j is obtained, and k−j = d at which the absolute value of the average value becomes the minimum is calculated as 1 (see FIG. 20). In the example shown in FIG. 20, the absolute value of the average value becomes the minimum when k−j = −1. Therefore, kj = -1 is the first condition.

また、実施の形態１では、前回の伝播時間和からの変化分Δβijkの絶対値が最小となるｊとｋの組み合わせを求め、このｉとｋとの組み合わせからｊ＋ｋ＝ａを第２の条件として求めるようにした。これに対して、実施の形態２では、前回の伝播時間和からの変化分Δβijkについて、ｊ＋ｋが同じものの平均値を求め、その平均値の絶対値が最小となるｊ＋ｋ＝ａを第２の条件として求めるようにする（図２１参照）。図２１に示した例では、平均値の絶対値が最小となるのは、ｊ＋ｋ＝３の場合である。したがって、ｊ＋ｋ＝３が第２の条件とされる。   In the first embodiment, a combination of j and k that minimizes the absolute value of the change Δβijk from the previous sum of propagation times is determined, and from the combination of i and k, j + k = a is set as a second condition. I asked for it. On the other hand, in the second embodiment, for the change Δβijk from the previous sum of propagation times, the average value of the same j + k is obtained, and j + k = a that minimizes the absolute value of the average value is defined as the second condition. (See FIG. 21). In the example shown in FIG. 21, the absolute value of the average value is the minimum when j + k = 3. Therefore, j + k = 3 is the second condition.

この実施の形態２の具体例において、ゼロクロス時刻の差と和の変化分がそれぞれ小さいとして求めた２つの条件は、ｋ−ｊ＝−１（第１の条件）、ｊ＋ｋ＝３（第２の条件）となるので、両方の条件を満たすｊ，ｋとして、すなわち前回の伝播時間差からの変化分Δαijkと前回の伝播時間和からの変化分Δβijkが最も小さい組み合わせとして、ｊ＝２，ｋ＝１が求められる。   In the specific example of the second embodiment, the two conditions obtained assuming that the difference between the zero-cross time and the change in the sum are small are k−j = −1 (first condition) and j + k = 3 (second condition). Condition), j = 2, k = 1 as a combination of j and k satisfying both conditions, that is, a combination in which the change Δαijk from the previous propagation time difference and the change Δβijk from the previous propagation time sum are the smallest. Is required.

これにより、その求められたｊ＝２とｋ＝１とで示される順方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ１i2および逆方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ２i１が、今回の順方向のゼロクロス時刻Ｚ１iおよび逆方向のゼロクロス時刻Ｚ２iとして確定される（図２２参照）。   As a result, the forward-direction zero-crossing time candidate Z1i2 and the backward-direction zero-crossing time candidate Z2i1 indicated by the obtained j = 2 and k = 1 are combined with the current forward-time zero-crossing time Z1i and reverse-direction zero-crossing time. The time is determined as time Z2i (see FIG. 22).

図２３に、超音波流量計１００における流量演算装置４の要部の機能ブロック図を示す。この流量演算装置４は、ＣＰＵ４−１の処理機能として、順方向ゼロクロス時刻候補取得部４１と、逆方向ゼロクロス時刻候補取得部４２と、伝播時間差候補算出部４３と、伝播時間和候補算出部４４と、前回の伝播時間差算出部４５と、前回の伝播時間和算出部４６と、伝播時間差変化分算出部４７と、伝播時間和変化分算出部４８と、ゼロクロス時刻確定部４９とを備えている   FIG. 23 shows a functional block diagram of a main part of the flow rate calculation device 4 in the ultrasonic flow meter 100. The flow rate calculation device 4 includes, as processing functions of the CPU 4-1, a forward zero-crossing time candidate acquiring unit 41, a backward zero-crossing time candidate acquiring unit 42, a propagation time difference candidate calculating unit 43, and a propagation time sum candidate calculating unit 44. And a previous propagation time difference calculator 45, a previous propagation time sum calculator 46, a propagation time difference change calculator 47, a propagation time sum change calculator 48, and a zero cross time determination unit 49.

この流量演算装置４において、順方向ゼロクロス時刻候補取得部４１は、第１の超音波送受信器２からの超音波信号を受信した第２の超音波送受信器３から出力される受信信号を順方向の受信信号として取り込み、この順方向の受信信号が閾値電圧Ｖｓを超えた後、この順方向の受信信号がゼロクロスするタイミング（この例では、順方向の受信信号が１周期毎にゼロクロスするタイミング）をゼロクロス時刻として複数検出し、この検出したゼロクロス時刻のそれぞれを今回の順方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ１ijとして取得する。   In the flow rate calculating device 4, the forward zero-crossing time candidate acquisition unit 41 forwardly receives the ultrasonic signal from the first ultrasonic transceiver 2 and outputs the received signal output from the second ultrasonic transceiver 3. After the forward-direction received signal exceeds the threshold voltage Vs, the zero-cross timing of the forward-direction received signal (in this example, the zero-crossed timing of the forward-direction received signal every cycle) Are detected as a plurality of zero-cross times, and each of the detected zero-cross times is acquired as a candidate Z1ij of the current zero-cross time in the forward direction.

逆方向ゼロクロス時刻候補取得部４２は、第２の超音波送受信器３からの超音波信号を受信した第１の超音波送受信器２から出力される受信信号を逆方向の受信信号として取り込み、この逆方向の受信信号が閾値電圧Ｖｓを超えた後、この逆方向の受信信号がゼロクロスするタイミング（この例では、逆方向の受信信号が１周期毎にゼロクロスするタイミング）をゼロクロス時刻として複数検出し、この検出したゼロクロス時刻のそれぞれを今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ２ikとして取得する。   The backward zero-crossing time candidate acquisition unit 42 captures a reception signal output from the first ultrasonic transceiver 2 that has received the ultrasonic signal from the second ultrasonic transceiver 3 as a reception signal in the reverse direction, and After the reverse-direction reception signal exceeds the threshold voltage Vs, a plurality of timings at which the reverse-direction reception signal crosses zero (in this example, the timing at which the reverse-direction reception signal crosses zero every cycle) are detected as a plurality of zero-cross times. Then, each of the detected zero-cross times is obtained as a candidate Z2ik for the zero-cross time in the reverse direction this time.

伝播時間差候補算出部４３は、順方向ゼロクロス時刻候補取得部４１によって取得された今回の順方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ１ijと逆方向ゼロクロス時刻候補取得部４２によって取得された今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ２ikとの全ての組み合わせについて、今回の順方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ１ijと今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ２ikとの差「Ｚ２ik−Ｚ１ij」を今回の伝播時間差の候補αijkとして求める。   The propagation time difference candidate calculation unit 43 calculates the current forward zero-cross time candidate Z1ij acquired by the forward zero-cross time candidate acquisition unit 41 and the current reverse zero-cross time acquired by the backward zero-cross time candidate acquisition unit 42. For all combinations with the candidate Z2ik, the difference “Z2ik−Z1ij” between the current forward zero-crossing time candidate Z1ij and the current reverse-time zero-crossing time candidate Z2ik is determined as the current propagation time difference candidate αijk.

伝播時間和候補算出部４４は、順方向ゼロクロス時刻候補取得部４１によって取得された今回の順方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ１ijと逆方向ゼロクロス時刻候補取得部４２によって取得された今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ２ikとの全ての組み合わせについて、今回の順方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ１ijと今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ２ikとの和「Ｚ１ij＋Ｚ２ik」を今回の伝播時間和の候補βijkとして求める。   The propagation time sum candidate calculation unit 44 calculates the current forward zero-crossing time candidate Z1ij obtained by the forward zero-crossing time candidate obtaining unit 41 and the current reverse zero-crossing time obtained by the backward zero-crossing time candidate obtaining unit 42. For all combinations with the time candidate Z2ik, the sum “Z1ij + Z2ik” of the current forward zero-crossing time candidate Z1ij and the current reverse-time zero-crossing time candidate Z2ik is obtained as the current propagation time sum candidate βijk.

前回の伝播時間差算出部４５は、順方向のゼロクロス時刻の前回の確定値Ｚ１i-1と逆方向のゼロクロス時刻の前回の確定値Ｚ２i-1との差を前回の伝播時間差αi-1として求め、前回の伝播時間和算出部４６は、順方向のゼロクロス時刻の前回の確定値Ｚ１i-1と逆方向のゼロクロス時刻の前回の確定値Ｚ２i-1との和を前回の伝播時間和βi-1として求める。   The previous propagation time difference calculation unit 45 calculates the difference between the previous fixed value Z1i-1 of the forward zero-cross time and the previous fixed value Z2i-1 of the reverse zero-cross time as the previous propagation time difference αi-1, The previous propagation time sum calculation unit 46 sets the sum of the previous fixed value Z1i-1 of the forward zero crossing time and the previous fixed value Z2i-1 of the reverse zero crossing time as the previous propagation time sum βi-1. Ask.

伝播時間差変化分算出部４７は、伝播時間差候補算出部４３によって求められた今回の伝播時間差の候補αijkの全てについて、前回の伝播時間差算出部４５によって求められた前回の伝播時間差αi-1からの変化分Δαijk（Δαijk＝αijk−αi-1）を求め、伝播時間和変化分算出部４８は、伝播時間和候補算出部４４によって求められた今回の伝播時間和の候補βijkの全てについて、前回の伝播時間和算出部４６によって求められた前回の伝播時間和βi-1からの変化分Δβijk（Δβijk＝βijk−βi-1）を求める。   The propagation time difference change calculating section 47 calculates, for all of the current propagation time difference candidates αijk obtained by the propagation time difference candidate calculating section 43, the values from the previous propagation time difference αi−1 obtained by the previous propagation time difference calculating section 45. The change amount Δαijk (Δαijk = αijk−αi-1) is calculated, and the propagation time sum change amount calculating unit 48 calculates the previous propagation time sum candidate βijk obtained by the propagation time sum candidate calculating unit 44 for the previous time. A change amount Δβijk (Δβijk = βijk−βi−1) from the previous propagation time sum βi−1 obtained by the propagation time sum calculation unit 46 is obtained.

ゼロクロス時刻確定部４９は、伝播時間差変化分算出部に４７よって求められた前回の伝播時間差からの変化分Δαijkと伝播時間和変化分算出部４８によって求められた前回の伝播時間和からの変化分Δβijkとに基づいて、今回の順方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ１ijおよび今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ２ikの中から、今回の順方向のゼロクロス時刻Ｚ１iおよび今回の逆方向のゼロクロス時刻Ｚ２iを確定する。   The zero-crossing time determination unit 49 includes a change Δαijk from the previous propagation time difference calculated by the propagation time difference change calculation unit 47 and a change from the previous propagation time sum calculated by the propagation time sum change calculation unit 48. Based on Δβijk, the current forward zero-cross time Z1i and the current reverse zero-cross time Z2i are determined from the current forward zero-cross time candidate Z1ij and the current reverse zero-cross time candidate Z2ik. I do.

この場合、ゼロクロス時刻確定部４９は、上述した実施の形態１や実施の形態２のようにして、今回の順方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ１ijおよび今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ２ikの中から、前回の伝播時間差からの変化分Δαijと前回の伝播時間和からの変化分Δβijが最も小さい組み合わせを、今回の順方向のゼロクロス時刻Ｚ１iおよび今回の逆方向のゼロクロス時刻Ｚ２iとして確定する。この確定されたゼロクロス時刻Ｚ１i，Ｚ２iは、次回の伝播時間差の計測に際し、ゼロクロス時刻の前回の確定値Ｚ１i-1，Ｚ２i-1として用いられる。   In this case, the zero-crossing time determination unit 49, as in the first and second embodiments described above, selects from the current forward zero-crossing time candidate Z1ij and the current reverse-time zero-crossing time candidate Z2ik. The combination having the smallest change Δαij from the previous propagation time difference and the smallest change Δβij from the previous propagation time sum is determined as the current forward zero-cross time Z1i and the current reverse zero-cross time Z2i. The determined zero cross times Z1i and Z2i are used as the last determined values Z1i-1 and Z2i-1 of the zero cross time at the time of measuring the next propagation time difference.

なお、上述した実施の形態では、順方向ゼロクロス時刻候補取得部４１や逆方向ゼロクロス時刻候補取得部４２において、順方向の受信信号や逆方向の受信信号が１周期（ｔｕ）毎にゼロクロスするタイミングをゼロクロス時刻として検出するようにしたが、半周期（ｔｕ／２）毎にゼロクロスするタイミングをゼロクロス時刻として検出するようにしてもよい（図２４参照）。   In the above-described embodiment, the forward zero-crossing time candidate acquiring unit 41 and the backward zero-crossing time candidate acquiring unit 42 perform the timing of zero-crossing of the forward received signal and the backward received signal every one cycle (tu). Is detected as the zero-crossing time, but the timing of zero-crossing every half cycle (tu / 2) may be detected as the zero-crossing time (see FIG. 24).

半周期毎にゼロクロスするタイミングをゼロクロス時刻として検出するようにしても、上述した実施の形態と同様にして、順方向／逆方向ともに、常に正しいゼロクロス時刻Ｚ１i，Ｚ２iを選択して、正しい伝播時間ｔ１，ｔ２を算出することが可能となる。   Even when the timing of zero-crossing every half cycle is detected as the zero-crossing time, the correct zero-crossing time Z1i, Z2i is always selected in both the forward direction and the reverse direction in the same manner as in the above-described embodiment, and the correct propagation time is determined. t1 and t2 can be calculated.

また、ゼロクロス時刻確定部４９において、確定した今回の順方向のゼロクロス時刻Ｚ１iとこのゼロクロス時刻Ｚ１iに連なる複数の順方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ１ijとの平均を求め、この平均を今回の順方向の伝播時間ｔ１の算出に際して用いる順方向のゼロクロス時刻とし、確定した今回の逆方向のゼロクロス時刻Ｚ２iとこのゼロクロス時刻Ｚ２iに連なる複数の逆方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ２ikとの平均を求め、この平均を今回の逆方向の伝播時間ｔ２の算出に際して用いる逆方向のゼロクロス時刻とするようにしてもよい。このようにすることにより、特許文献１と同様にして、計測される伝播時間のばらつきを小さくすることができるようになる。   Further, the zero-crossing time determination unit 49 calculates an average of the determined current-time zero-crossing time Z1i and a plurality of forward-direction zero-crossing time candidates Z1ij connected to the zero-crossing time Z1i. The forward zero-crossing time used in calculating the propagation time t1 is determined, and the average of the determined current backward zero-crossing time Z2i and a plurality of candidates for the backward-direction zero-crossing time Z2ik connected to the zero-crossing time Z2i is obtained. The zero crossing time in the reverse direction used in calculating the propagation time t2 in the reverse direction this time may be used. By doing so, it becomes possible to reduce the variation in the measured propagation time, as in Patent Document 1.

〔実施の形態の拡張〕
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。 [Expansion of Embodiment]
As described above, the present invention has been described with reference to the exemplary embodiments. However, the present invention is not limited to the above exemplary embodiments. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the technical idea of the present invention.

１…配管、２…第１の超音波送受信器（上流側トランスデューサ）、３…第２の超音波送受信器（下流側トランスデューサ）、４…流量演算装置、４−１…中央演算処理装置（ＣＰＵ）、４−２…ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、４−３…専用メモリ（ＲＯＭ）、４−４…記憶装置、４−５，４−６…インタフェース、４−７…母線、４１…順方向ゼロクロス時刻候補取得部、４２…逆方向ゼロクロス時刻候補取得部、４３…伝播時間差候補算出部、４４…伝播時間和候補算出部、４５…前回の伝播時間差算出部、４６…前回の伝播時間和算出部、４７…伝播時間差変化分算出部、４８…伝播時間和変化分算出部、４９…ゼロクロス時刻確定部、１００…超音波流量計。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Piping, 2 ... 1st ultrasonic transceiver (upstream transducer), 3 ... 2nd ultrasonic transceiver (downstream transducer), 4 ... Flow rate calculation device, 4-1 ... Central processing unit (CPU) ), 4-2 random access memory (RAM), 4-3 dedicated memory (ROM), 4-4 storage device, 4-5, 4-6 interface, 4-7 bus, 41 forward direction Zero crossing time candidate acquiring unit, 42: reverse direction zero crossing time candidate acquiring unit, 43: propagation time difference candidate calculating unit, 44: propagation time sum candidate calculating unit, 45: previous propagation time difference calculating unit, 46: previous propagation time sum calculating 47, a propagation time difference change calculation unit, 48, a propagation time sum change calculation unit, 49, a zero-cross time determination unit, 100, an ultrasonic flow meter.

Claims (11)

測定対象の流体が流れる配管と、この配管の上流側に配置された第１の超音波送受信器と、前記配管の下流側に配置された第２の超音波送受信器とを備え、前記第１の超音波送受信器と前記第２の超音波送受信器との間で前記流体を介して超音波信号を両方向で送受信する計測工程を複数回実施し、これら計測工程毎に得られた前記両方向における前記超音波信号の伝播時間差に基づいて、前記流体の流量を計測するように構成された超音波流量計において、
前記第１の超音波送受信器からの超音波信号を受信した前記第２の超音波送受信器から出力される受信信号を順方向の受信信号として取り込み、この順方向の受信信号が予め設定されている閾値電圧を超えた後、この順方向の受信信号がゼロクロスするタイミングをゼロクロス時刻として複数検出し、この検出したゼロクロス時刻のそれぞれを今回の順方向のゼロクロス時刻の候補として取得するように構成された順方向ゼロクロス時刻候補取得部と、
前記第２の超音波送受信器からの超音波信号を受信した前記第１の超音波送受信器から出力される受信信号を逆方向の受信信号として取り込み、この逆方向の受信信号が予め設定されている閾値電圧を超えた後、この逆方向の受信信号がゼロクロスするタイミングをゼロクロス時刻として複数検出し、この検出したゼロクロス時刻のそれぞれを今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補として取得するように構成された逆方向ゼロクロス時刻候補取得部と、
前記順方向ゼロクロス時刻候補取得部によって取得された今回の順方向のゼロクロス時刻の候補と前記逆方向ゼロクロス時刻候補取得部によって取得された今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補との全ての組み合わせについて、今回の順方向のゼロクロス時刻の候補と今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補との差を今回の伝播時間差の候補として求めるように構成された伝播時間差候補算出部と、
前記順方向ゼロクロス時刻候補取得部によって取得された今回の順方向のゼロクロス時刻の候補と前記逆方向ゼロクロス時刻候補取得部によって取得された今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補との全ての組み合わせについて、今回の順方向のゼロクロス時刻の候補と今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補との和を今回の伝播時間和の候補として求めるように構成された伝播時間和候補算出部と、
前記順方向のゼロクロス時刻の前回の確定値と前記逆方向のゼロクロス時刻の前回の確定値との差を前回の伝播時間差として求めるように構成された前回の伝播時間差算出部と、
前記順方向のゼロクロス時刻の前回の確定値と前記逆方向のゼロクロス時刻の前回の確定値との和を前回の伝播時間和として求めるように構成された前回の伝播時間和算出部と、
前記伝播時間差候補算出部によって求められた今回の伝播時間差の候補の全てについて、前記前回の伝播時間差算出部によって求められた前回の伝播時間差からの変化分を求めるように構成された伝播時間差変化分算出部と、
前記伝播時間和候補算出部によって求められた今回の伝播時間和の候補の全てについて、前記前回の伝播時間和算出部によって求められた前回の伝播時間和からの変化分を求めるように構成された伝播時間和変化分算出部と、
前記伝播時間差変化分算出部によって求められた前回の伝播時間差からの変化分と前記伝播時間和変化分算出部によって求められた前回の伝播時間和からの変化分とに基づいて、前記順方向ゼロクロス時刻候補取得部によって取得された今回の順方向のゼロクロス時刻の候補および前記逆方向ゼロクロス時刻候補取得部によって取得された今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補の中から、今回の順方向のゼロクロス時刻および今回の逆方向のゼロクロス時刻を確定するように構成されたゼロクロス時刻確定部と
を備えることを特徴とする超音波流量計。 A pipe through which a fluid to be measured flows, a first ultrasonic transmitter / receiver disposed upstream of the pipe, and a second ultrasonic transmitter / receiver disposed downstream of the pipe; A plurality of measurement steps of transmitting and receiving an ultrasonic signal in both directions via the fluid between the ultrasonic transceiver and the second ultrasonic transceiver are performed a plurality of times, and the measurement is performed in each of the two directions. In the ultrasonic flowmeter configured to measure the flow rate of the fluid based on the propagation time difference of the ultrasonic signal,
A reception signal output from the second ultrasonic transceiver that has received an ultrasonic signal from the first ultrasonic transceiver is captured as a forward reception signal, and the reception signal in the forward direction is set in advance. After the threshold voltage is exceeded, a plurality of timings at which the forward-direction received signal crosses zero are detected as zero-cross times, and each of the detected zero-cross times is acquired as a candidate for the current forward zero-cross time. A forward zero-crossing time candidate obtaining unit,
A reception signal output from the first ultrasonic transceiver that has received an ultrasonic signal from the second ultrasonic transceiver is captured as a reception signal in the reverse direction, and the reception signal in the reverse direction is set in advance. After the threshold voltage is exceeded, a plurality of timings at which the received signal in the reverse direction crosses zero are detected as zero cross times, and each of the detected zero cross times is obtained as a candidate for the current zero cross time in the reverse direction. A reverse zero-crossing time candidate obtaining unit;
For all combinations of the candidate for the current forward zero-crossing time acquired by the forward-direction zero-crossing time candidate acquiring unit and the candidate for the current reverse-time zero-crossing time acquired by the backward zero-crossing time candidate acquiring unit, A propagation time difference candidate calculation unit configured to determine a difference between the current forward zero crossing time candidate and the current reverse zero crossing time candidate as a current propagation time difference candidate;
For all combinations of the candidate for the current forward zero-crossing time acquired by the forward-direction zero-crossing time candidate acquiring unit and the candidate for the current reverse-time zero-crossing time acquired by the backward zero-crossing time candidate acquiring unit, A propagation time sum candidate calculation unit configured to obtain a sum of the current forward zero crossing time candidate and the current reverse zero crossing time candidate as a current propagation time sum candidate;
A previous propagation time difference calculation unit configured to determine a difference between a previous fixed value of the forward zero cross time and a previous fixed value of the reverse zero cross time as a previous propagation time difference,
A previous propagation time sum calculation unit configured to determine the sum of the previous confirmed value of the forward zero cross time and the previous confirmed value of the reverse zero cross time as the previous propagation time sum,
For all of the current propagation time difference candidates obtained by the propagation time difference candidate calculation unit, the propagation time difference change amount configured to obtain the change amount from the previous propagation time difference obtained by the previous propagation time difference calculation unit A calculating unit;
All of the current propagation time sum candidates obtained by the propagation time sum candidate calculation unit are configured to obtain a change from the previous propagation time sum obtained by the previous propagation time sum calculation unit. A propagation time sum change calculator,
The forward zero-crossing is performed based on a change from the previous propagation time difference calculated by the propagation time difference change calculating unit and a change from the previous propagation time sum calculated by the propagation time sum change calculating unit. From the candidates for the current forward zero-crossing time acquired by the time candidate acquiring unit and the candidates for the current backward zero-crossing time acquired by the backward zero-crossing time candidate acquiring unit, the current forward zero-crossing time And a zero-crossing time determination unit configured to determine the current zero-crossing time in the reverse direction. 請求項１に記載された超音波流量計において、
前記ゼロクロス時刻確定部は、
前記今回の順方向のゼロクロス時刻の候補および前記今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補の中から、前記前回の伝播時間差からの変化分と前記前回の伝播時間和からの変化分が最も小さい組み合わせを、今回の順方向のゼロクロス時刻および今回の逆方向のゼロクロス時刻として確定する
ことを特徴とする超音波流量計。 The ultrasonic flowmeter according to claim 1,
The zero cross time determination unit,
Among the candidates for the current zero crossing time in the forward direction and the candidates for the zero crossing time in the reverse direction this time, the combination having the smallest change from the previous propagation time difference and the smallest change from the previous propagation time sum is determined. An ultrasonic flowmeter, which determines the current zero crossing time in the forward direction and the current zero crossing time in the reverse direction. 請求項１に記載された超音波流量計において、
前記順方向ゼロクロス時刻候補取得部は、
ｉを今回を示す番号、ｊを候補を示す番号として、前記今回の順方向のゼロクロス時刻の候補をＺ１ijとして抽出し、
前記逆方向ゼロクロス時刻候補取得部は、
ｉを今回を示す番号、ｋを候補を示す番号として、前記逆方向のゼロクロス時刻の候補をＺ２ikとして抽出し、
前記伝播時間差候補算出部は、
前記今回の順方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ１ijと前記今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ２ikとの全ての組み合わせについて、今回の順方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ１ijと今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ２ikとの差を今回の伝播時間差の候補αijkとして求め、
前記伝播時間和候補算出部は、
前記今回の順方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ１ijと前記今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ２ikの全ての組み合わせについて、今回の順方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ１ijと今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ２ikとの和を今回の伝播時間和の候補βijkとして求め、
前記前回の伝播時間差算出部は、
前記順方向のゼロクロス時刻の前回の確定値Ｚ１iと前記逆方向のゼロクロス時刻の前回の確定値Ｚ２iとの差を前回の伝播時間差αi-1として求め、
前記前回の伝播時間和算出部は、
前記順方向のゼロクロス時刻の前回の確定値Ｚ１iと前記逆方向のゼロクロス時刻の前回の確定値Ｚ２iとの和を前回の伝播時間和βi-1として求め、
前記伝播時間差変化分算出部は、
前記今回の伝播時間差の候補αijkの全てについて前記前回の伝播時間差αi-1からの変化分をΔαijkとして求め、
前記伝播時間和変化分算出部は、
前記今回の伝播時間差の候補βijkの全てについて前記前回の伝播時間和βi-1からの変化分をΔβijkとして求め、
前記ゼロクロス時刻確定部は、
前記伝播時間差変化分算出部によって求められた前回の伝播時間差からの変化分Δαijkの絶対値が最小となるｊとｋの組み合わせを求め、この組み合わせから求められるｋ−ｊ＝ｄを第１の条件とし、前記伝播時間和変化分算出部によって求められた前回の伝播時間和からの変化分Δβijkの絶対値が最小となるｊとｋの組み合わせを求め、この組み合わせから求められるｊ＋ｋ＝ａを第２の条件とし、この第１の条件と第２の条件の両方の条件を満たすｊとｋを求め、この求められたｊとｋとで示される前記順方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ１ijおよび前記逆方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ２ikを、今回の順方向のゼロクロス時刻Ｚ１iおよび逆方向のゼロクロス時刻Ｚ２iとして確定する
ことを特徴とする超音波流量計。 The ultrasonic flowmeter according to claim 1,
The forward zero-crossing time candidate acquisition unit,
i is the number indicating the current time, j is the number indicating the candidate, and the candidate for the current zero-crossing time in the forward direction is extracted as Z1ij,
The reverse zero-crossing time candidate acquisition unit,
i is a number indicating the current time, k is a number indicating a candidate, and the candidate for the reverse zero-crossing time is extracted as Z2ik,
The propagation time difference candidate calculation unit,
For all combinations of the current forward zero-crossing time candidate Z1ij and the current reverse-time zero-crossing time candidate Z2ik, the current forward-time zero-crossing time candidate Z1ij and the current reverse-time zero-crossing time candidate Z1ij The difference from Z2ik is obtained as a candidate αijk of the current propagation time difference,
The propagation time sum candidate calculation unit,
For all combinations of the current forward zero crossing time candidate Z1ij and the current reverse zero crossing time candidate Z2ik, the current forward zero crossing time candidate Z1ij and the current reverse zero crossing time candidate Z2ik As the candidate βijk for the current propagation time sum,
The previous propagation time difference calculation unit,
The difference between the previous fixed value Z1i of the forward zero-crossing time and the previous fixed value Z2i of the reverse zero-crossing time is determined as a previous propagation time difference αi-1,
The previous propagation time sum calculation unit,
The sum of the previous fixed value Z1i of the forward zero-crossing time and the previous fixed value Z2i of the reverse zero-crossing time is determined as a previous propagation time sum βi-1,
The propagation time difference change calculation unit,
For all of the current propagation time difference candidates αijk, a change from the previous propagation time difference αi−1 is obtained as Δαijk,
The propagation time sum change calculation unit,
For all of the current transit time difference candidates βijk, a change from the previous transit time sum βi-1 is obtained as Δβijk,
The zero cross time determination unit,
The combination of j and k that minimizes the absolute value of the change Δαijk from the previous propagation time difference calculated by the propagation time difference change calculating unit is determined, and k−j = d determined from this combination is determined by the first condition Then, a combination of j and k that minimizes the absolute value of the change Δβijk from the previous propagation time sum obtained by the above-mentioned propagation time sum change amount calculation unit is obtained, and j + k = a obtained from this combination is calculated as the second J and k satisfying both the first condition and the second condition are obtained, and the forward zero-crossing time candidate Z1ij and the backward direction indicated by the obtained j and k are obtained. An ultrasonic flowmeter characterized in that the zero-crossing time candidate Z2ik is determined as the current zero-crossing time Z1i in the forward direction and the current zero-crossing time Z2i in the reverse direction. 請求項１に記載された超音波流量計において、
前記順方向ゼロクロス時刻候補取得部は、
ｉを今回を示す番号、ｊを候補を示す番号として、前記今回の順方向のゼロクロス時刻の候補をＺ１ijとして抽出し、
前記逆方向ゼロクロス時刻候補取得部は、
ｉを今回を示す番号、ｋを候補を示す番号として、前記逆方向のゼロクロス時刻の候補をＺ２ikとして抽出し、
前記伝播時間差候補算出部は、
前記今回の順方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ１ijと前記今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ２ikとの全ての組み合わせについて、今回の順方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ１ijと今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ２ikとの差を今回の伝播時間差の候補αijkとして求め、
前記伝播時間和候補算出部は、
前記今回の順方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ１ijと前記今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ２ikの全ての組み合わせについて、今回の順方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ１ijと今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ２ikとの和を今回の伝播時間和の候補βijkとして求め、
前記前回の伝播時間差算出部は、
前記順方向のゼロクロス時刻の前回の確定値Ｚ１iと前記逆方向のゼロクロス時刻の前回の確定値Ｚ２iとの差を前回の伝播時間差αi-1として求め、
前記前回の伝播時間和算出部は、
前記順方向のゼロクロス時刻の前回の確定値Ｚ１iと前記逆方向のゼロクロス時刻の前回の確定値Ｚ２iとの和を前回の伝播時間和βi-1として求め、
前記伝播時間差変化分算出部は、
前記今回の伝播時間差の候補αijkの全てについて前記前回の伝播時間差αi-1からの変化分をΔαijkとして求め、
前記伝播時間和変化分算出部は、
前記今回の伝播時間差の候補βijkの全てについて前記前回の伝播時間和βi-1からの変化分をΔβijkとして求め、
前記ゼロクロス時刻確定部は、
前記伝播時間差変化分算出部によって求められた前回の伝播時間差からの変化分Δαijkについてｋ−ｊが同じものの平均値を求め、その平均値の絶対値が最小となるｋ−ｊをｄとし、前記伝播時間和変化分算出部によって求められた前回の伝播時間和からの変化分Δβijkについてｊ＋ｋが同じものの平均値を求め、その平均値の絶対値が最小となるｊ＋ｋをａとし、ｋ−ｊ＝ｄ、ｊ＋ｋ＝ａの両方の条件を満たすｊとｋを求め、この求められたｊとｋとで示される前記順方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ１ijおよび前記逆方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ２ikを、今回の順方向のゼロクロス時刻Ｚ１iおよび逆方向のゼロクロス時刻Ｚ２iとして確定する
ことを特徴とする超音波流量計。 The ultrasonic flowmeter according to claim 1,
The forward zero-crossing time candidate acquisition unit,
i is the number indicating the current time, j is the number indicating the candidate, and the candidate for the current zero-crossing time in the forward direction is extracted as Z1ij,
The reverse zero-crossing time candidate acquisition unit,
i is a number indicating the current time, k is a number indicating a candidate, and the candidate for the reverse zero-crossing time is extracted as Z2ik,
The propagation time difference candidate calculation unit,
For all combinations of the current forward zero-crossing time candidate Z1ij and the current reverse-time zero-crossing time candidate Z2ik, the current forward-time zero-crossing time candidate Z1ij and the current reverse-time zero-crossing time candidate Z1ij The difference from Z2ik is obtained as a candidate αijk of the current propagation time difference,
The propagation time sum candidate calculation unit,
For all combinations of the current forward zero crossing time candidate Z1ij and the current reverse zero crossing time candidate Z2ik, the current forward zero crossing time candidate Z1ij and the current reverse zero crossing time candidate Z2ik As the candidate βijk for the current propagation time sum,
The previous propagation time difference calculation unit,
The difference between the previous fixed value Z1i of the forward zero-crossing time and the previous fixed value Z2i of the reverse zero-crossing time is determined as a previous propagation time difference αi-1,
The previous propagation time sum calculation unit,
The sum of the previous fixed value Z1i of the forward zero-crossing time and the previous fixed value Z2i of the reverse zero-crossing time is determined as a previous propagation time sum βi-1,
The propagation time difference change calculation unit,
For all of the current propagation time difference candidates αijk, a change from the previous propagation time difference αi−1 is obtained as Δαijk,
The propagation time sum change calculation unit,
For all of the current transit time difference candidates βijk, a change from the previous transit time sum βi-1 is obtained as Δβijk,
The zero cross time determination unit,
With respect to the change Δαijk from the previous propagation time difference calculated by the propagation time difference change calculating unit, an average value of the same kj is obtained, and k−j at which the absolute value of the average value is minimum is d, With respect to the change Δβijk from the previous propagation time sum calculated by the propagation time sum change calculating unit, the average value of the same j + k is obtained, j + k that minimizes the absolute value of the average is a, and k−j = d and j + k = a are obtained, j and k are determined. The forward zero-crossing time candidate Z1ij and the backward zero-crossing time candidate Z2ik indicated by the obtained j and k are determined this time. Wherein the forward zero crossing time Z1i and the reverse zero crossing time Z2i are determined. 請求項１〜４の何れか１項に記載された超音波流量計において、
前記順方向ゼロクロス時刻候補取得部は、
前記第１の超音波送受信器からの超音波信号を受信した前記第２の超音波送受信器から出力される受信信号を順方向の受信信号として取り込み、この順方向の受信信号が予め設定されている閾値電圧を超えた後、この順方向の受信信号が１周期毎にゼロクロスするタイミングをゼロクロス時刻として複数検出し、この検出したゼロクロス時刻のそれぞれを今回の順方向のゼロクロス時刻の候補として取得し、
前記逆方向ゼロクロス時刻候補取得部は、
前記第２の超音波送受信器からの超音波信号を受信した前記第１の超音波送受信器から出力される受信信号を逆方向の受信信号として取り込み、この逆方向の受信信号が予め設定されている閾値電圧を超えた後、この逆方向の受信信号が１周期毎にゼロクロスするタイミングをゼロクロス時刻として複数検出し、この検出したゼロクロス時刻のそれぞれを今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補として取得する
ことを特徴とする超音波流量計。 The ultrasonic flowmeter according to any one of claims 1 to 4,
The forward zero-crossing time candidate acquisition unit,
A reception signal output from the second ultrasonic transceiver that has received an ultrasonic signal from the first ultrasonic transceiver is captured as a forward reception signal, and the reception signal in the forward direction is set in advance. After exceeding the threshold voltage, a plurality of timings at which the forward-direction received signal crosses zero in each cycle are detected as zero-cross times, and each of the detected zero-cross times is obtained as a candidate for the current forward zero-cross time. ,
The reverse zero-crossing time candidate acquisition unit,
A reception signal output from the first ultrasonic transceiver that has received an ultrasonic signal from the second ultrasonic transceiver is captured as a reception signal in the reverse direction, and the reception signal in the reverse direction is set in advance. After the threshold voltage is exceeded, a plurality of timings at which the received signal in the reverse direction crosses zero in each cycle are detected as zero cross times, and each of the detected zero cross times is obtained as a candidate for the current zero cross time in the reverse direction. An ultrasonic flowmeter characterized in that: 請求項１〜４の何れか１項に記載された超音波流量計において、
前記順方向ゼロクロス時刻候補取得部は、
前記第１の超音波送受信器からの超音波信号を受信した前記第２の超音波送受信器から出力される受信信号を順方向の受信信号として取り込み、この順方向の受信信号が予め設定されている閾値電圧を超えた後、この順方向の受信信号が半周期毎にゼロクロスするタイミングをゼロクロス時刻として複数検出し、この検出したゼロクロス時刻のそれぞれを今回の順方向のゼロクロス時刻の候補として取得し、
前記逆方向ゼロクロス時刻候補取得部は、
前記第２の超音波送受信器からの超音波信号を受信した前記第１の超音波送受信器から出力される受信信号を逆方向の受信信号として取り込み、この逆方向の受信信号が予め設定されている閾値電圧を超えた後、この逆方向の受信信号が半周期毎にゼロクロスするタイミングをゼロクロス時刻として複数検出し、この検出したゼロクロス時刻のそれぞれを今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補として取得する
ことを特徴とする超音波流量計。 The ultrasonic flowmeter according to any one of claims 1 to 4,
The forward zero-crossing time candidate acquisition unit,
A reception signal output from the second ultrasonic transceiver that has received an ultrasonic signal from the first ultrasonic transceiver is captured as a forward reception signal, and the reception signal in the forward direction is set in advance. After exceeding the threshold voltage, a plurality of timings at which the forward received signal crosses zero every half cycle are detected as zero cross times, and each of the detected zero cross times is obtained as a candidate for the current forward zero cross time. ,
The reverse zero-crossing time candidate acquisition unit,
A reception signal output from the first ultrasonic transceiver that has received an ultrasonic signal from the second ultrasonic transceiver is captured as a reception signal in the reverse direction, and the reception signal in the reverse direction is set in advance. After the threshold voltage is exceeded, a plurality of timings at which the reversely-received signal crosses zero every half cycle are detected as zero-cross times, and each of the detected zero-cross times is obtained as a candidate for the current reverse-time zero-cross time. An ultrasonic flowmeter characterized in that: 請求項１〜６の何れか１項に記載された超音波流量計において、
前記ゼロクロス時刻確定部は、
前記確定した今回の順方向のゼロクロス時刻とこのゼロクロス時刻に連なる複数の順方向のゼロクロス時刻の候補との平均を求め、この平均を今回の順方向の伝播時間の算出に際して用いる順方向のゼロクロス時刻とし、
前記確定した今回の逆方向のゼロクロス時刻とこのゼロクロス時刻に連なる複数の逆方向のゼロクロス時刻の候補との平均を求め、この平均を今回の逆方向の伝播時間の算出に際して用いる逆方向のゼロクロス時刻とする
ことを特徴とする超音波流量計。 The ultrasonic flowmeter according to any one of claims 1 to 6,
The zero cross time determination unit,
An average of the determined current zero-crossing time in the forward direction and a plurality of candidates for the zero-crossing time in the forward direction connected to the zero-crossing time is obtained, and this average is used as the zero-crossing time in the forward direction used in calculating the current propagation time in the forward direction. age,
An average of the determined current zero-crossing time in the reverse direction and a plurality of candidates for the zero-crossing time in the reverse direction connected to the zero-crossing time are obtained, and this average is used as the zero-crossing time in the reverse direction used in calculating the current propagation time in the reverse direction. An ultrasonic flowmeter characterized by the following. 測定対象の流体が流れる配管と、この配管の上流側に配置された第１の超音波送受信器と、前記配管の下流側に配置された第２の超音波送受信器とを備え、前記第１の超音波送受信器と前記第２の超音波送受信器との間で前記流体を介して超音波信号を両方向で送受信する計測工程を複数回実施し、これら計測工程毎に得られた前記両方向における前記超音波信号の伝播時間差に基づいて、前記流体の流量を計測する超音波流量計におけるゼロクロス時刻の確定方法であって、
前記第１の超音波送受信器からの超音波信号を受信した前記第２の超音波送受信器から出力される受信信号を順方向の受信信号として取り込み、この順方向の受信信号が予め設定されている閾値電圧を超えた後、この順方向の受信信号がゼロクロスするタイミングをゼロクロス時刻として複数検出し、この検出したゼロクロス時刻のそれぞれを今回の順方向のゼロクロス時刻の候補として取得する順方向ゼロクロス時刻候補取得ステップと、
前記第２の超音波送受信器からの超音波信号を受信した前記第１の超音波送受信器から出力される受信信号を逆方向の受信信号として取り込み、この逆方向の受信信号が予め設定されている閾値電圧を超えた後、この逆方向の受信信号がゼロクロスするタイミングをゼロクロス時刻として複数検出し、この検出したゼロクロス時刻のそれぞれを今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補として取得する逆方向ゼロクロス時刻候補取得ステップと、
前記順方向ゼロクロス時刻候補取得ステップによって取得された今回の順方向のゼロクロス時刻の候補と前記逆方向ゼロクロス時刻候補取得ステップによって取得された今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補との全ての組み合わせについて、今回の順方向のゼロクロス時刻の候補と今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補との差を今回の伝播時間差の候補として求める伝播時間差候補算出ステップと、
前記順方向ゼロクロス時刻候補取得ステップによって取得された今回の順方向のゼロクロス時刻の候補と前記逆方向ゼロクロス時刻候補取得ステップによって取得された今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補との全ての組み合わせについて、今回の順方向のゼロクロス時刻の候補と今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補との和を今回の伝播時間和の候補として求める伝播時間和候補算出ステップと、
前記順方向のゼロクロス時刻の前回の確定値と前記逆方向のゼロクロス時刻の前回の確定値との差を前回の伝播時間差として求める前回の伝播時間差算出ステップと、
前記順方向のゼロクロス時刻の前回の確定値と前記逆方向のゼロクロス時刻の前回の確定値との和を前回の伝播時間和として求める前回の伝播時間和算出ステップと、
前記伝播時間差候補算出ステップによって求められた今回の伝播時間差の候補の全てについて、前記前回の伝播時間差算出ステップによって求められた前回の伝播時間差からの変化分を求める伝播時間差変化分算出ステップと、
前記伝播時間和候補算出ステップによって求められた今回の伝播時間和の候補の全てについて、前記前回の伝播時間和算出ステップによって求められた前回の伝播時間和からの変化分を求める伝播時間和変化分算出ステップと、
前記伝播時間差変化分算出ステップによって求められた前回の伝播時間差からの変化分と前記伝播時間和変化分算出ステップによって求められた前回の伝播時間和からの変化分とに基づいて、前記順方向ゼロクロス時刻候補取得ステップによって取得された今回の順方向のゼロクロス時刻の候補および前記逆方向ゼロクロス時刻候補取得ステップによって取得された今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補の中から、今回の順方向のゼロクロス時刻および今回の逆方向のゼロクロス時刻を確定するゼロクロス時刻確定ステップと
を備えることを特徴とする超音波流量計におけるゼロクロス時刻の確定方法。 A pipe through which a fluid to be measured flows, a first ultrasonic transmitter / receiver disposed upstream of the pipe, and a second ultrasonic transmitter / receiver disposed downstream of the pipe; A plurality of measurement steps of transmitting and receiving an ultrasonic signal in both directions via the fluid between the ultrasonic transceiver and the second ultrasonic transceiver are performed a plurality of times, and the measurement is performed in each of the two directions. Based on the propagation time difference of the ultrasonic signal, a method of determining the zero crossing time in the ultrasonic flow meter that measures the flow rate of the fluid,
A reception signal output from the second ultrasonic transceiver that has received an ultrasonic signal from the first ultrasonic transceiver is captured as a forward reception signal, and the reception signal in the forward direction is set in advance. After the threshold voltage is exceeded, a plurality of timings at which the forward-direction reception signal crosses zero are detected as zero-cross times, and each of the detected zero-cross times is obtained as a candidate for the current forward zero-cross time. Candidate obtaining step;
A reception signal output from the first ultrasonic transceiver that has received an ultrasonic signal from the second ultrasonic transceiver is captured as a reception signal in the reverse direction, and the reception signal in the reverse direction is set in advance. After the threshold voltage is exceeded, a plurality of timings at which the reverse direction of the received signal crosses zero are detected as zero cross times, and each of the detected zero cross times is obtained as a candidate for the current reverse zero cross time. Candidate obtaining step;
For all combinations of the current forward zero-crossing time candidate obtained in the forward zero-crossing time candidate obtaining step and the current reverse zero-crossing time candidate obtained in the backward zero-crossing time candidate obtaining step, A propagation time difference candidate calculating step of finding a difference between the current forward zero crossing time candidate and the current reverse zero crossing time candidate as a current propagation time difference candidate;
For all combinations of the current forward zero-crossing time candidate obtained in the forward zero-crossing time candidate obtaining step and the current reverse zero-crossing time candidate obtained in the backward zero-crossing time candidate obtaining step, A propagation time sum candidate calculating step of obtaining a sum of the current forward zero crossing time candidate and the current reverse zero crossing time candidate as a current propagation time sum candidate;
A previous propagation time difference calculating step of obtaining a difference between a previous fixed value of the forward zero crossing time and a previous fixed value of the reverse zero crossing time as a previous propagation time difference,
A previous propagation time sum calculating step of obtaining the sum of the previous confirmed value of the forward zero cross time and the previous confirmed value of the reverse zero cross time as the previous propagation time sum,
For all of the current propagation time difference candidates obtained by the propagation time difference candidate calculation step, a propagation time difference change amount calculation step of obtaining a change amount from the previous propagation time difference obtained by the previous propagation time difference calculation step,
For all of the current propagation time sum candidates obtained in the propagation time sum candidate calculation step, the propagation time sum change amount for obtaining a change from the previous propagation time sum obtained in the previous propagation time sum calculation step A calculating step;
The forward zero-crossing is performed based on a change from the previous propagation time difference calculated in the propagation time difference change calculation step and a change from the previous propagation time sum calculated in the propagation time sum change calculation step. From the current forward zero-crossing time candidate obtained in the time candidate obtaining step and the current reverse zero-crossing time candidate obtained in the reverse zero-crossing time candidate obtaining step, the current forward zero-crossing time is obtained. And a zero-crossing time determination step of determining a zero-crossing time in the opposite direction this time. A method for determining a zero-crossing time in an ultrasonic flowmeter. 請求項８に記載された超音波流量計におけるゼロクロス時刻の確定方法において、
前記ゼロクロス時刻確定ステップは、
前記今回の順方向のゼロクロス時刻の候補および前記今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補の中から、前記前回の伝播時間差からの変化分と前記前回の伝播時間和からの変化分が最も小さい組み合わせを、今回の順方向のゼロクロス時刻および今回の逆方向のゼロクロス時刻として確定する
ことを特徴とする超音波流量計におけるゼロクロス時刻の確定方法。 A method for determining a zero-cross time in the ultrasonic flowmeter according to claim 8,
The zero crossing time determination step includes:
Among the candidates for the current zero crossing time in the forward direction and the candidates for the zero crossing time in the reverse direction this time, the combination having the smallest change from the previous propagation time difference and the smallest change from the previous propagation time sum is determined. A zero cross time in the forward direction and a zero cross time in the reverse direction this time. 請求項８に記載された超音波流量計ゼロクロス時刻の確定方法において、
前記順方向ゼロクロス時刻候補取得ステップは、
ｉを今回を示す番号、ｊを候補を示す番号として、前記今回の順方向のゼロクロス時刻の候補をＺ１ijとして抽出し、
前記逆方向ゼロクロス時刻候補取得ステップは、
ｉを今回を示す番号、ｋを候補を示す番号として、前記逆方向のゼロクロス時刻の候補をＺ２ikとして抽出し、
前記伝播時間差候補算出ステップは、
前記今回の順方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ１ijと前記今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ２ikとの全ての組み合わせについて、今回の順方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ１ijと今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ２ikとの差を今回の伝播時間差の候補αijkとして求め、
前記伝播時間和候補算出ステップは、
前記今回の順方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ１ijと前記今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ２ikの全ての組み合わせについて、今回の順方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ１ijと今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ２ikとの和を今回の伝播時間和の候補βijkとして求め、
前記前回の伝播時間差算出ステップは、
前記順方向のゼロクロス時刻の前回の確定値Ｚ１iと前記逆方向のゼロクロス時刻の前回の確定値Ｚ２iとの差を前回の伝播時間差αi-1として求め、
前記前回の伝播時間和算出ステップは、
前記順方向のゼロクロス時刻の前回の確定値Ｚ１iと前記逆方向のゼロクロス時刻の前回の確定値Ｚ２iとの和を前回の伝播時間和βi-1として求め、
前記伝播時間差変化分算出ステップは、
前記今回の伝播時間差の候補αijkの全てについて前記前回の伝播時間差αi-1からの変化分をΔαijkとして求め、
前記伝播時間和変化分算出ステップは、
前記今回の伝播時間差の候補βijkの全てについて前記前回の伝播時間和βi-1からの変化分をΔβijkとして求め、
前記ゼロクロス時刻確定ステップは、
前記伝播時間差変化分算出ステップによって求められた前回の伝播時間差からの変化分Δαijkの絶対値が最小となるｊとｋの組み合わせを求め、この組み合わせから求められるｋ−ｊ＝ｄを第１の条件とし、前記伝播時間和変化分算出ステップによって求められた前回の伝播時間和からの変化分Δβijkの絶対値が最小となるｊとｋの組み合わせを求め、この組み合わせから求められるｊ＋ｋ＝ａを第２の条件とし、この第１の条件と第２の条件の両方の条件を満たすｊとｋを求め、この求められたｊとｋとで示される前記順方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ１ijおよび前記逆方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ２ikを、今回の順方向のゼロクロス時刻Ｚ１iおよび逆方向のゼロクロス時刻Ｚ２iとして確定する
ことを特徴とする超音波流量計におけるゼロクロス時刻の確定方法。 In the method for determining the zero-cross time of the ultrasonic flowmeter according to claim 8,
The forward zero-crossing time candidate obtaining step includes:
i is the number indicating the current time, j is the number indicating the candidate, and the candidate for the current zero-crossing time in the forward direction is extracted as Z1ij,
The reverse zero-crossing time candidate obtaining step,
i is a number indicating the current time, k is a number indicating a candidate, and the candidate for the reverse zero-crossing time is extracted as Z2ik,
The propagation time difference candidate calculation step,
For all combinations of the current forward zero-crossing time candidate Z1ij and the current reverse-time zero-crossing time candidate Z2ik, the current forward-time zero-crossing time candidate Z1ij and the current reverse-time zero-crossing time candidate Z1ij The difference from Z2ik is obtained as a candidate αijk of the current propagation time difference,
The propagation time sum candidate calculation step,
For all combinations of the current forward zero crossing time candidate Z1ij and the current reverse zero crossing time candidate Z2ik, the current forward zero crossing time candidate Z1ij and the current reverse zero crossing time candidate Z2ik As the candidate βijk for the current propagation time sum,
The previous propagation time difference calculation step,
The difference between the previous fixed value Z1i of the forward zero-crossing time and the previous fixed value Z2i of the reverse zero-crossing time is determined as a previous propagation time difference αi-1,
The previous propagation time sum calculation step,
The sum of the previous fixed value Z1i of the forward zero-crossing time and the previous fixed value Z2i of the reverse zero-crossing time is determined as a previous propagation time sum βi-1,
The propagation time difference change calculating step,
For all of the current propagation time difference candidates αijk, a change from the previous propagation time difference αi−1 is obtained as Δαijk,
The propagation time sum change calculation step,
For all of the current transit time difference candidates βijk, a change from the previous transit time sum βi-1 is obtained as Δβijk,
The zero crossing time determination step includes:
A combination of j and k that minimizes the absolute value of the change Δαijk from the previous propagation time difference obtained in the propagation time difference change calculation step is obtained, and k−j = d obtained from this combination is determined by a first condition. Then, a combination of j and k that minimizes the absolute value of the change Δβijk from the previous propagation time sum obtained in the propagation time sum change amount calculation step is obtained, and j + k = a obtained from this combination is calculated as the second J and k satisfying both the first condition and the second condition are obtained, and the forward zero-crossing time candidate Z1ij and the backward direction indicated by the obtained j and k are obtained. The zero-crossing time candidate Z2ik is determined as the current zero-crossing time Z1i in the forward direction and the current zero-crossing time Z2i in the reverse direction. Method of determining loss time. 請求項８に記載された超音波流量計におけるゼロクロス時刻の確定方法において、
前記順方向ゼロクロス時刻候補取得ステップは、
ｉを今回を示す番号、ｊを候補を示す番号として、前記今回の順方向のゼロクロス時刻の候補をＺ１ijとして抽出し、
前記逆方向ゼロクロス時刻候補取得ステップは、
ｉを今回を示す番号、ｋを候補を示す番号として、前記逆方向のゼロクロス時刻の候補をＺ２ikとして抽出し、
前記伝播時間差候補算出ステップは、
前記今回の順方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ１ijと前記今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ２ikとの全ての組み合わせについて、今回の順方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ１ijと今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ２ikとの差を今回の伝播時間差の候補αijkとして求め、
前記伝播時間和候補算出ステップは、
前記今回の順方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ１ijと前記今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ２ikの全ての組み合わせについて、今回の順方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ１ijと今回の逆方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ２ikとの和を今回の伝播時間和の候補βijkとして求め、
前記前回の伝播時間差算出ステップは、
前記順方向のゼロクロス時刻の前回の確定値Ｚ１iと前記逆方向のゼロクロス時刻の前回の確定値Ｚ２iとの差を前回の伝播時間差αi-1として求め、
前記前回の伝播時間和算出ステップは、
前記順方向のゼロクロス時刻の前回の確定値Ｚ１iと前記逆方向のゼロクロス時刻の前回の確定値Ｚ２iとの和を前回の伝播時間和βi-1として求め、
前記伝播時間差変化分算出ステップは、
前記今回の伝播時間差の候補αijkの全てについて前記前回の伝播時間差αi-1からの変化分をΔαijkとして求め、
前記伝播時間和変化分算出ステップは、
前記今回の伝播時間差の候補βijkの全てについて前記前回の伝播時間和βi-1からの変化分をΔβijkとして求め、
前記ゼロクロス時刻確定ステップは、
前記伝播時間差変化分算出ステップによって求められた前回の伝播時間差からの変化分Δαijkについてｋ−ｊが同じものの平均値を求め、その平均値の絶対値が最小となるｋ−ｊをｄとし、前記伝播時間和変化分算出ステップによって求められた前回の伝播時間和からの変化分Δβijkについてｊ＋ｋが同じものの平均値を求め、その平均値の絶対値が最小となるｊ＋ｋをａとし、ｋ−ｊ＝ｄ、ｊ＋ｋ＝ａの両方の条件を満たすｊとｋを求め、この求められたｊとｋとで示される前記順方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ１ijおよび前記逆方向のゼロクロス時刻の候補Ｚ２ikを、今回の順方向のゼロクロス時刻Ｚ１iおよび逆方向のゼロクロス時刻Ｚ２iとして確定する
ことを特徴とする超音波流量計におけるゼロクロス時刻の確定方法。 A method for determining a zero-cross time in the ultrasonic flowmeter according to claim 8,
The forward zero-crossing time candidate obtaining step includes:
i is the number indicating the current time, j is the number indicating the candidate, and the candidate for the current zero-crossing time in the forward direction is extracted as Z1ij,
The reverse zero-crossing time candidate obtaining step,
i is a number indicating the current time, k is a number indicating a candidate, and the candidate for the reverse zero-crossing time is extracted as Z2ik,
The propagation time difference candidate calculation step,
For all combinations of the current forward zero-crossing time candidate Z1ij and the current reverse-time zero-crossing time candidate Z2ik, the current forward-time zero-crossing time candidate Z1ij and the current reverse-time zero-crossing time candidate Z1ij The difference from Z2ik is obtained as a candidate αijk of the current propagation time difference,
The propagation time sum candidate calculation step,
For all combinations of the current forward zero crossing time candidate Z1ij and the current reverse zero crossing time candidate Z2ik, the current forward zero crossing time candidate Z1ij and the current reverse zero crossing time candidate Z2ik As the candidate βijk for the current propagation time sum,
The previous propagation time difference calculation step,
The difference between the previous fixed value Z1i of the forward zero-crossing time and the previous fixed value Z2i of the reverse zero-crossing time is determined as a previous propagation time difference αi-1,
The previous propagation time sum calculation step,
The sum of the previous fixed value Z1i of the forward zero-crossing time and the previous fixed value Z2i of the reverse zero-crossing time is determined as a previous propagation time sum βi-1,
The propagation time difference change calculating step,
For all of the current propagation time difference candidates αijk, a change from the previous propagation time difference αi−1 is obtained as Δαijk,
The propagation time sum change calculation step,
For all of the current transit time difference candidates βijk, a change from the previous transit time sum βi-1 is obtained as Δβijk,
The zero crossing time determination step includes:
With respect to the change Δαijk from the previous propagation time difference obtained in the propagation time difference change amount calculation step, an average value of the same kj is obtained, and k−j at which the absolute value of the average value is the minimum is d, With respect to a change Δβijk from the previous propagation time sum obtained in the propagation time sum change amount calculation step, an average value of the same values of j + k is obtained, and j + k that minimizes the absolute value of the average is a, and k−j = d and j + k = a are obtained, j and k are determined. The forward zero-crossing time candidate Z1ij and the backward zero-crossing time candidate Z2ik indicated by the obtained j and k are determined this time. A zero-crossing time Z1i in the forward direction and a zero-crossing time Z2i in the reverse direction.
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