JP3339402B2 - 流量計測方法及び装置、脈流検出方法、並びに電子式ガスメータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はガスのような流体の
流量を計測する流量計測方法及び装置、脈流検出方法、
並びに流体としてのガスの流量を計測して積算し積算流
量を表示する電子式ガスメータに係り、特に、流路中の
流体の流速を間欠的に測定し、この測定した流速で流体
が所定断面の流路を通じ間欠時間の間流れたと推定して
流量を計測する流量計測方法及び装置、該流量計測方法
における脈流検出方法、並びに電子式ガスメータに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置として、例えば特公
平７−１１９６３８号公報において提案されている超音
波式流量計測装置が知られている。提案の装置は、ガス
流路内に一定距離だけ離れて配置された超音波周波数で
作動する例えば圧電式振動子からなる２つの音響トラン
スジューサを有し、一方のトランスジューサの発生する
超音波信号を他方のトランスジューサに受信させる動作
を交互に行って超音波信号がトランスジューサ間でガス
流方向とガス流方向と逆方向に伝搬される時間をそれぞ
れ計測し、この計測した２つの伝搬時間に基づいてガス
流路内を流れているガスの流速を間欠的に求め、この流
速にガス流路の断面積を乗じて瞬時流量を求める演算処
理を行うようになっている、この瞬時流量に間欠時間を
乗じて通過流量を求め、更にこの通過流量を積算して求
めた積算流量を表示することによって、電子式ガスメー
タを構成することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電子式ガス
メータを通じて供給するガスを消費する燃焼器のなかに
は、使用中に供給ガス圧に圧力変動を生じさせるものが
ある。例えば、ＧＨＰ（ガスヒートポンプ）の場合、そ
の使用によってガス圧に約１５ｍｍＨ₂ Ｏの変動を１０
〜２０Ｈｚの周波数で生じさせ、これが原因でガス流
に、図１０に示すように、時間と共にガス流速が変化す
る脈流を生じるようになる。このような脈流の生じてい
るガス流の流速ｖを上述のような方法により、一定周期
のサンプリング間隔によって測り、この計測した流速に
基づいて通過流量を求めた場合、図１０に斜線を施した
部分が誤差となり、通過流量を積算して求めた積算流量
は、実際のガス使用量と違った値となる。

【０００４】このような誤差の問題は、サンプリング周
期よりも小さい周期の脈流が生じているときにはより一
層大きくなる。このような問題を解消するには、サンプ
リング周期を常に小さくすればよいが、このようにする
と消費電流が多くなってしまい、電池を電源とした場合
には、電池を交換しなければならなくなる期間が短くな
るという新たな問題を生じるようになる。

【０００５】よって本発明は、上述した状況に鑑み、間
欠的な計測によって流体の通過流量を推定して計測する
ようにしたものにおいて、脈流による通過流量の誤差を
低減できるようにした流量計測方法及び装置を提供する
ことを課題としている。

【０００６】本発明はまた、上述した状況に鑑み、間欠
的な計測によって推定計測したガスの通過流量を積算し
て表示するようにした電子式ガスメータにおいて、脈流
による通過流量の誤差を低減してガス使用量を正確に積
算表示できるようにした電子式ガスメータを提供するこ
とを課題としている。

【０００７】本発明は更に、上述した状況に鑑み、間欠
的な計測によって流体の通過流量を推定して脈流による
通過流量の誤差を低減して計測するため、流路中の流体
の脈流を検出する脈流検出方法を提供することを課題と
している。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
成された請求項１記載の発明は、流路中の流体の流速に
応じて変化する物理量を間欠的に測定し、該測定した物
理量と前記流路の断面積と間欠時間とを乗ずることによ
って流路を通過した流体の通過流量を計測する流量計測
方法において、前記流路中の流体の脈流を監視し、予め
定めた判定値より大きい変化の脈流を検出したとき、前
記間欠的な物理量測定の間隔を短くすることを特徴とす
る流量計測方法に存する。

【０００９】請求項１記載の流量計測方法においては、
流路中の流体の脈流が予め定めた判定値より大きく変化
したとき、流路中の流体の流速に応じて変化する物理量
を間欠的に測定する間隔を短くしているので、脈流の変
化に沿った点の物理量を確実に測定することができるよ
うになり、測定した物理量と流路の断面積と間欠時間と
を乗ずることによって計測する流路を通過した流体の通
過流量を、測定間隔が長いままにしている場合に比べて
小さな誤差にて計測することができる。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の方
法において、前記間欠的な物理量測定を、予め定めた範
囲内にあって平均値が予め定められた値となるランダム
時間の間隔で行うことを特徴とする流量計測方法に存す
る。

【００１１】請求項２記載の方法においては、請求項１
の発明の作用に加え、間欠的な物理量の測定を、予め定
めた範囲内にあって平均値が予め定められた値となるラ
ンダム時間の間隔で行っているので、間欠的な測定間隔
が脈流に同期してしまうことが起こらなくなり、脈流の
最大値と最小値に近い流速に応じた物理量を測定して脈
動を確実に検出することができるようになる。

【００１２】請求項３記載の発明は、請求項２記載の方
法において、予め定めた判定値より大きい変化の脈流を
検出したとき、前記ランダム時間の平均値を予め定めた
数で等分し、該等分した時間間隔で前記物理量の測定を
予め定めた所定回数測定し、前記物理量測定の間隔を短
くしている期間、前記通過流量の計測を、前記所定回数
測定した前記物理量の平均値と前記流路の断面積と前記
短くした間欠時間と前記所定回数とを乗ずることによっ
て行うことを特徴とする流量計測方法に存する。

【００１３】請求項３記載の方法においては、請求項２
記載の発明の作用に加え、脈流を検出したときの間欠的
な物理量の測定を、ランダム時間の平均値を予め定めた
数で等分した短い時間間隔で行っているので、物理量の
測定回数が確実に増えて脈流の変化に沿った点の物理量
を確実に測定することができるようになり、また物理量
測定の間隔を短くしている期間の通過流量の計測を物理
量の測定毎に演算することなく、所定回数測定した物理
量の平均値に流路の断面積とランダム時間の平均値とを
乗ずることによって行っているので、演算回数が大きく
増えることがない。

【００１４】請求項４記載の発明は、請求項２記載の方
法において、予め定めた判定値より大きい変化の脈流を
検出したとき、前記予め定めた範囲と前記平均値を変更
することにより前記ランダム時間の間隔を短くして前記
間欠的な物理量測定の間隔を短くし、前記物理量測定の
間隔を短くしている期間、前記通過流量の計測を、所定
回数測定した前記物理量の平均値と前記流路の断面積と
前記短くした所定回数分の間欠時間の和とを乗ずること
によって行うことを特徴とする流量計測方法に存する。

【００１５】請求項４記載の方法においては、請求項２
記載の発明の作用に加え、脈流を検出したときの間欠的
な物理量の測定を、ランダム時間を決める範囲とその平
均値とを変更することにより短い時間間隔で行っている
ので、物理量の測定間隔が確実に短くなって脈流の変化
に沿った点の物理量を確実に測定することができるよう
になり、また物理量測定の間隔を短くしている期間の通
過流量の計測を物理量の測定毎に演算することなく、所
定回数測定した物理量の平均値に流路の断面積とランダ
ム時間の平均値とを乗ずることによって行っているの
で、演算回数が大きく増えることがない。

【００１６】請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何
れかに記載の方法において、前記予め定めた判定値より
大きい変化の脈流の検出を、前記物理量を測定するため
相前後して間欠的に得た前記流速に応じて変化する物理
量の差が、予め定めた所定値より大きいことを検出する
ことによって行うことを特徴とする流量計測方法に存す
る。

【００１７】請求項５記載の方法においては、請求項１
〜４記載の発明の作用に加え、予め定めた判定値より大
きい変化の脈流の検出を、物理量を測定するため相前後
して間欠的に得た流速に応じて変化する物理量の差が、
予め定めた所定値より大きいことを検出することによっ
て行っているので、何ら別個に検出手段を設ける必要が
なくなっている。

【００１８】請求項６記載の発明は、請求項１〜４の何
れかに記載の方法において、前記予め定めた判定値より
大きい脈流の検出を、前記流路中の圧力が予め定めた変
化幅を越えて変化したことを検出することによって行う
ことを特徴とする流量計測方法に存する。

【００１９】請求項６記載の方法においては、請求項１
〜４記載の発明の作用に加え、予め定めた判定値より大
きい変化の脈流の検出を、流路中の圧力が予め定めた変
化幅を越えて変化したことを検出することによって行っ
ているので、脈流と共に変化する圧力によって判定値よ
り大きな脈流を直接的に検出でき、物理量の間欠的な測
定を待たなくても、素早く間欠的な物理量測定の間隔を
短くして脈流の変化に沿った点の物理量を確実に測定す
ることができる。

【００２０】請求項７記載の発明は、請求項１〜６の何
れかに記載の方法において、前記物理量測定の間隔を短
くした後、前記流路中の流体の脈流の変化が予め定めた
判定値より小さくなったとき、前記間欠的な物理量測定
の間隔を元に戻すことを特徴とする流量計測方法に存す
る。

【００２１】請求項７記載の方法においては、請求項１
〜６の何れかに記載の発明の作用に加え、物理量測定の
間隔を短くしている間の流路中の流体の脈流の変化が予
め定めた判定値より小さくなったとき、間欠的な物理量
測定の間隔を元に戻すようにしているので、間欠的な物
理量の測定間隔を短くしていることが必要なくなったと
き、間欠的な物理量の測定間隔が長くなって、必要以上
に大きな電流消費が行われることがない。

【００２２】請求項８記載の発明は、請求項１〜７の何
れかに記載の方法において、前記流路中の流体の流速に
応じて変化する物理量が、超音波信号が流体中を流れ方
向及び流れと逆方向にそれぞれ伝搬する時間の差である
ことを特徴とする流量計測方法に存する。

【００２３】請求項８記載の方法においては、請求項１
〜７の何れかに記載の発明の作用に加え、流路中の流体
の流速に応じて変化する物理量が、超音波信号が流体中
を流れ方向及び流れと逆方向にそれぞれ伝搬する時間の
差であるので、音響トランスジューサによる超音波信号
の送受によって時間測定して機械的な動作を伴うことな
く、電子的に流量測定が行える。

【００２４】請求項９記載の発明は、請求項１〜８の何
れかに記載の方法において、前記予め定めた判定値が、
前記流路中の流体の流速に応じて増減することを特徴と
する流量計測方法に存する。

【００２５】請求項９記載の方法においては、請求項１
〜８の何れかに記載の発明の作用に加え、予め定めた判
定値が、流路中の流体の流速に応じて増減するので、小
さい流速のときには小さな変化の脈流を確実に検出する
ことができ、特に小さな流量を脈流に影響されることな
く正確に計測することができる。

【００２６】請求項１０記載の発明は、図１の基本構成
図に示すように、流路１０中の流体の流速に応じて変化
する物理量を間欠的に測定する測定手段１と、該測定手
段によって測定した物理量と前記流路の断面積と間欠時
間とを乗ずることによって流路を通過した流体の通過流
量を計測する流量計測手段１４ａ−１とを備える流量計
測装置において、前記流路中の流体の脈流を監視し、予
め定めた判定値より大きい脈流を検出する脈流検出手段
１４ａ−２と、該脈流検出手段が脈流を検出したとき、
前記間欠的な物理量測定の間隔を短くする測定間隔変更
手段１４ａ−３とを更に備えることを特徴とする流量計
測装置に存する。

【００２７】請求項１０記載の装置においては、脈流検
出手段１４ａ−２が流路１０中の流体の脈流が予め定め
た判定値より大きく変化したとき、測定間隔変更手段１
４ａ−３が流路中の流体の流速に応じて変化する物理量
を間欠的に測定する間隔を短くしているので、脈流の変
化に沿った点の物理量を確実に測定することができるよ
うになり、測定手段１が測定した物理量と流路の断面積
と間欠時間とを乗ずることによって流量計測手段１４ａ
−１が計測する流路を通過した流体の通過流量を、測定
間隔が長いままにしている場合に比べて小さな誤差にて
計測することができる。

【００２８】請求項１１記載の発明は、図１の基本構成
図に示すように、請求項１０記載の装置において、前記
測定手段が、前記間欠的な物理量測定の時間間隔を、予
め定めた範囲内にあって平均値が予め定められた値とな
るようにランダムに設定するランダム時間発生手段１４
ａ−４を有することを特徴とする流量計測装置に存す
る。

【００２９】請求項１１記載の装置においては、請求項
１０記載の発明の作用に加え、測定手段１が行う間欠的
な物理量の測定を、測定間隔変更手段１４ａ−３が変更
することにより、予め定めた範囲内にあって平均値が予
め定められた値となるランダム時間の間隔で行うように
しいるので、間欠的な測定間隔が脈流に同期してしまう
ことが起こらなくなり、測定手段１が脈流の最大値と最
小値に近い流速に応じた物理量を測定して脈流検出手段
１４ａ−２が脈動を確実に検出することができるように
なる。

【００３０】請求項１２記載の発明は、請求項１１記載
の装置において、前記脈流検出手段が予め定めた判定値
より大きい変化の脈流を検出したとき、前記測定間隔変
更手段が前記ランダム時間の平均値を予め定めた数で等
分した時間間隔を前記間欠的な物理量測定の間隔とし、
前記測定間隔変更手段が前記物理量測定の間隔を短くし
ている期間、前記流量計測手段が前記通過流量の計測
を、前記所定回数測定した前記物理量の平均値と前記流
路の断面積と前記短くした間欠時間と前記所定回数とを
乗ずることによって行うことを特徴とする流量計測装置
に存する。

【００３１】請求項１２記載の装置においては、請求項
１１記載の発明の作用に加え、脈流検出手段１４ａ−２
が脈流を検出したときの測定手段１による間欠的な物理
量の測定を、測定間隔変更手段１４ａ−３が変更するこ
とにより、ランダム時間の平均値を予め定めた数で等分
した短い時間間隔で行っているので、測定手段１による
物理量の測定回数が確実に増えて脈流の変化に沿った点
の物理量を確実に測定することができるようになり、ま
た、測定手段１による物理量測定の間隔を短くしている
期間の流量計測手段１４ａ−１による通過流量の計測を
物理量の測定毎に演算することなく、所定回数測定した
物理量の平均値に流路の断面積とランダム時間の平均値
とを乗ずることによって行っているので、流量計測手段
１４ａ−１による演算回数が大きく増えることがない。

【００３２】請求項１３記載の発明は、請求項１１記載
の装置において、前記脈流検出手段が予め定めた判定値
より大きい変化の脈流を検出したとき、前記測定間隔変
更手段が前記予め定めた範囲と前記平均値を変更するこ
とにより前記ランダム時間の間隔を短くし、前記測定間
隔変更手段が前記物理量測定の間隔を短くしている期
間、前記流量計測手段が前記通過流量の計測を、所定回
数測定した前記物理量の平均値と前記流路の断面積と前
記短くした所定回数分の間欠時間の和とを乗ずることに
よって行うことを特徴とする流量計測装置に存する。

【００３３】請求項１３記載の装置においては、請求項
１１記載の発明の作用に加え、脈流検出手段１４ａ−２
が脈流を検出したときの測定手段１による間欠的な物理
量の測定を、測定間隔変更手段１４ａ−３が変更するこ
とにより、ランダム時間を決める範囲とその平均値とを
変更することにより短い時間間隔で行っているので、測
定手段１による物理量の測定間隔が確実に短くなって脈
流の変化に沿った点の物理量を確実に測定することがで
きるようになり、また、測定手段１による物理量測定の
間隔を短くしている期間の流量計測手段１４ａ−１によ
る通過流量の計測を物理量の測定毎に演算することな
く、所定回数測定した物理量の平均値に流路の断面積と
ランダム時間の平均値とを乗ずることによって行ってい
るので、流量計測手段１４ａ−１による演算回数が大き
く増えることがない。

【００３４】請求項１４記載の発明は、請求項１０〜１
３の何れかに記載の装置において、前記脈流検出手段
が、前記予め定めた判定値より大きい変化の脈流の検出
を、前記物理量を測定するため相前後して間欠的に得た
前記流速に応じて変化する物理量の差が、予め定めた判
定値より大きいことを検出することによって行うことを
特徴とする流量計測装置に存する。

【００３５】請求項１４記載の装置においては、請求項
記載の作用に加え、予め定めた判定値より大きい変化の
脈流の脈流検出手段１４ａ−２による検出を、測定手段
１が物理量を測定するため相前後して間欠的に得た流速
に応じて変化する物理量の差が、予め定めた所定値より
大きいことを検出することによって行っているので、何
ら別個に検出手段を設ける必要がなくなっている。

【００３６】請求項１５記載の発明は、請求項１０〜１
４の何れかに記載の装置において、前記流路中の圧力を
検知する圧力検知手段１６と、該圧力検知手段によって
検知した前記流路中の圧力が予め定めた圧力変化幅から
なる判定値を越えて変化したことを判定する圧力判定手
段１７とを更に備え、前記脈流検出手段が、前記予め定
めた判定値より大きい脈流の検出を、前記圧力判定手段
による判定結果により行うことを特徴とする流量計測装
置に存する。

【００３７】請求項１５記載の装置においては、請求項
１０〜１４の何れかに記載の発明の作用に加え、予め定
めた判定値より大きい変化の脈流の脈流検出手段１４ａ
−２による検出を、圧力検知手段１６により検知した流
路中の圧力が予め定めた変化幅を越えて変化したことを
判定する圧力判定手段１７による判定結果により行って
いるので、脈流と共に変化する圧力によって判定値より
大きな脈流を直接的に検出でき、測定手段１による物理
量の間欠的な測定を待たなくても、素早く間欠的な物理
量測定の間隔を短くできるようになり、脈流の変化に沿
った点の物理量を確実に測定することができる。

【００３８】請求項１６記載の発明は、請求項１０〜１
５の何れかに記載の装置において、前記脈流検出手段が
前記流路中の流体の脈流が予め定めた判定値より小さく
なったことを更に検出し、前記測定間隔変更手段が前記
物理量測定の間隔を短くした後、前記脈流検出手段によ
る前記流路中の流体の脈流が予め定めた判定値より小さ
くなったことの検出に応じ、前記間欠的な物理量測定の
間隔を元に戻すことを特徴とする流量計測装置に存す
る。

【００３９】請求項１６記載の装置においては、請求項
１０〜１５の何れかに記載の発明の作用に加え、測定間
隔変更手段１４ａ−３が物理量測定の間隔を短くしてい
る間に脈流検出手段１４ａ−２により流路中の流体の脈
流の変化が予め定めた判定値より小さくなったことが検
出されたとき、間欠的な物理量測定の間隔を元に戻すよ
うにしているので、間欠的な物理量の測定間隔を短くし
ていることが必要なくなったとき、間欠的な物理量の測
定間隔が長くなって、必要以上に大きな電流消費が行わ
れることがない。

【００４０】請求項１７記載の発明は、図１の基本構成
図に示すように、請求項１０〜１６の何れかに記載の装
置において、前記測定手段が、前記流路中の流体の流れ
方向に離間して前記流路内た配置された２つの音響トラ
ンスジューサＴＤ１、ＴＤ２を有し、該両トランスジュ
ーサ間で超音波信号の送受を交互に行い、前記両トラン
スジューサ間での流れ方向とこれと逆方向との超音波信
号の伝搬時間の差を物理量として出力する超音波式流速
測定手段からなることを特徴とする流量計測装置に存す
る。

【００４１】請求項１７記載の装置においては、請求項
１０〜１６の何れかに記載の発明の作用に加え、流路中
の流体の流速に応じて変化する物理量が、超音波信号が
流体中を流れ方向及び流れと逆方向にそれぞれ伝搬する
時間の差であるので、音響トランスジューサによる超音
波信号の送受によって時間測定して機械的な動作を伴う
ことなく、電子的に流量測定が行える。

【００４２】請求項１８記載の発明は、図１の基本構成
図に示すように、請求項１０〜１７の何れかに記載の装
置において、前記脈流検出手段が、前記測定手段によっ
て測定した物理量に応じて前記予め定めた判定値を増減
する判定値調整手段１４ａ−２１を有することを特徴と
する流量計測装置に存する。

【００４３】請求項１８記載の装置においては、請求項
１０〜１７の何れかに記載の発明の作用に加え、測定手
段１によって測定した物理量に応じて予め定めた判定値
を増減する判定値調整手段１４ａ−２１を脈流検出手段
１４ａ−２が有するので、脈流検出手段１４ａ−２は小
さい流速のときには小さな変化の脈流を確実に検出する
ことができ、特に小さな流量を脈流に影響されることな
く正確に計測することができる。

【００４４】請求項１９記載の発明は、図１の基本構成
図に示すように、流路中のガスの流速に応じて変化する
物理量を間欠的に測定する測定手段１と、該測定手段に
よって測定した物理量と前記流路の断面積と間欠時間と
を乗ずることによって流路を通過した流体の通過流量を
計測する流量計測手段１４ａ−１と、該流量計測手段に
よって計測した通過流量を順次積算する流量積算手段１
４ａ−５と、該流量積算手段によって積算した積算流量
を表示する表示手段１５とを備える電子式ガスメータに
おいて、前記流路中の流体の脈流を監視し、予め定めた
判定値より大きい脈流を検出する脈流検出手段１４ａ−
２と、該脈流検出手段が脈流を検出したとき、前記測定
手段による前記間欠的な物理量測定の間隔を短くする測
定間隔変更手段１４ａ−３とを更に備えることを特徴と
する電子式ガスメータに存する。

【００４５】請求項１９記載の電子式ガスメータにおい
ては、脈流検出手段１４ａ−２が流路中のガスの脈流が
予め定めた判定値より大きく変化したとき、測定間隔変
更手段１４ａ−３が流路中のガスの流速に応じて変化す
る物理量を間欠的に測定する間隔を短くしているので、
脈流の変化に沿った点の物理量を確実に測定することが
できるようになり、測定手段１が測定した物理量と流路
の断面積と間欠時間とを乗ずることによって流量計測手
段１４ａ−１が計測する流路を通過したガスの通過流量
を、測定間隔が長いままにしている場合に比べて小さな
誤差にて計測することができ、この通過流量を積算流量
手段１４ａ−５が順次積算した積算流量も正確なものと
なり、表示手段１５には正確な積算流量が表示されるよ
うになる。

【００４６】請求項２０記載の発明は、請求項１９記載
の電子式ガスメータにおいて、前記測定間隔変更手段に
より前記物理量測定の間隔を短くしている期間、前記流
量計測手段が所定回数測定した前記物理量の平均値と前
記流路の断面積と前記短くした間欠時間と前記所定回数
とを乗ずることによって前記通過流量を計測することを
特徴とする電子式ガスメータに存する。

【００４７】請求項２０記載の電子式ガスメータにおい
ては、測定間隔変更手段１４ａ−３により物理量測定の
間隔を短くしている期間、流量計測手段が所定回数測定
した物理量の平均値と流路の断面積と短くした間欠時間
と所定回数とを乗ずることによって通過流量を計測する
ので、測定手段１による物理量測定の間隔を短くしてい
る期間の流量計測手段１４ａ−１による通過流量の計測
を物理量の測定毎に演算することなく、流量計測手段１
４ａ−１による演算回数が大きく増えることがない。

【００４８】請求項２１記載の発明は、請求項２０記載
の電子式ガスメータにおいて、前記流路に設けられ、弁
閉によって前記流路を遮断する遮断弁手段１０ｃと、前
記物理量の平均値に所定係数を乗じて求めた前記通過流
量が予め定めた合計流量値より大きくなるような値に前
記物理量がなったとき、前記遮断弁手段を弁閉させる弁
制御手段１４ａ−６とを更に備えることを特徴とする電
子式ガスメータに存する。

【００４９】請求項２１記載の電子式ガスメータにおい
ては、物理量の平均値に所定係数を乗じて求めた通過流
量が予め定めた合計流量値より大きくるなるような値に
物理量がなったとき弁制御手段１４ａ−６が流路に設け
られ遮断弁手段１０ｃを弁閉させるので、通過流量を求
めるに当たって物理量を平均化しても、ガス流路に流れ
る実効的なガス流量をもって、合計流量値を越えた流量
のガスがガス流路に流れていることが検出してガス流路
を遮断することができる。

【００５０】請求項２２記載の発明は、流路中の流体の
流速に応じて変化する物理量を間欠的に測定し、該測定
した物理量と前記流路の断面積と間欠時間とを乗ずるこ
とによって流路を通過した流体の通過流量を計測する流
量測定方法において、前記流路中の流体の脈流の検出に
応じて前記物理量の間欠的測定の仕方を変更するに当た
って、前記流路中の流体の脈流を検出する脈流検出方法
であって、前記物理量の間欠的な測定を、予め定めた範
囲内にあって平均値が予め定められた値となるランダム
時間の間隔で行い、相前後して間欠的に得た前記流速に
応じて変化する物理量の差が予め定めた所定値より大き
いことを検出して、予め定めた判定値より大きい変化の
脈流が前記流路中の流体に生じていることを検出するこ
とを特徴とする脈流検出方法に存する。

【００５１】請求項２２記載の方法においては、流路中
の流体の流速に応じて変化する物理量の間欠的な測定
を、予め定めた範囲内にあって平均値が予め定められた
値となるランダム時間の間隔で行い、相前後して間欠的
に得た前記流速に応じて変化する物理量の差が予め定め
た所定値より大きいことを検出して、予め定めた判定値
より大きい変化の脈流が前記流路中の流体に生じている
ことを検出するようにしているので、間欠的な測定が脈
動波形の同一点でのみ行われることがなくなり、間欠的
な測定を一定周期で行った場合のように、間欠的な測定
周期と脈流の周期とが１対１或いは整数倍の関係で一致
することがなくなって脈流を確実に検出できる。

【００５２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図２は本発明の流量計測方法を実
施した流量計測装置を組み込んで構成した電子式ガスメ
ータを示している。図示の電子式ガスメータは超音波式
として構成されており、流体であるガスを流すガスメー
タ中の流路としてのガス流路１０内にガス流方向におい
て距離Ｌだけ離され互いに対向して配置された超音波周
波数で作動する例えば圧電式振動子からなる２つの音響
トランスジューサＴＤ１及びＴＤ２と、ガス流路１０に
連通した空所１０ａ内に距離ｌだけ離れた管壁１０ｂに
対向して配置された音響トランスジューサＴＤ３とを有
する。ガス流路１０には、両音響トランスジューサＴＤ
１、ＴＤ２の上流側に弁閉によってガス流路１０を遮断
する遮断弁１０ｃが設けられている。

【００５３】各トランスジューサＴＤ１及びＴＤ２、Ｔ
Ｄ３はトランスジューサインタフェース（Ｉ／Ｆ）回路
１１ａ及び１１ｂをそれぞれ介して送信回路１２及び受
信回路１３に接続されている。送信回路１２は、マイク
ロコンピュータ（μＣＯＭ）１４の制御の下で、トラン
スジューサＴＤ１、ＴＤ２の一方を駆動して超音波信号
を発生させる信号をパルスバーストの形で送信し、この
ための発振回路（図示せず）を内蔵している。受信回路
１３は、ガス流路１０を通過した超音波信号を受信した
他方のトランスジューサＴＤ１、ＴＤ２からの信号を入
力して超音波信号を処理する前置増幅器（図示せず）を
内蔵している。トランスジューサＴＤ３については、ト
ランスジューサＴＤ１及びＴＤ２に対するとは別のタイ
ミングでμＣＯＭ１４が送信回路１２と受信回路１３を
制御し、トランスジューサＴＤ３を駆動して超音波信号
を発生させるように送信回路１２を制御するとともに、
同じトランスジューサＴＤ３が管壁１０ｂから反射され
てくる超音波信号を受信して発生する信号を入力させる
ように受信回路１３を制御する。

【００５４】また、μＣＯＭ１４は、図３に示すよう
に、プログラムに従って各種の処理を行う中央処理ユニ
ット（ＣＰＵ）１４ａ、ＣＰＵ１４ａが行う処理のプロ
グラムなどを格納した読み出し専用のメモリであるＲＯ
Ｍ１４ｂ、ＣＰＵ１４ａでの各種の処理過程で利用する
ワークエリア、各種データを格納するデータ格納エリア
などを有する読み出し書き込み自在のメモリであるＲＡ
Ｍ１４ｃなどを内蔵し、これらがバスライン１４ｄによ
って相互接続されている。μＣＯＭ１４内のＣＰＵ１４
ａは、送信回路１２から信号を供給するトランスジュー
サと受信回路１３で超音波信号を受信するトランスジュ
ーサとを交互に切り替える制御を行うと共に、２つのト
ランスジューサ間で交互に送受信した超音波信号の伝搬
時間を測ってガス流路１０内を流れているガスの流速を
間欠的に求めるための流速演算処理の他に、この演算し
た流速とガス流路１０の断面積とに基づいて瞬時流量を
求める流量演算処理、演算した瞬間流量に間欠時間を乗
じて通過流量を演算する通過流量演算処理、通過流量を
積算して積算流量を求める流量積算処理、この流量積算
処理によって求めた流量積算値を表示器１５に表示させ
る表示処理、ガス流路１０中のガス流量が予め定めた合
計流量値（接続する燃焼器の消費流量を合計して予め設
定される）を越えた場合、ガスホースの抜けなどによっ
て、燃焼器による消費ガス流量以外の異常ガスがガス流
路１０に流れていると判断して、ガス流路１０に設けた
遮断弁手段としての遮断弁１０ｃを弁閉してガス流路を
遮断させる合計流量遮断処理などを行う。

【００５５】上述した構成の装置における流量計測の原
理を以下に説明する。μＣＯＭ１４の内蔵するＣＰＵ１
４ａは、送信回路１２にトリガ信号を出力してパルスバ
ースト信号を発生させ、これを一方のトランスジューサ
ＴＤ１、ＴＤ２に供給させて、この一方のトランスジュ
ーサに超音波信号を発生させる。また、一方のトランス
ジューサから送信された超音波信号を受信する他方のト
ランスジューサからの信号を受信回路１３に受信させ、
これに応じて受信回路１３が発生する信号を取り込む。
その後、μＣＯＭ１４の内蔵するＣＰＵ１４ａは、超音
波信号を発生するトランスジューサと超音波信号を受信
するトランスジューサを逆にして同じ動作をもう一度繰
り返す制御を行う。そして、μＣＯＭ１４のＣＰＵ１４
ａは、送信回路１２にトリガ信号を出力して一方のトラ
ンスジューサに超音波信号を発生させて、この超音波信
号を受信する他方のトランスジューサが発生する信号を
受信回路１３を介して取り込むまでの時間Ｔ１、Ｔ２を
それぞれ測り、この測った時間Ｔ１、Ｔ２からガス流の
流速を後述のようにして求める。

【００５６】また、μＣＯＭ１４のＣＰＵ１４ａは、ト
ランスジューサＴＤ１、ＴＤ２についての制御とは別の
タイミングで、トランスジューサＴＤ３についての制御
を行い、送信回路１２にトリガ信号を出力してパルスバ
ースト信号を発生させ、これをトランスジューサＴＤ３
に印加させて、このトランスジューサＴＤ３に超音波信
号を発生させる。また、トランスジューサＴＤ３から送
信され管壁１０ｂで反射された超音波信号を受信する同
じトランスジューサＴＤ３からの信号を受信回路１３に
受信させ、これに応じて受信回路１３が発生する信号を
取り込む。そして、ＣＰＵ１４ａは、送信回路１２にト
リガ信号を出力してトランスジューサＴＤ３に超音波信
号を発生させて、この超音波信号の反射の第１波と第２
波を受信する同じトランスジューサＴＤ３が発生する信
号を受信回路１３を介して取り込むまでの時間Ｔｒ１、
Ｔｒ２をそれぞれ測り、この測った時間Ｔｒ１、Ｔｒ２
からガス流路１０内と同じ温度、圧力、ガス種である
が、ガス流のない雰囲気における音速を後述のようにし
て求める。

【００５７】今、静止ガス中での音の伝搬速度（音速）
をｃ、ガス流の流速をｖとすると、ガス流の順方向の超
音波信号の伝搬速度は（ｃ＋ｖ）となる。トランスジュ
ーサＴＤ１及びＴＤ２間の距離をＬとすると、トランス
ジューサＴＤ１からの超音波信号がガス流と同じ方向に
進んでトランスジューサＴＤ２に到達する時間Ｔ１と、
トランスジューサＴＤ２からの超音波信号がガス流と逆
方向に進んでトランスジューサＴＤ１に到達する時間Ｔ
２とは、 Ｔ１=Ｌ／（ｃ＋ｖ） （１） Ｔ２=Ｌ／（ｃ−ｖ） （２） となる。（１）、（２）式より ｖ=（Ｌ／２）・（１／Ｔ１−１／Ｔ２） =（Ｌ／２）・（（Ｔ２−Ｔ１）／（Ｔ２・Ｔ１）） （３） となり、Ｌが既知であるときには、Ｔ１及びＴ２を計測
することによって流速ｖを求めることができる。

【００５８】なお、Ｔ２・Ｔ１=Ｌ／（ｃ＋ｖ）・（ｃ
−ｖ）=Ｌ／（ｃ² −ｖ² ）であり、流速ｖは音速ｃに
比べて極めて小さな数値であるので、式中のｖ² はｃ²
に比べて極めて小さく無視でき、Ｔ２・Ｔ１=Ｌ／ｃ²と
することができる。そして、上式（３）は最終的には、 ｖ=（（Ｔ２−Ｔ１）・ｃ² ）／２ =（Ｔ２−Ｔ１）・（ｃ² ）・（１／２） と書き直すことができる。ここで、Ｔｄ=（Ｔ２−Ｔ
１）とすると、 ｖ=Ｔｄ・（ｃ²／２） =Ｔｄ・ｋ （４） ただし、ｋ=ｃ²／２となる。

【００５９】流速ｖが求められたときには、瞬時流量Ｑ
ｉはガス流路１０の既知の断面積をＳ、物の構造その他
によって変化する補正係数をαとすると、 Ｑｉ=Ｔｄ・α・Ｓ・ｋ =Ｋ・Ｔｄ （５） となり、瞬時流量Ｑｉが求められる。ただし、 Ｋ=α・Ｓ・ｋ （６） とする。なお、Ｋは上述の説明から明らかなように、音
速、ガス温度、ガス圧力など多くの要素を含んだ補正の
ための係数である。

【００６０】なお、式（６）中の静止ガス中の音速ｃに
ついては、図２に示したように、ガス流路１０に連通し
ているが、ガス流路１０中のガス流に影響されない静止
ガスの空間１０ａ中において、第３の音響トランスジュ
ーサＴＤ３から発した超音波信号が壁面１０ｂで反射し
てトランスジューサに戻ってくるまでの時間を計測し、
この時間によってトランスジューサＴＤ３から壁面１０
ｂまでの往復距離２ｌを割ることによって求めることが
できるので、この計測を適宜行って求めた音速ｃを用い
るようにすればよい。

【００６１】従って、瞬時流量Ｑｉを求める毎に、すな
わち、サンプリングする毎に、この流量Ｑｉに前回求め
た（サンプリングした）時点からの経過時間（サンプリ
ング間隔時間）を乗じることによって通過流量Ｑｔが求
まり、これを積算することによって、積算したガス積算
流量Ｑｓ、すなわち、ガス供給量（ガス使用量）を求め
ることができるようになる。そして、この積算流量Ｑｓ
を表示器１５に表示させることによって電子式ガスメー
タを構成することができる。

【００６２】上述した瞬時流量Ｑｉを求めるためのサン
プリング動作、すなわち、μＣＯＭ１４のＣＰＵ１４ａ
から送信回路１２にトリガ信号を出力してパルスバース
ト信号を発生させ、一方のトランスジューサに超音波信
号を発生させると共に、この一方のトランスジューサか
ら送信された超音波信号を受信する他方のトランスジュ
ーサからの信号を受信回路１３に受信させ、これに応じ
て受信回路１３が発生する信号を取り込むまでの動作と
これと逆の動作とからなるサンプリング動作は、平均値
がＮ秒となるようなランダム周期で行われる。このため
に、μＣＯＭ１４のＣＰＵ１４ａはランダム時間を生成
するための処理を行う。サンプリング周期のランダム時
間は、予め定めたランダム範囲Ｎ１〜Ｎ２から平均値が
Ｎ秒となるように選ばれる。

【００６３】上述のように、μＣＯＭ１４のＣＰＵ１４
ａは、上記サンプリング毎に測定した超音波信号の伝搬
時間Ｔ１及びＴ２の差Ｔｄを求めるが、今回計測時間Ｔ
ｄを前回計測時間Ｔｄｏと比較し、その差の絶対値が予
め定めた判定値Ｔth以上となったかどうかを判断する。
図４に示すように、相前後するサンプリング時に求めた
差Ｔｄ及びＴｄｏの差が予め定めた判定値Ｔth以上とな
ったときには、ガス流の流速に大きな変化を生じさせる
大きな脈流が生じていると判断する。このような判断を
したときには、次のサンプリング時点から、サンプリン
グ周期を平均値Ｎ秒のランダム時間から、ランダム周期
の平均値Ｎのｘ分の１であるＮ／ｘ秒の固定の短い周期
に変更し、ｘ回ガス流中の超音波信号の伝搬時間Ｔ１及
びＴ２を計測する。

【００６４】なお、上記判定値Ｔthは、流速すなわち流
量の大きさに応じた大きさに設定されるもので、例えば
ＲＯＭ或いはＲＡＭ中にテーブルを用意し、これを前回
計測時間Ｔｄｏ、或いは、伝搬時間Ｔ２によって参照し
て設定されるか、又は、流量の大きさに応じた大きさと
なるＴｄｏ、Ｔ２の一定割合例えば１０％に設定され
る。これは、脈流の変動幅が流量の大きいときには大き
く、小さいときには小さくなり、特に流量の小さな変動
幅の脈流を捕らえるようにするのに有効である。また、
ｘとして例えば８が設定されるが、このときには、Ｎ／
８秒の周期で８回の計測を行い、この８回の計測の各々
において伝搬時間Ｔ１及びＴ２が得られるが、サンプリ
ング毎に流速演算を行わずこれらの差Ｔｄ=（Ｔ２−Ｔ
１）の計算のみを行い、８個の計測値が得られた段階で
これらのＴｄの平均値を求める。そして、この平均値Ｔ
ｄから上記式（５）に基づいて瞬時流量Ｑｉの平均値を
演算し、この瞬時流量Ｑｉの平均値にＮ／８×８=Ｎ秒
の時間を乗じて通過流量Ｑｔを求め、それまでの積算流
量に加算して積算流量Ｑｓを求める。

【００６５】上記８回の計測によって得られる８個のＴ
ｄのうちの最大値Ｔｄmax 及び最小値Ｔｄmin と上記平
均値との差の絶対値が予め定めた判定値Ｔth以下である
かどうかを判断し、以下であるときには、脈流が小さく
なったと判断して次のサンプリング時点から、サンプリ
ング周期を元のランダム周期に戻す。予め定めた判定値
Ｔth以以下となっていないときには、依然大きな脈流が
存在すると判断して上記Ｎ／８秒の短い周期によるサン
プリングを継続して上述のような処理を繰り返し行う。

【００６６】このように脈流が大きくなったときにサン
プリング周期を短くして計測した伝搬時間に基づいて求
めたＴｄの平均値により通過流量Ｑｔを求めるようにし
ているので、サンプリング周期が長い場合に生じる脈流
による誤差が低減されるようになり、また脈流が小さく
なったとき元の長いサンプリング周期に戻されるので、
サンプリング周期が短いままになって必要以上に電力消
費されることがなく、電池消耗も最小限に抑えることが
できる。

【００６７】上述の例では、相前後するサンプリング時
に計測した伝搬時間の差Ｔｄｏ及びＴｄの差の絶対値が
予め定めた判定値Ｔth以上となったときには、大きな脈
流が生じていると判断してサンプリング周期を平均値Ｎ
秒のランダム時間から、Ｎ／ｘ秒の固定の短い周期に変
更し、ｘ回ガス流の伝搬時間Ｔ１及びＴ２を計測するよ
うにしているが、この小さくした固定のサンプリング周
期は比較的短く、単純に８倍のサンプリングとなるの
で、期間限定といえどもサンプリング動作の回数が多く
なって比較的大きな電流消費が行われる。

【００６８】そこで、この代わりに、図５に示すよう
に、サンプリング周期のランダム時間を、平均値Ｎ秒で
選ぶため設定したランダム範囲Ｎ１〜Ｎ２の上限値Ｎ２
のみをＮ２′に下げて平均値Ｎ′も小さくなるように変
更するようにしてもよい。このランダム範囲の上限値の
下方への変更によって、サンプリング周期がそれ以前の
平均値Ｎ秒のランダム時間よりも短くなる。この場合
も、サンプリング毎に流速演算を行わず、８個の計測値
が得られた段階でこれらの平均値を求め、この平均値か
ら平均流速ｖａを演算し、この平均流速ｖａにＮ／８×
８=Ｎ秒の時間を乗じて通過流量Ｑを求め、それまでの
積算流量に加算して積算する。

【００６９】上記８回の計測によって得られる８個の伝
搬時間のうちの最大値又は最小値と上記平均値との差が
予め定めた大きさ以下となったときには、脈流が小さく
なったと判断して次のサンプリング時点から、ランダム
範囲の上限値Ｎ２′を元のＮ２に戻し、元の平均値Ｎ秒
のランダムなサンプリング周期による計測に移行させ
る。この場合、平均のサンプリング周期は短くなるが何
倍にもサンプリング回数が増えることがなく、この点か
らは電流消費は少なくて済む。

【００７０】しかし、この例では、ランダム範囲の上限
値のみを下げているだけであるので、サンプリング周期
の平均値を下げるのに限界がある。そこで、図６に示す
ように、平均時間Ｎ秒のランダム範囲Ｎ１〜Ｎ２を、上
限値及び下限値をともに下げて、平均値Ｎ′秒のランダ
ム範囲Ｎ１′〜Ｎ２′に変更するようにしてもよい。こ
の場合も、流速の計測及び積算流量の積算のし方は上述
したものと同様に行えばよい。この場合、上下限値の両
方を変更しているので、サンプリング周期を任意の平均
値に下げることができるようになる。

【００７１】上述した各実施の形態では、相前後するサ
ンプリング時に求めた差Ｔｄ及びＴｄｏの差が予め定め
た判定値Ｔth以上となったときには、ガス流の流速に大
きな変化を生じさせる大きな脈流が生じていると判断し
ているので、この判断はサンプリング間隔でしか行うこ
とができない。この点、図２に点線で示すように、圧力
センサ１６をガス流路１０の管壁に設けてガス流路１０
内の圧力を検知するようにし、この検知圧力によって脈
流を検出するようにすれば、サンプリング時でなくても
脈流を検出することができるようになる。

【００７２】圧力センサ１６は、脈流と密接に関係のあ
る圧力を検知して圧力の大きさに応じて変化する図７に
示すような圧力信号を発生し、これを点線で示す圧力判
定回路１７に入力する。圧力判定回路１７は、図７に示
すように、圧力信号が予め定めた判定幅Ｐ１〜Ｐ２の範
囲を越えて変動したときに反転する信号を出力するよう
に構成される。具体的には、圧力判定回路１７は上限値
Ｐ２を越えて圧力が上昇したときと、下限値Ｐ１を超え
て圧力が下降したときに反転する反転信号を出力し、こ
れを入力したμＣＯＭ１４は、例えば反転信号の反転周
期を計測して脈動の有無を検出する。因みに、脈動の周
波数は１０〜２０Ｈｚであるので、１秒換算で２０〜４
０回の反転信号が入力されたときには所定値以上の振幅
をもった脈流が生じていることを判断する。また、μＣ
ＯＭ１４は、一定時間を越えて反転信号の入力がなくな
ったときには脈流がなくなったと判断する。

【００７３】なお、判定幅Ｐ１〜Ｐ２は、流量の大きさ
に応じた設定値として例えば流量の大きさに比例するＴ
ｄ或いはＴ２が大きいときには小さな圧力で広く設定さ
れ、小さいときには大きい場合よりも大きな圧力で狭く
設定されるが、このための判定幅データは、Ｔｄ或いは
Ｔ２により参照可能なようにＲＯＭ或いはＲＡＭ内にテ
ーブルにして格納しておくことができる。

【００７４】上述のように脈流の検出によってサンプリ
ング周期を小さくしているときにおいても、ガスメータ
には合計流量遮断機能が求められる。この合計流量遮断
機能は、ガスメータに流れる流量がガス機器の消費流量
の合計である予め定めた流量以上となったとき、ガスホ
ースの抜けなどが発生したと判断してガスメータ内のガ
ス流路に設けた遮断弁１０ｃを弁閉させるとともに図示
しない警報手段に警報を発生させる機能であるが、サン
プリング周期を小さくしているときには、物理量の平均
値によって流速や通過流量を求めている関係で、瞬時最
大値が捕捉されないようになっている。そこで、合計流
量遮断の判定を行うときには、検出流量の最大値を用い
るか、又は、平均流速や平均通過流量から最小値を差し
引いたものに所定の係数Ｗを乗じ、これを最小値に加算
したものを用い、これが予め定めた流量以上となってい
るかどうかを判定するようにする。この場合の係数Ｗと
しては、交流の実行値を求める際の１．４が用いられ
る。

【００７５】また、上述のように脈流の検出によってサ
ンプリング周期を小さくしているときにおいても、ガス
メータによる流量の有無の判定を行うことが求められ
る。なお、ガスメータにおいては、流量の有無は流量が
小さな流量有無判定値以下であるとき流量が無いと判定
するようにしているが、瞬時流量を知ることができる電
子式ガスメータでは、脈流が生じているときには瞬時流
量が流量有無判定値以下となることがある。そこで、流
量有無の判定を平均値で行うようにすれば、瞬時流量が
流量有無判定値を越えていても流量有りと判定すること
がなくなり、ノイズ変動によって誤った判断が行われる
ことがなくなる。また、仮にマイナスの流量すなわち逆
流が検出されても、平均値が流量有無判定値以上になっ
ていれば流量有りと判断することができる。このような
流量有無の判定は、ガスメータの下流側の配管の微少漏
洩を検出する際に必要とされる機能である。なお、この
配管微少漏洩検出機能は例えば３０日の所定期間の間、
ガス流量が流量有無判定値以下になることがないとき、
配管の微少な亀裂などからの微少な漏洩が発生している
と判定して警報を発するものである。

【００７６】以上概略動作を説明したが、ＣＰＵ１４ａ
が行う処理を示す図８及び図９のフローチャートを参照
して、以下その詳細を説明する。ＣＰＵ１４ａは例えば
電池電源の投入によって動作を開始し、図示しない初期
化ステップにおいて、μＣＯＭ１４内のＲＡＭ１４ｃに
形成しした各種のエリアの初期設定を行ってからその最
初のステップＳ１に進む。ステップＳ１においては、Ｒ
ＡＭ１４ｃのワークエリアに形成された脈流検出中フラ
グエリアＦに１が設定されているか否かを判定する。脈
流検出中フラグエリアＦは脈流を検出していないとき
０、検出しているときには１が設定されている。ステッ
プＳ１の判定がＮＯで、脈流検出中フラグエリアＦが０
になっているときには、ステップＳ２に進んでランダム
時間ＴR を生成する。このランダム時間ＴR の生成は、
下限値Ｎ１秒、上限値Ｎ２秒の範囲内から選択され、選
択した所定個数の平均値がＮ秒となるように行われる。
生成したランダム時間ＴR をＲＡＭ１４ｃ内に形成した
サンプリングタイマエリアＳＴに格納する。次にステッ
プＳ３に進み、ここで上記ステップＳ２においてランダ
ム時間が格納されたサンプリングタイマエリアＳＴの内
容をＲＡＭ１４ｃ内の所定エリアに形成したサンプリン
グカウンタＳＣに格納する。

【００７７】次にステップＳ４に進み、ここで音響トラ
ンスジューサＴＤ１から超音波信号を送信し、この送信
した超音波信号が音響トランスジューサＴＤ２に到達す
るまでにかかった時間を伝搬時間Ｔ１として計測する。
続いてステップＳ５に進み、ここで音響トランスジュー
サＴＤ２から超音波信号を送信し、この送信した超音波
信号が音響トランスジューサＴＤ１に到達するまでにか
かった時間を伝搬時間Ｔ２として計測する。

【００７８】その後ステップＳ６に進んで、ＲＡＭ１４
ｃ内の時間エリアＴｄの内容（前回計測時間）を時間エ
リアＴｄｏに格納させてから次のステップＳ７に進む。
ステップＳ７においては、ステップＳ４で計測した時間
Ｔ２とステップＳ５で計測した時間Ｔ１との差Ｔｄをと
り、これを今回計測時間として時間エリアＴｄに格納し
てからステップＳ８に進む。

【００７９】ステップＳ８においては、再び脈流検出中
フラグＦが１となっているか否かを判定する。このステ
ップＳ８の判定がＮＯのとき、すなわち、脈流検出中フ
ラグＦが１でないときにはステップＳ９に進んで時間エ
リアＴｄｏに格納されている前回計測時間Ｔｄｏと時間
エリアＴｄに格納されている今回計測時間Ｔｄとの差の
絶対値、すなわち、｜Ｔｄｏ−Ｔｄ｜が予め定めた判定
値Ｔth未満であるか否かを判定する。このステップＳ９
の判定がＹＥＳであるとき、すなわち、前回計測時間が
格納されている時間エリアＴｄ０のＴｄｏと今回計測時
間が格納されている時間エリアＴｄのＴｄとの差が判定
値Ｔthよりも小さく流速の変化が小さいときには脈流は
発生していないとしてステップＳ１０に進む。

【００８０】ステップＳ１０においては、上記式（４）
に示すように、上記時間エリアＴｄとＲＡＭ１４ｃの係
数エリアｋの値を乗じて流速を求め、これをＲＡＭ１４
ｃ内の流速エリアｖに格納すると共に、この流速エリア
ｖとサンプリングタイマエリアＳＴの値を乗じて通過流
量Ｑｔを求め、これをＲＡＭ１４ｃ内の通過流量エリア
Ｑｔに格納し、かつ、ＲＡＭ１４ｃ内の積算流量エリア
Ｑｓの値に通過流量エリアＱｔの値を加算してこれを積
算流量エリアＱｓに新しい積算流量として格納し、また
積算流量エリアＱｓの内容を表示器１５に適宜出力して
表示させる。ステップＳ１０の終了後はステップＳ１１
に進んで、上記ステップＳ３においてサンプリングタイ
マエリアＳＴの値を格納したサンプリングカウンタエリ
アＳＣがカウントアップしているか否かを判定する。こ
のステップＳ１１の判定がＮＯの間ステップＳ１１の判
定を繰り返し、判定がＹＥＳとなるまで待機する。ステ
ップＳ１１の判定がＹＥＳとなったら上記ステップＳ１
に戻って上述の動作を繰り返す。

【００８１】今、上記ステップＳ９の判定がＮＯとなっ
たとき、すなわち、｜Ｔｄｏ−Ｔｄ｜が予め定めた判定
値Ｔth未満でなくなり、前回計測時間が格納されている
時間エリアＴｄｏのＴｄｏと今回計測時間が格納されて
いる時間エリアＴｄのＴｄとの差が判定値Ｔthに等しい
か又は大きくなり、大きな流速の変化が生じたと判断さ
れたときには、脈流が発生していると判断してステップ
Ｓ１２に進む。

【００８２】ステップＳ１２においては、脈流検出中で
あることを示す脈流検出中フラグエリアＦに１を設定
し、ＲＡＭ１４ｃ内に形成した最大時間エリアＴｄmax
及び最小時間エリアＴｄmin の値を共に０にし、ＲＡＭ
１４ｃ内の計測回数エリアｘに１を格納し、かつＲＡＭ
１４ｃに形成したｘ番目の検出バッファエリア［ｘ］に
時間エリアＴｄの値を格納してから上記ステップＳ１１
に進んでサンプリングカウンタエリアＳＣがカウントア
ップするのを待って上記ステップＳ１に戻る。

【００８３】上記ステップＳ１２において脈流検出中フ
ラグエリアＦに１が設定されると、ステップＳ１の判定
がＹＥＳとなってステップＳ１３に進むようになる。ス
テップＳ１３においては、サンプリングタイマエリアＳ
Ｔに平均値Ｎを８等分したＮ／８秒を格納してからステ
ップＳ３に進んでステップＳ３以降の処理を行うように
なる。また、上記ステップＳ１２において脈流検出中フ
ラグエリアＦに１が設定されることによって、ステップ
Ｓ８の判定がＹＥＳとなってステップＳ１４に進むよう
になる。ステップＳ１４においては、計測回数エリアｘ
をインクリメントし、計測回数エリアｘの数値に相当す
るｘ番目の検出バッファエリア［ｘ］に時間エリアＴｄ
の値を格納し、検出バッファエリア［ｘ］の最大値を最
大時間エリアＴｄmax に、検出バッファエリア［ｘ］の
最小値を最小時間エリアＴｄminにそれぞれ格納してか
らステップＳ１５に進む。

【００８４】ステップＳ１５においては、計測回数エリ
アｘの値が８未満であるか否かを判定し、判定がＹＥＳ
のときには上記ステップＳ１１に進んでサンプリングタ
イマエリアＳＴの値を設定したサンプリングタイマカウ
ンタＳＣのカウントアップを待って上記ステップＳ１に
戻り、上述のステップの処理を繰り返すことになるの
で、検出バッファエリア［ｘ］にＴｄ値が順次格納さ
れ、また最大時間エリアＴｄmax 、最小時間エリアＴｄ
min にＴｄの最大時間と最小時間がそれぞれ格納される
ようになる。そして、計測回数エリアｘの値が８になる
と、ステップＳ１５の判定がＮＯとなってステップＳ１
６に進むようになる。

【００８５】ステップＳ１６においては、時間エリアＴ
ｄに８個の検出バッファエリア［ｘ］の値の平均値を格
納し、その後ステップＳ１７に進んで最大時間エリアＴ
ｄmax の値と時間エリアＴｄの値との差の絶対値、すな
わち、｜Ｔｄmax −Ｔｄ｜が予め定めた判定値Ｔth未満
であるか否かを判定し、この判定がＮＯであるとき、す
なわち、平均値と最大値の差が判定値よりも大きいとき
にはステップＳ１８に進んで脈流検出フラグエリアＦに
１を設定し、最大時間エリア及び最小時間エリアに０を
格納し、計測回数エリアｘに０を格納し、かつサンプリ
ングタイマエリアＳＴにＮ秒を格納する。その後ステッ
プＳ１０に進んで上述のように流速、通過流量、積算流
量をそれぞれ求める。

【００８６】ステップＳ１７の判定がＹＥＳのとき、す
なわち、平均値と最大値の差が判定値よりも小さいとき
にはステップＳ１９に進んで最小時間エリアＴｄmin の
値と時間エリアＴｄの値との差の絶対値、すなわち、｜
Ｔｄmin −Ｔｄ｜が予め定めた判定値Ｔth未満であるか
否かを判定し、この判定がＮＯであるとき、すなわち、
平均値と最小値の差が判定値よりも大きいときには上記
ステップＳ１８に進んで脈流検出フラグエリアＦに１を
設定し、最大時間エリア及び最小時間エリアに０を格納
し、かつ計測回数エリアｘに０を格納する。その後ステ
ップＳ１０に進んで上述のように流速、通過流量、積算
流量をそれぞれ求める。しかし、ステップＳ１９の判定
もＹＥＳのとき、すなわち、平均値と最小値の差が判定
値よりも小さいときには上記ステップＳ２０に進んで脈
流検出中フラグエリアＦに０を設定し、かつサンプリン
グタイマエリアＳＴにＮ秒を格納してからステップＳ１
０に進む。よって、以後上記ステップＳ１及びステップ
Ｓ８の判定がＮＯとなって元のサンプリング周期による
計測に戻るようになる。

【００８７】図８のフローチャートのステップＳ１３を
変更することによって、脈流検出後のサンプリングの仕
方を変えることができる。その一例として、ステップＳ
１３において、ランダム範囲を下限値Ｎ１秒、上限値Ｎ
２よりも小さな上限値Ｎ２′秒の範囲に変更するととも
に、この範囲内から選択した所定個数の平均値をＮより
小さいＮ′秒となるように変更する。これに伴って、ス
テップＳ１８及び２０においてはサンプリングタイマエ
リアＳＴにＮ′秒を格納するように変更する。他の例と
しては、ステップＳ１３において、ランダム範囲を下限
値Ｎ１より小さい下限値Ｎ１′秒、上限値Ｎ２よりも小
さな上限値Ｎ２′秒の範囲に変更するとともに、この範
囲内から選択した所定個数の平均値をＮより小さいＮ′
秒となるように変更する。これに伴って、ステップＳ１
８及び２０においてはサンプリングタイマエリアＳＴに
Ｎ′秒を格納するように変更する。

【００８８】また、脈流の発生検出を圧力センサ１６の
出力によって行う場合には、μＣＯＭ１４は圧力判定回
路１７の接続されている入力のレベルが反転する毎に割
り込む図９に示すような脈流検出ルーチンを実行する。
この割込ルーチンでは、ステップＳ０１において前回割
り込みからの経過時間を計時するＲＡＭ１４ｃ内の周期
タイマエリアＣＴの時間を読み込み、次のステップＳ０
２においてこの読み込んだ時間が予め定めた所定範囲ｔ
１〜ｔ２内に入っているかどうかを判定する。

【００８９】このステップＳ０２の判定がＹＥＳで所定
範囲ｔ１〜ｔ２内に入っているときにはステップＳ０３
においてＲＡＭ１４ｃ内の回数カウンタエリアＣＣをイ
ンクリメントし、続くステップＳ０４において回数カウ
ンタエリアＣＣの値が予め定めた所定値Ｙ以上であるか
どうかを判定し、このステップＳ０４の判定がＹＥＳの
ときにはステップＳ０５に進んでＲＡＭ１４ｃ内の脈流
検出フラグエリアＦ１を１にし、続くステップ０６にお
いて周期タイマエリアＣＴの計時を再開させてから図８
のフローチャートの元のステップに戻る。ステップＳ０
４の判定がＮＯのときにはステップＳ０５を飛ばしてス
テップＳ０６に進む。ステップＳ０２の判定がＮＯで所
定範囲ｔ１〜ｔ２内に入っていないときには脈動ではな
いと判定してステップＳ０７において回数カウンタエリ
アＣＣをクリアするとともに脈流検出フラグエリアＦ１
を０にしてからステップＳ０６を経て図８のフローチャ
ートの元のステップに戻る。

【００９０】なお、図８のフローチャートのステップＳ
１０の前後に合計流量オーバ遮断処理ステップを追加す
ることができる。この合計流量オーバ遮断処理において
は、脈流検出中フラグＦが１であるか否かによって判断
を変える。脈流検出中フラグが０であるときは、物理量
である時間差Ｔｄの平均値が、これによって求めた通過
流量が予め定めた合計流量値を越えるような値となって
いるかどうかを判定し、判定がＹＥＳのときにはガス流
路１０に設けた遮断弁１０ｃを弁閉させる弁閉信号を発
生する。また、脈流検出中フラグが１であるときには、
物理量である時間差Ｔｄの平均値が、これによって求め
た通過流量が予め定めた合計流量値を越えるような値に
なっているかどうか、あるいは、時間差Ｔｄの平均値に
所定の係数を乗じて求めた通過流量が予め定めた合計流
量値を越えるような値となっているかどうかを判定し、
判定がＹＥＳのときにはガス流路１０に設けた遮断弁１
０ｃを弁閉させる弁閉信号を発生する。

【００９１】このような脈流検出の割込ルーチンを設け
ることに伴って図８のフローチャートのステップＳ９
を、脈流検出フラグＦ１が０であるか否かを判定するス
テップに変更し、この判定がＹＥＳのときにはステップ
Ｓ１０に、判定がＮＯのときにはステップＳ１２に進む
ようにし、また図８のフローチャートのステップＳ１７
及びＳ１９をまとめて脈流検出フラグＦ１が０であるか
否かを判定するステップに変更し、この判定がＮＯのと
きにはステップＳ１８に、判定がＹＥＳのときにはステ
ップＳ２０に進むようにすればよい。

【００９２】上述した実施の形態における流量計測方法
においては、ガス流路１０中のガスの脈流が予め定めた
判定値より大きく変化したとき、ガス流路中のガスの流
速に応じて変化する物理量であるＴｄを間欠的に測定す
る間隔を短くしているので、脈流の変化に沿った点のＴ
ｄを確実に測定することができるようになり、測定した
Ｔｄとガス流路の断面積と間欠時間とを乗ずることによ
って計測するガス流路を通過したガスの通過流量を、測
定間隔が長いままにしている場合に比べて小さな誤差に
て計測することができる。

【００９３】また、間欠的なＴｄの測定を、予め定めた
範囲内にあって平均値が予め定められた値となるランダ
ム時間の間隔で行っているので、間欠的な測定間隔が脈
流に同期してしまうことが起こらなくなり、脈流の最大
値と最小値に近いガスの流速に応じたＴｄを測定して脈
動を確実に検出することができるようになる。

【００９４】更に、脈流を検出したときの間欠的なＴｄ
の測定を、ランダム時間の平均値を予め定めた数で等分
した短い時間間隔で行っているので、Ｔｄの測定回数が
確実に増えて脈流の変化に沿った点のＴｄを確実に測定
することができるようになり、またＴｄ測定の間隔を短
くしている期間の通過流量の計測をＴｄの測定毎に演算
することなく、所定回数測定したＴｄの平均値にガス流
路の断面積とランダム時間の平均値とを乗ずることによ
って行っているので、演算回数が大きく増えることがな
い。

【００９５】更にまた、脈流を検出したときの間欠的な
Ｔｄの測定を、ランダム時間を決める範囲とその平均値
とを変更することにより短い時間間隔で行っているの
で、Ｔｄの測定間隔が確実に短くなって脈流の変化に沿
った点のＴｄを確実に測定することができるようにな
り、またＴｄ測定の間隔を短くしている期間の通過流量
の計測をＴｄの測定毎に演算することなく、所定回数測
定したＴｄの平均値にガス流路の断面積とランダム時間
の平均値とを乗ずることによって行っているので、演算
回数が大きく増えることがない。

【００９６】また、予め定めた判定値より大きい変化の
脈流の検出を、Ｔｄを測定するため相前後して間欠的に
得た流速に応じて変化するＴｄの差が、予め定めた所定
値より大きいことを検出することによって行っているの
で、何ら別個に検出手段を設ける必要がなくなってい
る。

【００９７】また、予め定めた判定値より大きい変化の
脈流の検出を、ガス流路中の圧力が予め定めた変化幅を
越えて変化したことを検出することによって行っている
ので、脈流と共に変化する圧力によって判定値より大き
な脈流を直接的に検出でき、Ｔｄの間欠的な測定を待た
なくても、素早く間欠的なＴｄ測定の間隔を短くして脈
流の変化に沿った点のＴｄを確実に測定することができ
る。

【００９８】また、Ｔｄ測定の間隔を短くしている間の
ガス流路中のガスの脈流の変化が予め定めた判定値より
小さくなったとき、間欠的なＴｄ測定の間隔を元に戻す
ようにしているので、間欠的なＴｄの測定間隔を短くし
ていることが必要なくなったとき、間欠的なＴｄの測定
間隔が長くなって、必要以上に大きな電流消費が行われ
ることがない。

【００９９】また、ガス流路中のガスの流速に応じて変
化するＴｄが、超音波信号がガス中を流れ方向及び流れ
と逆方向にそれぞれ伝搬する時間の差であるので、音響
トランスジューサによる超音波信号の送受によって時間
測定して機械的な動作を伴うことなく、電子的に流量測
定が行える。

【０１００】また、予め定めた判定値が、ガス流路中の
ガスの流速に応じて増減するので、小さい流速のときに
は小さな変化の脈流を確実に検出することができ、特に
小さな流量を脈流に影響されることなく正確に計測する
ことができる。

【０１０１】上述した実施の形態に流量計測装置におい
ては、ガス流路１０中のガスの流速に応じて変化するＴ
ｄを間欠的に測定する測定手段１が、２つの音響トラン
スジューサＴＤ１、ＴＤ２、トランスジューサＩ／Ｆ回
路１１ａ、１１ｂ、送信回路１２、受信回路１３、これ
らを制御するμＣＯＭ１４のＣＰＵ１４ａによって構成
されている。また、この測定手段によって測定したＴｄ
とガス流路の断面積と間欠時間とを乗ずることによって
ガス流路を通過したガスの通過流量を計測する流量計測
手段１４ａ−１がμＣＯＭ１４のＣＰＵ１４ａによって
構成されている。更に、ガス流路中のガスの脈流を監視
し、予め定めた判定値より大きい脈流を検出する脈流検
出手段１４ａ−２と、この脈流検出手段が脈流を検出し
たとき、間欠的なＴｄ測定の間隔を短くする測定間隔変
更手段１４ａ−３とがμＣＯＭ１４のＣＰＵによって構
成されている。

【０１０２】この構成の流量計測装置においては、脈流
検出手段１４ａ−２がガス流路１０中のガスの脈流が予
め定めた判定値より大きく変化したとき、測定間隔変更
手段１４ａ−３がガス流路中のガスの流速に応じて変化
するＴｄを間欠的に測定する間隔を短くしているので、
脈流の変化に沿った点のＴｄを確実に測定することがで
きるようになり、測定手段１が測定したＴｄとガス流路
の断面積と間欠時間とを乗ずることによって流量計測手
段１４ａ−１が計測するガス流路を通過したガスの通過
流量を、測定間隔が長いままにしている場合に比べて小
さな誤差にて計測することができる。

【０１０３】また、測定手段１が行う間欠的なＴｄの測
定を、測定間隔変更手段１４ａ−３が変更することによ
り、予め定めた範囲内にあって平均値が予め定められた
値となるランダム時間の間隔で行うようにしいるので、
間欠的な測定間隔が脈流に同期してしまうことが起こら
なくなり、測定手段１が脈流の最大値と最小値に近い流
速に応じたＴｄを測定して脈流検出手段１４ａ−２が脈
動を確実に検出することができるようになる。

【０１０４】更に、脈流検出手段１４ａ−２が脈流を検
出したときの測定手段１による間欠的なＴｄの測定を、
測定間隔変更手段１４ａ−３が変更することにより、ラ
ンダム時間の平均値を予め定めた数で等分した短い時間
間隔で行っているので、測定手段１によるＴｄの測定回
数が確実に増えて脈流の変化に沿った点のＴｄを確実に
測定することができるようになり、また、測定手段１に
よるＴｄ測定の間隔を短くしている期間の流量計測手段
１４ａ−１による通過流量の計測をＴｄの測定毎に演算
することなく、所定回数測定したＴｄの平均値にガス流
路の断面積とランダム時間の平均値とを乗ずることによ
って行っているので、流量計測手段１４ａ−１による演
算回数が大きく増えることがない。

【０１０５】更にまた、脈流検出手段１４ａ−２が脈流
を検出したときの測定手段１による間欠的なＴｄの測定
を、測定間隔変更手段１４ａ−３が変更することによ
り、ランダム時間を決める範囲とその平均値とを変更す
ることにより短い時間間隔で行っているので、測定手段
１によるＴｄの測定間隔が確実に短くなって脈流の変化
に沿った点のＴｄを確実に測定することができるように
なり、また、測定手段１によるＴｄ測定の間隔を短くし
ている期間の流量計測手段１４ａ−１による通過流量の
計測をＴｄの測定毎に演算することなく、所定回数測定
したＴｄの平均値にガス流路の断面積とランダム時間の
平均値とを乗ずることによって行っているので、流量計
測手段１４ａ−１による演算回数が大きく増えることが
ない。

【０１０６】また、予め定めた判定値より大きい変化の
脈流の脈流検出手段１４ａ−２による検出を、測定手段
１がＴｄを測定するため相前後して間欠的に得た流速に
応じて変化するＴｄの差が、予め定めた所定値より大き
いことを検出することによって行っているので、何ら別
個に検出手段を設ける必要がなくなっている。

【０１０７】また、予め定めた判定値より大きい変化の
脈流の脈流検出手段１４ａ−２による検出を、圧力検知
手段１６により検知したガス流路中の圧力が予め定めた
変化幅を越えて変化したことを判定する圧力判定手段１
７による判定結果により行っているので、脈流と共に変
化する圧力によって判定値より大きな脈流を直接的に検
出でき、測定手段１によるＴｄの間欠的な測定を待たな
くても、素早く間欠的なＴｄ測定の間隔を短くできるよ
うになり、脈流の変化に沿った点のＴｄを確実に測定す
ることができる。

【０１０８】また、測定間隔変更手段１４ａ−３がＴｄ
測定の間隔を短くしている間に脈流検出手段１４ａ−２
によりガス流路中のガスの脈流の変化が予め定めた判定
値より小さくなったことが検出されたとき、間欠的なＴ
ｄ測定の間隔を元に戻すようにしているので、間欠的な
Ｔｄの測定間隔を短くしていることが必要なくなったと
き、間欠的なＴｄの測定間隔が長くなって、必要以上に
大きな電流消費が行われることがない。

【０１０９】また、ガス流路中のガスの流速に応じて変
化するＴｄが、超音波信号がガス中を流れ方向及び流れ
と逆方向にそれぞれ伝搬する時間の差であるので、音響
トランスジューサによる超音波信号の送受によって時間
測定して機械的な動作を伴うことなく、電子的に流量測
定が行える。

【０１１０】また、測定手段１によって測定したＴｄに
応じて予め定めた判定値を増減する判定値調整手段１４
ａ−２１を脈流検出手段１４ａ−２が有するので、脈流
検出手段１４ａ−２は小さい流速のときには小さな変化
の脈流を確実に検出することができ、特に小さな流量を
脈流に影響されることなく正確に計測することができ
る。

【０１１１】更に、上述した実施の形態の電子式ガスメ
ータにおいては、流量計測手段によって計測した通過流
量を順次積算する流量積算手段１４ａ−５がμＣＯＭ１
４のＣＰＵ１４ａによって構成されており、脈流検出手
段１４ａ−２がガス流路中のガスの脈流が予め定めた判
定値より大きく変化したとき、測定間隔変更手段１４ａ
−３が流路中のガスの流速に応じて変化するＴｄを間欠
的に測定する間隔を短くしているので、脈流の変化に沿
った点のＴｄを確実に測定することができるようにな
り、測定手段１が測定したＴｄと流路の断面積と間欠時
間とを乗ずることによって流量計測手段１４ａ−１が計
測するガス流路を通過したガスの通過流量を、測定間隔
が長いままにしている場合に比べて小さな誤差にて計測
することができ、この通過流量を積算流量手段１４ａ−
５が順次積算した積算流量も正確なものとなり、表示器
１５には正確な積算流量が表示されるようになる。

【０１１２】また、上述した実施の形態の電子式ガスメ
ータにおいては、ＣＰＵ１４ａによって構成された測定
間隔変更手段１４ａ−３により物理量測定の間隔を短く
している期間、流量計測手段が所定回数測定した物理量
の平均値と流路の断面積と短くした間欠時間と所定回数
とを乗ずることによって通過流量を計測していて、測定
手段１による物理量測定の間隔を短くしている期間の流
量計測手段１４ａ−１による通過流量の計測を物理量の
測定毎に演算することなく、流量計測手段１４ａ−１に
よる演算回数が大きく増えることがないので、小さな電
流消費の増加によって通過流量の誤差を低減し正確な流
量を計測できる流量計測方法及び装置が得られる。

【０１１３】更にまた、上述した実施の形態の電子式ガ
スメータにおいては、物理量の平均値が、これに所定係
数を乗じて求めた流量が予め定めた合計流量値より大き
くなるような値になったとき、ＣＰＵ１４ａによって構
成された弁制御手段１４ａー６がガス流路１０に設けら
れ遮断弁手段１０ａを弁閉させ、通過流量を求めるに当
たって物理量を平均化しても、ガス流路１０に流れる実
効的なガス流量をもって、合計流量値を越えた流量のガ
スがガス流路１０に流れていることを検出してガス流路
１０を遮断することができるので、脈流による通過流量
の誤差を低減してガス使用量を正確に積算表示できると
共に、脈流が生じているときでも合計流量がオーバして
いるときには適切にガス流路を遮断することができる。

【０１１４】上述した実施の形態の流量形成方法におけ
る脈動検出方法においては、流路１０中のガスの流速に
応じて変化する物理量の間欠的な測定を、予め定めた範
囲内にあって平均値が予め定められた値となるランダム
時間の間隔で行い、相前後して間欠的に得た前記流速に
応じて変化する物理量の差が予め定めた所定値より大き
いことを検出して、予め定めた判定値より大きい変化の
脈流が前記流路中の流体に生じていることを検出するよ
うにし、間欠的な測定が脈動波形の同一点でのみ行われ
ることがなくなり、間欠的な測定を一定周期で行った場
合のように、間欠的な測定周期と脈流の周期とが整数倍
の関係で一致することがなくなって脈流を確実に検出で
きるようにしているので、脈流の検出に基づく流量計測
の仕方を適切に切り換え、流量計測を正確に行えるよう
にすることができる。

【０１１５】上述した実施の形態においては、測定手段
１が超音波式流速測定手段として構成されているが、測
定手段１は流路１０中のガスの流速に応じて変化する物
理量を間欠的に測定することのできるものであてば、フ
ルイディック式流量計など他の形式のものであってもよ
い。

【０１１６】また、実施の形態では、ガスの流量を計測
するようにしているが、本発明の方法及び装置は脈流の
生じる流体の流量を計測するものに等しく適用すること
ができる。

【０１１７】

【発明の効果】以上説明したように請求項１又は１０記
載の発明によれば、流路中の流体の脈流が大きく変化し
たとき、流路中の流体の流速に応じて変化する物理量を
間欠的に測定する間隔を短くし、脈流の変化に沿った点
の物理量を確実に測定することができるようにし、測定
した物理量と流路の断面積と間欠時間とを乗ずることに
よって計測する流路を通過した流体の通過流量を、測定
間隔が長いままにしている場合に比べて小さな誤差にて
計測するので、間欠的な計測によって流体の通過流量を
推定して計測するようにしたものにおいても、脈流によ
る通過流量の誤差を低減し正確な流量を計測できる流量
計測方法及び装置が得られる。

【０１１８】また、請求項２又は１１記載の発明によれ
ば、間欠的な物理量の測定をランダム時間の間隔で行
い、間欠的な測定間隔が脈流に同期してしまうことが起
こらなくしているので、脈流の最大値と最小値に近い流
速に応じた物理量を測定して脈動を確実に検出すること
ができるようになり、それだけ脈流による通過流量の誤
差を低減し正確な流量を計測できる流量計測方法及び装
置が得られる。

【０１１９】更に、請求項３、４又は１２、１３記載の
発明によれば、脈流を検出したときの間欠的な物理量の
測定を、短い等時間間隔で行い、物理量の測定回数を確
実に増やして物理量を確実に測定することができるよう
にし、また物理量測定の間隔を短くしている期間の通過
流量の計測を演算することなく、所定回数測定した物理
量の平均値に流路の断面積とランダム時間の平均値とを
乗ずることによって行い、演算回数が大きく増えること
がないようにしているので、小さな電流消費の増加によ
って通過流量の誤差を低減し正確な流量を計測できる流
量計測方法及び装置が得られる。

【０１２０】請求項５又は１４記載の発明によれば、大
きい変化の脈流の検出を、間欠的に得た流速に応じて変
化する物理量の差が、予め定めた所定値より大きいこと
を検出することによって行い、何ら別個に検出手段を設
ける必要をなくしているので、安価に通過流量の誤差を
低減し正確な流量を計測できる流量計測方法及び装置が
得られる。

【０１２１】請求項６又は１５記載の発明によれば、大
きい変化の脈流の検出を、流路中の圧力が大きく変化し
たことを検出することによって行い、物理量の間欠的な
測定を待たなくても、素早く間欠的な物理量測定の間隔
を短くして脈流の変化に沿った点の物理量を確実に測定
することができるようにしているので、より一層通過流
量の誤差を低減し正確な流量を計測できる流量計測方法
及び装置が得られる。

【０１２２】請求項７又は１６記載の発明によれば、脈
流の変化が予め定めた判定値より小さくなったとき、間
欠的な物理量測定の間隔を元に戻すようにし、間欠的な
物理量の測定間隔を短くしていることが必要なくなった
とき、間欠的な物理量の測定間隔が長くなって、必要以
上に大きな電流消費が行われることがないので、電池を
電源としたときより一層の長寿命化を図ることのできる
流量計測方法及び装置が得られる。

【０１２３】請求項８又は１７記載の発明によれば、物
理量として超音波信号が流体中を流れ方向及び流れと逆
方向にそれぞれ伝搬する時間の差を測定し、音響トラン
スジューサによる超音波信号の送受によって時間測定し
て機械的な動作を伴うことなく、電子的に流量測定が行
えるので、機械的な疲労や摩耗が少なく長寿命化の図ら
れた流量計測方法及び装置が得られる。

【０１２４】請求項９又は１８記載の発明によれば、流
路中の流体の流速に応じて判定値を増減し、小さい流速
のときには小さな変化の脈流を確実に検出し、小さな流
量を脈流に影響されることなく正確に計測できるように
しているので、例えば流量有無の判断も行う場合に有効
な流量計測方法及び装置が得られる。

【０１２５】請求項１９記載の発明によれば、流路を通
過したガスの通過流量を小さな誤差にて計測し、通過流
量を順次積算した正確な積算流量を表示できるようにし
ているので、脈流による通過流量の誤差を低減してガス
使用量を正確に積算表示できる電子式ガスメータが得ら
れる。

【０１２６】請求項２０記載の発明によれば、物理量測
定の間隔を短くしている期間の通過流量の計測を物理量
の測定毎に演算することなく、演算回数が大きく増える
ことがないので、小さな電流消費の増加によって通過流
量の誤差を低減し正確な流量を計測してガス使用量を正
確に積算表示できる電子式ガスメータが得られる。

【０１２７】請求項２１記載の発明によれば、通過流量
を求めるに当たって物理量を平均化しても、ガス流路に
流れる実効的なガス流量をもって、合計流量値を越えた
流量のガスが流路に流れていることを検出することによ
り、ガス流路を遮断することができるので、脈流による
通過流量の誤差を低減してガス使用量を正確に積算表示
できると共に、脈流が生じているときでも合計流量がオ
ーバしているときには適切に流路を遮断することのでき
る電子式ガスメータが得られる。

【０１２８】請求項２２記載の発明によれば、間欠的な
測定が脈動波形の同一点でのみ行われることがなくな
り、間欠的な測定を一定周期で行った場合のように、間
欠的な測定周期と脈流の周期とが整数倍の関係で一致す
ることがなくなって脈流を確実に検出できるので、流量
計測の際の間欠的な測定の仕方を脈流の有無に応じて適
切に切り換えるのに有効に適応できる脈流検出方法が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による流量計測装置及び該装置を組み込
んだ電子式ガスメータの基本構成を示すブロック図であ
る。

【図２】本発明による流量計測装置及び該装置を組み込
んだ電子式ガスメータの一実施の形態を示す図である。

【図３】図２中の一部分の具体的な構成例を示す図であ
る。

【図４】本発明の方法の一例を説明するための説明図で
ある。

【図５】本発明の方法の他の一例を説明するための説明
図である。

【図６】本発明の方法の更に他の例を説明するための説
明図である。

【図７】本発明の方法の別の例を説明するための説明図
である。

【図８】図３中のＣＰＵが行う処理の一例を示すフロー
チャートである。

【図９】図３のＣＰＵが行う割込処理を示すフローチャ
ートである。

【図１０】従来の方法及び装置の問題点を説明するため
の説明図である。

【符号の説明】

１ 測定手段 １０ 流路（ガス流路） １０ｃ 遮断弁（遮断弁手段） １５ 表示手段（表示器） １６ 圧力検知手段（圧力センサ） １７ 圧力判定手段（圧力判定回路） ＴＤ１、ＴＤ２ 音響トランスジューサ １４ａ−１ 流量計測手段（ＣＰＵ） １４ａ−２ 脈流検出手段（ＣＰＵ） １４ａ−２１ 判定値調整手段（ＣＰＵ） １４ａ−３ 測定間隔変更手段（ＣＰＵ） １４ａ−４ ランダム時間発生手段（ＣＰＵ） １４ａ−５ 流量積算手段（ＣＰＵ） １４ａ−６ 弁制御手段（ＣＰＵ）

Claims (22)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流路中の流体の流速に応じて変化する物
   理量を間欠的に測定し、該測定した物理量と前記流路の
   断面積と間欠時間とを乗ずることによって流路を通過し
   た流体の通過流量を計測する流量計測方法において、 前記流路中の流体の脈流を監視し、予め定めた判定値よ
   り大きい変化の脈流を検出したとき、前記間欠的な物理
   量測定の間隔を短くすることを特徴とする流量計測方
   法。
2. 【請求項２】 前記間欠的な物理量測定を、予め定めた
   範囲内にあって平均値が予め定められた値となるランダ
   ム時間の間隔で行うことを特徴とする請求項１記載の流
   量計測方法。
3. 【請求項３】 予め定めた判定値より大きい変化の脈流
   を検出したとき、前記ランダム時間の平均値を予め定め
   た数で等分し、該等分した時間間隔で前記物理量の測定
   を予め定めた所定回数測定し、 前記物理量測定の間隔を短くしている期間、前記通過流
   量の計測を、前記所定回数測定した前記物理量の平均値
   と前記流路の断面積と前記短くした間欠時間と前記所定
   回数とを乗ずることによって行うことを特徴とする請求
   項２記載の流量計測方法。
4. 【請求項４】 予め定めた判定値より大きい変化の脈流
   を検出したとき、前記予め定めた範囲と前記平均値を変
   更することにより前記ランダム時間の間隔を短くして前
   記間欠的な物理量測定の間隔を短くし、 前記物理量測定の間隔を短くしている期間、前記通過流
   量の計測を、所定回数測定した前記物理量の平均値と前
   記流路の断面積と前記短くした所定回数分の間欠時間の
   和とを乗ずることによって行うことを特徴とする請求項
   ２記載の流量計測方法。
5. 【請求項５】 前記予め定めた判定値より大きい変化の
   脈流の検出を、前記物理量を測定するため相前後して間
   欠的に得た前記流速に応じて変化する物理量の差が、予
   め定めた所定値より大きいことを検出することによって
   行うことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の流
   量計測方法。
6. 【請求項６】 前記予め定めた判定値より大きい脈流の
   検出を、前記流路中の圧力が予め定めた変化幅を越えて
   変化したことを検出することによって行うことを特徴と
   する請求項１〜４の何れかに記載の流量計測方法。
7. 【請求項７】 前記物理量測定の間隔を短くした後、前
   記流路中の流体の脈流の変化が予め定めた判定値より小
   さくなったとき、前記間欠的な物理量測定の間隔を元に
   戻すことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の流
   量計測方法。
8. 【請求項８】 前記流路中の流体の流速に応じて変化す
   る物理量が、超音波信号が流体中を流れ方向及び流れと
   逆方向にそれぞれ伝搬する時間の差であることを特徴と
   する請求項１〜７の何れかに記載の流量計測方法。
9. 【請求項９】 前記予め定めた判定値が、前記流路中の
   流体の流速に応じて増減することを特徴とする請求項１
   〜８の何れかに記載の流量計測方法。
10. 【請求項１０】 流路中の流体の流速に応じて変化する
    物理量を間欠的に測定する測定手段と、該測定手段によ
    って測定した物理量と前記流路の断面積と間欠時間とを
    乗ずることによって流路を通過した流体の通過流量を計
    測する流量計測手段とを備える流量計測装置において、 前記流路中の流体の脈流を監視し、予め定めた判定値よ
    り大きい変化の脈流を検出する脈流検出手段と、 該脈流検出手段が脈流を検出したとき、前記間欠的な物
    理量測定の間隔を短くする測定間隔変更手段とを更に備
    えることを特徴とする流量計測装置。
11. 【請求項１１】 前記測定手段が、前記間欠的な物理量
    測定の時間間隔を、予め定めた範囲内にあって平均値が
    予め定められた値となるようにランダムに設定するラン
    ダム時間発生手段を有することを特徴とする請求項１０
    記載の流量計測装置。
12. 【請求項１２】 前記脈流検出手段が予め定めた判定値
    より大きい変化の脈流を検出したとき、前記測定間隔変
    更手段が前記ランダム時間の平均値を予め定めた数で等
    分した時間間隔を前記間欠的な物理量測定の間隔とし、 前記測定間隔変更手段が前記物理量測定の間隔を短くし
    ている期間、前記流量計測手段が前記通過流量の計測
    を、前記所定回数測定した前記物理量の平均値と前記流
    路の断面積と前記短くした間欠時間と前記所定回数とを
    乗ずることによって行うことを特徴とする請求項１１記
    載の流量計測装置。
13. 【請求項１３】 前記脈流検出手段が予め定めた判定値
    より大きい変化の脈流を検出したとき、前記測定間隔変
    更手段が前記予め定めた範囲と前記平均値を変更するこ
    とにより前記ランダム時間の間隔を短くし、 前記測定間隔変更手段が前記物理量測定の間隔を短くし
    ている期間、前記流量計測手段が前記通過流量の計測
    を、所定回数測定した前記物理量の平均値と前記流路の
    断面積と前記短くした所定回数分の間欠時間の和とを乗
    ずることによって行うことを特徴とする請求項１１記載
    の流量計測装置。
14. 【請求項１４】 前記脈流検出手段が、前記予め定めた
    判定値より大きい変化の脈流の検出を、前記物理量を測
    定するため相前後して間欠的に得た前記流速に応じて変
    化する物理量の差が、予め定めた判定値より大きいこと
    を検出することによって行うことを特徴とする請求項１
    ０〜１３の何れかに記載の流量計測装置。
15. 【請求項１５】 前記流路中の圧力を検知する圧力検知
    手段と、 該圧力検知手段によって検知した前記流路中の圧力が予
    め定めた圧力変化幅からなる判定値を越えて変化したこ
    とを判定する圧力判定手段とを更に備え、 前記脈流検出手段が、前記予め定めた判定値より大きい
    脈流の検出を、前記圧力判定手段による判定結果により
    行うことによって行うことを特徴とする請求項１０〜１
    ４の何れかに記載の流量計測装置。
16. 【請求項１６】 前記脈流検出手段が前記流路中の流体
    の脈流が予め定めた判定値より小さくなったことを更に
    検出し、 前記測定間隔変更手段が前記物理量測定の間隔を短くし
    た後、前記脈流検出手段による前記流路中の流体の脈流
    が予め定めた判定値より小さくなったことの検出に応
    じ、前記間欠的な物理量測定の間隔を元に戻すことを特
    徴とする請求項１０〜１５の何れかに記載の流量計測装
    置。
17. 【請求項１７】 前記測定手段が、前記流路中の流体の
    流れ方向に離間して前記流路内た配置された２つの音響
    トランスジューサを有し、該両トランスジューサ間で超
    音波信号の送受を交互に行い、前記両トランスジューサ
    間での流れ方向とこれと逆方向との超音波信号の伝搬時
    間の差を物理量として出力する超音波式流速測定手段か
    らなることを特徴とする請求項１０〜１６の何れかに記
    載の流量計測装置。
18. 【請求項１８】 前記脈流検出手段が、前記測定手段に
    よって測定した物理量に応じて前記予め定めた判定値を
    増減する判定値調整手段を有することを特徴とする請求
    項１０〜１７の何れかに記載の流量計測装置。
19. 【請求項１９】 流路中のガスの流速に応じて変化する
    物理量を間欠的に測定する測定手段と、該測定手段によ
    って測定した物理量と前記流路の断面積と間欠時間とを
    乗ずることによって流路を通過したガスの通過流量を計
    測する流量計測手段と、該流量計測手段によって計測し
    た通過流量を順次積算する流量積算手段と、該流量積算
    手段によって積算した積算流量を表示する表示手段とを
    備える電子式ガスメータにおいて、 前記流路中のガスの脈流を監視し、予め定めた判定値よ
    り大きい脈流を検出する脈流検出手段と、 該脈流検出手段が脈流を検出したとき、前記間欠的な物
    理量測定の間隔を短くする測定間隔変更手段とを更に備
    えることを特徴とする電子式ガスメータ。
20. 【請求項２０】 前記測定間隔変更手段により前記物理
    量測定の間隔を短くしている期間、前記流量計測手段が
    所定回数測定した前記物理量の平均値と前記流路の断面
    積と前記短くした間欠時間と前記所定回数とを乗ずるこ
    とによって前記通過流量を計測することを特徴とする請
    求項１９記載の電子式ガスメータ。
21. 【請求項２１】 前記流路に設けられ、弁閉によって前
    記流路を遮断する遮断弁手段と、 前記物理量の平均値に所定係数を乗じて求めた前記通過
    流量が予め定めた合計流量値より大きくるなるような値
    に前記物理量がなったとき、前記遮断弁手段を弁閉させ
    る弁制御手段とを更に備えることを特徴とする請求項２
    ０記載の電子式ガスメータ。
22. 【請求項２２】 流路中の流体の流速に応じて変化する
    物理量を間欠的に測定し、該測定した物理量と前記流路
    の断面積と間欠時間とを乗ずることによって流路を通過
    した流体の通過流量を計測する流量測定方法において、
    前記流路中の流体の脈流の検出に応じて前記物理量の間
    欠的測定の仕方を変更するに当たって、前記流路中の流
    体の脈流を検出する脈流検出方法であって、 前記物理量の間欠的な測定を、予め定めた範囲内にあっ
    て平均値が予め定められた値となるランダム時間の間隔
    で行い、 相前後して間欠的に得た前記流速に応じて変化する物理
    量の差が予め定めた所定値より大きいことを検出して、
    予め定めた判定値より大きい変化の脈流が前記流路中の
    流体に生じていることを検出することを特徴とする脈流
    検出方法。