JP3956167B2 - 超音波流量計 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は超音波流量計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６において、静止流体中の音速をＣ、流体の流れの速さをＶとすると、音波の伝搬方向が流れに沿った方向（以下順方向という）と一致すればその伝搬速度は（Ｃ＋Ｖ）となり、流れに逆らった方向（以下逆方向という）の場合には（Ｃ−Ｖ）となる。
【０００３】
距離Ｌを隔てて１組の送受波器２，３を流管１の上流と下流に離して配設し、送波器２から順方向に超音波を発射したとき、受波器３に超音波が到達するに要する時間をｔ1 、送波器３から逆方向に超音波を発射したときに、受波器２に超音波が到達するに要する時間をｔ2 とすれば、
ｔ1 ＝Ｌ／（Ｃ＋Ｖ） ……（１）
ｔ2 ＝Ｌ／（Ｃ−Ｖ） ……（２）
となる。
【０００４】
順方向と逆方向の超音波の上記伝搬時間ｔ1 ，ｔ2 を測定し、これらから流速Ｖを算出して、さらに流量を求め（積算し）ていた。
流速Ｖは上記（１），（２）式から
Ｖ＝Ｌ〔（１／ｔ1 ）−（１／ｔ2 ）〕／２
として求めていた。
【０００５】
伝搬時間計測の分解能を上げるために、１回の超音波の送受ではなく、受信と同時に次の同方向の送信を行い、同方向の送受を複数回（ｎ回）連続して繰り返し、最初の第１回目の送信から最後の第ｎ回目の受信までの時間を測定し、その値より１回の送信から受信までの時間つまり伝搬時間ｔ1 又はｔ2 を求めるようにしていた。
【０００６】
超音波が受信用の送受波器、つまり受波器に到達した時期を検知する受信波検知回路は、信号の増幅と基準レベルとの比較を行うアナログ回路を主にして構成されており、消費電流が大きかった。
【０００７】
受信用の送受波器の信号は非常に小さく、周波数が大きいため、超音波の到達時期を正確に検知するためには、高性能のアンプを使う必要があり、これらの増幅器は消費電流が大きいためである。
【０００８】
このように受信波検知部の消費電流が大きいため電池駆動の超音波流量計は電池寿命の面から実用化されていない。
電池駆動の超音波流量計の実現のため、超音波信号の増幅と基準レベルとの比較を行うアナログ回路部の時分割駆動が提案されている。これは、消費電流の多いアナログ回路部の電源ＯＮ時間をできるだけ短くし平均的に消費電力を低減しようと言うものである。
【０００９】
特に、受信とともに次の同方向の送信を行い、同方向の送受を複数回（ｎ回）連続して繰り返し、伝搬時間（到達時間ともいう）の複数（ｎ）倍をまとめて測定することにより到達時間測定の分解能を向上させる方式の超音波流量計では、連続する送受のうち直前の送受の到達時間から今回の受信時期（以下受信ポイントともいう）が予想できるので、アナログ回路部の電源ＯＮ時期を受信ポイントに極力近づけることが可能で、これについては本願出願人が先に特開平９−１３３５６０号公報で開示した。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
送受波器はＰＺＴなどの超音波トランスデューサが用いられている。受信波検知回路に接続されている受信側の送受波器に、アナログ回路部への電源ＯＮ時に、わずかではあるがどうしても電圧を加えることになり、受信側の送受波器を一時的（過渡的）に振動させてしまう。そのため、この不要振動が収まるまでは正確な受信が不可能であり、不要振動が減衰して受信に悪影響を与えないだけの減衰時間だけ早くアナログ回路部の電源をＯＮする必要があり、電源ＯＮ時間を一定以下に短くできない要因となっていて、超音波流量計の低消費電力化の障害となっていた。
【００１１】
また、受信波検知回路では受信波の特定の波、例えば第３波のゼロクロス点を検出して受信ポイントとしているが、ノイズともいうべき前記不要振動が受信信号を歪ませてゼロクロス点を移動させることになり、到達時間の測定精度を下げる要因となる。特に流速が安定している時は、毎回の到達時間が殆ど同じであり、前記不要振動が受信信号に対して毎回殆ど同じタイミング（つまり同じ位相）で混入する。従って、通常のランダムノイズのように繰り返しによる平均化で悪影響をなくすことができない。よって、不要振動が超音波流量計の高精度化の面でも大きな障害となっていた。
【００１２】
本発明はこれらの障害を解消できる超音波流量計を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１の発明は、送信側にも受信側にもはたらく少なくとも１対の超音波送受波器を設け、流体の流れの中を上流から下流及び下流から上流に超音波の送受を行い、その各向きの到達時間より流量を求める超音波流量計であって、
まず送信側の送受波器を発信させ、受信側送受波器の信号を入力とする受信波検知部が受信波を検知すると、再び送信側の送受波器を発信させるようにし、これを一定回数（ｎ回）繰り返すよう構成し、最初の発信から一定回数目（ｎ回目）の受信までの時間をまとめて測定し、その結果から流量を求めるようにしたもので、
ｎ回ある送受の各１回１回の到達時間を測定できるようになっていて、
前記受信波検知部は、主に増幅器を中心とするアナログ回路で構成されていて、その電源が、まず第１回目の発信から一定時間後にＯＮされ、受信波が検知されるとＯＦＦされるようになっていて、次からは今回の発信より、前回の到達時間から第２の一定時間を引いた時間経ったときＯＮされ、再び受信波が検知されるとＯＦＦされ、以後これを続けるよう構成されていて、前記第２の一定時間を一定範囲内でいろいろな値となるよう発信毎に変化させることを特徴とする超音波流量計である。
アナログ回路部の電源ＯＮ時、毎回同じ形の不要振動が起きる。受信ポイントを予想して電源をＯＮする場合では、流速が安定していると不要振動の波形に対し同じタイミングに毎回の受信ポイントがくるということになり誤差の大きな要因になる。
この発明では、受信波に対し毎回毎にアナログ回路部の電源ＯＮのタイミングをずらすことにより、ｎ回の繰り返しの間に影響を平均化して零に近づけ、計測制度を向上する。
【００１４】
請求項２の発明は、送信側にも受信側にもはたらく少なくとも１対の超音波送受波器を設け、流体の流れの中を上流から下流及び下流から上流に超音波の送受を行い、その各向きの到達時間より流量を求める超音波流量計であって、
まず送信側の送受波器を発信させ、受信側送受波器の信号を入力とする受信波検知部が受信波を検知すると、再び送信側の送受波器を発信させるようにし、これを一定回数（ｎ回）繰り返すよう構成し、最初の発信から一定回数目（ｎ回目）の受信までの時間をまとめて測定し、その結果から流量を求めるようにしたもので、
ｎ回ある送受の各１回１回の到達時間を測定できるようになっていて、
前記受信波検知部は、主に増幅器を中心とするアナログ回路で構成されていて、その電源が、毎回受信波が到達する直前に供給されて、アナログ回路部が時分割駆動されるようになっていて、まず第１回目の発信から一定時間後にＯＮされ、次からは今回の発信より、前回の到達時間から第２の一定時間を引いた時間経ったときＯＮされ、以後これを続けるよう構成されていて、前記第２の一定時間を一定範囲内でいろいろな値となるよう発信毎に変化させることを特徴とする超音波流量計である。
【００１５】
請求項３の発明は、送信側にも受信側にもはたらく少なくとも１対の超音波送受波器を設け、流体の流れの中を上流から下流及び下流から上流に超音波の送受を行い、その各向きの到達時間より流量を求める超音波流量計であって、
送信側の送受波器を発信させ、受信側送受波器の信号を入力とする受信波検知部が受信波を検知すると、再び送信側の送受波器を発信させるようにし、これを一定回数（ｎ回）繰り返すよう構成し、最初の発信から一定回数目（ｎ回目）の受信までの時間をまとめて測定し、その結果から流量を求めるようにしたもので、
前記受信波検知部は、主に増幅器を中心とするアナログ回路で構成されていて、その電源が、毎回受信波が到達する直前に供給され、受信波が検知されると断たれるようになっていて、
前記受信側送受波器の両端を電気的に短絡したり開放したりするスイッチング素子を配置し、アナログ回路部への電源をＯＮする瞬間は短絡状態で、その後受信波が到達するときは開放状態とする超音波流量計において、
受信波検知部の電源が、毎回受信波が到達する直前に供給され、まず第１回目の発信から一定時間後にＯＮされ、次からは今回の発信より、前回の到達時間から第２の一定時間を引いた時間経ったときＯＮされ、以後これを続けるよう構成し、前記第２の一定時間を一定範囲内でいろいろな値となるよう発信毎に変化させることを特徴とする超音波流量計である。
アナログ回路部に電源を供給するとき、増幅器のプラス電源とマイナス電源の立上りのアンバランスなどが要因となり、接続されている受信側送受波器に電圧を印加してしまうことが前記不要振動の原因である。
この発明では、アナログ回路部への電源供給をＯＮするとき、受信側の送受波器の両端が短絡状態であるため、送受波器に電圧が掛からない。従って不要振動することなく短時間で受信可能の状態になり、その分受信予想時点（受信予想ポイント）に極力近い時点でアナログ回路部の電源をＯＮできる。その結果、電源ＯＮ期間を極限的に短くしても受信が可能となり、平均消費電流を低減できる。
【００１６】
請求項４の発明は、送信側にも受信側にもはたらく少なくとも１対の超音波送受波器を設け、流体の流れの中を上流から下流及び下流から上流に超音波の送受を行い、その各向きの到達時間より流量を求める超音波流量計であって、
送信側の送受波器を発信させ、受信側送受波器の信号を入力とする受信波検知部が受信波を検知すると、再び送信側の送受波器を発信させるようにし、これを一定回数（ｎ回）繰り返すよう構成し、最初の発信から一定回数目（ｎ回目）の受信までの時間をまとめて測定し、その結果から流量を求めるようにしたもので、
前記受信波検知部は、主に増幅器を中心とするアナログ回路で構成されていて、その電源が、毎回受信波が到達する直前に供給されて、アナログ回路部が時分割駆動されるようになっていて、
前記受信側送受波器の両端を電気的に短絡したり開放したりするスイッチング素子を配置し、アナログ回路部への電源をＯＮする瞬間は短絡状態で、その後受信波が到達するときは開放状態とする超音波流量計において、
受信波検知部の電源が、毎回受信波が到達する直前に供給され、まず第１回目の発信から一定時間後にＯＮされ、次からは今回の発信より、前回の到達時間から第２の一定時間を引いた時間経ったときＯＮされ、以後これを続けるよう構成し、前記第２の一定時間を一定範囲内でいろいろな値となるよう発信毎に変化させることを特徴とする超音波流量計である。
【００１７】
請求項５の発明は、送信側にも受信側にもはたらく少なくとも１対の超音波送受波器を設け、流体の流れの中を上流から下流及び下流から上流に超音波の送受を行い、その各向きの到達時間より流量を求める超音波流量計であって、
まず送信側の送受波器を発信させ、受信側送受波器の信号を入力とする受信波検知部が受信波を検知すると、再び送信側の送受波器を発信させるようにし、これを一定回数（ｎ回）繰り返すよう構成し、最初の発信から一定回数目（ｎ回目）の受信までの時間をまとめて測定し、その結果から流量を求めるようにしたもので、
前記受信波検知部は、主に増幅器を中心とするアナログ回路で構成されていて、その電源が、毎回受信波が到達する直前に供給されて、アナログ回路部が時分割駆動されるようになっていて、
前記受信側送受波器の両端を電気的に短絡したり開放したりする第１のスイッチング素子と、
受信側送受波器の信号をアナログ回路部と接続したり切り離したりする第２のスイッチング素子とを配置し、
アナログ回路部への電源をＯＮする瞬間は第１のスイッチング素子を短絡状態に、かつ第２のスイッチング素子を切り離し状態にし、その後受信波が到達するときは第１のスイッチング素子を開放状態に、かつ第２のスイッチング素子を接続状態にする超音波流量計において、
受信波検知部の電源が、毎回受信波が到達する直前に供給され、まず第１回目の発信から一定時間後にＯＮされ、次からは今回の発信より、前回の到達時間から第２の一定時間を引いた時間経ったときＯＮされ、以後これを続けるよう構成し、前記第２の一定時間を一定範囲内でいろいろな値となるよう発信毎に変化させることを特徴とする超音波流量計である。
この発明では、アナログ回路部の電源ＯＮ時に、受信側送受波器の信号がアナログ回路部と切り離されていて、電源ＯＮ時の過渡的な悪影響を受けることが全くないため、より効果的である。
【００１８】
請求項６の発明は、請求項３、４又は５の超音波流量計において、前記スイッチング素子の制御をなまった波形で行うことを特徴とする。
一般的にスイッチング素子としてＣＭＯＳアナログスイッチ等が使用できる。ところが、この種のスイッチング素子のＯＮ、ＯＦＦの制御信号が新たに不要振動の原因となる場合がある。それは制御信号が微小容量を通し受信側送受波器に印加されるからである。
本発明では、なまった波形で制御することで、制御信号自体が不要振動を引き起こすことを防止する。
【００１９】
また、請求項７の発明は、請求項１乃至６の何れか１項の超音波流量計において、前記一定範囲を、前記超音波送受波器の周波数の１周期としたことを特徴とするものである。
【００２０】
そして、請求項８の発明は、請求項１乃至６の何れか１項の超音波流量計において、前記一定範囲を，前記超音波送受波器の周波数の１周期とし、その範囲に均等にいろいろな値となるよう第２の一定時間を変化させることを特徴とするものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
次に本発明の好ましい実施の形態を図面の実施例に基づいて説明する。
〔実施例１〕
図１の実施例は請求項１乃至４の発明に対応するが、第２の一定時間を発信毎に変化させる部分の実施例は後記実施例４（図５）で説明する。
【００２４】
一対の送受波器２と３はＰＺＴなどの超音波振動子で、送信にも受信にも切り替え使用でき、一方の送受波器が送信用に使用されるときは他方の送受波器は受信用に使用される。
【００２５】
送信用と受信用への切り替えは、切替スイッチ４と５をコントロール部６からの送受切替信号で切り替えることで行う。図１の状態では送受波器２が送波器駆動部７に接続されていて送信側として使用されている。また、送受波器３は受信波検知部８に接続されていて受信側として使用されている。
【００２６】
両送受波器２，３は流体中を上流から下流及び下流から上流への超音波の送受を行う。
受信波検知部８は、受信波検知部電源コントロール部９よりのＯＮ信号が“ＯＮ”のときは構成の一部であるアナログ回路部の電源をＯＮするように構成されていて、接続された受信側の送受波器３からの信号より受信波を検知すると受信波検知信号を出力する。
【００２７】
送波器駆動部７はコントロール部６より第１送信指令信号を受けると送信側の送受波器２をまず駆動し、その後は受信波検知部８より受信波検知信号を受ける度に同じ送受波器を駆動する。
【００２８】
第１のカウンタ１０は、受信波検知部８からの受信波検知信号をカウントし、ｎ番目の受信波検知信号を出力する。このカウンタ１０はコントロール部６よりの第１送信指令信号でリセットされるようになっている。
【００２９】
第２のカウンタ１１は、第１送信指令信号から第ｎ受信波検知信号までの時間を測定する。その時間（カウント値）はコントロール部６が読み取る。この例では第１送信指令信号でカウント値がゼロクリアされ、構成要素である基準クロック発生器からの基準クロックのカウントを開始するように構成されている。
【００３０】
コントロール部６は一定間隔で送受切替信号を反転させることにより２つの送受波器２，３の役割の切り替えを行う。各切り替え後、毎回切り替えによるノイズ等が収まる時間をおいて、第１送信指令信号を出力する。そして、第ｎ受信波検知信号を入力すると、カウンタ１１の測定値（カウント値）を読み取り、直前に行った逆向きでの測定値とを用いて、その間の流速流量を演算し表示等を行う。
【００３１】
タイマ１２は、まずコントロール部６からの第１送信指令信号が入力されるとその時点から時間カウントを開始し、考えられる最小の超音波到達時間として決められたある一定時間からアナログ回路部安定時間（電源ＯＮより受信可能となるまでの時間）を減じた時間経ったところでセット信号を出力し、その後、受信波検知部８からの受信波検知信号を入力すると、そこまでの時間を記憶すると共に再びゼロから時間カウントを開始する。
【００３２】
そして、今度は記憶した時間からアナログ回路部安定時間を減じた時間経ったところでセット信号を出力、次に受信波検知部８からの受信波検知信号を入力すると、再びそこまでの時間を記憶すると共に再びゼロから時間カウントを開始する。そして、再び記憶した時間からアナログ回路部安定時間を減じた時間経ったところでセット信号を出力、以下これを繰り返すよう構成されている。
【００３３】
ＳＷ１は受信側送受波器の両端を電気的に短絡したり開放したりするスイッチング素子としてのアナログスイッチで、受信波検知部電源コントロール部９のＯＮ信号を遅延回路１３とインバータ１４を介して印加して操作する。なお、アナログスイッチＳＷ１の図示下端はアナロググランドに接地されている。またこのスイッチＳＷ１は切替スイッチ５により受信側の送受波器３又は２の両端に接続される。
【００３４】
図２はタイマ１２の実施例の構成を示すものである。第１送信指令信号が入力されるとカウンタ１５はリセットされクロック発生器１６からの基準クロックを計数して時間のカウントを開始すると共に記憶器１７は送受波器間の距離や音速から考えられる最小の到達時間として決められた値がプリセットされる（この値を出力する）。
【００３５】
そして、この値は減算器１８のＡ入力に入力されている。Ｂ入力にはアナログ部安定時間相当の一定値が入力されていて、Ａ−Ｂに相当する値が比較器１９に入力されている。カウンタ１５は基準クロックをカウントしていて、このカウント値が比較器１９のもう一つの入力となっていて、比較器１９は２つの入力が等しくなると一致信号を出力する。
【００３６】
受信波検知信号が入力されたときは到達時間に相当するその瞬間のカウント値を記憶器１７で記憶し、同時にリセットされ再びゼロからカウントを開始するよう構成されている（記憶後リセット）。従って、今度は前回の到達時間からアナログ部安定時間を減じた時間相当のカウント値にカウントが進んだとき、一致信号を出力することになる。以後受信波検知信号が入力されたときの動作は同じである。このようにして前述の機能を実現している。
【００３７】
図１の受信波検知部電源コントロール部９はタイマ１２よりの一致信号をセット信号として、また受信波検知部８よりの受信波検知信号をリセット信号として入力していて、セット信号で“ＯＮ”、リセット信号で“ＯＦＦ”となるＯＮ信号を受信波検知部８に出力している。これにより受信波検知部８のアナログ回路部の電源は、毎回受信波が到達する直前に供給（ＯＮ）され、受信波が検知されると断たれる。
【００３８】
またＯＮ信号は遅延回路１３にも入力されている。実施例では短絡用の素子としてＣＭＯＳアナログスイッチＳＷ１を使用した。アナログ回路部のＯＮと合致しないようにＯＮ信号を遅延回路により遅らせ、更にインバータ１４で反転させアナログスイッチＳＷ１の制御信号とした。これにより、通常は短絡しているアナログスイッチＳＷ１はアナログ回路部への電源をＯＮする瞬間は短絡で、その後すぐに開放状態となり受信波が到達するときは開放となるようになっている。
【００３９】
アナログ回路部安定時間は測定中に流速が速くなることを考慮し、実際の安定時間より若干大きめの値としている。
また、受信波検知部電源コントロール部９は、カウンタ１０より第ｎ受信波検知信号を受けるとＯＮ信号を出力しないようになっている。つまりその後、受信は行われず、そこで送受のサイクルは途絶えるようにしてある。
【００４０】
〔実施例２〕
図３は請求項５に対応する実施例である。
アナログスイッチＳＷ１と逆の動きをするアナログスイッチＳＷ２を配置し、電源ＯＮ時の影響を更に伝わりにくくしている。１４Ａはバッファである。
【００４１】
〔実施例３〕
図４は請求項６の実施例でアナログスイッチＳＷ１、ＳＷ２の制御信号をＣＲ回路１４Ｂ，１４Ｃでなまらせることにより制御信号自体で不要振動を起こしてしまうことを防いでいる。
【００４２】
〔実施例４〕
図５は請求項１〜８で使用するタイマ１２Ａの実施例を示す。減算器のＢ入力となるアナログ回路部安定時間に相当する一定値は下位３ビットが３ビットカウンタのカウンタ２０の出力となっている。そして、上位のビットは前記３ビットがどのような値になろうとアナログ回路部安定時間を確保できる値となっている。また、カウンタ２０は受信波検知信号をカウントするようになっていて、受信毎に０，１，２，３，４，５，６，７，０，１，…とカウントアップする。これにより入力Ｂの値は毎回１ずつカウント値８の範囲で変化する。
【００４３】
実施例の場合、基準クロック発信器１６は２ＭＨｚ、使用している超音波送受波器の周波数は約２５０ｋＨｚであり８クロック分の時間が１周期と合致するようにし、同様に２５０ｋＨｚ程度となると思われる不要振動の１周期に均等に受信ポイントが来て繰り返しによる平均化で影響が効率よく消えることを狙っている。
【００４４】
【発明の効果】
本発明の超音波流量計は上述のように構成されているので、消費電流の大きなアナログ回路を主要素とする受信波検知部の電源ＯＮ時間（作動時間）を短くでき、低消費電力化できる。
【００４５】
また、前記電源ＯＮ後の不要振動ノイズと受信波が同期するのを防止し、ｎ回の繰り返しでノイズによる誤差を実質的に平均化して小さくでき、流量計の高精度化に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例のブロック図である。
【図２】図１のブロック図のタイマのブロック図である。
【図３】本発明の他の実施例のブロック図である。
【図４】本発明の更に他の実施例のブロック図である。
【図５】本発明の要部実施例のブロック図である。
【図６】超音波流量計の原理を説明する略図である。
【符号の説明】
２，３ 超音波送受波器
４，５ 送受切替スイッチ
６ コントロール部
７ 送波器駆動部
８ 受信波検知部
９ 受信波検知部電源コントロール部
１０，１１ カウンタ
１２，１２Ａ タイマ
１４Ｂ，１４Ｃ ＣＲ回路
ＳＷ１，ＳＷ２ スイッチング素子（アナログスイッチ）
【発明の属する技術分野】
本発明は超音波流量計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６において、静止流体中の音速をＣ、流体の流れの速さをＶとすると、音波の伝搬方向が流れに沿った方向（以下順方向という）と一致すればその伝搬速度は（Ｃ＋Ｖ）となり、流れに逆らった方向（以下逆方向という）の場合には（Ｃ−Ｖ）となる。
【０００３】
距離Ｌを隔てて１組の送受波器２，３を流管１の上流と下流に離して配設し、送波器２から順方向に超音波を発射したとき、受波器３に超音波が到達するに要する時間をｔ1 、送波器３から逆方向に超音波を発射したときに、受波器２に超音波が到達するに要する時間をｔ2 とすれば、
ｔ1 ＝Ｌ／（Ｃ＋Ｖ） ……（１）
ｔ2 ＝Ｌ／（Ｃ−Ｖ） ……（２）
となる。
【０００４】
順方向と逆方向の超音波の上記伝搬時間ｔ1 ，ｔ2 を測定し、これらから流速Ｖを算出して、さらに流量を求め（積算し）ていた。
流速Ｖは上記（１），（２）式から
Ｖ＝Ｌ〔（１／ｔ1 ）−（１／ｔ2 ）〕／２
として求めていた。
【０００５】
伝搬時間計測の分解能を上げるために、１回の超音波の送受ではなく、受信と同時に次の同方向の送信を行い、同方向の送受を複数回（ｎ回）連続して繰り返し、最初の第１回目の送信から最後の第ｎ回目の受信までの時間を測定し、その値より１回の送信から受信までの時間つまり伝搬時間ｔ1 又はｔ2 を求めるようにしていた。
【０００６】
超音波が受信用の送受波器、つまり受波器に到達した時期を検知する受信波検知回路は、信号の増幅と基準レベルとの比較を行うアナログ回路を主にして構成されており、消費電流が大きかった。
【０００７】
受信用の送受波器の信号は非常に小さく、周波数が大きいため、超音波の到達時期を正確に検知するためには、高性能のアンプを使う必要があり、これらの増幅器は消費電流が大きいためである。
【０００８】
このように受信波検知部の消費電流が大きいため電池駆動の超音波流量計は電池寿命の面から実用化されていない。
電池駆動の超音波流量計の実現のため、超音波信号の増幅と基準レベルとの比較を行うアナログ回路部の時分割駆動が提案されている。これは、消費電流の多いアナログ回路部の電源ＯＮ時間をできるだけ短くし平均的に消費電力を低減しようと言うものである。
【０００９】
特に、受信とともに次の同方向の送信を行い、同方向の送受を複数回（ｎ回）連続して繰り返し、伝搬時間（到達時間ともいう）の複数（ｎ）倍をまとめて測定することにより到達時間測定の分解能を向上させる方式の超音波流量計では、連続する送受のうち直前の送受の到達時間から今回の受信時期（以下受信ポイントともいう）が予想できるので、アナログ回路部の電源ＯＮ時期を受信ポイントに極力近づけることが可能で、これについては本願出願人が先に特開平９−１３３５６０号公報で開示した。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
送受波器はＰＺＴなどの超音波トランスデューサが用いられている。受信波検知回路に接続されている受信側の送受波器に、アナログ回路部への電源ＯＮ時に、わずかではあるがどうしても電圧を加えることになり、受信側の送受波器を一時的（過渡的）に振動させてしまう。そのため、この不要振動が収まるまでは正確な受信が不可能であり、不要振動が減衰して受信に悪影響を与えないだけの減衰時間だけ早くアナログ回路部の電源をＯＮする必要があり、電源ＯＮ時間を一定以下に短くできない要因となっていて、超音波流量計の低消費電力化の障害となっていた。
【００１１】
また、受信波検知回路では受信波の特定の波、例えば第３波のゼロクロス点を検出して受信ポイントとしているが、ノイズともいうべき前記不要振動が受信信号を歪ませてゼロクロス点を移動させることになり、到達時間の測定精度を下げる要因となる。特に流速が安定している時は、毎回の到達時間が殆ど同じであり、前記不要振動が受信信号に対して毎回殆ど同じタイミング（つまり同じ位相）で混入する。従って、通常のランダムノイズのように繰り返しによる平均化で悪影響をなくすことができない。よって、不要振動が超音波流量計の高精度化の面でも大きな障害となっていた。
【００１２】
本発明はこれらの障害を解消できる超音波流量計を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１の発明は、送信側にも受信側にもはたらく少なくとも１対の超音波送受波器を設け、流体の流れの中を上流から下流及び下流から上流に超音波の送受を行い、その各向きの到達時間より流量を求める超音波流量計であって、
まず送信側の送受波器を発信させ、受信側送受波器の信号を入力とする受信波検知部が受信波を検知すると、再び送信側の送受波器を発信させるようにし、これを一定回数（ｎ回）繰り返すよう構成し、最初の発信から一定回数目（ｎ回目）の受信までの時間をまとめて測定し、その結果から流量を求めるようにしたもので、
ｎ回ある送受の各１回１回の到達時間を測定できるようになっていて、
前記受信波検知部は、主に増幅器を中心とするアナログ回路で構成されていて、その電源が、まず第１回目の発信から一定時間後にＯＮされ、受信波が検知されるとＯＦＦされるようになっていて、次からは今回の発信より、前回の到達時間から第２の一定時間を引いた時間経ったときＯＮされ、再び受信波が検知されるとＯＦＦされ、以後これを続けるよう構成されていて、前記第２の一定時間を一定範囲内でいろいろな値となるよう発信毎に変化させることを特徴とする超音波流量計である。
アナログ回路部の電源ＯＮ時、毎回同じ形の不要振動が起きる。受信ポイントを予想して電源をＯＮする場合では、流速が安定していると不要振動の波形に対し同じタイミングに毎回の受信ポイントがくるということになり誤差の大きな要因になる。
この発明では、受信波に対し毎回毎にアナログ回路部の電源ＯＮのタイミングをずらすことにより、ｎ回の繰り返しの間に影響を平均化して零に近づけ、計測制度を向上する。
【００１４】
請求項２の発明は、送信側にも受信側にもはたらく少なくとも１対の超音波送受波器を設け、流体の流れの中を上流から下流及び下流から上流に超音波の送受を行い、その各向きの到達時間より流量を求める超音波流量計であって、
まず送信側の送受波器を発信させ、受信側送受波器の信号を入力とする受信波検知部が受信波を検知すると、再び送信側の送受波器を発信させるようにし、これを一定回数（ｎ回）繰り返すよう構成し、最初の発信から一定回数目（ｎ回目）の受信までの時間をまとめて測定し、その結果から流量を求めるようにしたもので、
ｎ回ある送受の各１回１回の到達時間を測定できるようになっていて、
前記受信波検知部は、主に増幅器を中心とするアナログ回路で構成されていて、その電源が、毎回受信波が到達する直前に供給されて、アナログ回路部が時分割駆動されるようになっていて、まず第１回目の発信から一定時間後にＯＮされ、次からは今回の発信より、前回の到達時間から第２の一定時間を引いた時間経ったときＯＮされ、以後これを続けるよう構成されていて、前記第２の一定時間を一定範囲内でいろいろな値となるよう発信毎に変化させることを特徴とする超音波流量計である。
【００１５】
請求項３の発明は、送信側にも受信側にもはたらく少なくとも１対の超音波送受波器を設け、流体の流れの中を上流から下流及び下流から上流に超音波の送受を行い、その各向きの到達時間より流量を求める超音波流量計であって、
送信側の送受波器を発信させ、受信側送受波器の信号を入力とする受信波検知部が受信波を検知すると、再び送信側の送受波器を発信させるようにし、これを一定回数（ｎ回）繰り返すよう構成し、最初の発信から一定回数目（ｎ回目）の受信までの時間をまとめて測定し、その結果から流量を求めるようにしたもので、
前記受信波検知部は、主に増幅器を中心とするアナログ回路で構成されていて、その電源が、毎回受信波が到達する直前に供給され、受信波が検知されると断たれるようになっていて、
前記受信側送受波器の両端を電気的に短絡したり開放したりするスイッチング素子を配置し、アナログ回路部への電源をＯＮする瞬間は短絡状態で、その後受信波が到達するときは開放状態とする超音波流量計において、
受信波検知部の電源が、毎回受信波が到達する直前に供給され、まず第１回目の発信から一定時間後にＯＮされ、次からは今回の発信より、前回の到達時間から第２の一定時間を引いた時間経ったときＯＮされ、以後これを続けるよう構成し、前記第２の一定時間を一定範囲内でいろいろな値となるよう発信毎に変化させることを特徴とする超音波流量計である。
アナログ回路部に電源を供給するとき、増幅器のプラス電源とマイナス電源の立上りのアンバランスなどが要因となり、接続されている受信側送受波器に電圧を印加してしまうことが前記不要振動の原因である。
この発明では、アナログ回路部への電源供給をＯＮするとき、受信側の送受波器の両端が短絡状態であるため、送受波器に電圧が掛からない。従って不要振動することなく短時間で受信可能の状態になり、その分受信予想時点（受信予想ポイント）に極力近い時点でアナログ回路部の電源をＯＮできる。その結果、電源ＯＮ期間を極限的に短くしても受信が可能となり、平均消費電流を低減できる。
【００１６】
請求項４の発明は、送信側にも受信側にもはたらく少なくとも１対の超音波送受波器を設け、流体の流れの中を上流から下流及び下流から上流に超音波の送受を行い、その各向きの到達時間より流量を求める超音波流量計であって、
送信側の送受波器を発信させ、受信側送受波器の信号を入力とする受信波検知部が受信波を検知すると、再び送信側の送受波器を発信させるようにし、これを一定回数（ｎ回）繰り返すよう構成し、最初の発信から一定回数目（ｎ回目）の受信までの時間をまとめて測定し、その結果から流量を求めるようにしたもので、
前記受信波検知部は、主に増幅器を中心とするアナログ回路で構成されていて、その電源が、毎回受信波が到達する直前に供給されて、アナログ回路部が時分割駆動されるようになっていて、
前記受信側送受波器の両端を電気的に短絡したり開放したりするスイッチング素子を配置し、アナログ回路部への電源をＯＮする瞬間は短絡状態で、その後受信波が到達するときは開放状態とする超音波流量計において、
受信波検知部の電源が、毎回受信波が到達する直前に供給され、まず第１回目の発信から一定時間後にＯＮされ、次からは今回の発信より、前回の到達時間から第２の一定時間を引いた時間経ったときＯＮされ、以後これを続けるよう構成し、前記第２の一定時間を一定範囲内でいろいろな値となるよう発信毎に変化させることを特徴とする超音波流量計である。
【００１７】
請求項５の発明は、送信側にも受信側にもはたらく少なくとも１対の超音波送受波器を設け、流体の流れの中を上流から下流及び下流から上流に超音波の送受を行い、その各向きの到達時間より流量を求める超音波流量計であって、
まず送信側の送受波器を発信させ、受信側送受波器の信号を入力とする受信波検知部が受信波を検知すると、再び送信側の送受波器を発信させるようにし、これを一定回数（ｎ回）繰り返すよう構成し、最初の発信から一定回数目（ｎ回目）の受信までの時間をまとめて測定し、その結果から流量を求めるようにしたもので、
前記受信波検知部は、主に増幅器を中心とするアナログ回路で構成されていて、その電源が、毎回受信波が到達する直前に供給されて、アナログ回路部が時分割駆動されるようになっていて、
前記受信側送受波器の両端を電気的に短絡したり開放したりする第１のスイッチング素子と、
受信側送受波器の信号をアナログ回路部と接続したり切り離したりする第２のスイッチング素子とを配置し、
アナログ回路部への電源をＯＮする瞬間は第１のスイッチング素子を短絡状態に、かつ第２のスイッチング素子を切り離し状態にし、その後受信波が到達するときは第１のスイッチング素子を開放状態に、かつ第２のスイッチング素子を接続状態にする超音波流量計において、
受信波検知部の電源が、毎回受信波が到達する直前に供給され、まず第１回目の発信から一定時間後にＯＮされ、次からは今回の発信より、前回の到達時間から第２の一定時間を引いた時間経ったときＯＮされ、以後これを続けるよう構成し、前記第２の一定時間を一定範囲内でいろいろな値となるよう発信毎に変化させることを特徴とする超音波流量計である。
この発明では、アナログ回路部の電源ＯＮ時に、受信側送受波器の信号がアナログ回路部と切り離されていて、電源ＯＮ時の過渡的な悪影響を受けることが全くないため、より効果的である。
【００１８】
請求項６の発明は、請求項３、４又は５の超音波流量計において、前記スイッチング素子の制御をなまった波形で行うことを特徴とする。
一般的にスイッチング素子としてＣＭＯＳアナログスイッチ等が使用できる。ところが、この種のスイッチング素子のＯＮ、ＯＦＦの制御信号が新たに不要振動の原因となる場合がある。それは制御信号が微小容量を通し受信側送受波器に印加されるからである。
本発明では、なまった波形で制御することで、制御信号自体が不要振動を引き起こすことを防止する。
【００１９】
また、請求項７の発明は、請求項１乃至６の何れか１項の超音波流量計において、前記一定範囲を、前記超音波送受波器の周波数の１周期としたことを特徴とするものである。
【００２０】
そして、請求項８の発明は、請求項１乃至６の何れか１項の超音波流量計において、前記一定範囲を，前記超音波送受波器の周波数の１周期とし、その範囲に均等にいろいろな値となるよう第２の一定時間を変化させることを特徴とするものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
次に本発明の好ましい実施の形態を図面の実施例に基づいて説明する。
〔実施例１〕
図１の実施例は請求項１乃至４の発明に対応するが、第２の一定時間を発信毎に変化させる部分の実施例は後記実施例４（図５）で説明する。
【００２４】
一対の送受波器２と３はＰＺＴなどの超音波振動子で、送信にも受信にも切り替え使用でき、一方の送受波器が送信用に使用されるときは他方の送受波器は受信用に使用される。
【００２５】
送信用と受信用への切り替えは、切替スイッチ４と５をコントロール部６からの送受切替信号で切り替えることで行う。図１の状態では送受波器２が送波器駆動部７に接続されていて送信側として使用されている。また、送受波器３は受信波検知部８に接続されていて受信側として使用されている。
【００２６】
両送受波器２，３は流体中を上流から下流及び下流から上流への超音波の送受を行う。
受信波検知部８は、受信波検知部電源コントロール部９よりのＯＮ信号が“ＯＮ”のときは構成の一部であるアナログ回路部の電源をＯＮするように構成されていて、接続された受信側の送受波器３からの信号より受信波を検知すると受信波検知信号を出力する。
【００２７】
送波器駆動部７はコントロール部６より第１送信指令信号を受けると送信側の送受波器２をまず駆動し、その後は受信波検知部８より受信波検知信号を受ける度に同じ送受波器を駆動する。
【００２８】
第１のカウンタ１０は、受信波検知部８からの受信波検知信号をカウントし、ｎ番目の受信波検知信号を出力する。このカウンタ１０はコントロール部６よりの第１送信指令信号でリセットされるようになっている。
【００２９】
第２のカウンタ１１は、第１送信指令信号から第ｎ受信波検知信号までの時間を測定する。その時間（カウント値）はコントロール部６が読み取る。この例では第１送信指令信号でカウント値がゼロクリアされ、構成要素である基準クロック発生器からの基準クロックのカウントを開始するように構成されている。
【００３０】
コントロール部６は一定間隔で送受切替信号を反転させることにより２つの送受波器２，３の役割の切り替えを行う。各切り替え後、毎回切り替えによるノイズ等が収まる時間をおいて、第１送信指令信号を出力する。そして、第ｎ受信波検知信号を入力すると、カウンタ１１の測定値（カウント値）を読み取り、直前に行った逆向きでの測定値とを用いて、その間の流速流量を演算し表示等を行う。
【００３１】
タイマ１２は、まずコントロール部６からの第１送信指令信号が入力されるとその時点から時間カウントを開始し、考えられる最小の超音波到達時間として決められたある一定時間からアナログ回路部安定時間（電源ＯＮより受信可能となるまでの時間）を減じた時間経ったところでセット信号を出力し、その後、受信波検知部８からの受信波検知信号を入力すると、そこまでの時間を記憶すると共に再びゼロから時間カウントを開始する。
【００３２】
そして、今度は記憶した時間からアナログ回路部安定時間を減じた時間経ったところでセット信号を出力、次に受信波検知部８からの受信波検知信号を入力すると、再びそこまでの時間を記憶すると共に再びゼロから時間カウントを開始する。そして、再び記憶した時間からアナログ回路部安定時間を減じた時間経ったところでセット信号を出力、以下これを繰り返すよう構成されている。
【００３３】
ＳＷ１は受信側送受波器の両端を電気的に短絡したり開放したりするスイッチング素子としてのアナログスイッチで、受信波検知部電源コントロール部９のＯＮ信号を遅延回路１３とインバータ１４を介して印加して操作する。なお、アナログスイッチＳＷ１の図示下端はアナロググランドに接地されている。またこのスイッチＳＷ１は切替スイッチ５により受信側の送受波器３又は２の両端に接続される。
【００３４】
図２はタイマ１２の実施例の構成を示すものである。第１送信指令信号が入力されるとカウンタ１５はリセットされクロック発生器１６からの基準クロックを計数して時間のカウントを開始すると共に記憶器１７は送受波器間の距離や音速から考えられる最小の到達時間として決められた値がプリセットされる（この値を出力する）。
【００３５】
そして、この値は減算器１８のＡ入力に入力されている。Ｂ入力にはアナログ部安定時間相当の一定値が入力されていて、Ａ−Ｂに相当する値が比較器１９に入力されている。カウンタ１５は基準クロックをカウントしていて、このカウント値が比較器１９のもう一つの入力となっていて、比較器１９は２つの入力が等しくなると一致信号を出力する。
【００３６】
受信波検知信号が入力されたときは到達時間に相当するその瞬間のカウント値を記憶器１７で記憶し、同時にリセットされ再びゼロからカウントを開始するよう構成されている（記憶後リセット）。従って、今度は前回の到達時間からアナログ部安定時間を減じた時間相当のカウント値にカウントが進んだとき、一致信号を出力することになる。以後受信波検知信号が入力されたときの動作は同じである。このようにして前述の機能を実現している。
【００３７】
図１の受信波検知部電源コントロール部９はタイマ１２よりの一致信号をセット信号として、また受信波検知部８よりの受信波検知信号をリセット信号として入力していて、セット信号で“ＯＮ”、リセット信号で“ＯＦＦ”となるＯＮ信号を受信波検知部８に出力している。これにより受信波検知部８のアナログ回路部の電源は、毎回受信波が到達する直前に供給（ＯＮ）され、受信波が検知されると断たれる。
【００３８】
またＯＮ信号は遅延回路１３にも入力されている。実施例では短絡用の素子としてＣＭＯＳアナログスイッチＳＷ１を使用した。アナログ回路部のＯＮと合致しないようにＯＮ信号を遅延回路により遅らせ、更にインバータ１４で反転させアナログスイッチＳＷ１の制御信号とした。これにより、通常は短絡しているアナログスイッチＳＷ１はアナログ回路部への電源をＯＮする瞬間は短絡で、その後すぐに開放状態となり受信波が到達するときは開放となるようになっている。
【００３９】
アナログ回路部安定時間は測定中に流速が速くなることを考慮し、実際の安定時間より若干大きめの値としている。
また、受信波検知部電源コントロール部９は、カウンタ１０より第ｎ受信波検知信号を受けるとＯＮ信号を出力しないようになっている。つまりその後、受信は行われず、そこで送受のサイクルは途絶えるようにしてある。
【００４０】
〔実施例２〕
図３は請求項５に対応する実施例である。
アナログスイッチＳＷ１と逆の動きをするアナログスイッチＳＷ２を配置し、電源ＯＮ時の影響を更に伝わりにくくしている。１４Ａはバッファである。
【００４１】
〔実施例３〕
図４は請求項６の実施例でアナログスイッチＳＷ１、ＳＷ２の制御信号をＣＲ回路１４Ｂ，１４Ｃでなまらせることにより制御信号自体で不要振動を起こしてしまうことを防いでいる。
【００４２】
〔実施例４〕
図５は請求項１〜８で使用するタイマ１２Ａの実施例を示す。減算器のＢ入力となるアナログ回路部安定時間に相当する一定値は下位３ビットが３ビットカウンタのカウンタ２０の出力となっている。そして、上位のビットは前記３ビットがどのような値になろうとアナログ回路部安定時間を確保できる値となっている。また、カウンタ２０は受信波検知信号をカウントするようになっていて、受信毎に０，１，２，３，４，５，６，７，０，１，…とカウントアップする。これにより入力Ｂの値は毎回１ずつカウント値８の範囲で変化する。
【００４３】
実施例の場合、基準クロック発信器１６は２ＭＨｚ、使用している超音波送受波器の周波数は約２５０ｋＨｚであり８クロック分の時間が１周期と合致するようにし、同様に２５０ｋＨｚ程度となると思われる不要振動の１周期に均等に受信ポイントが来て繰り返しによる平均化で影響が効率よく消えることを狙っている。
【００４４】
【発明の効果】
本発明の超音波流量計は上述のように構成されているので、消費電流の大きなアナログ回路を主要素とする受信波検知部の電源ＯＮ時間（作動時間）を短くでき、低消費電力化できる。
【００４５】
また、前記電源ＯＮ後の不要振動ノイズと受信波が同期するのを防止し、ｎ回の繰り返しでノイズによる誤差を実質的に平均化して小さくでき、流量計の高精度化に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例のブロック図である。
【図２】図１のブロック図のタイマのブロック図である。
【図３】本発明の他の実施例のブロック図である。
【図４】本発明の更に他の実施例のブロック図である。
【図５】本発明の要部実施例のブロック図である。
【図６】超音波流量計の原理を説明する略図である。
【符号の説明】
２，３ 超音波送受波器
４，５ 送受切替スイッチ
６ コントロール部
７ 送波器駆動部
８ 受信波検知部
９ 受信波検知部電源コントロール部
１０，１１ カウンタ
１２，１２Ａ タイマ
１４Ｂ，１４Ｃ ＣＲ回路
ＳＷ１，ＳＷ２ スイッチング素子（アナログスイッチ）
Claims (8)
- 送信側にも受信側にもはたらく少なくとも１対の超音波送受波器を設け、流体の流れの中を上流から下流及び下流から上流に超音波の送受を行い、その各向きの到達時間より流量を求める超音波流量計であって、
まず送信側の送受波器を発信させ、受信側送受波器の信号を入力とする受信波検知部が受信波を検知すると、再び送信側の送受波器を発信させるようにし、これを一定回数（ｎ回）繰り返すよう構成し、最初の発信から一定回数目（ｎ回目）の受信までの時間をまとめて測定し、その結果から流量を求めるようにしたもので、
ｎ回ある送受の各１回１回の到達時間を測定できるようになっていて、
前記受信波検知部は、主に増幅器を中心とするアナログ回路で構成されていて、その電源が、まず第１回目の発信から一定時間後にＯＮされ、受信波が検知されるとＯＦＦされるようになっていて、次からは今回の発信より、前回の到達時間から第２の一定時間を引いた時間経ったときＯＮされ、再び受信波が検知されるとＯＦＦされ、以後これを続けるよう構成されていて、前記第２の一定時間を一定範囲内でいろいろな値となるよう発信毎に変化させることを特徴とする超音波流量計。 - 送信側にも受信側にもはたらく少なくとも１対の超音波送受波器を設け、流体の流れの中を上流から下流及び下流から上流に超音波の送受を行い、その各向きの到達時間より流量を求める超音波流量計であって、
まず送信側の送受波器を発信させ、受信側送受波器の信号を入力とする受信波検知部が受信波を検知すると、再び送信側の送受波器を発信させるようにし、これを一定回数（ｎ回）繰り返すよう構成し、最初の発信から一定回数目（ｎ回目）の受信までの時間をまとめて測定し、その結果から流量を求めるようにしたもので、
ｎ回ある送受の各１回１回の到達時間を測定できるようになっていて、
前記受信波検知部は、主に増幅器を中心とするアナログ回路で構成されていて、その電源が、毎回受信波が到達する直前に供給されて、アナログ回路部が時分割駆動されるようになっていて、まず第１回目の発信から一定時間後にＯＮされ、次からは今回の発信より、前回の到達時間から第２の一定時間を引いた時間経ったときＯＮされ、以後これを続けるよう構成されていて、前記第２の一定時間を一定範囲内でいろいろな値となるよう発信毎に変化させることを特徴とする超音波流量計。 - 送信側にも受信側にもはたらく少なくとも１対の超音波送受波器を設け、流体の流れの中を上流から下流及び下流から上流に超音波の送受を行い、その各向きの到達時間より流量を求める超音波流量計であって、
送信側の送受波器を発信させ、受信側送受波器の信号を入力とする受信波検知部が受信波を検知すると、再び送信側の送受波器を発信させるようにし、これを一定回数（ｎ回）繰り返すよう構成し、最初の発信から一定回数目（ｎ回目）の受信までの時間をまとめて測定し、その結果から流量を求めるようにしたもので、
前記受信波検知部は、主に増幅器を中心とするアナログ回路で構成されていて、その電源が、毎回受信波が到達する直前に供給され、受信波が検知されると断たれるようになっていて、
前記受信側送受波器の両端を電気的に短絡したり開放したりするスイッチング素子を配置し、アナログ回路部への電源をＯＮする瞬間は短絡状態で、その後受信波が到達するときは開放状態とする超音波流量計において、
受信波検知部の電源が、毎回受信波が到達する直前に供給され、まず第１回目の発信から一定時間後にＯＮされ、次からは今回の発信より、前回の到達時間から第２の一定時間を引いた時間経ったときＯＮされ、以後これを続けるよう構成し、前記第２の一定時間を一定範囲内でいろいろな値となるよう発信毎に変化させることを特徴とする超音波流量計。 - 送信側にも受信側にもはたらく少なくとも１対の超音波送受波器を設け、流体の流れの中を上流から下流及び下流から上流に超音波の送受を行い、その各向きの到達時間より流量を求める超音波流量計であって、
送信側の送受波器を発信させ、受信側送受波器の信号を入力とする受信波検知部が受信波を検知すると、再び送信側の送受波器を発信させるようにし、これを一定回数（ｎ回）繰り返すよう構成し、最初の発信から一定回数目（ｎ回目）の受信までの時間をまとめて測定し、その結果から流量を求めるようにしたもので、
前記受信波検知部は、主に増幅器を中心とするアナログ回路で構成されていて、その電源が、毎回受信波が到達する直前に供給されて、アナログ回路部が時分割駆動されるようになっていて、
前記受信側送受波器の両端を電気的に短絡したり開放したりするスイッチング素子を配置し、アナログ回路部への電源をＯＮする瞬間は短絡状態で、その後受信波が到達するときは開放状態とする超音波流量計において、
受信波検知部の電源が、毎回受信波が到達する直前に供給され、まず第１回目の発信から一定時間後にＯＮされ、次からは今回の発信より、前回の到達時間から第２の一定時間を引いた時間経ったときＯＮされ、以後これを続けるよう構成し、前記第２の一定時間を一定範囲内でいろいろな値となるよう発信毎に変化させることを特徴とする超音波流量計。 - 送信側にも受信側にもはたらく少なくとも１対の超音波送受波器を設け、流体の流れの中を上流から下流及び下流から上流に超音波の送受を行い、その各向きの到達時間より流量を求める超音波流量計であって、
まず送信側の送受波器を発信させ、受信側送受波器の信号を入力とする受信波検知部が受信波を検知すると、再び送信側の送受波器を発信させるようにし、これを一定回数（ｎ回）繰り返すよう構成し、最初の発信から一定回数目（ｎ回目）の受信までの時間をまとめて測定し、その結果から流量を求めるようにしたもので、
前記受信波検知部は、主に増幅器を中心とするアナログ回路で構成されていて、その電源が、毎回受信波が到達する直前に供給されて、アナログ回路部が時分割駆動されるようになっていて、
前記受信側送受波器の両端を電気的に短絡したり開放したりする第１のスイッチング素子と、
受信側送受波器の信号をアナログ回路部と接続したり切り離したりする第２のスイッチング素子とを配置し、
アナログ回路部への電源をＯＮする瞬間は第１のスイッチング素子を短絡状態に、かつ第２のスイッチング素子を切り離し状態にし、その後受信波が到達するときは第１のスイッチング素子を開放状態に、かつ第２のスイッチング素子を接続状態にする超音波流量計において、
受信波検知部の電源が、毎回受信波が到達する直前に供給され、まず第１回目の発信から一定時間後にＯＮされ、次からは今回の発信より、前回の到達時間から第２の一定時間を引いた時間経ったときＯＮされ、以後これを続けるよう構成し、前記第２の一定時間を一定範囲内でいろいろな値となるよう発信毎に変化させることを特徴とする超音波流量計。 - 前記スイッチング素子の制御をなまった波形で行うことを特徴とする請求項３、４又は５記載の超音波流量計。
- 前記一定範囲を、前記超音波送受波器の周波数の１周期としたことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の超音波流量計。
- 前記一定範囲を，前記超音波送受波器の周波数の１周期とし、その範囲に均等にいろいろな値となるよう第２の一定時間を変化させることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の超音波流量計。
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