JPH10239126A

JPH10239126A - 流量計

Info

Publication number: JPH10239126A
Application number: JP9041914A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Umekage; 康裕梅景; Motoyuki Nawa; 基之名和; Yukio Nagaoka; 行夫長岡
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-02-26
Filing date: 1997-02-26
Publication date: 1998-09-11
Anticipated expiration: 2017-02-26
Also published as: JP3692689B2

Abstract

(57)【要約】【課題】流量のゼロ点を調整して精度よく流量計測を
行う。【解決手段】音波を送受信する第１振動子９および第
２振動子１０と、音波の伝搬時間を計測する流路計時手
段１１と、前記流路計時手段１１の伝搬時間から流量を
検出する流量検出手段１２と、振動手段同士を音響的に
連結する振動連結手段１３と、振動連結手段１３を伝わ
る信号を用い振動伝搬時間を測定する振動計時手段２０
と、流量検出手段１２の流量ゼロのゼロ点を調整するゼ
ロ点調整手段１４とから構成されている。これによっ
て、流量ゼロのときの処理と同等の流量検出処理が振動
伝達手段の振動信号を用いて行えるので、流量が瞬時に
変化するような流路であってもゼロ調整を行うことがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波を利用して
気体や液体などの流量を計測する流量計測装置に関し、
特に流量計のゼロ点を補正する手段に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の流量計は、特公昭５９−１
７３７４号公報のようなものが知られていた。以下、そ
の構成について図１７を参照しながら説明する。

【０００３】図１７に示すように、流れの正逆に対し同
一の感度を有する一組の検出部１、２と、この検出部１
と検出部２に接続される変換器３とからなる流量計にお
いて、検出部１と検出部２からの信号の極性を切り替え
る手段４と、その切り替え手段４によって信号の極性を
変更したとき前記変換器３の出力信号の絶対値の差を検
出する手段５と、その絶対値の差を利用して前記変換器
のゼロ点ずれを補正する手段６とを備えている。ここ
で、７は流体が流れる導管である。

【０００４】上記構成において、検出部１と検出部２の
変換器３に対する接続関係を切り替えられた場合、変換
器３にゼロ点ずれがなければ変換器３の出力は同一のは
ずである。そして、検出部１と、検出器２を切り替え手
段４によって変換器に対する接続関係を切り替えたとき
に、絶対値の差を検出する手段の指示値が変化した場
合、ゼロ点ずれを補正する手段６によって手動で調整し
ゼロ点を補正していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
技術では、流れが変化する場合には、切り替え手段４に
よる切り替え前後の変換器３の出力は同一とは限らず、
ゼロ点調整ができないという課題があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、流路に設けられて音波を送受信する第１振
動手段および第２振動手段と、前記流路内を伝搬した前
記振動手段の信号から音波の伝搬時間を計測する第１計
時手段と、前記第１計時手段の値に基づいて流量を検出
する流量検出手段と、前記各振動手段を音響的に連結す
る振動連結手段と、前記振動手段の信号が前記振動連結
手段を伝わる伝搬時間を計測する第２計時手段と、前記
振動連結手段を伝わる伝搬時間から前記流量検出手段の
流量ゼロのゼロ点を調整するゼロ点調整手段とを備えた
ものである。

【０００７】上記発明によれば、振動連結手段を伝達す
る音響振動信号を用いて流量検出処理を行うことで、流
量ゼロのときの処理と同等の流量検出処理が行えるの
で、流量が瞬時に変化するような流路であってもゼロ点
調整手段によってゼロ点の調整を行うことができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明は、流路に設けられて音波
を送受信する第１振動手段および第２振動手段と、前記
流路内を伝搬した前記振動手段の信号から音波の伝搬時
間を計測する第１計時手段と、前記第１計時手段の値に
基づいて流量を検出する流量検出手段と、前記各振動手
段を音響的に連結する振動連結手段と、前記振動手段の
信号が前記振動連結手段を伝わる伝搬時間を検出する第
２計時手段と、前記振動連結手段を伝わる伝搬時間から
前記流量検出手段の流量ゼロのゼロ点を調整するゼロ点
調整手段とを備えている。そして、振動連結手段を伝達
する音響振動信号を用いて伝搬時間を計測することで、
流量ゼロのときの計測処理のずれを検出することがで
き、流量が瞬時に変化するような流路であってもゼロ調
整手段によってゼロ調整を行うことができる。

【０００９】また、第１振動手段と第２振動手段の送受
信の切換手段と、前記振動手段間相互の信号伝搬を複数
回行う繰返手段と、複数回繰り返したときの振動連結手
段を伝わる伝搬時間を計測する第２計時手段と、前記第
２計時手段の値に基づいてゼロ調整を行うゼロ点調整手
段とを備えている。そして、複数回繰り返すことで伝搬
時間が複数回の伝搬時間となり精度よくゼロ点を補正す
ることができる。

【００１０】また、第２計時手段で計測した振動連結手
段を伝わる伝搬時間の逆数の差に基づいてゼロ調整を行
うゼロ点調整手段を備えている。そして、逆数の差を取
ることで音速の影響を無視することができる。

【００１１】また、第２計時手段を兼用する第１計時手
段、または第１計時手段を兼用する第２計時手段を備え
ている。そして、ひとつの計時手段で兼用することでコ
ンパクトにすることができるとともに、同じ計時手段で
伝搬時間を計測するのでゼロ点調整が精度よく行える。

【００１２】また、第１振動手段と第２振動手段を振動
させる周波数を、流量計測時とゼロ点補正時に変える周
波数設定手段を備えている。そして、流量計測とゼロ点
調整との周波数を変えることで流路への信号の発生と、
振動連結手段への信号の発生をそれぞれ効率よく行うこ
とができノイズなどに妨害されずに精度よく計測が行え
る。

【００１３】また、流量計測時には各振動手段の共振周
波数または反共振周波数を用い、ゼロ点補正時には共振
周波数以外または反共振周波数以外の周波数に設定する
周波数設定手段を備えている。そして、流路へは共振周
波数で効率よく信号を発生させ、振動連結手段へは振動
レベルが低くなるその他の周波数で信号発生を行うこと
で振動連結手段の信号レベルで流量計測の信号レベルが
妨害されないようにすることができる。

【００１４】また、定期時間間隔でゼロ点調整を行うゼ
ロ調整起動手段を備えている。そして、定期的にゼロ点
調整を行うことで常に所定の精度を維持することができ
る。

【００１５】また、流量計測時に同期してゼロ点補正を
行うゼロ調整起動手段を備えている。そして、流量計測
に同期して行うことで、すべての流量計測でゼロ点補正
が正しく行える状態を作ることができるので非常に精度
の高い流量計測ができる。

【００１６】さらに、流量計測の所定回数ごとに１回ゼ
ロ点調整を行うゼロ点調整起動手段を備えている。そし
て、ゼロ点調整の回数を減らすことで省電力化ができ
る。

【００１７】また、流量計測時と異なる時刻にゼロ点調
整を行うゼロ点補正起動手段を備えている。そして、流
量計測を妨害することなくゼロ点調整を行うことができ
る。

【００１８】また、手動による命令手段の信号によって
ゼロ点調整を行うゼロ点調整起動手段を備えている。そ
して、人為的にゼロ流量がずれていることを確認してゼ
ロ点調整を行うことができるので無駄なゼロ点調整処理
を減らすことができ省電力化ができる。

【００１９】また、各振動手段の正面間を連結する振動
連結手段を備えている。そして、流路内に振動連結手段
を配置することができるので小型化が可能である。

【００２０】また、各振動手段の側面間を連結する振動
連結手段を備えている。そして、側面から流路外に振動
連結手段を設置することができるので流路の圧損増加も
ないようにできる。

【００２１】また、各振動手段の裏面間を連結する振動
連結手段を備えている。そして、裏面方向においても正
面方向とほぼ同様の振動力が発生しているので非常に大
きな振動信号を伝搬させることができ、精度よく信号検
出が行える。

【００２２】また、整合層と同一材料で構成された振動
連結手段を備えている。そして、整合層と振動連結手段
を接着する必要がなく信頼性が向上すると共に組み立て
工数も少なくすることができる。

【００２３】また、制振材料で構成された振動連結手段
を備えている。そして、伝搬信号を短時間で収束させる
ことができるので短時間でゼロ点調整が行える。

【００２４】また、金属材料で構成された振動連結手段
を備えている。また、金属材料は、樹脂などに比べて音
速が非常に速いので、伝搬時間を短くでき流路を伝搬す
る信号と十分に分離することができるので流路内の伝搬
を妨害することなくゼロ点調整を行うことができる。

【００２５】また、中心が空洞の円筒管で構成された振
動連結手段を備えている。そして、円筒管内の音波の伝
搬でゼロ点調整が行えるので流路に流量がある場合でも
ゼロ点調整が可能であり、かつ流路へ伝搬する信号と同
じように管路の空間を伝搬する信号でゼロ点調整が行え
るので精度よくゼロ点調整が可能である。

【００２６】また、ゼロ調整時には１パルスで音波を発
生させるゼロ調整音波発生手段を備えている。また、流
量計測のパルスの間の時間内でゼロ調整用の伝搬測定が
行える。

【００２７】また、繰返手段の繰返し回数は、流量計測
時よりもゼロ点調整時の方を多く設定している。そし
て、固体中の伝搬時間を精度よく測定することができ
る。

【００２８】また、信号検出レベルが変更可能な信号レ
ベル設定手段を備えている。また、振動連結手段を伝わ
ってきた信号レベルの高い信号のみを検知することがで
きるので、精度よくゼロ点調整が可能である。

【００２９】また、第１振動手段と第２振動手段の送信
信号を流量計測時とゼロ点調整時に同じレベルになるよ
うに調整する出力調整手段を備えている。そして、第１
振動手段と第２振動手段の送信信号が同じレベルにでき
ることで計時手段での信号検出レベルが同じにでき第１
計時手段と第２計時手段をひとつの計時手段で兼用する
ことができる。

【００３０】以下、本発明の実施例について図面を参照
して説明する。（実施例１）図１は本発明の実施例１の流量計のブロッ
ク図である。図１において、流路８に設けられて超音波
を送受信する第１振動手段としての第１振動子９と、第
２振動手段としての第２振動子１０と、前記流路内を伝
搬した各振動子８，９の信号から音波の伝搬時間を計測
する第１計時手段としての流路計時手段１１と、流路計
時手段１１の値に基づいて流量を検出する流量検出手段
１２と、各振動子を連結する振動連結手段１３と、振動
連結手段１３を伝わる信号を用いて、流量検出手段１２
の流量ゼロのゼロ点を調整するゼロ点調整手段１４とを
備えている。

【００３１】また、第１振動子９と第２振動子１０の送
受信の切換手段１５と、振動子間相互の信号伝搬を複数
回行う繰返手段１６とを備えている。そして、流路計時
手段１１は複数回繰り返したときの伝搬時間を計測し、
前記流量検出手段１２が流路計時手段１１の値に基づい
て流量を検出する。さらに、定期時間間隔でゼロ点調整
を行うゼロ点調整起動手段１７を備えている。ここで、
１８は送信手段、１９は受信手段、２０は振動連結手段
を伝搬する伝搬時間を検出する第２計時手段としての振
動計時手段である。

【００３２】次に動作、作用について図２から図７を用
いて説明する。図２に示すように、本発明の流量計は、
送信手段１８によって第１振動子９から超音波パルスを
発生する。その超音波パルスは流路内を伝搬して第２振
動子１０と受信手段１９で受信される。そして、受信さ
れた信号を受けて再び第１振動子９から超音波パルスを
発生する。この動作を所定回数Ｎ回（例えば、Ｎ＝２ｎ
回；ｎは正の整数）だけ繰返手段１６によって繰り返す
ことで、超音波の伝搬時間ｔ１を流路計時手段１１で測
定する。ここで、２１は空気と振動子の音響インピーダ
ンスを合わせるための整合層である。

【００３３】そして、音速をＣ、伝搬距離をＬ、流路内
の流速をＶとし、各振動子が流速方向に対してθの角度
で設置され、かつ第１振動子が流れに対して上流側に設
置されているとすると、各振動子の対向する方向の流速
Ｖ１は、Ｖｃｏｓ（θ）であるから、ｎ回繰返して流
量計時手段１１で測定した伝搬時間ｔ１は、ｔ１＝ｎＬ／（Ｃ＋Ｖｃｏｓ（θ））となる。また、流れに対して下流側の第２振動子から超
音波パルスを発生して同じようにｎ回繰返して流量計時
手段１１で測定した伝搬時間ｔ２は、ｔ２＝ｎＬ／（Ｃ−Ｖｃｏｓ（θ））となる。これらの伝搬時間の逆数の差を取ると、１／ｔ１−１／ｔ２＝２Ｖｃｏｓ（θ）／ｎＬとなる。よって、流路方向の流速Ｖは、Ｖ＝ｎＬ（１／ｔ１−１／ｔ２）／（２ｃｏｓ
（θ））となり、流路の断面積をＳとすると、流量Ｑは、Ｑ＝ＳＶとして求めることができる。この方法をシングアラウン
ド法と呼ぶことにする。

【００３４】ここで、流量ゼロは（１／ｔ１−１／ｔ
２）がゼロであるが、計時変化などによりゼロにならな
いことがある。そこで、時間の逆数差をゼロにするよう
なゼロ定数Ｋ１を設定して、次式で流量を求める。

【００３５】Ｖ＝ｎＬ（１／ｔ１−１／ｔ２−Ｋ１）
／（２ｃｏｓ（θ））ゼロ定数Ｋ１は、流量計測の最初に流量ゼロの状態を人
為的に作って求めることとしているが、それ以降も定期
的にゼロ点調整起動手段によって求めることとした。

【００３６】以下、このゼロ定数Ｋ１の求め方について
説明する。図３に示すように、第１振動子９の側面と第
２振動子１０の側面を振動連結手段１３で連結する。そ
して、振動連結手段１３を構成する固体中を伝搬する音
速Ｃｓは、気体や液体中の音速Ｃに比べて非常に速いの
で、図４のように流路中を伝搬する音波信号と区別して
測定することができる。そこで、流量計測と同時にシン
グアラウンド法によって繰返して超音波を発生させ、伝
搬時間ｔｓ１とｔｓ２を振動計時手段２０で測定し、流
量ゼロの状態を擬似的に測定することができる。図４に
示すｔ、ｔｓは１回の伝搬時間を示す。そして、このと
きの伝搬時間の逆数の差をゼロにするように振動伝搬ゼ
ロ定数Ｋ２を求める。すなわち、Ｋ２＝｜１／ｔｓ１−１／ｔｓ２｜である。

【００３７】このようにして測定した振動伝搬ゼロ定数
Ｋ２から実験的に求めた変換式でゼロ定数Ｋ１を算出す
るのである。例えば、Ｋ１＝ａ＊Ｋ２である。ここで、ａは実験的に求めた定数である。以上
のフローチャートを図５に示す。

【００３８】振動連結手段１３を伝搬する信号を用いて
行うので、流路に流量ゼロの状態を作る必要がなく、流
量ありの状態でもゼロ定数Ｋ１の調整が可能である。

【００３９】ここで、流量計測と同じ超音波信号でゼロ
点調整ができるので、ゼロ点調整のためにだけ各振動子
を振動させる必要がなく振動回数を減らせるので、耐久
性をのばすことができると共に低消費電力化ができる。

【００４０】また、流量計測と同じ超音波信号で行うの
でお互いの干渉を防ぐために、振動計時手段が動作する
ときの受信レベルは、流路中の伝搬信号を受信するより
も高い信号のみを受信できるように信号レベル設定手段
２４で設定する。その結果、振動連結手段を伝わってき
た信号レベルの高い信号のみを検知し、振動計時手段で
伝搬時間を計時することができる。

【００４１】このように、振動連結手段を伝搬する音波
信号でシングアラウンド法を行うことで、流量が発生し
た状態でも流量ゼロの調整を行うことができるととも
に、時間の逆数差を取ることで固体中を伝搬する音速の
影響も無視できることになり、温度の影響も受けにくく
ゼロ点調整が精度よくできる。そして、振動連結手段
は、各振動子の側面を連結した構成としているため、流
路内には障害物がないので流れがスムーズに流れるとと
もに、流路の圧力損失も増加することなく振動連結手段
を設置することができる。

【００４２】また、流量計測の時の超音波信号と同期し
てゼロ点調整を行うように実施例で説明したが、ゼロ点
調整を毎回する必要はないので、流量調整の数回に１回
（例えば、８回に１回）ゼロ点調整を行うようにするこ
とで、ゼロ点調整の処理を少なくできて処理に使用する
消費電力を低減することもできる。

【００４３】なお、振動連結手段は、各振動子の側面を
連結した構成で説明したが、図６のように、各振動子の
正面を連結しても同様の効果が得られる。例えば、流路
を妨げない程度の細い丸棒で振動連結手段２２を構成す
ることでよい。そして、各振動子の正面を流路内で連結
することで流路外のスペースが省略できるので小型化が
可能となる。さらに、図７のように、各振動子の裏面を
振動連結手段２３で連結しても同様である。例えば、裏
面方向においても正面方向とほぼ同様の振動力が発生し
ているので非常に大きな振動信号を伝搬させることがで
き、精度よく信号検出が行える効果がある。

【００４４】また、振動伝達手段を構成する材料として
は、整合層と同一材料を用いる構成や、金属材料また
は、制振材料を用いることができる。まず、整合層と同
一材料で構成した場合は、図６に示すような整合層と一
体にした振動連結手段を構成することで、振動子と振動
連結手段を接着する必要がなく信頼性を高めることがで
きるとともに、組み立て工数も少なくできる効果があ
る。また、金属材料では、樹脂などに比べて音速が非常
に速いので、図４に示すＴが短くでき流路を伝搬する信
号と十分に分離することができる効果がある。そして、
制振材料を用いた場合は、図４に示すような固体伝搬信
号の波形を短い時間でレベルダウンさせることができる
ので、流路を伝搬してくる信号と重なり合うことがない
ようにすることができる。

【００４５】なお、本実施例では、流量計測と同時にシ
ングアラウンド法によって振動伝達手段の伝搬時間を計
測するとして説明したが、当然、流量計測時と振動伝達
手段の伝搬時間の測定は別々にシングアラウンド法を用
いて行うことは可能である。そのときのフローチャート
と動作を示す信号波形図を図８と図９に示す。

【００４６】（実施例２）図１０は本発明の実施例２の
流量計を示す構成図である。実施例１と異なる点は、流
量計測時とゼロ点補正時に第１振動子９と第２振動子１
０を振動させる周波数を変える周波数設定手段２５を備
えたことにある。

【００４７】次に動作、作用について図１１から図１５
を用いて説明する。図１１に示すように、流路内に超音
波パルスを３パルス発生させ、シングアラウンド法によ
って流量を検出する。これは、実施例１で説明済みなの
で省略する。そして、流量検出用の流路伝搬信号を受け
た所定時間Ｔ後に、超音波パルスを１パルス発生させる
ようにする。このパルス信号で振動連結手段を伝搬した
振動伝搬信号を受信し、流量計測と同じようにシングア
ラウンド法で複数回の伝搬時間を振動計時手段２０で検
出する。そして、その伝搬時間の逆数の差から実施例１
と同様に振動伝搬ゼロ定数Ｋ２を求めて、ゼロ定数Ｋ１
を算出し流量のゼロ点を調整するようにした。なお、流
量計測の複数回に１回（例えば、８回するこどに１回）
ゼロ調整のシングアラウンド処理をするようにした。

【００４８】また、流量計測時には超音波振動子の共振
周波数ｆ０で受発振を行うが、振動連結手段を伝搬する
時間を測定する場合には、流路中の伝搬時間を計測する
周波数ｆ０とは違う周波数、例えば共振周波数以外で、
かつ周波数ｆ０よりも高い周波数で受発信させるように
した。しかも、パルス数は１パルスとして、時間分解能
を上げるようにした。その結果、固体中の超音波振動は
流体中に比べ大きな信号レベルが伝搬するので共振周波
数以外の周波数でも十分検出することができる。そし
て、図９に示すように流量計測のパルスとパルスの間の
時間内でゼロ点調整用のパルス信号の受発信が行え伝搬
時間の測定が行えることになる。以上の処理のフローチ
ャートを図１２と図１３に示す。

【００４９】このように、周波数を変えることで流量計
測時とは、別々に信号が検出でき信号が混在してノイズ
に埋もれるようなことがなく精度よくゼロ点調整を行う
ことができる。また、共振周波数以外の高い周波数で振
動させることで時間分解能を上げ、流量計測とは異なる
時間帯でかつ短時間で計測を行うことができる。さら
に、１パルスで振動させることでも同様に短時間でゼロ
調整用の伝搬時間の計測を行うことができる。

【００５０】なお、流量計測のパルスとパルスの間の時
間内で計測するのではなく、任意の時間に計測するよう
にして、シングアラウンドの回数は、流量計測時よりも
振動伝搬の計測の方を多く設けることでトータルの伝搬
時間を長くして測定精度を上げるようにした。そうする
ことで、固体中を伝搬する振動速度が速くなってもシン
グアラウンドの回数を増やすことで測定精度が確保でき
るのである。（例えば、流量計測で２５６回なら、振動
伝搬の計測では、おおよそ速度の比率分だけ多くし２５
６回の１０倍の２５６０回とする）。

【００５１】また、図１４に示すように振動子９の振動
モードが正面方向に振動するようなモードの共振周波数
ｆ０と、図１５に示すように振動子９の側面方向に振動
する周波数ｆ１を用いることで、振動子９の側面と振動
連結手段１３とをすき間を開けて設置するようにしてお
いても、側面方向に振動する場合のみ振動連結手段１３
に振動が伝わるようにすることができる。

【００５２】さらに、図１５に示すように手動でゼロ点
調整ができるようにゼロ点調整起動手段２６を設けるよ
うにした。その結果、検針員など定期的に巡回するとき
に、ガス遮断弁を閉じ、流量ゼロを確認してずれていた
ときにだけ、人為的にゼロ調整ができる。よって、ゼロ
点がずれていないときにゼロ点調整をしなくて済み省電
力化が図れる。なお、検針員がガス遮断弁を閉じる操作
をせずとも自動的に遮断弁を閉じて、かつ自動的に流量
ゼロを確認しゼロ点調整をさせることも可能である。

【００５３】さらに、図１６に示すように、振動伝達手
段２７は、中心が空洞２８の円筒管で構成した。図１４
に示すように、ゼロ点調整時には、振動子９の振動モー
ドが側面方向に振動するようなモードの共振周波数ｆ１
を用いることで、円筒管の空洞には超音波が伝搬され
る。一方、流路に伝搬される超音波は非常に小さいレベ
ルになるのでシングアラウンド法は適用できなくなる。
よって、流速のない円筒管内の伝搬時間の測定のみが行
え、流量ゼロ時の伝搬時間が計測できるのである。この
伝搬時間で流量ありの状態になれば、ゼロ定数Ｋ１を調
整して流量ゼロになるようにするものである。このよう
に、円筒管による振動伝達手段においてもゼロ点調整が
可能となる。

【００５４】

【発明の効果】以上の説明から明らかのように本発明の
流量計によれば、次の効果が得られる。

【００５５】振動手段を連結する振動連結手段を伝わる
伝搬時間を検出する第２計時手段と、振動連結手段を伝
わる伝搬時間から前記流量検出手段の流量ゼロのゼロ点
を調整するゼロ点調整手段とを備えたことにより、振動
連結手段を伝達する音響振動信号を用いて伝搬時間を計
測し、流量ゼロのときの計測処理のずれを検出すること
ができ、したがって流量が瞬時に変化するような流路で
あってもゼロ点調整を行うことができる。

【００５６】また、第１振動手段と第２振動手段の送受
信の切換手段と、これら振動手段間相互の信号伝搬を複
数回行う繰返手段と、複数回繰り返したときの振動連結
手段を伝わる伝搬時間を計測する第２計時手段の値に基
づいてゼロ点調整を行うゼロ点調整手段とを備えたこと
により伝搬時間が複数回の伝搬時間となり精度よくゼロ
点補正できる。

【００５７】また、第２計時手段で計測した振動連結手
段を伝わる伝搬時間の逆数の差に基づいてゼロ調整を行
うゼロ調整手段を備えたことにより、音速の影響を無視
することができる。

【００５８】また、第２計時手段を兼用する第１計時手
段、または第１計時手段を兼用する第２計時手段を備え
たことによりコンパクトになるとともに、同じ計時手段
で伝搬時間を計測するのでゼロ点調整が精度よく行え
る。

【００５９】また、第１振動手段と第２振動手段を振動
させる周波数を、流量計測時とゼロ点補正時に変える周
波数設定手段を備えたことにより流路への信号の発生
と、振動連結手段への信号の発生をそれぞれ効率よく行
うことができノイズなどに妨害されずに精度よく計測が
できる。

【００６０】また、流量計測時には各振動手段の共振周
波数または反共振周波数を用い、ゼロ点補正時には共振
周波数以外または反共振周波数以外の周波数に設定する
周波数設定手段を備えたことにより、流路へは共振周波
数で効率よく信号を発生させ、振動連結手段へは振動レ
ベルが低くなるその他の周波数で信号発生を行い振動連
結手段の信号レベルで流量計測の信号レベルが妨害され
ないようにすることができる。

【００６１】また、定期時間間隔でゼロ点調整を行うゼ
ロ点調整起動手段を備えたことにより、常に所定レベル
以上の精度を維持することができる。

【００６２】また、流量計測時に同期してゼロ点補正を
行うゼロ点調整起動手段を備えたことにより、すべての
流量計測においてゼロ点補正が正しく行われ非常に精度
の高い流量計測ができる。

【００６３】さらに、流量計測の所定回数ごとに１回ゼ
ロ点調整を行うゼロ点調整起動手段を備えたことによ
り、ゼロ点調整の回数を減らすことができ省電力化が可
能となる。

【００６４】また、流量計測時と異なる時刻にゼロ点調
整を行うゼロ点補正起動手段を備えたことにより、流量
計測を妨害することなくゼロ点調整を行うことができ
る。

【００６５】また、手動による命令手段の信号によって
ゼロ点調整を行うゼロ点調整起動手段を備えたことによ
り、人為的にゼロ流量がずれていることを確認してゼロ
点調整を行うことができ、無駄なゼロ点調整処理を減ら
し省電力化を可能にする。

【００６６】また、各振動手段の正面間を連結する振動
連結手段を備えたことにより、流路内に振動連結手段を
配置することができ小型化が可能となる。

【００６７】また、各振動手段の側面間を連結する振動
連結手段を備えたことにより流路の圧損増加もないよう
にできる。

【００６８】また、各振動手段の裏面間を連結する振動
連結手段を備えたことにより裏面方向においても正面方
向とほぼ同様の振動力が発生しているので非常に大きな
振動信号を伝搬させることができ、精度よく信号検出が
行える。

【００６９】また、整合層と同一材料で構成された振動
連結手段を備えたことにより、整合層と振動連結手段を
接着する必要がなく信頼性が向上すると共に組み立て工
数もを削減することができる。

【００７０】また、制振材料で構成された振動連結手段
を備えたことにより、伝搬信号を短時間で収束させるこ
とができ、短時間でゼロ点調整が行える。

【００７１】また、金属材料で構成された振動連結手段
を備えたことにより、伝搬時間を短くでき、したがって
流路を伝搬する流量信号と十分に分離することができ、
この信号を妨害することなくゼロ点調整を行うことがで
きる。

【００７２】また、筒管で構成された振動連結手段を備
えたことにより、筒管内の音波の伝搬でゼロ点調整が行
えるので流路に流量がある場合でもゼロ点調整が可能で
あり、かつ流路へ伝搬する信号と同じように管路の空間
を伝搬する信号でゼロ点調整を行なうことが可能とな
る。

【００７３】また、ゼロ点調整時には１パルスで音波を
発生させるゼロ点調整音波発生手段を備えたことによ
り、流量計測のパルスの間の時間内でゼロ点調整用の伝
搬測定を行なうことができる。

【００７４】また、繰返手段の繰返し回数は、流量計測
時よりもゼロ点調整時の方を多くなるように設定したの
で、固体中の伝搬時間を精度よく測定することができ
る。

【００７５】また、信号検出レベルが変更可能な信号レ
ベル設定手段を備えたことにより、振動連結手段を伝わ
ってきた信号レベルの高い信号のみを検知することがで
き、精度よくゼロ点調整を行なうことができる。

【００７６】また、第１振動手段と第２振動手段の送信
信号を流量計測時とゼロ点調整時に同じレベルになるよ
うに調整する出力調整手段を備えたことにより、計時手
段での信号検出レベルが同じにでき、第１計時手段と第
２計時手段を一つの計時手段で兼用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の流量計のブロック図

【図２】同流量計の基本構成を示す断面図

【図３】同流量計の別の構成を示す断面図

【図４】同流量計の動作を説明する信号波形図

【図５】同流量計の動作を示すフローチャート

【図６】同流量計の振動連結手段の他の構成を示す断面
図

【図７】同流量計の振動連結手段のさらに他の構成を示
す断面図

【図８】同流量計の動作を示すフローチャート

【図９】同流量計の動作を説明する信号波形図

【図１０】本発明の実施例２の流量計のブロック図

【図１１】同流量計の動作を説明する信号波形図

【図１２】同流量計の動作を示すフローチャート

【図１３】同流量計の動作を示すフローチャート

【図１４】同流量計の振動子の振動モードを示す振動モ
ード図

【図１５】同流量計の他の構成を示すブロック図

【図１６】同流量計の振動伝達手段の他の構成を示す断
面図

【図１７】従来の流量計を示す構成図

【符号の説明】

９第１振動子１０第２振動子１１流路計時手段１２流量検出手段１３、２２、２３、２７振動連結手段１４ゼロ調整手段１５切換手段１６繰返手段１７ゼロ調整起動手段２０振動計時手段２１整合層２４信号レベル設定手段２５周波数設定手段２６手動ゼロ調整起動手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流路に設けられ音波を送受信する第１振動
手段および第２振動手段と、前記流路内を伝搬する音波
の伝搬時間を計測する第１計時手段と、前記第１計時手
段からの伝搬時間に基づいて流量を検出する流量検出手
段と、前記第１振動手段と前記第２振動手段とを音響的
に連結する振動連結手段と、前記第１振動手段または前
記第２振動手段からの信号が前記振動連結手段を伝わる
伝搬時間を計測する第２計時手段と、前記第２計時手段
からの伝搬時間に基づいて前記流量検出手段の流量ゼロ
のゼロ点を調整するゼロ点調整手段とを備えた流量計。
【請求項２】第１振動手段と第２振動手段における送信
・受信の関係を切換える切換手段と、前記振動手段間相
互の信号伝搬を複数回行う繰返手段とを備え、第２計時
手段は複数回繰り返したときの振動連結手段を伝わる伝
搬時間を計測する請求項１記載の流量計。
【請求項３】ゼロ点調整手段は第２計時手段で計測した
伝搬時間の逆数の差に基づいてゼロ点を調整する請求項
２記載の流量計。
【請求項４】第１計時手段と第２計時手段のどちらか一
方が他方の機能を有するようにした請求項１記載の流量
計。
【請求項５】第１振動手段と第２振動手段を振動させる
周波数を、流量計測時とゼロ点調整時に変える周波数設
定手段を備えた請求項１から４のいずれか１項記載の流
量計。
【請求項６】周波数設定手段はゼロ点調整時には共振周
波数および反共振周波数とは異なる周波数に設定する請
求項５記載の流量計。
【請求項７】ゼロ点調整手段は一定の時間間隔でゼロ点
を調整する請求項１から４のいずれか１項記載の流量
計。
【請求項８】ゼロ点調整手段は流量計測時に同期してゼ
ロ点を調整する請求項７記載の流量計。
【請求項９】ゼロ点調整手段は流量計測を所定回数行な
うごとにゼロ点を調整する請求項８記載の流量計。
【請求項１０】ゼロ点調整手段は流量計測時と異なる時
刻にゼロ点を調整する請求項１から４のいずれか１項記
載の流量計。
【請求項１１】ゼロ点調整手段は手動によってゼロ点を
調整する請求項１から４のいずれか１項記載の流量計。
【請求項１２】振動連結手段は各振動手段の正面間を連
結する請求項１から４のいずれか１項記載の流量計。
【請求項１３】振動連結手段は各振動手段の側面間を連
結する請求項１から４のいずれか１項記載の流量計。
【請求項１４】振動連結手段は各振動手段の裏面間を連
結する請求項１から４のいずれか１項記載の流量計。
【請求項１５】第１振動手段と第２振動手段の各送信面
に整合層を備え、振動連結手段は前記整合層と同一材料
で構成された請求項１２から１４のいずれか１項記載の
流量計。
【請求項１６】振動連結手段は制振材料で構成された請
求項１２から１４のいずれか１項記載の流量計。
【請求項１７】振動連結手段は金属材料で構成された請
求項１２から１４のいずれか１項記載の流量計。
【請求項１８】振動連結手段は筒管で構成された請求項
１２から１４のいずれか１項記載の流量計。
【請求項１９】ゼロ点調整時には１パルスで音波を発生
させるゼロ調整音波発生手段を備えた請求項１から４の
いずれか１項記載の流量計。
【請求項２０】繰返手段の繰返し回数は、流量計測時よ
りもゼロ点調整時の方を多く設定した請求項２記載の流
量計。
【請求項２１】受信信号の検出レベルが変更可能な信号
レベル設定手段を備えた請求項１または２記載の流量
計。
【請求項２２】第１振動手段と第２振動手段の送信信号
を、流量計測時とゼロ点調整時に同一レベルになるよう
に調整する出力調整手段を備えた請求項１または２記載
の流量計。