JPH11108719A - 流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 流量計が設置された配管の口径を自動的に測
定し、また、その口径に応じた演算パラメータ（メータ
定数、最大流量値、最小流量値）を演算手段に設定する
流量計を提供する。 【解決手段】 設定スイッチ１７と、設定スイッチがオ
ンされたときに超音波センサ７を利用しての超音波伝播
時間を測定することで設置された配管２の口径を求める
パラメータ設定回路１８及びカウンタ１９と、カウント
数に対応した演算パラメータを記憶している記憶部１８
ａを設け、カウンタ１９のカウント数に対応した演算パ
ラメータを記憶部１８ａから読みだして、流量演算を行
う流量演算回路１４及び出力制御回路１５に設定する。
これによって、配管２の口径を自動的に測定し、また、
測定した配管２の口径に応じた演算パラメータを自動的
に流量演算回路１４及び出力制御回路１５に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波センサを用
いて被測流体の流量を測定する流量計に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、超音波センサを用いて被測流体の
流量を測定する流量計として、超音波流量計や渦流量計
等が知られている。ここでは、渦流量計を例にして説明
する。

【０００３】渦流量計は、被測流体が流通する配管内に
渦発生体を設け、該渦発生体の下流の配管には相対向す
る超音波発振器及び超音波受信器とからなる超音波セン
サが設けられている。そして、超音波発振器は発振回路
に接続されて超音波を発振し、超音波受信器は検出回路
に接続されて、超音波発振器から発振され、被測流体中
を伝播して変調を受けた超音波を受信する。

【０００４】超音波発振器から発振された超音波は、配
管内を伝播する際に渦発生体により被測流体中に交番に
発生するカルマン渦によって位相変調され、超音波受信
器によって受信される。演算手段は、受信された超音波
の位相変調からカルマン渦の発生周波数を求め、カルマ
ン渦の発生周波数が流速に比例することを利用して被測
流体の流量を測定する。

【０００５】演算手段において被測流体の流量の演算を
行う際には、配管の口径に応じたメータ定数がカルマン
渦発生周波数と流量の比例定数として用いられているた
め、流量計の設置される配管の口径に合わせて演算手段
内のメータ定数を設定しなくてはならない。また、メー
タ定数の他にも、流量計の演算精度保証ができる最大流
量値や最小流量値なども、配管の口径に合わせて設定し
なくてはならない。

【０００６】従来では、上記のようなメータ定数、最大
流量値、最小流量値などの配管の口径に応じた演算パラ
メータを演算手段に設定する方法として、流量計製造時
に、該流量計が設置される配管の口径に合わせて演算パ
ラメータを予め演算手段に記憶させておいたり、また
は、配管の口径と演算パラメータの関係を予め記憶させ
ておいて、設置される配管の口径を操作者が入力するこ
とによって演算パラメータを演算手段に設定する様にし
ていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の流量計のう
ち、流量計製造時に予め演算パラメータを演算手段に記
憶させておくものでは、配管の口径の種類毎に異なる演
算パラメータが記憶された演算手段が必要となり、演算
手段の共通化が図れない。

【０００８】また、操作者が配管の口径を入力するもの
では、操作者の入力ミスが起こる可能性があり、間違っ
た口径が入力されると演算手段に間違った演算パラメー
タが設定されて流量計測が正確に行えない虞があり、ま
た、操作者の入力作業があるため、その分、流量計設置
時の工数が増えるといった問題があった。

【０００９】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
で、配管の口径の測定及び測定した配管の口径に応じた
演算パラメータの設定を自動的に行う流量計を提供する
ことを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、被測流体が流
通する配管に取り付けられ、該被測流体に向けて超音波
を発振する超音波発振器と、該超音波発振器より発振さ
れる超音波を該被測流体を介して受信する超音波受信器
とからなる超音波センサと、前記超音波センサにより検
出された前記被測流体の流れによる超音波の変調に基づ
いて前記配管内の被測流体の流量を演算する演算手段
と、からなる流量計において、演算パラメータ設定信号
を発信する設定信号発信手段と、前記演算パラメータ設
定信号が入力されたときに、前記超音波発振器から超音
波を発振して前記超音波受信器で受信される迄の伝播時
間を測定する伝播時間測定手段と、超音波の伝播時間と
配管の口径に基づく演算パラメータとの関係を示すデー
タを予め記憶するデータ記憶手段と、前記伝播時間測定
手段によって測定された伝播時間に対応する演算パラメ
ータを、前記データ記憶手段に記憶されているデータに
基づいて、前記演算手段に出力する演算パラメータ設定
手段と、を設け、前記演算手段は、前記演算パラメータ
設定手段より出力された演算パラメータを用いて前記配
管内の被測流体の流量を演算することを特徴とする。

【００１１】従って、流量計測に使用する超音波センサ
を利用して、超音波伝播時間を測定することで流量計が
設置される場所の配管の口径を測定し、データ記憶手段
に記憶された超音波伝播時間と該超音波伝播時間に対応
する配管の口径に合う演算パラメータとのデータから、
測定された超音波伝播時間に応じた演算パラメータが演
算手段に自動的に設定される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態
の渦流量計１を図１の概略図及び図２のフローチャート
を用いて説明する。

【００１３】渦流量計１が設置される配管２内には、カ
ルマン渦を発生させる渦発生体３が設けられ、配管２内
のカルマン渦の発生領域を挟んだ配管２の管壁には孔
４、４が相対向するように形成されている。孔４、４に
は、有底筒状体の略ハット形状を持つキャップ５、５が
嵌合されて、閉塞されている。また、渦流量計１には、
渦流量計１が出力する流量信号を受信して、流量に変換
する変換器６が併設されている。

【００１４】渦流量計１には、キャップ５、５に嵌合す
る一対の超音波発振器７ａと超音波受信器７ｂとからな
る超音波センサ７が設けられている。超音波発振器７ａ
及び超音波受信器７ｂは、キャップ５、５に対して着脱
可能となっている。そして、超音波発振器７ａは、発振
回路８に接続され、発振回路８からドライブ電圧を印加
されることで超音波を発振し、超音波受信器７ｂは、受
信した超音波をフィルタ９、アンプ１０、波形整形回路
１１を介して位相比較回路１２に出力する。

【００１５】フィルタ９には、超音波受信器７ｂで受信
された超音波のうち、ノイズの部分をカットし、信号と
して必要な周波数帯の信号のみを透過するバンドパスフ
ィルタが用いられている。また、アンプ１０は、フィル
タ９を透過した超音波を増幅し、波形整形回路１１は、
アナログ信号として出力されて来る超音波をデジタル信
号として出力する。

【００１６】位相比較回路１２では、発振回路８から、
超音波発振器７ａに発振させている超音波の周波数を取
り込み、超音波受信器７ｂで受信された超音波をフィル
タ９、アンプ１０、波形整形回路１１を介して取り込
み、それぞれの超音波の位相を比較することで、配管２
内を超音波が透過したときに、配管２内に発生している
カルマン渦によって受けた超音波の変調を検出し、変調
分を信号化してアナログ／デジタル変換回路１３に出力
する。アナログ／デジタル変換回路１３はアナログ信号
である変調信号をデジタル信号化して、流量演算回路１
４に出力する。

【００１７】流量演算回路１４は、入力されるデジタル
信号のパルスをカウントすることでカルマン渦の発生数
をカウントしている。このカウント数を配管２の口径に
応じた演算パラメータとしてのメータ定数（単位＝［パ
ルス／単位流量（本実施の形態では１リットル）］）で
除算することで積算流量を演算し、また、パルスのカウ
ント数を単位時間で除算することで単位時間当たりのパ
ルス数、つまり、カルマン渦の発生周波数を求め、この
単位時間当たりのパルス数をメータ定数で除算すること
で単位時間当たりの流量（瞬時流量）を演算する。流量
演算回路１４は、演算した流量を出力制御回路１５に出
力する。

【００１８】出力制御回路１５は、配管２の口径に応じ
た最大流量値を１００パーセントとし、最小流量値を０
パーセントとしたときに、流量演算回路１４から出力さ
れた流量が何パーセントに相当するかを求め、これをア
ナログ出力回路１６に出力する。アナログ出力回路１６
では、１００パーセントのときに２０ｍＡ、０パーセン
トのときに４ｍＡとなるような電流値に変換し、これを
流量信号として、渦流量計に併設された変換器６に出力
する。本実施の形態では、位相比較回路１２とアナログ
／デジタル変換回路１３と流量演算回路１４と出力制御
回路１５と、アナログ出力回路１６とから演算手段が構
成される。

【００１９】ここで、渦流量計１が配管２内を流れる被
測流体の流量を計測するときの動作を説明する。発振回
路８は、超音波発振器７ａに対して、所定周波数の超音
波を発振させるべくドライブ電圧を印加するとともに、
前記所定周波数の信号を位相比較回路１２に出力する。
ドライブ電圧を印加された超音波発振器７ａは、配管２
を挟んで対向する超音波受信器７ｂに向けて超音波を発
振し、超音波受信器７ｂは、配管２内を通過する際に、
渦発生体３の作用で発生するカルマン渦によって遅進し
た超音波を受信する。

【００２０】超音波受信器７ｂで受信された超音波は、
フィルタ９で、信号として必要な周波数帯の信号のみを
透過するようにノイズの部分がカットされ、アンプ１０
で増幅され、さらに、波形整形回路１１によってデジタ
ル信号に変換されて位相比較回路１２に出力される。

【００２１】位相比較回路１２では、発振回路８から入
力される信号と、超音波受信器７ｂで受信された超音波
をフィルタ９、アンプ１０、波形整形回路１１を介して
入力される信号との位相を比較し、位相の変調つまりカ
ルマン渦の発生を検出する。この位相の変調を信号化し
たものがアナログ／デジタル変換回路１３によってデジ
タル信号化されて、流量演算回路１４に出力される。

【００２２】流量演算回路１４で、パルスがカウントさ
れ、配管２の口径に応じたメータ定数で除算されて積算
流量が求められる。また、パルスのカウント数を単位時
間で除算して単位時間当たりのパルス数を求め、メータ
定数で除算されることで単位時間当たりの流量（瞬時流
量）が求められる。流量演算回路１４で求められた流量
は、出力制御回路１５に出力される。

【００２３】出力制御回路１５によって、演算した流量
が、配管２の口径に応じた最大流量値を１００パーセン
トとし、最小流量値を０パーセントとしたときに、何パ
ーセントに相当するかをいう割合に変換され、アナログ
出力回路１６に出力される。アナログ出力回路１６で、
１００パーセントのときに２０ｍＡ、０パーセントのと
きに４ｍＡとなるような電流値に変換されて渦流量計１
に併設された変換器６に出力される。

【００２４】渦流量計１から４〜２０ｍＡの電流値とし
て出力される流量信号は、渦流量計１の利用者の目的に
応じて、変換器６で、例えば電圧等に変換して出力され
る。

【００２５】以上述べたように、渦流量計１が流量を測
定して出力するためには、渦流量計１が設置される配管
２の口径に応じたメータ定数、最大流量値、最小流量値
といった演算パラメータが必要である。以下に、配管２
の口径を測定するための構成と、配管２に応じた演算パ
ラメータを設定するための構成について説明する。

【００２６】渦流量計１本体には、操作者によってオン
されると演算パラメータ設定信号を出力する設定スイッ
チ１７（設定信号発信手段）が設けられており、設定ス
イッチ１７は、操作者が渦流量計１の上流側に設けられ
た弁を閉弁するなどして、配管２内に流体が無い状態つ
まり空気が充満している状態で操作されるものである。

【００２７】パラメータ設定回路１８は、発振回路８を
介して超音波発振器７ａに所定時間の超音波を発振さ
せ、また、時間を計測するためのカウンタ１９をスター
トさせる。カウンタ１９はパラメータ設定回路１８から
のスタート信号を受けてスタートし、超音波受信器７ｂ
で受信された超音波がフィルタ９、アンプ１０を介して
入力されることでストップし、カウント数をパラメータ
設定回路１８に出力する。

【００２８】また、パラメータ設定回路１８内部には、
記憶部１８ａ（データ記憶手段）が設けられており、記
憶部１８ａには表１に示すデータのうち、カウンタのカ
ウント数と、カウント数に応じたメータ定数、最大流
量、最小流量が記憶されている。記憶部１８ａに記憶さ
れているカウント数は、配管２が空気で充満されてお
り、口径が所定の値（一般的に、配管には、規格等によ
っていくつかの所定の口径のものが用いられる）のとき
に、超音波発振器７ａで発振された超音波が超音波受信
器７ｂで受信される迄にかかる時間をカウンタ１９でカ
ウントしたときの値である。

【００２９】以下に、パラメータ設定回路１８の制御構
成を示した図２のフローチャートを説明する。パラメー
タ設定回路１８では、Ｓ１で設定スイッチ１７より演算
パラメータ設定信号が入力されたと判断すると、Ｓ２
で、超音波発振器７ａに超音波を発振させるよう信号を
発振回路８に出力し、Ｓ３でカウンタ１９にカウントス
タート信号を出力する。

【００３０】パラメータ設定回路１８は、Ｓ４でカウン
タ１９からカウント数が入力されたと判断すると、入力
されたカウント数に応じた各演算パラメータを記憶部１
８ａから読み出す（Ｓ５）。Ｓ６では、流量演算回路１
４にＳ５で読みだしたメータ定数を出力し、Ｓ７では出
力制御回路１５にＳ５で読みだした最大流量値及び最小
流量値を出力する。

【００３１】なお、第１の実施の形態では、パラメータ
設定回路１８のＳ２、Ｓ３、Ｓ４及びカウンタ１９から
口径測定手段が構成され、また、パラメータ設定回路１
８のＳ５、Ｓ６、Ｓ７から演算パラメータ設定手段が構
成されている。

【００３２】つぎに、図２のフローチャートに沿って、
パラメータ設定動作について説明する。操作者は、渦流
量計１の上流側に設けた弁（図示せず）を閉弁するなど
して、配管２内に被測流体などの空気以外の流体が無い
状態にし、設定スイッチ１７をオンする。設定スイッチ
１７がオンされると、設定スイッチ１７からパラメータ
設定回路１８に演算パラメータ設定信号が出力される。
パラメータ設定回路１８は、Ｓ１で演算パラメータ設定
信号が入力されたと判断し、Ｓ２で発振回路８を介して
超音波発振器７ａに所定時間の超音波を発振させ、Ｓ３
でカウンタ１９によるカウントをスタートさせる。

【００３３】超音波受信器７ｂは、Ｓ２で超音波発振器
７ａが発振した超音波を受信すると、受信信号を出力す
る。受信信号はフィルタ９、アンプ１０を介してカウン
タ１９に入力され、カウンタ１９は受信信号が入力され
たことでカウントをストップし、カウント数をパラメー
タ設定回路１８に出力する。カウンタ１９によってカウ
ントされた時間は、超音波発振器７ａが超音波を発振し
てから超音波受信器７ｂが超音波を受信するまでの時間
である。

【００３４】パラメータ設定回路１８は、Ｓ４でカウン
タ１９からカウント数が入力されたと判断すると、入力
されたカウント数に応じた各演算パラメータを記憶部１
８ａから読み出す（Ｓ５）。例えば、カウンタ１９から
入力されたカウント数が７３であったときには、表１に
示されるように、配管の口径が２５ｍｍであることか
ら、記憶部１８ａから読みだされるパラメータは、メー
タ定数が６８［パルス／リットル］、最大流量値が１８
［ｍ３／Ｈｏｕｒ］、最小流量値が１．７［ｍ３／Ｈｏ
ｕｒ］である。従って、パラメータ設定回路１８は、Ｓ
６で流量演算回路１４にＳ５で読みだしたメータ定数６
８［パルス／リットル］を出力し、Ｓ７では出力制御回
路１５にＳ５で読みだした最大流量値１８［ｍ３／Ｈｏ
ｕｒ］及び最小流量値１．７［ｍ３／Ｈｏｕｒ］を出力
する。

【００３５】これによって、流量演算回路１４にメータ
定数６８［パルス／リットル］が、出力制御回路１５に
最大流量値１８［ｍ３／Ｈｏｕｒ］と最小流量値１．７
［ｍ３／Ｈｏｕｒ］とがそれぞれ設定され、渦流量計１
は、口径が２５ｍｍの配管において流量測定が可能な状
態となる。

【００３６】以上説明したように、第１の実施の形態で
は、渦流量計１を設置する際に操作者が設定スイッチ１
７をオンするだけで、渦流量計１のパラメータ設定回路
１８が自動的に設置された配管２の口径を測定し、さら
に測定した配管２の口径に応じた演算パラメータを自動
的に流量演算回路１４及び出力制御回路１５に設定す
る。このため、従来の様に、配管２の口径の種類毎に演
算手段を用意する必要はなく、配管の口径に拘らず、１
つの種類の演算手段を共通して使用することができる。
また、操作者が配管２の口径を設定する必要がなくなる
ため、口径の設定間違いといった人為的ミスの虞が無く
なる。

【００３７】また、第１の実施の形態では、超音波発振
器７ａ、超音波受信器７ｂが、キャップ５、５に対して
着脱可能であり、いわゆるセンサリプレーサブル構造と
なっていて、超音波発振器７ａ、超音波受信器７ｂをキ
ャップ５、５より外して、渦流量計１を別の配管に設置
しなおすことや、渦流量計１が故障したときに別の渦流
量計に交換することが可能となっている。従って、第１
の実施の形態の渦流量計１では、今まで設置されていた
配管の口径とは異なる別の配管に設置しなおしたときに
は、再び設定スイッチ１７をオンして演算パラメータの
設定をやり直せば、その配管の口径にあった演算パラメ
ータが自動的に設定されるので、従来の様に演算手段
を、異なる演算パラメータが記憶されているものに取り
換える必要はなく、また、渦流量計１自体を交換したと
きも、口径の設定間違いといった人為的ミスの虞が無く
なる。さらに、新たに設置した渦流量計１に配管２の口
径にあった演算パラメータを確実に設定することができ
るという利点がある。

【００３８】なお、第１の実施の形態では、超音波式の
渦流量計を例に説明したが、超音波発振器及び超音波受
信器を備えている流量計、例えば、超音波流量計や超音
波式の相関式流量計などにも適用できる。超音波式流量
計や、超音波式の相関式流量計では、渦流量計のよう
に、内部に渦発生体３がある特別な配管部分に設置され
る必要が無いため、いわゆるクランプオンタイプといわ
れる、普通の配管表面にクランプオンするだけの流量計
がある。こういったクランプオンタイプの流量計では、
本発明を適応して、演算パラメータを設置される配管に
応じて設定することで、設置場所を選ばず、いろいろな
配管に流量計を設置しなおすことが可能となり、さらに
利便性が向上する。

【００３９】つぎに、本発明の第２の実施の形態の渦流
量計２１を図３の概略図及び図４のフローチャートに基
づいて説明する。渦流量計２１は、操作者によって操作
される設定スイッチ１７が設けられておらず、また、パ
ラメータ設定回路１８の代わりにパラメータ設定回路２
２が設けられている。

【００４０】パラメータ設定回路２２は、発振回路８を
介して超音波発振器７ａに所定時間の超音波を発振さ
せ、また、時間を計測するためのカウンタ１９をスター
トさせる。また、パラメータ設定回路２２内部には、記
憶部２２ａが設けられており、記憶部２２ａには表２に
示すデータのうち、カウンタのカウント数と、カウント
数に応じたメータ定数、最大流量、最小流量が記憶され
ている。

【００４１】記憶部２２ａに記憶されているカウント数
は、配管２が空気で充満されており、口径が所定の値の
ときに、超音波発振器７ａで発振された超音波が超音波
受信器７ｂで受信される迄にかかる時間をカウンタ１９
でカウントしたときの値と、配管２内が通常流通してい
る流体（本実施の形態では水とする）で充満されてお
り、口径が所定の値のときに、超音波発振器７ａで発振
された超音波が超音波受信器７ｂで受信される迄にかか
る時間をカウンタ１９でカウントしたときの値とであ
る。空気中を伝播するときの超音波の速度が３４０ｍ／
ｓであるのに対し、水中を伝播するときの超音波の速度
が１４９７ｍ／ｓであるため、口径が同じでも配管２内
に充満している流体が空気のときと水のときとではカウ
ント数が異なる。

【００４２】以下に、パラメータ設定回路２２の制御構
成を示した図４のフローチャートを説明する。なお、パ
ラメータ設定回路２２は図４のフローチャートの動作が
１度行われると、渦流量計２１のメインループ（図示せ
ず）でカウンタ（図示せず）が１をカウントし、カウン
タのカウント数が０でないときには図４のフローチャー
トをスタートさせない様に構成されているため、２回目
以降に渦流量計２１の電源がオンされてもパラメータ設
定回路２２は動作しないものとなっている。また、パラ
メータ設定回路２２の動作を示す図４のＳ４〜９はパラ
メータ設定回路１８のフローチャートである図２のＳ２
〜７と同様である。

【００４３】まず、渦流量計２１の電源がオンされる
と、パラメータ設定回路２２は、図４のフローチャート
の処理をスタートし、Ｓ１で、超音波発振器７ａに超音
波を発振させるように発振回路８に出力する。Ｓ２で、
位相比較回路１２から入力される位相にズレがあるか否
かを判断し、位相にズレがないと判断すると、Ｓ３で、
発振回路８による超音波発振器７ａからの超音波の発振
を一旦停止させる。Ｓ４で、超音波発振器７ａに超音波
を発振させるよう信号を発振回路８に出力し、Ｓ５でカ
ウンタ１９にカウントスタート信号を出力する。

【００４４】そして、パラメータ設定回路２２は、Ｓ６
でカウンタ１９からカウント数が入力されたと判断する
と、入力されたカウント数に応じた各演算パラメータを
記憶部２２ａから読み出す（Ｓ７）。Ｓ８では、流量演
算回路１４にＳ７で読みだしたメータ定数を出力し、Ｓ
９では出力制御回路１５にＳ７で読みだした最大流量値
及び最小流量値を出力する。

【００４５】なお、第２の実施の形態のパラメータ設定
回路２２では、Ｓ２において位相比較回路１２から入力
される位相にズレがないと判断することがパラメータ設
定信号が入力されたと判断することとなる。また、第２
の実施の形態では、パラメータ設定回路２２のＳ１、Ｓ
２、Ｓ３と位相比較回路１２とから設定信号発信手段が
構成され、また、パラメータ設定回路２２のＳ４、Ｓ
５、Ｓ６及びカウンタ１９から口径測定手段が構成さ
れ、さらに、パラメータ設定回路２２のＳ７、Ｓ８、Ｓ
９から演算パラメータ設定手段が構成されている。

【００４６】つぎに、図４のフローチャートに沿って、
パラメータ設定動作について説明する。パラメータ設定
回路２２は、渦流量計２１の電源がオンされると、ま
ず、発振器８を介して超音波発振器７ａに超音波を発振
させる。超音波発振器８は、Ｓ３で超音波を停止させる
信号が入力される迄、超音波発振器７ａに超音波を発振
させ続ける。超音波発振器７ａから発振される超音波
は、超音波受信器７ｂで受信され、フィルタ９、アンプ
１０、波形成形回路１１を介して位相比較器１２に入力
される。位相比較回路１２では、発振回路８から入力さ
れる信号と、超音波受信器７ｂで受信された超音波をフ
ィルタ９、アンプ１０、波形整形回路１１を介して入力
される信号との位相を比較し、位相の変調をパラメータ
設定回路２２に出力する。

【００４７】パラメータ設定回路２２は、Ｓ２で位相比
較回路１２から入力される位相にズレがあるか否かを判
断する。ここで、位相にズレがある場合は、配管２内に
カルマン渦などが発生している（つまり、流体が流れて
いる）ため、超音波の伝播時間が流れの影響で正確に測
れない。また、位相にズレがない場合は、超音波が配管
２内を伝播する際にカルマン渦等による変調を受けてい
ないことを示しているため、超音波の伝播時間が正確に
測れる。よって、パラメータ設定回路２２は位相にズレ
がない（流体が流れていない）ときの超音波の伝播時間
を測定することにより配管２の口径を正確に測定できる
ようになっている。

【００４８】パラメータ設定回路２２は、Ｓ２でズレが
ないと判断するとＳ３で超音波の発振を一端停止させ
る。これは、つぎに超音波の伝播時間を測るために発振
する超音波の発振の最初の部分を判別するために行う。
そして、Ｓ４で、超音波の伝播時間を測定するために、
発振回路８を介して超音波発振器７ａに所定時間の超音
波を発振させ、Ｓ５でカウンタ１９によるカウントをス
タートさせる。

【００４９】超音波受信器７ｂは、Ｓ４で超音波発振器
７ａが発振した超音波を受信すると、受信信号を出力す
る。受信信号はフィルタ９、アンプ１０を介してカウン
タ１９に入力され、カウンタ１９は受信信号が入力され
たことでカウントをストップし、カウント数をパラメー
タ設定回路２２に出力する。カウンタ１９によってカウ
ントされた時間は、超音波発振器７ａが超音波を発振し
てから超音波受信器７ｂが超音波を受信するまでの時間
である。

【００５０】パラメータ設定回路２２は、Ｓ６でカウン
タ１９からカウント数が入力されたと判断すると、入力
されたカウント数に応じた各演算パラメータを記憶部２
２ａから読み出す（Ｓ７）。例えば、カウンタ１９から
入力されたカウント数が１６であったときには、表２に
示されるように、口径が２５ｍｍの配管内に水が充満し
ているときであることから、記憶部２２ａから読みださ
れるパラメータは、メータ定数が６８［パルス／リット
ル］、最大流量値が１８［ｍ３／Ｈｏｕｒ］、最小流量
値が１．７［ｍ３／Ｈｏｕｒ］である。従って、パラメ
ータ設定回路２２は、Ｓ６で流量演算回路１４にＳ７で
読みだしたメータ定数６８［パルス／リットル］を出力
し、Ｓ９では出力制御回路１５にＳ７で読みだした最大
流量値１８［ｍ３／Ｈｏｕｒ］及び最小流量値１．７
［ｍ３／Ｈｏｕｒ］を出力する。

【００５１】これによって、流量演算回路１４にメータ
定数６８［パルス／リットル］が、出力制御回路１５に
最大流量値１８［ｍ３／Ｈｏｕｒ］と最小流量値１．７
［ｍ３／Ｈｏｕｒ］とがそれぞれ設定され、渦流量計２
は、口径が２５ｍｍの配管において流量測定が可能な状
態となる。

【００５２】以上説明したように、第２の形態では、渦
流量計２１を、流量測定を行う配管２に設置し、電源を
オンするだけで、渦流量計２１のパラメータ設定回路２
２が自動的に設置された配管２の口径を測定し、さらに
測定した配管２の口径に応じた演算パラメータを自動的
に流量演算回路１４及び出力制御回路１５に設定する。
このため、従来の様に、配管２の口径の種類毎に演算手
段を用意する必要はなく、配管の口径に拘らず、１つの
種類の演算手段を共通して使用することができる。ま
た、操作者が配管２の口径を設定する必要がなくなるた
め、操作者による口径の設定間違いといった人為的ミス
の虞が無くなる。

【００５３】また、第２の実施の形態では、位相比較回
路１２で検出する位相のズレがないことを判別して口径
測定を行うため、第１の実施の形態で起こりえる操作者
が配管２の流れを停止させないでパラメータ設定スイッ
チ１７を操作することにより生ずる、配管２の実際の口
径とは異なる口径に対応する演算パラメータがパラメー
タ設定回路２２より流量演算回路１４、出力制御回路１
５に設定されることを防止できる。

【００５４】また、第２の形態では第１の実施の形態と
同様、センサリプレーサブル構造となっているので、今
まで設置されていた配管の口径とは異なる別の配管に設
置しなおしたときには、演算パラメータの設定をやり直
せば、その配管の口径にあった演算パラメータが自動的
に設定されるので、従来の様に演算手段を、異なる演算
パラメータが記憶されているものに取り換える必要はな
く、また、渦流量計２１自体を交換したときも、口径の
設定間違いといった人為的ミスの虞がなくなる。さら
に、新たに設置した渦流量２１計に配管２の口径にあっ
た演算パラメータを確実に設定することができるという
利点がある。ただし、第２の実施の形態では、パラメー
タ設定回路２２は１回しか動作しないものとなっている
ので、第２の実施の形態の構成に加えてリセットスイッ
チを設け、リセットスイッチがオンされると前述のメイ
ンループのカウンタのカウント数が０となるようにした
リセット機能を追加し、パラメータ設定回路２２が再び
動作して、１度設定された演算パラメータを再設定でき
るようにしておけばよい。

【００５５】なお、第２の実施の形態では第１の実施の
形態と同様、超音波式の渦流量計を例に説明したが、超
音波発振器及び超音波受信器を備えている流量計、例え
ば、超音波流量計や超音波式の相関式流量計にも適用で
き、特に、クランプオンタイプの流量計では、本発明を
適応して、演算パラメータを設置される配管に応じて設
定することで、設置場所を選ばず、いろいろな配管に流
量計を設置しなおすことが可能となり、さらに利便性が
向上する。

【００５６】また、第２の実施の形態では、パラメータ
設定回路２２が１回しか動作しないようになっている
が、電源がオンされて、位相比較回路１２から入力され
る位相が０であることを検出する度に、図４のフローチ
ャートの動作を行うようにしておいてもよい。

【００５７】なお、第２の実施の形態では、図４のフロ
ーチャートのＳ１、Ｓ２、Ｓ３により位相比較回路１２
から出力される位相にズレがない（流体が流れていな
い）と判断したときに超音波の伝播時間を測定している
ため、配管２の口径を正確に測定できるが、このＳ１、
Ｓ２、Ｓ３を、図２のＳ１とＳ２との間に追加すること
で、第１の実施の形態において、操作者が配管２内に流
れがあるときに誤って設定スイッチ１７をオンしても、
図２のＳ２以降の動作が行われず、流体が流れていると
きに測定した間違った演算パラメータが設定されること
を防止できる。

【００５８】なお、第１及び第２の実施の形態では、超
音波の伝播時間が距離に比例することを利用しているの
で、カウンタ１９でカウント数（＝超音波の伝播時間）
とカウント数に対応する演算パラメータを記憶部１８ａ
または２２ａに記憶させ、測定したカウンタ１９のカウ
ント数に対応する演算パラメータを設定しているが、カ
ウンタ１９のカウント数とカウンタ１９のカウント数に
対応する配管の口径との関係と、配管の口径と配管の口
径に関する演算パラメータとの関係とを記憶部１８ａま
たは２２ａに記憶させ、測定したカウンタ１９のカウン
ト数から一旦配管２の口径を求め、配管２の口径に関す
る演算パラメータを設定するようにしてもよい。

【００５９】

【発明の効果】本発明の流量計は、設定信号発信手段か
ら演算パラメータ設定信号が発信されたときに、流量計
が設置された配管の口径を、超音波伝播時間を自動的に
測定することで測定し、さらに測定した超音波伝播時間
に応じた演算パラメータを自動的に設定するため、従来
の様に、配管の口径の種類毎に異なる演算パラメータが
設定された演算手段を用意する必要がなくなり、配管の
口径に拘らず、１種類の演算手段を共通して使用可能と
なる。あるいは、操作者が配管の口径を設定する必要が
なくなるため、口径の設定間違いといった人為的ミスの
虞が無くなり、流量計の信頼性が向上する。

【００６０】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の渦流量計１を示す
概略図である。

【図２】同渦流量計１のパラメータ設定回路１８のフロ
ーチャートである。

【図３】本発明の第２の実施の形態の渦流量計２１を示
す概略図である。

【図４】同渦流量計２１のパラメータ設定回路２２のフ
ローチャートである。

【表１】 本発明の第１の実施の形態の渦流量計１のパラメータ設
定回路１８の記憶部１８ａに記憶されているデータを示
す。

【表２】 本発明に第２の実施の形態の渦流量計１のパラメータ設
定回路２２の記憶部２２ａに記憶されているデータを示
す。

【符号の説明】

１ 渦流量計 ２ 配管 ３ 渦発生体 ４ 孔 ５ キャップ ６ 変換器 ７ 超音波センサ ７ａ 超音波発振器 ７ｂ 超音波受信器 ８ 発振回路 ９ フィルタ １０ アンプ １１ 波形成形回路 １２ 位相比較回路（流量演算手段）（設定信号発
信手段） １３ アナログ／デジタル変換回路（流量演算手
段） １４ 流量演算回路（流量演算手段） １５ 出力制御回路（流量演算手段） １６ アナログ出力回路（流量演算手段） １７ 設定スイッチ（設定信号発信手段） １８ パラメータ設定回路（口径測定手段、演算パ
ラメータ設定手段） １８ａ 記憶部（データ記憶手段） １９ カウンタ（口径測定手段） ２１ 渦流量計 ２２ パラメータ設定回路（設定信号発信手段、口
径測定手段、演算パラメータ設定手段） ２２ａ 記憶部（データ記憶手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測流体が流通する配管に取り付けら
   れ、該被測流体に向けて超音波を発振する超音波発振器
   と、該超音波発振器より発振される超音波を該被測流体
   を介して受信する超音波受信器とからなる超音波センサ
   と、 前記超音波センサにより検出された前記被測流体の流れ
   による超音波の変調に基づいて前記配管内の被測流体の
   流量を演算する演算手段と、からなる流量計において、 演算パラメータ設定信号を発信する設定信号発信手段
   と、 前記演算パラメータ設定信号が入力されたときに、前記
   超音波発振器から超音波を発振して前記超音波受信器で
   受信される迄の伝播時間を測定する伝播時間測定手段
   と、 超音波の伝播時間と配管の口径に基づく演算パラメータ
   との関係を示すデータを予め記憶するデータ記憶手段
   と、 前記伝播時間測定手段によって測定された伝播時間に対
   応する演算パラメータを、前記データ記憶手段に記憶さ
   れているデータに基づいて、前記演算手段に出力する演
   算パラメータ設定手段と、を設け、 前記演算手段は、前記演算パラメータ設定手段より出力
   された演算パラメータを用いて前記配管内の被測流体の
   流量を演算することを特徴とする流量計。