TWI772111B

TWI772111B - 傳播時間測定裝置

Info

Publication number: TWI772111B
Application number: TW110126346A
Authority: TW
Inventors: 鶴亀宜崇; 石田由衣; 矢和田将貴
Original assignee: 日商歐姆龍股份有限公司
Priority date: 2020-08-07
Filing date: 2021-07-19
Publication date: 2022-07-21
Also published as: US20230324208A1; WO2022030251A1; CN116075698A; EP4174452A1; JP2022030938A; TW202206781A

Abstract

於藉由發送訊號與接收訊號之間的相互相關解析而求得音響訊號的傳播時間的裝置中，藉由發送訊號與去除餘響之前的接收訊號之間的相互相關解析而求得傳播時間，自接收訊號將基於求得的傳播時間的時機以後的訊號作為餘響而去除，並藉由發送訊號與去除餘響之後的接收訊號之間的相互相關解析而再次求得傳播時間。

Description

傳播時間測定裝置

本發明是有關於一種測定音響訊號的傳播時間的技術。

已實際應用一種裝置，藉由安裝於配管外側的感測器（sensor）測定音響訊號在配管內部傳播的傳播時間，且基於所述傳播時間，能夠非破壞性地測量在配管內流動的流體的流速或流量。此種裝置一般使用超音波作為音響訊號，而將其稱為「超音波流量計」或「超音波式流量計」等。

例如於專利文獻1中，揭示了一種裝置，使用配置於配管上游側及下游側的一對超音波振子，基於朝流體的流動的正方向傳播的超音波與朝反方向傳播的超音波的傳播時間差而求得流體的流量。於專利文獻1的裝置中，藉由計算上游側的超音波振子的接收訊號與下游側的超音波振子的接收訊號的相互相關，而計算傳播時間差。 [現有技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2017-187310號公報

[發明所欲解決之課題]

然而，關於接收超音波等音響訊號的振子，即便要接收的音響訊號消失亦無法立即停止，故自振子輸出的電訊號（接收訊號）中包含餘響。而且，若接收訊號中包含餘響，則餘響會成為雜訊，故無法高精度地求得傳播時間，從而無法高精度地求得在配管中流動的流體的流速或流量。

本發明是鑑於所述實際情況而成者，其目的在於提供一種可高精度地求得傳播時間的技術。 [解決課題之手段]

為了達成所述目的，本發明採用以下結構。

本發明的第一方面提供一種傳播時間測定裝置，包括：多個振子，相對於供流體流動的配管配置於互不相同的位置，且包含將作為電訊號的發送訊號轉換成音響訊號的第一振子、及接收自所述第一振子發送且於所述配管內的流體中傳播的所述音響訊號並轉換成作為電訊號的接收訊號的第二振子，以及訊號處理部，自所述接收訊號去除餘響，藉由所述發送訊號與去除所述餘響之後的接收訊號之間的相互相關解析，而求得所述音響訊號自所述第一振子至所述第二振子的傳播時間；且所述訊號處理部藉由所述發送訊號與去除所述餘響之前的接收訊號之間的相互相關解析，而求得所述音響訊號自所述第一振子至所述第二振子的傳播時間，將基於所求得的傳播時間的時機以後的訊號作為所述餘響去除，並藉由所述發送訊號與去除所述餘響之後的接收訊號之間的相互相關解析，再次求得所述音響訊號自所述第一振子至所述第二振子的傳播時間。

接收訊號中包含的餘響會影響到所求得的傳播時間。因此，可基於使用去除餘響之前的接收訊號求得的傳播時間，高精度地求得餘響發生的時機。在所述結構中，自接收訊號將如此求得的時機以後的訊號作為餘響去除，並使用去除餘響之後的接收訊號再次求得傳播時間。藉此，可高精度地去除餘響，從而可高精度地求得傳播時間。另外，由於不需要的訊號值（餘響的訊號值）不用於傳播時間的計算，故可縮短傳播時間的計算所需的處理時間或減少傳播時間的計算所需的功耗。

認為接收側的振子接收自經過了傳播時間的時機起與發送訊號的時間長度為相同的時間長度的音響訊號，且認為接收訊號中的音響訊號的接收結束後的訊號為餘響。因此，在第一方面中，所述時機可為自對所述第一振子輸入所述發送訊號的時機起，經過了藉由所述發送訊號與去除所述餘響之前的接收訊號之間的相互相關解析而求得的傳播時間、和所述發送訊號的時間長度的合計時間的時機。藉此，可更高精度地去除餘響，從而可更高精度地求得傳播時間。

本發明的第二方面提供一種傳播時間測定裝置，包括：多個振子，相對於供流體流動的配管配置於互不相同的位置，且包含將作為電訊號的發送訊號轉換成音響訊號的第一振子、及接收自所述第一振子發送且於所述配管內的流體中傳播的所述音響訊號並轉換成作為電訊號的接收訊號的第二振子，以及訊號處理部，自所述接收訊號去除餘響，藉由所述發送訊號與去除所述餘響之後的接收訊號之間的相互相關解析，而求得所述音響訊號自所述第一振子至所述第二振子的傳播時間；且所述訊號處理部自去除所述餘響之前的接收訊號，近似地求得所述接收訊號的波形的包絡線，基於所述包絡線決定臨限值，並將訊號值收斂至所決定的臨限值以下的時機以後的訊號作為所述餘響而去除。

接收訊號的波形描繪出比較大的包絡線。而且，餘響的訊號值比較小。因此，可基於包絡線高精度地求得餘響發生的時機。在所述結構中，自接收訊號近似地求得包絡線，自接收訊號將訊號值收斂至基於包絡線的臨限值以下的時機以後的訊號作為餘響去除。然後，使用去除餘響之後的接收訊號來求得傳播時間。藉此，可高精度地去除餘響，從而可高精度地求得傳播時間。另外，由於不需要的訊號值（餘響的訊號值）不用於傳播時間的計算，故可縮短傳播時間的計算所需的處理時間或減少傳播時間的計算所需的功耗。

在第二方面中，所述訊號處理部可將以規定的倍率減少所述包絡線的波峰而得的值決定為所述臨限值。在第二方面中，所述訊號處理部可將構成所述包絡線的多個離散值中自大的一側起第規定個數的離散值決定為所述臨限值。

本發明的第三方面提供一種傳播時間測定裝置，包括：多個振子，相對於供流體流動的配管配置於互不相同的位置，且包含將作為電訊號的發送訊號轉換成音響訊號的第一振子、及接收自所述第一振子發送且於所述配管內的流體中傳播的所述音響訊號並轉換成作為電訊號的接收訊號的第二振子，以及訊號處理部，自所述接收訊號去除餘響，藉由所述發送訊號與去除所述餘響之後的接收訊號之間的相互相關解析，而求得所述音響訊號自所述第一振子至所述第二振子的傳播時間；且所述訊號處理部將訊號值收斂至去除所述餘響之前的接收訊號所示的多個波峰中自大的一側起第規定個數的波峰以下的時機以後的訊號作為所述餘響而去除。

接收訊號表示逐漸變大然後逐漸變小的多個波峰。而且，餘響的訊號值比較小。因此，可基於多個波峰高精度地求得餘響發生的時機。在所述結構中，將多個波峰中的自大的一側起第規定個數的波峰作為臨限值，自接收訊號將訊號值收斂至臨限值以下的時機以後的訊號作為餘響去除，並使用去除餘響之後的接收訊號來求得傳播時間。藉此，可高精度地去除餘響，從而可高精度地求得傳播時間。另外，由於不需要的訊號值（餘響的訊號值）不用於傳播時間的計算，故可縮短傳播時間的計算所需的處理時間或減少傳播時間的計算所需的功耗。

在第一方面、第二方面及第三方面的各個中，更包括記憶部，所述記憶部預先記憶與所述時機有關的資訊，所述訊號處理部可基於所述記憶部預先記憶的所述資訊去除所述餘響。與時機有關的資訊可為表示所述時機自身的資訊，亦可並非如此。例如，與時機有關的資訊可為表示使用去除餘響之前的接收訊號求得的傳播時間的資訊，亦可為表示基於包絡線或多個波峰的臨限值的資訊。

在第一方面、第二方面及第三方面的各個中，所述訊號處理部可使用藉由多次進行來自所述第一振子的發送及由所述第二振子進行的接收而獲得的多個接收訊號，獲取與所述時機有關的資訊。藉此，可更高精度地求得餘響發生的時機。進而，可更高精度地去除餘響，從而可更高精度地求得傳播時間。

在第一方面、第二方面及第三方面的各個中，所述第一振子與所述第二振子可以隔著所述配管而相向的方式配置。在第一方面、第二方面及第三方面的各個中，所述第一振子與所述第二振子可配置於所述配管的長度方向上的不同的位置。

在第一方面、第二方面及第三方面的各個中，更包括：切換部，所述切換部以對所述第二振子輸入所述發送訊號，自所述第一振子輸出所述接收訊號的方式進行切換，所述第一振子接收到自所述第二振子發送的音響訊號；且所述訊號處理部可進而從自所述第一振子輸出的所述接收訊號去除餘響，並藉由輸入至所述第二振子的所述發送訊號、與自所述第一振子輸出且去除所述餘響之後的接收訊號之間的相互相關解析，求得所述音響訊號自所述第二振子至所述第一振子的傳播時間。藉此，對於同一傳播路徑，可高精度地求得音響訊號自上游側向下游側傳播時的傳播時間、及音響訊號自下游側向上游側傳播時的傳播時間。

而且，所述訊號處理部可基於所述音響訊號自所述第一振子至所述第二振子的傳播時間、與所述音響訊號自所述第二振子至所述第一振子的傳播時間的差，求得所述配管內的流體的流速及/或流量。藉此，可高精度地求得配管內的流體的資訊。

可將本發明視為具有所述結構的至少一部分的傳播時間測定裝置，亦可視為流速測定裝置、流量測定裝置、流量計、流量感測器等。又，可將本發明視為具有所述處理的至少一部分的傳播時間測定方法、流速測定方法、流量測定方法，或亦可視為用於實現所述方法的程式或將所述程式非暫時性地予以記錄的記錄媒體。再者，可使所述結構及處理各者盡可能地相互組合而構成本發明。 [發明的效果]

根據本發明，可高精度地求得傳播時間。

＜應用例＞參照圖1，說明傳播時間測定裝置的應用例。

傳播時間測定裝置1包括兩個以上的振子101，利用另一振子（例如101b）接收自任一振子（例如101a）發送的音響訊號，而求得音響訊號在兩個振子之間的路徑中進行傳播所需的時間（傳播時間）。由於各振子101相對於配管120配置於互不相同的位置，故在兩個振子101之間傳播的音響訊號通過（橫切）配管120的內部。因此，音響訊號的傳播時間並非一定，受到在配管120內流動的流體121的狀態（例如：流速、流量、氣泡或異物的存在等）的影響而變化。因此，藉由利用由傳播時間測定裝置1測定的傳播時間，而可非破壞性地測量配管120內的流體121的狀態。

再者，流體121只要為能夠傳播音響訊號的物質即可，可為液體亦可為氣體。音響訊號典型而言為超音波，但亦可包含可聽區的音波。

傳播時間測定裝置1對於傳播時間的計算利用相互相關解析。例如，在將賦予至發送側的振子101的驅動用電訊號稱為「發送訊號」、將自接收側的振子101輸出的電訊號稱為「接收訊號」時，傳播時間測定裝置1計算發送訊號與接收訊號之間的相互相關函數。而且，傳播時間測定裝置1基於相互相關函數的最大波峰位置，求得接收訊號相對於發送訊號的遲延（lag）（時間延遲）。所述遲延相當於音響訊號自發送側的振子101至接收側的振子101的傳播時間。

於發送訊號的訊號波形在接收訊號中亦被充分保存的情況下，由於在相互相關函數中出現明顯的波峰，故可高精度地求得兩個訊號之間的遲延（即傳播時間）。然而，關於接收側的振子101，即便要接收的音響訊號消失亦無法立即停止，故接收訊號中包含餘響。而且，若接收訊號中包含餘響，則餘響成為雜訊，故在相互相關函數中，在與實際的傳播時間不同的時間位置出現波峰等，無法高精度地求得傳播時間。其結果，無法高精度地求得在配管120中流動的流體121的流速或流量。近來，能夠測量微少流量的流體的裝置的需求高漲，為了實現此需求，例如需要能夠以奈秒級至皮秒級的精度對傳播時間進行測定的性能。

因此，傳播時間測定裝置1自接收訊號去除餘響，並使用去除餘響之後的接收訊號來求得傳播時間。具體而言，傳播時間測定裝置1利用以下的方法1～方法3中的任一種來去除餘響。再者，餘響的去除只要是根據相互相關解析（相互相關函數的計算）去除餘響的訊號值的處理即可，例如可為使與餘響對應的訊號值為零（切斷）的處理，亦可為能夠將餘響的訊號值識別為其他訊號值的處理。

（方法1）在方法1中，傳播時間測定裝置1藉由發送訊號與去除餘響之前的接收訊號之間的相互相關解析來求得傳播時間，並將基於所求得的傳播時間的時機以後的訊號作為餘響去除。然後，傳播時間測定裝置1藉由發送訊號與去除餘響之後的接收訊號之間的相互相關解析來再次求得傳播時間。

接收訊號中包含的餘響會影響到所求得的傳播時間。因此，可基於使用去除餘響之前的接收訊號求得的傳播時間，高精度地求得餘響發生的時機。在方法1中，自接收訊號將如此求得的時機以後的訊號作為餘響去除，並使用去除餘響之後的接收訊號再次求得傳播時間。藉此，可高精度地去除餘響，可自相互相關函數高精度地檢測正確的波峰（與實際的傳播時間對應的位置的波峰），從而可高精度地求得傳播時間。

（方法2）在方法2中，傳播時間測定裝置1自去除餘響之前的接收訊號近似地求得所述接收訊號的波形的包絡線，基於所求得的包絡線決定臨限值，並將訊號值收斂至所決定的臨限值以下的時機以後的訊號作為餘響去除。

接收訊號的波形描繪出比較大的包絡線。而且，餘響的訊號值比較小。因此，可基於包絡線高精度地求得餘響發生的時機。在方法2中，自接收訊號近似地求得包絡線，自接收訊號將訊號值收斂至基於包絡線的臨限值以下的時機以後的訊號作為餘響去除。然後，使用去除餘響之後的接收訊號來求得傳播時間。藉此，可高精度地去除餘響，可自相互相關函數高精度地檢測正確的波峰，從而可高精度地求得傳播時間。

（方法3）在方法3中，傳播時間測定裝置1將訊號值收斂至去除餘響之前的接收訊號所示的多個波峰中自大的一側起第規定個數的波峰以下的時機以後的訊號作為餘響去除。

接收訊號表示逐漸變大然後逐漸變小的多個波峰。而且，餘響的訊號值比較小。因此，可基於多個波峰高精度地求得餘響發生的時機。在方法3中，將多個波峰中的自大的一側起第規定個數的波峰作為臨限值，自接收訊號將訊號值收斂至臨限值以下的時機以後的訊號作為餘響去除，並使用去除餘響之後的接收訊號求得傳播時間。藉此，可高精度地去除餘響，可自相互相關函數高精度地檢測正確的波峰，從而可高精度地求得傳播時間。

又，在方法1～方法3的任一種中，由於不需要的訊號值（餘響的訊號值）不用於傳播時間的計算（具體而言是相互相關函數的計算），故可縮短傳播時間的計算所需的處理時間，或減少傳播時間的計算所需的功耗。

＜第一實施形態＞（裝置結構）參照圖1及圖2，對傳播時間測定裝置1的具體的結構進行說明。圖1是示意性地表示傳播時間測定裝置1的結構的框圖，圖2是表示振子在配管上的設置例的剖面圖。本實施形態的傳播時間測定裝置1是用於非破壞性地測量在配管120內流動的流體121的流速及流量的裝置，亦將其稱為超音波流量計或超音波流量感測器。

傳播時間測定裝置1具有裝置本體100、以及多個振子101。裝置本體100與各振子101之間由纜線連接。於本實施形態中，設置有配置於配管120的長度方向上的上游側的第一振子101a、以及配置於較第一振子101a更靠下游側的第二振子101b此兩個振子101。以下，在需要對兩個振子予以區別時表述為「第一振子101a」、「第二振子101b」，在進行兩者共通的說明時簡單採用「振子101」的表述。再者，振子101的個數不限於兩個，亦可設置三個以上的振子101。

振子101是將電訊號與音響訊號相互轉換的元件，亦將其稱為轉換器（transducer）。作為振子101，可使用例如藉由壓電效應將電壓與力進行相互轉換的壓電元件等。如圖2所示般，各振子101埋設於包含樹脂的夾具（clamp）30中。當利用夾具30夾入配管120時，以兩個振子101a、101b隔著配管120而相向、且連結兩個振子101a、101b的直線相對於配管120的軸線為規定的角度θ的方式設置各振子101a、101b。藉由採用此種夾具結構，可對於已設置的配管120簡單地（並且無需對配管120施加改修）將振子101安裝於適當的位置。再者，為了使夾具30與配管120之間密接、且謀求音響阻抗（impedance）的整合，可於夾具30與配管120之間塗佈滑脂（grease）或凝膠（gel）等。將角度θ稱為音響訊號的傳播角度。傳播角度θ為任意角度，但在利用後述的傳播時間差法的情況下可設定成0度＜θ＜90度，較佳的是設定為20度＜θ＜60度的範圍。

裝置本體100作為主要的結構而具有：控制電路102、數位/類比（digital/analog，D/A）轉換器103、類比/數位（analog/digital，A/D）轉換器104、切換器105、以及輸出器106。控制電路102是進行傳播時間測定裝置1的各部的控制、訊號處理、運算處理等的電路。D/A轉換器103是基於自控制電路102輸入的發送訊號（數位資料（digital data））進行D/A轉換及訊號放大、並將規定的電壓的發送訊號（類比（analog）訊號）朝振子101輸出的電路。A/D轉換器104是以規定的取樣週期將自振子101輸入的接收訊號（類比訊號）予以A/D轉換，並將接收訊號（數位資料（digital data））朝控制電路102輸出的電路。切換器105是將D/A轉換器103及A/D轉換器104與第一振子101a及第二振子101b的連接關係予以切換的開關（switch）。連接於D/A轉換器103的振子101為發送側，連接於A/D轉換器104的振子101為接收側。輸出器106是將由控制電路102進行的訊號處理或運算處理的結果等的資訊予以輸出的元件，是例如顯示器等。再者，亦可於裝置本體100設置用於由使用者進行操作的輸入部（例如，按鈕（button）、觸控面板（touch panel）等），或設置對外部裝置（例如，外部的電腦（computer）或伺服器（server）等）發送資訊的通訊電路（例如無線保真模組（Wireless Fidelity module，WiFi模組）等）。

如圖1所示般，控制電路102具有：發送訊號生成部110、訊號處理部111、以及記憶部112。發送訊號生成部110具有生成用於測定的發送訊號的資料並輸出至D/A轉換器103的功能。訊號處理部111具有基於發送訊號與接收訊號計算音響訊號的傳播時間、進而根據傳播時間計算流體的流速及/或流量的功能。訊號處理部111亦具有自接收訊號去除餘響的功能。本實施形態中，訊號處理部111利用上文所述的方法1去除餘響。記憶部112記憶對發送訊號的波形予以定義的波形資料。發送訊號生成部110自記憶部112讀取波形資料，並生成發送訊號的資料。

控制電路102例如可包括電腦，所述電腦具有：中央處理單元（Central Processing Unit，CPU）（處理器（processor））、隨機存取記憶體（Random Access Memory，RAM）、非揮發性記憶裝置（例如唯讀記憶體（Read Only Memory，ROM）、快閃記憶體（flash memory）、硬碟（hard disk）等）、輸入/輸出（Input/Output，I/O）等。此種情形下，CPU將保存於記憶裝置的程式於RAM展開、並執行所述程式，藉此提供發送訊號生成部110及訊號處理部111的功能。與電腦的形態無關。例如，可為個人電腦（personal computer），亦可為組入用電腦，還可為智慧型手機（smartphone）或平板（tablet）終端機等。或者是，亦可使控制電路102所提供的功能的全部或一部分由如特定應用積體電路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）或現場可程式閘陣列（Field Programmable Gate Array，FPGA）般的電路構成。或者是，亦可利用分散式運算或雲端運算（cloud computing）的技術，由控制電路102與其他電腦協同而進行後述的處理。

與配管120的材質、尺寸、形狀無關。例如，可使用金屬配管或樹脂配管。又，配管120的尺寸可為由日本工業標準（Japanese Industrial Standards，JIS）或美國國家標準協會（American National Standards Institute，ANSI）規定的規格尺寸，亦可為獨特的尺寸。本實施形態的方法具有可高精度地進行微少流量的測定的優點，故可尤佳地應用於測定1/8英吋管（外徑：3.18 mm、內徑：1.59 mm）、1/4英吋管（外徑：6.35 mm、內徑：3.97 mm）、1/2英吋管（外徑：12.70 mm、內徑：9.53 mm）等小型配管。又，不限於直線狀的配管，亦可為具有屈曲部的配管或曲線狀的配管等，配管的剖面形狀亦為任意。

（測定動作）按照圖3的流程圖，對傳播時間測定裝置1的測定動作的流程進行說明。

在步驟S100中，控制電路102的發送訊號生成部110自記憶部112讀取發送訊號的波形資料。

在步驟S101中，控制電路102控制切換器105，將D/A轉換器103連接於第一振子101a，將A/D轉換器104連接於第二振子101b。藉此，第一振子101a為發送側，第二振子101b為接收側。

在步驟S102中，發送訊號生成部110基於步驟S100中所讀取的波形資料而生成發送訊號，並輸出至D/A轉換器103。又，所述發送訊號用於後段的相互相關解析，故暫時保存於RAM（工作記憶體（work memory））中。

在步驟S103中，將由D/A轉換器103予以D/A轉換及放大的發送訊號輸入至第一振子101a，且自第一振子101a發送基於發送訊號的音響訊號。圖4的（A）為發送訊號的示例，橫軸為時間，縱軸為訊號值。圖4的（B）為基於圖4的（A）的發送訊號的音響訊號的示例，橫軸為時間，縱軸為音壓。此處，儘管發送訊號的振幅為一定，但於音響訊號中振幅並非一定，這是由振子的頻率特性引起的。音響訊號經由夾具30、配管120、及流體121，到達第二振子101b。

在步驟S104中，第二振子101b將接收到的音響訊號轉換成接收訊號，並朝A/D轉換器104輸出。圖4的（C）為接收訊號的示例，橫軸為時間，縱軸為訊號值。在圖4的（C）中，縱軸相對於圖4的（A）經擴大。由於在傳播過程中音響訊號衰減，故接收訊號的振幅（電壓）與發送訊號相比為1/100～1/1000左右的等級。例如，相對於圖4的（A）的發送訊號的振幅為約30 V，圖4的（C）的接收訊號的振幅為約10 mV。又，如圖4的（C）所示般，於接收訊號伴有包含餘響的各種雜訊。由A/D轉換器104予以A/D轉換的接收訊號，被取入控制電路102，並暫時保存於RAM（工作記憶體）中。

在步驟S105中，訊號處理部111自RAM讀取發送訊號與接收訊號，並計算兩個訊號之間的相互相關函數。圖4的（D）為相互相關函數的一例，僅放大地表示最大波峰的附近。橫軸為時間（時間位移量），縱軸為以最大波峰的高度成為1的方式經規格化的相互相關的值。再者，由於相互相關函數為公知的技術，故此處省略詳細的說明。

在步驟S106中，訊號處理部111求得在步驟S105中計算出的相互相關函數中的最大波峰（頂點）的時間位置來作為音響訊號自第一振子101a至第二振子101b的傳播時間T1。此處，由於接收訊號的餘響等的影響，傳播時間T1偏離了實際的傳播時間。

在數位訊號處理的制約上，步驟S105中所計算的相互相關函數包含離散性的資料。因此，如圖5的（A）所示般，可獲得相互相關函數的資料的點（由黑色圓所示的點）與波峰（頂點）的位置未必一致。因此，在步驟S106中，訊號處理部111可在自相互相關函數的離散性的資料近似地求得最大波峰及其周邊的波形（最大波峰波形）的形狀之後，推定最大波峰的位置。例如，如圖5的（B）所示般，訊號處理部111可將相互相關函數中的最大波峰附近的資料藉由希爾伯特轉換而轉換成相位資料。而且，將轉換後的資料予以直線近似，而將所述近似直線的零交叉（zero cross）點（相位為零的位置）視為最大波峰的位置。或者是，訊號處理部111可藉由多項式近似而內插相互相關函數的最大波峰附近的資料，藉此推定最大波峰波形的形狀並求得所述頂點的位置。藉由此種處理，可以高於A/D轉換的取樣週期的解析度，求得相互相關為最大的位置、即音響訊號的傳播時間。

在步驟S107中，訊號處理部111自在步驟S105中讀取的接收訊號將基於在步驟S106中求得的傳播時間T1的時機以後的訊號作為餘響去除。此處，認為接收側的振子接收自經過了傳播時間的時機起與發送訊號的時間長度為相同時間長度的音響訊號，且認為接收訊號中的音響訊號的接收結束後的訊號為餘響。因此，如圖6所示，訊號處理部111自接收訊號將自對第一振子101a輸入發送訊號的時機起經過了傳播時間T1與發送訊號的時間長度T0的合計時間的時機以後的訊號作為餘響去除。藉此，可高精度地去除餘響。

在步驟S108中，訊號處理部111計算在步驟S105中讀取的發送訊號與在步驟S107中去除餘響之後的接收訊號之間的相互相關函數。

在步驟S109中，訊號處理部111求得在步驟S108中計算出的相互相關函數中的最大波峰（頂點）的時間位置來作為音響訊號自第一振子101a至第二振子101b的傳播時間T1’。此處，由於自接收訊號去除了餘響，故求得接近實際的傳播時間的傳播時間T1’。

在步驟S110中，控制電路102控制切換器105，將D/A轉換器103連接於第二振子101b，將A/D轉換器104連接於第一振子101a。即，調換發送側與接收側的振子。以後的步驟S111～步驟S118的處理與步驟S102～步驟S109的處理相同（其中，將「第一振子101a」替換成「第二振子101b」，將「第二振子101b」替換成「第一振子101a」）。在步驟S115中，根據基於去除餘響之前的接收訊號的相互相關函數，求得音響訊號自第二振子101b至第一振子101a的傳播時間T2。在步驟S118中，根據基於去除餘響之後的接收訊號的相互相關函數求得音響訊號自第二振子101b至第一振子101a的傳播時間T2’。

藉由以上處理，可獲得音響訊號自第一振子101a至第二振子101b的傳播時間T1’、與音響訊號自第二振子101b至第一振子101a的傳播時間T2’。於配管120內的流體121流動的情形下，於傳播時間T1’與傳播時間T2’之間產生與流體121的流速相應的時間差。因此，可利用傳播時間T1’與傳播時間T2’，計算流體121的流速及流量。由於餘響被去除而高精度地求得傳播時間T1’與傳播時間T2’，故亦可高精度地求得流體121的流速及流量。

在步驟S119中，訊號處理部111藉由下述式而求得流體121的流速V。 [數1]

此處，V為流體的流速，L為配管內部的傳播路徑長，θ為傳播角度，Tab為自上游側的振子至下游側的振子的傳播時間T1’，Tba為自下游側的振子至上游側的振子的傳播時間T2’，To為流體以外的部分的傳播時間。再者，流體以外的部分的傳播時間To例如為音響訊號在夾具30及配管120的部分進行傳播的時間，若已知配管120的規格（內徑、外徑、材質等），則可藉由實驗或模擬而預先求得。

在步驟S120中，訊號處理部111藉由下述式而求得流體的流量Q。 [數2]

此處，Q為流體的流量，V為流體的流速，A為配管內部的剖面積。將剖面積A設為已知。

在步驟S121中，訊號處理部111將處理結果（例如傳播時間、流速、流量等）輸出至輸出器106。

（本實施形態的優點）根據以上敘述的本實施形態的結構，基於使用去除餘響之前的接收訊號求得的傳播時間，高精度地求得餘響發生的時機。然後，自接收訊號將如此求得的時機以後的訊號作為餘響去除，並使用去除餘響之後的接收訊號再次求得傳播時間。藉此，可高精度地去除餘響，從而可高精度地求得傳播時間。因此，亦能夠適用於微少流量的測定等要求高精度的場合。另外，由於不需要的訊號值（餘響的訊號值）不用於傳播時間的計算，故可縮短傳播時間的計算所需的處理時間或減少傳播時間的計算所需的功耗。

＜第二實施形態＞本發明的第二實施形態的傳播時間測定裝置1利用上文所述的方法2去除餘響。由於基本結構與第一實施形態相同，故以下以與第一實施形態不同的結構部分為中心進行說明。

圖7是表示第二實施形態的傳播時間測定裝置1的測定動作的流程的流程圖。對於與第一實施形態的流程圖（圖3）相同的處理標註相同的步驟編號。

步驟S100～步驟S104的處理與第一實施形態相同。而且，在步驟S200中，訊號處理部111自RAM讀取接收訊號，如圖8所示，近似地求得所述接收訊號的波形的包絡線。包絡線可使用公知的技術求得，故此處省略詳細的說明。

在步驟S201中，訊號處理部111將以規定的倍率減少在步驟S200中求得的包絡線的波峰而得的值決定為臨限值，並自在步驟S200中讀取的接收訊號，檢測訊號值收斂至所決定的臨限值以下的時間Ta。規定的倍率並無特別限定，例如為1/2倍。

在步驟S202中，訊號處理部111如圖8所示，自在步驟S200中讀取的接收訊號將在步驟S201中檢測到的時間Ta以後的訊號作為餘響去除。

在步驟S203中，訊號處理部111自RAM讀取發送訊號，並計算所讀取的發送訊號與在步驟S202中去除餘響之後的接收訊號之間的相互相關函數。

在步驟S204中，訊號處理部111求得在步驟S203中計算出的相互相關函數中的最大波峰（頂點）的時間位置來作為音響訊號自第一振子101a至第二振子101b的傳播時間T1’。此處，由於自接收訊號去除了餘響，故求得接近實際的傳播時間的傳播時間T1’。

步驟S110～步驟S113的處理與第一實施形態相同。步驟S210～步驟S214的處理與步驟S200～步驟S204的處理相同（其中，將「第一振子101a」替換成「第二振子101b」，將「第二振子101b」替換成「第一振子101a」）。在步驟S211中，訊號處理部111將以規定的倍率減少在步驟S210中求得的包絡線的波峰而得的值決定為臨限值，並自在步驟S210中讀取的接收訊號，檢測訊號值收斂至所決定的臨限值以下的時間Tb。在步驟S214中，根據基於去除餘響之後的接收訊號的相互相關函數求得音響訊號自第二振子101b至第一振子101a的傳播時間T2’。步驟S119～步驟S121的處理與第一實施形態相同。

根據以上敘述的實施形態的結構，自去除餘響之前的接收訊號求得所述接收訊號的波形的包絡線，並將以規定的倍率減少所求得的包絡線的波峰而得的值決定為臨限值。然後，自接收訊號將訊號值收斂至所決定的臨限值以下的時機以後的訊號作為餘響去除，並使用去除餘響之後的接收訊號來求得傳播時間。藉此，可高精度地去除餘響，從而可高精度地求得傳播時間。因此，亦能夠適用於微少流量的測定等要求高精度的場合。另外，由於不需要的訊號值（餘響的訊號值）不用於傳播時間的計算，故可縮短傳播時間的計算所需的處理時間或減少傳播時間的計算所需的功耗。

＜第三實施形態＞本發明的第三實施形態的傳播時間測定裝置1利用上文所述的方法2去除餘響。但是，去除餘響的具體的方法與第二實施形態不同。由於基本結構與所述實施形態相同，故以下以與所述實施形態不同的結構部分為中心進行說明。

圖9是表示第三實施形態的傳播時間測定裝置1的測定動作的流程的流程圖。對與第二實施形態的流程圖（圖7）相同的處理標註相同的步驟編號。

步驟S100～步驟S104及步驟S200的處理與第二實施形態相同。在步驟S200中求得的包絡線的資料是離散性的資料。構成包絡線的多個離散值的時間間隔並無特別限定，例如與接收訊號所示的多個波峰的時間間隔為同等程度，具體而言與發送訊號所示的多個波峰的時間間隔相同。

在步驟S301中，訊號處理部111將構成在步驟S200中求得的包絡線的多個離散值中自大的一側起第規定個數的離散值決定為臨限值。然後，訊號處理部111自在步驟S200中讀取的接收訊號，檢測訊號值收斂至所決定的臨限值以下的時間Ta。規定數並無特別限定，例如為10。

在步驟S302中，訊號處理部111如圖10所示，自在步驟S200中讀取的接收訊號將在步驟S301中檢測到的時間Ta以後的訊號作為餘響去除。

在步驟S303中，訊號處理部111自RAM讀取發送訊號，並計算所讀取的發送訊號與在步驟S302中去除餘響之後的接收訊號之間的相互相關函數。

在步驟S304中，訊號處理部111求得在步驟S303中計算出的相互相關函數中的最大波峰（頂點）的時間位置來作為音響訊號自第一振子101a至第二振子101b的傳播時間T1’。此處，由於自接收訊號去除了餘響，故求得接近實際的傳播時間的傳播時間T1’。

步驟S110～步驟S113及步驟S210的處理與第二實施形態相同。步驟S311～步驟S314的處理與步驟S301～步驟S304的處理相同（其中，將「第一振子101a」替換成「第二振子101b」，將「第二振子101b」替換成「第一振子101a」）。在步驟S311中，訊號處理部111將構成在步驟S210中求得的包絡線的多個離散值中自大的一側起第規定個數的離散值決定為臨限值。然後，訊號處理部111自在步驟S210中讀取的接收訊號，檢測訊號值收斂至所決定的臨限值以下的時間Tb。在步驟S314中，根據基於去除餘響之後的接收訊號的相互相關函數求得音響訊號自第二振子101b至第一振子101a的傳播時間T2’。步驟S119～步驟S121的處理與第二實施形態相同。

根據以上敘述的本實施形態的結構，自去除餘響之前的接收訊號求得所述接收訊號的波形的包絡線，並將構成所求得的包絡線的多個離散值中自大的一側起第規定個數的離散值決定為臨限值。然後，自接收訊號將訊號值收斂至所決定的臨限值以下的時機以後的訊號作為餘響去除，並使用去除餘響之後的接收訊號求得傳播時間。藉此，可高精度地去除餘響，從而可高精度地求得傳播時間。因此，亦能夠適用於微少流量的測定等要求高精度的場合。另外，由於不需要的訊號值（餘響的訊號值）不用於傳播時間的計算，故可縮短傳播時間的計算所需的處理時間或減少傳播時間的計算所需的功耗。

＜第四實施形態＞本發明的第四實施形態的傳播時間測定裝置1利用上文所述的方法3去除餘響。由於基本結構與所述實施形態相同，故以下以與所述實施形態不同的結構部分為中心進行說明。

圖11是表示第四實施形態的傳播時間測定裝置1的測定動作的流程的流程圖。對與第一實施形態的流程圖（圖3）相同的處理標註相同的步驟編號。

步驟S100～步驟S104的處理與第一實施形態相同。而且，在步驟S400中，訊號處理部111自RAM讀取接收訊號，將所述接收訊號所示的多個波峰中的自大的一側起第規定個數的波峰決定為臨限值。然後，訊號處理部111自接收訊號檢測訊號值收斂至所決定的臨限值以下的時間Ta。規定數並無特別限定，例如為10。

在步驟S401中，訊號處理部111如圖12所示，自在步驟S400中讀取的接收訊號將在步驟S400中檢測到的時間Ta以後的訊號作為餘響去除。

在步驟S402中，訊號處理部111自RAM讀取發送訊號，並計算所讀取的發送訊號與在步驟S401中去除餘響之後的接收訊號之間的相互相關函數。

在步驟S403中，訊號處理部111求得在步驟S402中計算出的相互相關函數中的最大波峰（頂點）的時間位置來作為音響訊號自第一振子101a至第二振子101b的傳播時間T1’。此處，由於自接收訊號去除了餘響，故求得接近實際的傳播時間的傳播時間T1’。

步驟S110～步驟S113的處理與第一實施形態相同。步驟S410～步驟S413的處理與步驟S400～步驟S403的處理相同（其中，將「第一振子101a」替換成「第二振子101b」，將「第二振子101b」替換成「第一振子101a」）。在步驟S410中，訊號處理部111自RAM讀取接收訊號（在步驟S113中獲取的接收訊號），將所述接收訊號所示的多個波峰中的自大的一側起第規定個數的波峰決定為臨限值。然後，訊號處理部111自接收訊號檢測訊號值收斂至所決定的臨限值以下的時間Tb。在步驟S413中，根據基於去除餘響之後的接收訊號的相互相關函數求得音響訊號自第二振子101b至第一振子101a的傳播時間T2’。步驟S119～步驟S121的處理與第一實施形態相同。

根據以上敘述的本實施形態的結構，將去除餘響之前的接收訊號所示的多個波峰中自大的一側起第規定個數的波峰決定為臨限值。然後，自接收訊號將訊號值收斂至所決定的臨限值以下的時機以後的訊號作為餘響去除，並使用去除餘響之後的接收訊號求得傳播時間。藉此，可高精度地去除餘響，從而可高精度地求得傳播時間。因此，亦能夠適用於微少流量的測定等要求高精度的場合。另外，由於不需要的訊號值（餘響的訊號值）不用於傳播時間的計算，故可縮短傳播時間的計算所需的處理時間或減少傳播時間的計算所需的功耗。再者，根據接收訊號的取樣週期（解析度），有時不顯示應由接收訊號表示的波峰。在此種情況下，可期待在第一實施形態～第三實施形態中獲得更準確的傳播時間，但增加了求得臨時傳播時間或求得包絡線等處理。

＜其他＞所述實施形態僅例示性地說明本發明的結構。本發明不限定於上文所述的具體性的形態，能夠在其技術性思想範圍內進行各種變形。例如，於所述實施形態的裝置中，在測定音響訊號的傳播時間之後，利用所述傳播時間的測定值而計算流體的流速及流量，但不是必須進行流速及流量的計算。傳播時間測定裝置可僅進行測定傳播時間（傳播時間T1’與傳播時間T2’中的至少一者）的處理。又，若僅測定傳播時間，則傳播角度θ可為90度。又，於所述實施形態中，例示了能夠將配管以夾入的方式進行安裝的夾合（clamp on）型的裝置，但亦可採用配管組入型的裝置結構。又，振子的個數可為三個以上，亦可區分用於音響訊號自上游側朝下游側傳播的振子對、與用於音響訊號自下游側朝上游側傳播的振子對。發送側的振子與接收側的振子只要相對於配管配置於不同的位置即可，可不以夾著配管相向的方式配置，亦可不配置於配管的長度方向上的不同的位置。

記憶部112可預先記憶與餘響發生的時機有關的資訊，訊號處理部111可基於記憶部112所記憶的所述資訊去除餘響。與餘響發生的時機有關的資訊可為表示所述時機自身的資訊（第一實施形態的時間T1+時間T0或時間T2+時間T0、第二實施形態～第四實施形態的時間Ta、時間Tb等），亦可並非如此。例如，與餘響發生的時機有關的資訊可為表示使用包含餘響的接收訊號求得的傳播時間（第一實施形態的傳播時間T1或傳播時間T2）的資訊。與餘響發生的時機有關的資訊可為表示基於包絡線或多個波峰的臨限值（在第二實施形態～第四實施形態中使用的臨限值）的資訊。與餘響發生的時機有關的資訊例如在預測定中，是藉由與第一實施形態～第四實施形態中說明的方法相同的方法來獲取。然後，在正式測定中，訊號處理部111自記憶部112讀取所述資訊，而代替求得與餘響發生的時機有關的資訊。例如，在利用第一實施形態的方法獲得傳播時間T1’的情況下，在預測定中，進行圖3的步驟S101～步驟S106的處理，訊號處理部111將所求得的傳播時間T1保存於記憶部112中。然後，在正式測定中，進行步驟S101～步驟S104的處理，訊號處理部111自記憶部112讀取傳播時間T1，進行步驟S107～步驟S109的處理。

又，在測定傳播時間T1’或傳播時間T2’時，可多次進行由振子對進行的音響信號的收發。然後，訊號處理部111可使用藉由多次收發獲得的多個接收訊號，獲取與餘響發生的時機有關的資訊。由於藉由合成多個接收訊號使得解析度明顯提高，故藉由使用多個接收訊號，可更高精度地求得餘響發生的時機。例如，可更高精度地求得傳播時間T1、傳播時間T2、包絡線、接收訊號的波峰等。進而，可更高精度地去除餘響，從而可更高精度地求得傳播時間。

又，在第二實施形態～第四實施形態中，對個別地決定用於自由第二振子101b獲得的接收訊號（對應於自第一振子101a向第二振子101b的音響訊號）去除餘響的時間Ta、及自由第一振子101a獲得的接收訊號（對應於自第二振子101b向第一振子101a的音響訊號）去除餘響的時間Tb的示例進行了說明，但並不限於此。例如，亦可僅檢測時間Ta、時間Tb中的其中一者，並將所檢測到的時間用作時間Ta、時間Tb中的另一者。藉此，可減少處理負荷或處理時間。例如，在僅檢測時間Ta，亦將時間Ta用作時間Tb的情況下，不需要圖7的步驟S210、步驟S211的處理（包絡線的檢測、臨限值的決定以及時間Tb的檢測）、圖9的步驟S210、步驟S311的處理（包絡線的檢測、臨限值的決定以及時間Tb的檢測）、及圖11的步驟S410的處理（臨限值的決定以及時間Tb的檢測）。

同樣地，在第一實施形態中，可將傳播時間T1、傳播時間T2中的其中一者用作傳播時間T1、傳播時間T2中的另一者。又，在第二實施形態～第四實施形態中，亦可將用於決定兩個時間Ta、Tb的兩個臨限值中的其中一者用作所述兩個臨限值中的另一者。藉由該些，亦可減少處理負荷或處理時間。

＜附記1＞一種傳播時間測定裝置（1），包括：多個振子（101a、101b），所述多個振子（101a、101b）相對於供流體（121）流動的配管（120）配置於互不相同的位置，且至少包括將作為電訊號的發送訊號轉換成音響訊號的第一振子（101a）、及接收自所述第一振子（101a）發送且於所述配管（120）內的流體（121）中傳播的所述音響訊號並轉換成作為電訊號的接收訊號的第二振子（101b）；以及訊號處理部（111），自所述接收訊號去除餘響，藉由所述發送訊號與去除所述餘響之後的接收訊號之間的相互相關解析，而求得所述音響訊號自所述第一振子至所述第二振子的傳播時間；且所述訊號處理部（111）藉由所述發送訊號與去除所述餘響之前的接收訊號之間的相互相關解析，而求得所述音響訊號自所述第一振子（101a）至所述第二振子（101b）的傳播時間，將基於所求得的傳播時間的時機以後的訊號作為所述餘響去除，藉由所述發送訊號與去除所述餘響之後的接收訊號之間的相互相關解析，再次求得所述音響訊號自所述第一振子（101a）至所述第二振子（101b）的傳播時間。

＜附記2＞一種傳播時間測定裝置（1），包括：多個振子（101a、101b），所述多個振子（101a、101b）相對於供流體（121）流動的配管（120）配置於互不相同的位置，且至少包括將作為電訊號的發送訊號轉換成音響訊號的第一振子（101a）、及接收自所述第一振子（101a）發送且於所述配管（120）內的流體（121）中傳播的所述音響訊號並轉換成作為電訊號的接收訊號的第二振子（101b）；以及訊號處理部（111），自所述接收訊號去除餘響，藉由所述發送訊號與去除所述餘響之後的接收訊號之間的相互相關解析，而求得所述音響訊號自所述第一振子至所述第二振子的傳播時間；且所述訊號處理部（111）自去除所述餘響之前的接收訊號，近似地求得所述接收訊號的波形的包絡線，基於所述包絡線決定臨限值，並將訊號值收斂至所決定的臨限值以下的時機以後的訊號作為所述餘響而去除。

＜附記3＞一種傳播時間測定裝置（1），包括：多個振子（101a、101b），所述多個振子（101a、101b）相對於供流體（121）流動的配管（120）配置於互不相同的位置，且至少包括將作為電訊號的發送訊號轉換成音響訊號的第一振子（101a）、及接收自所述第一振子（101a）發送且於所述配管（120）內的流體（121）中傳播的所述音響訊號並轉換成作為電訊號的接收訊號的第二振子（101b）；以及訊號處理部（111），自所述接收訊號去除餘響，藉由所述發送訊號與去除所述餘響之後的接收訊號之間的相互相關解析，而求得所述音響訊號自所述第一振子至所述第二振子的傳播時間；且所述訊號處理部（111）將訊號值收斂至去除所述餘響之前的接收訊號所示的多個波峰中自大的一側起第規定個數的波峰以下的時機以後的訊號作為所述餘響而去除。

1:傳播時間測定裝置 30:夾具 100:裝置本體 101:振子 101a:第一振子（振子） 101b:第二振子（振子） 102:控制電路 103:D/A轉換器 104:A/D轉換器 105:切換器 106:輸出器 110:發送訊號生成部 111:訊號處理部 112:記憶部 120:配管 121:流體 T0:時間長度 T1、T1’、T2、T2’:傳播時間 Ta、Tb:時間 S100～S121、S200～S204、S210～S214、S301～S304、S311～S314、S400～S403、S410～S413:步驟 θ:傳播角度（角度）

圖1是示意性地表示傳播時間測定裝置的結構的圖。圖2是表示振子在配管上的設置例的剖面圖。圖3是表示第一實施形態中的傳播時間測定裝置的測定動作的流程的流程圖。圖4的（A）是表示發送訊號的示例的圖，圖4的（B）是表示基於圖4的（A）的發送訊號的音響訊號的示例的圖，圖4的（C）是表示接收訊號的示例的圖，圖4的（D）是表示相互相關函數的示例的圖。圖5的（A）是表示相互相關函數的示例的圖，圖5的（B）是表示希爾伯特轉換（Hilbert transform）的示例的圖。圖6是表示第一實施形態中的餘響的去除的圖。圖7是表示第二實施形態中的傳播時間測定裝置的測定動作的流程的流程圖。圖8是表示第二實施形態中的餘響的去除的圖。圖9是表示第三實施形態中的傳播時間測定裝置的測定動作的流程的流程圖。圖10是表示第三實施形態中的餘響的去除的圖。圖11是表示第四實施形態中的傳播時間測定裝置的測定動作的流程的流程圖。圖12是表示第四實施形態中的餘響的去除的圖。

S100~S121:步驟

Claims

一種傳播時間測定裝置，包括：多個振子，相對於供流體流動的配管配置於互不相同的位置，且至少包括將作為電訊號的發送訊號轉換成音響訊號的第一振子、及接收自所述第一振子發送且於所述配管內的流體中傳播的所述音響訊號並轉換成作為電訊號的接收訊號的第二振子；以及訊號處理部，自所述接收訊號去除餘響，藉由所述發送訊號與去除所述餘響之後的接收訊號之間的相互相關解析，而求得所述音響訊號自所述第一振子至所述第二振子的傳播時間；且所述訊號處理部藉由所述發送訊號與去除所述餘響之前的接收訊號之間的相互相關解析，而求得所述音響訊號自所述第一振子至所述第二振子的傳播時間，將基於所求得的傳播時間的時機以後的訊號作為所述餘響而去除，藉由所述發送訊號與去除所述餘響之後的接收訊號之間的相互相關解析，再次求得所述音響訊號自所述第一振子至所述第二振子的傳播時間。
如請求項1所述的傳播時間測定裝置，其中所述時機是自對所述第一振子輸入所述發送訊號的時機起，經過了藉由所述發送訊號與去除所述餘響之前的接收訊號之間的相互相關解析而求得的傳播時間、和所述發送訊號的時間長度的合計時間的時機。
一種傳播時間測定裝置，包括：多個振子，相對於供流體流動的配管配置於互不相同的位置，且至少包括將作為電訊號的發送訊號轉換成音響訊號的第一振子、及接收自所述第一振子發送且於所述配管內的流體中傳播的所述音響訊號並轉換成作為電訊號的接收訊號的第二振子；以及訊號處理部，自所述接收訊號去除餘響，藉由所述發送訊號與去除所述餘響之後的接收訊號之間的相互相關解析，而求得所述音響訊號自所述第一振子至所述第二振子的傳播時間；且所述訊號處理部自去除所述餘響之前的接收訊號，近似地求得所述接收訊號的波形的包絡線，基於所述包絡線決定臨限值，並將訊號值收斂至所決定的臨限值以下的時機以後的訊號作為所述餘響而去除。
如請求項3所述的傳播時間測定裝置，其中所述訊號處理部將以規定的倍率減少所述包絡線的波峰而得的值決定為所述臨限值。
如請求項3所述的傳播時間測定裝置，其中所述訊號處理部將構成所述包絡線的多個離散值中自大的一側起第規定個數的離散值決定為所述臨限值。
一種傳播時間測定裝置，包括：多個振子，相對於供流體流動的配管配置於互不相同的位置，且至少包括將作為電訊號的發送訊號轉換成音響訊號的第一振子、及接收自所述第一振子發送且於所述配管內的流體中傳播的所述音響訊號並轉換成作為電訊號的接收訊號的第二振子；以及訊號處理部，自所述接收訊號去除餘響，藉由所述發送訊號與去除所述餘響之後的接收訊號之間的相互相關解析，而求得所述音響訊號自所述第一振子至所述第二振子的傳播時間；且所述訊號處理部將訊號值收斂至去除所述餘響之前的接收訊號所示的多個波峰中自大的一側起第規定個數的波峰以下的時機以後的訊號作為所述餘響而去除。
如請求項1至請求項6中任一項所述的傳播時間測定裝置，更包括：記憶部，所述記憶部預先記憶與所述時機有關的資訊；且所述訊號處理部基於所述記憶部預先記憶的所述資訊，去除所述餘響。
如請求項1至請求項6中任一項所述的傳播時間測定裝置，其中所述訊號處理部使用多個接收訊號獲取與所述時機有關的資訊，所述多個接收訊號藉由多次進行來自所述第一振子的發送及由所述第二振子進行的接收而獲得。
如請求項1至請求項6中任一項所述的傳播時間測定裝置，其中所述第一振子與所述第二振子以隔著所述配管而相向的方式配置。
如請求項1至請求項6中任一項所述的傳播時間測定裝置，其中所述第一振子與所述第二振子配置於所述配管的長度方向上的不同的位置。
如請求項1至請求項6中任一項所述的傳播時間測定裝置，更包括：切換部，所述切換部以對所述第二振子輸入所述發送訊號，自所述第一振子輸出所述接收訊號的方式進行切換，所述第一振子接收到自所述第二振子發送的音響訊號；且所述訊號處理部進而從自所述第一振子輸出的所述接收訊號去除餘響，藉由輸入至所述第二振子的所述發送訊號與自所述第一振子輸出且去除所述餘響之後的接收訊號之間的相互相關解析，而求得所述音響訊號自所述第二振子至所述第一振子的傳播時間。
如請求項11所述的傳播時間測定裝置，其中所述訊號處理部基於所述音響訊號自所述第一振子至所述第二振子的傳播時間、與所述音響訊號自所述第二振子至所述第一振子的傳播時間的差，求得所述配管內的流體的流速及/或流量。