WO2013099233A1

WO2013099233A1 - 流量計測装置の設定方法及び流量計測装置

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Publication number: WO2013099233A1
Application number: PCT/JP2012/008305
Authority: WO
Inventors: 竹村　晃一; 葵渡辺; 木場　康雄; 佐藤　真人
Original assignee: パナソニック株式会社
Priority date: 2011-12-26
Filing date: 2012-12-26
Publication date: 2013-07-04
Also published as: US9683880B2; EP2799819A4; EP2799819B1; EP2799819A1; JP2013134091A; US20150292925A1; CN103998900B; CN103998900A; JP5942085B2

Abstract

　本発明に係る流量計測装置の設定方法は、流体を所定の範囲内にある流量で通流させたときの補正係数を予め計測し、計測した補正係数である計測補正係数と、通流させた流量である設定流量を所定の関数で変換した値である変換値と、の関係を一次関数で表す第１関数を求めるステップ（Ａ）と、所定の範囲内にある任意の流量である基準流量を設定し、基準流量と第１関数とから基準流量に対応する補正係数である基準補正係数を算出するステップ（Ｂ）と、基準流量と該基準流量に対応する基準補正係数を記憶するステップ（Ｃ）と、を備える。

Description

流量計測装置の設定方法及び流量計測装置

　本発明は、流量計測装置の設定方法及び流量計測装置に関するものである。

　流量計測装置は、計測流路を通流する流体の流量を計測する装置である。このような流量計測装置では、計測した流体の流速に、補正係数を乗算することにより、計測流路全体の平均流速となるように補正し、補正した流速と計測流路の断面積とから流量を算出している。

　ところで、補正係数は、流量計測装置の構成等の影響により、一義的に設定することができないため、流量計測装置の構成等の設定を変更すると、それに合わせて補正係数を設定し直す必要がある。このため、パソコンなどを用いて簡単に流量係数（補正係数）を自動設定することを目的とした、流量係数設定方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

　以下、図１０を参照しながら、特許文献１に開示されている流量係数設定方法について説明する。図１０は、特許文献１に開示されている流速（Ｖ）と流量係数（Ｋ）及びその近似直線を示すグラフである。

　図１０に示すように、特許文献１に開示されている流量係数設定方法では、任意の数の隣り合うデータ組（流速計測手段で計測した流速と該流速に対応する流量係数の組）を選び、選んだデータ組で近似直線を算出する。

　具体的には、領域Ａ内の計測点（隣り合うデータ組）１００～１０４を基に、最小二乗法等で最適化した近似直線１０５を求める。次に、近似直線１０５を用いて求めた流量係数の値と、計測値から求めた流量係数の値と、を比較して、予め決められた誤差範囲以内であるかどうか判定する。そして、誤差範囲以内であれば、さらに新たなデータ組を追加して、同様の手順で、近似直線として近似できる範囲を、次々と定めていく。

　また、特許文献１に開示されている流量係数設定方法では、流速計測手段で計測した流速と該流速に対応する流量係数をプロットして、最適近似関数を算出し、当該最適近似関数を用いて、流速計測手段で計測した流速に対応する流量係数を算出している。

特許第３４８７５８９号公報

　しかしながら、一般的に流量と補正係数の関係が直線的でない（一次関数の関係にはならない）ため、上記特許文献１に開示されている流量係数設定方法では、多くの測定点をとる必要があった。また、これらを直線で近似するにあたり、直線近似できる範囲を試行錯誤的に求めていくため、補正係数を設定するための演算手段及び記憶手段の負荷が大きくなるという第１の課題があった。

　また、上記特許文献１に開示されている流量係数設定方法では、最適近似曲線として、５次関数又は対数関数等を用いている。このため、最適近似曲線を用いて、実際に流量計測装置で計測した流速を基に流量を算出する場合、流量係数を算出するための演算負荷が大きくなり、演算を実行するための使用電力が大きくなるという第２の課題があった。

　本発明は、上記第１の課題及び第２の課題のうち、少なくとも一方の課題を解決するものであり、少ない測定点数で補正係数を求め得る、及び／又は、補正係数を算出するための演算負荷を小さくすることで、使用電力を抑制し得る、流量計測装置の設定方法の提供を目的とする。

　また、そのような設定方法により設定された補正係数と流量がテーブルとして記憶されている流量計測装置の提供を目的とする。

　前記従来の課題を解決するために、本発明に係る流量計測装置の設定方法は、流体を所定の範囲内にある流量で通流させたときの補正係数を予め計測し、計測した補正係数である計測補正係数と、通流させた流量である設定流量を所定の関数で変換した値である変換値と、の関係を一次関数で表す第１関数を求めるステップ（Ａ）と、前記所定の範囲内にある任意の流量である基準流量を設定し、前記基準流量と前記第１関数とから前記基準流量に対応する補正係数である基準補正係数を算出するステップ（Ｂ）と、前記基準流量と該基準流量に対応する前記基準補正係数を記憶するステップ（Ｃ）と、を備える。

　これにより、少ない測定点数で補正係数を求め得る。また、本発明に係る流量計測装置の設定方法により設定された基準流量と基準補正係数のテーブルを用いて、流量を算出することにより、演算負荷を小さくすることができ、使用電力を抑制し得る。

　また、本発明に係る流量計測装置は、矩形断面を有し、流体が通流する主流路と、前記主流路内に複数の仕切板を互いに間隔をあけて層状に配置することにより形成された複数の流路と、前記複数の流路の内の一部又は全部の流路で構成されている計測流路内の上流部分と下流部分に配置され、超音波を送受信する一対の超音波送受波器と、前記一対の超音波送受波器間での前記超音波の伝播時間を測定する伝搬時間測定器と、前記伝搬時間測定器で測定された伝播時間から求めた流速を基に演算された流量に補正係数を乗じて、前記計測流路を通流する流体の流量を演算する流量演算器と、記憶器と、を備え、前記記憶器には、前記流体を所定の範囲内にある流量で通流させたときの補正係数を予め計測し、計測した補正係数である計測補正係数と、通流させた流量である設定流量を所定の演算式で変換した値である変換値と、の関係を一次関数で表す第１関数を求め、前記所定の範囲内にある任意の流量である基準流量を設定し、前記基準流量と前記第１関数とから前記基準流量に対応する補正係数である基準補正係数を算出し、前記基準流量と該基準流量に対応する前記基準補正係数が記憶されている。

　これにより、演算負荷を小さくすることができ、使用電力を抑制し得る。

　本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。

　本発明に係る流量計測装置の設定方法及び流量計測装置によれば、少ない測定点数で補正係数を求め得る。

図１は、本実施の形態１に係る流量計測装置を組込んだガスメータの概略構成を示す断面図である。図２は、本実施の形態１に係る流量計測装置の概略構成を示す斜視図である。図３は、図２に示すＡＡ´線で切断した流量計測装置の断面図である。図４は、図３に示す流量計測装置に示す制御器の概略構成を模式的に示すブロック図である。図５は、図４に示す流量計測装置の基準データ記憶部に記憶されている設定流量と計測補正係数の一例を示す表である。図６は、図５の表をグラフで示したものである。図７は、本実施の形態１に係る流量計測装置の設定方法を示すフローチャートである。図８は、図５に示す表に、変換値、基準流量、第１流量、及び基準補正係数の各項目を追加した表である。図９は、第１流量と基準補正係数との関係を示すグラフである。図１０は、特許文献１に開示されている流速（Ｖ）と流量係数（Ｋ）及びその近似直線を示すグラフである。

　また、本発明に係る流量計測装置の設定方法では、ステップ（Ａ）が、設定流量と計測補正係数とをプロットして近似曲線を求めるステップ（Ａ１）と、ステップ（Ａ１）で求めた近似曲線を表す演算式のうち、設定流量をパラメータとする関数を所定の関数として設定するステップ（Ａ２）と、演算式における所定の関数を変数とすることにより、第１関数が定まるステップ（Ａ３）と、を備えてもよい。

　また、本発明に係る流量計測装置の設定方法では、ステップ（Ｂ）が、基準流量を設定するステップ（Ｂ１）と、ステップ（Ｂ１）で設定した基準流量と所定の関数とから、基準流量を変換した値である第１流量を算出するステップ（Ｂ２）と、ステップ（Ｂ２）で算出した第１流量と第１関数とから、基準補正係数を算出するステップ（Ｂ３）と、を備えてもよい。

　また、本発明に係る流量計測装置の設定方法では、所定の関数が対数関数であってもよい。

　さらに、本発明に係る流量計測装置の設定方法では、ステップ（Ｂ）において、基準流量は、予め計測された設定流量の数よりも多く設定されていてもよい。

　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、全ての図面において、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、全ての図面において、本発明を説明するために必要となる構成要素を抜粋して図示しており、その他の構成要素については図示を省略している場合がある。さらに、以下の実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

　　（実施の形態１）
　［ガスメータの構成］
　以下では、本実施の形態１に係る流量計測装置をガスメータに組込んだ事例について、説明する。

　図１は、本実施の形態１に係る流量計測装置を組込んだガスメータの概略構成を示す断面図である。なお、図１においては、ガスメータの上下方向を図における上下方向として表している。

　図１に示すように、本実施の形態１に係る流量計測装置１が組み込まれたガスメータ２２は、直方体形状の筐体２３及び遮断機構２８を備えている。筐体２３の上部には、該筐体２３内外を連通し、貫通孔からなる流入部２４及び流出部２５が設けられている。

　流入部２４には、筐体２３の外側から流入パイプ２６が接続されており、流出部２５には、筐体２３の外側から流出パイプ２７が接続されている。これにより、流入パイプ２６からガスメータ２２（筐体２３）内にガスが流入し、ガスメータ２２内のガスが流出パイプ２７に流出する。

　筐体２３の内部において、流入部２４には、遮断機構２８が接続されている。遮断機構２８は、流体（ガス）が通流する流路管３５と流路管３５内のガスの通流を遮断する遮断弁３６を有している。流路管３５の入口端２９は、流入部２４に接続され、流路管３５の出口端３０は、筐体２３の内部に開放されている。遮断弁３６は、流路管３５を塞ぐための弁体と、該弁体を駆動するステッピングモータと、で構成されていてもよい。なお、このような遮断弁３６は、周知であるため、その詳細な説明は省略する。

　また、上述したように、筐体２３の内部には、流量計測装置１が配置されている。流量計測装置１は、入口部３２と出口部３３を有しており、入口部３２は筐体２３の内部に開放されており、出口部３３は接続管３４を介して流出部２５に接続されている。

　具体的には、流量計測装置１は、筐体２３の下部の中央に配置されている。流量計測装置１の入口部３２は、筐体２３の流入部２４側の側面と対向するように配置されており、出口部３３は、筐体２３の流出部２５側の側面と対向するように配置されている。また、接続管３４は、Ｌ字状に形成されており、出口部３３と流出部２５を接続している。

　次に、流量計測装置１の具体的構成について、図２～図４を参照しながら説明する。

　［流量計測装置の構成］
　図２は、本実施の形態１に係る流量計測装置の概略構成を示す斜視図であり、図３は、図２に示すＡＡ´線で切断した流量計測装置の断面図である。図４は、図３に示す流量計測装置に示す制御器の概略構成を模式的に示すブロック図である。

　図２に示すように、本実施の形態１に係る流量計測装置１は、流体が通流する矩形断面の筒部材を備えていて、該筒部材の内部空間に主流路２及び複数の流路６～９が設けられている。また、図３に示すように、流量計測装置１は、一対の超音波送受波器１１、１２及び制御器２００を備えている。

　筒部材には、第１の仕切板３、第２の仕切板４、及び第３の仕切板５が、それぞれの主面が、流体の通流方向と平行するように（層状に）間隔をあけて配置されている。また、第１～第３の仕切板３～５は、それぞれの上端が筒部材の天井面（図３の上面１５）まで至り、それぞれの下端が筒部材の内底面（図３の下面１６）まで至っている。このように、筒部材は、これらの仕切板３～５により、第１の流路６、第２の流路７、第３の流路８、及び第４の流路９に分割されている。

　また、第３の流路８の上方には、超音波送受波器保持部１０が配設されている。なお、本実施の形態１においては、第３の流路８を計測流路と定め、ここを通流する流体の流量計測を行うように構成しているが、これに限定されない。他の流路を通流する流体の流量計測を行うように構成してもよい。さらに、１の流路のみを流量計測を行う対象とする必要はなく、複数の流路について流量計測を行う対象としてもよい。以下においては、第３の流路８を計測流路８と称する場合がある。

　次に、図３及び図４を参照しながら、超音波送受波器保持部１０及び制御器２００について、説明する。

　図３に示すように、超音波送受波器保持部１０は、第１の超音波送受波器１１及び第２の超音波送受波器１２から構成される一対の超音波送受波器と、第１の保持部１３と、第２の保持部１４と、を備えている。第１の保持部１３は、超音波送受波器保持部１０における流体の通流方向の上流側に設けられており、第２の保持部１４は、超音波送受波器保持部１０における第１の保持部１３の下流側に設けられている。

　第１の超音波送受波器１１は、第１の保持部１３に保持されていて、第２の超音波送受波器１２は、第２の保持部１４に保持されている。第１の超音波送受波器１１及び第２の超音波送受波器１２は、相互に超音波を送受信するように構成されている。すなわち、一方の超音波送受波器が、超音波を送信して、他方の超音波送受波器が送信された超音波を受信する。同様に、他方の超音波送受波器が、超音波を送信して、一方の超音波送受波器が送信された超音波を受信する。なお、第１の超音波送受波器１１及び第２の超音波送受波器１２は、同時に超音波を送信するように制御されている。

　また、筒部材の上面１５には、第１の超音波透過窓１７及び第２の超音波透過窓１８が設けられている。一方、筒部材の下面１６は、超音波の反射面として作用するように構成されている。

　そして、図３の矢印Ｐ１及びＰ２で示すように、第１の超音波送受波器１１から送信された超音波は、第１の超音波透過窓１７を通過し、計測流路８を横切るように伝搬し、筒部材の下面１６で反射して、第２の超音波透過窓１８を通過して、第２の超音波送受波器１２で受信される。

　一方、第２の超音波送受波器１２から送信された超音波は、第２の超音波透過窓１８を通過し、計測流路８を横切るように伝搬し、筒部材の下面１６で反射して、第１の超音波透過窓１７を通過して、第１の超音波送受波器１１で受信される。なお、超音波の伝搬経路の有効長さは、第１の超音波送受波器１１から第２の超音波送受波器１２へ超音波が伝搬する場合と、その逆向きに伝搬する場合と、で同一になっている。

　第１の超音波送受波器１１及び第２の超音波送受波器１２は、超音波を受信したことを制御器２００に出力する。制御器２００では、第１の超音波送受波器１１が超音波を出力してから第２の超音波送受波器１２が受信するまでの時間と、第２の超音波送受波器１２が超音波を出力してから第１の超音波送受波器１１が受信するまでの時間と、を計測し、計測流路８を通流する流体の流速が算出される。

　次に、図３及び図４を参照しながら、制御器２００について、より詳細に説明する。

　制御器２００は、流量演算器２０、記憶器２１、及び補正手段（補正モジュール）４３を備えている。流量演算器２０は、計測手段（計測モジュール）４１と演算手段（演算モジュール）４２を有している。流量演算器２０としては、マイコン等を使用することができる。そして、流量演算器２０が、記憶器２１に記憶されている所定のプログラム等を実行することにより、計測手段４１及び演算手段４２が実現される。

　計測手段４１は、第１の超音波送受波器１１が超音波を出力してから第２の超音波送受波器１２が受信するまでの時間と、第２の超音波送受波器１２が超音波を出力してから第１の超音波送受波器１１が受信するまでの時間と、を計測し、計測した時間を演算手段４２に出力するように構成されている。演算手段４２は、計測手段４１で計測された時間から計測流路８を通流する流体の流速を算出するように構成されている。

　記憶器２１は、各制御動作を実行するためのプログラムを格納した、メモリ等から構成されていて、基準データ記憶部２１１と数値テーブル記憶部２１２を有している。基準データ記憶部２１１には、後述するように、予め流量計測装置１で計測した流量（以下、設定流量という）と、当該設定流量に対応する補正係数（以下、計測補正係数という）と、が記憶されている。また、数値テーブル記憶部２１２には、後述するように、補間直線設定器４３２で算出（設定）された基準流量と該基準流量の補正係数である基準補正係数のテーブルが記憶されている。

　補正手段４３は、補正係数設定器４３１と補間直線設定器４３２を有している。補正係数設定器４３１は、例えば、ガスメータ２２が家屋又は工場等に設置され、家屋等で使用されている流体（天然ガス等）の流量を実際に計測する際に、流量演算器２０で算出された流量に対応する補正係数を数値テーブル記憶部２１２に記憶されているテーブルを用いて設定するように構成されている。補間直線設定器４３２は、基準データ記憶部２１１に記憶されている設定流量から、基準流量と基準補正係数を設定するように構成されている。

　［流量計測装置の計測方法］
　次に、本実施の形態１に係る流量計測装置１の流量計測に関して、図３を参照しながら、さらに詳細に説明する。

　計測流路８を流れる流体の流速をＶ、流体中の音速をＣ、流体の流れる方向と超音波が下面１６で反射するまでの超音波伝搬方向とのなす角度をθとする。また、第１の超音波送受波器１１と第２の超音波送受波器１２との間で伝搬する超音波の伝搬経路の有効長さをＬとする。このとき、第１の超音波送受波器１１から出た超音波が、第２の超音波送受波器１２に到達するまでの伝搬時間ｔ１は、式（１）で示される。

　　ｔ１　＝　Ｌ　／（Ｃ＋Ｖｃｏｓθ）・・・（１）
　一方、第２の超音波送受波器１２から出た超音波が、第１の超音波送受波器１１に到達するまでの伝搬時間ｔ２は、式（２）で示される。

　　ｔ２　＝　Ｌ　／（Ｃ－Ｖｃｏｓθ）・・・（２）
　式（１）と式（２）から流体の音速Ｃを消去すると、式（３）が得られる。

　　Ｖ　＝　Ｌ　／［２ｃｏｓθ｛（１／ｔ１）－（１／ｔ２）｝］・・・（３）
　式（３）にて分るように、Ｌとθが既知なら、計測手段４１にて計測された伝搬時間ｔ１及びｔ２を用いて、流速Ｖが求められる。

　そして、式（４）に示すように、演算手段４２は、流速Ｖに主流路２の断面積Ｓを乗じて、主流路２全体の流量Ｑを算出することができる。

　　Ｑ　＝　Ｖ　×　Ｓ・・・（４）
　しかしながら、一般的には、計測流路８の流速Ｖは主流路２全体の平均流速Ｖａｖｅとは異なるため、実際の流量Ｑｔは式（５）に示すように、流量Ｑに補正係数ｋを乗じて求める。

　　Ｑｔ　＝　ｋ　×　Ｑ・・・（５）
　［流量計測装置の設定方法］
　ところで、計測流路８における流体の流速が、流量計測装置１全体の平均流速を示すような構成になっていれば、補正係数が１に近く一定となり、精度の良い流量計測を行うことができる。

　しかしながら、実際には、図１に示すガスメータ２２の構成から分かるように、流量計測装置１が、筐体２３内において、どのように配置されるかにより、入口部３２より流入する流体の流速分布が異なる。より詳細には、筐体２３の形状及び容量、遮断機構２８の出口端３０の配置位置、流量計測装置１（入口部３２）の配置位置、及び接続管３４の形状により、流量計測装置１の入口部３２に流入する流体の流速分布が変動する。

　このため、本実施の形態１に係る流量計測装置１では、以下のようにして補正係数を設定している。なお、このような補正係数の設定は、典型的には、工場等で流量計測装置１をガスメータ２２に設置した後、ユーザーへ出荷するまでの間に行われる。

　まず、流量計測装置１をガスメータ２２に設置し、流体を所定の流量（設定流量）でガスメータ２２に通流させたときの補正係数（計測補正係数）を計測し、記憶器２１の基準データ記憶部２１１に記憶させる。具体的には、所定の流量の流体をガスメータ２２に通流させて、流量計測装置１の計測手段４１で計測された伝搬時間ｔ１及びｔ２から、流量計測装置１で計測された流体の流量を算出する。そして、該算出された流量と実際に通流させた所定の流量とから、計測補正係数を算出し、算出された計測補正係数と設定流量を基準データ記憶部２１１に記憶させている。このようにして、算出された計測補正係数と設定流量の一例を図５及び図６に示す。

　図５は、図４に示す流量計測装置の基準データ記憶部に記憶されている設定流量と計測補正係数の一例を示す表である。また、図６は、図５の表をグラフで示したものである。

　図６に示すように、設定流量と計測補正係数をプロットして得られるグラフは、通常、直線（一次関数）とはならない。このため、上記特許文献１に開示されている流量係数設定方法では、多くの測定点をとり、直線近似できる範囲を試行錯誤的に求めている。

　しかしながら、このような方法では、補正係数を設定するための作業効率が悪くなってしまう。そこで、本実施の形態１に係る流量計測装置１では、計測した補正係数である計測補正係数と、通流させた流量である設定流量を所定の関数で変換した値である変換値と、の関係を一次関数で表す第１関数を求めることで、補正係数を設定するための作業の効率化を図っている。

　以下、図７を参照しながら、具体的に説明する。

　図７は、本実施の形態１に係る流量計測装置の設定方法を示すフローチャートである。

　図７に示すように、まず、設定流量と計測補正係数をプロットして、近似曲線を求める（ステップＳ１０１）。なお、近似曲線を求めるために、本実施の形態１においては、対数関数を用いているが、これに限定されず、例えば、指数関数を用いてもよく、高次関数を用いてもよい。また、近似曲線は、計測した流量群の範囲（所定の範囲；ここでは、４０～６０００Ｌ／ｈ）全域を１つの関数で求めてもよく、複数の範囲に分割して、当該範囲ごとに求めてもよい。

　次に、ステップＳ１０１で求めた近似曲線を表す演算式のうち、設定流量をパラメータとする関数を所定の関数として設定する（ステップＳ１０２）。具体的には、図６に示す例では、近似曲線を表す演算式は式（６）で表される。

　　ｋ＝０．０７７７×ＬｏｇＱ＋０．８３３３・・・（６）
　このため、ステップＳ１０３では、式（６）のうち、設定流量をパラメータとする関数である対数関数（ＬｏｇＱ）を所定の関数として設定する。

　次に、ステップＳ１０１で求めた近似曲線を表す演算式と、ステップＳ１０２で設定した所定の関数（対数関数）と、から、第１関数を設定する（ステップＳ１０３）。具体的には、ステップＳ１０１で求めた近似曲線を表す演算式について、ステップＳ１０２で設定した所定の関数を変数とすることにより、第１関数が定まる。すなわち、式（６）において、ＬｏｇＱを変数（Ｘ）とすることにより、式（６）は、式（７）に変形され、式（７）は、Ｘの一次関数、すなわち、第１関数となる。

　　ｋ＝０．０７７７×Ｘ＋０．８３３３・・・（７）
　なお、第１関数は、設定流量を所定の関数（ここでは、対数関数）で変換した変換値を算出し（ステップＳ１０２）、算出した変換値と計測補正係数とをプロットして、近似直線を求め、求めた近似直線を第１関数として設定してもよい。

　ところで、工場出荷後に家屋等で使用されている流体の流量を実際に計測する際に、流量演算器２０で算出された流量（以下、計測流量という）から補正係数を設定するには、設定流量を所定の関数である対数関数で変換した変換値を算出する必要がある。しかしながら、流量計測装置１が備える流量演算器２０（マイコン）で変換値を算出すると、演算負荷が大きくなり、演算を実行するための使用電力が大きくなる。

　このため、本実施の形態１に係る流量計測装置１においては、例えば、工場出荷前に、計測流量の範囲内にある任意の流量である基準流量を設定し、補間直線設定器４３２が、基準流量と該基準流量に対応する補正係数である基準補正係数をテーブルとして数値テーブル記憶部２１２に記憶させている。以下、図６、図８、及び図９を参照しながら詳細に説明する。

　図８は、図５に示す表に、変換値、基準流量、第１流量、及び基準補正係数の各項目を追加した表である。図９は、第１流量と基準補正係数との関係を示すグラフである。

　図７に示すように、所定の範囲（ここでは４０～６０００Ｌ／ｈ）内にある任意の流量（基準流量Ｑ１）を設定する（ステップＳ１０４）。なお、図８では、基準流量Ｑ１として、４０、７０、２００、３００、４５０、５００、７５０、１０００、２０００、３０００、及び６０００（Ｌ／ｈ）を設定している。

　次に、ステップＳ１０４で設定した基準流量とステップＳ１０２で設定した所定の関数（対数関数；ＬｏｇＱ）とから、第１流量（ＬｏｇＱ１（Ｌ／ｈ））を算出する（ステップＳ１０５）。ついで、ステップＳ１０５で算出した第１流量に対応する基準補正係数を第１関数から算出する（ステップＳ１０６）。

　具体的には、例えば、基準流量Ｑ１が７０（Ｌ／ｈ）である場合、第１流量（ＬｏｇＱ１）は、１．８４５１（Ｌ／ｈ）となる。そして、図９に示すように、第１流量が１．８４５１（Ｌ／ｈ）のときの基準補正係数を第１関数である、式（７）から算出すると、基準補正係数Ｋ１は、０．９７７となる。

　このようにして、各基準流量に対応する基準補正係数を算出し、基準流量と該基準流量に対応する基準補正係数を数値テーブル記憶部２１２に記憶させる（ステップＳ１０７）。

　これにより、予め計測した設定流量以外の流量であっても補正係数を求めることができ、少ない測定点数で補正係数を求め得る。基準流量の数は、補正係数の精度を高める観点から、設定流量の数よりも多く設定されることが好ましい。なお、本実施の形態１においては、基準流量を設定し、該基準流量から第１流量を算出して、基準補正係数を求めるようにしたが、これに限定されない。第１流量を設定し、該第１流量から基準流量と基準補正係数を求めてもよい。

　そして、各基準流量間における流量（計測流量）の補正係数は、線形補間により、算出される。より詳細には、補正係数設定器４３１は、図９に示す基準流量と基準補正係数のテーブルを用いて、演算手段４２で算出した流量に対応する補正係数を算出する。

　具体的には、本実施の形態１に係る流量計測装置１が、家屋等で使用されている流体の流量を実際に計測する際には、以下のようにして、流量を算出する。

　まず、計測手段４１で計測された伝搬時間ｔ１及びｔ２から、演算手段４２が、流量計測装置１で計測された流体の流量（補正係数で補正する前の流量;計測流量）を算出する。ついで、補正係数設定器４３１が、数値テーブル記憶部２１２に記憶されているテーブルを用いて、演算手段４２で算出した流量に対応する補正係数を算出する。演算手段４２は、補正係数設定器４３１が算出した補正係数を基に、真の流体の流量を算出する。

　具体的には、例えば、演算手段４２が、流量計測装置１で計測した流量の実測値として、１５００Ｌ／ｈを算出した場合、この流量は基準流量１０００Ｌ／ｈと２０００Ｌ／ｈの範囲に属する。このため、補正係数設定器４３１は、数値テーブル記憶部２１２に記憶されているテーブルの基準流量１０００Ｌ／ｈと２０００Ｌ／ｈに対応する基準補正係数を用いて、線形補間により、１５００Ｌ／ｈの補正係数（１．０８０）を算出（設定）する。ついで、演算手段４２は、補正係数設定器４３１が算出した補正係数（１．０８０）を基に、真の流体の流量（１５００×１．０８０＝１６２０Ｌ／ｈ）を算出する。

　このように、本実施の形態１に係る流量計測装置１では、設定流量と計測補正係数から第１関数を求め、該第１関数と任意に設定した基準流量から、基準補正係数を設定することにより、少ない測定点数で補正係数を求め得る。

　また、本実施の形態１に係る流量計測装置１では、家屋等で使用されている流体の流量を実際に計測する際には、対数関数又は高次関数といった複雑な関数を用いることなく、補正係数を設定することができるため、流量演算器２０の演算負荷を小さくすることができ、使用電力を抑制し得る。

　なお、本実施の形態１においては、流量を求めてから補正を行う、流量に対する補正係数を例にとって説明したが、原理的には流速で補正を行う流速に対する補正係数であっても同様に設定することができる。

　また、工場等で流量計測装置１をガスメータ２２に設置し、補正係数の設定をするときに、第１関数が一次関数となると推定できる場合（設定流量と、設定流量の全域にわたって予測される補正係数と、の関係が、一次関数となると推定できる場合、）には、以下のようにして、補正係数を設定してもよい。すなわち、設定流量として２点とり、当該２点の設定流量における計測補正係数を算出して、第１関数を求め、補正係数を設定してもよい。

　上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。

　本発明に係る流量計測装置の設定方法及び流量計測装置は、少ない測定点数で補正係数を求め得ることができ、又は使用電力を抑制し得るため、有用である。

　１　流量計測装置
　２　主流路
　３　第１の仕切板
　４　第２の仕切板
　５　第３の仕切板
　６　第１の流路
　７　第２の流路
　８　計測流路
　９　第４の流路
　１０　超音波送受波器保持部
　１１　第１の超音波送受波器
　１２　第２の超音波送受波器
　１３　第１の保持部
　１４　第２の保持部
　１５　上面
　１６　下面
　１７　第１の超音波透過窓
　１８　第２の超音波透過窓
　２０　流量演算器
　２１　記憶器
　２２　ガスメータ
　２３　筐体
　２４　流入部
　２５　流出部
　２６　流入パイプ
　２７　流出パイプ
　２８　遮断機構
　２９　入口端
　３０　出口端
　３２　入口部
　３３　出口部
　３４　接続管
　３５　流路管
　３６　遮断弁
　４１　計測手段
　４２　演算手段
　４３　補正手段
　２００　制御器
　２１１　基準データ記憶部
　２１２　数値テーブル記憶部
　４３１　補正係数設定器
　４３２　補間直線設定器

Claims

　流体を所定の範囲内にある流量で通流させたときの補正係数を予め計測し、計測した補正係数である計測補正係数と、通流させた流量である設定流量を所定の関数で変換した値である変換値と、の関係を一次関数で表す第１関数を求めるステップ（Ａ）と、
　前記所定の範囲内にある任意の流量である基準流量を設定し、前記基準流量と前記第１関数とから前記基準流量に対応する補正係数である基準補正係数を算出するステップ（Ｂ）と、
　前記基準流量と該基準流量に対応する前記基準補正係数を記憶するステップ（Ｃ）と、を備える、流量計測装置の設定方法。
　前記ステップ（Ａ）は、
　前記設定流量と前記計測補正係数とをプロットして近似曲線を求めるステップ（Ａ１）と、
　前記ステップ（Ａ１）で求めた近似曲線を表す演算式のうち、前記設定流量をパラメータとする関数を前記所定の関数として設定するステップ（Ａ２）と、
　前記演算式における前記所定の関数を変数とすることにより、前記第１関数が定まるステップ（Ａ３）と、を備える、請求項１に記載の流量計測装置の設定方法。
　前記ステップ（Ｂ）は、
　前記基準流量を設定するステップ（Ｂ１）と、
　前記ステップ（Ｂ１）で設定した基準流量と前記所定の関数とから、前記基準流量を変換した値である第１流量を算出するステップ（Ｂ２）と、
　前記ステップ（Ｂ２）で算出した第１流量と前記第１関数とから、前記基準補正係数を算出するステップ（Ｂ３）と、を備える、請求項２に記載の流量計測装置の設定方法。
　前記所定の関数が対数関数である、請求項１に記載の流量計測装置の設定方法。
　前記ステップ（Ｂ）において、前記基準流量は、予め計測された前記設定流量の数よりも多く設定される、請求項１～４のいずれか１項に記載の流量計測装置の設定方法。
　矩形断面を有し、流体が通流する主流路と、
　前記主流路内に複数の仕切板を互いに間隔をあけて層状に配置することにより形成された複数の流路と、
　前記複数の流路の内の一部又は全部の流路で構成されている計測流路内の上流部分と下流部分に配置され、超音波を送受信する一対の超音波送受波器と、
　前記一対の超音波送受波器間での前記超音波の伝播時間を測定する伝搬時間測定器と、
　前記伝搬時間測定器で測定された伝播時間から求めた流速を基に演算された流量に補正係数を乗じて、前記計測流路を通流する流体の流量を演算する流量演算器と、
　記憶器と、を備え、
　前記記憶器には、前記流体を所定の範囲内にある流量で通流させたときの補正係数を予め計測し、計測した補正係数である計測補正係数と、通流させた流量である設定流量を所定の関数で変換した値である変換値と、の関係を一次関数で表す第１関数を求め、前記所定の範囲内にある任意の流量である基準流量を設定し、前記基準流量と前記第１関数とから前記基準流量に対応する補正係数である基準補正係数を算出し、前記基準流量と該基準流量に対応する前記基準補正係数が記憶されている、流量計測装置。