WO2014002473A1 - 流量計測装置 - Google Patents

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WO2014002473A1
WO2014002473A1 PCT/JP2013/003945 JP2013003945W WO2014002473A1 WO 2014002473 A1 WO2014002473 A1 WO 2014002473A1 JP 2013003945 W JP2013003945 W JP 2013003945W WO 2014002473 A1 WO2014002473 A1 WO 2014002473A1
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WO
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flow rate
flow
fluid
period
rate measuring
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/003945
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English (en)
French (fr)
Inventor
葵 渡辺
後藤　尋一
足立　明久
藤井　裕史
中林　裕治
坂口　幸夫
康晴 河野
Original Assignee
パナソニック株式会社
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
    • G01F1/667—Arrangements of transducers for ultrasonic flowmeters; Circuits for operating ultrasonic flowmeters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/72—Devices for measuring pulsing fluid flows
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00—Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/02—Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature
    • G01F15/04—Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature of gases to be measured
    • G01F15/043—Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature of gases to be measured using electrical means
    • G01F15/046—Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature of gases to be measured using electrical means involving digital counting

Definitions

  • the present invention relates to a flow rate measuring device that measures the flow rate of a fluid such as a gas.
  • a gas meter for measuring the amount of gas used is installed in a gas pipe in a general gas consumer's house.
  • a membrane gas meter, an ultrasonic gas meter, and the like are known.
  • the membrane gas meter measures the gas flow rate by the number of times it passes through the measuring chamber.
  • the ultrasonic gas meter is equipped with ultrasonic sensors upstream and downstream of the flow path through which the gas flows, and measures the flow velocity of the gas flowing through the flow path using the arrival time of the ultrasonic wave. Is used to measure the amount of gas used.
  • the flow rate measuring device disclosed in Patent Document 1 is an integer N times the fluctuation period and the length of the fluctuation period so that the number of measurements performed by the measurement period changing unit within one measurement period is substantially equal. By setting the number of periods inversely proportional to the measurement period, the measurement accuracy is maintained and improved when the fluctuation period is short, and the power consumption is low when the fluctuation period is long.
  • Patent No. 4008266 Japanese Patent No. 4174878
  • Patent Documents 1 and 2 considers the case where flow rate measuring means is arranged in a plurality of flow paths and the flow rate fluctuates periodically in the flow paths.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and by arranging flow rate measuring devices in a plurality of flow paths, even if the flow rate fluctuates periodically in the flow paths, the measurement accuracy of the total flow rate of the fluid is improved.
  • An object of the present invention is to provide a flow rate measuring device that can be used.
  • a flow rate measuring device is provided in each of a plurality of flow paths provided between an inlet and an outlet and each of the flow paths.
  • a flow rate measuring device that measures the flow rate of the flowing fluid
  • a flow rate calculator that calculates the total flow rate of the fluid flowing between the inlet and the outlet from the flow rate measured by the flow rate measuring device,
  • Each of the flow rate measuring devices is configured to perform measurement of the flow rate of the fluid a predetermined number of times within a first period in which start times coincide with each other, and two or more of the flow rate measuring devices are first in the first period. The timing for executing the fluid flow rate measurement is different from each other.
  • the flow rate measuring device measures a flow rate of a plurality of flow paths provided between an inflow port and an outflow port, and a fluid that is provided in each of the flow paths and flows through the flow path.
  • a flow rate measuring device, and a flow rate calculating unit that calculates a total flow rate of fluid flowing between the inlet and the outlet from the flow rate measured by the flow rate measuring device, and each of the flow rate measuring devices starts
  • the flow rate measurement of the fluid is performed a predetermined number of times within a first period in which the times coincide with each other, and the two or more flow rate measuring devices perform the measurement of the flow rate of the fluid within the first period.
  • the intervals are different from each other.
  • the flow rate measuring device measures a flow rate of a plurality of flow paths provided between an inflow port and an outflow port, and a fluid that is provided in each of the flow paths and flows through the flow path.
  • a flow rate measuring device, and a flow rate calculating unit that calculates a total flow rate of a fluid flowing between the inlet and the outlet from the flow rate measured by the flow rate measuring device, and each of the flow rate measuring devices includes: The start time of the first period is configured to coincide with each other, and the two or more flow rate measuring devices have a length of a second period that is a period in which the flow rate measurement of the fluid in the first period is executed a predetermined number of times. Each is configured differently.
  • the influence of the periodic fluctuation of the flow rate can be reduced by shifting the length of the second period in which the fluid flow rate is measured within the first period. As a result, the measurement accuracy of the total fluid flow rate can be improved.
  • the influence of periodic fluctuations in flow rate can be reduced, and as a result, the measurement accuracy of the total flow rate of fluid can be improved.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the flow rate measuring apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of a flow rate measuring device in the flow rate measuring apparatus shown in FIG.
  • FIG. 3 is a graph showing the relationship between the fluctuation cycle of the fluid flow and the measurement cycle in the flow rate measuring apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a graph showing the relationship between the fluctuation cycle of the fluid flow and the measurement cycle in the flow rate measurement device according to the second embodiment.
  • FIG. 5 is a graph showing the relationship between the fluctuation cycle of the fluid flow and the measurement cycle in the flow rate measurement device according to the third embodiment.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the fluctuation cycle of the fluid flow and the measurement cycle in the flow rate measurement device of the present modification.
  • the flow rate measuring apparatus is provided in each of a plurality of flow paths provided between the inlet and the outlet, and the flow path of the fluid flowing through the flow path for each first period.
  • the start point of one period is the same and the flow rate of the fluid is measured a predetermined number of times within the first period, and the two or more flow rate measuring devices are configured to measure the flow rate of the first fluid within the first period.
  • the aspect which is comprised so that the timing which performs a measurement may differ, respectively is illustrated.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the flow rate measuring apparatus according to the first embodiment.
  • the flow rate measuring device 100 As shown in FIG. 1, the flow rate measuring device 100 according to the first embodiment is installed in the middle of a gas pipe, and a plurality of (here, three) are provided between the inlet 1 and the outlet 2. ), The flow rate measuring devices 4A to 4C for measuring the flow rate of the fluid flowing through each of the flow channels 3A to 3C, and the total flow rate of the fluid flowing between the inlet 1 and the outlet 2 And a main controller (flow rate calculator) 5 for calculating.
  • the inlet 1 is an inlet for allowing gas to flow into the flow rate measuring device 100 and is connected to a gas pipe on the gas supply source side.
  • An inlet buffer unit 6 communicates with the inflow port 1.
  • the inlet buffer section 6 is a space for diverting the gas that has flowed into the inlet buffer section 6 from the inlet 1 into the flow paths 3A to 3C.
  • a blocking mechanism 7 is provided in the middle of the inlet buffer section 6.
  • the blocking mechanism 7 is configured to block the flow of gas from the gas supply source side to the gas consumption source side.
  • the shut-off mechanism 7 may be configured by, for example, a valve body that closes the flow path that forms the inlet buffer unit 6 and a stepping motor that drives the valve body. Since such a blocking mechanism 7 is well known, detailed description thereof is omitted.
  • the outlet 2 is an outlet for allowing the gas flowing into the flow measuring device 100 to flow out to the gas pipe on the gas consumption source side.
  • An outlet buffer unit 8 communicates with the outlet 2.
  • the outlet buffer unit 8 is a space for joining the gases that have flowed through the flow paths 3A to 3C.
  • the inlet buffer unit 6 and the outlet buffer unit 8 can equalize the flow velocity and flow rate of the gas flowing through the flow paths 3A to 3C.
  • the flow paths 3A to 3C are provided so as to communicate the inlet buffer section 6 and the outlet buffer section 8.
  • the flow paths 3A to 3C may be formed so that the cross-sectional areas of the flow paths are the same or different from each other.
  • the flow rate measuring device is disposed in each of the flow paths 3A to 3C.
  • the present invention is not limited to this, and the flow rate measuring device is disposed in any flow path. No form may be employed.
  • the flow rate measuring devices 4A to 4C are configured to measure the flow rate of the fluid flowing through each of the flow paths 3A to 3C using sensors such as an ultrasonic sensor, a thermal flow sensor, and a fluidic sensor, for example. ing.
  • the flow rate measuring device 4A uses an ultrasonic sensor.
  • the configuration of the flow rate measuring device 4A will be described in more detail with reference to FIG. Since the flow rate measuring device 4B and the flow rate measuring device 4C are configured in the same manner as the flow rate measuring device 4A, detailed description thereof is omitted.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of a flow rate measuring device in the flow rate measuring apparatus shown in FIG.
  • the flow rate measuring device 4A includes an upstream ultrasonic sensor 11, a downstream ultrasonic sensor 12, and a sub controller 13.
  • the upstream ultrasonic sensor 11 and the downstream ultrasonic sensor 12 are configured to transmit and receive ultrasonic waves to each other and to be driven in accordance with a control instruction from the sub-controller 13.
  • the upstream ultrasonic sensor 11 is provided on the upstream side wall of the flow path 3A
  • the downstream ultrasonic sensor 12 is provided on the downstream side wall of the flow path 3A.
  • the side ultrasonic sensors 12 are disposed so as to face each other.
  • the sub-controller 13 includes a calculator 13A and a memory 13B, and is configured to control the upstream ultrasonic sensor 11 and the downstream ultrasonic sensor 12.
  • LSI Large Scale Integration
  • the memory 13B for example, a semiconductor storage device such as a readable / writable RAM or ROM can be cited.
  • the arithmetic unit 13A controls the upstream ultrasonic sensor 11 and the downstream ultrasonic sensor 12 based on the control signal from the main controller 5, and calculates the flow rate of the gas flowing through the flow path 3A.
  • the flow rate is output to the main controller 5.
  • the sub-controller 13 causes each of the upstream ultrasonic sensor 11 and the downstream ultrasonic sensor 12 to output an ultrasonic wave, and the output ultrasonic wave is transmitted to the downstream ultrasonic sensor 12 and the upstream ultrasonic sensor.
  • the time required to reach each of the sound wave sensors 11 is measured.
  • the sub-controller 13 calculates the flow velocity of the gas flowing through the flow path 3A from the difference in arrival time, and multiplies the calculated flow velocity of the gas by the cross-sectional area of the flow path 3A, thereby flowing the gas flowing through the flow path 3A.
  • the flow rate is calculated.
  • the main controller 5 includes an arithmetic processing unit exemplified by a microprocessor, a CPU, and the like, and a storage unit configured by a memory or the like that stores a program for executing each control operation (both shown in FIG. 1). (Not shown). Then, the main controller 5 calculates the total flow rate of the gas flowing between the inlet 1 and the outlet 2 based on the flow rates of the flow paths 3A to 3C input from the flow rate measuring devices 4A to 4C. .
  • the sub controller 13 calculates the flow rate of the gas flowing through the flow path, and the main controller 5 sends the total flow rate of the gas flowing between the inlet 1 and the outlet 2.
  • the present invention is not limited to this.
  • the sub controller 13 measures the arrival time of the ultrasonic wave, outputs the measured arrival time to the main controller 5, and the main controller 5 calculates the flow rate of each flow path, and calculates the total flow rate. You may employ
  • the sub controller 13 may estimate the total flow rate from the calculated flow rate of the flow path, and output the estimated total flow rate to the main controller 5.
  • the estimation of the total flow rate by the sub controller 13 can be performed by multiplying the calculated flow rate by three, for example, since there are three flow paths in the first embodiment.
  • the main controller 5 and the flow rate measuring devices 4A to 4C are supplied with power from the battery 14. Further, the battery 14 supplies power to the stepping motor of the shut-off mechanism 7. Further, the main controller 5 causes the display 15 to display the flow rate of each of the flow paths 3A to 3C and / or the total flow rate of the gas flowing between the inlet 1 and the outlet 2. Examples of the display 15 include a CRT, a liquid crystal display, a plasma display, an organic EL display, and the like.
  • FIG. 3 is a graph showing the relationship between the fluctuation cycle of the fluid flow and the measurement cycle in the flow rate measuring apparatus according to the first embodiment.
  • the flow rate measuring devices 4A to 4C are configured to measure the flow rate of the fluid flowing through the flow paths 3A to 3C every first period P1.
  • the flow rate measuring devices 4A to 4C are synchronized by a common clock input from the main controller 5, and the start points (start times) of the first period P1 coincide with each other. Further, each of the flow rate measuring devices 4A to 4C is configured to measure the flow rate a predetermined number of times within the first period P1.
  • the main controller 5 instructs each of the flow rate measuring devices 4A to 4C to measure the flow rate of the fluid at time t0 which is the start point of the first period P1.
  • Each of the flow rate measuring devices 4A to 4C (more precisely, the sub-controller 13) receives the instruction and measures the flow rate as follows.
  • the flow rate measuring device 4A outputs ultrasonic waves from the upstream ultrasonic sensor 11 and the downstream ultrasonic sensor 12 after a predetermined time Ta from the start of the first period P1 (time tA1 in FIG. 3), and the flow path The flow rate of the fluid flowing through 3A is measured. Then, the flow rate measuring device 4A measures the flow rate of the fluid flowing through the flow path 3A every predetermined interval ISa (time tA2, time tA3, and time tA4) a predetermined number of times (here, a total of 4 times), After the measurement, the measured fluid flow rate is output to the main controller 5.
  • a period during which the flow rate measuring device 4A performs flow rate measurement a predetermined number of times within the first period is referred to as a second period PA here. .
  • the flow rate measuring device 4B measures the flow rate of the fluid flowing through the flow path 3B after a predetermined time Tb (time tB1 in FIG. 3). Then, the flow rate measuring device 4B measures the flow rate of the fluid flowing through the flow path 3B at a predetermined number of times (here, a total of 4 times) at every predetermined interval ISb (time tB2, time tB3, and time tB4). After the measurement, the measured fluid flow rate is output to the main controller 5. Note that a period in which the flow rate measuring device 4B executes the flow rate measurement a predetermined number of times within the first period is referred to herein as a second period PB.
  • the flow rate measuring device 4C measures the flow rate of the fluid flowing through the flow path 3C after a predetermined time Tc (time tC1 in FIG. 3). Then, the flow rate measuring device 4C measures the flow rate of the fluid flowing through the flow path 3C at a predetermined number of times (here, a total of 4 times) at every predetermined interval ISc (time tC2, time tC3, and time tC4), After the measurement, the measured fluid flow rate is output to the main controller 5. Note that a period during which the flow rate measuring device 4C executes the flow rate measurement a predetermined number of times within the first period is referred to herein as a second period PC.
  • each of the flow rate measuring devices 4A to 4C has a timing for measuring the flow rate of the first fluid in the first period. Different. Thereby, even if the flow rate fluctuates periodically in the flow path, the influence of the periodic fluctuation of the flow rate can be reduced, and as a result, the measurement accuracy of the total flow rate of the fluid can be improved.
  • the timings for measuring the flow rate of the fluid in the first period are all different. Thereby, even if the flow rate fluctuates periodically in the flow path, the influence of the periodic fluctuation of the flow rate can be reduced, and as a result, the measurement accuracy of the total flow rate of the fluid can be improved.
  • the main controller 5 calculates the total flow rate of the fluid flowing from the inlet 1 to the outlet 2 from the flow rates of the flow paths 3A to 3C measured by the flow rate measuring devices 4A to 4C.
  • the total flow rate may be calculated by, for example, obtaining an average value of four flow rates measured by each of the flow rate measuring devices 4A to 4C and integrating the average value.
  • the main controller 5 then instructs each of the flow rate measuring devices 4A to 4C to measure the flow rate of the fluid again at time t1, which is the starting point of the next first period P1, and repeats the above operation. In this way, the main controller 5 calculates the total flow rate of the fluid flowing between the inlet 1 and the outlet 2 for each first period P1.
  • the timing of measuring the flow rate of the first fluid in the first period P1 of each of the flow rate measuring devices 4A to 4C is different.
  • the influence of periodic fluctuations can be reduced, and as a result, the measurement accuracy of the total fluid flow rate can be improved.
  • a mode is adopted in which the main controller 5 instructs the flow rate measuring devices 4A to 4C to measure the flow rate of the fluid when the time that is the starting point of the first period P1 is reached.
  • the flow rate measuring devices 4A to 4C are configured to measure the flow rate a predetermined number of times at predetermined intervals ISa, ISb, and ISc, respectively, and the main controller 5 determines the predetermined time Ta from the start point of the first period P1.
  • Tb, and Tc may be used to instruct the flow rate measuring devices 4A to 4C to measure the flow rate of the fluid, respectively.
  • the flow rate measuring devices 4A to 4C are configured to measure the flow rate based on an instruction from the main controller 5, and the main controller 5 performs a predetermined time Ta from the start point of the first period P1. , Tb, and Tc, after the elapse of time, an instruction to measure the flow rate is output to each of the flow rate measuring devices 4A to 4C, and then the predetermined number of times for each of the predetermined intervals ISa, ISb, ISc, A mode of outputting an instruction to measure the value may be adopted.
  • all of the flow rate measuring devices 4A to 4C adopt the form in which the timing of measuring the first fluid flow rate in the first period P1 is different, but the present invention is not limited to this. As long as the above timing is different in two or more flow rate measuring devices among a plurality (three in this case) of flow measuring devices, any form may be used.
  • the flow rate measuring device 100 detects the fluctuation cycle of the flow rate generated in the flow path by using a pressure detector or the like, and determines the first of the flow rate measuring devices 4A to 4C according to the length of the fluctuation cycle. You may change the timing which measures the flow volume of the first fluid within 1 period. That is, the predetermined times Ta, Tb, and Tc for determining the timing may be predetermined fixed values, or may be changed as appropriate according to the fluid pressure fluctuation period.
  • the flow rate measuring device is provided in each of a plurality of flow paths provided between the inlet and the outlet, and the flow path of the fluid flowing through the flow path for each first period.
  • the start point of one period is the same, and the flow rate of the fluid is measured a predetermined number of times within the first period, and the two or more flow rate measuring instruments measure the flow rate of the fluid within the first period.
  • interval to perform may each differ may be illustrated.
  • the flow measurement device 100 according to the second embodiment has the same configuration as the flow measurement device 100 according to the first embodiment, a detailed description of the configuration is omitted.
  • FIG. 4 is a graph showing the relationship between the fluctuation cycle of the fluid flow and the measurement cycle in the flow rate measurement device according to the second embodiment.
  • the flow rate measuring devices 4A to 4C measure the flow rate of the fluid flowing through the flow paths 3A to 3C every first period P1, and the starting point of the first period P1 is common, and the first period P1 It is configured to measure the flow rate a predetermined number of times.
  • the operation of the flow measurement device 100 according to the second embodiment is the same as the operation of the flow measurement device 100 according to the first embodiment, but the first operation in the first period is the same.
  • the difference is that the timing at which the flow rate of the fluid is measured is the same, and that the intervals measured by the flow rate measuring devices 4A to 4C in the first period are different.
  • the flow rate measuring device 4A performs the same operation as the flow rate measuring device 100 according to Embodiment 1, but the flow rate measuring devices 4B and 4C perform the following operations.
  • the flow rate measuring device 4B measures the flow rate of the fluid flowing through the flow path 3B after a predetermined time Tb (in FIG. 4, time tB1). Then, the flow rate measuring device 4B passes through the flow path 3B every predetermined interval ISb (time tB2, time tB3, time tB4, time tB5, time tB6, and time tB7) a predetermined number of times (here, 7 times in total). The flow rate of the flowing fluid is measured, and after the measurement, the measured fluid flow rate is output to the main controller 5.
  • the flow rate measuring device 4C measures the flow rate of the fluid flowing through the flow path 3C after a predetermined time Tc (time tC1 in FIG. 4). Then, the flow rate measuring device 4C is set at a predetermined number of times (here, total time tC2, time tC3, time tC4, time tC5, time tC6, time tC7, time tC8, time tC9, and time tC10) (total here). 10 times), the flow rate of the fluid flowing through the flow path 3C is measured, and after the measurement, the measured flow rate of the fluid is output to the main controller 5.
  • Tc time tC1 in FIG. 4
  • the flow rate measuring device 100 even when the timing (time tA1, time tB1, and time tC1) for measuring the flow rate of the first fluid in the first period P1 is the same, By making the flow rate measuring devices 4A to 4C measure different intervals (in this embodiment, the predetermined interval ISa> the predetermined interval ISb> the predetermined interval ISc), each of the flow rate measuring devices 4A to 4C The timing for measuring the flow rate of the fluid in the period P1 can be varied. Thereby, even if the flow rate fluctuates periodically in the flow path, the influence of the periodic fluctuation of the flow rate can be reduced, and as a result, the measurement accuracy of the total flow rate of the fluid can be improved.
  • the flow rate measuring devices 4A to 4C adopt the form in which the timing of measuring the first fluid flow rate in the first period P1 is the same, but this is not limitative. Not. As in the flow rate measuring apparatus 100 according to Embodiment 1 described above, a mode in which the timing of measuring the first fluid flow rate in the first period P1 of each of the flow rate measuring devices 4A to 4C may be adopted.
  • each of the flow rate measuring devices 4A to 4C adopts a mode in which the flow rate measurement intervals are set to predetermined fixed values (predetermined interval ISa, predetermined interval ISb, and predetermined interval ISc). However, it is not limited to this. If each of the flow rate measuring devices 4A to 4C can change the timing for measuring the flow rate of the fluid within the first period P1, each of the flow rate measuring devices 4A to 4C may adopt a form in which the flow rate measurement intervals are different. Good. That is, for example, the flow rate measuring device 4A may measure the flow rate so that the interval between tA1 and tA2 is different from the interval between tA2 and tA3 (length of time). .
  • the flow rate measuring device is provided in each of a plurality of flow paths provided between the inflow port and the outflow port, and the flow path of the fluid flowing through the flow path for each first period.
  • the start points of one period are configured to be the same, and the two or more flow rate measuring devices have different lengths of the second period, which is a period in which the flow rate measurement of the fluid in the first period is executed a predetermined number of times. It is an example of a configured aspect.
  • two or more flow rate measuring devices may be configured such that the intervals at which the fluid flow rate is measured in the first period are different.
  • the flow measurement device 100 according to the third embodiment has the same configuration as the flow measurement device 100 according to the first embodiment, a detailed description of the configuration is omitted.
  • FIG. 5 is a graph showing the relationship between the fluctuation cycle of the fluid flow and the measurement cycle in the flow rate measurement device according to the third embodiment.
  • the flow rate measuring devices 4A to 4C measure the flow rate of the fluid flowing through the flow paths 3A to 3C every first period P1, and the starting point of the first period P1 is common, and the first period P1 It is configured to measure the flow rate a predetermined number of times.
  • the operation of the flow measuring device 100 according to the third embodiment is the same as the operation of the flow measuring device 100 according to the first embodiment, but the flow measuring devices 4A to 4C are the same.
  • the timing of measuring the first fluid flow rate in the first period P1 is the same, and the length of the second period PA to PC, which is a period in which the measurement of the fluid flow rate in the first period P1 is executed a predetermined number of times. Are different and different.
  • the flow rate measuring device 4A performs the same operation as the flow rate measuring device 100 according to the first embodiment, but the flow rate measuring devices 4B and 4C perform measurement of the flow rate of the fluid within the first period.
  • the intervals are different from the predetermined interval ISa in the flow rate measuring device 4A.
  • the flow rate measuring devices 4A to 4C measure the flow rate so that the predetermined interval ISa ⁇ the predetermined interval ISb ⁇ the predetermined interval ISc.
  • the flow rate measuring devices 4A to 4C are configured such that the number of times of measurement of the flow rate of the fluid in the first period P1 is the same (here, a total of 4 times). Has been.
  • the flow rate measuring devices 4A to 4C change the second period by changing the interval at which the fluid flow rate is measured within the first period P1. Thereby, the timing which measures the flow volume of the fluid in the 1st period P1 can be changed. Thereby, even if the flow rate fluctuates periodically in the flow path, the influence of the periodic fluctuation of the flow rate can be reduced, and as a result, the measurement accuracy of the total flow rate of the fluid can be improved.
  • the flow rate measuring devices 4A to 4C adopt the form in which the timing of measuring the first fluid flow rate in the first period P1 is the same, but this is not limitative. Not. As in the flow rate measuring apparatus 100 according to Embodiment 1 described above, a mode in which the timing of measuring the first fluid flow rate in the first period P1 of each of the flow rate measuring devices 4A to 4C may be adopted.
  • each of the flow rate measuring devices 4A to 4C adopts a mode in which the flow rate measurement intervals are set to predetermined fixed values (predetermined interval ISa, predetermined interval ISb, and predetermined interval ISc). However, it is not limited to this. If each of the flow rate measuring devices 4A to 4C can change the timing for measuring the flow rate of the fluid within the first period P1, each of the flow rate measuring devices 4A to 4C may adopt a form in which the flow rate measurement intervals are different. Good. That is, for example, the flow rate measuring device 4A may measure the flow rate so that the interval between tA1 and tA2 is different from the interval between tA2 and tA3 (length of time). .
  • the flow measurement device according to the modification in the third embodiment exemplifies an aspect in which two or more flow measurement devices are configured to have different numbers of times of measurement of fluid flow.
  • the flow measurement device 100 of the present modification has the same configuration as that of the flow measurement device 100 according to Embodiment 3, and therefore a detailed description of the configuration is omitted.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the fluctuation cycle of the fluid flow and the measurement cycle in the flow rate measurement device of the present modification.
  • the flow rate measuring devices 4A to 4C measure the flow rate of the fluid flowing through the flow paths 3A to 3C every first period P1, and the starting point of the first period P1 is common, and the first period P1 It is configured to measure the flow rate a predetermined number of times.
  • the operation of the flow rate measuring device 100 of the present modification is the same as the operation of the flow rate measuring device 100 according to the third embodiment, but the first of the flow rate measuring devices 4A to 4C.
  • the number of times of measuring the flow rate of the fluid in the period P1 is different.
  • the flow rate measuring device 4A measures the flow rate for a total of 4 times within the first period P1
  • the flow rate measuring device 4B measures the flow rate for a total of 5 times
  • the flow rate measuring device 4C measures the flow rate for a total of 6 times. It is configured to measure.
  • the mode in which the flow rate of the first fluid in the first period P1 of each of the flow rate measuring devices 4A to 4C is the same is adopted, but the present invention is not limited to this.
  • a mode in which the timing of measuring the first fluid flow rate in the first period P1 of each of the flow rate measuring devices 4A to 4C may be adopted.
  • each of the flow rate measuring devices 4A to 4C adopts a form in which the flow rate measurement intervals are set to predetermined fixed values (predetermined interval ISa, predetermined interval ISb, and predetermined interval ISc).
  • predetermined interval ISa predetermined interval
  • ISb predetermined interval
  • predetermined interval ISc predetermined interval
  • the present invention is not limited to this. If each of the flow rate measuring devices 4A to 4C can change the timing for measuring the flow rate of the fluid within the first period P1, each of the flow rate measuring devices 4A to 4C may adopt a form in which the flow rate measurement intervals are different. Good. That is, for example, the flow rate measuring device 4A may measure the flow rate so that the interval between tA1 and tA2 is different from the interval between tA2 and tA3 (length of time). .
  • the first embodiment shows an example in which the measurement timings initially executed in the same first period P1 in each of the flow rate measuring devices 4A to 4C coincides
  • each of the flow rate measuring devices 4A to 4C. 3 shows an example in which the measurement intervals in the second period PA to PC are different from each other
  • Embodiment 3 shows an example in which the second periods PA to PC are different from each other in each of the flow rate measuring devices 4A to 4C.
  • the example in which the second and third embodiments are combined is generally shown. However, any other mode in which two or more of the first to third embodiments are combined is adopted.
  • the flow measuring device 100 that measures the amount of gas used has been described as an example.
  • the measurement target is not limited to gas, and may be a fluid.
  • the flow rate measuring device of the present invention can reduce the influence of periodic fluctuations in the flow rate, and as a result, can improve the measurement accuracy of the total flow rate of the fluid, and is therefore useful in the field of flow meters. is there.

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Abstract

　本発明の流量計測装置は、流入口（１）と流出口（２）の間に設けられた複数の流路（３Ａ～３Ｃ）と、流路（３Ａ～３Ｃ）のそれぞれに設けられ、流路（３Ａ～３Ｃ）を通流する流体の流量を計測する流量計測器（４Ａ～４Ｃ）と、流量計測器（４Ａ～４Ｃ）が計測した流量から流入口（１）から流出口（２）の間を通流する流体の総流量を演算する流量演算器（５）と、を備え、各流量計測器（４Ａ～４Ｃ）は、第１期間の始点が同じであり、かつ、第１期間内に流体の流量の計測を所定回数実行するように構成され、２以上の流量計測器は、第１期間内における最初の流体の流量の計測を実行するタイミングがそれぞれ異なるように構成されている。

Description

流量計測装置
　本発明は、ガス等の流体の流量を計測する流量計測装置に関するものである。
　現在、一般のガス需要家宅には、使用したガス量を計測するためのガスメータがガス配管に取り付けられている。ガスメータとしては、膜式ガスメータ及び超音波式ガスメータ等が知られている。膜式ガスメータは、計量室を通過する回数でガスの流量を計測するものである。また、超音波式ガスメータは、ガスが流れる流路の上流と下流とに超音波センサを設け、流路に流れるガスの流速を超音波の到達時間で計測し、ガスの流速からガスの体積流量を計算してガスの使用量を計測するものである。
　ところで、超音波式ガスメータ等において、例えば、近くでガスエンジンが運転されると圧力変動が発生して、ガス配管内の流量が周期的に変動する。このような問題に対して、計測精度の維持向上と低消費電力を実現することを目的とした流量計測装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
　特許文献１に開示されている流量計測装置は、計測期間変更手段が１回の計測期間内に行われる計測回数がほぼ等しくなるように、変動周期の整数Ｎ倍で、かつ変動周期の長さに反比例した周期数を計測期間として設定することにより、変動周期が短い場合の計測精度の維持向上と、変動周期が長い場合の低消費電力を実現している。
　また、大流量から小流量までを計測することを目的として、複数の並列に配置された流路のそれぞれに流量計測手段を設けた、流量計測装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
特許第４００８２６６号 特許第４１７４８７８号
　しかしながら、上記特許文献１及び２に開示されている発明のいずれにおいても、複数の流路に流量計測手段を配置し、流路内で周期的に流量が変動する場合については考慮されていない。
　本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、複数の流路に流量計測器を配置し、流路内で周期的に流量が変動しても、流体の総流量の計測精度を向上させることができる、流量計測装置を提供することを目的とする。
　上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は、流入口と流出口の間に設けられた複数の流路と、前記流路のそれぞれに設けられ、前記流路を通流する流体の流量を計測する流量計測器と、前記流量計測器が計測した流量から前記流入口から前記流出口の間を通流する流体の総流量を演算する流量演算器と、を備え、各前記流量計測器は、開始時刻が互いに一致する第１期間内に前記流体の流量の計測を所定回数実行するように構成され、２以上の前記流量計測器は、前記第１期間内における最初の前記流体の流量の計測を実行するタイミングがそれぞれ異なるように構成されている。
　これにより、流路内で周期的に流量が変動しても、流体の流量の計測を実行するタイミングをずらすことにより、流量の周期的な変動の影響を小さくすることができ、その結果、流体の総流量の計測精度を向上させることができる。
　また、本発明に係る流量計測装置は、流入口と流出口の間に設けられた複数の流路と、前記流路のそれぞれに設けられ、前記流路を通流する流体の流量を計測する流量計測器と、前記流量計測器が計測した流量から前記流入口から前記流出口の間を通流する流体の総流量を演算する流量演算器と、を備え、各前記流量計測器は、開始時刻が互いに一致する第１期間内に前記流体の流量の計測を所定回数実行するように構成され、２以上の前記流量計測器は、前記第１期間内における前記流体の流量の計測を実行する間隔がそれぞれ異なるように構成されている。
　これにより、流路内で周期的に流量が変動しても、流体の流量の計測を実行する間隔をずらすことにより、流量の周期的な変動の影響を小さくすることができ、その結果、流体の総流量の計測精度を向上させることができる。
　さらに、本発明に係る流量計測装置は、流入口と流出口の間に設けられた複数の流路と、前記流路のそれぞれに設けられ、前記流路を通流する流体の流量を計測する流量計測器と、前記流量計測器が計測した流量から前記流入口から前記流出口の間を通流する流体の総流量を演算する流量演算器と、を備え、各前記流量計測器は、前記第１期間の開始時刻が一致するように構成され、２以上の前記流量計測器は、前記第１期間内における前記流体の流量の計測を所定回数実行する期間である第２期間の長さがそれぞれ異なるように構成されている。
　これにより、流路内で周期的に流量が変動しても、第１期間内における流体の流量の計測を実行する第２期間の長さをずらすことにより、流量の周期的な変動の影響を小さくすることができ、その結果、流体の総流量の計測精度を向上させることができる。
　本発明に係る流量計測装置によれば、流量の周期的な変動の影響を小さくすることができ、その結果、流体の総流量の計測精度を向上させることが可能となる。
図１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模式図である。 図２は、図１に示す流量計測装置における流量計測器の構成を示す模式図である。 図３は、本実施の形態１に係る流量計測装置における流体の流れの変動周期と計測周期との関係を示すグラフである。 図４は、本実施の形態２に係る流量計測装置における流体の流れの変動周期と計測周期との関係を示すグラフである。 図５は、本実施の形態３に係る流量計測装置における流体の流れの変動周期と計測周期との関係を示すグラフである。 図６は、本変形例の流量計測装置における流体の流れの変動周期と計測周期との関係を示すグラフである。
　以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。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。
　（実施の形態１）
　本実施の形態１に係る流量計測装置は、流入口と流出口の間に設けられた複数の流路と、流路のそれぞれに設けられ、第１期間ごとに流路を通流する流体の流量を計測する流量計測器と、流量計測器が計測した流量から流入口から流出口の間を通流する流体の総流量を演算する流量演算器と、を備え、各流量計測器は、第１期間の始点が同じであり、かつ、第１期間内に流体の流量の計測を所定回数実行するように構成され、２以上の流量計測器は、第１期間内における最初の流体の流量の計測を実行するタイミングがそれぞれ異なるように構成されている態様を例示するものである。
　以下、本実施の形態１に係る流量計測装置の一例について、図１乃至図３を参照しながら説明する。
　［流量計測装置の構成］
　図１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模式図である。
　図１に示すように、本実施の形態１に係る流量計測装置１００は、ガス配管の途中に設置されていて、流入口１と流出口２の間に設けられた複数（ここでは、３本）の流路３Ａ～３Ｃと、各流路３Ａ～３Ｃを通流する流体の流量を計測する流量計測器４Ａ～４Ｃと、流入口１から流出口２の間を通流する流体の総流量を演算する主制御器（流量演算器）５と、を備えている。
　流入口１は、流量計測装置１００内部にガスを流入するための入り口であり、ガス供給源側のガス配管に接続されている。また、流入口１には、入口バッファ部６が連通されている。入口バッファ部６は、流入口１から入口バッファ部６内に流入したガスを各流路３Ａ～３Ｃに分流させるための空間である。
　入口バッファ部６の途中には、遮断機構７が設けられている。遮断機構７は、ガス供給源側からガス消費源側へのガスの通流を遮断するように構成されている。遮断機構７としては、例えば、入口バッファ部６を構成する流路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、このような遮断機構７は、周知であるため、その詳細な説明は省略する。
　また、流出口２は、流量計測装置１００内部に流入したガスをガス消費源側のガス配管に流出するための出口である。また、流出口２には、出口バッファ部８が連通されている。出口バッファ部８は、流路３Ａ～３Ｃを通流したガスを合流させるための空間である。入口バッファ部６及び出口バッファ部８により、流路３Ａ～３Ｃを通流するガスの流速及び流量の均一化を図ることができる。
　流路３Ａ～３Ｃは、入口バッファ部６と出口バッファ部８を連通するように設けられている。流路３Ａ～３Ｃは、それぞれ、流路断面積が同じになるように形成されていてもよく、異なるように形成されていてもよい。また、本実施の形態１においては、流路３Ａ～３Ｃのそれぞれに、流量計測器を配置する形態を採用したが、これに限定されず、いずれかの流路に流量計測器が配置されていない形態を採用してもよい。
　流量計測器４Ａ～４Ｃは、例えば、超音波式センサ、熱フローセンサ、及びフルイディックセンサ等のセンサを用いて、各流路３Ａ～３Ｃを通流する流体の流量を計測するように構成されている。本実施の形態１においては、流量計測器４Ａは、超音波式センサを用いている。
　ここで、図２を参照しながら、流量計測器４Ａの構成をさらに詳細に説明する。なお、流量計測器４Ｂ及び流量計測器４Ｃは、流量計測器４Ａと同様に構成されているため、その詳細な説明は省略する。
　図２は、図１に示す流量計測装置における流量計測器の構成を示す模式図である。
　図２に示すように、流量計測器４Ａは、上流側超音波センサ１１、下流側超音波センサ１２、及び副制御器１３を備えている。
　上流側超音波センサ１１及び下流側超音波センサ１２は、相互に超音波を送受信し、副制御器１３からの制御指示に応じて駆動するように構成されている。上流側超音波センサ１１は、流路３Ａにおける上流側の側壁に、下流側超音波センサ１２は、流路３Ａにおける下流側の側壁に、それぞれ設けられていて、上流側超音波センサ１１と下流側超音波センサ１２は、互いに対向するように配置されている。
　副制御器１３は、演算器１３Ａとメモリ１３Ｂを備えていて、上流側超音波センサ１１及び下流側超音波センサ１２を制御するように構成されている。演算器１３Ａとしては、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ　Ｓｃａｌｅ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等を用いることができる。また、メモリ１３Ｂとしては、例えば、読み書き可能なＲＡＭ又はＲＯＭ等の半導体記憶装置が挙げられる。
　そして、演算器１３Ａは、主制御器５からの制御信号に基づき、上流側超音波センサ１１及び下流側超音波センサ１２を制御して、流路３Ａを流れるガスの流量を算出し、算出した流量を主制御器５に出力する。
　具体的には、副制御器１３は、上流側超音波センサ１１及び下流側超音波センサ１２のそれぞれに、超音波を出力させ、出力された超音波が下流側超音波センサ１２及び上流側超音波センサ１１のそれぞれに到達するまでの時間を計測する。そして、副制御器１３は、到達時間の差から流路３Ａを流れるガスの流速を算出して、算出したガスの流速に流路３Ａの断面積を乗算することにより、流路３Ａを流れるガスの流量を算出する。
　主制御器５は、マイクロプロセッサ、ＣＰＵ等に例示される演算処理部と、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る記憶部を備えている（いずれも図１には図示せず）。そして、主制御器５は、流量計測器４Ａ～４Ｃから入力された各流路３Ａ～３Ｃの流量を基に、流入口１から流出口２の間を通流するガスの総流量を算出する。
　なお、本実施の形態１においては、副制御器１３が、流路を流れるガスの流量を算出し、主制御器５が、流入口１から流出口２の間を通流するガスの総流量を算出する形態を採用したが、これに限定されない。例えば、副制御器１３は、超音波の到達時間を計測し、計測した到達時間を主制御器５に出力して、主制御器５が、各流路の流量を算出して、総流量を算出する形態を採用してもよい。また、副制御器１３が、算出した流路の流量から、総流量を推定し、該推定した総流量を主制御器５に出力する形態を採用してもよい。副制御器１３による総流量の推定は、例えば、本実施の形態１においては、流路は３本であるので、算出した流量を３倍することで行うことができる。
　主制御器５及び流量計測器４Ａ～４Ｃは、電池１４から電力を供給される。また、電池１４は、遮断機構７のステッピングモータに電力を供給する。また、主制御器５は、各流路３Ａ～３Ｃの流量及び／又は流入口１から流出口２の間を通流するガスの総流量を表示器１５に表示させる。表示器１５としては、例えば、ＣＲＴ、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、又は有機ＥＬディスプレイ等が挙げられる。
　［流量計測装置の動作］
　次に、本実施の形態１に係る流量計測装置１００の動作について、図１乃至図３を参照しながら説明する。
　図３は、本実施の形態１に係る流量計測装置における流体の流れの変動周期と計測周期との関係を示すグラフである。
　まず、流量計測装置１００の各流路３Ａ～３Ｃを通流する流体は、図３に示す変動周期で通流しているとする（縦軸を流量、横軸を時間とするグラフ参照）。また、各流量計測器４Ａ～４Ｃは、第１期間Ｐ１ごとに各流路３Ａ～３Ｃを通流する流体の流量を計測するように構成されている。また、各流量計測器４Ａ～４Ｃは、主制御器５から入力される共通クロックにより同期しており、第１期間Ｐ１の始点（開始時刻）が互いに一致するようになっている。更に各流量計測器４Ａ～４Ｃは、それぞれ第１期間Ｐ１内に所定回数、流量を計測するように構成されている。
　主制御器５は、第１期間Ｐ１の始点である時間ｔ０において、各流量計測器４Ａ～４Ｃに、流体の流量を計測するように指示する。各流量計測器４Ａ～４Ｃ（正確には、副制御器１３）は、当該指示を受けて、以下のように、流量を計測する。
　流量計測器４Ａは、第１期間Ｐ１の開始から所定時間Ｔａ後（図３においては、時間ｔＡ１）に、上流側超音波センサ１１及び下流側超音波センサ１２から超音波を出力させ、流路３Ａを通流する流体の流量を計測する。そして、流量計測器４Ａは、所定間隔ＩＳａごと（時間ｔＡ２、時間ｔＡ３、及び時間ｔＡ４）に、所定回数（ここでは、合計４回）、流路３Ａを通流する流体の流量を計測し、計測後、主制御器５に計測した流体の流量を出力する。なお、流量計測器４Ａが第１期間内に流量の計測を所定回数実行する期間（時間ｔＡ１での計測開始時刻から時間ｔＡ４での計測終了時刻までの期間）を、ここでは第２期間ＰＡという。
　同様に、流量計測器４Ｂは、所定時間Ｔｂ後（図３においては、時間ｔＢ１）に、流路３Ｂを通流する流体の流量を計測する。そして、流量計測器４Ｂは、所定間隔ＩＳｂごと（時間ｔＢ２、時間ｔＢ３、及び時間ｔＢ４）に、所定回数（ここでは、合計４回）、流路３Ｂを通流する流体の流量を計測し、計測後、主制御器５に計測した流体の流量を出力する。なお、流量計測器４Ｂが第１期間内に流量の計測を所定回数実行する期間を、ここでは第２期間ＰＢという。
　また、流量計測器４Ｃは、所定時間Ｔｃ後（図３においては、時間ｔＣ１）に、流路３Ｃを通流する流体の流量を計測する。そして、流量計測器４Ｃは、所定間隔ＩＳｃごと（時間ｔＣ２、時間ｔＣ３、及び時間ｔＣ４）に、所定回数（ここでは、合計４回）、流路３Ｃを通流する流体の流量を計測し、計測後、主制御器５に計測した流体の流量を出力する。なお、流量計測器４Ｃが第１期間内に流量の計測を所定回数実行する期間を、ここでは第２期間ＰＣという。
　ここで、図３に示すように、所定時間Ｔａ＜所定時間Ｔｂ＜所定時間Ｔｃとすることにより、各流量計測器４Ａ～４Ｃは、第１期間内における最初の流体の流量を計測するタイミングが異なる。これにより、流路内で周期的に流量が変動しても、流量の周期的な変動の影響を小さくすることができ、その結果、流体の総流量の計測精度を向上させることができる。
　また、本実施の形態１においては、各流量計測器４Ａ～４Ｃにおいて計測する間隔を同じにする（所定間隔ＩＳａ＝所定間隔ＩＳｂ＝所定間隔ＩＳｃ）ことで、各流量計測器４Ａ～４Ｃは、第１期間内における流体の流量を計測するタイミングが全て異なる。これにより、流路内で周期的に流量が変動しても、流量の周期的な変動の影響を小さくすることができ、その結果、流体の総流量の計測精度を向上させることができる。
　そして、主制御器５は、流量計測器４Ａ～４Ｃが計測した各流路３Ａ～３Ｃの流量から、流入口１から流出口２までの間を通流する流体の総流量を算出する。なお、総流量の算出は、例えば、流量計測器４Ａ～４Ｃのそれぞれが計測した４回の流量の平均値を求め、該平均値を積算してもよい。
　ついで、主制御器５は、次の第１期間Ｐ１の始点である時間ｔ１になると、再び、各流量計測器４Ａ～４Ｃに、流体の流量を計測するように指示し、上記動作を繰り返す。このようにして、主制御器５は、第１期間Ｐ１ごとに、流入口１から流出口２までの間を通流する流体の総流量を算出する。
　このように構成された、本実施の形態１に係る流量計測装置１００では、各流量計測器４Ａ～４Ｃの第１期間Ｐ１内における最初の流体の流量を計測するタイミングが異なることにより、流量の周期的な変動の影響を小さくすることができ、その結果、流体の総流量の計測精度を向上させることができる。
　なお、本実施の形態１においては、主制御器５が、第１期間Ｐ１の始点である時間になると、各流量計測器４Ａ～４Ｃに流体の流量を計測するように指示する形態を採用したが、これに限定されない。例えば、流量計測器４Ａ～４Ｃは、それぞれ、所定間隔ＩＳａ、ＩＳｂ、ＩＳｃごとに所定回数流量を計測するように構成されていて、主制御器５は、第１期間Ｐ１の始点から所定時間Ｔａ、Ｔｂ、及びＴｃ経過後に、それぞれ、流量計測器４Ａ～４Ｃに流体の流量を計測するように指示する形態を採用してもよい。
　また、例えば、流量計測器４Ａ～４Ｃは、主制御器５からの指示に基づいて、流量を計測するように構成されていて、主制御器５が、第１期間Ｐ１の始点から所定時間Ｔａ、Ｔｂ、及びＴｃ経過後に、流量計測器４Ａ～４Ｃのそれぞれに流量を計測する指示を出力し、その後、所定間隔ＩＳａ、ＩＳｂ、ＩＳｃごとに所定回数、流量計測器４Ａ～４Ｃのそれぞれに流量を計測する指示を出力する形態を採用してもよい。
　また、本実施の形態１においては、流量計測器４Ａ～４Ｃの全てにおいて、第１期間Ｐ１における最初の流体の流量を計測するタイミングが異なる形態を採用したが、これに限定されない。複数（ここでは、３つ）の流量計測器のうち、２以上の流量計測器において上記のタイミングが異なれば、どのような形態であってもよい。
　さらに、本実施の形態１に係る流量計測装置１００は、圧力検知器等により、流路内で生じる流量の変動周期を検知し、変動周期の長さによって、各流量計測器４Ａ～４Ｃの第１期間内における最初の流体の流量を計測するタイミングを変更してもよい。すなわち、タイミングを決定する所定時間Ｔａ、Ｔｂ、及びＴｃは、予め定めた固定値であってもよいし、流体圧力の変動周期に応じて適宜変更することとしてもよい。
　（実施の形態２）
　本実施の形態２に係る流量計測装置は、流入口と流出口の間に設けられた複数の流路と、流路のそれぞれに設けられ、第１期間ごとに流路を通流する流体の流量を計測する流量計測器と、流量計測器が計測した流量から流入口から流出口の間を通流する流体の総流量を演算する流量演算器と、を備え、各流量計測器は、第１期間の始点が同じであり、かつ、第１期間内に流体の流量の計測を所定回数実行するように構成され、２以上の流量計測器は、第１期間内における流体の流量の計測を実行する間隔がそれぞれ異なるように構成されている態様を例示するものである。
　なお、本実施の形態２に係る流量計測装置１００は、実施の形態１に係る流量計測装置１００と同様の構成であるため、その構成の詳細な説明は省略する。
　［流量計測装置の動作］
　図４は、本実施の形態２に係る流量計測装置における流体の流れの変動周期と計測周期との関係を示すグラフである。
　まず、流量計測装置１００の各流路３Ａ～３Ｃを通流する流体は、図３に示す変動周期と同じ周期で通流しているとする（図３及び図４参照）。また、各流量計測器４Ａ～４Ｃは、第１期間Ｐ１ごとに各流路３Ａ～３Ｃを通流する流体の流量を計測し、第１期間Ｐ１の始点は共通しており、第１期間Ｐ１内に所定回数、流量を計測するように構成されている。
　図４に示すように、本実施の形態２に係る流量計測装置１００の動作は、実施の形態１に係る流量計測装置１００の動作と基本的動作は同じであるが、第１期間における最初の流体の流量を計測するタイミングが同じである点と、第１期間内における各流量計測器４Ａ～４Ｃが計測する間隔が異なる点と、が異なる。より詳細には、流量計測器４Ａは、実施の形態１に係る流量計測装置１００と同様の動作を行うが、流量計測器４Ｂ及び４Ｃは、以下の動作を実行する。
　流量計測器４Ｂは、所定時間Ｔｂ後（図４においては、時間ｔＢ１）に、流路３Ｂを通流する流体の流量を計測する。そして、流量計測器４Ｂは、所定間隔ＩＳｂごと（時間ｔＢ２、時間ｔＢ３、時間ｔＢ４、時間ｔＢ５、時間ｔＢ６、及び時間ｔＢ７）に、所定回数（ここでは、合計７回）、流路３Ｂを通流する流体の流量を計測し、計測後、主制御器５に計測した流体の流量を出力する。
　また、流量計測器４Ｃは、所定時間Ｔｃ後（図４においては、時間ｔＣ１）に、流路３Ｃを通流する流体の流量を計測する。そして、流量計測器４Ｃは、所定間隔ＩＳｃ（時間ｔＣ２、時間ｔＣ３、時間ｔＣ４、時間ｔＣ５、時間ｔＣ６、時間ｔＣ７、時間ｔＣ８、時間ｔＣ９、及び時間ｔＣ１０）ごとに、所定回数（ここでは、合計１０回）、流路３Ｃを通流する流体の流量を計測し、計測後、主制御器５に計測した流体の流量を出力する。
　このように、本実施の形態２に係る流量計測装置１００では、第１期間Ｐ１における最初の流体の流量を計測するタイミング（時間ｔＡ１、時間ｔＢ１、及び時間ｔＣ１）が同じであっても、各流量計測器４Ａ～４Ｃが流量を計測する間隔を異なるようにする（本実施の形態では、所定間隔ＩＳａ＞所定間隔ＩＳｂ＞所定間隔ＩＳｃ）ことで、各流量計測器４Ａ～４Ｃは、第１期間Ｐ１内における流体の流量を計測するタイミングを異ならせることができる。これにより、流路内で周期的に流量が変動しても、流量の周期的な変動の影響を小さくすることができ、その結果、流体の総流量の計測精度を向上させることができる。
　なお、本実施の形態２に係る流量計測装置１００では、各流量計測器４Ａ～４Ｃの第１期間Ｐ１における最初の流体の流量を計測するタイミングが同じである形態を採用したが、これに限定されない。上記実施の形態１に係る流量計測装置１００のように、各流量計測器４Ａ～４Ｃの第１期間Ｐ１における最初の流体の流量を計測するタイミングが異なる形態を採用してもよい。
　また、本実施の形態２においては、各流量計測器４Ａ～４Ｃは、流量を計測する間隔をそれぞれ、所定の固定値（所定間隔ＩＳａ、所定間隔ＩＳｂ、及び所定間隔ＩＳｃ）にする形態を採用したが、これに限定されない。各流量計測器４Ａ～４Ｃが、第１期間Ｐ１内における流体の流量を計測するタイミングを変えることができれば、各流量計測器４Ａ～４Ｃは、流量を計測する間隔が異なる形態を採用してもよい。すなわち、例えば、流量計測器４Ａは、ｔＡ１とｔＡ２との間の間隔と、ｔＡ２とｔＡ３との間の間隔と、が異なる間隔（時間の長さ）となるように流量を計測してもよい。
　（実施の形態３）
　本実施の形態３に係る流量計測装置は、流入口と流出口の間に設けられた複数の流路と、流路のそれぞれに設けられ、第１期間ごとに流路を通流する流体の流量を計測する流量計測器と、流量計測器が計測した流量から流入口から流出口の間を通流する流体の総流量を演算する流量演算器と、を備え、各流量計測器は、第１期間の始点が同じになるように構成され、２以上の流量計測器は、第１期間内における流体の流量の計測を所定回数実行する期間である第２期間の長さがそれぞれ異なるように構成されている態様を例示するものである。
　また、本実施の形態３に係る流量計測装置では、２以上の流量計測器が、第１期間内における流体の流量の計測を実行する間隔がそれぞれ異なるように構成されていてもよい。
　なお、本実施の形態３に係る流量計測装置１００は、実施の形態１に係る流量計測装置１００と同様の構成であるため、その構成の詳細な説明は省略する。
　［流量計測装置の動作］
　図５は、本実施の形態３に係る流量計測装置における流体の流れの変動周期と計測周期との関係を示すグラフである。
　まず、流量計測装置１００の各流路３Ａ～３Ｃを通流する流体は、図３に示す変動周期と同じ周期で通流しているとする（図３及び図５参照）。また、各流量計測器４Ａ～４Ｃは、第１期間Ｐ１ごとに各流路３Ａ～３Ｃを通流する流体の流量を計測し、第１期間Ｐ１の始点は共通しており、第１期間Ｐ１内に所定回数、流量を計測するように構成されている。
　図５に示すように、本実施の形態３に係る流量計測装置１００の動作は、実施の形態１に係る流量計測装置１００の動作と基本的動作は同じであるが、流量計測器４Ａ～４Ｃの第１期間Ｐ１における最初の流体の流量を計測するタイミングが同じである点と、第１期間Ｐ１内における流体の流量の計測を所定回数実行する期間である第２期間ＰＡ～ＰＣの長さが異なる点と、が異なる。
　より詳細には、流量計測器４Ａは、実施の形態１に係る流量計測装置１００と同様の動作を行うが、流量計測器４Ｂ及び４Ｃは、第１期間内における流体の流量の計測を実行する間隔（所定間隔ＩＳｂ及びＩＳｃ）が、流量計測器４Ａにおける所定間隔ＩＳａと異なる。具体的には、流量計測器４Ａ～４Ｃは、所定間隔ＩＳａ＜所定間隔ＩＳｂ＜所定間隔ＩＳｃとなるように、流量を計測する。なお、本実施の形態３においては、各流量計測器４Ａ～４Ｃは、第１期間Ｐ１内における流体の流量の計測を実行する回数は、同じ（ここでは、合計４回）になるように構成されている。
　このように、本実施の形態３に係る流量計測装置１００では、各流量計測器４Ａ～４Ｃが、第１期間Ｐ１内における流体の流量の計測を実行する間隔を変えて、第２期間を変えることで、第１期間Ｐ１内における流体の流量を計測するタイミングを変えることができる。これにより、流路内で周期的に流量が変動しても、流量の周期的な変動の影響を小さくすることができ、その結果、流体の総流量の計測精度を向上させることができる。
　なお、本実施の形態３に係る流量計測装置１００では、各流量計測器４Ａ～４Ｃの第１期間Ｐ１における最初の流体の流量を計測するタイミングが同じである形態を採用したが、これに限定されない。上記実施の形態１に係る流量計測装置１００のように、各流量計測器４Ａ～４Ｃの第１期間Ｐ１における最初の流体の流量を計測するタイミングが異なる形態を採用してもよい。
　また、本実施の形態３においては、各流量計測器４Ａ～４Ｃは、流量を計測する間隔がそれぞれ、所定の固定値（所定間隔ＩＳａ、所定間隔ＩＳｂ、及び所定間隔ＩＳｃ）にする形態を採用したが、これに限定されない。各流量計測器４Ａ～４Ｃが、第１期間Ｐ１内における流体の流量を計測するタイミングを変えることができれば、各流量計測器４Ａ～４Ｃは、流量を計測する間隔が異なる形態を採用してもよい。すなわち、例えば、流量計測器４Ａは、ｔＡ１とｔＡ２との間の間隔と、ｔＡ２とｔＡ３との間の間隔と、が異なる間隔（時間の長さ）となるように流量を計測してもよい。
　［変形例］
　次に、本実施の形態３に係る流量計測装置の変形例について説明する。
　本実施の形態３における変形例の流量計測装置は、２以上の流量計測器が、流体の流量の計測を実行する回数がそれぞれ異なるように構成されている態様を例示するものである。なお、本変形例の流量計測装置１００は、実施の形態３に係る流量計測装置１００と同様の構成であるため、その構成の詳細な説明は省略する。
　［流量計測装置の動作］
　図６は、本変形例の流量計測装置における流体の流れの変動周期と計測周期との関係を示すグラフである。
　まず、流量計測装置１００の各流路３Ａ～３Ｃを通流する流体は、図３に示す変動周期と同じ周期で通流しているとする（図３及び図６参照）。また、各流量計測器４Ａ～４Ｃは、第１期間Ｐ１ごとに各流路３Ａ～３Ｃを通流する流体の流量を計測し、第１期間Ｐ１の始点は共通しており、第１期間Ｐ１内に所定回数、流量を計測するように構成されている。
　図６に示すように、本変形例の流量計測装置１００の動作は、実施の形態３に係る流量計測装置１００の動作と基本的動作は同じであるが、流量計測器４Ａ～４Ｃの第１期間Ｐ１における流体の流量の計測を実行する回数が異なる。具体的には、流量計測器４Ａは、第１期間Ｐ１内に合計４回流量を計測し、流量計測器４Ｂは、合計５回流量を計測し、流量計測器４Ｃは、合計６回流量を計測するように構成されている。
　このように構成された、本変形例の流量計測装置１００であっても、実施の形態３に係る流量計測装置１００と同様の作用効果を奏する。
　なお、本変形例の流量計測装置１００では、各流量計測器４Ａ～４Ｃの第１期間Ｐ１における最初の流体の流量を計測するタイミングが同じである形態を採用したが、これに限定されない。上記実施の形態１に係る流量計測装置１００のように、各流量計測器４Ａ～４Ｃの第１期間Ｐ１における最初の流体の流量を計測するタイミングが異なる形態を採用してもよい。
　また、本変形例においては、各流量計測器４Ａ～４Ｃは、流量を計測する間隔がそれぞれ、所定の固定値（所定間隔ＩＳａ、所定間隔ＩＳｂ、及び所定間隔ＩＳｃ）にする形態を採用したが、これに限定されない。各流量計測器４Ａ～４Ｃが、第１期間Ｐ１内における流体の流量を計測するタイミングを変えることができれば、各流量計測器４Ａ～４Ｃは、流量を計測する間隔が異なる形態を採用してもよい。すなわち、例えば、流量計測器４Ａは、ｔＡ１とｔＡ２との間の間隔と、ｔＡ２とｔＡ３との間の間隔と、が異なる間隔（時間の長さ）となるように流量を計測してもよい。
　以上、実施の形態１では、各流量計測器４Ａ～４Ｃにおいて同一の第１期間Ｐ１中に最初に実行する計測タイミングが一致する例を示し、実施の形態２では、各流量計測装置４Ａ～４Ｃにおいて第２期間ＰＡ～ＰＣ中の計測間隔が互いに異なる例を示し、実施の形態３では、各流量計測装置４Ａ～４Ｃにおいて第２期間ＰＡ～ＰＣが互いに異なる例を示した。そして、上記変形例では、おおむね、実施の形態２、３を組み合わせた例を示したが、その他、実施の形態１～３のうち２つ以上を組み合わせた何れの態様を採用した場合であっても、流量の周期的な変動の影響を低減した総流量の計測を実現することができる。
　なお、上記した実施形態では、ガス使用量を計測する流量計測装置１００を例に挙げて説明したが、計測対象はガスに限定されるものではなく、流体であればよい。
　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。
　本発明の流量計測装置は、流量の周期的な変動の影響を小さくすることができ、その結果、流体の総流量の計測精度を向上させることが可能となるため、流量計の分野で有用である。
　１　流入口
　２　流出口
　３Ａ　流路
　３Ｂ　流路
　３Ｃ　流路
　４Ａ　流量計測器
　４Ｂ　流量計測器
　４Ｃ　流量計測器
　５　主制御器（流量演算器）
　６　入口バッファ部
　７　遮断機構
　８　出口バッファ部
　１１　上流側超音波センサ
　１２　下流側超音波センサ
　１３　副制御器
　１３Ａ　演算器
　１３Ｂ　メモリ
　１４　電池
　１５　表示器
　１００　流量計測装置

Claims (2)

  1. 　流入口と流出口の間に設けられた複数の流路と、
    　前記流路のそれぞれに設けられ、前記流路を通流する流体の流量を計測する流量計測器と、
    　前記流量計測器が計測した流量から、前記流入口から前記流出口の間を通流する流体の総流量を演算する流量演算器と、を備え、
    　各前記流量計測器は、開始時刻が互いに一致する第１期間内に前記流体の流量の計測を所定回数実行するように構成され、
    　２以上の前記流量計測器は、
    　（Ａ）前記第１期間内における最初の前記流体の流量の計測を実行するタイミング；
    　（Ｂ）前記第１期間内における前記流体の流量の計測を実行する間隔；
    　（Ｃ）前記第１期間内における前記流体の流量の計測を所定回数実行する期間である第２期間の長さ；
    　のうち、少なくとも１つが互いに異なるように構成されている、流量計測装置。
  2. 　前記流量計測器は、一対の超音波振動子を有し、超音波信号を利用して前記流体流路を通流する流体の流速を測定するように構成されている、請求項１に記載の流量計測装置。
     
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