JP3427839B1

JP3427839B1 - 流量計測装置

Info

Publication number: JP3427839B1
Application number: JP2002254367A
Authority: JP
Inventors: 晃一竹村; 修江口
Original assignee: 松下電器産業株式会社
Priority date: 2001-11-22
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2003-07-22
Anticipated expiration: 2022-08-30
Also published as: JP2003222548A

Abstract

【要約】【課題】本発明は気体や流体の流量を計測する装置に
おいて、圧力を直接計測することなく、また、流量とは
無関係に、脈動を検出することを目的とするものであ
る。【解決手段】流量演算手段１１で求めた流量の変化量
を変化量検出手段１２で求め、その変化量の推移から変
動検出手段１３が、流量計測に影響を及ぼす脈動が発生
しているかどうかの判断を行っている。従って、圧力を
直接検出することなく、脈動を検出することが可能とな
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、間欠的な動作によ
り流体の流量を検出し、使用量を計測する流量計測装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の流量計としては、熱線式フ
ローセンサや超音波センサを用いて求めた流体の流速を
基に流量に変換する方式の物が多数提案されており、例
えば図１８のような構成となっていた。図１８におい
て、流体流路１の途中に、超音波を発信する第１振動子
２と受信する第２振動子３とが流れ方向に配置されてい
て、計測制御手段１０は、これらふたつの送受信を制御
している。超音波が流れの中を伝搬する際、流体の流れ
の影響を受けて、流れの順方向、すなわち、第１振動子
２から第２振動子３へ向けて送信した場合の伝搬時間
と、流れの逆方向、すなわち、第２振動子３から第１振
動子２へ向けて送信した場合の伝搬時間は異なった値と
なり、流量が大きくなるにつれて、その差は大となる。
計測手段９では、双方の伝搬時間を求めて、流量演算手
段１１では、その差より流量を求めている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
の流量計では流体の局地的な流れの変化にも敏感に反応
してしまうため、例えばガスヒートポンプ式エアコンの
ように供給圧の変動が大きな器具が近隣で動作した場合
には、これの影響で発生した脈動により流速が変化し、
実際の流量とは異なった値を検出する場合があった。こ
れを解決するために、圧力センサを用いて一定の脈動が
あれば、定常時とは異なる計測方法を取る形式のものが
提案されているが、別構造の圧力センサが必要となるた
め、製造コストの面で課題があった。また、圧力センサ
を用いずに、脈動を検出する方式として、流量値の符号
が頻繁に切り替わった場合に、脈動と判断する方式も提
案されている。しかし、この場合、ベースに流れている
流量の絶対値よりも変動レベルの絶対値が小さい場合に
は流量値の符号は一定となるため、この方式では脈動の
検出は不可能であり、流量が流れていない条件下でしか
有効ではなかった。

【０００４】本発明は、前記従来の課題を解決するもの
であり、確実に、測定する流体の脈動を検出することを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記従来の課題を解決す
るために、本発明の流量計測装置は、変化量検出手段で
流量の変化量を求め、その変化量の推移から変動検出手
段が、脈動の有無を判断している。これによって、確実
に、測定する流体の脈動が発生しているかどうかの判断
を行うことが可能となる。

【０００６】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、流体の
流量を求める手段と、前記求めた流量の変化量を検出す
る変化量検出手段と、前記変動検出手段を、所定時間内
に前記変化量の絶対値が判定基準値を複数回超えると脈
動の発生と判断する構成としたことにより、短時間で複
数回の大きな変動が発生した場合に脈動が発生したと判
断できるので、短時間で、しかも、電子回路に大きな負
荷の掛からない単純な数値計算を用いて、脈動と供給量
の変化の識別が可能となる。

【０００７】請求項２に記載の発明は、流体の流量を求
める手段と、前記求めた流量の変化量を検出する変化量
検出手段と、前記変化量検出手段の出力から脈動の発生
を判断する変動検出手段とを備え、前記変動検出手段
を、所定時間内に前記変化量が判定基準値以上の増加出
力と判定基準値以上の減少出力の双方を検出すると脈動
の発生と判断する構成としたことにより、短時間で大き
な増減が発生した場合に脈動の発生と判断できるので、
短時間で、しかも、電子回路に大きな負荷の掛からない
単純な数値計算を用いて、脈動と供給量の段階的な変化
との識別が可能となる。

【０００８】請求項３に記載の発明は、流体の流量を求
める手段と、前記求めた流量の変化量を検出する変化量
検出手段と、前記変化量検出手段の出力から脈動の停止
を判断する変動検出手段とを備え、前記変動検出手段
を、所定時間を超えて前記変化量の絶対値が所定値を下
回ると脈動の停止と判断する構成としたことにより、流
量が安定した状態が長く続いた場合に脈動の停止と判断
できるので、電子回路に大きな負荷の掛からない単純な
数値計算を用いて、脈動の停止を判断することが可能と
なる。

【０００９】請求項４に記載の発明は、流体の流量を求
める手段と、前記求めた流量の変化量を検出する変化量
検出手段と、前記変化量検出手段の出力から脈動の発生
または停止を判断する変動検出手段とを備え、前記流量
を求める手段は、間欠的に動作し、その周期を可変にす
る計測制御手段を備えた構成としたことにより、周期性
の脈動が発生した場合であっても、間欠的な動作の周期
と脈動周期の関係で定まる特異条件下で誤判定をするこ
とがなくなるので、脈動の発生の検知する精度を高める
ことができる。

【００１０】請求項５に記載の流量計測装置は、流体の
流量を求める手段と、前記求めた流量の変化量を検出す
る変化量検出手段と、前記変化量検出手段の出力から脈
動の発生または停止を判断する変動検出手段とを備え、
前記流量を求める手段は間欠的に動作し、その動作時間
を可変にする計測制御手段を備えたことにより、周期性
の脈動が発生した場合であっても、動作時間と脈動周期
の関係で定まる特異条件下で誤判定をすることがなくな
るので、脈動の発生の検知する精度を高めることができ
る。

【００１１】請求項６に記載の発明は、請求項１から５
のいずれか１項記載の流量計測装置に、時間情報と共に
算出した流量、流量変化量、脈動有無検出の結果の内、
少なくとも一つの情報を記憶する履歴記憶手段を備えた
ことにより、履歴記憶手段に記憶されたデータを、例え
ば、使用状況の把握や故障解析等に利用することが可能
となる。

【００１２】請求項７に記載の発明は、請求項１から６
のいずれか１項記載の流量計測装置において、流量が大
きく増加又は減少した場合に変動検出手段による検出を
開始する構成としたことにより、消費電力の少ない計測
装置を提供することが可能となる。

【００１３】請求項８に記載の発明は、請求項４記載の
計測制御手段が、一連の定められた計測手順の間欠動作
周期を設定する周期設定手段を備え、変動検出手段は、
少なくとも２種類の異なる周期において脈動の発生また
は停止を判断し、さらに請求項９に記載の発明は、前記
２種類の異なる周期のいずれか一方において、脈動の発
生を検知すると、脈動の発生と判断する構成としたこと
により、周期性の脈動が発生した場合であっても、間欠
動作周期と脈動周期の関係で定まる特異条件下で誤判定
をすることがなくなるので、脈動の発生の検知する精度
を高めることができる。

【００１４】請求項１０に記載の発明は、請求項４記載
の計測制御手段が、一連の定められた計測手順の間欠動
作周期を設定する周期設定手段を備え、変動検出手段
は、少なくとも２種類の異なる周期において脈動の発生
または停止を判断し、前記２種類の異なる周期のいずれ
においても、脈動の停止を検知すると、脈動の停止と判
断する構成としたことにより、周期性の脈動が発生した
場合であっても、間欠動作周期と脈動周期の関係で定ま
る特異条件下で誤判定をすることがなくなるので、脈動
の発生の検知する精度を高めることができる。

【００１５】請求項１１に記載の発明は、請求項４記載
の計測制御手段が、一連の定められた計測手順の間欠動
作周期をランダムな時間間隔に設定する周期設定手段を
備えた構成としたことにより、周期性の脈動が発生した
場合であっても、間欠動作周期と脈動周期の関係で定ま
る特異条件下長く留まることがなくなるので、より、短
時間で脈動の発生及び停止を判断することができる。

【００１６】請求項１２に記載の発明は、請求項５記載
の計測制御手段が、一連の定められた計測手順の動作時
間を設定する動作時間設定手段を備え、変動検出手段
は、少なくとも２種類の異なる動作時間において、脈動
の発生または停止を判断し、さらに請求項１３に記載の
発明は、前記２種類の異なる動作時間のいずれか一方に
おいて脈動の発生を検知すると、脈動の発生と判断する
構成としたことにより、周期性の脈動が発生した場合で
あっても、動作時間と脈動周期の関係で定まる特異条件
下で誤判定をすることがなくなるので、脈動の発生を検
知する精度を高めることができる。

【００１７】請求項１４に記載の発明は、請求項５記載
の計測制御手段が、一連の定められた計測手順の動作時
間を設定する動作時間設定手段を備え、変動検出手段
は、少なくとも２種類の異なる動作時間において脈動の
発生または停止を判断し、前記異なる動作時間のいずれ
においても、定められた時間を超えて変化量検出手段の
出力絶対値が所定値を下回ると脈動の停止と判断する構
成としたことにより、周期性の脈動が発生した場合であ
っても、動作時間と脈動周期の関係で定まる特異条件下
で誤判定をすることがなくなるので、脈動の発生の検知
する精度を高めることができる。

【００１８】請求項１５に記載の発明は、請求項５記載
の計測制御手段が、一連の定められた計測手順の動作時
間をランダムに設定する動作時間設定手段とを備えた構
成としたことにより、周期性の脈動が発生した場合であ
っても、動作時間と脈動周期の関係で定まる特異条件下
長く留まることがなくなるので、より短時間で脈動の発
生及び停止を判断することができる。

【００１９】請求項１６に記載の発明は、請求項５記載
の計測制御手段が、脈動の発生を判断する毎に、動作時
間を逐次延長する構成とすることにより、変動発生時で
あっても平均化効果のため、脈動の影響の小さい計測が
可能となる。

【００２０】請求項１７に記載の発明は、請求項５記載
の計測制御手段が、脈動の停止を判断する毎に、動作時
間を逐次短縮する構成としたことにより、脈動が小さい
場合には、消費電力の少ない計測が可能となる。

【００２１】請求項１８に記載の発明は、請求項５記載
の流量計測装置において、動作時間が長くなるに従っ
て、前記変動検出手段で定める脈動の発生または停止を
判定する判定基準値を小さくした構成としたことによ
り、脈動の発生及び停止の判断をより的確に判断するこ
とが可能となり、収束時間を早めることが可能となる。

【００２２】請求項１９に記載の発明は、請求項１から
１８のいずれかに記載の流量計測装置において、流量が
大きくなるに従って、変動検出手段で定める脈動の発生
または停止を判定する判定基準値を大きくする構成とし
たことにより、脈動の影響の小さい大流量発生時には、
動作時間を短くすることが可能となり、消費電力の小さ
い計測が可能となる。

【００２３】

【実施例】以下本発明の実施例について、図１〜１８を
参照しながら説明する。

【００２４】（実施例１）図１は、本発明の第１の実施例における流量計測装置の
ブロック図、図２は、同装置の計測手段の動作を説明す
るフローチャート、図３は同装置の変動検出手段の動作
を説明するフローチャートである。

【００２５】図１において、流体流路１の途中に、超音
波を発信する第１振動子２と受信する第２振動子３が流
れ方向に配置されている。４は第１振動子２への送信手
段、５は第２振動子３で受信した超音波を信号処理する
受信手段で、６は第１振動子２と第２振動子３の送受信
を切換える切換手段、７は受信回路５で超音波を検知し
た後、第１振動子２からの送信と第２振動子３での受信
を複数回繰り返す繰り返し手段、８は繰り返し手段７に
より行われる複数回の超音波伝搬の所要時間を計測する
伝搬時間計測手段である。９は計測手段であり、第１振
動子２、第２振動子３、送信手段４、受信手段５、切換
手段６、繰り返し手段７、伝搬時間計測手段８の各要素
により構成され、計測制御手段１０の作用により、後述
する一連の計測手順に従って、流れの中での超音波の伝
搬時間を計測する。

【００２６】１１は計時手段９の計測値から流量を求め
る流量演算手段、１２は流量演算手段１１で求めた流量
の変化量を求める変化量検出手段である。１３は変化量
検出手段１２の出力から脈動を検出する変動検出手段で
あり、所定時間を計測する計時手段１４と、計時手段１
４でカウントした所定時間の間の変化量検出手段１２の
出力の平均値を求める平均化手段１５、平均化手段１５
の出力と、脈動発生の判定値を比較する比較手段１６と
で構成される。１７は使用履歴記憶手段であり、時刻と
共に、流量、変化量、脈動の有無等を記憶する。なお、
計測手段９、計測制御手段１０、流量演算手段１１、変
化量検出手段１２、変動検出手段１３、使用履歴記憶手
段１７は電池や商用電源等の電源（図示せず）を動力源
とする電子回路で構成されている。

【００２７】次に、動作作用について説明する。静止流
体中の音速をｃ、流体の流れの速さをｖとすると、流れ
の順方向の超音波の伝搬速度は（ｃ＋ｖ）、逆方向の伝
搬速度は（ｃ−ｖ）となる。振動子２と３の間の距離を
Ｌ、超音波伝搬軸と流路の中心軸とがなす角度をθ、流
れの順方向に発信された超音波の伝搬する時間をｔ１、
流れの逆方向に発信された超音波の伝搬する時間をｔ２
とすると、ｔ１＝Ｌ／（ｃ＋ｖｃｏｓθ）（１）ｔ２＝Ｌ／（ｃ−ｖｃｏｓθ）（２）となる。（１）式、（２）式より流速ｖを求めると、ｖ＝（Ｌ／２ｃｏｓθ）・（１／ｔ１−１／ｔ２）（３）となり、Ｌとθが既知ならｔ１、ｔ２を計測して流速ｖ
が求められる。ここで、流路断面積をＳ、補正係数をＫ
とすれば、流量ＱはＱ＝Ｋ・Ｓ・ｖ（４）となる。式（３）、（４）から明らかなように、伝搬時
間を求めることにより流量Ｑが求められる。ここで、微
少な流速まで検知しようとした場合、ｔ１、ｔ２の検出
精度を高める必要があるが、単発現象として計測した場
合には精度を上げるのが難しいため、送受信を複数回繰
り返してトータル時間を計測して、平均化することによ
り精度確保する方法が、超音波計測では一般的に取り入
れられており、シングアラウンド法と呼ばれている。シ
ングアラウンド法において、設定された繰り返し回数を
Ｎ回、流れの順方向、逆方向の伝搬時間の合計値をＴ
１、Ｔ２とすれば、伝搬時間ｔ１、ｔ２はＴ１、Ｔ２を
回数平均すれば求めることができる。よって、式（３）
を変形して、式（５）から流速ｖを求めることができ
る。ｖ＝Ｎ（Ｌ／２ｃｏｓθ）・（１／Ｔ１−１／Ｔ２）（５）以下、シングアラウンド法を前提として説明を進める。

【００２８】次に、計測手段９における計測手順につい
て説明する。計測制御手段１０が、繰り返し手段７に対
して、繰り返し計測の開始信号を出力すると（図２のＳ
ＴＥＰ１）、切換手段６は、第１振動子２を送信手段４
に、第２振動子３を受信手段５に接続して、超音波を流
れの順方向に送信した伝搬時間を計測する体制を取る
（ＳＴＥＰ２）。それと同時に、伝搬時間計測手段８
で、送受信に要した時間の計測が開始されると共に（Ｓ
ＴＥＰ３）、送信手段４から送信信号が出力される（Ｓ
ＴＥＰ４）。受信手段５で受信１回が終了する毎に（Ｓ
ＴＥＰ５）、繰り返し手段７は送受信の回数をカウント
し（ＳＴＥＰ６）、予め定められた繰り返し回数に達す
るまでは（ＳＴＥＰ７）、再度ＳＴＥＰ４から６の動作
を繰り返す。

【００２９】繰り返し手段７で予め設定された回数の送
受信が終了すると（ＳＴＥＰ７）、伝搬時間計測手段８
は流量演算手段１１に対して、流れの順方向の伝搬時間
の合計値Ｔ１を出力する（ＳＴＥＰ８）。つづいて、計
測制御手段１０から、切換手段６に対して送受信の切換
指示がなされる（ＳＴＥＰ９）。これを受けて、切換手
段６は、第１振動子２を受信手段５に、第２振動子３を
送信手段５に接続して、超音波を流れの逆方向に送信し
た伝搬時間を計測する体制を取る（ＳＴＥＰ１０）。そ
れと同時に、伝搬時間計測手段８で、送受信に要した時
間の計測が開始されると共に（ＳＴＥＰ１１）、送信手
段４から送信信号が出力される（ＳＴＥＰ１２）。受信
手段５で受信１回が終了する毎に（ＳＴＥＰ１３）、繰
り返し手段７は送受信の回数をカウントし（ＳＴＥＰ１
４）、予め定められた繰り返し回数に達するまでは（Ｓ
ＴＥＰ１５）、再度ＳＴＥＰ１２から１４の動作を繰り
返す。

【００３０】繰り返し手段７で予め設定された回数の送
受信が終了すると（ＳＴＥＰ１５）、伝搬時間計測手段
８は流量演算手段１１に対して、流れの順方向の伝搬時
間の合計値Ｔ２を出力する（ＳＴＥＰ１６）。以上のよ
うに求めた順方向、逆方向の伝搬時間を基に、流量演算
手段１１では式（５）、（４）を用いて流量Ｑを求める
（ＳＴＥＰ１７）。以上の動作は、予め定められた間欠
周期（例えば１秒）毎に一連の動作として実行される。

【００３１】つづいて、変化量検出手段１２と変動検出
手段１３の作用について図３を用いて説明する。１秒経
過する毎に（ＳＴＥＰ１８）、計測手段９が駆動される
ことにより一連の計測動作が実行され（ＳＴＥＰ１９。
ＳＴＥＰ１９は図２のＳＴＥＰ１からＳＴＥＰ１６の動
作に相当する。）、つづいて、流量演算手段１１で流量
Ｑが算出される。（ＳＴＥＰ２０）。変化量検出手段１
２は、１回前に計測した流量値Ｑｎ−１を記憶してい
て、新たに検出した流量Ｑｎとの差分を変化長と定義し Δ＝Ｑｎ−Ｑｎ−１（６）の計算式により求めている（ＳＴＥＰ２１）。ここで、
求めた変化量は、変動検出手段１３に出力されて、ここ
で、脈動の発生および停止が判断される。例えば、大き
な脈動があった場合には、流路１の内部はその変動の影
響を受けるため、例え安定して流体が供給されている場
合であっても、検出する流速は変化し、その結果、流量
も変化する。すなわち、変化量は大きな値となる。逆
に、脈動がない時には、安定した流量が得られるので、
変化量は小さい。

【００３２】計時手段１４は予め定められた時間を計測
していて、この時間が経過すると（ＳＴＥＰ２２）、平
均化手段１５でΔの絶対値の平均値が算出される（ＳＴ
ＥＰ２３）。ここで、求めた平均値と、判定基準値とを
比較手段１６で比較して（ＳＴＥＰ２４）、平均値が判
定基準値より大きければ、脈動ありと判断し（ＳＴＥＰ
２５）、逆に、小さければ、脈動なしと判断する（ＳＴ
ＥＰ２６）。この場合、変化量を判断基準にしたことに
より、流量の直流成分がカットされるので、流量の大小
とは無関係に脈動を容易に検出することができる。

【００３３】変動検出手段１３の判断結果は、時刻、流
量、変化量などと共に、使用履歴記憶手段１７に記憶さ
れる。使用履歴記憶手段に記録されたデータは、使用状
況の把握や、故障解析に利用される。例えば、脈動の頻
度が大きい家庭に対しては、変動原因となっている器具
に変動吸収装置を設置するなどの対策を施すことにより
流量計の誤計測や他の器具への影響を低減することが可
能となる。

【００３４】以上のように、変化量検出手段で流量の変
化量を求め、その変化量の推移から変動検出手段が、脈
動の有無を判断しているため、別構造の圧力センサを用
いて直接圧力を検出することなく、また、流量とは無関
係に脈動が発生しているかどうかの判断を行うことが可
能となる。

【００３５】（実施例２）図４は、本発明の第２の実施例における流量計測装置の
ブロック図、図５、６、８、１０は、同装置の変動検出
手段の動作を説明する特性図、図７、９、１０は同装置
の変動検出手段の動作を説明するフローチャートであ
る。

【００３６】図４において、実施例１の図１と異なると
ころは、変動検出手段１３の構成であり、変化量検出手
段１２の出力と脈動発生の判定値を比較する第１比較手
段１８、脈動発生の時間条件をカウントする第１計時手
段１９、変化量検出手段１３の出力と脈動停止の判定値
を比較する第２比較手段２０、脈動停止の時間条件をカ
ウントする第２計時手段２１とで構成されている。

【００３７】大きな流量変化が有った場合、変化量の推
移を調べることにより、変動要因を推定することができ
る。例えば、下記のような特徴があることが実験的に確
かめられている。

【００３８】（１）流体の供給量が一定の状態で、脈動
がなければ、流量値はほぼ一定に保たれるが、脈動があ
れば、流量値は変動幅に応じて増減を繰り返すことにな
る。

【００３９】（２）流体の供給量が変化した場合には、
脈動がなければ、単発的に大きな流量変化は発生するも
のの、その後、流量は一定に保たれるため流量変化は小
さい。

【００４０】上記（１）、（２）から、短時間の間に、
変化量の絶対値が複数回以上、大きな値を示せば、脈動
と推定できる。更に、その変化量の符号が同一でなけれ
ば、推定がより確実となる。

【００４１】以下、変動検出手段１３の判定方法の具体
例について図５〜１１を用いて説明する。図５、６、
８、１０はいずれも、流量および変化量の推移の一例を
示す特性図である。これらの特性図は時刻毎に流量演算
手段１１の求める流量Ｑと変化量検出手段１２の求める
変化量Δをプロットし、各計測ポイントの間を近似曲線
で結んだものであり、実際の流量波形とは一致するもの
ではない。

【００４２】まず、脈動発生の一判定方法について、特
に、脈動と供給量変動の識別方法を中心に図５〜７を用
いて説明する。図５は脈動時の流量および変化量波形の
一例である。図５において、時刻Ｔ１で、流量は大きく
増加したため、流量変化量Δはプラスの大きな値を示
す。この時、第１比較手段１８で、判定閾値Ｑｓｔｒと
Δの比較がなされ、Δが判定値を超えたため、第１計時
手段１９が判定時間Ｔｓｔｒの計時を開始する。その
後、流量は小刻みな増減を繰り返し、時刻Ｔ２におい
て、変化量Δは、再び判定閾値Ｑｓｔｒを上回る。この
時、第１計時手段１９は計時を終了していないため、変
化量検出手段１３は、短時間で複数回の大きな変動が発
生したものと判断し、脈動が発生したと判断する。

【００４３】つづいて、図６は、流体の供給量が変化し
た場合の流量および変化量波形の一例である。図６で、
時刻Ｔ１１において判定閾値Ｑｓｔｒを上回る大きな変
化量が発生し、ここで、第１計時手段１９の計時をスタ
ートさせる。この後、第１計時手段１９がＴｓｔｒのカ
ウントを終了する時刻Ｔ１２までの間、Ｑｓｔｒを上回
る変化が現れていないため、変動検出手段１３では、単
発の変化、すなわち供給量の変化とみなして、脈動とは
判断しない。

【００４４】図５、６の動作に対応するフローチャート
が図７である。図７において、ＳＴＥＰ２７からＳＴＥ
Ｐ３０までは図２のＳＴＥＰ１８からＳＴＥＰ２１と同
様であるので、説明は省略する。変化量Δの絶対値と判
定閾値Ｑｓｔｒの比較処理を行い（ＳＴＥＰ３１）、判
定値を超えていれば、判定値を超えるのが初めてかどう
かをチェックし（ＳＴＥＰ３２）、初めての場合には第
１計時手段１９が所定時間Ｔｓｔｒの計時を開始する
（ＳＴＥＰ３３）。その後、所定時間内に、再び判定閾
値Ｑｓｔｒを超えた時点で脈動が発生したものと判断す
る（ＳＴＥＰ３４）。

【００４５】脈動と判断される前に所定時間経過した場
合には（ＳＴＥＰ３５）、計時を停止する（ＳＴＥＰ３
６）とともに、過去に判定値を超えたかどうかの記憶は
廃棄される（ＳＴＥＰ３７）。そのため、次に、判定値
を超えた場合には、初めて判定値を超えたと判断される
（ＳＴＥＰ３２）。

【００４６】平均値から脈動を判断する方法では、長時
間のサンプリングが必要となる上、供給量が大きく変化
した場合にも、平均値が大きくなってしまうため、単純
な大小比較では、供給量の変化を脈動と誤認識する場合
も発生するが、それに対して、この方法によれば、簡単
な計算により、脈動と供給量の変化との識別が可能であ
り、脈動の検出精度が高められる。

【００４７】以上のように、定められた時間内に変化量
検出手段の出力絶対値が所定値を複数回超えると脈動の
発生と判断するようにしたことにより、短時間で複数回
の大きな変動が発生した場合に脈動が発生したと判断で
きるので、短時間で、しかも、電子回路に大きな負荷の
掛からない単純な数値計算を用いて、脈動と供給量の変
化の識別が可能となる。

【００４８】次に、脈動判定の別の一例を図８〜９を用
いて説明する。図８において、時刻Ｔ２１で、検出流量
は大きく増加したため、流量変化量Δはプラスの大きな
値を示し、判定閾値Ｑｓｔｒを上回る。この瞬間、第１
計時手段１９が判定時間Ｔｓｔｒの計時を開始する。そ
の後、時刻Ｔ２２において、検出流量は大きく減少した
ため、変化量Δはマイナスの大きな値を示す。ここで、
Δの絶対値は、再び判定閾値Ｑｓｔｒを上回る。この
時、第１計時手段１９は計時を終了していないため、変
化量検出手段１３は、短時間で大きな増減が発生したも
のと判断し、脈動の発生と判断する。

【００４９】図８に対応するフローチャートが図９であ
る。図９において、ＳＴＥＰ３８からＳＴＥＰ４１まで
は図３のＳＴＥＰ１８からＳＴＥＰ２１と同様であるの
で、説明は省略する。変化量Δの絶対値と判定閾値Ｑｓ
ｔｒの比較処理を行い（ＳＴＥＰ４２）、判定値を超え
ていれば、判定値を超えるのが初めてかどうかをチェッ
クし（ＳＴＥＰ４３）、初めての場合には第１計時手段
１９が所定時間Ｔｓｔｒの計時を開始する（ＳＴＥＰ４
４）。また、これと同時に、Δの符号をチェックし（Ｓ
ＴＥＰ４５）、増加（ＳＴＥＰ４６）もしくは減少（Ｓ
ＴＥＰ４７）の判断を行う。そして、増加時には、以前
に減少したかどうか（ＳＴＥＰ４８）、減少時には、以
前に増加したかどうか（ＳＴＥＰ４９）をチェックし、
増加・減少いずれも起こった場合には、脈動が発生した
ものと判断する（ＳＴＥＰ５０）。脈動が発生していな
ければ、所定時間経過するまで、同様の処理を繰り返
し、所定時間経過した場合には（ＳＴＥＰ５１）、計時
を停止する（ＳＴＥＰ５２）とともに、過去に判定値を
超えたかどうかの記憶は廃棄される（ＳＴＥＰ５３）。
そのため、次に、判定値を超えた場合には、初めて判定
値を超えたと判断される（ＳＴＥＰ４３）。

【００５０】先の例においては、短時間で段階的に使用
量が変化するような場合に、少なからずも、誤って、脈
動と誤判定してしまうケースも考えられるが、このケー
スにおいては、増（すなわち大きなプラスの変化量）、
減（すなわち大きなマイナスの変化量）を検出しない
と、脈動と判断しないので、更に検出精度が高まる。

【００５１】以上のように、定められた時間内に変化量
検出手段から所定値以上の増加出力と所定値以上の減少
出力の双方を検出すると脈動の発生と判断するようにし
たことにより、短時間で大きな増減が発生した場合に脈
動の発生と判断できるので、短時間で、しかも、電子回
路に大きな負荷の掛からない単純な数値計算を用いて、
脈動と供給量の段階的な変化との識別が可能となる。

【００５２】次に、脈動の停止判定の一例を、図１０、
１１を用いて説明する。図１０において、最初は脈動が
続いているため、変化量の値は大きい。しかし、この
後、流量値は安定し、変化量の絶対値は極めて小さくな
る。第２比較手段２０は、変化量Δの絶対値と判定値Ｑ
ｅｎｄ（Ｑｓｔｒ＞Ｑｅｎｄ）の比較処理を行ってお
り、時刻Ｔ３１において、Δの絶対値が判定値Ｑｅｎｄ
を下回った瞬間、第２計時出手段２１が判定時間Ｔｅｎ
ｄ（Ｔｓｔｒ＜Ｔｅｎｄ）の計時を開始する。その後、
時刻Ｔ３２で、第２計時手段２１は計時を終了したた
め、変動検出手段１３は、流量が安定した状態が長時間
続いたものと判断して、脈動の停止と判断する。

【００５３】図１０に対応するフローチャートが図１１
である。図１１において、ＳＴＥＰ５４からＳＴＥＰ５
７までは図３のＳＴＥＰ１８からＳＴＥＰ２１と同様で
あるので、説明は省略する。変化量Δの絶対値と判定値
Ｑｅｎｄの比較処理を行い（ＳＴＥＰ５８）、判定値を
下回っていれば、判定値を下回るのが初めてかどうかを
チェックし（ＳＴＥＰ５９）、初めての場合には第２計
時手段２１が所定時間Ｔｅｎｄの計時を開始する（ＳＴ
ＥＰ６０）。所定時間内は、同様の処理を繰り返し、所
定時間経過した場合には（ＳＴＥＰ６１）、脈動が停止
したものと判断する（ＳＴＥＰ６２）。また、変化量Δ
が判定値を超えた場合には、計時を停止する（ＳＴＥＰ
６３）とともに、過去に判定値を超えたかどうかの記憶
は廃棄される（ＳＴＥＰ６４）。そのため、次に、判定
値を下回った場合には、初めて判定値を下回ったと判断
される（ＳＴＥＰ５９）。

【００５４】以上のように、定められた時間を超えて変
化量検出手段の出力絶対値が所定値を下回ると脈動の停
止と判断するようにしたことにより、流量が安定した状
態が長く続いた場合に脈動の停止と判断できるので、電
子回路に大きな負荷の掛からない単純な数値計算を用い
て、脈動の停止を判断することが可能となる。

【００５５】（実施例３）図１２は、本発明の第３の実施例における流量計測装置
のブロック図である。図１２において、１０は計測制御
手段で、実施例２の図４と異なるところは、計測手順の
間欠動作の周期を定める周期設定手段２２と、周期設定
手段２２で定めた周期毎に、一連の計測手順の開始指示
信号を計測手段９に出力するトリガ手段２３を設けた点
である。ここで、脈動の発生、停止の判断の方法は上述
した第２の実施例で述べた方法と同様であり、説明を省
略する。

【００５６】次に、動作、作用について説明する。正弦
波のような周期性の脈動が発生した場合には、その変動
周期が、間欠動作の周期と同じであれば、計測時は、常
に変動波形の同じ位相を捉えることになる。したがっ
て、毎回の計測流量は常に等しく、かつ、位相によって
は、真値と大きく異なる値となるケースもある。この場
合には、変化量が常時ゼロとなるため、実施例１の方法
では脈動を判定できない。この現象は、間欠動作の周期
が脈動周期の整数倍の時に発生する。そこで、このよう
な特異条件を避けるように、間欠動作の周期を切換え
て、脈動の発生および停止の判断を行うことにより、よ
り検出精度が高まる。以下、具体的な判定方法について
説明する。

【００５７】周期設定手段２２は、始めは間欠動作の周
期を初期値の１秒に設定し、所定の時間（例えば１分
間）は同じ間欠周期で、脈動の発生を検出する。この
時、実施例１と同様にＴｓｔｒの間に所定の変化量が発
生しなければ、次に周期を１．１３５秒に設定変更した
後、１分間は同じ計測周期で、同様の判断を行う。間欠
周期１秒の場合、変動周期１、１／２、１／３・・・秒
（変動周波数１、２、３・・・Ｈｚ）が特異条件であ
り、常に変動波形の同位相を計測することになるが、間
欠周期１．１３５秒であれば、変動周期１．１３５、
１．１３５／２、１．１３５／３・・・秒（変動周波数
０．８８１、１．７６２、２．６４３Ｈｚ）が特異条件
になる。２つの間欠周期の共通の特異条件は、２つの間
欠周波数の公倍数の変動波形であり、この場合には、変
動周期１／２００、１／４００、１／６００秒（変動周
波数２００、４００、６００Ｈｚ）である。しかし、想
定している脈動周期の範囲が、これらの特異条件から外
れていれば、いずれかの間欠周期においては、脈動の検
出が可能である。脈動の範囲が極めて広い場合には、３
つ以上の計測周期を切り換えるようにしても良い。

【００５８】以上のように、少なくとも２種類の異なる
周期のいずれか一方において、定められた時間内に変化
量検出手段の出力絶対値が所定値を複数回超えるか、も
しくは所定値以上の増加出力と所定値以上の減少出力の
双方を検出すると脈動の発生と判断するようにしたこと
により、周期性の脈動が発生した場合であっても、間欠
動作の周期と脈動周期の関係で定まる特異条件下で誤判
定することがなくなるので、脈動の発生を検知する精度
を高めることができる。

【００５９】また、反対に脈動の停止を判定する場合に
おいては、周期設定手段２２は、始めは間欠動作の周期
を初期値の１秒に設定し、１分間は同じ間欠周期で、実
施例１と同様の方法で、脈動停止の判定を行う。ここ
で、所定の時間Ｔｅｎｄの間、変化量がＱｅｎｄを下回
り、脈動の停止と判断された場合には、周期設定手段２
２が、間欠動作の周期を１．１３５秒に切換えて１分間
同様の脈動停止の判定を行う。このとき、どちらの間欠
周期においても、脈動停止の判断ができた場合にのみ、
脈動が実際に停止しているものと判断する。

【００６０】以上のように、少なくとも２種類の異なる
周期のいずれにおいても、定められた時間を超えて変化
量検出手段の出力絶対値が所定値を下回ると脈動の停止
と判断するようにしたことにより、周期性の脈動が発生
した場合であっても、間欠動作の周期と脈動周期の関係
で定まる特異条件下で誤判定することがなくなるので、
脈動の停止を検知する精度を高めることができる。

【００６１】また、別の方法として、周期設定手段２２
が間欠周期をランダムに変化させる方法であっても良
い。先の例では、１分間は同じ間欠周期で計測手段９を
駆動していたが、この場合には、毎回異なる動作間隔
で、計測手段９を駆動して、一連の計測手順を実行す
る。この時定める間欠周期が、変動周期の整数倍となる
値をできるだけ避けるように設定するのは先の例と同様
である。例えば、１０〜３０Ｈｚ程度の範囲の変動周期
を想定した場合、設定分解能を１／５０秒として、１
秒、１．２６秒、１．１８秒、０．８４秒の如く変化さ
せれば、変動波形の同じ位相ばかりを検出することがな
くなる。よって、先の例のように異なる計測周期毎に、
脈動の発生や停止の判断をする必要がなくなり、結果と
して短時間での判定が可能となる。

【００６２】以上のように、一連の定められた計測手順
の間欠動作周期をランダムな時間間隔に設定する周期設
定手段を備えたことにより、周期性の脈動が発生した場
合であっても、間欠動作の周期と脈動周期の関係で定ま
る特異条件下に長く留まることがなくなるので、より短
時間で脈動の発生および停止を判断することができる。

【００６３】（実施例４）図１３は、本発明の第４の実施例における流量計測装置
のブロック図、図１４は同装置の計測手段の動作時間と
脈動周期の関係を説明する説明図である。ここで、脈動
の発生・停止の判断の方法は上述した実施例で述べた方
法と同様であり、説明を省略する。

【００６４】図１３において、１０は計測制御手段で、
実施例３の図１２と異なるところは、一連の計測手順の
動作時間、すなわち計測の繰り返し動作の繰り返し回数
を、繰り返し手段７に対して指示する、回数設定手段２
４（動作時間設定手段）を設けた点である。

【００６５】次に、動作、作用について説明する。一連
の計測手順は繰り返し計測によって実現しているため、
繰り返し計測の所用時間の平均値を求めていることにな
る。したがって、回数設定手段２４により繰り返し手段
７の繰り返し回数の設定値を変えることで、異なった計
測値を得ることになる。例えば図１４のような流速変化
が発生した場合、繰り返し回数Ｎ１に設定した場合に
は、この期間に発生する脈動波形の波数は整数の６個で
あるため、平均流速は０である。一方、繰り返し回数を
Ｎ２回に設定した場合には、脈動波形の波数は６．５個
と端数分を含んでいるため、平均流速は０とはならず、
正の値となる。繰り返し回数Ｎ１の場合には、計測開始
の位相が異なっても、常に平均流速は０であるが、繰り
返し回数Ｎ２の場合には、端数の影響により、真値の０
とはならず、計測位相が異なれば、ばらつきが大とな
る。したがって、繰り返し回数Ｎ１の時には、流量変化
量Δは常に０、繰り返し回数Ｎ２の時には、変化量Δの
絶対値は大となる。また、脈動が発生していなければ、
変化量は０になることは言うまでもない。この性質を利
用して変動検出手段１３では判定を行う。

【００６６】例えば、繰り返し１回当たりの所要時間を
０．５ｍｓ、繰り返し回数の初期値を２４０回とした場
合、一連の計測動作の所用時間は１２０ｍｓとなる。想
定する脈動周期の範囲を３３．３〜１００ｍｓ（変動周
波数範囲１０〜３０Ｈｚ）とすると、繰り返し所用時間
が変動周期の整数倍となる特異条件は変動周期４０ｍ
ｓ、６０ｍｓ（変動周波数２５Ｈｚ、１６．７Ｈｚ）の
２点である。また、繰り返し回数の別の設定値を２６０
回とすれば、特異条件は変動周期４３．３ｍｓ、６５ｍ
ｓ（変動周波数が２３．１Ｈｚ、１５．４Ｈｚ）とな
り、２４０回の場合の特異条件とは重ならない。そこ
で、回数設定手段２４は、始めは一連の計測動作におい
て実行する繰り返し回数を初期値２４０に設定し、所定
の時間（例えば１分間）は同じ回数で、脈動の発生を検
出する。この時、実施例２と同様に第１計時手段１９が
Ｔｓｔｒを計時する間に、所定の変化量が発生しなけれ
ば、次に、回数設定手段２４は、繰り返し回数を２６０
回に設定変更した後、１分間は同じ間欠周期で、同様の
判断を行う。このようにして、切換えたいずれかの繰り
返し回数、すなわち動作時間において脈動の判断ができ
る。

【００６７】以上のように、少なくとも２種類の異なる
動作時間のいずれか一方において、定められた時間内に
変化量検出手段の出力絶対値が所定値を複数回超える
か、もしくは所定値以上の増加出力と所定値以上の減少
出力の双方を検出すると脈動の発生と判断するようにし
たことにより、周期性の脈動が発生した場合であって
も、計測動作時間と脈動周期の関係で定まる特異条件下
で誤判定することがなくなるので、脈動の発生を検知す
る精度を高めることができる。

【００６８】また、反対に脈動の停止を判定する場合に
おいては、回数設定手段２４は、始めは繰り返し回数を
初期値２４０回に設定し、１分間はその回数で、実施例
２と同様の方法で、脈動停止の判定を行う。ここで、所
定の時間Ｔｅｎｄの間、変化量がＱｅｎｄを下回り、脈
動の停止と判断された場合には、回数設定手段２４が、
繰り返し回数を２６０回に切換えて１分間同様の脈動停
止の判定を行う。このとき、どちらの繰り返し回数にお
いても、脈動停止の判断ができた場合にのみ、脈動が実
際に停止しているものと判断する。

【００６９】以上のように、少なくとも２種類の異なる
動作時間のいずれにおいても、定められた時間を超えて
変化量検出手段の出力絶対値が所定値を下回ると脈動の
停止と判断するようにしたことにより、周期性の脈動が
発生した場合であっても、計測動作時間と脈動周期の関
係で定まる特異条件下で誤判定することがなくなるの
で、脈動の停止を検知する精度を高めることができる。

【００７０】また、別の方法として、回数設定手段２４
が繰り返し回数をランダムに変化させる方法であっても
良い。先の例では、１分間は同じ繰り返し回数で計測手
段９を駆動していたが、この場合には、毎回異なる繰り
返し回数で、計測手段９を駆動して、一連の計測手順を
実行する。例えば、最初の動作時には２４０回、１秒後
には、２５０回、２秒後には２４４回の如く変化させれ
ば、計測時間が常に変動周期の整数倍になることが回避
される。このようにすれば、先の例のように、異なる回
数毎に、脈動の発生や停止の判断をする必要がないた
め、より短時間に、脈動の発生および停止を判断するこ
とができる。

【００７１】以上のように、一連の定められた計測手順
の動作時間をランダムに設定する動作時間設定手段を備
えたことにより、周期性の脈動が発生した場合であって
も、計測動作時間と脈動周期の関係で定まる特異条件下
に長く留まることがなくなるので、より短時間で脈動の
発生および停止を判断することができる。

【００７２】（実施例５）図１５は、本発明の第５の実施例における流量計測装置
のブロック図である。図１５において、１０は計測制御
手段で、実施例４の図１３と異なるところは、一連の計
測手順の動作時間、すなわち計測の繰り返し動作の繰り
返し回数を、繰り返し手段７に対して指示する、回数設
定手段２４（動作時間設定手段）を設け、この回数設定
手段２４が、計測手段９の一連の計測手順の動作時間の
設定時間、すなわち繰り返し計測回数を変動検出手段１
３の検出結果に従って、変更する点である。この異なる
点以外については、上述した実施例と同様であり説明を
省略する。

【００７３】次に、動作、作用について説明する。ま
ず、周期性の脈動と、計測手順の動作時間との関係につ
いて説明する。実施例３で説明した通り、伝搬時間計測
手段８による計測値は、動作時間の変動を平均化した値
となる。動作時間を延長することにより、その間に含ま
れる波数が増えるため、一般的には、平均化効果が高め
られ、計測値は真値に近づく。一方、実施例１で説明し
たように、計測装置自体の動力源は電池などの電源であ
るから動作時間を延長するということは、消費電力の増
大に繋がるので、いたずらに延長するのは好ましくな
い。よって、脈動発生時のみ、動作時間を延長し、脈動
のない時には、短時間で正確な値を得られる構成をとる
必要がある。そこで、変動検出手段１３の判定結果に従
って、回数設定手段２４が動作時間、すなわち、繰り返
し回数を設定する構成を取っている。以下、具体的動作
について説明する。

【００７４】回数設定手段２４は、初期値Ｎを設定して
計測を実行し、実施例２と同様の方法にて、変動検出手
段１３により脈動発生の判定を行う。脈動の発生を判断
した場合には、回数設定手段２４は、繰り返し手段７の
繰り返し回数を初期値のＮから２Ｎに変更する。繰り返
し回数変更後、再び、脈動の発生を判断した場合には、
設定値を３Ｎとする。以下、同様に、繰り返し回数を変
更する毎に脈動の発生を判定し、脈動が発生していれ
ば、繰り返し回数を延長している。繰り返し回数を変更
することにより動作時間内の変動波形の波数が増えるた
め、平均化効果が高まり、脈動の影響の小さい設定値に
設定することができるため、正確な流量値を得ることが
可能となる。

【００７５】以上のように、一連の計測手順の動作時間
を設定する動作時間設定手段を備え、脈動の発生を判断
する毎に、設定時間を逐次延長するようにしたことによ
り、変動発生時であっても平均化効果のため、脈動の影
響の小さい計測が可能となる。

【００７６】一方、変動検出手段１３で、脈動の停止を
検出した場合には、回数設定手段２４が繰り返し回数を
逐次減少させる。例えば、脈動の発生を検出して、繰り
返し回数を４Ｎまで変更した後、流量が安定したものと
する。この場合には、脈動が停止したものと判断して、
繰り返し回数を３Ｎに変更する。以下、同様に、新たな
繰り返し回数において、脈動の停止が判断される毎に、
繰り返し回数をＮずつ縮する。以上のように、脈動が発
生していなければ、繰り返し回数が低く抑さえられるの
で、消費電力の小さな計測が可能となる。

【００７７】以上のように、一連の定められた計測手順
の動作時間を設定する動作時間設定手段を備え、脈動の
停止を判断する毎に、設定時間を逐次短縮するようにし
たことにより、脈動が小さい場合には、消費電力の少な
い計測が可能となる。以上のような構成を取ることによ
り、最終的には、脈動の発生、停止、いずれの事象も発
生しない最適な動作時間に収束させることができる。

【００７８】なお、動作時間を延長する毎に、平均化効
果が高められるので、脈動の影響による流量変動量は小
さくなる。よって、動作時間を延長するに従って、判定
値Ｑｓｔｒ、Ｑｅｎｄを段階的に小さくするように設定
すれば、より的確な判断が可能となり、収束時間を早め
ることが可能である。

【００７９】また、脈動の発生および停止を判断する変
化量Δの判定値は流量にかかわらず、固定としたが、例
えば、変化率のように、流量が大になるに従って、大き
くなるようにしても良い。この場合、流量値が大きくな
るに従って、脈動と判断される頻度が小さくなる。同一
レベルの脈動であっても、小流量の方が大流量に比べ
て、脈動から受ける影響が大きいが、この構成において
は、影響の小さい大流量発生時に、無駄な消費電力を増
やすことがなくなるため、より消費電力の小さい計測が
可能となる。

【００８０】（実施例６）図１６は、本発明の第６の実施例における流量計測装置
のブロック図、図１７は同装置の計測手段の動作を説明
するフローチャートである。

【００８１】本実施例では、実施例５で説明した動作時
間設定手段の別の構成例について説明する。図１６で実
施例５の図１５と異なるのは、少ない繰り返し回数（例
えば１０回）の正逆両方向の繰り返し計測を更にＫ回連
続して行って、これを一連の計測手順とした点であり、
具体的には、計測手段９に順方向のＫ回の伝搬時間を加
算する第１加算手段２６、逆方向のＫ回の伝搬時間を加
算する第２加算手段２７で構成される加算手段２５を設
け、更に計測制御手段１０にセットするセット数設定手
段２８を設けている点である。この異なる点以外につい
ては、上述した実施例と同様であり説明を省略する。

【００８２】次に、動作、作用について説明する。図１
７において、図２と同様の部分については詳細な説明は
省略し、異なる部分についてのみ説明する。計測手段１
０内部のトリガ手段２３が、繰り返し手段７に対して、
計測の開始信号を出力する（ＳＴＥＰ６５）ことにより
一連の計測手順が開始される。以後、ＳＴＥＰ６６から
ＳＴＥＰ７２までは、図２のＳＴＥＰ２〜ＳＴＥＰ８と
同様であるので説明は省略する。ＳＴＥＰ７２で出力さ
れた１回目の伝搬時間Ｔ１１は第１加算手段２６に加算
される（ＳＴＥＰ７３）。その後、計測制御手段１０か
ら、切換手段６に対して送受信の切換指示がなされる
（ＳＴＥＰ７４）。以後、ＳＴＥＰ７５からＳＴＥＰ８
１までは、図２のＳＴＥＰ１０から１６と同様であるの
で説明は省略する。ＳＴＥＰ８１で出力された１回目の
流れと逆方向の伝搬時間Ｔ２１は第２加算手段２７に加
算される（ＳＴＥＰ８２）。以上の正逆両方向の伝搬時
間計測が終わると、これを１セットと数えて、１セット
の計測が終わる毎に、繰り返し手段７はこのセット数を
カウントする（ＳＴＥＰ８３）。ここで、予め定めたセ
ット数が終わるまでは（ＳＴＥＰ８３）、ＳＴＥＰ６６
に戻り、再度、送受信を切り換えて（ＳＴＥＰ６７）、
同様の処理を繰り返す。予め定めたＫセットの計測が終
了すると（ＳＴＥＰ８４）、一連の計測手順は終了し、
この時、加算手段２６から正逆両方向の伝搬時間の合計
値が流量演算手段１１に出力され（ＳＴＥＰ８５）、流
量演算手段１１で流量を求める（ＳＴＥＰ８６）。

【００８３】第１加算手段２６で求めた値をＴ１Ｋ、第
２加算手段２７で求めた値をＴ２Ｋとすれば、流速ｖは
ｖ＝Ｎ・Ｋ・（Ｌ／２ｃｏｓθ）・（１／Ｔ１Ｋ−１／
Ｔ２Ｋ）（７）式（７）で求められる。流量演算手段１
１は、式（７）と式（４）を用いて流量Ｑを求める。こ
こまでの一連の計測手順は予め定められた間欠周期また
は、ランダム周期毎に実行される。以降の流量変化量Δ
および、脈動の判定手順については、先の実施例２およ
び３と同様であるため、省略する。圧力変動判定を行っ
た後の、動作時間の延長および短縮の方法が実施例５と
は異なる。本実施例において、動作時間の延長は、セッ
ト数設定手段２８により実現する。変動検出手段１３で
圧力変動の発生を判断する毎に、セット数設定手段２８
は繰り返し回数１０回を固定したままで、セット数Ｋを
２Ｋ、３Ｋ、４Ｋと逐次延長し、逆に、圧力変動の停止
を判定する毎に、４Ｋ、３Ｋ、２Ｋ、Ｋと逐次短縮す
る。以上のセット数を増加させる方法であっても、実施
例５同様、平均化の効果により流量値が真値に近づくこ
とは言うまでもない。

【００８４】なお、実施例１〜６において超音波流量計
を例として説明したが、もちろん、これに限るものでは
なく、例えば、熱線式のフローセンサを用いて、間欠的
に計測動作を行うものであっても同様の効果が得られる
ことは言うまでもない。また、流体の種類は気体のみな
らず、液体であっても同様の効果がえられることもいう
までもない。

【００８５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば確実
に脈動が発生しているかどうかの判断を行うことが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における流量計測装置のブロ
ック図

【図２】同装置の計測手段の動作を説明するフローチャ
ート

【図３】同装置の変動検出手段の動作を説明するフロー
チャート

【図４】本発明の実施例２における流量計測装置のブロ
ック図

【図５】同装置の変動検出手段の脈動の判断の一例を説
明する特性図

【図６】同装置の変動検出手段の脈動の判断の別の一例
を説明する特性図

【図７】図５および図６に対応するフローチャート

【図８】同装置の変動検出手段の脈動の判断の更に別の
一例を説明する特性図

【図９】図８に対応するフローチャート

【図１０】同装置の変動検出手段の脈動停止の判断の一
例を説明する特性図

【図１１】図１０に対応するフローチャート

【図１２】本発明の実施例３における流量計測装置のブ
ロック図

【図１３】本発明の実施例４における流量計測装置のブ
ロック図

【図１４】同装置の計測手段の動作と脈動波形の関係を
示す特性図

【図１５】本発明の実施例５における流量計測装置のブ
ロック図

【図１６】本発明の実施例６における流量計測装置のブ
ロック図

【図１７】同装置の計測手段の動作を説明するフローチ
ャート

【図１８】従来の流量計測装置のブロック図

【符号の説明】

９計測手段１０計測制御手段１１流量演算手段１２変化量検出手段１３変動検出手段１４計測制御手段１９周期設定手段２０回数設定手段（動作時間設定手段）２８セット数設定手段（動作時間設定手段）

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】流体の流量を求める手段と、前記求めた
流量の変化量を検出する変化量検出手段と、前記変化量
検出手段の出力から脈動の発生を判断する変動検出手段
とを備え、前記変動検出手段は、所定時間内に前記変化
量の絶対値が判定基準値を複数回越えると脈動の発生と
判断する流量計測装置。
【請求項２】流体の流量を求める手段と、前記求めた
流量の変化量を検出する変化量検出手段と、前記変化量
検出手段の出力から脈動の発生を判断する変動検出手段
とを備え、前記変動検出手段は、所定時間内に前記変化
量が判定基準値以上の増加出力と判定基準値以上の減少
出力の双方を検出すると脈動の発生と判断する流量計測
装置。
【請求項３】流体の流量を求める手段と、前記求めた
流量の変化量を検出する変化量検出手段と、前記変化量
検出手段の出力から脈動の停止を判断する変動検出手段
とを備え、前記変動検出手段は、所定時間を超えて前記
変化量の絶対値が所定値を下回ると脈動の停止と判断す
る流量計測装置。
【請求項４】流体の流量を求める手段と、前記求めた
流量の変化量を検出する変化量検出手段と、前記変化量
検出手段の出力から脈動の発生または停止を判断する変
動検出手段とを備え、前記流量を求める手段は間欠的に
動作し、その間欠動作周期を可変にする計測制御手段を
備えた流量計測装置。
【請求項５】流体の流量を求める手段と、前記求めた
流量の変化量を検出する変化量検出手段と、前記変化量
検出手段の出力から脈動の発生または停止を判断する変
動検出手段とを備え、前記流量を求める手段は間欠的に
動作し、その動作時間を可変にする計測制御手段を備え
た流量計測装置。
【請求項６】算出した流量、流量変化量、脈動有無検
出の結果の内、少なくとも一つの情報を、時間情報とと
もに記憶する履歴記憶手段を備えた請求項１から５のい
ずれか１項に記載の流量計測装置。
【請求項７】流量が大きく増加又は減少した場合に前
記変動検出手段による検出を開始する請求項１から６の
いずれか１項に記載の流量計測装置。
【請求項８】前記計測制御手段は、前記間欠動作周期
を設定する周期設定手段を備え、前記変動検出手段は、
少なくとも２種類の異なる周期において、脈動の発生ま
たは停止を判断する請求項４記載の流量計測装置。
【請求項９】前記変動検出手段は、少なくとも２種類
の異なる周期のいずれかにおいて脈動の発生を検知する
と、脈動の発生と判断する請求項８に記載の流量検出装
置。
【請求項１０】前記変動検出手段は、少なくとも２種
類の異なる周期のいずれにおいても脈動の停止を検知す
ると、脈動の停止と判断する請求項８記載の流量計測装
置。
【請求項１１】前記計測制御手段は、前記間欠動作周
期をランダムに設定する請求項４に記載の流量計測装
置。
【請求項１２】前記計測制御手段は、前記動作時間を
設定する動作時間設定手段を備え、前記変動検出手段
は、少なくとも２種類の異なる動作時間において、脈動
の発生または停止を判断する請求項５に記載の流量計測
装置。
【請求項１３】前記変動検出手段は、少なくとも２種
類の異なる動作時間のいずれかにおいて脈動の発生を検
知すると、脈動の発生と判断する請求項１２に記載の流
量計測装置。
【請求項１４】前記変動検出手段は、少なくとも２種
類の異なる動作時間のいずれにおいても脈動の停止を検
知すると、脈動の停止と判断する請求項１２記載の流量
計測装置。
【請求項１５】前記計測制御手段は、前記動作時間を
ランダムに設定する請求項５に記載の流量計測装置。
【請求項１６】前記計測制御手段は、脈動の発生を判
断する毎に、前記動作時間を逐次延長する請求項５記載
の流量計測装置。
【請求項１７】前記計測制御手段は、脈動の停止を判
断する毎に、前記動作時間を逐次短縮する請求項５記載
の流量計測装置。
【請求項１８】前記動作時間が長くなるに従って、前
記変動検出手段で定める脈動の発生または停止を判定す
る判定基準値を小さくした請求項５記載の流量計測装
置。
【請求項１９】前記流量が大きくなるに従って、前記
変動検出手段で定める脈動の発生または停止を判定する
判定基準値を大きくした請求項１から１８のいずれか１
項に記載の流量計測装置。