JP4646107B2 - 超音波流量計 - Google Patents

Description

本発明は、超音波流量計に関し、詳しくは超音波を利用して流体の流速や流量を計測する超音波流量計に関する。具体的には、ガスメータ，水道メータ，ガス流量計等の分野で、流体の流量の管理および制御に使用される超音波流量計に関する。

従来、都市ガス，ＬＰＧ，水などの流体の流量を計測する流量計として、超音波を利用して流速や流量を計測する超音波流量計が知られている。その計測原理として、一般には「伝搬時間差法」が用いられる。これは、流路の流体流れ方向上手側および下手側に一対の超音波トランスジューサを設け、超音波の送受信を交互に切り替えて、流れ方向上手側の超音波トランスジューサから発射された超音波が流れ方向下手側の超音波トランスジューサに到達するまでの時間（以下、順方向伝搬時間という）と、流れ方向下手側の超音波トランスジューサから発射された超音波が流れ方向上手側の超音波トランスジューサに到達するまでの時間（以下、逆方向伝搬時間という）とを計測して、両者の差から流路を流れる流体の平均流速と、平均流速に流路断面積を乗算することで流量とを求める方法である（例えば、特許文献１参照）。

いま、順方向伝搬時間をＴ_ｊ、逆方向伝搬時間をＴ_ｇ、静止流体中の音速をＣ、計測流体の流速をＶ、超音波の伝搬距離（一対の超音波トランスジューサ間距離）をＬとすると、下式（１）および（２）が得られる。

Ｔ_ｊ＝Ｌ／（Ｃ＋Ｖ） ・・・（１）
Ｔ_ｇ＝Ｌ／（Ｃ−Ｖ） ・・・（２）

式（１）および（２）より、流速Ｖが下式（３）のように求められる。

Ｖ＝Ｌ｛（１／Ｔ_ｊ）−（１／Ｔ_ｇ）｝／２ ・・・（３）

そして、流量Ｑ１が、流路の断面積Ｓ、計測時間間隔等を考慮した補正係数Ｈを用いて、下式（４）で求められる。

Ｑ１＝Ｖ・Ｓ・Ｈ ・・・（４）

また、前回までの積算流量Ｑ０を用いれば、積算流量Ｑは、Ｑ＝Ｑ０＋Ｑ１で求められる。
特許第２８２８６１５号公報

従来、この種の超音波流量計は、工場出荷時に、流体の遮断弁を閉じた状態（流量０の状態）で一対の超音波トランスジューサ間における順方向伝搬時間および逆方向伝搬時間を計測し、同じ伝搬時間が得られるかどうかに基づいて校正（キャリブレーション）を行なう必要があるかどうかを検出し、必要がある場合には校正を行なっていた。

しかし、超音波トランスジューサは、送受信時の遅延特性、即ち、電気−機械・機械−電気変換特性の経年的な遅延特性変動（ドリフト）が生じることが知られている。すなわち、超音波トランスジューサは、圧電セラミック，音響整合層，支持体，ダンパ等が接着剤で接合されて構成されているので、接着剤が経年変化で劣化したり、圧電セラミックや音響整合層が使用劣化したりすると、送受信時の遅延特性が劣化していた。

このため、超音波流量計が工場から出荷され、フィールドに取り付けられてから時間が経過すると、一対の超音波トランスジューサの遅延特性が経年変化により変動し、互いの遅延特性が規定の範囲から外れてしまう経年的な遅延特性変動（ドリフト）が発生していた。特に、微少流量の計測時のように一対の超音波トランスジューサ間の遅延特性差による影響が無視できない場合、一対の超音波トランスジューサ間の遅延特性のズレ量を何らかの手段により補正しなければならなかったが、従来は、経年的な遅延特性変動の影響を十分に補正する良い手法が無かったため、一対の超音波トランスジューサの経年的な遅延特性変動に対する補正は行なわれていなかった。この結果、計測精度が低下してしまい、超音波流量計の信頼性を低下させてしまうことが懸念されていた。

そこで、本発明の課題は、計測周波数の変化は、流速には影響しないが、超音波の伝搬時間に影響することに着目し、流体の流れを完全に停止させなくても（流量があっても）、計測周波数を変化させて順方向伝搬時間および逆方向伝搬時間を計測することによって、超音波トランスジューサの経年的な遅延特性変動を補正できるようにした超音波流量計を提供することにある。

また、本発明の課題は、工場出荷後に、即ちフィールド上で、一定期間毎に補正検査を自動的に行なう超音波流量計を提供することにある。

さらに、本発明の課題は、計測周波数を変化させて、計測周波数間の順方向伝搬時間差および逆方向伝搬時間差に基づいて補正の必要の有無を判断し、必要がある場合に補正を行なうようにした超音波流量計を提供することにある。

さらにまた、本発明の課題は、高精度の補正を行なうことが可能であり、長期的にも極めて計測精度が高く、計測における信頼性も著しく向上させることができる超音波流量計を提供することにある。

課題を解決するための手段および発明の効果

本発明の超音波流量計は、流路の流体流れ方向上手側および下手側に一対の超音波トランスジューサを設け、超音波の送受信を交互に切り替えて、流れ方向上手側の超音波トランスジューサから発射された超音波が流れ方向下手側の超音波トランスジューサに到達するまでの順方向伝搬時間と、流れ方向下手側の超音波トランスジューサから発射された超音波が流れ方向上手側の超音波トランスジューサに到達するまでの逆方向伝搬時間とを計測して、両者の差から流路を流れる流体の平均流速を求め、平均流速に流路断面積を乗算することで流量を求める超音波流量計において、前記一対の超音波トランスジューサが設置された時において、複数の計測周波数を定めて、前記一対の超音波トランスジューサ間の順方向伝搬時間および逆方向伝搬時間の計測を行い、前記複数の計測周波数の間における順方向伝搬時間の差、および前記複数の計測周波数の間における逆方向伝搬時間の差を求め、その初期順方向伝搬時間差および初期逆方向伝搬時間差を記憶する周波数−伝搬時間差記憶部と、一定期間毎に、前記複数の計測周波数によって、前記超音波トランスジューサ間の順方向伝搬時間および逆方向伝搬時間の計測を行ない、前記複数の計測周波数の間における順方向伝搬時間の差、および前記複数の計測周波数の間における逆方向伝搬時間の差を求め、その順方向伝搬時間差と前記周波数−伝搬時間差記憶部に記憶された前記順方向伝搬時間を計測した温度での初期順方向伝搬時間差、およびその逆方向伝搬時間差と前記周波数−伝搬時間差記憶部に記憶された前記逆方向伝搬時間を計測した温度での初期逆方向伝搬時間差を比較する周波数−伝搬時間差比較部とを有し、前記周波数−伝搬時間差比較部の比較結果に基づく初期順方向伝搬時間差および初期逆方向伝搬時間差との間のズレ量に応じて通常計測補正値をマイナスの値またはプラスの値に変更することで、超音波トランスジューサによる通常計測値を通常計測補正値によって遅延特性の変化分に応じた変更を行い、前記一対の超音波トランスジューサの遅延特性が、計測流体の流速によらず、計測周波数によって変化することを利用し、前記一対の超音波トランスジューサの経年的な遅延特性変動に対する流量補正を行なうことを特徴とする。本発明の超音波流量計によれば、計測周波数間の初期順方向伝搬時間差および初期逆方向伝搬時間差を予め記憶させ、一定期間毎に複数の計測周波数での順方向伝搬時間および逆方向伝搬時間を計測し、計測周波数間の順方向伝搬時間差および逆方向伝搬時間差を求めて、予め記憶されている同計測周波数間の初期順方向伝搬時間差および初期逆方向伝搬時間差と比較し、比較結果に基づいて一対の超音波トランスジューサの経年的な遅延特性変動を補正するようにしたので、経年的な遅延特性変動が定期的に補正され計測誤差の少ない超音波流量計を提供できる。

本発明の超音波流量計は、前記超音波トランスジューサが、低Ｑ型で、不要スプリアスの少ない、単一共振特性を有する超音波トランスジューサで形成されていて、該超音波トランスジューサの周波数帯域を利用することを特徴とする。本発明の超音波流量計によれば、ある程度低いＱ値により、計測流体が空気やガスのような音響インピーダンスの極めて小さい流体（超音波トランスジューサの音響整合層と比べて6桁以上の差）に対して、比較的少ない消費電流での超音波の送受信計測が可能である。また、広域な流量レンジに対応させるためにも、周波数帯域内での不要スプリアスが少ない単一共振特性を有し、Ｑ値がある程度低いことから、周波数帯域内における周波数を利用し、この周波数を計測周波数として超音波を送信した結果、計測周波数に応じた受信周波数となる特性が確保できる（広域な流量レンジが計測でき、受信波が計測周波数に応じた周波数となるため、計測精度が向上する）。さらに、Ｑ値がある程度低いことで、できるだけ少ない駆動パルス数により、計測周波数に応じた受信特性が得られ、受信波の周波数追従特性が向上する結果、計測精度が向上し、さらに消費電流を比較的少なく抑えられる。

本発明の超音波流量計は、補正検査時の計測周波数が、前記超音波トランスジューサの周波数帯域内の共振点周波数またはその近傍の周波数と、前記周波数帯域内の共振点周波数から離れた周波数とを使用し、これらの周波数の駆動パルスにより前記超音波トランスジューサを駆動し、順方向伝搬時間および逆方向伝搬時間の計測を行なうことを特徴とする。本発明の超音波流量計によれば、超音波トランスジューサはＱ値が低い特性なので、補正検査時に計測する計測周波数の１つを共振点周波数またはその近傍の周波数にすることで、送信側の超音波トランスジューサの計測周波数や環境の影響が少ない安定な基準となる計測周波数となり、また受信波の周波数追従性が得られる。また、残りの計測周波数を共振点周波数から離れた、超音波トランスジューサの周波数帯域の境界近傍の周波数とすることで、共振点周波数の影響を受けづらくなり、受信波が計測周波数に応じた周波数として得られる。

本発明の超音波流量計は、送信波の駆動パルス数Ｎの制御されたバースト駆動による強制振動で、送信波の駆動パルス数Ｎに対して最大Ｎ＋２〜３以内の受信パルス数、できれば、最大Ｎ以内の受信パルス数のゼロクロスポイントを受信波の検出ポイントとすることを特徴とする。本発明の超音波流量計によれば、超音波トランスジューサに送信波の駆動パルス数Ｎによって強制振動と成りうる駆動を与え、その依存度の高い受信エリアを検出ポイントとすることにより、補正するための計測精度を向上させることができる。

本発明の超音波流量計は、計測周波数に応じて送信波の駆動パルス数および受信波の検出ポイントを変更することを特徴とする。本発明の超音波流量計によれば、計測周波数に応じて送信波の駆動パルス数および受信波の検出ポイントを変更することによって、計測周波数の減衰による計測精度の低下を防止することが可能となる。

本発明の超音波流量計は、計測周波数に応じた送信波の駆動パルス数および受信波の検出ポイントを調整・記憶することが想定される。かかる超音波流量計によれば、初期順方向伝搬時間差および初期逆方向伝搬時間差からの経年的な遅延特性変動に対する流量補正を行なうので、超音波流量計が設置されたその環境下で初期状態を学習（初期順方向伝搬時間差および初期逆方向伝搬時間差を取得）することで、より補正精度の向上が可能となる。

本発明の超音波流量計は、フィールドに設置された超音波流量計を、一定期間で、予め決められた温度になった時、しかもできるだけ計測流体の流量の少ないタイミングを見計らって、計測周波数に対する順方向伝搬時間および逆方向伝搬時間の計測を行なうことが想定される。本発明の超音波流量計によれば、流量変動の少ない期間に補正検査を行なうことで、補正精度の向上が可能となる。

本発明の超音波流量計は、複数の計測周波数での順方向伝搬時間の計測を計測周波数を異ならしめながら連続的に行ない、しかる後に複数の計測周波数での逆方向伝搬時間の計測を計測周波数を異ならしめながら連続的に行なうことを特徴とする。本発明の超音波流量計によれば、同じ計測周波数での順方向伝搬時間の計測および逆方向伝搬時間の計測を、計測周波数を異ならしめながら連続的に行なう場合に比べて、順／逆の切替を頻繁に繰り返さなくても済むので、その分、計測時間間隔が短くなり、流量変動の影響が低減できて、高精度に計測補正が可能となる。

本発明の超音波流量計は、ある計測周波数での順方向伝搬時間または逆方向伝搬時間の計測のための駆動パルスを印加して、それに対応した受信パルスが伝搬して来る前に、次の計測周波数での順方向伝搬時間または逆方向伝搬時間の計測のための駆動パルスを印加することを特徴とする。本発明の超音波流量計によれば、ある計測周波数の駆動パルスを印加して、それに対応した受信パルスが伝搬して来る前に、次の計測周波数の駆動パルスを印加するので、ある計測周波数での順方向伝搬時間または逆方向伝搬時間の計測と次の計測周波数での順方向伝搬時間または逆方向伝搬時間の計測との計測時間間隔が短くなり、ある計測周波数の駆動パルスを印加し、それに対応した受信パルスが伝搬して来るのを待って、次の計測周波数の駆動パルスを印加する場合に比べて、計測時間間隔がより短くなり、流量変動の影響がより低減できて、より高精度な計測補正が可能となる。

本発明に関連する超音波流量計は、流路の流体流れ方向上手側および下手側に一対の超音波トランスジューサを設け、超音波の送受信を交互に切り替えて、流れ方向上手側の超音波トランスジューサから発射された超音波が流れ方向下手側の超音波トランスジューサに到達するまでの順方向伝搬時間と、流れ方向下手側の超音波トランスジューサから発射された超音波が流れ方向上手側の超音波トランスジューサに到達するまでの逆方向伝搬時間とを計測して、両者の差から流路を流れる流体の平均流速を求め、平均流速に流路断面積を乗算することで流量を求める超音波流量計において、複数の温度での計測周波数間の初期順方向伝搬時間差および初期逆方向伝搬時間差を予め記憶している周波数−伝搬時間差記憶部と、各計測周波数で計測された順方向伝搬時間および逆方向伝搬時間から演算された計測周波数間の順方向伝搬時間差および逆方向伝搬時間差を、前記周波数−伝搬時間差記憶部に記憶されている現温度での計測周波数間の初期順方向伝搬時間差および初期逆方向伝搬時間差と比較する周波数−伝搬時間差比較部と、一対の超音波トランスジューサに印加する駆動信号の駆動パルス数を計測周波数に応じて可変に制御する駆動パルス数管理部と、受信側の超音波トランスジューサの固有応答性により強制振動による依存度が低いエリアでは計測せずに送信波の駆動パルス数Ｎの制御されたバースト駆動による強制振動で送信波の駆動パルス数Ｎに対して最大Ｎ＋２〜３以内の受信パルス数、できれば、最大Ｎ以内の受信パルス数のゼロクロスポイントを受信波の検出ポイントとする受信パルス数管理部と、フィールドに設置された超音波流量計を、一定期間毎に、予め決められた温度になった時、しかもできるだけ計測流体の流量の少ない夜間等のタイミングを見計らって、検査期間であるかどうかを判断する検査期間判定部と、一対の超音波トランスジューサの経年的な遅延特性変動を判定し、通常計測補正値を変更する特性変動判定・補正部とを有することが想定される。かかる超音波流量計によれば、計測周波数間の初期順方向伝搬時間差および初期逆方向伝搬時間差を予め記憶させ、一定期間毎に複数の計測周波数での順方向伝搬時間および逆方向伝搬時間を計測し、計測周波数間の順方向伝搬時間差および逆方向伝搬時間差を取得して、予め記憶されている同計測周波数間の初期順方向伝搬時間差および初期逆方向伝搬時間差と比較し、比較結果に基づいて一対の超音波トランスジューサの経年的な遅延特性変動を補正するようにしたので、経年的な遅延特性変動が定期的に補正され計測誤差の少ない超音波流量計を提供できる。

一対の超音波トランスジューサの経年的な遅延特性変動（送信遅延特性変動，受信遅延特性変動等）が、計測流体の流速によらず、計測周波数によって変化することを利用することにより、一定期間毎（例えば１年毎）に、複数の温度での、複数の計測周波数で超音波トランスジューサ間の順方向伝搬時間および逆方向伝搬時間の計測を行ない、計測周波数間の順方向伝搬時間差および逆方向伝搬時間差を、予め記憶されている同温度での同計測周波数間の初期順方向伝搬時間差および初期逆方向伝搬時間差と比較し、経年的な遅延特性変動に対する流量補正を行なう。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例１に係る超音波流量計の構成を示すブロック図である。本実施例１に係る超音波流量計は、一対の超音波トランスジューサ１ａ，１ｂと、送受切替部２と、駆動部３と、周波数可変部４と、増幅部５と、受信部６と、伝搬時間計測部７と、マイクロコンピュータ８と、温度計９とから、その主要部が構成されている。

一対の超音波トランスジューサ１ａ，１ｂは、機械的共振尖鋭度を表すＱ値が低い（Ｑ＝２〜１０、望ましくはＱ＝２．５〜５）型で、不要スプリアスの少ない、単一共振特性を有する超音波トランスジューサで形成されていて、該超音波トランスジューサの周波数帯域が利用される。これにより、安定した計測周波数および遅延特性の計測が可能となり、より高精度な経年的な遅延特性変動の補正が可能になる。

以下、図２に示すように、計測周波数ｆ_０を、超音波トランスジューサ１ａ，１ｂの周波数帯域内での共振周波数またはその近傍の周波数であるものとし、計測周波数ｆ_１を、超音波トランスジューサ１ａ，１ｂの周波数帯域内で、計測周波数ｆ_０に対して変位させた周波数であるものとする。計測周波数ｆ_１，ｆ_０に比例した安定な超音波パルスである受信波が受信可能であることと、使用する周波数帯域での応答性において、不要な振動モードによる遅延特性の相関性が損なわれないように、低Ｑ型で、しかも周波数帯域内の不要スプリアスが小さい、単一共振特性を有する超音波トランスジューサ１ａ，１ｂにより、安定した計測周波数および遅延特性を実現し、計測周波数ｆ_１，ｆ_０間の順方向伝搬時間差Δ_ｊ（ｆ_１，ｆ_０）および逆方向伝搬時間差Δ_ｇ（ｆ_１，ｆ_０）を保証する。

送受切替部２は、送信手段２１と、受信手段２２とを含んで構成されており、超音波トランスジューサ１ａ，１ｂを、流れ方向上手側の超音波トランスジューサ１ａから超音波を発射させて流れ方向下手側の超音波トランスジューサ１ｂで受信するのか、流れ方向下手側の超音波トランスジューサ１ｂから超音波を発射させて流れ方向上手側の超音波トランスジューサ１ａで受信するのかを、マイクロコンピュータ８からの制御で切り替える。

駆動部３は、周波数可変部４の制御による計測周波数で、マイクロコンピュータ８からの制御による駆動パルス数Ｎの駆動信号を、超音波を発射するための印加電圧として送受切替部２を介して超音波トランスジューサ１ａ，１ｂに印加する。また、駆動部３は、伝搬開始信号を伝搬時間計測部７に送信して、伝搬時間の計測を開始させる。

周波数可変部４は、マイクロコンピュータ８からの制御により、補正検査を行なう際に、超音波トランスジューサ１ａ，１ｂに印加する駆動信号の周波数を、決められた計測周波数ｆ_１，ｆ_０に変更する。

増幅部５は、超音波トランスジューサ１ａ，１ｂで受信された受信波を電圧増幅する（ＡＧＣ（Automatic Gain Control）アンプが望ましい）。

受信部６は、マイクロコンピュータ８からの制御により、増幅部５で電圧増幅された受信信号を伝搬時間計測部７に送信して、伝搬時間を計測させる。また、受信部６は、マイクロコンピュータ８からの制御により、受信波の検出ポイントを最適検出ポイントとなるように制御する。

伝搬時間計測部７は、伝搬開始信号から受信信号までの時間を計測して、伝搬時間としてマイクロコンピュータ８へ送信する。

マイクロコンピュータ８は、周波数−伝搬時間差記憶部８１と、周波数−伝搬時間差比較部８２と、駆動パルス数管理部８３と、受信パルス数管理部８４と、検査期間判定部８５と、特性変動判定・補正部８６とを含んで構成されている。

周波数−伝搬時間差記憶部８１は、複数の温度ｔ_１，ｔ_２，ｔ_３，…における、計測周波数ｆ_１，ｆ_０間の初期順方向伝搬時間差Δ_ｊ０（ｆ_１，ｆ_０）および初期逆方向伝搬時間差Δ_ｇ０（ｆ_１，ｆ_０）を予め記憶している。詳しくは、図２および図３に示すように、計測周波数ｆ_１での初期順方向伝搬時間Ｔ_ｊ０（ｆ_１）と計測周波数ｆ_０での初期順方向伝搬時間Ｔ_ｊ０（ｆ_０）との差である初期順方向伝搬時間差Δ_ｊ０（ｆ_１，ｆ_０）と、計測周波数ｆ_１での初期逆方向伝搬時間Ｔ_ｇ０（ｆ_１）と計測周波数ｆ_０での初期逆方向伝搬時間Ｔ_ｇ０（ｆ_０）との差である初期逆方向伝搬時間差Δ_ｇ０（ｆ_１，ｆ_０）とを、複数の温度ｔ_１，ｔ_２，ｔ_３，…毎に予め記憶している。

Δ_ｊ０（ｆ_１，ｆ_０）＝Ｔ_ｊ０（ｆ_１）−Ｔ_ｊ０（ｆ_０），
Δ_ｇ０（ｆ_１，ｆ_０）＝Ｔ_ｇ０（ｆ_１）−Ｔ_ｇ０（ｆ_０）

なお、計測周波数ｆ_１，ｆ_０間の初期順方向伝搬時間差Δ_ｊ０（ｆ_１，ｆ_０）および初期逆方向伝搬時間差Δ_ｇ０（ｆ_１，ｆ_０）は、例えば、工場出荷時やフィールド設置時にマイクロコンピュータ８により周波数−伝搬時間差記憶部８１に記憶される。

いま、超音波トランスジューサ１ａ，１ｂ間の基準順方向伝搬時間をＴ_ｊとし、計測周波数ｆ_０での周波数依存順方向伝搬時間項をτ_ｊ０（ｆ_０）、計測周波数ｆ_１での周波数依存順方向伝搬時間項をτ_ｊ０（ｆ_１）とすると、計測周波数ｆ_０での順方向伝搬時間Ｔ_ｊ０（ｆ_０）は、基準順方向伝搬時間Ｔ_ｊと周波数依存順方向伝搬時間項τ_ｊ０（ｆ_０）との和として、計測周波数ｆ_１での順方向伝搬時間Ｔ_ｊ０（ｆ_１）は、基準順方向伝搬時間Ｔ_ｊと周波数依存順方向伝搬時間項τ_ｊ０（ｆ_１）との和として表される。

Ｔ_ｊ０（ｆ_０）＝Ｔ_ｊ＋τ_ｊ０（ｆ_０），
Ｔ_ｊ０（ｆ_１）＝Ｔ_ｊ＋τ_ｊ０（ｆ_１）

また、超音波トランスジューサ１ａ，１ｂ間の基準逆方向伝搬時間をＴ_ｇとし、計測周波数ｆ_０での周波数依存逆方向伝搬時間項をτ_ｇ０（ｆ_０）、計測周波数ｆ_１での周波数依存逆方向伝搬時間項をτ_ｇ０（ｆ_１）とすると、計測周波数ｆ_０での逆方向伝搬時間Ｔ_ｇ０（ｆ_０）は、基準逆方向伝搬時間Ｔ_ｇと周波数依存逆方向伝搬時間項τ_ｇ０（ｆ_０）との和として、計測周波数ｆ_１での逆方向伝搬時間Ｔ_ｇ０（ｆ_１）は、基準逆方向伝搬時間Ｔ_ｇと周波数依存逆方向伝搬時間項τ_ｇ０（ｆ_１）との和として表される。

Ｔ_ｇ０（ｆ_０）＝Ｔ_ｇ＋τ_ｇ０（ｆ_０），
Ｔ_ｇ０（ｆ_１）＝Ｔ_ｇ＋τ_ｇ０（ｆ_１）

よって、周波数−伝搬時間差記憶部８１に記憶される計測周波数ｆ_１，ｆ_０間の初期順方向伝搬時間差Δ_ｊ０（ｆ_１，ｆ_０）および初期逆方向伝搬時間差Δ_ｇ０（ｆ_１，ｆ_０）は、以下のようになる。

Δ_ｊ０（ｆ_１，ｆ_０）＝Ｔ_ｊ０（ｆ_１）−Ｔ_ｊ０（ｆ_０）＝τ_ｊ０（ｆ_１）−τ_ｊ０（ｆ_０），
Δ_ｇ０（ｆ_１，ｆ_０）＝Ｔ_ｇ０（ｆ_１）−Ｔ_ｇ０（ｆ_０）＝τ_ｇ０（ｆ_１）−τ_ｇ０（ｆ_０）

周波数−伝搬時間差比較部８２は、各計測周波数ｆ_１，ｆ_０で計測された順方向伝搬時間Ｔ_ｊ０（ｆ_１），Ｔ_ｊ０（ｆ_０）および逆方向伝搬時間Ｔ_ｇ０（ｆ_１），Ｔ_ｇ０（ｆ_０）から演算された計測周波数ｆ_１，ｆ_０間の順方向伝搬時間差Δ_ｊ（ｆ_１，ｆ_０）および逆方向伝搬時間差Δ_ｇ（ｆ_１，ｆ_０）を、周波数−伝搬時間差記憶部８１に記憶されている現温度（計測する時の温度）ｔ_１での計測周波数ｆ_１，ｆ_０間の初期順方向伝搬時間差Δ_ｊ０（ｆ_１，ｆ_０）および初期逆方向伝搬時間差Δ_ｇ０（ｆ_１，ｆ_０）と比較する。

駆動パルス数管理部８３は、超音波トランスジューサ１ａ，１ｂに印加する駆動信号の駆動パルス数Ｎを、計測周波数に応じた変更制御を行なう。これにより、計測周波数に応じた超音波トランスジューサ１ａ，１ｂの受信周波数特性が確保され、少ない駆動パルス数Ｎで伝搬時間の計測が可能となるため、計測精度を向上させながら、低消費電力化が可能となる。

受信パルス数管理部８４は、受信側の超音波トランスジューサ１ａ，１ｂの固有応答性により強制振動による依存度が低いエリアでは、計測せずに、送信波の駆動パルス数Ｎの制御されたバースト駆動による強制振動で、送信波の駆動パルス数Ｎに対して最大Ｎ＋２〜３以内の受信パルス数、できれば、最大Ｎ以内の受信パルス数のゼロクロスポイントを受信波の検出ポイントとする。

例えば、図４（ａ）では、駆動パルス数が５で検出ポイントが第７ゼロクロスポイントとなっているが、図４（ｂ）では、駆動パルス数が３に変更されることにより検出ポイントが第７ゼロクロスポイントから第５ゼロクロスポイントに変更されている。

検査期間判定部８５は、フィールドに設置された超音波流量計を、一定期間毎（例えば、マイクロコンピュータ８に保有させたカレンダまたは時計機能にて１年毎）に、予め決められた温度になった時、しかもできるだけ計測流体の流量の少ない夜間等のタイミングを見計らって、検査期間であるかどうかを判断する。

特性変動判定・補正部８６は、周波数−伝搬時間差比較部８２により計測周波数ｆ_１，ｆ_０間の順方向伝搬時間差Δ_ｊ（ｆ_１，ｆ_０）および逆方向伝搬時間差Δ_ｇ（ｆ_１，ｆ_０）と、周波数−伝搬時間差記憶部８１に記憶されている現温度ｔ_１での計測周波数ｆ_１，ｆ_０間の初期順方向伝搬時間差Δ_ｊ０（ｆ_１，ｆ_０）および初期逆方向伝搬時間差Δ_ｇ０（ｆ_１，ｆ_０）との間のズレ量が一定値以上であれば、そのズレ量に応じて通常計測補正値を変更する。具体的には、特性変動判定・補正部８６は、補正検査を行なうために、周波数可変部４や駆動部３および受信手段２２を制御して、予め決められた計測周波数および駆動パルス数Ｎを可変させ、その条件に合った検出ポイントで受信するように、計測周波数ｆ_１での順方向伝搬時間Ｔ_ｊ（ｆ_１）および逆方向伝搬時間Ｔ_ｇ（ｆ_１）、ならびに計測周波数ｆ_０での順方向伝搬時間Ｔ_ｊ（ｆ_０）および逆方向伝搬時間Ｔ_ｇ（ｆ_０）の計測が行なわれるようにする。

温度計９は、計測する時の温度（現温度）ｔ_１を取得する。なお、現温度ｔ_１は、超音波の伝搬時間から演算によって取得することもできる。例えば、前記（１），（２）式より音速Ｃを求めることで、簡易式Ｃ＝３３１．６８＋０．６１ｔ_１から現温度ｔ_１を求める。

次に、このように構成された実施例１に係る超音波流量計の動作について、図５に示すフローチャートを参照して説明する。

工場出荷時または超音波流量計がフィールドに設置されたときに、マイクロコンピュータ８は、所定時間内に、複数の温度ｔ_１，ｔ_２，ｔ_３，…での複数の計測周波数ｆ_１，ｆ_０での初期順方向伝搬時間Ｔ_ｊ０（ｆ_１），Ｔ_ｊ０（ｆ_０）および初期逆方向伝搬時間Ｔ_ｇ０（ｆ_１），Ｔ_ｇ０（ｆ_０）を計測し、計測周波数ｆ_１，ｆ_０間の初期順方向伝搬時間差Δ_ｊ０（ｆ_１，ｆ_０）および初期逆方向伝搬時間差Δ_ｇ０（ｆ_１，ｆ_０）を求めて、周波数−伝搬時間差記憶部８１に記憶させる。また、マイクロコンピュータ８は、駆動パルス数管理部８３における計測周波数ｆ_１，ｆ_０に応じた送信波の駆動パルス数Ｎと、受信パルス数管理部８４における受信波の検出ポイントとを調整・記憶する。

超音波流量計のフィールド設置後、マイクロコンピュータ８は、検査期間判定部８５により、検査期間であるかどうかを定期的に判定する（ステップＳ１０１）。検査期間判定部８５は、一定期間毎（例えば、１年毎）に、予め決められた温度になった時（温度計９により測れる任意の温度において、例えば温度ｔ_１＝２０℃）、しかもできるだけ計測流体の流量の少ない夜間等のタイミングを見計らって、検査期間であることを判定する。

検査期間でなければ、マイクロコンピュータ８は、通常の流量計測を行ない（ステップＳ１０２）、ステップＳ１０１に制御を戻す。

検査期間であれば、マイクロコンピュータ８は、計測周波数ｆ_０での順方向伝搬時間Ｔ_ｊ（ｆ_０）を、流量変動の影響が無視できる短い間に計測する（ステップＳ１０３）。

詳しくは、マイクロコンピュータ８は、まず、送受切替信号を送受切替部２に出力する。

送受切替部２は、送受切替信号を受けると、流れ方向上手側の超音波トランスジューサ１ａを送信側とし、流れ方向下手側の超音波トランスジューサ１ｂを受信側とするように切り替える。換言すれば、超音波トランスジューサ１ａを送信手段２１に接続し、超音波トランスジューサ１ｂを受信手段２２に接続する。

また、マイクロコンピュータ８は、計測周波数をｆ_０に切り替える計測周波数切替信号を周波数可変部４に出力する。

周波数可変部４は、計測周波数切替信号を受けると、計測周波数をｆ_０に切り替える。

次に、マイクロコンピュータ８は、駆動開始信号を駆動部３に出力する。

駆動部３は、駆動開始信号を受信すると、周波数可変部４により設定された計測周波数ｆ_０の駆動信号を、駆動パルス数管理部８３により設定された駆動パルス数Ｎだけ、送受切替部２の送信手段２１を介して送信側の超音波トランスジューサ１ａに印加して送信波を発射させる。これと同時に、駆動部３は、伝搬開始信号を伝搬時間計測部７に出力する。

伝搬時間計測部７は、駆動部３からの伝搬開始信号を受けると、計測周波数ｆ_０での順方向伝搬時間Ｔ_ｊ（ｆ_０）の計測を開始する。

流れ方向上手側の超音波トランスジューサ１ａから発射された送信波が計測流体を伝搬して流れ方向下手側の超音波トランスジューサ１ｂで受信されると、増幅部５は、送受切替部２の受信手段２２を介して入力された受信波を電圧増幅して受信信号を受信部６に入力する。

受信部６は、受信パルス数管理部８４により設定された受信パルス数のゼロクロスポイントを受信波の検出ポイントとして検出すると、伝搬検出信号を伝搬時間計測部７に伝える。

伝搬時間計測部７は、受信部６からの伝搬検出信号を受けると、計測周波数ｆ_０での順方向伝搬時間Ｔ_ｊ（ｆ_０）の計測を終了し、計測周波数ｆ_０での順方向伝搬時間Ｔ_ｊ（ｆ_０）をマイクロコンピュータ８に送信する。

計測周波数ｆ_０での順方向伝搬時間Ｔ_ｊ（ｆ_０）の計測が完了すると、マイクロコンピュータ８は、計測周波数をｆ_０からｆ_１に切り替える計測周波数切替信号を周波数可変部４に出力する。

周波数可変部４は、計測周波数切替信号を受けると、計測周波数をｆ_０からｆ_１に切り替える。

マイクロコンピュータ８は、以下、ステップＳ１０３と同様にして、計測周波数ｆ_１での順方向伝搬時間Ｔ_ｊ（ｆ_１）を、流量変動の影響が無視できる短い間に計測する（ステップＳ１０４）。

なお、ステップＳ１０３とステップＳ１０４とを同時並列的に実行することもできる。すなわち、順方向伝搬時間Ｔ_ｊ（ｆ_０）の計測のための駆動パルスを印加してそれに対応した受信パルスが伝搬して来る前に、順方向伝搬時間Ｔ_ｊ（ｆ_１）の計測のための駆動パルスを印加するようにし、その後に順方向伝搬時間Ｔ_ｊ（ｆ_０）の計測に対応した受信パルスを受信し、続いて順方向伝搬時間Ｔ_ｊ（ｆ_１）の計測に対応した受信パルスを受信するようにしてもよい。このようにすれば、順方向伝搬時間Ｔ_ｊ（ｆ_０）と順方向伝搬時間Ｔ_ｊ（ｆ_１）との計測時間間隔がより短くなり、流量変動の影響がより低減できて、より高精度な計測補正が可能となる。

計測周波数ｆ_０での順方向伝搬時間Ｔ_ｊ（ｆ_０）および計測周波数ｆ_１での順方向伝搬時間Ｔ_ｊ（ｆ_１）の計測が完了すると、マイクロコンピュータ８は、送受切替信号を送受切替部２に出力する。

送受切替部２は、送受切替信号を受けると、流れ方向上手側の超音波トランスジューサ１ａを受信側とし、流れ方向下手側の超音波トランスジューサ１ｂを送信側とするように切り替える。換言すれば、超音波トランスジューサ１ａを受信手段２２に接続し、超音波トランスジューサ１ｂを送信手段２１に接続する。

また、マイクロコンピュータ８は、計測周波数をｆ_１からｆ_０に切り替える計測周波数切替信号を周波数可変部４に出力する。

周波数可変部４は、計測周波数切替信号を受けると、計測周波数をｆ_１からｆ_０に切り替える。

以下、マイクロコンピュータ８は、ステップＳ１０３と同様にして、計測周波数ｆ_０での逆方向伝搬時間Ｔ_ｇ（ｆ_０）を、流量変動の影響が無視できる短い間に計測する（ステップＳ１０５）。

詳しくは、マイクロコンピュータ８は、駆動開始信号を駆動部３に出力する。

駆動部３は、駆動開始信号を受信すると、周波数可変部４により設定された計測周波数ｆ_０の駆動信号を、駆動パルス数管理部８３により設定された駆動パルス数Ｎだけ、送受切替部２の送信手段２１を介して送信側の超音波トランスジューサ１ｂに印加して送信波を発射させる。これと同時に、駆動部３は、伝搬開始信号を伝搬時間計測部７に出力する。

伝搬時間計測部７は、駆動部３からの伝搬開始信号を受けると、計測周波数ｆ_０での逆方向伝搬時間Ｔ_ｇ（ｆ_０）の計測を開始する。

流れ方向下手側の超音波トランスジューサ１ｂから発射された送信波が計測流体を伝搬して流れ方向上手側の超音波トランスジューサ１ａで受信されると、増幅部５は、送受切替部２の受信手段２２を介して入力された受信波を増幅して受信信号を受信部６に入力する。

受信部６は、受信パルス数管理部８４により設定された受信パルス数の受信信号を受信すると（ゼロクロスポイントを検出すると）、伝搬検出信号を伝搬時間計測部７に伝える。

伝搬時間計測部７は、受信部６からの伝搬検出信号を受けると、計測周波数ｆ_０での逆方向伝搬時間Ｔ_ｇ（ｆ_０）の計測を終了し、計測周波数ｆ_０での逆方向伝搬時間Ｔ_ｇ（ｆ_０）をマイクロコンピュータ８に送信する。

計測周波数ｆ_０での逆方向伝搬時間Ｔ_ｇ（ｆ_０）の計測が完了すると、マイクロコンピュータ８は、計測周波数をｆ_０からｆ_１に切り替える計測周波数切替信号を周波数可変部４に出力する。

周波数可変部４は、計測周波数切替信号を受けると、計測周波数をｆ_０からｆ_１に切り替える。

以下、ステップＳ１０５と同様にして、マイクロコンピュータ８は、計測周波数ｆ_１での逆方向伝搬時間Ｔ_ｊ（ｆ_１）を、流量変動の影響が無視できる短い間に計測する（ステップＳ１０６）。

なお、ステップＳ１０３およびステップＳ１０４と同様に、ステップＳ１０５およびステップＳ１０６も同時並列的に実行することもできる。すなわち、逆方向伝搬時間Ｔ_ｇ（ｆ_０）の計測のための駆動パルスを印加してそれに対応した受信パルスが伝搬して来る前に、逆方向伝搬時間Ｔ_ｇ（ｆ_１）の計測のための駆動パルスを印加するようにし、その後に逆方向伝搬時間Ｔ_ｇ（ｆ_０）の計測に対応した受信パルスを受信し、続いて逆方向伝搬時間Ｔ_ｇ（ｆ_１）の計測に対応した受信パルスを受信するようにしてもよい。このようにすれば、逆方向伝搬時間Ｔ_ｇ（ｆ_０）と逆方向伝搬時間Ｔ_ｇ（ｆ_１）との計測時間間隔がより短くなり、流量変動の影響がより低減できて、より高精度な計測補正が可能となる。

次に、マイクロコンピュータ８は、計測周波数ｆ_１での順方向伝搬時間Ｔ_ｊ（ｆ_１）から計測周波数ｆ_０での順方向伝搬時間Ｔ_ｊ（ｆ_０）を引いて、計測周波数ｆ_１，ｆ_０間の順方向伝搬時間差Δ_ｊ（ｆ_１，ｆ_０）を算出する（ステップＳ１０７）。

Δ_ｊ（ｆ_１，ｆ_０）＝Ｔ_ｊ（ｆ_１）−Ｔ_ｊ（ｆ_０）＝τ_ｊ（ｆ_１）−τ_ｊ（ｆ_０）

同様に、マイクロコンピュータ８は、計測周波数ｆ_１での逆方向伝搬時間Ｔ_ｇ（ｆ_１）から計測周波数ｆ_０での逆方向伝搬時間Ｔ_ｇ（ｆ_０）を引いて、計測周波数ｆ_１，ｆ_０間の逆方向伝搬時間差Δ_ｇ（ｆ_１，ｆ_０）を算出する（ステップＳ１０８）。

Δ_ｇ（ｆ_１，ｆ_０）＝Ｔ_ｇ（ｆ_１）−Ｔ_ｇ（ｆ_０）＝τ_ｇ（ｆ_１）−τ_ｇ（ｆ_０）

ここで、計測周波数ｆ_１，ｆ_０間の順方向伝搬時間差Δ_ｊ（ｆ_１，ｆ_０）および逆方向伝搬時間差Δ_ｇ（ｆ_１，ｆ_０）は、流速Ｖによらず一定である。即ち、規定の温度条件下であれば、計測周波数ｆ_１，ｆ_０間の順方向伝搬時間差Δ_ｊ（ｆ_１，ｆ_０）および逆方向伝搬時間差Δ_ｇ（ｆ_１，ｆ_０）は、各計測周波数ｆ_１，ｆ_０での超音波トランスジューサ１ａ，１ｂの遅延特性を意味する。換言すれば、計測周波数ｆ_１，ｆ_０間の順方向伝搬時間差Δ_ｊ（ｆ_１，ｆ_０）および逆方向伝搬時間差Δ_ｇ（ｆ_１，ｆ_０）は、計測流体の媒質や速度Ｖのパラメータで変化しない値である。

続いて、マイクロコンピュータ８は、周波数−伝搬時間差比較部８２により、計測周波数ｆ_１，ｆ_０間の順方向伝搬時間差Δ_ｊ（ｆ_１，ｆ_０）を、周波数−伝搬時間差記憶部８１に記憶された、現温度ｔ_１での、計測周波数ｆ_１，ｆ_０間の初期順方向伝搬時間差Δ_ｊ０（ｆ_１，ｆ_０）と比較する（ステップＳ１０９）。

同様に、マイクロコンピュータ８は、周波数−伝搬時間差比較部８２により、計測周波数ｆ_１，ｆ_０間の逆方向伝搬時間差Δ_ｇ（ｆ_１，ｆ_０）を、周波数−伝搬時間差記憶部８１に記憶された、現温度ｔ_１での、計測周波数ｆ_１，ｆ_０間の初期逆方向伝搬時間差Δ_ｇ０（ｆ_１，ｆ_０）と比較する（ステップＳ１１０）。

比較の結果、計測周波数ｆ_１，ｆ_０間の順方向伝搬時間差Δ_ｊ（ｆ_１，ｆ_０）と計測周波数ｆ_１，ｆ_０間の初期順方向伝搬時間差Δ_ｊ０（ｆ_１，ｆ_０）とのズレ量が一定値以上あれば（ステップＳ１１１でイエス）、マイクロコンピュータ８は、特性変動判定・補正部８６により、このズレ量が一定値未満となるように、通常計測時に使用する補正値（通常計測補正値）を変更する（ステップＳ１１２）。

詳しくは、
Δ_ｊ（ｆ_１，ｆ_０）＞Δ_ｊ０（ｆ_１，ｆ_０）ならば、通常計測補正値をマイナス変更し、
Δ_ｊ（ｆ_１，ｆ_０）≒Δ_ｊ０（ｆ_１，ｆ_０）ならば、通常計測補正値を変更せず、
Δ_ｊ（ｆ_１，ｆ_０）＜Δ_ｊ０（ｆ_１，ｆ_０）ならば、通常計測補正値をプラス変更する。

また、
Δ_ｇ（ｆ_１，ｆ_０）＞Δ_ｇ０（ｆ_１，ｆ_０）ならば、通常計測補正値をマイナス変更し、
Δ_ｇ（ｆ_１，ｆ_０）≒Δ_ｇ０（ｆ_１，ｆ_０）ならば、通常計測補正値を変更せず、
Δ_ｇ（ｆ_１，ｆ_０）＜Δ_ｇ０（ｆ_１，ｆ_０）ならば、通常計測補正値をプラス変更する。

ここでの変更は、Δ_ｊ（ｆ_１，ｆ_０）−Δ_ｊ０（ｆ_１，ｆ_０）＝αとおくと、α＜０およびα＞０の場合に変更を行ない、αの初期値に対する大小分、すなわち遅延特性の変化分を通常計測時に考慮して、流量演算時に加減算して変更することを意味する。具体的には、特性変動判定・補正部８６は、補正検査を行なうために、周波数可変部４や駆動部３、および駆動パルス数管理部８３や受信パルス数管理部８４を制御して、予め決められた計測周波数および駆動パルス数Ｎや受信パルス数を可変させ、その条件に合った検出ポイントで、計測周波数ｆ_１での順方向伝搬時間Ｔ_ｊ（ｆ_１）および逆方向伝搬時間Ｔ_ｇ（ｆ_１）、ならびに計測周波数ｆ_０での順方向伝搬時間Ｔ_ｊ（ｆ_０）および逆方向伝搬時間Ｔ_ｇ（ｆ_０）の計測が行なわれるようにする。

このような補正を行なうことによって、超音波流量計は、長期にわたって高精度な流量の計測が可能になる。

以上説明したように、実施例１によれば、計測周波数ｆ_１，ｆ_０間の順方向伝搬時間差Δ_ｊ（ｆ_１，ｆ_０）および逆方向伝搬時間差Δ_ｇ（ｆ_１，ｆ_０）は、温度が規定の温度条件で、かつ伝搬時間差を計測する間が同じ流速であれば、流速によらず一定となることを利用し、計測周波数ｆ_１，ｆ_０間の順方向伝搬時間差Δ_ｊ（ｆ_１，ｆ_０）および逆方向伝搬時間差Δ_ｇ（ｆ_１，ｆ_０）を元に経年的な遅延特性変動（ドリフト）を補正し、計測誤差の少ない超音波流量計を提供することができる。

また、実施例１では、超音波トランスジューサ１ａ，１ｂとしては機械的共振尖鋭度を表すＱ値が比較的低く、Ｑ＝２〜１０程度（より実際的にはＱ＝２.５〜５程度）で、周波数帯域内で計測周波数ｆ_１，ｆ_０に比例した受信特性を得るため、周波数帯域内での不要スプリアスを低減させた単一共振に近い超音波トランスジューサ１ａ，１ｂの遅延特性を有するため、超音波トランスジューサ１ａ，１ｂの周波数帯域内での、２つの計測周波数ｆ_１，ｆ_０に対応して、順方向伝搬時間差Δ_ｊ（ｆ_１，ｆ_０）および逆方向伝搬時間差Δ_ｇ（ｆ_１，ｆ_０）が得られ、高精度な経年的な遅延特性変動（ドリフト）の補正が実現可能である。

また、超音波トランスジューサ１ａ，１ｂでは、低Ｑ型の超音波トランスジューサｆ_１，ｆ_０であっても共振点の無いＱ≒０の超音波トランスジューサでは無いため、計測周波数の送信波による受信時の応答性が、超音波トランスジューサ１ａ，１ｂの共振の影響により、直ぐには計測周波数に成らない。このため、超音波トランスジューサ１ａ，１ｂのバースト駆動による強制振動を与え、強制振動が終わる近傍の計測周波数に比較的比例した受信特性が得られるゼロクロスポイントにて検出することにより、高精度化が実現できる。これと同時に、低Ｑ型の超音波トランスジューサであるため、駆動パルス数Ｎを少なく抑えられるので、少ない消費電力で周波数可変が実現でき、電池寿命を満足できる。

さらに、計測周波数による受信精度の低下を送信波の駆動パルス数Ｎを可変とすることで（例えば、高周波で計測するときほど、送信波の駆動パルス数Ｎを多くすることで）、安定した受信波を受信し、さらに、その送信波の駆動パルス数Ｎに応じた、安定した受信パルス数のゼロクロスポイント（強制振動の依存度が高い）に受信波の検出ポイントを切り替えて検出することによって、補正計測の精度が向上する。

なお、超音波流量計がフィールドに設置されたことを知らされた後、その環境下で所定時間内に複数の温度ｔ_１，ｔ_２，ｔ_３，…での複数の計測周波数ｆ_１，ｆ_０での初期順方向伝搬時間Ｔ_ｊ０（ｆ_１），Ｔ_ｊ０（ｆ_０）および初期逆方向伝搬時間Ｔ_ｇ０（ｆ_１），Ｔ_ｇ０（ｆ_０）を計測し、計測周波数ｆ_１，ｆ_０間の初期順方向伝搬時間差Δ_ｊ０（ｆ_１，ｆ_０）および初期逆方向伝搬時間差Δ_ｇ０（ｆ_１，ｆ_０）を求めて記憶をすることで、より補正精度の向上が可能となる。超音波流量計がフィールドに設置されたことを知る方法としては、一定流量を検知することや、通信または外部スイッチ等で外部から知らせてもらう等の方法が考えられる。例えば、超音波流量計のフィールド設置前は流路内は空気であるが、設置後はガスとなった場合など、伝搬特性（伝搬時間，受信信号特性，減衰特性等）が異なり、さらに、工場等でのガス環境下で伝搬特性を記憶しても、現地で使用するガスと微妙な成分誤差があったときに補正誤差となりうるため、それらの補正誤差をも低減ができる。なお、この機能を使用して、長時間未使用になっていた超音波流量計を再度使用開始する時に、計測流体の違い等による補正も可能になることは容易に考えられる。

また、できるだけ、流量の少ない、かつ流量変動の少ない期間に補正検査を行なうことで、補正精度の向上が可能となる（できるだけ流量の少ない期間に補正検査を行なうことで、ノイズの影響を受けないため、計測精度が向上する）。

本発明の実施例２に係る超音波流量計は、図１ないし図５に示した実施例１に係る超音波流量計における計測周波数がｆ_０およびｆ_１の２周波数であったのに対して、図６に例示するように、計測周波数をｆ_０，ｆ_１およびｆ_２の３周波数にしたことだけが異なっている。したがって、その他の構成は、実施例１に係る超音波流量計と同様に構成されているので、図１ないし図４を実施例２に係る超音波流量計にも流用して、相違する点を除く詳しい説明を省略する。

周波数−伝搬時間差記憶部８１は、複数の温度ｔ_１，ｔ_２，ｔ_３，…における、計測周波数ｆ_１，ｆ_０間の初期順方向伝搬時間差Δ_ｊ０（ｆ_１，ｆ_０）および初期逆方向伝搬時間差Δ_ｇ０（ｆ_１，ｆ_０）と、計測周波数ｆ_２，ｆ_０間の初期順方向伝搬時間差Δ_ｊ０（ｆ_２，ｆ_０）および初期逆方向伝搬時間差Δ_ｇ０（ｆ_２，ｆ_０）とを予め記憶している。詳しくは、図６および図３に示すように、計測周波数ｆ_１での初期順方向伝搬時間Ｔ_ｊ０（ｆ_１）と計測周波数ｆ_０での初期順方向伝搬時間Ｔ_ｊ０（ｆ_０）との差である初期順方向伝搬時間差Δ_ｊ０（ｆ_１，ｆ_０）と、計測周波数ｆ_１での初期逆方向伝搬時間Ｔ_ｇ０（ｆ_１）と計測周波数ｆ_０での初期逆方向伝搬時間Ｔ_ｇ０（ｆ_０）との差である初期逆方向伝搬時間差Δ_ｇ０（ｆ_１，ｆ_０）と、計測周波数ｆ_２での初期順方向伝搬時間Ｔ_ｊ０（ｆ_２）と計測周波数ｆ_０での初期順方向伝搬時間Ｔ_ｊ０（ｆ_０）との差である初期順方向伝搬時間差Δ_ｊ０（ｆ_２，ｆ_０）と、計測周波数ｆ_２での初期逆方向伝搬時間Ｔ_ｇ０（ｆ_２）と計測周波数ｆ_０での初期逆方向伝搬時間Ｔ_ｇ０（ｆ_０）との差である初期逆方向伝搬時間差Δ_ｇ０（ｆ_２，ｆ_０）とを、複数の温度ｔ_１，ｔ_２，ｔ_３，…毎に予め記憶している。

Δ_ｊ０（ｆ_１，ｆ_０）＝Ｔ_ｊ０（ｆ_１）−Ｔ_ｊ０（ｆ_０），
Δ_ｇ０（ｆ_１，ｆ_０）＝Ｔ_ｇ０（ｆ_１）−Ｔ_ｇ０（ｆ_０），
Δ_ｊ０（ｆ_２，ｆ_０）＝Ｔ_ｊ０（ｆ_２）−Ｔ_ｊ０（ｆ_０），
Δ_ｇ０（ｆ_２，ｆ_０）＝Ｔ_ｇ０（ｆ_２）−Ｔ_ｇ０（ｆ_０）

なお、計測周波数ｆ_１，ｆ_０間の初期順方向伝搬時間差Δ_ｊ０（ｆ_１，ｆ_０）および初期逆方向伝搬時間差Δ_ｇ０（ｆ_１，ｆ_０）、ならびに計測周波数ｆ_２，ｆ_０間の初期順方向伝搬時間差Δ_ｊ０（ｆ_２，ｆ_０）および初期逆方向伝搬時間差Δ_ｇ０（ｆ_２，ｆ_０）は、例えば、工場出荷時やフィールド設置時にマイクロコンピュータ８により周波数−伝搬時間差記憶部８１に記憶される。

いま、超音波トランスジューサ１ａ，１ｂ間の基準順方向伝搬時間をＴ_ｊとし、計測周波数ｆ_２，ｆ_１，ｆ_０での周波数依存順方向伝搬時間項をτ_ｊ０（ｆ_２），τ_ｊ０（ｆ_１），τ_ｊ０（ｆ_０）とすると、計測周波数ｆ_２，ｆ_１，ｆ_０での初期順方向伝搬時間Ｔ_ｊ０（ｆ_２），Ｔ_ｊ０（ｆ_１），Ｔ_ｊ０（ｆ_０）は、基準順方向伝搬時間Ｔ_ｊと周波数依存順方向伝搬時間項τ_ｊ０（ｆ_２），τ_ｊ０（ｆ_１），τ_ｊ０（ｆ_０）との和で表される。

Ｔ_ｊ０（ｆ_２）＝Ｔ_ｊ＋τ_ｊ０（ｆ_２），
Ｔ_ｊ０（ｆ_１）＝Ｔ_ｊ＋τ_ｊ０（ｆ_１），
Ｔ_ｊ０（ｆ_０）＝Ｔ_ｊ＋τ_ｊ０（ｆ_０）

また、超音波トランスジューサ１ａ，１ｂ間の基準逆方向伝搬時間をＴ_ｇとし、計測周波数ｆ_２，ｆ_１，ｆ_０での周波数依存逆方向伝搬時間項をτ_ｇ０（ｆ_２），τ_ｇ０（ｆ_１），τ_ｇ０（ｆ_０）とすると、計測周波数ｆ_２，ｆ_１，ｆ_０での初期順方向伝搬時間Ｔ_ｇ０（ｆ_２），Ｔ_ｇ０（ｆ_１），Ｔ_ｇ０（ｆ_０）は、基準順方向伝搬時間Ｔ_ｇと周波数依存順方向伝搬時間項τ_ｇ０（ｆ_２），τ_ｇ０（ｆ_１），τ_ｇ０（ｆ_０）との和で表される。

Ｔ_ｇ０（ｆ_２）＝Ｔ_ｇ＋τ_ｇ０（ｆ_２），
Ｔ_ｇ０（ｆ_１）＝Ｔ_ｇ＋τ_ｇ０（ｆ_１），
Ｔ_ｇ０（ｆ_０）＝Ｔ_ｇ＋τ_ｇ０（ｆ_０）

よって、周波数−伝搬時間差記憶部８１は、複数の温度ｔ_１，ｔ_２，ｔ_３，…での計測周波数ｆ_１，ｆ_０間の初期順方向伝搬時間差Δ_ｊ０（ｆ_１，ｆ_０）および初期逆方向伝搬時間差Δ_ｇ０（ｆ_１，ｆ_０）と、計測周波数ｆ_２，ｆ_０間の初期順方向伝搬時間差Δ_ｊ０（ｆ_２，ｆ_０）および初期逆方向伝搬時間差Δ_ｇ０（ｆ_２，ｆ_０）とを予め記憶する。

Δ_ｊ０（ｆ_２，ｆ_０）＝Ｔ_ｊ０（ｆ_２）−Ｔ_ｊ０（ｆ_０）＝τ_ｊ０（ｆ_２）−τ_ｊ０（ｆ_０），
Δ_ｊ０（ｆ_１，ｆ_０）＝Ｔ_ｊ０（ｆ_１）−Ｔ_ｊ０（ｆ_０）＝τ_ｊ０（ｆ_１）−τ_ｊ０（ｆ_０），
Δ_ｇ０（ｆ_２，ｆ_０）＝Ｔ_ｇ０（ｆ_２）−Ｔ_ｇ０（ｆ_０）＝τ_ｇ０（ｆ_２）−τ_ｇ０（ｆ_０），
Δ_ｇ０（ｆ_１，ｆ_０）＝Ｔ_ｇ０（ｆ_１）−Ｔ_ｇ０（ｆ_０）＝τ_ｇ０（ｆ_１）−τ_ｇ０（ｆ_０）

周波数−伝搬時間差比較部８２は、各計測周波数ｆ_２，ｆ_１，ｆ_０で計測された順方向伝搬時間Ｔ_ｊ０（ｆ_２），Ｔ_ｊ０（ｆ_１），Ｔ_ｊ０（ｆ_０）および逆方向伝搬時間Ｔ_ｇ０（ｆ_２），Ｔ_ｇ０（ｆ_１），Ｔ_ｇ０（ｆ_０）から演算された計測周波数ｆ_１，ｆ_０間の順方向伝搬時間差Δ_ｊ（ｆ_１，ｆ_０）および逆方向伝搬時間差Δ_ｇ（ｆ_１，ｆ_０）、ならびに計測周波数ｆ_２，ｆ_０間の順方向伝搬時間差Δ_ｊ（ｆ_２，ｆ_０）および逆方向伝搬時間差Δ_ｇ（ｆ_２，ｆ_０）を、周波数−伝搬時間差記憶部８１に記憶されている現温度ｔ_１での計測周波数ｆ_１，ｆ_０間の初期順方向伝搬時間差Δ_ｊ０（ｆ_１，ｆ_０）および初期逆方向伝搬時間差Δ_ｇ０（ｆ_１，ｆ_０）、ならびに現温度ｔ_１での計測周波数ｆ_２，ｆ_０間の初期順方向伝搬時間差Δ_ｊ０（ｆ_２，ｆ_０）および初期逆方向伝搬時間差Δ_ｇ０（ｆ_２，ｆ_０）と比較する。

特性変動判定・補正部８６は、周波数−伝搬時間差比較部８２により計測周波数ｆ_１，ｆ_０間の順方向伝搬時間差Δ_ｊ（ｆ_１，ｆ_０）および逆方向伝搬時間差Δ_ｇ（ｆ_１，ｆ_０）と、周波数−伝搬時間差記憶部８１に記憶されている現温度ｔ_１での計測周波数ｆ_１，ｆ_０間の初期順方向伝搬時間差Δ_ｊ０（ｆ_１，ｆ_０）および初期逆方向伝搬時間差Δ_ｇ０（ｆ_１，ｆ_０）との間のズレ量が一定値以上であれば、そのズレ量に応じて通常計測補正値を変更する。また、特性変動判定・補正部８６は、周波数−伝搬時間差比較部８２により計測周波数ｆ_２，ｆ_０間の順方向伝搬時間差Δ_ｊ（ｆ_２，ｆ_０）および逆方向伝搬時間差Δ_ｇ（ｆ_２，ｆ_０）と、周波数−伝搬時間差記憶部８１に記憶されている現温度ｔ_１での計測周波数ｆ_２，ｆ_０間の初期順方向伝搬時間差Δ_ｊ０（ｆ_２，ｆ_０）および初期逆方向伝搬時間差Δ_ｇ０（ｆ_２，ｆ_０）との間のズレ量が一定値以上であれば、そのズレ量に応じて通常計測補正値を変更する。

次に、このように構成された実施例２に係る超音波流量計の動作について、図７に示すフローチャートを参照して説明する。

なお、ステップＳ２０１〜Ｓ２０４までの処理は、実施例１に係る超音波流量計のステップＳ１０１〜Ｓ１０４までの処理（図５参照）と同様であるので、詳しい説明を省略する。

ステップＳ２０４の後、マイクロコンピュータ８は、計測周波数ｆ_１での順方向伝搬時間Ｔ_ｊ（ｆ_１）を受信すると、計測周波数をｆ_１からｆ_２に切り替える計測周波数切替信号を周波数可変部４に出力して計測周波数をｆ_１からｆ_２に切り替えた後、同様にして、計測周波数ｆ_２での順方向伝搬時間Ｔ_ｊ（ｆ_２）を計測する（ステップＳ２０５）。

次に、マイクロコンピュータ８は、送受切替信号を送受切替部２に出力して一対の超音波トランスジューサ１ａ，１ｂの送受を切り替えた後、計測周波数切替信号を周波数可変部４に出力して計測周波数をｆ_０，ｆ_１からｆ_２と切り替えながら、計測周波数ｆ_０での逆方向伝搬時間Ｔ_ｇ（ｆ_０），計測周波数ｆ_１での逆方向伝搬時間Ｔ_ｇ（ｆ_１）および計測周波数ｆ_２での逆方向伝搬時間Ｔ_ｇ（ｆ_２）を順次計測する（ステップＳ２０６，Ｓ２０７，Ｓ２０８）。

次に、マイクロコンピュータ８は、計測周波数ｆ_１での順方向伝搬時間Ｔ_ｊ（ｆ_１）から計測周波数ｆ_０での順方向伝搬時間Ｔ_ｊ（ｆ_０）を引いて、計測周波数ｆ_１，ｆ_０間の順方向伝搬時間差Δ_ｊ（ｆ_１，ｆ_０）を算出する（ステップＳ２０９）。

Δ_ｊ（ｆ_１，ｆ_０）＝Ｔ_ｊ（ｆ_１）−Ｔ_ｊ（ｆ_０）＝τ_ｊ（ｆ_１）−τ_ｊ（ｆ_０）

また、マイクロコンピュータ８は、計測周波数ｆ_２での順方向伝搬時間Ｔ_ｊ（ｆ_２）から計測周波数ｆ_０での順方向伝搬時間Ｔ_ｊ（ｆ_０）を引いて、計測周波数ｆ_２，ｆ_０間の順方向伝搬時間差Δ_ｊ（ｆ_２，ｆ_０）を算出する（ステップＳ２１０）。

Δ_ｊ（ｆ_２，ｆ_０）＝Ｔ_ｊ（ｆ_２）−Ｔ_ｊ（ｆ_０）＝τ_ｊ（ｆ_２）−τ_ｊ（ｆ_０）

同様に、マイクロコンピュータ８は、計測周波数ｆ_１での逆方向伝搬時間Ｔ_ｇ（ｆ_１）から計測周波数ｆ_０での逆方向伝搬時間Ｔ_ｇ（ｆ_０）を引いて、計測周波数ｆ_１，ｆ_０間の逆方向伝搬時間差Δ_ｇ（ｆ_１，ｆ_０）を算出する（ステップＳ２１１）。

Δ_ｇ（ｆ_１，ｆ_０）＝Ｔ_ｇ（ｆ_１）−Ｔ_ｇ（ｆ_０）＝τ_ｇ（ｆ_１）−τ_ｇ（ｆ_０）

また、マイクロコンピュータ８は、計測周波数ｆ_２での逆方向伝搬時間Ｔ_ｇ（ｆ_２）から計測周波数ｆ_０での逆方向伝搬時間Ｔ_ｇ（ｆ_０）を引いて、計測周波数ｆ_２，ｆ_０間の逆方向伝搬時間差Δ_ｇ（ｆ_２，ｆ_０）を算出する（ステップＳ２１２）。

Δ_ｇ（ｆ_２，ｆ_０）＝Ｔ_ｇ（ｆ_２）−Ｔ_ｇ（ｆ_０）＝τ_ｇ（ｆ_２）−τ_ｇ（ｆ_０）

ここで、計測周波数ｆ_１，ｆ_０間の順方向伝搬時間差Δ_ｊ（ｆ_１，ｆ_０）および計測周波数ｆ_２，ｆ_０間の順方向伝搬時間差Δ_ｊ（ｆ_２，ｆ_０）、ならびに計測周波数ｆ_１，ｆ_０間の逆方向伝搬時間差Δ_ｇ（ｆ_１，ｆ_０）および計測周波数ｆ_２，ｆ_０間の逆方向伝搬時間差Δ_ｇ（ｆ_２，ｆ_０）は、流速Ｖによらず一定である。即ち、規定の温度条件下であれば、計測周波数ｆ_１，ｆ_０間の順方向伝搬時間差Δ_ｊ（ｆ_１，ｆ_０）および計測周波数ｆ_２，ｆ_０間の順方向伝搬時間差Δ_ｊ（ｆ_２，ｆ_０）、ならびに計測周波数ｆ_１，ｆ_０間の逆方向伝搬時間差Δ_ｇ（ｆ_１，ｆ_０）および計測周波数ｆ_２，ｆ_０間の逆方向伝搬時間差Δ_ｇ（ｆ_２，ｆ_０）は、各計測周波数ｆ_２，ｆ_１，ｆ_０での超音波トランスジューサ１ａ，１ｂの遅延特性を意味する。換言すれば、計測周波数ｆ_１，ｆ_０間の順方向伝搬時間差Δ_ｊ（ｆ_１，ｆ_０）および計測周波数ｆ_２，ｆ_０間の順方向伝搬時間差Δ_ｊ（ｆ_２，ｆ_０）、ならびに計測周波数ｆ_１，ｆ_０間の逆方向伝搬時間差Δ_ｇ（ｆ_１，ｆ_０）および計測周波数ｆ_２，ｆ_０間の逆方向伝搬時間差Δ_ｇ（ｆ_２，ｆ_０）は、計測流体の媒質や速度Ｖのパラメータで変化しない値である。

続いて、マイクロコンピュータ８は、周波数−伝搬時間差比較部８２により、計測周波数ｆ_１，ｆ_０間の順方向伝搬時間差Δ_ｊ（ｆ_１，ｆ_０）を、周波数−伝搬時間差記憶部８１に記憶された、現温度ｔ_１での、計測周波数ｆ_１，ｆ_０間の初期順方向伝搬時間差Δ_ｊ０（ｆ_１，ｆ_０）と比較する（ステップＳ２１３）。

また、マイクロコンピュータ８は、周波数−伝搬時間差比較部８２により、計測周波数ｆ_２，ｆ_０間の順方向伝搬時間差Δ_ｊ（ｆ_２，ｆ_０）を、周波数−伝搬時間差記憶部８１に記憶された、現温度ｔ_１での、計測周波数ｆ_２，ｆ_０間の初期順方向伝搬時間差Δ_ｊ０（ｆ_２，ｆ_０）と比較する（ステップＳ２１４）。

同様に、マイクロコンピュータ８は、周波数−伝搬時間差比較部８２により、計測周波数ｆ_１，ｆ_０間の逆方向伝搬時間差Δ_ｇ（ｆ_１，ｆ_０）を、周波数−伝搬時間差記憶部８１に記憶された、現温度ｔ_１での、計測周波数ｆ_１，ｆ_０間の初期逆方向伝搬時間差Δ_ｇ０（ｆ_１，ｆ_０）と比較する（ステップＳ２１５）。

また、マイクロコンピュータ８は、周波数−伝搬時間差比較部８２により、計測周波数ｆ_２，ｆ_０間の逆方向伝搬時間差Δ_ｇ（ｆ_２，ｆ_０）を、周波数−伝搬時間差記憶部８１に記憶された、現温度ｔ_１での、計測周波数ｆ_２，ｆ_０間の初期逆方向伝搬時間差Δ_ｇ０（ｆ_２，ｆ_０）と比較する（ステップＳ２１６）。

比較の結果、計測周波数ｆ_１，ｆ_０間の順方向伝搬時間差Δ_ｊ（ｆ_１，ｆ_０）と計測周波数ｆ_１，ｆ_０間の初期順方向伝搬時間差Δ_ｊ０（ｆ_１，ｆ_０）とのズレ量が一定値以上であれば（ステップＳ２１７でイエス）、マイクロコンピュータ８は、特性変動判定・補正部８６により、このズレ量が一定値未満となるように、通常計測補正値を変更する（ステップＳ２１８）。

詳しくは、
Δ_ｊ（ｆ_１，ｆ_０）＞Δ_ｊ０（ｆ_１，ｆ_０）ならば、通常計測補正値をマイナス変更し、
Δ_ｊ（ｆ_１，ｆ_０）≒Δ_ｊ０（ｆ_１，ｆ_０）ならば、通常計測補正値を変更せず、
Δ_ｊ（ｆ_１，ｆ_０）＜Δ_ｊ０（ｆ_１，ｆ_０）ならば、通常計測補正値をプラス変更する。

また、
Δ_ｇ（ｆ_１，ｆ_０）＞Δ_ｇ０（ｆ_１，ｆ_０）ならば、通常計測補正値をマイナス変更し、
Δ_ｇ（ｆ_１，ｆ_０）≒Δ_ｇ０（ｆ_１，ｆ_０）ならば、通常計測補正値を変更せず、
Δ_ｇ（ｆ_１，ｆ_０）＜Δ_ｇ０（ｆ_１，ｆ_０）ならば、通常計測補正値をプラス変更する。

具体的には、特性変動判定・補正部８６は、補正検査を行なうために、周波数可変部４や駆動部３、および駆動パルス数管理部８３や受信パルス数管理部８４を制御して、予め決められた計測周波数および駆動パルス数Ｎや受信パルス数を可変させ、その条件に合った検出ポイントで、計測周波数ｆ_１での順方向伝搬時間Ｔ_ｊ（ｆ_１）および逆方向伝搬時間Ｔ_ｇ（ｆ_１）、ならびに計測周波数ｆ_０での順方向伝搬時間Ｔ_ｊ（ｆ_０）および逆方向伝搬時間Ｔ_ｇ（ｆ_０）の計測が行なわれるようにする。

また、計測周波数ｆ_２，ｆ_０間の逆方向伝搬時間差Δ_ｇ（ｆ_２，ｆ_０）と計測周波数ｆ_２，ｆ_０間の初期逆方向伝搬時間差Δ_ｇ０（ｆ_２，ｆ_０）とのズレ量が一定値以上であれば（ステップＳ２１７でイエス）、マイクロコンピュータ８は、特性変動判定・補正部８６により、このズレ量が一定値未満となるように、通常計測補正値を変更する（ステップＳ２１８）。

詳しくは、
Δ_ｊ（ｆ_２，ｆ_０）＞Δ_ｊ０（ｆ_２，ｆ_０）ならば、通常計測補正値をマイナス変更し、
Δ_ｊ（ｆ_２，ｆ_０）≒Δ_ｊ０（ｆ_２，ｆ_０）ならば、通常計測補正値を変更せず、
Δ_ｊ（ｆ_２，ｆ_０）＜Δ_ｊ０（ｆ_２，ｆ_０）ならば、通常計測補正値をプラス変更する。

また、
Δ_ｇ（ｆ_２，ｆ_０）＞Δ_ｇ０（ｆ_２，ｆ_０）ならば、通常計測補正値をマイナス変更し、
Δ_ｇ（ｆ_２，ｆ_０）≒Δ_ｇ０（ｆ_２，ｆ_０）ならば、通常計測補正値を変更せず、
Δ_ｇ（ｆ_２，ｆ_０）＜Δ_ｇ０（ｆ_２，ｆ_０）ならば、通常計測補正値をプラス変更する。

具体的には、特性変動判定・補正部８６は、補正検査を行なうために、周波数可変部４や駆動部３および受信手段２２を制御して、予め決められた計測周波数および駆動パルス数Ｎを可変させ、その条件に合った検出ポイントで受信するように、計測周波数ｆ_２での順方向伝搬時間Ｔ_ｊ（ｆ_２）および逆方向伝搬時間Ｔ_ｇ（ｆ_２）、ならびに計測周波数ｆ_０での順方向伝搬時間Ｔ_ｊ（ｆ_０）および逆方向伝搬時間Ｔ_ｇ（ｆ_０）の計測が行なわれるようにする。

このように、実施例２に係る超音波流量計によれば、実施例１に係る超音波流量計と同様の効果が得られるが、計測周波数を２周波数から３周波数にしたので、よりきめ細かな通常計測補正値の補正可能になり、さらに高精度な計測が実現可能となる。

本発明の実施例１に係る超音波流量計の構成を示すブロック図。 実施例１に係る超音波流量計における計測周波数と順方向伝搬時間および逆方向伝搬時間との関係を示すグラフ。 実施例１に係る超音波流量計における計測周波数と初期順方向伝搬時間差および初期逆方向伝搬時間差との関係を示すグラフ。 実施例１に係る超音波流量計における駆動パルス数と検出ポイントとの関係を説明する波形図。 実施例１に係る超音波流量計の補正動作を表すフローチャート。 本発明の実施例２に係る超音波流量計における計測周波数と順方向伝搬時間および逆方向伝搬時間との関係を具体的に示すグラフ。 実施例２に係る超音波流量計の補正動作を表すフローチャート。

符号の説明

１ａ，１ｂ 超音波トランスジューサ
２ 送受切替部
３ 駆動部
４ 周波数可変部
５ 増幅部
６ 受信部
７ 伝搬時間計測部
８ マイクロコンピュータ
９ 温度計
２１ 送信手段
１６ 受信手段
８１ 周波数−伝搬時間差記憶部
８２ 周波数−伝搬時間差比較部
８３ 駆動パルス数管理部
８４ 受信パルス数管理部
８５ 検査期間判定部
８６ 特性変動判定・補正部

Claims (9)

1. 流路の流体流れ方向上手側および下手側に一対の超音波トランスジューサを設け、超音波の送受信を交互に切り替えて、流れ方向上手側の超音波トランスジューサから発射された超音波が流れ方向下手側の超音波トランスジューサに到達するまでの順方向伝搬時間と、流れ方向下手側の超音波トランスジューサから発射された超音波が流れ方向上手側の超音波トランスジューサに到達するまでの逆方向伝搬時間とを計測して、両者の差から流路を流れる流体の平均流速を求め、平均流速に流路断面積を乗算することで流量を求める超音波流量計において、
   前記一対の超音波トランスジューサが設置された時において、複数の計測周波数を定めて、前記一対の超音波トランスジューサ間の順方向伝搬時間および逆方向伝搬時間の計測を行い、前記複数の計測周波数の間における順方向伝搬時間の差、および前記複数の計測周波数の間における逆方向伝搬時間の差を求め、その初期順方向伝搬時間差および初期逆方向伝搬時間差を記憶する周波数−伝搬時間差記憶部と、
   一定期間毎に、前記複数の計測周波数によって、前記超音波トランスジューサ間の順方向伝搬時間および逆方向伝搬時間の計測を行ない、前記複数の計測周波数の間における順方向伝搬時間の差、および前記複数の計測周波数の間における逆方向伝搬時間の差を求め、その順方向伝搬時間差と前記周波数−伝搬時間差記憶部に記憶された前記順方向伝搬時間を計測した温度での初期順方向伝搬時間差、およびその逆方向伝搬時間差と前記周波数−伝搬時間差記憶部に記憶された前記逆方向伝搬時間を計測した温度での初期逆方向伝搬時間差を比較する周波数−伝搬時間差比較部とを有し、
   前記周波数−伝搬時間差比較部の比較結果に基づく初期順方向伝搬時間差および初期逆方向伝搬時間差との間のズレ量に応じて通常計測補正値をマイナスの値またはプラスの値に変更することで、超音波トランスジューサによる通常計測値を通常計測補正値によって遅延特性の変化分に応じた変更を行い、
   前記一対の超音波トランスジューサの遅延特性が、計測流体の流速によらず、計測周波数によって変化することを利用し、前記一対の超音波トランスジューサの経年的な遅延特性変動に対する流量補正を行なうことを特徴とする超音波流量計。
2. 前記超音波トランスジューサが、低Ｑ型で、不要スプリアスの少ない、単一共振特性を有する超音波トランスジューサで形成されていて、該超音波トランスジューサの周波数帯域を利用することを特徴とする請求項１に記載の超音波流量計。
3. 補正検査時の計測周波数は、前記超音波トランスジューサの周波数帯域内の共振点周波数またはその近傍の周波数と、前記周波数帯域内の共振点周波数から離れた周波数とを使用し、これらの周波数の駆動パルスにより前記超音波トランスジューサを駆動し、順方向伝搬時間および逆方向伝搬時間の計測を行なうことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の超音波流量計。
4. 送信波の駆動パルス数Ｎの制御されたバースト駆動による強制振動で、送信波の駆動パルス数Ｎに対して最大Ｎ＋２〜３以内の受信パルス数、できれば、最大Ｎ以内の受信パルス数のゼロクロスポイントを受信波の検出ポイントとすることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の超音波流量計。
5. 計測周波数に応じて送信波の駆動パルス数および受信波の検出ポイントを変更することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の超音波流量計。
6. 計測周波数に応じた送信波の駆動パルス数および受信波の検出ポイントを調整・記憶することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の超音波流量計。
7. フィールドに設置された超音波流量計を、一定期間で、予め決められた温度になった時、しかもできるだけ計測流体の流量の少ないタイミングを見計らって、計測周波数に対する順方向伝搬時間および逆方向伝搬時間の計測を行なうことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の超音波流量計。
8. 前記複数の計測周波数での順方向伝搬時間の計測を計測周波数を異ならしめながら連続的に行ない、しかる後に前記複数の計測周波数での逆方向伝搬時間の計測を計測周波数を異ならしめながら連続的に行なうことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の超音波流量計。
9. ある計測周波数での順方向伝搬時間または逆方向伝搬時間の計測のための駆動パルスを印加して、それに対応した受信パルスが伝搬して来る前に、次の計測周波数での順方向伝搬時間または逆方向伝搬時間の計測のための駆動パルスを印加することを特徴とする請求項８に記載の超音波流量計。

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