(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-03-15
(45)【発行日】2022-03-24
(54)【発明の名称】流量計
(51)【国際特許分類】
G01F 1/00 20220101AFI20220316BHJP
G01F 1/66 20220101ALI20220316BHJP
【ＦＩ】
G01F1/00 F
G01F1/66 101
【請求項の数】
11
(21)【出願番号】P 2018047215
(22)【出願日】2018-03-14
(65)【公開番号】P2019158681
(43)【公開日】2019-09-19
【審査請求日】2020-09-23
(73)【特許権者】
【識別番号】000129253
【氏名又は名称】株式会社キーエンス
(74)【代理人】
【識別番号】100098305
【弁理士】
【氏名又は名称】福島 祥人
(74)【代理人】
【識別番号】100108523
【弁理士】
【氏名又は名称】中川 雅博
(74)【代理人】
【識別番号】100187931
【弁理士】
【氏名又は名称】澤村 英幸
(72)【発明者】
【氏名】小山 貴正
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 宗太郎
【審査官】岡田 卓弥
(56)【参考文献】
【文献】特開平１０－３３２４４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１６／０３３４２５７（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２００４－８５３０９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｆ １／００－ ９／０２
Ｇ０１Ｆ１５／００－１５／１８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
配管内を流れる流体の流量を測定する流量測定部と、前記流量測定部により測定された流量に基づいて、前記配管内の流体が静止している静止状態から前記配管内の流体が流動する流動状態への第１の切り替わりを判定しかつ前記流動状態から前記静止状態への第２の切り替わりを判定する切り替わり判定部と、
前記流量測定部により測定される流量を積算する流量積算部と、
前記切り替わり判定部による第１の切り替わりの判定に応答して前記流量積算部による流量の積算を開始させ、当該第１の切り替わりの判定後に前記切り替わり判定部による第２の切り替わりの判定に応答して前記流量積算部による流量の積算を停止させる積算制御部と、
前記第１の切り替わりの判定に応答して流量の積算が開始された時点から前記第２の切り替わりの判定に応答して流量の積算が停止された時点までの間に前記流量積算部により積算された流量の値を積算値として取得する取得部と、
前記取得部により取得された積算値に関する情報を出力する出力部と、
前記取得部により積算値が取得された時点から前記切り替わり判定部により次の第１の切り替わりが判定される時点までの間に、前記流量積算部により積算された積算値をリセットするリセット部とを備える、流量計。
【請求項2】
配管内を流れる流体の流量を測定する流量測定部と、
前記配管内の流体が静止している静止状態から前記配管内の流体が流動する流動状態への第１の切り替わりを判定しかつ前記流動状態から前記静止状態への第２の切り替わりを判定する切り替わり判定部と、
前記流量測定部により測定される流量を積算する流量積算部と、
前記切り替わり判定部による第１の切り替わりの判定に応答して前記流量積算部による流量の積算を開始させ、当該第１の切り替わりの判定後に前記切り替わり判定部による第２の切り替わりの判定に応答して前記流量積算部による流量の積算を停止させる積算制御部と、
前記第１の切り替わりの判定に応答して流量の積算が開始された時点から前記第２の切り替わりの判定に応答して流量の積算が停止された時点までの間に前記流量積算部により積算された流量の値を積算値として取得する取得部と、
前記取得部により取得された積算値に関する情報を出力する出力部と、
前記取得部により積算値が取得された時点から前記切り替わり判定部により次の第１の切り替わりが判定される時点までの間に、前記流量積算部により積算された積算値をリセットするリセット部と、
前記取得部により取得される積算値の許容範囲を設定する第１の許容範囲設定部と、
前記取得部により取得された積算値が前記第１の許容範囲設定部により設定された積算値の許容範囲内にあるか否かを判定する第１の積算値判定部と、
前記積算値の許容範囲を設定するために使用者により操作される第１の操作部とを備え、
前記出力部は、前記積算値に関する情報として前記第１の積算値判定部による判定結果を出力し、
前記第１の許容範囲設定部は、前記第１の操作部の操作が開始されることにより前記流量積算部による流量の積算を開始させ、当該第１の操作部の操作が終了されることにより前記流量積算部による流量の積算を停止させ、前記第１の操作部の操作が開始された時点から前記第１の操作部の操作が終了された時点までの間に積算された流量の値に基づいて前記積算値の許容範囲を設定する、流量計。
【請求項3】
配管内を流れる流体の流量を測定する流量測定部と、
前記配管内の流体が静止している静止状態から前記配管内の流体が流動する流動状態への第１の切り替わりを判定しかつ前記流動状態から前記静止状態への第２の切り替わりを判定する切り替わり判定部と、
前記流量測定部により測定される流量を積算する流量積算部と、
前記切り替わり判定部による第１の切り替わりの判定に応答して前記流量積算部による流量の積算を開始させ、当該第１の切り替わりの判定後に前記切り替わり判定部による第２の切り替わりの判定に応答して前記流量積算部による流量の積算を停止させる積算制御部と、
前記第１の切り替わりの判定に応答して流量の積算が開始された時点から前記第２の切り替わりの判定に応答して流量の積算が停止された時点までの間に前記流量積算部により積算された流量の値を積算値として取得する取得部と、
前記取得部により取得された積算値に関する情報を出力する出力部と、
前記取得部により積算値が取得された時点から前記切り替わり判定部により次の第１の切り替わりが判定される時点までの間に、前記流量積算部により積算された積算値をリセットするリセット部と、
予め設定された設定時間内に前記配管を流れる流体の総量を測定すべき第１の総量取得指令を受け付ける第１の受付部とを備え、
前記積算制御部は、前記第１の受付部により前記第１の総量取得指令が受け付けられた場合に、前記切り替わり判定部による第１の切り替わりの判定に応答して前記流量積算部による流量の積算を開始させ、当該第１の切り替わりが判定された時点から前記設定時間を経過した時点で前記流量積算部による流量の積算を停止させ、
前記取得部は、前記第１の受付部により前記第１の総量取得指令が受け付けられた場合に、前記第１の切り替わりの判定に応答して流量の積算が開始された時点から前記設定時間を経過した時点までの間に前記流量積算部により積算された流量の値を総量値として取得し、
前記出力部は、前記第１の受付部により前記第１の総量取得指令が受け付けられた場合に、前記取得部により取得された総量値に関する情報を出力する、流量計。
【請求項4】
前記第１の受付部により前記第１の総量取得指令が受け付けられた場合に、前記取得部により取得される総量値の許容範囲を設定する第２の許容範囲設定部と、前記第１の受付部により前記第１の総量取得指令が受け付けられた場合に、前記取得部により取得された総量値が前記第２の許容範囲設定部により設定された総量値の許容範囲内にあるか否かを判定する第２の積算値判定部とをさらに備え、
前記出力部は、前記第１の受付部により前記第１の総量取得指令が受け付けられた場合に、前記総量値に関する情報として前記第２の積算値判定部による判定結果を出力する、請求項３記載の流量計。
【請求項5】
前記総量値の許容範囲および前記設定時間を設定するために使用者により操作される第２の操作部をさらに備え、前記第２の許容範囲設定部は、前記第１の受付部により前記第１の総量取得指令が受け付けられた場合に、前記第２の操作部の操作が開始されることにより前記流量積算部による流量の積算を開始させ、当該第２の操作部の操作が終了されることにより前記流量積算部による流量の積算を停止させ、前記第２の操作部の操作が開始された時点から前記第２の操作部の操作が終了された時点までの間に積算された流量の値に基づいて前記総量値の許容範囲を設定するとともに、前記第２の操作部の操作が開始された後前記切り替わり判定部により第１の切り替わりが判定された時点から前記第２の操作部の操作が終了された時点までの時間を前記設定時間として設定する、請求項４記載の流量計。
【請求項6】
配管内を流れる流体の流量を測定する流量測定部と、
前記配管内の流体が静止している静止状態から前記配管内の流体が流動する流動状態への第１の切り替わりを判定しかつ前記流動状態から前記静止状態への第２の切り替わりを判定する切り替わり判定部と、
前記流量測定部により測定される流量を積算する流量積算部と、
前記切り替わり判定部による第１の切り替わりの判定に応答して前記流量積算部による流量の積算を開始させ、当該第１の切り替わりの判定後に前記切り替わり判定部による第２の切り替わりの判定に応答して前記流量積算部による流量の積算を停止させる積算制御部と、
前記第１の切り替わりの判定に応答して流量の積算が開始された時点から前記第２の切り替わりの判定に応答して流量の積算が停止された時点までの間に前記流量積算部により積算された流量の値を積算値として取得する取得部と、
前記取得部により取得された積算値に関する情報を出力する出力部と、
前記取得部により積算値が取得された時点から前記切り替わり判定部により次の第１の切り替わりが判定される時点までの間に、前記流量積算部により積算された積算値をリセットするリセット部と、
前記切り替わり判定部により前記第１および第２の切り替わりが予め設定された回数繰り返して判定される間に前記配管を流れる流体の総量を測定すべき第２の総量取得指令を受け付ける第２の受付部とを備え、
前記積算制御部は、前記第２の受付部により前記第２の総量取得指令が受け付けられた場合に、前記切り替わり判定部による第１の切り替わりの判定に応答して前記流量積算部による流量の積算を開始させ、当該第１の切り替わりが判定された時点から前記第１および第２の切り替わりが前記設定された回数繰り返して判定されたことに応答して前記流量積算部による流量の積算を停止させ、
前記取得部は、前記第２の受付部により前記第２の総量取得指令が受け付けられた場合に、前記第１の切り替わりの判定に応答して流量の積算が開始された時点から前記第１および第２の切り替わりが前記設定された回数繰り返して判定されたことに応答して流量の積算が停止された時点までの間に前記流量積算部により積算された流量の値を総量値として取得し、
前記出力部は、前記第２の受付部により前記第２の総量取得指令が受け付けられた場合に、前記取得部により取得された総量値に関する情報を出力する、流量計。
【請求項7】
配管内を流れる流体の流量を測定する流量測定部と、
前記配管内の流体が静止している静止状態から前記配管内の流体が流動する流動状態への第１の切り替わりを判定しかつ前記流動状態から前記静止状態への第２の切り替わりを判定する切り替わり判定部と、
前記流量測定部により測定される流量を積算する流量積算部と、
前記切り替わり判定部による第１の切り替わりの判定に応答して前記流量積算部による流量の積算を開始させ、当該第１の切り替わりの判定後に前記切り替わり判定部による第２の切り替わりの判定に応答して前記流量積算部による流量の積算を停止させる積算制御部と、
前記第１の切り替わりの判定に応答して流量の積算が開始された時点から前記第２の切り替わりの判定に応答して流量の積算が停止された時点までの間に前記流量積算部により積算された流量の値を積算値として取得する取得部と、
前記取得部により取得された積算値に関する情報を出力する出力部と、
前記取得部により積算値が取得された時点から前記切り替わり判定部により次の第１の切り替わりが判定される時点までの間に、前記流量積算部により積算された積算値をリセットするリセット部と、
前記切り替わり判定部により前記第２の切り替わりが判定された時点から予め定められた無効時間の間、前記切り替わり判定部による判定を無効とする判定無効部とを備える、流量計。
【請求項8】
前記切り替わり判定部は、前記流量測定部により測定された流量が予め定められた第１の流量しきい値以下の値から前記第１の流量しきい値を超えたときに前記第１の切り替わりを判定し、前記流量測定部により測定された流量が予め定められた第２の流量しきい値よりも大きい値から前記第２の流量しきい値以下の値となったときに前記第２の切り替わりを判定する、請求項１～６のいずれか一項に記載の流量計。
【請求項9】
前記取得部により取得される積算値の許容範囲を設定する第１の許容範囲設定部と、前記取得部により取得された積算値が前記第１の許容範囲設定部により設定された積算値の許容範囲内にあるか否かを判定する第１の積算値判定部とをさらに備え、
前記出力部は、前記積算値に関する情報として前記第１の積算値判定部による判定結果を出力する、請求項１～７のいずれか一項に記載の流量計。
【請求項10】
表示部と、所定時間前から現在までの間に前記取得部により取得された１または複数の積算値を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された１または複数の積算値の最大値および最小値を前記表示部に表示させる表示制御部とを備える、請求項１～９のいずれか一項に記載の流量計。
【請求項11】
前記流量測定部は、超音波の送信および受信が可能に構成された一対の超音波素子と、前記配管内の流体を通して前記一対の超音波素子の間で超音波が伝達されるように前記一対の超音波素子を前記配管に固定するクランプ部材とを含む、請求項１～１０のいずれか一項に記載の流量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、配管内を流れる流体の流量を測定する流量計に関する。
【背景技術】
【0002】
配管内を流れる流体の流量を測定するために流量計が用いられている。このような流量計の一例として、例えば特許文献１に記載された流量センサにおいては、現在の流量の値が瞬時流量値として検出され、所定時間前から現在までの流量の積算値が積算流量値として検出される。検出された瞬時流量値および積算流量値は、それぞれ表示器に表示される。積算流量値は、使用者が当該流量センサに設けられたマニュアル調整ボタンを操作することによりリセットされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００４－３４７３５２号公報
【文献】特開２００７－２９８４０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
接着剤または離型剤等の液体を一定量ずつ吐出するディスペンサがある。特許文献１に記載された流量センサをディスペンサに適用する場合には、ディスペンサから液体が吐出されるごとに吐出中の液体の積算流量値を検出することにより、ディスペンサから間欠的に吐出される液体の各回の吐出量を取得することができる。
【0005】
ディスペンサから液体が吐出されるごとにその吐出量を把握することができれば、ディスペンサの動作状態をより正確に管理することができる。この場合、使用者は、ディスペンサによる液体の吐出が行われるごとに、積算流量値をリセットする操作（以下、リセット操作と呼ぶ。）を行う必要がある。しかしながら、ディスペンサによる液体の吐出時間および吐出周期等によっては、使用者がディスペンサにおける液体の吐出状態を正確に把握できない場合がある。この場合、使用者が流量センサのリセット操作を適切に行うことは難しい。
【0006】
流量センサにおける積算流量値をリセットするための方法として、使用者によるリセット操作に代えて、流量センサの外部から流量センサにリセット信号を入力する方法がある（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、この方法を用いる場合には、ディスペンサの吐出に同期してリセット信号を発生するための信号発生器を別途用意する必要がある。そのため、ディスペンサの吐出量を測定するための構成が複雑化する。
【0007】
本発明の目的は、簡単な構成で配管内を間欠的に流れる流体の流動ごとの流量の積算値を容易に取得することが可能な流量計を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
（１）第１の発明に係る流量計は、配管内を流れる流体の流量を測定する流量測定部と、流量測定部により測定された流量に基づいて、配管内の流体が静止している静止状態から配管内の流体が流動する流動状態への第１の切り替わりを判定しかつ流動状態から静止状態への第２の切り替わりを判定する切り替わり判定部と、流量測定部により測定される流量を積算する流量積算部と、切り替わり判定部による第１の切り替わりの判定に応答して流量積算部による流量の積算を開始させ、当該第１の切り替わりの判定後に切り替わり判定部による第２の切り替わりの判定に応答して流量積算部による流量の積算を停止させる積算制御部と、第１の切り替わりの判定に応答して流量の積算が開始された時点から第２の切り替わりの判定に応答して流量の積算が停止された時点までの間に流量積算部により積算された流量の値を積算値として取得する取得部と、取得部により取得された積算値に関する情報を出力する出力部と、取得部により積算値が取得された時点から切り替わり判定部により次の第１の切り替わりが判定される時点までの間に、流量積算部により積算された積算値をリセットするリセット部とを備える。
【0009】
その流量計においては、第１の切り替わりが判定されることにより流量の積算が開始される。その後、第２の切り替わりが判定されることにより流量の積算が停止される。流量の積算が開始された時点から当該流量の積算が停止された時点までの間の積算値が取得され、取得された積算値に関する情報が出力される。積算値が取得された時点から次の第１の切り替わりが判定される時点までの間に、流量積算部により積算された積算値がリセットされる。
【0010】
これにより、使用者は、配管内を間欠的に流れる流体が流動するごとの流量の積算値を取得するために煩雑な操作を行う必要がない。具体的には、使用者は、配管内を間欠的に流れる流体が静止状態から流動状態に切り替わるごとに、積算の開始、積算の停止および積算値のリセットを行うための操作を行う必要がない。また、積算の開始、積算の停止および積算値のリセットを行うための構成を別途用意する必要がない。したがって、簡単な構成で配管内を間欠的に流れる流体の流動ごとの流量の積算値を容易に取得することが可能である。
【0014】
（２）第２の発明に係る流量計は、配管内を流れる流体の流量を測定する流量測定部と、配管内の流体が静止している静止状態から配管内の流体が流動する流動状態への第１の切り替わりを判定しかつ流動状態から静止状態への第２の切り替わりを判定する切り替わり判定部と、流量測定部により測定される流量を積算する流量積算部と、切り替わり判定部による第１の切り替わりの判定に応答して流量積算部による流量の積算を開始させ、当該第１の切り替わりの判定後に切り替わり判定部による第２の切り替わりの判定に応答して流量積算部による流量の積算を停止させる積算制御部と、第１の切り替わりの判定に応答して流量の積算が開始された時点から第２の切り替わりの判定に応答して流量の積算が停止された時点までの間に流量積算部により積算された流量の値を積算値として取得する取得部と、取得部により取得された積算値に関する情報を出力する出力部と、取得部により積算値が取得された時点から切り替わり判定部により次の第１の切り替わりが判定される時点までの間に、流量積算部により積算された積算値をリセットするリセット部と、取得部により取得される積算値の許容範囲を設定する第１の許容範囲設定部と、取得部により取得された積算値が第１の許容範囲設定部により設定された積算値の許容範囲内にあるか否かを判定する第１の積算値判定部と、積算値の許容範囲を設定するために使用者により操作される第１の操作部とを備え、出力部は、積算値に関する情報として第１の積算値判定部による判定結果を出力し、第１の許容範囲設定部は、第１の操作部の操作が開始されることにより流量積算部による流量の積算を開始させ、当該第１の操作部の操作が終了されることにより流量積算部による流量の積算を停止させ、第１の操作部の操作が開始された時点から第１の操作部の操作が終了された時点までの間に積算された流量の値に基づいて積算値の許容範囲を設定する。
【0015】
この場合、配管を流れる流体の実際の流量に基づいて積算値の許容範囲を容易に設定することができる。
【0016】
（３）第３の発明に係る流量計は、配管内を流れる流体の流量を測定する流量測定部と、配管内の流体が静止している静止状態から配管内の流体が流動する流動状態への第１の切り替わりを判定しかつ流動状態から静止状態への第２の切り替わりを判定する切り替わり判定部と、流量測定部により測定される流量を積算する流量積算部と、切り替わり判定部による第１の切り替わりの判定に応答して流量積算部による流量の積算を開始させ、当該第１の切り替わりの判定後に切り替わり判定部による第２の切り替わりの判定に応答して流量積算部による流量の積算を停止させる積算制御部と、第１の切り替わりの判定に応答して流量の積算が開始された時点から第２の切り替わりの判定に応答して流量の積算が停止された時点までの間に流量積算部により積算された流量の値を積算値として取得する取得部と、取得部により取得された積算値に関する情報を出力する出力部と、取得部により積算値が取得された時点から切り替わり判定部により次の第１の切り替わりが判定される時点までの間に、流量積算部により積算された積算値をリセットするリセット部と、予め設定された設定時間内に配管を流れる流体の総量を測定すべき第１の総量取得指令を受け付ける第１の受付部とを備え、積算制御部は、第１の受付部により第１の総量取得指令が受け付けられた場合に、切り替わり判定部による第１の切り替わりの判定に応答して流量積算部による流量の積算を開始させ、当該第１の切り替わりが判定された時点から設定時間を経過した時点で流量積算部による流量の積算を停止させ、取得部は、第１の受付部により第１の総量取得指令が受け付けられた場合に、第１の切り替わりの判定に応答して流量の積算が開始された時点から設定時間を経過した時点までの間に流量積算部により積算された流量の値を総量値として取得し、出力部は、第１の受付部により第１の総量取得指令が受け付けられた場合に、取得部により取得された総量値に関する情報を出力する。これにより、流量計の利便性が向上する。
【0017】
（４）流量計は、第１の受付部により第１の総量取得指令が受け付けられた場合に、取得部により取得される総量値の許容範囲を設定する第２の許容範囲設定部と、第１の受付部により第１の総量取得指令が受け付けられた場合に、取得部により取得された総量値が第２の許容範囲設定部により設定された総量値の許容範囲内にあるか否かを判定する第２の積算値判定部とをさらに備え、出力部は、第１の受付部により第１の総量取得指令が受け付けられた場合に、総量値に関する情報として第２の積算値判定部による判定結果を出力してもよい。
【0018】
この場合、設定時間内に配管を流れる流体の総量値に基づく判定結果を流量計の外部装置に対する制御信号として用いることができる。したがって、流量計の利便性がより向上する。
【0019】
（５）流量計は、総量値の許容範囲および設定時間を設定するために使用者により操作される第２の操作部をさらに備え、第２の許容範囲設定部は、第１の受付部により第１の総量取得指令が受け付けられた場合に、第２の操作部の操作が開始されることにより流量積算部による流量の積算を開始させ、当該第２の操作部の操作が終了されることにより流量積算部による流量の積算を停止させ、第２の操作部の操作が開始された時点から第２の操作部の操作が終了された時点までの間に積算された流量の値に基づいて総量値の許容範囲を設定するとともに、第２の操作部の操作が開始された後切り替わり判定部により第１の切り替わりが判定された時点から第２の操作部の操作が終了された時点までの時間を設定時間として設定してもよい。
【0020】
この場合、配管を流れる流体の実際の流量に基づいて総量値の許容範囲および設定時間を容易に設定することができる。
【0021】
（６）第４の発明に係る流量計は、配管内を流れる流体の流量を測定する流量測定部と、配管内の流体が静止している静止状態から配管内の流体が流動する流動状態への第１の切り替わりを判定しかつ流動状態から静止状態への第２の切り替わりを判定する切り替わり判定部と、流量測定部により測定される流量を積算する流量積算部と、切り替わり判定部による第１の切り替わりの判定に応答して流量積算部による流量の積算を開始させ、当該第１の切り替わりの判定後に切り替わり判定部による第２の切り替わりの判定に応答して流量積算部による流量の積算を停止させる積算制御部と、第１の切り替わりの判定に応答して流量の積算が開始された時点から第２の切り替わりの判定に応答して流量の積算が停止された時点までの間に流量積算部により積算された流量の値を積算値として取得する取得部と、取得部により取得された積算値に関する情報を出力する出力部と、取得部により積算値が取得された時点から切り替わり判定部により次の第１の切り替わりが判定される時点までの間に、流量積算部により積算された積算値をリセットするリセット部と、切り替わり判定部により第１および第２の切り替わりが予め設定された回数繰り返して判定される間に配管を流れる流体の総量を測定すべき第２の総量取得指令を受け付ける第２の受付部とを備え、積算制御部は、第２の受付部により第２の総量取得指令が受け付けられた場合に、切り替わり判定部による第１の切り替わりの判定に応答して流量積算部による流量の積算を開始させ、当該第１の切り替わりが判定された時点から第１および第２の切り替わりが設定された回数繰り返して判定されたことに応答して流量積算部による流量の積算を停止させ、取得部は、第２の受付部により第２の総量取得指令が受け付けられた場合に、第１の切り替わりの判定に応答して流量の積算が開始された時点から第１および第２の切り替わりが設定された回数繰り返して判定されたことに応答して流量の積算が停止された時点までの間に流量積算部により積算された流量の値を総量値として取得し、出力部は、第２の受付部により第２の総量取得指令が受け付けられた場合に、取得部により取得された総量値に関する情報を出力する。これにより、流量計の利便性が向上する。
【0026】
（７）第５の発明に係る流量計は、配管内を流れる流体の流量を測定する流量測定部と、配管内の流体が静止している静止状態から配管内の流体が流動する流動状態への第１の切り替わりを判定しかつ流動状態から静止状態への第２の切り替わりを判定する切り替わり判定部と、流量測定部により測定される流量を積算する流量積算部と、切り替わり判定部による第１の切り替わりの判定に応答して流量積算部による流量の積算を開始させ、当該第１の切り替わりの判定後に切り替わり判定部による第２の切り替わりの判定に応答して流量積算部による流量の積算を停止させる積算制御部と、第１の切り替わりの判定に応答して流量の積算が開始された時点から第２の切り替わりの判定に応答して流量の積算が停止された時点までの間に流量積算部により積算された流量の値を積算値として取得する取得部と、取得部により取得された積算値に関する情報を出力する出力部と、取得部により積算値が取得された時点から切り替わり判定部により次の第１の切り替わりが判定される時点までの間に、流量積算部により積算された積算値をリセットするリセット部と、切り替わり判定部により第２の切り替わりが判定された時点から予め定められた無効時間の間、切り替わり判定部による判定を無効とする判定無効部とを備える。
【0027】
この場合、第２の切り替わりが判定された時点の直後にオーバーシュートが発生することにより第１の切り替わりが判定される場合に、当該判定が無効となる。それにより、意図しないタイミングで積算値がリセットされることが防止される。
（８）切り替わり判定部は、流量測定部により測定された流量が予め定められた第１の流量しきい値以下の値から第１の流量しきい値を超えたときに第１の切り替わりを判定し、流量測定部により測定された流量が予め定められた第２の流量しきい値よりも大きい値から第２の流量しきい値以下の値となったときに第２の切り替わりを判定してもよい。これにより、ノイズまたは外乱等の影響による第１および第２の切り替わりの誤検出が防止される。
（９）流量計は、取得部により取得される積算値の許容範囲を設定する第１の許容範囲設定部と、取得部により取得された積算値が第１の許容範囲設定部により設定された積算値の許容範囲内にあるか否かを判定する第１の積算値判定部とをさらに備え、出力部は、積算値に関する情報として第１の積算値判定部による判定結果を出力してもよい。
この場合、配管を流れる流体の積算値に基づく判定結果を流量計の外部装置に対する制御信号として用いることができる。したがって、流量計の利便性が向上する。
（１０）流量計は、表示部と、所定時間前から現在までの間に取得部により取得された１または複数の積算値を記憶する記憶部と、記憶部に記憶された１または複数の積算値の最大値および最小値を表示部に表示させる表示制御部とを備えてもよい。
この場合、使用者は、所定時間前から現在までの間に取得された積算値の最大値および最小値を容易に認識することができる。
（１１）流量測定部は、超音波の送信および受信が可能に構成された一対の超音波素子と、配管内の流体を通して一対の超音波素子の間で超音波が伝達されるように一対の超音波素子を配管に固定するクランプ部材とを含んでもよい。
上記の流量計はクランプオン式超音波流量センサである。この場合、流量計を既存の配管に容易に取り付けることができる。また、配管内を流れる流体に圧力損失を生じさせることがないので、高い粘性を有する流体についても高い精度で積算値を取得することができる。
（８）切り替わり判定部は、流量測定部により測定された流量が予め定められた第１の流量しきい値以下の値から第１の流量しきい値を超えたときに第１の切り替わりを判定し、流量測定部により測定された流量が予め定められた第２の流量しきい値よりも大きい値から第２の流量しきい値以下の値となったときに第２の切り替わりを判定してもよい。これにより、ノイズまたは外乱等の影響による第１および第２の切り替わりの誤検出が防止される。
（９）流量計は、取得部により取得される積算値の許容範囲を設定する第１の許容範囲設定部と、取得部により取得された積算値が第１の許容範囲設定部により設定された積算値の許容範囲内にあるか否かを判定する第１の積算値判定部とをさらに備え、出力部は、積算値に関する情報として第１の積算値判定部による判定結果を出力してもよい。
この場合、配管を流れる流体の積算値に基づく判定結果を流量計の外部装置に対する制御信号として用いることができる。したがって、流量計の利便性が向上する。
（１０）流量計は、表示部と、所定時間前から現在までの間に取得部により取得された１または複数の積算値を記憶する記憶部と、記憶部に記憶された１または複数の積算値の最大値および最小値を表示部に表示させる表示制御部とを備えてもよい。
この場合、使用者は、所定時間前から現在までの間に取得された積算値の最大値および最小値を容易に認識することができる。
（１１）流量測定部は、超音波の送信および受信が可能に構成された一対の超音波素子と、配管内の流体を通して一対の超音波素子の間で超音波が伝達されるように一対の超音波素子を配管に固定するクランプ部材とを含んでもよい。
上記の流量計はクランプオン式超音波流量センサである。この場合、流量計を既存の配管に容易に取り付けることができる。また、配管内を流れる流体に圧力損失を生じさせることがないので、高い粘性を有する流体についても高い精度で積算値を取得することができる。
【発明の効果】
【0028】
本発明によれば、簡単な構成で配管内を間欠的に流れる流体の流動ごとの流量の積算値を容易に取得することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】本発明の一実施の形態に係る流量センサの基本構成を説明するためのブロック図である。
【図3】流量センサによる瞬時流量および流量積算の具体的な測定例を説明するための図である。
【図4】第１のチューニング機能を説明するための図である。
【図5】時間総量測定機能を説明するための図である。
【図6】第２のチューニング機能を説明するための図である。
【図11】流量センサにより測定される瞬時流量の時間的変化の一例を示す図である。
【図12】他の実施の形態に係る制御装置の機能的な構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0030】
以下、本発明の一実施の形態に係る流量計について図面を参照しつつ説明する。以下の説明においては、流量計の一例としてクランプオン式超音波流量センサ（以下、流量センサと略記する。）を説明する。
【0031】
［１］流量センサの基本構成
図１は本発明の一実施の形態に係る流量センサの基本構成を説明するためのブロック図である。図１に示すように、本実施の形態に係る流量センサ１は、ヘッド部１０および本体部２０を備える。ヘッド部１０および本体部２０は、図示しないケーブルにより接続されている。
図１は本発明の一実施の形態に係る流量センサの基本構成を説明するためのブロック図である。図１に示すように、本実施の形態に係る流量センサ１は、ヘッド部１０および本体部２０を備える。ヘッド部１０および本体部２０は、図示しないケーブルにより接続されている。
【0032】
ヘッド部１０は、第１超音波素子１０１を有する第１ヘッド部１１と第２超音波素子１０２を有する第２ヘッド部１２を含み、例えばディスペンサを構成する配管Ｐに取り付けられる。ヘッド部１０が取り付けられる配管Ｐは、液体を吐出するためのディスペンサの吐出口につながる。配管Ｐ内を接着剤または離型剤等の液体が間欠的に流れることにより、ディスペンサの吐出口から液体が間欠的に吐出される。
【0033】
ヘッド部１０が配管Ｐに取り付けられた状態で、第１および第２超音波素子１０１，１０２は、第１および第２超音波素子１０１，１０２間で配管Ｐおよび配管Ｐ内の液体を通して超音波が伝達されるように、後述するクランプ部材ＣＬ（図２）により配管Ｐに固定される。
【0034】
本体部２０は、送信回路２０１、受信回路２０２、操作部２０３、表示部２０４、記憶部２０５、出力回路２０６および制御装置３００を含む。送信回路２０１は、制御装置３００の制御に基づいて第１および第２超音波素子１０１，１０２をそれぞれ駆動するための駆動信号を生成する。送信回路２０１が第１超音波素子１０１を駆動するための駆動信号を生成することにより、その駆動信号に応答して第１超音波素子１０１から超音波が送信される。また、送信回路２０１が第２超音波素子１０２を駆動するための駆動信号を生成することにより、その駆動信号に応答して第２超音波素子１０２から超音波が送信される。
【0035】
送信回路２０１は、第１および第２超音波素子１０１，１０２にそれぞれ対応する２つの駆動信号生成回路により構成されてもよい。あるいは、送信回路２０１は、１つの駆動信号生成回路と切り替え回路とにより構成されてもよい。この場合、切り替え回路は、駆動信号生成回路により発生された駆動信号を第１および第２超音波素子１０１，１０２に切り替えて出力する。
【0036】
第１および第２超音波素子１０１，１０２の各々においては、超音波が受信されることにより、受信された超音波に対応した超音波信号が出力される。受信回路２０２は、第１超音波素子１０１から出力される超音波信号に所定の信号処理（増幅処理およびアナログ／デジタル変換処理等）を行うとともに信号処理後の超音波信号を制御装置３００に与える。また、受信回路２０２は、第２超音波素子１０２から出力される超音波信号に所定の信号処理を行うとともに信号処理後の超音波信号を制御装置３００に与える。
【0037】
受信回路２０２は、第１および第２超音波素子１０１，１０２にそれぞれ対応する２つの信号処理回路により構成されてもよい。あるいは、受信回路２０２は、１つの信号処理回路と切り替え回路とにより構成されてもよい。この場合、切り替え回路は、第１および第２超音波素子１０１，１０２から出力される超音波信号が信号処理回路に入力されるように、第１および第２超音波素子１０１，１０２と信号処理回路との接続状態を切り替える。
【0038】
制御装置３００は、例えばＣＰＵ（中央演算処理装置）およびメモリにより構成され、送信回路２０１を制御するとともに受信回路２０２から与えられる信号処理済みの超音波信号に基づいて配管Ｐ内を流れる液体の流量を測定する。流量とは、単位時間内に配管Ｐを通過する液体の量である。
【0039】
また、制御装置３００は、測定された流量に基づいて、配管Ｐ内部の状態が、液体が静止している静止状態から液体が流動している流動状態に切り替わったか否かを判定する。また、制御装置３００は、測定された流量に基づいて、配管Ｐ内部の状態が、流動状態から静止状態に切り替わったか否かを判定する。
【0040】
また、制御装置３００は、測定された流量と切り替わりの判定結果とに基づいて、配管Ｐ内を間欠的に流れる液体の流動ごとの流量の積算値を取得する。さらに、制御装置３００は、取得された積算値が予め定められた許容範囲内にあるか否かを判定し、判定結果を示す判定信号を出力回路２０６に与える。制御装置３００の動作の詳細は後述する。
【0041】
操作部２０３は、複数の操作ボタンを含む。使用者は、操作部２０３を操作することにより、流量の測定に用いられる各種情報を入力することができる。流量の測定に用いられる各種情報には、ヘッド部１０の取付対象となる配管Ｐの材質、配管Ｐの内径、配管Ｐの外径、液体内での超音波の速度、液体への超音波の入射角および後述する流量補正係数等が含まれる。使用者は、操作部２０３を操作することにより、上記の許容範囲の設定を行うことができる。また、操作部２０３の複数の操作ボタンには、第１ボタン２０３ａ、第２ボタン２０３ｂおよび第３ボタン２０３ｃが含まれる。第１～第３ボタン２０３ａ～２０３ｃの詳細は後述する。
【0042】
表示部２０４は、例えばセグメント表示器またはドットマトリクス表示器を含み、制御装置３００の制御に基づいて配管Ｐ内を流れる液体の流量値および積算値等を表示する。記憶部２０５は、不揮発性メモリまたはハードディスクドライブにより構成され、配管Ｐ内を流れる液体の流量を測定するための各種情報を記憶する。また、記憶部２０５は、制御装置３００により配管Ｐ内の液体が流動するごとに取得された流量の積算値を記憶する。
【0043】
出力回路２０６は、制御装置３００から与えられた判定信号を測定により取得された積算値に関する情報として流量センサ１の外部装置（図示せず）に出力する。外部装置は、例えばパーソナルコンピュータまたはプログラマブルロジックコントローラである。この場合、判定信号は外部装置のオン状態およびオフ状態を切り替えるための信号（オンオフ信号）として用いることができる。これにより、流量センサ１を流量スイッチとして用いることができるので、流量センサ１の利便性が向上する。
【0044】
【0045】
図２に示すように、ヘッド部１０においては、配管Ｐの外周面の一部に接触するように固体の弾性カプラントＣＰ１が設けられ、配管Ｐの外周面の他の部分に接触するように固体の弾性カプラントＣＰ２が設けられる。弾性カプラントＣＰ１，ＣＰ２は、固体の高分子ゴムまたは固体のゲル状物質等からなる軟質弾性体材料により形成される。
【0046】
第１ヘッド部１１は、超音波を伝達するウェッジ材１１１を含み、ウェッジ材１１１が弾性カプラントＣＰ１の外周面に接するように設けられる。第２ヘッド部１２は、第１ヘッド部１１と同様に、超音波を伝達するウェッジ材１１１を含み、当該ウェッジ材１１１が弾性カプラントＣＰ２の外周面に接するように設けられる。ウェッジ材１１１は、非金属でかつ高い剛性および高い音響透過性を有する材料により形成される。
【0047】
第１ヘッド部１１および第２ヘッド部１２は、配管Ｐを挟み込むようにクランプ部材ＣＬにより配管Ｐに固定される。配管Ｐ内を液体が流れることにより、第１超音波素子１０１と第２超音波素子１０２との間の超音波の送受信が可能となる。このとき、超音波は、配管Ｐおよびその内部の液体を配管Ｐの軸心方向に対して斜めに横切る。
【0048】
図１の制御装置３００においては、第１超音波素子１０１から第２超音波素子１０２に超音波が送信されるとともに第２超音波素子１０２から出力される超音波信号が受信回路２０２へ入力されるように送信回路２０１が制御される。また、第２超音波素子１０２から第１超音波素子１０１に超音波が送信されるとともに第１超音波素子１０１から出力される超音波信号が受信回路２０２へ入力されるように送信回路２０１が制御される。その後、２つの超音波信号に基づいて時間差が算出される。
【0049】
流量の測定前には、流量センサ１には少なくとも配管Ｐの内径、液体内での超音波の速度、液体への超音波の入射角および流量補正係数が設定される。流量補正係数は、配管Ｐの断面内で所定の分布を有する液体の速度を平均速度に換算するための係数である。
【0050】
この場合、制御装置３００においては、例えば下記式（１）に基づいて配管Ｐ内を流れる液体の流量Ｑが算出される。Δｔは本体部２０において算出される第１の時間と第２の時間との時間差であり、ｄは配管Ｐの内径であり、θは液体中の超音波の入射角であり、Ｖｓは液体中の超音波の速度であり、Ｋは流量補正係数である。
【0051】
Ｑ＝（１／Ｋ）・（πｄＶｓ
２／８ｔａｎθ）・Δｔ …（１）
［３］流量センサ１における積算流量の測定例
流量センサ１においては、微小周期で配管Ｐを流れる液体の流量が測定される。以下の説明では、時間軸上の各時点で測定される流量を、瞬間的に測定される流量として瞬時流量と呼ぶ。また、静止状態から流動状態に切り替わった時点から次の静止状態に切り替わる時点までの間に測定された瞬時流量を積算することにより得られる流量を、積算流量と呼ぶ。この場合、積算流量は、すなわち一回の脈動で配管Ｐ内を流れる液体の量である。
［３］流量センサ１における積算流量の測定例
流量センサ１においては、微小周期で配管Ｐを流れる液体の流量が測定される。以下の説明では、時間軸上の各時点で測定される流量を、瞬間的に測定される流量として瞬時流量と呼ぶ。また、静止状態から流動状態に切り替わった時点から次の静止状態に切り替わる時点までの間に測定された瞬時流量を積算することにより得られる流量を、積算流量と呼ぶ。この場合、積算流量は、すなわち一回の脈動で配管Ｐ内を流れる液体の量である。
【0052】
図３は、流量センサ１による瞬時流量および流量積算の具体的な測定例を説明するための図である。図３の１段目には、流量センサ１により測定される瞬時流量の時間的変化の一例が示される。図３の２段目には、瞬時流量に基づいて判定される配管Ｐ内部の状態が示される。また、図３の３段目に流量センサ１により測定される積算流量の時間的変化の一例が示される。さらに、図３の４段目および５段目に、判定信号および吐出信号の一例がそれぞれ示される。吐出信号は、配管Ｐ内で液体が間欠的に流動したことを示す信号である。
【0053】
本例では、瞬時流量値および積算流量値は、配管Ｐ内を液体が上流から下流に向かって流動することにより正の値をとり、配管Ｐ内を液体が下流から上流に向かって流動する（逆流）ことにより負の値をとるものとする。
【0054】
配管Ｐ内を液体が間欠的に流動する場合、瞬時流量値は、液体が静止しているときに０またはほぼ０の値を示し、液体が上流から下流に向かって流動しているときに増大する。
【0055】
ここで、本実施の形態に係る流量センサ１においては、配管Ｐ内部の状態およびその切り替わりを判定するための流量しきい値ｔｈが予め設定される。流量しきい値ｔｈは、例えば超音波信号に発生するノイズ等を考慮して設定され、図１の記憶部２０５に記憶される。なお、流量しきい値ｔｈは、使用者による図１の操作部２０３の操作に基づいて設定されてもよいし、流量センサ１の工場出荷時に製造者により設定されてもよい。
【0056】
図１の制御装置３００においては、瞬時流量値が流量しきい値ｔｈ以下であるときに配管Ｐ内部が静止状態にあると判定され、瞬時流量値が流量しきい値ｔｈよりも大きいときに配管Ｐ内部が流動状態にあると判定される。このように、流量しきい値ｔｈを用いることにより、配管Ｐ内部の状態およびその切り替わりがノイズ等の影響により誤判定されることが防止される。
【0057】
図３の例によれば、瞬時流量値が流量しきい値ｔｈ以下である時間、すなわち時点ｔ０から時点ｔ１までの時間、時点ｔ２から時点ｔ３までの時間、時点ｔ４から時点ｔ５までの時間および時点ｔ６以降の時間、配管Ｐ内部が静止状態にあると判定される。一方、瞬時流量値が流量しきい値ｔｈを超えている時間、すなわち時点ｔ１と時点ｔ２との間の時間、時点ｔ３と時点ｔ４との間の時間および時点ｔ５と時点ｔ６との間の時間、配管Ｐ内部が流動状態にあると判定される。
【0058】
これにより、静止状態から流動状態への切り替わりおよび流動状態から静止状態への切り替わりが判定される。以下の説明において、配管Ｐ内部における静止状態から流動状態への切り替わりを第１の切り替わりと呼び、配管Ｐ内部における流動状態から静止状態への切り替わりを第２の切り替わりと呼ぶ。
【0059】
図１の制御装置３００においては、第１の切り替わりが判定された時点で瞬時流量の積算が開始され、第２の切り替わりが判定された時点で瞬時流量の積算が停止される。また、第１の切り替わりが判定された時点では、当該時点までに積算された積算流量がリセットされる。
【0060】
図３の例では、第１の切り替わりが判定された時点ｔ１で、瞬時流量の積算が開始される。それにより、時点ｔ１の直後では、積算流量が瞬時流量の立ち上がりに応じて急峻に立ち上がる。その後、第２の切り替わりが判定された時点ｔ２で、瞬時流量の積算が停止される。それにより、時点ｔ２が経過すると次の第１の切り替わりが判定されるまでの間、積算流量値が時点ｔ２で測定された値に維持される。
【0061】
時点ｔ３において次の第１の切り替わりが判定されると、当該時点ｔ３までに測定された積算流量値がリセットされるとともに瞬時流量の積算が開始される。その後、第２の切り替わりが判定された時点ｔ４で、瞬時流量の積算が停止される。時点ｔ４に続く時点ｔ５～ｔ６においては、時点ｔ３～ｔ４における動作と同様に、積算流量値のリセット、瞬時流量の積算の開始および瞬時流量の積算の停止が行われる。
【0062】
ここで、本実施の形態に係る流量センサ１においては、測定された積算流量値が適切であるか否かを判定するための範囲が、予め第１の許容範囲ａａとして設定される。第１の許容範囲ａａは、下限値ａ１および上限値ａ２を含み、例えば配管Ｐを含むディスペンサの一回当たりの液体の吐出量を考慮して使用者により設定される。
【0063】
図１の制御装置３００においては、第２の切り替わりが判定された時点で積算流量値が第１の許容範囲ａａ内にあるか否かが判定され、次の第１の切り替わりが判定された時点でその判定結果がリセットされる。積算流量値の判定時には、積算流量値が第１の許容範囲ａａ内にある場合にハイレベルの判定信号が生成され、積算流量値が第１の許容範囲ａａ内にない場合にローレベルの判定信号が生成される。
【0064】
図３の例では、積算流量値は、時点ｔ２，ｔ４において第１の許容範囲ａａ内にある。そのため、時点ｔ２～ｔ３の間および時点ｔ４～ｔ５の間、判定信号はハイレベルに維持されている。一方、積算流量値は、時点ｔ６において第１の許容範囲ａａの下限値ａ１よりも小さく、第１の許容範囲ａａ外にある。そのため、時点ｔ６以降で判定信号はローレベルに維持されている。
【0065】
図１の制御装置３００においては、上記の吐出信号が生成される。吐出信号は、第２の切り替わりが判定されることによりその時点から予め定められた一定時間ハイレベルとなり、その後ローレベルとなる。生成された吐出信号を、例えば発光装置の点灯状態および消灯状態を切り替えるための切り替え信号として用いることにより、配管Ｐ内部で液体が間欠的に流動したか否かを使用者に容易に提示することが可能になる。
【0066】
［４］第１のチューニング機能
本実施の形態に係る流量センサ１は、使用者が図３の第１の許容範囲ａａを設定する作業を補助する機能として第１のチューニング機能を有する。第１のチューニング機能では、図１の第１ボタン２０３ａが用いられる。図４は、第１のチューニング機能を説明するための図である。図４では、第１の許容範囲ａａが設定される際に測定される積算流量の時間的変化の一例が示される。
本実施の形態に係る流量センサ１は、使用者が図３の第１の許容範囲ａａを設定する作業を補助する機能として第１のチューニング機能を有する。第１のチューニング機能では、図１の第１ボタン２０３ａが用いられる。図４は、第１のチューニング機能を説明するための図である。図４では、第１の許容範囲ａａが設定される際に測定される積算流量の時間的変化の一例が示される。
【0067】
第１のチューニング機能を用いて第１の許容範囲ａａの設定を行う場合、使用者は、まず配管Ｐ内部が静止状態にあるときに、第１ボタン２０３ａを押下しかつその押下状態を所定時間の間継続する操作（長押し操作）を行う。制御装置３００においては、第１ボタン２０３ａの長押し操作が開始されると同時に瞬時流量の積算が開始される。図４の例では、時点ｕ１で第１ボタン２０３ａの長押し操作が開始されるものとする。時点ｕ１の直後においては、配管Ｐ内部が静止状態にあるため積算流量値は０で維持される。
【0068】
続いて、使用者は、第１ボタン２０３ａの押下状態を維持しつつディスペンサを操作することにより、実際の測定時に配管Ｐ内を１回当たり流動することになる量の液体を、当該ディスペンサから吐出させる。図４の例では、時点ｕ２でディスペンサからの液体の吐出が開始され、時点ｕ３でディスペンサからの液体の吐出が終了するものとする。
【0069】
この場合、時点ｕ１～ｕ２の間では、配管Ｐ内部が静止状態にあるため積算流量値が０で維持される。その後、時点ｕ２から時点ｕ３にかけて配管Ｐ内部が流動状態となることにより、積算流量値が増大する。
【0070】
続いて、使用者は、ディスペンサによる液体の吐出が終了した時点よりも後の時点で、第１ボタン２０３ａの長押し操作を終了する。図４の例では、時点ｕ４で第１ボタン２０３ａの長押し操作が終了されるものとする。この場合、時点ｕ３～ｕ４の間では、配管Ｐ内部が静止状態にあるため、積算流量値は時点ｕ３における値で維持される。
【0071】
上記の一連の動作により、使用者による第１ボタン２０３ａの操作が終了された時点の積算流量値αに基づいて、第１の許容範囲ａａが設定される。例えば、積算流量値αを中心として積算流量値αの大きさの数％（例えば、１０％）の幅を有するように、下限値ａ１および上限値ａ２が決定され、これらの値が図１の記憶部２０５に記憶されることにより第１の許容範囲ａａが設定される。
【0072】
第１のチューニング機能によれば、使用者は、配管Ｐを流れる液体の実際の流量に基づいて積算流量値の第１の許容範囲ａａを容易に設定することができる。
【0073】
［５］時間総量測定機能
本実施の形態に係る流量センサ１は、使用者により予め設定された設定時間内に配管Ｐを流れる液体の量の合計を総量として測定する時間総量測定機能を有する。時間総量測定機能による総量の測定時には、図３の例と同様に、微小周期で瞬時流量が測定され、測定された瞬時流量に基づいて第１の切り替わりおよび第２の切り替わりが判定される。設定時間内に配管Ｐを流れる液体の総量は、設定時間内に測定される瞬時流量を積算することにより算出される。
本実施の形態に係る流量センサ１は、使用者により予め設定された設定時間内に配管Ｐを流れる液体の量の合計を総量として測定する時間総量測定機能を有する。時間総量測定機能による総量の測定時には、図３の例と同様に、微小周期で瞬時流量が測定され、測定された瞬時流量に基づいて第１の切り替わりおよび第２の切り替わりが判定される。設定時間内に配管Ｐを流れる液体の総量は、設定時間内に測定される瞬時流量を積算することにより算出される。
【0074】
図５は、時間総量測定機能を説明するための図である。図５の１段目には、流量センサ１により測定される瞬時流量の時間的変化の一例が示される。図５の２段目には、瞬時流量に基づいて判定される配管Ｐ内部の状態が示される。図５の３段目には、時間総量測定機能により測定される総量の時間的変化の一例が示される。
【0075】
図５の例では、時点ｔ１０から時点ｔ１１までの時間、時点ｔ１２から時点ｔ３までの時間、時点ｔ１４から時点ｔ１５までの時間および時点ｔ１６以降の時間で瞬時流量値が流量しきい値ｔｈ以下であり、その他の時間で瞬時流量値が流量しきい値ｔｈを超えている。それにより、時点ｔ１１，ｔ１３，ｔ１５で第１の切り替わりが判定され、時点ｔ１２，ｔ１４，ｔ１６で第２の切り替わりが判定される。
【0076】
時間総量測定機能による総量の測定を行う場合、使用者は、まず配管Ｐ内部が停止状態にあるときに図１の第２ボタン２０３ｂを押下操作する。この押下操作は、上記の長押し操作ではなく通常の押下操作である。制御装置３００においては、第２ボタン２０３ｂが押下操作されると同時に瞬時流量の積算が開始される。図５の例では、時点ｔ１０で第２ボタン２０３ｂが押下操作されるものとする。時点ｔ１０～ｔ１１の間では、配管Ｐ内部が静止状態にあるため総量は０で維持される。
【0077】
時点ｔ１１において第１の切り替わりが判定されると、制御装置３００において時間の計測が開始される。具体的には、総量の測定が開始された後第１の切り替わりが最初に判定された時点から設定時間が経過するまでの間の時間が計測される。
【0078】
図５の例では、時点ｔ１１～時点ｔ１７までの時間が設定時間である。この場合、時点ｔ１１～時点ｔ１７までの間、瞬時流量の積算が継続され、時点ｔ１７で瞬時流量の積算が停止される。それにより、時点ｔ１７において測定される総量は、時点ｔ１１～ｔ１２の間、時点ｔ１３～時点ｔ１４の間および時点ｔ１５～時点ｔ１６の間に配管Ｐを流れた液体の合計となる。このようにして、設定時間の間に配管Ｐを流れる液体の総量が測定される。測定された総量値は、例えば次の総量の測定開始時にリセットされる。なお、測定された総量値は、総量の測定完了後、予め定められた時間が経過したときにリセットされてもよい。
【0079】
ここで、本実施の形態に係る流量センサ１においては、測定された総量値が適切であるか否かを判定するための範囲が、予め第２の許容範囲ｂｂとして設定される。第２の許容範囲ｂｂは、下限値ｂ１および上限値ｂ２を含み、例えば配管Ｐを含むディスペンサの設定時間当たりの液体の吐出量の合計を考慮して使用者により設定される。
【0080】
それにより、図３の例と同様に、総量の測定時においても、測定された総量が第２の許容範囲ｂｂ内にあるか否かが判定され、その判定結果を示す判定信号が生成される。さらに、生成された判定信号は、例えば図１の出力回路２０６から流量センサ１の外部に出力される。
【0081】
［６］第２のチューニング機能
本実施の形態に係る流量センサ１は、使用者が図５の第２の許容範囲ｂｂおよび設定時間を設定する作業を補助する機能として第２のチューニング機能を有する。第２のチューニング機能では、図１の第３ボタン２０３ｃが用いられる。図６は、第２のチューニング機能を説明するための図である。図６では、第２のチューニング機能により第２の許容範囲ｂｂが設定される際に測定される総量の時間的変化の一例が示される。
本実施の形態に係る流量センサ１は、使用者が図５の第２の許容範囲ｂｂおよび設定時間を設定する作業を補助する機能として第２のチューニング機能を有する。第２のチューニング機能では、図１の第３ボタン２０３ｃが用いられる。図６は、第２のチューニング機能を説明するための図である。図６では、第２のチューニング機能により第２の許容範囲ｂｂが設定される際に測定される総量の時間的変化の一例が示される。
【0082】
第２のチューニング機能を用いた第２の許容範囲ｂｂの設定を行う場合、使用者は、まず配管Ｐ内部が静止状態にあるときに第３ボタン２０３ｃの長押し操作を開始する。制御装置３００においては、第１ボタン２０３ａの長押し操作が開始されると同時に瞬時流量の積算が開始される。図６の例では、時点ｕ１０で第３ボタン２０３ｃの長押し操作が開始されるものとする。時点ｕ１０の直後においては、配管Ｐ内部が静止状態にあるため総量値は０となる。
【0083】
続いて、使用者は、第３ボタン２０３ｃの押下状態を維持しつつディスペンサを操作することにより、実際の測定時における動作と同様にディスペンサを動作させる。このとき、ディスペンサは、例えば一定周期で間欠的に液体の吐出動作を行うものとする。図６の例では、時点ｕ１１～ｕ１２の間、時点ｕ１３～ｕ１４の間および時点ｕ１５～ｕ１６の間でディスペンサから液体が吐出されるものとする。それにより、時点ｕ１１～ｕ１６にかけて間欠的に総量値が増大する。
【0084】
その後、使用者は、所望の時点で、第３ボタン２０３ｃの長押し操作を終了する。図６の例では、時点ｕ１７で第３ボタン２０３ｃの長押し操作が終了されるものとする。この場合、時点ｕ１６～ｕ１７の間では、配管Ｐ内部が静止状態にあるため、総量値は時点ｕ１６における値で維持される。
【0085】
上記の一連の動作により、総量値が最初に立ち上がる時点ｕ１１から第３ボタン２０３ｃの押下操作が解除される時点ｕ１７までの時間が設定時間として設定される。また、使用者による第３ボタン２０３ｃの押下操作が解除された時点で測定されている総量値βに基づいて、第２の許容範囲ｂｂが設定される。例えば、当該総量値βを中心として総量値βの大きさの数％（例えば、１０％）の幅を有するように、下限値ｂ１および上限値ｂ２が決定され、これらの値が図１の記憶部２０５に記憶されることにより第２の許容範囲ｂｂが設定される。
【0086】
第２のチューニング機能によれば、使用者は、配管Ｐを流れる液体の実際の流量に基づいて総量値の第２の許容範囲ｂｂおよび設定時間を容易に設定することができる。
【0087】
［７］流量センサ１の機能的な構成
図７は、図１の制御装置３００の機能的な構成を示すブロック図である。図７に示すように、制御装置３００は、超音波制御部３０１、流量測定部３０２、切り替わり判定部３０３、積算制御部３０４、流量積算部３０５、リセット部３０６、取得部３０７、積算値判定部３０８、許容範囲設定部３０９、受付部３１０および表示制御部３１１を含む。これらの構成要素は、制御装置３００のＣＰＵが制御装置３００内のメモリまたは記憶部２０５に記憶された流量測定用プログラムを実行することにより実現される。なお、制御装置３００に含まれる上記の複数の構成要素の一部または全てが電子回路等のハードウェアにより実現されてもよい。
図７は、図１の制御装置３００の機能的な構成を示すブロック図である。図７に示すように、制御装置３００は、超音波制御部３０１、流量測定部３０２、切り替わり判定部３０３、積算制御部３０４、流量積算部３０５、リセット部３０６、取得部３０７、積算値判定部３０８、許容範囲設定部３０９、受付部３１０および表示制御部３１１を含む。これらの構成要素は、制御装置３００のＣＰＵが制御装置３００内のメモリまたは記憶部２０５に記憶された流量測定用プログラムを実行することにより実現される。なお、制御装置３００に含まれる上記の複数の構成要素の一部または全てが電子回路等のハードウェアにより実現されてもよい。
【0088】
超音波制御部３０１は、図１の第１および第２超音波素子１０１，１０２から交互に超音波が送信されるように送信回路２０１を制御する。流量測定部３０２は、第１および第２超音波素子１０１，１０２から受信回路２０２を通して与えられる信号処理後の超音波信号、記憶部２０５に記憶された各種情報および上記の式（１）に基づいて瞬時流量を測定する。
【0089】
切り替わり判定部３０３は、流量測定部３０２により測定された瞬時流量と流量しきい値ｔｈとに基づいて、静止状態から流動状態への第１の切り替わりを判定する。例えば、切り替わり判定部３０３は、測定された瞬時流量が流量しきい値ｔｈ以下の値から流量しきい値ｔｈを超えたときに第１の切り替わりを判定する。また、切り替わり判定部３０３は、流量測定部３０２により算出された瞬時流量と流量しきい値ｔｈとに基づいて、流動状態から静止状態への第２の切り替わりを判定する。例えば、切り替わり判定部３０３は、測定された瞬時流量が流量しきい値ｔｈよりも大きい値から流量しきい値ｔｈ以下の値となったときに第２の切り替わりを判定する。切り替わり判定部３０３は、判定結果を積算制御部３０４に与える。また、切り替わり判定部３０３は、第２の切り替わりの判定を示す信号を吐出信号として出力回路２０６に与える。この場合、出力回路２０６は、与えられた吐出信号を流量センサ１の外部装置に出力する。なお、吐出信号は生成されなくてもよい。
【0090】
流量積算部３０５は、流量測定部３０２の測定により得られる瞬間流量値を積算する。積算制御部３０４は、積算流量値の測定時に、切り替わり判定部３０３による第１の切り替わりの判定に応答して流量積算部３０５による瞬時流量の積算を開始させ、当該第１の切り替わりの判定後の第２の切り替わりの判定に応答して瞬時流量の積算を停止させる。また、積算制御部３０４は、時間総量測定機能による総量値の測定時に、切り替わり判定部３０３による第１の切り替わりの判定に応答して流量積算部３０５による瞬時流量の積算を開始させ、当該第１の切り替わりの判定時点から設定時間を経過した時点で瞬時流量の積算を停止させる。なお、積算制御部３０４はタイマ機能を有する。それにより、積算制御部３０４は、総量の測定時にタイマ機能を用いて設定時間の計測を行う。
【0091】
取得部３０７は、積算流量値の測定時に、瞬時流量の積算が開始された時点から当該瞬時流量の積算が停止された時点までの間に積算された瞬時流量の積算値を積算流量値として取得する。また、取得部３０７は、時間総量測定機能による総量値の測定時に、瞬時流量の積算が開始された時点から予め設定された設定時間を経過した時点までの間に積算された瞬時流量の積算値を総量値として取得する。取得部３０７は取得した流量積算値または総量値を積算値判定部３０８および記憶部２０５に与える。この場合、記憶部２０５においては、取得部３０７により取得された流量積算値または総量値が記憶される。
【0092】
リセット部３０６は、取得部３０７における流量積算値または総量値の取得に応答して、切り替わり判定部３０３により次の第１の切り替わりが判定された時点で流量積算部３０５により積算された積算流量値または総量値をリセットする。なお、リセット部３０６は、次の第１の切り替わりが判定された時点でリセットを行うことに加えて、流量積算値または総量値が取得された時点から予め定められた時間が経過した時点でリセットを行ってもよい。
【0093】
積算値判定部３０８は、取得部３０７により取得された流量積算値が記憶部２０５に記憶された第１の許容範囲ａａ内にあるか否かを判定する。または、積算値判定部３０８は、取得部３０７により取得された総量値が記憶部２０５に記憶された第２の許容範囲ｂｂ内にあるか否かを判定する。その上で、積算値判定部３０８は、判定結果を示す判定信号を生成し、生成された判定信号を出力回路２０６に与える。出力回路２０６は、積算値判定部３０８から与えられた判定信号を流量センサ１の外部装置に出力する。
【0094】
ここで、上記の取得部３０７は取得した流量積算値または総量値を出力回路２０６に与えてもよく、出力回路２０６は取得部３０７から与えられた流量積算値または総量値を示す信号を流量センサ１の外部装置に出力してもよい。この場合、出力されるべき信号の形式およびダイナミックレンジは、使用者による操作部２０３の操作に基づいて設定可能であってもよい。
【0095】
受付部３１０は、使用者による図１の第１ボタン２０３ａの操作に基づいて第１のチューニング機能を用いた第１の許容範囲ａａの設定指令を受け付け、第１ボタン２０３ａの操作状態に対応する制御信号を許容範囲設定部３０９に与える。この場合、許容範囲設定部３０９は、例えば第１ボタン２０３ａの長押し操作が開始されることにより流量積算部３０５による瞬時流量の積算を開始させ、当該長押し操作が終了されることにより流量積算部３０５による瞬時流量の積算を停止させる。その後、許容範囲設定部３０９は、積算された値に基づいて第１の許容範囲ａａを決定し、決定した第１の許容範囲ａａを記憶部２０５に記憶させる。それにより、第１の許容範囲ａａが設定される。
【0096】
また、受付部３１０は、使用者による図１の第２ボタン２０３ｂの操作に基づいて時間総量測定機能による総量測定の指令を受け付ける。この場合、上記のように積算制御部３０４、流量積算部３０５および取得部３０７において総量値を取得するための処理が行われる。
【0097】
さらに、受付部３１０は、使用者による図１の第３ボタン２０３ｃの操作に基づいて第２のチューニング機能を用いた第２の許容範囲ｂｂおよび設定時間の設定指令を受け付け、第３ボタン２０３ｃの操作状態に対応する制御信号を許容範囲設定部３０９に与える。この場合、許容範囲設定部３０９は、例えば第３ボタン２０３ｃの長押し操作が開始されることにより流量積算部３０５による瞬時流量の積算を開始させ、当該長押し操作が終了されることにより流量積算部３０５による瞬時流量の積算を停止させる。さらに、許容範囲設定部３０９は、第３ボタン２０３ｃの操作が開始された時点から当該長押し操作が終了された時点までの間に積算された値に基づいて第２の許容範囲ｂｂを決定し、決定した第２の許容範囲ｂｂを記憶部２０５に記憶させる。また、許容範囲設定部３０９は、第３ボタン２０３ｃの長押し操作が開始された後第１の切り替わりが判定された時点から当該長押し操作が終了された時点までの時間を設定時間として記憶部２０５に記憶させる。それにより、第２の許容範囲ｂｂおよび設定時間が設定される。
【0098】
表示制御部３１１は、記憶部２０５に記憶された各種情報、取得部３０７により取得された流量積算値、および取得部３０７により取得された総量値等を表示部２０４に表示させる。ここで、表示制御部３１１は、所定時間前から現在までの間に取得された１または複数の流量積算値の最大値および最小値を表示部２０４に表示させてもよい。この場合、使用者は、所定時間前から現在までの間に取得された流量積算値の最大値および最小値を容易に認識することができる。
【0099】
［８］積算流量の測定処理
図８は、積算流量の測定時に図７の各機能部により実行される一連の処理の流れを示すフローチャートである。図８に示される処理は、例えば流量センサ１の電源がオンされることにより開始される。下記の処理中には、図７の超音波制御部３０１および流量測定部３０２により、微小周期で瞬時流量が測定されるものとする。また、初期状態で、記憶部２０５には、第１の許容範囲ａａが予め記憶されているものとする。
図８は、積算流量の測定時に図７の各機能部により実行される一連の処理の流れを示すフローチャートである。図８に示される処理は、例えば流量センサ１の電源がオンされることにより開始される。下記の処理中には、図７の超音波制御部３０１および流量測定部３０２により、微小周期で瞬時流量が測定されるものとする。また、初期状態で、記憶部２０５には、第１の許容範囲ａａが予め記憶されているものとする。
【0100】
まず、図７の切り替わり判定部３０３は、流量測定部３０２により測定された瞬時流量と流量しきい値ｔｈとに基づいて第１の切り替わりを判定する（ステップＳ１０）。第１の切り替わりが判定されない場合、切り替わり判定部３０３はステップＳ１０の処理を繰り返す。一方、第１の切り替わりが判定された場合、図７の積算制御部３０４は、その判定に応答して流量積算部３０５による瞬時流量の積算を開始させる（ステップＳ１１）。
【0101】
次に、切り替わり判定部３０３は、流量測定部３０２により測定された瞬時流量と流量しきい値ｔｈとに基づいて第２の切り替わりを判定する（ステップＳ１２）。第２の切り替わりが判定されない場合、切り替わり判定部３０３はステップＳ１２の処理を繰り返す。一方、第２の切り替わりが判定された場合、積算制御部３０４は、その判定に応答して流量積算部３０５による瞬時流量の積算を停止させる（ステップＳ１３）。このとき、切り替わり判定部３０３は、吐出信号を生成する。
【0102】
次に、図７の取得部３０７は、直前のステップＳ１１の処理により瞬時流量の積算が開始された時点から直前のステップＳ１３の処理により瞬時流量の積算が停止された時点までの間に積算された瞬時流量の積算値を積算流量値として取得する（ステップＳ１４）。
【0103】
次に、図７の積算値判定部３０８は、直前のステップＳ１４の処理で取得部３０７により取得された流量積算値が記憶部２０５に記憶された第１の許容範囲ａａ内にあるか否かを判定し、判定結果を示す判定信号を生成する（ステップＳ１５）。その後、積算値判定部３０８および切り替わり判定部３０３は、生成された判定信号および吐出信号を図７の出力回路２０６に与えることにより流量センサ１の外部に出力させる（ステップＳ１６）。
【0104】
次に、図７の切り替わり判定部３０３は、ステップＳ１０の処理と同様に、第１の切り替わりを判定する（ステップＳ１７）。第１の切り替わりが判定されない場合、切り替わり判定部３０３はステップＳ１７の処理を繰り返す。一方、第１の切り替わりが判定された場合、図７のリセット部３０６は、ステップＳ１７における第１の切り替わりの判定に応答して流量積算部３０５により積算された積算流量値をリセットする（ステップＳ１８）。その後、図７の積算制御部３０４は、ステップＳ１１の処理に戻る。
【0105】
上記の一連の処理は、例えば流量センサ１の電源がオン状態からオフ状態に切り替わることにより終了する。あるいは、上記の一連の処理は、例えば使用者の操作部２０３の操作により、時間総量測定機能、第１のチューニング機能、または第２のチューニング機能の使用が指令されることにより終了する。
【0106】
［９］時間総量測定機能による総量の測定処理
図９は、時間総量測定機能による総量の測定時に図７の各機能部により実行される一連の処理の流れを示すフローチャートである。図９に示される処理は、例えば図８の処理の実行中に、図１の第２ボタン２０３ｂが操作されることにより開始される。下記の処理中には、図７の超音波制御部３０１および流量測定部３０２により、微小周期で瞬時流量が測定されるものとする。また、初期状態で、記憶部２０５には、第２の許容範囲ｂｂおよび設定時間が予め記憶されているものとする。
図９は、時間総量測定機能による総量の測定時に図７の各機能部により実行される一連の処理の流れを示すフローチャートである。図９に示される処理は、例えば図８の処理の実行中に、図１の第２ボタン２０３ｂが操作されることにより開始される。下記の処理中には、図７の超音波制御部３０１および流量測定部３０２により、微小周期で瞬時流量が測定されるものとする。また、初期状態で、記憶部２０５には、第２の許容範囲ｂｂおよび設定時間が予め記憶されているものとする。
【0107】
まず、図７の切り替わり判定部３０３は、流量測定部３０２により測定された瞬時流量と流量しきい値ｔｈとに基づいて第１の切り替わりを判定する（ステップＳ２０）。第１の切り替わりが判定されない場合、切り替わり判定部３０３はステップＳ２０の処理を繰り返す。一方、第１の切り替わりが判定された場合、図７の積算制御部３０４は、その判定に応答して流量積算部３０５による瞬時流量の積算を開始させる（ステップＳ２１）。また、積算制御部３０４は、そのタイマ機能を用いて第１の切り替わりが判定された時点からの時間の計測を開始する（ステップＳ２２）。
【0108】
次に、積算制御部３０４は、記憶部２０５に記憶された設定時間と計測されている時間とに基づいて、第１の切り替わりが判定された時点から設定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ２３）。設定時間が経過していない場合、積算制御部３０４はステップＳ２３の処理を繰り返す。一方、設定時間が経過した場合、積算制御部３０４は、流量積算部３０５による瞬時流量の積算を停止させる（ステップＳ２４）。
【0109】
次に、図７の取得部３０７は、直前のステップＳ２１の処理により瞬時流量の積算が開始された時点から直前のステップＳ２４の処理により瞬時流量の積算が停止された時点までの間に積算された瞬時流量の積算値を総量値として取得する（ステップＳ２５）。
【0110】
次に、図７の積算値判定部３０８は、直前のステップＳ２５の処理で取得部３０７により取得された総量値が記憶部２０５に記憶された第２の許容範囲ｂｂ内にあるか否かを判定し、判定結果を示す判定信号を生成する（ステップＳ２６）。その後、積算値判定部３０８は、生成された判定信号を図７の出力回路２０６に与えることにより流量センサ１の外部に出力させる（ステップＳ２７）。
【0111】
次に、図７の切り替わり判定部３０３は、ステップＳ２０の処理と同様に、第１の切り替わりを判定する（ステップＳ２８）。第１の切り替わりが判定されない場合、切り替わり判定部３０３はステップＳ２８の処理を繰り返す。一方、第１の切り替わりが判定された場合、図７のリセット部３０６は、ステップＳ２８における第１の切り替わりの判定に応答して流量積算部３０５により積算された総量値をリセットする（ステップＳ２９）。その後、図７の積算制御部３０４は、ステップＳ２１の処理に戻る。
【0112】
上記の一連の処理は、例えば流量センサ１の電源がオン状態からオフ状態に切り替わることにより終了する。または、上記の一連の処理は、例えば使用者の操作部２０３の操作により積算流量値の測定が指令されることにより終了する。あるいは、上記の一連の処理は、例えば使用者の操作部２０３の操作により、第１のチューニング機能または第２のチューニング機能の使用が指令されることにより終了する。
【0113】
［１０］効果
（ａ）本実施の形態に係る流量センサ１においては、積算流量値の測定時に、第１の切り替わりが判定されることにより瞬時流量の積算が開始され、第２の切り替わりが判定されることにより瞬時流量の積算が停止される。瞬時流量の積算が開始された時点から当該瞬時流量の積算が停止された時点までの間の積算流量値が取得される。取得された積算流量値が第１の許容範囲ａａ内にあるか否かが判定され、判定結果を示す判定信号が流量センサ１の外部に出力される。積算流量値が取得された時点から次の第１の切り替わりが判定される時点までの間に、積算流量値がリセットされる。
（ａ）本実施の形態に係る流量センサ１においては、積算流量値の測定時に、第１の切り替わりが判定されることにより瞬時流量の積算が開始され、第２の切り替わりが判定されることにより瞬時流量の積算が停止される。瞬時流量の積算が開始された時点から当該瞬時流量の積算が停止された時点までの間の積算流量値が取得される。取得された積算流量値が第１の許容範囲ａａ内にあるか否かが判定され、判定結果を示す判定信号が流量センサ１の外部に出力される。積算流量値が取得された時点から次の第１の切り替わりが判定される時点までの間に、積算流量値がリセットされる。
【0114】
これにより、使用者は、配管Ｐ内を間欠的に流れる液体が静止状態から流動状態に切り替わるごとに、瞬時流量の積算の開始、瞬時流量の積算の停止および積算流量値のリセットを行うための煩雑な操作を行う必要がない。また、上記の流量センサ１によれば、瞬時流量の積算の開始、瞬時流量の積算の停止および積算流量値のリセットを行うための信号発生器等の構成を別途用意する必要がない。したがって、簡単な構成で配管Ｐ内を間欠的に流れる液体の流動ごとの積算流量値を容易に取得することが可能である。
【0115】
（ｂ）本実施の形態に係る流量センサ１においては、時間総量測定機能を用いることにより、設定時間内に配管Ｐを流れる液体の総量を取得することができる。これにより、例えばディスペンサによる液体の吐出回数を考慮した設定時間が予め設定されることにより、複数回吐出される液体の量の合計を総量として容易に取得することが可能になる。したがって、流量センサ１の利便性が向上する。
【0116】
（ｃ）上記の流量センサ１は、クランプオン式超音波流量センサであるので、既存の配管Ｐに容易に取り付けることができる。また、クランプオン式超音波流量センサにおいては、配管Ｐの内部にセンサ等を設ける必要がなく、流量測定用の液体の流路を別途形成する必要もない。そのため、配管Ｐ内を流れる液体に圧力損失が発生することが抑制される。したがって、高い粘性を有する液体についても高い精度で積算流量値および総量を取得することができる。
【0117】
［１１］他の実施の形態
（ａ）上記実施の形態に係る流量センサ１においては、時間総量測定機能により設定時間内に配管Ｐを流れる液体の総量が取得されるが、本発明はこれに限定されない。流量センサ１は、上記の時間総量測定機能に加えて、第１および第２の切り替わりが予め設定された設定回数繰り返して判定される間に配管Ｐを流れる液体の総量を測定する回数総量測定機能を有してもよい。
（ａ）上記実施の形態に係る流量センサ１においては、時間総量測定機能により設定時間内に配管Ｐを流れる液体の総量が取得されるが、本発明はこれに限定されない。流量センサ１は、上記の時間総量測定機能に加えて、第１および第２の切り替わりが予め設定された設定回数繰り返して判定される間に配管Ｐを流れる液体の総量を測定する回数総量測定機能を有してもよい。
【0118】
この場合、図７の受付部３１０は、例えば使用者の操作部２０３の操作に基づいて回数総量測定機能による総量測定の指令を受け付ける。また、図７の積算制御部３０４は、受付部３１０が回数総量測定機能による総量測定の指令を受け付けた場合に、制御装置３００内のメモリにカウンタを設定する。さらに、積算制御部３０４は、切り替わり判定部３０３による第１の切り替わりの判定に応答して流量積算部３０５による瞬時流量の積算を開始させるとともに、第１および第２の切り替わりの判定に応答してカウンタの値をインクリメントする。その後、積算制御部３０４は、カウンタの値が設定回数に到達した場合に、流量積算部３０５による瞬時流量の積算を停止させる。そこで、図７の取得部３０７は、瞬時流量の積算が停止された時点の瞬時流量の積算値を総量値として取得する。
【0119】
リセット部３０６は、受付部３１０が回数総量測定機能による総量測定の指令を受け付けた場合に、取得部３０７における総量値の取得に応答して、切り替わり判定部３０３により次の第１の切り替わりが判定された時点で総量値をリセットするとともに、積算制御部３０４により設定されたカウンタの値をリセットする。
【0120】
本例の回数総量測定機能による総量測定時には、上記の回数総量測定機能による総量測定時と同様に、取得される総量に対応する許容範囲が第３の許容範囲として予め設定されているものとする。この場合、積算値判定部３０８は、取得部３０７により取得された総量値が記憶部２０５に記憶された第３の許容範囲内にあるか否かを判定し、判定結果を示す判定信号を生成し、生成された判定信号を出力回路２０６に与える。出力回路２０６は、積算値判定部３０８から与えられた判定信号を測定により取得された総量値に関する情報として流量センサ１の外部装置に出力する。
【0121】
図１０は、回数総量測定機能による総量の測定時に図７の各機能部により実行される一連の処理の流れを示すフローチャートである。図１０に示される処理は、例えば図８の処理の実行中に、操作部２０３が操作されることにより開始される。この開始時には、制御装置３００内のメモリにカウンタが設定される。また、下記の処理中には、図７の超音波制御部３０１および流量測定部３０２により、微小周期で瞬時流量が測定されるものとする。また、初期状態で、記憶部２０５には、第３の許容範囲および設定回数が予め記憶されているものとする。
【0122】
まず、図７の切り替わり判定部３０３は、流量測定部３０２により測定された瞬時流量と流量しきい値ｔｈとに基づいて第１の切り替わりを判定する（ステップＳ３０）。第１の切り替わりが判定されない場合、切り替わり判定部３０３はステップＳ３０の処理を繰り返す。一方、第１の切り替わりが判定された場合、図７の積算制御部３０４は、その判定に応答して流量積算部３０５による瞬時流量の積算を開始させる（ステップＳ３１）。
【0123】
次に、切り替わり判定部３０３は、流量測定部３０２により測定された瞬時流量と流量しきい値ｔｈとに基づいて第２の切り替わりを判定する（ステップＳ３２）。第２の切り替わりが判定されない場合、切り替わり判定部３０３はステップＳ３２の処理を繰り返す。一方、第２の切り替わりが判定された場合、積算制御部３０４は、予め設定されたカウンタの値をインクリメントする（ステップＳ３３）。
【0124】
次に、積算制御部３０４は、カウンタの値が予め設定された設定回数に到達したか否かを判定する（ステップＳ３４）。カウンタの値が設定回数に到達していない場合、切り替わり判定部３０３は、ステップＳ３２の処理に戻る。一方、カウンタの値が設定回数に到達した場合、積算制御部３０４は、流量積算部３０５による瞬時流量の積算を停止させる（ステップＳ３５）。
【0125】
次に、図７の取得部３０７は、直前のステップＳ３１の処理により瞬時流量の積算が開始された時点から直前のステップＳ３５の処理により瞬時流量の積算が停止された時点までの間に積算された瞬時流量の積算値を総量値として取得する（ステップＳ３６）。
【0126】
次に、図７の積算値判定部３０８は、直前のステップＳ３６の処理で取得部３０７により取得された総量値が記憶部２０５に記憶された第３の許容範囲内にあるか否かを判定し、判定結果を示す判定信号を生成する（ステップＳ３７）。その後、積算値判定部３０８は、生成された判定信号を図７の出力回路２０６に与えることにより流量センサ１の外部に出力させる（ステップＳ３８）。
【0127】
次に、図７の切り替わり判定部３０３は、ステップＳ２０の処理と同様に、第１の切り替わりを判定する（ステップＳ３９）。第１の切り替わりが判定されない場合、切り替わり判定部３０３はステップＳ３９の処理を繰り返す。一方、第１の切り替わりが判定された場合、図７のリセット部３０６は、ステップＳ３９における第１の切り替わりの判定に応答して流量積算部３０５により積算された総量値およびカウンタの値をリセットする（ステップＳ４０）。その後、図７の積算制御部３０４は、ステップＳ３１の処理に戻る。
【0128】
上記の一連の処理は、例えば流量センサ１の電源がオン状態からオフ状態に切り替わることにより終了する。または、上記の一連の処理は、例えば使用者の操作部２０３の操作により積算流量値の測定が指令されることにより終了する。あるいは、上記の一連の処理は、例えば使用者の操作部２０３の操作により、時間総量測定機能、第１のチューニング機能または第２のチューニング機能の使用が指令されることにより終了する。
【0129】
回数総量測定機能によれば、設定回数間欠的に配管Ｐを流れる液体の総量を取得することができる。これにより、例えばディスペンサにより設定回数分吐出される液体の総量を容易に取得することが可能になる。したがって、流量センサ１の利便性が向上する。
【0130】
なお、流量センサ１に上記の回数総量測定機能が設けられる場合には、第３の許容範囲は、第１および第２のチューニング機能による第１および第２の許容範囲ａａ，ｂｂの設定の例と同様に、設定回数間欠的に配管Ｐを流れる液体の実際の総量に基づいて設定されてもよい。
【0131】
（ｂ）上記実施の形態に係る流量センサ１においては、第１および第２の切り替わりを判定するために１つの流量しきい値ｔｈが予め設定されるが、本発明はこれに限定されない。流量センサ１においては、第１および第２の切り替わりをそれぞれ判定するための互いに異なる２つの流量しきい値が予め設定されてもよい。互いに異なる２つの流量しきい値は、例えば流量測定部３０２により測定される瞬時流量のヒステリシスを考慮して設定される。
【0132】
ここで、第１の切り替わりを判定するための流量しきい値を第１の流量しきい値とし、第２の切り替わりを判定するための流量しきい値を第２の流量しきい値とする。この場合、図７の切り替わり判定部３０３は、測定された瞬時流量が第１の流量しきい値以下の値から当該第１の流量しきい値を超えたときに第１の切り替わりを判定する。また、切り替わり判定部３０３は、測定された瞬時流量が第２の流量しきい値よりも大きい値から当該第２の流量しきい値以下の値となったときに第２の切り替わりを判定する。
【0133】
（ｃ）図１１は、流量センサ１により測定される瞬時流量の時間的変化の一例を示す図である。図１１の例では、配管Ｐ内を液体が間欠的に流動することにより、時点ｔ２１で瞬時流量値が流量しきい値ｔｈ以下の値から流量しきい値ｔｈを超え、時点ｔ２２で瞬時流量値が流量しきい値ｔｈよりも高い値から流量しきい値ｔｈ以下となっている。それにより、時点ｔ２１で第1の切り替わりが判定され、時点ｔ２２で第２の切り替わりが判定される。
【0134】
第２の切り替わりの判定直後は、ディスペンサの動作特性等により配管Ｐ内の液体の流動状態が不安定になる可能性がある。図１１の例では、時点ｔ２２の直後に瞬時流量が比較的大きく変動することにより、時点ｔ２３で瞬時流量が流量しきい値ｔｈを超えている。そのため、流量積算の測定時には、時点ｔ２３で第１の切り替わりが判定されることにより、使用者が意図しないタイミングで流量積算値がリセットされることになる。
【0135】
そこで、流量センサ１においては、例えば積算流量の測定時に、第２の切り替わりが判定された時点から一定時間の間第１の切り替わりの判定が無効とされてもよい。図１２は、他の実施の形態に係る制御装置３００の機能的な構成を示すブロック図である。図１２に示すように、本例の制御装置３００は、図７の構成に加えて判定無効部３１２をさらに備える。
【0136】
判定無効部３１２は、切り替わり判定部３０３により第２の切り替わりが判定された時点（図１１の時点ｔ２２）から予め定められた一定時間（図１１の白抜きの矢印参照）の間、切り替わり判定部３０３による判定を無効とする。以下、判定を無効とするために予め定められる一定時間を無効時間と呼ぶ。この場合、第２の切り替わりが判定された時点の直後に、上記のようなオーバーシュートが発生することにより第１の切り替わりが判定される場合に、当該判定が無効となる。それにより、意図しないタイミングで積算流量値がリセットされることが防止される。
【0137】
無効時間の長さは、第２の切り替わりが判定された時点からオーバーシュートが発生すると想定される期間をカバーするように設定されることが好ましい。なお、無効時間は、使用者による図１の操作部２０３の操作に基づいて設定されてもよいし、流量センサ１の工場出荷時に製造者により設定されてもよい。また、判定無効部３１２は、使用者による操作部２０３の操作に基づいて、無効時間中切り替わり判定部３０３による判定を無効にする作動状態と、無効時間中切り替わり判定部３０３による判定を無効にしない非作動状態とに切り替え可能に構成されてもよい。
【0138】
（ｄ）上記実施の形態に係る流量センサ１においては、積算流量の測定時に、第１の切り替わりが判定された時点で瞬時流量の積算が開始され、第２の切り替わりが判定された時点で瞬時流量の積算が停止されるが、本発明はこれに限定されない。瞬時流量の積算の停止は、第２の切り替わりが判定された時点から一定時間経過後に行われてもよい。
【0139】
この場合、例えば第２の切り替わりが判定された時点から一定時間が経過するまでの間に配管Ｐ内の液体が逆流する場合でも、その逆流した液体の瞬時流量が負の値として積算される。それにより、配管Ｐ内を間欠的に流れる液体の流動ごとの積算流量値をより正確に測定することができる。
【0140】
（ｅ）上記実施の形態に係る流量センサ１においては、積算流量値が第１の許容範囲ａａ内にあるか否かを示す判定信号が出力され、設定時間内に配管Ｐを流れる液体の総量値が第２の許容範囲ｂｂ内にあるか否かを示す判定信号が出力されるが、本発明はこれらの例に限定されない。
【0141】
流量センサ１においては、瞬時流量が測定されるごとに測定された瞬時流量が予め定められた瞬時流量用の判定しきい値を超えたか否かを示す判定信号が出力されてもよい。
【0142】
この場合、瞬時流量用の判定しきい値は、次のように設定されてもよい。例えば、配管Ｐ内を液体が連続的または間欠的に流れるとともに微小周期で瞬時流量が測定される状態で、使用者により操作部２０３の特定のボタンが長押し操作される。そこで、特定のボタンが押下されている間に測定された複数の瞬時流量値から最大の瞬時流量値を抽出し、抽出した瞬時流量値に対して所定の割合（例えば９０％）を有するように瞬時流量用の判定しきい値を設定する。
【0143】
あるいは、瞬時流量用の判定しきい値は、次のように設定されてもよい。例えば、配管Ｐ内で液体が静止するとともに微小周期で瞬時流量が測定される状態で、使用者により操作部２０３の特定のボタンが操作される。そこで、特定のボタンが操作されたときに測定された瞬時流量値を静止値として取得する。また、配管Ｐ内で液体が連続的に流動するとともに微小周期で瞬時流量が測定される状態で、使用者により操作部２０３の特定のボタンが操作される。そこで、特定のボタンが操作されたときに測定された瞬時流量値を流動値として取得する。取得された静止値および流動値の間の値を瞬時流量用の判定しきい値として設定する。
【0144】
（ｆ）配管Ｐ内を流れる液体の実際の瞬時流量値が既知である場合には、流量センサ１は、使用者の操作に基づいて配管Ｐ内を実際に流れる液体の瞬時流量を測定し、その測定により得られる瞬時流量値が既知の値となるように上記の式（１）を校正する校正機能を有してもよい。
【0145】
（ｇ）上記実施の形態の形態に係る流量センサ１は、配管Ｐに流れる液体の瞬時流量を測定するが、本発明はこれに限定されない。上記の流量センサ１は、配管Ｐに流れる流体の流量を測定可能に構成されていればよい。したがって、流量センサ１は、配管Ｐを流れる気体の流量を測定可能に構成されてもよい。この場合、流量センサ１は、例えば配管Ｐを流れる気体の流量を瞬時流量として取得し、設定時間内に配管Ｐを流れる気体の総量を取得してもよい。
【0146】
（ｈ）上記実施の形態に係る流量センサ１は、配管Ｐ内の液体に超音波を入射することにより流量を測定するクランプオン式超音波流量センサであるが、本発明はこれに限定されない。上記の流量センサ１のうち、図１のヘッド部１０、図７の送信回路２０１、図７の受信回路２０２、図７の超音波制御部３０１および図７の流量測定部３０２の構成に代えて、コリオリ式流量計、電磁式流量計、熱式流量計または羽根車式流量計等の他の測定原理を用いた流量測定装置を用いることもできる。
【0147】
［１２］請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
【0148】
上記実施の形態においては、配管Ｐが配管の例であり、流量センサ１が流量計の例であり、ヘッド部１０、送信回路２０１、受信回路２０２、超音波制御部３０１および流量測定部３０２が流量測定部の例であり、切り替わり判定部３０３が切り替わり判定部の例であり、流量積算部３０５が流量積算部の例であり、積算制御部３０４が積算制御部の例であり、取得部３０７が取得部の例であり、出力回路２０６が出力部の例であり、リセット部３０６がリセット部の例である。
【0149】
また、流量しきい値ｔｈが第１の流量しきい値および第２の流量しきい値の例であり、第１の許容範囲ａａが積算値の許容範囲の例であり、許容範囲設定部３０９が第１および第２の許容範囲設定部の例であり、積算値判定部３０８が第１および第２の積算値判定部の例であり、第１ボタン２０３ａが第１の操作部の例であり、第２ボタン２０３ｂおよび受付部３１０が第１の受付部の例であり、第２の許容範囲ｂｂが総量値の許容範囲の例である。
【0150】
また、時間総量測定機能による総量測定の指令が第１の総量取得指令の例であり、第３ボタン２０３ｃが第２の操作部の例であり、回数総量測定機能による総量測定の指令が第２の総量取得指令の例であり、操作部２０３および受付部３１０が第２の受付部の例である。
【0151】
また、表示部２０４が表示部の例であり、記憶部２０５が記憶部の例であり、表示制御部３１１が表示制御部の例であり、第１および第２超音波素子１０１，１０２が一対の超音波素子の例であり、クランプ部材ＣＬがクランプ部材の例であり、判定無効部３１２が判定無効部の例である。
【0152】
請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。
【符号の説明】
【0153】
１…流量センサ，１０…ヘッド部，１１…第１ヘッド部，１２…第２ヘッド部，２０…本体部，１０１…第１超音波素子，１０２…第２超音波素子，１１１…ウェッジ材，２０１…送信回路，２０２…受信回路，２０３…操作部，２０３ａ…第１ボタン，２０３ｂ…第２ボタン，２０３ｃ…第３ボタン，２０４…表示部，２０５…記憶部，２０６…出力回路，３００…制御装置，３０１…超音波制御部，３０２…流量測定部，３０３…判定部，３０４…積算制御部，３０５…流量積算部，３０６…リセット部，３０７…取得部，３０８…積算値判定部，３０９…許容範囲設定部，３１０…受付部，３１１…表示制御部，３１２…判定無効部，ＣＬ…クランプ部材，ＣＰ１，ＣＰ２…弾性カプラント，Ｐ…配管
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】