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特表2024-527311低速度の測定を改善するために温度を使用する流量センサー及び方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-07-24
(54)【発明の名称】低速度の測定を改善するために温度を使用する流量センサー及び方法
(51)【国際特許分類】
G01F 1/684 20060101AFI20240717BHJP
G01F 1/00 20220101ALI20240717BHJP
G01F 1/66 20220101ALI20240717BHJP
【ＦＩ】
G01F1/684 Z
G01F1/00 V
G01F1/66 101
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023580350
(86)(22)【出願日】2022-06-17
(85)【翻訳文提出日】2024-02-08
(86)【国際出願番号】 DK2022050134
(87)【国際公開番号】W WO2023274474
(87)【国際公開日】2023-01-05
(31)【優先権主張番号】PA202100690
(32)【優先日】2021-06-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】DK
(31)【優先権主張番号】PA202200049
(32)【優先日】2022-01-19
(33)【優先権主張国・地域又は機関】DK
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】523162018
【氏名又は名称】レモニ エー／エス
(74)【代理人】
【識別番号】110000855
【氏名又は名称】弁理士法人浅村特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】マドセン，ボ エスケロド
【テーマコード（参考）】
2F030
2F035
【Ｆターム（参考）】
2F030CA03
2F030CB03
2F030CC01
2F030CD01
2F035DA08
2F035DA09
2F035DA10
2F035DA14
2F035EA00
(57)【要約】
管状構造（２）を通って流れる流体（２６）の流量（Ｑ）を測定するように構成された流量センサー（１）が開示されている。流量センサー（１）は、第１の検出ユニット（３４）を使用することによって測定できる最低流量（ＱＡ）を表す所定の低流量レベル（ＱＡ）を上回る流量（Ｑ）を検出するように構成される第１の検出ユニット（３４）を備える。流量センサー（１）は第２の検出ユニット（３６）を備え、第２の検出ユニット（３６）は、
－周囲の温度（周辺温度）（Ｔｓ）を検出するように配置及び構成された第１の温度センサー（１２）と、
－流体（２６）の温度（Ｔｆ）を検出するように配置及び構成された第２の温度（１４）と、
－温度センサー（１２、１４）に接続されたデータプロセッサ（１０）と、を備える。
第２の検出ユニット（３６）は、周囲と流体（２６）との温度差に基づいて、低流量レベル（ＱＡ）を下回る流量（Ｑ）を推定するように構成される。その温度差は、第１の温度センサー（１２）及び第２の温度センサー（１４）によって測定される。第２の検出ユニット（３６）は、流量エリア（Ｂ２）で行われた１回以上の測定（Ｍ１，Ｍ２）に基づいて、低流量レベル（ＱＡ）を下回る流量（Ｑ）を推定するように構成され、流量センサー（１）は流量（Ｑ）を検出でき、流量（Ｑ）は温度差（ΔＴｓｆ）に依存する。流量較正エリア（Ｂ２）で行われた１回以上の測定（Ｍ１，Ｍ２）を使用して、流量（Ｑ）が、流量較正エリア（Ｂ２）と、流量較正エリア（Ｂ２）を下回る流量エリア（Ｂ１）との温度差（ΔＴｓｆ）にどのように依存するかを判定するために必要なパラメーターを決定する。
【選択図】図８
－周囲の温度（周辺温度）（Ｔｓ）を検出するように配置及び構成された第１の温度センサー（１２）と、
－流体（２６）の温度（Ｔｆ）を検出するように配置及び構成された第２の温度（１４）と、
－温度センサー（１２、１４）に接続されたデータプロセッサ（１０）と、を備える。
第２の検出ユニット（３６）は、周囲と流体（２６）との温度差に基づいて、低流量レベル（ＱＡ）を下回る流量（Ｑ）を推定するように構成される。その温度差は、第１の温度センサー（１２）及び第２の温度センサー（１４）によって測定される。第２の検出ユニット（３６）は、流量エリア（Ｂ２）で行われた１回以上の測定（Ｍ１，Ｍ２）に基づいて、低流量レベル（ＱＡ）を下回る流量（Ｑ）を推定するように構成され、流量センサー（１）は流量（Ｑ）を検出でき、流量（Ｑ）は温度差（ΔＴｓｆ）に依存する。流量較正エリア（Ｂ２）で行われた１回以上の測定（Ｍ１，Ｍ２）を使用して、流量（Ｑ）が、流量較正エリア（Ｂ２）と、流量較正エリア（Ｂ２）を下回る流量エリア（Ｂ１）との温度差（ΔＴｓｆ）にどのように依存するかを判定するために必要なパラメーターを決定する。
【選択図】図８
【特許請求の範囲】
【請求項1】
管状構造（２）を通って流れる流体（２６）の流量（Ｑ）を測定するように構成された流量センサー（１）であって、前記流量センサー（１）は、第１の検出ユニット（３４）を使用することによって測定できる最低流量（ＱＡ）を表す所定の低流量レベル（ＱＡ）を上回る流量（Ｑ）を検出するように構成される第１の検出ユニット（３４）を備え、前記流量センサー（１）は第２の検出ユニット（３６）を備え、第２の検出ユニット（３６）は、－周囲の温度（周辺温度）（Ｔｓ）を検出するように配置及び構成された第１の温度センサー（１２）と、
－前記流体（２６）の温度（Ｔｆ）を検出するように配置及び構成された第２の温度センサー（１４）と、
－前記温度センサー（１２、１４）に接続されたデータプロセッサ（１０）と、を備え、
前記第２の検出ユニット（３６）は、周囲と流体（２６）との温度差（ΔＴｓｆ）に基づいて、前記低流量レベル（ＱＡ）を下回る前記流量（Ｑ）を推定するように構成され、前記温度差（ΔＴｓｆ）は、前記第１の温度センサー（１２）及び前記第２の温度センサー（１４）によって測定され、前記第２の検出ユニット（３６）は、流量較正エリア（Ｂ２）で行われた１回以上の測定（Ｍ１，Ｍ２）に基づいて、前記低流量レベル（ＱＡ）を下回る前記流量（Ｑ）を推定するように構成され、前記流量センサー（１）は、前記温度差（ΔＴｓｆ）に依存する前記流量（Ｑ）を検出でき、前記流量較正エリア（Ｂ２）で行われた前記１回以上の測定（Ｍ１，Ｍ２）を使用して、前記流量（Ｑ）が、前記流量較正エリア（Ｂ２）と、前記流量較正エリア（Ｂ２）を下回る前記流量エリア（Ｂ１）との前記温度差（ΔＴｓｆ）にどのように依存するかを判定するために必要な１つ以上のパラメーターを決定することを特徴とする、流量センサー（１）。
【請求項2】
前記第２の検出ユニット（３６）は、流量較正エリア（Ｂ２）で行われた２回以上の測定（Ｍ１，Ｍ２）に基づいて、低流量レベル（ＱＡ）を下回る前記流量（Ｑ）を推定するように構成される、請求項１に記載の流量センサー（１）。
【請求項3】
前記流量センサー（１）は、定期的または連続的に、－流量較正エリア（Ｂ２）で前記１回以上の測定（Ｍ１，Ｍ２）を実行することと、
－前記流量（Ｑ）が、流量較正エリア（Ｂ２）と、前記流量較正エリア（Ｂ２）を下回る流量エリア（Ｂ１）との温度差（ΔＴｓｆ）にどのように依存するかを判定するために必要なより多くのパラメーターを更新することと、
を行うように構成される、請求項１または２に記載の流量センサー（１）。
【請求項4】
前記流量（Ｑ）と前記温度差（ΔＴｓｆ）との間の依存関係は、以下の方程式によって定義され、
【請求項5】
前記第２の温度センサー（１４）は、前記管状構造（２）の外側で温度を測定することによって、前記流体（２６）の前記温度（Ｔｆ）を検出するように配置及び構成される、先行請求項の１項に記載の流量センサー（１）。
【請求項6】
前記データプロセッサ（１０）及び前記第２の温度（１４）センサーは、ハウジング（２０）の内側に配置される、先行請求項の１項に記載の流量センサー（１）。
【請求項7】
前記第１の温度センサー（１２）は前記ハウジング（２０）内に配置される、請求項６に記載の流量センサー（１）。
【請求項8】
前記第１の温度センサー（１２）は前記ハウジング（２０）の外側に配置される、請求項６に記載の流量センサー（１）。
【請求項9】
前記第２の検出ユニット（３６）は、－前記ハウジング（２０）の内側にある位置の中間温度（Ｔｉ）を検出するように配置及び構成された中間温度センサー（１６）を備え、前記位置は、前記周辺温度（Ｔｓ）と、前記流体（２６）の前記温度（Ｔｆ）との間の温度を有することが予想される、先行請求項の１項に記載の流量センサー（１）。
【請求項10】
前記流量センサー（１）は、前記管状構造（２）の外側からの前記流体（２６）の前記流量（Ｑ）を測定するように構成されたクランプオン流量センサー（１）である、先行請求項の１項に記載の流量センサー（１）。
【請求項11】
流量センサー（１）は超音波流量センサー（１）であり、前記第１の検出ユニット（３４）は、超音波（６）を伝送するように配置された少なくとも１つの超音波トランスデューサ（４，４’）と、超音波（８）を受信するように配置された少なくとも１つの超音波トランスデューサ（４，４’）と、を備える、先行請求項の１項に記載の流量センサー（１）。
【請求項12】
前記流量センサー（１）は、－前記超音波（６，８）の飛行時間（ｔ，ｔ１，ｔ２）を決定し、前記飛行時間（ｔ，ｔ１，ｔ２）に基づいて音速の変化を計算することと、
－前記流体（２６）の前記検出された温度（Ｔｆ）の関数として、前記予想された音速（ｃ）の変化を計算することと、
－前記予想された音速（ｃ）の変化が、前記飛行時間（ｔ，ｔ１，ｔ２）に基づいて計算された前記音速の変化に一致するかを判定することと、
を行うように構成される、請求項１１に記載の流量センサー（１）。
【請求項13】
前記超音波流量センサー（１）は、前記予想された音速（ｃ）が、前記飛行時間（ｔ，ｔ１，ｔ２）に基づいて計算された前記音速の変化に一致しない場合、前記飛行時間（ｔ，ｔ１，ｔ２）に基づいて計算された前記音速の変化に基づいて、前記流体（２６）の密度（ρ）の変化の補正値を計算するように構成される、先行請求項の１項に記載の流量センサー（１）。
【請求項14】
前記超音波流量センサー（１）は、前記予想された音速（ｃ）の変化が、前記飛行時間（ｔ，ｔ１，ｔ２）に基づいて計算された前記音速の変化に一致しない場合、前記密度（ρ）の前記補正値に基づいて、前記流体（２６）の比熱容量（ｃｐ）の補正値を計算するように構成される、請求項１３に記載の流量センサー（１）。
【請求項15】
前記超音波流量センサー（１）は、前記予想された音速（ｃ）の変化が、前記飛行時間（ｔ，ｔ１，ｔ２）に基づいて計算された前記音速の変化に一致しない場合、前記飛行時間（ｔ，ｔ１，ｔ２）に基づいて計算された前記音速の変化に基づいて、前記流体（２６）の前記流量（Ｑ）の補正値を計算するように構成される、先行請求項１３～１４の１項に記載の流量センサー（１）。
【請求項16】
前記データプロセッサ（１０）は、前記音速（ｃ）の検出値に基づいて、前記伝送された超音波（６）及び受信された超音波（８）が前記流体（２６）で進む距離（Ｌ）を自動的に計算するように構成される、先行請求項１２～１５の１項に記載の流量センサー（１）。
【請求項17】
第１の検出ユニット（３４）を使用することによって、管状構造（２）を通って流れる流体（２６）の流量（Ｑ）を測定するための方法であって、前記第１の検出ユニット（３４）は、第１の検出ユニット（３４）を使用することによって測定できる最低流量（ＱＡ）を表す所定の低流量レベル（ＱＡ）を上回る流量（Ｑ）を検出するように構成され、前記方法は、第２の検出ユニット（３６）を利用して、－第１の温度センサー（１２）によって、周囲の温度（周辺温度）（Ｔｓ）を検出するステップと、
－第２の温度センサー（１４）を用いて、前記流体（２６）の温度（Ｔｆ）を検出するステップと、
－前記第１の温度センサー（１２）及び前記第２の温度センサー（１４）によって測定された前記周囲と流体（２６）との温度差（ΔＴｓｆ）に基づいて、前記低流量レベル（ＱＡ）を下回る前記流量（Ｑ）を推定するステップと、を含み、
前記方法は、
ａ）流量較正エリア（Ｂ２）で、前記第１の検出ユニット（３４）を用いて１回以上の流量測定（Ｍ１，Ｍ２）を行うステップであって、前記流量較正エリア（Ｂ２）では、前記流量センサー（１）は、前記温度差（ΔＴｓｆ）に依存する前記流量（Ｑ）を検出できる、ステップと、
ｂ）流量較正エリア（Ｂ２）で行われた１回以上の測定（Ｍ１，Ｍ２）を利用して、前記流量（Ｑ）が、前記流量較正エリア（Ｂ２）と、前記流量較正エリア（Ｂ２）を下回る前記流量エリア（Ｂ１）との前記温度差（ΔＴｓｆ）にどのように依存するかを判定するために必要な１つ以上のパラメーターを決定するステップと、
ｃ）流量較正エリア（Ｂ２）で行われた２回以上の測定（Ｍ１，Ｍ２）に基づいて、低流量レベル（ＱＡ）を下回る前記流量（Ｑ）を推定するステップと、
を含むことを特徴とする、方法。
【請求項18】
前記方法は、前記流量較正エリアで２回以上の流量測定を行うステップを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項19】
前記方法は、定期的または連続的に、－流量較正エリア（Ｂ２）で前記１回以上の測定（Ｍ１，Ｍ２）を実行するステップと、
－前記流量（Ｑ）が、流量較正エリア（Ｂ２）と、前記流量較正エリア（Ｂ２）を下回る流量エリア（Ｂ１）との温度差（ΔＴｓｆ）にどのように依存するかを判定するために必要なより多くのパラメーターを更新するステップと、
を含む、請求項１７または１８に記載の方法。
【請求項20】
前記流量（Ｑ）と前記温度差（ΔＴｓｆ）との間の依存関係は、以下の方程式によって定義され、
【請求項21】
前記第２の温度センサー（１４）は、前記管状構造（２）の外側で温度を測定することによって、前記流体（２６）の前記温度（Ｔｆ）を検出するように配置及び構成される、先行請求項１７～２０の１項に記載の方法。
【請求項22】
前記方法は、前記第２の温度センサー（１４）及び前記中間温度センサー（１６）を収容するハウジング（２０）の内側にある位置に配置された中間温度センサー（１６）を用いて、中間温度（Ｔｉ）を検出するステップを含み、前記中間温度（Ｔｉ）は、前記周辺温度（Ｔｓ）と、前記流体（２６）の前記温度（Ｔｆ）との間の値を有することが予想される、先行請求項１７～２１の１項に記載の方法。
【請求項23】
前記方法は、前記流量（Ｑ）を測定する前に、前記流体（２６）の前記密度及び／または前記不均等性の推定値を測定するステップを含む、先行請求項１７～２２の１項に記載の方法。
【請求項24】
前記方法は、－前記超音波（６，８）の飛行時間（ｔ，ｔ１，ｔ２）を決定するステップと、
－前記飛行時間（ｔ，ｔ１，ｔ２）に基づいて音速の変化を計算するステップと、
－前記流体（２６）の前記検出された温度（Ｔｆ）の関数として、前記予想された音速（ｃ）の変化を計算するステップと、
－前記予想された音速（ｃ）の変化が、前記飛行時間（ｔ，ｔ１，ｔ２）に基づいて計算された前記音速（ｃ）の変化に一致するかを判定するステップと、
を含む、先行請求項１７～２３の１項に記載の方法。
【請求項25】
前記方法は、前記予想された音速（ｃ）が、前記飛行時間（ｔ，ｔ１，ｔ２）に基づいて計算された前記音速の変化に一致しない場合、前記飛行時間（ｔ，ｔ１，ｔ２）に基づいて計算された前記音速の変化に基づいて、前記流体（２６）の密度（ρ）の変化の補正値を計算するステップを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項26】
前記方法は、前記予想された音速（ｃ）の変化が、前記飛行時間（ｔ，ｔ１，ｔ２）に基づいて計算された前記音速の変化に一致しない場合、前記密度（ρ）の前記補正値に基づいて、前記流体（２６）の比熱容量（ｃｐ）の補正値を計算するように構成される、請求項２４または２５に記載の方法。
【請求項27】
前記方法は、前記予想された音速（ｃ）の変化が、前記飛行時間（ｔ，ｔ１，ｔ２）に基づいて計算された前記音速の変化に一致しない場合、前記飛行時間（ｔ，ｔ１，ｔ２）に基づいて計算された前記音速の変化に基づいて、前記流体（２６）の前記流量（Ｑ）の補正値を計算するステップを含む、請求項２４～２６の１項に記載の方法。
【請求項28】
前記方法は、前記管状構造（２）の外側からの前記流体（２６）の前記流量（Ｑ）を測定するように構成されたクランプオン流量センサー（１）を使用することによって実行される、先行請求項１７～２７の１項に記載の方法。
【請求項29】
前記方法は超音波流量センサー（１）を用いて実行され、前記第１の検出ユニット（３４）は、超音波（６）を伝送するように配置された少なくとも１つの超音波トランスデューサ（４，４’）と、超音波（８）を受信するように配置された少なくとも１つの超音波トランスデューサ（４，４’）と、を備える、先行請求項１７～２８の１項に記載の方法。
【請求項30】
前記方法は、－前記流体（２６）の前記検出された温度（Ｔｆ）の関数として、前記予想された音速（ｃ）の変化を計算するステップと、
－前記音速（ｃ）の検出値に基づいて、前記伝送された超音波（６）及び受信された超音波（８）が前記流体（２６）で進む距離（Ｌ）を自動的に計算するステップと、
を含む、先行請求項１７～２９の１項に記載の方法。
【請求項31】
前記方法は、加熱システムまたは冷却システムで前記熱エネルギーを推定するステップを含む、先行請求項１７～３０の１項に記載の方法。
【請求項32】
先行請求項１～１６の１項に記載のセンサー（１）を含む、熱エネルギー計測器（５）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、概して、流量センサーに関し、具体的には、クランプオン超音波流量センサーに関する。
【背景技術】
【0002】
流量測定は、工業、建物、及びユーティリティグリッドで流量を測定するために広範囲に使用されている。様々なタイプの流量センサーを使用することによって、流量を検出できる。先行技術の流量センサーは、機械式流量センサー及び超音波流量センサーを含む。超音波流量センサーは、主に、２つのバージョンで使用され、つまり、純粋な流体（水、ガス、工業用液体等）の測定には飛行時間差が使用され、多くの粒子（スラリー、気泡を伴う液体等）を含有する流体の測定にはドップラー効果が使用される。
【0003】
しかしながら、流量センサーを使用することによって測定できる最低流量を表す全ての先行技術の流量センサー所定のゼロ以外の低流量レベルを有する。低流量レベルを下回る場合、流量を検出できない。これは主な欠点である。したがって、この問題に対する解決策を提供することが可能であることが望ましいだろう。
【0004】
先行技術の流量センサーは低流量（別称、速度または体積）を検出できないため、多くの場合、比較的に低流量を検出することが困難または不可能である。同時に、先行技術の飛行時間差式流量センサーは、均質媒質の流量を検出するために設計され、媒質が不均質である場合、測定エラーにつながる。したがって、それは、例えば、以下のＡ～Ｃをもたらす。
Ａ．測定エラー、
Ｂ．例えば、センサーが設置されている建物または製品に損傷をもたらす可能性がある小さな漏れ等を検出することに対する制限、
Ｃ．センサーのオフセットを識別することが必要である、流動しない状態（パイプ内の流体が静止する）の検出における困難。
Ａ．測定エラー、
Ｂ．例えば、センサーが設置されている建物または製品に損傷をもたらす可能性がある小さな漏れ等を検出することに対する制限、
Ｃ．センサーのオフセットを識別することが必要である、流動しない状態（パイプ内の流体が静止する）の検出における困難。
【0005】
したがって、先行技術の上述の不利点を減らす、またはさらに、その不利点をなくす方法及び流量センサーの必要性がある。
【発明の概要】
【0006】
本発明の目的は、請求項１に定義されるような流量センサー及び請求項１５に定義されるような方法によって達成できる。好ましい実施形態は従属項に定義され、以下の「発明を実施するための形態」に説明され、添付図に図示される。
【0007】
本発明に従った流量センサーは、管状構造を通って流れる流体の流量を測定するように構成された流量センサーであり、流量センサーは、第１の検出ユニットを使用することによって測定できる最低流量を表す所定の低流量レベルを上回る流量を検出するように構成される第１の検出ユニットを備え、流量センサーは第２の検出ユニットを備え、第２の検出ユニットは、
－周囲の温度（周辺温度）を検出するように配置及び構成された第１の温度センサーと、
－流体の温度を検出するように配置及び構成された第２の温度センサーと、
－温度センサーに接続されたデータプロセッサと、を備え、
第２の検出ユニットは、周囲と流体との温度差に基づいて、低流量レベルを下回る流量を推定するように構成され、温度差は、第１の温度センサー及び第２の温度センサーによって測定され、第２の検出ユニットは、流量較正エリアで行われた１回以上の測定に基づいて、低流量レベルを下回る流量を推定するように構成され、流量較正エリアでは、流量センサーは、温度差に依存する流量を検出でき、そして、流量較正エリアで行われた１回以上の測定を使用して、流量が、流量較正エリアを下回る流量エリアの温度差にどのように依存するかを判定するために必要な１つ以上のパラメーターを決定する。
－周囲の温度（周辺温度）を検出するように配置及び構成された第１の温度センサーと、
－流体の温度を検出するように配置及び構成された第２の温度センサーと、
－温度センサーに接続されたデータプロセッサと、を備え、
第２の検出ユニットは、周囲と流体との温度差に基づいて、低流量レベルを下回る流量を推定するように構成され、温度差は、第１の温度センサー及び第２の温度センサーによって測定され、第２の検出ユニットは、流量較正エリアで行われた１回以上の測定に基づいて、低流量レベルを下回る流量を推定するように構成され、流量較正エリアでは、流量センサーは、温度差に依存する流量を検出でき、そして、流量較正エリアで行われた１回以上の測定を使用して、流量が、流量較正エリアを下回る流量エリアの温度差にどのように依存するかを判定するために必要な１つ以上のパラメーターを決定する。
【0008】
これによって、先行技術の流量センサーよりも大きい流量範囲の流量を検出できるセンサーを提供することが可能になる。本発明に従った流量センサーは、特に、低流量レベルを下回る流量を検出できる。
【0009】
本発明に従った流量センサーは、流体の流量を測定するように構成された流量センサーである。一実施形態では、流体は液体である。一実施形態では、流体は水含有液である。一実施形態では、流体はガスである。
【0010】
流体は、管状構造を通って流れる。一実施形態では、管状構造はパイプである。一実施形態では、管状構造はホースである。一実施形態では、管状構造はコンテナである。一実施形態では、管状構造はボックスである。
【0011】
流量センサーは、第１の検出ユニットを使用することによって測定できる最低流量を表す所定の低流量レベルを上回る流量を検出するように構成される第１の検出ユニットを備える。第１の検出ユニットは、流量測定を提供するために、流体が機械式流量検出ユニットの構成要素を機械的に変位させることを必要とする容積式流量計の構造であり得る。一実施形態では、第１の検出ユニットはタービンである。一実施形態では、第１の検出ユニットはインペラである。
【0012】
第１の検出ユニットは、超音波流量センサーの構造であり得る。一実施形態では、第１の検出ユニットは１つ以上の超音波トランスデューサを備える。
【0013】
一実施形態では、第１の検出ユニットは、１つ以上の超音波送信機及び１つ以上の超音波受信機を備える。
【0014】
流量センサーは第２の検出ユニットを備え、第２の検出ユニットは、
－周囲の温度（周辺温度）を検出するように配置及び構成された第１の温度センサーと、
－流体の温度を検出するように配置及び構成された第２の温度センサーと、
－温度センサーに接続されたデータプロセッサと、
を備える。
－周囲の温度（周辺温度）を検出するように配置及び構成された第１の温度センサーと、
－流体の温度を検出するように配置及び構成された第２の温度センサーと、
－温度センサーに接続されたデータプロセッサと、
を備える。
【0015】
データプロセッサはマイクロプロセッサであり得る。
【0016】
第２の検出ユニットは、周囲と流体との温度差に基づいて、低流量レベルを下回る流量を推定するように構成され、その温度差は、第１の温度センサー及び第２の温度センサーによって測定される。
【0017】
一実施形態では、第２の検出ユニットは、流量較正エリアで行われた１回の測定に基づいて、低流量レベルを下回る流量を推定するように構成される。いくつかの状況では、１回の測定は、流量が、流量較正エリアを下回る流量エリアの温度差にどのように依存するかを判定するために必要な１つ以上のパラメーターを決定するのに十分であり得る。
【0018】
一実施形態では、第２の検出ユニットは、流量較正エリアで行われた２回以上の測定に基づいて、低流量レベルを下回る流量を推定するように構成される。
【0019】
一実施形態では、第２の検出ユニットは、流量が温度差にどのように依存するかに関する情報を含有するストレージを含有し、データプロセッサが該情報にアクセスして、その情報を使用するように構成されることにより、データプロセッサは、温度差に基づいて流量を決定できる。低流量レベルを下回る流量範囲では、第２の検出ユニットは、温度差の値に基づいて、流量を検出できる。これは、流量と温度差との関係が既知でありストレージに記憶されるときに達成できる。
【0020】
第２の検出ユニットは、流量較正エリアで行われた１回以上の測定に基づいて、低流量レベルを下回る流量を推定するように構成され、流量較正エリアでは、流量センサーは、温度差に依存する流量を検出でき、そして、流量較正エリアで行われた１回以上の測定を使用して、流量が、流量較正エリアを下回る流量エリアの温度差にどのように依存するかを判定するために必要な１つ以上のパラメーターを決定する。したがって、流量センサー自体を使用して、流量センサーが、検出された温度差に基づいて、低流量（低流量レベルを下回る流量）を推定することを可能にする１つ以上のパラメーターを計算する。
【0021】
ある実施形態では、流量センサーは、定期的または連続的に、
－流量較正エリアで１回以上の測定を実行することと、
－流量が、流量較正エリアと、流量較正エリアを下回る流量エリアとの温度差にどのように依存するかを判定するために必要なより多くのパラメーターを更新することと、
を行うように構成される。
－流量較正エリアで１回以上の測定を実行することと、
－流量が、流量較正エリアと、流量較正エリアを下回る流量エリアとの温度差にどのように依存するかを判定するために必要なより多くのパラメーターを更新することと、
を行うように構成される。
【0022】
これによって、信頼性がある流量測定を提供して、周囲条件の変化（例えば、通気の増加）に応じて、定期的に、パラメーターを調整することが可能になる。流量センサーは、流量較正エリアで必要な数の測定を自動的に行って、流量較正エリアと、流量較正エリアを下回る流量エリアとの温度差にどのように依存するかを判定するために必要なより多くのパラメーターを計算及び更新するように構成される。
【0023】
一実施形態では、「定期的または連続的に」という用語は、１秒に１回、流量較正エリアで１回以上の測定を提供しようとする試みがなされることとして理解する必要がある。
【0024】
一実施形態では、「定期的または連続的に」という用語は、５秒に１回、流量較正エリアで１回以上の測定を提供しようとする試みがなされることとして理解する必要がある。
【0025】
一実施形態では、「定期的または連続的に」という用語は、１０秒に１回、流量較正エリアで１回以上の測定を提供しようとする試みがなされることとして理解する必要がある。
【0026】
一実施形態では、「定期的または連続的に」という用語は、３０秒に１回、流量較正エリアで１回以上の測定を提供しようとする試みがなされることとして理解する必要がある。
【0027】
一実施形態では、「定期的または連続的に」という用語は、１分に１回、流量較正エリアで１回以上の測定を提供しようとする試みがなされることとして理解する必要がある。
【0028】
一実施形態では、「定期的または連続的に」という用語は、２分に１回、流量較正エリアで１回以上の測定を提供しようとする試みがなされることとして理解する必要がある。
【0029】
一実施形態では、「定期的または連続的に」という用語は、５分に１回、流量較正エリアで１回以上の測定を提供しようとする試みがなされることとして理解する必要がある。
【0030】
一実施形態では、「定期的または連続的に」という用語は、１５分に１回、流量較正エリアで１回以上の測定を提供しようとする試みがなされることとして理解する必要がある。
【0031】
一実施形態では、「定期的または連続的に」という用語は、３０分に１回、流量較正エリアで１回以上の測定を提供しようとする試みがなされることとして理解する必要がある。
【0032】
一実施形態では、「定期的または連続的に」という用語は、１時間に１回、流量較正エリアで１回以上の測定を提供しようとする試みがなされることとして理解する必要がある。
【0033】
流量較正エリアで１回以上の測定を提供しようとする試みがなされるとき、
ａ）いくつかの状況では、有用な測定を提供することが可能である（これは、流量が流量較正エリア内にある場合に可能である）、または
ｂ）いくつかの状況では、有用な測定を提供することが不可能である（これは、流量が流量較正エリア内にない場合に該当である）。
ａ）いくつかの状況では、有用な測定を提供することが可能である（これは、流量が流量較正エリア内にある場合に可能である）、または
ｂ）いくつかの状況では、有用な測定を提供することが不可能である（これは、流量が流量較正エリア内にない場合に該当である）。
【0034】
ある実施形態では、流量（Ｑ）と温度差（ΔＴｓｆ）との間の依存関係は、以下のいずれかの方程式によって定義される。
【0035】
【数1】
【0036】
【数2】
【0037】
式中、Ｃ１は一定であり、ΔＴＢは基本流量レベルに対応する温度差である。図８では、基本流量レベルＱＢが示される。
【0038】
これらの方程式は以下の２つの未知数を有する。
－基本流量レベルＱＢに対応する温度差ΔＴＢ、
－定数Ｃ１。
－基本流量レベルＱＢに対応する温度差ΔＴＢ、
－定数Ｃ１。
【0039】
したがって、流量較正エリアで行われた２つの測定は、流量（Ｑ）と温度差（ΔＴｓｆ）との間の依存関係を決定するために十分な情報を提供する。
【0040】
ある実施形態では、第２の検出ユニットは第１の検出ユニットで統合される。ある実施形態では、第２の検出ユニットは、分離ユニットとして設けられる。
【0041】
一実施形態では、第２の検出ユニットは、流量が温度差にどのように依存するかに関する情報を含有するストレージまたは外部デバイスに通信可能に接続され、データプロセッサが該情報にアクセスして、その情報を使用するように構成されることにより、データプロセッサは、温度差に基づいて流量を決定できる。
【0042】
一実施形態では、第２の温度センサーは、管状構造の外側で温度を測定することによって、流体の温度を検出するように配置及び構成される。これによって、管状構造（例えば、パイプ）の外側に搭載できるクランプオンタイプ流量センサーとして流量センサーを提供することが可能になる。したがって、第２の温度センサーを流体と直接接触させる必要性がない。
【0043】
一実施形態では、データプロセッサ及び第２の温度センサーは、ハウジングの内側に配置される。これによって、単純で容易に搭載可能かつ頑強な流量センサーを提供することが可能になる。
【0044】
一実施形態では、第１の温度センサーはハウジング内に配置される。これによって、流量センサーの全ての構成要素は、単一のハウジングに設けることができる。
【0045】
一実施形態では、第１の温度センサーはハウジングの外側に配置される。これによって、対流によって生じた熱伝達を考慮することが可能になる。
【0046】
一実施形態では、第２の検出ユニットは、ハウジングの内側にある位置の中間温度を検出するように配置及び構成された中間温度センサーを備え、該位置は、周辺温度と、流体の温度との間の温度を有することが予想される。これによって、追加情報を提供すること、ひいては、低流量範囲の流量の推定の改善を提供することが可能になる。
【0047】
一実施形態では、流量センサーは、管状構造の外側からの流体の流量を測定するように構成されたクランプオン流量センサーである。
【0048】
一実施形態では、流量センサーは超音波流量センサーであり、第１の検出ユニットは、超音波を伝送するように配置された少なくとも１つの超音波トランスデューサと、超音波を受信するように配置された少なくとも１つの超音波トランスデューサと、を備える。
【0049】
一実施形態では、データプロセッサは、
－流体の検出温度の関数として予想された音速を計算することと、
－流体の検出温度の関数として予想された音速と、音速の検出値とを比較することと、
－音速の検出値が流体の検出温度の関数として予想された音速に一致しない場合、密度及び流量の補正値を計算することと、
を行うように構成される。
－流体の検出温度の関数として予想された音速を計算することと、
－流体の検出温度の関数として予想された音速と、音速の検出値とを比較することと、
－音速の検出値が流体の検出温度の関数として予想された音速に一致しない場合、密度及び流量の補正値を計算することと、
を行うように構成される。
【0050】
これによって、低流量レベルを上回る流量範囲での流量測定精度を改善することが可能になる。
【0051】
予想された音速は、検出された流体の温度に依存し、流体の温度の関数として音速の所定の関係式を使用することによって計算できる。流体が純水である場合、例として、検出された流体の温度の関数として予想された音速の関係式は、図７に示されるように定義されるだろう。
【0052】
流体が純水と異なる場合（例えば、塩分、糖類、または別の物質を含有する水である場合）、流体の検出温度の関数として予想された音速の異なる所定の関係式を使用できる。
【0053】
予想された音速は、音速を検出して、比較を行うことによって、簡単に、音速の検出値と比較できる。以下の公式（１６）を使用することによって、検出を実行できる。
【0054】
【数3】
【0055】
式中、ｃは音速度であり、Ｌは音信号が進む距離であり、ｔ１及びｔ２は、各々、伝送及び反射された音信号の移動時間である。
【0056】
音速の検出値が予想された音速に一致しない場合、密度及び流量の補正値を計算する。以下の方程式（１８）を使用することによって、密度の補正値を計算できる。
【0057】
【数4】
【0058】
式中、Ｋは流体の体積弾性率であり、ρは流体の密度である。
【0059】
一実施形態では、流量センサーは、音速ｃの検出値が流体の検出温度の関数として予想された音速ｃに一致しない場合、流体の比熱容量の補正値を計算するように構成される。これによって、流量センサーを利用して、精度の改善をもたらす熱エネルギー計測器を提供することが可能になる。流体の比熱容量の補正値を使用することで、熱エネルギー計測器が最も正確な測定をもたらすことを確実にする。
【0060】
一実施形態では、データプロセッサは、
－流体の検出温度の関数として予想された音速を計算すること
を行うように構成される。
－流体の検出温度の関数として予想された音速を計算すること
を行うように構成される。
【0061】
一実施形態では、流量センサーは、音速ｃの検出値及び測定された飛行時間に基づいて、伝送された超音波及び受信された超音波が流体で進む距離Ｌを自動的に計算するように構成される。これによって、パイプの正確な寸法を知らなくても、パイプの流量を測定することが可能になる。また、沈殿物が経時的にパイプの内面にもたらされる場合でも、正確な測定を行うことも可能である。
【0062】
本発明に従った方法は、第１の検出ユニットを使用することによって、管状構造を通って流れる流体の流量を測定するための方法であり、第１の検出ユニットは、第１の検出ユニットを使用することによって測定できる最低流量を表す所定の低流量レベルを上回る流量を検出するように構成され、本方法は、第２の検出ユニットを利用して、
－第１の温度センサーによって、周囲の温度（周辺温度）を検出するステップと、
－第２の温度センサーを用いて、流体の温度を検出するステップと、
－第１の温度センサー及び第２の温度センサーによって測定された周囲と流体との温度差に基づいて、低流量レベルを下回る流量を推定するステップと、
を含み、
本方法は、以下のステップ、すなわち、
ａ）流量較正エリアで、第１の検出ユニットを用いて１回以上の流量測定を行うステップであって、流量較正エリアでは、流量センサーは、流量が温度差に依存する流量を検出できる、ステップと、
ｂ）１回以上の測定を利用して、流量が、流量較正エリアを下回る流量エリアの温度差にどのように依存するかを判定するために必要な１つ以上のパラメーターを決定するステップと、
ｃ）流量較正エリアで行われた２回以上の測定に基づいて、低流量レベルを下回る流量を推定するステップと、
を含む。
－第１の温度センサーによって、周囲の温度（周辺温度）を検出するステップと、
－第２の温度センサーを用いて、流体の温度を検出するステップと、
－第１の温度センサー及び第２の温度センサーによって測定された周囲と流体との温度差に基づいて、低流量レベルを下回る流量を推定するステップと、
を含み、
本方法は、以下のステップ、すなわち、
ａ）流量較正エリアで、第１の検出ユニットを用いて１回以上の流量測定を行うステップであって、流量較正エリアでは、流量センサーは、流量が温度差に依存する流量を検出できる、ステップと、
ｂ）１回以上の測定を利用して、流量が、流量較正エリアを下回る流量エリアの温度差にどのように依存するかを判定するために必要な１つ以上のパラメーターを決定するステップと、
ｃ）流量較正エリアで行われた２回以上の測定に基づいて、低流量レベルを下回る流量を推定するステップと、
を含む。
【0063】
これによって、本方法は、流量測定が低流量範囲で実行されることを可能にする。
【0064】
一実施形態では、流体は液体である。一実施形態では、流体は水含有液である。一実施形態では、流体はガスである。
【0065】
一実施形態では、本方法は、流量較正エリアで行われた１回の測定に基づいて、低流量レベルを下回る流量を推定するステップを含む。いくつかの状況では、１回の測定は、流量が、流量較正エリアを下回る流量エリアの温度差にどのように依存するかを判定するために必要な１つ以上のパラメーターを決定するのに十分であり得る。
【0066】
一実施形態では、本方法は、流量較正エリアで行われた２回の測定に基づいて、低流量レベルを下回る流量を推定するステップを含む。
【0067】
一実施形態では、本方法は、流量較正エリアで行われた２回以上の測定に基づいて、低流量レベルを下回る流量を推定するステップを含む。
【0068】
一実施形態では、本方法は、以下のステップ、すなわち、
－流量が温度差にどのように依存するかに関する情報を記憶するステップと、
－該情報を使用して、温度差に基づいて流量を決定するステップと、
を含む。
－流量が温度差にどのように依存するかに関する情報を記憶するステップと、
－該情報を使用して、温度差に基づいて流量を決定するステップと、
を含む。
【0069】
これによって、記憶された情報を使用して、単純で信頼性がある方式で流量の推定を提供できる。情報は外部デバイスに記憶され得る。一実施形態では、情報はウェブベースサービスに記憶される。
【0070】
一実施形態では、本方法は、定期的または連続的に、
－流量較正エリアで１回以上の測定を実行するステップと、
－流量が、流量較正エリアと、流量較正エリアを下回る流量エリアとの温度差にどのように依存するかを判定するために必要なより多くのパラメーターを更新するステップと、
を含む。
－流量較正エリアで１回以上の測定を実行するステップと、
－流量が、流量較正エリアと、流量較正エリアを下回る流量エリアとの温度差にどのように依存するかを判定するために必要なより多くのパラメーターを更新するステップと、
を含む。
【0071】
これによって、信頼性がある流量測定を提供して、周囲条件の変化（例えば、通気の増加）に応じて、定期的に、パラメーターを調整することが可能になる。流量較正エリアで必要な数の測定を自動的に行って、そして、流量較正エリアと、流量較正エリアを下回る流量エリアとの温度差にどのように依存するかを判定するために必要なより多くのパラメーターを計算及び更新することによって、方法の改善を提供することが可能になる。
【0072】
一実施形態では、流量（Ｑ）と温度差（ΔＴｓｆ）との間の依存関係は、以下のいずれかの方程式によって定義される。
【0073】
【数5】
【0074】
【数6】
【0075】
式中、Ｃ１は一定であり、ΔＴＢは基本流量レベルに対応する温度差である。
【0076】
一実施形態では、本方法は、以下のステップ、すなわち、
－流量が温度差にどのように依存するかに関する情報を第２の検出ユニットに記憶するステップと、
－該情報を使用して、温度差に基づいて流量を決定するステップと、
を含む。
－流量が温度差にどのように依存するかに関する情報を第２の検出ユニットに記憶するステップと、
－該情報を使用して、温度差に基づいて流量を決定するステップと、
を含む。
【0077】
これによって、記憶された情報を使用して、単純で信頼性がある方式で流量の推定を提供できる。
【0078】
一実施形態では、第２の温度センサーは、管状構造の外側で温度を測定することによって、流体の温度を検出するように配置及び構成される。これによって、温度センサーを流体と接触させる必要性をなくすことができる。
【0079】
一実施形態では、本方法は、データプロセッサを含む流量センサーを用いて実行され、データプロセッサ及び第２の温度センサーは、ハウジングの内側に配置される。
【0080】
一実施形態では、本方法は流量センサーを使用することによって実行され、第１の温度センサーはハウジング内に配置される。
【0081】
一実施形態では、本方法は流量センサーを使用することによって実行され、第１の温度センサーはハウジングの外側に配置される。
【0082】
一実施形態では、本方法は、第２の温度センサー及び中間温度センサーを収容するハウジングの内側にある位置に配置された中間温度センサーを用いて、中間温度を検出するステップを含み、中間温度は、周辺温度と、流体の温度との間の値を有することが予想される。
【0083】
一実施形態では、本方法は、流量を測定する前に、流体の密度及び／または不均等性の推定値を測定するステップを含む。
【0084】
これによって、流量測定を改善し、流体の密度及び／または不均等性を考慮することが可能になる。
【0085】
一実施形態では、本方法は、以下のステップ、すなわち、
－流体の試料に対して１回以上の測定を行うステップと、
－１回以上の測定を利用して、流量を測定する前に、流体の密度及び／または不均等性の推定値を計算するステップと、
を含む。
－流体の試料に対して１回以上の測定を行うステップと、
－１回以上の測定を利用して、流量を測定する前に、流体の密度及び／または不均等性の推定値を計算するステップと、
を含む。
【0086】
一実施形態では、流体の不均等性の推定値は、流体中の１つ以上の基質の含有量に一致する。基質は、以下のより多くの物質、すなわち、糖類、塩分、エチレングリコール、グリセロール、またはプロピレングリコールのうちの１つであり得る。
【0087】
一実施形態では、本方法は、管状構造の外側からの流体の流量を測定するように構成されたクランプオン流量センサーを使用することによって実行される。
【0088】
一実施形態では、本方法は超音波流量センサーを用いて実行され、第１の検出ユニットは、超音波を伝送するように配置された少なくとも１つの超音波トランスデューサと、超音波を受信するように配置された少なくとも１つの超音波トランスデューサと、を備える。
【0089】
一実施形態では、本方法は、以下のステップ、すなわち、
－流体の検出温度の関数として予想された音速を計算するステップと、
－流体の検出温度の関数として予想された音速と、音速の検出値とを比較するステップと、
－音速の検出値が流体の検出温度の関数として予想された音速に一致しない場合、密度及び流量の補正値を計算するステップと、
を含む。
－流体の検出温度の関数として予想された音速を計算するステップと、
－流体の検出温度の関数として予想された音速と、音速の検出値とを比較するステップと、
－音速の検出値が流体の検出温度の関数として予想された音速に一致しない場合、密度及び流量の補正値を計算するステップと、
を含む。
【0090】
これによって、低流量レベルを上回る流量範囲での流量測定精度を改善することが可能になる。
【0091】
一実施形態では、本方法は、音速ｃの検出値が流体の検出温度の関数として予想された音速ｃに一致しない場合、流体の比熱容量の補正値を計算するステップとを含む。これによって、流量センサーを利用して、精度の改善をもたらす熱エネルギー計測器を提供することが可能になる。流体の比熱容量の補正値を使用することで、熱エネルギー計測器が最も正確な測定をもたらすことを確実にする。
【0092】
一実施形態では、本方法は、音速ｃの検出値及び測定された飛行時間に基づいて、距離Ｌ（伝送された超音波及び受信された超音波が流体で進む距離）を自動的に計算するステップを含む。これによって、パイプの正確な寸法を知らなくても、パイプの流量を測定することが可能になる。また、沈殿物が経時的にパイプの内面にもたらされる場合でも、正確な測定を行うことも可能である。
【0093】
一実施形態では、本方法は、加熱システムまたは冷却システムで熱エネルギーを推定するステップを含む。これによって、加熱システムまたは冷却システムで熱エネルギーを検出する方法の改善（より正確にすること）を提供することが可能になる。
【0094】
本発明に従った熱エネルギー計測器は、本発明に従ったセンサーを含む熱エネルギー計測器である。
【0095】
本発明は、本明細書で下記に与えられる「発明を実施するための形態」からより十分に理解されることになる。添付図は単に例示として与えられ、ひいては、それらの図は本発明に限定されるわけではない。
【図面の簡単な説明】
【0096】
【図1A】パイプを通る流量の関数として、周囲と、パイプを通る流体との温度差を表すグラフを示す。
【図2A】本発明による、クランプオンタイプの流量センサーの概略図を示す。
【図2B】本発明による、別のクランプオンタイプの流量センサーの概略図を示す。
【図3A】本発明による、流量センサーの概略図を示す。
【図3B】本発明による、別の流量センサーの概略図を示す。
【図4A】パイプの外側に搭載された本発明による、クランプオンタイプの流量センサーの概略図を示す。
【図4B】本発明による、別の流量センサーの概略図を示す。
【図5A】本発明による、流量センサーの概略図を示す。
【図5B】本発明による、別の流量センサーの概略図を示す。
【図6A】本発明による、流量センサーの概略図を示す。
【図6B】本発明による、別の流量センサーの概略図を示す。
【図7】水の温度の関数として、水中の音速を表すグラフを示す。
【図8】温度差の関数として、流量を示す。
【発明を実施するための形態】
【0097】
ここで、本発明の好ましい実施形態を示す目的のために詳細に図面を参照すると、図１Ａに図示されるパイプを通る流量Ｑの関数として、周囲と、パイプを通る流体との温度差ΔＴｓｆを表すグラフ２８を示す。
【0098】
グラフ２８（実線で示される）が低流量レベルＱＡを上回って伸びることが確認できる。低流量レベルＱＡは、先行技術の流量センサーを使用することによって測定できる最低流量を表す。しかしながら、この低流量レベルＱＡを下回る場合、グラフ２８は外挿される。この下側エリア３０は点線の楕円で図示される。
【0099】
図１Ｂは、図１Ａに示されるグラフ２８の低流量部３０を示す。先行技術の流量センサーは低流量レベルＱＡを下回る流量を検出することが不可能であるが、本発明に従った流量センサー及び方法は、この低流量レベルＱＡを下回る流量測定を提供することが可能になる。
【0100】
基本流量レベルＱＢを上回る場合、グラフ２８は、温度差ΔＴｓｆが一定であり、ひいては、流量Ｑから独立していることを示す。
【0101】
低流量レベルＱＡと基本流量レベルＱＢとの間の流量較正エリアＢ２では、温度差ΔＴｓｆは、流量Ｑの関数として増加する。この流量較正エリアＢ２では、第１の流量センサー測定Ｍ１及び第２の流量センサー測定Ｍ２が図示される。
【0102】
流量較正エリアＢ２で行われた流量センサーによる１回以上の測定を使用して、流量Ｑが、流量較正エリアＢ２と、流量較正エリアＢ２を下回る流量エリアＢ１との温度差ΔＴｓｆにどのように依存するかを判定するために必要なパラメーターを決定することが可能である。
【0103】
温度差ΔＴｓｆは、流量Ｑの関数として、以下の方程式（１）によって与えられる。
【0104】
【数7】
【0105】
式中、ΔＴＢは基本流量レベルＱＢに対応する温度差であり、Ｃ１は一定である。
【0106】
２つの測定Ｍ１及びＭ２を行うことによって、２つの未知数のΔＴＢ及びＣ１を方程式（１）から決定することが可能になる。
【0107】
したがって、流量センサーが任意の測定を提供できない流量エリアＢ１の流量ＱＭ３を決定することが可能になる。流量ＱＭ３は、流量センサーによって検出された温度差ΔＴＭ３の測定値に基づいて決定できる。流量ＱＭ３は、方程式（１）、または検出された温度差ΔＴｓｆの関数として流量Ｑを定義する以下の方程式（２）を使用することによって決定できる。
【0108】
【数8】
【0109】
式中、Ｃ１は一定であり、ΔＴＢは基本流量レベルＱＢに対応する温度差である。
【0110】
本発明に従った流量センサー及び方法は、周囲と、パイプを通る流体との温度差ΔＴｓｆを測定することによって、低流量レベルＱＡを下回る流量Ｑを推定する。流量較正エリアＢ２で行われた１回以上の流量測定Ｍ１，Ｍ２を使用して、方程式（１）または方程式（２）で未知数を決定するため、推定は可能になる。したがって、方程式（２）を使用することによって、流量エリアＢ１の任意の流量Ｑを計算できる。
【0111】
【0112】
低流量レベルＱＡは温度差ΔＴＡの測定値に対応する。同様に、基本流量レベルＱＢは、温度差ΔＴＢのより高い測定値に対応する。
【0113】
【0114】
一例では、流量較正エリアＢ２では、２０℃で水を測定するために使用された本発明に従った流量センサーを利用して、２ｍｌ／ｓ（０．０００００２ｍ３／ｓである）の流量ＱＭ２及び１０℃の温度差ΔＴＭ２に対応する測定点Ｍ２が作られる。
【0115】
周囲と、流体及び流量Ｑとの温度差ΔＴｓｆの関係式は方程式（２）によって与えられる。
【0116】
【数9】
【0117】
【数10】
【0118】
及びｄｔＢ＝１０．０２℃である場合、以下の値を計算できる。
【0119】
【表1】
【0120】
別の例では、低流量レベルＱＡを下回る場合、温度差ΔＴｓｆと流量Ｑとの関係式は、方程式（２）によって与えられ、式中、Ｃ１＝４．８８及びｄｔＢ＝１２．５４℃として、以下の値を計算できる。
【0121】
【表2】
【0122】
図２Ａは、本発明による、クランプオンタイプの流量センサー１の概略図を図示する。流量センサー１は、パイプ２の流体２６（例えば、液体）の流量を検出するように配置される。流量センサー１はデータプロセッサ１０を備える。
【0123】
流量センサー１は、パイプ２の周辺温度（周囲の温度）を検出するように配置された第１の温度センサー１２を備える。流量センサー１は、流体２６の温度を検出するように配置された第２の温度センサー１４を備える。流量センサー１は、第１の超音波発生器４及び第２の超音波発生器４’を備える。波発生器は、流量Ｑの方向に対して傾斜して流体２６中に導入される超音波を生成するように配置及び構成された圧電トランスデューサ４，４’として形成される。流量センサー１は、ドップラー効果タイプの流量センサー１または伝搬時間時間測定タイプの流量センサー１のいずれか一方であり得る。超音波６，８の両方とも距離１／２Ｌ進んでいることが図示される。したがって、進行距離の合計はＬである。
【0124】
圧電トランスデューサ４，４’は、トランスデューサとして動作し、音波６，８を使用することによって、パイプを通る流量Ｑを検出する。一実施形態では、流量センサー１は、パイプ２の流量Ｑのプロファイルに依存しなくするために、いくつかの圧電トランスデューサ４，４’を備える。動作周波数は用途によって決まり、ガスの場合、１００～２００ｋＨｚの周波数範囲であり、液体の場合、より高いＭＨｚの周波数範囲であり得る。
【0125】
一実施形態では、流量センサー１はドップラー効果型流量センサー１である。本実施形態では、流量センサー１は、単一の圧電トランスデューサだけを備える。この場合、第２の圧電トランスデューサ４’を省略でき、そして、超音波６を送信することと、超音波８を受信することとの両方のために、第１の圧電トランスデューサ４を使用する。ドップラー効果タイプの流量センサー１では、伝送波６が流体の粒子または泡によって反射されるとき、その周波数は粒子の相対速度に起因して偏移する。液体の流動速度が高くなるにつれて、放射波と反射波との間の周波数偏移が高くなる。
【0126】
一実施形態では、流量センサー１は、いくつかの圧電トランスデューサ４，４’を備えるドップラー効果の流量センサー１である。この場合、１つの圧電トランスデューサ４を使用して、超音波６を伝送できる一方、他の圧電トランスデューサ４’を使用して、反射超音波８を受信できる。
【0127】
一実施形態では、流量センサー１は伝搬タイプ流量センサー１である。本実施形態では、流量センサー１は、流量Ｑの方向に対して斜めに配置された送信機及び受信機の両方として動作する２つの圧電トランスデューサを利用する。流動媒質の超音波の伝送により、音伝搬速度及び流動速度の重なりが生じる。流動速度は、流量Ｑの方向及び反対方向に伝搬時間の差の逆数に比例する。音伝搬タイプの測定方法は、音伝搬速度から独立し、ひいては媒質からも独立している。したがって、同じ設定を用いて異なる液体またはガスを測定することが可能である。
【0128】
温度センサー１２、１４及び圧電トランスデューサ４，４’は、データプロセッサ１０に接続される。したがって、データプロセッサ１０は、温度センサー１２、１４及び圧電トランスデューサ４，４’からのデータを処理することによって、そのデータに基づいて、流量を検出できる。
【0129】
図２Ａでは、第２の温度センサー１４は、パイプ２の外側に配置される。第２の温度センサー１４は、パイプ２に熱的に接続される。したがって、第２の温度センサー１４は、パイプ２の温度を測定することが可能である。パイプ２の温度は、通常、パイプ２の流体２６の温度に一致する、または非常に近くなる。
【0130】
流量センサー１の低流量レベルを下回る低流量エリアでは、流量センサー１は、第１の温度センサー１２及び第２の温度センサー１４によって行われた温度測定に基づいて、流量を決定する。実際に、流量センサー１の低流量レベルを下回る場合、流量センサー１は、第１の温度センサー１２及び第２の温度センサー１４によって検出された温度差として定義された温度差ΔＴｓｆに基づいて、流量を決定する。
【0131】
（９）ΔＴｓｆ＝｜Ｔｓ－Ｔｆ｜
式中、Ｔｓは第１の温度センサー１２によって測定された周囲の温度であり、Ｔｆは第２の温度センサー１４によって測定された流体２６の温度である。
式中、Ｔｓは第１の温度センサー１２によって測定された周囲の温度であり、Ｔｆは第２の温度センサー１４によって測定された流体２６の温度である。
【0132】
図２Ｂは、本発明による、クランプオンタイプの流量センサー１の概略図を図示する。図２Ｂに示される流量センサー１は、基本的に、図２Ａに示されるものに対応する。しかしながら、温度センサー１４は、パイプ２の内側に流体２６と接触する。構造はパイプ２の壁を通って延在する。温度センサー１４は、該構造を通って延在するワイヤを介して、データプロセッサ１０に接続される。超音波６，８の両方とも距離１／２Ｌ進んでいることが図示される。したがって、進行距離の合計はＬである。
【0133】
図３Ａは、本発明による、熱エネルギー計測器５の概略図を図示する。熱エネルギー計測器５は、本発明に従った流量センサー１を備える。流量センサー１は、パイプ２に取り付けられるハウジング２０を備える。流量センサー１は、パイプ２の流体２６（例えば、水分含有液）の流量Ｑを検出するように配置及び構成される。
【0134】
流量センサー１は、周囲の温度Ｔｓ（例えば、周辺温度）を検出するように配置された第１の温度センサー１２を備える。流量センサー１は、パイプ２内の流体２６の温度Ｔｆを検出するように配置された第２の温度センサー１４を備える。流量センサー１は、中間温度Ｔｉを検出するように配置された第３の温度センサー１６を備え、中間温度Ｔｉは、周辺温度Ｔｓと、流体２６の温度Ｔｆとの間の値を有することが予想される。
【0135】
流量センサー１は、第１の超音波発生器４及び第２の 超音波発生器４’を備え、これらの超音波発生器は、流量Ｑの方向に対して傾斜して流体２６中に伝送された超音波を生成するように配置及び構成される圧電トランスデューサ４，４’として形成される。圧電トランスデューサ４，４’は、図２Ａ及び図２Ｂに示されるものと同じ方式で使用され、それらの図を参照して説明される。
【0136】
流量センサー１は、圧電トランスデューサ４，４’及び温度センサー１２、１４、１６に接続されたデータプロセッサ１０を備える。したがって、データプロセッサ１０は、温度センサー１２、１４及び圧電トランスデューサ４，４’からのデータを処理することによって、そのデータに基づいて、流量を検出できる。
【0137】
第３の温度センサー１６は、流量センサー１の低流量レベルを下回る流量の推定の改善を提供するために利用できる温度測定を提供するように配置される。以下の２つの温度差を使用することによって、推定の改善を達成できる。
－周囲と流体２６との差ΔＴｓｆ：
（１０）ΔＴｓｆ＝｜Ｔｓ－Ｔｆ｜、
－ハウジング２０の中間点と、流体２６との温度差ΔＴｉｆ：（１１）ΔＴｉｆ＝｜Ｔｉ－Ｔｆ｜。
－周囲と流体２６との差ΔＴｓｆ：
（１０）ΔＴｓｆ＝｜Ｔｓ－Ｔｆ｜、
－ハウジング２０の中間点と、流体２６との温度差ΔＴｉｆ：（１１）ΔＴｉｆ＝｜Ｔｉ－Ｔｆ｜。
【0138】
熱エネルギー計測器５は、パイプ３に熱的に接続された外部温度センサー１７を備える。供給パイプ３の流体の温度及び戻りパイプ２の流体２６の温度を測定することによって、消費熱量（熱エネルギー）を計算することが可能になる。外部温度センサー１７は、図３Ａに示されるような有線接続によって、または図３Ａに示されるような無線接続によって、データプロセッサ１０に接続され得る。
【0139】
図３Ｂは、本発明による、熱エネルギー計測器５の別の概略図を図示する。熱エネルギー計測器５は、本発明に従った流量センサー１を備える。流量センサー１は、基本的に、図３Ａに示されるものに対応する。しかしながら、第１の温度センサー１２は、ハウジング２０の外側表面上に設置される。熱エネルギー計測器５は、パイプ３の外側表面に取り付けられる外部温度センサー１７を備える。したがって、温度センサー１７は、供給パイプ３に熱的に接続される。供給パイプ３の流体の温度及び戻りパイプ２の流体２６の温度を測定することによって、消費熱量（熱エネルギー）を計算することが可能になる。
【0140】
図４Ａは、本発明による、クランプオンタイプの流量センサー１の概略図を図示する。流量センサー１はパイプ２の外側に搭載される。流量センサー１は、パイプ２の外側ジオメトリに一致する接点構造を有するハウジング２０を備える。熱的接続構造（例えば、金属層）は、接点構造に取り付けられる。これによって、熱的接続構造は熱抵抗を減らし、ひいては、パイプ２と、流量センサー２の温度センサー（示されない）との間の熱伝達を改善して効果的にする。
【0141】
一実施形態では、熱的接続構造は、各面上に熱接着剤でコーティングされた金属箔である。そのような熱的接続構造は、永久接合を提供して、接触面で微小空隙を満たすことによって、熱抵抗を減らすことが可能である。一実施形態では、熱的接続構造は、熱伝導性アルミニウムテープである。一実施形態では、熱的接続構造は、熱伝導性両面構造接着アルミニウムテープであり得る。
【0142】
図４Ｂは、本発明による、流量センサー２の概略図を図示する。流量センサー２は、パイプ３の内側に配置され、ひいては流体２６中に沈む機械式流量検出ユニット２４を備える。
【0143】
流量センサー１は、流量測定を提供するために、流体が機械式流量検出ユニット２４の構成要素を機械的に変位させることを必要とする容積式流量計である。機械式流量検出ユニット２４はタービンまたはインペラであり得る。タービンまたはインペラのアクティビティ及び回転速度は、データプロセッサ１０への直接接続を使用することによって、またはタービンもしくはインペラの角速度を測定するように配置及び構成された検出部材（示されない）を用いて、のいずれか一方で測定できる。流量センサー１は、例として、タービン流量計、単一噴流計、またはパドルホイール流量計であり得る。機械式流量検出ユニット２４は第１の検出ユニット３４を構成する。データプロセッサ１０及び温度センサー１２、１４は、第２の検出ユニット３６を構成する。
【0144】
流量センサー１は、周囲の温度（周辺温度）を検出するように配置及び構成された第１の温度センサー１２を備える。流量センサー１は、流体３の内側の流体２６の温度を検出するように配置及び構成された第２の温度センサー１４を備える。第２の温度センサー１４は、パイプ３の壁の外部に対して支える。別の実施形態では、しかしながら、第２の温度センサー１４は、パイプ３の内側に配置され得る。さらなる実施形態では、第２の温度センサー１４は、パイプ３の壁の外部に統合され得る。
【0145】
流量センサー１は、第１のフランジ１８及び第２のフランジ１８’が設けられたパイプ３を備える。これらのフランジ１８，１８’は、２つのパイプ２，２’の対応するフランジ１９，１９’に機械的に接続されるように構成される。一実施形態では、フランジ１８，１８’は、流量センサー１をパイプ２，２’に取り付けように設計された同様の取付構造と置き換えられる。
【0146】
一実施形態では、パイプ２，２’の遠位部は外側ねじ山に設けられる一方、流量センサー３のパイプ３の遠位部は、パイプ３をパイプ２，２’上にねじ込むことを可能にする対応する内側ねじ山が設けられている。
【0147】
一実施形態では、パイプ２，２’の遠位部は内側ねじ山に設けられる一方、流量センサー３のパイプ３の遠位部は、パイプ３をパイプ２，２’上にねじ込むことを可能にする対応する外側ねじ山が設けられている。
【0148】
【0149】
【0150】
図５Ａ及び図５Ｂでは、しかしながら、ハウジング２０は、パイプ２に対して支える部分を備える一方、第２の温度センサー１４及び圧電トランスデューサ４，４’は、流量センサー１がパイプ２に取り付けられるとき、パイプ２の外部に直接に接続するために、ハウジング２０の該部分を通って延在する。ケーブルタイまたはホースクランプ等のクランプ構造を利用して、流量センサーをパイプ２にクランプで締めることが可能になる。
【0151】
圧電トランスデューサ４，４’は、第１の検出ユニット３４を構成する。データプロセッサ１０及び温度センサー１２、１４、１６は、第２の検出ユニット３６を構成する。
【0152】
本発明に従った流量センサー１について、ほとんどの場合、流体２６がその流体が流れる物理ゾーンの間に熱を輸送し、これらの物理ゾーンが異なる温度を有するという事実が生かされている。これらのゾーンの温度差を検出することによって、代替の流量の測定を提供することが可能になる。
【0153】
したがって、流量センサー１及び本発明に従った方法は低流量範囲で流量を検出でき、低流量範囲では、先行技術の流量センサーは任意の流量を検出できない。
【0154】
さらに、流量センサー１及び本発明に従った方法は、一般に、上述のゾーンの温度差を使用することによって、流量検出の改善（より正確にすること）を提供できる。
【0155】
流体から周囲への熱伝達速度ｑ（Ｅ／ｔに対応する速度）は、以下の方程式（１２）で定義される。
（１２）ｑ＝ＵＡΔＴｓｆ
ΔＴｓｆは、周囲と流体２６との温度差であり、Ａは熱伝達が行われる表面積であり、Ｕは熱伝達係数である。
（１２）ｑ＝ＵＡΔＴｓｆ
ΔＴｓｆは、周囲と流体２６との温度差であり、Ａは熱伝達が行われる表面積であり、Ｕは熱伝達係数である。
【0156】
熱伝達係数Ｕは以下の方程式（１３）で定義される。
【0157】
【数11】
【0158】
式中、ｋは熱伝達が行われる物質の熱伝導率であり、ｓは熱伝達が行われる物質の厚さである。
【0159】
ドップラー効果型流量センサー１の動作原理は、図６Ａに示され、図６Ａを参照して簡潔に説明される。ドップラー効果型流量センサーは、流体２６の音速の変化の影響を受ける。したがって、ドップラー効果型流量センサーは、流体２６の密度及び温度の変化を検知できる。したがって、多くの先行技術のドップラー効果型流量センサーは、高度に正確な測定用途に不適切である。しかしながら、本発明は、流体２６の温度及び音速を検出して、温度及び流体（密度）の変化を補償し、ひいては、精度の改善を提供することを可能にする。同様に、本発明は、（流体２６の試料に対して行われた測定によって）流体２６の密度を検出して、流量センサー１の精度をさらに改善するために、温度及び／または流体（密度）の変化を補償することを可能にする。
【0160】
ドップラー効果型流量センサー１は、音が送信機４と受信機４’との間で進む時間を測定する飛行時間型超音波流量センサーである。典型的な設定では、図６Ａに示されるものと同様に、２つのトランスデューサ（送信機／受信機）４，４’は、流量Ｑが測定されるパイプ２の各側に設置される。送信機４，４’は、一方の側から他方の側に、所定周波数で脈動超音波６を伝送する。平均流速Ｖは周波数の差に比例する。
【0161】
したがって、流速Ｖは、（１４）として表すことができる。
【0162】
【数12】
【0163】
ｔ１は下流方向の伝送時間の伝送時間であり、ｔ２は上流方向の伝送時間であり、Ｌは複数のトランスデューサ間の距離であり、φは、伝送された超音波ビーム６と流量Ｑとの間の相対角度である。
【0164】
流量Ｑは、（１５）を用いて、流速Ｖと、パイプ２の断面積Ａｐｉｐｅとの積として計算できる。
（１５）Ｑ＝ＶＡｐｉｐｅ
（１５）Ｑ＝ＶＡｐｉｐｅ
【0165】
同時に、音速ｃは、以下の方程式（１６）によって与えられる。
【0166】
【数13】
【0167】
図６Ａに示される流量センサー１は、パイプ２の周辺温度（周囲の温度）を検出するように配置された第１の温度センサー１２を備える。流量センサー１は、流体２６の温度を検出するように配置された第２の温度センサー１４を備える。流量センサー１はデータプロセッサ１０を備える。図６Ｂに示されないけれども、温度センサー１２、１４及び２つのトランスデューサ４，４’は、データプロセッサ１０に接続される。したがって、データプロセッサ１０は、温度センサー１２、１４及び２つのトランスデューサ４，４’からのデータを処理して、そのデータに基づいて、流量Ｑを計算できる。
【0168】
【0169】
以下の方程式（１７）を使用することによって、流速Ｖを計算できる。
【0170】
【数14】
【0171】
ｆｒは受信波の周波数であり、ｆｔは伝送波の周波数である。φは、伝送された超音波ビームと流量Ｑとの間の相対角度であり、ｃは流体２６の音速である。
【0172】
流量Ｑは、（１５）を用いて、流速Ｖと、パイプ２の断面積Ａｐｉｐｅとの積として計算できる。
（１５）Ｑ＝ＶＡｐｉｐｅ
また、図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、及び図３Ｂに示される流量センサーを使用することによって、流量を計算するとき、方程式１５及び１６も使用できる。
（１５）Ｑ＝ＶＡｐｉｐｅ
また、図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、及び図３Ｂに示される流量センサーを使用することによって、流量を計算するとき、方程式１５及び１６も使用できる。
【0173】
図７は、水の温度Ｔの関数として、水中の音速ｃを表すグラフを示す。しかしながら、同様のグラフは、他の液体に関して作成できる。以下では、水は、単に、可能な流体を表しており、水は別の液体と置き換えられ得る。
【0174】
管状構造（例えば、水の流量Ｑが流れるパイプ）の寸法は既知ではなく、音が水中で進む距離Ｌの推定は必要である。この問題は、具体的には、超音波クランプオンセンサーに関連する。経時的に、沈殿物は、パイプの内面にもたらされ得る。これにより、距離Ｌは徐々に減少する。したがって、本発明は、そのような条件下で、距離Ｌの推定を可能にする。
【0175】
水中の音速ｃを決定することによって、距離Ｌを推定することが可能になることにより、検出された速度Ｖ及び水の流量Ｑの精度を改善する。したがって、水中の音速ｃの変化はかなり関連がある。
【0176】
音速ｃが検出されるとき、音が水中で進む距離Ｌを計算することが可能になる。
【0177】
同時に、音速ｃは、以下の方程式（１２）によって与えられる。
【0178】
【数15】
【0179】
式中、Ｋは体積弾性率であり、ρは密度である。
【0180】
水の密度が温度Ｔに依存するため、音速ｃは温度Ｔに依存する。さらに、音速ｃは水中の物質（例えば、グリコール）の濃度に依存する。
【0181】
傾斜角度αが既知であるとき、以下の方程式（１９）を使用することによって、（飛行時間の差分によって測定された管内の）水の平均速度Ｖを求めることができる。
【0182】
【数16】
【0183】
音速ｃが既知であるとき、以下の方程式（１６）を使用することによって、（ｔ１及びｔ２が測定されてから）Ｌを計算または推定できる。
【0184】
【数17】
【0185】
したがって、流量Ｑは、（１５）を用いて、水の平均速度Ｖと、パイプ２の断面積Ａｐｉｐｅとの積として計算できる。
（１５）Ｑ＝ＶＡｐｉｐｅ
（１５）Ｑ＝ＶＡｐｉｐｅ
【0186】
流体温度Ｔの測定値及び飛行時間の測定値を使用して、密度ρを決定でき、そして、方程式（１８）を使用することによって、音速ｃを求める。
【0187】
流量センサーが２６℃の温度Ｔ２において純水で較正される場合、図７は、音速ｃ（Ｔ２）が１５００ｍ／ｓであることを示す。２１．５℃の低温Ｔ１が検出される場合、音速ｃ（Ｔ１）は１４８５ｍ／ｓである。したがって、既知の温度Ｔ及び密度ρで流体（例えば、水等の液体）を使用することによって、流量センサーを較正することによって、単純な温度測定は、方程式（１８）を使用することによって、音速ｃを検出するのに十分である。
【0188】
【数18】
【0189】
流体（例えば、水）の比熱容量は、追加物質（例えば、糖類、塩分、エチレングリコール、グリセロール、またはプロピレングリコール）の含有量に依存する。
【0190】
音速ｃが既知であるとき、検出された流体の密度に基づいて追加物質を有する流体（例えば、水）の比熱容量を計算することが可能になる。これによって、本発明に従った流量センサー１を有する熱エネルギー計測器をより正確にする。
【0191】
追加物質（例えば、糖類、塩分、エチレングリコール、グリセロール、またはプロピレングリコール）の含有量を測定するのに有利になり得る。これによって、測定に基づいて、流量センサーを較正することが可能になるだろう。
【0192】
実施例１
純水で使用される流量センサーが２６℃の温度Ｔ２において１リットル／分の流量Ｑを検出する場合、図７は、音速ｃ（Ｔ２）が１５００ｍ／ｓであることを示す。
純水で使用される流量センサーが２６℃の温度Ｔ２において１リットル／分の流量Ｑを検出する場合、図７は、音速ｃ（Ｔ２）が１５００ｍ／ｓであることを示す。
【0193】
音速ｃ（１５００ｍ／ｓ）が既知であるとき、以下の方程式（１６）を使用することによって、（ｔ１及びｔ２が流量センサーによって検出されてから）Ｌを計算または推定できる。
【0194】
【数19】
【0195】
流量センサーが後の時点で使用されるとき、予想された音速ｃは、２６℃の同じ温度Ｔ２で、１５００ｍ／ｓになるだろう。しかしながら、検出された音速ｃは１４８５ｍ／ｓである場合、これは方程式（１６）及び既知のＬを使用することによって計算され、音速の減少は約１％である。これは、水の密度ρの変化によって生じ得る。体積弾性率Ｋが一定であることを仮定する場合、方程式（１８）により、密度ρが約２％増加する結果になる（これは、方程式１８を使用する）。
【0196】
熱エネルギー計測器で流量センサーを使用する場合、検出された水の密度に基づいて、水の比熱容量を補正することが可能であるだろう。追加物質（例えば、糖類、塩分、エチレングリコール、グリセロール、またはプロピレングリコール）の含有量が増加しているという結論になる可能性がある。したがって、熱エネルギー計測器の精度を改善することが可能になる。これは、追加物質（例えば、糖類、塩分、エチレングリコール、グリセロール、またはプロピレングリコール）の含有量が時間関数として変わり得るため、関連がある。流量センサーが流体の密度の変化を自動的に検出するように構成される場合、流量センサーは熱エネルギー計測器で使用され、追加物質の含有量が経時的に変わるときでさえ、高精度を提供することが可能になる。
【0197】
図８は、温度差ΔＴｓｆの関数として、本発明に従った流量センサーの手段によって検出された流量Ｑを表すグラフを示す。
【0198】
低流量レベルＱＡは、先行技術の流量センサーを使用することによって測定できる最低流量を表す。先行技術の流量センサーは低流量レベルＱＡを下回る流量を検出することが不可能であるが、本発明に従った流量センサー及び方法は、この低流量レベルＱＡを下回る流量測定を提供することが可能になる。
【0199】
基本流量レベルＱＢを上回る場合、グラフは、温度差ΔＴｓｆが一定であり、ひいては、流量Ｑから独立していることを示す。
【0200】
低流量レベルＱＡと基本流量レベルＱＢとの間の流量較正エリアＢ２では、温度差ΔＴｓｆは、流量Ｑの関数として増加する。この流量較正エリアＢ２では、第１の流量センサー測定Ｍ１及び第２の流量センサー測定Ｍ２が図示される。
【0201】
これらの流量センサーによる測定Ｍ１及びＭ２は、流量較正エリアＢ２で行われ、これは、流量Ｑが、流量較正エリアＢ２と、流量較正エリアＢ２を下回る流量エリアＢ１との温度差ΔＴｓｆにどのように依存するかを判定するために必要なパラメーターを決定するために行われる。流量Ｑと温度差ΔＴｓｆとの関係式は、方程式（２）によって与えられる。
【0202】
【0203】
温度差ΔＴ１、ΔＴＭ３、及びΔＴ２を測定して、方程式（２）を使用することによって、流量Ｑを計算することが可能になる。
【符号の説明】
【0204】
１ 流量センサー
２，２’，３ パイプ
４，４’ 超音波トランスデューサ（圧電トランスデューサ）
５ 熱エネルギー計測器
６ 超音波振動波
８ 反射超音波振動波
１０ データプロセッサ（例えば、マイクロプロセッサ）
１２ 温度センサー
１４ 温度センサー
１６ 温度センサー
１７ 温度センサー
１８，１８’ フランジ
１９，１９’ フランジ
２０ ハウジング
２２ 熱的接続構造（例えば、金属層）
２４ 機械式流量検出ユニット
２６ 流体
２８ グラフ
３０ 低流量エリア
３２ 粒子
３４，３６ 検出ユニット
Ｔｓ 周囲温度
Ｔｆ 流体温度
ΔＴ 温度差
ΔＴｓｆ 周囲と流体との温度差
ΔＴ１，ΔＴ２ 温度差
ΔＴＡ，ΔＴＢ 温度差
Ｔ１，Ｔ２ 温度
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３ 流量測定
Ｂ１ 流量エリア
Ｂ２ 流量較正エリア
ｃｐ 比熱容量
ｋ 熱伝導率
Ｕ 熱伝達係数
Ａ 表面積
Ｗ 体積
ｔ 飛行時間
ｔ’ 温度補償飛行時間
Δｔ 飛行時間の差
ｔ１，ｔ２ 飛行時間
ΔＴ１，ΔＴ２ 温度差
ΔＴＡ，ΔＴＢ 温度差
ΔＴＭ１，ΔＴＭ２ 温度差
ΔＴＭ３ 温度差
ｄ 厚さ
Ｑ 流量
Ｑ１，Ｑ２ 流量
ＱＡ，ＱＢ 流量
ＱＭ１，ＱＭ２ 流量
ＱＭ３ 流量
Ｖ 流速
α 角度
Ｌ 距離
２，２’，３ パイプ
４，４’ 超音波トランスデューサ（圧電トランスデューサ）
５ 熱エネルギー計測器
６ 超音波振動波
８ 反射超音波振動波
１０ データプロセッサ（例えば、マイクロプロセッサ）
１２ 温度センサー
１４ 温度センサー
１６ 温度センサー
１７ 温度センサー
１８，１８’ フランジ
１９，１９’ フランジ
２０ ハウジング
２２ 熱的接続構造（例えば、金属層）
２４ 機械式流量検出ユニット
２６ 流体
２８ グラフ
３０ 低流量エリア
３２ 粒子
３４，３６ 検出ユニット
Ｔｓ 周囲温度
Ｔｆ 流体温度
ΔＴ 温度差
ΔＴｓｆ 周囲と流体との温度差
ΔＴ１，ΔＴ２ 温度差
ΔＴＡ，ΔＴＢ 温度差
Ｔ１，Ｔ２ 温度
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３ 流量測定
Ｂ１ 流量エリア
Ｂ２ 流量較正エリア
ｃｐ 比熱容量
ｋ 熱伝導率
Ｕ 熱伝達係数
Ａ 表面積
Ｗ 体積
ｔ 飛行時間
ｔ’ 温度補償飛行時間
Δｔ 飛行時間の差
ｔ１，ｔ２ 飛行時間
ΔＴ１，ΔＴ２ 温度差
ΔＴＡ，ΔＴＢ 温度差
ΔＴＭ１，ΔＴＭ２ 温度差
ΔＴＭ３ 温度差
ｄ 厚さ
Ｑ 流量
Ｑ１，Ｑ２ 流量
ＱＡ，ＱＢ 流量
ＱＭ１，ＱＭ２ 流量
ＱＭ３ 流量
Ｖ 流速
α 角度
Ｌ 距離
【図1A-1B】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図7】
【図8】
【国際調査報告】