CN107278264A - 测定装置、测定方法、以及程序 - Google Patents

Abstract

测定装置(100)包括：测定单元(10)，该测定单元(10)在流动于配管(99)内的介质(98)中传输超声波并进行接收；差分计算部(23a)，该差分计算部(23a)计算差分信号，该差分信号获取了接收到的至少2个超声波的接收信号波形的差分；以及确定部(23d)，该确定部(23d)基于差分信号所包含的对象信号分量，确定与超声波的发送相对应的接收时刻。通过基于差分信号所包含的对象信号分量来确定接收时刻，从而能够利用该接收时刻，高精度地测定介质(98)的流速。

Description

测定装置、测定方法、以及程序

技术领域

本发明涉及一种测定装置、测定方法、以及程序。

背景技术

通过测定超声波在介质中传输的时间，能够测定介质的流动速度(即流速)或者流动量(即流量)，进而能够确定介质的成分。

利用超声波的流速的测定法有触发法及关联法(例如，参照专利文献1)。触发法是测定超声波在流体中沿流动的方向传播时的传播时间和沿反方向传播时的传播时间，根据这些结果的差分求出流速。触发法虽然能够精密测定流速，但是存在以下缺点，即当流体中含有异物时，例如液状流体中含有气泡时或者气体状流体中含有液滴时，异物会导致超声波散射，从而使测定精度显著下降。关联法是将超声波在流体中分别以流向的正向及逆向传播并进行接收，再根据各自的波形的关联来求出流速。关联法虽然在流体中含有一定水平的量的异物时也能够测定流速，但是与触发法相比，存在测定精度不佳的缺点。

利用超声波确定介质成分是指测定介质中的超声波传播时间，基于其结果确定介质。该方法也与触发法相同，存在以下缺点，即当流体中含有异物时，异物会导致超声波散射，从而使波形紊乱，测定精度显著下降。

专利文献1：日本专利特开2010-38667号公报

专利文献2：专利第5326697号公报

发明内容

【发明所要解决的技术问题】

介质中含有异物时，异物会导致超声波散射从而减弱振幅，当散射稀疏时，会局部地减弱振幅。由此信噪比(SN比)下降。因此，例如对多个超声波的接收信号进行加法平均。由此，接收信号所包含的信号分量通过相加来增强振幅，噪声通过平均化来减弱振幅，结果SN比提高。但是，超声波不仅在介质中传输，也在介质流动的配管中传输，因此在来自介质中所传播的超声波的信号分量通常重叠有来自配管中所传播的超声波的噪声(称作干扰噪声)。干扰噪声来自超声波即相干波，因此即使进行加法平均也不会减弱振幅，反而可能增强振幅，并且由于其来自与信号分量相同的超声波，所以与信号分量的频率相同，因此通过滤波器处理也无法仅去除干扰噪声。

专利文献1所记载的方法是在进行流量测定时，根据接收波形的波形特征、上次测定的测定值等，判定触发法及关联法中哪个方法适当，基于该判定结果，切换至适当的方法测定流量。但是，在介质中含有异物时等情况下，接收信号变小后切换为关联法，使得测定精度下降。

此外，专利文献2中记载的方法是在进行流量测定之前，使用未受到回声影响的第1分量和受到了回声影响的第2分量来求出回声分量，在进行流量测定时，从接收信号中去除回声分量来测定流量。但是，介质中含有异物时，无法从接收信号中恰当去除受到异物导致的散射影响的回声分量。

解决技术问题所采用的技术方案

在本发明的第1方式中，提供一种测定装置，包括：测定单元，该测定单元相对于介质传输第1测定波及第2测定波并接收该测定波；差分计算部，该差分计算部计算差分信号，该差分信号表示接收到的第1测定波与第2测定波的差分；以及确定部，该确定部基于差分信号所包含的对象信号分量，确定与测定波发送相对应的接收时刻。

在本发明的第2方式中，提供一种测定方法，包括：相对于介质传输第1测定波及第2测定波并接收该测定波的阶段；计算差分信号的阶段，该差分信号表示接收到的第1测定波与第2测定波的差分；以及基于差分信号所包含的对象信号分量，确定与测定波发送相对应的接收时刻的阶段。

在本发明的第3方式中，提供一种程序，该程序由计算机执行以下步骤，即：相对于介质传输第1测定波及第2测定波并进行接收的步骤；计算差分信号的步骤，该差分信号表示接收到的第1测定波与第2测定波的差分；以及基于差分信号所包含的对象信号分量，确定与测定波发送相对应的接收时刻的步骤。

另外，上述发明内容并未列举出本发明的所有特征。这些特征组的变形也可以成为本发明。

附图说明

图1表示本实施方式所涉及的测定装置的结构。

图2表示本实施方式所涉及的测定方法的流程。

图3表示测定波的波形。

图4A表示相对于图3的测定波接收到的正常的接收信号的波形。

图4B表示相对于图3的测定波接收到的异常的接收信号的波形。

图5表示由图4A的接收信号和图4B的接收信号的差分得到的差分信号的波形。

图6表示本实施方式所涉及的计算机硬件结构的一例。

具体实施方式

以下，通过发明的实施方式说明本发明，但以下实施方式对权利要求范围所涉及的发明不作限定。此外，并非所有实施方式中说明的特征组合均为发明的解决方法所必需。

图1表示本实施方式所述涉及的测定装置100的结构。测定装置100是通过测定测定波在介质98中传输的时间(称作传输时间)从而测定介质98在配管99内流动的流速的装置，其目的在于即使在介质98中含有异物的情况下也能够高精度地测定流速。另外，设介质98是水等液体，含有气泡等异物。此外，介质98也可以是空气、水蒸气等气体，可能含有水滴等异物。此外，为了方便说明，介质98在配管内沿空心箭头的方向流动，将该方向及其反方向分别设定为相对于介质流向的正向及逆向。测定装置100具备测定单元10及运算部20。

测定单元10是在配管99流动的介质98中传输测定波并进行接收的单元。本实施方式使用超声波作为测定波。测定单元10包含传感器11、12、开关13、14、发送部15、接收部16、以及时刻生成部17。

传感器11及12是发送接收超声波的发送接收机。传感器11及12分别被固定于已有的配管99的外表面径向的一侧(即在附图左右方向上延伸的配管99的上侧)及另一侧(即下侧)，其中在介质98流向的一侧(即上游侧)及另一侧(即下游侧)上错开位置。传感器11及12接收从发送部15发送的超声波并向配管99内输出，此外接收在配管99内的介质98中传输的超声波并输出至接收部16。

开关13及14是分别使传感器11及12与发送部15或接收部16连接的切换开关。开关13从时刻生成部17接收切换信号、例如高电平信号(H信号)，使传感器11与发送部15连接，接收低电平信号(L信号)，使传感器11与接收部16连接。开关14从时刻生成部17接收高电平信号(H信号)，使传感器12与接收部16连接，接收低电平信号(L信号)，使传感器12与发送部15连接。

发送部15具有超声波源(未图示)，利用该超声波源从时刻生成部17接收驱动信号(例如ON信号)生成并输出超声波。作为超声波源，例如能够采用包含PZT等混合物的压电元件。

接收部16收到来自时刻生成部17的驱动信号(例如ON信号)，接收超声波，将接收到的超声波振幅所对应的强度的电压信号作为接收信号输出至运算部20。此处，使从时刻生成部17发送的驱动信号相对于从时刻生成部17向发送部15发送的驱动信号例如延迟介质98中的超声波的代表性传输时间或与之对应的固定时间来进行同步。由此，能够捕捉到从发送部15输出并在介质98中传输的超声波的波形。

时刻生成部17生成切换信号(即H信号及L信号)发送至开关13及14，并且生成驱动信号(即导通信号)发送至发送部15及接收部16。时刻生成部17使切换信号及驱动信号同步，例如以一定周期重复生成H信号及L信号，并且与H信号及L信号同步，生成导通信号。由此，在切换信号为H以及驱动信号导通时，从发送部15输出的超声波经由开关13被发送至传感器11，从传感器11输出至配管99内，使配管99内的介质98沿正向传输并被传感器12接收，经由开关14被接收部16接收。在转换信号为L以及驱动信号导通时，从发送部15输出的超声波经由开关14被发送至传感器12，从传感器12输出至配管99内，使配管99内的介质98沿逆向传输并被传感器11接收，再经由开关13被接收部16接收。

运算部20是对从测定单元10输出的接收信号进行处理并计算介质98的流速的单元。运算部20包含AD转换器21、存储器22、以及计算部23。

AD转换器21与测定单元10的接收部16连接，将接下来依次输入的接收信号(即电压信号)转换为数字信号。由此，接收信号成为数字值的序列，该数字值的序列表示相对于时间变化的信号波形。AD转换器21将转换后的接收信号发送至存储器22。

另外，可以在AD转换器21的前级设置放大器(未图示)，经由该放大器放大接收信号后输入至AD转换器21。

存储器22与AD转换器21连接，将接下来输入的接收信号和信号编号一并储存。信号编号例如设为按照从接收部16输入的顺序或者从AD转换器21储存至存储器22中的顺序的连号。

计算部23对存储器22中储存的接收信号进行运算处理。计算部23通过执行控制用程序，实现差分计算部23a、极性判定部23b、加法部23c、确定部23d、模式选择部23e、以及流速计算部23f的功能。

差分计算部23a与存储器22连接，针对其储存的多个接收信号中至少2个不同的接收信号计算波形的差分，生成差分信号，并输出至后级的极性判定部23b。

极性判定部23b与差分计算部23a连接，判定接下来输入的差分信号所包含的对象信号分量的极性。由于多个接收信号大致成为相似形，所以极性判定部23b例如能够根据差分信号绝对值达到最大的点的极性来判定对象信号分量的极性。另外，可以将对象信号分量的极性规定为与差分信号绝对值达到最大的点的极性相同，即相对于达到绝对值最大的点的正值和负值，分别确定对象信号分量为正和负。极性判定部23b将差分信号与极性的判定结果一并输出至后级的加法部23c。

另外，极性判定部23b可以基于极性的判定结果，当极性为正时，(+1倍)输出差分信号，当极性为负时，反转(-1倍)输出差分信号。所述情况下，下文所述的加法部23c仅将差分信号相加。

加法部23c与极性判定部23b及存储器22连接，基于极性的判定结果，使从极性判定部23b所输入的差分信号相加，并且使存储器22中储存的接收信号相加，将各个结果输出至后级的确定部23d。

另外，加法部23c可以分别使预先规定的任意数量的差分信号及接收信号相加，并输出至确定部23d。任意数量设为1以上的数量。任意数量为1时，加法部23c不使各个差分信号及各个接收信号相加，直接输出至确定部23d。

确定部23d与加法部23c连接，基于接下来输入的相加后的差分信号所包含的对象信号分量或者相加后的接收信号，分别针对正向信号及逆向信号，确定相对于超声波的发送的接收时刻。接收时刻例如能够根据差分信号所包含的对象信号分量、或者接收信号的振幅超过预先规定的阈值的时刻来确定。确定部23d在第1测定模式下，基于相加后的差分信号所包含的对象信号分量，确定接收时刻，在第2测定模式下，基于相加后的接收信号确定接收时刻。

模式选择部23e与确定部23d连接，利用由此相加后的差分信号或各个差分信号，选择确定部23d的测定模式。模式选择部23e例如在相加后的差分信号或各个差分信号的振幅为基准值以上时，选择确定部23d的第1测定模式，在振幅低于基准值时，选择确定部23d的第2测定模式。在介质98中不含异物时，多个接收信号中的信号波分量的振幅不会被减弱，因此通过2个接收信号的差分不仅干扰噪声被抵消，而且测定波也被抵消，差分信号中的对象信号分量成为不具有确定接收时刻所需的足够的振幅。因此，该情况下，在差分信号的振幅为基准值以上时，即在介质中含有异物、信号波的振幅相对于各个接收信号存在较大差异的异常情况下，选择使用差分信号的第1测定模式，而在差分信号的振幅低于基准值时，即在介质中基本不含异物、信号波的振幅相对于各个接收信号大致为一定的正常情况下，选择使用接收信号的第2测定模式。

另外，模式选择部23e可以在差分计算部23a生成的多个差分信号中，根据预先确定的数量或者比例以上的差分信号的振幅是否为基准值以上，选择确定部23d的测定模式。例如当振幅超过基准值的差分信号的数量或比例超过预期的数量或比例时，模式选择部23e选择第1测定模式，未超过时则选择第2测定模式。

此外，模式选择部23e不仅可以使用相加后的差分信号或各个差分信号，还可以使用相加后的接收信号或各个接收信号，选择确定部23d的测定模式。模式选择部23e例如在相加后的接收信号或各个接收信号的振幅为基准值以上时，选择确定部23d的第2测定模式，当振幅低于基准值时，选择确定部23d的第1测定模式。此外，模式选择部23e可以在多个接收信号中，根据预先确定的数量或者比例以上的接收信号的振幅是否为基准值以上，选择确定部23d的测定模式。例如当振幅超过基准值的接收信号的数量或比例超过预期的数量或比例时，模式选择部23e选择第2测定模式，未超过时则选择第1测定模式。

确定部23d可以基于2个以上的差分信号各自包含的对象信号分量或者2个以上的接收信号，确定接收时刻，例如平均的接收时刻。另外，使用2个以上的差分信号确定接收时刻时，差分信号基于由极性判定部23b判定的极性，使各个差分信号相加而生成，从而等同于确定部23d基于差分信号所包含的对象分量及由极性判定部23b判定出的极性，确定与测定波发送相对应的接收时刻。确定部23d将确定的接收时刻输出至流速计算部23f。

流速计算部23f与确定部23d连接，基于接下来输入的分别对各个正向信号及逆向信号所确定的、与超声波发送相对应的接收时刻，计算介质98的流速。通过求出正向信号及逆向信号各自的接收时刻的差分(等同于在介质98中沿正向及逆向传输超声波时的传输时间的差)，利用其与传感器11及12的间隔距离计算得出介质98的流速。流速计算部23f向外部输出计算出的流速。

另外，流速计算部23f不仅可以计算介质98的流速，还可以将计算出的流速乘以配管99的截面积来计算介质98的流量，并将其输出外部。

图2表示使用本实施方式所涉及的测定装置100的测定方法的流程。

步骤1是通过测定单元10，向配管99内流动的介质98传输测定波，并进行接收。此处，通过测定单元10的发送部15生成的超声波的波形一例如图3所示。超声波具有使基本脉冲重复3次的波形，该基本脉冲包含具有正振幅的正脉冲和紧接着的具有负振幅的负脉冲。

测定单元10以例如1～5毫秒的间隔重复下述2个动作，即根据时刻生成部17生成的切换信号来切换开关13及14，以及根据驱动信号驱动发送部15及接收部16，由此使超声波重复从传感器11向配管99内的介质98中沿正向传输，再通过传感器12接收，并且使其从传感器12向配管99内的介质98中沿逆向传输，再通过传感器11接收。此处，由接收部16所接收的超声波即接收信号的波形一例如图4A及图4B所示。

图4A的波形是相对于图3的波形的超声波所接收到的正常接收信号的波形。接收信号具有2个分量。2个分量中的一个是从传感器11(12)向配管99内的介质98传输并由传感器12(11)接收的信号波。信号波以与通过发送部15生成的超声波相同的周期振动，并且由于配管99内的管壁造成散射等，以更长的周期增大及减少振动的包络线的振幅。2个分量中的另一个是从传感器11(12)向配管99传输，并由传感器12(11)接收的干扰噪声。干扰噪声是以与通过发送部15生成的超声波相同的周期振动。振动的包络线相对于信号波具有足够小的振幅，时间上大致为固定。在接收信号中，通过将这2个分量重叠，在时间t的前后出现干扰噪声，而在时间t的中段主要出现信号波。

图4B的波形是相对于图3波形的超声波所接收到的异常接收信号的波形。接收信号与图4A的正常接收信号相同，具有信号波和干扰噪声这2个分量。此处，从传感器11(12)向配管99内输出的超声波由于介质98所包含的异物而散射，使信号波的振幅大幅衰减，而干扰噪声来源于在配管99中传输的超声波，因此其振幅在几乎未衰减的状况下被接收。由此，在接收信号中相对于干扰噪声，信号波的振幅小，即SN比较低。

由接收部16接收到的接收信号被依次发送至运算部20，再经由AD转换器21与信号编号一并储存至存储器22中。本实施方式中，将来源于从传感器11向配管99内的介质98中沿正向传输并由传感器12接收到的超声波的接收信号(称作正向信号)，和来源于从传感器12向配管99内的介质98中沿逆向传输并由传感器11接收到的超声波的接收信号(称作逆向信号)，分别按照接收到的顺序标注信号编号，储存在存储器22中。

步骤S2是通过运算部20的差分计算部23a，计算存储器22中储存的多个接收信号的波形的差分来生成差分信号。作为差分信号波形的一例，由图4A的波形的接收信号和图4B的波形的接收信号的差分得到的差分信号如图5所示。在接收信号所包含的2个分量即信号波和干扰噪声中，信号波在2个接收信号中的振动的包络线振幅不同，从而在差分信号中也表现出具有有限振幅的包络线。与此相对，干扰噪声在2个接收信号中的振动的包络线振幅大致相等，因此2个接收信号的差分被抵消，基于不表现在差分信号中。由此，差分信号仅对应于2个接收信号的波形中信号波分量的振幅差，能够作为用于确定超声波的接收时刻的对象信号分量。

差分计算部23a分别针对正向信号及逆向信号对多个接收信号中以2个接收信号的2个以上的组计算波形差分，生成差分信号。例如，差分计算部23a分别针对信号编号前后的2个接收信号，即第i个接收信号和第i+1个接收信号(i＝1～正向信号或逆向信号的总数-1)计算波形的差分，生成差分信号。或者，差分计算部23a分别针对信号编号为2以上的数量即前后间隔N个的2个接收信号，即第i个接收信号和第i+N个接收信号(i＝1～正向信号或逆向信号的总数-N)计算波形的差分，生成差分信号。由此，能够确保第1测定波和第2测定波之间的时间滞后，因此起到容易提取第1测定波和第2测定波的差分的效果。在介质98的流速较慢时，连续的接收信号中信号波的振幅的变动缓慢，因此可以增大N值，而在介质流速较快时，连续的接收信号中信号波的振幅的变动较快，则可以减小N值。

步骤S3是通过极性判定部23b判定由差分计算部23a生成的差分信号所包含的对象信号分量的极性。作为一例，极性判定部23b在差分信号的绝对值达到最大点(图5中的Sm点)的值为正(负)时，将对象信号分量的极性判定为正(负)。

步骤S4是通过加法部23c分别针对正向信号及逆向信号使由差分计算部23a生成的差分信号相加。此处，加法部23c基于极性判定部23b的极性判定结果，即在极性为正时，不反转(即+1倍)差分信号，在极性为负时，反转(-1倍)差分信号，使差分信号相加。由此，针对多个差分信号，能将通过2个接收信号的振幅大小的变化获得的极性进行统一并相加。在相加后的差分信号中，通过平均效果去除所包含的白噪声。

步骤S5是通过模式选择部23e，选择确定部23d的测定模式。模式选择部23e判断相加后的差分信号或各个差分信号的振幅是否为预先确定的基准值以上，在振幅为基准值以上时，选择第1测定模式，转移至步骤S6，在振幅低于基准值时，选择第2测定模式，转移至步骤S7。

另外，在步骤S5中，模式选择部23e可以使用相加后的接收信号或各个接收信号，选择确定部23d的测定模式。

步骤S6是通过确定部23d，分别针对正向信号及逆向信号，基于通过加法部23c相加的差分信号所包含的对象信号分量来确定接收时刻。确定部23d例如根据对象信号分量的振幅超过预先确定的阈值的时刻来确定接收时刻。确定后，测定装置100将处理推进至步骤S9。

步骤S7是通过加法部23c分别针对正向信号及逆向信号使储存在存储器22中的接收信号相加。此处，加法部23c使接收信号相加，不对极性进行操作。在相加的接收信号中，通过平均效果去除所包含的白噪声。

步骤S8是通过确定部23d，分别针对正向信号及逆向信号，基于通过加法部23c相加的接收信号来确定接收时刻。确定部23d例如根据接收信号的振幅超过预先确定的阈值的时刻来确定接收时刻。确定后，测定装置100将处理推进至步骤S9。

步骤S9是通过流速计算部23f，基于分别针对正向信号及逆向信号所确定的接收时刻，计算介质98的流速。流速计算部23f分别计算正向信号及逆向信号的接收时刻的差分(用△T表示)，例如使用接收时刻的差分△T和与介质98流向相关的传感器11及12的间隔距离，计算流速V。

另外，流速计算部23f可以将计算出的流速乘以配管99的截面积来计算介质98的流量。

本实施方式的测定装置100包括：测定单元10，该测定单元10利用设置于配管99的传感器11及12，在流动于配管99内的介质98中传输超声波并进行接收；差分计算部23a，该差分计算部23a计算差分信号，该差分信号获取了接收到的至少2个超声波的接收信号波形的差分；以及确定部23d，该确定部23d基于差分信号所包含的对象信号分量，确定与超声波发送相对应的接收时刻。通过2个接收信号的波形的差分，使干扰噪声被抵消，仅有与信号波的分量的振幅差相对应的对象信号的分量包含在差分信号中。因此，基于差分信号所包含的对象信号分量，能够高精度地确定与超声波的发送相对应的接收时刻。

另外，本实施方式的测定装置100中使用了超声波作为在介质中传输的测定波，但不限定于此，也可以使用能够从配管99的外侧传输至配管99内流动的介质98中的测定波，例如声波。所述情况下，在来源于介质中传输的测定波的信号分量上，通常重叠有来源于配管中传输的测定波的干扰噪声时，能够从接收信号中去除干扰噪声，仅基于信号分量来确定接收时刻。

此外，本实施方式的测定装置100是采用触发法，即测定超声波在介质中流向上传播时的传播时间和逆向传播时的传播时间，根据其结果的差分获得流速的装置，但不限定于此，也可以是测定介质中的超声波传播时间，基于其结果确定介质的装置，或者是测定介质的电平等传播距离的装置。

图6表示本实施方式所涉及的计算机1900硬件结构的一例。本实施方式所涉及的计算机1900包括：CPU周边部，该CPU周边部具有通过主控制器2082相互连接的CPU2000、RAM2020、图形控制器2075、以及显示装置2080；输入输出部，该输入输出部具有通过输入输出控制器2084与主控制器2082连接的通信接口2030、硬盘驱动器2040、以及CD-ROM驱动器2060；以及标准输入输出部，该标准输入输出部具有与输入输出控制器2084连接的ROM2010、软盘驱动器2050、以及输入输出芯片2070。

主控制器2082将RAM2020、高传输速率下访问RAM2020的CPU2000、以及图形控制器2075连接。CPU2000基于ROM2010及储存于RAM2020的程序进行动作来进行各部的控制。图形控制器2075获取CPU2000等在设置于RAM2020内的帧缓冲上生成的图像数据，并显示在显示装置2080上。也可以使图形控制器2075将储存CPU2000等生成的图像数据的帧缓冲包含于内部来代替。

输入输出控制器2084将主控制器2082和较高速的输入输出装置即通信接口2030、硬盘驱动器2040、CD-ROM驱动器2060连接。通信接口2030经由网络与其他装置进行通信。硬盘驱动器2040储存计算机1900内的CPU2000使用的程序及数据。CD-ROM驱动器2060从CD-ROM2095读取程序或数据，经由RAM2020提供至硬盘驱动器2040。

此外，在输入输出控制器2084连接有ROM2010、软盘驱动器2050、及输入输出芯片2070等较低速输入输出装置。ROM2010储存计算机1900启动时执行的启动程序、以及/或者依赖于计算机1900硬件的程序等。软盘驱动器2050从软盘2090读取程序或数据，经由RAM2020提供至硬盘驱动器2040。输入输出芯片2070将软盘驱动器2050与输入输出控制器2084连接，并且例如经由并行端口、串行端口、键盘端口、鼠标端口等使各种输入输出装置连接至输入输出控制器2084。

经由RAM2020向硬盘驱动器2040提供的程序储存在软盘2090、CD-ROM2095或者IC卡等记录介质中，由使用者所提供。程序从记录介质中读取，并经由RAM2020安装至计算机1900内的硬盘驱动器2040中，在CPU2000中执行。

安装在计算机1900中且作为测定装置100使计算机1900发挥作用的程序包括：差分计算程序、极性判定程序、加法程序、确定程序、模式选择模块、以及流速计算程序。这些程序或模块作用于CPU2000等，使计算机1900分别作为差分计算部23a、极性判定部23b、加法部23c、确定部23d、模式选择部23e、以及流速计算部23f发挥作用。

这些程序所记载的信息处理，通过读取至计算机1900中，从而作为软件和上述的各种硬件资源协作的具体单元即作为差分计算部23a、极性判定部23b、加法部23c、确定部23d、模式选择部23e、以及流速计算部23f发挥作用。然后，根据这些具体单元，通过实现本实施方式中计算机1900使用目的所对应的信息的运算或加工，从而构筑与使用目的对应的特有的测定装置100。

作为一例，在计算机1900和外部装置等之间进行通信时，CPU2000执行加载于RAM2020上的通信程序，基于通信程序中记载的处理内容，对通信接口2030指示通信处理。通信接口2030接受CPU2000的控制，读取设于RAM2020、硬盘驱动器2040、软盘2090或CD-ROM2095等存储装置上的发送缓存区域等中存储的发送数据，并发送至网络，或者将从网络接收到的接收数据写入设于存储装置上的接收缓存区域等中。由此，通信接口2030可以通过DMA(Direct Memory Access：直接内存访问)方式与存储装置之间进行收发数据的传输，也可以取代此方式，由CPU2000从传输源的存储装置或者通信接口2030读取数据，并向传输对象的通信接口2030或存储装置写入数据，由此传输收发数据。

此外，CPU2000从硬盘驱动器2040、CD-ROM驱动器2060(CD-ROM2095)、软盘驱动器2050(软盘2090)等外部存储装置中储存的文件或数据库等中，通过DMA传输等将全部内容或必需的部分读取至RAM2020中，并针对RAM2020上的数据进行各种处理。然后，CPU2000通过DMA传输等将结束处理后的数据写回外部存储装置中。在此种处理中，能够将RAM2020视作临时保存外部存储装置内容的装置，因此在本实施方式中，将RAM2020及外部存储装置等统称为存储器、存储部或者存储装置等。本实施方式中的各种程序、数据、表格、数据库等各种信息储存在此种存储装置上作为信息处理的对象。另外，CPU2000能够将RAM2020的一部分保存在缓存存储器中，并在缓存存储器上进行读写。在此种方式中，缓存存储器负责RAM2020功能的一部分，因此在本实施方式中，除了区分表示的情况以外，缓存存储器也包含在RAM2020、存储器、以及/或者存储装置中。

此外，CPU2000针对从RAM2020中读取的数据，进行由程序的指令序列指定的、在本实施方式中记载的各种运算、信息加工、条件判断、信息检索及替换等在内的各种处理，并写回RAM2020中。例如，CPU2000在进行条件判断时，将本实施方式中所示的各种变量与其他变量或常数比较，判断是否满足大于、小于、以上、以下、相等等条件，当条件成立时(或者不成立时)向不同的指令序列进行分支，或者调用子程序。

此外，CPU2000能够检索储存于存储装置内的文件或数据库等中的信息。例如，在存储装置中储存有将第2属性的属性值分别与第1属性的属性值进行关联的多个记录时，CPU2000从存储装置中储存的多个记录中检索与第1属性的属性值指定的条件一致的记录，并读取储存在该记录中的第2属性的属性值，从而能够获得满足规定条件的与第1属性相关联的第2属性的属性值。

此外，要注意的是，在权利要求书、说明书及附图中所示的装置、系统、程序及方法的动作、顺序、步骤及阶段等的各个处理的实施顺序中，除非特别注明“在……之前”、“先于……”等文字或“将之前的处理的输出用于之后的处理”等，否则能以任意的顺序来实现。关于权利要求书、说明书及附图中的动作流程，即使为了方便起见，利用“首先”、“接下来”等进行了说明，也并不意味着必须按照此顺序实施。

以上所示的程序或模块也可储存于外部的记录介质。作为记录介质除了软盘2090、CD-ROM2095以外，还能够使用DVD或CD等光学记录介质、MO等光磁性记录介质、磁带介质、IC卡等半导体存储器等。此外，也可以将与专用通信网络或英特网连接的伺服器系统上设置的硬盘或RAM等存储装置用作记录介质，经由网络向计算机1900提供程序。

以上，利用实施方式说明了本发明，但本发明的技术范围不限定于上述实施方式所记载的范围。本领域技术人员应可知能够对上述实施方式进行多种变更或改良。由权利要求书中的记载可知，这种经变更或改良的方式也包含在本发明的技术范围内。

要注意的是，在权利要求书、说明书及附图中所示的装置、系统、程序及方法的动作、顺序、步骤及阶段等中的各个处理的实施顺序中，除非特别注明“在……之前”、“先于……”等文字或“将之前的处理的输出用于之后的处理”等，否则能以任意的顺序来实现。关于权利要求书、说明书及附图中的动作流程，即使为了方便起见，利用“首先”、“接下来”等进行了说明，也并不意味着必须按照此顺序实施。

标号说明

10……测定单元，11……传感器，12……传感器，13……开关，14……开关，15……发送部，16……接收部，17……时刻生成部，20……运算部，21……AD转换器，22……存储器，23……计算部，23a……差分计算部，23b……极性判定部，23c……加法部，23d……确定部，23e……模式选择部，23f……流速计算部，98……介质，99……配管，100……测定装置，1900……计算机、2000……CPU，2010……ROM，2020……RAM，2030……通信接口，2040……硬盘驱动器，2050……软盘驱动器，2060……CD-ROM驱动器，2070……输入输出芯片，2075……图形控制器，2080……显示装置，2082……主控制器，2084……输入输出控制器，2090……软盘、2095……CD-ROM。

Claims (13)

1.一种测定装置，包括：

测定单元，该测定单元相对于介质传输第1测定波及第2测定波并接收该测定波；

差分计算部，该差分计算部计算差分信号，该差分信号表示接收到的所述第1测定波与所述第2测定波的差分；以及

确定部，该确定部基于所述差分信号所包含的对象信号分量，确定与测定波的发送相对应的接收时刻。

2.如权利要求1所述的测定装置，其特征在于，

所述差分计算部取获取接收到的所述第1测定波与所述第2测定波的差分，计算与所述第1测定波及所述第2测定波中的对象信号分量的振幅差相对应的所述差分信号。

3.如权利要求1或2所述的测定装置，其特征在于，

所述测定单元相对于所述介质传输多个测定波并接收该多个测定波，

所述差分计算部针对所述多个测定波中的所述第1测定波及所述第2测定波的2个以上的组，分别计算所述差分信号，

所述确定部基于通过所述差分计算部计算出的2个以上的所述差分信号各自所包含的对象信号分量，确定与所述测定波的发送相对应的接收时刻。

4.如权利要求3所述的测定装置，其特征在于，

所述确定部基于通过所述差分计算部计算出的2个以上的所述差分信号各自所包含的对象信号分量，确定与所述测定波的发送相对应的平均接收时刻。

5.如权利要求3或4所述的测定装置，其特征在于，

所述测定单元依次向所述介质传输所述多个测定波，

所述差分计算部获取所述多个测定波中的所述第1测定波和位于所述第1测定波的后方并与所述第1测定波间隔2个以上测定波的所述第2测定波的差分，计算所述差分信号。

6.如权利要求1至5中任一项所述的测定装置，其特征在于，

还包括极性判定部，该极性判定部根据所述差分信号的绝对值达到最大时的点的极性，判定所述差分信号所包含的对象信号分量的极性，

所述确定部基于所述差分信号所包含的对象分量及通过所述极性判定部判定出的极性，确定与所述测定波的发送相对应的接收时刻。

7.如权利要求1至6中任一项所述的测定装置，其特征在于，

所述确定部在第1测定模式下，基于所述差分信号所包含的对象信号分量，确定与测定波的发送相对应的接收时刻，在第2测定模式下，基于所述第1测定波及所述第2测定波中至少一方的测定波所包含的对象信号分量，确定与测定波的发送相对应的接收时刻。

8.如权利要求7所述的测定装置，其特征在于，

还包括模式选择部，该模式选择部在所述差分信号的振幅为基准值以上时，选择所述第1测定模式，而在所述差分信号的振幅小于基准值时，选择所述第2测定模式。

9.如权利要求7所述的测定装置，其特征在于，

在与多个组的所述第1测定波及所述第2测定波对应的多个所述差分信号中，根据预先确定的数量或者比例以上的差分信号的振幅是否为基准值以上，选择所述第1测定模式及所述第2测定模式中的任一个。

10.如权利要求1至9中任一项所述的测定装置，其特征在于，

所述测定单元相对于所述介质传输所述第1测定波和所述第2测定波的第1组、以及与所述第1组的测定波逆向传输的所述第1测定波和所述第2测定波的第2组，并接收该各组的测定波，

所述差分计算部计算相对于所述第1组的所述第1测定波和所述第2测定波的第1差分信号，以及相对于所述第2组的所述第1测定波和所述第2测定波的第2差分信号，

所述确定部基于所述第1差分信号所包含的对象信号分量，确定相对于所述第1组的测定波的第1接收时刻，基于所述第2差分信号所包含的对象信号分量，确定相对于所述第2组的测定波的第2接收时刻，

该测定装置还包括流速计算部，该流速计算部基于所述第1接收时刻及所述第2接收时刻，计算所述介质的流速。

11.如权利要求1至10中任一项所述的测定装置，其特征在于，

所述测定单元相对于作为流体的所述介质传输作为超声波的所述第1测定波及所述第2测定波，并接收该测定波。

12.一种测定方法，包括：

相对于介质传输第1测定波及第2测定波并接收该测定波的阶段；

计算差分信号的阶段，该差分信号表示接收到的所述第1测定波与所述第2测定波的差分；以及

基于所述差分信号所包含的对象信号分量，确定与测定波的发送相对应的接收时刻的阶段。

13.一种程序，该程序由计算机执行以下步骤，即：

相对于介质传输第1测定波及第2测定波并接收该测定波的步骤；

计算差分信号的步骤，该差分信号表示接收到的所述第1测定波与所述第2测定波的差分；以及

基于所述差分信号所包含的对象信号分量，确定与测定波的发送相对应的接收时刻的步骤。