(57)【要約】【課題】容積が小さくすることで、機器内に設置する場合に搭載性の良い超音波流量計を提供すること。【解決手段】被測定流体が流れる計測流路１と、計測流路１に配置された一対の超音波振動子２，３と、超音波振動子２，３を計測流路１に固定するためのセンサ押さえ８と、計測流路１上に配置された回路基板４と、回路基板４に構成された、一対の超音波振動子間の超音波伝搬時間を計測する計測回路部５、および計測回路部５からの信号に基づいて流量を算出する流量演算部６を備え、計測流路１と超音波振動子２，３と回路基板４をセンサケース７で覆う構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定流体が流れる計測流路と、
前記計測流路に配置された一対の超音波振動子と、
前記超音波振動子を前記計測流路に固定するためのセンサ押さえと、
前記計測流路上に配置された回路基板と、
前記回路基板に構成された、前記一対の超音波振動子間の超音波伝搬時間を計測する計測回路部、および前記計測回路部からの信号に基づいて流量を算出する流量演算部を備え、前記計測流路と前記超音波振動子と前記回路基板をセンサケースで覆ったことを特徴とする超音波流量計。
【請求項２】
前記計測流路はツメを備え、前記回路基板は、前記ツメで篏合されて前記計測流路に固定されたことを特徴とする請求項１に記載の超音波流量計。
【請求項３】
前記計測流路はスナップフィットを備え、前記センサケースは、前記スナップフィットで接合して前記計測流路に固定されたことを特徴とする請求項１または２に記載の超音波流量計。
【請求項４】
前記センサケースを金属で形成し、前記回路基板は、前記センサケースと電気的接合を行うためのオンボードコンタクトを備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の超音波流量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は送受信可能な一対の超音波振動子を用いて超音波信号の伝搬時間を計測し、流量を計測する超音波流量計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図６は、特許文献１に記載された従来のガスメータの内部に設置される計測ユニット（超音波流量計）を示すものである。図６に示すように、超音波流量計１２０は、被測定流体が流れる計測流路１０１と、計測流路１０１に配置されて超音波を送受信する一対の超音波振動子１０２、１０３と、回路基板１０４と、この回路基板１０４上に構成され、超音波振動子１０２，１０３間の超音波伝搬時間を計測する計測回路部１０５と、計測回路部１０５からの信号に基づいて流量を算出する流量演算部１０６と、超音波振動子１０２，１０３および回路基板１０４を収納する樹脂製のセンサケース１０７から構成されている。超音波振動子１０２，１０３は、センサ押さえ１０８によって計測流路１０１のセンサ取付穴１０９、１１０に取り付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−９８５６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の構成では超音波流量計の容積が大きく、機器（例えば、ガスメータ）内に設置する場合に大きなスペースを必要とし、搭載性が悪いという課題を有していた。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、容積が小さく、搭載性の良い超音波流量計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために、本発明の超音波流量計は、被測定流体が流れる計測流路と、前記計測流路に配置された一対の超音波振動子と、前記超音波振動子を前記計測流路に固定するためのセンサ押さえと、前記計測流路上に配置された回路基板と、前記回路基板に構成された、前記一対の超音波振動子間の超音波伝搬時間を計測する計測回路部、および前記計測回路部からの信号に基づいて流量を算出する流量演算部を備え、前記計測流路と前記超音波振動子と前記回路基板をセンサケースで覆ったことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の超音波流量計は、この構成により新たな部品を追加することなく、流量計を組み立てることができるため、容積が小さな超音波流量計を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１における超音波流量計の分解図
【図２】本発明の実施の形態１における超音波流量計の要部斜視図
【図３】本発明の実施の形態１における超音波流量計の上面図
【図４】図３の被計測流体が流れる流路中心の平面断面図
【図５】本発明の実施の形態１における超音波流量計の側面斜視図
【図６】従来の超音波流量計の分解図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
第１の発明は、被測定流体が流れる計測流路と、前記計測流路に配置された一対の超音波振動子と、前記超音波振動子を前記計測流路に固定するためのセンサ押さえと、前記計測流路上に配置された回路基板と、前記回路基板に構成された、前記一対の超音波振動子間の超音波伝搬時間を計測する計測回路部、および前記計測回路部からの信号に基づいて流量を算出する流量演算部を備え、前記計測流路と前記超音波振動子と前記回路基板をセンサケースで覆ったことを特徴とするものである。
これにより、実装効率が向上し容積が小さな超音波流量計を得ることができる。
【００１０】
第２の発明は、特に、第１の発明において、前記計測流路はツメを備え、前記回路基板は、前記ツメで篏合されて前記計測流路に固定されたことを特徴とすることにより、実装効率が向上し容積が小さな超音波流量計を得ることができる。
【００１１】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、前記計測流路はスナップフィットを備え、前記センサケースは、前記スナップフィットで接合して前記計測流路に固定されたことを特徴とすることにより、実装効率が向上し容積が小さな超音波流量計を得ることができる。
【００１２】
第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明において、前記センサケースを金属で形成し、前記回路基板は、前記センサケースと電気的接合を行うためのオンボードコンタクトを備えたことを特徴とすることにより、流量計のグランドレベルを強化することができる。
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における超音波流量計の構成を示す分解図、図２は、図１の超音波流量計のセンサケースを取り外した状態の斜視図、図３は、図１の超音波流量計のセンサケースを取り外した状態の上面図、図４は、図３の被計測流体が流れる流路中心の平面図、図５は、図１の超音波流量計の要部側面斜視図を示している。
【００１５】
図１〜５において、超音波流量計２０は、被測定流体が流れる流路１ｃを有する計測流路１と、計測流路１に配置された一対の超音波振動子２、３と、超音波振動子２、３を計測流路１に固定するためのセンサ押さえ８と、計測流路１上に配置された回路基板４と、超音波振動子２、３間の超音波伝搬時間を計測する計測回路部５と、計測回路部５からの信号に基づいて流量を算出する流量演算部６を備え、計測流路１と超音波振動子２、３とセンサ押さえ８と回路基板４を覆う金属製のセンサケース７とで構成されており、計測回路部５と流量演算部６は回路基板４に構成されている。
【００１６】
計測流路１には、流路入口１ａと流路出口１ｂが形成されており、被計測流体は流路入口１ａから流入し、流路１ｃを通って流路出口１ｂから流出する。そして、一対の超音波振動子２、３は、流路１ｃにおいて超音波が被計測流体の流れ方向に対して斜めに伝搬するように対向配置されている。
【００１７】
超音波振動子２、３は、フランジ２ａ、３ａ有しており、防振部材１６をフランジ２ａ、３ａに巻周した状態でセンサ取付穴９ａ、９ｂに取り付けられ、センサ押さえ８をビス１７を用いて計測流路１にビス止めすることで、計測流路１に固定される。また、防振部
材押さえ１５で防振部材１６をフランジ２ａ，３ａに押し付けることで機密を確保している。
【００１８】
超音波振動子２、３は、リード線２ｃ，２ｄ、リード線３ｃ，３ｄでそれぞれ回路基板４と電気的に接続されている。また、回路基板４は、外部との接続用コネクタ１３を有しており、回路動作用の電源の供給や流量演算部６で演算して求めた流量を流量信号として外部に出力できる。
【００１９】
計測流路１の上面（便宜上、回路基板４と載置する側を上面と称す）には、ツメ１０とリブ１１及び回路基板４の高さ方向の位置を規制する位置決めリブ１４が計測流路１から延出して設けられており、リブ１１には、スナップフィット１１ａが設けられている。なお、計測流路１は樹脂製であり、ツメ１０、リブ１１、位置決めリブ１４は、樹脂成形時に同時に形成される。
【００２０】
そして、回路基板４はツメ１０と篏合することで、計測流路１に固定される。また、センサケース７は、センサケース７の側面に設けた開口部７ａとスナップフィット１１ａが篏合することで計測流路１に固定される。なお、センサケース７の上面内側７ｂが、リブ１１の先端部１１ｂと当接することで位置が規制される。更に、回路基板４の上には回路のグランドに接続されたオンボードコンタクト１２が設けられており、センサケース７が計測流路１に固定された際にセンサケース７と接触する構成となっている。
【００２１】
以上のように構成された超音波流量計２０について、以下その動作、作用を説明する。
【００２２】
まず、計測流路１の内に流入する被測定流体の流量を把握するには、計測流路１に対向配置される一対の超音波振動子２、３間で送受信される超音波の伝搬時間を計測回路部５で計測し、流量演算部６では伝搬時間から流速を算出し、流速から流量を求めることができる。計測流路１の上面にツメ１０とスナップフィット１１ａが形成したことで、ツメ１０によって新たに部材を追加することなく、回路基板４を計測流路１の上に固定することが可能となり、スナップフィット１１ａによって、接着剤を用いることなくセンサケース７を計測流路１に固定することができる。また、回路基板４の上面に回路のグランドに接続されたオンボードコンタクト１２を設けることにより、回路基板４のグランドを強化することができ、外部ノイズに対する耐ノイズ性の向上を図ることができる。
【００２３】
以上の構成により、本発明によると、容積が小さく、搭載性の良い超音波流量計を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
以上のように、本発明にかかる超音波流量計は、容積が小さい流量計を提供できるため、設置容積に制約がある小型機器へも適用できる。
【符号の説明】
【００２５】
１  計測流路
２  超音波振動子
３  超音波振動子
４  回路基板
５  計測回路部
６  流量演算部
７  センサケース
８  センサ押さえ
１０  ツメ
１１ａ  スナップフィット
１２  オンボードコンタクト
２０  超音波流量計
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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