(57)【要約】【課題】測定に不適な外面反射波を生じないようにする。【解決手段】超音波送受波器１５ａ、１５ｂからの超音波ビームＢは、ビーム伝達体１６を経て合成樹脂製の管体１１内に入射し、流体Ｆを経由し管体の内面で反射し、内面反射波Ｂａとなり再び流体Ｆを経てビーム伝達体１６を介して他方の超音波送受波器１５ａ、１５ｂに入射する。一方、管体１１を通過し外面に達した超音波ビームＢは、粘性体１７を経て振動吸収体１３に入射して散乱吸収されるので、再び外面に戻ってくる外面反射波Ｂｂは少ない。  従って、超音波送受信器１５ａ、１５ｂに達する超音波ビームＢは内面反射によるものが殆どであり、外面反射波Ｂｂとを回路的に区別することが容易となり、測定精度が向上する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管体の流体の流れ方向の上流側と下流側に取り付けた一対の超音波送受波器を有し、前記一方の超音波送受波器から発信した超音波ビームを前記管体の内壁の反射を経て前記他方の超音波送受波器で受信することを交互に繰り返し、前記管体内を流れる流体の流速により前記流体中を伝播する前記超音波ビームに生ずる伝播時間差を基に、前記管体内の流量を測定する超音波流量計であって、前記管体の内面反射部の外壁に粘性体を介して振動吸収体を取り付けたことを特徴とする超音波流量計。
【請求項２】
前記粘性体はグリスとし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】
前記振動吸収体は合成ゴムとし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４】
前記管体は合成樹脂製とし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５】
前記一対の超音波送受波器は前記管体に対し取り付け、取り外しを自在とするクランプ式としたことを特徴とする請求項１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、管路内の流体に超音波ビームを伝播させて管内流量を測定する超音波流量計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図３は超音波流量計の原理的説明図である。特許文献１〜３のように、流体Ｆが流れる管体１には、上流側と下流側の片側の外表面に、合成樹脂製のビーム伝達体２を介して、それぞれ超音波送受波器３ａ、３ｂが接着により固定されている。
【０００３】
超音波送受波器３ａ、３ｂから、ビーム伝達体２、管体１を通過して管体１内に超音波ビームＢが交互に発信され、対向する管体１の内面で反射され、再び管体１、ビーム伝達体２を通過して相手側の超音波送受波器３ｂ、３ａに到達する。これらの双方向の超音波ビームＢの伝播時間差によって、管体１内を流れる水等の流体Ｆの流量が測定可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２８１０３２号公報
【特許文献２】特開２００５−１８１２６８号公報
【特許文献３】特開２００６−３３７３１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
超音波送受波器３ａから出射した超音波ビームＢは、図３に示すように管体１の内面で反射する内面反射波Ｂａを発生すると共に、管体１を通過して管体１の外面で反射して超音波送受波器３ｂに達する外面反射波Ｂｂが生ずる。
【０００６】
管体１が金属製の場合には、例えば水から成る流体Ｆと金属との固有音響インピーダンスが十分に異なるために、反射部において超音波ビームＢが管体１内に入り込むことは少なく、多くは管体１の内面での内面反射波Ｂａとなる。
【０００７】
しかし、管体１が合成樹脂製の場合には、合成樹脂の固有音響インピーダンスが水と近いため、内面反射波Ｂａの発生と共に、管体１中に超音波ビームＢが入射し、管体１の外面からの外面反射波Ｂｂが発生し易い。
【０００８】
図４はこの場合に超音波送受波器３ｂで得られた超音波ビームＢのグラフ図であり、実線で示す内面反射波Ｂａと鎖線で示す外面反射波Ｂｂとが同等程度に発生する。測定精度を向上させるためには、測定を不安定とする外面反射波Ｂｂを排除し内面反射波Ｂａのみを抽出するために、内面反射波Ｂａと外面反射波Ｂｂとを回路的に区別しなければならない。
【０００９】
本発明の目的は、上述の課題を解消し、管体が合成樹脂製であっても、外面反射波が殆ど発生しないようにし、測定精度を向上させる超音波流量計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明に係る超音波流量計は、管体の流体の流れ方向の上流側と下流側に取り付けた一対の超音波送受波器を有し、前記一方の超音波送受波器から発信した超音波ビームを前記管体の内壁の反射を経て前記他方の超音波送受波器で受信することを交互に繰り返し、前記管体内を流れる流体の流速により前記流体中を伝播する前記超音波ビームに生ずる伝播時間差を基に、前記管体内の流量を測定する超音波流量計であって、前記管体の内面反射部の外壁に粘性体を介して振動吸収体を取り付けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る超音波流量計によれば、得られる超音波ビーム反射波の殆どは内面反射波であるので、精度の良い測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例の超音波流量計の構成図である。
【図２】実施例で得られる超音波ビームの波形図である。
【図３】超音波流量計の原理的説明図である。
【図４】従来の超音波流量計で得られる超音波ビームの波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は実施例の既設管体の外側に取り付けて使用するクランプ式の超音波流量計の構成図を示している。テフロン（登録商標）等の合成樹脂製の流路用管体１１の片側に、合成樹脂又は金属から成るブロック体１２が配置され、管体１１の他側に例えば合成ゴムから成る振動吸収体１３が取り付けられ、バンド１４により管体１１の周囲に固定されている。
【００１５】
ブロック体１２内の上流側と下流側には、一対の超音波送受波器１５ａ、１５ｂが取り付けられており、超音波送受波器１５ａ、１５ｂの入出射側には合成樹脂から成るビーム伝達体１６が配置されている。
【００１６】
超音波流量計の管体１１への固定に際しては、ブロック体１２の内側、振動吸収体１３の内側にグリス、シリコン油等の粘性体１７を塗布して管体１１の外壁に密着させる。ブロック体１２の内側は管体１１の外形に合わせて形成されており、振動吸収体１３には可撓性を有する例えば合成ゴム板を使用して変形させ、同様に粘性体１７を塗布して密着させることができ、ブロック体１２、振動吸収体１３をバンド１４により取り外し自在に固定すればよい。
【００１７】
超音波送受波器１５ａ、１５ｂには、パルス信号を供給する駆動手段２１の出力が接続され、超音波送受波器１５ａ、１５ｂの電気的出力は演算制御手段２２に接続され、更に演算制御手段２２の出力は表示手段２３に接続されている。
【００１８】
流量測定に際しては、超音波送受波器１５ａ、１５ｂの一方から駆動手段２１による信号により、ビーム伝達体１６、粘性体１７を介して管体１１内に超音波ビームＢを発信する。また、超音波送受波器１５ａ、１５ｂの他方において、流体Ｆを通過し管体１１の内壁の内面反射部で反射した内面反射波Ｂａを受信し、演算制御手段２２に送信する。このように、超音波送受波器１５ａ、１５ｂにより超音波ビームＢの発信、受信を交互に繰り返す。
【００１９】
超音波ビームＢが流体Ｆの上流側から下流側に到達する往きの時間と、下流側から上流側に到達する戻りの時間との伝播時間差を演算制御手段２２により平均的に求める。この伝播時間差を基に、演算制御手段２２において公知の方法により流体Ｆの流速を求めて流量値を算出し、表示手段２３に表示する。
【００２０】
本実施例においては、図１に示すように超音波送受波器１５ａ、１５ｂからの超音波ビームＢは、管体１１中に入射し、流体Ｆを通り一部は管体１１の内壁で反射し内面反射波Ｂａとなり、他の超音波ビームＢは管体１１の反射部を通過し管体１１の外面に到達する。この外面には粘性体１７が塗布されており、管体１１の材料である合成樹脂と粘性体１７との固有音響インピーダンスが近似しているため、外面に到達した超音波ビームＢは粘性体１７を通過し、同様に固有音響インピーダンスが近似している振動吸収体１３内に入り込む。
【００２１】
振動吸収体１３に入射した超音波ビームＢは、分子構造の配列方向がランダムな振動吸収体１３内で散乱しながら吸収され熱に変換される。仮に、振動吸収体１３に入射し、内部で散乱し振動吸収体１３から出射して、粘性体１７を通って管体１１に戻ってきても、その方向はランダムであり、超音波送受波器１５ｂの方向に向うことは少ない。
【００２２】
従って、図２に示すように外面反射波Ｂｂのレベルは小さくなり、得られる反射波Ｂａ、Ｂｂに対してレベル閾値を基に、内面反射波Ｂａを抽出すること可能となり、測定精度が向上する。
【００２３】
なお、実施例においては、クランプ式の超音波流量計について説明したが、既設の超音波流量計においても、振動吸収体を取り付けることによって適用できることは勿論である。
【符号の説明】
【００２４】
１１  流路用管体
１２  ブロック体
１３  振動吸収体
１４  バンド
１５ａ、１５ｂ  超音波送受波器
１６  ビーム伝達体
１７  粘性体
２１  駆動手段
２２  演算制御手段
２３  表示手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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