(57)【要約】【課題】  順方向伝播時と逆方向伝播時との間で超音波トランスジューサに生じる、超音波ビームの受信感度特性の非対称性を改善し、あるいは流路短辺方向での流速分布の影響を緩和し、計測精度の向上に寄与することのできる超音波流量計を提供する。【解決手段】  周辺素子部１３１Ｓの周辺分極電圧ＶＳが中央素子部１３１Ｃの中央分極電圧ＶＣよりも大となるように分極処理（ＶＳ＞ＶＣ）する。超音波ビームの出力強度は、流路短辺Ｓ方向において、中央素子部１３１Ｃよりも周辺素子部１３１Ｓにて高強度となるように調整される（ＥＳ＞ＥＣ）。流路短辺Ｓ方向において、中央メッシュ４２Ｃの平均メッシュ間隔ｋＣを周辺メッシュ４２Ｓの平均メッシュ間隔ｋＳよりも大きく設定している（ｋＣ＞ｋＳ）ので、中央メッシュ４２Ｃの透過率γＣは周辺メッシュ４２Ｓの透過率γＳよりも大きくなる（γＣ＞γＳ）。メッシュ４２通過後のビーム強度は、超音波放射面ＲＰから送出される超音波ビームの出力強度差を縮小するように調整される。【選択図】  図１３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を通過させるために所定の流路断面積を有する導入側流路と、その導入側流路に交差して直線状に連通形成され、流体の流量を測定するために流路の幅方向を長辺とし高さ方向を短辺とする矩形状に開口して前記導入側流路よりも小さい流路断面積を有し、その短辺壁部の取付壁面に流体の流れ方向上手側若しくは下手側に向けて超音波ビームを発振し、及び／又は流れ方向上手側若しくは下手側から到来する超音波ビームを受信する少なくとも一対の超音波トランスジューサが取り付けられた計測用直線流路と、を含む超音波流量計であって、
前記導入側流路の出口側末端部と前記計測用直線流路の入口側先端部との間に配置され、その計測用直線流路の長辺壁部に連なる外周側と内周側とのうち少なくとも外周側が湾曲形態に形成されて流体の流れを方向転換させるとともに、幅方向中央で前記取付壁面に平行な断面において、流路の開口高さが流れ方向下手側に向かうにつれて減少する方向転換部と、
前記計測用直線流路内に流れ方向に沿って配置され、その計測用直線流路の長辺となる開口幅を幅方向に分割して複数の分割流路を形成するとともに、前記超音波ビームの測線に対応させて幅方向に貫通形成された連通孔と、前記超音波ビームが所定の透過率で通過するように前記連通孔を少なくとも部分的に覆うように重ね合わせて配置された網目体とを有する１又は複数の仕切部と、を備え、
前記超音波トランスジューサは、流れ方向上手側のものが発振側となり下手側のものが受信側となる順方向駆動モードと、流れ方向下手側のものが発振側となり上手側のものが受信側となる逆方向駆動モードとにより、前記超音波ビームの到達時間が各々測定可能とされ、かつ、超音波放射面から送出される超音波ビームの出力強度が前記計測用直線流路の高さ方向において異なるように調整されるとともに、
前記仕切部の網目体は、前記超音波トランスジューサにおける前記超音波ビームの出力強度特性に応じて異なる透過率を有するように、前記計測用直線流路の高さ方向において区画形成されていることを特徴とする超音波流量計。
【請求項２】
前記超音波ビームの出力強度は、前記計測用直線流路の高さ方向において前記超音波放射面の中央部よりも周辺部にて高強度となるように調整されるとともに、
前記網目体の透過率は、前記計測用直線流路の高さ方向において前記連通孔の周辺部よりも中央部にて大となし、前記超音波ビームの出力強度差を縮小するように調整される請求項１に記載の超音波流量計。
【請求項３】
前記計測用直線流路の高さ方向で見たとき、前記連通孔における中央部と周辺部との寸法比は、前記超音波放射面における中央部と周辺部との寸法比と対応付けて設定されている請求項２に記載の超音波流量計。
【請求項４】
前記超音波トランスジューサにおいて、超音波発生源となる圧電素子が、前記超音波放射面の中央部に対応する中央素子部と、周辺部に対応する周辺素子部とに区分され、前記周辺素子部の圧電定数が前記中央素子部の圧電定数よりも大きく設定されている請求項２又は３に記載の超音波流量計。
【請求項５】
前記圧電素子の中央素子部と周辺素子部とが同一材質の圧電セラミックにて構成され、前記周辺素子部が前記中央素子部よりも高電圧にて分極処理されたものが使用される請求項４に記載の超音波流量計。
【請求項６】
前記圧電素子は単一の圧電素子板にて構成され、前記超音波放射面の中央部に対応する部分と周辺部に対応する部分とを、互いに異なる電圧にて分極処理することにより、前記中央素子部と周辺素子部とが前記圧電素子板内に一体形成されている請求項４又は５に記載の超音波流量計。
【請求項７】
前記圧電素子板の中央素子部と周辺素子部との境界位置に、隣接する素子部を区画するための区画溝が該圧電素子板の厚さ方向に形成されている請求項６に記載の超音波流量計。
【請求項８】
前記区画溝の深さが前記圧電素子板の厚みの１／２以上となるように調整されている請求項７に記載の超音波流量計。
【請求項９】
前記圧電素子は、前記中央素子部と周辺素子部とが、所定量の隙間を介して隣接配列する、互いに独立した圧電素子ブロックとして別体分離形成されている請求項４又は５に記載の超音波流量計。
【請求項１０】
前記中央素子部と周辺素子部との圧電定数比又は前記計測用直線流路の高さ方向における寸法比が、流体の動粘性係数の値に応じて調整されている請求項４ないし９のいずれか１項に記載の超音波流量計。
【請求項１１】
前記超音波トランスジューサは、超音波発生源となる圧電素子板の超音波送出側となる板面に音響整合層が重ね配置されたものであり、該音響整合層は、前記超音波放射面の中央部に対応する層中央部と、周辺部に対応する層周辺部とに区分され、前記層周辺部が前記層中央部よりも音響インピーダンスの小さい材質にて構成されている請求項２又は３に記載の超音波流量計。
【請求項１２】
前記網目体の透過率が、その網目体を構成する網目状素材の平均メッシュ間隔をパラメータとして表されるとき、
前記計測用直線流路の高さ方向において前記連通孔の中央部に位置する中央網目体の平均メッシュ間隔は、その両側の周辺部に位置する周辺網目体の平均メッシュ間隔よりも大きく設定されている請求項２ないし１１のいずれか１項に記載の超音波流量計。
【請求項１３】
前記網目体のうち、前記計測用直線流路の高さ方向において前記連通孔の中央部に位置する中央網目体の平均メッシュ間隔は前記超音波ビームの波長よりも小さく設定される一方、
同じく前記中央網目体の両側の周辺部に位置する周辺網目体の平均メッシュ間隔は前記超音波ビームの波長よりも大きく設定されている請求項２ないし１１のいずれか１項に記載の超音波流量計。
【請求項１４】
前記網目体は前記計測用直線流路の高さ方向において前記連通孔の周辺部にのみ設けられ、その周辺部に位置する周辺網目体の平均メッシュ間隔は前記超音波ビームの波長よりも大きく設定されている請求項２ないし１１のいずれか１項に記載の超音波流量計。
【請求項１５】
流体を通過させるために所定の流路断面積を有する導入側流路と、その導入側流路に交差して直線状に連通形成され、流体の流量を測定するために流路の幅方向を長辺とし高さ方向を短辺とする矩形状に開口して前記導入側流路よりも小さい流路断面積を有し、その短辺壁部の取付壁面に流体の流れ方向上手側若しくは下手側に向けて超音波ビームを発振し、及び／又は流れ方向上手側若しくは下手側から到来する超音波ビームを受信する少なくとも一対の超音波トランスジューサが取り付けられた計測用直線流路と、を含む超音波流量計であって、
前記導入側流路の出口側末端部と前記計測用直線流路の入口側先端部との間に配置され、その計測用直線流路の長辺壁部に連なる外周側と内周側とのうち少なくとも外周側が湾曲形態に形成されて流体の流れを方向転換させるとともに、幅方向中央で前記取付壁面に平行な断面において、流路の開口高さが流れ方向下手側に向かうにつれて減少する方向転換部と、
前記計測用直線流路内に流れ方向に沿って配置され、その計測用直線流路の長辺となる開口幅を幅方向に分割して複数の分割流路を形成するとともに、前記超音波ビームの測線に対応させて幅方向に貫通形成された連通孔と、前記超音波ビームが所定の透過率で通過するように前記連通孔を少なくとも部分的に覆うように重ね合わせて配置された網目体とを有する１又は複数の仕切部と、を備え、
前記超音波トランスジューサは、流れ方向上手側のものが発振側となり下手側のものが受信側となる順方向駆動モードと、流れ方向下手側のものが発振側となり上手側のものが受信側となる逆方向駆動モードとにより、前記超音波ビームの到達時間が各々測定可能とされ、かつ、超音波放射面から送出される超音波ビームの出力強度が前記計測用直線流路の高さ方向での流速分布に応じて異なるように調整されるとともに、
前記仕切部の網目体は、その透過率が、前記超音波トランスジューサにおける前記超音波ビームの出力強度差を縮小するように調整されることにより、前記計測用直線流路の高さ方向において区画形成されていることを特徴とする超音波流量計。
【請求項１６】
前記導入側流路と計測用直線流路とが直交状に配置され、
前記計測用直線流路の開口高さ及び開口幅が流れ方向に対して一定に形成されている請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の超音波流量計。
【請求項１７】
請求項１ないし１６のいずれか１項に記載の超音波流量計において、
高さ方向に異なる透過率を有するように区画形成された複数の網目体を備え、
それらの網目体は、前記超音波トランスジューサにおける前記超音波ビームの出力強度特性に応じ、前記仕切部の連通孔に対して着脱可能に重ね合わせて配置されることを特徴とする超音波流量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＰガス、都市ガス、空気、水などの流体の流量を計測する超音波流量計に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＬＰガス、都市ガス、空気、水などの流体の流量を計測する流量計測装置として、超音波を利用して流速を測定する超音波流量計が知られている。このような超音波流量計では、例えば、流体を通過させるための計測流路（計測用直線流路）の壁部（取付壁面）に、流体の流れ方向上手側又は下手側に向けて超音波を発振した後、流れ方向上手側又は下手側から到来する超音波を受信する一対の超音波トランスジューサ（送受信振動子）が取り付けられて、流量測定部を構成している。また、導入側流路と計測流路との間には、流れ方向上手側に位置する導入側流路を外周側及び内周側で湾曲させて流体の流れを方向転換するとともに、流れ方向下手側に向かうにつれて流路断面積を縮小し、流れ方向下手側に位置する計測流路へ連通するための方向転換部が配置されている。このような流路構成によって圧力損失を抑制し、流量測定部での測定精度の向上や測定範囲の拡大が図られている。
【０００３】
ところが、計測流路の幅方向を長辺とし高さ方向を短辺とする矩形状に開口し、方向転換部の出口側末端部において外周側及び内周側で計測流路の長辺壁部に接続する場合、計測流路の幅方向及び高さ方向において、流路を流れる流体の流速分布は流量に応じて不均等あるいは非対称になる。もちろん助走区間（流量測定部の前方区間）を長く取れば、計測流路における幅方向及び高さ方向の流速分布を十分に均等化及び対称化し平滑化することは可能である。
【０００４】
具体的には、小流量時（低速時；層流域）には、計測流路の幅方向及び高さ方向において、中央位置付近に最大流速（ピーク値）が現れる扇状（又は弧状あるいは放物線状）の流速分布を呈し、大流量時（高速時；乱流域）には、計測流路の幅方向及び高さ方向において、平均流速が最大流速（ピーク値）とほぼ一致するバスタブ状（又はコの字状）の流速分布を呈する。そして、流速分布を均等化及び対称化（平滑化）するに必要な助走区間の長さは、一般には、開口幅Ｗ、開口高さＨとしたとき、１０×（Ｗ×Ｈ）１／２以上必要とされている。そこで、超音波トランスジューサ前方の助走区間を短縮して超音波流量計を簡素に構成することが望まれている。また、小流量時において大流量時のようなバスタブ状となるように、流速分布を平滑化することが望まれる場合もある。
【０００５】
そこで、このように流路の幅方向を長辺とし高さ方向を短辺とする矩形状に開口する計測流路において、短辺壁部の取付壁面に超音波トランスジューサを取り付けるとともに、短辺となる開口高さを高さ方向に分割して複数の層状流路（分割流路）を形成する仕切板（仕切部）を流れ方向に沿って配置することが開示されている（特許文献１参照）。また、計測流路の壁面に超音波トランスジューサを取り付けるとともに、複数の層状流路（分割流路）を形成するビーム絞り孔付き仕切板（仕切部）を計測流路内に流れ方向に沿って配置することが開示されている（特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特許第３５２８３４７号公報
【特許文献２】特開２００４−２５１６５３号公報
【０００７】
このうち、特許文献１によれば、仕切板で分割された層状流路毎に主として高さ方向での流速分布を均等化及び対称化（平滑化）できる。しかし、仕切板が超音波トランスジューサを横断する（遮る）形で配置されるので、超音波ビームが仕切板で分断されパワーが分散・減衰されて、超音波流量計の能率や精度が低下する。また、仕切板によって計測流路は高さ方向に狭い（薄い）層状に分割されるために、計測時の圧力損失が大きくなり、幅方向及び高さ方向での流速分布の平滑化が不十分となり、広い測定範囲での安定した流量計側が阻害されるおそれがある。
【０００８】
一方、特許文献２によれば、仕切板のビーム絞り孔で超音波ビームを絞りつつ、分割された流路毎に、流路の幅方向と高さ方向とのうちいずれか一方向で流速分布を均等化及び対称化（平滑化）できる。しかし、特許文献２においては他方向での流速分布が不均等になったり非対称になったりするおそれがあり、超音波ビームのパワーロスを抑制するためのビーム絞り孔径の調整（設定）にも困難を伴う場合がある。
【０００９】
上記したように、計測流路における流速分布が均等化及び対称化されてから、常に超音波トランスジューサによる流量計測が行われるとは限らない。さらに、本発明者が検討したところ、流量計測で用いられる超音波トランスジューサにおいても、これとは別の要因により、超音波ビームの強度分布には流れ中を伝播する過程で不可避的な偏りが生じることが判明した。すなわち、一対の超音波トランスジューサについて、流れ方向上手側のものが発振側となり下手側のものが受信側となる順方向駆動モードと、流れ方向下手側のものが発振側となり上手側のものが受信側となる逆方向駆動モードとで、超音波ビームの到達時間を測定する際の受信レベル（受信感度）に差を生じるため、単に計測流路における流速分布を改善（均等化及び対称化）するだけでは流量計測の精度が必ずしも向上しない。
【００１０】
この点に関し、矩形状断面を有する計測流路の短辺側壁面（取付壁面）において、斜めに取り付けられた超音波トランスジューサから、その放射面法線方向に超音波ビームが送出される状況を例えば図１にて考察する。図１は、超音波放射面上にて計測流路の高さ方向（短辺方向）に複数の点音源が等間隔に配列した点音源モデルを表している。
【００１１】
流体が静止している場合（つまり、流速がゼロの場合）は、各点音源から素元波が球面波の形で放射され、その波面上の各点の法線方向に素元波の音速ベクトルｃｎが現れる。各点音源からの音波は、放射面法線方向との角度に依存した位相差を生じながら、全角度方向に同じ音速ｃｎで均等に広がりながら伝播する。個々の点音源からの球面波は、重ね合わせの原理により、各方向への波束成分のうち逆相となるもの同士は打ち消しあい、結果として、個々の点音源からの球面波の包絡線を波面（放射面と平行な平面となる）とする波束が残り、これが巨視的な超音波ビームとして観察されることとなる。なお、超音波ビームの伝播領域は、理想的には超音波トランスジューサの超音波放射面を底面とし、その法線方向を高さ方向とする直柱状の領域となるが、放射面周辺部については、該放射面の外側に点音源が存在しないので、上記直柱状の領域の外側には、外向きに拡散する波束成分が打ち消されず残留する。したがって、放射面内のビーム強度分布は、周辺部を除いた領域でほぼ一様であり、放射面周縁に近づくにつれて緩やかに減衰するプロファイルを示す。
【００１２】
しかしながら、音波の伝播媒質である流体に放射面法線方向と交差する向きに流れが生じている場合は、図１の下部に示すように、素元波の音速ベクトルｃｎに流速ベクトルＶが重畳され、その合成ベクトル（ｃｎ＋Ｖ）の向きが実際の音波伝播方向を示すこととなる。図１は、被測定流体の流れに対し順方向に音波が伝播する場合を示している。ある時刻ｔでの波面の任意の点の位置ベクトルをＸｐ（ｔ）としたとき、波の伝播に伴って点Ｘｐの移動する速度はｄＸｐ（ｔ）／ｄｔにて表されるが、これを上記合成ベクトル（ｃｎ＋Ｖ）に等しいとおいて得られるベクトル微分方程式を数値的に解くと、順方向伝播の場合は、Ｘｐ（ｔ）の時間変化、すなわち、波束φの伝播軌跡は、流速がゼロの場合の波束φ’に対し、放射面法線方向から遠ざかる向きに拡散する形態となることがわかる。この拡散が生ずる分だけ、放射面周辺部でのビーム強度の低下は、流速がゼロの場合と比較して著しくなる。他方、超音波ビームを流れに対して逆方向に送出する場合は、上記ベクトル微分方程式に含まれる流速ベクトルＶの符号が反転し、結果のみ記載すれば、波束φの伝播軌跡は、流速がゼロの場合の波束φ’に対し、放射面法線方向に近づく向きに収束する。
【００１３】
したがって、図２に示すように、順方向伝播時には、上記超音波ビームの拡散により流速がゼロの場合と比較して受信レベル（受信感度）が低くなり、応答性及び感度は低下する傾向となる。特に、計測流路の短辺方向（高さ方向）周辺部では壁部摩擦による流速の低下が著しいので、受信側の超音波トランスジューサに対して超音波ビームは、周辺部のほうが中央部よりも遅れて到達する形となり、位相差を生ずる。さらに、送信側の超音波トランスジューサから放射された直後は放射面中央付近にあった波束が、受信側の超音波トランスジューサに近づくにつれて外側に拡散する結果、受信に至るまでの総伝播距離が大きくなる。図１に示すように、受信側超音波トランスジューサの周辺領域ほど、伝播距離の長い波束の比率が高くなるため、中央領域との波束の位相差は一層拡大し、受信感度の低下を助長する。他方、逆方向伝播時には、超音波ビームの収束により流速がゼロの場合と比較して受信感度が高くなり、周辺領域と中央領域との波束位相差も縮小するので、応答性及び感度は向上する傾向となる。当然のことながら、この傾向は流速が大きく流量の絶対値が高くなるほど（すなわち、層流域よりも乱流域で）顕著となる（図２参照）。
【００１４】
このように順方向伝播時と逆方向伝播時とで超音波の受信感度が非対称になると、順方向伝播時の到達時間と逆方向伝播時の到達時間とに少なからぬ誤差あるいは偏差を生ずる。その結果、特に順方向の感度低下に伴う検出Ｓ／Ｎ比の低下が懸念される。他方、受信低下を補うために駆動電圧を流速に応じて増加させる方法も考えられるが、電圧制御回路の追加や消費電流増加に伴う電池寿命低下が懸念される。また、電圧変化に伴う超音波トランスジューサの駆動遅延時間（駆動電圧が印加されてから実際に超音波が放射されるまでの時間的な遅れ）の不規則な変動により、計測精度が低下することもありうる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の課題は、順方向伝播時と逆方向伝播時との間で超音波トランスジューサに生じる、超音波ビームの受信感度特性の非対称性を改善し、あるいは計測用直線流路における高さ方向（流路短辺方向）での流速分布の影響（偏り）を緩和し、ひいては計測精度の向上に寄与することのでき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及び発明の効果】
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明に係る超音波流量計は、
流体を通過させるために所定の流路断面積を有する導入側流路と、その導入側流路に交差して直線状に連通形成され、流体の流量を測定するために流路の幅方向を長辺とし高さ方向を短辺とする矩形状に開口して前記導入側流路よりも小さい流路断面積を有し、その短辺壁部の取付壁面に流体の流れ方向上手側若しくは下手側に向けて超音波ビームを発振し、及び／又は流れ方向上手側若しくは下手側から到来する超音波ビームを受信する少なくとも一対の超音波トランスジューサが取り付けられた計測用直線流路と、を含む超音波流量計であって、
前記導入側流路の出口側末端部と前記計測用直線流路の入口側先端部との間に配置され、その計測用直線流路の長辺壁部に連なる外周側と内周側とのうち少なくとも外周側が湾曲形態に形成されて流体の流れを方向転換させるとともに、幅方向中央で前記取付壁面に平行な断面において、流路の開口高さが流れ方向下手側に向かうにつれて減少する方向転換部と、
前記計測用直線流路内に流れ方向に沿って配置され、その計測用直線流路の長辺となる開口幅を幅方向に分割して複数の分割流路を形成するとともに、前記超音波ビームの測線に対応させて幅方向に貫通形成された連通孔と、前記超音波ビームが所定の透過率で通過するように前記連通孔を少なくとも部分的に覆うように重ね合わせて配置された網目体とを有する１又は複数の仕切部と、を備え、
前記超音波トランスジューサは、流れ方向上手側のものが発振側となり下手側のものが受信側となる順方向駆動モードと、流れ方向下手側のものが発振側となり上手側のものが受信側となる逆方向駆動モードとにより、前記超音波ビームの到達時間が各々測定可能とされ、かつ、超音波放射面から送出される超音波ビームの出力強度が前記計測用直線流路の高さ方向において異なるように調整されるとともに、
前記仕切部の網目体は、前記超音波トランスジューサにおける前記超音波ビームの出力強度特性に応じて異なる透過率を有するように、前記計測用直線流路の高さ方向において区画形成されていることを特徴とする。
【００１７】
上記超音波流量計では、超音波トランスジューサの超音波放射面から送出される超音波ビームの出力強度が計測用直線流路（例えば直線状中間流路）の高さ方向（流路短辺方向）において異なるように調整される一方、仕切部の網目体は、超音波トランスジューサにおける超音波ビームの出力強度特性に応じて異なる透過率を有するように、流路短辺方向において区画形成される。これにより、超音波ビームの出力強度の調整と網目体の透過率の調整とで各々の調整負担を軽減しつつ、流路短辺方向において超音波ビーム強度が（例えば中央部と周辺部とで）ほぼ等しくなるよう制御でき、伝播する超音波のビーム強度分布を流路短辺方向でほぼ均一化することができる。
【００１８】
したがって、順方向伝播時と逆方向伝播時との間で超音波トランスジューサに生じる、超音波ビームの受信感度特性の非対称性が改善され、また、流路短辺方向での流速分布に偏りがあってもその影響を緩和（軽減）できるので、流量計測精度の向上を図ることができる。具体的には、例えば、超音波ビーム（到達時間）の検出Ｓ／Ｎ比が向上し、計測時における消費電流が抑制できるようになり、ひいては超音波トランスジューサによる広い測定範囲での安定した流量計測を可能とするとともに、超音波トランスジューサ前方の助走区間を短縮して簡素に構成することができるようになる。
【００１９】
また、上記超音波流量計では、計測用直線流路を仕切部により幅方向（流路長辺方向）に分割して複数の分割流路を形成している。このように、超音波ビームが仕切部で分断されないため、パワーが分散・減衰されなくなり、超音波トランスジューサによる流量計測が高能率・高精度で行える。また、仕切部によって流路長辺方向に分割されるために、計測時の圧力損失が抑制され、流路長辺方向の流速分布が均等化及び／又は対称化される。
【００２０】
なお、網目体を通過する超音波ビームの透過率に影響を与える因子として、網目体を構成する網目状素材に関し、
（１）平均メッシュ間隔（網目状素材の横糸間及び縦糸間の平均間隔）
（２）線径（網目状素材の横糸又は縦糸の太さ）
（３）開孔率（網目状素材の全体表面積に占める開孔部の合計表面積の割合）
（４）材質（網目状素材の横糸及び縦糸の材料）
等が含まれる。ただし、（３）の開孔率は（１）と（２）によって決まる。
【００２１】
このような超音波流量計において、
超音波ビームの出力強度は、計測用直線流路の高さ方向において超音波放射面の中央部よりも周辺部にて高強度となるように調整されるとともに、
網目体の透過率は、計測用直線流路の高さ方向において連通孔の周辺部よりも中央部にて大となし、超音波ビームの出力強度差を縮小（若しくは緩和又は相殺）するように調整される場合がある。
【００２２】
このように、超音波ビームの出力強度を中央部よりも周辺部にて大となす（中央部＜周辺部）一方、網目体の透過率を周辺部よりも中央部にて大となす（中央部＞周辺部）ことによって、順方向伝播時と逆方向伝播時との超音波ビームの受信感度の対称性を図りやすくなり、かつ超音波ビームの出力強度と網目体の透過率との調整負担を軽減しやすくなるので、流量計測精度の一層の向上を図ることができる。
【００２３】
その際、計測用直線流路の高さ方向で見たとき、連通孔における中央部と周辺部との寸法比は、超音波放射面における中央部と周辺部との寸法比と対応付けて（例えば、一致して、又は近似して）設定されるのが望ましい。
【００２４】
このように、連通孔における中央部と周辺部との寸法比を、超音波放射面における中央部と周辺部との寸法比と対応付けて（一致して、又は近似して）設定することによって、順方向伝播時と逆方向伝播時との超音波ビームの受信感度の非対称性を改善しつつ、超音波ビームの出力強度と網目体の透過率との調整負担割合を容易に設定（又は変更）することができる。
【００２５】
以上のように構成された超音波トランスジューサにおいて、超音波発生源となる圧電素子が、超音波放射面の中央部に対応する中央素子部と、周辺部に対応する周辺素子部とに区分され、周辺素子部の圧電定数を中央素子部の圧電定数よりも大きく設定することができる。
【００２６】
このように、圧電素子の周辺素子部と中央素子部とで圧電定数を異ならせることにより、超音波ビームの出力強度分布が中央部よりも周辺部にて高強度となす構成を簡単に実現することができる。
【００２７】
その際、圧電素子の中央素子部と周辺素子部とを同一材質の圧電セラミックにて構成し、周辺素子部を中央素子部よりも高電圧にて分極処理することで、前者の圧電定数を後者よりも高く設定できる。
【００２８】
このように、周辺素子部と中央素子部とで圧電定数の異なる素子構成を、同一材質の圧電セラミックを用いつつ実現でき、超音波トランスジューサの低コスト化に寄与することができる。
【００２９】
一例として、上記圧電素子を単一の圧電素子板にて構成し、超音波放射面の中央部に対応する部分と周辺部に対応する部分とを、互いに異なる電圧にて分極処理することにより、中央素子部と周辺素子部とを圧電素子板内に一体形成することができる。
【００３０】
この場合、中央素子部と周辺素子部とを単一の圧電素子板として一括製造でき、超音波トランスジューサの製造コストの更なる低廉化に寄与することができる。
【００３１】
具体的には、圧電素子板の中央素子部と周辺素子部との境界位置に、隣接する素子部を区画するための区画溝を圧電素子板の厚さ方向に形成することができる。
【００３２】
この構成によれば、中央素子部と周辺素子部とを各々異なる電圧にて分極処理する際に、特に高電圧で分極する周辺素子部への印加電圧の影響が、区画溝による遮断効果により中央素子部に及びにくくなり、個々の部分の分極レベルをより正確に、かつきめ細かく制御できる。また、中央素子部と周辺素子部とが、溝底部側では一体化されているので、超音波トランスジューサへの素子アセンブリ工程の簡略化を図ることができる。
【００３３】
なお、区画溝の深さを圧電素子板の厚みの１／２以上（望ましく３／４以上）となるように調整する場合には、区画溝による印加電圧の遮断効果をより顕著なものとすることができる。
【００３４】
また、他の例として、上記圧電素子を、中央素子部と周辺素子部とが、所定量の隙間を介して隣接配列する、互いに独立した圧電素子ブロックとして別体分離形成してもよい。
【００３５】
この構成によれば、個々の素子部分の分極レベルひいては圧電定数をさらにきめ細かく制御できる。なお、この場合においては、中央素子部と周辺素子部とを同一材質の圧電セラミックにて構成してもよいし、互いに異なる材質の圧電セラミックにて構成してもよい。
【００３６】
さらに、これらの圧電素子では、中央素子部と周辺素子部との圧電定数比（若しくは各圧電定数の絶対値）又は計測用直線流路の高さ方向における寸法比（若しくは各寸法の絶対値）を、流体の動粘性係数の値に応じて調整することができる。
【００３７】
計測用直線流路内を流れる被測定流体の動粘性係数の相違によって、流路短辺方向（計測用直線流路の高さ方向）における流速分布は大きく変化する。また計測する温度範囲によっても動粘性係数の変動幅がある。そこで、流体の動粘性係数の値に応じて、中央素子部と周辺素子部との圧電定数比（若しくは各圧電定数の絶対値）又は流路短辺方向における寸法比（若しくは各寸法の絶対値）を適正化することにより、流路短辺方向での流速分布の影響（偏り）を緩和し、計測精度の更なる向上に寄与することができる。
【００３８】
ところで、上記超音波トランスジューサが、超音波発生源となる圧電素子板の超音波送出側となる板面に音響整合層が重ね配置されたものとして構成される場合、音響整合層を、超音波放射面の中央部に対応する層中央部と、周辺部に対応する層周辺部とに区分し、層周辺部を層中央部よりも音響インピーダンスの小さい材質にて構成することができる。
【００３９】
このように、音響整合層の層中央部と層周辺部とで音響インピーダンスを異ならせることにより、超音波ビームの出力強度分布が中央部よりも周辺部にて高強度となす構成を簡単に実現することができる。その際、例えば、樹脂マトリックスに対する空隙形成用フィラー（例えば、ガラスバルーン）の体積配合率が、音響整合層の層中央部よりも層周辺部にて大となるように調整することによって、後者の音響インピーダンスを前者よりも小さく設定できる。
【００４０】
次に、網目体の透過率が、その網目体を構成する網目状素材の平均メッシュ間隔をパラメータとして表されるとき、
計測用直線流路の高さ方向において連通孔の中央部に位置する中央網目体の平均メッシュ間隔を、その両側の周辺部に位置する周辺網目体の平均メッシュ間隔よりも大きく設定することができる。
【００４１】
例えば、平均メッシュ間隔が透過率と正の相関関係を有する場合には、平均メッシュ間隔が大きい中央網目体の透過率が周辺網目体の透過率より高くなるので、平均メッシュ間隔をパラメータとして網目体の透過率を調整することができる。
【００４２】
なお、透過率に影響を与える代表的な因子は、上記したように網目状素材の（１）平均メッシュ間隔、（２）線径、（３）開孔率、（４）材質である。したがって、（ａ）網目状素材が、超音波ビームの吸収が少ない材質（例えば、金属材料製や硬質の高分子材料製）であり、（ｂ）反射が少なく回折が可能な線径（例えば、線径ｄが超音波ビームの波長λの１／３以下）であって、かつ（ｃ）平均メッシュ間隔ｋが超音波ビームの波長λよりも大（ｋ＞λ）であれば、反射・吸収・回折（回り込み）による超音波ビーム強度への影響は無視できる程度に小さくなる。このような場合、平均メッシュ間隔は透過率と正の相関関係を有することになる。
【００４３】
そこで、中央網目体の平均メッシュ間隔を周辺網目体の平均メッシュ間隔よりも大きく設定する場合には、計測用直線流路の高さ方向（流路短辺方向）において中央部よりも周辺部にて高強度となるように調整された超音波ビームの出力強度分布に対し、その出力強度差を縮小ないし緩和する方向にビーム強度が調整される。このように、超音波ビームの出力強度の調整と網目体の透過率の調整とを組み合わせることによって、流路短辺方向において超音波ビーム強度が中央部と周辺部とでほぼ等しくなるよう制御でき、伝播する超音波のビーム強度分布を流路短辺方向でほぼ均一化することができるので、流量計測精度の更なる向上を図ることができる。例えば、中央網目体の平均メッシュ間隔ｋＣ＞周辺網目体の平均メッシュ間隔ｋＳ＞超音波ビームの波長λの関係に設定することにより、中央網目体の透過率γＣ＞周辺網目体の透過率γＳに調整することができる。その際、平均メッシュ間隔ｋと透過率γとは正の相関関係を有するから、両網目体の平均メッシュ間隔ｋＣ，ｋＳを変更（透過率γＣ，γＳを調整）することによって、両網目体を通過後のビーム強度差の縮小度合いを調節することができる。
【００４４】
なお、音速ｖ＝３４０ｍ／ｓとしたとき、周波数ｆ＝５００ｋＨｚの超音波ビームの波長λは、λ＝ｖ／ｆ＝０．６８ｍｍとなる。一方、平均メッシュ間隔ｋは、横方向間隔をｘ、縦方向間隔をｙとしたとき、
（１）ｋ＝（ｘ＋ｙ）／２
（２）ｋ＝（ｘ・ｙ）１／２
（３）ｋ＝｛（ｘ２＋ｙ２）／２｝１／２
等の計算式によって算出することができる。
【００４５】
また、網目体のうち計測用直線流路の高さ方向において連通孔の中央部に位置する中央網目体の平均メッシュ間隔が超音波ビームの波長よりも小さく設定される一方、
中央網目体の両側の周辺部に位置する周辺網目体の平均メッシュ間隔が超音波ビームの波長よりも大きく設定される場合がある。
【００４６】
超音波ビームの波長λ＞中央網目体の平均メッシュ間隔ｋＣのため、超音波ビームの回折（回り込み）効果が大きくなり、中央網目体の透過率γＣはきわめて大きく（ほぼ１００％）なる。一方、周辺網目体の平均メッシュ間隔ｋＳ＞超音波ビームの波長λのため、周辺網目体の透過率γＳは平均メッシュ間隔に比例する（正の相関関係を有する）が中央網目体の透過率γＣよりは小さい（γＣ＞γＳ）。そのため、計測用直線流路の高さ方向（流路短辺方向）において中央部よりも周辺部にて高強度となるように調整された超音波ビームの出力強度分布に対し、その出力強度差を縮小ないし緩和する方向にビーム強度が調整される。このように、ｋＳ＞λ＞ｋＣとなるように平均メッシュ間隔を調整することによっても、流路短辺方向において超音波ビーム強度が中央部と周辺部とでほぼ等しくなるよう制御でき、伝播する超音波のビーム強度分布を流路短辺方向でほぼ均一化することができるので、流量計測精度の更なる向上を図ることができる。その際、中央網目体の透過率γＣは実質的に１００％であり、周辺網目体において平均メッシュ間隔ｋＳと透過率γＳとは正の相関関係を有するから、周辺網目体の平均メッシュ間隔ｋＳを変更（透過率γＳを調整）することによって両網目体を通過後のビーム強度差の縮小度合いを調節することができる。
【００４７】
さらに、網目体は計測用直線流路の高さ方向において連通孔の周辺部にのみ設けられ、その周辺部に位置する周辺網目体の平均メッシュ間隔が超音波ビームの波長よりも大きく設定される場合がある。
【００４８】
このように、中央網目体を省略し、平均メッシュ間隔が超音波ビームの波長よりも大きく設定された周辺網目体のみで構成すれば、網目体ひいては超音波流量計をより安価に提供することができる。その際、連通孔の中央部での透過率は１００％であり、周辺網目体において平均メッシュ間隔ｋＳと透過率γＳとは正の相関関係を有するから、周辺網目体の平均メッシュ間隔ｋＳを変更（透過率γＳを調整）することによって、中央部と周辺部（周辺網目体）を通過後のビーム強度差の縮小度合いを調節することができる。
【００４９】
そして、上記課題を解決するために、本発明に係る超音波流量計は、
流体を通過させるために所定の流路断面積を有する導入側流路と、その導入側流路に交差して直線状に連通形成され、流体の流量を測定するために流路の幅方向を長辺とし高さ方向を短辺とする矩形状に開口して前記導入側流路よりも小さい流路断面積を有し、その短辺壁部の取付壁面に流体の流れ方向上手側若しくは下手側に向けて超音波ビームを発振し、及び／又は流れ方向上手側若しくは下手側から到来する超音波ビームを受信する少なくとも一対の超音波トランスジューサが取り付けられた計測用直線流路と、を含む超音波流量計であって、
前記導入側流路の出口側末端部と前記計測用直線流路の入口側先端部との間に配置され、その計測用直線流路の長辺壁部に連なる外周側と内周側とのうち少なくとも外周側が湾曲形態に形成されて流体の流れを方向転換させるとともに、幅方向中央で前記取付壁面に平行な断面において、流路の開口高さが流れ方向下手側に向かうにつれて減少する方向転換部と、
前記計測用直線流路内に流れ方向に沿って配置され、その計測用直線流路の長辺となる開口幅を幅方向に分割して複数の分割流路を形成するとともに、前記超音波ビームの測線に対応させて幅方向に貫通形成された連通孔と、前記超音波ビームが所定の透過率で通過するように前記連通孔を少なくとも部分的に覆うように重ね合わせて配置された網目体とを有する１又は複数の仕切部と、を備え、
前記超音波トランスジューサは、流れ方向上手側のものが発振側となり下手側のものが受信側となる順方向駆動モードと、流れ方向下手側のものが発振側となり上手側のものが受信側となる逆方向駆動モードとにより、前記超音波ビームの到達時間が各々測定可能とされ、かつ、超音波放射面から送出される超音波ビームの出力強度が前記計測用直線流路の高さ方向での流速分布（の偏り）に応じて異なるように調整されるとともに、
前記仕切部の網目体は、その透過率が、前記超音波トランスジューサにおける前記超音波ビームの出力強度差を縮小（若しくは緩和又は相殺）するように調整されることにより、前記計測用直線流路の高さ方向において区画形成されていることを特徴とする。
【００５０】
計測用直線流路内を流れる被測定流体の種別（例えばＬＰガスと都市ガス）によって、また計測する温度範囲によっても動粘性係数が変動する。動粘性係数の変動や流路の形態等によって、計測用直線流路における高さ方向（流路短辺方向）での流速分布が所定の形状（例えば、層流域では放射線状、乱流域ではバスタブ状）に均等化及び対称化されずに偏りを生じている場合には、超音波トランスジューサにおける超音波ビームの到達時間の計測精度が低下するおそれがある。
【００５１】
上記超音波流量計では、超音波トランスジューサの超音波放射面から送出される超音波ビームの出力強度が計測用直線流路（例えば直線状中間流路）の高さ方向（流路短辺方向）での流速分布に応じて異なるように調整される一方、仕切部の網目体は、その透過率が、超音波トランスジューサにおける超音波ビームの出力強度差を縮小（若しくは緩和又は相殺）するように調整されることにより、流路短辺方向において区画形成される。これにより、超音波ビームの出力強度の調整と網目体の透過率の調整とで各々の調整負担を軽減しつつ、流路短辺方向において超音波ビーム強度が（例えば中央部と周辺部とで）ほぼ等しくなるよう制御でき、伝播する超音波のビーム強度分布を流路短辺方向でほぼ均一化することができる。
【００５２】
したがって、流路短辺方向での流速分布に偏りがあってもその影響を緩和（軽減）できるので、流量計測精度の向上を図ることができる。具体的には、例えば、超音波ビーム（到達時間）の検出Ｓ／Ｎ比が向上し、計測時における消費電流が抑制できるようになり、ひいては超音波トランスジューサによる広い測定範囲での安定した流量計測を可能とするとともに、超音波トランスジューサ前方の助走区間を短縮して簡素に構成することができるようになる。
【００５３】
また、上記超音波流量計では、計測用直線流路を仕切部により幅方向（流路長辺方向）に分割して複数の分割流路を形成している。このように、超音波ビームが仕切部で分断されないため、パワーが分散・減衰されなくなり、超音波トランスジューサによる流量計測が高能率・高精度で行える。また、仕切部によって流路長辺方向に分割されるために、計測時の圧力損失が抑制され、流路長辺方向の流速分布が均等化及び／又は対称化される。
【００５４】
これらの超音波流量計では、導入側流路と計測用直線流路（流量計測区間）とが直交状に配置され、計測用直線流路（流量計測区間）の開口高さ及び開口幅が流れ方向に対して一定に形成されていれば、超音波流量計をコンパクトな箱型形状に形成できる。また、計測用直線流路（流量計測区間）での流速分布が均等化（対称化）されるので、流量測定の精度が向上する。さらに、超音波トランスジューサ前方の助走区間を短縮できる。
【００５５】
そして、このような超音波流量計において、
高さ方向に異なる透過率を有するように区画形成された複数の網目体を備え、
それらの網目体は、超音波トランスジューサにおける超音波ビームの出力強度特性に応じ、仕切部の連通孔に対して着脱可能に重ね合わせて配置されることを特徴とする。
【００５６】
これによって、被測定流体の種別や温度変化に伴って粘性が変化し動粘性係数が変動しても、網目体を交換（着脱）すればよい。このように、計測用直線流路全体あるいは超音波流量計全体を交換せずにすむので、汎用性が向上する。なお、仕切部の連通孔に対する網目体の着脱構造として、例えば、仕切部に形成された矩形状の連通孔の高さ方向の２辺に沿ってレール体を設け、網目体に付設したガイド体をそのレール体にはめ込む方式（はめ込み方式）を採用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５７】
（全体構成）
次に、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図３は、一般住宅用ガスメータ等として用いられる超音波流量計の一実施例の全体斜視図を示す。この超音波流量計１００は、本体ユニット１０と中間流路形成ユニット２０と遮断弁３０とから構成され、本体ユニット１０は本体部１１と蓋部１７とからなる。
【００５８】
図４は超音波流量計１００の正面断面図を示し、図４のＡ−Ａ断面図が図５に表わされている。図４に示すように、本体部１１は全体として直方体形状を有し、その上面には、上流側のガス配管に接続される流入口１２及び下流側のガス配管に接続される流出口１３がそれぞれ開口している。また、その内部には、流入口１２と流出口１３との間にガス（流体）を通過させるための本体流路１４が形成されている。本体部１１の下部には、図４の背面側から手前側（嵌合方向）に向けて本体流路切除部１５が形成され、この本体流路切除部１５は、パッキン１７ａ（シール材）を介し蓋部１７によって外部から覆われている（図５参照）。本体部１１の嵌合方向前方側（図４の手前側）の外面には、本体流路切除部１５と連通する一対の窓孔１６，１６（図３参照）が開口している。
【００５９】
図５に示すように、中間流路形成ユニット２０の内部には、本体部１１の本体流路切除部１５にガスの流れ方向と直交する方向（嵌合方向）から嵌合したときに本体流路１４と接続される中間流路２１が貫通形成されている。この中間流路２１は、本体流路１４と滑らかに連続する上下方向の入口側連結流路２１ｂ（導入側流路），出口側連結流路２１ｃ（導出側流路）と、両端で両連結流路２１ｂ，２１ｃと連なるとともに、本体流路１４とほぼ直交する形態で本体部１１の下面に沿って配設される水平方向の直線状中間流路２１ａ（計測用直線流路）とから構成されている（図４参照）。また、中間流路形成ユニット２０には、本体部１１に開口する一対の窓孔１６，１６に対応して嵌合方向の前方側に一対の突出部２２，２２がそれぞれ一体形成されている。
【００６０】
さらに、中間流路形成ユニット２０の一対の突出部２２，２２には、直線状中間流路２１ａにおける超音波計測区間２１ａ１（流量計測区間）を通過するガスの流量を測定するために、超音波センサ２３の一対の超音波トランスジューサ２３ａ，２３ｂがそれぞれ着脱可能に取り付けられている。この直線状中間流路２１ａにおいて、超音波計測区間２１ａ１の上流側（流れ方向上手側）には、超音波トランスジューサ２３ａ，２３ｂにて流量測定するガスの流れを整えるための助走区間２１ａ２（図４参照）が設けられている。直線状中間流路２１ａの軸直交断面積（流路断面積）を本体流路１４や入口側連結流路２１ｂの軸直交断面積（流路断面積）よりも小とし（絞り）、流れ方向に対して一定の大きさに形成する。これによって、直線状中間流路２１ａを流れるガスの流速を速くして一定に保持し、超音波センサ２３による流量（流速）の測定精度が高くなるようにしている。なお、流入口１２と中間流路２１との間の本体流路１４には、本体流路１４のガスの流れを遮断する遮断弁１８が設けられている（図４参照）。
【００６１】
したがって、図５において、中間流路２１が本体流路１４と連通するように中間流路形成ユニット２０を本体部１１の本体流路切除部１５に嵌合すると、各突出部２２，２２が本体部１１の各窓孔１６，１６からそれぞれ外部に突出する。そして、各突出部２２，２２はパッキン１６ａ（シール材）を介し各窓孔１６，１６をそれぞれ密閉する。さらに、超音波センサ２３の各超音波トランスジューサ２３ａ，２３ｂは、各突出部２２，２２の収容孔２２ａ，２２ｂにそれぞれ外部から挿入され、取付ねじ（取付部材；図示せず）や押圧板（押圧部材；図示せず）によって着脱可能に固定されている。
【００６２】
図４及び図５に示すように、直線状中間流路２１ａ（超音波計測区間２１ａ１及び助走区間２１ａ２）は、流路の幅方向（本体流路切除部１５への嵌合方向；奥行方向）を長辺Ｌ、流路の高さ方向（上下方向）を短辺Ｓとする矩形状に形成されている。そして、超音波センサ２３は次のような反射型Ｖ字配列に構成されている。すなわち、超音波計測区間２１ａ１（直線状中間流路２１ａ）の流れ方向直交断面において、嵌合方向前方側の短辺Ｓを形成する短辺壁部２１ｄの取付壁面に、超音波トランスジューサ２３ａ，２３ｂが流れ方向に所定距離Ｗ０を隔てて取り付けられ、嵌合方向後方側の短辺Ｓを形成する短辺壁部の壁面を反射面２１ｅとする。
【００６３】
図５に示すように、送信側となる超音波トランスジューサ（順方向駆動モードでは上流側の超音波トランスジューサ２３ａ、逆方向駆動モードでは下流側の超音波トランスジューサ２３ｂ）から送出される超音波ビームは、反射面２１ｅで反射しつつ、長辺Ｌを構成する壁面と平行に直線状中間流路２１ａを斜めに横切って、受信側となる超音波トランスジューサ（順方向駆動モードでは下流側の超音波トランスジューサ２３ｂ、逆方向駆動モードでは上流側の超音波トランスジューサ２３ａ）に導かれる。これらの超音波トランスジューサ２３ａ，２３ｂは圧電振動子などからなる超音波振動子を有し、駆動電圧の印加により超音波ビームを送出する超音波送出機能と、超音波ビームの受信により電気信号（受信信号）を出力する超音波受信機能とを複合して備えるものである。測定用の超音波ビームは、直線状中間流路２１ａ内にて超音波トランスジューサ２３ａ，２３ｂ間に定在波を生じないよう、所定周波数以下のパルス状に送出される。
【００６４】
図３に戻り、超音波センサ２３の超音波トランスジューサ２３ａ，２３ｂで受信された超音波ビームの受信信号は、リード線２５，２５を介して制御回路部２４に送信されて平均ガス流速及びガス流量が算出され、流量表示部（図示せず）等を用いて報知される。これらの超音波トランスジューサ２３ａ，２３ｂ、制御回路部２４、リード線２５，２５、流量表示部等は流量測定部Ｍを構成している。
【００６５】
このうち、制御回路部２４には、超音波トランスジューサ２３ａ，２３ｂを順方向駆動モードと逆方向駆動モードとの間で切り替え可能に駆動する超音波駆動機構１と、超音波ビームの受信信号を処理するための各回路部５，６，７，８，９とが設けられている。超音波駆動機構１は、送信部２、受信部３及び切替部４を有する。送信部２は、超音波トランスジューサ２３ａ，２３ｂに対して駆動信号を入力するための回路である。受信部３はスイッチ等から構成され、このスイッチを切り替えることにより、順方向駆動モードと逆方向駆動モードとの切り替えがなされる。この受信部３の切替制御は切替部４により行われる。
【００６６】
一方、増幅部５は、受信部３により受信された超音波ビームを所定の増幅率で増幅し、増幅された超音波変換信号をマスク時間設定部６に入力する。マスク時間設定部６は、ノイズ対策のため、送信側の超音波トランスジューサ２３ａ（又は２３ｂ）が超音波ビームを送出後、直線状中間流路２１ａを伝播する超音波ビームが受信側の超音波トランスジューサ２３ｂ（又は２３ａ）に到達するまでに要する最低時間を設定するものである。また、ゼロクロスポイント検出部７は、受信した超音波波形に含まれる特定順位波（例えば、第３波）のゼロクロスポイントを検出するものである。時間計測部８は、順方向駆動モードにおいて、上流側の超音波トランスジューサ２３ａから発振された超音波ビームが下流側の超音波トランスジューサ２３ｂに到達するまでの順方向伝播時間と、逆方向駆動モードにおいて、下流側の超音波トランスジューサ２３ｂから発振された超音波ビームが上流側の超音波トランスジューサ２３ａに到達するまでの逆方向伝播時間とを計測するものである。また、演算部９は、順方向伝播時間と逆方向伝播時間との時間差から、直線状中間流路２１ａを流れるガスの平均流速及び流量を計算する。
【００６７】
リード線２５，２５は、窓孔１６，１６から外部に突出して設けられる超音波センサ２３（超音波トランスジューサ２３ａ，２３ｂ）から引き出されるので、その芯線部を通じて測定ガスが外部に漏れ出して、気密性が不十分となったり、測定精度が低下したりすることがない。このように、本体部１１・蓋部１７・中間流路形成ユニット２０の三者の気密性が確保され、リード線２５，２５が流路外に位置するので、漏れ出したガスに電気部品の火花が引火して火災が発生することもない。なお、入口側連結流路２１ｂと直線状中間流路２１ａとの間には、流路内での測定ガス流の乱れを抑え速度分布を均一化するための整流素子（整流部材）は設けられていない（図４，図５参照）。
【００６８】
（超音波センサの配置変形例）
以上の全体構成においては、超音波センサ（超音波トランスジューサ）の配置と超音波ビームの通る径路（測線という）として反射型Ｖ字配列を採用した場合について説明した。反射型Ｖ字配列では、一対の送受信部を流れ方向に沿って同じ側に集中配置できるので、送受信部の着脱を同じ方向から行える利点がある。超音波流量計における超音波センサの測線方式には、反射型Ｖ字配列の他にも多くの種類が知られている。他の測線方式に対する本発明の適用例について以下に説明する。
【００６９】
（１）透過型Ｚ配列（図６（ａ））
一方の超音波トランスジューサ１２３ａから発せられた超音波を流れ方向に沿って所定距離離間して配置された他方の超音波トランスジューサ１２３ｂで受信する方式である。この方式では、一方の超音波トランスジューサ１２３ａと他方の超音波トランスジューサ１２３ｂとは流れ方向の両側に分離して配置される。
【００７０】
（２）交差型Ｘ配列（図６（ｂ））
流れ方向に沿って所定距離離間して配置された一対の超音波トランスジューサ３２３ａ，３２３ａから発せられた超音波を流れ方向に沿って所定距離離間して配置された一対の超音波トランスジューサ３２３ｂ，３２３ｂで受信する方式である。
【００７１】
本発明の流量計では、いずれの超音波センサの配置方式（測線方式）を採用しても等価であるから、以下の実施例においては、透過型Ｚ配列を用いて説明する。
【００７２】
なお、以上の全体構成及び超音波センサの配置変形例においては、本体ユニット１０が、本体流路１４を内部に有する本体部１１と、本体部１１を外部から覆う蓋部１７とから構成される場合についてのみ説明したが、本体ユニット１０は次のような構成であってもよい。すなわち、本体ユニットは半割り状の本体流路を各々有する第一本体部と第二本体部とを合掌構成してもよい。ただし、この場合には窓孔は第一本体部と第二本体部とのうち少なくともいずれか一方に設けられ、蓋部は設けても設けなくてもよい。
【００７３】
（実施例１）
次に、図７は図４における中間流路の流路構成の一例を示す一部破断斜視図及び正面図である。図７に示す中間流路２１において、ほぼ直交状に配置される入口側連結流路２１ｂ（本体流路１４）と直線状中間流路２１ａとの間には、方向転換部２１１、調整部２１２及び増大部２１３が流れ方向上手側から下手側に向ってこの順に接続形成されている。方向転換部２１１及び調整部２１２は、流路の開口高さが入口側連結流路２１ｂよりも小さく接続形成されている。
【００７４】
方向転換部２１１は、ほぼ下向きに配置された入口側連結流路２１ｂの出口側末端部に続いて、ガスの流れを約９０°方向転換させるように、外周側と内周側とが湾曲形態に形成されている。この方向転換部２１１は、流路の開口高さが流れ方向下手側に向かうにつれて減少する減少部２１１ａを有し、流路の外周側及び内周側が直線状中間流路２１ａ（超音波計測区間２１ａ１）の長辺壁部２１ｆに連なっている。また、調整部２１２は、方向転換部２１１の出口側末端部に続く形で接続形成され、ガスの流れ方向をほぼ水平方向に揃える。さらに、調整部２１２に続いて、外周側及び内周側にて流路の開口高さが各々高さ方向に階段状に増大変化する増大部２１３が接続形成され、増大部２１３は直線状中間流路２１ａ（超音波計測区間２１ａ１）に接続されている。
【００７５】
なお、増大部２１３の流路の高さ方向の中央位置Ｏ１は、調整部２１２の流路の高さ方向の中央位置Ｏ２と一致している。また、増大部２１３の中央位置Ｏ１は、超音波センサ２３を構成する一対の超音波トランスジューサ１２３ａ，１２３ｂの測線位置、及び超音波計測区間２１ａ１（直線状中間流路２１ａ）の高さ方向の中央位置とも一致している。さらに、調整部２１２の内周側及び外周側の流路壁面は、直線状中間流路２１ａ（超音波計測区間２１ａ１）の長辺壁部２１ｆの壁面とそれぞれ平行状に配置されている。
【００７６】
これらの方向転換部２１１（特に減少部２１１ａ）、調整部２１２及び増大部２１３により、超音波計測区間２１ａ１（直線状中間流路２１ａ）における高さ方向での流速分布の均等化及び対称化（平滑化）が図られている。
【００７７】
図８は図７における直線状中間流路の平面断面図及び側面断面図である。図８に示すように、直線状中間流路２１ａ内には複数（例えば２枚）の板状の仕切壁４０（仕切部）が流れ方向に沿って平行状に配置され、直線状中間流路２１ａの長辺Ｌとなる開口幅Ｗを幅方向に分割して複数（例えば３層）の等しい開口幅Ｗ’の分割流路２１ａ’を形成している。各仕切壁４０には、超音波ビームの測線位置Ｏ２に対応させて１個の連通孔４１（例えば矩形状）が幅方向に貫通形成され、各連通孔４１には、超音波ビームが所定の透過率で通過するように、網目状素材で構成された薄板状又はシート状のメッシュ４２（網目体）が重ね合わせてある。
【００７８】
中間流路２１は以上のように流路構成されているので、この流路内のガスの流れは図９に示す高さ方向の流速分布のようになる。
【００７９】
図９に示すように、方向転換部２１１へ流入したガスは、下向き（上下方向）の入口側連結流路２１ｂから横向き（水平方向）の直線状中間流路２１ａへ方向転換する途上にあるため、斜め下向き（中間方向）の速度成分が大きい。このような速度成分を有するガスは、方向転換部２１１（減少部２１１ａ）の外周側に沿って流れ方向下流側へ移動していくため、その流れ方向は方向転換部２１１の末端位置に達しても依然として不揃いで不安定な状態にある。また、方向転換部２１１の末端位置において高さ方向の流速分布は、外周側ほど流速が大きくなり、不均等（非対称）な状態にある。このように、方向転換部２１１（減少部２１１ａ）では流れ方向が不安定で流速が不均等（非対称）な流れ（偏流）が発生している。
【００８０】
例えば、小流量時（低速時；層流域）には、方向転換部２１１の外周側に沿ってガスが流れる際の遠心力は比較的小さい。したがって、小流量時の流速分布は、図９（ａ）に示すように、調整部２１２においては高さ方向の中央位置Ｏ１付近で突出する擬似二等辺三角形状を呈するが、増大部２１３では比較的早くに高さ方向に均等化及び対称化した扇状（又は弧状あるいは放物線状）となる。一方、大流量時（高速時；乱流域）には、方向転換部２１１の外周側に沿ってガスが流れる際の遠心力は比較的大きい。したがって、大流量時の流速分布は、図９（ｂ）に示すように、調整部２１２においては高さ方向の中央位置Ｏ１よりも下方で突出する擬似直角三角形状を呈するので、増大部２１３ではやや遅れて高さ方向に均等化及び対称化したバスタブ状（又はコの字状）となる。
【００８１】
このように、外周側及び内周側にて流路の開口高さが各々高さ方向に階段状に増大変化する増大部２１３を通る間に、高さ方向での流速分布の偏りの影響が緩和され、均等化及び対称化（平滑化）される。すなわち、方向転換部２１１（減少部２１１ａ）で発生する偏流が、調整部２１２を経由し、増大部２１３で開放されることによって、高さ方向の中央位置Ｏ１付近に流速分布のピーク（最大流速）を持つ流れに矯正される。
【００８２】
図１０は図７の超音波計測区間における超音波トランスジューサとメッシュの配置関係を表わす説明図である。超音波計測区間２１ａ１には、流れ方向に沿って、上流側の超音波トランスジューサ１２３ａ、メッシュ４２及び下流側の超音波トランスジューサ１２３ｂがそれぞれ配置されている。
【００８３】
図１１に、超音波トランスジューサ１２３ａ，１２３ｂ（両者は同一の構造を有するので、その一方で代表させ、以下、符号「１２３」を付与する）の断面構造の一例と、その特性を示す。超音波トランスジューサ１２３は、その要部である振動駆動部が、直線状中間流路２１ａ（超音波計測区間２１ａ１）の高さ方向（流路短辺Ｓ方向）において分極処理された圧電素子板１３１（圧電素子）と、圧電素子板１３１を挟んでその各主表面を覆う形で対向配置され、圧電素子板１３１を超音波振動させるための駆動電圧が印加される主電極対１３２，１３３Ｃ，１３３Ｓとを備える。
【００８４】
圧電素子板１３１は、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、チタン酸ジルコン酸ランタン鉛等のペロブスカイト型強誘電性セラミックの焼成体であり、流路短辺Ｓ方向に分極処理されている。また、各電極１３２，１３３Ｃ，１３３ＳはＣｕ等の金属蒸着膜からなる。主電極対１３２，１３３Ｃ，１３３Ｓは、圧電素子板１３１の一方の主表面（第二主表面）を覆う接地電極１３２（ＧＮＤ側に接続される）と、同じく他方の主表面（第一主表面）を覆う駆動電極１３３Ｃ，１３３Ｓ（駆動電源側に接続される）とからなる。
【００８５】
また、圧電素子板１３１は、一辺が超音波計測区間２１ａ１の流路短辺Ｓ方向と一致するように配置される長方形状（正方形を概念として含む）の平面形状を有し、後述の音響整合層１３８の表面に形成される超音波放射面ＲＰの中央部に対応する中央素子部１３１Ｃと、その両側の周辺部に対応する周辺素子部１３１Ｓとに区分されている。周辺素子部１３１Ｓは中央素子部１３１Ｃよりも高電圧にて分極処理されることで、その圧電定数が中央素子部１３１Ｃよりも大きくなっている。つまり、単一の圧電素子板１３１において、超音波放射面ＲＰの中央部に対応する部分とその両側の周辺部に対応する部分とを、互いに異なる電圧にて分極処理することにより、中央素子部１３１Ｃと周辺素子部１３１Ｓとが圧電素子板１３１内に一体形成されている。
【００８６】
中央駆動電極１３３Ｃ及び周辺駆動電極１３３Ｓは、中央素子部１３１Ｃと周辺素子部１３１Ｓとを互いに異なる電圧で分極処理する便宜を図るため、第一主表面の面内方向に絶縁分離された形で、各素子部１３１Ｃ，１３１Ｓの表面を個別に覆うように形成されている。他方、接地電極１３２は、中央素子部１３１Ｃとその両側の周辺素子部１３１Ｓとに跨る形で第二主表面内に一体形成されている。なお、符号１３２Ｓは、接地電極１３２の一部を構成する側面電極である。
【００８７】
圧電素子板１３１の分極処理は、例えば次のようにして実施できる。すなわち、焼成・研磨後の圧電素子板１３１の両主表面に接地電極１３２と駆動電極１３３Ｃ，１３３Ｓとを形成する。そして、中央素子部１３１Ｃを選択的に覆う分極ブロックと、接地電極１３２側の分極ブロックとの間に圧電素子板１３１を挟みつけて中央分極電圧（図１１（ｂ）の電圧ＶＣ）を印加し、中央素子部１３１Ｃの分極処理を行なう。次に、周辺素子部１３１Ｓを選択的に覆う分極ブロックと、接地電極１３２側の分極ブロックとの間に圧電素子板１３１を挟みつけて、中央分極電圧よりも高い周辺分極電圧（図１１（ｂ）の電圧ＶＳ）を印加し、周辺素子部１３１Ｓの分極処理を行なう。なお、周辺素子部１３１Ｓを先に分極処理し、中央素子部１３１Ｃを後で分極処理するようにしてもよい。
【００８８】
いずれにしても、図１１に示す圧電素子板１３１において、
周辺素子部１３１Ｓの周辺分極電圧ＶＳ＞中央素子部１３１Ｃの中央分極電圧ＶＣ
となるように分極処理したので、
周辺素子部１３１Ｓの圧電定数＞中央素子部１３１Ｃの圧電定数
に設定されている。したがって、超音波放射面ＲＰから送出される超音波ビームは、
周辺素子部１３１Ｓの電界強度（出力強度）ＥＳ＞中央素子部１３１Ｃの電界強度（出力強度）ＥＣ
となる。
【００８９】
また、高圧で分極処理される周辺素子部１３１Ｓの分極電解の影響が、面内放電等により、低圧で分極処理される中央素子部１３１Ｃ側に及ばないよう、各駆動電極１３３Ｃ，１３３Ｓの間の隙間（電極非形成領域）の幅を適当に大きく（例えば、０．５ｍｍ以上２．５ｍｍ以下）設定しておく。
【００９０】
上記のように分極処理された圧電素子板１３１は、駆動電極１３３Ｃ，１３３Ｓの形成された第一主表面側がケーシング１３９の底部１３９ａの内面と対向する形で、ケーシング１３９内に配置される。ケーシング１３９の底部１３９ａの裏面には、駆動端子１３５及び接地端子１３４が突出形成され、駆動電極１３３Ｃ，１３３Ｓが共通の駆動端子１３５に、接地電極１３２が接地端子１３４にそれぞれワイヤー結線されている。
【００９１】
ケーシング１３９の側壁部１３９ｂは、例えばステンレス鋼やアルミニウム合金など耐食性に優れる金属材料や、エンジニアリングプラスチック等で構成され、内周面底部側端部が段付き形状に拡径された形で裏面側開口部を形成している。そして、駆動端子１３５及び接地端子１３４を裏面側に立設した基板１３６が裏面側開口部に嵌め込まれ、さらにエポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の高分子材料が裏面側から充填されて底部１３９ａが形成されている。駆動端子１３５及び接地端子１３４は、ケーシング１３９の底部１３９ａを貫通して裏面側に延出している。
【００９２】
また、圧電素子板１３１は、ケーシング１３９の底部１３９ａとは反対側の開口に臨んで配置されている。そして、その開口を塞いで圧電素子板１３１の第二主表面上に形成された接地電極１３２と密着するように、音響整合層１３７が設けられている。音響整合層１３７は、例えば、エポキシ樹脂などの樹脂材料をマトリックスとし、空隙形成用フィラー（例えば、ガラスバルーン）を分散させた複合材料により円板状に形成され、接地電極１３２との接触側とは反対側の主表面に超音波放射面ＲＰが形成されている。超音波の伝達効率を向上させるために、音響整合層１３７の空隙形成用フィラーの体積配合比率は、圧電素子板１３１と被測定流体（例えば都市ガス）との中間の音響インピーダンス値（例えば、両者の幾何平均値を目標値とする）となるように調整されている。なお、目的とする音響インピーダンス値を得るために、空隙形成用フィラーを混入しない樹脂材料で音響整合層１３７を構成することもある。
【００９３】
また、接地電極１３２への導通経路１３８は、圧電素子板１３１の第二主表面側から圧電素子板１３１の側周面を経て第一主表面側に回り込む形で形成されている。接地電極１３２は、ケーシング１３９の底部１３９ａの裏面に突出形成された接地端子１３４に対し、導通経路１３８を介して接続されている。図１１（ａ）において、導通経路１３８は、圧電素子板１３１の第二主表面側にて一端が接地電極１３２に半田付けされるワイヤーで構成されている。
【００９４】
図１２にメッシュ４２（網目体）の一例と、その特性を示す。図１２に示すメッシュ４２は、直線状中間流路２１ａ（超音波計測区間２１ａ１）の高さ方向（流路短辺Ｓ方向）において中央部に位置する中央メッシュ４２Ｃ（中央網目体）と、その上下両側の周辺部に位置する周辺メッシュ４２Ｓ（周辺網目体）とに区画形成されている。そして、中央メッシュ４２Ｃの平均メッシュ間隔ｋＣを周辺メッシュ４２Ｓの平均メッシュ間隔ｋＳよりも大きく形成し（ｋＣ＞ｋＳ＞λ）、中央メッシュ４２Ｃの透過率γＣが周辺メッシュ４２Ｓの透過率γＳよりも大（γＣ＞γＳ）としている。
【００９５】
具体的には、図１２（ａ）に示す中央メッシュ４２Ｃ（又は周辺メッシュ４２Ｓ）は、超音波ビームの吸収が少ない材質である金属材料（例えばステンレス）製の細い（例えば、線径ｄ＝０．０５〜０．５ｍｍ）ワイヤｗ（網目状素材）を、横方向間隔ｘＣ（又はｘＳ）、縦方向間隔ｙＣ（又はｙＳ）で格子状に組んで構成されている。このとき、各メッシュ４２Ｃ，４２Ｓを構成するワイヤｗの平均メッシュ間隔ｋＣ，ｋＳは、
ｋＣ＝（ｘＣ＋ｙＣ）／２
ｋＳ＝（ｘＳ＋ｙＳ）／２
で表される。また、各々の開孔率ＲＣ，ＲＳは、各メッシュ４２Ｃ，４２Ｓの全体表面積に占める開孔部の合計表面積の割合で表わされるから、ワイヤｗの線径をｄ（一定）とすると、
ＲＣ≒｛（ｋＣ−ｄ）／ｋＣ｝２
ＲＳ≒｛（ｋＳ−ｄ）／ｋＳ｝２
で近似される。
【００９６】
周波数ｆ＝５００ｋＨｚの超音波ビームを用いた場合、音速ｖ＝３４０ｍ／ｓとすると、超音波ビームの波長λは、λ＝ｖ／ｆ＝０．６８ｍｍとなる。ステンレス製のワイヤｗの線径ｄが超音波ビームの波長λの１／３以下（例えば、ｄ＝０．２ｍｍ）であれば、ワイヤｗによる反射・吸収が少なく回折が可能である。さらに、各メッシュ４２Ｃ，４２Ｓを構成するワイヤｗの平均メッシュ間隔ｋＣ，ｋＳがいずれも超音波ビームの波長λよりも大（ｋＣ，ｋＳ＞λ）であるから、反射・吸収・回折（回り込み）による超音波ビーム強度への影響は無視できる程度に小さくなる。したがって、このような場合には、図１２（ｂ）の特性図に示すように、メッシュ４２Ｃ，４２Ｓの透過率γＣ，γＳは、ワイヤｗの平均メッシュ間隔ｋＣ，ｋＳをパラメータとして表すことができる。この図から明らかなように、平均メッシュ間隔ｋＣ，ｋＳは透過率γＣ，γＳと正の相関関係を有することになる。
【００９７】
図１２において、中央メッシュ４２Ｃの平均メッシュ間隔ｋＣ＝ｘＣ＝ｙＣ＝１．０ｍｍ、周辺メッシュ４２Ｓの平均メッシュ間隔ｋＳ＝ｘＳ＝ｙＳ＝０．８ｍｍ、ワイヤｗの線径ｄ＝０．２ｍｍとすると、
ｋＣ＞ｋＳ＞λ＝０．６８ｍｍ
中央メッシュ４２Ｃの開孔率ＲＣ≒６４％
周辺メッシュ４２Ｓの開孔率ＲＳ≒５６％
中央メッシュ４２Ｃの透過率γＣ＞周辺メッシュ４２Ｓの透過率γＳ
となる。
【００９８】
なお、超音波計測区間２１ａ１の高さ方向（流路短辺Ｓ方向）において、連通孔４１での中央メッシュ４２Ｃと周辺メッシュ４２Ｓとの寸法比は、超音波放射面ＲＰにおける中央素子部１３１Ｃと周辺素子部１３１Ｓとの寸法比と一致して（対応して）設定されている（図１０参照）。この実施例では、中央メッシュ４２Ｃと周辺メッシュ４２Ｓとは、流路短辺Ｓ方向の寸法がほぼ等しく形成されている（すなわち、流路短辺Ｓ方向の開口高さＨを約３等分（Ｈ／３）している）。
【００９９】
図１３は超音波トランスジューサにおけるビーム出力強度分布及びメッシュ通過後のビーム強度分布を示す説明図である。図１３に示すように、超音波トランスジューサ１２３の圧電素子板１３１において、周辺素子部１３１Ｓの周辺分極電圧ＶＳが中央素子部１３１Ｃの中央分極電圧ＶＣよりも大となるように分極処理（ＶＳ＞ＶＣ）している。その結果、超音波放射面ＲＰから送出される超音波ビームの出力強度は、超音波計測区間２１ａ１の流路短辺Ｓ方向において、中央素子部１３１Ｃよりも周辺素子部１３１Ｓにて高強度となるように調整される（ＥＳ＞ＥＣ）。なお、従来のように単一の圧電素子板を単一の印加電圧にて駆動した場合には、超音波ビームの出力強度は図１３に付記したような釣鐘状の分布を呈するのが一般的である。
【０１００】
さらに、超音波計測区間２１ａ１の流路短辺Ｓ方向において、中央メッシュ４２Ｃの平均メッシュ間隔ｋＣを周辺メッシュ４２Ｓの平均メッシュ間隔ｋＳよりも大きく設定している（ｋＣ＞ｋＳ）ので、中央メッシュ４２Ｃの透過率γＣは周辺メッシュ４２Ｓの透過率γＳよりも大きくなる（γＣ＞γＳ）。その結果、メッシュ４２通過後のビーム強度は、超音波放射面ＲＰから送出される超音波ビームの出力強度差を縮小ないし緩和（あるいは相殺）するように調整される。
【０１０１】
このように、超音波ビームの出力強度の調整とメッシュ４２の透過率の調整とで各々の調整負担を軽減し、流路短辺Ｓ方向において超音波ビーム強度が中央部と周辺部とでほぼ等しくなるよう制御でき、伝播する超音波のビーム強度分布を流路短辺Ｓ方向でほぼ均一化することができる。
【０１０２】
したがって、順方向伝播時と逆方向伝播時との間で超音波トランスジューサ１２３に生じる、超音波ビームの受信感度特性の非対称性が改善され、また、流路短辺Ｓ方向での流速分布に偏りがあってもその影響を緩和（軽減）できるので、流量計測精度の向上を図ることができる。例えば、超音波ビーム（到達時間）の検出Ｓ／Ｎ比が向上し、計測時における消費電流が抑制できるようになり、ひいては超音波トランスジューサ１２３による広い測定範囲での安定した流量計測を可能とするとともに、超音波トランスジューサ１２３前方の助走区間２１ａ２を短縮して簡素に構成することができるようになる。
【０１０３】
また、直線状中間流路２１ａを仕切壁４０により幅方向（流路長辺Ｌ方向）に分割して複数の分割流路２１ａ’を形成している。このように、超音波ビームが仕切壁４０で分断されないため、パワーが分散・減衰されなくなり、超音波トランスジューサ１２３による流量計測が高能率・高精度で行える。さらに、仕切壁４０によって流路長辺Ｌ方向に分割されるために、計測時の圧力損失が抑制され、流路長辺Ｌ方向の流速分布が均等化及び／又は対称化できる。
【０１０４】
そして、連通孔４１における中央メッシュ４２Ｃと周辺メッシュ４２Ｓとの寸法比が、超音波放射面ＲＰにおける中央素子部１３１Ｃと周辺素子部１３１Ｓとの寸法比に一致させてあるので、順方向伝播時と逆方向伝播時との超音波ビームの受信感度の非対称性を改善しつつ、超音波ビームの出力強度とメッシュ４２の透過率との調整負担割合を容易に設定（又は変更）することができる。
【０１０５】
（超音波トランスジューサの変形例１）
図１４は図１１（実施例１）の超音波トランスジューサの第一変形例を示す。例えば、小流量時（低速時；層流域）、被測定ガス（流体）の動粘性係数が相対的に大きい場合等には、直線状中間流路２１ａ（計測用直線流路）の高さ方向（流路短辺Ｓ方向）において、中央位置付近に最大流速（ピーク値）が現れる扇状（又は弧状あるいは放物線状）の流速分布を呈する傾向がある（図９（ａ）参照）。これらの場合には、図１１（ｂ）において、周辺分極電圧ＶＳに対する中央分極電圧ＶＣの差を流路短辺Ｓ方向での流速分布に応じて大きく設定すれば、周辺素子部１３１Ｓの圧電定数と中央素子部１３１Ｃの圧電定数の差を拡大することができ、周辺素子部１３１Ｓでのビーム出力強度の増強割合を高めることができる。また、別の方法として、図１４に示すように、流路短辺Ｓ方向での流速分布に応じて、周辺素子部１３１Ｓの短辺方向Ｓ寸法（例えば３．０ｍｍ）を中央素子部１３１Ｃの短辺方向Ｓ寸法（例えば２．０ｍｍ）に対して相対的に拡大することによっても同様の効果が期待できる。いずれも、被測定流体の種別毎にビーム出力強度分布が個別に適正化され、流量測定精度の更なる向上に寄与する。
【０１０６】
（超音波トランスジューサの変形例２）
図１５は図１１（実施例１）の超音波トランスジューサの第二変形例を示す。例えば、大流量時（高速時；乱流域）、被測定ガス（流体）の動粘性係数が相対的に小さい場合等には、直線状中間流路２１ａ（計測用直線流路）の高さ方向（流路短辺Ｓ方向）において、平均流速が最大流速（ピーク値）とほぼ一致するバスタブ状（又はコの字状）の流速分布を呈する傾向がある（図９（ｂ）参照）。これらの場合には、図１１（ｂ）において、周辺分極電圧ＶＳに対する中央分極電圧ＶＣの差を流路短辺Ｓ方向での流速分布に応じて小さく設定すれば、周辺素子部１３１Ｓの圧電定数と中央素子部１３１Ｃの圧電定数の差を縮小することができ、周辺素子部１３１Ｓでのビーム出力強度の増強割合を低くすることができる。また、別の方法として、図１５に示すように、流路短辺Ｓ方向での流速分布に応じて、周辺素子部１３１Ｓの短辺方向Ｓ寸法（例えば２．０ｍｍ）を中央素子部１３１Ｃの短辺方向Ｓ寸法（例えば３．０ｍｍ）に対して相対的に縮小することによっても同様の効果が期待できる。いずれも、被測定流体の種別毎にビーム出力強度分布が個別に適正化され、流量測定精度の更なる向上に寄与する。
【０１０７】
（超音波トランスジューサの変形例３）
図１６は図１１（実施例１）の超音波トランスジューサの第三変形例を示す。図１６に示す圧電素子板１３１は、図１１の構成とは逆転させた形で超音波トランスジューサ１２３に組み込まれているので、駆動電極１３３Ｃ，１３３Ｓが音響整合層１３７側に位置する形となる。この場合には、音響整合層１３７と駆動電極１３３Ｃ，１３３Ｓとの間に補助金属板１４０を介在させ、第一主表面内にて電気的に互いに分離された駆動電極１３３Ｃ，１３３Ｓを補助金属板２４を介して電気的に導通させるとともに、補助金属板１４０を駆動端子１３５にワイヤー接続することによって、結線構造の簡略化を図ることができる。なお、補助金属板１４０の厚みは、その金属板中を伝播する超音波波長の１／２０以下に設定することが望ましい。
【０１０８】
（超音波トランスジューサの変形例４）
図１７は図１１（実施例１）の超音波トランスジューサの第四変形例を示す。図１７に示す圧電素子板１３１には、中央素子部１３１Ｃと周辺素子部１３１Ｓとの境界位置に、隣接する素子部を区画するための区画溝ＧＢが厚さ方向に形成されている。この構成によれば、中央素子部１３１Ｃと周辺素子部１３１Ｓとを各々異なる電圧にて分極処理する際に、特に高電圧で分極する周辺素子部１３１Ｓへの印加電圧の影響が、区画溝ＧＢの遮断効果により中央素子部１３１Ｃに及びにくくなり、個々の部分の分極レベルをより正確に、かつきめ細かく制御できる。また、中央素子部１３１Ｃと周辺素子部１３１Ｓとが、溝底部側では一体化されているので、超音波トランスジューサ１２３への素子アセンブリ工程の簡略化を図ることができる。なお、区画溝ＧＢによる印加電圧の遮断効果をより顕著なものとするには、区画溝ＧＢの形成深さｔ１を、圧電素子板１３１の厚みｔ０の１／２以上（望ましく３／４以上）となるように調整することが望ましい。この場合も、超音波トランスジューサ１２３は、図１１と全く同様に構成できる。
【０１０９】
（超音波トランスジューサの変形例５）
図１８は図１１（実施例１）の超音波トランスジューサの第五変形例を示す。図１８に示す圧電素子板１３１は、図１７の構成とは逆転させた形で超音波トランスジューサ１２３に組み込まれているので、駆動電極１３３Ｃ，１３３Ｓが音響整合層１３７側に位置する形となる。すなわち、図１８に示す変形例５は、図１６（変形例３）と図１７（変形例４）とを組み合わせたものに相当する。
【０１１０】
（超音波トランスジューサの変形例６）
図１９は図１１（実施例１）の超音波トランスジューサの第六変形例を示す。図１９に示す圧電素子板１３１は、中央素子部１３１Ｃと周辺素子部１３１Ｓとが、所定量の隙間ＣＬを介して隣接配列する、互いに独立した圧電素子ブロックとして別体分離形成されている。この構成によれば、個々の素子部１３１Ｃ，１３１Ｓの分極レベルひいては圧電定数をさらにきめ細かく制御できる。なお、この場合には、中央素子部１３１Ｃと周辺素子部１３１Ｓとを、同一材質の圧電セラミックにて構成してもよいし、互いに異なる材質の圧電セラミックにて構成してもよい。また、分極処理を素子部１３１Ｃ，１３１Ｓ毎に個別に行なうことも可能である。この場合も、超音波トランスジューサ１２３は、図１１と全く同様に構成できる。
【０１１１】
（超音波トランスジューサの変形例７）
図２０は図１１（実施例１）の超音波トランスジューサの第七変形例を示す。図２０に示す圧電素子板１３１は、図１９の構成とは逆転させた形で超音波トランスジューサ１２３に組み込まれているので、駆動電極１３３Ｃ，１３３Ｓが音響整合層１３７側に位置する形となる。すなわち、図２０に示す変形例７は、図１６（変形例３）と図１９（変形例６）とを組み合わせたものに相当する。
【０１１２】
（超音波トランスジューサの変形例８）
図２１は図１１（実施例１）の超音波トランスジューサの第八変形例、図２２はその超音波トランスジューサの特性図を示す。図２１に示す超音波トランスジューサ１２３では、音響整合層１３７を、超音波放射面ＲＰの中央部に対応する層中央部１３７Ｃと、周辺部に対応する層周辺部１３７Ｓとに区分し、層周辺部１３７Ｓを層中央部１３７Ｃよりも音響インピーダンスの小さい材質にて構成している。具体的には、樹脂マトリックスに対する空隙形成用フィラー（例えば、ガラスバルーン）の体積配合率が、音響整合層の層中央部よりも層周辺部にて大となるように調整することによって、後者の音響インピーダンスを前者よりも小さく設定できる。
【０１１３】
図２２（ａ）に示すように、音響整合層１３７の超音波透過率ηは、音響インピーダンスＺが小さくなるほど向上するので、層周辺部１３７Ｓの音響インピーダンスＺＳを層中央部１３７Ｃの音響インピーダンスＺＣよりも小とすることで（ＺＳ＜ＺＣ）、層周辺部１３７Ｓは層中央部１３７Ｃよりも超音波透過率（透過量）が大きくなる（ηＳ＞ηＣ）。したがって、図２２（ｂ）に示すように、流路短辺Ｓ方向において、超音波ビームの出力強度分布を中央部よりも周辺部にて高強度とすることができる。ただし、音響整合層１３７の各部の音響インピーダンスは、樹脂マトリックスに対する空隙形成用フィラー（例えば、ガラスバルーン）の体積配合率を変化させることで種々の値に設定可能である。
【０１１４】
なお、図２１においては、圧電素子板１３１は主表面内に一様な圧電定数を有するものとして構成されているが、図３、図８あるいは図９に示すように、周辺素子部１３１Ｓの圧電定数が中央素子部１３１Ｃの圧電定数よりも大きく設定されたものを使用することももちろん可能である。また、図２１では、層中央部１３７Ｃと層周辺部１３７Ｓとは、流路短辺Ｓ方向の寸法がほぼ等しく形成されている（すなわち、流路短辺Ｓ方向の開口高さＨを約３等分（Ｈ／３）している）が、両者に寸法差を設けてもよい。
【０１１５】
（メッシュの変形例１）
図２３は図１２（実施例１）のメッシュの第一変形例を示す。図２３に示すメッシュ４２（網目体）では、中央メッシュ４２Ｃ（中央網目体）の平均メッシュ間隔ｋＣは超音波ビームの波長λよりも小のため（λ＞ｋＣ）、超音波ビームの回折（回り込み）効果が大きくなり、中央メッシュ４２Ｃの透過率γＣはきわめて大きく（ほぼ１００％）なる。一方、周辺メッシュ４２Ｓ（周辺網目体）の平均メッシュ間隔ｋＳは超音波ビームの波長λよりも大のため（ｋＳ＞λ）、周辺メッシュ４２Ｓの透過率γＳは平均メッシュ間隔ｋＳに比例する（正の相関関係を有する）が中央メッシュ４２Ｃの透過率γＣよりは小さい（γＣ＞γＳ）。そのため、直線状中間流路２１ａ（計測用直線流路）の高さ方向（流路短辺Ｓ方向）において中央部よりも周辺部にて高強度となるように調整された超音波ビームの出力強度分布に対し、その出力強度差を縮小ないし緩和（若しくは相殺）する方向にビーム強度が調整される（図１３参照）。
【０１１６】
このように、ｋＳ＞λ＞ｋＣとなるように平均メッシュ間隔を調整することによっても、流路短辺Ｓ方向において超音波ビーム強度が中央部と周辺部とでほぼ等しくなるよう制御でき、伝播する超音波のビーム強度分布を流路短辺Ｓ方向でほぼ均一化することができるので、流量計測精度の更なる向上を図ることができる。その際、中央メッシュ４２Ｃの透過率γＣは実質的に１００％であり、周辺メッシュ４２Ｓにおいて平均メッシュ間隔ｋＳと透過率γＳとは正の相関関係を有するから、周辺メッシュ４２Ｓの平均メッシュ間隔ｋＳを変更（透過率γＳを調整）することによって両メッシュ４２Ｃ，４２Ｓを通過後のビーム強度差の縮小度合いを調節することができる。
【０１１７】
（メッシュの変形例２）
図２４は図１２（実施例１）のメッシュの第二変形例を示す。図２４に示すメッシュ４２（網目体）は、中央メッシュを省略し、平均メッシュ間隔ｋＳが超音波ビームの波長λよりも大きく設定された周辺メッシュ４２Ｓ（周辺網目体）のみで構成されている（ｋＳ＞λ）。そのため、直線状中間流路２１ａ（計測用直線流路）の高さ方向（流路短辺Ｓ方向）において中央部よりも周辺部にて高強度となるように調整された超音波ビームの出力強度分布に対し、その出力強度差を縮小ないし緩和（若しくは相殺）する方向にビーム強度が調整される（図１３参照）。
【０１１８】
これによって、メッシュ４２ひいては超音波流量計１００をより安価に提供することができる。その際、連通孔４１の中央部での透過率は１００％であり、周辺メッシュ４２Ｓにおいて平均メッシュ間隔ｋＳと透過率γＳとは正の相関関係を有するから、周辺メッシュ４２Ｓの平均メッシュ間隔ｋＳを変更（透過率γＳを調整）することによって、中央部と周辺部（周辺メッシュ４２Ｓ）を通過後のビーム強度差の縮小度合いを調節することができる。
【０１１９】
（実施例２）
次に、図２５は中間流路の流路構成の他の例を示す一部破断斜視図及び正面図である。図２５に示す中間流路２１において、ほぼ直交状に配置される入口側連結流路２１ｂ（本体流路１４）と直線状中間流路２１ａとの間には、方向転換部２１１が接続形成されている。方向転換部２１１は、ほぼ下向きに配置された入口側連結流路２１ｂの出口側末端部に続いて、ガスの流れを約９０°方向転換させるように、外周側と内周側とがともに湾曲形態に形成されている。この方向転換部２１１は、流路の開口高さが流れ方向下手側に向かうにつれて徐々に減少する減少部２１１ａを有し、流路の外周側及び内周側で直線状中間流路２１ａ（超音波計測区間２１ａ１）の長辺壁部２１ｆに連なっている。なお、直線状中間流路２１ａでの高さ方向の中央位置Ｏ１は、超音波センサ２３の超音波トランスジューサ１２３ａ，１２３ｂの測線位置Ｏ２（超音波ビームの測線位置）と一致している。
【０１２０】
中間流路２１は以上のように流路構成されているので、この流路内のガスの流れは図２６に示す高さ方向の流速分布のようになる。
【０１２１】
図２６に示すように、方向転換部２１１へ流入したガスは、下向き（上下方向）の入口側連結流路２１ｂから横向き（水平方向）の直線状中間流路２１ａへ方向転換する途上にあるため、斜め下向き（中間方向）の速度成分が大きい。このような速度成分を有するガスは、方向転換部２１１（減少部２１１ａ）の外周側に沿って流れ方向下流側へ移動していくため、その流れ方向は方向転換部２１１の末端位置に達しても依然として不揃いで不安定な状態にある。また、方向転換部２１１の末端位置において高さ方向の流速分布は、外周側ほど流速が大きくなり、不均等（非対称）な状態にある。このように、方向転換部２１１（減少部２１１ａ）では流れ方向が不安定で流速が不均等（非対称）な流れ（偏流）が発生している。
【０１２２】
例えば、小流量時（低速時；層流域）には、方向転換部２１１の外周側に沿ってガスが流れる際の遠心力は比較的小さい。したがって、小流量時の流速分布は、図２６（ａ）に示すように、方向転換部２１１の末端位置においては高さ方向の中央位置Ｏ１付近で突出する擬似二等辺三角形状を呈するが、直線状中間流路２１ａの始端部（助走区間２１ａ２）で比較的早くに高さ方向に均等化及び対称化した扇状（又は弧状あるいは放物線状）となる。一方、大流量時（高速時；乱流域）には、方向転換部２１１の外周側に沿ってガスが流れる際の遠心力は比較的大きい。したがって、大流量時の流速分布は、図２６（ｂ）に示すように、方向転換部２１１の末端位置においては高さ方向の中央位置Ｏ１よりも下方で突出する擬似直角三角形状を呈するので、直線状中間流路２１ａの始端部（助走区間２１ａ２）では未だ高さ方向に均等化及び対称化したバスタブ状（又はコの字状）にはならない。
【０１２３】
図２７は図２５の超音波計測区間における超音波トランスジューサとメッシュの配置関係を表わす説明図、図２８は超音波トランスジューサにおけるビーム出力強度分布及びメッシュ通過後のビーム強度分布を示す説明図である。例えば超音波計測区間２１ａ１の前方に十分な助走区間２１ａ２を設けられない場合、特に大流量時には高さ方向の中央位置Ｏ１よりも下方で流速が大となり、直線状中間流路２１ａにおける高さ方向での流速分布の不均等（非対称）は解消されにくい（図２６（ｂ）参照）。そこで、図２７に示す圧電素子板１３１は、直線状中間流路２１ａの高さ方向（流路短辺Ｓ方向）において、複数（例えば、超音波放射面ＲＰの上部に対応する上方素子部１３１Ｕ（第一素子部）と、下部に対応する下方素子部１３１Ｄ（第二素子部）との二区分）に区分されている。上方素子部１３１Ｕは下方素子部１３１Ｄよりも高電圧にて分極処理されることで、その圧電定数が下方素子部１３１Ｄよりも大きくなっている。つまり、単一の圧電素子板１３１において、流路短辺Ｓ方向での流速分布に応じて（図２６参照）、超音波放射面ＲＰの上部に対応する部分と下部に対応する部分とを互いに異なる電圧にて分極処理することにより、上方素子部１３１Ｕと下方素子部１３１Ｄとが圧電素子板１３１内に一体形成されている。
【０１２４】
一方、図２７に示すメッシュ４２（網目体）も、直線状中間流路２１ａの高さ方向（流路短辺Ｓ方向）において、複数（例えば、連通孔４１の上部に対応する上方メッシュ４２Ｕ（第一網目体）と下方メッシュ４２Ｄ（第二網目体）との二区分）に区画形成されている。そして、下方メッシュ４２Ｄの平均メッシュ間隔ｋＤを上方メッシュ４２Ｕの平均メッシュ間隔ｋＵよりも大きく形成し（ｋＤ＞ｋＵ＞λ）、下方メッシュ４２Ｄの透過率γＤが上方メッシュ４２Ｕの透過率γＵよりも大（γＣ＞γＳ）としている。
【０１２５】
これによって、図２８に示すように、超音波トランスジューサ１２３の圧電素子板１３１において、上方素子部１３１Ｕの上方分極電圧ＶＵが下方素子部１３１Ｄの下方分極電圧ＶＤよりも大となるように分極処理（ＶＵ＞ＶＤ）している。その結果、超音波放射面ＲＰから送出される超音波ビームの出力強度は、超音波計測区間２１ａ１の流路短辺Ｓ方向において、下方素子部１３１Ｄよりも上方素子部１３１Ｕにて高強度となるように調整される（ＥＵ＞ＥＤ）。さらに、超音波計測区間２１ａ１の流路短辺Ｓ方向において、下方メッシュ４２Ｄの平均メッシュ間隔ｋＤを上方メッシュ４２Ｄの平均メッシュ間隔ｋＵよりも大きく設定している（ｋＤ＞ｋＵ＞λ）ので、下方メッシュ４２Ｄの透過率γＤは上方メッシュ４２Ｕの透過率γＵよりも大きくなる（γＤ＞γＵ）。その結果、メッシュ４２通過後のビーム強度は、超音波放射面ＲＰから送出される超音波ビームの出力強度差を縮小ないし緩和（あるいは相殺）するように調整される。
【０１２６】
図２７に示すように、超音波計測区間２１ａ１の高さ方向（流路短辺Ｓ方向）において、連通孔４１での上方メッシュ４２Ｄと下方メッシュ４２Ｄとの寸法比は、超音波放射面ＲＰにおける上方素子部１３１Ｕと下方素子部１３１Ｄとの寸法比と近似して（対応して）設定されている。また、図２７では、中央メッシュ４２Ｃと周辺メッシュ４２Ｓとは、流路短辺Ｓ方向の寸法がほぼ等しく形成されている（すなわち、流路短辺Ｓ方向の開口高さＨを約２等分（Ｈ／２）している）が、両者に寸法差を設けてもよい。
【０１２７】
（実施例３）
図２９は、仕切壁４０（仕切部）の連通孔４１に対してメッシュ４２（網目体）を交換可能とするための着脱構造の一例を示す。すなわち、高さ方向に異なる透過率を有するように区画形成された複数のメッシュ４２（例えば図１２，図２３，図２４参照）を備え、直線状中間流路２１ａ（計測用直線流路）における高さ方向（流路短辺Ｓ方向）での流速分布特性や超音波トランスジューサ１２３ａ，１２３ｂにおける超音波ビームの出力強度特性に応じて、メッシュ４２を交換する。
【０１２８】
図２９の着脱構造ははめ込み方式を示している。具体的には、仕切壁４０に形成された矩形状の連通孔４１の高さ方向の２辺４１ａ，４１ｂに沿って、それぞれレール４３（レール体）を設ける。メッシュ４２を保持する枠４４（枠体）に形成された溝４４ａ（ガイド体）をレール４３にスライドさせてはめ込む。このように、直線状中間流路２１ａ全体あるいは超音波流量計１００全体を交換せずにすむので、汎用性が向上する。
【０１２９】
なお、メッシュ４２を構成するワイヤｗ（網目状素材）は、枠４４に挿入したり枠４４で挟み込んだりして固定する他、合成樹脂によるインサート成形によって枠４４と一体形成してもよい。また、上記した上方メッシュ４２１，下方メッシュ４２２，中央メッシュ４２Ｃ，周辺メッシュ４２Ｓを単位として着脱可能としてもよい。
【０１３０】
超音波トランスジューサ、メッシュの変形例（図１４〜図２４）や実施例２，３（図２５〜図２９）において、実施例１（図１〜図１３）と機能が共通する部分には同一符号を付すことによって説明を省略したものがある。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】流速の影響により超音波ビーム波束が広がる様子を説明する図。
【図２】順方向伝播時と逆方向伝播時の受信感度の非対称性を説明する図。
【図３】本発明に係る超音波流量計の一実施例の全体斜視図。
【図４】図３の正面断面図。
【図５】図４のＡ−Ａ断面図。
【図６】超音波センサの配置変形例を示す説明図。
【図７】図４における中間流路の流路構成の一例を示す一部破断斜視図及び正面図。
【図８】図７における直線状中間流路の平面断面図及び側面断面図。
【図９】図７（ｂ）の要部を拡大して、小流量時及び大流量時の高さ方向の流速分布を示す説明図。
【図１０】図７の超音波計測区間における超音波トランスジューサとメッシュの配置関係を示す説明図。
【図１１】超音波トランスジューサの説明図及び特性図。
【図１２】メッシュの説明図及び特性図。
【図１３】超音波トランスジューサにおけるビーム出力強度分布及びメッシュ通過後のビーム強度分布を示す説明図。
【図１４】図１１の超音波トランスジューサの第一変形例を示す説明図。
【図１５】図１１の超音波トランスジューサの第二変形例を示す説明図。
【図１６】図１１の超音波トランスジューサの第三変形例を示す説明図。
【図１７】図１１の超音波トランスジューサの第四変形例を示す説明図。
【図１８】図１１の超音波トランスジューサの第五変形例を示す説明図。
【図１９】図１１の超音波トランスジューサの第六変形例を示す説明図。
【図２０】図１１の超音波トランスジューサの第七変形例を示す説明図。
【図２１】図１１の超音波トランスジューサの第八変形例を示す説明図。
【図２２】図２１に示す超音波トランスジューサの特性図。
【図２３】図１２のメッシュの第一変形例を示す説明図。
【図２４】図１２のメッシュの第二変形例を示す説明図。
【図２５】中間流路の流路構成の他の例を示す一部破断斜視図及び正面図。
【図２６】図２５（ｂ）の要部を拡大して、小流量時及び大流量時の高さ方向の流速分布を示す説明図。
【図２７】図２５の超音波計測区間における超音波トランスジューサとメッシュの配置関係を示す説明図。
【図２８】超音波トランスジューサにおけるビーム出力強度分布及びメッシュ通過後のビーム強度分布を示す説明図。
【図２９】交換可能なメッシュの一例を示す説明図。
【符号の説明】
【０１３２】
２１      中間流路
２１ａ    直線状中間流路（計測用直線流路）
２１ａ’  分割流路
２１ａ１  超音波計測区間（流量計測区間）
２１ａ２  助走区間
２１ｂ    入口側連結流路（導入側流路）
２１ｃ    出口側連結流路（導出側流路）
２１ｄ    短辺壁部
２１ｆ    長辺壁部
２１１    方向転換部
２１１ａ  減少部
２１２    調整部
２１３    増大部
２３      超音波センサ
４０      仕切壁（仕切部）
４１      連通孔
４２      メッシュ（網目体）
４２Ｃ    中央メッシュ（中央網目体）
４２Ｓ    周辺メッシュ（周辺網目体）
４２Ｕ    上方メッシュ（第一網目体）
４２Ｄ    下方メッシュ（第二網目体）
１００    超音波流量計
１２３（１２３ａ，１２３ｂ）  超音波トランスジューサ
１３１    圧電素子板（圧電素子）
１３１Ｃ  中央素子部
１３１Ｓ  周辺素子部
１３１Ｕ  上方素子部（第一素子部）
１３１Ｄ  下方素子部（第二素子部）
１３２    接地電極
１３３Ｃ  中央駆動電極
１３３Ｓ  周辺駆動電極
１３４    接地端子
１３５    駆動端子
１３６    基板
１３７    音響整合層
１３７Ｃ  層中央部
１３７Ｓ  層周辺部
１３８    導通経路
１３９    ケーシング
１３９ａ  底部
１３９ｂ  側壁部
１４０    補助金属板
ＧＢ      区画溝
ＣＬ      隙間
ＲＰ      超音波放射面（超音波受信面）
Ｌ        長辺
Ｓ        短辺
Ｈ        開口高さ
Ｗ        開口幅
Ｗ’      分割流路の開口幅
Ｏ１      直線状中間流路での高さ方向の中央位置
Ｏ２      測線位置
ｋ        平均メッシュ間隔
ｗ        ワイヤ（網目状素材）
γ        透過率
【図３】
2010145167.tif 000003
【図４】
2010145167.tif 000004
【図５】
2010145167.tif 000005
【図６】
2010145167.tif 000006
【図７】
2010145167.tif 000007
【図８】
2010145167.tif 000008
【図９】
2010145167.tif 000009
【図２５】
2010145167.tif 000010
【図２６】
2010145167.tif 000011
【図１】
2010145167.tif 000012
【図２】
2010145167.tif 000013
【図１０】
2010145167.tif 000014
【図１１】
2010145167.tif 000015
【図１２】
2010145167.tif 000016
【図１３】
2010145167.tif 000017
【図１４】
2010145167.tif 000018
【図１５】
2010145167.tif 000019
【図１６】
2010145167.tif 000020
【図１７】
2010145167.tif 000021
【図１８】
2010145167.tif 000022
【図１９】
2010145167.tif 000023
【図２０】
2010145167.tif 000024
【図２１】
2010145167.tif 000025
【図２２】
2010145167.tif 000026
【図２３】
2010145167.tif 000027
【図２４】
2010145167.tif 000028
【図２７】
2010145167.tif 000029
【図２８】
2010145167.tif 000030
【図２９】
2010145167.tif 000031