(57)【要約】【課題】圧力損失を高めずに計測流路の筐体に漏れた不要な伝搬波を低減して正規の伝搬波の受信波形を正確に検出し、伝搬時間をより高精度に計測して流速あるいは流量の計測精度を高める。【解決手段】計測流路と、計測流路に設けた超音波送受信器と、計測流路を形成する流路壁を伝搬する超音波の不要伝搬波を減衰させる第二の不要伝搬波減衰手段と、超音波送受信器間の超音波の伝搬時間を計測する計測制御部と、計測制御部からの信号に基づいて流量を算出する演算部とを備え、第二の不要伝搬波減衰手段は計測流路の超音波送受信器間の前記流路壁の内部に設けた振動伝達抑制手段を備えた超音波流量計測装置とすることでＳ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信が可能となり計測流路内を通過した伝搬波を正確に受信でき、流速あるいは流量の計測精度を向上できる。【選択図】図９
2010164585.tif 000002
【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、この計測流路に設けた超音波送受信器と、前記計測流路を形成する流路壁を伝搬する超音波の不要伝搬波を減衰させる第二の不要伝搬波減衰手段と、前記超音波送受信器間の超音波の伝搬時間を計測する計測制御部と、前記計測制御部からの信号に基づいて流量を算出する演算部とを備え、第二の不要伝搬波減衰手段は計測流路の超音波送受信器間の前記流路壁の内部に設けた振動伝達抑制手段を備えた超音波流量計測装置。
【請求項２】
前記計測流路内を伝搬する超音波の不要伝搬波を減衰させる第一の不要伝搬波減衰手段を備えた請求項１に記載の超音波流量計測装置。
【請求項３】
前記計測流路に連通し外部の配管に接続される接続口と、外部の配管から侵入した外乱振動を減衰させる第三の不要伝搬波減衰手段とを備えた請求項１または２に記載の超音波流量計測装置。
【請求項４】
前記第二の不要伝搬波減衰手段は計測流路を形成する流路壁の外面に設けた遮音手段を備えた請求項１に記載の超音波流量計測装置。
【請求項５】
前記振動伝達抑制手段は、前記流路壁内の超音波受信器の設置方向に延伸されて配置された請求項１に記載の超音波流量計測装置。
【請求項６】
前記振動伝達抑制手段は上流側の超音波送受信器を配置する上流側の流路壁と下流側の超音波送受信器を配置する下流側の流路壁とを制振体を介して連結してなる請求項１に記載の超音波流量計測装置。
【請求項７】
前記第二の不要伝搬波減衰手段は計測流路の流路壁を制振材料で形成した請求項１に記載の超音波流量計測装置。
【請求項８】
前記遮音手段は断熱性能を備えた請求項４に記載の超音波流量計測装置。
【請求項９】
前記第三の不要伝搬波減衰手段は接続口と計測流路を形成する流路壁との間に介在させた外部振動抑制手段を備えた請求項３に記載の超音波流量計測装置。
【請求項１０】
前記第三の不要伝搬波減衰手段は計測流路の上流側あるいは下流側を制振材料で形成した入口ブロックあるいは出口ブロックを備えた請求項３に記載の超音波流量計測装置。
【請求項１１】
前記第三の不要伝搬波減衰手段は断熱性能を備えた請求項３、９、１０のいずれか１項に記載の超音波流量計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波により気体や液体の流量や流速の計測を行う超音波流量計測装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来この種の超音波流量計測装置には、特開平１１−３５１９２６号公報が知られており、図１８、図１９に示すように流体を一方から他方に流す計測流路１を挟んで対向し、かつ計測流路１の流れ方向に対して所定角度を傾けて上流側の超音波送受信器２ａと下流側の送受信器２ｂとを対向して設け、これら超音波送受信器２ａ、２ｂは計測流路１に設けた凹部３ａ、３ｂに収納するとともに、計測流路１の入口側４に流れ変動抑止手段５を設けている。そして、計測流路１に入る流れは流れ変動抑止手段５により規制して、計測部での流速分布を均等化したり渦の発生を抑制して流れを安定化させている。このように流れ変動抑止手段５により流れを安定化させた状態で、計測流路１の計測断面の幅Ｗ方向に超音波を伝搬させ、計測流路１内を直接伝搬した直接波を対向する超音波送受信器で受信するとともに、流れの乱れの境界面での超音波の反射や屈折による超音波の受信レベルの変動を低減して測定精度の悪化を防止し、高精度の流量計測を行っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３５１９２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら従来の構成では、一方の超音波送受信器から送信された超音波は他方の超音波送受信器に直接向かう直接波だけではなく、矩形断面で形成した計測流路１の幅Ｗ方向の平面の流路壁１ａあるいは計測流路１の高さＨ方向の平面の流路壁１ｂに反射した反射波が発生し、直接波に対して時間遅れとなるこの反射波が他方の超音波送受信器に到達して受信されて直接波と反射波が干渉した干渉波として検出され、このため超音波の伝搬時間の測定精度が悪化するという課題があった。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するもので、圧力損失を高めずに計測流路での不要な伝搬波を低減して正規の伝搬波の受信波形を正確に検出し、伝搬時間をより高精度に計測して流速あるいは流量の計測精度を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記課題を解決するために、被測定流体が流れる計測流路と、この計測流路に設けた超音波送受信器と、前記計測流路を形成する流路壁を伝搬する超音波の不要伝搬波を減衰させる第二の不要伝搬波減衰手段と、前記超音波送受信器間の超音波の伝搬時間を計測する計測制御部と、前記計測制御部からの信号に基づいて流量を算出する演算部とを備えた超音波流量計測装置であって、前記第二の不要伝搬波減衰手段は計測流路の超音波送受信器間の前記流路壁内部に設けた振動伝達抑制手段を備えたものである。
【０００７】
上記発明によれば、送信側の超音波送受信器から送信された超音波が受信側の超音波送受信器に計測流路内を伝搬する時に、計測流路の筐体に漏れた不要な振動は減衰されて受信側の超音波受信器に受信されることになり、受信側の超音波受信器では計測流路筐体からの伝搬波の影響を排除することでＳ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信が可能となり計測流路内を通過した伝搬波を正確に受信でき、流速あるいは流量の計測精度を向上
でき、さらに計測可能な流速あるいは流量の計測範囲を拡大することができる。
【発明の効果】
【０００８】
以上の説明から明らかなように本発明の超音波流量計測装置によれば、次の効果が得られる。計測流路内を伝搬する超音波の不要伝搬波を減衰させる第一の不要伝搬波減衰手段を備えているので、正規の伝搬路から逸脱した不要な伝搬波は第一の不要伝搬波減衰手段により減衰され、受信側の超音波送受信器では計測流路内の正規の伝搬路を通過した正規の伝搬波の比率を高めて受信でき、ノイズ成分の少ない受信波形の検出がなされてＳ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信が可能にできる効果が有り、伝搬時間をより高精度に計測できることにより流速あるいは流量の計測精度を向上でき、さらに計測可能な流速あるいは流量の計測上限値の拡大あるいは計測下限値の低減により計測範囲を拡大することができるという効果が有る。
【０００９】
また、計測流路を形成する流路壁を伝搬する超音波の不要伝搬波を減衰させる第二の不要伝搬波減衰手段を備えているので、送信側の超音波送受信器から送信された超音波が受信側の超音波送受信器に計測流路内を伝搬する時に、計測流路の筐体に漏れた不要な振動は減衰されて受信側の超音波送受信器に受信されることになり、受信側の超音波送受信器では計測流路筐体からの伝搬波の影響を排除することでＳ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信が可能となる効果が有り、計測流路内を通過した伝搬波を正確に受信でき、流速あるいは流量の計測精度の向上と計測範囲の拡大ができるという効果が有る。
【００１０】
また、外部の配管から侵入した外乱振動を減衰させる第三の不要伝搬波減衰手段を備えているので、接続口に接続された外部の配管を経由した外部の振動波（例えば配管系統において近くに設置された他の超音波流量計測装置の超音波振動波など）などの外乱を減衰させて超音波送受信器への到達を低減でき、Ｓ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の受信が可能となり計測流路内を通過した伝搬波を正確に受信できるという効果が有り、流速あるいは流量の計測精度の向上と計測範囲の拡大ができ、他の超音波流量計測装置に関わらず自由な位置に設置できるため設置自由度が高く利便性を向上できるという効果が有る。
【００１１】
また、計測流路内を伝搬する超音波の不要伝搬波を減衰させる第一の不要伝搬波減衰手段と、計測流路を形成する流路壁を伝搬する超音波の不要伝搬波を減衰させる第二の不要伝搬波減衰手段と、外部の配管から侵入した外乱振動を減衰させる第三の不要伝搬波減衰手段を備えているので、外乱などが加わった場合でも第三の不要伝搬波減衰手段により外乱による振動波が計測流路に伝搬するのが低減され、また計測流路を形成する流路壁に漏れた不要な振動は第二の不要伝搬波減衰手段により受信側の超音波送受信器に到達する前に減衰され、さらに第一の不要伝搬波減衰手段により受信側の超音波送受信器では計測流路内の正規の伝搬路を通過した正規の伝搬波の比率を高めて受信でき、ノイズ成分の少ない受信波形の検出がなされてＳ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信ができるという効果が有り、伝搬時間をより一層高精度に計測できることにより流速あるいは流量の計測精度を一層向上でき、また計測可能な流速あるいは流量の計測上限値の拡大あるいは計測下限値の低減により計測範囲を一層拡大することができるという効果が有る。さらに、外乱に強い流量計測装置が実現でき、他の流量計測装置の設置位置の自由度が高められて設置性を向上できるという効果が有る。
【００１２】
また、被測定流体が流れる計測流路と、この計測流路に設けた超音波送受信器と、計測流路内を伝搬する超音波の不要伝搬波を減衰させる第一の不要伝搬波減衰手段と、計測流路を形成する流路壁を伝搬する超音波の不要伝搬波を減衰させる第二の不要伝搬波減衰手段と、超音波送受信器間の超音波の伝搬時間を計測する計測制御部と、計測制御部からの信号に基づいて流量を算出する演算部とを備えたものである。そして、計測流路を形成する流路壁に漏れた不要な振動は第二の不要伝搬波減衰手段により受信側の超音波送受信器
に到達する前に減衰され、さらに第一の不要伝搬波減衰手段により受信側の超音波送受信器では正規の伝搬路を通過した正規の伝搬波の比率を高めて受信でき、ノイズ成分の少ない受信波形の検出がなされ、Ｓ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信が可能となり伝搬時間をより一層高精度に計測できることにより流速あるいは流量の計測精度を一層向上でき、さらに計測可能な流速あるいは流量の計測上限値の拡大あるいは計測下限値の低減により計測範囲を一層拡大することができる。
【００１３】
また、被測定流体が流れる計測流路と、この計測流路に設けた超音波送受信器と、計測流路に連通し外部の配管に接続される接続口と、計測流路内を伝搬する超音波の不要伝搬波を減衰させる第一の不要伝搬波減衰手段と、外部の配管から侵入した外乱振動を減衰させる第三の不要伝搬波減衰手段と、超音波送受信器間の超音波の伝搬時間を計測する計測制御部と、計測制御部からの信号に基づいて流量を算出する演算部とを備えたものである。そして、外乱などが加わった場合でも第三の不要伝搬波減衰手段により外乱による振動波が計測流路に伝搬するのが低減され、さらに第一の不要伝搬波減衰手段により受信側の超音波送受信器では正規の伝搬路を通過した正規の伝搬波の比率を高めて受信できるため、ノイズ成分の少ない受信波形の検出がなされ、Ｓ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信が可能となり伝搬時間をより一層高精度に計測できることにより流速あるいは流量の計測精度を一層向上でき、さらに計測可能な流速あるいは流量の計測上限値の拡大あるいは計測下限値の低減により計測範囲を一層拡大することができる。さらに、外乱に強い流量計測装置が実現でき、他の流量計測装置の設置位置の自由度が高められて設置性を向上できる。
【００１４】
また、被測定流体が流れる計測流路と、この計測流路に設けた超音波送受信器と、計測流路に連通し外部の配管に接続される接続口と、計測流路を形成する流路壁を伝搬する超音波の不要伝搬波を減衰させる第二の不要伝搬波減衰手段と、外部の配管から侵入した外乱振動を減衰させる第三の不要伝搬波減衰手段と、超音波送受信器間の超音波の伝搬時間を計測する計測制御部と、計測制御部からの信号に基づいて流量を算出する演算部とを備えたものである。そして、外乱などが加わった場合でも第三の不要伝搬波減衰手段により外乱による振動波が計測流路に伝搬するのが低減され、また計測流路を形成する流路壁の筐体に漏れた不要な振動は第二の不要伝搬波減衰手段により受信側の超音波送受信器に到達する前に減衰され、受信側の超音波送受信器では計測流路筐体からの伝搬波の影響を排除することでノイズ成分の少ない受信波形の検出がなされてＳ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信が可能となり、伝搬時間をより一層高精度に計測できることにより流速あるいは流量の計測精度を一層向上でき、また計測可能な流速あるいは流量の計測上限値の拡大あるいは計測下限値の低減により計測範囲を一層拡大することができる。さらに、外乱に強い流量計測装置が実現でき、他の流量計測装置の設置位置の自由度が高められて設置性を向上できる。
【００１５】
また、第一の不要伝搬波減衰手段は計測流路を形成する流路壁の内面に設けた第一の吸音手段を備えたものである。そして、計測流路の内壁の任意の位置に最適な吸音手段を配置することで被計測流体の圧力損失を高めること無く反射波の発生を抑えて不要な伝搬波を効率よく減衰させることができる。
【００１６】
また、第一の不要伝搬波減衰手段は超音波送受信器を計測流路に直接臨ませる開口穴に設けた第二の吸音手段を備えたものである。そして、開口穴内での不要な反射波の発生を低減し、計測流路への不要波の送信を低減することでＳ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信が可能となり計測精度を高めることができる。
【００１７】
また、第一の不要伝搬波減衰手段は計測流路を形成する流路壁の内面に設けた第一の吸音手段と超音波送受信器を計測流路に直接臨ませる開口穴に設けた第二の吸音手段とを備
えたものである。そして、計測流路への不要波の送信の低減と計測流路での不要な反射波の低減がなされ、より一層Ｓ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信が可能となり計測精度を高めることができ、超音波送受信器は電池などによる低電圧駆動が実現できる。
【００１８】
また、第一の不要伝搬波減衰手段は計測流路を形成する流路壁の内面に設けた乱反射手段を備えたものである。そして、計測流路内で正規の超音波伝搬路を外れた不要波が発生しても、その不要波は計測流路の内面に設けた乱反射手段により一定の方向ではなく全方向に乱反射されるため、不要波の一部が受信側に到達する場合でも不要波が乱反射により弱められているため受信側のノイズを低減でき、Ｓ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信が可能となり計測精度を高めることができる。
【００１９】
また、第二の不要伝搬波減衰手段は計測流路の超音波送受信器間に設けた振動伝達抑制手段を備えたものである。そして、たとえ計測流路を形成する筐体に送信された超音波の不要な伝搬波が漏れたとしても、この不要な伝搬波は受信側の超音波送受信器に到達する前に振動伝達抑制手段はより減衰され、受信側の超音波送受信器は計測流路の筐体を伝搬する不要波を排除し計測流路内の正規の伝搬路を通過した超音波成分の比率を高めてＳ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信が可能となり計測流路内を通過した伝搬波を正確に受信でき、流速あるいは流量の計測精度の向上と計測範囲の拡大ができる。
【００２０】
また、第二の不要伝搬波減衰手段は計測流路を形成する流路壁の外面に設けた遮音手段を備えたものである。そして、超音波などの振動が外部から加わっても計測流路を覆う遮音手段によりその外乱振動が減衰され、超音波送受信器は外乱の振動の影響を排除した超音波の送受信が可能となり、外乱に強い流速あるいは流量の計測が実現でき、信頼性の向上ができる。
【００２１】
また、第二の不要伝搬波減衰手段は計測流路の超音波送受信器間に設けた振動伝達抑制手段と計測流路を形成する流路壁の外面に設けた遮音手段とを備えたものである。そして、筐体を伝搬する不要波を排除してＳ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信による計測精度の向上と計測範囲の拡大と、外乱の振動の影響を排除した超音波の送受信による外乱に対する信頼性の向上とが両立でき、実用性を高めることができる。
【００２２】
また、振動伝達抑制手段は上流側の超音波送受信器を配置する上流側の流路壁と下流側の超音波送受信器を配置する下流側の流路壁とを制振体を介して連結したものである。そして、送信側の超音波送受信器から計測流路の筐体に漏れた不要波は制振体により遮断されて受信側の超音波送受信器に到達しないため、より一層Ｓ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信が可能となり計測精度と計測範囲が一層向上できる。
【００２３】
また、第二の不要伝搬波減衰手段は計測流路の流路壁を制振材料で形成したものである。そして、Ｓ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信を維持したまま計測流路の構成を簡略化でき、計測流路の小型化と軽量化および低コスト化により実用性を高めることができる。
【００２４】
また、遮音手段は断熱性能を備えたものである。そして、外乱振動に強い流速あるいは流量の計測の実現に加えて、日射や外気温変化などの外部からの熱による音速変動や結露などの計測流路への影響を低減し、流速あるいは流量の計測精度の信頼性を向上できる。
【００２５】
また、第三の不要伝搬波減衰手段は接続口と計測流路を形成する流路壁との間に介在させた外部振動抑制手段を備えたものである。そして、接続口に接続された外部の配管を経由した外乱は外部振動抑制手段により遮断されて計測流路への侵入を防止して、接続口から侵入した外乱ノイズは一層低減されてＳ／Ｎ特性により優れた高感度な超音波の受信が
可能となり計測流路内を通過した伝搬波を正確に受信でき、流速あるいは流量の計測精度と計測範囲が一層向上できる。
【００２６】
また、第三の不要伝搬波減衰手段は計測流路の上流側あるいは下流側を制振材料で形成した入口ブロックあるいは出口ブロックを備えたものである。そして、接続口から侵入した外乱ノイズを低減しＳ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信を維持したまま計測装置の構成を簡略化でき、計測装置の小型化と軽量化および低コスト化により実用性を高めることができる。
【００２７】
また、第三の不要伝搬波減衰手段は断熱性能を備えたものである。そして、接続口に接続した配管あるいは計測装置に入った日射や外気温変化などの外部からの熱による計測流路への影響を低減し、流速あるいは流量の計測精度の信頼性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施例１の超音波流量計測装置の構成断面図
【図２】図１における計測流路のＡ−Ａ断面矢視図
【図３】本発明の他の実施例を示す超音波流量計測装置の構成断面図
【図４】図３における第一の吸音手段を示す計測流路の横断面図
【図５】本発明の他の実施例を示す超音波流量計測装置の構成断面図
【図６】本発明の他の実施例を示す超音波流量計測装置の構成断面図
【図７】本発明の実施例２の超音波流量計測装置の構成断面図
【図８】図７における計測流路のＢ−Ｂ断面図
【図９】本発明の他の実施例を示す計測流路のＢ−Ｂ断面図
【図１０】本発明の他の実施例を示す計測流路のＢ−Ｂ断面図
【図１１】本発明の他の実施例を示す計測流路のＢ−Ｂ断面図
【図１２】本発明の実施例３の超音波流量計測装置の構成断面図
【図１３】本発明の他の実施例を示す超音波流量計測装置の構成断面図
【図１４】本発明の実施例４の超音波流量計測装置の構成断面図
【図１５】本発明の実施例５の超音波流量計測装置の構成断面図
【図１６】本発明の実施例６の超音波流量計測装置の構成断面図
【図１７】本発明の実施例７の超音波流量計測装置の構成断面図
【図１８】従来の超音波流量計測装置の構成図
【図１９】図１８における計測流路の横断面図
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明は、被測定流体が流れる計測流路と、この計測流路に設けた超音波送受信器と、計測流路内を伝搬する超音波の不要伝搬波を減衰させる第一の不要伝搬波減衰手段と、超音波送受信器間の超音波の伝搬時間を計測する計測制御部と、計測制御部からの信号に基づいて流量を算出する演算部とを備えたものである。そして、正規の伝搬路から逸脱した不要な伝搬波は第一の不要伝搬波減衰手段により減衰され、受信側の超音波送受信器では計測流路内の正規の伝搬路を通過した正規の伝搬波の比率を高めて受信でき、ノイズ成分の少ない受信波形の検出がなされてＳ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信が可能となり、伝搬時間をより高精度に計測できることにより流速あるいは流量の計測精度を向上でき、さらに計測可能な流速あるいは流量の計測上限値の拡大あるいは計測下限値の低減により計測範囲を拡大することができる。
【００３０】
また、被測定流体が流れる計測流路と、この計測流路に設けた超音波送受信器と、計測流路を形成する流路壁を伝搬する超音波の不要伝搬波を減衰させる第二の不要伝搬波減衰手段と、超音波送受信器間の超音波の伝搬時間を計測する計測制御部と、計測制御部からの信号に基づいて流量を算出する演算部とを備えたものである。そして、送信側の超音波
送受信器から送信された超音波が受信側の超音波送受信器に計測流路内を伝搬する時に、計測流路の筐体に漏れた不要な振動は減衰されて受信側の超音波送受信器に受信されることになり、受信側の超音波送受信器では計測流路筐体からの伝搬波の影響を排除することでＳ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信が可能となり計測流路内を通過した伝搬波を正確に受信でき、流速あるいは流量の計測精度の向上と計測範囲の拡大ができる。
【００３１】
また、被測定流体が流れる計測流路と、この計測流路に設けた超音波送受信器と、計測流路に連通し外部の配管に接続される接続口と、外部の配管から侵入した外乱振動を減衰させる第三の不要伝搬波減衰手段と、超音波送受信器間の超音波の伝搬時間を計測する計測制御部と、計測制御部からの信号に基づいて流量を算出する演算部とを備えたものである。そして、接続口に接続された外部の配管を経由した外部の振動波（例えば配管系統において近くに設置された他の超音波流量計測装置の超音波振動波など）などの外乱を減衰させて超音波送受信器に到達するのを低減し、Ｓ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の受信が可能となり計測流路内を通過した伝搬波を正確に受信でき、流速あるいは流量の計測精度の向上と計測範囲の拡大ができ、他の超音波流量計測装置に関わらず自由な位置に設置できるため設置自由度が高く利便性を向上できる。
【００３２】
また、被測定流体が流れる計測流路と、この計測流路に設けた超音波送受信器と、計測流路に連通し外部の配管に接続される接続口と、計測流路内を伝搬する超音波の不要伝搬波を減衰させる第一の不要伝搬波減衰手段と、計測流路を形成する流路壁を伝搬する超音波の不要伝搬波を減衰させる第二の不要伝搬波減衰手段と、外部の配管から侵入した外乱振動を減衰させる第三の不要伝搬波減衰手段と、超音波送受信器間の超音波の伝搬時間を計測する計測制御部と、計測制御部からの信号に基づいて流量を算出する演算部とを備えたものである。そして、外乱などが加わった場合でも第三の不要伝搬波減衰手段により外乱による振動波が計測流路に伝搬するのが低減され、また計測流路を形成する流路壁に漏れた不要な振動は第二の不要伝搬波減衰手段により受信側の超音波送受信器に到達する前に減衰され、さらに第一の不要伝搬波減衰手段により受信側の超音波送受信器では計測流路内の正規の伝搬路を通過した正規の伝搬波の比率を高めて受信でき、ノイズ成分の少ない受信波形の検出がなされてＳ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信が可能となり、伝搬時間をより一層高精度に計測できることにより流速あるいは流量の計測精度を一層向上でき、また計測可能な流速あるいは流量の計測上限値の拡大あるいは計測下限値の低減により計測範囲を一層拡大することができる。さらに、外乱に強い流量計測装置が実現でき、他の流量計測装置の設置位置の自由度が高められて設置性を向上できる。
【００３３】
また、被測定流体が流れる計測流路と、この計測流路に設けた超音波送受信器と、計測流路内を伝搬する超音波の不要伝搬波を減衰させる第一の不要伝搬波減衰手段と、計測流路を形成する流路壁を伝搬する超音波の不要伝搬波を減衰させる第二の不要伝搬波減衰手段と、超音波送受信器間の超音波の伝搬時間を計測する計測制御部と、計測制御部からの信号に基づいて流量を算出する演算部とを備えたものである。そして、計測流路を形成する流路壁に漏れた不要な振動は第二の不要伝搬波減衰手段により受信側の超音波送受信器に到達する前に減衰され、さらに第一の不要伝搬波減衰手段により受信側の超音波送受信器では正規の伝搬路を通過した正規の伝搬波の比率を高めて受信でき、ノイズ成分の少ない受信波形の検出がなされ、Ｓ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信が可能となり伝搬時間をより一層高精度に計測できることにより流速あるいは流量の計測精度を一層向上でき、さらに計測可能な流速あるいは流量の計測上限値の拡大あるいは計測下限値の低減により計測範囲を一層拡大することができる。
【００３４】
また、被測定流体が流れる計測流路と、この計測流路に設けた超音波送受信器と、計測流路に連通し外部の配管に接続される接続口と、計測流路内を伝搬する超音波の不要伝搬波を減衰させる第一の不要伝搬波減衰手段と、外部の配管から侵入した外乱振動を減衰さ
せる第三の不要伝搬波減衰手段と、超音波送受信器間の超音波の伝搬時間を計測する計測制御部と、計測制御部からの信号に基づいて流量を算出する演算部とを備えたものである。そして、外乱などが加わった場合でも第三の不要伝搬波減衰手段により外乱による振動波が計測流路に伝搬するのが低減され、さらに第一の不要伝搬波減衰手段により受信側の超音波送受信器では正規の伝搬路を通過した正規の伝搬波の比率を高めて受信できるため、ノイズ成分の少ない受信波形の検出がなされ、Ｓ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信が可能となり伝搬時間をより一層高精度に計測できることにより流速あるいは流量の計測精度を一層向上でき、さらに計測可能な流速あるいは流量の計測上限値の拡大あるいは計測下限値の低減により計測範囲を一層拡大することができる。さらに、外乱に強い流量計測装置が実現でき、他の流量計測装置の設置位置の自由度が高められて設置性を向上できる。
【００３５】
また、被測定流体が流れる計測流路と、この計測流路に設けた超音波送受信器と、計測流路に連通し外部の配管に接続される接続口と、計測流路を形成する流路壁を伝搬する超音波の不要伝搬波を減衰させる第二の不要伝搬波減衰手段と、外部の配管から侵入した外乱振動を減衰させる第三の不要伝搬波減衰手段と、超音波送受信器間の超音波の伝搬時間を計測する計測制御部と、計測制御部からの信号に基づいて流量を算出する演算部とを備えたものである。そして、外乱などが加わった場合でも第三の不要伝搬波減衰手段により外乱による振動波が計測流路に伝搬するのが低減され、また計測流路を形成する流路壁の筐体に漏れた不要な振動は第二の不要伝搬波減衰手段により受信側の超音波送受信器に到達する前に減衰され、受信側の超音波送受信器では計測流路筐体からの伝搬波の影響を排除することでノイズ成分の少ない受信波形の検出がなされてＳ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信が可能となり、伝搬時間をより一層高精度に計測できることにより流速あるいは流量の計測精度を一層向上でき、また計測可能な流速あるいは流量の計測上限値の拡大あるいは計測下限値の低減により計測範囲を一層拡大することができる。さらに、外乱に強い流量計測装置が実現でき、他の流量計測装置の設置位置の自由度が高められて設置性を向上できる。
【００３６】
また、第一の不要伝搬波減衰手段は計測流路を形成する流路壁の内面に設けた第一の吸音手段を備えたものである。そして、計測流路の内壁の任意の位置に最適な吸音手段を配置することで被計測流体の圧力損失を高めること無く反射波の発生を抑えて不要な伝搬波を効率よく減衰させることができる。
【００３７】
また、第一の不要伝搬波減衰手段は超音波送受信器を計測流路に直接臨ませる開口穴に設けた第二の吸音手段を備えたものである。そして、開口穴内での不要な反射波の発生を低減し、計測流路への不要波の送信を低減することでＳ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信が可能となり計測精度を高めることができる。
【００３８】
また、第一の不要伝搬波減衰手段は計測流路を形成する流路壁の内面に設けた第一の吸音手段と超音波送受信器を計測流路に直接臨ませる開口穴に設けた第二の吸音手段とを備えたものである。そして、計測流路への不要波の送信の低減と計測流路での不要な反射波の低減がなされ、より一層Ｓ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信が可能となり計測精度を高めることができ、超音波送受信器は電池などによる低電圧駆動が実現できる。
【００３９】
また、第一の不要伝搬波減衰手段は計測流路を形成する流路壁の内面に設けた乱反射手段を備えたものである。そして、計測流路内で正規の超音波伝搬路を外れた不要波が発生しても、その不要波は計測流路の内面に設けた乱反射手段により一定の方向ではなく全方向に乱反射されるため、不要波の一部が受信側に到達する場合でも不要波が乱反射により弱められているため受信側のノイズを低減でき、Ｓ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信が可能となり計測精度を高めることができる。
【００４０】
また、第二の不要伝搬波減衰手段は計測流路の超音波送受信器間に設けた振動伝達抑制手段を備えたものである。そして、たとえ計測流路を形成する筐体に送信された超音波の不要な伝搬波が漏れたとしても、この不要な伝搬波は受信側の超音波送受信器に到達する前に振動伝達抑制手段はより減衰され、受信側の超音波送受信器は計測流路の筐体を伝搬する不要波を排除し計測流路内の正規の伝搬路を通過した超音波成分の比率を高めてＳ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信が可能となり計測流路内を通過した伝搬波を正確に受信でき、流速あるいは流量の計測精度の向上と計測範囲の拡大ができる。
【００４１】
また、第二の不要伝搬波減衰手段は計測流路を形成する流路壁の外面に設けた遮音手段を備えたものである。そして、超音波などの振動が外部から加わっても計測流路を覆う遮音手段によりその外乱振動が減衰され、超音波送受信器は外乱の振動の影響を排除した超音波の送受信が可能となり、外乱に強い流速あるいは流量の計測が実現でき、信頼性の向上ができる。
【００４２】
また、第二の不要伝搬波減衰手段は計測流路の超音波送受信器間に設けた振動伝達抑制手段と計測流路を形成する流路壁の外面に設けた遮音手段とを備えたものである。そして、筐体を伝搬する不要波を排除してＳ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信による計測精度の向上と計測範囲の拡大と、外乱の振動の影響を排除した超音波の送受信による外乱に対する信頼性の向上とが両立でき、実用性を高めることができる。
【００４３】
また、振動伝達抑制手段は上流側の超音波送受信器を配置する上流側の流路壁と下流側の超音波送受信器を配置する下流側の流路壁とを制振体を介して連結したものである。そして、送信側の超音波送受信器から計測流路の筐体に漏れた不要波は制振体により遮断されて受信側の超音波送受信器に到達しないため、より一層Ｓ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信が可能となり計測精度と計測範囲が一層向上できる。
【００４４】
また、第二の不要伝搬波減衰手段は計測流路の流路壁を制振材料で形成したものである。そして、Ｓ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信を維持したまま
計測流路の構成を簡略化でき、計測流路の小型化と軽量化および低コスト化により実用性を高めることができる。
【００４５】
また、遮音手段は断熱性能を備えたものである。そして、外乱振動に強い流速あるいは流量の計測の実現に加えて、日射や外気温変化などの外部からの熱による音速変動や結露などの計測流路への影響を低減し、流速あるいは流量の計測精度の信頼性を向上できる。
【００４６】
また、第三の不要伝搬波減衰手段は接続口と計測流路を形成する流路壁との間に介在させた外部振動抑制手段を備えたものである。そして、接続口に接続された外部の配管を経由した外乱は外部振動抑制手段により遮断されて計測流路への侵入を防止して、接続口から侵入した外乱ノイズは一層低減されてＳ／Ｎ特性により優れた高感度な超音波の受信が可能となり計測流路内を通過した伝搬波を正確に受信でき、流速あるいは流量の計測精度と計測範囲が一層向上できる。
【００４７】
また、第三の不要伝搬波減衰手段は計測流路の上流側あるいは下流側を制振材料で形成した入口ブロックあるいは出口ブロックを備えたものである。そして、接続口から侵入した外乱ノイズを低減しＳ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信を維持したまま計測装置の構成を簡略化でき、計測装置の小型化と軽量化および低コスト化により実用性を高めることができる。
【００４８】
また、第三の不要伝搬波減衰手段は断熱性能を備えたものである。そして、接続口に接
続した配管あるいは計測装置に入った日射や外気温変化などの外部からの熱による計測流路への影響を低減し、流速あるいは流量の計測精度の信頼性を向上できる。
【００４９】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００５０】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１を示す超音波流量計測装置の構成断面図である。図１において、６は流路壁７に囲まれた計測流路であり、８および９はこの計測流路６を挟んで互いに対向するように計測流路の上流側および下流側に設けた超音波送受信器である。この超音波送受信器８、９は防振と気密シールを行う支持体１０を介して流路壁７に取付けられ、上流側の超音波送受信器８と下流側の超音波送受信器９は距離Ｌを隔てるとともに計測流路６の長手方向に対して角度θ傾けて設置されている。１１、１２は超音波送受信器８、９を計測流路６を流れる被測定流体に臨ませる上流側および下流側の開口穴であり、流路壁７に対して窪みとなっている。１３は対向する超音波送受信器８および９間で送信された超音波が壁面に反射すること無く直接相手側の超音波送受信器に伝搬する超音波伝搬路（二点鎖線で領域を示す）である。１４は計測流路６に設けた第一の不要伝搬波減衰手段であり、この第一の不要伝搬波減衰手段１４は超音波伝搬路１３の上流側の近傍で計測流路６の幅Ｗ方向を分割するように配置するとともに流れ方向に延びる吸音材料で形成した第一の吸音手段１５を設けている。この第一の吸音手段１５は通気性の有る発泡体としての樹脂や金属の多孔質吸音材やフェルト、グラスウールなどの不織布などが利用でき、図２に示すように計測流路６の高さＨ方向にわたり全域に形成して配置している。特に、第一の吸音手段の材質としては、アルミニウム系などの金属多孔質発泡材は剛体であるので計測流路６に設置が容易であるとともに、フェルト、グラスウールのような不織布で起こる繊維の離散が生じにくいため被測定流体を汚さず信頼性を高くでき、さらに経年劣化が少ないため長期間にわたり安定して使用でき耐久性に優れる。
【００５１】
１６は計測流路６の入口側に設けた流入抑制体であり、流路壁７に設けた窪み部に嵌め込むようにして設置し流路壁７との段差が無いようにしている。この流入抑制体１６は被測定流体の流れ方向を整える方向規制部１６ａと流速分布の均一化あるいは流れの脈動を低減する変動抑制部１６ｂを有している。この方向規制部１６ａは計測流路６の横断面を分割する仕切壁が設けられており、変動抑制部１６ｂは流れ方向の長さが短く計測流路６の横断面に対して多数の微細形状の連通路を有している。１７は計測流路６の上流側に設けた開閉弁（図示せず）に連通する屈曲部、１８は計測流路６の下流側の屈曲部であり、屈曲部１７、１８により流路がコンパクトに構成されている。１９は超音波送受信器８、９に接続され超音波の送受信をさせる計測制御部であり、２０は計測制御部１９での信号を基に流速を計算し流量を算出する演算部である。
【００５２】
次に超音波による流量計測動作を説明する。計測流路６の超音波伝搬路１３では、流れに対して計測制御部１９の作用により超音波送受信器８、９間で計測流路６を横切るようにして超音波の送受が行われる。すなわち、上流側の超音波送受信器８から発せられた超音波が下流側の超音波送受信器９で受信されるまでの伝搬時間Ｔ１を計測する。また一方、下流側の超音波送受信器９から発せられた超音波が上流側の超音波送受信器８で受信されるまでの伝搬時間Ｔ２を計測する。
【００５３】
このようにして測定された伝搬時間Ｔ１およびＴ２を基に、以下の演算式により演算部２０で流量が算出される。
【００５４】
いま、計測流路５の長手方向の被計測流体の流速Ｖと超音波伝播路とのなす角度をθとし、超音波送受信器７、８間の距離をＬ、被測定流体の音速をＣとすると、流速Ｖは以下の式にて算出される。
【００５５】
Ｔ１＝Ｌ／（Ｃ＋Ｖｃｏｓθ）
Ｔ２＝Ｌ／（Ｃ−Ｖｃｏｓθ）
Ｔ１の逆数からＴ２の逆数を引き算する式より音速Ｃを消去して
Ｖ＝（Ｌ／２ｃｏｓθ）（（１／Ｔ１）−（１／Ｔ２））
θおよびＬは既知なのでＴ１およびＴ２の値より流速Ｖが算出できる。いま、空気の流量を計ることを考え、角度θ＝４５度、距離Ｌ＝７０ｍｍ、音速Ｃ＝３４０ｍ／ｓ、流速Ｖ＝８ｍ／ｓを想定すると、Ｔ１＝２．０×１０−４秒、Ｔ２＝２．１×１０−４秒であり、瞬時計測ができる。
【００５６】
ここで、計測流路５の流れ方向に直交する横断面積ｓより、流量Ｑは
Ｑ＝ｋＶｓ
ここで、ｋは横断面積ｓにおける流速分布を考慮した換算係数である。
【００５７】
このようにして演算部２０で流量を求めることができる。
【００５８】
次に、この超音波流量計測装置の計測流路内の流れ状態と超音波の伝搬について説明する。被計測流体が計測流路６の上流側に設けた開閉弁（図示せず）での流路断面積の拡大縮小あるいは屈曲部１７を流れることなどにより偏流あるいは流れの脈動を生じたまま計測流路６に入る。計測流路６では超音波伝搬路１３の上流側に設けた第二の流入抑制体１６の方向規制部１６ａにより計測流路６断面内の流れは開口穴１１、１２に流入しにくい方向に整流された流れにするとともに流れの乱れを低減させ、さらに変動抑制部１６ｂにより脈動などの流れ変動による乱れを低減して開口穴１１、１２への流入をより一層抑える状態にして超音波伝搬路１３に流入させる。この変動抑制部１６ｂは網状のメッシュ、発泡体、微細多孔板、不織布体などで開口率の高いものを流れ方向に薄くすることで変動抑制部１６ｂによる圧力損失を小さくでき、圧力損失を高めずに計測流路での流れの変動を低減できる。
【００５９】
この整流された流れに対して、超音波伝搬路１３では一方の超音波送受信器８あるいは９から送信された超音波の大部分は流路壁７に反射すること無く直接波として対向する超音波送受信器９あるいは８で受信される。ところが、超音波送受信器８あるいは９から送信された超音波の一部は開口穴１１あるいは１２を出て放射状に広がり超音波伝搬路１３から逸脱する。特に、上流側の超音波送受信器８から送信された超音波は、開口穴１１の壁面が上流側で先に計測流路６に開放される形状のため、超音波伝搬路１３の上流側に広がり易くなり、下流側の超音波送受信器９から送信された超音波は逆に超音波伝搬路１３の下流側に広がり易くなる。しかし、超音波伝搬路１３から逸脱した多重反射の経路（図中の破線で一例を示す）は流れ方向に延びる吸音材料で形成した第一の吸音手段１５で構成した第一の不要伝搬波減衰手段１４で遮られ、超音波伝搬路１３から逸脱して第一の不要伝搬波減衰手段１４に到着した超音波は吸音され減衰するため、対向する超音波送受信器９あるいは８に到達する反射波は低減される。このため、受信側の超音波送受信器では直接波の割合を高めた正しい受信波形を計測でき、超音波伝搬路１３を反射すること無く直接伝搬した直接波と計測流路６の流路壁７に反射した反射波との干渉により位相のずれを生じた干渉波を計測しないため、時間Ｔ１、Ｔ２の計測精度を向上できるとともに、計測精度を高めるために超音波の送受信を数多く繰り返すいわゆるシングアラウンドの回数を低減して計測時間の短縮と消費電力の低減ができ、電池を電源とする場合では長期間にわたり電池交換なしで使用可能となり長寿命化により利便性を向上できる。
【００６０】
このように、正規の伝搬路から逸脱した不要な伝搬波は第一の不要伝搬波減衰手段により減衰され、受信側の超音波送受信器では計測流路内の正規の伝搬路を通過した正規の伝搬波の比率を高めて受信でき、ノイズ成分の少ない受信波形の検出がなされてＳ／Ｎ特性
に優れた高感度な超音波の送受信が可能となり、伝搬時間をより高精度に計測できることにより流速あるいは流量の計測精度を向上でき、また計測可能な流速あるいは流量の計測上限値の拡大あるいは計測下限値の低減により計測範囲を拡大することができる。さらに、本実施例のように流れ方向に延びる第一の吸音手段１５で計測流路６の幅Ｗ方向を分割することにより、流れの整流が強化されて開口穴１１、１２への流れ込みを一層抑制して、渦や流れの乱れを大幅に低減でき、Ｓ／Ｎ特性に優れた超音波の送受信により計測上限値の向上や計測精度の向上ができる。
【００６１】
なお、上流側の超音波送受信器８から送信され超音波伝搬路１３の上流側に逸脱した超音波および下流側の超音波送受信器９から送信され超音波伝搬路１３から逸脱した超音波は第一の吸音手段１５に到達して吸音されるが、上流側の超音波送受信器８から送信され超音波伝搬路１３の下流側に逸脱した超音波は流路壁で反射しても対向する超音波送受信器９に到達しないため、超音波伝搬路１３の下流側には第一の吸音手段１５を設けなくても良いが、下流側にも第一の吸音手段１５を設けることで反射波の吸音作用を高めることができるとともに被測定流体の流れをより安定にできるため、超音波伝搬路１３の下流側にも第一の吸音手段を設けた方が良いのは言うまでもなく、逆流を伴う流れに対しても精度良く計測できるようになる。
【００６２】
図３は第一の不要伝搬波減衰手段の他の実施例を示す構成図であり、図１の実施例と同一部材、同一機能は同一符号を付し詳細な説明は省略し、異なるところを中心に説明する。図３において、２１は計測流路６を形成する流路壁７の内面に設けた第一の吸音手段であり、この第一の吸音手段２１は流路壁７の内面から突出すること無く面一に設置されて計測流路６の流れを乱さないようにしている。この第一の吸音手段２１は第一の不要伝搬波減衰手段１４となっている。
【００６３】
次に、超音波の伝搬について説明する。超音波送受信器８あるいは９から送信された超音波は前述のようにその大部分は超音波伝搬路１３を通過して対向する超音波送受信器９あるいは８に到達する。しかし、超音波伝搬路１３から逸脱した超音波（図中の破線で経路の一例を示す）は計測流路６の幅Ｗを決めている内壁面に設置した第一の吸音手段１５に到達すると吸音されて減衰するため、対向する超音波送受信器９あるいは８に到達する多重反射波は減衰されて低減される。このため、受信側の超音波送受信器では前述のように直接波の割合を高めた正しい受信波形を計測でき計測精度を向上できるとともに、計測時間の短縮と消費電力の低減ができ、電池を電源とする場合では長期間にわたり電池交換なしで使用可能となり長寿命化により利便性を向上できる。さらに、第一の吸音手段１５は計測流路６の流れを乱さないように配置できるため、被測定流体の圧力損失を高めることが無く低圧力損失化できるためコンパクトな流路で大流量を流すことができる。なお、ここでは第一の吸音手段１５を計測流路６の幅Ｗを決めている内壁面に設置する場合で説明したが、図４に示すように計測流路６の高さＨを決める内壁面にも第一の吸音手段１５を配置することにより、反射波の減衰効果を一層高めることができるのは言うまでもない。
【００６４】
このように、計測流路の内壁の任意の位置に最適な吸音手段を配置することで被計測流体の圧力損失を高めること無く反射波の発生を抑えて不要な伝搬波を効率よく減衰させることができる。
【００６５】
図５は第一の不要伝搬波減衰手段の他の実施例を示す構成図であり、図１〜図４の実施例と同一部材、同一機能は同一符号を付し詳細な説明は省略し、異なるところを中心に説明する。図５において、２２は開口穴１１、１２の内面に設けるとともに吸音材で形成した第二の吸音手段であり、この第二の吸音手段２２は超音波の伝搬方向に沿う面を覆うように設置している。ここでまず、上流側の超音波送受信器８から超音波を送信する場合で
説明する。超音波送受信器８から送信された超音波の一部は開口穴１１の内面に衝突して反射波を発生するが、開口穴１１内での反射波は内面設置された第二の吸音手段２２により吸音されて減衰して、超音波伝搬路１３を逸脱する方向に開口穴１１から出る超音波が減少し、直接波の割合を高めた超音波を下流側の超音波送受信器９に送信でき、ノイズ成分を少ない受信波形の計測ができる。また、下流側の超音波送受信器９から送信する場合も同様にして上流側の超音波送受信器８でノイズ成分を少ない受信波形の計測ができる。このように、開口穴内での不要な反射波の発生を低減し、計測流路への不要波の送信を低減することでＳ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信が可能となり計測精度を高めることができる。
【００６６】
また、第一の不要伝搬波減衰手段１４として開口穴１１、１２に設けた第二の吸音手段２２と計測流路６に設けた第一の吸音手段２１とを備える場合では、上記の開口穴１１、１２内での反射波の低減作用による効果だけでなく、開口穴１１、１２を出た送信波が広がって伝搬することにより超音波伝搬路１３を逸脱する成分が生じても、前述のように第一の吸音手段２１により吸音されて減衰されるため対向する超音波送受信器へは直接波の割合を一層高めた受信波形を計測できる。このため、計測流路への不要波の送信の低減と計測流路での不要な反射波の低減がなされ、より一層Ｓ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信が可能となり計測精度を高めることができ、超音波送受信器は電池などによる低電圧駆動が実現できる。なお、第一の吸音手段として図１に示した計測流路６の幅Ｗ方向を分割するように配置した第一の吸音手段１５とした場合は、上記の第一の吸音手段２１の場合での効果に加えて、流れの整流作用により開口穴への流れ込みを低減することにより計測上限値の向上と計測精度の向上ができる。
【００６７】
図６は第一の不要伝搬波減衰手段の他の実施例を示す構成図であり、図１〜図５の実施例と同一部材、同一機能は同一符号を付し詳細な説明は省略し、異なるところを中心に説明する。図６において、２３は計測流路６の幅Ｗを決めている流路壁７の内壁面に設けた乱反射手段であり、計測流路６の内壁面から突出しないように配置して流れを乱さないようにしている。この乱反射手段２３は表面の凹凸の高さＨｓが超音波の波長λの１／４より大きくした（Ｈｓ＞λ／４）ものであり、例えば超音波の周波数が２００ｋＨｚで被測定流体を常温の空気（音速３４０ｍ／ｓ）とした場合では超音波の波長λ＝１．７ｍｍとなり、乱反射手段２３には表面の凹凸の高さＨｓは０．４２５ｍｍより大きくすることになる。
【００６８】
ここで、超音波伝搬路１３を外れた不要伝搬波が乱反射手段２３に衝突すると、不要伝搬波は一定の方向ではなく全方向に乱反射されるため受信側の超音波送受信器に到達する不要伝搬波を弱めることができ、直接波の割合を高めた受信波形の計測ができる。また、乱反射手段２３を吸音材料で形成することにより乱反射の効果と吸音による減衰効果の両方により、受信側の超音波送受信器に到達する不要伝搬波を一層低減できる。
【００６９】
さらに、乱反射手段２３と第一の吸音手段１５あるいは２１、あるいは第二の吸音手段２２を第一の不要伝搬波減衰手段１４として組合わせることで、受信波形のノイズをさらに低減してＳ／Ｎ特性を高めて計測精度の向上と低消費電力化の向上ができる。
【００７０】
このように、計測流路内で正規の超音波伝搬路を外れた不要波が発生しても、その不要波は計測流路の内面に設けた乱反射手段により一定の方向ではなく全方向に乱反射されるため、不要波の一部が受信側に到達する場合でも不要波が乱反射により弱められているため受信側のノイズを低減でき、Ｓ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信が可能となり計測精度を高めることができる。
【００７１】
以上のように、本実施例によれば不要伝搬波を減衰させる第一の不要伝搬波減衰手段を
備えているので、正規の伝搬路から逸脱した不要な伝搬波は第一の不要伝搬波減衰手段により減衰され、受信側の超音波送受信器では計測流路内の正規の伝搬路を通過した正規の伝搬波の比率を高めて受信でき、ノイズ成分の少ない受信波形の検出がなされてＳ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信が可能となり、伝搬時間をより高精度に計測できることにより流速あるいは流量の計測精度を向上でき、さらに計測可能な流速あるいは流量の計測上限値の拡大あるいは計測下限値の低減により計測範囲を拡大することができる。
【００７２】
また、第一の不要伝搬波減衰手段は計測流路を形成する流路壁の内面に設けた第一の吸音手段を備えて、計測流路の内壁の任意の位置に最適な吸音手段を配置することで被計測流体の圧力損失を高めること無く反射波の発生を抑えて不要な伝搬波を効率よく減衰させることができる。
【００７３】
また、第一の不要伝搬波減衰手段は超音波送受信器を計測流路に直接臨ませる開口穴に設けた第二の吸音手段を備えて、開口穴内での不要な反射波の発生を低減し、計測流路への不要波の送信を低減することでＳ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信が可能となり計測精度を高めることができる。
【００７４】
また、第一の不要伝搬波減衰手段は計測流路を形成する流路壁の内面に設けた第一の吸音手段と超音波送受信器を計測流路に直接臨ませる開口穴に設けた第二の吸音手段とを備えて、計測流路への不要波の送信の低減と計測流路での不要な反射波の低減がなされ、より一層Ｓ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信が可能となり計測精度を高めることができ、超音波送受信器は電池などによる低電圧駆動が実現できる。
【００７５】
また、第一の不要伝搬波減衰手段は計測流路を形成する流路壁の内面に設けた乱反射手段を備えて、計測流路内で正規の超音波伝搬路を外れた不要波が発生しても、その不要波は計測流路の内面に設けた乱反射手段により一定の方向ではなく全方向に乱反射されるため、不要波の一部が受信側に到達する場合でも不要波が乱反射により弱められているため受信側のノイズを低減でき、Ｓ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信が可能となり計測精度を高めることができる。
【００７６】
なお、本実施例では屈曲部１７、１８を計測流路６の幅Ｗの方向に曲げた場合を示したが、屈曲部１７、１８の曲がり方向は計測流路６の高さＨの方向でも良いだけでなく任意の方向でも良く、さらに屈曲部１７と屈曲部１８の曲がり方向が異なっていても良いのは言うまでもない。
【００７７】
（実施例２）
図７、図８で本発明の実施例２を説明する。図７は本発明の実施例２を示す超音波流量計測装置の構成断面図であり、図８は図７のＢ−Ｂ断面図である。図７、図８において、図１〜図６の実施例と同一部材、同一機能は同一符号を付し詳細な説明は省略し、異なるところを中心に説明する。
【００７８】
２４は流路壁７に設けた流路スペーサであり、この流路スペーサ２４により超音波送受信器８、９は計測流路６の高さＨ方向のほぼ中心に配置されている。計測流路６の高さＨ方向の一方に流路スペーサ２４に設けることで、超音波送受信器８と超音波送受信器９間の一方の流路壁７ａと他方の流路壁７ｂの長さを変えている。ここでは、流路スペーサ２４を設けた流路壁７ａ側の超音波の伝搬距離Ｌａは他方の流路壁７ｂ側の超音波の伝搬距離Ｌｂよりも大きく（Ｌａ＞Ｌｂ）している。しかも、この伝搬距離の差は、流路壁７ａ側を通った超音波と流路壁７ｂを通った超音波とが受信側の超音波送受信器で干渉により減衰するように設定している。すなわち、流路壁７ａ側を通った超音波と流路壁７ｂを通った超音波とは半波長（λ／２）の差が生じるように伝搬距離の差を設定（Ｌａ−Ｌｂ＝
λ／２）する。例えば、流路壁７を音速Ｖが約５０００ｍ／ｓのアルミニュウム系合金で形成し、超音波の周波数ｆ＝２００ｋＨｚ、流路壁７ｂ側の伝搬距離Ｌｂ＝２００ｍｍとした場合は、波長λ＝Ｖ／ｆなので流路壁７ａ側の伝搬距離はＬａ＝２１２．５ｍｍとすれば良いことになる。
【００７９】
２５は上述の伝搬距離の差のように流路壁７を構成する筐体を伝搬する超音波を減衰させる第二の不要伝搬波減衰手段であり、この第二の不要伝搬波減衰手段２５は流路壁７ａ側と流路壁７ｂ側の筐体を伝搬する超音波を相互に干渉させて減衰させる流路壁７としている。
【００８０】
また、流路スペーサ２４は制振材を介して流路壁７に取付けたり（図示せず）、樹脂など超音波の減衰が大きい材料とすることで、流路スペーサ２４内を超音波が伝搬し難いようにできる。
【００８１】
次に、流量計測時の筐体を伝わる超音波の動作について上流側の超音波送受信器８を送信側とし下流側の超音波送受信器９を受信側とした場合で説明する。超音波送受信器８、９は防振と気密シールを行う支持体１０を介して流路壁７に取付けられているため、上流側の超音波送受信器８を駆動して超音波を送信すると超音波の大部分は被測定流体中に送出されるが、超音波の一部は支持体１０を通過して計測流路６を形成する筐体である流路壁７に漏れ、受信側の超音波送受信器９に到達する。筐体を構成する固体材料の音速は気体や液体の被測定流体中の音速よりも十分大きいので、本来の超音波伝搬路１３を通った超音波よりも先に筐体を通った超音波が受信側の超音波送受信器に到着して受信される。超音波を一回だけ打って速度を求める場合はディレイ時間を設けて筐体を伝わった超音波を受信しないようにできるが、計測精度を高めるために超音波の送信、受信を数多く繰り返すシングアラウンドを行う場合は前に打った超音波の筐体伝搬波をディレイ時間で避けることが困難となる。しかし、ここでは流路壁７に第二の不要伝搬波減衰手段２５を設けているため、流路壁７を伝搬した不要波が互いに干渉して受信側の超音波送受信器９で減衰されて受信され、計測流路６内を通過した伝搬波の比率を高めた受信がなされて計測流路内を通過した伝搬波を正確に受信でき、筐体からの伝搬波の影響を排除することでＳ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信が可能となり流速あるいは流量の計測精度の向上と計測範囲の拡大ができる。下流側の超音波送受信器９を送信側とし上流側の超音波送受信器８を受信側とした場合も同様である。
【００８２】
なお、本実施例では流路壁７ａ側と流路壁７ｂ側とを同じ材料で形成し、筐体を伝搬する超音波に半波長の差が生じるように伝搬距離のみを変える例を示したが、流路壁７ａ側と流路壁７ｂ側とを音速の異なる材料で形成することで干渉による減衰効果を生み出すことができるとともに、材料選定により流路壁の外形寸法を小型化できる。
【００８３】
図９は第二の不要伝搬波減衰手段の他の実施例を示すＢ−Ｂ断面図であり、２６は流路壁７内に設けられ超音波送受信器８、９方向に延びる振動伝達抑制手段である。この振動伝達抑制手段２６は流路壁７に密着させるとともに超音波の伝搬に対して減衰効果の大きい材料で形成して、送信側の超音波送受信器から漏洩した超音波が流路壁７を伝搬して受信側の超音波送受信器へ到着するのを妨げて第二の不要伝搬波減衰手段としての作用を行う。
【００８４】
このため、たとえ計測流路を形成する筐体に送信された超音波の不要な伝搬波が漏れたとしても、この不要な伝搬波は受信側の超音波送受信器に到達する前に振動伝達抑制手段はより減衰され、受信側の超音波送受信器は計測流路の筐体を伝搬する不要波を排除し計測流路内の正規の伝搬路を通過した超音波成分の比率を高めてＳ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信が可能となり計測流路内を通過した伝搬波を正確に受信でき、流速ある
いは流量の計測精度の向上と計測範囲の拡大ができる。
【００８５】
さらに、この振動伝達抑制手段２６は流路壁７内の超音波送受信器の設置方向に延伸されて配置されているため、送信側から受信側に漏れる超音波を減衰させるだけでなく、外部からの超音波振動や故意の妨害振動に対してもこの外乱を減衰させることができ、外乱に対する計測動作の信頼性を高めることができる。
【００８６】
図１０は振動伝達抑制手段の他の実施例を示すＢ−Ｂ断面図である。図１０において、２７は上流側の超音波送受信器８を取付けている上流側の流路壁７ｃと下流側の超音波送受信器９を取付けている下流側の流路壁７ｄとの間に介在させた制振体であり、振動伝達抑制手段２８は上流側の流路壁７ｃと下流側の流路壁７ｄとを制振体２７を介して連結して形成している。そして、送信側の超音波送受信器から計測流路の筐体に漏れた不要伝搬波は制振部により確実に遮断されて受信側の超音波送受信器に到達しないため、より一層Ｓ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信が可能となり計測精度と計測範囲が一層向上できる。
【００８７】
また、計測流路６を形成する流路壁７を制振性の高い制振材料で形成した（図示せず）ものである。この制振材料としては、ダイキャスト合金として通常よく使用されるアルミニウム鋳造合金よりも減衰性が優れる鋳鉄材やマグネシウム合金などの金属材料があり、構成の簡略化により計測流路の小型化ができ、特にマグネシウム合金ではさらに軽量化が実現できる。このように、Ｓ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信を維持したまま計測流路の構成を簡略化でき、計測流路の小型化と軽量化および低コスト化により実用性を高めることができる。
【００８８】
図１１は第二の不要伝搬波減衰手段の他の実施例を示すＢ−Ｂ断面図であり、２９は計測流路６を形成する流路壁７の外面に設けた遮音手段であり、計測流路６の外部から加わった超音波振動や故意の妨害振動に対して、この外乱を計測流路６側に入らないように遮蔽あるいは減衰させる。そして、超音波などの振動が外部から加わっても計測流路を覆う遮音手段によりその外乱振動が減衰され、超音波送受信器は外乱の振動の影響を排除した超音波の送受信が可能となり、外乱に強い流速あるいは流量の計測が実現でき、信頼性の向上ができる。さらに、計測流路の超音波が外部に漏れるのを遮音手段により低減できるため他への影響を無くして設置性を向上できる。
【００８９】
また、第二の不要伝搬波減衰手段として振動伝達抑止手段２８と遮音手段２９とを備えたものである。そして、筐体を伝搬する不要波を排除してＳ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信による計測精度の向上と計測範囲の拡大と、外乱の振動の影響を排除した超音波の送受信による外乱に対する信頼性の向上とが両立でき、実用性を高めることができる。
【００９０】
また遮音手段の他の実施例として、遮音手段２９に断熱性能を持たせたもの（図示せず）である。そして、外気温変化や急激な日射量の変化が生じても計測流路６全体の温度変化が均等化されることや急速な温度変化が防止することで、被測定流体の音速変化による計測誤差を低減し、対となる超音波送受信器の温度の同一化により超音波送受信器の温度特性に起因する計測誤差を低減し、さらに急激あるいは局所的な低温化による結露の発生を防止する。そして、外乱振動に強い流速あるいは流量の計測の実現に加えて、日射や外気温変化などの外部からの熱による音速変動や結露などの計測流路への影響を低減し、流速あるいは流量の計測精度の信頼性を向上できる。
【００９１】
以上のように、本実施例によれば筐体を伝搬する不要伝搬波を減衰させる第二の不要伝搬波減衰手段を備えているので、送信側の超音波送受信器から送信された超音波が受信側
の超音波送受信器に計測流路内を伝搬する時に、計測流路の筐体に漏れた不要な振動は減衰されて受信側の超音波送受信器に受信されることになり、受信側の超音波送受信器では計測流路筐体からの伝搬波の影響を排除することでＳ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信が可能となり計測流路内を通過した伝搬波を正確に受信でき、流速あるいは流量の計測精度の向上と計測範囲の拡大ができる。
【００９２】
また、第二の不要伝搬波減衰手段は計測流路の超音波送受信器間に設けた振動伝達抑制手段を備えたものである。そして、たとえ計測流路を形成する筐体に送信された超音波の不要な伝搬波が漏れたとしても、この不要な伝搬波は受信側の超音波送受信器に到達する前に振動伝達抑制手段はより減衰され、受信側の超音波送受信器は計測流路の筐体を伝搬する不要波を排除し計測流路内の正規の伝搬路を通過した超音波成分の比率を高めてＳ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信が可能となり計測流路内を通過した伝搬波を正確に受信でき、流速あるいは流量の計測精度の向上と計測範囲の拡大ができる。
【００９３】
また、第二の不要伝搬波減衰手段は計測流路を形成する流路壁の外面に設けた遮音手段を備えたものである。そして、超音波などの振動が外部から加わっても計測流路を覆う遮音手段によりその外乱振動が減衰され、超音波送受信器は外乱の振動の影響を排除した超音波の送受信が可能となり、外乱に強い流速あるいは流量の計測が実現でき、信頼性の向上ができる。
【００９４】
また、第二の不要伝搬波減衰手段は計測流路の超音波送受信器間に設けた振動伝達抑制手段と計測流路を形成する流路壁の外面に設けた遮音手段とを備えたものである。そして、筐体を伝搬する不要波を排除してＳ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信による計測精度の向上と計測範囲の拡大と、外乱の振動の影響を排除した超音波の送受信による外乱に対する信頼性の向上とが両立でき、実用性を高めることができる。
【００９５】
また、振動伝達抑制手段は上流側の超音波送受信器を配置する上流側の流路壁と下流側の超音波送受信器を配置する下流側の流路壁とを制振体を介して連結したものである。そして、送信側の超音波送受信器から計測流路の筐体に漏れた不要波は制振体により遮断されて受信側の超音波送受信器に到達しないため、より一層Ｓ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信が可能となり計測精度と計測範囲が一層向上できる。
【００９６】
また、第二の不要伝搬波減衰手段は計測流路の流路壁を制振材料で形成したものである。そして、Ｓ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信を維持したまま計測流路の構成を簡略化でき、計測流路の小型化と軽量化および低コスト化により実用性を高めることができる。
【００９７】
また、遮音手段は断熱性能を備えたものである。そして、外乱振動に強い流速あるいは流量の計測の実現に加えて、日射や外気温変化などの外部からの熱による音速変動や結露などの計測流路への影響を低減し、流速あるいは流量の計測精度の信頼性を向上できる。
【００９８】
（実施例３）
図１２は本発明の実施例３を示す超音波流量計測装置の構成断面図である。図１２において、図１〜図１１の実施例と同一部材、同一機能は同一符号を付し詳細な説明は省略し、異なるところを中心に説明する。
【００９９】
３０は屈曲部１７の上流側に接続され計測流路６に開口する連通口３１を有する入口ブロックであり、この入口ブロック３０には弁座３２に対向する弁体３３を有する開閉弁３４が設けられている。３５は弁座３２の上流側に設けられ外部の配管（図示せず）に接続され流体が流入する入口側の接続口である。３６は屈曲部１８の下流側に連通して設けた
出口ブロックであり、この出口ブロック３６は外部の配管（図示せず）に接続され流体が流出する出口側の接続口３７を有している。３８は弁体３３を弁座３２の方向に付勢するスプリングであり、３９は弁体３３を開成あるいは閉成させるべく駆動するソレノイドやモータなどの駆動部である。４０は入口ブロック３０を覆うようにその外周部に接触して設けるとともに制振材料で形成した第三の不要伝搬波減衰手段であり、４１は出口ブロック３６を覆うようにその外周部に接触して設けるとともに制振材料で形成した第三の不要伝搬波減衰手段である。これらの第三の不要伝搬波減衰手段４０、４１は入口側あるいは出口側の接続口３５、３７に接続された外部の配管（図示せず）から侵入し外乱となる振動あるいは超音波が計測流路６に伝搬するのを減衰させるものである。
【０１００】
次に、動作について説明する。この流量計測装置を並列して設置した場合、例えば家庭用のガスメータなどの様に近距離に隣接して設置された場合では隣家のガスメータ内の計測用の超音波振動が配管を伝搬して来ても入口側に設けた第三の不要伝搬波減衰手段４０によりその外乱振動が減衰されて計測流路６への伝搬を低減でき、受信側の超音波送受信器ではノイズ成分を低減した高感度な超音波の受信が可能となり高精度な流量の計測ができる。また、外部の配管に異常な振動を加えられた場合でも、入口側あるいは出口側に設けた第三の不要伝搬波減衰手段４０、４１により計測流路６への外乱振動の侵入が低減でき、信頼性の高い計測を行うことができる。また、計測流路での超音波振動が外部の配管側に漏洩するのを防止でき、また外部の配管からの外乱を受け難いので設置位置や設置距離などの制約を無くして設置自由度を向上できる。なお、ここでは入口ブロックには弁を内蔵した例で説明したが、入口ブロックが出口ブロックのように弁を持たない構成の場合も同様であるのは言うまでもない。
【０１０１】
このように、接続口に接続された外部の配管を経由した外部の振動波（例えば配管系統において近くに設置された他の超音波流量計測装置の超音波振動波など）などの外乱を減衰させて超音波送受信器に到達を低減し、Ｓ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の受信が可能となり計測流路内を通過した伝搬波を正確に受信でき、流速あるいは流量の計測精度の向上と計測範囲の拡大ができ、他の超音波流量計測装置に関わらず自由な位置に設置できるため設置自由度が高く利便性を向上できる。
【０１０２】
図１３は第三の不要伝搬波減衰手段の実施例を示す他の構成断面図であり、図１２の実施例と同一部材、同一機能は同一符号を付して詳細な説明は省略し、異なるところを中心に説明する。図１３において、４２は入口側の接続口３５と計測流路６の間に介在させた外部振動抑制手段であり、計測流路６を形成する流路壁７と入口ブロック３０とはこの外部振動抑制手段４２を間に挟んで接続されている。４３は出口側の接続口３７と計測流路６の間に介在させた外部振動抑制手段であり、計測流路６を形成する流路壁７と出口ブロック３６とはこの外部振動抑制手段４３を間に挟んで接続されている。これらの外部振動抑制手段４２、４３は振動の減衰特性に優れた制振材料で形成することで第三の不要伝搬波減衰手段としている。
【０１０３】
このため、外部の配管に加わった振動あるいは超音波は、この外部振動抑制手段４２、４３により計測流路６への伝搬が防止される。従って、接続口に接続された外部の配管を経由した外乱は外部振動抑制手段により遮断されて計測流路への侵入を防止して、接続口から侵入した外乱ノイズは一層低減されてＳ／Ｎ特性により優れた高感度な超音波の受信が可能となり計測流路内を通過した伝搬波を正確に受信でき、流速あるいは流量の計測精度と計測範囲が向上できる。
【０１０４】
さらに、第三の不要伝搬波減衰手段として前述の第三の不要伝搬波減衰手段４０、４１および外部振動抑制手段４２、４３をともに設けることにより不要伝搬波をより一層減衰させて、計測精度と計測範囲が一層向上できる。
【０１０５】
また、第三の不要伝搬波減衰手段の他の実施例として、計測流路を形成する流路壁の上流側あるいは下流側に接続される入口ブロックあるいは出口ブロックを制振材料で形成して構成したものである。この構成により、入口ブロックと出口ブロックが外部の配管と計測流路を形成する流路壁との振動伝達において隔離された状態とできるため外乱に関わらず安定しＳ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信がなされるとともに、入口ブロックあるいは出口ブロックの構成を簡略化して装置の小型化、軽量化および低コスト化が可能となる。そして、接続口から侵入した外乱ノイズを低減しＳ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信を維持したまま計測装置の構成を簡略化でき、計測装置の小型化と軽量化および低コスト化により実用性を高めることができる。
【０１０６】
また、第三の不要伝搬波減衰手段の他の実施例として、第三の不要伝搬波減衰手段４０、４１あるいは外部振動抑制手段４２、４３に断熱性能を持たせたものである。このため、接続口３５、３７に接続された外部の配管に加わった日射や外気温度の変化による計測流路の温度の急変や温度分布の不均一の発生が防止でき、超音波送受信器の温度特性による誤差の発生を低減して計測精度を安定化できる。そして、接続口に接続した配管あるいは計測装置に入った日射や外気温変化などの外部からの熱による計測流路への影響を低減し、流速あるいは流量の計測精度の信頼性を向上できる。
【０１０７】
以上のように、本実施例によれば外部の配管から侵入した外乱振動を減衰させる第三の不要伝搬波減衰手段を備えているので、接続口に接続された外部の配管を経由した外部の振動波（例えば配管系統において近くに設置された他の超音波流量計測装置の超音波振動波など）などの外乱を減衰させて超音波送受信器に到達を低減し、Ｓ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の受信が可能となり計測流路内を通過した伝搬波を正確に受信でき、流速あるいは流量の計測精度の向上と計測範囲の拡大ができ、他の超音波流量計測装置に関わらず自由な位置に設置できるため設置自由度が高く利便性を向上できる。
【０１０８】
また、第三の不要伝搬波減衰手段は接続口と計測流路を形成する流路壁との間に介在させた外部振動抑制手段を備えているので、接続口に接続された外部の配管を経由した外乱は外部振動抑制手段により遮断されて計測流路への侵入を防止して、接続口から侵入した外乱ノイズは一層低減されてＳ／Ｎ特性により優れた高感度な超音波の受信が可能となり計測流路内を通過した伝搬波を正確に受信でき、流速あるいは流量の計測精度と計測範囲が一層向上できる。
【０１０９】
また、第三の不要伝搬波減衰手段は計測流路の上流側あるいは下流側を制振材料で形成した入口ブロックあるいは出口ブロックを備えているので、接続口から侵入した外乱ノイズを低減しＳ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信を維持したまま計測装置の構成を簡略化でき、計測装置の小型化と軽量化および低コスト化により実用性を高めることができる。
【０１１０】
また、第三の不要伝搬波減衰手段は断熱性能を備えているので、接続口に接続した配管あるいは計測装置に入った日射や外気温変化などの外部からの熱による計測流路への影響を低減し、流速あるいは流量の計測精度の信頼性を向上できる。
【０１１１】
（実施例４）
図１４は本発明の実施例４を示す超音波流量計測装置の構成断面図である。図１４において、図１〜図１３の実施例と同一部材、同一機能は同一符号を付し詳細な説明は省略し、異なるところを中心に説明する。
【０１１２】
計測流路６には第一の不要伝搬波減衰手段１４となる第一の吸音手段１５を設け、計測
流路６を形成する流路壁７には上流側の超音波送受信器８を取付けている上流側の流路壁７ｃと下流側の超音波送受信器９を取付けている下流側の流路壁７ｄとの間に介在させた制振体２７による第二の不要伝搬波減衰手段２５を設け、さらに外部の配管（図示せず）を接続する接続口３５あるいは３７を備えた入口ブロック３０あるいは出口ブロック３６には第三の不要伝搬波減衰手段４０あるいは４１を設けている。
【０１１３】
このため、超音波送受信器８および９間で超音波の送受信により流速を測定する場合、超音波伝搬路１３から逸脱した超音波は前述のように第一の不要伝搬波減衰手段１４により吸音されて減衰し、送信側の超音波送受信器８あるいは９から流路壁７に漏洩した超音波振動は制振体２７で形成した第二の不要伝搬波減衰手段２５により減衰して受信側の超音波送受信器８あるいは９にノイズ成分として影響しなくなり、受信側の超音波送受信器８あるいは９では超音波伝搬路１３を通過した正規の伝搬波によるＳ／Ｎ特性に優れたより高感度の超音波の送受信がなされる。さらに、外部の配管にノイズ成分となる振動が加わっても第三の不要伝搬波減衰手段４０あるいは４１によりその不要振動波は減衰して計測流路６に影響を与えないため安定した流量計測が外乱の有無に関わらず実行できる。なお、第二の不要伝搬波減衰手段として図１１で前述した流路壁７の外面に設けた遮音手段２９を備えた場合は外部の配管以外からの外乱に対しても強くできるのは言うまでもない。
【０１１４】
このように、外乱などが加わった場合でも第三の不要伝搬波減衰手段により外乱による振動波が計測流路に伝搬するのが低減され、また計測流路を形成する流路壁に漏れた不要な振動は第二の不要伝搬波減衰手段により受信側の超音波送受信器に到達する前に減衰され、さらに第一の不要伝搬波減衰手段により受信側の超音波送受信器では計測流路内の正規の伝搬路を通過した正規の伝搬波の比率を高めて受信でき、ノイズ成分の少ない受信波形の検出がなされてＳ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信が可能となり、伝搬時間をより一層高精度に計測できることにより流速あるいは流量の計測精度を一層向上でき、また計測可能な流速あるいは流量の計測上限値の拡大あるいは計測下限値の低減により計測範囲を一層拡大することができる。さらに、外乱に強い流量計測装置が実現でき、他の流量計測装置の設置位置の自由度が高められて設置性を向上できる。
【０１１５】
（実施例５）
図１５は本発明の実施例５を示す超音波流量計測装置の構成断面図である。図１５において、図１〜図１４の実施例と同一部材、同一機能は同一符号を付し詳細な説明は省略し、異なるところを中心に説明する。
【０１１６】
計測流路６には第一の不要伝搬波減衰手段１４となる第一の吸音手段１５を設け、計測流路６を形成する流路壁７には上流側の超音波送受信器８を取付けている上流側の流路壁７ｃと下流側の超音波送受信器９を取付けている下流側の流路壁７ｄとの間に介在させた制振体２７による第二の不要伝搬波減衰手段２５と流路壁７の外面に設けた遮音手段２９による第二の不要伝搬波減衰手段２５を設けている。このように、第二の不要伝搬波減衰手段２５として流路壁７に介在させた制振体２７と流路壁７の外面の遮音手段２９を備えることで、流路壁７を伝搬する超音波振動によるノイズ成分を抑えるとともに、第一の不要伝搬波減衰手段１４により超音波伝搬路１３を伝搬した正規の伝搬波を高感度で受信できる。特に、第二の不要伝搬波減衰手段２５として流路壁７の外面に遮音手段２９を設けることで、計測流路６の外部からの不要な振動などの外乱に強い装置が実現でき、実用性を高めることができる。
【０１１７】
このため、計測流路を形成する流路壁に漏れた不要な振動は第二の不要伝搬波減衰手段により受信側の超音波送受信器に到達する前に減衰され、さらに第一の不要伝搬波減衰手段により受信側の超音波送受信器では正規の伝搬路を通過した正規の伝搬波の比率を高め
て受信でき、ノイズ成分の少ない受信波形の検出がなされ、Ｓ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信が可能となり伝搬時間をより一層高精度に計測できることにより流速あるいは流量の計測精度を一層向上でき、さらに計測可能な流速あるいは流量の計測上限値の拡大あるいは計測下限値の低減により計測範囲を一層拡大することができる。
【０１１８】
（実施例６）
図１６は本発明の実施例６を示す超音波流量計測装置の構成断面図である。図１６において、図１〜図１５の実施例と同一部材、同一機能は同一符号を付し詳細な説明は省略し、異なるところを中心に説明する。
【０１１９】
計測流路６には第一の不要伝搬波減衰手段１４となる第一の吸音手段１５を設け、入口ブロック３０あるいは出口ブロック３６には第三の不要伝搬波減衰手段４０あるいは４１が設けられるとともに、入口ブロック３０の接続口３５と計測流路６を形成する流路壁７との間に介在させた外部振動抑制手段４２と、出口ブロック３６の接続口３７と計測流路６を形成する流路壁７との間に介在させた外部振動抑制手段４３とを第三の不要伝搬波減衰手段４０、４１としている。このように第三の不要伝搬波減衰手段４０、４１を設けているので、外部の配管（図示せず）を伝搬してきた不要な振動が計測流路６を形成する流路壁７に伝わるのを低減でき外乱に対して強くできるとともに、超音波送受信器８あるいは９から送信された超音波の振動が外部の配管（図示せず）側への漏洩が防止され、本流量計測装置を隣接して並列に配置することができるようになる。また、第一の不要伝搬波減衰手段１４により超音波伝搬路１３を伝搬した正規の伝搬波の高感度な送受信ができ、計測精度の向上と計測範囲の拡大ができる。
【０１２０】
このため、外乱などが加わった場合でも第三の不要伝搬波減衰手段により外乱による振動波が計測流路に伝搬するのが低減され、さらに第一の不要伝搬波減衰手段により受信側の超音波送受信器では正規の伝搬路を通過した正規の伝搬波の比率を高めて受信できるため、ノイズ成分の少ない受信波形の検出がなされ、Ｓ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信が可能となり伝搬時間をより一層高精度に計測できることにより流速あるいは流量の計測精度を一層向上でき、さらに計測可能な流速あるいは流量の計測上限値の拡大あるいは計測下限値の低減により計測範囲を一層拡大することができる。さらに、外乱に強い流量計測装置が実現でき、他の流量計測装置の設置位置の自由度が高められて設置性を向上できる。
【０１２１】
（実施例７）
図１７は本発明の実施例７を示す超音波流量計測装置の構成断面図である。図１７において、図１〜図１６の実施例と同一部材、同一機能は同一符号を付し詳細な説明は省略し、異なるところを中心に説明する。
【０１２２】
計測流路６を形成する流路壁７には上流側の超音波送受信器８を取付けている上流側の流路壁７ｃと下流側の超音波送受信器９を取付けている下流側の流路壁７ｄとの間に介在させた制振体２７による第二の不要伝搬波減衰手段２５と流路壁７の外面に設けた遮音手段２９による第二の不要伝搬波減衰手段２５を設け、入口ブロック３０あるいは出口ブロック３６には第三の不要伝搬波減衰手段４０あるいは４１が設けられるとともに、入口ブロック３０の接続口３５と計測流路６を形成する流路壁７との間に介在させた外部振動抑制手段４２と、出口ブロック３６の接続口３７と計測流路６を形成する流路壁７との間に介在させた外部振動抑制手段４３とを第三の不要伝搬波減衰手段４０、４１として設けている。
【０１２３】
このため、送信側の超音波送受信器から漏洩した超音波振動あるいは外部の配管から侵入した外乱振動などの不要な超音波は第二の不要伝搬波減衰手段２５あるいは第三の不要
伝搬波減衰手段４０、４１によりより一層減衰されて受信側の超音波送受信器に悪影響を及ぼさず外乱に対する信頼性を向上できる。また、超音波送受信器８あるいは９から送信された超音波の振動が外部の配管（図示せず）側への漏洩が防止され、本流量計測装置を隣接して並列に配置することができるようになる。さらに、第二の不要伝搬波減衰手段２５である遮音手段２９および第三の不要伝搬波減衰手段４０、４１に断熱性能を付与することにより、雰囲気温度の変化や流量計測装置に当たっている日射量の急変などに対して流量計測部６の温度の変化速度を緩やかにして安定した信頼性の高い流量計測ができ、熱環境の変化に強い装置が実現できる。
【０１２４】
このように、外乱などが加わった場合でも第三の不要伝搬波減衰手段により外乱による振動波が計測流路に伝搬するのが低減され、また計測流路を形成する流路壁の筐体に漏れた不要な振動は第二の不要伝搬波減衰手段により受信側の超音波送受信器に到達する前に減衰され、受信側の超音波送受信器では計測流路筐体からの伝搬波の影響を排除することでノイズ成分の少ない受信波形の検出がなされてＳ／Ｎ特性に優れた高感度な超音波の送受信が可能となり、伝搬時間をより一層高精度に計測できることにより流速あるいは流量の計測精度を一層向上でき、また計測可能な流速あるいは流量の計測上限値の拡大あるいは計測下限値の低減により計測範囲を一層拡大することができる。さらに、外乱に強い流量計測装置が実現でき、他の流量計測装置の設置位置の自由度が高められて設置性を向上できる。
【符号の説明】
【０１２５】
６  計測流路
８、９  超音波送受信器
１４  第一の不要伝搬波減衰手段
１５、２１  第一の吸音手段
１９  計測制御部
２０  演算部
２２  第二の吸音手段
２３  乱反射手段
２５  第二の不要伝搬波減衰手段
２６、２８  振動伝達抑制手段
２７  制振体
２９  遮音手段
３５、３７  接続口
４０、４１  第三の不要伝搬波減衰手段
４２、４３  外部振動抑制手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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