(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の流れる円筒型流路と、前記円筒型流路への入口部および出口部と、前記円筒型流路に斜交する超音波伝搬路と、前記超音波伝搬路の両端に設けた一対の超音波送受波器と、前記超音波伝搬路を含む前記円筒型流路内面に固定された超音波透過膜とからなり、前記円筒型流路内面に前記超音波透過膜を保持する凹部を構成し、前記超音波透過膜内面が円筒型流路内面と同一面となるように構成し、前記超音波透過膜は、バネ性を有する材料からなり前記円筒型流路内面に密着するように保持されたことを特徴とする超音波式流量計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波パルスの送受信を行う超音波送受波器およびこの超音波送受波器を用いて気体や液体の流量や流速の計測を行う装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の超音波式流量計測装置は、図５に示すように、円筒状のメッシュ１１を、流路１と超音波伝搬路９との交叉部１０を含む流路１内、全面にわたって挿入していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２１６６６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、前記従来の超音波式流量計測装置では、円筒状のメッシュ１１が流路１に単に挿入されており、位置合わせをしていないため、長期的に使用していると円筒状のメッシュ１１の位置がズレてくる可能性があった。
【０００５】
また、円筒状のメッシュ１１が流路１に単に挿入されることで、流路１の内壁面状に円筒状のメッシュ１１が重なる状態になるため、円筒状のメッシュ１１の端部に段差ができて、流体の流れを乱す原因になる可能性もある。
【０００６】
そして、流路１の内壁面と円筒状のメッシュ１１の間に隙間ができる可能性があるため、超音波伝搬路９に流れ込み渦を発生させる可能性も生じていた。
【０００７】
本発明は前記従来の課題を解決するもので、円筒型流路を用いた超音波式流量計測装置において、超音波伝搬路を含む流路内面に超音波透過膜を固定して備えることで流体の流れを安定させ、長期的に使用しても精度よく流量を計測できる超音波式流量計測装置を構成できる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記従来の課題を解決するために、本発明の超音波式流量計側装置は、流体の流れる円筒型流路と、前記円筒型流路への入口部および出口部と、前記円筒型流路に斜交する超音波伝搬路と、前記超音波伝搬路の両端に設けた一対の超音波送受波器と、前記超音波伝搬路を含む前記円筒型流路内面に固定された超音波透過膜とからなり、前記円筒型流路内面に前記超音波透過膜を保持する凹部を構成し、前記超音波透過膜内面が円筒型流路内面と同一面となるように構成し、前記超音波透過膜は、バネ性を有する材料からなり前記円筒型流路内面に密着するように保持されたものである。
【０００９】
上記構成においては、円筒型流路内面に超音波透過膜の位置が固定されるため、長期的に使用しても超音波透過膜となるメッシュの位置ズレを少なくすることが可能性となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、超音波式流量計測装置における超音波透過膜を円筒型流路の内面と、同一面となるように容易に位置固定が可能な構成を実現できるため、被測定流体の流れが安定し、長期的に使用してもメッシュが移動しないので精度よく流量を計測できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る超音波式流量計測装置を示す断面図
【図２】本発明の実施の形態２に係る超音波式流量計測装置を示す断面図
【図３】（ａ）本発明の実施の形態３に係る超音波透過膜の構成を示す側面図（ｂ）同正面図
【図４】（ａ）本発明の実施の形態３に係る超音波式流量計測装置の構成を示す側面図（ｂ）同正面部分断面図
【図５】従来の超音波式流量計測装置の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
第１の発明は、流体の流れる円筒型流路と、前記円筒型流路への入口部および出口部と、前記円筒型流路に斜交する超音波伝搬路と、前記超音波伝搬路の両端に設けた一対の超音波送受波器と、前記超音波伝搬路を含む前記円筒型流路内面に固定された超音波透過膜とからなるもので、円筒型流路内面に超音波透過膜の位置が固定されるため、長期的に使用しても超音波透過膜となるメッシュの位置ズレを少なくすることが可能性となる。
【００１８】
以下、本発明の実施形態に係る超音波式流量計測装置について、図面を参照して説明する。なお図面中で同一符号を付しているものは同一なものであり、詳細な説明は省略する。
【００１９】
図１は、本発明の実施の形態１の超音波式流量計測装置７であり、流体の流れる円筒型流路２０と、円筒型流路２０の上流側にある入口部２１と、円筒型流路２０の下流側にある出口部２２が設けられている。入口部２１と出口部２２には、流体が流れやすくするために、テーパーを設けている。円筒型流路２０と、両端にそれぞれ第１超音波送受波器２、第２超音波送受波器３が設けられた超音波伝搬路９とは斜めに交叉している。超音波透過膜としてはステンレス製のメッシュ２３を使用しており、円筒型流路２０と超音波伝搬路９との交叉部１０を含む円筒型流路２０内の全面にわたって挿入した（図中Ｌ）。円筒型流路２０には円筒型流路２０の内面とメッシュ２３の内面が同一面上になるように図中Ｄの寸法を図中ｄの寸法よりも大きくして凹部２０ａを構成している。メッシュ２３は平面状態のものを、外径は図中Ｄの寸法になるように円筒形にし、円筒型流路２０に挿入するときに図中ｄの寸法まで外径を小さくして設置する。メッシュ２３はバネ性を持つため、凹部２０ａに全て挿入すると、円筒型流路２０の内面に広がるとともに、凹部２０ａに嵌合することにより円筒型流路２０に固定される。
【００２０】
本実施の形態では、メッシュ２３を円筒型流路２０の凹部２０ａに挿入するため、円筒型流路２０内で固定することが可能となる。また、円筒型流路２０の内面とメッシュ２３の内面が同一面となるため、円筒型流路２０を流れる被測定流体の乱れを低減できるため、精度の良い計測が可能となる。
【００２１】
なお、メッシュ２３の材質はステンレス製等の金属製を使用したが、円筒型流路２０の内面に密着できるバネ性のある樹脂製のものでもかまわない。
【００２２】
また、メッシュ２３は形状記憶合金等の金属材料を用いて構成してもよく、メッシュ２３が形状記憶合金等の金属材料の場合は、あらかじめメッシュ２３にメッシュ２３の内面が円筒型流路２０の内面と同一面になるように形状記憶させておく。メッシュ２３を円筒型流路２０内に組み込みやすい形状にしてから、円筒型流路２０に挿入し、メッシュ２３に熱を加える。（お湯に浸してもかまわない）メッシュ２３は熱により形状を復元し、円筒型流路内面と同一面にとなるように構成することが可能となる。
【００２３】
図２は、本発明の実施の形態２の超音波式流量計測装置７’を示す図であり、円筒型流路２０’の上流側と下流側にある入口部２１’と出口部２２’は、それぞれ取り外し可能である。円筒型流路２０’の上流側と下流側には、それぞれ入口部２１’と出口部２２’をビス３０で固定するための溝２４が設けられている。また、流体が円筒型流路２０’と入口部２１’および出口部２２’の接続口で漏れないようにＯリング２５とＯリングが挿入されるＯリング溝２９を設けた。円筒型メッシュ２６は円筒型流路２０’の長さ（図中ＬＬ）に挿入し入口部２１’と出口部２２’で両端を固定した。
【００２４】
円筒型メッシュ２６の外径を図中Ｄの寸法とすることで、円筒型流路２０’内へ簡単に挿入することが可能となる。
【００２５】
この様に構成することにより、超音波透過膜である円筒型メッシュ２６を簡単に挿入でき、長期的に固定することができる。
【００２６】
なお、この場合の円筒型メッシュ２６の円筒形状を構成する方法としては、円筒の接続部を溶接や溶着等の材料を溶かして接続してもよい。
【００２７】
なお、円筒型メッシュ２６で使用している材料と異なる材料等で接続してもよい。例えば、メッシュがステンレス製の場合は樹脂等の有機物で接続する方法などがある。
【００２８】
（実施の形態３）
図３，４は、実施の形態３における超音波式流量計測装置の構成を説明するもので、円筒型メッシュ３１は、実施の形態２における円筒形メッシュ２６を図３に示す様に、樹脂のインサート成型方法を用いて円筒状に形成したものである。円筒型メッシュ３１の外周
には、全長に渡って対向する位置に凸部２７ａ、２７ｂが樹脂成型により設けられている。また、円筒型流路３２は、実施の形態２における円筒型流路２０’と同様の形状とすると共に、図４に示す様に、円筒型メッシュ３１の凸部２７ａ、２７ｂが挿入される挿入部２８ａ、２８ｂを備えている。
【００２９】
なお、挿入部２８ａ、２８ｂは、超音波伝搬路９との交叉部１０に面していない内壁面に設けてある。
【００３０】
円筒型メッシュ３１を、円筒型流路３２に挿入するときに凸部２７ａ、１８ｂは、挿入部２８ａ、２８ｂの溝に沿って装着されるため、円筒型流路３２内で回転するのを押さえることができる。
【００３１】
従って、超音波透過膜は長期的に固定できるとともに、簡単な装着を実現することができる。
【００３２】
なお、本実施の形態で凸部と挿入部はそれぞれ、２箇所設けたが、１箇所でも複数個でもかまわない。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、計測流路内を流れる流体の流速を計測する超音波式流量計測装置への適用に好適である。
【符号の説明】
【００３４】
２  第１超音波送受波器（超音波送受波器）
３  第２超音波送受波器（超音波送受波器）
７、７’  超音波式流量計測装置
９、９’  超音波伝搬路
２０、２０’、３２  円筒型流路
２０ａ  凹部
２１、２１’  入口部
２２、２２’  出口部
２３  メッシュ（超音波透過膜）
２６、３１  円筒型メッシュ（超音波透過膜）
【図５】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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