(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定配管にトランスデューサを配置する超音波流量計位置決め金具において、
前記測定配管の外周面に取り付けられる送信側取り付け金具本体と、
この送信側取り付け金具本体に一端が接続され前記測定配管の管軸と平行な方向に延在して設けられる送信側ガイドパイプと、
この送信側ガイドパイプの他端に接続され前記測定配管の表面に対して垂直な方向に超音波を送信する位置決め送信用トランスデューサと、
前記送信側ガイドパイプに摺動自由に取り付けられた送信用トランスデューサと、
前記測定配管の外周面に前記位置決め送信用トランスデューサに対して前記測定配管の周方向において前記測定配管の中心から見て１８０°をなすように対向して配置され前記位置決め送信用トランスデューサからの前記測定配管の表面に対して垂直な方向からの超音波信号を受信する位置決め受信用トランスデューサと、
この位置決め受信用トランスデューサに一端が接続され前記測定配管の管軸と平行な方向に延在して設けられる受信側ガイドパイプと、
この受信側ガイドパイプの他端に接続され前記測定配管の外周面に取り付けられる受信側取り付け金具本体と、
この受信側ガイドパイプに摺動自由に取り付けられた受信用トランスデューサと、
を具備したことを特徴とする超音波流量計位置決め金具。
【請求項２】
前記送信用トランスデューサが前記送信側ガイドパイプに固定されるか
あるいは
前記受信用トランスデューサが前記受信側ガイドパイプに固定されるか
のいずれか一方の固定が採用されたこと
を特徴とする請求項１記載の超音波流量計位置決め金具。
【請求項３】
一つのトランスデューサを具備しており、位置決めを行う際には、当該トランスデューサを前記送信側ガイドパイプの前記他端に接続し流量測定を行う際には前記送信側ガイドパイプに摺動自由に取り付ける
あるいは
一つのトランスデューサを具備しており、位置決めを行う際には、当該トランスデューサを前記受信側ガイドパイプの前記一端に接続し、流量測定を行う際には、前記受信側ガイドパイプに摺動自由に取り付ける
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の超音波流量計位置決め金具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波流量計位置決め金具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図４（ａ）は従来より一般に使用されている従来例の要部構成説明図、図４（ｂ）は図４（ａ）の動作説明図、図４（ｃ）は図４（ａ）の動作説明図である。
図において、送信用トランスデューサ２は、測定配管１に取り付けられている。
受信用トランスデューサ３は、測定配管１に取り付けられ、送信用トランスデューサ２からの送信信号を受信する。
ここで、Ａは超音波のパス、Ｌ１は送信用トランスデューサ２と受信用トランスデューサ３との取り付け距離、θは取り付け角度を示す。
【０００３】
以上の構成において、トランスデューサ２,３の測定配管１への取付方法は、Ｚ法取付（対向面に取り付ける）の場合の位置決めは、特に、測定配管１が大口径では困難だった。
一般的なトランスデューサ２,３の位置決めは、測定配管１にゲージペーパーを巻き、トランスデューサ２の取付位置とその丁度対向面に印を付け、適切なトランスデューサ距離Ｌ１だけ管軸方向に距離を取り、トランスデューサ３を設置する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０６−１１７８９５号公報
【特許文献２】特開平０７−２９４３００号公報
【特許文献３】特開平１１−２８７６８２号公報
【特許文献４】特開２００６−２２０５３４号公報
【特許文献５】特開２００９−２１６４９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような装置においては、以下の問題点がある。
前記位置決め自体が大変手間がかかり大変である。
更に、図４（ｂ）に示す如く、取り付けが悪いと超音波のパスＡがθ度ずれてしまう。
また、実際には測定配管１には歪みがあり、ちょうど対向面に取り付けたとしても、図４（ｃ）に示す如く、超音波信号が丁度対向面に来るとは限らない。
また、測定流体の音速が推定値になるため、推定で求められたトランスデューサ２とトランスデューサ３間距離で設置を行うため、音速の誤差も取付位置の誤差となる。
そのため、信号強度が低下するので、トランスデューサ３を固定位置付近で何度も位置を変えて、付け直ししなければならない。
【０００６】
本発明の目的は、上記の課題を解決するもので、トランスデューサの取付金具に超音波による位置決め装置を実装することで、容易、精度良く測定配管へのトランスデューサの位置決めができる超音波流量計位置決め金具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような課題を達成するために、本発明では、請求項１の超音波流量計位置決め金具においては、
測定配管にトランスデューサを配置する超音波流量計位置決め金具において、
前記測定配管の外周面に取り付けられる送信側取り付け金具本体と、この送信側取り付け金具本体に一端が接続され前記測定配管の管軸と平行な方向に延在して設けられる送信側ガイドパイプと、この送信側ガイドパイプの他端に接続され前記測定配管の表面に対して垂直な方向に超音波を送信する位置決め送信用トランスデューサと、前記送信側ガイドパイプに摺動自由に取り付けられた送信用トランスデューサと、前記測定配管の外周面に前記位置決め送信用トランスデューサに対して前記測定配管の周方向において前記測定配管の中心から見て１８０°をなすように対向して配置され前記位置決め送信用トランスデューサからの前記測定配管の表面に対して垂直な方向からの超音波信号を受信する位置決め受信用トランスデューサと、この位置決め受信用トランスデューサに一端が接続され前記測定配管の管軸と平行な方向に延在して設けられる受信側ガイドパイプと、この受信側ガイドパイプの他端に接続され前記測定配管の外周面に取り付けられる受信側取り付け金具本体と、この受信側ガイドパイプに摺動自由に取り付けられた受信用トランスデューサと、を具備したことを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項２の超音波流量計位置決め金具においては、請求項１記載の超音波流量計位置決め金具において、
前記送信用トランスデューサが前記送信側ガイドパイプに固定されるかあるいは前記受信用トランスデューサが前記受信側ガイドパイプに固定されるかのいずれか一方の固定が採用されたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項３の超音波流量計位置決め金具においては、請求項１又は請求項２記載の超音波流量計位置決め金具において、
一つのトランスデューサを具備しており、位置決めを行う際には、当該トランスデューサを前記送信側ガイドパイプの前記他端に接続し流量測定を行う際には前記送信側ガイドパイプに摺動自由に取り付けるあるいは一つのトランスデューサを具備しており、位置決めを行う際には、当該トランスデューサを前記受信側ガイドパイプの前記一端に接続し、流量測定を行う際には、前記受信側ガイドパイプに摺動自由に取り付けることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の請求項１によれば、次のような効果がある。
従来のトランスデューサ間で信号強度の最大位置を求めるやり方は、音速とそれにより変わるトランスデューサ間距離、測定配管の歪みにより生じる測定配管径方向の位置ズレが同時に発生していた。
さらに、測定配管軸に対するねじれの角度（測定配管軸に対しての回転）が組み合わさり、複雑な位置決めを行う必要があった。
本発明では、位置決め送信用トランスデューサと位置決め受信用トランスデューサ間の超音波は測定配管に垂直に入射するため、トランスデューサ間距離やねじれ（測定管軸方向の位置）はパラメータとして無くなる。
また、送信用トランスデューサと受信用トランスデューサ間の距離は、実際の音速を元に計算できるため、従来より正確に設定することが可能となる。
よって、本発明では、測定配管の歪みに起因する取付位置の管軸、管径方向の２次元のずれだけを、先ず、はじめに調整し、基準となる位置を決めることができる。
さらに、より正確な音速を用いて送信用トランスデューサと受信用トランスデューサ間の距離を設定できる。
そのため、確実なトランスデューサ取付が可能となる超音波流量計位置決め金具が得られる。
【００１１】
本発明の請求項２によれば、次のような効果がある。
構造が簡単に出来、また、トランスデューサの一方を動かせば良いので、調整が容易となり、安価な超音波流量計位置決め金具が得られる。
【００１２】
本発明の請求項３によれば、次のような効果がある。
送信用トランスデューサと受信用トランスデューサの取付の時だけに使う余計なトランスデューサを不要とするため、コストダウンができ、安価な超音波流量計位置決め金具が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施例の要部構成説明図である。
【図２】図１の動作説明図である。
【図３】本発明の他の実施例の要部構成説明図である。
【図４】従来より一般に使用されている従来例の要部構成説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例の要部構成説明図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は部分底面図である。
図において、図４と同一記号の構成は同一機能を表す。
以下、図４との相違部分のみ説明する。
【００１５】
図１において、送信側取り付け金具本体１１は、測定配管１に取り付けられている。
送信側ガイドパイプ１２は、送信側取り付け金具本体１１に一端が接続され、他端が位置決め送信用トランスデューサ１４に接続されている。
送信用トランスデューサ１３は、送信側ガイドパイプ１２に摺動自由に取り付けられている。
位置決め受信用トランスデューサ１５は、測定配管１に設けられ、位置決め送信用トランスデューサ１４からの信号を受信する。
受信側ガイドパイプ１７は、位置決め受信用トランスデューサ１５に一端が接続され、他端が測定配管１に取り付けられる受信側取り付け金具本体１８に接続されている。
受信用トランスデューサ１６は、受信側ガイドパイプ１７に摺動自由に取り付けられている。
【００１６】
即ち、トランスデューサ１３，１６は、それぞれ、取付金具１１，１８のガイドパイプ１２，１７に接続され、ガイドパイプ１２，１７に沿って平行移動させることができるように構成されている。
位置決め用トランスデューサ１４，１５は、この場合は、圧電素子（ＰＺＴ）と樹脂で出来たシューから構成され、超音波を測定配管１に垂直に入射させることができる。
位置決め用トランスデューサ１４から測定配管１に入った超音波は、超音波のパスＢを経由して、対向する位置に取り付けられたもう一つの位置決め用トランスデューサ１５に入射する。
位置決め用トランスデューサ１４，１５とトランスデューサ１３，１６との間は、この場合は、間隔寸法が正確に読み取れるように、ガイドパイプ１２，１７にそれぞれ目盛が打たれている。
ここで、Ｂは測定時の超音波のパス、Ｃは位置決め送信用トランスデューサ１４と位置決め受信用トランスデューサ１５との超音波のパス、Ｌ２は送信用トランスデューサ１３と受信用トランスデューサ１６との取り付け距離を示す。
【００１７】
以上の構成において、先ず、変換器（超音波の送受信回路）から、トランスデューサ１３，１６へ接続されているトランスデューサ駆動/検出ケーブルを、位置決め用トランスデューサ１４，１５にそれぞれ、接続しなおす。
この状態で、変換器からの送受信信号の強度を調べる。
取り付け金具１１を固定し、他方の取り付け金具１８の位置をずらし、受信信号強度が最大となる点に取り付け金具１８を固定する。
【００１８】
固定したときの超音波の伝搬時間から、測定配管１内の液体の音速を計算し、Ｓｎｅｌｌの法則から、適切な実際のトランスデューサ１３，１６間の距離Ｌ２を計算する。
トランスデューサ１３，１６間距離Ｌ２はガイドパイプ１２，１７の目盛の値だけ設定し固定することで、適切な強度の位置にトランスデューサ１３，１６を固定することができる。
【００１９】
この結果、図２（ａ）に示す如く、従来のトランスデューサ２，３間で信号強度の最大位置を求めるやり方は、音速とそれにより変わるトランスデューサ間距離、測定配管の歪みにより生じる測定配管径方向の位置ズレが同時に発生していた。
さらに、測定配管軸に対するねじれの角度（測定配管軸に対しての回転）が組み合わさり、複雑な位置決めを行う必要があった。
【００２０】
これに対して、本発明では、図２（ｂ）に示す如く、位置決め用トランスデューサ１４，１５により、超音波は測定配管１に垂直に入射するため、トランスデューサ間距離やねじれ（測定管軸方向の位置）はパラメータとして無くなる。
また、トランスデューサ１３，１６間の距離Ｌ２は、実際の音速を元に計算できるため、従来より正確に設定することが可能となる。
よって、本発明では、測定配管１の歪みに起因する取付位置の管軸、管径方向の２次元のずれだけを、先ずはじめに調整し、基準となる位置を決めることができる。
さらに、より正確な音速を用いてトランスデューサ１３，１６間距離を設定できる。
そのため、確実なトランスデューサ取付が可能となる超音波流量計位置決め金具が得られる。
特に、大口径の配管では、正確な対向する位置が分かり難い場合が多い。本発明を用いると、対向面の位置を容易に知ることが出来るようになる。
【００２１】
なお、前述の実施例においては、送信用トランスデューサ１３と受信用トランスデューサ１６は、ガイドパイプ１２，１７に、それぞれ摺動自由に取り付けられていると説明したが、送信用トランスデューサ１３あるいは受信用トランスデューサ１６の一方が、ガイドパイプ１２，１７に固定されても良いことは勿論である。
この結果、構造が簡単に出来、また、トランスデューサ１３，１６の一方を動かせば良いので、調整が容易となり、安価な超音波流量計位置決め金具が得られる。
【００２２】
図３（ａ）、（ｂ）は、図１の動作説明図である。
図３（ａ）においては、送信用トランスデューサ１３と位置決め送信用トランスデューサ１４と兼用して使用するようにした実施例である。
即ち、位置決め送信用トランスデューサ１４は送信用トランスデューサ１３と共用しても良い。
その場合、送信用トランスデューサ１３を抜いて位置決め送信用トランスデューサ１４の場所に固定する事で利用することがでる。
【００２３】
図３（ｂ）においては、受信用トランスデューサ１６と位置決め受信用トランスデューサ１５と兼用して使用するようにした実施例である。
即ち、位置決め受信用トランスデューサ１５は、受信用トランスデューサ１６と共用しても良い。
その場合、受信用トランスデューサ１６を抜いて、位置決め受信用トランスデューサ１５の場所に固定する事で利用することがでる。
【００２４】
この結果、
送信用トランスデューサ１３と受信用トランスデューサ１６の取付の時だけに使う余計なトランスデューサ１４，１５を不要とするため、コストダウンができ、安価な超音波流量計位置決め金具が得られる。
【００２５】
なお、前述の実施例では、位置決め送信用トランスデューサ１４から信号を送り、位置決め受信用トランスデューサ１５で、位置を受信すると説明したが、位置決め受信用トランスデューサ１５から信号を送り、位置決め送信用トランスデューサ１４で、位置を受信するようにしても良いことは勿論である。
また、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。
したがって本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形をも含むものである。
【符号の説明】
【００２６】
１      測定配管
２      送信用トランスデューサ
３      受信用トランスデューサ
１１    送信側取り付け金具本体
１２    送信側ガイドパイプ
１３    送信用トランスデューサ
１４    位置決め送信用トランスデューサ
１５    位置決め受信用トランスデューサ
１６    受信用トランスデューサ
１７    受信側ガイドパイプ
１８    受信側取り付け金具本体
Ａ      超音波のパス
Ｂ      超音波のパス
Ｃ      超音波のパス
Ｌ１    取り付け距離
Ｌ２    取り付け距離
θ      取り付け角度
【図１】
0005858227.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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