(57)【要約】【課題】  流体の流量を高い精度で測定することができ、そして耐久性に優れた流量測定装置を提供すること。【解決手段】  セラミック材料、プラスチック材料又は金属材料から形成された管状体、この管状体の両端のそれぞれに接続されている分極処理済み圧電セラミック材料製の衝撃波送受信用管状圧電振動体、各々の管状圧電振動体の表面に付設された一対の電極端子、各々の管状圧電振動体の一対の電極端子に電気的に接続される急峻な立ち上がりあるいは立ち下がりエッジを持つ衝撃電圧を印加することのできる電圧源、そして各々の管状圧電振動体の一対の電極端子に電気的に接続される演算装置からなる流体の流量測定装置。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック材料、プラスチック材料もしくは金属材料から形成された管状体、該管状体の両端のそれぞれに接続されている分極処理済み圧電セラミック材料製の衝撃波送受信用管状圧電振動体、各々の管状圧電振動体の表面に付設された一対の電極端子、各々の管状圧電振動体の一対の電極端子に電気的に接続される急峻な立ち上がりあるいは立ち下がりエッジを持つ衝撃電圧を印加することのできる電圧源、そして各々の管状圧電振動体の一対の電極端子に電気的に接続される演算装置からなる流体の流量測定装置。
【請求項２】
管状体と各々の管状圧電振動体とが互いに同一の圧電セラミック材料から形成されて一体化されている請求項１に記載の流量測定装置。
【請求項３】
各々の電極端子が管状圧電振動体の周方向に伸びて環状の形状をなしている請求項１もしくは２に記載の流量測定装置。
【請求項４】
分極処理済み圧電セラミック材料製の衝撃波送信用管状圧電振動体、該管状圧電振動体の両端のそれぞれに接続されているセラミック材料、プラスチック材料もしくは金属材料から形成された管状体、各々の管状体の他方の端部に接続されている分極処理済み圧電セラミック材料製の衝撃波受信用管状圧電振動体、各々の管状圧電振動体の表面に付設された一対の電極端子、衝撃波送信用管状圧電振動体の一対の電極端子に電気的に接続されている急峻な立ち上がりあるいは立ち下がりエッジを持つ衝撃電圧を印加することのできる電圧源、そして各々の衝撃波受信用管状圧電振動体の一対の電極端子に電気的に接続されている演算装置からなる流体の流量測定装置。
【請求項５】
各々の管状体と各々の管状圧電振動体とが互いに同一の圧電セラミック材料から形成されて一体化されている請求項４に記載の流量測定装置。
【請求項６】
各々の電極端子が管状圧電振動体の周方向に伸びて環状の形状をなしている請求項４もしくは５に記載の流量測定装置。
【請求項７】
分極処理済み圧電セラミック材料製の衝撃波受信用管状圧電振動体、該管状圧電振動体の両端のそれぞれに接続されているセラミック材料、プラスチック材料もしくは金属材料から形成された管状体、各々の管状体の他方の端部に接続されている分極処理済み圧電セラミック材料製の衝撃波送信用管状圧電振動体、各々の管状圧電振動体の表面に付設された一対の電極端子、各々の衝撃波送信用管状圧電振動体の一対の電極端子に電気的に接続されている急峻な立ち上がりあるいは立ち下がりエッジを持つ衝撃電圧を印加することのできる電圧源、そして衝撃波受信用管状圧電振動体の一対の電極端子に電気的に接続されている演算装置からなる流体の流量測定装置。
【請求項８】
各々の管状体と各々の管状圧電振動体とが互いに同一の圧電セラミック材料から形成されて一体化されている請求項７に記載の流量測定装置。
【請求項９】
各々の電極端子が管状圧電振動体の周方向に伸びて環状の形状をなしている請求項７もしくは８に記載の流量測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管状体の内部を移動する流体の流量を測定する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、圧電振動子に正弦波交番電圧を印加することにより発生させた超音波を用いて、管状体の内部を移動する流体の流量を測定する装置（以下、超音波流量計という）は知られている。
【０００３】
超音波流量計では、測定対象の流体が移動する管状体の外側面に、例えば、一対の圧電振動子を互いに間隔をあけて固定して、一方の圧電振動子に正弦波交番電圧を印加して超音波を発生させ、この超音波が測定対象の流体中を伝搬して他方の圧電振動子に到達するまでの伝搬時間と、同様にして他方の圧電振動子にて発生させた超音波が測定対象の流体中を伝搬して上記一方の圧電振動子に到達するまでの伝搬時間との差に基づき流体の流速を検出し、得られた流速から流体の流量を決定する。
【０００４】
超音波流量計は、測定対象の流体の流速が遅くなるにつれて上記の伝搬時間の差が小さくなる（例えば、流体の流速が２０ｍｍ／秒程度の場合には、伝搬時間の差はナノ秒のオーダの値になる）ため、伝搬時間の測定値に含まれる誤差の割合が大きくなり、従って流量の測定精度が低下するという問題を有している。
【０００５】
特許文献１には、上記の超音波流量計と同様にして、測定対象の流体が移動する管状体の外側面に、例えば、一対の圧電振動子を互いに間隔をあけて固定して、一方の圧電振動子に急峻な立ち下がりまたは立ち上がり衝撃エッジを持つ衝撃電圧を印加して衝撃波を発生させ、この衝撃波が測定対象の流体中を伝搬して他方の圧電振動子に受信されることで発生する受信波と、同様にして他方の圧電振動子にて衝撃波を発生させ、この衝撃波が測定対象の流体中を伝搬して上記一方の圧電振動子に受信されることで発生する受信波との差分の合成波を作成し、この合成波の振幅値あるいは合成波の絶対値の積分値などから流体の流速を検出し、得られた流速から流体の流量を決定する装置（以下、衝撃波流量計という）が開示されている。
【０００６】
この衝撃波流量計は、ナノ秒のオーダの伝搬時間の差を検出する必要がないので、測定対象の流体の流量を高い精度で測定できるとされている。また、この衝撃波流量計では、その圧電振動子に数百ボルトの高電圧の衝撃電圧を印加し、これにより受信波のＳ／Ｎ比が向上して、さらに精度の良い流量測定が可能になるとされている。
【特許文献１】国際公開第２００４／０９７３４５号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の衝撃波流量計を用いることにより、管状体の内部を移動する流体の流量を高い精度で測定することができる。このような流量計は、長期間にわたって使用を続けることができる耐久性に優れたものであることが望ましい。
【０００８】
本発明の課題は、流体の流量を高い精度で測定することができ、そして耐久性に優れた流量測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は第一に、セラミック材料、プラスチック材料もしくは金属材料から形成された管状体、この管状体の両端のそれぞれに接続されている分極処理済み圧電セラミック材料製の衝撃波送受信用管状圧電振動体、各々の管状圧電振動体の表面に付設された一対の電極端子、各々の管状圧電振動体の一対の電極端子に電気的に接続される急峻な立ち上がりあるいは立ち下がりエッジを持つ衝撃電圧を印加することのできる電圧源、そして各々の管状圧電振動体の一対の電極端子に電気的に接続される演算装置からなる流体の流量測定装置にある。
【００１０】
上記の第一の発明の流量測定装置の好ましい態様は、下記の通りである。
（１）管状体と各々の管状圧電振動体とが互いに同一の圧電セラミック材料から形成されて一体化されている。
（２）各々の電極端子が管状圧電振動体の周方向に伸びて環状の形状をなしている。
【００１１】
本発明は第二に、分極処理済み圧電セラミック材料製の衝撃波送信用管状圧電振動体、この管状圧電振動体の両端のそれぞれに接続されているセラミック材料、プラスチック材料もしくは金属材料から形成された管状体、各々の管状体の他方の端部に接続されている分極処理済み圧電セラミック材料製の衝撃波受信用管状圧電振動体、各々の管状圧電振動体の表面に付設された一対の電極端子、衝撃波送信用管状圧電振動体の一対の電極端子に電気的に接続されている急峻な立ち上がりあるいは立ち下がりエッジを持つ衝撃電圧を印加することのできる電圧源、そして各々の衝撃波受信用管状圧電振動体の一対の電極端子に電気的に接続されている演算装置からなる流体の流量測定装置にもある。
【００１２】
上記の第二の発明の流量測定装置の好ましい態様は、下記の通りである。
（１）各々の管状体と各々の管状圧電振動体とが互いに同一の圧電セラミック材料から形成されて一体化されている。
（２）各々の電極端子が管状圧電振動体の周方向に伸びて環状の形状をなしている。
【００１３】
本発明は第三に、分極処理済み圧電セラミック材料製の衝撃波受信用管状圧電振動体、この管状圧電振動体の両端のそれぞれに接続されているセラミック材料、プラスチック材料もしくは金属材料から形成された管状体、各々の管状体の他方の端部に接続されている分極処理済み圧電セラミック材料製の衝撃波送信用管状圧電振動体、各々の管状圧電振動体の表面に付設された一対の電極端子、各々の衝撃波送信用管状圧電振動体の一対の電極端子に電気的に接続されている急峻な立ち上がりあるいは立ち下がりエッジを持つ衝撃電圧を印加することのできる電圧源、そして衝撃波受信用管状圧電振動体の一対の電極端子に電気的に接続されている演算装置からなる流体の流量測定装置にもある。
【００１４】
上記の第三の発明の流量測定装置の好ましい態様は、下記の通りである。
（１）各々の管状体と各々の管状圧電振動体とが互いに同一の圧電セラミック材料から形成されて一体化されている。
（２）各々の電極端子が管状圧電振動体の周方向に伸びて環状の形状をなしている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の流量測定装置では、管状圧電振動体で発生させた衝撃波を用いて、この管状圧電振動体の内部を移動する流体の流量を測定する。このように、本発明の流量測定装置は、測定対象の流体が移動する管状体の外側面に圧電振動子を接着剤で固定して流量を測定する必要はなく、従って接着剤が衝撃波を受けて脆化することがないために長期間にわたって安定した高い精度で流体の流量を測定することができる耐久性に優れたものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
まず、第一の発明の流量測定装置を添付の図面を用いて説明する。図１は、第一の発明の流量測定装置の構成例を示す図である。
【００１７】
図１の流量測定装置１０は、セラミック材料から形成された管状体１１、管状体１１の両端のそれぞれに接続されている分極処理済み圧電セラミック材料（代表例、ジルコン酸チタン酸鉛系の圧電セラミック材料）製の衝撃波送受信用管状圧電振動体１２ａ、１２ｂ、管状圧電振動体１２ａ、１２ｂの各々の表面に付設された一対の電極端子１４ａ、１４ｂ、各々の管状圧電振動体の一対の電極端子１４ａ、１４ｂに電気的に接続される急峻な立ち上がりあるいは立ち下がりエッジを持つ衝撃電圧を印加することのできる電圧源１５、そして各々の管状圧電振動体の一対の電極端子１４ａ、１４ｂに電気的に接続される演算装置１６などから構成されている。
【００１８】
流量測定装置１０の管状体１１と管状圧電振動体１２ａ、１２ｂとは、互いに同一の圧電セラミック材料から形成され、一体に成形（一体化）されている。例えば、圧電セラミック材料から形成された管状体の表面に二個一対を一組とする電極端子を管軸方向に沿って互いに間隔をあけて二組付設し、そして各々の組の一対の電極端子間に高電圧（例、１００ｋＶ程度の高電圧）を印加して各々の組の一対の電極端子間にある圧電セラミック材料製の管状体部分を分極処理することで、管状体１１と管状圧電振動体１２ａ、１２ｂとを同一の圧電セラミック材料から一体に形成することができる。例えば、この一体に成形された管状体の外径は約７．３ｍｍに、内径は約４．３ｍｍに、そして全長は約１１０ｍｍに設定される。
【００１９】
なお、図１に記入した矢印１８ａ、１８ｂは、それぞれ管状圧電振動体１２ａ、１２ｂの分極処理の方向の一例を示している。各々の管状圧電振動体を分極処理する方向に特に制限はなく、例えば、管状圧電振動体１２ａ、１２ｂを互いに逆向きの方向に分極処理することもできる。
【００２０】
電極端子１４ａ、１４ｂのそれぞれは、管状圧電振動体の周方向に伸びて管状の形状にあることが好ましい。これにより各々の組の一対の電極端子間にある圧電セラミック材料製の管状体部分を、その周方向において均一に分極処理することができるようになる。例えば、各々の管状圧電振動体の電極端子１４ａと電極端子１４ｂとの間隔は約２ｍｍに設定され、そして各々の電極端子の幅は約２ｍｍに設定される。また管状圧電振動体１２ａの電極端子１４ｂと管状圧電振動体１２ｂの電極端子１４ａとの間隔（図１：Ｄ）は、例えば、約８０ｍｍに設定される。
【００２１】
管状圧電振動体１２ａ、１２ｂのそれぞれの内側面は、測定対象の流体中への圧電セラミック材料の溶出を防止するために、金属膜や樹脂膜（例、フッ素樹脂膜）などで被覆されていることが好ましい。同様の理由で管状体１１をセラミック材料から形成する場合には、その内側面は金属膜や樹脂膜などで被覆されていることが好ましい。
【００２２】
流量測定装置１０は、例えば、次のようにして管状圧電振動体１２ａ、管状体１１、そして管状圧電振動体１２ｂの内部を移動していく（即ち、図１に記入した矢印１７が示す方向に移動する）流体の流量を測定する。
【００２３】
先ず図１に示すように管状圧電振動体１２ａの一対の電極端子１４ａ、１４ｂに、切り換え器１９ａを介して電圧源１５を電気的に接続し、そして管状圧電振動体１２ｂの一対の電極端子１４ａ、１４ｂに、切り換え器１９ｂを介して演算装置１６を電気的に接続する。
【００２４】
次に、管状圧電振動体１２ａの一対の電極端子１４ａ、１４ｂ間に、例えば、図２に示す急峻な立ち下がり衝撃エッジを持つ衝撃電圧を印加して衝撃波を発生させ、この衝撃波を流体中に伝搬させる（送信する）。衝撃電圧としては、例えば、その電圧値が１０Ｖ（図２：Ｖｐ）から−１０Ｖまで急峻に立ち下がる衝撃エッジを持つものが使用される。
【００２５】
管状圧電振動体１２ｂは流体中を伝搬した衝撃波を受信すると、この衝撃波の振動波形に対応する受信波（電気信号）をその一対の電極端子１４ａ、１４ｂ間に発生する。この受信波は、切り換え器１９ｂを介して演算装置１６に入力される。
【００２６】
そして切り換え器１９ａ、１９ｂの各々が持つスイッチを切り換えて、管状圧電振動体１２ｂの一対の電極端子１４ａ、１４ｂに、切り換え器１９ｂを介して電圧源１５を電気的に接続し、そして管状圧電振動体１２ａの一対の電極端子１４ａ、１４ｂに、切り換え器１９ａを介して演算装置１６を電気的に接続する。
【００２７】
次いで、同様にして管状圧電振動体１２ｂに衝撃電圧を印加して衝撃波を発生させ、この衝撃波を流体中に伝搬させる。管状圧電振動体１２ａは流体中を伝搬した衝撃波を受信すると、この衝撃波の振動波形に対応する受信波をその一対の電極端子１４ａ、１４ｂ間に発生する。この受信波は、切り換え器１９ａを介して演算装置１６に入力される。
【００２８】
演算装置１６は、上記の管状圧電振動体１２ａ、１２ｂがそれぞれ出力する受信波の差分の合成波を算出する。そして演算装置１６は、この合成波の振幅値あるいは合成波の絶対値の積分値などから測定対象の流体の流速を検出し、得られた流速をもとに流体の流量を決定する。
【００２９】
このような衝撃波を用いた流体の流量の測定方法は、特許文献１に既に記載されて公知であるため詳細な説明は省略する。衝撃波を用いて流体の流量を測定すると、従来の超音波流量計のように超音波の伝搬時間の極僅かな差分を検出する必要がないために流量の測定精度を高くすることが可能になる。
【００３０】
一方、特許文献１の従来の衝撃波流量計は、測定対象の流体が移動する管状体の外側面に、例えば、一対の圧電振動子を付設して、これらの圧電振動子が発生する衝撃波を用いて流体の流量を測定する。通常、各々の圧電振動子は、例えば、エポキシ樹脂系の接着剤などを用いて管状体の外側面に接着固定される。このような構成の衝撃波流量計により長期間にわたって流体の流量の測定を続けると、圧電振動子を固定している接着剤が、その接着剤の種類によっては衝撃波を受けて機械的に脆くなり、例えば、一方の圧電振動子が管状体から部分的に剥離して管状体に十分に衝撃波を付与することができなくなって、上記の受信波の差分の合成波から正確な流量を求めることができなくなる場合がある。
【００３１】
また上記のように衝撃波流量計は、その圧電振動子に高電圧の衝撃電圧を印加することで受信波のＳ／Ｎ比が向上して流量の測定精度が高くなる。このように衝撃波流量計により、圧電振動子に高電圧の衝撃電圧を印加しながら長期間にわたって流量の測定を続けると、圧電振動子を管状体に固定している接着剤がより大きな衝撃波を受けるために流量の測定値の誤差が大きくなる場合がある。
【００３２】
これに対して図１の流量測定装置１０は、管状圧電振動体１２ａ、１２ｂの内部に測定対象の流体を移動させて流量を測定するため、すなわち測定対象の流体が移動する管状体の外側面に圧電振動子を接着剤で固定して流量を測定する必要がなく、従って接着剤が衝撃波を受けて脆化することがないために、長期間にわたって安定した高い精度で流体の流量を測定することができる耐久性に優れたものである。
【００３３】
図３は、第二の発明の流量測定装置の構成例を示す図である。図３の流量測定装置２０は、分極処理済み圧電セラミック材料製の衝撃波送信用管状圧電振動体２２、管状圧電振動体２２の両端のそれぞれに接続されているセラミック材料から形成された管状体１１ａ、１１ｂ、各々の管状体の他方の端部に接続されている分極処理済み圧電セラミック材料製の衝撃波受信用管状圧電振動体２３ａ、２３ｂ、各々の管状圧電振動体の表面に付設された一対の電極端子１４ａ、１４ｂ、衝撃波送信用管状圧電振動体２２の一対の電極端子１４ａ、１４ｂに電気的に接続されている急峻な立ち上がりあるいは立ち下がりエッジを持つ衝撃電圧を印加することのできる電圧源１５、そして衝撃波受信用管状圧電振動体２３ａ、２３ｂの各々の一対の電極端子１４ａ、１４ｂに電気的に接続されている演算装置１６などから構成されている。
【００３４】
流量測定装置２０の管状体１１ａ、１１ｂと管状圧電振動体２２、２３ａ、２３ｂとは、互いに同一の圧電セラミック材料から形成され、一体に成形されている。
【００３５】
また管状圧電振動体２２の電極端子１４ａから管状圧電振動体２３ａの電極端子１４ｂまでの距離と、管状圧電振動体２２の電極端子１４ｂから管状圧電振動体２３ｂの電極端子１４ａまでの距離とは互いに等しい距離（図３：Ｄ）に設定されている。
【００３６】
図３の流量測定装置２０の構成は、合計で三個の管状圧電振動体、すなわち衝撃波送信用の管状圧電振動体２２と衝撃波受信用の管状圧電振動体２３ａ、２３ｂとが備えられ、衝撃波送信用管状圧電振動体２２の一対の電極端子１４ａ、１４ｂに電圧源１５が電気的に接続され、そして衝撃波受信用管状圧電振動体２３ａ、２３ｂの各々の一対の電極端子１４ａ、１４ｂに演算装置１６が電気的に接続されていること以外は図１の流量測定装置１０と同様である。
【００３７】
流量測定装置２０は、衝撃波送信用管状圧電振動体２２にて衝撃波を発生させ、この衝撃波を流体中に送信し、衝撃波受信用管状圧電振動体２３ａ、２３ｂの各々が衝撃波を受信することで発生する受信波の差分の合成波を演算装置１６により算出し、この合成波の振幅値あるいは合成波の絶対値の積分値などから測定対象の流体の流速を検出して流量を決定する。
【００３８】
図３の流量測定装置２０もまた、衝撃波を送信あるいは受信するために管状圧電振動体を用いているため、図１の流量測定装置１０と同様に長期間にわたって安定した高い精度で流体の流量を測定することができる耐久性に優れたものである。
【００３９】
図４は、第三の発明の流量測定装置の構成例を示す図である。図４の流量測定装置３０は、分極処理済み圧電セラミック材料製の衝撃波受信用管状圧電振動体２３、この管状圧電振動体２３の両端のそれぞれに接続されているセラミック材料から形成された管状体１１ａ、１１ｂ、各々の管状体の他方の端部に接続されている分極処理済み圧電セラミック材料製の衝撃波送信用管状圧電振動体２２ａ、２２ｂ、各々の管状圧電振動体の表面に付設された一対の電極端子１４ａ、１４ｂ、衝撃波送信用管状圧電振動体２２ａ、２２ｂの各々の一対の電極端子１４ａ、１４ｂに電気的に接続されている急峻な立ち上がりあるいは立ち下がりエッジを持つ衝撃電圧を印加することのできる電圧源１５ａ、１５ｂ、そして衝撃波受信用管状圧電振動体２３の一対の電極端子１４ａ、１４ｂに電気的に接続されている演算装置１６などから構成されている。
【００４０】
流量測定装置３０の管状体１１ａ、１１ｂと管状圧電振動体２２ａ、２２ｂ、２３とは、互いに同一の圧電セラミック材料から形成され、一体に成形されている。
【００４１】
図４の流量測定装置３０の構成は、合計で三個の管状圧電振動体、すなわち衝撃波送信用の管状圧電振動体２２ａ、２２ｂと衝撃波受信用の管状圧電振動体２３とが備えられ、衝撃波送信用管状圧電振動体２２ａ、２２ｂの各々の一対の電極端子１４ａ、１４ｂに電圧源１５ａ、１５ｂが電気的に接続され、そして衝撃波受信用管状圧電振動体２３の一対の電極端子１４ａ、１４ｂに演算装置１６が電気的に接続されていること以外は図１の流量測定装置１０と同様である。
【００４２】
流量測定装置３０は、例えば、衝撃波送信用管状圧電振動体２２ａ、２２ｂの各々にて衝撃波を同時に発生させ、それぞれの衝撃波を流体中に送信し、これらの衝撃波を衝撃波受信用管状圧電振動体２３で受信させて衝撃波の差分の合成波に対応する受信波を発生させ、そして演算装置１６により上記受信波の振幅値あるいは受信波の絶対値の積分値などから測定対象の流体の流速を検出して流量を決定する。
【００４３】
図４の流量測定装置３０もまた衝撃波を送信あるいは受信するために管状圧電振動体を用いているため、図１の流量測定装置１０と同様に長期間にわたって安定した高い精度で流体の流量を測定することができる耐久性に優れたものである。
【００４４】
図５は、第一の発明の流量測定装置の別の構成例を示す図である。図５において、流量測定装置５０に用いる電圧源及び演算装置の記載は省略してある。
【００４５】
図５の流量測定装置５０は、プラスチック材料（代表例、フッ素樹脂）から形成された管状体５１、管状体５１の両端のそれぞれに接続されている分極処理済み圧電セラミック材料製の衝撃波送受信用管状圧電振動体５２ａ、５２ｂ、各々の管状圧電振動体５２ａ、５２ｂの表面に付設された一対の電極端子１４ａ、１４ｂ、各々の管状圧電振動体の一対の電極端子１４ａ、１４ｂに電気的に接続される急峻な立ち上がりあるいは立ち下がりエッジを持つ衝撃電圧を印加することのできる電圧源、そして各々の管状圧電振動体の一対の電極端子に電気的に接続される演算装置などから構成されている。
【００４６】
図５の流量測定装置５０の電圧源及び演算装置の電気的な接続方法や流量の測定方法は、図１の流量測定装置１０の場合と同様である。また測定対象の流体は、例えば、可撓性の樹脂製（例えばフッ素樹脂製）のチューブ５９ａ、５９ｂを用いて流量測定装置５０に供給することができる。
【００４７】
図５の流量測定装置５０の構成は、管状圧電振動体５２ａ、管状体５１、そして管状圧電振動体５２ｂが、各々の端部に形成されたねじを用いて連結されていること以外は図１の流量測定装置１０と同様である。管状体５１は、測定対象の流体に対して耐腐蝕性を示せば金属材料（例、ステンレススチール）、あるいは管状圧電振動体を形成するセラミック材料とは別のセラミック材料（例、石英ガラス）から形成することもできる。
【００４８】
図１の流量測定装置１０の管状体１１と管状圧電振動体１２ａ、１２ｂとを一体に形成する場合には、例えば、圧電セラミック材料の粉末を焼結して長さの長い管状体を作製する必要がある。これに対して図５の流量測定装置５０の各々の管状圧電振動体は、その長さが短いために容易に作製できる。
【００４９】
図５の流量測定装置５０もまた、衝撃波を送信あるいは受信するために管状圧電振動体を用いているため、図１の流量測定装置１０と同様に長期間にわたって安定した高い精度で流体の流量を測定することができる耐久性に優れたものである。
【００５０】
図６は、第二の発明の流量測定装置の別の構成例を示す図である。図６において、流量測定装置６０に用いる電圧源及び演算装置の記載は省略してある。
【００５１】
図６の流量測定装置６０は、分極処理済み圧電セラミック材料製の衝撃波送信用管状圧電振動体６２、管状圧電振動体６２の両端のそれぞれに接続されているプラスチック材料（代表例、フッ素樹脂）から形成された管状体５１ａ、５１ｂ、各々の管状体の他方の端部に接続されている分極処理済み圧電セラミック材料製の衝撃波受信用管状圧電振動体６３ａ、６３ｂ、各々の管状圧電振動体の表面に付設された一対の電極端子１４ａ、１４ｂ、衝撃波送信用管状圧電振動体６２の一対の電極端子１４ａ、１４ｂに電気的に接続されている急峻な立ち上がりあるいは立ち下がりエッジを持つ衝撃電圧を印加することのできる電圧源、そして衝撃波受信用管状圧電振動体６３ａ、６３ｂの各々の一対の電極端子１４ａ、１４ｂに電気的に接続されている演算装置などから構成されている。
【００５２】
図６の流量測定装置６０の電圧源及び演算装置の電気的な接続方法や流量の測定方法は、図３の流量測定装置２０の場合と同様である。
【００５３】
図６の流量測定装置６０の構成は、管状圧電振動体６３ａ、管状体５１ａ、管状圧電振動体６２、管状体５１ｂ、そして管状圧電振動体６３ｂが、各々の端部に形成されたねじを用いて連結されていること以外は図３の流量測定装置２０と同様である。この流量測定装置６０は、図５の流量測定装置５０の場合と同様に、その各々の管状圧電振動体を圧電セラミック粉末を焼結して容易に作製できるという利点を有している。
【００５４】
そして図６の流量測定装置もまた、衝撃波を送信あるいは受信するために管状圧電振動体を用いているため、図１の流量測定装置１０と同様に長期間にわたって安定した高い精度で流体の流量を測定することができる耐久性に優れたものである。
【００５５】
なお、本発明の流量測定装置は、前記の特許文献１に記載の衝撃波流量計の変形であり、従って、本発明の流量測定装置を用いて流量測定を行なう場合、特許文献１に記載の種々の操作と演算を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】第一の発明の流量測定装置の構成例を示す図である。
【図２】図１の流量装置の管状圧電振動体に印加する衝撃電圧の波形を示す図であり、この波形図の横軸と縦軸はそれぞれ時間と電圧を意味している。
【図３】第二の発明の流量測定装置の構成例を示す図である。
【図４】第三の発明の流量測定装置の構成例を示す図である。
【図５】第一の発明の流量測定装置の別の構成例を示す図である。但し、電圧源及び演算装置の記載は省略してある。
【図６】第二の発明の流量測定装置の別の構成例を示す図である。但し、電圧源及び演算装置の記載は省略してある。
【符号の説明】
【００５７】
１０、２０、３０  流量測定装置
１１、１１ａ、１１ｂ  管状体
１２ａ、１２ｂ  衝撃波送受信用管状圧電振動体
１４ａ、１４ｂ  電極端子
１５、１５ａ、１５ｂ  電圧源
１６  演算装置
１７  流体の移動方向の一例を示す矢印
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ  管状圧電振動体の分極処理の方向の一例を示す矢印
１９ａ、１９ｂ  切り換え器
２２、２２ａ、２２ｂ  衝撃波送信用管状圧電振動体
２３、２３ａ、２３ｂ  衝撃波受信用管状圧電振動体
５０、６０  流量測定装置
５１、５１ａ、５１ｂ  管状体
５２ａ、５２ｂ  衝撃波送受信用管状圧電振動体
５８ａ、５８ｂ  リード線
５９ａ、５９ｂ  可撓性樹脂製チューブ
６２  衝撃波送信用管状圧電振動体
６３ａ、６３ｂ  衝撃波受信用管状圧電振動体
【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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