(57)【要約】      （修正有）【課題】送信される超音波パルスの拡散による欠点を補った超音波流量計を提供する。【解決手段】超音波流量計１０は長尺のダクト３６を有し、流体を通って伝播される超音波パルスを送信、受信する超音波トランスデューサ４６，４８が配設されている。トランスデューサ４６、４８には電子回路機構が接続されていており、ダクト３６を通る流体の流量を示す出力を提供する。トランスデューサ４６、４８は、それぞれダクト３６の対向する端部に配置され、流体を通ってダクトの一端３４、４０から他端４０、３４へとダクト３６にほぼ平行に伝播される超音波パルスを送受信するように構成されている。トランスデューサ４６、４８は、超音波を送信および／または受信するそれぞれの振動面５０、５２を備えており、振動面５０、５２は、ダクト３６の横断面の直径より大きい直径を有する。【選択図】図１
2015017978.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波流量計（１０）であって、
該流量計（１０）の使用時に流体がそこを通って流れる長尺のダクト（３６）と、
該流量計（１０）の使用時にそれぞれがその流体を通って伝播する超音波パルスを送受信するように構成された複数の超音波トランスデューサ（４６、４８）と、
該トランスデューサ（４６、４８）の一方からの電子パルスの放出と該トランスデューサ（４６、４８）の他方による該パルスの受信のと間の時間の遅れの大きさが得られるように該トランスデューサ（４６、４８）に接続され、またその遅れに依存しかつ該ダクト（３６）を通る流体の流量を示す出力を提供できるように構成された電子回路機構（５４）とからなり、
該トランスデューサ（４６、４８）は、それぞれ該ダクト（３６）の対向する端部（３４、４０）に配置され、該流体を通って該ダクトの一端（３４、４０）から他端（４０、３４）へとダクト（３６）にほぼ平行に伝播される超音波パルスを送受信するように構成された超音波流量計において、
該トランスデューサ（４６、４８）は、超音波を送信および／または受信するそれぞれの振動面（５０、５２）を備えており、
該振動面（５０、５２）は、ダクト（３６）の横断面の直径より大きい直径を有することを特徴とする超音波流量計。
【請求項２】
両トランスデューサ（４６、４８）は、流量計（１０）の使用時に該流量計を通る流体から隔離されていることを特徴とする、請求項１に記載の超音波流量計（１０）。
【請求項３】
そのような隔離は、トランスデューサ（４６、４８）に音響的に連成されたそれぞれのキャップ（９０、９２）によって行われることを特徴とする、請求項２に記載の超音波流量計（１０）。
【請求項４】
流量計（１０）の使用時にその中を通って流れる流体が、各キャップ（９０、９２）のそれぞれに関連するトランスデューサ（４６、４８）から離れた側（９１、９３）と接触し、トランスデューサ（４６、４８）は、空気または他の気体などの低密度の物質で満たされたそれぞれの空洞内（９４、９６）に収められていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の超音波流量計（１０）。
【請求項５】
前記キャップ（９０、９２）は、吸音性の台（８２、８４）の中または上に取り付けられており、該キャップ（９０、９２）が音を出すことによる信号の劣化を低減することを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の超音波流量計（１０）。
【請求項６】
両トランスデューサ（４６、４８）は、超音波パルスの送信および受信の両方を行うように構成され、
電子回路機構（５４）は、該流量計（１０）が流体内をトランスデューサ（４６、４８）の一方からトランスデューサ（４８、４６）の他方へと流体の流れる方向およびその反対の方向に通過する超音波パルスを送信および受信することによって該流量計（１０）を作動させることができ、また、流れの方向に送信されるパルスと流れと反対の方向に送信されるパルスの間の送信時間の差を用いて該ダクト（３６）を通って流れる流体の流量を計算することができることを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の超音波流量計（１０）。
【請求項７】
流量計（１０）は、該流量計（１０）の使用時に流体がそこを通って流れる入力開口（１６）および出力開口（１８）を有し、
該入力開口および出力開口（１６、１８）の直径は、ほぼ同じであるがダクト（３６）の横断面の直径より大きいことを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の超音波流量計（１０）。
【請求項８】
流量計（１０）は、ダクト（３６）の両端（３４、４０）の間でダクト（３６）の側部に配置された入力開口およびと出力開口（１６、１８）を有し、
また、流量計（１０）は、入力開口（１６）からダクト（３６）の一端（３４）まで、およびダクト（３６）の他端（４０）から出力開口（１８）までの流体が流れる通路（２６、２８）を有することを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載の超音波流量計（１０）。
【請求項９】
流量計（１０）は、ダクト（３６）の直径が、複数のトランスデューサ（４６、４８）あるいは少なくともトランスデューサ（４６、４８）の一つのトランスデューサ（４６、４８）から送信される超音波のほぼ５波長分の大きさであるように構成され、該波長は、流量を測定する流体内を伝送される超音波の波長であることを特徴とする、請求項１から８のいずれか１項に記載の超音波流量計（１０）。
【請求項１０】
ダクト（３６）は円筒形でありその横断面は均一であることを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載の超音波流量計（１０）。
【請求項１１】
ダクト（３６）は、材料によって規定され、また、その内壁は、レリーフの模様を有して、ダクト（３６）の壁が望ましい吸収／反射性を示すことを特徴とする、請求項１から１０のいずれか１項に記載の超音波流量計（１０）。
【請求項１２】
ダクト（３６）の長さとその横断面の直径の比は、２０から３０までの範囲内にあり、例えば約２３であることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか１項に記載の超音波流量計（１０）。
【請求項１３】
ダクトの直径は、ほぼ５．０ｍｍであり、トランスデューサ（４６、４８）の間の間隔は、ほぼ１１３ｍｍであることを特徴とする、請求項１２に記載の超音波流量計（１０）。
【請求項１４】
ダクト（３６）を規定する材料を通る音速は、流量計（１０）の使用時に該流量計を通って流れる流体を通る音速よりも大きく、また、該材料の密度は、流量計（１０）の使用時に該流量計を通って流れる流体の密度よりも大きいことを特徴とする、請求項１から１３のいずれか１項に記載の超音波流量計（１０）。
【請求項１５】
前記材料は、ガラス繊維入りポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）からなることを特徴とする、請求項１４に記載の超音波流量計（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波流量計であって、該流量計の使用時に流体がそこを通って流れる長尺のダクトと、該流量計の使用時にそれぞれがその流体を通って伝播する超音波パルスを送受信するように構成された複数の超音波トランスデューサと、該トランスデューサの一方からの電子パルスの放出と該トランスデューサの他方による該パルスの受信との間の時間の遅れの大きさが得られるように該トランスデューサに接続され、またその遅れに依存しかつ該ダクトを通る流体の流量を示す出力を提供できるように構成された電子回路機構とからなり、該トランスデューサは、それぞれ該ダクトの対向する端部に配置され、該流体を通って該ダクトの一端から他端へとダクトにほぼ平行に伝播される超音波パルスを送受信するように構成されている超音波流量計に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような流量計の一例は、下記特許文献１に図示され記載されている。すなわち、特許文献１の明細書には、測定管を通る測定路を形成するダクト内に配置された二つのトランスデューサを含む流量測定システムが開示されている。それらのトランスデューサは、両者とも送信にも受信にも使用できるように切り換え可能であり、該測定管を通る流体の速度は、流体の流れに従ってまたは流体の流れに抗して通るトランスデューサからの信号に関する時間差に応じて求められ、また、正確さを期するためにトランスデューサの遅延誤差をほぼ排除するための補正手段を含んでいる。このシステムは、それ自身の超音波路を備えた補助トランスデューサを使用する校正機構を有するものとすることができる。このシステムは、特定の流れている流体およびトランスデューサの遅延を含む特定のシステム・パラメータから音速値を正確に測定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】イギリス特許公開第２２５９５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような構成の一つの欠点は、送信される超音波パルスの拡散にある。すなわち、送信される各超音波パルスは、第二のトランスデューサによって受信される前に比較的大きく分散されてしまう。
【０００５】
本発明は、この欠点を補おうとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち、本発明は、本明細書の冒頭に述べた構成を有する超音波流量計において、該トランスデューサは、超音波を送信および／または受信するそれぞれの振動面を備えており、該振動面は、ダクトの横断面の直径より大きい直径を有することを特徴とする超音波流量計に関する。
【０００７】
両トランスデューサは、流量計の使用時に該流量計を通る流体から隔離されているものとすることができる。
【発明の効果】
【０００８】
これによって、トランスデューサが流体の腐食作用を受けないという効果が得られる。
【０００９】
このような隔離は、トランスデューサに音響的に連成された（ｃｏｕｐｌｅｄ）それぞれのキャップによって行うことができる。
【００１０】
この流量計の使用時にその中を通って流れる流体が、各キャップの、関連するトランスデューサから離れた側部と接触してもよく、トランスデューサは、空気または他の気体、あるいは他の低密度の物質で満たされたそれぞれの空洞内に収められていてもよい。
【００１１】
これらのキャップの厚さは、トランスデューサと流体との間の連成を最適化するように設定すればよい。
【００１２】
これらのキャップは、該キャップが音を出すことによる信号の劣化を低減するために吸音性の台の中または上に取り付けることができる。
【００１３】
両トランスデューサは、超音波パルスの送信および受信の両方を行うようにすることができる。また、電子回路機構は、流体内を該トランスデューサの一方から該トランスデューサの他方へと流体の流れの方向およびその反対の方向に通過する超音波パルスを送信および受信することによって、該流量計を作動させることができ、また、流れの方向に送信されるパルスと流れと反対の方向に送信されるパルスとの間の送信時間の差を用いて該ダクトを通って流れる流体の流量を計算することができるようにするものであればよい。
【００１４】
このように構成することによって、トランスデューサによって送信され受信されるほぼすべての超音波が、ダクトにほぼ平行に伝播するものとなるという効果が得られる。その結果、散乱する超音波の量が低減され、一方のトランスデューサから他方のトランスデューサへと通過する超音波の完全な状態が保持される。
【００１５】
トランスデューサからみて、流量計の構造は、円対称とすることができる。
【００１６】
該流量計の構造は、その中心を通る横断面に対して鏡映対称とすることができる。
【００１７】
該流量計は、その使用時に流体がそこを通って流れる入力開口および出力開口を有するものとすることができる。該入力開口および出力開口の直径は、ほぼ同じであるが、ダクトの横断面の直径より大きいものとすることができる。
【００１８】
このように構成することによって、流体が流量計の中に流れ込むときおよび流量計から流れ出すときの速度と比較して流体がダクトの中を流れる速度が大きくなるという結果が得られる。したがって、入力開口および出力開口を通る流体の流れの測定精度が高くなる。
【００１９】
入力開口と出力開口は、ダクトの両端の間でダクトの側部に配置することができる。また、流量計は、入力開口からダクトの一端までおよびダクトの他端から出力開口までの流体が流れる通路を有するものとすることができる。これによって、流量計内での流体の乱流量が低減される。  
【００２０】
流量計は、ダクトの直径が、複数のトランスデューサあるいは少なくともその一つのトランスデューサから送信される超音波のほぼ５波長分の大きさであるように構成することができる。ただし、この場合の超音波の波長は、流量を測定する流体内を伝送される超音波の波長とする。このように構成することによって、ダクトは、超音波導波管として作用することが可能となり、超音波の指向性伝播が容易となる。ただし、これを実効あらしめるためには、一方ではダクトを規定する材料に当たって超音波が吸収されることで音波の反射また散乱がダクトに沿って進む超音波のパルスまたは超音波のパケット（ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ  ｐｕｌｓｅ  ｏｒ  ｗａｖｅ  ｐａｃｋｅｔ）に不当な害をあたえないようにすること、他方ではダクトを規定する材料が超音波を十分に反射してダクトに沿って進む超音波のパケットの強度が不当に減衰されないようにすることとの間の適当なバランスが必要である。
【００２１】
すなわち、ダクトを規定する材料は、複数のトランスデューサあるいは少なくともその一つのトランスデューサから送信される超音波のうち、あらかじめ定められた角度より小さい材料への入射角（ａｎ  ａｎｇｌｅ  ｏｆ  ｉｎｃｉｄｅｎｃｅ）を有する超音波を吸収するが、該あらかじめ定められた角度より大きい材料への入射角を有する超音波を反射するものとすることができる。
【００２２】
これによって、流量計の使用時に該流量計を通って流れる流体を通る超音波のパケットの一体性（ｔｈｅ  ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｗａｖｅ  ｐａｃｋｅｔｓ）が保持される。
【００２３】
ダクトの長さとその横断面の直径の比は、好ましくは２０から３０までの範囲内にあり、より好ましくは約２３である。
【００２４】
好ましくは、ダクトは円筒形であり、その横断面は常に均一である。ただし、ダクトは、材料によって規定され、またその内壁は、ダクトの壁がのぞましい吸収／反射性を示すようにレリーフの模様を有するものとする。
【００２５】
好ましくは、ダクトの直径は、約５．０ｍｍであり、トランスデューサの間の間隔は、約１１３ｍｍである。
【００２６】
このため、ダクトを規定する材料を通る音速は、流量計の使用時に該流量計を通って流れる流体を通る音速よりも大きいことが好ましく、また、該材料の密度は、流量計の使用時に該流量計を通って流れる流体の密度よりも大きいことが好ましい。しかも、使用温度の全範囲にわたってまた流体の組成のいかんにかかわらずそうであることが望ましい。
【００２７】
前記材料は、ガラス繊維入りポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）からなるものとすることができる。この材料は、流量計を通って流れる流体、とくに例えば石油あるいはディーゼル燃料を含む石油誘導体などのエンジン燃料の浸食に耐えることができる。ガラス繊維の含有量は、音響インピーダンスをのぞましい値にするように適宜変えることができる。
【００２８】
流量計の使用時に該流量計を通って流れる流体は、エンジン燃料からなるものとすることができる。
【００２９】
本発明は、さらに、本発明に関してこれまでの段落の一以上に記載された超音波流量計を使用して流体の流れを測定する方法を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、本発明にもとづいてつくられる流量計の第一の実施例の軸方向の断面図である。
【図２】図２は、本発明にもとづいてつくられる流量計の第二の実施例の軸方向の断面図である。
【図３】図３は、本発明にもとづいてつくられる流量計の第三の実施例の軸方向の断面図である。
【図４】図４は、図１，２、および３の各々に示す流量計の電子回路機構のブロック回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の超音波流量計の実施例を詳細に説明する。
【実施例】
【００３２】
図１に示す流量計１０は、ほぼ円筒形の取入れ口１２と、ほぼ円筒形の取出し口１４を有する。これらは、それぞれ、入力開口１６および出力開口１８を形成しており、これらの開口は、ほぼ円形であり、互いに等しい直径を有する。
【００３３】
取入れ口と取出し口それぞれの中心軸は、流量計１０のほぼ円筒形のブロック２０に対してほぼ直交して伸びており、該口１２および１４は、それぞれ該ブロック２０内にあってそれと同軸の上流および下流の環状通路２２および２４に開口している。これらの通路は、それぞれのくびれ部を介して、さらなる通路２６および２８へと伸びており、流量計１０の使用時に該流量計を通ってさらに下流へと流れる流体内の乱流を低減させる。
【００３４】
径方向に伸びる通路３０は、環状通路２６から、ほぼ円錐形の空隙３２まで伸びており、該空隙３２は、ガラス繊維入ＰＴＦＥ３８のほぼ円筒形のブロックによって規定されるほぼ円筒形で長尺のダクト３６の一端３４と流体連通している。
【００３５】
ダクト３６は、円筒形ブロック２０の一端から他端まで伸びており、広がった端部を有する。
【００３６】
ダクト３６の他端４０は、対応するほぼ円錐形の空隙４２と流体連通しており、該空隙４２は、径方向に伸びる通路４４を介して通路２８と流体連通している。
【００３７】
ダクト３６の横断面の直径は、その広がった両端部の間で全長にわたって常に均一であるが、該横断面の直径は、入力開口および出力開口１６および１８の直径より大いに小さい。
【００３８】
第一の圧電セラミック超音波トランスデューサ４６は、空隙３２の内部に配置されている。第二の圧電セラミック超音波トランスデューサ４８は、空隙４２の内部に配置されている。
【００３９】
トランスデューサ４６は、超音波振動を発生させまた受信することのできるほぼ平面で円形の振動面５０を有する。面５０の直径は、ダクト３６の横断面の直径より大いに大きい。面５０は、ダクト３６に面しており、かつ該ダクト３６に対して直角であって、ダクト３６の中心縦軸と同一線上にある、直交する中心軸を有している。
【００４０】
それに対応して、トランスデューサ４８は、超音波振動を発生させまた受信することのできるほぼ平面で円形の振動面５２を有する。面５２の直径は、面５０の直径と等しく、またダクト３６に面しており、かつ該ダクトに対して直角であって、ダクト３６の中心縦軸と同一線上にある、直交する中心軸を有している。
【００４１】
ダクト３６の長さは、その広がった両端部の間で９３．５ｍｍであり、広がった両端部を含めるとその長さは１０６．５ｍｍである。
【００４２】
図２は、本発明にもとづいてつくられる流量計の第二の実施例を示しており、同図中、図１に示す部品に対応する部品は同じ参照番号で示してある。図２に示す実施例が図１に示す実施例と異なるのは、トランスデューサ４６および４８の周囲の領域である。すなわち、通路２６および２８の外端は、それぞれ、径方向に伸びる湾曲したそれぞれの通路６０および６２を介してダクト３６の端部３４および４０と連通している。第一の圧電セラミック超音波トランスデューサ４６は、リング６６によって通路６０から隔てられた空隙６４の内部に配置されている。該リング６６の横断面は、その内部開口に向かって広がっており、該内部開口の直径は、ダクト３６の横断面の内径と等しい。
【００４３】
第二の圧電セラミック超音波トランスデューサ４８は、リング７０によって通路６２から隔てられた空隙６８の内部に配置されている。該リング７０の横断面は、その内部開口に向かって広がっており、該内部開口の直径は、やはりダクト３６の横断面の内径と等しい。
【００４４】
図３は、本発明にもとづいてつくられる流量計の第三の実施例を示しており、同図中、図１および図２に示す部品に対応する部品は同じ参照番号で示してある。図３に示す実施形態が図１および図２に示す実施形態と異なるのは、やはりトランスデューサ４６および４８の周囲の領域である。図３の実施例は、通路２６および２８の外端が、それぞれ、径方向に伸びる湾曲したそれぞれの通路６０および６２を介してダクト３６の端部３４および４０と連通している点では図２の実施例と同様である。該湾曲した通路６０および６２は、外側では、それぞれ環状部品８２および８４の湾曲した内表面によって規定され、内側ではそれぞれ環状部品８６および８８の湾曲した外表面によって規定されている。第一の圧電超音波トランスデューサ４６は、震動面５０を有しており、その振動面５０が、厚さを最適化したキャップ９０の後面に取り付けられており、それによって、トランスデューサ４６内で発生した超音波振動は、ダクト３６の端部３４で、該ダクト３６に面しまたトランスデューサ４６のために配設されたキャップ９０の振動面９１を介して流体内に伝送される。該振動面９１の直径は、ダクト３６の横断面の直径より大きい。湾曲した側部の横断面を有する内側の環状部品８６は、超音波振動を、それを伝播する流体を通じてダクト３６の中へ導く。
【００４５】
ダクト３６の他端４０では、トランスデューサ４８の振動面５２が、厚さを最適化したキャップ９２の後面に取り付けられており、ダクト３６の端部４０で流体内に存在する超音波振動が、キャップ９２の後面を通じて、ダクト３６に面しまたトランスデューサ４８ために配設されたキャップ９２振動面９３に連成され、該トランスデューサ４８が、それに応じた電気信号を生成することになる。該振動面９３の直径は、ダクト３６の横断面の直径より大きい。
【００４６】
流量計１０は、その中心を通る横断面に対して対称であるため、トランスデューサ４８が生成する超音波パルスは、トランスデューサ４６によって受信されるようにまたトランスデューサ４６内で電気信号が生成されるようにダクト３６内の流体を通って送信することができる。
【００４７】
キャップ９０および９２は、それぞれの周辺部で、それぞれ環状部品８２および８４の内側の縁部と密閉接触状態にあり、したがって、トランスデューサ４６および４８は、ともに流量計１０の使用時にその中を通って流れる流体から隔離される。それぞれトランスデューサ４６および４８の背後にある空隙９４および９６は、空気で満たされており、したがって、キャップ９０および９２は、流量計の使用時に流体と空気の間の圧力差に耐える十分な厚さを有するものとされる。
【００４８】
同時に、キャップ９０および９２の厚さは、流量計１０の使用時にトランスデューサ４６及び４８とダクト３６内の流体との間の振動の連成を最適化するように設定される。
【００４９】
キャップ９０および９２の厚さは、それらがそれぞれ環状部品８２および８４と接触したときに減少する。また、これらの部品は、該キャップ９０、９２が音を出す（ｒｉｎｇｉｎｇ）ことによる信号の劣化を低減するために、吸音性の台として効果があるようにつくられる。
【００５０】
図３の実施例にある狭い通路２６および２８は、各々が、それぞれトランスデューサ４６および４８の周囲に対称に配置された一連の流路を有する。これらの流路は、各々、キャップ９０または９２のいずれか該当する一方の前にある空間３４または４０に開口しており、各流路を通る流れは、みな等しく、ダクト３６に入って出ていく流れが対称性を示すように構成される。
【００５１】
図４のブロック回路図は、図１、２および３に示した実施例の各々で、各トランスデューサ４６および４８が中央演算処理装置５４にどのように接続されているかを示すものである。流量計１０の使用時には、各トランスデューサ４６および４８が、中央演算処理装置５４から信号を受け取りまた中央演算処理装置５４へ信号を送り出して、流量計１０を通る流体の流量を示す信号を出力５６へ提供する。
【００５２】
図１に示す流量計１０の使用時には、流量計１０によってその流れを測定する流体、例えば飛行機の燃料、石油、またはデーゼル燃料は、取入れ口１２を通り、環状通路２２および環状通路２６に沿って流れ、径方向の通路３０を通り、ほぼ円錐形の空隙３２の中に流れ込む。すなわち、トランスデューサ４６の側部の周囲に通路が形成されていることになる。
【００５３】
空隙３２から、流体はさらに端部３４を通って流れ続け、ダクト３６の中に流れ込み、そのままダクト３６を通ってその反対側の端部４０に達し、この反対側の端部４０でダクト３６から出る。そこから、流体は、ほぼ円錐形の空隙４２の中に流れ込み、トランスデューサ４８の側部の周囲を通り、さらに径方向の通路４４を通り、環状通路２８および２４の中に入り、取出し口１４に達し、そこを通って流量計１０から出ていく。
【００５４】
図２に示す流量計１０の使用時には、流量計１０は図１の実施例と同様に作動するが、異なる点は、流量計１０によってその流れを測定する流体、例えば飛行機の燃料、石油、またはディーゼル燃料は、取入れ口１２を通り、環状通路２２および環状通路２６に沿って流れた後、環状の湾曲した通路６０を経てダクト３６の端部３４に流れ込むことである。トランスデューサ４６の側部の周囲の空隙６４は、やはり流量計１０を通って流れる流体で満たされる。
【００５５】
図３に示す実施例においても同様で、この場合には、それぞれトランスデューサ４６および４８の背後にある空隙９４および９６は、空気で満たされており、あるいは、他の気体または他の低密度の材料で満たされており、したがって、トランスデューサは、それによって流量計１０の使用時にその中を通って流れる流体から隔離されている。
【００５６】
流体は、さらに、ダクト３６の中を流れ続け、その他端４０に達する。ここから、流体は、環状の湾曲した通路６２内に流れ込む。トランスデューサ４８の側部の周囲の空隙６８も、流量計１０を通って流れる流体で満たされる。該環状の湾曲した通路６２から、流体は、径方向の通路４４を通って環状通路２８および２４さらに取出し口１４へと流れ出て、そこを通って流量計１０から排出される。
【００５７】
図１および図２に示す両実施例にあっては、流体がダクト３６を通って流れる間、中央演算処理装置５４は、一定の時間間隔で電気の高周波パルスをトランスデューサ４６へ送り、パルスは、そこでトランスデューサ４６によってその面５０の超音波振動に変換され、その超音波振動は、トランスデューサ４６から伝送され、さらにダクト３６の中の流体に沿ってかつダクト３６にほぼ平行に伝播されてトランスデューサ４８に達する。ここでは、流体内の超音波振動は、トランスデューサ４８により電気パルスに変換され、中央演算処理装置５４によって受信される。中央演算処理装置５４は、トランスデューサ４６によるパルスの放出とトランスデューサ４８によるそのパルスの受信との間の遅延を、トランスデューサ４８によるパルスの放出とトランスデューサ４６によるそのパルスの受信との間の遅延とを比較する。ただし、流体は、その間流量計１０の中で同じ速度で流れている。中央演算処理装置５４は、これらの値から、その出力５６で、ダクト３６を通る流体の流量を示す出力信号、したがって取入れ口１２に入って取出し口１４から出る流体の流量を示す信号を提供するようプログラムされている。中央演算処理装置５４は、また、取入れ口１２と取出し口１４の横断面の直径の値から、ダクト３６を通って流れる流体の平均速度を示す信号を提供することもできる。
【００５８】
上述した構造を有する流量計は、流量に変化を起こすような乱流の変動に過敏に反応しない構成となっている。これらの流量計は、高速で反応し、小型で、外部の干渉を受けにくい。
【００５９】
図１、２、および３のいずれに示す実施例においても、流量計１０は、その中心を通る横断面に対して鏡映対称であるため、いずれの実施例においても、取入れ口１２と取出し口１４とは、簡単に交換することができる。すなわち、取入れ口１２として上に述べてきた機能を変えて、それを取出し口とすることができ、また、取出し口１４として上に述べてきた機能を変えて、それを取入れ口とすることができる。
【００６０】
以上図に示して記載した流量計１０には、本発明の範囲内で、さまざまな変更や修正を施すことができ、したがって、それらの変更や修正によって得られた構成は、すべて本発明の範囲内にあることは明らかであろう。一例として、流体内の乱流を低減させる十分な手段を配設することによって、取入れ口１２と取出し口１４をブロック２０の端部に配置し、それらの中心軸をダクト３６の中心軸と一線上に並ぶように構成することも可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１０：流量計、
１６：入力開口、
１８：出力開口、
２６：さらなる通路、
２８：さらなる通路、
３４：一端、
３６：ほぼ円筒形で長尺のダクト、
４０：他端、
４６：第一の圧電セラミック超音波トランスデューサ、
４８：第二の圧電セラミック超音波トランスデューサ、
５０：ほぼ平面で円形の振動面、
５２：ほぼ平面で円形の振動面、
５４：中央演算処理装置、
８２：環状部品、
８４：環状部品、
９０：厚さを最適化したキャップ、
９１：振動面、
９２：厚さを最適化したキャップ、
９３：振動面、
９４：空隙、
９６：空隙、
【図１】
2015017978.tif 000003
【図２】
2015017978.tif 000004
【図３】
2015017978.tif 000005
【図４】
2015017978.tif 000006