(57)【要約】【課題】大幅な改造または煩雑な補正計算を行う電子回路を必要とすることなく、簡単な構造改良で脈動を吸収できる超音波流量計を提供する。【解決手段】流体の流路１１に配置された計測管６と、計測管の内部を、超音波が、該計測管の中心軸を通って斜めに横切って伝播するように配置された一対の超音波送受波器５とを備え、一対の超音波送受波器間で超音波を送受信して流体の流れの順方向および逆方向における超音波の伝播時間を計測し、計測された伝播時間の差に基づいて流体の流量を算出する超音波流量計において、計測管６の上流側の流路および下流側の流路の少なくとも１つに流体抵抗体１０を備えたことを特徴とする。【選択図】図１
2008128825.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の流路に配置された計測管と、
前記計測管の内部を、超音波が、該計測管の中心軸を通って斜めに横切って伝播するように配置された一対の超音波送受波器とを備え、
前記一対の超音波送受波器間で超音波を送受信して流体の流れの順方向および逆方向における超音波の伝播時間を計測し、計測された伝播時間の差に基づいて流体の流量を算出する超音波流量計において、
前記計測管の上流側の流路および下流側の流路の少なくとも１つに取り付けられた流体抵抗体を備えたことを特徴とする超音波流量計。
【請求項２】
前記流体抵抗体は羽根車から成り、計測される流量に応じて重さが異なることを特徴とする請求項１記載の超音波流量計。
【請求項３】
前記流体抵抗体は羽根車から成り、該羽根車の材料は、前記流路を構成する配管の材料と同一であることを特徴とする請求項１記載の超音波流量計。
【請求項４】
前記流体抵抗体は羽根車から成り、該羽根車の表面は、耐食性および撥水性の加工がなされていることを特徴とする請求項１記載の超音波流量計。
【請求項５】
流体の流路に配置された計測管と、
前記計測管の内部を、超音波が、該計測管の中心軸を通って斜めに横切って伝播するように配置された一対の超音波送受波器とを備え、
前記一対の超音波送受波器間で超音波を送受信して流体の流れの順方向および逆方向における超音波の伝播時間を計測し、該計測された伝播時間の差に基づいて流体の流量を算出する超音波流量計において、
前記計測管の上流側の流路と下流側の流路とを連結する緩衝管を備え、
前記緩衝管は、該緩衝管の内部を移動可能な流体不透過性の仕切り板を備えている
ことを特徴とする超音波流量計。
【請求項６】
前記仕切り板の前記上流側の流路に対向する面に取り付けられた圧力センサを備え、
前記仕切り板は、前記圧力センサで検出された圧力に応じて前記緩衝管の内部を移動することを特徴とする請求項５記載の超音波流量計。
【請求項７】
前記仕切り板の前記下流側の流路に対向する面に取り付けられたバネを備えている
ことを特徴とする請求項５記載の超音波流量計。
【請求項８】
前記仕切り板は、計測される流量に応じて重さが異なることを特徴とする請求項５または請求項７記載の超音波流量計。
【請求項９】
前記仕切り板の材料は、前記流路を構成する配管の材料と同一であることを特徴とする請求項５または請求項７記載の超音波流量計。
【請求項１０】
前記仕切り板の表面は、耐食性の加工がなされていることを特徴とする請求項５または請求項７記載の超音波流量計。
【請求項１１】
流体の流路に配置された計測管と、
前記計測管の内部を、超音波が、該計測管の中心軸を通って斜めに横切って伝播するように配置された一対の超音波送受波器とを備え、
前記一対の超音波送受波器間で超音波を送受信して流体の流れの順方向および逆方向における超音波の伝播時間を計測し、該計測された伝播時間の差に基づいて流体の流量を算出する超音波流量計において、
前記計測管の上流側の流路に並列に、流体を溜める流体溜め容器を備えたことを特徴とする超音波流量計。
【請求項１２】
前記流体溜め容器と前記計測管の上流側の流路との接続部に取り付けられ、前記計測管の上流側の流路側から流体溜め容器の方向へ開く弁と、流体溜め容器側から前記計測管の上流側の流路側へ開く弁とを備えたことを特徴とする請求項１１記載の超音波流量計。
【請求項１３】
流体の流路に配置された計測管と、
前記計測管の内部を、超音波が該計測管の中心軸を通って斜めに横切って伝播するように配置された一対の超音波送受波器とを備え、
前記一対の超音波送受波器間で超音波を送受信して流体の流れの順方向および逆方向における超音波の伝播時間を計測し、該計測された伝播時間の差に基づいて流体の流量を算出する超音波流量計において、
前記計測管の上流側の流路および下流側の流路の少なくとも１つに取り付けられた羽根車と、
前記計測管の上流側の流路と下流側の流路とを連結する緩衝管とを備え、
前記緩衝管は、該緩衝管の内部を移動可能な流体不透過性の仕切り板を備えていることを特徴とする超音波流量計。
【請求項１４】
流体の流路に配置された計測管と、
前記計測管の内部を、超音波が、該計測管の中心軸を通って斜めに横切って伝播するように配置された一対の超音波送受波器とを備え、
前記一対の超音波送受波器間で超音波を送受信して流体の流れの順方向および逆方向における超音波の伝播時間を計測し、該計測された伝播時間の差に基づいて流体の流量を算出する超音波流量計において、
前記計測管の上流側の流路および下流側の流路の少なくとも１つに取り付けられた羽根車と、
前記計測管の上流側の流路に並列に、流体を溜める流体溜め容器と、
を備えたことを特徴とする超音波流量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波を用いて流体の流速や流量を計測する超音波流量計に関し、さらに詳しくは、流路内の流速を間欠的に計測して積算流量を推測する推量式流量計において、脈動（圧力変動、流速変動）の影響を低減する脈動吸収構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、超音波流量計においては、流体入口から導入されて流体導入路を通過した流体は計測管に導かれ、この計測管を通過した流体は、流体排出路を通過して流体出口から外部に排出される。計測管には、この計測管の軸を斜めに横切るように所定の角度θだけ傾斜し且つ一定の距離を隔てて、一対の超音波送受波器が対向するように設置されている。そして、一対の超音波送受波器の間の超音波の伝播時間または周波数が、被計測流体が流れる方向である順方向と、被計測流体の流れと逆の方向である逆方向とについて、それぞれ測定され、この測定結果に基づいて流体の速度が計測され、さらに、この計測された流体の速度に計測管の断面積を乗じて流量が算出される。
【０００３】
このような従来の超音波流量計においては、一対の超音波送受波器間で計測された流速に、測定管の断面積を乗じることにより流量が算出されるので、正確な流量を算出するためには、超音波送受波器の取り付け位置および流量にそれぞれ対応した補正係数を用いて補正することが必要になる。
【０００４】
ところが、この補正係数は、流体の流れが定常である場合には主として流量に応じて決定されるが、流体の流れが脈動流のような非定常の場合には流量の変化率によって流速分布が変化することから、流量に応じた補正係数を用いると、流速および流量の測定精度が低下するという問題が生じる。
【０００５】
この脈動流には、その発生源により、周期が一定で連続するもの（ガスエンジン駆動のヒートポンプエアコンのように比較的大きな圧力変動を発生する機器が近隣に設置された場合（５〜３０Ｈｚ））や、交流信号（５０〜６０Ｈｚ）を重畳して燃焼弁を駆動する型の家庭用給湯器のように周期が必ずしも一定でないものがある。
【０００６】
このような脈動流に起因する問題を解消するために、特許文献１は、流体の流れが脈動流のような非定常なものである場合においても、流速および流量を高い測定精度で測定することのできる超音波流体計測装置を開示している。
【０００７】
この超音波流体計測装置は、被計測流体が流れる計測流路と、計測流路の被計測流体の流動方向に対し直交する幅方向を超音波が横切って伝播するように計測流路の上流側および下流側にそれぞれ配設された少なくとも一対の超音波送受信器と、被計測流体の流速の変化を検知する流速変化率検知手段と、超音波送受信器の送受信信号の伝播時間差と流速変化率検知手段の検知結果との両方に基づいて流量を算出する流量演算手段とを備え、流速補正係数記憶部には流量の大小、被計測流体の流動方向および流速の変化率の少なくとも８通りの流速補正係数が記憶されている。計測流路内の流速分布が大きく変化する少なくとも３種類の流れ状態のみに基づいて最適な流速補正係数を選択して設定することができ、広範囲な流れ状態に対して効率的に計測精度を高めることができる。
【０００８】
また、特許文献２は、脈動流の影響を抑えつつ、且つ、計測中の状態変化にも左右されにくい超音波流量計を開示している。この超音波流量計は、脈動周期を検出する検出手段を備え、単位計測工程の実行周期と実行回数の積を周波数検出手段で検出した脈動周期の整数倍となるように、実行周期または実行回数を可変としているので、常に脈動周期の整数倍の時間にわたってサンプリングを実行でき、計測中に脈動周期の変化や温度変化が発生した場合も、その変動の影響を受けにくい流量計測を実現できる。
【０００９】
さらに、特許文献３は、配管内で圧力変動（脈動）が発生してもオリフィス効果によって下流側への脈動を大幅に減少させることができ、計測精度を向上できるとともに、小型で、コストダウンを図ることができる超音波流量計を開示している。この超音波流量計は、計測流路の上流側に、ガス流量がない時は磁気力によって閉弁し、ガス流量がある流量以上の時は上流側と下流側の差圧によって開弁する脈動抑制可動弁を有する可変絞り機構を設けることにより配管内で圧力変動（脈動）が発生してもオリフィス効果によって下流側への脈動を減少させ、計測精度を向上させる。
【特許文献１】特開２００４−２０４８０号公報
【特許文献２】特開２００４−１２３３３号公報
【特許文献３】特開２００４−３７１９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述した特許文献１〜３に開示された技術では、脈動の減衰、吸収または低減等は可能になるが、何れも大幅な構造的な改良や機器の新たな設置等が必要になるのでコストがかかる。また、正確な流量を算出するためには、超音波送受波器の取り付け位置および流量にそれぞれ対応した補正係数を用いて補正する必要があるので、複雑な補正計算を行うための煩雑な電子回路を必要とする。
【００１１】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その課題は、大幅な改造または煩雑な補正計算を行う電子回路を必要とすることなく、簡単な構造改良で脈動を吸収できる超音波流量計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、流体の流路に配置された計測管と、計測管の内部を、超音波が、該計測管の中心軸を通って斜めに横切って伝播するように配置された一対の超音波送受波器とを備え、一対の超音波送受波器間で超音波を送受信して流体の流れの順方向および逆方向における超音波の伝播時間を計測し、該計測された伝播時間の差に基づいて流体の流量を算出する超音波流量計において、計測管の上流側の流路および下流側の流路の少なくとも１つに取り付けられた流体抵抗体を備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５記載の発明は、流体の流路に配置された計測管と、計測管の内部を、超音波が、該計測管の中心軸を通って斜めに横切って伝播するように配置された一対の超音波送受波器とを備え、一対の超音波送受波器間で超音波を送受信して流体の流れの順方向および逆方向における超音波の伝播時間を計測し、該計測された伝播時間の差に基づいて流体の流量を算出する超音波流量計において、計測管の上流側の流路と下流側の流路とを連結する緩衝管を備え、緩衝管は、該緩衝管の内部を移動可能な流体不透過性の仕切り板を備えていることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項１１記載の発明は、流体の流路に配置された計測管と、計測管の内部を、超音波が、該計測管の中心軸を通って斜めに横切って伝播するように配置された一対の超音波送受波器とを備え、一対の超音波送受波器間で超音波を送受信して流体の流れの順方向および逆方向における超音波の伝播時間を計測し、該計測された伝播時間の差に基づいて流体の流量を算出する超音波流量計において、計測管の上流側の流路に並列に、流体を溜める流体溜め容器を備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、請求項１３記載の発明は、流体の流路に配置された計測管と、計測管の内部を、超音波が、該計測管の中心軸を通って斜めに横切って伝播するように配置された一対の超音波送受波器とを備え、一対の超音波送受波器間で超音波を送受信して流体の流れの順方向および逆方向における超音波の伝播時間を計測し、該計測された伝播時間の差に基づいて流体の流量を算出する超音波流量計において、計測管の上流側の流路および下流側の流路の少なくとも１つに取り付けられた羽根車と、計測管の上流側の流路と下流側の流路とを連結する緩衝管とを備え、緩衝管は、該緩衝管の内部を移動可能な流体不透過性の仕切り板を備えていることを特徴とする。
【００１６】
さらに、請求項１４記載の発明は、流体の流路に配置された計測管と、計測管の内部を、超音波が、該計測管の中心軸を通って斜めに横切って伝播するように配置された一対の超音波送受波器とを備え、一対の超音波送受波器間で超音波を送受信して流体の流れの順方向および逆方向における超音波の伝播時間を計測し、該計測された伝播時間の差に基づいて流体の流量を算出する超音波流量計において、計測管の上流側の流路および下流側の流路の少なくとも１つに取り付けられた羽根車と、計測管の上流側の流路に並列に、流体を溜める流体溜め容器とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１記載の発明によれば、流入される流体が流体抵抗体を通過することによって、その脈動が大幅に緩和され、平均化されるので、大幅な改造または煩雑な補正計算を行う電子回路を必要とすることなく、簡単な構造改良で脈動を吸収できる。
【００１８】
請求項５記載の発明によれば、流入する流体の流量が突発的に大きくなった時は、緩衝管内の仕切り板の移動により流体の圧力が下げられるので、大幅な改造または煩雑な補正計算を行う電子回路を必要とすることなく、簡単な構造改良で脈動を吸収できる。その結果、計測管においては平均化された流速が得られ、流速および流量を精度良く測定できる。
【００１９】
請求項１１記載の発明によれば、流入する流体の流量が突発的に大きくなった時は、流体溜め容器に流体が流入して流体の圧力が下げられるので、大幅な改造または煩雑な補正計算を行う電子回路を必要とすることなく、簡単な構造改良で脈動を吸収できる。その結果、計測管においては平均化された流速が得られ、流速および流量を精度良く測定できる。
【００２０】
請求項１３記載の発明によれば、請求項１および請求項５記載の各発明の効果が相乗された効果が得られる。また、請求項１４記載の発明によれば、請求項１および請求項１１記載の各発明の効果が相乗された効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態に係る超音波流量計を図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００２２】
図１は、本発明の実施例１に係る超音波流量計の概略的な構造を示す図である。この超音波流量計には、流体入口１から導入された流体を流体出口８から排出する例えば矩形管によってＵ字状に屈曲した流路１１が形成されている。この流路１１の流体入口１の近傍には遮断弁２が設けられており、流路１１を流れる流体を遮断できるように構成されている。
【００２３】
流路１１の略中央には、その内壁に密着するように計測管６が配置されており、この計測管６の上流側（流体入口１側）には流体導入路３が形成され、下流側（流体出口８側）には流体排出路７が形成されている。計測管６は、所定の肉厚を有する長さＬの管から構成されており、計測管６の長さ（計測流路長）Ｌは、後述する一対の超音波送受波器５の間で送受信される超音波の波長λの３００倍以下となるように設定されている。
【００２４】
また、計測管６の入口側の開口部および出口側の開口部の構造は、計測管６の長手方向の中心軸Ｃに直交する面に対して対称になっている。このような構造は、計測管６として直管を用いることにより実現できる。また、計測管６の入口側の開口部および出口側の開口部には、計測管６の内壁から流路１１の内壁に向けてテーパを有する庇４が形成されている。
【００２５】
また、計測管６の外側には、超音波が計測管６の内部を、中心軸Ｃを通って斜めに横切って伝播するように、一対の超音波送受波器５が対向して、中心軸Ｃに対して傾斜角θをもって配置されている。傾斜角θは、例えば５°以上とすることができる。この一対の超音波送受波器５は、超音波をガイドするように流路１１の外側に突設されたガイド管９によって支持されている。
【００２６】
また、流体導入路３の上流側には、流体抵抗体としての羽根車１０が取り付けられている。図２は、流体導入路３に羽根車１０を取り付けた状態を示す立体斜視図である。なお、本発明の流体抵抗体としては、羽根車１０に限らず、流体の流れの抵抗となる種々の構造物を用いることもできる。
【００２７】
羽根車１０は、計測される流体（被測定流体）の流量に応じて、その重さが異なるものに取り替えることが可能になっている。例えば、大流量のガスを計測する場合は、通常は、５〜５０ｇの羽根車１０を用いることができる。また、小流量のガスを常時計測する場合は、１０ｇ以下の羽根車１０を用いることができる。また、羽根車１０の表面は、耐食性および撥水性の表面加工が施されている。
【００２８】
流体導入路３に羽根車１０を取り付けることにより、流体入口１から流入する流体の流量が突発的に大きくなった時、例えば１０００Ｌ／ｈの流量のガスが定常的に流れている状態で８０００Ｌ／ｈ程度の大きな流量のガスが突発的に入ってきた時は、この羽根車１０によって流速の変動が緩和され、計測管６に入る流量が平均化される。
【００２９】
また、被測定流体の種類によって羽根車１０の重さ（材質）を替えるように構成することもできる。この構成によれば、流速の変動を効果的に緩和させることができる。
【００３０】
さらに、羽根車１０の材料としては、計測管６と同じ材料、例えばステンレス（ＳＵＳ）または真鍮などを用いることができるが、流体による材料の損傷を低減させるために、耐食性を有する材料を用いるのが好ましく、さらに、材料の表面は撥水処理されていることが望ましい。流路１１の配管および羽根車１０の表面に耐食性および撥水性を付与するには、５〜３０％のＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などのテフロン(登録商標）系の撥水剤水溶液を表面にスプレー法等により塗布した後、空気中または不活性ガス中にて３５０℃（テフロン(登録商標）焼結温度以上）で１５〜３０分間焼成することにより行うことができる。
【００３１】
なお、この羽根車１０は、上述した流体導入路３のみならず、流体排出路７にも取り付けるように構成できる。この構成によれば、脈動流を緩和させる効果をさらに増大させることができる。この際、流体排出路７に取り付ける羽根車の大きさを、流体導入路３に取り付ける羽根車１０の大きさと異ならしめることにより、脈動流の吸収による流れの平滑化を、より促進することができる。
【００３２】
上記のように構成される超音波流量計においては、流体入口１から流路１１内に導入された流体は、遮断弁２、羽根車１０および流体導入路３を経由して計測管６に至り、この計測管６を通過した流体は、流体排出路７を経由して流体出口８から排出される。このように流体が流れている状態において、一対の超音波送受波器５は、計測回路１２からの指示に応じて超音波を流体中で送受信し、受信した超音波を電気信号に変換し、受信信号として計測回路１２に送る。
【００３３】
計測回路１２は、一対の超音波送受波器５から送られてくる受信信号に基づき、超音波の順方向（流体の流れ方向）の伝播時間と逆方向（流体の流れと逆の方向）の伝播時間とを算出し、伝播時間の差に基づいて流体の流速を算出し、算出した流速に計測管６の断面積を乗じて体積流量を求め、求めた体積流量を流量に応じた補正係数で補正し、流体の流量として外部に出力する。なお、計測回路１２は、一対の超音波送受波器５から送られてくる受信信号の周波数の差、つまり超音波を順方向に送受信したときの周波数と逆方向に送受信した時の周波数との差に基づいて流体の流速を算出しても良い。
【００３４】
図３（ａ）は、流路１１に羽根車１０を取り付けない場合の計測管６中の流速の時間的な変動を示し、図３（ｂ）は、流路１１に羽根車１０を取り付けた場合の計測管６中の流速の時間的な変動を示す。図３を参照すると、羽根車１０の取り付けの有無によって、流入される流体の脈動が、羽根車１０を通過することによって大幅に緩和され、平均化されていることがわかる。
【実施例２】
【００３５】
図４は、本発明の実施例２に係る超音波流量計の概略的な構造を示す図である。この実施例２に係る超音波流量計は、実施例１に係る超音波流量計から羽根車１０を除去するとともに、流体導入路３と流体排出路７との間を結ぶ緩衝管１３を追加して構成されている。緩衝管１３の内部には、その軸方向に移動可能な流体不透性の仕切り板１４が配置されている。この仕切り板１４の流体導入路３側の表面には、圧力センサ１５が取り付けられている。流体導入路３と流体排出路７との間に、移動可能な仕切り板１０を有する緩衝管１３を取り付けることにより、この緩衝管１３によって流速の変動が緩和され、計測管６に入る流量が平均化される。
【００３６】
仕切り板１４は、計測される流体（被測定流体）の流量に応じて、その重さが異なるものに取り替えることが可能になっている。また、羽根車１０の表面は、耐食性および撥水性の表面加工が施されている。また、被測定流体の種類によって仕切り板１４の重さ（材質）を替えるように構成することもできる。この構成によれば、流速の変動を効果的に緩和させることができる。
【００３７】
さらに、仕切り板１４の材料としては、計測管６と同じ材料、例えばステンレス（ＳＵＳ）または真鍮などを用いることができるが、流体による材料の損傷を低減させるために、耐食性を有する材料を用いるのが好ましく、さらに、材料の表面は撥水処理されていることが望ましい。流路１１の配管および仕切り板１４の表面に対する耐食性および撥水性の付与は、上述した実施例１と同じ方法で行うことができる。
【００３８】
このように構成される実施例２に係る超音波流量計においては、流体入口１から流入する流体の流量が突発的に大きくなった時は、圧力センサ１５により仕切り板１４の表面の圧力が検知され、図示しない制御回路に通知される。制御回路は、図示しない駆動機構を駆動して仕切り板１４を流体導入路３から流体排出路７の方向に滑走させる。そして、圧力センサ１５で検知された圧力が予め設定された圧力に戻った時に、制御回路は駆動機構による駆動を停止させる。これにより、仕切り板１４の滑走は停止する。
【００３９】
以上の構成により、流体導入部（流体導入路およびその近傍）の容積が変動して流量の圧力が常に一定に保たれるため、脈動流が計測管６に直接に入ることがない。その結果、計測管６においては平均化された流速が得られるので、流速および流量を精度良く測定できる。
【実施例３】
【００４０】
図５は、本発明の実施例３に係る超音波流量計の概略的な構造を示す図である。この実施例３に係る超音波流量計は、実施例２に係る超音波流量計から圧力センサ１５を除去するとともに、仕切り板１４の後方にバネ１６およびバネ止め機構１７を取り付けて構成されている。仕切り板１４は、実施例２に係る超音波流量計で使用されるものと同じものを用いることができる。
【００４１】
この超音波流量計においては、流体導入部内の圧力が高くなった場合にバネ１６が圧縮され、仕切り板１４が流体導入路３から流体排出路７の方向に移動する。その結果、流体導入部内の容積が大きくなり、圧力上昇が緩和されて流量の変動が抑制される。
【００４２】
なお、圧縮されたバネ１６はバネ止め機構１７により押さえられているので、圧力が元に戻れば仕切り板１４は元の位置に復帰する。したがって、圧力が元に戻れば通常の流量の測定が行われる。
【実施例４】
【００４３】
図６は、本発明の実施例４に係る超音波流量計の概略的な構造を示す図である。この実施例４に係る超音波流量計は、実施例１に係る超音波流量計から羽根車１０を除去するとともに、流体導入路３に並列に流体溜め容器１８を追加して構成されている。流体導入路３の上流側と流体溜め容器１８との間はバイパス管１９によって接続され、バイパス管１９と流体溜め容器１８との間には、入口弁２０が設けられている。また、流体導入路３の下流側と流体溜め容器１８との間はバイパス管２１によって接続され、バイパス管２１と流体溜め容器１８との間には、出口弁２２が設けられている。
【００４４】
上記のように構成される超音波流量計においては、流体導入部内の流量が通常の時は、入口弁２０および出口弁２２は閉じられており、流体導入路３を通過した流体は計測管６に導かれる。
【００４５】
一方、流体入口１から流入する流体の流量が突発的に大きくなった時は、流体溜め容器１８の上部の入口弁２０が開き、バイパス管１９を介して流体溜め容器１８に流体がトラップされ、その後、流体溜め容器１８の下部の出口弁２２が開いて流体導入路３に導かれる。このように、流体入口１から流入する流体の流量が突発的に大きくなった場合は、バイパス管１９、流体溜め容器１８およびバイパス管２１から成るバイパス通路と流体導入路３とを同時に流体が流れた後、計測管６に導かれるので、計測管６に導かれる流体の流速の変動が緩和され、計測管６に入る流量が平均化される。その結果、流速および流量を精度良く測定できる。
【実施例５】
【００４６】
図７は、本発明の実施例５に係る超音波流量計の概略的な構造を示す図である。この実施例５に係る超音波流量計は、実施例１に係る超音波流量計と実施例２に係る超音波流量計とを組み合わせたものである。具体的には、実施例５に係る超音波流量計は、実施例２に係る超音波流量計の流体導入路３の、緩衝管１３より下流側に羽根車１０を取り付けて構成したものである。
【００４７】
この超音波流量計においては、流体入口１から流入する流体の流量が突発的に大きくなった時は、先ず、仕切り板１４の移動により流体の流速の変動が緩和され、その後、羽根車１０によって、さらに均一化された流速になる。このように、緩衝管１３と羽根車１０といった２つの機構を組み合わせることにより脈動流の吸収が段階的に行われ、結果として、計測管６中の流速がより均一化（平均化）される。
【００４８】
なお、この実施例５に係る超音波流量計は、実施例１に係る超音波流量計と実施例２に係る超音波流量計とを組み合わせて構成したが、実施例１に係る超音波流量計と実施例３に係る超音波流量計とを組み合わせるように変形できる。この場合も、上述した実施例５に係る超音波流量計と同様の効果を奏する。
【実施例６】
【００４９】
図８は、本発明の実施例５に係る超音波流量計の概略的な構造を示す図である。この実施例６に係る超音波流量計は、実施例１に係る超音波流量計と実施例４に係る超音波流量計とを組み合わせたものである。具体的には、実施例６に係る超音波流量計は、実施例４に係る超音波流量計の流体導入路３の、流体溜め容器１８より下流側に羽根車１０を取り付けて構成したものである。
【００５０】
この超音波流量計においては、流体入口１から流入する流体の流量が突発的に大きくなった時は、先ず、流体が流体溜め容器１８にトラップされることにより流体の流速の変動が緩和され、その後、羽根車１０によって、さらに均一化された流速になる。このように、流体溜め容器１８と羽根車１０といった２つの機構を組み合わせることにより脈動流の吸収が段階的に行われ、結果として、計測管６中の流速がより均一化（平均化）される。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、ガスの流量を測定する超音波ガスメータや水の流量を測定する水道メータに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施例１に係る超音波流量計の概略的な構造を示す図である。
【図２】本発明の実施例１に係る超音波流量計の流体導入路に羽根車を取り付けた状態を示す立体斜視図である。
【図３】本発明の実施例１に係る超音波流量計における流速の変動を従来の超音波流量計における流速の変動と比較して示す図である。
【図４】本発明の実施例２に係る超音波流量計の概略的な構造を示す図である。
【図５】本発明の実施例３に係る超音波流量計の概略的な構造を示す図である。
【図６】本発明の実施例４に係る超音波流量計の概略的な構造を示す図である。
【図７】本発明の実施例５に係る超音波流量計の概略的な構造を示す図である。
【図８】本発明の実施例６に係る超音波流量計の概略的な構造を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  流体入口
２  遮断弁
３  流体導入路
４  庇
５  超音波送受波器
６  計測管
７  流体排出路
８  流体出口
９  ガイド管
１０  羽根車
１１  流路
１２  計測回路
１３  緩衝管
１４  仕切り板
１５  圧力センサ
１６  バネ
１７  バネ止め機構
１８  流体溜め容器
１９、２１  バイパス管
２０  入口弁
２２  出口弁
【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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