(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
媒体が流れる導管（１）を介して流量を測定する超音波流量測定装置において、
少なくとも１つの超音波トランスデューサ（２）と、
長手方向軸を有し、前記超音波トランスデューサ（２）をガイドし且つ保持するガイドフレーム（３）と、
前記超音波トランスデューサ（２）に接続され、前記長手方向軸に垂直な前記導管（１）に向かう方向又は離れる方向に前記超音波トランスデューサ（２）を移動させ、且つ前記ガイドフレームに接続され、前記長手方向軸に平行に前記超音波トランスデューサ（２）を移動させる固定機構（５）とを具備し、
前記固定機構（５）は、選択的に、所定の位置で前記ガイドフレーム（３）に前記超音波トランスデューサ（２）を固定すると共に、選択的に前記固定位置から超音波トランスデューサ（２）を離し、
前記固定機構（５）は、前記導管に向かって移動する際に、前記超音波トランスデューサ（２）を前記ガイドフレーム（３）に固定し、且つ前記導管から離れる方向に移動する時に、前記トランスデューサ（２）を前記ガイドフレームから離し、
前記ガイドフレーム（３）は、前記導管（１）に固定可能であり、
前記固定機構（５）は、ノブ（６）を有しており、該ノブ（６）は、第１の方向に回転して、前記超音波トランスデューサを前記導管（１）に向かって移動させると同時にガイドフレーム（３）に固定し、第２の方向に回転して前記導管（１）から離れるように前記超音波トランスデューサ（２）を移動させると同時にガイドフレーム（３）から離す、
ことを特徴とする超音波流量測定装置。
【請求項２】
前記固定機構（５）は、前記ガイドフレーム（３）内に配され、前記ノブ（６）にねじ結合されるクランプ素子（８）を有することを特徴とする請求項１記載の超音波流量測定装置。
【請求項３】
前記ノブ（６）は、前記ノブ（６）と前記クランプ素子（８）の間で、前記ガイドフレーム（３）にクランプするために選択的に回転することを特徴とする請求項２記載の超音波流量測定装置。
【請求項４】
前記ノブ（６）は、スプリングを介して前記超音波トランスデューサ（２）に接続されることを特徴とする請求項１記載の超音波流量測定装置。
【請求項５】
前記固定機構（５）は、ガイドフレーム（３）にクランプし、前記超音波トランスデューサ（２）を前記ガイドフレーム（３）に固定することを特徴とする請求項１記載の超音波流量測定装置。
【請求項６】
前記超音波トランスデューサ（２）は、前記固定機構（５）によって離される時に、その長手軸方向に沿って前記ガイドフレームに摺動自在であることを特徴とする請求項１記載の超音波流量測定装置。
【請求項７】
前記固定機構（５）は、前記超音波トランスデューサ（２）が、その離れた状態において、長手方向に移動するように、前記ガイドフレーム（３）と作用するレールを有することを特徴とする請求項６記載の超音波流量測定装置。
【請求項８】
前記超音波トランスデューサ（２）が固定されたガイドフレーム（３）は、前記導管（１）に選択的に離脱可能であることを特徴とする請求項１記載の超音波流量測定装置。
【請求項９】
お互いに所定の間隔で前記ガイドフレーム上で、固定機構（５）にそれぞれ固定される２つの超音波トランスデューサ（２）が設けられ、２つの超音波トランスデューサ（２）が装着されたガイドフレームは、前記導管（１）に選択的に離脱可能であることを特徴とする請求項１記載の超音波流量測定装置。
【請求項１０】
前記超音波トランスデューサ（２）へのケーブル（１４）のための１つの電気的接続部（１３）及び測定装置電子回路へのケーブル（１６）のための１つの電気的接続部（１５）を有する電気的接続ボックス（１２）を具備することを特徴とする請求項１記載の超音波流量測定装置。
【請求項１１】
各々の電気的接続部（１３，１５）は、プラグイン接続を含むことを特徴とする請求項１０記載の超音波流量測定装置。
【請求項１２】
電気的接続ボックス（１２）は、前記ガイドフレーム（３）に固定されることを特徴とする請求項１０記載の超音波流量測定装置。
【請求項１３】
前記超音波トランスデューサ（２）へのケーブル（１４）は、前記ガイドフレーム（３）内に配置されることを特徴とする請求項１０記載の超音波流量測定装置。
【請求項１４】
前記ガイドフレーム（３）内に配置され、それぞれケーブルを有する２つの超音波トランスデューサ（２）を具備し、前記電気的接続ボックス（１５）は、それぞれの超音波トランスデューサのための電気的接続部を有することを特徴とする請求項９記載の超音波流量測定装置。
【請求項１５】
前記電気的接続ボックス（１５）に接続され、前記ガイドフレームに囲設されるカバー（１９）を具備することを特徴とする請求項１４記載の超音波流量測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、少なくとも１つの超音波トランスデューサを有し、媒体が流れる導管を介して流量を測定する超音波流量計、特にクランプオン式流量計に関する。
【背景技術】
【０００２】
クランプオン式流量測定装置は、特に簡単に使用できることの特徴を持っている。パイプラインの一部と置き換えられる装置によって、現存するパイプラインシステムに一体に組み込まれる他の超音波流量測定装置に対して、クランプオン式超音波流量測定装置は、配管システムの適当な導管部分の外側に簡単に配置することができる。クランプオン式流量測定装置が装着される導管部分は、大きな労力によって配管システムに装着されなければならない別の測定導管を必要としない測定導管となる。これは、クランプオン式超音波流量測定装置の使用を、簡単且つ経済的にする。
【０００３】
クランプオン式超音波流量測定装置についての課題は、特に超音波流量測定装置において、一般的に導管の長手方向に所定の間隔で配された一対のものとして設けられる超音波トランスデューサの正確な配置及び整合に関して、測定装置の導管への正確な装着を得ることである。さらに、超音波トランスデューサが、メンテナンス目的で、導管から取り外される時に、正確に位置決めされ整合された測定装置が、整合されなくなるという課題がある。
【０００４】
このために、クランプオン式流量測定装置を位置決めし且つ再位置決めするための簡単な正確調整機構が必要となる。
【特許文献１】特開２００２−３１８１４４号公報
【特許文献２】特開２００２−３３３３５５号公報
【特許文献３】特開２００３−２６２５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明の目的は、媒体が流れる導管への装着の後、メンテナンス及び修理目的のために容易に緩めることが可能であり、その後元の形において前記導管に再装着することのできる超音波流量測定装置、特にクランプオン式超音波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】
【０００６】
本願発明によれば、超音波流量測定装置は、超音波トランスデューサ又はセンサが導管に向かって又は導管から離れる方向に移動され、且つガイドフレームに固定され又はそれから外される固定機構を具備するものである。この固定機構は、２つの機能を確保する。第１は、前記超音波トランスデューサが、導管に対して横方向に移動して導管上にそれを位置決めして導管に対して押圧し、前記超音波トランスデューサと前記導管の間の良好な音響接触を確保するものである。もちろんこの固定機構について、前記超音波トランスデューサは、導管への接触をしないように再度導管から離れる方向に移動させることが可能である。第２に、前記固定機構は、前記超音波トランスデューサを前記ガイドフレームに固定させ、且つそこから離れるように緩められ、導管に関して前記超音波トランスデューサの軸方向位置を移動させる。
【０００７】
本願発明の好ましい例によれば、超音波流量測定装置は、ガイドフレームによって導管に装着される。これについて、装着は、ガイドフレームを介して直接的に実施されるか、又は前記ガイドフレームは、例えば前記導管に装着される固定具に移動可能に装着される。
【０００８】
さらに、前記固定機構は、前記超音波トランスデューサが移動して前記導管に係合されるとき、同時に前記ガイドフレームに固定されるように形成且つ配置されるものである。同様に、前記超音波トランスデューサが導管から離れる時、同時にそれはガイドフレームから外される。
【０００９】
これについて、前記超音波トランスデューサがガイドフレームに装着されたままのガイドフレーム手段から前記超音波トランスデューサが外されることは、ガイドフレームに関して移動可能、又は摺動可能となる。特に、設計的事項によれば、緩められた状態の超音波トランスデューサは、長手方向においてガイドフレームに押圧されるか摺動されるかであり、この方法においてガイドフレームによってガイドされる。これによって、前記超音波トランスデューサは、ガイドフレームの範囲内で摺動可能であると共に、前記ガイドフレームは、前記超音波トランスデューサの位置決めのために正しい位置を見出すために、前記導管に装着される。前記超音波トランスデューサは、ガイドフレーム上の選択された位置に固定されると共に、前記超音波トランスデューサが最終的に前記導管に接触するように前記導管に向かって移動され、前記超音波トランスデューサと前記導管の間に良好な音響的伝搬を達成する。
【００１０】
前記固定機構は、上述した特性を有するために、いろいろな方法において形成される。本願発明の好ましい例によれば、前記固定機構は、一方の方向の回転によって、超音波トランスデューサを導管上に移動させ、ガイドフレームに超音波トランスデューサを固定するノブを有する。ノブを他方の方向に回転させることによって、前記超音波トランスデューサは、導管から離れる方向に移動されると同時に、前記ガイドフレームに対して摺動可能なように、前記ガイドフレームから取り外される。
【００１１】
前記固定機構は、前記超音波トランスデューサを前記ガイドフレームに直接クランプすることによって、又は超音波トランスデューサに設けられたクランプ機構によって、前記超音波トランスデューサを前記ガイドフレームに固定することができるものである。これに関して、前記固定機構は、前記ガイドフレームに設けられたガイド溝内に延出し、超音波トランスデューサを所定の位置に固定するために横方向に溝に接するガイドフレームの兵器部にクランプする。
【００１２】
基本的に、前記固定機構は、前記超音波トランスデューサが、その取り外し状態において、長手方向に移動できるように、ガイドフレームと共に作用する。この場合、例えば、超音波トランスデューサ上又は超音波トランスデューサに設けられた機構に、溝又はレールを設けることもできると共に、前記溝又はレールは、前記ガイドフレームの一部に対して対応するものとして延出する。
【００１３】
上述したように、超音波トランスデューサが固定されたガイドフレームは、導管から緩んだ状態にあり、その後それに再装着される。これは、ガイドフレームが導管に装着されない時に、予め決められた方法において、前記超音波トランスデューサが、前記ガイドフレームに固定されたままであることを意味する。これは、ガイドフレームにお互いに所定の間隔で独立して固定された２つの超音波トランスデューサがある時に、特に重要である。この状態において、前記ガイドフレームは、導管から緩められ、その後それに再装着されると同時に、前記超音波トランスデューサの相対的位置を維持する。これは、特に、超音波トランスデューサが導管から取り外されることが要求される修理又はメンテナンスの後でも、その形状が維持されるので、超音波トランスデューサの最初の正確な整合が達成された後に特に利点がある。
【００１４】
クランプオン式超音波流量測定装置について、それぞれの超音波トランスデューサは、それを測定電子回路に接続するためのケーブルをそれぞれに具備する。これは、クランプオン式超音波流量測定装置の装着の間、且つメンテナンス又は修理のためにクランプオン式超音波流量測定装置の取り外し及び再装着の間、障害となる。このために、本願発明の好ましい例によれば、電気的接続ボックスが、超音波トランスデューサへのケーブルのための接続及び／若しくは測定装置電子回路へのケーブルのための接続を有するために設けられる。
【００１５】
電気的接続ボックスを設けることは、超音波トランスデューサから電気的接続ボックスへのケーブルを取り外すことなしに、ガイドフレームと超音波トランスデューサを共に取り扱うことが可能であると同時に導管から取り外すことができると共に、前記ケーブルは、電気的接続ボックスから前記測定装置電子回路へ非接続となる。
【００１６】
超音波トランスデューサへのケーブルのための接続又は測定装置電子回路へのケーブルのための接続は、いろいろな方法で形成される。本願発明の好ましい例によれば、超音波トランスデューサへのケーブルの接続及び／若しくは前記測定装置電子回路へのケーブルの接続は、それぞれ独立したプラグイン接続として設けられる。
【００１７】
ケーブルをガイドフレーム内で超音波トランスデューサへ延出することは特に有益な点である。この方法において、例えばそれが導管から取り外される時、このケーブルが超音波流量測定装置の取り扱いにおいて逆に作用するというリスクが実質的にない。
【００１８】
本願発明の好ましい例によれば、電気的接続ボックスが、ガイドフレームに装着されるときに、超音波流量測定装置の取り扱いは、特に簡単になる。
【００１９】
最後に、本願発明の別の例によれば、２つの超音波トランスデューサは、電気的接続ボックスに延出するそれぞれのケーブルを有すると共に、電気的接続ボックスから前記測定装置電子回路への１つのケーブルが設けられる。前記導管から超音波流量測定装置を取り外すために、１つだけの接続、特に電気的接続ボックスの測定装置電子回路からのケーブルの接続が取り外される必要がある。これは、特に取り扱いを単純化し、１つ以上のケーブルを取り扱う必要性を排除できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、この発明の実施例について図面により説明する。
【実施例】
【００２１】
図１（ａ），（ｂ）は、媒体が流れる導管１に装着される本願発明に係るクランプオン式超音波流量測定装置を示す。前記クランプオン式超音波流量測定装置は、超音波トランスデューサ２と、この超音波トランスデューサ２をガイドし保持するために使用され、固定ストラップ４によって導管１に装着されるガイドフレーム３とを有する。
【００２２】
固定機構５は、超音波トランスデューサ２を、図１（ａ）の矢印で示されるように、導管１の長手方向に垂直方向に移動させて前記導管１にクランプするものである。同様に、前記超音波トランスデューサ２は、図１（ｂ）の矢印で示されるように、導管から離れるように移動させる固定機構５によって導管１から取り外される。同時に、前記固定機構５は、超音波トランスデューサ２が導管１に向かって移動されるときに、前記超音波トランスデューサ２をガイドフレーム３に固定する。前記超音波トランスデューサ２が、導管１から離れるように移動する時、前記超音波トランスデューサ２は、同時にガイドフレーム３から外される。この取り外し状態において、前記超音波トランスデューサ２は、前記導管１の長手方向に平行に、図１（ａ），（ｂ）を見たときに図面の平面に向かう方向又は離れる方向に移動される。
【００２３】
前記固定機構５は、ネジ切り７を介して作用すると同時に、クランプ機構８を有するノブ６を有し、前記クランプ機構８は、クランプ機構８においてガイドフレーム３の側壁に形成された溝及びこれに対応するレールのような凸部の間の相互作用によって導管１の長手方向に平行に前記ガイドフレーム３にガイドされるものである。前記超音波トランスデューサ２の頂部は、前記ノブ６に装着される。時計回り又は反時計回りのノブ６の回転は、超音波トランスデューサ２を導管１に押圧したり、導管１から離れるようにリフトしたりするものである。前記ノブ６の頂部は、ノブ６の中間部より大きい径を有する。これによって、図１（ａ）に示すように、前記ノブ６の頂部は、ガイドフレーム３の側壁９上に載置され、ガイドフレーム３において前記導管１の長手軸方向に平行に走る溝に当接する。
【００２４】
前記ノブ６がクランプ機構８内に時計回りでねじ込まれる場合、前記ノブ６は側壁９に対して押し下げられて、前記クランプ機構８がノブの頂部領域でクランプされ、側壁の下方に、ガイドフレーム３によってクランプされるものである。その上、クランプオン機構８のノブ６のねじ込みは、超音波トランスデューサ２を導管１に向かって移動させるので、結果として超音波トランスデューサ２は、前記導管１にしっかりと押圧される。これは、良好な音響的伝搬を確実にする。この状態において、前記超音波トランスデューサ２は、動かないだけでなく、特にガイドフレーム３の長手方向に動かない。
【００２５】
導管１への押圧による超音波トランスデューサ２へのダメージのリスクなしに、前記導管１の前記超音波トランスデューサ２を装着するための十分な接触圧を確保するために、前記ノブ６にはスプリング１０が配される。このスプリング１０は、一端でノブ６の頂部に対して外方に押圧し、他方でスプリングハウジング１１に作用し、ガイドフレーム３の長手軸方向に垂直なノブ６において移動し、前記超音波トランスデューサ２を前記固定機構５に装着するものである。
【００２６】
図２（ａ），（ｂ）から明らかなように、時計回りのノブ６の回転は、長手方向への超音波トランスデューサ２の移動を不可能にするように、ガイドフレーム３への超音波トランスデューサ２の固定を生じ、これによって超音波トランスデューサ２は前記導管１にしっかりと押圧される。ノブ６が反時計回りに回転された場合、前記超音波トランスデューサ２は、前記導管１から離れるように上昇し、ガイドフレーム３の長手方向における超音波トランスデューサ２の移動を可能にし、超音波トランスデューサ２の軸方向の再位置決めを可能にする。
【００２７】
図２（ａ），（ｂ）から明らかなように、ここで記載される本願発明の第１の好ましい例による前記クランプオン式超音波流量測定装置は、２つの超音波トランスデューサ２を有する。尚、図面において、左側の超音波トランスデューサのノブ６の頂部のみが示されている。本願発明の係るクランプオン式超音波流量測定装置の２つの超音波トランスデューサ２について、超音波トランスデューサ２の正しい位置決めの後、それらはガイドフレーム３に固定される。ガイドフレーム３は、２つの超音波トランスデューサ２のお互いの正しい整合がずれるという危険なしに、取り外すことが可能である。
【００２８】
その結果として、クランプオン式超音波流量測定装置は、例えばメンテナンス及び修理目的で、前記導管１への再装着のための複雑な行程でのお互いに再較正を必要とすることなしに、前記導管１から簡単に取り外すことができる点で大変有益である。
【００２９】
図３乃至図５で示される配置による超音波流量測定装置において、本質的に上述したような同様の構造が提供される。しかしながら、さらに電気的接続ボックス１２が設けられる。この電気的接続ボックス１２は、ケーブル１４を介して超音波トランスデューサ２へ接続される２つの接続部１３を有する。さらに、前記電気的接続ボックス１２は、ケーブル１６を介して図示しない測定装置電子回路へ接続される接続部１５を有する。前記電気的接続ボックス１２は、１つのプラグイン接続部１７を有し、容易に取り外すことができるので、導管１から装置全体を容易に取り外すことができるものである。
【００３０】
図３及び図４から明らかなように、前記電気的接続ボックス１２は、２つの部分から形成される。第１の部分１８は前記ガイドフレーム３に直接装着される。超音波流量測定装置が組み立てられる時に、前記電気的接続ボックス１２の第２の部分２０が超音波流量測定装置に対して横方向に装着される前に、前記装置カバー１９が配置される。前記装置カバー１９は、装置カバー１９が横方向を閉鎖するように前記第１の部分１８にねじ込まれる。反対側において、前記装置カバー１９は、ケーブルが貫通することなしに、対応するキャップ２１によって閉鎖される。
【００３１】
これによって、超音波流量測定装置は、そのケーブル配線に関する取り扱いを容易にすることが達成される。特に、超音波流量測定装置を前記導管１に装着する時又は導管１から取り外す時に、ケーブル１４，１６の１つが損傷するという危険を最小限することができる。
【００３２】
改良及び変形は、ここに記載された発明に対して、従属する請求項において記載されたように、本願発明の範囲内において実施することが可能である。例えば、超音波トランスデューサとは別のいろいろなセンサを使用することが可能である。また、いろいろな材料が、使用用途に応じていろいろな構成部品のために使用することも可能である。さらに、ノブ６は、回転を補助するために、容易にグリップできるように形成されたり、道具受け形状を具備するように形成することも可能である。さらにいろいろな種類のスプリング又は弾性材料が、スプリング１０として使用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】（ａ）は導管に接続された超音波流量測定装置がクランプされ固定された状態を示した断面図であり、（ｂ）は超音波流量測定装置の取り外された状態を示した断面図である。
【図２】（ａ）は図１（ａ）で示される超音波流量測定装置を示す一部切り取り斜視図であり、（ｂ）は図１（ｂ）で示される超音波流量測定装置を示す一部切り取り斜視図である。
【図３】導管に装着された電気的接続回路を有する本願発明に係る超音波流量測定装置の側面分解斜視図である。
【図４】部分的に組み立てられた図３に示される本願発明による超音波流量測定装置の側面斜視図である。
【図５】完全に組み立てられた図３に示される本願発明による超音波流量測定装置の側面斜視図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  導管
２  超音波トランスデューサ
３  ガイドフレーム
４  固定ストラップ
５  固定機構
６  ノブ
７  ねじ切り
８  クランプ機構
９  側壁
１０  スプリング
１２  電気的接続ボックス
１３，１５  接続部
１４，１６  ケーブル
１７  プラグイン接続部
１８  第１の部分
１９  装置カバー
２０  第２の部分
【図１】
0005248796.tif 000002
【図２】
0005248796.tif 000003
【図３】
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【図４】
0005248796.tif 000005
【図５】
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