(57)【要約】【課題】  簡易な構造でありながら測定精度の高い流れ検出装置を提供する。【解決手段】  導管１の外壁１ａに超音波変調されたレーザビームを照射して外壁１ａに超音波振動を生起させるレーザ照射部１１と、このレーザ照射部１１と導管１を挟む位置に所定の間隔をおいて導管１を流れる流体の移動方向に並べて配設されて、導管１の流体により伝搬された超音波振動を受けて、その振動レベルに応じた信号を出力する一対の振動検出素子２，３と、超音波振動を受けて一対の振動検出素子２，３がそれぞれ出力した信号の位相差から導管１を流れる流体の流量を求める流量検出部２０とを備える。【選択図】  図１
2007017389.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導管を流れる流体の流れを検出する流れ検出装置であって、
前記導管の管壁に超音波変調されたレーザビームを照射して該管壁に超音波振動を生起させるレーザ照射部と、
前記導管に設置されて導管の振動を検出する振動検出部と、
前記レーザ照射部によるレーザの照射と前記振動検出部が検出した振動との時間差から上記導管を流れる流体の流れを検出する流れ検出部と
を備えることを特徴とする流れ検出装置。
【請求項２】
前記レーザ照射部または前記振動検出部は、その一方が上記導管を流れる流体の上流側、他方が下流側に位置するよう前記導管の外壁に設置されるものである請求項１に記載の流れ検出装置。
【請求項３】
導管に流れる流体の流量を計測する流れ検出装置であって、
前記導管の管壁に超音波変調されたレーザビームを照射して該管壁に超音波振動を生起させるレーザ照射部と、
このレーザ照射部または上記レーザビームが照射された前記管壁との距離が等しく、かつ一方が上記導管を流れる流体の上流側、他方がその下流側に位置するように、上記導管にそれぞれ設置されて該導管の振動を検出する一対の振動検出部と、
上記超音波振動を受けて前記一対の振動検出部がそれぞれ出力した信号の位相差から前記導管を流れる流体の流量を求める流量検出部と
を備えることを特徴とする流れ検出装置。
【請求項４】
前記一対の振動検出部は、上記導管を挟んで前記レーザ照射部と対向するようにそれぞれ位置付けられるものである請求項３に記載の流れ検出装置。
【請求項５】
前記一対の振動検出部は、前記レーザ照射部に対して一方が上記導管を流れる流体の上流側、他方がその下流側に横並びに配設されるものである請求項３に記載の流れ検出装置。
【請求項６】
請求項３に記載の流れ検出装置であって、
更に前記一対の振動検出部を保持する長尺の保持部材を備え、
この保持部材は、上記一対の振動検出素子とそれぞれ等間隔の距離となる部位を示す識別表示を有し、この識別表示に対して垂直方向から上記レーザビームを照射することを特徴とする流れ検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導管を流れる流体の流れ（流量または流速）を検出する流れ検出装置に係り、特に導管の壁面を貫通することなく導管を流れる流体の流れを検出する流れ検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から導管を流れる流体の流量を測定する超音波流量計が知られている（例えば、特許文献１）を参照。この超音波流量計は、図４（ａ）に示すように超音波で振動する第１および第２の超音波振動子２，３が、それぞれ第１および第２の音響整合体４，５を介して断面が円形の導管１の側壁に対向するように取り付けられたものである。この超音波流量計は、第１の音響整合体４が導管１を流れる流体Ｓの上流側に取り付けられる一方、第２の音響整合体５が第１の音響整合体４が取り付けられた部位より下流側に取り付けられる。
【０００３】
そして、第１の超音波振動子２から第１の音響整合体４を介して導管１内に照射された超音波は、導管１を流れる流体Ｓの流れと同方向に照射され、導管１の対向壁に装着した第２の音響整合体５を介して第２の超音波振動子３に入力される。このとき第１の超音波振動子２から照射された超音波が第２の超音波振動子３に到達する時間をＴ１とする。
次に、第２の超音波振動子３から第２の音響整合体５を介して導管１内に照射された超音波は、導管１を流れる流体Ｓの流れと逆方向に照射され、第１の音響整合体４を介して第１の超音波振動子２へ入力される。このとき第２の超音波振動子３から照射された超音波が第１の超音波振動子２に到達する時間をＴ２とする。而してＴ１とＴ２との時間差は流体Ｓの流量に比例する。特許文献１に記載の流量計は、この測定原理に基づきＴ１とＴ２との時間差から導管１を流れる流体Ｓの流量を求めるものである。
【０００４】
或いは、図４（ｂ）に示すように第１、第３の音響整合体４，６が導管１に間隔を開けて平行に装着され、第１、第３の音響整合体４，６にそれぞれ第１、第３の超音波振動子２，７を装着して構成された流量計もある。この流量計において、第１の超音波振動子２から照射された超音波は、音響整合体４を介して導管１の流体Ｓ内に照射されて、導管１の対向辺で流体Ｓの流れ方向に反射される。この反射された超音波は、第３の音響整合体６を介して第３の超音波振動子７に入力される。このとき第１の超音波振動子３から照射された超音波が第３の超音波振動子６に到達する時間をＴ３とする。
【０００５】
次いで第３の超音波振動子７から第３の音響整合体６を介して導管１内に照射された超音波は、流体Ｓの流れと逆方向に照射され、第１の音響整合体４を介して第１の超音波振動子２に入力される。このとき第３の超音波振動子７から照射された超音波が第１の超音波振動子２に到達する時間をＴ４とする。するとＴ３とＴ４との時間差は、流体Ｓの流量に比例することから導管１を流れる流体Ｓの流量を求めることができる。
【特許文献１】特開２００２−３５７４６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した流量計にあっては、超音波振動子２，３，７の超音波（振動）が、音響整合体４，５，６を介して導管１に与えられる。このため、超音波を流体Ｓに与える側の音響整合体４，５，６が導管１と接する面全体に亘って管壁（外壁）を振動させることになる一方、流体Ｓ中を伝搬してきた超音波を受ける音響整合体４，５，６も管壁（外壁）と接する面全体で超音波（振動）を捉えることになる。つまり上述した特許文献１に記載の流量計は、超音波の送出側および受取側とも音響整合体４，５，６が管壁と接する接触面積が大きい。このため上述した流量計は、接触面積が大きい故、計測誤差が生じるという問題があった。
【０００７】
勿論、上述した流量計にあっては、計測して得られたデータをコンピュータ等によって処理すれば、面振動の影響を除去することは可能であるものの、高価な装置になることが否めない。
また、上述した流量計は、流体Ｓの流れる方向とその流れに逆らう逆流方向のそれぞれに超音波を与え、それらの伝搬時間の差を求める必要があり、超音波の切り換えが煩雑である。また、測定精度をあげるには上述した超音波の切り換えを複数回行った後、検出した流量の平均値を求める必要がある。そのため上述した流量計は、流量のリアルタイム計測には向かない等の問題もある。
【０００８】
また上述した流量計は、小型化のため超音波振動子のような超音波振動の発生部と検出部とを兼ねる素子を用いる必要があり、適用できる素子が限られるという問題があった。
本発明は、このような従来の事情を考慮してなされたもので、その目的は、簡易な構造でありながら測定精度の高い流れ検出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】
上述した目的を達成すべく本発明に係る流れ検出装置は、導管を流れる流体の流れを検出する流れ検出装置であって、
前記導管の管壁に超音波変調されたレーザビームを照射して該管壁に超音波振動を生起させるレーザ照射部と、前記導管に設置されて導管の振動を検出する振動検出部と、前記レーザ照射部によるレーザの照射と前記振動検出部が検出した振動との時間差から上記導管を流れる流体の流れを検出する流れ検出部とを備えることを特徴としている。
【００１０】
ちなみに前記レーザ照射部または前記振動検出部は、その一方が上記導管を流れる流体の上流側、他方が下流側に位置するよう前記導管の外壁に設置される。
上述の流れ検出装置は、導管の管壁（外壁）に超音波変調されたレーザ光を照射する。するとこのレーザビームを受けた管壁（外壁）は、変調された超音波の周期で振動する光エネルギーが変化した熱エネルギーを受け取る。この熱エネルギーは、超音波変調された周期のレベル変動を伴っている。このためレーザビームが照射された管壁（外壁）は、超音波変調の周期に従って熱収縮を繰り返して超音波振動が生じる。この超音波振動は、導管を流れる流体の影響を受けながら円形の導管の対向部に当たる管壁（外壁）、或いは導管を流れる流体の上流側および下流側に位置するように管壁（外壁）にそれぞれ配設された振動検出部に伝わり、各振動検出部に到達する超音波振動の時間差（位相差）から導管を流れる流体の流れを検出する。
【００１１】
また、本発明に係る流れ検出装置は、導管に流れる流体の流量を計測する流れ検出装置であって、
前記導管の管壁に超音波変調されたレーザビームを照射して該管壁に超音波振動を生起させるレーザ照射部と、このレーザ照射部または上記レーザビームが照射された前記管壁との距離が等しく、かつ一方が上記導管を流れる流体の上流側、他方がその下流側に位置するように、上記導管にそれぞれ設置されて該導管の振動を検出する一対の振動検出部と、上記超音波振動を受けて前記一対の振動検出部がそれぞれ出力した信号の位相差から前記導管を流れる流体の流量を求める流量検出部とを備えることを特徴としている。
【００１２】
特に、前記一対の振動検出部は、上記導管を挟んで前記レーザ照射部と対向するようにそれぞれ位置付けられる。或いは、前記一対の振動検出部は、前記レーザ照射部に対して一方が上記導管を流れる流体の上流側、他方がその下流側に横並びに配設される
上述の流れ検出装置は、超音波変調されたレーザ光を導管の管壁に照射する。するとこのレーザビームを受けた管壁では、変調された超音波の周期で振動する光エネルギーを受け取り、その管壁で熱エネルギーに変換されて変調された超音波の周期で熱収縮を繰り返す超音波振動を生じる。この超音波振動は、導管を流れる流体の影響を受けながら円形の導管の対向部に当たる管壁、或いはレーザビームが照射された管壁の部位を挟み、導管を流れる流体の移動方向に沿って導管の管壁に横並びに配設された一対の振動検出部にそれぞれ伝わり、各振動検出部に到達する超音波振動の時間差（位相差）から流体の流れを求めることができる。
【００１３】
また上述の流れ検出装置は、更に前記一対の振動検出部を保持する長尺の保持部材を備え、この保持部材は、上記一対の振動検出素子とそれぞれ等間隔の距離となる部位を示す識別表示を有し、この識別表示に対して垂直方向から上記レーザビームを照射することを特徴としている。このためレーザビームを一対の振動検出部の中間点に照射することができる。つまり上述の流れ検出装置は、一対の振動検出部のそれぞれから等距離になる位置にレーザビームを確実に照射する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の流れ検出装置によれば、流体が流れる導管の管壁に超音波変調を施したレーザ光を照射し、その照射したレーザビームが有するエネルギーによって管壁に超音波振動を与えている。このため管壁のごく狭い範囲に超音波振動を生じさせることができる。また、本発明の流れ検出装置は、管壁に設けた一対の振動検出部によって与えられた超音波振動を検出している。このため、各振動検出部が検出した超音波の時間差（位相差）から流体の流れを高精度に検出することができる等の実用上多大なる効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態に係る流れ検出装置について添付図面を参照しながら説明する。図中、従来例と同一機能を有する部位には、同符号を付してその説明を省略する。尚、図１は、本発明の一実施形態を例示すべく描いたものであって、この図によって本発明が限定されるものではない。
【００１６】
図１において１は、流体Ｓがその内側を流れる金属製の導管である。この導管１の管壁（外壁）１ａには、この管壁（外壁）１ａに超音波変調したレーザビームを照射するレーザ投光部１１が設けられている。このレーザ投光部１１は、所定の超音波変調を与えるレーザ駆動部１２により駆動される。ちなみに図１に記載していないが、レーザ投光部１１が発するレーザ光は、前記導管１の管壁（外壁）１ａにスポット状のレーザビームを照射するべく光学系によって絞り込まれて管壁（外壁）１ａに収束するようになっている。この超音波変調されたレーザビームは、変調された超音波（例えば５０ｋＨｚ）の周期で強度が変化し、これに伴って導管１の管壁（外壁）１ａの表面を断続的に加熱する。すなわち、管壁１ａのレーザの照射されたごく狭い面積（及びその周囲のごく狭い体積）の部分の温度は、レーザの照射が増加する期間（例えば１０［マイクロ秒］）に上昇するが、レーザの照射が減少する期間（例えば１０［マイクロ秒］）には周囲への熱拡散によって低下する。すると導管１の表面は、この超音波の周期で熱膨張／収縮を繰り返す。つまり、超音波変調されたレーザビームは、導管１の外壁１ａにスポット状に超音波振動を与える役割を担うことになる。このスポットの径（例えば０.１［ｍｍ］）は、波長（例えば流体中の音速１５００［ｍ／秒］のとき３［ｍｍ］）に対して十分に小さい。このため点音源とみなすことができる。したがって、この点音源（スポット）から出た超音波は、導管１内部の流体中を球面波として伝播する。ちなみに、スポット径は約１［ｍｍ］以下であることが望ましい。スポット径が１［ｍｍ］以上になると面音源としての性質が現れて指向性が強くなる傾向がある。この場合、超音波振動子２，３の設置位置は、制限されることもある。なお、導管１の材質によっては、レーザビームによる熱膨張／収縮の長期間の繰り返しによって損傷を受けることがある。この場合には、金属板などの熱に強く熱膨張し易い材質を導管１の表面に接着し、それにレーザのスポットを当てるようにすれば、導管１表面の損傷を防ぐことができる。
【００１７】
一方、上述したレーザビームが照射される導管１の反対側の外壁１ａ面には、一対の振動検出部１３，１３が流体Ｓの移動方向に沿って一列に所定の間隙を開けて設けられている。これらの振動検出部１３は、導管１の外壁１ａに接する第１、第２の音響整合体４，５および超音波振動を検出する第１、第２の超音波振動子２，３を備えて構成される。これらの音響整合体４，５は、導管１と超音波振動子２，３との音響インピーダンスを近付けてこれら超音波振動子２，３の感度を向上させるために設けられている。
尚、この図では理解をしやすくするために第１、第２の音響整合体４，５を大きく描いているが、測定精度を向上させるためには導管１の外壁１ａとの接触面積をできるかぎり狭くなるよう構成すべきである。
【００１８】
これら第１、第２の音響整合体４，５の位置は、各音響整合体間の距離を［２ｄ］とすれば、その距離の中点に当たる位置が前述したレーザビームが外壁１ａにつくるスポットから引き出した直線によって距離［ｄ］ずつに二等分（垂直二等分）される点に等しい。すなわち、本質的には、点音源と超音波振動子２との距離および点音源と超音波振動子３との距離が等しいことが必要である。それゆえ、導管１内部の流体の流速が０のとき、点音源から放出された球面波は超音波振動子２および超音波振動子３に同時に到着し、両者の検出信号の位相差は０になる。ちなみに上述した振動検出部１３は、第１、第２の超音波振動子２，３を用いた構成を示したが、超音波振動を検出できるものであれば特に限定されるものではない。つまり振動検出部１３は、例えば圧電素子やマイク等の検出素子を用いて構成してもよい。また振動検出部１３は、超音波振動子２，３を直に外壁１ａに取り付けて超音波を検出するように構成してもよい。つまり第１、第２の音響整合体４，５を用いることなく振動検出部１３を構成してもかまわない。
【００１９】
そして第１、第２の超音波振動子２，３によって検出された超音波は、これらの超音波振動子２，３によって超音波のレベルに応じた電気信号に変換される。この変換された電気信号は、それぞれの信号の位相差（時間差）から前記導管１を流れる流体Ｓの流量を求める流量検出部２０に与えられるようになっている。
【００２０】
この流量検出部２０は、第１、第２の超音波振動子２，３によって電気信号に変換された検出信号を次段の位相差検出部２２が判定可能となるレベルに増幅する増幅器２１，２１を備え、これらの増幅器２１，２１によって増幅された検出信号は、それぞれの検出信号の位相差を求める位相差検出部２２に与えられる。そして位相差検出部２２が検出した検出信号の位相差は、次段の流量演算部２３に与えられる。この流量演算部２３は位相差検出部２２が検出した位相差から流量を求める手段を備えている。すなわち、この位相差は流速に比例しており、かつ導管１の流路断面積が一定なので、位相差から流量（流速×流路断面積）を求めることができる。また、流体が流れているときには、上流側の超音波振動子の受信信号の位相が下流側のそれよりも遅れることから、流体の流れの方向も求めることができる。ちなみに導管１を流れる流体Ｓの種類（媒質）によって超音波振動の伝搬速度が異なるが、この流量演算部２３は、導管１に流れる流体Ｓの種類に応じて、前段の位相差検出部２２が検出した位相差の情報を補正するようになっている。なお、導管１の表面に形成された点音源から導管１の表面を周回して超音波振動子２，３へ伝わる振動もあるが、導管１表面を伝播する音速は流体内を伝播する音速に比べて速いので、信号処理によって識別して除去することが可能である。
【００２１】
そうして、流量演算部２３によって求められた流量は、表示部２４に与えられて表示される。ちなみに表示部２４は、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）や７セグメントＬＥＤ（発光ダイオード）等で構成される。或いは、表示部２４は、図１には特に図示しないが流量演算部２３が求めた流量を例えばパソコン等のデータ処理装置に与えて、このパソコン等が備える表示装置等を用いて表示するようにしてもよい。更にこのパソコン等は、流量演算部２３が出力した流量をデータ処理して、流量のトレンドグラフを作成したり、流量の履歴情報を利用したりできるように構成してもよい。
【００２２】
概略的には上述したように構成される本発明の流れ検出装置が特徴とするところは、導管１の外壁１ａに超音波変調を施したレーザビームをスポット（点）で照射し、外壁１ａに超音波振動を与える点、一対の振動検出部１３，１３によって流体Ｓを介して振動する超音波振動を検出し、これら各振動検出部１３，１３の位相差から流体Ｓの流速を求める点にある。
【００２３】
このような特徴ある本発明の流れ検出装置によれば、導管１の外壁１ａに超音波変調を施したレーザビームをスポット（点）で照射し、外壁１に超音波振動を与えている。このレーザビームは、外壁１ａの任意の位置に点音源として超音波振動を与えることができる。また、外壁１ａに照射する超音波振動源はレーザビームによっているので、外壁１ａとは非接触である。またこのレーザビームは、外壁１ａに対して必ずしも鉛直方向に照射する必要がない。このため、流れ検出装置の製造工程においてレーザビームを外壁１ａに鉛直方向に入射するように調整する調整工程が不要であり製造工程を簡略化することができるとともに、超音波振動源の位置を校正するメンテナンスも不要であり、工数を大幅に削減することが可能となる。
【００２４】
また本発明の流れ検出装置は、一対の振動検出部１３，１３によって流体Ｓを介して振動する超音波振動を検出している。このため、超音波振動を流体Ｓの流れる方向とその逆方向とで同時に検出することができる。したがって、超音波振動を与える方向を切り替える必要がない。このため流量検出部２０を簡易な構成で実現することができると共に、導管１を流れる流体Ｓの流量をリアルタイムで検出することが可能となる。
【００２５】
次に本発明に係る流れ検出装置について、より具体的に導管１に取り付ける様態の一例を図２を用いて説明する。尚、この図において上述した本発明の一実施形態に係る流れ検出装置と同一機能を有する部位にあっては、同符号を付し、その説明を省略する。
この流れ検出装置は、一端が開放自在となるように構成されて、その開放された一端を螺子等の固定手段によって閉じると共に、導管１を内壁面３０ｂ側に把持することが可能な一対のクランプ３０，３０を有している。このクランプ３０，３０は、詳細は後述するがその内壁面３０ｂに導管１の壁面が接するように取り付けられる。
【００２６】
この一対のクランプ３０，３０の断面は、例えば正八角形の形状をとり、各クランプ３０の内壁面と八点で点接触して導管１が把持されるようになっている。またクランプ３０，３０の外壁面３０ａ，３０ａ間に橋架される複数の梁３１が設けられている。これらの梁３１は、クランプ３０，３０が導管１をその内壁面３０ｂ側に挟み込んだとき、導管１を流れる流体Ｓの移動方向と梁３１の長手方向が一致するよう一対のクランプ３０，３０間に橋架される。これらの梁３１の一方（第１の梁３１ａ，３１ａ）は、断面が八角形状を為すクランプ３０，３０の外壁面３０ａの一辺に平行に並べてクランプ３０，３０間に橋架される。この第１の梁３１ａが橋架されたクランプ３０，３０と対向する外壁面３０ｃには、クランプ３０，３０に橋架された第１の梁３１ａ，３１ａと対峙して第１の梁３１ａ，３１ａとその長手方向がそれぞれ一致するように位置付けられてクランプ３０，３０間に橋架される第２の梁３１ｂが設けられている。
【００２７】
第１の梁３１ａ，３１ａと対向する第２の梁３１ｂの面上であって、クランプ３０，３０の近傍には、振動検出部１３，１３がそれぞれ設けられている。この振動検出部１３，１３は、それぞれクランプ３０，３０の内壁面３０ｂ側に導管１を挟み込んでクランプ３０，３０を導管１に固定したとき、導管１の間壁と接する音響結合部３２，３２と第２の梁３１ｂとの間に挟み込まれた振動検出素子（例えば超音波振動子、マイク等音響検出素子等）２，３が設けられている。好ましくは、振動検出素子２，３は、クランプ３０，３０および第２の梁３１ｂを介して振動検出素子２，３に伝達される超音波振動の影響を低減させるために、振動検出素子２，３と第２の梁３１ｂとの間に、例えば防震ゴム等の防震部材３４，３４を挟み込んで固定することが望ましい。
【００２８】
一方、第１の梁３１ａ，３１ａの間には、レーザビームを照射するレーザ投光部１１が取り付けられて、図示しないレーザ駆動部によって超音波変調されたレーザビームが第２の梁３１ｂに向けて照射されるようになっている。このレーザ投光部１１は、例えば第１の梁３１ａ，３１ａに螺子３５，３５等で取り付け位置を調整できるようになっている。ちなみにレーザ投光部１１の照射面と対峙する第２の梁３１ｂには、振動検出部１３，１３間の中点を示す中点マーク３６が印されている。そしてレーザ投光部１１から照射されたレーザビームがこの第２の梁３１ｂに設けられた中点に位置するようにレーザ投光部１１の位置を調整する。この調整によってレーザビームは、振動検出部１３，１３間を垂直二等分する部位に正確に位置付けられる。
【００２９】
このように調整した後、上述したように構成された本発明の流れ検出装置は、導管１を流れる流体Ｓの流量を検出すべく一対のクランプ３０，３０の内壁面に該導管１の壁面が接するようにしてクランプ３０，３０の開かれた開放端から導管１を挟み込む。そして導管１を挟み込んだ後、クランプ３０，３０の開放端を閉じるべく、この開放端を螺子３５，３５等の固定部材によって固定し、導管１からクランプ３０，３０が外れないようにする。
【００３０】
このように構成された本発明の流れ検出装置によれば、レーザ投光部１１と振動検出部１３，１３との位置が、導管１に流れ検出装置を固定する前に調整が完了する。このため、導管１に本発明の流れ検出装置を取り付けるにあたりレーザ投光部１１と振動検出部１３，１３との間の位置調整が不要になると共に、高精度にレーザ投光部１１と振動検出部１３，１３とを位置付けることが容易にできる。
【００３１】
次に本発明の別の実施形態に係る流れ検出装置について図３を参照しながら説明する。この図中、上述した実施形態と同一機能を有する部位には、同符号を付してその説明を省略する。
この別の実施形態に係る流れ検出装置が上述した実施形態と異なるところは、一対の振動検出部１３，１３をレーザビームが照射された外壁１ａの部位を挟み、一方が導管１を流れる流体Ｓの上流側、他方が下流側に位置するように導管１の外壁１ａに配設した点にある。つまり、この別の実施形態における一対の振動検出部は、導管１の外壁１ａにレーザビームが照射されたことによって生じる超音波振動が、導管１を流れる流体Ｓによって伝搬されて対向する導管１の内壁１ｂにて反射された超音波振動のレベルを検出するようになっている。そして、検出された超音波振動のレベルは、超音波振動子２，３によって電気信号に変換されて流量検出部２０（図３には図示せず）に与えられる。
【００３２】
このような構成をとる本発明の別の実施形態に係る流れ検出装置にあっても、上述した実施形態と同様に、一対の振動検出部１３，１３にそれぞれ設けられた第１、第２の超音波振動子２，３によって検出された超音波振動の位相差（時間差）は、導管１を流れる流体Ｓの流量に応じて変化することから流体検出部２０にて流量を検出することが可能である。このように本発明に係る流れ検出装置は、実用上多大なる効果を奏する。
【００３３】
また上述した流れ検出装置は、一対の振動検出素子（例えば超音波振動子２，３、マイク等音響検出素子等）を用いたものを例示したが、いずれか一方の振動検出素子のみを実装した構成としてもよい。そしてレーザビームが照射されることにより外壁１ａに生じた超音波振動と、信号検出部２０が検出した振動レベルとの時間差から導管１を流れる流体の流量を求めればよい。この場合、図１を参照すれば、信号検出部２０は、一つの増幅器２１を備え、位相差検出部２２は、レーザ駆動部１２が駆動するレーザ投光部１１の送出タイミングと、超音波振動子が検出した振動レベルのタイミングとを比較する。そして、流量演算部２３が導管１を流れる流体の流速を求めて、その結果を表示部２４が表示すればよい。
【００３４】
また、本願発明の流れ検出装置の適用範囲は流量計に限定されるものではなく、例えば単なるフロースイッチや流速計に適用しても良い。
尚、上述した導管１は、断面が円形である円筒管について説明したが、断面が方形や長方形の管等であっても勿論かまわない。その他、本発明の流れ検出装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態に係る流れ検出装置の概略構成を示す図。
【図２】図１に示す流れ検出装置を導管に固定する構造の一例を示す図。
【図３】本発明の別の実施形態に係る流れ検出装置の概略構成を示す図。
【図４】従来の超音波流体流量計の概略構成を示す図。
【符号の説明】
【００３６】
１        導管
１ａ      外壁（管壁）
２，３    超音波振動子
４，５    音響整合体
１１        レーザ投光部
１２        レーザ駆動部
１３        振動検出部
２０        流量検出部
【図１】
2007017389.tif 000003
【図２】
2007017389.tif 000004
【図３】
2007017389.tif 000005
【図４】
2007017389.tif 000006