(57)【要約】【課題】流路筺体を伝搬してきた筺体伝搬波と流路の流体内を伝搬してきた流体伝搬波が干渉せず、流体伝搬波のみから計測を行うことができ、高精度な流量計測を行える超音波式流量計を提供すること。【解決手段】流路筺体１を金属性とし、超音波振動子２ａ、２ｂの端子５ａ、５ｂにはスイッチ６ａ、６ｂで断続可能な減衰手段４ａ、４ｂを配設し、筺体伝搬波Ｂを減衰手段４ａ、４ｂで減衰させた後、流量計測手段３により流量計測を行うので、流体伝搬波Ａのみによる高精度な流量計測を行える超音波式流量計を提供できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流通する金属製の流路筺体と、
前記流路筺体の上流と下流に配置された一対の超音波振動子と、
前記流体を介して前記一対の超音波振動子間を超音波が伝搬する伝搬時間から前記流体の流量を計測する流量計測手段と、
前記一対の超音波振動子のそれぞれの出力信号ラインに接続され出力信号を減衰する減衰手段と、
を備え、
前記流量計測手段は、前記流路筺体を伝搬してきた筺体伝搬波が前記減衰手段により減衰された後に流体伝搬波を計測する、
超音波式流量計。
【請求項２】
前記減衰手段は抵抗素子で構成され、前記抵抗素子と前記超音波振動子の出力信号ラインとの接続の有無を切り替える切換手段を備えた請求項１に記載の超音波式流量計。
【請求項３】
前記一対の超音波振動子は、前記流路筺体の同一面側に配置され、一方の前記超音波振動子から発信された超音波が前記流路筺体の対向する内壁に反射させて、他方の前記超音波振動子に受信されることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項記載の超音波式流量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の流量を超音波を用いて計測する超音波式流量計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の流量計は、図３に示したように、流路筺体１１内を流れる流体の流れに対してＶ字状に超音波を伝搬させ、上流の振動子１２ａから下流の振動子１２ｂまでの超音波の伝搬時間と、下流の振動子１２ｂから上流の振動子１２ａまでの伝搬時間の差から流量計測手段１３により流体の流量を計測する構成とし、前記流路筺体１１を伝搬する筺体伝搬波Ｂを減衰させるために、流路筺体１１に振動減衰手段１４が設けられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、振動減衰手段１４は流路筺体１１表面に凹凸を設けて構成したもので、これにより流路筺体１１表面を伝搬する筺体伝搬波Ｂは伝搬距離が長くなり波が減衰すると共に、流体内を伝搬してくる流体伝搬波Ａよりも時間的に遅れるので、流体内を伝搬してくる流体伝搬波を精度よく検出することにより、高精度な流量計測を行うものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２３６０４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながらこの種の超音波式流量計において、流路筺体内の流体（気体）中を伝播する音速より流路筺体（固体）を伝搬する音速の方が数倍から数十倍早いため、図３のように流路筺体を伝搬してくる筺体伝搬波を流路筺体内の流体内を伝搬してくる流体伝搬波より時間的に遅らせることが難しく、筺体伝搬波と流体伝搬波が干渉してしまい高精度な流量計測がなかなかできないという課題があった。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、流路筺体を伝搬してきた筺体伝搬波と流路の流体内を伝搬してきた流体伝搬波が干渉せず、流体伝搬波のみから計測を行うことができ、高精度な流量計測を行える超音波式流量計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記従来の課題を解決するために、本発明の流体遮断装置は、流体が流通する金属製の流路筺体と、前記流路筺体の上流と下流に配置された一対の超音波振動子と、前記流体を介して前記一対の超音波振動子間を超音波が伝搬する伝搬時間から前記流体の流量を計測する流量計測手段と、前記一対の超音波振動子のそれぞれの出力信号ラインに接続され出力信号を減衰する減衰手段とを備え、前記流量計測手段は、前記流路筺体を伝搬してきた筺体伝搬波が前記減衰手段により減衰された後に流体伝搬波を計測するものである。
【０００８】
そして、音速の早い金属性の流路筺体を使用し発信側の超音波振動子から発信した超音波の筺体伝搬波を流体伝搬波より早く受信側の超音波振動子に到達させ、その筺体伝搬波を減衰手段により十分減衰させた後、送れて到達した流体伝搬波を計測することにより流量を計測するので、高精度な計測を行うことができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の超音波式流量計によれば、流路筺体を伝搬してきた筺体伝搬波が減衰手段によ
り減衰された後に流体伝搬波を流量計測手段により計測するため、流路筺体を伝搬してきた筺体伝搬波と流路の流体内を伝搬してきた流体伝搬波が干渉せず、流体伝搬波のみから計測を行うことができ、高精度な流量計測を行える。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１の超音波式流量計の流路の断面図
【図２】本発明の実施の形態１の超音波式流量計の動作を示す信号波形図
【図３】従来の超音波式流量計の流路の断面図
【図４】従来の超音波式流量計の動作を示す信号波形図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
第１の発明は、流体が流通する金属製の流路筺体と、前記流路筺体の上流と下流に配置された一対の超音波振動子と、前記流体を介して前記一対の超音波振動子間を超音波が伝搬する伝搬時間から前記流体の流量を計測する流量計測手段と、前記一対の超音波振動子のそれぞれの出力信号ラインに接続され出力信号を減衰する減衰手段とを備え、前記流量計測手段は、前記流路筺体を伝搬してきた筺体伝搬波が前記減衰手段により減衰された後に流体伝搬波を計測するものである。
【００１２】
したがって、流路筺体を伝搬してきた筺体伝搬波の影響がほとんどない状態で流量計測するので、高精度な流量計測が可能である。
【００１３】
第２の発明は、特に第１の発明において、前記減衰手段は抵抗素子で構成され、前記抵抗素子と前記超音波振動子の出力信号ラインとの接続の有無を切り替える切換手段を備えたもので、減衰手段としての抵抗素子を必要なタイミングでのみ接続することで、流体伝搬波の測定への減衰手段の影響を防止する事が出来る。
【００１４】
第３の発明は、特に第１または２のいずれか１つの発明において、前記一対の超音波振動子は、前記流路筺体の同一面側に配置され、一方の前記超音波振動子から発信された超音波が前記流路筺体の対向する内壁に反射させて、他方の前記超音波振動子に受信されることを特徴とするもので、所謂、Ｖ字状の超音波伝搬を用いた筐体伝搬の影響を受け易い超音波式流量計において、より効果を発揮することができる。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、実施の形態によって、本発明が限定されるものではない。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の超音波式流量計の流路の断面図である。
【００１７】
図１において、金属製の流路筺体１の上流と下流の一方の面１ａには、流路筺体１内をＶ字状に超音波が伝搬するように超音波振動子２ａ、２ｂが配設されている。超音波振動子２ａ、２ｂは流量計測手段３と接続されているとともに、それぞれに減衰手段４ａ、４ｂが配設されている。
【００１８】
流量計測手段３は、超音波振動子２ａから発せられた超音波が流路筺体１の内壁１ｂに反射してＶ字状に超音波振動子２ｂに到達する時間と、逆に超音波振動子２ｂから発せられ超音波振動子２ａに到達する時間の差から流路筺体１内を流れる流体の速度を求め流量を計測するものである。
【００１９】
減衰手段４ａ、４ｂは抵抗素子からなり、超音波振動子２ａの端子５ａ間、超音波振動子２ｂの端子５ｂ間とはそれぞれスイッチ６ａ、６ｂにより、接続の有無が切り替え可能
に構成されている。
【００２０】
以上のように構成された超音波式流量計の動作について説明する。
【００２１】
流量測定をするために、まず超音波振動子２ａから超音波を発する。その際、超音波振動子２ａ側の減衰手段４ａは非接続状態である。
【００２２】
超音波振動子２ａから発せられた超音波は、まず、流路筺体１を伝搬し、内壁１ｂに反射して、超音波振動子２ｂに到達する。この時、超音波振動子２ｂの端子５ｂには減衰手段４ｂが接続されており、流路筺体１を伝搬してきた筺体伝搬波Ｂは減衰される。流路筺体１は金属製であり筺体伝搬波Ｂの音速は気体中の２０倍程度であるので、流路筺体１を伝搬して超音波振動子２ｂに到達するには図２のように大きな時間差が生じる。この時間差内に抵抗素子などからなる減衰手段４ｂにより筺体伝搬波Ｂを減衰させ、その後、超音波振動子２ｂに接続されていた減衰手段４ｂを遮断し、遅れて到達した流体伝搬波Ａを流量計測手段３により流量計測を行う。
【００２３】
次に、逆に、超音波振動子２ｂから超音波を発し、以降、上記同様の動作により超音波振動子２ａ側で流量計測を行う。
【００２４】
なお、超音波振動子２ａ、２ｂのＶ字角度は狭いほど、筺体伝搬波と流体伝搬波の到達時間差を大きくすることができる。
【００２５】
このように、本発明の超音波式流量計によると、筺体伝搬波Ｂと流体伝搬波Ａを分離し、筺体伝搬波Ｂを減衰させた後に流体伝搬波Ａにより流量計測を行うので、高精度な流量計測が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
以上のように、本発明にかかる超音波式流量計は、高精度に流量計測が行えるので、あらゆる超音波式流量計への適用が可能である。
【符号の説明】
【００２７】
１  流路筺体
２ａ、２ｂ  超音波振動子
３  流量計測手段
４ａ、４ｂ  減衰手段（抵抗素子）
６ａ、６ｂ  スイッチ（切換手段）
【図１】
2012002624.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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