(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流される測定用管体と、該測定用管体に、その長手方向へ間隔をあけて設けられた測定部とを有し、これら測定部間での両方向の超音波の伝播時間の差から液体の流速を求めて流量を測定する超音波流量計であって、
前記測定部は、前記測定用管体の外周に密着した状態に取り付けられた弾性を有する材料からなる所定厚さの筒状の密着チューブと、該密着チューブの外周面に押し付けられた状態に保持された振動子とを有し、
前記測定部の外周には、前記振動子を前記密着チューブへ押し付けて密着させる保持チューブが被覆されていることを特徴とする超音波流量計。
【請求項２】
前記密着チューブは、その内径が前記測定用管体の外径よりも小さく形成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３】
前記測定用管体には、周方向へわたって取付凹部が形成され、該取付凹部に、前記密着チューブが嵌め込まれていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の超音波流量計。
【請求項４】
前記測定用管体には、周方向へわたって嵌合凹部が形成され、前記密着チューブの内周には、周方向へわたって前記嵌合凹部に嵌め合わされる嵌合凸部が形成され、
前記密着チューブが、前記嵌合凹部と前記嵌合凸部との嵌め合いによって前記測定用管体に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の超音波流量計。
【請求項５】
前記測定用管体には、周方向へわたって嵌合凸部が形成され、前記密着チューブの内周には、周方向へわたって前記嵌合凸部に嵌め合わされる嵌合凹部が形成され、
前記密着チューブが、前記嵌合凸部と前記嵌合凹部との嵌め合いによって前記測定用管体に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の超音波流量計。
【請求項６】
前記振動子は、円弧状に形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の超音波流量計。
【請求項７】
前記振動子は、リング状に形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の超音波流量計。
【請求項８】
前記密着チューブには、前記振動子を嵌め込むための段付き部が形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の超音波流量計。
【請求項９】
前記密着チューブの両側には、前記振動子を取り囲んで外部と隔てる凸壁部が形成され、
これら前記凸壁部の間に前記振動子が取り付けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項記載の超音波流量計。
【請求項１０】
前記凸壁部には、前記振動子を前記測定用管体側に押し付ける振動子固定用部材が取り付けられていることを特徴とする請求項９記載の超音波流量計。
【請求項１１】
前記振動子固定用部材は、前記振動子の背面に点または直線で接触する接触部を備えて形成されていることを特徴とする請求項１０記載の超音波流量計。
【請求項１２】
前記凸壁部の壁面には、前記振動子に接続されたリード線を掛け渡す切り込み部、または貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項９〜請求項１１のいずれか１項記載の超音波流量計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波を用いて管路内を流れる流体の流量を測定する超音波流量計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、管路内を流れる流体の流量を測定する流量計として、超音波を用いた超音波流量計が知られている。
この超音波流量計は、流体が流れる測定用管体に、長手方向へ間隔をあけて振動子を有する測定部を設け、一方側の振動子から超音波を発信させて他方側の振動子にて受信させ、また、他方側の振動子から超音波を発信させて一方側の振動子にて受信させ、これらの超音波の伝搬時間の差から、測定用管体内の流体の流速を求め、この流速から流量を測定するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この超音波流量計は、リング状に形成された振動子に測定用管体を挿通させて接着剤によって固定したり、あるいは円弧状に形成された振動子を接着剤によって測定用管体の外周面に固定したりしているが、このような構造では、振動子と測定用管体との隙間の接着剤の層の厚さにばらつきが生じる恐れがあり、このような場合、測定データの特性がばらついて、流量の正確な測定に不具合が生じてしまうという問題があった。
【０００４】
しかも、このように接着剤によって測定用管体に振動子を接着固定する構造の場合、振動子と管体との間に、接着剤の気泡等からなる空間部が形成される恐れがあり、振動子と管体内の流体との間における超音波の伝達が十分に行われなくなり、やはり、流量の正確な測定に不具合が生じてしまう恐れがあった。
【０００５】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、正確に流量を測定することができる超音波流量計を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の超音波流量計は、流体が流される測定用管体と、該測定用管体に、その長手方向へ間隔をあけて設けられた測定部とを有し、これら測定部間での両方向の超音波の伝播時間の差から液体の流速を求めて流量を測定する超音波流量計であって、前記測定部は、前記測定用管体の外周に密着した状態に取り付けられた弾性を有する材料からなる所定厚さの筒状の密着チューブと、該密着チューブの外周面に押し付けられた状態に保持された振動子とを有し、前記測定部の外周には、前記振動子を前記密着チューブへ押し付けて密着させる保持チューブが被覆されていることを特徴としている。
【０００７】
つまり、測定用管体の外周面に密着状態に取り付けられた弾性を有する材料からなる所定厚さの筒状の密着チューブに、振動子が押し付けられた状態に取り付けられているので、振動子と測定用管体内の流体との振動の伝達を均一に行うことができ、これにより、従来のように測定用管体に接着剤等にて振動子を直接取り付けた場合のように、振動子が接着剤の厚みのばらつきによって傾いて固定されたり、接着剤内に気泡が残留したりしてしまうことによる測定データのばらつきの発生を確実に防止することができる。
【０００８】
また、例えば、接着剤等を密着チューブの固定用に用いた場合であっても、薄く少量の接着剤で測定用管体に固定することができる。このことは、接着剤の使用における厚みのばらつきや、気泡の残留等による測定データばらつきを防止することになる。また、密着チューブを介して振動子に超音波を伝達させたり、振動子から超音波を発信させたりしているので、超音波の状態の安定、つまりは振動子の感度が適切な状態に維持されることになる。
保持チューブによって振動子が密着チューブへ押し付けられるので、振動子を傾きなく測定用管体に押し付けて取り付けることができる。また、精密な振動子を外部の衝撃から保護する役目も担うことになる。
【０００９】
請求項２記載の超音波流量計は、請求項１記載の超音波流量計において、前記密着チューブの内径が前記測定用管体の外径よりも小さく形成されていることを特徴としている。
【００１０】
すなわち、密着チューブの内径が、測定用管体の外径よりも小さく形成されているので、密着チューブを広げて測定用管体に取り付けることにより、密着チューブの内周面を確実に測定用管体の外周面に良好に密着させることができる。
このように、密着チューブ自体の締め付けによって測定用管体に固定されるため、接着剤を用いる必要がなくなったり、また、例え接着剤を用いた場合であっても、薄く且つ均一な厚さで気泡が残留することなく接着剤を密着チューブと測定用管体との間に介在させたりすることが可能となる。
【００１１】
請求項３記載の超音波流量計は、請求項１または請求項２記載の超音波流量計において、前記測定用管体に、周方向へわたって取付凹部が形成され、該取付凹部に、前記密着チューブが嵌め込まれていることを特徴としている。
【００１２】
このように、測定用管体に形成された取付凹部に密着チューブを嵌め込むことにより、確実に密着チューブを測定用管体の所定位置とされた測定部に取り付けることができる。
測定用管体の長手方向に沿って設けられる測定部は、流量を測定する上で所定の間隔で配置することが求められる。つまり、取付凹部の間隔を規定することで測定部の間隔が確実に決定されることになる。また、超音波流量計を複数製作する場合、測定部の間隔が一定に保たれることになり、製品精度の安定が図られる。また、密着チューブを嵌め込む位置が規定されるので、組み立て作業が簡便に行われることになる。
【００１３】
請求項４記載の超音波流量計は、請求項１〜３のいずれか１項記載の超音波流量計において、前記測定用管体の周方向へわたって嵌合凹部が形成され、前記密着チューブの内周の周方向へわたって前記嵌合凹部に嵌め合わされる嵌合凸部が形成され、前記密着チューブが、前記嵌合凹部と前記嵌合凸部との嵌め合いによって前記測定用管体に取り付けられていることを特徴としている。
【００１４】
このように、測定用管体に形成された嵌合凹部に、密着チューブに形成された嵌合凸部を嵌め込むことにより、確実に密着チューブを測定用管体の所定位置とされた測定部に取り付けることができる。
また、密着チューブ全体を嵌め込む必要がなくなり、測定用管体に形成する嵌合凹部の形状を嵌合凸部の形状に合わせて自由に変更したり、嵌合凹部の幅を狭く形成したりすることが可能となる。嵌合凹部の幅を狭くすることは、測定用管体の肉厚の少ない箇所が減少することになり、測定用管体の強度の低下を回避することになる。
【００１５】
請求項５記載の超音波流量計は、請求項１〜３のいずれか１項記載の超音波流量計において、前記測定用管体に、周方向へわたって嵌合凸部が形成され、前記密着チューブの内周に、周方向へわたって前記嵌合凸部に嵌め合わされる嵌合凹部が形成され、前記密着チューブが、前記嵌合凸部と前記嵌合凹部とを介して前記測定用管体に取り付けられていることを特徴としている。
【００１６】
このように、測定用管体に形成された嵌合凸部に、密着チューブに形成された嵌合凹部を嵌め込むことにより、確実に密着チューブを測定用管体の所定位置とされた測定部に取り付けることができる。
また、密着チューブ全体を嵌め込む必要がなくなり、測定用管体に形成する嵌合凸部の形状を嵌合凹部の形状に合わせて自由に変更することが可能となる。測定用管体に嵌合凸部を設けることで、測定用管体の肉厚が維持され、測定用管体の強度を保つことができる。
【００１７】
請求項６記載の超音波流量計は、請求項１〜５のいずれか１項記載の超音波流量計において、前記振動子が、円弧状に形成されていることを特徴としている。
【００１８】
このように、円弧状の振動子を、測定用管体の外周面に、密着チューブを介して押し付けることにより、振動子を傾きなく測定用管体に取り付けることができる。
【００１９】
請求項７記載の超音波流量計は、請求項１〜５のいずれか１項記載の超音波流量計において、前記振動子がリング状に形成されていることを特徴としている。
【００２０】
このように、リング上の振動子を、測定用管体の外周面に、密着チューブを介して装着することにより、振動子を傾きなく測定用管体に取り付けることができる。
【００２３】
請求項８記載の超音波流量計は、請求項１〜７のいずれか１項記載の超音波流量計において、前記密着チューブに、前記振動子を嵌め込むための段付き部が形成されていることを特徴としている。
【００２４】
これによれば、振動子は密着チューブの外周面においてずれることなく、また所定の位置に密着された状態で保持されることになる。
【００２５】
請求項９記載の超音波流量計は、請求項１〜８のいずれか１項記載の超音波流量計において、前記密着チューブの両側には、前記振動子を取り囲んで外部と隔てる凸壁部が形成され、これら前記凸壁部の間に前記振動子が取り付けられていることを特徴としている。
【００２６】
このように、振動子の周囲は壁となる凸壁部によって部分的に外部と隔てられることになり、振動子の取り付け位置が明確に示されるとともに、振動子が外部の干渉から保護されることになる。もちろん、これら凸壁部どうしの間隔が振動子の幅とされた場合には、流体の流れ方向における振動子のズレが抑制されることになる。
【００２７】
請求項１０記載の超音波流量計は、請求項９記載の超音波流量計において、前記凸壁部に、前記振動子を前記測定用管体側に押し付ける振動子固定用部材が取り付けられていることを特徴としている。
【００２８】
このように、振動子は密着チューブに取り付けられた振動子固定用部材によって背面から測定用管体側に向かって押し付けられることになる。
【００２９】
請求項１１記載の超音波流量計は、請求項１０記載の超音波流量計において、前記振動子固定用部材は、前記振動子の背面に点または直線で接触する接触部を備えて形成されていることを特徴としている。
【００３０】
このように、振動子は、この背面の全体が押し付けられるものとは異なり、点または直線とされた接触部で押し付けられることになる。振動子の背面の部分的な位置が押し付けられることにより、この押し付け力が振動子の全体にわたって伝わり、振動子の撓みが得られて、密着チューブに確実に密着する。
そして、押し付け力が与えたれていない振動子の部分的な箇所は、自由端となって拘束されないので、振動子の振動が的確に得られ、感度が高められることになる。
【００３１】
請求項１２記載の超音波流量計は、請求項９〜請求項１１のいずれか１項記載の超音波流量計において、前記凸壁部の壁面には、前記振動子に接続されたリード線を掛け渡す切り込み部、または貫通孔が形成されていることを特徴としている。
【００３２】
このように、振動子に接続されたリード線が、凸壁部の壁面に設けられた切り込み部または貫通孔に掛け渡されることにより、リード線を取り回すために必要となる余分な空間が排除される。また、リード線を切り込み部または貫通孔を掛け渡すことによって、振動子の一時的な拘束がなされ、取り付け状態を保持させることが可能となる。つまり、振動子を固定する際の補助として機能することにもなる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態例の超音波流量計を、図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
図１〜図４は、第１の実施形態の超音波流量計を説明する図であって、図において、符号１は、超音波流量計である。この超音波流量計１は、例えば、塩化ビニールやフッ素樹脂等の耐薬品性に優れた合成樹脂から形成されて、内部に流体が流される測定用管体２と、この測定用管体２に、その長手方向へ間隔をあけて設けられた測定部３とを有している。
【００３４】
図２及び図３にも示すように、測定部３は、測定用管体２の外周に設けられた例えば、シリコンゴムとされたゴム等の良好な弾性を有する材料からなる、所定厚さの筒状に形成された密着チューブ４と、この密着チューブ４の表面に密着させた状態に取り付けられた振動子５とを有しており、外周側が保持チューブ６によって被覆されている。
【００３５】
測定用管体２の測定部３部分には、図４に示すように、周方向へわたって取付凹部７が形成されており、この取付凹部７に、密着チューブ４が嵌め込まれている。
ここで、取り付ける前の密着チューブ４は、その内径が取付凹部７における測定用管体２の外径よりも小さくされている。
したがって、この密着チューブ４を、その内径を広げて測定用管体２の取付凹部７に嵌め込むことにより、密着チューブ４の内周面が測定用管体２の取付凹部７における外周面に隙間なく確実に密着されている。
【００３６】
そして、測定用管体２の外周面に密着された密着チューブ４の外周面に設けられた円弧状の振動子５も、保持チューブ６によって密着チューブ４の外周面に押し付けられて密着された状態に保持されている。
ここで、振動子５を密着チューブ４に押し付けた状態に保持する保持チューブ６は、熱収縮性を有する合成樹脂から形成されたもので、密着チューブ４の外周面に振動子５を配設した状態にて、振動子５の取り付け箇所を覆うように取り付けられる。そして、保持チューブ６を被せた状態で熱を加えることによって熱収縮させ、熱収縮された保持チューブ６により振動子５が密着チューブ４に押し付けられて密着された状態に保持されることになる。
なお、図中符号８は、振動子５につながるリード線である。
【００３７】
このように、上記構造の超音波流量計１によれば、測定用管体２の外周面に密着状態に取り付けられた弾性を有する材料からなる、所定厚さの筒状の密着チューブ４に振動子５が押し付けられた状態に取り付けられているので、振動子５と測定用管体２内の流体との振動の伝達を均一に行うことができ、これにより、従来のように接着剤によって振動子を直接取り付けた場合のように、振動子が接着剤の厚みのばらつきによって傾いて固定されてしまったり、接着剤内に気泡が残留してしまったりしてしまうことによる測定データのばらつきの発生を確実に防止することができ、流量の測定を正確に行うことができる。
【００３８】
しかも、測定用管体２に形成された取付凹部７に密着チューブ４を嵌め込むことにより、確実に密着チューブ４を測定用管体２の所定位置に取り付けることができる。
さらには、密着チューブ４の内径が、測定用管体２の取付凹部７における外径よりも小さく形成されているので、密着チューブ４を広げて測定用管体２に取り付けることにより、密着チューブ４の内周面を確実に測定用管体２の外周面に良好に密着させることができる。
また、取付凹部７によって測定部３の位置を決定することができ、組み立て作業の簡易化や、測定部の配置を誤差なく所定の位置に設けることが可能となる。これによって、超音波流量計を量産する場合であっても、正確且つ安定した流量の測定を行える複数の超音波流量計を提供することができる。
【００３９】
なお、上記の例では、円弧状の振動子５を用いた超音波流量計１について説明したが、図５に示すように、密着チューブ４の外周にリング状の振動子５を、その内周面を密着チューブ４に密着させて嵌め合わせても良い。
また、密着チューブ４の外周面が平面とされた形状にて説明したが、この外周面に振動子５の形状に合わせた凸部または凹部を形成し、該段付き部に振動子５を嵌め込んで密着固定させることとしてもよい。
これによれば、保持チューブ６を覆設しなくても振動子５の周方向のずれや、軸線方向のずれを抑えることが可能となる。
【００４０】
［第２の実施形態］
次に、図６を用いて、第２の実施形態における超音波流量計について説明する。なお、図６（ａ）は測定部３の軸線方向における断面図、図６（ｂ）は（ａ）のる矢印Ａにおける部分断面図を示している。
図おいて、符号１０は、図６（ａ）において左右の両側に凸壁部１０ａを備えるとともに、円弧状の振動子５を両側の凸壁部１０ａの間に嵌め込んで密着し保持させる密着チューブを示し、第１の実施形態に示した密着チューブ４と同等な機能を有するものである。
また、符号１３は密着チューブ１０に密着された振動子５を外側から押さえ付ける振動子固定用部材を示している。
【００４１】
密着チューブ１０は、第１の実施形態と同様に、例えば、シリコンゴムとされたゴム等の良好な弾性を有する材料からなり、所定厚さの筒状に形成されるとともに、その両側である測定用管体２の長手方向側に位置する縁側には、外側に向かって突出する凸壁部１０ａがそれぞれ形成されている。
さらに、両側の凸壁部１０ａに囲まれて形成された凹所Ｂには、振動子５が嵌め込まれるための段付き部１０ｃが形成され、段付き部１０ｃの幅は振動子５の幅に合わせて形成されている。
【００４２】
また、これら凸壁部１０ａは、向かい合う面が重なるように、測定用管体２の軸線方向に対して部分的に大きな高さを有して形成された卵形とされており、この高い高さを有した凸壁部１０ａには、測定用管体２の軸線方向と平行且つ互いに同一軸とされた孔部１０ｄがそれぞれ形成されている。
さらに、図６（ｂ）に示すように、凸壁部１０ａの側面には、リード線８（図１〜３参照）を引き込んで拘束するリード線通し孔（切り込み部）１１が形成され、リード線８が外部に接続されるまでの中間部分の掛け渡し行う役目を担っている。
【００４３】
リード線通し孔１１は、上述したように振動子５につながるリード線８を掛け渡し、該リード線８を簡易的に拘束する役目を担っている。リード線８を拘束することで、振動子５は密着チューブ１０の取り付け位置にてその状態を維持することになり、例えば、接着剤で振動子５を固定する場合、接着剤が硬化するまで振動子５を定位置で抑える役目を担っている。
【００４４】
密着チューブ１０の内周面には、後述する測定用管体２の測定部３に形成された嵌合凹部７ａに嵌め合わされる嵌合凸部１０ｂが形成されている。つまり、密着チューブ１０の内周面が部分的に凸形状とされ、第１の実施形態に示したような密着チューブ４全体が測定用管体２に嵌め込まれる場合とは異なる形状とされている。
【００４５】
振動子固定用部材１３は、円柱形状とされ、この両端に形成された固定用凸部１３ａ，１３ｂが上述した密着チューブ１０の両凸壁部１０ａの孔部１０ｄにそれぞれ固定される。
振動子固定用部材１３と密着チューブ１０との間には、振動子５を設けるための隙間が形成されており、この隙間に振動子５を配設した状態で、振動子固定用部材１３は振動子５を背面から押さえ付けることになる。したがって、振動子固定用部材１３の外径は、振動子５の厚さ寸法を考慮して形成されている。
【００４６】
振動子５の背面と振動子固定用部材１３の側周面とは、互いの曲面どうしが接触することになるので、測定用管体２の軸線方向と平行とされた直線状の接触部が形成されることになる。
これにより、振動子５の周方向における中央部が密着チューブ１０に押し付けられることになり、また、押し付けられた力が振動子５の周方向にわたって伝達される。そして、伝達された力が振動子５の撓みに作用し、振動子５全体にわたって密着チューブ１０に密着する。
さらに、振動子５の周方向における中央部を除いた両側は、拘束されない自由端とされるので、接触する密着チューブ１０とともに超音波による振動を的確に受信することが可能となる。つまり、振動子５を部分的に押さえ付けることで、感度の向上が図られている。
【００４７】
測定用管体２には、測定部３部分に、周方向へわたって嵌合凹部７ａが形成されており、この嵌合凹部７ａに、密着チューブ４の嵌合凸部１０ｂが嵌め込まれている。つまり、上述したように第１の実施形態に示した取付凹部７と比較して、嵌合凹部７ａは、密着チューブ１０の幅すべてを嵌め合わせる寸法を有さずに内周に形成された嵌合凸部１０ｂに合わせた寸法で形成されるものである。
【００４８】
もちろん、密着チューブ１０は、その最小の内径である嵌合凸部１０ｂの内周部分の内径が、測定用管体２の外径よりも小さく形成されている。
したがって、この密着チューブ１０は、嵌合凸部１０ｂの内径を広げて測定用管体２の嵌合凹部７ａに嵌め込むことにより、密着チューブ１０の内周面に形成された嵌合凸部１０ｂが測定用管体２の嵌合凹部７ａにおける外周面に隙間なく確実に密着されることになる。
【００４９】
測定部３に形成された嵌合凹部７ａによって、第１の実施形態に示した取付凹部７と同様に、各測定部３の距離が確実に決定されることになる。これにより、正確な流量の測定を可能としている。
そして、精度の高い超音波流量計１を量産する場合には、各測定部３の間隔をバラツキなく一定とすることが必要であり、これは、間隔を規定する嵌合凹部７ａによって実現されている。また、組み立て時には、単に嵌合凹部７ａに嵌合凸部１０ｂを取り付けるだけでよく、組み立て作業を簡便にすることができる。
【００５０】
なお、密着チューブ１０と測定用管体２との隙間を埋めて超音波を的確に振動子５に伝達させたり、超音波を出力させたりするため、ゲル状の物質を介在させることが好適である。このため、本実施形態では上記ゲル状の物質を用いることとし、且つ、密着チューブ１０へのさらなる密着を促すために、ゲル状とされた接着剤を用いることとしている。
【００５１】
嵌合凸部１０ｂと嵌合凹部７ａとの間には該接着剤が塗布され、真空とされた真空槽内で乾燥させて固定させられる。これによって、接着剤中に入り込んだ気泡は真空側に引き寄せられることになり、接着剤中から除去されてゲル状の状態で乾燥することになる。
従って、密着チューブ１０と測定用管体２との間には、気泡が残留しないで均一且つ薄く介在するゲル状の接着剤の膜が形成されることになる。
【００５２】
なお、真空槽内にて行う接着剤の乾燥作業は、振動子５を密着チューブ１０の外周に取り付けた測定部３の完成状態で行われる。つまり、後述する振動子５と密着チューブ１０との間にゲル状の接着剤を介在させて固定した場合に生じた気泡や、接着剤と密着チューブ１０、接着剤と測定用管体２との間に入り込んだ気泡等がすべて取り除かれることとなる。従って、振動子５から流体までの間に気泡がなくなることにより、超音波の発信状態及び受信の感度は高められることになる。
【００５３】
また、測定用管体２には、測定部３の近傍に外径が小さくされた外径縮小部２ａが形成されている。この外径縮小部２ａは、密着チューブ１０が測定用管体２の端部から入れられて測定部３に至るまでの測定用管体２の外側の部分に形成され、紙面において測定部３の左側に位置している。
【００５４】
密着チューブ１０を測定部３に移動させる際、密着チューブ１０は測定用管体２の端部から外径縮小部２ａを通過する。密着チューブ１０が外径縮小部２ａに到達すると、外径縮小部２ａの外径よりも密着チューブ１０の内径が大きいので、密着チューブ１０外径縮小部２ａとの間には隙間が生じる。そして、この隙間に接着剤が流し込まれることによって、密着チューブ１０の内周面に接着剤が塗布され、塗布された状態のまま密着チューブ１０は測定部３に移動させられる。すると、密着チューブ１０は外径縮小部２ａから外れるので、接着剤が塗布された隙間は、測定用管体２の外径によって次第に狭くなる。これによって接着剤は次第に薄く引き伸ばされることになる。
これによって、密着チューブ１０と測定用管体２の間には、気泡が入り込むことなく薄い膜状に形成されたゲル状の接着剤を介在させることが可能となる。
【００５５】
また、振動子固定用部材１３を密着チューブ１０に確実に固定させるため、振動子５の背面にゲル状の接着剤をさらに塗布することとしている。
これは、密着チューブ１０の柔軟性によって、両側の凸壁部１０ａが開くことが予想され、これによって生じる振動子固定用部材１３の脱落を防止して超音波流量計１の耐久性、信頼性を確保する目的で行うものである。
【００５６】
さらに、上述したようにゲル状の接着剤を振動子５と密着チューブ１０との間に塗布することとしてもよく、塗布後に振動子固定用部材１３を取り付けることによる押し付け力によって、該接着剤は均等な厚みで薄く伸ばされて振動子５の固定を行うことになる。これによって、接着剤を用いて固定する場合であっても、正確な測定データを得ることが可能となっている。
なお、上記説明したゲル状の接着剤を用いた構成は、本実施形態の一例を示したものであって、必ずしも塗布する必要はない。
【００５７】
このように、上記構造の超音波流量計１によれば、測定用管体２の外周面に密着状態に取り付けられた弾性を有する材料からなる、所定厚さの筒状の密着チューブ１０に振動子５が振動子固定用部材１３によって押し付けられた状態で取り付けられているので、振動子５と測定用管体２内の流体との振動の伝達を均一に行うことができ、測定データのばらつきの発生を確実に防止することができ、流量の測定を正確に行うことができる。また、従来のように接着剤を用いた場合であっても、接着剤の厚みのばらつきをなくし、測定データのばらつきの発生を確実に防止することが可能となる。
【００５８】
しかも、測定用管体２に形成された嵌合凹部７ａに密着チューブ１０の嵌合凸部１０ｂを嵌め込むことにより、確実に密着チューブ１０を測定用管体２の所定位置に取り付けることができるとともに、測定間隔が確実に決定されて測定精度の向上を図ることができる。そして、量産時における組み立て作業の容易化が図られる。
また、振動子５を取り囲むように凸壁部１０ａが形成されているので、精密な振動子５を外部の干渉から保護することができる。
さらに、振動子５を固定する場合に、リード線８の拘束によって振動子５の仮の取り付けを行うことができ、振動子５の位置決め、取り付けを容易に行うことが可能となる。
【００５９】
なお、上記の例では、測定用管体２に嵌合凹部７ａを形成し、密着チューブ１０に嵌合凸部１０ｂを形成した構成を示したが、測定用管体２の測定部３に嵌合凸部を形成し、密着チューブ１０に嵌合凹部を形成することとしてもよい。
また、リード線通し孔１１は外側から切り込まれた形状とされているが、外側とつながらない貫通孔として形成してもよい。この場合、リード線８は振動子５側との接続箇所と反対側の端部から、貫通孔とされたリード線通し孔に差し込まれて掛け渡されることになり、リード線８の拘束がより高められることになる。
【００６０】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の超音波流量計によれば、下記の効果を得ることができる。
請求項１記載の超音波流量計によれば、測定用管体の外周面に密着状態に取り付けられた弾性を有する材料からなる所定厚さの筒状の密着チューブに振動子が押し付けられた状態に取り付けられているので、振動子と測定用管体内の流体との振動の伝達を均一に行うことができ、これにより、従来のように接着剤によって振動子を測定用管体に直接取り付けた場合のように、振動子が接着剤の厚みのばらつきによって傾いて固定されたり、接着剤内に気泡が残留してしまったりすることによる測定データのばらつきの発生を確実に防止することができ、流量の測定を正確に行うことができる。
保持チューブによって振動子が密着チューブへ押し付けられるので、振動子を傾きなく測定用管体に押し付けて取り付けることができる。また、振動子の保護を促して超音波流量計の耐久性と、信頼性を向上させることが可能となる。
【００６１】
請求項２記載の超音波流量計によれば、密着チューブの内径が、測定用管体の外径よりも小さく形成されているので、密着チューブを広げて測定用管体に取り付けることにより、密着チューブの内周面を確実に測定用管体の外周面に良好に密着させることができる。
【００６２】
請求項３記載の超音波流量計によれば、測定用管体に形成された取付凹部に密着チューブを嵌め込むことにより、確実に密着チューブを測定用管体の所定位置に取り付けることができる。また、測定部の間隔を確実に決定することができ測定精度の向上とともに量産性を向上させることが可能となる。
【００６３】
請求項４記載の超音波流量計によれば、測定用管体の周方向へわたって形成された嵌合凹部に、密着チューブの内周の周方向にわたって形成された嵌合凸部が嵌め込まれることにより、確実に密着チューブを測定用管体の所定位置に取り付けることができる。また、測定部の間隔を確実に決定することができ測定精度の向上とともに量産性を向上させることが可能となる。また、測定用管体の形成後に嵌合凹部を容易に形成でき、振動子の感度に応じて最適な位置に振動子を取り付けることができる。また、嵌合凹部の寸法を嵌合凸部に合わせて自由に変更することができ、嵌合凹部の寸法を狭くすることによって測定用管体の強度の低減を抑えることが可能となる。
【００６４】
請求項５記載の超音波流量計によれば、測定用管体の周方向へわたって形成された嵌合凸部に、密着チューブの内周の周方向にわたって形成された嵌合凹部が嵌め込まれることにより、確実に密着チューブを測定用管体の所定位置に取り付けることができる。また、測定部の間隔を確実に決定することができ測定精度の向上とともに量産性を向上させることが可能となる。また、測定用管体の肉厚を減少させることがないので、測定用管体の強度を十分に確保することができる。
【００６５】
請求項６記載の超音波流量計によれば、円弧状の振動子を、測定用管体の外周面に、密着チューブを介して押し付けることにより、振動子を傾きなく測定用管体に取り付けることができる。また、密着チューブに対して容易に取り付けを行うことができる。
【００６６】
請求項７記載の超音波流量計によれば、リング状の振動子を、測定用管体の外周に、密着チューブを介して装着することにより、振動子を傾きなく測定用管体に取り付けることができる。
【００６８】
請求項８記載の超音波流量計によれば、前記密着チューブには、前記振動子を嵌め込むための段付き部が形成されているので、振動子のずれを確実に排除して密着状態をより適切に導き、正確な流量の測定を行うことが可能となる。
【００６９】
請求項９記載の超音波流量計によれば、密着チューブの両側に振動子を取り囲んで外部と隔てる凸壁部が形成され、これら凸壁部の間に振動子が取り付けられているので、振動子のずれを確実に排除して正確な流量の測定を行うことが可能となる。また、振動子を外部の干渉から保護することができ、超音波流量計の耐久性、信頼性を向上させることが可能となる。
【００７０】
請求項１０記載の超音波流量計によれば、振動子を測定用管体側に押し付ける振動子固定用部材が凸壁部に取り付けられているので、振動子を密着チューブに的確に密着させることができ、正確な流量の測定を行うことができる。また、接着剤等の物質を密着チューブとの接触面に塗布しなくても、振動子の取り付けを行うことが可能となる。
【００７１】
請求項１１記載の超音波流量計によれば、振動子固定用部材が振動子の背面に点または直線で接触する接触部を備えて形成されているので、振動子の傾きや、押し付け力の偏りが除去され、また、振動子の感度が向上して正確な流量の測定を行うことができる。また、例えば接着剤等の物質を、密着チューブと振動子との間に塗布する場合であっても、均一な厚さで接着剤の膜を得ることができ、正確な流量の測定を行うことができる。
【００７２】
請求項１２記載の超音波流量計によれば、凸壁部の壁面に振動子に接続されたリード線を掛け渡す切り込み部、または貫通孔が形成されているので、リード線を取り回すための余剰空間が排除され、測定部付近の省スペース化を実現することができる。また、リード線を外部の干渉から保護することができる。また、リード線を拘束することによって振動子の取り付け時の位置決め、仮固定を行うことができ、組み立て作業の容易化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施形態における超音波流量計の構成及び構造を説明する斜視図である。
【図２】  本発明の第１の実施形態における超音波流量計の構成及び構造を説明する測定部の斜視図である。
【図３】  本発明の第１の実施形態における超音波流量計の構成及び構造を説明する測定部の断面図である。
【図４】  本発明の第１の実施形態における超音波流量計の測定用管体の形状を説明する測定用管体の部分斜視図である。
【図５】  本発明の第１の実施形態における超音波流量計の変形例を説明する測定部の断面図である。
【図６】  本発明の第２の実施形態における超音波流量計の構成及び構造を説明する図であって、（ａ）は測定用管体の軸線方向に沿った断面で見た断面図、（ｂ）は（ａ）の矢印Ａで見た測定用管体の軸線に直交する断面で見た部分断面図である。
【符号の説明】
１  超音波流量計
２  測定用管体
３  測定部
４  密着チューブ
５  振動子
６  保持チューブ
７  取付凹部
７ａ  嵌合凹部
１０  密着チューブ
１０ａ  凸壁部
１０ｂ  嵌合凸部
１０ｃ  段付き部
１１  リード線通し孔（切り込み部，貫通孔）
１３  振動子固定用部材
【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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