(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面形状が長方形の流路と、前記流路の断面における短辺方向の側壁部に取り付けた一対の超音波変換器と、前記一方の超音波変換器から前記流路内へ送信された超音波を前記他方の超音波変換器で受信し超音波伝播時間を計測して流量を演算する超音波流量計であって、前記一対の超音波変換器は、縦方向に超音波出力の大きい矩形状の超音波出力分布を持ち、この縦方向が、流体の流れる方向および超音波の伝播する方向に垂直となるように流路に取り付けたことを特徴とする超音波流量計。
【請求項２】
複数個の超音波変換器を、断面形状が長方形流路の高さＨｒの方向に一列に並べてなる請求項１記載の超音波流量計。
【請求項３】
複数個の超音波変換器を、並列駆動し、並列受信してなる請求項２記載の超音波流量計。
【請求項４】
凸状の缶ケース内面に、幅Ｗが厚さＴよりも小さい角柱からなる縦振動する圧電体を複数個形成し、かつ、前記凸状の缶ケースの外面に音響整合層を形成してなる超音波変換器からなる請求項１記載の超音波流量計。
【請求項５】
直方体の縦振動圧電体に複数本の溝を形成し、幅Ｗが厚さＴよりも小さい角柱を構成してなる請求項４記載の超音波流量計。
【請求項６】
凸状の缶ケース内面に、幅Ｗが厚さＴよりも小さく、長さＬが厚さＴの２倍以上、４倍以下の矩形状の縦振動する複数個の圧電体を、幅方向に形成し、かつ、前記凸状の缶ケースの外面に音響整合層を形成してなる超音波変換器からなる請求項１記載の超音波流量計。
【請求項７】
平板状の縦振動圧電体に複数本の溝を形成し、幅Ｗが厚さＴよりも小さく、長さＬが厚さＴの２倍以上、４倍以下の矩形状を構成してなる請求項６記載の超音波流量計。
【請求項８】
音響整合層を、圧電体の接着されている部分にのみ形成してなる超音波変換器を備えた請求項１〜７のいずれか１項に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、流体の流量を計測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、この種の流量計１０１は、図１５に示すような構成であった。図１５は、平面断面図を示し、液体あるいは気体などの流体が流れる断面形状が長方形の流路１０２内に、流速計測部１０４を設け、長方形流路の短辺部の上流側および下流側とに一対の超音波変換器１０５、１０６を流体を介し、対向して設置する構成としていた。
【０００３】
この一対の超音波変換器１０５、１０６間を伝搬する超音波の伝搬時間から流体の流速を計測し、計測した流体の流速に長方形断面の断面積を乗じ、流量を演算し、流量計としていた。なお、図中の片矢印１０７（実線）は流体の流れる方向を示し、両矢印１０８（破線）は超音波の伝搬する方向を示している。また、１０９は断面形状が長方形の流路１０２の側断面図を示し、超音波の伝播する長辺方向に幅Ｗｒ、短辺方向に高さＨｒを記した。１０４は、下流側の超音波変換器を示し、上流側の超音波変換器１０５は、図面が煩雑になるため省略した。なお、流体の流れる方向と、超音波の伝搬する方向とは角θで交叉している。また、超音波の伝搬方向は、長方形断面の長辺方向としている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような構成の従来の流量計１０１では、長方形断面流路を流れる流体に対し、長辺方向に超音波を伝搬させ、流体の流速を計測するため、流れる流体の長辺方向の流速分布が発生しても、精度よく計測することができるが、短辺方向に流速分布が発生した場合、高精度に流体の流速を計測できないという課題があった。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、長方形断面流路の短辺方向に流体の流速分布が発生しても、高精度に流速が計測できる超音波流量計を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の超音波流量計は、断面形状が長方形の流路と、前記流路の断面における短辺方向の側壁部に取り付けた一対の超音波変換器と、前記一方の超音波変換器から前記流路内へ送信された超音波を前記他方の超音波変換器で受信し超音波伝播時間を計測して流量を演算する超音波流量計であって、前記一対の超音波変換器は、縦方向に超音波出力の大きい矩形状の超音波出力分布を持ち、この縦方向が、流体の流れる方向および超音波の伝播する方向に垂直となるように流路に取り付けたものである。
【０００７】
この構成により、流れる流体が長方形流路の短辺方向に流速分布を発生しても、短辺方向に超音波出力強度の大きい超音波変換器を備えているので、高さ方向の流速分布を超音波が伝播することによる平均化により、流体の流速を高精度に計測することができる。このため高精度な超音波流量計を実現することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の超音波流量計は、断面形状が長方形の流路と、前記流路の断面における短辺方向の側壁部に取り付けた一対の超音波変換器と、前記一方の超音波変換器から前記流路内へ送信された超音波を前記他方の超音波変換器で受信し超音波伝播時間を計測して流量を演算する超音波流量計であって、前記一対の超音波変換器は、縦方向に超音波出力の大きい矩形状の超音波出力分布を持ち、この縦方向が、流体の流れる方向および超音波の伝播する方向に垂直となるように流路に取り付けたもので、短辺方向に流速分布が発生しても、高精度に流体の流速を計測することができる。このため、高精度な超音流量計を実現することができる。
【０００９】
また、複数個の超音波変換器を、断面形状が長方形流路の高さ方向に一列に並べて、高さ方向の超音波出力強度が大きくなる構成とした。この構成により、短辺方向に流速分布が発生しても、高精度に流体の流速を計測することができる。このため、高精度な超音流量計を実現することができる。
【００１０】
また、高さ方向に一列に並べた複数個の超音波変換器を、並列駆動し、並列受信する構成とした。この構成により、高さ方向の超音波出力強度が更に大きくすることができ、高さ方向に流速分布が発生しても、高精度に流体の流速を計測することができる。このため、高精度な超音流量計を実現することができる。
【００１１】
また、凸状の缶ケース内面に、幅Ｗが厚さＴよりも小さい角柱からなる縦振動する圧電体を複数個形成し、かつ、凸状缶ケースの外面に音響整合層を形成してなる超音波変換器とし、高さ方向の超音波出力強度が大きくなる構成とした。これにより、高精度な超音波流量計を実現できる。
【００１２】
また、直方体の縦振動圧電体に複数本の溝を形成し、幅Ｗが厚さＴよりも小さい角柱を構成し、超音波変換器とした。この構成により、高さ方向に超音波出力強度の大きい超音波変換器を簡単に構成することができ、高精度な超音波流量計を実現できる。
【００１３】
また、凸状の缶ケース内面に、幅Ｗが厚さＴよりも小さく、長さＬが厚さＴの２倍以上、４倍以下の矩形状の縦振動する複数個の圧電体を、幅方向に形成し、かつ、凸状缶ケースの外面に音響整合層を形成し、高さ方向に超音波出力強度の大きい超音波変換器を、より簡単に構成することができた。この構成により、高精度な超音波流量計を実現することができる。
【００１４】
また、平板状の縦振動圧電体に複数の溝を形成し、幅Ｗが厚さＴよりも小さく、長さＬが厚さＴの２倍以上、４倍以下の矩形状とし、超音波変換器を構成した。この構成により、高さ方向に超音波出力強度の大きい超音波変換器を、より簡単に構成することができた。この構成により、高精度な超音波流量計を実現することができる。
【００１５】
また、缶ケースの外面に、縦振動する圧電体の接着されている部分にのみ音響整合層を形成し、超音波変換器を構成した。この構成により、超音波が、音響整合層の部分から送信、あるいは受信されることになり、Ｓ／Ｎが向上した超音波変換器となる。このため、高精度な超音波流量計を実現できる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。なお、図中の同一番号を付けているものは、同一なものを示しているので、説明を省略する。
【００１７】
（実施例１）
図１は、本発明の実施例１における超音波流量計１の平面断面図を示し、流体の流れる流路２の上流側と下流側とに一対の超音波変換器３、４を流体を介し対向して設置した。超音波変換器３、４間の距離Ｌｄは、約１００［ｍｍ］、流路２の断面積Ｓｒは約３０［ｍｍ＾２］とした。なお、図中の片矢印５（実線）は流体の流れる方向を示し、両矢印６（破線）は超音波の伝搬する方向を示している。なお、流体の流れる方向は、超音波の伝搬する方向とは角θ（４５度）で交叉するようにした。
【００１８】
図２に、計測回路のブロック図を示す。計測開始信号がトリガー７から発信されると、駆動回路８は、バースト信号からなる駆動信号を送信側切換スイッチ（ＳＷ）９に接続されている上流側の超音波変換器３に供給する。上流側の超音波変換器３から超音波が流路内に送信され、下流側の超音波変換器４で受信される。
【００１９】
この受信信号は受信側切換ＳＷ１０を介して増幅器１１に伝達される。この信号は、ただちに時間計測回路１４に伝達され、上流側超音波変換器３から下流側の超音波変換器４への超音波伝播時間（Ｔ３４）が計測される。同様にして、下流側超音波変換器４から上流側の超音波変換器３への超音波伝播時間（Ｔ４３）も計測される。
【００２０】
このようにして時間計測された結果は、演算部１５に伝達され、流量演算が実施される。以下に数字を用いてより具体的に説明する。
【００２１】
超音波の音速Ｖｓ、流路２を流れる流体の流速をＶｆ、上流側の超音波変換器から下流側の超音波変換器への超音波の伝播時間計測結果をＴ（３４）とした時の、それぞれの関係は、以下のようになる。
【００２２】
Ｔ（３４）＝｛Ｌｄ／［Ｖｓ＋Ｖｆ×ｃｏｓ（θ）］｝
同様にして、下流側の超音波変換器４から上流側の超音波変換器３への超音波の伝播時間測結果をＴ（４３）とすると、以下のようになる。
【００２３】
Ｔ（４３）＝｛Ｌｄ／［Ｖｓ―Ｖｆ×ｃｏｓ（θ）］｝
これらより、
Ｔ（３４）＝Ｌｄ／［Ｖｓ＋Ｖｆ×ｃｏｓ（θ）］
Ｔ（４３）＝Ｌｄ／［Ｖｓ―Ｖｆ×ｃｏｓ（θ）］
従って、
Ｖｓ＋Ｖｆ×ｃｏｓ（θ）＝Ｌｄ／Ｔ（３４）
ＶｓーＶｆ×ｃｏｓ（θ）＝Ｌｄ／Ｔ（４３）
これらより、上の式から下の式の両辺を引き算すると、超音波の音速Ｖｓの項を消去することができ、以下のようになる。
【００２４】
２×Ｖｆ×ｃｏｓ（θ）＝Ｌｄ×［｛１／Ｔ（３４）｝―｛１／Ｔ（４３）｝］
この結果より、超音波変換器間の距離Ｌｄおよび交差角（θ）は、それぞれ既知であるので、簡単に計算することができる。このようにして流体の流速Ｖｆが得られる。
【００２５】
また、同様に上の式と下の式の両辺を足し算すると、流体の流速の項が消去されて、以下のようになる。
【００２６】
２×Ｖｓ＝Ｌｄ×［｛１／Ｔ（３４）｝＋｛１／Ｔ（４３）｝］
この結果より、音速Ｖｓも得られる。この流速Ｖｆに流路の断面積Ｓｒを乗じて流量Ｑｍを演算する。以上のような演算が、演算部１５で実施される。
【００２７】
図３に、用いた超音波変換器３、４の表面での超音波出力分布を示す。
【００２８】
図３（ａ）は、本発明で用いた超音波変換器の表面での超音波出力分布を示し、１６は約φ１１の整合層を、細線１７は超音波出力分布の等強度線を示す。また、図３（ｂ）は、従来の超音波変換器の表面での超音波出力分布を示し、１８は約φ１１の整合層を、細線１９は超音波出力分布の等強度線を示す。
【００２９】
本実施例で用いた超音波変換器は、従来の同心円状の超音波出力分布に比べ、縦方向に超音波出力の大きい矩形状の超音波出力分布となるようにした。この縦方向に強い超音波出力分布を持つ超音波変換器を、流体の流れる流路に取り付ける際に、この縦方向が、流体の流れる方向および超音波の伝播する方向に垂直となるようにした。すなわち、超音波出力の強い縦方向が、流体の流速分布が発生する流路の高さ方向となるようにした。
【００３０】
図４に、流路２に流体（空気）を流したときの流量係数の測定結果を示す。図４は、横軸に流体の流量を、縦軸に流量係数を示す。実線２０は、本実施例の縦方向に超音波出力分布の大きい超音波変換器を用いて計測した結果を、破線２１は、従来の同心円状の超音波出力分布を持つ超音波変換器を用いたときの結果をそれぞれ示す。
【００３１】
従来の超音波変換器を用いた場合、小流量から大流量にわたって、流量係数が、約０．７から約１．０へと大きく変化したが、本実施例の縦方向に超音波分布の大きい超音波変換器を用いた場合は、流量係数の変化が、約０．８５から約１．００となり、変化幅が著しく小さくなった。
【００３２】
尚、流量係数Ｒｋは、上記の流体の流速Ｖｆから演算した流量Ｑｍと、実際に流れた流量Ｑｓとの比として定義される。
【００３３】
通常、超音波流量計などで計測される流体の流速は、流路の中央部で計測される場合が多く、流路を流れる流体の平均流速よりも、一般的に大きく計測され、Ｒｋ＝Ｑｍ／Ｑｓで示される流量係数は、通常１．０以下となる。低流量域では、上下に大きく流体の流速分布をもつ層流となり、その流量係数は、約０．７５となる。
【００３４】
しかし、本実施例に示した縦方向に超音波出力分布の大きい超音波変換器を用いて流体の流速を計測すると、流路の高さ方向に発生した流体の流速分布は、縦方向に超音波出力分布の大きい超音波変換器間で計測されると、流路内を伝播する超音波の平均化特性により、流量係数の変化幅が非常に小さくなる。
【００３５】
すなわち、通常の同心円状の超音波出力分布に比べ、縦方向、すなわち流速分布の方向に、超音波出力の大きい超音波変換器を用いるため、流体の流速分布をより反映した流速計測することができ、超音波流量計の流量計測精度が向上することになる。
【００３６】
（実施例２）
図５に、本発明の実施例２における高さ約３０［ｍｍ］、幅約４０［ｍｍ］からなる長方形断面流路を有する超音波流量計の短辺を形成する流路側壁部分を示す。２２は側壁部を、２３は超音波変換器取り付け部を示す。取り付け部２３に縦方向に超音波出力分布の大きな超音波変換器２４、２５、２６を、縦方向に一列になるよう設置した。すなわち、超音波の出力分布の大きい方向が、流路の高さ方向となるように設置した。
【００３７】
なお、流路の他方の側壁の、前記超音波変換器２４、２５、２６と流体を介して対向する位置に、３個の超音波変換器２４’、２５’、２６’（図示せず）を図１のように配置した。それぞれ対向する超音波変換器対、たとえば２４と２４’、２５と２５’あるいは２６と２６’、を用い、図２に示した計測回路で計測した。
【００３８】
この構成により、流路内を流れる流体の高さ方向に発生する流速分布による流量係数の大きな変化幅を、実施例１に示したように抑えることができた。従って、高精度な超音波流量計を実現できる。
【００３９】
（実施例３）
実施例２においては、両側壁の対向する各超音波変換器間で流路を流れる流体の流速を計測したが、計測回路が複数個必要となったり、信号線が煩雑になるなどするため、一方の側壁に取り付けられている超音波変換器、例えば、２４、２５および２６を並列接続し、また他方の超音波変換器、例えば、２４’、２５’および２６’を並列接続し、それぞれ単一の超音波変換器として動作させた。
【００４０】
この構成により、流量係数の変化幅は、実施例２に示した結果よりも、約１０［％］小さくなった。これは、３個の超音波変換器が同時に動作することにより、等価的に縦方向に一段と大きくなった超音波変換器として動作し、超音波の指向性が向上した結果と考えられる。
【００４１】
また、計測回路が一台となり、また、信号線も簡略化することができ、非常に効率的となった。
【００４２】
（実施例４）
通常、この種の超音波流量計に用いられる超音波変換器は、圧電振動効率の高い縦振動が多く用いられる。図６に、実施例１に用いた縦振動型の超音波変換器の外観を示す。２７は縦振動型の縦方向に超音波出力の大きい超音波変換器を示す。
【００４３】
２８は、円筒状の缶ケース２９の外面上に接着された円柱状の音響整合層を示す。３０は、缶ケース２９の底部に溶接接着された電気端子３１、３２を有する金属からなる台座を示す。
【００４４】
図７に超音波変換器２７の断面図を示す。３３、３４は幅Ｗが高さＴよりも小さい角柱状の縦振動する圧電体を示し、上部および下部に焼き付け銀からなる電極３５、３６が形成されている。なお、高さＴは、上部電極と下部電極との距離に相当する。圧電体の角柱３３、３４は導電性あるいは非導電性のエポキシ系の接着剤により、缶ケース２９に固着されている。３７は、下部の銀電極３６を等電位とする厚さ０．０１０［ｍｍ］程度の金属箔電極を示し、導電性あるいは非導電性のエポキシ系接着剤で下部の銀電極に接着されている。なお、接着剤（図示せず）の厚さは、数ミクロン程度とした。３８は、台座３０から端子３１を電気的に絶縁するガラスハーメチックからなる絶縁シールを示す。金属箔電極３７と端子３１とはリード線３９を用い電気的に接続した。端子３２は、台座３０に溶接固定し、缶ケース２９を介して、圧電体角柱３３、３４の上部銀電極３５と電気的に接続した。
【００４５】
従って、端子３１、３２に圧電体駆動信号を供給すると、圧電体角柱３３、３４は縦振動することに成る。なお、この種の超音波流量計に用いられる超音波は、数百ｋＨｚの縦振動であることが多い。この場合、高さＴは、２〜５［ｍｍ］となる。また、音響整合層２８の厚さは、用いる超音波の波長の（１／４）程度とし、約０．５〜２．０［ｍｍ］とした。強い縦振動を発生させるため、圧電体角柱の幅Ｗは、高さＴよりも小さくした。また、角柱間の隙間は、角柱の幅Ｗの約（１／１０）程度とした。この構成で、縦振動の周波数領域、および、この動作周波数以下に横振動、あるいは、その他の不要な振動が発生することがなく、強い縦振動を発生させることができる。図９に、超音波変換器２７を、下から見た図を示す。なお、台座３０および金属箔電極３７を取り除いた場合を示している。圧電体角柱３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、および３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄを２×４のマトリックス状に配置されている。この配置により、縦方向（圧電体角柱が４個並んだ方向）に超音波出力の大きい超音波変換器とすることができる。
【００４６】
なお、上記図６の超音波変換器は、円筒状の缶ケースで構成されたものを示したが、図９に示すような方形状の缶ケース４０で構成した超音波変換器４１でも同様の縦方向に超音波出力の大きい超音波変換器を構成することができる。缶ケース４０の内部は、図６に示した超音波変換器２７と同様に、缶ケース４０の長手方向に圧電体角柱が４個並ぶように、２×４のマトリックス状に配置してある。
【００４７】
（実施例５）
図１０に、一本の縦方向の溝４２と、３本の横方向の溝４３ａ、４３ｂ、４３ｃを形成した直方体の圧電体４４を示す。直方体の圧電体４４の上面、下面に焼付け銀からなる銀電極４５、４６を形成した後、上記溝を、圧電体厚さの約７０から９０［％］の深さで形成した。この溝により、直方体の圧電体は、八つの角柱に分割され、上部銀電極４５も八分割された構成となっている。なお、この溝の幅は、各角柱の幅Ｗの約（１／１０）以下の寸法となるようにした。一方、下部電極４６は全体で共通電極となる。この八分割された上部電極４５と、共通の下部電極４６との間に圧電体駆動信号を与えると、八分割された各角柱は、同期して縦振動することになる。なお、この場合、縦振動以外の不要な振動が発生しないように、各角柱の幅Ｗは、角柱の高さＴよりも小さくなるようにした。
【００４８】
従って、溝で八分割されたこの直方体の圧電体を、前記実施例に示した缶ケース内に、導電性あるいは非導電性のポキシ系の接着剤で固着すると、前記実施例で示したような縦方向に超音波出力の大きい超音波変換器を構成することができる。この場合、缶ケース側に共通の下部電極４６を接着すると、八分割された各上部電極を等電位とする金属箔が必要となる。一方、八分割された各上部電極を、缶ケース側に接着すると、下部の共通電極が八分割された角柱の共通電極となり、一方八分割された上部電極は、金属製の缶ケースを介して等電位となるので、金属箔電極は不要となり、組み立て効率が大変向上するという利点も得られる。
【００４９】
（実施例６）
図１１に、４本のそれぞれ上下に焼付け銀からなる上部銀電極４７、下部銀電極４８を有する直方体の縦振動する圧電体４９を示す。各直方体は、図示したように幅Ｗ、長さＬ、高さＴとすると、幅Ｗは高さＴよりも小さく、長さＬは高さＴの２倍以上、４倍以下となるように構成した。この構成により、各直方体の上部電極４７と下部電極４９との間に、圧電体駆動信号を印加すると、高さＴにより規制される縦振動が発生する。なお、幅Ｗによって規制される横振動は、高さＴのよって規制される縦振動の１．５倍以上もの高い周波数となり、また長さＬによって規制される横振動は、高さＴによって規制される縦振動の（１／２）以下の周波数となるため、高さＴによって規制される縦振動とは、周波数が大きく異なることになる。
【００５０】
従って、縦振動の不要振動とはならず、効率のよい縦振動が得られる。このような上下に電極を有する直方体４９を図示したように、直方体の幅Ｗの約（１／１０）程度に近接させ、上記実施例に示した凸状の缶ケースに導電性あるいは非導電性エポキシ系接着剤で固着すると、前記実施例で示したような縦方向に超音波出力の大きい超音波変換器を構成することができる。この場合の縦方向とは、各直方体の上もしくは下の中央部を結ぶ方向で、矢印５０で示した方向である。
【００５１】
（実施例７）
図１２に、横方向に３本の溝５１、５２、５３を形成し、直方体の圧電体５４を４分割した構成とした。溝深さは、直方体の圧電体５４の高さＴの約７０から９０［％］の深さとした。このようにして実施例６と同様の構成となるよう圧電体に溝をいれた。なお、溝の幅は、実施例６と同様、圧電体の幅の約（１／１０）程度とした。この構成によっても、縦方向（矢印５５）に超音波出力の大きい超音波変換器を構成することができる。実施例６に比べ、組み立て性は一段と向上した。
【００５２】
（実施例８）
図１３に、円筒状の缶ケース上面５６の音響整合層５７を示す。音響整合層５７は、実施例１で示した円柱状の音響整合層から、缶ケース内面に圧電体がある部分だけを残し、それ以外の音響整合層を除去した形状とした。この形状により、超音波出力が音響整合層５７の部分に集約され、より際だった超音波出力分布を示した。このように音響整合層を圧電体のある部分にのみ限定した場合の超音波出力分布を、図１４に示す。図１４は、超音波変換器表面の超音波出力分布を示し、横軸は図１３に示した破線５８に沿った横方向の位置を示し、縦軸はその場所での超音波出力を示す。実線５９は音響整合層を圧電体のある部分に限定した場合の出力分布を、破線６０は缶ケース全面に音響整合層がある場合の結果を示す。なお、超音波出力は、分布形状を比較するために、最大値を一致させて表示した。同図において、缶ケース全面に音響整合層がある場合の結果（破線６０）の最大値の約（１／２）の幅が、圧電体のある部分にほぼ一致した。なお、超音波出力の最大値は、音響整合層を圧電体のある部分に限定した場合のほうが、約１０［％］大きい値が得られた。これは、音響整合層のある部分に超音波出力が限定されるためと考えられる。このように、音響整合層を圧電体の接着されている部分にのみ限定することにより、より縦方向に超音波出力の大きい超音波変換器を構成することができる。より縦方向に超音波出力の大きいこの超音波変換器対を用いることにより、より高精度な超音波流量計が実現できる。
【００５３】
このように缶ケース表面の一部に音響整合層が限定され、缶ケース表面の一部が露出している超音波変換器対を用いて超音波流量計を構成すると、ＴＴＥ（３回反射）が減少するという効果も得られた。これは、上流側あるいは下流側の超音波変換器から送出された超音波が、他方の超音波変換器で反射する時に、音響整合層の部分で反射する超音波と、露出した缶ケースの表面部分で反射する超音波とが、位相がお互い若干異なるため、干渉し、その強度が減少するためと考えられる。従って、繰り返し計測するシングアラウンド方式を用いる超音波流量計には、より適した超音波変換器となる。
【００５４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、高精度な超音波流量計を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例１における超音波流量計の平面断面図
【図２】  同流量計における計測の回路ブロック図
【図３】  （ａ）同流量計における超音波出力分布図
（ｂ）同流量計における他の超音波出力分布図
【図４】  同流量計における流量特性図
【図５】  本発明の実施例２における超音波変換器の取り付け部を示す図
【図６】  本発明の実施例４における超音波変換器の外観図
【図７】  同変換器の断面図
【図８】  同変換器の裏面図
【図９】  本発明の実施例４における方形状の超音波変換器の外観図
【図１０】  本発明の実施例５における八分割された圧電体の外観図
【図１１】  本発明の実施例６における直方体状圧電体の外観図
【図１２】  本発明の実施例７における四分割された圧電体の外観図
【図１３】  本発明の実施例８における超音波変換器の外観図
【図１４】  同変換器における超音波出力分布図
【図１５】  従来の超音波流量計の平面断面図
【符号の説明】
１  超音波流量計
２  流路
３  上流側の超音波変換器
４  下流側の超音波変換器
２８  音響整合層
２９  缶ケース
３３、３４  圧電体角柱
３５  上部銀電極
３６  下部銀電極
【図１】
0003948335.tif 000002
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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