(57)【要約】【課題】設置が容易で流体の流量を正確に計測可能なクランプオン式超音波流量計の設置方法を提供する。【解決手段】流体が流れる配管１０に対して第１の超音波信号を入射する第１の超音波トランスデューサ１０１を設置することと、第１の超音波信号を受信可能な位置に、配管１０に対して第２の超音波信号を入射する第２の超音波トランスデューサ１０２を設置することと、配管１０に、音響整合塗料を塗布し、音響整合層２２を形成することと、音響整合層２２の上に、配管内の超音波ノイズ成分を吸収する超音波吸収材２１を配置することと、を備えるクランプオン式超音波流量計の設置方法。音響整合層２２が、超音波ノイズ成分を配管１０から超音波吸収材２１に透過させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流れる配管に対して第１の超音波信号を入射する第１の超音波トランスデューサと、
前記第１の超音波信号を受信可能な位置に配置され、前記配管に対して第２の超音波信号を入射する第２の超音波トランスデューサと、
前記配管に配置される、前記配管内の超音波ノイズ成分を吸収する超音波吸収材と、
前記配管と前記超音波吸収材の間に配置される、前記超音波ノイズ成分を前記配管から前記超音波吸収材に透過させる音響整合層を形成するための、前記配管に塗布される音響整合塗料と、
を備える、クランプオン式超音波流量計の設置キット。
【請求項２】
前記音響整合塗料が、常温乾燥塗料である、請求項１に記載の超音波流量計の設置キット。
【請求項３】
前記音響整合塗料が、粒子を含む、請求項１又は２に記載の超音波流量計の設置キット。
【請求項４】
前記音響整合塗料が、タングステン粒子又は硫酸バリウム粒子を含む、請求項１又は２に記載の超音波流量計の設置キット。
【請求項５】
前記超音波吸収材がブチルゴム又はシリコーンゴムを含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の超音波流量計の設置キット。
【請求項６】
前記ブチルゴムが未架橋ブチルゴムである、請求項５に記載の超音波流量計の設置キット。
【請求項７】
前記超音波吸収材が、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ナイロン、天然ゴム、ニトリルゴム、及びスチレンゴムからなる群から選択される少なくとも一つを含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の超音波流量計の設置キット。
【請求項８】
前記第１の超音波信号が前記配管内を経て前記第２の超音波トランスデューサに到達するまでの第１の時間と、前記第２の超音波信号が前記配管内を経て前記第１の超音波トランスデューサに到達するまでの第２の時間と、に基づき、前記配管内の流体の流速を算出する流速算出部を更に備える、請求項１から７のいずれか１項に記載の超音波流量計の設置キット。
【請求項９】
流体が流れる配管に対して第１の超音波信号を入射する第１の超音波トランスデューサを設置することと、
前記第１の超音波信号を受信可能な位置に、前記配管に対して第２の超音波信号を入射する第２の超音波トランスデューサを設置することと、
前記配管に、音響整合塗料を塗布し、音響整合層を形成することと、
前記音響整合層の上に、前記配管内の超音波ノイズ成分を吸収する超音波吸収材を配置することと、
を備え、
前記音響整合層が、前記超音波ノイズ成分を前記配管から前記超音波吸収材に透過させる、クランプオン式超音波流量計の設置方法。
【請求項１０】
前記音響整合塗料が、常温乾燥塗料である、請求項９に記載の超音波流量計の設置方法。
【請求項１１】
前記音響整合塗料が、粒子を含む、請求項９又は１０に記載の超音波流量計の設置方法。
【請求項１２】
前記音響整合塗料が、タングステン粒子又は硫酸バリウム粒子を含む、請求項９又は１０に記載の超音波流量計の設置方法。
【請求項１３】
前記超音波吸収材がブチルゴム又はシリコーンゴムを含む、請求項９から１２のいずれか１項に記載の超音波流量計の設置方法。
【請求項１４】
前記ブチルゴムが未架橋ブチルゴムである、請求項１３に記載の超音波流量計の設置方法。
【請求項１５】
前記超音波吸収材が、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ナイロン、天然ゴム、ニトリルゴム、及びスチレンゴムからなる群から選択される少なくとも一つを含む、請求項９から１２のいずれか１項に記載の超音波流量計の設置方法。
【請求項１６】
前記第１の超音波信号が前記配管内を経て前記第２の超音波トランスデューサに到達するまでの第１の時間と、前記第２の超音波信号が前記配管内を経て前記第１の超音波トランスデューサに到達するまでの第２の時間と、に基づき、前記配管内の流体の流速を算出する流速算出部を設置することを更に備える、請求項９から１５のいずれか１項に記載の超音波流量計の設置方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は流体計測技術に関し、特にクランプオン式超音波流量計の設置キット、及びクランプオン式超音波流量計の設置方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
クランプオン式超音波流量計は、配管の外側の上流側と下流側にそれぞれ配置される超音波トランスデューサを備える。クランプオン式の流量計は一般に超音波を利用するため、以下、本明細書においては、「クランプオン式超音波流量計」のことを、単に「クランプオン式流量計」と略す場合がある。クランプオン式流量計は、配管の中を流れる流体に向かって超音波を送り込み、流体の上流から下流方向に従って伝播する超音波の伝播時間と、下流から上流方向に逆らって伝播する超音波の伝播時間と、に基づき、配管内を流れる流体の流速及び流量を算出する（例えば、特許文献１、２参照。）。
【０００３】
クランプオン式流量計は、配管の外側に超音波トランスデューサを押し当てればよいため、設置する際に配管を切断する必要がない、配管内の空洞部を流れる流体に触れないため、測定対象の流体が腐食性であってもよい、測定対象の流体の純度に影響を与えない、並びに配管内に構造物が挿入されないため、圧力損失が生じない、等の利点を有する。
【０００４】
クランプオン式流量計において、配管内部を流れる流体に向かって超音波を照射すると、配管の壁内部を反射しながら伝搬する壁内伝搬波が発生し得る。流体を通過し、再び配管の壁内部に入射した超音波が、壁内伝搬波と混ざり合うと、壁内伝搬波が、ノイズ成分になり得る。そのため、配管の外周に超音波吸収材（「ダンピング材」ともいう。）を貼り付けることによって、ノイズ成分である壁内伝搬波を減衰させ、流体を通過した超音波を精度よく検出することが提案されている（例えば、特許文献３、４参照。）。超音波吸収材は、例えば、未架橋ブチルゴムを含む（例えば、特許文献６参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】欧州特許第１１７３７３３号明細書
【特許文献２】特開平７−２６０５３２号公報
【特許文献３】米国特許第６６２６０４９号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００４／０１２３６６６号明細書
【特許文献５】特公平４−４９９４８号公報
【特許文献６】特開２０１４−１５７１２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、設置が容易で流体の流量を正確に計測可能なクランプオン式超音波流量計の設置キット、及びクランプオン式超音波流量計の設置方法を提供することを目的とする。ここで、流体とは、気体及び液体を含む。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の態様によれば、（ａ）流体が流れる配管に対して第１の超音波信号を入射する第１の超音波トランスデューサと、（ｂ）第１の超音波信号を受信可能な位置に配置され、配管に対して第２の超音波信号を入射する第２の超音波トランスデューサと、（ｃ）配管に配置される、配管内の超音波ノイズ成分を吸収する超音波吸収材と、（ｄ）配管と超音波吸収材の間に配置される、超音波ノイズ成分を配管から超音波吸収材に透過させる音響整合層を形成するための、配管に塗布される音響整合塗料と、を備える、クランプオン式超音波流量計の設置キットが提供される。
【０００８】
上記のクランプオン式超音波流量計の設置キットにおいて、音響整合塗料が、常温乾燥塗料であってもよい。音響整合塗料が、粒子、例えばタングステン粒子又は硫酸バリウム粒子を含んでいてもよい。
【０００９】
上記のクランプオン式超音波流量計の設置キットにおいて、超音波吸収材がブチルゴム又はシリコーンゴムを含んでいてもよい。ブチルゴムが未架橋ブチルゴムであってもよい。あるいは、超音波吸収材が、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ナイロン、天然ゴム、ニトリルゴム、及びスチレンゴムからなる群から選択される少なくとも一つを含んでいてもよい。
【００１０】
上記のクランプオン式超音波流量計の設置キットが、第１の超音波信号が配管内を経て第２の超音波トランスデューサに到達するまでの第１の時間と、第２の超音波信号が配管内を経て第１の超音波トランスデューサに到達するまでの第２の時間と、に基づき、配管内の流体の流速を算出する流速算出部をさらに備えていてもよい。
【００１１】
また、本発明の態様によれば、（ａ）流体が流れる配管に対して第１の超音波信号を入射する第１の超音波トランスデューサを設置することと、（ｂ）第１の超音波信号を受信可能な位置に、配管に対して第２の超音波信号を入射する第２の超音波トランスデューサを設置することと、（ｃ）配管に、音響整合塗料を塗布し、音響整合層を形成することと、（ｄ）音響整合層の上に、配管内の超音波ノイズ成分を吸収する超音波吸収材を配置することと、を備え、（ｅ）音響整合層が、超音波ノイズ成分を配管から超音波吸収材に透過させる、クランプオン式超音波流量計の設置方法が提供される。
【００１２】
上記のクランプオン式超音波流量計の設置方法において、音響整合塗料が、常温乾燥塗料であってもよい。音響整合塗料が、粒子、例えばタングステン粒子又は硫酸バリウム粒子を含んでいてもよい。
【００１３】
上記のクランプオン式超音波流量計の設置方法において、超音波吸収材がブチルゴム又はシリコーンゴムを含んでいてもよい。ブチルゴムが未架橋ブチルゴムであってもよい。あるいは、超音波吸収材が、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ナイロン、天然ゴム、ニトリルゴム、及びスチレンゴムからなる群から選択される少なくとも一つを含んでいてもよい。
【００１４】
上記のクランプオン式超音波流量計の設置方法が、第１の超音波信号が配管内を経て第２の超音波トランスデューサに到達するまでの第１の時間と、第２の超音波信号が配管内を経て第１の超音波トランスデューサに到達するまでの第２の時間と、に基づき、配管内の流体の流速を算出する流速算出部を設置することをさらに備えていてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、設置が容易で流体の流量を正確に計測可能なクランプオン式超音波流量計の設置キット、及びクランプオン式超音波流量計の設置方法を提供可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係るクランプオン式流量計の模式的断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るクランプオン式流量計の模式的断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るクランプオン式流量計の模式的断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るクランプオン式流量計の模式的断面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るクランプオン式流量計の模式的断面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るクランプオン式流量計の設置方法を示す模式的断面図である。
【図７】本発明の実施の形態に係るクランプオン式流量計の設置方法を示す模式的断面図である。
【図８】本発明の実施の形態に係るクランプオン式流量計の設置方法を示す模式的断面図である。
【図９】本発明の実施の形態に係るクランプオン式流量計の設置方法を示す模式的断面図である。
【図１０】本発明の比較例に係るクランプオン式流量計の設置方法を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものである。したがって、具体的な寸法等は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１８】
実施の形態に係るクランプオン式超音波流量計の設置方法は、図１に示す流体が流れる配管１０に対して第１の超音波信号を入射する第１の超音波トランスデューサ１０１を設置することと、第１の超音波信号を受信可能な位置に、配管１０に対して第２の超音波信号を入射する第２の超音波トランスデューサ１０２を設置することと、配管１０に、音響整合塗料を塗布し、音響整合層２２を形成することと、音響整合層２２の上に、配管１０内の超音波ノイズ成分を吸収する超音波吸収材２１を配置することと、を備える。音響整合層２２が、超音波ノイズ成分を配管１０から超音波吸収材２１に透過させる。
【００１９】
例えば、第１の超音波トランスデューサ１０１は配管１０内を流れる流体の上流側に配置され、第２の超音波トランスデューサ１０２は下流側に配置される。ここで、流体とは、気体又は液体を含む。第１の超音波トランスデューサ１０１から発せられた第１の超音波信号は、配管１０を経て第２の超音波トランスデューサ１０２で受信される。第２の超音波トランスデューサ１０２から発せられた第２の超音波信号は、配管１０を経て第１の超音波トランスデューサ１０１で受信される。例えば、第１の超音波トランスデューサ１０１と第２の超音波トランスデューサ１０２は、交互に駆動信号が印加され、交互に超音波信号を発する。
【００２０】
第１の超音波トランスデューサ１０１及び第２の超音波トランスデューサ１０２は、中央処理装置（ＣＰＵ）３００に電気的に接続されている。ＣＰＵ３００は、例えば、第１の超音波信号が第１の超音波トランスデューサ１０１から発せられてから配管１０内を経て第２の超音波トランスデューサ１０２に到達するまでの第１の時間、及び第２の超音波信号が第２の超音波トランスデューサ１０２から発せられてから配管内を経て第１の超音波トランスデューサ１０１に到達するまでの第２の時間を計測する時間計測部３０１と、第１の時間と、第２の時間と、に基づき、配管１０内の流体の流速を算出する流速算出部３０２と、を含む。
【００２１】
第１の超音波トランスデューサ１０１は、図２に示すように、例えば、第１の超音波信号を発する第１の振動子１と、第１の超音波信号が角度θwi1で配管１０に向かって斜入射するように、配管１０の外表面上に配置される第１のウェッジ１１と、を備える。同様に、第２の超音波トランスデューサ１０２は、例えば、図３に示すように、第２の超音波信号を発する第２の振動子２と、第２の超音波信号が角度θwi2で配管１０に向かって斜入射するように、配管１０の外表面上に配置される第２のウェッジ１２と、を備える。配管１０は、例えばステンレス鋼等の金属材料からなる金属配管である。第１及び第２のウェッジ１１、１２は、例えばポリエーテルイミド等のプラスチック等の合成樹脂等からなる。
【００２２】
第１の超音波トランスデューサ１０１の第１のウェッジ１１における超音波の音速をｃW、配管１０内の流体における超音波の音速をｃaとし、第１ウェッジ１１と配管１０との界面に対する第１の超音波信号の入射角をθWi1、配管１０内の流体に出射する第１の超音波信号の出射角をθao1とすると、スネルの法則から、下記式（１）を満足する。
ｓｉｎ（θWi1）／ｃW
＝ｓｉｎ（θao1）／ｃa        （１）
そのため、第１の超音波トランスデューサ１０１から発せられ、配管１０内の流体に出射する第１の超音波信号の出射角をθao1は、下記（２）式で与えられる。
θao1＝ｓｉｎ-1（ｓｉｎθWi1・ｃa／ｃW）            （２）
【００２３】
第１の超音波信号は配管１０内の流体中を進み、配管１０の管壁の出射した部分と対向する部分に入射する。さらに、第１の超音波信号は、配管１０の管壁から角度θwi1と同じ角度θwo1で配管外部に出射して、第２の超音波トランスデューサ１０２で受信される。
【００２４】
また、第２の超音波トランスデューサ１０２の第２のウェッジ１２における超音波の音速もｃWであり、第２ウェッジ１２と配管１０との界面に対する第２の超音波信号の入射角をθWi2、配管１０内の流体に出射する第２の超音波信号の出射角をθao2とすると、スネルの法則から、下記式（３）を満足する。
ｓｉｎ（θWi2）／ｃW
＝ｓｉｎ（θao2）／ｃa        （３）
そのため、第２の超音波トランスデューサ１０２から発せられ、配管１０内の流体に出射する第２の超音波信号の出射角をθao2は、下記（４）式で与えられる。
θao2＝ｓｉｎ-1（ｓｉｎθWi2・ｃa／ｃW）            （４）
【００２５】
第２の超音波信号は配管１０内の流体中を進み、配管１０の管壁の出射した部分と対向する部分に入射する。さらに、第２の超音波信号は、配管１０の管壁から角度θwi2と同じ角度θwo2で配管外部に出射して、第１の超音波トランスデューサ１０１で受信される。
【００２６】
配管１０の内部においては、流体が流速ｖで流れている。上述したように、第１の超音波トランスデューサ１０１は配管１０内を流れる流体の上流側に配置され、第２の超音波トランスデューサ１０２は下流側に配置される。そのため、第１の超音波トランスデューサ１０１から発せられた第１の超音波信号は、配管１０内の空洞部を流体の流れに従って伝播する。これに対し、第２の超音波トランスデューサ１０２から発せられた第２の超音波信号は、配管１０内の空洞部を流体の流れに逆らって伝播する。よって、配管１０内の空洞部において、第１の超音波信号の伝播時間と、第２の超音波信号の伝播時間と、で、流体の流速ｖによる差が生じる。
【００２７】
第１の超音波信号が配管１０内の空洞部を横切るために必要な伝播時間ｔ1は、下記（５）式で与えられる。
ｔ1＝Ｌ／（ｃa＋ｖ・ｃｏｓ（（π／２）−θao1））            （５）
また、第２の超音波信号が配管１０内の空洞部を横切るために必要な伝播時間ｔ2は、下記（６）式で与えられる。
ｔ2＝Ｌ／（ｃa−ｖ・ｃｏｓ（（π／２）−θao2））            （６）
ここで、図４及び図５に示すように、Ｌは第１の超音波信号及び第２の超音波信号のそれぞれが配管１０内の空洞部を横切る長さを表す。
また、θao2はθao1と等しいため、上記（６）式から、下記（７）式が得られる。
ｔ2＝Ｌ／（ｃa−ｖ・ｃｏｓ（（π／２）−θao1））            （７）
【００２８】
上記（５）及び（７）式より、伝播時間ｔ2と伝播時間ｔ1との差Δｔは、下記（８）式で与えられる。
Δｔ＝ｔ2−ｔ1≒（２Ｌｖ・ｓｉｎθao1）／ｃa2         （８）
上記（８）式より、配管１０内の空洞部を流れる流体の流速ｖは、下記（９）式で与えられる。
ｖ＝ｃa2Δｔ／（２Ｌ・ｓｉｎθao1）                   （９）
ここで、出射角θao1は上記（２）式より算出可能である。長さＬは、配管１０の直径と出射角θao1より算出可能である。また、配管１０内の空洞部を流れる流体における音速ｃaは、流体の種類や温度によって定まる定数である。したがって、第１及び第２の超音波信号の伝搬時間の差Δｔを計測することにより、配管１０内の空洞部を流れる流体の流速ｖを算出可能である。
【００２９】
なお、第１及び第２の超音波信号の伝播時間ｔ1、ｔ2の時間差Δｔは、相関法により求めてもよい。この場合、第１の超音波信号の受信信号の波形全体と、第２の超音波信号の受信信号の波形全体と、の相互相関関数を求め、求められた相互相関関数のピークから、第１及び第２の超音波信号の伝播時間ｔ1、ｔ2の時間差Δｔを求めることが可能である。
【００３０】
図１から図５に示す超音波吸収材２１は、音響整合層２２を介して配管１０の外周表面に密着される。例えば、超音波吸収材２１は、少なくとも第１の超音波トランスデューサ１０１と第２の超音波トランスデューサ１０２の間の配管１０表面に配置される。超音波吸収材２１は、配管１０の壁内部を反射しながら伝搬する壁内伝搬波を、配管１０内の超音波ノイズ成分として吸収する。
【００３１】
超音波吸収材２１は、超音波の波長帯域の振動を吸収する材料を含み、例えば、ブチルゴム又はシリコーンゴムを含んでいる。ブチルゴムとは、イソブチレンと少量のイソプレンを低温重合したゴムである。ブチルゴムは、硫黄等によって架橋されていない、未架橋（未加硫）ブチルゴムであってもよい。あるいは、超音波吸収材２１は、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ナイロン、天然ゴム、ニトリルゴム、及びスチレンゴムからなる群から選択される少なくとも一つを含んでいてもよい。
【００３２】
主に金属からなる配管１０の音響インピーダンスは高く、主に樹脂からなる超音波吸収材２１の音響インピーダンスは低い。そのため、通常、配管１０の音響インピーダンスと、超音波吸収材２１の音響インピーダンスと、は大きく異なる。したがって、通常、配管１０に超音波吸収材２１を直接配置しても、音響インピーダンスの差により、配管１０内の超音波ノイズ成分は、配管１０と超音波吸収材２１の界面で反射されてしまう。これに対し、配管１０の音響インピーダンスと、超音波吸収材２１の音響インピーダンスと、の間の音響インピーダンスを有する音響整合層２２を、配管１０と、超音波吸収材２１と、の間に配置することによって、配管１０内の超音波ノイズ成分を超音波吸収材２１に透過させることが可能となる。
【００３３】
音響整合層２２は、配管１０に、例えば粒子を含む音響整合塗料を塗布し、配管１０上で音響整合塗料を乾燥させることにより形成される。粒子としては、主に樹脂からなる超音波吸収材２１よりも高い音響インピーダンスを有する粒子が使用可能であり、そのような粒子としては、タングステン等からなる金属粒子、フェライト等からなる磁性粒子、及び硫酸バリウム等からなる無機化合物粒子が使用可能である。
【００３４】
音響整合塗料において、粒子は、樹脂塗料中に拡散している。樹脂塗料の材料としては、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、一液性エポキシ常温硬化樹脂、及び二液性エポキシ常温硬化樹脂等が使用可能である。音響整合塗料が、常温乾燥塗料であると、配管１０に塗布後、加熱せずとも音響整合層２２が形成されるため、好適である。ここで、常温乾燥塗料とは、例えば４０℃以下、３０℃以下、２０℃以下、１０℃以下、あるいは５℃以下で硬化する塗料をいう。乾燥の種類としては、塗料の種類に応じて、溶剤が揮発することによる揮発乾燥、溶剤が蒸発すると同時に酸化重合して固化する蒸発酸化重合乾燥、塗料中の成分相互の付加重合により固化する重合乾燥、及び溶剤が揮発すると同時に成分相互の付加重合により固化する蒸発重合乾燥等があるが、いずれも使用可能である。
【００３５】
樹脂塗料に対する粒子の配合量を増やすと、形成される音響整合層２２の音響インピーダンスが高くなる傾向にある。したがって、樹脂塗料に対する粒子の配合量を適宜調整することにより、形成される音響整合層２２の音響インピーダンスを任意に設定することが可能である。
【００３６】
音響整合層２２は単層であってもよく、多重層であってもよい。例えば、図６に示すような配管１０の表面に、第１の音響整合塗料を塗布して、図７に示すように、第１の音響整合層２２Ａを形成し、次に、第１の音響整合層２２Ａ上に、第１の音響整合塗料よりも音響インピーダンスが低い第２の音響整合塗料を塗布して、図８に示すように、第２の音響整合層２２Ｂを形成し、図９に示すように、第２の音響整合層２２Ｂ上に超音波吸収材２１を配置してもよい。この場合、配管１０、第１の音響整合層２２Ａ、第２の音響整合層２２Ｂ、超音波吸収材２１の順に、音響インピーダンスが低くなっていく。
【００３７】
図１から図５に示すＣＰＵ３００の時間計測部３０１は、第１の超音波トランスデューサ１０１が第１の超音波信号を発したタイミングと、第２の超音波トランスデューサ１０２が第１の超音波信号を受信したタイミングと、を監視し、第１の超音波信号が第１の超音波トランスデューサ１０１から発せられてから配管１０内を経て第２の超音波トランスデューサ１０２に到達するまでの第１の時間を計測する。
【００３８】
ここで、第１の超音波トランスデューサ１０１が駆動されたタイミングを、第１の超音波信号が第１の超音波トランスデューサ１０１から発せられたタイミングとしてもよい。また、第１の超音波信号が第２の超音波トランスデューサ１０２に到達したタイミングにおける第２の超音波トランスデューサ１０２の受信信号の強度が小さい場合は、受信信号の波形における特徴点が得られたタイミングから、第１の超音波信号が第２の超音波トランスデューサ１０２に到達したタイミングを逆算してもよい。受信信号の特徴点とは、例えば、受信信号の振幅波形における所定の数の極大点の後の受信信号の強度がゼロとなる点（ゼロクロス点）である。
【００３９】
また、時間計測部３０１は、第２の超音波トランスデューサ１０２が第２の超音波信号を発したタイミングと、第１の超音波トランスデューサ１０１が第２の超音波信号を受信したタイミングと、を監視し、第２の超音波信号が第２の超音波トランスデューサ１０２から発せられてから配管１０内を経て第１の超音波トランスデューサ１０１に到達するまでの第２の時間を計測する。
【００４０】
ここで、第２の超音波トランスデューサ１０２が駆動されたタイミングを、第２の超音波信号が第２の超音波トランスデューサ１０２から発せられたタイミングとしてもよい。また、第２の超音波信号が第１の超音波トランスデューサ１０１に到達したタイミングにおける第１の超音波トランスデューサ１０１の受信信号の強度が小さい場合は、受信信号の波形における特徴点（例えば、ゼロクロス点）が得られたタイミングから、第２の超音波信号が第１の超音波トランスデューサ１０１に到達したタイミングを逆算してもよい。
【００４１】
時間計測部３０１は、計測した第２の時間と第１の時間の差の値を算出する。ただし、時間計測部３０１は、上述したように、相関法により、第２の時間と第１の時間の差を、直接求めてもよい。ここで、第１及び第２のウェッジ１１、１２及び配管１０の管壁内部では、第１の超音波信号の伝播時間と、第２の超音波信号の伝播時間と、の間に、差が生じない。したがって、第２の時間と第１の時間の差は、上記（８）式で与えられる配管１０内の空洞部における伝播時間ｔ2と伝播時間ｔ1との差Δｔのみによって生じる。
【００４２】
時間計測部３０１は、第２の時間と第１の時間の差を、流速算出部３０２に伝送する。流速算出部３０２は、例えば、上記（２）式に基づき、配管１０の管壁から空洞部に出射する第１の超音波信号の出射角θao1の値を算出する。なお、流速算出部３０２は、予め算出された出射角θao1を記憶していてもよい。
【００４３】
流速算出部３０２は、上記（９）式の右辺の変数に算出した値を代入して、配管１０内の空洞部を流れる流体の流速ｖを算出する。なお、流速算出部３０２は、第１の時間の逆数と第２の時間の逆数の差に基づいて流速ｖを算出してもよい。
【００４４】
ＣＰＵ３００には、測定値保存部３５２及び出力装置４０１が接続されている。流速算出部３０２は、算出した流体の補正された流速ｖc及び流量ｑを、記憶装置である測定値保存部３５２に保存し、出力装置４０１に出力する。
【００４５】
例えば、予め成形されたシート状の音響整合層を配管に貼り付けようとしても、音響インピーダンスが高い粒子を含む音響整合層は硬くなる傾向にあり、図１０に示すように、配管５１０の曲面に予め成形されたシート状の音響整合層５２２Ａ、５２２Ｂを追随させることができないことがあり得る。そのため、配管５１０と、音響整合層５２２Ａ、５２２Ｂと、の間に隙間が生じ、配管５１０内の超音波ノイズ成分を超音波吸収材５２１に透過させることが不可能になる場合がある。
【００４６】
これに対し、実施の形態に係るクランプオン式超音波流量計の設置方法によれば、予め成形されたシート状の音響整合層を用いず、図６から図９に示したように、音響整合塗料を配管１０に塗布することによって、音響整合層２２Ａ、２２Ｂを形成する。そのため、配管１０がどのような形状であっても、配管１０の表面に沿って音響整合層２２Ａ、２２Ｂを形成することが可能となる。
【００４７】
（その他の実施の形態）
上記のように本発明を実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになるはずである。例えば、図１から図５においては、第１及び第２の超音波トランスデューサ１０１、１０２が対向して配置されている例を示した。これに対し、超音波信号を配管内で反射させる場合は、必ずしも第１及び第２の超音波トランスデューサが対向して配置されなくともよい。
【００４８】
また、配管１０内の空洞部を流れる流体の流速ｖは、下記（１０）式で与えられる伝播時間逆数差方式で求めてもよい。
ｖ＝（Ｌ／２ｃｏｓ（π／２−θao2））｛（１／ｔ1）−（１／ｔ2）｝      （１０）
伝播時間逆数差方式によれば、音速ｃが未知であっても、流体の流速ｖを算出可能である。このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。
【符号の説明】
【００４９】
１     第１の振動子
２     第２の振動子
１０   配管
１１   第１のウェッジ
１２   第２のウェッジ
２１   超音波吸収材
２２、２２Ａ、２２Ｂ 音響整合層
１０１ 第１の超音波トランスデューサ
１０２ 第２の超音波トランスデューサ
３００ 中央演算処理装置
３０１ 時間計測部
３０２ 流速算出部
３５２ 測定値保存部
４０１ 出力装置
５１０ 配管
５２１ 超音波吸収材
５２２Ａ、５２２Ｂ   音響整合層
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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