JP2021015024A - Spiral type ultrasonic flowmeter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、化学工場、半導体製造分野、食品分野、バイオ分野、医療分野などの各種産業における流体輸送において、流体中に超音波振動を伝搬させ、超音波伝搬時間から流体の流速又は流量を計測する超音波流量計に関し、特に微小流量の計測に適した超音波流量計に関する。 The present invention propagates ultrasonic vibrations in a fluid and measures the flow velocity or flow rate of the fluid from the ultrasonic propagation time in fluid transportation in various industries such as chemical factories, semiconductor manufacturing fields, food fields, biotechnology fields, and medical fields. The present invention relates to an ultrasonic flow meter, and particularly to an ultrasonic flow meter suitable for measuring a minute flow rate.
従来、測定対象流体中に超音波振動を伝搬させることにより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や特許文献２に記載のタイプの超音波流量計では、直管状の測定管の外周部に二つの超音波送受信器が取り付けられており、一方の超音波送受信器から発せられた超音波を測定管壁を通して測定管内の測定対象流体へ伝搬し、測定管の管壁で反射されながら測定管内の流体の流れの方向に対して斜めに伝搬して、他方の超音波送受信器により受信する。その後瞬時に、送信側と受信側が切り換えられ、同様に、他方の超音波送受信器から発せられた超音波を一方の超音波送受信器により受信し、上流側の超音波送受信器から下流側の超音波送受信器への超音波伝搬時間と下流側の超音波送受信器から上流側の超音波送受信器への超音波伝搬時間の差に基づいて、測定管内の流体の流速を求めて流量を測定する。 Conventionally, an ultrasonic flow meter that measures a flow rate by propagating ultrasonic vibration into a fluid to be measured has been known. For example, in the ultrasonic flowmeters of the types described in Patent Document 1 and Patent Document 2, two ultrasonic transmitters / receivers are attached to the outer peripheral portion of a straight tubular measuring tube, and are emitted from one of the ultrasonic transmitters / receivers. Ultrasonic waves are propagated through the measuring tube wall to the fluid to be measured in the measuring tube, and while being reflected by the tube wall of the measuring tube, propagate diagonally with respect to the direction of the fluid flow in the measuring tube, and are propagated by the other ultrasonic transmitter / receiver. Receive. Immediately after that, the transmitting side and the receiving side are switched, and similarly, the ultrasonic waves emitted from the other ultrasonic transmitter / receiver are received by one ultrasonic transmitter / receiver, and the ultrasonic waves on the upstream side to the ultrasonic receiver on the downstream side. Based on the difference between the ultrasonic propagation time to the ultrasonic transmitter / receiver and the ultrasonic propagation time from the downstream ultrasonic transmitter / receiver to the upstream ultrasonic transmitter / receiver, the flow velocity of the fluid in the measuring tube is calculated and the flow rate is measured. ..
このような超音波流量計は、流体に直接接触することなく流量を測定できることから、様々な分野で使用されている。一方、医療分野などの技術分野において、微小流量を測定することが要求されることがある。ところが、流量が小さくなると、流速が遅くなる。したがって、上述のような超音波流量計では、測定原理上、上流側から下流側への超音波振動の伝搬時間と下流側から上流側への超音波の伝搬時間の差が小さくなり、測定誤差を生じやすくなる。このため、測定管を細くして流速を高めることが好ましい。しかしながら、測定管を細くすると、管壁による反射の回数が多くなって超音波振動を減衰させる。また、超音波振動は二つの超音波送受信器の間の測定管の管壁内も伝搬する。管壁内の超音波振動の伝搬は、測定管内の流体の流速の影響を受けないため、測定管内の流体の速度の測定においては雑音（ノイズ）となる。したがって、測定管が細くされて、超音波振動が減衰すると、測定管内の流体を伝搬する超音波振動に対する測定管の管壁内を伝搬する超音波振動の影響、すなわち信号対雑音比（ＳＮ比）が大きくなって、測定精度を低下させるという問題を生じる。 Such an ultrasonic flow meter is used in various fields because it can measure the flow rate without directly contacting the fluid. On the other hand, in a technical field such as a medical field, it may be required to measure a minute flow rate. However, when the flow rate becomes small, the flow velocity becomes slow. Therefore, in the ultrasonic flowmeter as described above, the difference between the propagation time of ultrasonic vibration from the upstream side to the downstream side and the propagation time of ultrasonic waves from the downstream side to the upstream side becomes small due to the measurement principle, and the measurement error. Is likely to occur. Therefore, it is preferable to make the measuring tube thinner to increase the flow velocity. However, when the measuring tube is made thin, the number of reflections by the tube wall increases and the ultrasonic vibration is attenuated. The ultrasonic vibration also propagates in the tube wall of the measuring tube between the two ultrasonic transmitters and receivers. Since the propagation of ultrasonic vibration in the tube wall is not affected by the flow velocity of the fluid in the measuring tube, it becomes noise in the measurement of the velocity of the fluid in the measuring tube. Therefore, when the measuring tube is thinned and the ultrasonic vibration is attenuated, the effect of the ultrasonic vibration propagating in the tube wall of the measuring tube on the ultrasonic vibration propagating in the fluid in the measuring tube, that is, the signal-to-noise ratio (SN ratio). ) Becomes large, which causes a problem that the measurement accuracy is lowered.
このような問題を解決するために、特許文献３は、測定管がステンレス鋼などの金属やこれと同等の剛性を有するシリカなどの素材からなると共に、シリコンゴムその他の弾性層の間に押圧状態で保持されているようにした超音波流量計を提案している。測定管の素材が樹脂のように柔らか過ぎると、これ自体が振動体吸収体として作用し、あたかも振動吸収体を通して流体中に超音波を伝達するような結果となって励振効率が大幅に低下する。これに対して、特許文献３に記載の超音波流量計では、金属又はこれと同等の剛性を有する素材で測定管を構成することによって、流体への超音波の伝達効率を高めている。また、測定管を弾性層の間に押圧状態で保持することによって、弾性層を振動吸収体層として機能させて、管壁内を伝搬する超音波信号成分を減衰させ、雑音信号の低減を図っている。特許文献３に記載の超音波流量計では、このようにＳＮ比を改善することによって、流量測定の誤差を低減させている。 In order to solve such a problem, Patent Document 3 states that the measuring tube is made of a metal such as stainless steel or a material such as silica having a rigidity equivalent thereto, and is pressed between silicon rubber and other elastic layers. We are proposing an ultrasonic flowmeter that is held by. If the material of the measuring tube is too soft like resin, it acts as a vibrating body absorber, and as a result, ultrasonic waves are transmitted into the fluid through the vibrating body, resulting in a significant decrease in excitation efficiency. .. On the other hand, in the ultrasonic flow meter described in Patent Document 3, the efficiency of transmitting ultrasonic waves to a fluid is improved by forming the measuring tube with a metal or a material having a rigidity equivalent to that of the metal. In addition, by holding the measuring tube between the elastic layers in a pressed state, the elastic layer functions as a vibration absorber layer to attenuate the ultrasonic signal component propagating in the tube wall and reduce noise signals. ing. In the ultrasonic flowmeter described in Patent Document 3, the error in flow rate measurement is reduced by improving the SN ratio in this way.
しかしながら、特許文献３に記載の超音波流量計でも、測定管を細くした場合に、一方の超音波送受信器から他方の超音波送受信器に超音波が到達するまでに超音波が測定管の管壁で反射される回数が増加することによって、超音波振動が減衰し、ＳＮ比の悪化を招く問題は依然として残っている。また、測定管が細いと、測定管内の流体に伝達される超音波振動のエネルギも小さくなるため、超音波信号の強度が低下し、雑音の影響を受けやすくなるという問題もある。 However, even in the ultrasonic flowmeter described in Patent Document 3, when the measuring tube is thinned, the ultrasonic wave reaches the tube of the measuring tube from one ultrasonic transmitter / receiver to the other ultrasonic transmitter / receiver. As the number of times reflected by the wall increases, the ultrasonic vibration is attenuated, and the problem of deteriorating the SN ratio still remains. Further, if the measuring tube is thin, the energy of ultrasonic vibration transmitted to the fluid in the measuring tube is also reduced, so that there is a problem that the strength of the ultrasonic signal is lowered and it is easily affected by noise.
よって、本発明の目的は、従来技術に存する問題を解決するために、超音波流量計において樹脂材料から細い測定管を形成しても、雑音の影響を低減させ、流量測定の精度の低下を抑制することを可能とさせることにある。 Therefore, an object of the present invention is to reduce the influence of noise and reduce the accuracy of flow rate measurement even if a thin measuring tube is formed from a resin material in an ultrasonic flow meter in order to solve a problem existing in the prior art. It is to make it possible to suppress.
上記目的に鑑み、本発明は、内部に流れ軸線に沿って流体を流通させる測定管と、該測定管の外側部に前記流れ軸線方向に所定の間隔で離間して取り付けられる一組の超音波送受信器とを備える螺旋式超音波流量計であって、前記測定管が中心軸線周りに螺旋状に延びる複数の螺旋状要素を含み、前記一組の超音波送受信器が、前記流れ軸線方向に前記所定の間隔で、前記中心軸線の方向に隣り合う前記複数の螺旋状要素に跨るように前記複数の螺旋状要素の外側部に取り付けられ、前記一組の超音波送受信器の間に各螺旋状要素の前記流れ軸線に沿った複数の測線が形成されるようになっている螺旋式超音波流量計を提供する。 In view of the above object, the present invention comprises a measuring tube that allows a fluid to flow inside along the flow axis, and a set of ultrasonic waves that are attached to the outer side of the measuring tube at predetermined intervals in the flow axis direction. A spiral ultrasonic flowmeter including a transmitter / receiver, wherein the measuring tube includes a plurality of spiral elements spirally extending around a central axis, and the set of ultrasonic transmitters / receivers is arranged in the flow axis direction. Each spiral is attached to the outer portion of the plurality of spiral elements so as to straddle the plurality of spiral elements adjacent to each other in the direction of the central axis at the predetermined interval, and is provided between the pair of ultrasonic transmitters / receivers. Provided is a spiral ultrasonic flowmeter in which a plurality of survey lines are formed along the flow axis of the shape element.
上記螺旋式超音波流量計では、測定管が中心軸線周りに螺旋状に延びており、一組の超音波送受信器が、それぞれ、中心軸線方向に隣り合う測定管の螺旋状要素に跨るように複数の螺旋状要素の外側部に取り付けられ、一組の超音波送受信器の間に、複数の螺旋状要素の流れ軸線に沿った複数の測線が形成されるようになっている。したがって、一組の超音波送受信器の一方から発せられた超音波振動は、測定管の複数の螺旋状要素の各々の内部の流体を通って他方の超音波送受信器に伝搬し、合成される。また、超音波振動が伝搬する測定管の断面積の合計が増え、一組の超音波送受信器の間で伝搬する超音波振動のエネルギも増加する。すなわち、一つの測定管の外側部に一組の超音波送受信器が取り付けられて一つの測線に沿って超音波の送受信が行われる場合と比較して、信号の強度が増加する。この結果、測定対象の流体を伝搬して超音波送受信器に受信される超音波信号のＳＮ比が改善される。さらに、複数の螺旋状要素で超音波による流速すなわち流量の測定が行われるが、複数の螺旋状要素は螺旋状に延びる一つの測定管の一部であるため、測定部分において流量が減少することがない。したがって、測定管内を流れる流体の流速を速く保ちつつ測定対象の流体が流れる測定管の断面積を増加させることができる。 In the above-mentioned spiral ultrasonic flowmeter, the measuring tube extends spirally around the central axis so that a set of ultrasonic transmitters and receivers straddle the spiral elements of the measuring tubes adjacent to each other in the central axis direction. Attached to the outer side of the plurality of spiral elements, a plurality of survey lines along the flow axis of the plurality of spiral elements are formed between a set of ultrasonic transmitters and receivers. Therefore, the ultrasonic vibration emitted from one of the set of ultrasonic transmitters and receivers propagates to the other ultrasonic transmitter / receiver through the fluid inside each of the plurality of spiral elements of the measuring tube and is synthesized. .. In addition, the total cross-sectional area of the measuring tube to which the ultrasonic vibration propagates increases, and the energy of the ultrasonic vibration propagating between the set of ultrasonic transmitters / receivers also increases. That is, the signal strength is increased as compared with the case where a set of ultrasonic transmitters / receivers is attached to the outer portion of one measuring tube and ultrasonic waves are transmitted / received along one measuring line. As a result, the SN ratio of the ultrasonic signal propagating in the fluid to be measured and received by the ultrasonic transmitter / receiver is improved. Further, the flow velocity, that is, the flow rate is measured by ultrasonic waves with a plurality of spiral elements, but since the plurality of spiral elements are a part of one measuring tube extending in a spiral shape, the flow rate is reduced in the measurement part. There is no. Therefore, it is possible to increase the cross-sectional area of the measuring tube through which the fluid to be measured flows while maintaining a high flow velocity of the fluid flowing in the measuring tube.
上記螺旋式超音波流量計では、前記各螺旋状要素が直線状に延びる直線部を含み、前記一組の超音波送受信器が前記直線部の外側部に取り付けられていることが好ましい。このような構成とすれば、測定管の断面における流速分布がほぼ均一となる螺旋状要素の直線部で測定が行われ、より正確に測定管内の流体の流速を測定できるので、より正確な流量の測定が可能となる。また、前記各螺旋状要素が直線状に延びる直線部と該直線部に隣接する湾曲部とを含み、前記一組の超音波送受信器が前記直線部に隣接する前記湾曲部の端部の外側部に取り付けられているようにしてもよい。この場合も、測定管の断面における流速分布がほぼ均一となる螺旋状要素の直線部で実質的に測定が行われることになるので、上記と同様の効果が得られる。 In the spiral ultrasonic flowmeter, it is preferable that each of the spiral elements includes a linear portion extending linearly, and the set of ultrasonic transmitters / receivers is attached to an outer portion of the linear portion. With such a configuration, the measurement is performed on the straight portion of the spiral element in which the flow velocity distribution in the cross section of the measuring tube is almost uniform, and the flow velocity of the fluid in the measuring tube can be measured more accurately, so that the flow rate is more accurate. Can be measured. Further, each of the spiral elements includes a straight portion extending linearly and a curved portion adjacent to the straight portion, and the set of ultrasonic transmitters / receivers is outside the end portion of the curved portion adjacent to the straight portion. It may be attached to the part. In this case as well, the same effect as described above can be obtained because the measurement is substantially performed on the straight portion of the spiral element in which the flow velocity distribution in the cross section of the measuring tube is substantially uniform.
一つの実施形態として、前記超音波流量計が対向する二つの平面状側面を有する測定管ホルダをさらに備え、前記複数の螺旋状要素が前記二つの平面状側面を含む前記測定管ホルダの外周面に沿って周方向に巻き回されて前記測定管ホルダに支持されているようにすることができる。測定管ホルダの外周に測定管を巻き回すことにより、螺旋状に延びる測定管を容易に実現することが可能となる。また、測定管ホルダが二つの平面状側面を含んでいるので、測定管ホルダの外周に測定管を巻き回せば、各螺旋状要素が直線部を含むようになる。 In one embodiment, the ultrasonic flowmeter further comprises a measuring tube holder having two planar side surfaces facing each other, and the plurality of spiral elements include the two planar side surfaces on the outer peripheral surface of the measuring tube holder. It can be wound in the circumferential direction along the above and supported by the measuring tube holder. By winding the measuring tube around the outer circumference of the measuring tube holder, it is possible to easily realize a measuring tube extending in a spiral shape. Further, since the measuring tube holder includes two planar side surfaces, if the measuring tube is wound around the outer circumference of the measuring tube holder, each spiral element includes a straight portion.
上記の実施形態では、前記測定管ホルダの前記二つの平面状側面の少なくとも一方に、互いと平行に延びる二つの支持突起が設けられており、前記支持突起を介して前記測定管ホルダに前記複数の螺旋状要素が支持され、前記一組の超音波送受信器がそれぞれ前記二つの支持突起と対向するように配置されていることが好ましい。測定管が測定管ホルダの平面状側面に設けられた二つの支持突起を介して測定ホルダに支持され、一組の超音波送受信器がそれぞれ二つの支持突起と対向するように配置されていれば、内部を流通する流体を超音波が伝搬する測定管の直線部を測定管ホルダの周面から離間して配置することができる。これにより、超音波振動が内部の流体を伝搬する測定管の直線部の管壁と測定管ホルダの外周面との接触部を通じて測定管ホルダに超音波振動が逃げて、測定管内の流体を伝搬する超音波振動を減衰させることを抑制することが可能となる。 In the above embodiment, at least one of the two planar side surfaces of the measuring tube holder is provided with two support protrusions extending in parallel with each other, and the measuring tube holder is provided with the plurality of support protrusions via the support protrusions. It is preferable that the spiral elements of the above are supported, and the pair of ultrasonic transmitters / receivers are arranged so as to face each of the two support protrusions. If the measuring tube is supported by the measuring tube via two support protrusions provided on the planar side surface of the measuring tube holder, and a set of ultrasonic transmitters / receivers are arranged so as to face each of the two support protrusions. , The straight portion of the measuring tube through which ultrasonic waves propagate the fluid flowing inside can be arranged away from the peripheral surface of the measuring tube holder. As a result, the ultrasonic vibration propagates through the fluid inside the measuring tube. The ultrasonic vibration escapes to the measuring tube holder through the contact portion between the tube wall of the straight portion of the measuring tube and the outer peripheral surface of the measuring tube holder, and propagates the fluid in the measuring tube. It is possible to suppress the attenuation of the ultrasonic vibration.
上記実施形態では、前記支持突起の頂部に前記螺旋状要素の外周面の一部と相補的形状の複数の凹部が形成されているようにしてもよい。このような構成により、支持突起の凹部に螺旋状要素が受容されて、測定管ホルダにおける測定管の位置が規定されるので、測定管ホルダに測定管を巻き回すことが容易になる。また、中心軸線方向への測定管の位置ズレが生じることを防止することができる。 In the above embodiment, a plurality of recesses having a shape complementary to a part of the outer peripheral surface of the spiral element may be formed on the top of the support protrusion. With such a configuration, the spiral element is received in the recess of the support protrusion, and the position of the measuring tube in the measuring tube holder is defined, so that the measuring tube can be easily wound around the measuring tube holder. In addition, it is possible to prevent the position of the measuring tube from being displaced in the direction of the central axis.
また、前記測定管ホルダの前記二つの平面状側面が前記周方向に湾曲面によって接続されていることが好ましい。このような構成により、測定管ホルダの周面に角部が形成されることを防ぎ、測定管が柔軟な材料から形成される場合でも、角部により測定管に損傷を与えたり、角部と測定管との接触による潰れで狭窄部を生じさせることを防止することができる。 Further, it is preferable that the two planar side surfaces of the measuring tube holder are connected by a curved surface in the circumferential direction. With such a configuration, it is possible to prevent the formation of corners on the peripheral surface of the measuring tube holder, and even if the measuring tube is made of a flexible material, the corners may damage the measuring tube or the corners may be formed. It is possible to prevent a narrowed portion from being formed due to crushing due to contact with the measuring tube.
前記測定管は、例えば、樹脂製チューブとすることができる。樹脂製チューブを測定管として使用することにより、金属材料から測定管を作製する場合と比較してコストを低減させることができる。 The measuring tube can be, for example, a resin tube. By using the resin tube as the measuring tube, the cost can be reduced as compared with the case where the measuring tube is made of a metal material.
本発明の螺旋式超音波流量計によれば、一組の超音波送受信器の一方から発せられた超音波信号は、測定管の複数の螺旋状要素の各々の内部の流体を通って他方の超音波送受信器に伝搬して合成され、一組の超音波送受信器の間で伝搬する超音波振動のエネルギが増加する、すなわち一組の超音波送受信器の間に複数の測線が形成される。したがって、一つの測定管の外側部に一組の超音波送受信器が取り付けられて一組の測線に沿って超音波の送受信が行われる場合と比較して、信号の強度が増加し、超音波送受信器に受信される超音波信号のＳＮ比が改善される。よって、樹脂材料を用いて細い測定管を形成しても、雑音の影響を低減させ、流量測定の精度の低下を抑制することが可能となる。また、測定管内を流れる流体の流速を速く保ちつつ測定対象の流体が流れる測定管の断面積を増加させることができるので、測定対象の流体の流速の低下による測定精度の低下を招くこともない。 According to the spiral ultrasonic flowmeter of the present invention, the ultrasonic signal emitted from one of the set of ultrasonic transmitters and receivers passes through the fluid inside each of the plurality of spiral elements of the measuring tube and the other. The energy of ultrasonic vibrations propagated and synthesized to the ultrasonic transmitter / receiver and propagated between the pair of ultrasonic transmitters / receivers increases, that is, multiple survey lines are formed between the pair of ultrasonic transmitters / receivers. .. Therefore, compared to the case where a set of ultrasonic transmitters and receivers is attached to the outer part of one measuring tube and ultrasonic waves are transmitted and received along a set of survey lines, the signal strength is increased and the ultrasonic waves are transmitted. The signal-to-noise ratio of the ultrasonic signal received by the transmitter / receiver is improved. Therefore, even if a thin measuring tube is formed by using a resin material, it is possible to reduce the influence of noise and suppress a decrease in the accuracy of flow rate measurement. Further, since the cross-sectional area of the measuring tube through which the fluid to be measured flows can be increased while maintaining the flow velocity of the fluid flowing in the measuring tube at a high speed, the measurement accuracy does not decrease due to the decrease in the flow velocity of the fluid to be measured. ..
以下、図面を参照して、本発明による螺旋式超音波流量計の実施形態を説明するが、本発明が図示されている実施形態に限定されないことは言うまでもない。 Hereinafter, embodiments of the spiral ultrasonic flowmeter according to the present invention will be described with reference to the drawings, but it goes without saying that the present invention is not limited to the illustrated embodiments.
最初に、図１から図３を参照して、本発明の一実施形態による螺旋式超音波流量計１１の全体構成を説明する。超音波流量計１１は、測定対象の流体が内部を満水状態で流れ軸線に沿って流れるようになっている測定管１３と、流れ軸線方向に離間した位置の測定管１３の外側部に密着固定される一組の伝送体１５と、一組の伝送体１５のそれぞれに取り付けられる超音波送受信器としての一組の超音波振動子１７とを備える。なお、「流れ軸線」とは、測定管１３の内部の流路に沿って延びる軸線を意味する。
First, the overall configuration of the spiral
測定管１３は、長さ方向に均一な内径を有しており、中心軸線Ｏ周りに螺旋状に延びる複数の螺旋状要素１９を流れ軸線方向に連続して接続して全体として複数巻きの螺旋状管路を形成している。ここで、「螺旋状要素１９」とは、中心軸線Ｏ周りに３６０°分だけ螺旋状に延びる部分を意味し、一巻き分の螺旋を指すものとする。また、「中心軸線Ｏ」とは、複数の螺旋状要素１９の中心に沿って延びる軸線を意味する。各螺旋状要素１９は、直線状に延びる直線部１９ａと湾曲して概略円弧状に延びる湾曲部１９ｂとを含んでおり、各螺旋状要素１９の直線部１９ａが中心軸線Ｏ方向に並列して配置されるようになっている。測定管１３の外径は特に限定されるものではないが、超音波振動子１７（超音波送受信器）から測定管１３内の流体への超音波振動の伝搬を容易にするために、測定管１３の管壁の厚さは薄い方が好ましい。
The measuring
測定管１３の材質は、超音波を伝搬することができるものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、パーフルオロエチレンプロペンコポリマ（ＦＥＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）などの合成樹脂材料、ジェラルミン、アルミニウム、アルミ合金、チタン、ハステロイ、ステンレス鋼などの金属、ガラス、石英などから作成することができる。しかしながら、螺旋状に巻くことが容易となるように柔軟性を有し且つ耐腐食性を有するフッ素樹脂から作成することが好ましい。
The material of the measuring
各伝送体１５の一端部は、測定管１３の複数の螺旋状要素１９の外側部に密着固定されている。また、各伝送体１５の他端部には、超音波振動子１７が固着されており、超音波振動子１７が伝送体１５を介して複数の螺旋状要素１９の外側部に取り付けられ、伝送体１５を介して、超音波振動子１７で発生した超音波を測定管１３内の流体へ伝搬させる又は測定管１３内の流体を伝搬してきた超音波を超音波振動子１７に受信させるようになっている。
One end of each
一組の伝送体１５は、中心軸線Ｏ方向に並列して配置される複数の螺旋状要素１９に跨るように、各螺旋状要素１９の流れ軸線方向に所定距離だけ離間して互いと平行に配置されており、各伝送体１５の一端部が複数の螺旋状要素１９の外側部に密着固定されている。図示されている実施形態では、一組の伝送体１５は、螺旋状要素１９の流れ軸線方向に所定距離だけ離間して互いと平行に且つ中心軸線Ｏと平行に、複数の螺旋状要素１９の直線部１９ａに跨るように延びている。このような配置により、一組の伝送体１５の間には、等しい長さの測線が形成される。しかしながら、一組の伝送体１５は、互いと平行に配置され且つ複数の螺旋状要素１９に跨るように螺旋状要素１９の外側部に密着固定されており、一組の伝送体１５の間に各螺旋状要素１９に沿って等しい長さの測線が形成されるようになっていれば、各伝送体１５が中心軸線Ｏに対して斜めに且つ互いと平行に延びるように複数の螺旋状要素１９の直線部１９ａに跨って螺旋状要素１９の外側部に密着固定されるようになっていてもよく、超音波が実質的に直線部１９ａに沿って伝搬するように各伝送体１５の一端部が直線部１９ａに隣接する湾曲部１９ｂの端部の外側部に密着固定されていてもよい。また、図示されている実施形態では、各伝送体１５において、複数の螺旋状要素１９の直線部１９ａの外側部に取り付けられる端部（前述の一端部）に、直線部１９ａの外周面と相補的形状の複数の凹部１５ａが形成されており、各伝送体１５を複数の螺旋状要素１９の直線部１９ａの外側部に取り付けやすくなっている（図１参照）。しかしながら、測定管１３の外側部に取り付けられる伝送体１５の端部は、超音波振動を伝送体１５から測定管１３に伝達できるように測定管１３の外側部に取り付けられていれば、形状を限定されるものではなく、他の形状に形成することも可能である。なお、螺旋状要素１９の外側面への取り付けを容易とするために、凹部１５ａは、螺旋状要素１９（図示されている実施形態では、その直線部１９ａ）の外周の半分以下を覆う形状となっていることが好ましい。
The set of
また、各伝送体１５は、螺旋状要素１９の中心軸線Ｏに垂直な断面において、好ましくは、図１及び図２に示されている実施形態のように、超音波振動子１７が取り付けられる他端部が螺旋状要素１９の直線部１９ａと平行に延び且つ該他端部から測定管１３の外側部に密着固定される一端部に向かうにつれて細くなる漏斗状に形成されており、超音波振動子１７で発生した超音波振動を強めた状態で測定管１３に伝達できるようになっている。しかしながら、伝送体１５は、図示されている実施形態の形状に限定されるものではなく、他の形状を有することも可能である。また、図示されている実施形態では、伝送体１５は、超音波振動子１７によって発生した超音波振動が伝送体１５を通って測定管１３内の流体へ流れ軸線に概略垂直な方向に伝搬するように、測定管１３の外側部に密着固定されている。しかしながら、伝送体１５は、超音波振動子１７によって発生した超音波振動が伝送体１５を通って測定管１３内の流体へ流れ軸線に対して斜め方向など図示されている実施形態とは異なる角度に伝搬するように、測定管１３の外側部に密着固定されるようになっていてもよい。さらに、伝送体１５の端部への超音波振動子１７の固着は、特に限定されるものではなく、例えば、接着剤等を用いて行ってもよく、ボルトなどの締結具を用いて行てもよい。
Further, each
伝送体１５の材料は、超音波を伝搬させることができるものであれば、特に限定されるものではなく、伝送体１５は、例えば、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）などの合成樹脂から作製してもよく、ジュラルミン、アルミニウム、アルミ合金、チタン、ハステロイ、ステンレス鋼（ＳＵＳ）などの金属、ガラス、石英などから作製してもよい。
The material of the
超音波送受信器として使用される超音波振動子１７の材料は、超音波を発生できるものであれば、特に限定されるものではなく、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）などの圧電材料を用いて作製され、電圧を印加したときに軸方向に伸縮することにより超音波を発生する超音波振動子を超音波振動子１７として使用することができる。一組の伝送体１５に取り付けられた各超音波振動子１７は、一方の超音波振動子１７で発生された超音波が伝送体１５を介して測定管１３内の流体に伝達されて測定管１３内の流体中を伝搬した後、伝送体１５を介して他方の超音波振動子１７に伝搬されるように、各伝送体１５に取り付けられる。
The material of the
図示されている実施形態では、超音波流量計１１は、測定管ホルダ２１をさらに備え、測定管１３が測定管ホルダ２１の外周面に沿って周方向（中心軸線Ｏ周り）に巻き回されて測定管ホルダ２１に支持されている。測定管ホルダ２１は、上記周方向（中心軸線Ｏ周り）に、対向する二つの平面状側面２１ａ，２１ａと、二つの平面状側面２１ａ，２１ａの間を接続する二つの湾曲面２１ｂ、２１ｂとを有している。このような測定管ホルダ２１の外周面に沿って測定管１３を巻き回すことによって、螺旋状に延びる複数の螺旋状要素１９を流れ軸線方向に連続して接続した複数巻の螺旋状の測定管１３を容易に形成することが可能となる。また、各螺旋状要素１９に直線部１９ａを含むように、複数巻の螺旋状の測定管１３を形成することも容易となる。
In the illustrated embodiment, the
測定管ホルダ２１の材質は、特に限定されるものではなく、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）などの合成樹脂から作製してもよく、ジュラルミン、アルミニウム、アルミ合金、チタン、ハステロイ、ステンレス鋼（ＳＵＳ）などの金属とすることができる。しかしながら、超音波振動の吸収を抑制するために、多孔質ＰＰなど振動吸収性が低い材料から測定管ホルダ２１を形成することが好ましい。
The material of the measuring
測定管ホルダ２１の二つの平面状側面２１ａ，２１ａの各々には、図示されている実施形態のように、周方向に離間して互いと平行に延びる二つの支持突起２３，２３が外周面（平面状側面２１ａ）から突出して設けられており、測定管１３の複数の螺旋状要素１９（特にその直線部１９ａ）が支持突起２３を介して測定管ホルダ２１上に支持されていることが好ましい。この場合、各伝送体１５は、測定管ホルダ２１の一方の平面状側面２１ａ上の各支持突起２３との間に直線部１９ａを挟持するように配置される。このような構成にすることにより、複数の螺旋状要素１９の直線部１９ａが一組の超音波送受信器（超音波振動子１７）の間において測定管ホルダ２１の外周面（詳細には、その平面状側面２１ａ）から離間して支持される。この結果、測定管１３内の流体を伝搬する超音波振動が、測定管１３の管壁での反射の際に、一組の超音波送受信器（超音波振動子１７）の間に配置される測定管１３の螺旋状要素１９の直線部１９ａの管壁と測定管ホルダ２１の外周面（詳細には、その平面状側面２１ａ）との接触部を通じて測定管ホルダ２１に逃げて、減衰することを抑制することが可能となる。
On each of the two planar side surfaces 21a and 21a of the measuring
また、各支持突起２３の頂部には、図３によく示されているように、複数の螺旋状要素１９の直線部１９ａの外周面と相補的形状の複数の凹部２３ａが形成されており、直線部１９ａの各々を各凹部２３ａに受容できるようになっていることがさらに好ましい。この場合、凹部２３ａは、螺旋状要素１９の直線部１９ａの凹部２３ａへの収容を容易にするために直線部１９ａの外周の半分以下を覆う形状となっていることがさらに好ましい。支持突起２３の頂部にこのように形成した複数の凹部２３ａに複数の螺旋状要素１９の直線部１９ａを受容させて配置することによって、測定管ホルダ２１における複数の螺旋状要素１９の直線部１９ａの位置が規定されるので、支持突起２３を介した測定管ホルダ２１への測定管１３の巻回し及び支持が容易となると共に、測定管１３の軸線方向への位置ずれが生じるのを防止することができる。特に、伝送体１５の端部にも同様の複数の凹部１５ａを形成して、伝送体１５と支持突起２３との間に測定管１３の複数の螺旋状要素１９の直線部１９ａを挟持するようにした場合、上記の効果が高められる。また、伝送体１５の端部に複数の凹部１５ａが設けられ且つ支持突起２３の頂部に複数の凹部２３ａが設けられている場合、螺旋状要素１９の圧潰を防止するために、凹部１５ａと凹部２３ａが共に螺旋状要素１９の外周の半分を覆う形状となっていることがさらに好ましい。
Further, as is well shown in FIG. 3, a plurality of
測定管ホルダ２１の設置を容易にするために、二つの平面状側面２１ａ，２１ａの一方に少なくとも三つの支持脚２５を設けるようにしてもよい。
In order to facilitate the installation of the measuring
なお、測定管１３の螺旋状要素１９の直線部１９ａの外側部への各伝送体１５の固定は、伝送体１５及び超音波振動子１７の端部（図１中の軸線方向端部）に設けられた貫通孔にネジを挿入して支持突起２３に設けられたネジ孔に螺合させて、伝送体１５と支持突起２３との間に測定管１３の螺旋状要素１９の直線部１９ａを挟持させることによって行うことが好ましい。これにより、螺旋状要素１９の外側部への伝送体１５の着脱が容易となり、超音波流量計１１における測定管１３の交換が可能となる。しかしながら、測定管１３の螺旋状要素１９の直線部１９ａの外側部に伝送体１５を接着剤等により直接固定するようにしてもよい。
The
二つの平面状側面２１ａ，２１ａの間は湾曲面２１ｂ，２１ｂによって接続されている。測定管ホルダ２１の外周面に角部が形成されていると、測定管ホルダ２１の外周面に沿って測定管１３を巻き回したときに、角部が測定管１３に損傷を与えたり、角部と測定管１３との接触により測定管１３が潰れて狭窄部を生じたりして、流速の測定精度に悪影響を与えることがある。しかしながら、二つの平面状側面２１ａ，２１ａの間が湾曲面２１ｂ，２１ｂによって接続されていれば、測定管ホルダ２１の外周面に角部が形成されず、測定管ホルダ２１の外周面に沿って測定管１３を巻き回したときに、測定管１３に損傷を与えたり、狭窄部を生じさせたりすることを防止することができ、測定精度への悪影響を抑制することができる。
The two planar side surfaces 21a and 21a are connected by
次に、図１から図３に示されている超音波流量計１１の動作を説明する。
Next, the operation of the
超音波流量計１１では、上述したように、測定管ホルダ２１の対向する二つの平面状側面２１ａ，２１ａの各々に、周方向に離間して互いと平行に延びる二つの支持突起２３、２３が平面状側面２１ａから突出して設けられており、測定管１３が測定管ホルダ２１の外周に中心軸線Ｏ周りに巻き回され、支持突起２３を介して測定管ホルダ２１上に支持されている。また、伝送体１５が、それぞれの支持突起２３と対向する位置で、測定管１３の複数の螺旋状要素１９の直線部１９ａの外側部に跨るように配置されて、各伝送体１５の一端部が複数の螺旋状要素１９の直線部１９ａの外側部に密着固定され、伝送体１５と支持突起２３との間に複数の直線部１９ａを挟持するようになっている。さらに、各伝送体１５の他端部に超音波振動子１７が取り付けられている。このような構成により、各超音波振動子１７から伝送体１５を介して測定管１３の複数の螺旋状要素１９の直線部１９ａ内を流通する流体に超音波を伝搬させることができると共に、一組の超音波振動子１７，１７の間の螺旋状要素１９の直線部１９ａの管壁が測定管ホルダ２１の外周面から離間して配置されるようになっている。
In the
超音波流量計１１において、測定管１３内の流体の流れに対して上流側に位置する超音波振動子１７（一組の超音波振動子１７，１７の一方）に電圧パルス又は周波数成分を持たない電圧が印加されると、超音波振動子１７には、その厚さ方向（すなわち、電圧を印加する方向）に超音波振動が発生する。超音波振動子１７に発生した超音波振動は、超音波振動子１７が固着された伝送体１５と伝送体１５が密着固定されている測定管１３の管壁を介して、測定管１３の螺旋状要素１９の直線部１９ａ内の流体に伝達される。測定管１３内の流体に伝達された超音波振動は、図４に示されているように、測定管１３の管壁（詳細にはその内周面）で反射されることを繰り返しながら測定管１３内の流体中を伝搬した後、測定管１３内の流体の流れに対して下流側に位置する伝送体１５を通して、これに固着される超音波振動子１７（一組の超音波振動子１７，１７の他方）へ伝達され、電気信号に変換されて、この電気信号が変換器（図示せず）へ出力される。
In the
超音波振動が上流側の超音波振動子１７から下流側の超音波振動子１７へ伝搬し受信されると、瞬時に変換器内で送受信が切り換えられて、下流側に位置する超音波振動子１７に電圧パルス又は周波数成分を持たない電圧が変換器から印加される。すると、上流側超音波振動子１７と同様に超音波振動が発生し、この超音波振動が伝送体１５及び測定管１３の管壁を経て測定管１３の螺旋状要素１９の直線部１９ａ内の流体に伝達され、流体流を伝搬して再び上流側に位置する伝送体１５に固着される超音波振動子１７に受信される。上流側の超音波振動子１７に受信された超音波振動は電気信号に変換され、この電気信号が変換器へ出力される。このとき、超音波振動は測定管１３内の流体の流れに逆らって伝搬していくので、上流側の超音波振動子１７から発信された超音波振動を下流側の超音波振動子１７で受信したときに比べて流体中での超音波振動の伝搬速度が遅れ、伝搬時間が長くなる。
When the ultrasonic vibration propagates from the
変換器内では、上流側の超音波振動子１７から下流側の超音波振動子１７への超音波振動の伝搬時間と下流側の超音波振動子１７から上流側の超音波振動子１７への超音波振動の伝搬時間との差に基づいて流速及び流量が演算され、高精度な流量の計測を行うことができる。
In the converter, the propagation time of ultrasonic vibration from the upstream
微小流量を測定する場合、超音波流量計１１では、流速を高めるために細い測定管１３が使用される。上述したように、超音波振動子１７から測定管１３内の流体に伝達された超音波振動は、図４に示されているように、測定管１３の管壁での反射を繰り返しながら流体中を伝搬していく。このため、図４（ａ）に示されているような太い測定管１３の場合よりも、図４（ｂ）に示されているような細い測定管１３の場合には、一方の超音波振動子１７から他方の超音波振動子１７へ到達するまでに、測定管１３の管壁での超音波振動の反射回数が増加して、超音波振動が減衰する。また、測定管１３が細いと、測定管１３内の流体に伝達される超音波振動のエネルギも小さくなる。この結果、相対的に雑音信号が大きくなって、ＳＮ比が悪化し、測定精度を悪化させてしまう。
When measuring a minute flow rate, the
しかしながら、超音波流量計１１では、一本の測定管１３が測定管ホルダ２１の外周面に沿って巻き回され、測定管ホルダ２１の中心軸線Ｏ方向に並列して配置された複数の螺旋状要素１９の直線部１９ａの外側部に跨って伝送体１５が密着固定されている。このため、一方の伝送体１５に固着された超音波振動子１７によって発信された超音波振動は伝送体１５を介して、複数の螺旋状要素１９の直線部１９ａの管壁に同時に伝達され、さらに、直線部１９ａの内部の流体中を伝搬して、他方の伝送体１５に固着された超音波振動子１７に受信されるようになる。すなわち、一組の超音波振動子１７，１７の間に等しい長さの複数の測線が形成される。複数の螺旋状要素１９は直列に接続されており等しい内径を有しているので、いずれの螺旋状要素１９の内部でも流量及び流速は同じであり、発信側の超音波振動子１７の振動が伝達される螺旋状要素１９の数の分だけの超音波振動が合成されて、受信側の超音波振動子１７によって受信され、測定対象の流体が流れる測定管１３の断面積を疑似的に増加させることができる。この結果、受信側の超音波振動子１７によって受信される超音波振動信号の強度が増加し、測定対象の流体を伝搬して超音波振動子１７に受信される超音波信号のＳＮ比が改善される。よって、微小流体を測定するために、細い測定管１３を使用している場合の測定精度を向上させることが可能となる。
However, in the
また、超音波振動子１７は伝送体１５を介して螺旋状要素１９の直線部１９ａの外側部に取り付けられている。したがって、測定管１３の断面における流速分布がほぼ均一となる直線部１９ａで流速の測定を行うことができ、より正確に測定管１３内の流体の流速を測定することができ、より正確な流量の測定が可能となる。
Further, the
さらに、超音波振動を伝搬する流体が内部を流通する螺旋状要素１９の直線部１９ａは、支持突起２３によって、測定管ホルダ２１の外周面から離間して測定管ホルダ２１に支持されている。したがって、超音波振動が測定管１３の管壁で反射を繰り返しながら流体中を伝搬するときに、超音波振動が測定管１３の管壁と測定管ホルダ２１の外周面との接触部を通して測定管ホルダ２１に逃げて、測定管１３内の流体を伝搬する超音波振動を減衰させることを抑制することができる。よって、測定精度のさらなる改善を図ることが可能である。
Further, the
加えて、超音波流量計１１では、一組の超音波振動子１７の間で伝搬する超音波振動の強度を増加させるために、測定管１３をシリカやステンレスなどの高剛性材料から作製したり、雑音の影響を減少させるために測定管１３を弾性層で覆うことなく、超音波振動の強度を増加させてＳＮ比の改善を行っているので、コストの増加を抑制することができる。
In addition, in the
本発明による超音波流量計の構成は、図１から図３に示されている実施形態に限定されるものではない。図５から図７は、本発明による超音波流量計の変形形態を示している。図５から図７では、図１から図３に示されている実施形態の超音波流量計１１と共通の構成要素について同じ参照符号を付している。図５から図７に示されている変形形態の超音波流量計５１，６１，７１は、複数の螺旋状要素１９を有した測定管１３と、流れ軸線方向に離間した位置の測定管１３の外側部に密着固定される一組の伝送体と、一組の伝送体のそれぞれに取り付けられる一組の超音波振動子１７と、対向する二つの平面状側面２１ａ，２１ａと二つの平面状側面２１ａ，２１ａの間を接続する二つの湾曲面２１ｂ、２１ｂとを有する測定管ホルダ２１とを備え、一組の伝送体が、中心軸線Ｏ方向に並列して配置される複数の螺旋状要素１９に跨るように、各螺旋状要素１９の流れ軸線方向に所定距離だけ離間して互いと平行に配置されており、各伝送体１５の一端部が複数の螺旋状要素１９の外側部に密着固定されている点において、図１から図３に示されている実施形態の超音波流量計１１と共通している一方、各伝送体１５の形状や螺旋状要素１９の外側部への取り付け位置が図１から図３に示されている実施形態の超音波流量計１１と異なっている。以下では、図１から図３に示されている実施形態の超音波流量計１１と異なる部分のみを説明し、共通する部分については説明を省略する。
The configuration of the ultrasonic flowmeter according to the present invention is not limited to the embodiments shown in FIGS. 1 to 3. 5 to 7 show a modified form of the ultrasonic flowmeter according to the present invention. 5 to 7 have the same reference numerals for components common to the
図５に示されている変形形態の超音波流量計５１及び図６に示されている変形形態の超音波流量計６１は、一組の伝送体５３の各々の一端部が、測定管ホルダ２１の平面状側面２１ａに設けられた支持突起２３との間に測定管１３の複数の螺旋状要素１９の直線部１９ａを挟持するように、複数の螺旋状要素１９の直線部１９ａに跨って、複数の螺旋状要素１９の外側部に密着固定されている点において、図１から図３に示されている実施形態の超音波流量計１１と共通している。
In the deformed
一方、図１から図３に示されている実施形態の超音波流量計１１では、伝送体１５は、一端部を螺旋状要素１９の直線部１９ａの外側部に密着固定したときに、他端部の面が平面状側面２１ａと平行に延び、他端部に取り付けられた超音波振動子１７からの超音波振動が螺旋状要素１９の直線部１９ａ内の流体へ流れ軸線に対して概略垂直な方向に伝搬するような形状を有している。これに対し、図５に示されている変形形態の超音波流量計５１の伝送体５３と図６に示されている変形形態の超音波流量計６１の伝送体６３とは、図１から図３に示されている実施形態の超音波流量計１１の伝送体１５と比較して、形状と、伝送体１５から螺旋状要素１９の直線部内の流体への超音波振動の伝搬方向が異なっている。
On the other hand, in the
図５に示されている変形形態の超音波流量計５１では、伝送体５３は、螺旋状要素１９の中心軸線Ｏに垂直な断面において伝送体１５とほぼ同一の漏斗状に形成されているが、螺旋状要素１９に密着固定する一端部の形状が異なり、一端部を螺旋状要素１９の直線部１９ａの外側部に密着固定したときに、他端部の面が平面状側面２１ａに対して斜め方向に延びるようになっており、他端部に取り付けられた超音波振動子１７からの超音波振動が螺旋状要素１９の直線部１９ａ内の流体へ流れ軸線に対して斜め方向伝搬する。また、図６に示されている変形形態の超音波流量計６１では、伝送体６３は、概略くさび形状（螺旋状要素１９の中心軸線Ｏに垂直な断面において略三角形状を有する形状）を有し、一端部を螺旋状要素１９の直線部１９ａの外側部に密着固定したときに、他端部の面が平面状側面２１ａに対して概略垂直方向に延びるようになっており、他端部に取り付けられた超音波振動子１７からの超音波振動が螺旋状要素１９の直線部１９ａ内の流体へ流れ軸線に対して斜め方向に伝搬する。
In the modified form of the
また、図７に示されている変形形態の超音波流量計７１は、一組の伝送体５３の各々の一端部が、測定管ホルダ２１の外周面上に設けられた支持突起２３との間に測定管１３の複数の螺旋状要素１９を挟持するように、複数の螺旋状要素１９に跨って、複数の螺旋状要素１９の外側部に密着固定されている点において、図１から図３に示されている実施形態の超音波流量計１１と共通している。一方、図１から図３に示されている実施形態の超音波流量計１１の伝送体１５は、測定管ホルダ２１の平面状側面２１ａに設けられた支持突起２３との間に測定管１３の複数の螺旋状要素１９の直線部１９ａを挟持するように、複数の螺旋状要素１９の外側部に密着固定されている。これに対して、図７に示されている変形形態の超音波流量計７１の伝送体７３は、螺旋状要素１９の外側部に固着される位置が図１から図３に示されている実施形態の超音波流量計１１の伝送体１５とは異なっている。
Further, in the modified form of the
図７に示されている変形形態の超音波流量計７１では、伝送体７３は、螺旋状要素１９の中心軸線Ｏに垂直な断面において超音波振動子１７が取り付けられる端部から螺旋状要素１９の外側部に密着固定される端部へ向かうにつれて細くなるテーパ形状を有している。また、支持突起２３が測定管ホルダ２１の平面状側面２１ａに隣接する湾曲面２１ａの端部に設けられている。上述のような形状の伝送体７３は、その一端部が湾曲面２１ａの端部に設けられた支持突起２３との間に螺旋状要素１９を挟持するように、螺旋状要素１９の直線部１９ａに隣接する湾曲部１９ｂの端部の外側部に密着固定される。伝送体７３は、一端部を螺旋状要素１９の湾曲部１９ｂの端部の外側部に密着固定したときに、他端部の面が平面状側面２１ａに対して概略垂直方向に延びるようになっており、他端部に取り付けられた超音波振動子１７からの超音波振動が、伝送体７３の一端部を外側部に密着固定された湾曲部１９ｂの端部内の流体を経て当該端部に隣接する螺旋状要素１９の直線部１９ａ内の流体へ、流れ軸線と平行な方向に伝搬する。
In the modified form of the
このように、図５から図７に示されている変形形態の超音波流量計５１，６１，７１では、伝送体５３，６３，７３の形状や螺旋状要素１９の外側部への取り付け位置が図１から図３に示されている実施形態の超音波流量計１１の伝送体１５と異なっている。しかしながら、各伝送体５３，６３，７３が複数の螺旋状要素１９の外側部に跨って密着固定されており、一組の伝送体５３，６３，７３に取り付けられる一組の超音波振動子１７の間に等しい長さの複数の測線が形成される点で、図５から図７に示されている変形形態の超音波流量計５１，６１，７１は、図１から図３に示されている実施形態の超音波流量計１１と共通している。したがって、図５から図７に示されている変形形態の超音波流量計５１，６１，７１でも、図１から図３に示されている実施形態の超音波流量計１１と同様の作用及び効果を得ることができる。
As described above, in the modified
以上、図示されている実施形態を参照して、本発明による超音波流量計１１を説明したが、本発明は図示されている実施形態に限定されるものではない。例えば、図示されている実施形態では、測定管１３の螺旋状要素１９の直線部１９ａが支持突起２３を介して測定管ホルダ２１に支持されているが、支持突起２３を設けず、測定管ホルダ２１の外周面に直接接触するように測定管１３を測定管ホルダ２１の外周面に沿って巻き回すようにしてもよい。
Although the
１１ 超音波流量計
１３ 測定管
１５ 伝送体
１７ 超音波振動子
１９ 螺旋状要素
１９ａ 直線部
１９ｂ 湾曲部
２１ 測定管ホルダ
２１ａ 平面状側面
２１ｂ 湾曲面
２３ 支持突起
５１ 超音波流量計
５３ 伝送体
６１ 超音波流量計
６３ 伝送体
７１ 超音波流量計
７３ 伝送体
11
Claims (9)
前記測定管が中心軸線周りに螺旋状に延びる複数の螺旋状要素を含み、前記一組の超音波送受信器が、前記流れ軸線方向に前記所定の間隔で、前記中心軸線の方向に隣り合う前記複数の螺旋状要素に跨るように前記複数の螺旋状要素の外側部に取り付けられ、前記一組の超音波送受信器の間に各螺旋状要素の前記流れ軸線に沿った複数の測線が形成されるようになっていることを特徴とする螺旋式超音波流量計。 Spiral ultrasonic waves including a measuring tube that allows fluid to flow along the flow axis inside, and a set of ultrasonic transmitters and receivers that are attached to the outer side of the measuring tube at predetermined intervals in the flow axis direction. It ’s a flow meter,
The measuring tube contains a plurality of spiral elements spirally extending around the central axis, and the set of ultrasonic transmitters / receivers are adjacent to each other in the direction of the central axis at the predetermined interval in the flow axis direction. It is attached to the outer side of the plurality of spiral elements so as to straddle the plurality of spiral elements, and a plurality of survey lines along the flow axis of each spiral element are formed between the set of ultrasonic transmitters and receivers. A spiral ultrasonic flowmeter characterized by being designed to be.
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