JP2798797B2 - 流量計 - Google Patents
流量計Info
- Publication number
- JP2798797B2 JP2798797B2 JP2192121A JP19212190A JP2798797B2 JP 2798797 B2 JP2798797 B2 JP 2798797B2 JP 2192121 A JP2192121 A JP 2192121A JP 19212190 A JP19212190 A JP 19212190A JP 2798797 B2 JP2798797 B2 JP 2798797B2
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- Japan
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- lining material
- ultrasonic
- ultrasonic sensor
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Description
本発明は流量計に係り、特に、腐食性流体や超純水等
を計測するために接液部にライニング処理を施した流量
計に関するものである。
を計測するために接液部にライニング処理を施した流量
計に関するものである。
【従来の技術】 インライン型の流量計にあっては、管内流体に対する
耐食性を確保するため、あるいは、長期の使用に伴うス
ケールの堆積を防止するため、接液部に合成樹脂ライニ
ングを施す場合がある。特に超音波流量計にあっては、
管内にスケールが付着することにより、接液部の外に設
けられた超音波発信器あるいは受信器との間の超音波伝
播特性が悪くなるから、スケールが付着し難いテトラフ
ルオロエチレン樹脂がライニング材として用いられてい
る。また超音波流量計にあっては、前記発信器あるいは
受信器を熱伸縮の大小にかかわらずライニングに密着さ
せて超音波伝播特性を確保しておくための配慮が必要と
され、これが発信器、受信器をライニングに密着させる
手段として接着剤が用いられている。
耐食性を確保するため、あるいは、長期の使用に伴うス
ケールの堆積を防止するため、接液部に合成樹脂ライニ
ングを施す場合がある。特に超音波流量計にあっては、
管内にスケールが付着することにより、接液部の外に設
けられた超音波発信器あるいは受信器との間の超音波伝
播特性が悪くなるから、スケールが付着し難いテトラフ
ルオロエチレン樹脂がライニング材として用いられてい
る。また超音波流量計にあっては、前記発信器あるいは
受信器を熱伸縮の大小にかかわらずライニングに密着さ
せて超音波伝播特性を確保しておくための配慮が必要と
され、これが発信器、受信器をライニングに密着させる
手段として接着剤が用いられている。
しかしながら、ふっ素系樹脂におけるスケールが付着
し難いという性質は、必要な接着強度が得られないとい
う欠点にもつながるものであり、このような接着強度の
不足に起因して、前記発信器あるいは受信器がライニン
グから剥がれることによる超音波伝播特性の低下が生じ
易いという問題がある。 この点を解決すべく、本出願人は、特願平２−70014
号において、第３図に示すように流量計本体１のセンサ
挿入穴２から挿入した超音波センサ3A・3Bをライニング
材４にばね等の付勢手段５によって付勢するようにした
技術を提案している。この技術により、超音波センサ3A
・3Bとライニング材４との間に隙間が生じないようにな
ったが、流体の圧力変動等に起因するライニング材４の
伸縮変形が生じると、超音波センサ3A・3Bが追従して移
動するため、発信器3Aと受信器3Bとの間の距離が変動す
るおそれがあり、超音波が流体から受けるドップラー効
果や位相変調量を検出して流量を計測する場合には、ノ
イズとなってしまうという解決すべき問題が残された。 本発明はこの先の出願を改良したもので、超音波セン
サの位置を固定しつつライニング材との接触状態を確実
に維持し、良好な超音波伝播特性を確保することを目的
とするものである。
し難いという性質は、必要な接着強度が得られないとい
う欠点にもつながるものであり、このような接着強度の
不足に起因して、前記発信器あるいは受信器がライニン
グから剥がれることによる超音波伝播特性の低下が生じ
易いという問題がある。 この点を解決すべく、本出願人は、特願平２−70014
号において、第３図に示すように流量計本体１のセンサ
挿入穴２から挿入した超音波センサ3A・3Bをライニング
材４にばね等の付勢手段５によって付勢するようにした
技術を提案している。この技術により、超音波センサ3A
・3Bとライニング材４との間に隙間が生じないようにな
ったが、流体の圧力変動等に起因するライニング材４の
伸縮変形が生じると、超音波センサ3A・3Bが追従して移
動するため、発信器3Aと受信器3Bとの間の距離が変動す
るおそれがあり、超音波が流体から受けるドップラー効
果や位相変調量を検出して流量を計測する場合には、ノ
イズとなってしまうという解決すべき問題が残された。 本発明はこの先の出願を改良したもので、超音波セン
サの位置を固定しつつライニング材との接触状態を確実
に維持し、良好な超音波伝播特性を確保することを目的
とするものである。
本発明の流量計は、測定すべき流体が流される本体
と、該本体内の流体に接する部分を覆うライニング材
と、該ライニング材の外面に対向した状態に前記本体に
固定されて本体内の流体との間で超音波信号を授受する
超音波センサとを備えるとともに、該超音波センサとラ
イニング材との間に、その隙間を埋めるように緊密に充
填されて両者の相対移動に追従しつつ変形容易な充填材
を設けたことを特徴とする。
と、該本体内の流体に接する部分を覆うライニング材
と、該ライニング材の外面に対向した状態に前記本体に
固定されて本体内の流体との間で超音波信号を授受する
超音波センサとを備えるとともに、該超音波センサとラ
イニング材との間に、その隙間を埋めるように緊密に充
填されて両者の相対移動に追従しつつ変形容易な充填材
を設けたことを特徴とする。
本発明の構成であると、超音波センサを本体に固定し
て、その位置の変動を拘束しているとともに、該超音波
センサとライニング材との間にライニング材の伸縮変形
による相対移動が生じると、その間に介在した充填材が
両者の相対移動に追従しつつこれらの隙間を埋めること
により、該充填材を介して超音波センサとライニング材
との密着状態が維持されるものである。
て、その位置の変動を拘束しているとともに、該超音波
センサとライニング材との間にライニング材の伸縮変形
による相対移動が生じると、その間に介在した充填材が
両者の相対移動に追従しつつこれらの隙間を埋めること
により、該充填材を介して超音波センサとライニング材
との密着状態が維持されるものである。
以下、本発明の流量計の一実施例を第１図及び第２図
に基づいて説明する。 符号11は配管の途中などにインラインで挿入されるパ
イプ状の流量計本体である。この流量計本体11の接液
部、すなわち内面は、ふっ素系樹脂（ポリテトラフルオ
ロエチレン樹脂（PTFE）、ポリフロロアルキルビニル樹
脂（PFA）、より望ましくはポリフロロアルキルビニル
樹脂（PFA）である。）からなるライニング材12によっ
て覆われている。 また前記本体11の周方向に180゜離れた２箇所の位置
には、本体11を貫通してライニング材12の一部を露出す
るセンサ挿入穴13が設けられており、これらのセンサ挿
入穴13には、それぞれ超音波センサ14A・14B（一方が発
信器で他方が受信器となっている）が挿入されている。
これら超音波センサ14A・14Bは、先端部がセンサ挿入穴
13の断面形状と同一とされて、該センサ挿入穴13内に緊
密挿入されており、後端部には、本体11の外面に当接す
るつば部15が一体形成されて、該本体11にねじ16により
固定されている。そして、超音波センサ14A・14Bの先端
面とライニング材12の外面とが若干の間隔を明けて対向
しており、その間に不揮発性弾性体、例えばシリコンゴ
ムからなる充填材17が圧縮状態に設けられている。この
充填材17には、例えば、前記超音波センサ14A・14Bのケ
ーシングとして用いられている材料、あるいは、ライニ
ング材12を構成する樹脂に近似した振動伝播特性（固有
音響インピーダンス）を持ったものを用いることが望ま
しい。 なお符号18は超音波センサ（発信器）14Aを駆動する
発振回路、符号19は超音波センサ（受信器）14Bが受信
した超音波を電気信号に変換し、この電気信号の特性
（例えば位相変調量）変化に基づいて流速（あるいは流
量）を算出する検出回路である。 以上のように構成された流量計にあっては、前記発振
回路18によって駆動される発信器14Aからライニング材1
2に伝播された超音波20が管内流体を介して180゜反対側
のライニング材12に伝播され、さらに、受信器14Bに受
信されて電気信号に変換される。このような超音波20の
伝播において、異物体間の境界層となる超音波センサ14
A・14Bとライニング材12との接触面にあっては、これら
と伝播特性が近似した充填材17が設けられているから、
良好な伝播特性を発揮させることができる。 ところで、ライニング材12は流体の圧力変動を受けて
半径方向に若干の伸縮変形が生じ易い。このため前記第
３図の流量計であると、超音波センサ3A・3Bがライニン
グ材４に付勢手段５によって押圧接触されているので、
該超音波センサ3A・3Bもライニング材４の変形とともに
移動し、発信器3Aと受信器3Bとの距離が変化してしまう
が、第１図の流量計の場合は、超音波センサ14A・14Bが
本体11にねじ16により固定されているためライニング材
12の変形により位置が変化することがなく、発信器14A
と受信器14Bとの距離は常に一定に維持される。そし、
ライニング材12が膨張したときは超音波センサ14A・14B
との間に介在されている充填材17がさらに圧縮されて、
ライニング材12と超音波センサ14A・14Bとの相対変位を
吸収し、またライニング材12が収縮したときは充填材17
も反発力により膨張して両者の隙間を埋め、間に空気層
が発生することを有効に防止することができる。すなわ
ち、超音波センサ14A・14Bとライニング材12との間に圧
縮状態に介在した充填材17が、超音波センサ14A・14Bと
ライニング材12との相対移動に追従するように変形して
隙間の発生を防止し、安定した伝播特性を確保するもの
である。 もちろん流体の温度変化に伴うライニング材12の熱伸
縮によって超音波センサ14A・14Bとライニング材12との
間に相対移動が生じる場合であっても、充填材17によっ
て隙間を埋めることができ、密着性が確保される。 なお、他の実施例として、充填材に不揮発性の液体、
例えばシリコンオイルを使用することも可能であり、超
音波センサとライニング材との距離の変化に対して、液
体の表面張力の作用によって両者の間に不揮発性液体が
充満され、かつ揮発によりなくなることはなく、常に安
定した伝播特性を確保することができる。
に基づいて説明する。 符号11は配管の途中などにインラインで挿入されるパ
イプ状の流量計本体である。この流量計本体11の接液
部、すなわち内面は、ふっ素系樹脂（ポリテトラフルオ
ロエチレン樹脂（PTFE）、ポリフロロアルキルビニル樹
脂（PFA）、より望ましくはポリフロロアルキルビニル
樹脂（PFA）である。）からなるライニング材12によっ
て覆われている。 また前記本体11の周方向に180゜離れた２箇所の位置
には、本体11を貫通してライニング材12の一部を露出す
るセンサ挿入穴13が設けられており、これらのセンサ挿
入穴13には、それぞれ超音波センサ14A・14B（一方が発
信器で他方が受信器となっている）が挿入されている。
これら超音波センサ14A・14Bは、先端部がセンサ挿入穴
13の断面形状と同一とされて、該センサ挿入穴13内に緊
密挿入されており、後端部には、本体11の外面に当接す
るつば部15が一体形成されて、該本体11にねじ16により
固定されている。そして、超音波センサ14A・14Bの先端
面とライニング材12の外面とが若干の間隔を明けて対向
しており、その間に不揮発性弾性体、例えばシリコンゴ
ムからなる充填材17が圧縮状態に設けられている。この
充填材17には、例えば、前記超音波センサ14A・14Bのケ
ーシングとして用いられている材料、あるいは、ライニ
ング材12を構成する樹脂に近似した振動伝播特性（固有
音響インピーダンス）を持ったものを用いることが望ま
しい。 なお符号18は超音波センサ（発信器）14Aを駆動する
発振回路、符号19は超音波センサ（受信器）14Bが受信
した超音波を電気信号に変換し、この電気信号の特性
（例えば位相変調量）変化に基づいて流速（あるいは流
量）を算出する検出回路である。 以上のように構成された流量計にあっては、前記発振
回路18によって駆動される発信器14Aからライニング材1
2に伝播された超音波20が管内流体を介して180゜反対側
のライニング材12に伝播され、さらに、受信器14Bに受
信されて電気信号に変換される。このような超音波20の
伝播において、異物体間の境界層となる超音波センサ14
A・14Bとライニング材12との接触面にあっては、これら
と伝播特性が近似した充填材17が設けられているから、
良好な伝播特性を発揮させることができる。 ところで、ライニング材12は流体の圧力変動を受けて
半径方向に若干の伸縮変形が生じ易い。このため前記第
３図の流量計であると、超音波センサ3A・3Bがライニン
グ材４に付勢手段５によって押圧接触されているので、
該超音波センサ3A・3Bもライニング材４の変形とともに
移動し、発信器3Aと受信器3Bとの距離が変化してしまう
が、第１図の流量計の場合は、超音波センサ14A・14Bが
本体11にねじ16により固定されているためライニング材
12の変形により位置が変化することがなく、発信器14A
と受信器14Bとの距離は常に一定に維持される。そし、
ライニング材12が膨張したときは超音波センサ14A・14B
との間に介在されている充填材17がさらに圧縮されて、
ライニング材12と超音波センサ14A・14Bとの相対変位を
吸収し、またライニング材12が収縮したときは充填材17
も反発力により膨張して両者の隙間を埋め、間に空気層
が発生することを有効に防止することができる。すなわ
ち、超音波センサ14A・14Bとライニング材12との間に圧
縮状態に介在した充填材17が、超音波センサ14A・14Bと
ライニング材12との相対移動に追従するように変形して
隙間の発生を防止し、安定した伝播特性を確保するもの
である。 もちろん流体の温度変化に伴うライニング材12の熱伸
縮によって超音波センサ14A・14Bとライニング材12との
間に相対移動が生じる場合であっても、充填材17によっ
て隙間を埋めることができ、密着性が確保される。 なお、他の実施例として、充填材に不揮発性の液体、
例えばシリコンオイルを使用することも可能であり、超
音波センサとライニング材との距離の変化に対して、液
体の表面張力の作用によって両者の間に不揮発性液体が
充満され、かつ揮発によりなくなることはなく、常に安
定した伝播特性を確保することができる。
以上の説明で明らかなように、本発明の流量計によれ
ば、超音波センサを本体に固定して、その移動を拘束し
ているとともに、該超音波センサとライニング材との間
に相対移動が生じると、その間に介在した充填材が両者
の相対移動に追従しつつこれらの隙間を埋めるので、該
充填材を介して超音波センサとライニング材との密着状
態を確実に維持することができる。したがって、超音波
センサの位置の変化によるノイズの発生等を防止し得る
とともに、該超音波センサとライニング材との間にこれ
らと極端に超音波伝播特性の異なる空気層が介在するこ
とを防止し、超音波伝播特性を一定に維持して正確な流
量を知ることができるという効果を奏する。
ば、超音波センサを本体に固定して、その移動を拘束し
ているとともに、該超音波センサとライニング材との間
に相対移動が生じると、その間に介在した充填材が両者
の相対移動に追従しつつこれらの隙間を埋めるので、該
充填材を介して超音波センサとライニング材との密着状
態を確実に維持することができる。したがって、超音波
センサの位置の変化によるノイズの発生等を防止し得る
とともに、該超音波センサとライニング材との間にこれ
らと極端に超音波伝播特性の異なる空気層が介在するこ
とを防止し、超音波伝播特性を一定に維持して正確な流
量を知ることができるという効果を奏する。
第１図は本発明の流量計の一実施例を示す縦断面図、第
２図は第１図における超音波センサ付近の拡大図、第３
図は従来例の縦断面図である。 11……流量計本体、12……ライニング材、13……センサ
挿入穴、14A・14B……超音波センサ、15……つば部、16
……ねじ、17……充填材、18……発振回路、19……検出
回路、20……超音波。
２図は第１図における超音波センサ付近の拡大図、第３
図は従来例の縦断面図である。 11……流量計本体、12……ライニング材、13……センサ
挿入穴、14A・14B……超音波センサ、15……つば部、16
……ねじ、17……充填材、18……発振回路、19……検出
回路、20……超音波。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01F 1/66
Claims (1)
- 【請求項１】測定すべき流体が流される本体と、該本体
内の流体に接する部分を覆うライニング材と、該ライニ
ング材の外面に対向した状態に前記本体に固定されて本
体内の流体との間で超音波信号を授受する超音波センサ
とを備えるとともに、該超音波センサとライニング材と
の間に、その隙間を埋めるように緊密に充填されて両者
の相対移動に追従しつつ変形容易な充填材を設けたこと
を特徴とする流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2192121A JP2798797B2 (ja) | 1990-07-20 | 1990-07-20 | 流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2192121A JP2798797B2 (ja) | 1990-07-20 | 1990-07-20 | 流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0477620A JPH0477620A (ja) | 1992-03-11 |
| JP2798797B2 true JP2798797B2 (ja) | 1998-09-17 |
Family
ID=16286025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2192121A Expired - Lifetime JP2798797B2 (ja) | 1990-07-20 | 1990-07-20 | 流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2798797B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7032461B2 (en) | 2003-05-20 | 2006-04-25 | Keyence Corporation | Flow sensor having a flow indicator having a plurality of light emission sections |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102005057888A1 (de) * | 2005-12-02 | 2007-06-06 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung des Volumen- oder Massendurchflusses eines Mediums durch eine Rohrleitung |
| JP6326610B2 (ja) * | 2014-06-24 | 2018-05-23 | 本多電子株式会社 | 超音波流量計及びその製造方法 |
| JP6789765B2 (ja) * | 2016-11-08 | 2020-11-25 | 株式会社キーエンス | 脱着可能な超音波流量計 |
-
1990
- 1990-07-20 JP JP2192121A patent/JP2798797B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7032461B2 (en) | 2003-05-20 | 2006-04-25 | Keyence Corporation | Flow sensor having a flow indicator having a plurality of light emission sections |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0477620A (ja) | 1992-03-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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