JP2919977B2 - Flowmeter - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、流量計に係り、特に、
使用温度・圧力範囲が広いために接液部のライニング材
が大きく伸縮する使用条件となり得るものにおける超音
波伝播特性の改善を図った流量計に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flow meter, and more particularly, to a flow meter.
The present invention relates to a flowmeter which improves ultrasonic propagation characteristics in a use condition in which a lining material of a liquid contact portion can be greatly expanded and contracted due to a wide use temperature and pressure range.
【０００２】[0002]
【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等のフッ素樹脂がライ
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伸縮の大小にかか
わらずライニング材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る。2. Description of the Related Art In the case of an in-line type flow meter, a synthetic resin lining is sometimes applied to a liquid contact part in order to ensure corrosion resistance to a fluid in a pipe or to prevent scale accumulation due to long-term use. is there. Particularly in the case of an ultrasonic flowmeter, the scale adheres to the inside of the pipe, which deteriorates the ultrasonic wave propagation characteristics between the ultrasonic transmitter and the receiver provided outside the liquid contact part. Fluorine resins, such as tetrafluoroethylene resin, which are difficult to adhere to, are used as the lining material. Also, in the case of an ultrasonic flowmeter, care must be taken to secure the ultrasonic wave propagation characteristics by bringing the transmitter or the receiver into close contact with the lining material regardless of the size of expansion and contraction.
【０００３】そこで従来では、これら発信器、受信器か
らなる超音波センサとライニング材との密着状態を確保
するために、ライニング材の外面に形成された突条を、
ハウジングの内面に形成されたアリ溝に嵌合したり、さ
らに、ライニング材の変位を抑えるために、ライニング
材中に強度部材としてパンチングメタルを入れたりして
いた。[0003] Conventionally, in order to secure the close contact between the ultrasonic sensor composed of the transmitter and the receiver and the lining material, a ridge formed on the outer surface of the lining material is used.
In order to fit into a dovetail groove formed on the inner surface of the housing, and to suppress displacement of the lining material, a punching metal as a strength member has been put in the lining material.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ライニ
ング成形時にアリ溝内に注入されたフッ素樹脂が冷却固
化により収縮するため、成形後の突条とアリ溝との間に
間隙ができてしまう。このために、流体の温度や圧力に
よりライニング材が伸縮変形した場合、間隙分はライニ
ング材が動いてしまい、超音波センサとライニング材と
の密着状態を維持できなくなり、超音波の伝播に支障を
きたし流量検出が不可能となるという問題がある。ま
た、パンチングメタルが挿入されたライニング材にあっ
ても、ライニング材の熱伸縮等によりハウジングとの間
に間隙が生じ易い。However, since the fluororesin injected into the dovetail groove during the lining molding contracts due to cooling and solidification, a gap is formed between the projected ridge and the dovetail groove. For this reason, if the lining material expands and contracts due to the temperature and pressure of the fluid, the lining material moves in the gap, making it impossible to maintain the close contact between the ultrasonic sensor and the lining material, which hinders the propagation of ultrasonic waves. There is a problem that the flow rate cannot be detected. Further, even in the lining material into which the punching metal is inserted, a gap is easily generated between the lining material and the housing due to thermal expansion and contraction of the lining material.
【０００５】この点を解決すべく超音波センサをライニ
ング材にばね等で押圧することにより、超音波センサと
ライニング材との間に隙間が生じないようになったが、
流体の温度・圧力変動等に起因するライニング材の伸縮
変形が生じると、超音波センサが追従して移動するた
め、発信器と受信器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ていた。[0005] In order to solve this problem, the ultrasonic sensor is pressed against the lining material with a spring or the like so that no gap is formed between the ultrasonic sensor and the lining material.
If the lining material expands and contracts due to fluctuations in the temperature and pressure of the fluid, etc., the ultrasonic sensor moves following, and the distance between the transmitter and the receiver may fluctuate. When the flow rate is measured by detecting the Doppler effect or the amount of phase modulation received from the fluid, there remains a problem to be solved, which is noise.
【０００６】本発明は前記問題点を有効に解決するもの
で、超音波センサとライニング材との接触状態を確実に
維持しつつ、超音波センサの位置をハウジングに固定
し、良好な超音波伝播特性を確保できる流量計の提供を
目的とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention effectively solves the above-mentioned problems, and fixes the position of the ultrasonic sensor to the housing while reliably maintaining the contact state between the ultrasonic sensor and the lining material, thereby providing excellent ultrasonic wave propagation. The purpose of the present invention is to provide a flow meter capable of ensuring characteristics.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明の流量計は、測定
すべき流体が流れるハウジングと、該ハウジング内の流
体に接する部分を覆うライニング材と、ハウジングのセ
ンサ挿入穴に挿入状態に固定されてライニング材の外面
に接する超音波センサとを備えるとともに、ライニング
材の外面に、超音波センサとハウジングのセンサ挿入穴
の内面との間に挿入状態に介在させられる筒状部が形成
され、該筒状部にはセンサ挿入穴から抜けない抜け止め
部が形成されていることを特徴とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION A flowmeter according to the present invention comprises a housing through which a fluid to be measured flows, a lining material for covering a portion of the housing in contact with the fluid, and a fixing member inserted into a sensor insertion hole of the housing. And an ultrasonic sensor in contact with the outer surface of the lining material, and a cylindrical portion is formed on the outer surface of the lining material to be interposed between the ultrasonic sensor and the inner surface of the sensor insertion hole of the housing in an inserted state. The tubular portion is formed with a retaining portion that does not come off from the sensor insertion hole.
【０００８】[0008]
【作用】本発明の流量計であると、超音波センサとセン
サ挿入穴の内面との間に介在させられる筒状部がハウジ
ングに固定されているため、超音波センサ付近のライニ
ング材の移動を筒状部により拘束して、ライニング材の
外面と超音波センサの先端面との接触状態を確実に維持
することができる。また、超音波センサもハウジングに
固定しているから、その位置の変動を拘束することがで
きる。According to the flow meter of the present invention, since the cylindrical portion interposed between the ultrasonic sensor and the inner surface of the sensor insertion hole is fixed to the housing, the movement of the lining material near the ultrasonic sensor can be prevented. Restricted by the cylindrical portion, the contact state between the outer surface of the lining material and the tip surface of the ultrasonic sensor can be reliably maintained. Further, since the ultrasonic sensor is also fixed to the housing, it is possible to restrain the position from changing.
【０００９】[0009]
【実施例】以下本発明の流量計の第一実施例について第
１図を参照しながら説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of a flow meter according to the present invention will be described below with reference to FIG.
【００１０】符号１は本発明の流量計であり、符号２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１のハウジングである。この流量計１の接液部であ
る内面は、ライニング材３によって覆われている。この
ライニング材３は、フッ素系樹脂（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。）からなり、内部に強度部
材としてパンチングメタル４が埋め込まれている。Reference numeral 1 denotes a flow meter of the present invention, and reference numeral 2 denotes a housing of a pipe-shaped flow meter 1 which is inserted in-line, for example, in a pipe. The inner surface of the flow meter 1 which is a liquid contact part is covered with a lining material 3. The lining material 3 is made of a fluororesin (polytetrafluoroethylene resin (PTFE), polyfluoroalkyl vinyl resin (PFA), more preferably polyfluoroalkyl vinyl resin (PFA)), and has a strength member inside. The punching metal 4 is embedded.
【００１１】また前記ハウジング２の周方向に１８０°
離れた位置には、ハウジング２の壁を貫通し、超音波セ
ンサ５を挿入状態に固定するセンサ挿入穴６が設けられ
ており、これらセンサ挿入穴６に、ライニング材３の外
面に形成された筒状部７がそれぞれ挿入状態に設けられ
ている。この筒状部７は、センサ挿入穴６の内周面に接
触しており、先端にフランジ状の抜け止め部７ａが形成
されている。この抜け止め部７ａは、ハウジング２の外
面にセンサ挿入穴６を拡径するように形成された凹部６
ａ内に配置されている。この筒状部７は、ライニング材
３をハウジング２内にトランスファー成形にて一体形成
する際に、ハウジング２のセンサ挿入穴６に中子型を挿
入しておき、該中子型とセンサ挿入穴６の内面との間に
注入形成されたものである。すなわち、型締装置の金型
内に、予め、前記ハウジング２、該ハウジング２内に流
路形成用中子、センサ挿入穴形成用中子、パンチングメ
タル４をそれぞれセットしておき、該金型内に、樹脂注
入口を介し溶融状態のライニング材を注入することで、
内部等にライニング材が一体的に成形されたハウジング
を得る。そして、超音波センサ５（一方が発信器５ａで
他方が受信器５ｂとなっている）は、その先端がライニ
ング材３の筒状部７内に挿入され、後端部に形成された
つば部８が前記筒状部７の抜け止め部７ａの上に重ねら
れ、該抜け止め部７ａと一体にハウジング２にネジ９に
より固定されている。In addition, 180 ° in the circumferential direction of the housing 2
At a remote position, a sensor insertion hole 6 that penetrates the wall of the housing 2 and fixes the ultrasonic sensor 5 in an inserted state is provided.
And, these sensor insertion hole 6, the cylindrical portion 7 formed on the outer surface of the lining material 3 is provided in each insertion state. The cylindrical portion 7 is in contact with the inner peripheral surface of the sensor insertion hole 6, and has a flange-shaped retaining portion 7a formed at the tip. The retaining portion 7a is formed in a concave portion 6 formed on the outer surface of the housing 2 so as to increase the diameter of the sensor insertion hole 6.
a. When the lining material 3 is integrally formed in the housing 2 by transfer molding , a core type is inserted into the sensor insertion hole 6 of the housing 2, and the core type and the sensor insertion hole 6, and is formed by injection. That is, the mold of the mold clamping device
Into the housing 2 and the housing 2 in advance.
Core for path formation, core for sensor insertion hole, punching
Each of the barrels 4 is set, and the resin is poured into the mold.
By injecting the lining material in the molten state through the inlet,
Housing with lining material integrally molded inside
Get. The ultrasonic sensor 5 (one of which is a transmitter 5a and the other of which is a receiver 5b) has a front end inserted into the cylindrical portion 7 of the lining material 3 and a flange formed at the rear end. 8 is placed on the retaining portion 7a of the tubular portion 7 and is fixed to the housing 2 by screws 9 integrally with the retaining portion 7a.
【００１２】また、超音波センサ５の先端面とライニン
グ材３の外面との間には、不揮発性弾性体、グリス、オ
イルなどの充填剤１０が圧縮状態に設けられている。こ
の充填剤１０は、例えば、前記超音波センサ５のケーシ
ングとして用いられる材料、あるいは、ライニング材３
を構成する樹脂に近似した振動伝播特性（固有インピー
ダンス）を持ったものを用いることが望ましく、超音波
センサ５とライニング材３との間に伝播特性に極端な差
のある空気が存在することを防止し、この隙間に伝播特
性が近似した充填剤１０を介在させることにより伝播特
性を確保している。A filler 10 such as a non-volatile elastic body, grease, oil, or the like is provided in a compressed state between the distal end surface of the ultrasonic sensor 5 and the outer surface of the lining material 3. The filler 10 is made of, for example, a material used as a casing of the ultrasonic sensor 5 or a lining material 3.
It is desirable to use a material having a vibration propagation characteristic (inherent impedance) similar to the resin constituting the resin, and that there is air having an extremely different propagation characteristic between the ultrasonic sensor 5 and the lining material 3. The gap is filled with the filler 10 having a similar propagation property, so that the propagation property is ensured.
【００１３】以上のように構成された流量計１にあって
は、発信回路によって駆動される発信器５ａからライニ
ング材３に伝播された超音波が管内流体を介して直径上
の反対側のライニング材３に伝播され、さらに受信器５
ｂに受信されて電気信号に変換される。このような超音
波の伝播において、異物体間の境界層となる超音波セン
サ５とライニング材３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剤１０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。In the flowmeter 1 configured as described above, the ultrasonic wave transmitted from the transmitter 5a driven by the transmission circuit to the lining material 3 is applied to the lining on the opposite side in diameter via the fluid in the pipe. Propagated to the material 3 and further received by the receiver 5
b and converted into an electrical signal. In such an ultrasonic wave propagation, a filler 10 having a propagation characteristic similar to those of the ultrasonic sensor 5 and the lining material 3 is provided on a contact surface between the ultrasonic sensor 5 and the lining material 3 which is a boundary layer between foreign bodies. ,
Good propagation characteristics can be exhibited.
【００１４】ここで、超音波センサ５の先端面付近で
は、ライニング材３の筒状部７が超音波センサ５ととも
に固定されているため、ライニング材３は動かない。す
なわち、ライニング材３が流体の温度変化や圧力変動を
受ける場合、筒状部７から離れたハウジング２のパイプ
状内面付近においてはライニング材３に伸縮変形が生じ
得るが、超音波センサ５の先端面付近、つまり筒状部７
の付近では、該筒状部７がハウジング２のセンサ挿入穴
６内に挿入状態に固定されているため、ハウジング２内
面のライニング材３の移動を拘束するものである。した
がって、超音波センサ５の先端面とライニング材３との
距離は一定に維持され、超音波センサ５は安定した伝播
特性を確保することができる。Here, in the vicinity of the tip end surface of the ultrasonic sensor 5, the cylindrical portion 7 of the lining material 3 is fixed together with the ultrasonic sensor 5, so that the lining material 3 does not move. That is, when the lining material 3 is subjected to a change in temperature or pressure of the fluid, the lining material 3 may be expanded and contracted near the pipe-shaped inner surface of the housing 2 apart from the cylindrical portion 7. Near the surface, that is, the cylindrical portion 7
In the vicinity of, the cylindrical portion 7 is fixed in the sensor insertion hole 6 of the housing 2 so as to be inserted, so that the movement of the lining material 3 on the inner surface of the housing 2 is restricted. Therefore, the distance between the tip surface of the ultrasonic sensor 5 and the lining material 3 is kept constant, and the ultrasonic sensor 5 can secure stable propagation characteristics.
【００１５】また、ライニング材３が、わずかに伸縮変
形したとしても、超音波センサ５がハウジング２にネジ
９により固定されているため発信器５ａと受信器５ｂと
の距離は常に一定に維持され、かつ、前記充填材１０が
超音波センサ５とライニング材３との間に充填されてい
るので、超音波センサ５の伝播特性に影響を与えること
はない。Even if the lining material 3 is slightly expanded and contracted, the distance between the transmitter 5a and the receiver 5b is always kept constant because the ultrasonic sensor 5 is fixed to the housing 2 with the screw 9. In addition, since the filling material 10 is filled between the ultrasonic sensor 5 and the lining material 3, the propagation characteristics of the ultrasonic sensor 5 are not affected.
【００１６】次いで、図２は本発明の第二実施例の流量
計１１を示すものである。この実施例は、ハウジング１
２のセンサ挿入穴１３に、周方向に相互に平行な複数本
の溝１４が設けられ、ライニング材１５に一体形成され
た筒状部１６の複数本の突状の抜け止め部１７が溝１４
に緊密嵌合していることにより、ライニング材１５がハ
ウジング１２に固定されている。FIG. 2 shows a flow meter 11 according to a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the housing 1
The two sensor insertion holes 13 are provided with a plurality of grooves 14 parallel to each other in the circumferential direction, and the plurality of projecting retaining portions 17 of the cylindrical portion 16 integrally formed with the lining material 15 are formed by the grooves 14.
Lining material 15 is fixed to the housing 12.
【００１７】この第二実施例にあっては、超音波センサ
１８はハウジング１２に直接固定され、また、ハウジン
グ１２の複数本の溝１４にそれぞれ抜け止め部１７が係
止され、ハウジング１２の半径方向への移動が拘束され
る。したがって、ライニング材１５をネジにより固定す
る必要性がなくなる。また、溝１４及び抜け止め部１７
は、図２に示すように筒状部との嵌合面の断面が山型の
場合や、図３に示す第三実施例のように断面が角型の溝
２２及び抜け止め部２３からなるものでもよい。In the second embodiment, the ultrasonic sensor 18 is directly fixed to the housing 12, and the retaining portions 17 are locked in the plurality of grooves 14 of the housing 12, respectively. Movement in the direction is restricted. Therefore, there is no need to fix the lining material 15 with screws. In addition, the groove 14 and the retaining portion 17
The cross section of the fitting surface with the cylindrical portion is a mountain shape as shown in FIG. 2, or a groove 22 and a retaining portion 23 having a square cross section as in the third embodiment shown in FIG. It may be something.
【００１８】なお、前記実施例では、ライニング材３に
筒状部４を一体形成したが、筒状部のみ別に製作してお
き、ハウジング２の内面に管状にライニング材を形成し
た後に、筒状部をライニング材の外面に接合するように
してもよい。In the above embodiment, the cylindrical portion 4 is formed integrally with the lining material 3. However, only the cylindrical portion is manufactured separately, and after the lining material is formed in a tubular shape on the inner surface of the housing 2, the cylindrical portion 4 is formed. The part may be joined to the outer surface of the lining material.
【００１９】[0019]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の流量計によれば、超音波センサとセンサ挿入穴の内面
との間に介在させられる筒状部がハウジングに固定され
ることにより、超音波センサの先端面付近のライニング
材の移動を拘束することができ、また、超音波センサも
ハウジングに固定しているために、流体の温度や圧力変
動に影響されることなく安定した送受信を行うことがで
き、流量計の精度を上げることができるという効果を奏
する。As is apparent from the above description, according to the flowmeter of the present invention, the cylindrical portion interposed between the ultrasonic sensor and the inner surface of the sensor insertion hole is fixed to the housing. In addition, since the movement of the lining material near the tip surface of the ultrasonic sensor can be restricted, and the ultrasonic sensor is also fixed to the housing, stable transmission and reception without being affected by fluid temperature and pressure fluctuations And the accuracy of the flow meter can be improved.
【図１】流量計の第一実施例を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of a flow meter.
【図２】流量計の第二実施例を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a second embodiment of the flow meter.
【図３】流量計の第三実施例を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing a third embodiment of the flow meter.
１ 流量計 ２ ハウジング ３ ライニング材 ５ 超音波センサ ６ センサ挿入穴 ７ 筒状部 ８ つば部 ９ ネジ １０ 充填材 １１ 流量計 １３ センサ挿入穴 １４ 溝 １５ ライニング材 １６ 筒状部 １７ 抜け止め部 １８ 超音波センサ ２２ 溝 ２３ 抜け止め部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Flowmeter 2 Housing 3 Lining material 5 Ultrasonic sensor 6 Sensor insertion hole 7 Cylindrical part 8 Collar part 9 Screw 10 Filler 11 Flowmeter 13 Sensor insertion hole 14 Groove 15 Lining material 16 Cylindrical part 17 Detachment part 18 Ultra Sound wave sensor 22 Groove 23 Retaining part
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭63−101819（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−84421（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01F 1/66 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References Japanese Utility Model Showa 63-101819 (JP, U) Japanese Utility Model Showa 57-84421 (JP, U) (58) Fields surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) G01F 1/66
Claims (1)
該ハウジング内の流体に接する部分を覆うライニング材
と、ハウジングのセンサ挿入穴に挿入状態に固定されて
ライニング材の外面に接する超音波センサとを備えると
ともに、ライニング材の外面に、超音波センサとハウジ
ングのセンサ挿入穴の内面との間に挿入状態に介在させ
られる筒状部が形成され、該筒状部にはセンサ挿入穴か
ら抜けない抜け止め部が形成されていることを特徴とす
る流量計。A housing through which a fluid to be measured flows;
A lining material that covers a portion in contact with the fluid in the housing, and an ultrasonic sensor that is fixed in a sensor insertion hole of the housing and is in contact with the outer surface of the lining material, and an ultrasonic sensor on the outer surface of the lining material. A cylindrical portion is formed between the inner surface of the sensor insertion hole of the housing and the inner surface of the sensor insertion hole, and a retaining portion that does not come off from the sensor insertion hole is formed in the cylindrical portion. Total.
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| JP2404491A JP2919977B2 (en) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | Flowmeter |
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