JP6826502B2 - 超音波流量計 - Google Patents
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Description
以下、本発明の一実施の形態に係る超音波流量計について図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の一実施の形態に係る超音波流量計の外観斜視図である。図2は、図1の超音波流量計100の内部構成を示す模式的断面図である。図1に示すように、本実施の形態においては、比較的大型の配管Pを挟んで対向する状態で、クランプ部材1,2が取付器具により配管Pの外周面に取り付けられる。配管Pの直径は、例えば40mm〜200mmである。配管P内には流体が流れる。
図3は、ケーシング10の斜視図である。図3に示すように、ケーシング10(金属ケース12)の長手方向における一方の端面を端面10cと呼び、他方の端面を端面10dと呼ぶ。ケーシング10の端面10cには、ケーブル3,4を接続するためのポート13,14が幅方向に並ぶように形成される。
図4は、幅方向に直交するケーシング10の断面図である。図4に示すように、上記の表示基板70および端子台80の配置によれば、ケーシング10内において、端子台80の下方および表示基板70の下方に比較的大きい収容空間V1,V2がそれぞれ形成される。収容空間V1には、センサユニット30が収容される。収容空間V2には、制御基板50および電源基板60(図2)が収容される。
図8は、制御基板50の構成を示すブロック図である。図8に示すように、制御基板50の実装面50aには、制御部51および記憶部52が実装される。制御部51は、例えばCPU(中央演算処理装置)により実現され、測定部53、受付部54、算出部55および出力部56を含む。
図9は、ケーシング10内の端子台80の構成を示す平面図である。図9に示すように、端子台80は、樹脂等の絶縁材料により形成され、幅方向に並ぶ端子実装領域81,82を有する。端子実装領域81,82は、長手方向に沿ってポート13,14とそれぞれ並ぶように配置される。
(a)図12は、第1の変形例におけるケーシング10内の構成を示す模式的断面図である。図12に示すように、第1の変形例においては、実装面60aが上方を向く状態で表示基板70の下方に電源基板60が配置される。また、実装面50aが上方を向く状態で電源基板60の下方に制御基板50が配置される。制御基板50に実装された制御部51と金属ケース12の内面とに接触するように放熱部材57が配置される。本例においては、放熱部材57が例えばヒートシンクにより形成される。このように、制御基板50および電源基板60は直立した状態で配置されずに、水平姿勢等の他の姿勢で配置されてもよい。
本実施の形態に係る超音波流量計100においては、ケーシング10の端面10c、端子台80および表示基板70が長手方向に並ぶ。この構成においては、幅方向にケーシングを小型化することができる。多数の配管Pが複雑に入り組んだ環境においては、配管Pの幅方向における作業空間を十分に確保することは困難である。このような環境においても、上記の構成によれば、長手方向が流体の流れる方向に沿う状態でケーシング10を配管Pに取り付けることが容易となり、超音波流量計100の使い勝手が向上する。
(a)上記実施の形態において、算出部55は伝播時間差方式に基づいて式(2)により配管P内を流れる流体の流量Qを算出するが、本発明はこれに限定されない。算出部55はドップラー方式に基づいて配管P内を流れる流体の流量Qを算出してもよい。この場合、超音波素子31,41の一方が超音波送信素子により構成され、超音波素子31,41の他方が超音波受信素子により構成されてもよい。
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。
Claims (16)
- 配管内を流れる流体への超音波の送信および配管内を流れる流体からの超音波の受信のうち少なくとも一方を行う第1のセンサユニットと、
前記第1のセンサユニットの出力信号に基づいて配管内の流体の流量を算出する流量算出部と、
外部から供給された第1の電圧を当該第1の電圧よりも低い第2の電圧に変換し、変換後の第2の電圧を前記流量算出部に供給する電圧変換部と、
配管に取り付け可能な取付面を有しかつ前記取付面と反対側の主面を有するとともに、前記第1のセンサユニットによる超音波の送信方向または受信方向により規定される第1の方向における第1の端部を有し、前記第1のセンサユニット、前記流量算出部および前記電圧変換部を収容するケーシングと、
前記ケーシングの前記主面に設けられ、前記流量算出部により算出された流量を表示する表示部と、
前記ケーシング内で前記表示部と前記第1の端部との間に設けられた端子台と、
前記ケーシング内で前記端子台上に設けられ、前記電圧変換部に接続されかつ前記第1の電圧を供給する第1の電気経路が接続可能である第1の端子と、
前記ケーシング内で前記端子台上に設けられ、前記流量算出部に接続されかつ信号を伝達する第2の電気経路が接続可能である第2の端子とを備え、
前記第1のセンサユニット、前記流量算出部および前記電圧変換部のうち少なくとも1つは、前記ケーシング内において前記表示部と前記取付面との間に配置され、
前記ケーシングは、前記表示部と前記第1の端部との間において前記主面に開口部を有し、前記開口部を閉塞および開放可能に設けられるカバー部材を有し、
前記第1の端部、前記開口部および前記表示部は、前記第1の方向に並ぶように配置され、
前記第1の端子と前記第2の端子とは、前記開口部の開放時に前記開口部を通して露出するように配置され、
前記ケーシングの前記第1の端部に、前記第1の電気経路が通過可能で前記第1の電気経路を保持する第1のポートと、前記第2の電気経路が通過可能で前記第2の電気経路を保持する第2のポートとが設けられる、超音波流量計。 - 前記ケーシングは、前記端子台と前記取付面との間に第1の収容空間を有し、前記表示部と前記取付面との間に第2の収容空間を有し、
前記第1のセンサユニット、前記流量算出部および前記電圧変換部のうちいずれかは前記第1の収容空間に収容され、前記第1のセンサユニット、前記流量算出部および前記電圧変換部のうち残りは前記第2の収容空間に収容される、請求項1記載の超音波流量計。 - 前記第1のセンサユニットは前記第1の収容空間に収容され、前記流量算出部および前記電圧変換部は前記第2の収容空間に収容される、請求項2記載の超音波流量計。
- 前記流量算出部に接続されかつ前記第1の電圧よりも低い第3の電圧を供給する第3の電気経路が接続可能である第3の端子をさらに備え、
前記第2のポートは、前記第3の電気経路が通過可能で前記第3の電気経路を保持する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の超音波流量計。 - 前記第2および第3の電気経路は、共通のケーブルに設けられ、
前記第2のポートには、前記ケーブルのコネクタが取り付けられる取付部が設けられる、請求項4記載の超音波流量計。 - 前記第1のポートを防水可能に閉塞する閉塞部材をさらに備える、請求項4または5記載の超音波流量計。
- 配管を挟んで前記第1のセンサユニットと対向するように配管に取り付けられ、配管内を流れる流体への超音波の送信および配管内を流れる流体からの超音波の受信のうち少なくとも他方を行う第2のセンサユニットをさらに備え、
前記流量算出部は、前記第2のセンサユニットの出力信号にさらに基づいて配管内の流体の流量を算出する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の超音波流量計。 - 前記ケーシングの前記第1の方向における前記第1の端部とは反対の第2の端部に形成され、前記流量算出部が接続されるとともに、前記第2のセンサユニットが接続される接続部をさらに備える、請求項7記載の超音波流量計。
- 前記流量算出部が実装される第1の実装面を有するとともに、前記第1の実装面が前記第1の方向に交差する第2の方向を向くように立てて配置される制御基板と、
前記電圧変換部が実装される第2の実装面を有するとともに、前記第2の実装面が前記第2の方向を向くように立てて配置される電源基板とをさらに備える、請求項1〜8のいずれか一項に記載の超音波流量計。 - 前記第1の実装面と前記第2の実装面とは、前記第2の方向において、前記ケーシングの第2の方向の寸法の7割以上離間する、請求項9記載の超音波流量計。
- 前記流量算出部と前記電圧変換部との間に配置される電磁波吸収部材をさらに備える、請求項1〜10のいずれか一項に記載の超音波流量計。
- 前記ケーシングの前記取付面を除く部分は金属部材により形成される、請求項1〜11のいずれか一項に記載の超音波流量計。
- 前記流量算出部は、放熱部材を介して前記ケーシングの前記金属部材に接触するように配置される、請求項12記載の超音波流量計。
- 前記ケーシングの前記取付面は樹脂部材により形成される、請求項1〜13のいずれか一項に記載の超音波流量計。
- 前記ケーシング内において、前記取付面と前記流量算出部および前記電圧変換部との間に空気断熱層が設けられる、請求項1〜14のいずれか一項に記載の超音波流量計。
- 前記表示部、前記流量算出部および前記電圧変換部を保持しつつ前記ケーシングに取り付けられる保持部材をさらに備える、請求項1〜15のいずれか一項に記載の超音波流量計。
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