JPH04220526A - Flow meter - Google Patents
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- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
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。[Industrial Field of Application] The present invention relates to a flowmeter, and in particular,
The present invention relates to a flowmeter that is designed to improve ultrasonic propagation characteristics under conditions of use where the lining material of the liquid-contacted part expands and contracts significantly due to a wide operating 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。[Prior Art] In-line flowmeters are often lined with synthetic resin at the wetted parts in order to ensure corrosion resistance against the fluid inside the pipe or to prevent scale buildup due to long-term use. be. Particularly in ultrasonic flowmeters, if scale adheres to the inside of the pipe, the ultrasonic propagation characteristics between the ultrasonic transmitter or receiver installed outside the liquid contact area will deteriorate. Fluororesins such as tetrafluoroethylene resins, which are difficult to adhere to, are used as lining materials. Further, in the case of an ultrasonic flowmeter, consideration must be given to ensuring ultrasonic propagation characteristics by bringing the transmitter or receiver into close contact with the lining material regardless of the degree of expansion or 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。Conventionally, in order to ensure close contact between the ultrasonic sensor consisting of a transmitter and a receiver and the lining material, a protrusion formed on the outer surface of the lining material is
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 was inserted into the lining material as a strength member.
【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 lining molding shrinks as it cools and solidifies, a gap is created between the formed protrusion and the dovetail groove. For this reason, when the lining material expands and contracts due to the temperature and pressure of the fluid, the lining material moves through the gap, making it impossible to maintain close contact between the ultrasonic sensor and the lining material, which impedes the propagation of ultrasonic waves. Therefore, there is a problem that flow rate detection becomes impossible. Further, even if the lining material has a punched metal inserted therein, a gap is likely to be formed 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, by pressing the ultrasonic sensor against the lining material using a spring or the like, no gap is created between the ultrasonic sensor and the lining material.
When the lining material expands and contracts due to fluid temperature and pressure fluctuations, the ultrasonic sensor will follow and move, which may cause the distance between the transmitter and receiver to change, causing ultrasonic waves to When measuring the flow rate by detecting the Doppler effect or the amount of phase modulation received from the fluid, there remains the problem of noise, which remains to be solved.
【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。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 improving the propagation of ultrasonic waves. The purpose is to provide a flowmeter that can ensure the 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。[Means for Solving the Problems] The flowmeter of the present invention includes a housing through which a fluid to be measured flows, a lining material that covers a portion of the housing that comes into contact with the fluid, and a lining material that is inserted and fixed 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 inserted between the ultrasonic sensor and the inner surface of the sensor insertion hole of the housing is formed on the outer surface of the lining material. The cylindrical portion is characterized in that a retaining portion is formed to prevent the sensor from coming out 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。[Operation] In the flowmeter of the present invention, the cylindrical part interposed between the ultrasonic sensor and the inner surface of the sensor insertion hole is fixed to the housing, so that movement of the lining material near the ultrasonic sensor is prevented. By being restrained by the cylindrical portion, the state of contact between the outer surface of the lining material and the tip surface of the ultrasonic sensor can be reliably maintained. Furthermore, since the ultrasonic sensor is also fixed to the housing, it is possible to restrain its 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。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the flowmeter of 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 is a flowmeter of the present invention, and reference numeral 2 is a housing of the pipe-shaped flowmeter 1 which is inserted in-line in the middle of piping. The inner surface of the flowmeter 1, which is the part that comes into contact with the liquid, 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. A punching metal 4 is embedded as a hole.
【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
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６ａ
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
。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、その先端部がライニング
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。[0011] Furthermore, the angle of 180° in the circumferential direction of the housing 2 is
Sensor insertion holes 6 that penetrate the wall of the housing 2 and fix the ultrasonic sensor 5 in the inserted state are provided at a remote position. The shaped portions 7 are each provided in an inserted state. This cylindrical portion 7 is in contact with the inner circumferential surface of the sensor insertion hole 6, and has a flange-like retaining portion 7a formed at its tip. This retaining portion 7a is a recess 6a formed on the outer surface of the housing 2 so as to enlarge the diameter of the sensor insertion hole 6.
located within. This cylindrical portion 7 has a lining material 3
When the sensor is integrally formed in the housing 2, a core mold is inserted into the sensor insertion hole 6 of the housing 2, and the sensor is injected between the core mold and the inner surface of the sensor insertion hole 6. . The ultrasonic sensor 5 (one side is a transmitter 5a and the other side is a receiver 5b) has its tip inserted into the cylindrical part 7 of the lining material 3, and a collar formed at the rear end. portion 8 is stacked on the retaining portion 7a of the cylindrical portion 7,
It is fixed to the housing 2 integrally with the retaining portion 7a by screws 9.
【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。Furthermore, a filler 10 such as a nonvolatile elastic material, grease, or oil is provided in a compressed state between the tip surface of the ultrasonic sensor 5 and the outer surface of the lining material 3. This filler 10 is, for example, a material used as the casing of the ultrasonic sensor 5 or a lining material 3.
It is desirable to use a material with vibration propagation characteristics (intrinsic impedance) similar to that of the resin constituting the ultrasonic sensor 5 and the lining material 3. The propagation characteristics are ensured by interposing a filler 10 having similar propagation characteristics in this gap.
【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 waves propagated from the transmitter 5a driven by the transmitter circuit to the lining material 3 are transmitted to the lining material 3 on the diametrically opposite side via the fluid in the pipe. It is propagated to the receiver 5.
b and is converted into an electrical signal. In the propagation of such ultrasonic waves, a filler 10 whose propagation characteristics are similar to those of the ultrasonic sensor 5 and the lining material 3 is provided at the contact surface between the ultrasonic sensor 5 and the lining material 3, which serves as a boundary layer between foreign objects. ,
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 the lining material 3 does not move. That is, when the lining material 3 is subjected to temperature changes and pressure fluctuations of the fluid, expansion and contraction deformation may occur in the lining material 3 near the pipe-shaped inner surface of the housing 2 away from the cylindrical portion 7, but at the tip of the ultrasonic sensor 5. Near the surface, that is, near the cylindrical part 7, the cylindrical part 7 is inserted into the sensor insertion hole 6 of the housing 2.
Since the lining material 3 is inserted into the housing 2 and fixed therein, 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 maintained constant, and the ultrasonic sensor 5 can ensure 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。Furthermore, even if the lining material 3 expands or contracts slightly, the distance between the transmitter 5a and the receiver 5b is always maintained constant because the ultrasonic sensor 5 is fixed to the housing 2 with the screws 9. Moreover, since the filling material 10 is filled between the ultrasonic sensor 5 and the lining material 3, it does not affect the propagation characteristics of the ultrasonic sensor 5.
【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。Next, FIG. 2 shows a flow meter 11 according to a second embodiment of the present invention. In this embodiment, housing 1
A plurality of grooves 14 parallel to each other in the circumferential direction are provided in the sensor insertion hole 13 of No. 2, and a plurality of protruding retaining portions 17 of a cylindrical portion 16 integrally formed with the lining material 15 are provided in the grooves 14.
The lining material 15 is fixed to the housing 12 by being tightly fitted 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 this second embodiment, the ultrasonic sensor 18 is directly fixed to the housing 12, and the retaining portions 17 are respectively engaged in the plurality of grooves 14 of the housing 12, so that the radius of the housing 12 is fixed to the ultrasonic sensor 18. Movement in this 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
As shown in FIG. 2, the cross section of the fitting surface with the cylindrical portion is chevron-shaped, or as in the third embodiment shown in FIG. It can be anything.
【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 part 4 was integrally formed on the lining material 3, but only the cylindrical part was manufactured separately, and after forming the lining material in a tubular shape on the inner surface of the housing 2, the cylindrical part 4 was formed integrally with the lining material 3. The portion 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。Effects of the Invention As is clear 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. , it is possible to restrain the movement of the lining material near the tip of the ultrasonic sensor, and since the ultrasonic sensor is also fixed to the housing, stable transmission and reception is possible without being affected by fluid temperature or pressure fluctuations. This has the effect of increasing the accuracy of the flowmeter.
【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 flowmeter.
【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 flowmeter.
【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 flowmeter.
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 1 Flowmeter 2 Housing 3 Lining material 5 Ultrasonic sensor 6 Sensor insertion hole 7 Cylindrical part 8 Brim part 9 Screw 10 Filling material 11 Flowmeter 13 Sensor insertion hole 14 Groove 15 Lining material 16 Cylindrical part 17 Retaining part 18 Ultrasonic sensor 22 Groove 23 Locking part
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。1. A housing through which a fluid to be measured flows, a lining material that covers a portion of the housing that comes into contact with the fluid, and an ultrasonic sensor that is inserted into a sensor insertion hole of the housing and is in contact with the outer surface of the lining material. In addition, a cylindrical part is formed on the outer surface of the lining material to be inserted between the ultrasonic sensor and the inner surface of the sensor insertion hole of the housing, and the cylindrical part has a cylindrical part that does not come out of the sensor insertion hole. A flowmeter characterized in that a retaining portion is formed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2404491A JP2919977B2 (en) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | Flowmeter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2404491A JP2919977B2 (en) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | Flowmeter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04220526A true JPH04220526A (en) | 1992-08-11 |
| JP2919977B2 JP2919977B2 (en) | 1999-07-19 |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2919977B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2844964A4 (en) * | 2012-05-04 | 2015-07-29 | Cameron Int Corp | Ultrasonic flowmeter with internal surface coating and method |
-
1990
- 1990-12-20 JP JP2404491A patent/JP2919977B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2844964A4 (en) * | 2012-05-04 | 2015-07-29 | Cameron Int Corp | Ultrasonic flowmeter with internal surface coating and method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2919977B2 (en) | 1999-07-19 |
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