WO2012063447A1 - 超音波流量測定装置 - Google Patents

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WO2012063447A1
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ultrasonic
measurement
flow
fluid
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伊藤　雅彦
藤井　裕史
佐藤　真人
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パナソニック株式会社
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    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
    • G—PHYSICS
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    • G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
    • G01F1/667—Arrangements of transducers for ultrasonic flowmeters; Circuits for operating ultrasonic flowmeters

Definitions

  • the present invention relates to an ultrasonic flow rate measuring apparatus that measures the flow rate and flow velocity of gas and liquid using an ultrasonic transducer that transmits and receives ultrasonic pulses.
  • a flow measuring unit is configured with a plurality of blocked flow measuring paths, and the number of blocks in the flow measuring path is changed to cope with the magnitude of the flow to be measured.
  • a flow measuring unit is configured with a plurality of blocked flow measuring paths, and the number of blocks in the flow measuring path is changed to cope with the magnitude of the flow to be measured.
  • FIG. 8 shows a conventional ultrasonic flow measuring device described in Patent Document 1.
  • the flow rate measuring unit 15 is formed by a plurality of blocked flow rate measuring paths 15a, 15b, and 15c.
  • Each of the flow rate measurement paths 15a, 15b, and 15c is provided with a pair of ultrasonic transducers (not shown) so that the flow rate can be measured.
  • attachment plates 16 and 17 are attached to the flow rate measurement unit 15, and openings are formed corresponding to the flow rate measurement paths 15a, 15b, and 15c.
  • An upstream chamber 18 and a downstream chamber 19 are connected to the flow rate measuring unit 15. 20, an inlet 20 is connected to the upstream chamber 18, and a discharge unit 21 is connected to the downstream chamber 19.
  • the flow measurement unit is configured with a detachable flow measurement path and a pair of ultrasonic transducers, but when the flow range is different, a blocked flow measurement unit is combined. Is required.
  • the flow measurement unit since the flow measurement unit is combined in blocks, the density distribution of the measured fluid is disrupted and the ultrasonic waves are uniformly distributed within the range in which the measured fluid is disturbed due to the difference in the number of blocks and the time measurement is performed with ultrasonic waves. Cannot be sent or received. Therefore, it is necessary to switch the ultrasonic transducers arranged for each of the plurality of flow path measurement paths. Prepare a pair of ultrasonic vibrators for each flow path measurement path and set the wiring connection, output, and sensitivity. It is necessary to do. Changing the flow rate measuring unit is a very complicated task, and there is still room for improvement from the viewpoint of work efficiency in switching work corresponding to the flow rate change.
  • the ultrasonic flow measuring device of the present invention includes a fluid supply unit into which a fluid to be measured flows, a fluid discharge unit from which the fluid to be measured is discharged, and a fluid supply unit and a fluid discharge unit that are connected to each other, and the flow of the fluid to be measured And a measurement flow path section including a multi-layer flow path including a plurality of divided flow paths whose cross-sections with respect to the direction are divided by a rectifying member.
  • the multilayer flow path includes a pair of ultrasonic transducers installed in the measurement flow path section and capable of transmitting and receiving ultrasonic signals, and a flow path adjustment member that can be inserted for each divided flow path of the measurement flow path section.
  • the cross-sectional area of the measurement flow path portion can be adjusted by changing the number of flow path adjustment members to be inserted.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of an ultrasonic flow rate measuring apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the flow rate measuring unit of the ultrasonic flow rate measuring apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the measurement flow path portion of the ultrasonic flow rate measuring apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 4 is a side view of the fluid supply unit including the flow path adjusting member of the ultrasonic flow rate measuring apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of an ultrasonic flow rate measuring apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the flow rate measuring unit of the ultrasonic flow rate measuring apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the measurement flow path portion of the ultrasonic flow
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the measurement flow path portion in a state in which the flow path adjustment member of the ultrasonic flow measurement device according to Embodiment 1 of the present invention is inserted.
  • FIG. 6A is a top view of a fluid supply unit including two flow path adjusting members of the ultrasonic flow rate measuring apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 6B is a top view of a fluid supply unit including four flow path adjusting members of the ultrasonic flow rate measuring apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 7 is a top view of the measurement flow path portion in a state where the rectifying member unit of the ultrasonic flow rate measuring apparatus according to Embodiment 3 of the present invention is inserted.
  • FIG. 8 is a front view of a conventional ultrasonic flow measuring device.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of the ultrasonic flow rate measuring apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the flow rate measuring unit of the ultrasonic flow rate measuring apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the measurement flow path portion of the ultrasonic flow rate measuring apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the ultrasonic flow measuring device 1 includes a case body 2 having a fluid inlet 3 for introducing a fluid to be measured and a fluid outlet 4 for discharging the fluid to be measured.
  • a pair of ultrasonic transducers 5, 6 and a control unit that measures the ultrasonic transmission time of the pair of ultrasonic transducers 5, 6 and calculates the flow velocity of the fluid to be measured ( A flow rate measuring unit 7 having a not-shown) is accommodated.
  • the flow rate measurement unit 7 includes a fluid supply unit 8 that is an inlet through which a fluid such as a gas flows as indicated by an arrow A, and a measurement channel unit 9 that is connected to the downstream side of the fluid supply unit 8. And a fluid discharge section 10 connected to the downstream side of the measurement flow path section 9.
  • the measurement flow path unit 9 is provided with a pair of ultrasonic transducers 5 and 6 and a control unit (not shown) for instructing ultrasonic transmission / reception to the ultrasonic transducers 5 and 6 and calculating a flow rate.
  • the fluid supply unit 8 has a frame shape having an opening through which a fluid can pass at the center, and is configured to be detachable from the measurement channel unit 9.
  • the ultrasonic wave oscillated from the ultrasonic transducer 5 is reflected by the lower wall surface of the measurement flow path unit 9 and received by the ultrasonic transducer 6.
  • the ultrasonic wave oscillated from the ultrasonic transducer 6 is reflected by the lower wall surface of the measurement flow path portion 9 and received by the ultrasonic transducer 5.
  • the flow velocity of the fluid to be measured flowing in the measurement flow path section 9 is calculated based on the propagation time of the transmitted and received ultrasonic waves.
  • the flow rate Q is calculated by the following equation.
  • the measurement flow path section 9 is provided with a rectifying member 11 that partitions the cross section of the flow path in a substantially vertical direction, and a multilayer flow path 12 including a plurality of divided flow paths 12a to 12e is formed. .
  • the fluid flowing through the measurement flow path portion 9 by the multilayer flow path 12 passes through the measurement flow path portion 9 in a rectified state.
  • the fluid that has passed through the measurement flow path section 9 passes through the fluid discharge section 10 and is sent out of the apparatus through the fluid discharge port 4 of the ultrasonic flow rate measuring apparatus 1.
  • the number of the divided flow paths 12a to 12e of the multilayer flow path 12 formed in the measurement flow path section 9 is determined by the rectifying member 11 installed in advance according to the amount of fluid flowing. For this reason, for example, when used for flow rate measurement as a gas meter, when the number of gas equipment to be used changes and only a small amount of gas flow flows, each divided flow path 12a to 12e has a predetermined number of divided flow paths.
  • the flow rate flowing for each of the flow paths 12a to 12e is not uniform, and the ultrasonic propagation time for each of the divided flow paths 12a to 12e is different when only the pair of ultrasonic transducers 5 and 6 is used. There is a possibility of disappearing. Therefore, it is necessary to switch to the measurement channel section 9 having the multilayer channel 12 corresponding to the number switching of the gas equipment.
  • the fluid supply unit 8 integrally including a flow path adjusting member 13 for filling a part of 12e is inserted into a part of the divided flow paths 12a to 12e so that the cross-sectional area of the multilayer flow path 12 can be adjusted. ing.
  • FIG. 4 is a side view of the fluid supply part 8 integrally provided with the flow path adjusting member 13
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the measurement flow path part 9 with the flow path adjusting member inserted.
  • the flow path adjusting member 13 has a length that covers substantially the entire length of the measurement flow path section 9 in a state where it is inserted into the measurement flow path section 9, and the ultrasonic waves received and transmitted from the ultrasonic transducers 5 and 6. Is set so as to cover the entire propagation area.
  • the fluid supply unit 8 including the flow path adjustment member 13 includes an attachment / detachment mechanism that can be fixed to the measurement flow path unit 9 with a hook 8 a or the like, and can be easily replaced. Yes.
  • the divided flow paths 12a to 12e through which the fluid passes are formed by the flow path adjusting member 13 formed integrally with the fluid supply section 8 in the multilayer flow path 12 of the measurement flow path section 9 for measuring the flow rate of the fluid to be measured. It is possible to control the flow path cross-sectional area of the measurement flow path section 9 by switching the number of. For example, it is possible to cope with a change in the basic flow rate of the fluid to be measured by switching the number of gas equipment, and at that time, it is not necessary to replace the entire flow rate measurement unit 7 or the entire measurement flow path unit 9.
  • the ultrasonic flow measuring device of the present embodiment can easily control the cross-sectional area of the measurement flow path portion with a low-cost member, and the ultrasonic flow rate corresponding to the change in the flow rate of the fluid to be measured.
  • the flow rate measurement performance of the measuring device can be maintained with simple work and at low cost.
  • the number of flow path adjustment members 13 provided in the fluid supply unit 8 is two.
  • the number of flow path adjustment members 13 is not limited to this.
  • the number of members 13 inserted can be arbitrarily changed.
  • FIG. 6A and 6B show the fluid supply unit 8 integrally including the flow path adjustment member 13 according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 6A integrally includes two flow path adjustment members 13.
  • 6B is a top view of the fluid supply unit 8 including four flow path adjusting members 13.
  • This embodiment is different from the first embodiment in that a guide portion 8 b that guides the fluid to be measured to the measurement flow path portion 9 is integrally formed on the upstream side of the fluid supply portion 8.
  • the fluid supply unit 8 includes two flow path adjusting members 13 on the downstream side, and integrally includes a guide portion 8b formed at least partially in a curved surface on the upstream side.
  • the guide portion 8b is such that the fluid to be measured does not directly contact the front end of the flow path adjustment member 13 and smoothly flows into the multilayer flow path 12 of the measurement flow path section 9 where the flow path adjustment member 13 is not inserted. It is formed into a shape.
  • the fluid to be measured is introduced into the measurement flow path portion 9 by changing the shape of the guide portion 8b according to the number of the flow paths. It is possible to make it smoother.
  • the flow path adjusting member 13 included in the fluid supply unit 8 is configured to be inserted into even-numbered places in the divided flow paths 12a to 12e constituting the multi-layer flow path 12.
  • the number of flow path adjusting members 13 can be arbitrarily changed depending on the flow rate flowing through the measurement flow path section 9.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the measurement flow path portion of the ultrasonic flow rate measuring apparatus according to Embodiment 3 of the present invention as viewed from above.
  • the ultrasonic waves oscillated from the ultrasonic transducers 5 and 6 shown in FIGS. 1 and 2 are received by the ultrasonic transducers 6 and 5 on the receiving side through the propagation path of the ultrasonic oscillation / vibration region 14 shown in the drawing.
  • the divided flow paths 12a to 12e in the measurement flow path section 9 partitioned by the rectifying member 11 are divided into the divided flow paths 12a and 12e by the flow path adjusting member 13 formed integrally with the fluid supply section 8. Buried. At that time, the flow path adjusting member 13 blocks some ultrasonic propagation paths emitted from the ultrasonic transducers 5 and 6, and the ultrasonic transmission intensity becomes weak.
  • the output value information of the ultrasonic transducer corresponding to the cross-sectional area of the multilayer flow channel 12 when the flow channel adjusting member 13 is inserted into the multilayer flow channel 12.
  • Any means may be used, such as inputting the value to the control unit, or measuring the flow velocity of the fluid for a certain period of time after inserting the flow path adjusting member 13 and determining the output value by calculating the flow rate.
  • the present invention relates to a fluid supply part into which a fluid to be measured flows, a fluid discharge part from which the fluid to be measured is discharged, a fluid supply part connected between the fluid supply part and the fluid discharge part, and a flow direction of the fluid to be measured.
  • a measurement flow path section provided with a multi-layer flow path composed of a plurality of divided flow paths whose cross section is divided by a rectifying member, and a pair of ultrasonic waves installed in the measurement flow path section and capable of transmitting and receiving ultrasonic signals
  • a vibrator and a flow path adjusting member that can be inserted for each of the divided flow paths of the measurement flow path section are included. It is an ultrasonic flow rate measurement device that can adjust the cross-sectional area of the measurement flow path section by changing the number of flow path adjustment members inserted into the multilayer flow path.
  • the present invention includes a guide part that guides the fluid to be measured to the measurement flow path part on the upstream side of the fluid supply part.
  • the present invention is configured such that the flow path adjustment member is inserted to a region where ultrasonic waves transmitted / received from an ultrasonic transducer installed in the measurement flow path portion propagate and are inserted into the measurement flow path portion
  • a control unit for controlling the transmission output of the ultrasonic transducer is provided.
  • the ultrasonic flow measurement device improves the versatility of the measurement device that measures the flow rate of the fluid flowing in the measurement flow path, and is therefore suitable for application to a flow measurement reference device and a gas meter. .

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Abstract

　本発明の超音波流量測定装置は、流体供給部と、流体排出部と、流体供給部と流体排出部の間に連接され、被測定流体の流れ方向に対する流路断面が整流部材（１１）によって分割された複数の分割流路（１２ａ～１２ｅ）を備えた計測流路部（９）とを備える。また、計測流路部（９）に設置され、超音波信号を送受信可能な一対の超音波振動子と、分割流路（１２ａ～１２ｅ）ごとに挿入可能な流路調整部材とを含み、多層流路（１２）に挿入する流路調整部材の数を変更することにより計測流路部（９）の断面積を調整する。

Description

超音波流量測定装置
　本発明は、超音波パスルの送受信を行う超音波振動子を用いて気体や液体の流量や流速の計測をする超音波流量測定装置に関するものである。
　従来、この種の超音波流量測定装置では、複数のブロック化された流量測定路で流量測定部を構成し、その流量測定路のブロック数を変更することにより、測定する流量の大小に対応している（例えば、特許文献１参照）。
　図８は特許文献１に記載された従来の超音波流量測定装置を示すものである。図８に示すように、流量測定部１５は、ブロック化された複数の流量測定路１５ａ、１５ｂ、１５ｃより形成されている。流量測定路１５ａ、１５ｂ、１５ｃにはそれぞれ一対の超音波振動子（図示せず）が設けられており、流量が測定できる構成となっている。また、流量測定部１５には、取り付け板１６、１７が取り付けられており、流量測定路１５ａ、１５ｂ、１５ｃに対応していて、開口部が形成されている。
　流量測定部１５には上流室１８と下流室１９が接続されている。２０は、上流室１８には入口部２０が接続されており、下流室１９には排出部２１が接続されている。
　流量測定部１５のブロック数の増減することにより、大小ある流量の計測に対応する。つまり、より大きな流量を計測する流量計を構成する場合は、流量測定部１５のブロック数を増加し、より小さな流量を計測する流量計を構成する場合には、流量測定部１５のブロック数を減少させる。流量測定部１５のブロック数の増減があった場合には、その数に見合った開口部数を有する取り付け板１６、１７を用いることになる。
　しかしながら、前記従来の構成では、流量測定部を着脱可能な流量測定路と一対の超音波振動子で構成しているが、流量範囲が異なる場合にはブロック化した流量測定部を組み合わせていくことが必要となる。
　また、流量測定部をブロック化して組み合わせるため、ブロック数の違いにより、被測定流体に乱れが生じてしまい超音波で時間計測を行う範囲において、被測定計測流体の密度分布が崩れ均一に超音波が送受信できなくなる。そのため、複数の流路測定路ごとに配置している各超音波振動子を切り換える必要があり、流路測定路ごとに一対の超音波振動子を準備し、配線の接続、出力や感度の設定をする必要がある。流量測定部の変更は非常に煩雑な作業になり、流量変更に対応する切り換え作業における作業効率という観点から未だ改良の余地があった。
特許第３６９２５６０号公報
　本発明の超音波流量測定装置は、被測定流体が流れ込む流体供給部と、被測定流体が排出される流体排出部と、流体供給部と流体排出部の間に連接され、被測定流体の流れ方向に対する流路断面が整流部材によって分割された複数の分割流路からなる多層流路を備えた計測流路部とを備える。さらに、計測流路部に設置され、超音波信号を送受信可能な一対の超音波振動子と、計測流路部の分割流路ごとに挿入可能な流路調整部材とを含み、多層流路に挿入する流路調整部材の数を変更することにより計測流路部の断面積を調整可能とした。
図１は、本発明の実施の形態１における超音波流量測定装置の断面図である。 図２は、本発明の実施の形態１における超音波流量測定装置の流量計測部の断面図である。 図３は、本発明の実施の形態１における超音波流量測定装置の計測流路部の断面図である。 図４は、本発明の実施の形態１における超音波流量測定装置の流路調整部材を備えた流体供給部の側面図である。 図５は、本発明の実施の形態１における超音波流量測定装置の流路調整部材を挿入した状態の計測流路部の断面図である。 図６Ａは、本発明の本発明の実施の形態２における超音波流量測定装置の流路調整部材を２枚備えた流体供給部の上面図である。 図６Ｂは、本発明の本発明の実施の形態２における超音波流量測定装置の流路調整部材を４枚備えた流体供給部の上面図である。 図７は、本発明の実施の形態３における超音波流量測定装置の整流部材ユニットを挿入した状態の計測流路部の上面図である。 図８は、従来の超音波流量測定装置の正面図である。
　以下、本発明の実施の形態に係る超音波流量測定装置について、図面を参照して説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
　（実施の形態１）
　図１は、本発明の実施の形態１における超音波流量測定装置の構成を示す断面図である。図２は、本発明の実施の形態１における超音波流量測定装置の流量計測部の構成を示す断面図である。図３は本発明の実施の形態１における超音波流量測定装置の計測流路部の断面図である。
　図１に示すように、超音波流量測定装置１は、ケース本体２に、被測定流体を導入する流体導入口３と、被測定流体を排出する流体排出口４とを備えている。そして、ケース本体２内には、一対の超音波振動子５、６と、その一対の超音波振動子５、６の超音波伝達時間を測定し、被測定流体の流速を演算する制御部（図示せず）を備えた流量計測部７が収容されている。
　図２に示すように、流量計測部７は、矢印Ａに示すようにガスなどの流体が流れ込む入口である流体供給部８と、流体供給部８の下流側に連接された計測流路部９と、計測流路部９の下流側に連接された流体排出部１０を備えている。計測流路部９には一対の超音波振動子５、６と、超音波振動子５、６への超音波送受信の指示や流量の演算を行う制御部（図示せず）が設置されている。流体供給部８は中央部に流体が通過できる開口を備えた枠状であり、計測流路部９に着脱可能な構成となっている。
　流量計測部７では、超音波振動子５から発振された超音波が計測流路部９の下部壁面を反射して、超音波振動子６に受信される。また、この逆に超音波振動子６から発振された超音波が計測流路部９の下部壁面を反射して、超音波振動子５に受信される。このように、送受信される超音波の伝播時間により計測流路部９内を流れる被測定流体の流速が計算される。
　この流速をＶ、計測流路部９の流路の断面積をＳとすると、流量Ｑは次式にて算出される。
　Ｑ＝Ｋ・Ｖ・Ｓ
　なお、Ｋは、測定流速Ｖを平均流速に換算する補正係数である。
　計測流路部９には、図３に示すように流路の断面を略垂直方向に仕切る整流部材１１が設けられ、複数の分割流路１２ａ～１２ｅからなる多層流路１２が形成されている。この多層流路１２により計測流路部９を流れる流体は、計測流路部９中を整流状態で通過することになる。計測流路部９を通過した流体は、流体排出部１０を通過して超音波流量測定装置１の流体排出口４より装置外に送出される。
　計測流路部９に形成された多層流路１２の分割流路１２ａ～１２ｅの数は、流れる流体量によりあらかじめ設置される整流部材１１によって決められている。そのため、例えばガスメータとしての流量計測に使用する場合、使用するガス機器の号数が変化し、少量のガス流量しか流れなくなった場合、あらかじめ決めた分割流路１２ａ～１２ｅの数では、個々の分割流路１２ａ～１２ｅごとに流れる流量が均一でなくなり、一対の超音波振動子５、６のみでは分割流路１２ａ～１２ｅごとの超音波伝播時間に差が生じて、高精度な流量計測ができなくなる可能性がある。そこで、ガス機器の号数切り換えに対応した多層流路１２を有する計測流路部９に切り換える必要がある。
　本実施の形態における超音波流量測定装置１においては、例えば、ガス機器の号数が小さくなった場合に、図４、図５に示すように、多層流路１２を構成する分割流路１２ａ～１２ｅの一部を埋めるための流路調整部材１３を一体に備えた流体供給部８を分割流路１２ａ～１２ｅの一部に挿入して多層流路１２の断面積が調節可能な構成となっている。
　ここで、図４は流路調整部材１３を一体に備えた流体供給部８の側面図であり、図５は流路調整部材を挿入した状態の計測流路部９の断面図である。
　流路調整部材１３は計測流路部９に挿入した状態で、計測流路部９の略全長をカバーする長さを有しており、超音波振動子５、６から受発信される超音波が伝搬する領域全てをカバーするように設定されている。
　図４に示すように、流路調整部材１３を備えた流体供給部８は、計測流路部９にフック８ａなどで固定できる着脱機構を備えており、容易に取り替え作業ができるようになっている。
　また、図５に示すように、計測流路部９に流路調整部材１３を挿入した状態では、多層流路１２の一部が閉塞され、計測流路部９の流路断面積が小さくなっている。
　このように、被測定流体の流量を計測する計測流路部９の多層流路１２を流体供給部８と一体に形成された流路調整部材１３により、流体が通過する分割流路１２ａ～１２ｅの数を切り替えることにより、計測流路部９の流路断面積を制御することが可能となる。例えばガス機器の号数の切り替えによる被測定流体の基本的な流量の変更に対応することができ、その際にも流量計測部７全体または計測流路部９全体を交換する必要がない。
　しかも、本実施の形態の超音波流量測定装置は、低コストの部材により計測流路部の断面積を容易に制御することが可能となり、被測定流体の流量変更に対応して、超音波流量測定装置の流量計測性能を簡単な作業でかつ低コストで維持することができるものである。
　なお、本実施の形態を示す図５においては、流体供給部８が備える流路調整部材１３は２枚としたが、これに限るものではなく、計測流路部９に流れる流量により流路調整部材１３の挿入数は任意に変更することが可能である。
　（実施の形態２）
　図６Ａ、図６Ｂは本発明の実施の形態２における流路調整部材１３を一体に備えた流体供給部８を示すものであり、図６Ａは、２枚の流路調整部材１３を一体に備えた流体供給部８の上面図であり、図６Ｂは、４枚の流路調整部材１３を備えた流体供給部８の上面図である。
　本実施の形態が実施の形態１と異なる点は、流体供給部８の上流側に被測定流体を計測流路部９に導くガイド部８ｂが一体的に形成されていることである。
　図６Ａに示すように、流体供給部８は、下流側に２枚の流路調整部材１３を備え、上流側には少なくとも一部を曲面で形成されたガイド部８ｂを一体に備えている。ガイド部８ｂは、被測定流体が流路調整部材１３の前端に直接当たらず、計測流路部９の流路調整部材１３が挿入されていない部分の多層流路１２にスムーズに流入するような形状に形成されている。
　ガイド部８ｂを備えることにより、計測流路部９への被測定流体の導入をスムーズに行い乱流の発生を抑制し、高い計測精度を維持することができる。
　また、図６Ｂに示すように、流路調整部材１３を４枚備える場合は、ガイド部８ｂの形状を枚数に応じた形状にすることにより、計測流路部９への被測定流体の導入をよりスムーズにすることが可能である。
　なお、本実施の形態においては、流体供給部８が備える流路調整部材１３は多層流路１２を構成する分割流路１２ａ～１２ｅに偶数箇所挿入する構成であるが、偶数箇所挿入する構成に限るものではなく、計測流路部９に流れる流量により流路調整部材１３の挿入数は任意に変更することが可能である。
　（実施の形態３）
　図７は、本発明の実施の形態３における超音波流量測定装置の計測流路部を上部から見た断面図である。
　図１および図２に示した超音波振動子５、６から発振された超音波は図に示す超音波発振・受振領域１４の伝播経路を経て受信側の超音波振動子６、５に受信される。整流部材１１によって仕切られている計測流路部９内の複数の分割流路１２ａ～１２ｅは、流体供給部８に一体に形成されている流路調整部材１３により、分割流路１２ａ、１２ｅが埋められている。そのとき、流路調整部材１３は、超音波振動子５、６から発せられる一部の超音波伝播経路を塞ぐこととなり、超音波伝達強度が弱くなる。
　そのため、流路調整部材１３が多層流路１２の一部を塞ぐことになったとき、図１および図２に示した超音波振動子５、６から発振される出力を大きくすることにより、超音波振動子５、６の超音波伝達強度を上げて、流量計測精度を維持させる必要がある。
　計測流路部９内の多層流路１２の一部を塞いだ場合、流路調整部材１３の挿入の情報を制御部に入力して、超音波振動子５、６の出力を上げることにより、流路調整部材１３が挿入されていないときと同様な超音波流量計測性能を維持することができ、汎用性の高い超音波流量測定装置を提供することができる。
　超音波振動子５、６の出力値を設定する方法について、流路調整部材１３を多層流路１２に挿入した時点で、多層流路１２の断面積に対応した超音波振動子の出力値情報を制御部にインプットするか、あるいは、流路調整部材１３を挿入後、一定時間流体の流速計測を実施し、流量演算により出力値を決定するなど、手段は問わない。
　本発明は、被測定流体が流れ込む流体供給部と、前記被測定流体が排出される流体排出部と、前記流体供給部と前記流体排出部の間に連接され、前記被測定流体の流れ方向に対する流路断面が整流部材によって分割された、複数の分割流路からなる多層流路を備えた計測流路部と、前記計測流路部に設置され、超音波信号を送受信可能な一対の超音波振動子と、前記計測流路部の前記分割流路ごとに挿入可能な流路調整部材とを含む。前記多層流路に挿入する前記流路調整部材の数を変更することにより前記計測流路部の断面積を調整可能とした超音波流量測定装置である。
　これによって、低コストの部材により計測流路部の断面積を容易に制御することが可能となり、被測定流体の流量変更に対応して、超音波流量測定装置の流量計測性能を簡単な作業でかつ低コストで維持することができるものである。
　また、本発明は、前記流体供給部の上流側に前記被測定流体を前記計測流路部に導くガイド部を備えたものである。
　これによって、流体の計測流路部への導入をスムーズにおこない乱流の発生を抑制することにより、高い計測精度を維持することができる。
　さらに、本発明は、前記流路調整部材が、前記計測流路部に設置された超音波振動子から送受信される超音波が伝搬する領域まで挿入される構成とし、前記計測流路部に挿入された前記流路調整部材の数に対応して、前記超音波振動子の送信出力を制御する制御部を備えたものである。
　これによって、計測流路部の断面積に対応して、超音波振動子の送信出力を制御する手段を有しているので、一対の超音波振動子の超音波の送受信パルスで高精度な流量測定が可能である。
　以上のように、本発明にかかる超音波流量測定装置は、計測流路内を流れる流体の流量を計測する計測装置の汎用性を向上させるので、流量測定基準器及びガスメータの適用に好適である。
　１　　超音波流量測定装置
　５　　超音波振動子
　６　　超音波振動子
　８　　流体供給部
　８ｂ　　ガイド部
　９　　計測流路部
　１０　　流体排出部
　１１　　整流部材
　１２　　多層流路
　１２ａ　　分割流路
　１２ｂ　　分割流路
　１２ｃ　　分割流路
　１２ｄ　　分割流路
　１２ｅ　　分割流路
　１３　　流路調整部材
　１４　　超音波発振・受振領域

Claims (3)

  1. 被測定流体が流れ込む流体供給部と、
    前記被測定流体が排出される流体排出部と、
    前記流体供給部と前記流体排出部の間に連接され、前記被測定流体の流れ方向に対する流路断面が整流部材によって分割された、複数の分割流路からなる多層流路を備えた計測流路部と、
    前記計測流路部に設置され、超音波信号を送受信可能な一対の超音波振動子と、
    前記計測流路部の前記分割流路ごとに挿入可能な流路調整部材と、を含み、
    前記多層流路に挿入する前記流路調整部材の数を変更することにより前記計測流路部の断面積を調整可能とした、
    超音波流量測定装置。
  2. 前記流体供給部は、上流側に前記被測定流体を前記計測流路部に導くガイド部を備えた、
    請求項１に記載の超音波流量測定装置。
  3. 前記流路調整部材は、前記計測流路部に設置された超音波振動子から送受信される超音波が伝搬する領域まで挿入される構成とし、
    前記計測流路部に挿入された前記流路調整部材の数に対応して、前記超音波振動子の送信出力を制御する制御部を備えた、
    請求項１または２のいずれか１項に記載の超音波流量測定装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2988103A1 (de) * 2014-08-20 2016-02-24 Landis+Gyr GmbH Durchflussmesser mit einem in ein gehäuse eingesetzten messeinsatz

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6033583B2 (ja) * 2012-06-25 2016-11-30 東洋ガスメーター株式会社 ガスメーター
KR102478319B1 (ko) * 2021-12-23 2022-12-16 강윤호 유량관용 슬롯부재

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09318411A (ja) * 1996-05-31 1997-12-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 超音波式流量計
JP2001343264A (ja) * 2000-05-31 2001-12-14 Yazaki Corp 流量計測方法及び流量計測装置
JP2005164414A (ja) * 2003-12-03 2005-06-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd 流速または流量計測装置
JP2010164558A (ja) * 2008-12-18 2010-07-29 Panasonic Corp 流体の流れ計測装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09318411A (ja) * 1996-05-31 1997-12-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 超音波式流量計
JP2001343264A (ja) * 2000-05-31 2001-12-14 Yazaki Corp 流量計測方法及び流量計測装置
JP2005164414A (ja) * 2003-12-03 2005-06-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd 流速または流量計測装置
JP2010164558A (ja) * 2008-12-18 2010-07-29 Panasonic Corp 流体の流れ計測装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2988103A1 (de) * 2014-08-20 2016-02-24 Landis+Gyr GmbH Durchflussmesser mit einem in ein gehäuse eingesetzten messeinsatz
CN105387898A (zh) * 2014-08-20 2016-03-09 兰吉尔有限公司 具有***到壳体中的测量插件的流量计
CN105387898B (zh) * 2014-08-20 2019-04-05 兰吉尔有限公司 具有***到壳体中的测量插件的流量计

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