CN103201599B - 超声波流量计量装置 - Google Patents

Abstract

一种超声波流量计量装置（10），其包括供被测定流体流动的计量流路（1）、和能以使超声波的传播路径成为V形状的朝向安装于计量流路（1）的一对超声波振子（2、3）。还包括用于测定一对超声波振子（2、3）之间的超声波的传播时间来计量被测定流体的流量的计量电路（4）、和设置在计量流路（1）的入口侧且用于使被测定流体的流动稳定的入口侧整流部（6）。还包括设置在计量流路（1）的出口侧的出口侧连接部（7）、和用于输出由计量电路（4）计量得到的流量值的信号取出部（8）。

Description

超声波流量计量装置

技术领域

本发明涉及一种利用一对能够发送信号和接收信号的超声波振子并计量超声波的传播时间来计量被测定流体的流量的超声波流量计量装置。

背景技术

以往的超声波流量计量装置一般的结构为，为了将该计量装置挂在配管上设置，将气体的流入口和流出口设置在流量计的顶面；或者，在笔直配管上连接入口和出口的结构。特别是在燃气表等所采用的流量计中，流入口和流出口利用设置在燃气表内部的字母U形的筒状的气体流路构件连接，在该气体流路构件内包括用于计量气体流速的计量管（例如参照专利文献1）。

图7是以往的超声波式燃气表的剖视图。

如图7所示，在形成为矩形的箱状的燃气表116的顶面部设有气体的流入口115和流出口117。该流入口115和流出口117构成为利用形成为字母U形的筒状的气体流路构件119进行连接。

在字母U形的流路的底面部120上设置有用于根据超声波的传播时间来测定气体流量的计量流路101。计量流路101在其上游侧包括超声波振子102，在其下游侧包括超声波振子103，该超声波振子102和超声波振子103互相面对。

但是，以往需要兼顾连接流量计的配管、设置位置或用途等来改变计量流路的形状、计量电路和超声波振子的连接结构等。由此，所存在的问题在于，为了确保计量精度而进行的开发费时费钱，效率较差。

专利文献1：日本特开2009－186430号公报

发明内容

本发明即是鉴于该课题而做成的，提供一种不必兼顾与连接流量计的配管、设置位置或用途等就能改变计量流路的形状、计量电路和超声波振子的连接结构等的超声波流量计量装置。

本发明是一种超声波流量计量装置，其包括供被测定流体流动的计量流路、和能以使超声波的传播路径成为V形状的朝向的方式安装于上述计量流路的一对超声波振子。还包括用于测定一对超声波振子之间的超声波的传播时间来计量被测定流体的流量的计量电路、和设置在计量流路的入口侧且用于使被测定流体的流动稳定的入口侧整流部。还包括设置在计量流路的出口侧的出口侧连接部、和用于输出由计量电路计量得到的流量值的信号取出部。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式的超声波流量计量装置的结构的剖视图。

图2是表示将本发明的第1实施方式的超声波流量计量装置安装于仪表主体的状态的剖视图。

图3是表示将本发明的第1实施方式的超声波流量计量装置安装于另一个仪表主体的例子的剖视图。

图4是表示将本发明的第1实施方式的超声波流量计量装置安装于配管的例子的剖视图。

图5A是表示本发明的第2实施方式的超声波流量计量装置的结构的俯视图。

图5B是表示本发明的第2实施方式的超声波流量计量装置的结构的侧视图。

图5C是本发明的第2实施方式的超声波流量计量装置的从入口侧看到的主视图。

图5D是本发明的第2实施方式的超声波流量计量装置的、在图5A中的区域A的局部剖视图。

图6是表示本发明的第3实施方式的超声波流量计量装置的外观的立体图。

图7是以往的超声波式燃气表的剖视图。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的实施方式。另外，本发明并不受该实施方式限定。

第1实施方式

图1是表示本发明的第1实施方式的超声波流量计量装置10的结构的剖视图。

如图1所示，超声波流量计量装置10包括计量流路1、一对超声波振子2、3、计量电路4、入口侧整流部6、出口侧连接部7和信号取出部8。

计量流路1供被测定流体流动。

相对于计量流路1，一对超声波振子2、3以使超声波的传播路径成为V形状的朝向安装。

计量电路4通过测定超声波振子2、3之间的超声波的传播时间来计量被测定流体的流量。

入口侧整流部6设置在计量流路1的入口侧，用于使被测定流体的流动稳定。

出口侧连接部7设置在计量流路1的出口侧。

信号取出部8用于将由计量电路4计量得到的流量值输出到外部。

箭头所示的流动方向9表示被测定流体的流动方向。

如此，第1实施方式的超声波流量计量装置10中，一对超声波振子2、3和计量电路4以单一装置（计量部15）的方式组装于计量流路1。此外，仅在计量流路1的出口侧1b设有出口侧连接部7。利用这些结构，实现了设置过程容易的超声波流量计量装置10。超声波流量计量装置10与配管的连接见后述。

为了使被测定流体顺畅地流入，在计量流路1的入口侧1a设有入口侧整流部6。

此外，通过使超声波的传播路径5形成为字母V形路径，能够将超声波振子2、3设置在计量流路1的同一个面侧（图示的计量流路的上表面侧），因此，能够使整体上进一步小型化。

图2是表示将本发明的第1实施方式的超声波流量计量装置10安装于仪表主体21的状态的剖视图。

仪表主体21具有仪表入口25、仪表出口22、缓冲部23和导出管24。另外，箭头所示的流动方向9表示被测定流体的流动方向。

如图2所示，超声波流量计量装置10内置在实质呈长方体形状的仪表主体21中。超声波流量计量装置10的、设有入口侧整流部6的入口侧在仪表主体21的缓冲部23开口。此外，仪表主体21的连通于仪表出口22的导出管24气密地接合于超声波流量计量装置10出口侧连接部7。仪表入口25和仪表出口22配置在仪表主体21的同一个面。

在该结构中，如箭头（被测定流体的流动方向9）所示，被测定流体从仪表入口25流入到仪表内的缓冲部23。然后，被测定流体从设置于超声波流量计量装置10的入口侧整流部6流入到计量流路1，利用超声波振子2、3和计量电路4计量流量。之后，被测定流体被经由导出管24从仪表出口22排出。

采用该结构，能够容易地在长方体状的配管中设置超声波流量计量装置10。

图3是表示将本发明的第1实施方式的超声波流量计量装置10安装于另一个仪表主体31的例子的剖视图。

在仪表主体11中，仪表入口32和仪表出口33以直线状配置。导出管34连通于仪表入口33。

如图3所示，超声波流量计量装置10气密地连接于导出管34。采用该结构，能够在直管状的配管的中段设置超声波流量计量装置10。

图4是表示将本发明的第1实施方式的超声波流量计量装置10安装于配管51的例子的剖视图。

如图4所示，配管51的一侧开放。超声波流量计量装置10的出口侧连接部7气密地连接于配管51的端部52。采用该结构，为了计量向配管51流入的流体的流量，能够设置超声波流量计量装置10。

像以上说明的那样，采用本实施方式的超声波流量计量装置10，能够利用一种超声波流量计量装置10，实现与具有各种各样的结构的仪表、配管的连接。

第2实施方式

接着，说明本发明的第2实施方式的超声波流量计量装置61的结构。

图5A是表示本发明的第2实施方式的超声波流量计量装置61的结构的俯视图，图5B是其侧视图，图5C是从其入口侧看到的主视图，图5D是图5A中的区域A的局部剖视图。

另外，在图5A～图5D中图示了超声波流量计量装置61的结构中的计量流路81、入口侧整流部6和出口侧连接部7的结构，但也同样包括在第1实施方式中说明的计量部15。另外，一对超声波振子2、3配置在后述的计量流路81的截面的短边侧。

如图5C所示，计量流路81的流路截面是短边的尺寸为L、长边的尺寸为M的长方形状。在超声波流量计量装置61中，以与计量流路81的截面的长边平行（图5C中的纵方向）且与流动方向9平行的方式设有多个反射板11（参照图5A和图5C）。

利用该反射板11，能够减少在超声波振子2、3之间直行的超声波与在计量流路81的壁面反射而行进的超声波的传播时间的偏差的影响。由此，即使超声波振子2、3之间的距离较短，也能够确保所需的计量精度。并且，利用反射板11，也具有即使计量流路81的整体长度较短也使计量流路81内的流动稳定的效果。

采用本实施方式的超声波流量计量装置61，由于具有反射板11，能够实现设置环境的影响不易影响到计量精度的结构。

另外，如图5D所示，超声波流量计量装置61的入口侧整流部6的内周面6a由曲面构成。设为计量流路81的截面的短边的尺寸为L、曲面的半径为R时，曲面的半径满足R≥L／2。即，将入口侧整流部6的开口部做成以具有计量流路81的截面的短边宽度尺寸的1／2以上的半径的曲线展开的结构。通过做成该结构，即使流入很大的流量，计量流路81内也不易发生流动的紊乱。

采用本实施方式的超声波流量计量装置61，由于做成上述那样开口部的结构，难以受到四周环境的影响，能够实现稳定的计量性能。

第3实施方式

接着，说明本发明的第3实施方式。

图6是表示本发明的第3实施方式的超声波流量计量装置71的外观的立体图。

在超声波流量计量装置71中，计量流路1、81、入口侧整流部6、出口侧连接部7和内置有计量电路的回路壳体14全部都由树脂构成。

在上述结构的超声波流量计量装置10、61中，能够使整体小型化，即使是树脂，也能够容易且高精度地构成形状。因此，装置整体能够树脂化，从而能够实现更加轻量化的超声波流量计量装置71。因此，采用超声波流量计量装置71，容易设置于多种位置。

像以上说明的那样，采用在本发明的实施方式中说明的超声波流量计量装置10、61、71，容易地组装于各种配管、仪表的壳体，能够实现一种能够确保稳定的计量精度的超声波流量计。

另外，采用超声波流量计量装置10、61、71，设置性存在通用性，设置环境不易影响到计量精度。因此，通过组装超声波流量计量装置10、61、71，能够在抑制了开发投资、模具投资的基础之上，在较短的开发期间里实现一种适合各种各样的设置环境的超声波流量计。

产业上的可利用性

像以上说明的那样，采用本发明，能够起到不必兼顾与连接流量计的配管、设置位置或者用途等，就能改变计量流路的形状、计量电路和超声波振子的连接结构等这样的特别的效果。因此，本发明可用作包括超声波流量计量装置的流量测定基准器、燃气表或者水表等。

附图标记说明

1、81、计量流路；1a、入口侧；1b、出口侧；2、3、超声波振子；4、计量电路；5、传播路径；6、入口侧整流部；6a、内周面；7、出口侧连接部；8、信号取出部；9、（被测定流体的）流动方向；10、61、71、超声波流量计量装置；11、反射板；14、回路壳体；15、计量部；21、31、仪表主体；22、33、仪表出口；23、缓冲部；24、34、导出管；25、32、仪表入口；51、配管；52、端部。

Claims (7)

1.一种超声波流量计量装置，其中，

包括：

计量流路，其供被测定流体流动；

一对超声波振子，其以使超声波的传播路径成为V形状的朝向的方式，安装于上述计量流路；

计量电路，其用于测定上述一对超声波振子之间的超声波的传播时间来计量上述被测定流体的流量；

入口侧整流部，其设置在上述计量流路的入口侧，用于使上述被测定流体的流动稳定；

连接部，其用于将超声波流量计量装置与仪表主体或者配管连接，仅设置在上述计量流路的出口侧；

信号取出部，其用于输出由上述计量电路计量得到的流量值。

2.根据权利要求1所述的超声波流量计量装置，其中，

上述计量流路的流路截面为长方形；

将上述一对超声波振子配置在上述计量流路的流路截面的短边侧；

并且以与上述计量流路内的流动方向平行且与上述计量流路的流路截面的长边平行的方式，安装有多个用于减少上述传播路径中的超声波的反射波的影响的反射板。

3.根据权利要求2所述的超声波流量计量装置，其中，

将上述入口侧整流部的开口部做成以具有上述计量流路的流路截面的短边的宽度尺寸的1/2以上的半径的曲线展开的结构。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的超声波流量计量装置，其中，

由树脂构成上述计量流路和用于收纳上述计量电路的回路壳体。

5.根据权利要求1所述的超声波流量计量装置，其中，

上述连接部用于将上述超声波流量计量装置与上述仪表主体的连通于仪表出口的导出管连接，

上述入口侧整流部在上述仪表主体内的空间开口。

6.根据权利要求1所述的超声波流量计量装置，其中，

上述连接部用于将上述超声波流量计量装置与直管状的上述仪表主体的连通于仪表出口的导出管连接，

上述入口侧整流部在上述仪表主体内的空间开口。

7.根据权利要求1所述的超声波流量计量装置，其中，

上述连接部用于将上述超声波流量计量装置与上述配管的端部连接，上述入口侧整流部开放。