CN103609140A - 声匹配体的制造方法、声匹配体、使用该声匹配体的超声波发送接收器以及超声波流量计 - Google Patents

Abstract

本发明提供密度稳定的声匹配体及高灵敏度的超声波发送接收器，提供能实现稳定且高精度的流量测量的超声波流量计。声匹配体（19）由空心体和结合材料构成，通过去除筛选前的空心体（2）中的密度大的空心体（3）、具有裂纹的空心体（4）来制作该空心体。去除混在筛选前的空心体（2）中的密度大的空心体（3）、具有裂纹的空心体（4）等，从而能够提供不受空心体的制造批次、运输过程的影响的稳定的声匹配体。使用该声匹配体制作而成的超声波发送接收器的特性稳定，从而能够实现高精度的流量测量。

Description

声匹配体的制造方法、声匹配体、使用该声匹配体的超声波发送接收器以及超声波流量计

技术领域

本发明涉及一种超声波发送接收器用的声匹配体（日文：音響整合体）的制造方法，该超声波发送接收器用于向流体中发送超声波或者接收在流体中传输的超声波，本发明还涉及利用该方法制造而成的声匹配体、使用该声匹配体的超声波发送接收器以及使用该超声波发送接收器的超声波流量计。

背景技术

以往，应用于超声波发送接收器的声匹配体由空心体53和结合材料57构成，例如由如图9所示的方法来制造。即，准备具有通孔52的匹配层制作夹具51，将空心体53投入该通孔52内，一边使匹配层制作夹具51整体振动一边填充空心体53。然后，作为结合材料57将作为热固化性树脂化合物的环氧树脂浸渗于空心体53的间隙，并进行加热固化而制成固化物。然后，将该固化物切片加工为规定的厚度，制成声匹配体63（例如，参照专利文献1）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4140359号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在空心体之中，密度大的空心体和密度低的空心体或者发生了破裂的空心体等混在一起。此外，根据空心体的制造批次的不同，各空心体的比例存在偏差，根据运输过程的不同，比例也会产生变化。因此，在上述那样的以往的制造方法时，将这样的空心体作为原材料来制作声匹配体，因此，声匹配体的密度不稳定，结果存在使用该声匹配体的超声波发送接收器的特性不稳定这样的问题。

本发明用于解决上述这样以往的问题，其目的在于，提供不受空心体的制造批次、运输过程的影响的稳定的声匹配体及超声波发送接收器，进而提供能实现稳定且高精度的流量测量的超声波流量计。

用于解决问题的方案

为了解决所述以往的问题，本发明的声匹配体的制造方法为用于制造通过载置于压电振子来构成超声波发送接收器的声匹配体的制造方法，其包括：从密度不同的中空体混在一起的第1空心体的组中去除密度相对较大的第2空心体而得到密度小的第3空心体的组的工序，以及使用所述第3空心体的组和结合材料构成声匹配体的工序。

由此，去除了混在第1空心体中的密度大的第2空心体（包含具有裂纹的空心体）。因此，能够提供不受空心体的制造批次、运输过程的影响的稳定的声匹配体。并且，使用该声匹配体制作而成的超声波发送接收器其特性稳定，从而能够利用使用了该超声波发送接收器的超声波流量计实现高精度的流量测量。

发明的效果

在本发明的声匹配体中，声匹配体的密度稳定，使用了该声匹配体的超声波发送接收器的特性稳定，在将该超声波发送接收器应用于流量计时，能够进行高精度的流量测量。

附图说明

图1（a）和图1（b）是表示本发明的第1实施方式中的去除密度大的空心体的工序的图。

图2（a）是去除密度大的空心体及具有裂纹的空心体之前的空心体的SEM照片，图2（b）是本发明的实施方式1中的去除密度大的空心体及具有裂纹的空心体之后的空心体的SEM照片。

图3是表示本发明的第1实施方式中的声匹配体的制造工序的图。

图4（a）表示使用了以往的空心体的声匹配体的密度的图，图4的（b）是表示使用了本发明的第1实施方式中的空心体的声匹配体的密度的图。

图5（a）是表示使用了利用以往的制造方法制作而成的声匹配体的超声波发送接收器的输出的图，图5（b）是表示使用了本发明第1实施方式中的声匹配体的超声波发送接收器的输出的图。

图6（a）～图6（d）是表示本发明的实施方式1中的超声波发送接收器的制造步骤的图。

图7是本发明的实施方式1中的超声波流量计的局部剖面图。

图8（a）～图8（e）是表示本发明的第2实施方式中的去除密度大的空心体及具有裂纹的空心体的去除工序的图。

图9是表示以往的声匹配体的制造工序的图。

具体实施方式

第1技术方案的声匹配体的制造方法是用于制造通过载置于压电振子来构成超声波发送接收器的声匹配体的制造方法，其包括：从密度不同的空心体混在一起的第1空心体的组中去除密度相对较大的第2空心体而得到密度小的第3空心体的组的工序，以及使用所述第3空心体的组和结合材料构成声匹配体的工序。由此，去除了混在第1空心体中的密度大的第2空心体（包含具有裂纹的空心体）。因此，能够提供不受空心体的制造批次、运输过程的影响而具有稳定的特性的声匹配体。并且，使用该声匹配体制作而成的超声波发送接收器的特性稳定，从而能够实现高精度的流量测量。

第2技术方案：特别是在第1发明中，得到所述第3空心体的组的工序也可以包括：将所述第1空心体的组沉入密度大于密度小的所述第3空心体的液体中的工序，以及自液体分离出浮于所述液体的所述第3空心体的工序。由此，效率良好地去除了混在第1空心体中的密度大的第2空心体，从而能够提供不受空心体的制造批次、运输过程的影响而具有稳定特性的声匹配体。因此，使用该声匹配体制作而成的超声波发送接收器的特性稳定，从而能够实现高精度的流量测量。

第3技术方案：特别是在第2技术方案中，在沉入密度大于所述第1空心体的液体中的工序中，也可以将所述液体和所述第1空心体收纳在配管内并进行混合。由此，能够连续地去除混在第1空心体中的密度大的第2空心体。

第4技术方案：特别是在第2技术方案中，在将第1空心体沉入密度大于所述第3空心体的液体中的工序中，也可以在容器内对所述液体和所述第1空心体进行搅拌混合。由此，能效率良好地去除混在第1空心体中的密度大的第2空心体。

第5技术方案：特别是在第2技术方案～第4技术方案中任一项的技术方案中，将第1空心体沉入密度大于所述第3空心体的液体中的工序也可以在减压环境下进行。由此，还能够效率良好地去除具有微小的裂纹的空心体等。

第6技术方案：特别是在第1技术方案～第5技术方案中任一项的技术方案中，也可以还包括预先对所述第1空心体表面涂布偶联材料的工序。由此，空心体和结合材料之间的密合性上升，因此相对于耐湿性的可靠性上升。而且，利用表面涂布材料还提高了空心体自身的滑动性，因此，在空心体的填充工序中，能效率良好地填充空心体，其填充率也上升。其结果，声匹配体的密度降低，使用该声匹配体的超声波发送接收器的发送接收灵敏度上升，从而能够实现高精度的流量测量。

第7技术方案：特别是在第2技术方案～第5技术方案中任一项的技术方案中，将第1空心体沉入密度大于所述第3空心体的液体中的工序也可以包括：将所述第1空心体沉入已溶解有偶联材料的液体的工序和自液体分离出浮于所述液体的所述第3空心体的工序。由此，能够去除密度大的第2空心体，并且将偶联材料涂布于空心体的表面。即，能够使用更廉价的空心体，能够去除密度大的空心体。因此，能够实现密度稳定且更廉价的声匹配体。

第8技术方案：特别是在第6技术方案或第7技术方案中，所述偶联材料也可以是选自铬系、硅烷系、钛酸酯系以及磷酸系的化合物组中的高分子化合物。由此，能够容易地将偶联材料涂布于空心体表面，并且，利用涂布于表面的偶联材料还能提高空心体自身的滑动性。

第9技术方案的声匹配体是用于通过载置于压电振子来构成超声波发送接收器的声匹配体，其是利用第1技术方案～第8技术方案中任一项的技术方案的制造方法制造而成的声匹配体。

第10技术方案的超声波发送接收器包括：具有开口的有顶筒状金属壳体、被收纳于所述壳体的压电体、经由导电单元连接于所述压电体的端子和封闭所述壳体的开口并且以使上述端子突出到外部的状态支撑上述端子的端子板，并且，通过将第9技术方案的声匹配体安装于所述壳体的声波发射面而构成。由此，能够抑制压电体所具有的银电极的劣化，从而能够实现可靠性优异的超声波发送接收器。此外，压电体不接触测量气体，因此，能够安全地对可燃性气体等进行流量测量。

第11技术方案的超声波流量计包括：供被测流体流动的流量测量部、一对相对配置在所述流量测量部中的上游侧及下游侧的超声波发送接收器、用于测量所述一对超声波发送接收器间的超声波传输时间的超声波传输时间测量电路，以及能基于利用所述超声波传输时间测量电路所得到的超声波传输时间算出所述被测流体的每单位时间的流量的运算单元，所述超声波发送接收器为第10技术方案的超声波受波器。因此，能够提供不受空心体的制造批次、运输过程的影响的稳定的声匹配体，使用该声匹配体制作而成的超声波发送接收器的特性稳定，从而能够实现高精度的流量测量。

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是，本发明并不受本实施方式限定。

（实施方式1）

本实施方式的声匹配体的制造方法大体包括如下工序：筛选空心体的工序（第一工序）以及使用结合材料和筛选后的空心体构成声匹配体的工序（第二工序）。其中，第一工序是从密度不同的空心体混在一起的第1空心体（空心体2）的组中去除密度相对较大的第2空心体（空心体3、4），而得到密度小的第3空心体（空心体2）的组的工序。在执行这样的第一工序时，可以像上述那样采用各种方式。以下，首先对筛选空心体的第一工序的具体例子进行说明，接着，对使用筛选后的空心体构成声匹配体的第二工序、使用了该声匹配体的超声波发送接收器以及超声波流量计的各具体例子进行说明。

图1示出了本发明的第1实施方式中的去除密度大的空心体（第2空心体）的工序的剖面图。

在图1（a）中，正常的空心体（第3空心体）8及密度大的空心体3、具有裂纹的空心体4等混在一起的筛选前的空心体（第1空心体）2的组和密度大于正常的空心体8的液体5以混合的状态被收纳在容器1中。并且，将混合有该筛选前的空心体2的液体5注入U字状的配管6中。即，将筛选前的空心体2和液体5收纳以及混合在配管6内。由此，如图1（b）所示，密度大于液体5的空心体3、具有裂纹的空心体4等（将两者合称为“第2空心体”）下沉到配管底部7。另一方面，去除了密度大的空心体3、具有裂纹的空心体4而正常的空心体8的比例高的筛选后的空心体9浮于配管液面附近A处。通过以该状态静置一段时间，使密度大的空心体3、具有裂纹的空心体4下沉，能够从其中分离出正常的空心体8。

此外，通过提高图1（b）所示的配管的高度h，能够缩短将正常的空心体8和密度大的空心体3、具有裂纹的空心体4分离开的时间。此外，通过并列设置多个这种U字状的配管，能够连续地对空心体进行处理。此外，通过边混入气泡边连续地供给液体5，能够期待液体的搅拌效果（即，利用液体的搅拌将空心体分离开的作用）。

对于空心体的材料而言，例如，作为无机物可以使用氧化铝空心球、玻璃微珠、火山灰球（shirasu-balloon，日文：シラスバルーン）等，作为有机物可以使用苯酚微珠等。此外，作为密度大的液体，例如可以使用水。而且，可以使用以甲醇、乙醇、异丙醇等为代表的醇等。此外，还可以使用戊烷等烃、二乙醚等醚化合物等。即，只要为密度大于正常的空心体8的液体就没有特别限定。在表1中示出可以应用于本发明的空心体的材料和堆密度。

[表1]

空心体的种类和堆密度

名称	堆密度
		氧化铝空心球	0.6～0.8
玻璃微珠	0.16～.22
		火山灰球	0.14～0.32
苯酚微球	0.10～0.15

图2（a）示出了去除密度大的空心体3、具有裂纹的空心体4之前的空心体（以下，称为筛选前的空心体2）的SEM照片，图2（b）示出了本发明的实施方式1中的去除密度大的空心体3及具有裂纹的空心体4之后的空心体（以下，称为筛选后的空心体9）的SEM照片。在此，作为空心体示出了使用了玻璃微珠的例子。需要说明的是，如上所述，作为本发明的空心体，也可采用其他的空心体。

使作为表面改性材料的偶联材料化学键合于该空心体的表面，形成偶联材料的包覆层。偶联材料为一端具有易于水解的基团、另一端具有易于与树脂反应的官能团的结构。在此，表面改性材料使用了作为铬系偶联材料的铬·水合氯代羟基甲基丙烯酸（クロム·アクアクロロヒドロキシメタクリル酸）络合物。这样，能提高空心体的流动性，提高与用作结合材料的树脂之间的亲合力。

偶联材料只要是能够维持空心体的流动性和能够维持产生空心体和结合材料之间的结合力的亲合力的材料，也可以使用该系以外的材料。例如，即使是选自硅烷系、钛酸酯系、磷酸系的化合物组中的至少1种以上的高分子化合物，也没有关系。表面改性材的包覆层为数

左右。

对比图2（a）、图2（b）所示的SEM照片可知，通过进行本实施方式的筛选处理，能够大幅降低混在筛选前的空心体2中的密度大的空心体3、具有裂纹的空心体4。在此，在将图2（a）所示的筛选前的空心体2利用于超声波发送接收器所使用的声匹配体时，对于混在一起的具有裂纹的空心体4或者局部破裂而在空心体中开有孔10的空心体等，结合材料会经由空心体的孔10填充到空心体的内部。因此，密度大的结合材料进入到本来应为空隙的部分，结果声匹配体的密度变高。

因此，根据制造批次、运输过程以及保管状态等的不同，筛选前的空心体2中含有的密度大的空心体3、具有裂纹的空心体4的存在比率会发生变化，这是声匹配体的密度产生偏差的主要原因。然而，通过进行本实施方式的筛选处理，使用去除了密度大的空心体3及具有裂纹的空心体4之后的筛选后的空心体9，由此，能够抑制声匹配体的密度的偏差，从而能够使特性稳定化。

接着，对使用了筛选后的空心体9的声匹配体的制造方法（第二工序）进行说明。

图3示出了本发明的第1实施方式中的声匹配体的制造方法（第二工序）。

在图3的工序（a）中，进行上述的空心体的筛选处理（第一工序），结果，取得去除了密度大的空心体3、具有裂纹的空心体4后的筛选后的空心体9。此外，该空心体9处于通过适宜的方法进行了干燥后的状态。

在图3的工序（b）中，将筛选后的空心体9投入被设于填充夹具12的通孔13中，对填充夹具12整体施加振动。因此，由振动产生的加速度作用于筛选后的空心体9，使空心体处于更密实地填充的状态。需要说明的是，假如不进行本实施方式的筛选处理（第一工序），而在空心体9中混有具有裂纹的空心体4时，会阻碍空心体之间的滑动，而导致空心体的填充率降低。

在图3的工序（c）中，向通孔13填充结合材料。具体而言，在填充夹具12的通孔13的上下设置过滤器14，之后，将填充夹具12设置在抽吸容器15内。接着，以下部的过滤器14浸入结合材料16的方式，将该抽吸容器15设置于被该结合材料16填满的容器17之上。并且，用泵自上部的过滤器14经由通孔13抽吸容器17内的结合材料16。需要说明的是，在此，作为结合材料16使用了作为热固化性树脂化合物的环氧树脂。这是由于固化后的树脂的形状变化小，长期稳定性优异。并且，环氧树脂与作为形成在空心体表面的表面改性材料的偶联材料的亲合性高，因此能稳定地提高与空心体的结合力。

所使用的环氧树脂为二液固化型的环氧树脂。主剂为双酚A型液状环氧树脂，固化剂为四氢甲基邻苯二甲酸酐。以最适的混合比率将主剂和固化剂混合起来而用作环氧树脂。其中，并不是特别限于二液固化型的环氧树脂，若能达成目标则使用一液固化型的环氧树脂也没有关系。

在图3的工序（d）中，使作为结合材料16的环氧树脂在保持填充到填充夹具12的状态下固化。并且，在工序（e）中，自填充夹具12取出环氧树脂固化后而得到的棒状的声匹配体18。

最后，在工序（f）中，对该固化后而得到的棒状声匹配体18进行切片加工，从而得到期望尺寸的声匹配体19。

以下，通过与利用以往的方法而制成的声匹配体相比较，对本发明的实施方式中的声匹配体的密度和使用该声匹配体而构成的超声波发送接收器的特性进行说明。

图4（a）是表示使用了以往的空心体（未进行筛选处理的空心体）的声匹配体的密度的曲线图，图4（b）是表示使用了本发明的第1实施方式中的进行了筛选处理之后的空心体的声匹配体的密度的曲线图。

在图4的各曲线图中，均将声匹配体19的密度作为纵轴，将声匹配体19的样本编号（n数）作为横轴。需要说明的是，在任一曲线图中均是针对自两个制造批次（批次1、2）得到的两种空心体，表示使用这两种空心体制作而成的声匹配体19的密度。并且，样本编号为对使用各空心体制成的棒状的声匹配体18进行切片加工时的声匹配体19的样本编号。

如图4（a）所示，在使用了利用以往的制法得到的空心体的声匹配体的情况下，在批次1与批次2中声匹配体的密度差异较大。即，可知根据空心体的制造批次的不同，声匹配体的密度产生较大的偏差。并且，可知即便是同一批次，由于样本的差异，密度也产生较大的偏差（例如参照批次2）。与之相对，如图4（b）所示，可知在使用了利用本发明的制法得到的空心体的声匹配体的情况下，由批次的差异、同一批次中的样本的差异而导致的密度的偏差变小，此外，声匹配体的密度整体性地降低。

根据以上的结果可知，与空心体制造批次2相比，在空心体制造批次1中，含有更多的密度大的空心体3或者具有裂纹的空心体4。并且，由以往方法制成的声匹配体的密度产生了偏差。与之相对，通过使用本实施方式的筛选处理后的空心体9，密度大的空心体3或者具有裂纹的空心体4被去除，不仅能够降低声匹配体19的密度偏差，还能够降低声匹配体19的密度。

图5（a）是表示使用由以往的空心体（未进行筛选处理的空心体）制造的声匹配体制作而成的超声波发送接收器的输出的曲线图，图5（b）是表示使用由第1实施方式所示的筛选处理后的空心体制造的声匹配体制作而成的超声波发送接收器的输出的曲线图。需要说明的是，在图5的各曲线图中，均将超声波发送接收器的输出作为纵轴，将样本编号作为横轴。如该图5所示可知，与由以往的方法制成的超声波发送接收器相比，本实施方式的超声波发送接收器的输出特性的偏差降低，输出自身也增加。结果，能实现超声波发送接收器的稳定化、高灵敏度化，在用作超声波流量计时，也能够进行稳定的高精度的流量测量。

以下，对超声波发送接收器的制造方法进行说明。

图6通过剖面图表示本实施方式的超声波发送接收器的制造步骤。在图6的工序（a）中，制成被调整到规定的厚度的声匹配体19。其制成方法例如可以采用使用图3所说明的方法。即，在规定尺寸的容器内对作为空隙形成件的玻璃球进行振动填充，然后在容器内使作为热固化性树脂的环氧树脂浸渗，利用热等对环氧树脂进行固化，之后，进行切片。切片加工例如通过切割加工或者研磨等来进行，对厚度进行调整，使得能以规定的频率与压电体进行共振。

在图6的工序（b）中，将用作接合单元22的热固化性粘结剂涂布于压电体21的一端面，对于具有开口的有顶筒状壳体20的顶面的外表面，也同样地涂布接合单元22。

作为用作接合单元22的热固化性粘结剂，可以采用环氧树脂、酚醛树脂、聚酯树脂、三聚氰胺树脂等，只要为热固化性树脂就没有特别限定。根据情况的不同，即便为热可塑性树脂，若玻璃化转变温度为作为高温使用温的70℃以下，则也可以将其用作粘结剂。

在图6的工序（c）中，以将压电体21、有顶筒状壳体20以及声匹配体19层叠起来的方式进行定位并将它们贴合起来。具体而言，将压电体21粘结于有顶筒状壳体20的顶面的内表面，将声匹配体19粘结于顶面的外表面。此时，以对压电体21、有顶筒状壳体20以及声匹配体19施加约1kg/cm²～10kg/cm²的压力的状态进行固定，使用作接合单元22的热固化性粘结剂固化。对于接合单元22的固化而言，在通常的加热槽中以150℃固化30分钟左右。通过如此使接合单元22固化，制成形成为一体的半成品23。在工序（c）中，进一步将插入并安装有导电单元24的端子板26在该端子板26的凸缘部25处焊接于该半成品23。由此，半成品23和端子板26处于在凸缘部25处电接合在一起的状态。

图6的工序（d）示出了通过以上的工序制作而成的超声波发送接收器27的完成状态。需要说明的是，在对端子板26的凸缘部25与半成品23进行焊接时，也可在内部的密闭空间28中封入作为非活性气体的氩气、氮气或氦气等。由此，能够减轻压电体21的电极的劣化、压电体21与有顶筒状壳体20之间的接合部分的劣化。

以上说明的超声波发送接收器27可以用作用于测量被测流体的流量的超声波流量计。以下，说明利用超声波流量计测量被测流体的流量时的运算方法及工作原理。

图7示出了本实施方式的超声波流量计的局部剖面图。在图7中，供流体从一侧的开口端31通向另一侧的开口端32的流路33为供被测流体通过的配管。该流路33中设置有开口部34，而使得超声波与该流路33倾斜地传输，在该开口部34的延长部分上以彼此相对的方式固定有超声波发送接收器35、36。换言之，在流路（配管）33中，在该流路33的上游侧（一端侧）安装有超声波发送接收器35，在该流路33的下游侧（另一端侧）安装有超声波发送接收器36。上游侧的超声波发送接收器35使其声匹配体朝向下游侧倾斜，下游侧的超声波发送接收器36使其声匹配体朝向上游侧倾斜。其结果，各声匹配体经由形成于流路33的开口部34彼此相对。此外，各超声波发送接收器35、36的端子连接于超声波传输时间测量电路（测量电路）37，该测量电路37连接于运算单元38。

需要说明的是，图7中的L1表示从配置在上游侧的超声波发送接收器35传输的超声波的传输路径，图7中的L2表示配置在下游侧的超声波发送接收器36的超声波的传输路径。

此外，将在流路33流动的流体的流速设为V，将超声波在流速为零的流体中传输的速度设为C（未图示），将流体的流动方向与超声波的传输方向所成的角度设为θ。

在此，从超声波发送接收器35发出的超声波脉冲到达超声波发送接收器36的传输时间t1由下式表示。

t1＝L/（C＋Vcosθ）  （1）

接着，从超声波发送接收器36发出的超声波脉冲到达超声波发送接收器35的传输时间t2由下式表示。

t2＝L/（C－Vcosθ）  （2）

于是，若从式（1）和式（2）消去超声波的速度C，则得到下式。

V＝L/2cosθ（1/t1－1/t2）  （3）

因此，要是已知L和θ，则当由超声波传输时间测量电路37测量出t1、t2时，就可求出流速V。若根据需要将该流速V乘以流路33的截面积S和校正系数K，则可以求出流量Q。图7所示的运算单元38为用于运算上述流量Q（＝KSV）的单元。

如上所述，本实施方式的声匹配体的制造方法为用于制造通过载置于压电振子（例如，在上述实施方式中，为在有顶筒状壳体20的顶面的内表面贴附压电体21）来构成超声波发送接收器的声匹配体的制造方法。具体而言，该制造方法包括：从密度不同的空心体混在一起的第1空心体的组中去除密度相对较大的第2空心体而得到密度小的第3空心体的组的工序，以及使用所述第3空心体的组和结合材料构成声匹配体的工序。由此，去除了混在第1空心体中的密度大的第2空心体（包含具有裂纹的空心体）。因此，能够提供不受空心体的制造批次、运输过程的影响而具有稳定的特性的声匹配体。并且，使用该声匹配体制作而成的超声波发送接收器的特性稳定，从而能够进行高精度的流量测量。

此外，在本实施方式中，得到所述第3空心体的组的工序包括：将所述第1空心体的组沉入密度大于密度小的所述第3空心体的液体中的工序，以及自液体分离出浮于所述液体的所述第3空心体的工序。由此，能效率良好地去除混在第1空心体中的密度大的第2空心体，从而能够提供不受空心体的制造批次、运输过程的影响而具有稳定特性的声匹配体。因此，使用该声匹配体制作而成的超声波发送接收器的特性稳定，从而能够实现高精度的流量测量。

此外，在本实施方式中，在沉入密度大于所述第1空心体的液体中的工序中，将所述液体和所述第1空心体收纳在配管内并进行混合。由此，能够连续地去除混在第1空心体中的密度大的第2空心体。

此外，在本实施方式中，包括预先对所述第1空心体表面涂布偶联材料的工序。由此，空心体和结合材料之间的密合性上升，因此相对于耐湿性的可靠性上升。而且，利用表面涂布材料还提高了空心体自身的滑动性，因此，在填充空心体的填充工序中，能效率良好地填充空心体，其填充率也上升。其结果，声匹配体的密度降低，使用该声匹配体的超声波发送接收器的发送接收灵敏度上升，从而能够实现高精度的流量测量。

此外，特别是通过从铬系、硅烷系、钛酸酯系以及磷酸系的化合物组中选择偶联材料，能够简便地将偶联材料涂布于空心体表面，并且，利用涂布于表面的偶联材料还能提高空心体自身的滑动性。

（实施方式2）

图8示出了表示本实施方式中的去除密度大的空心体及具有裂纹的空心体的去除工序的剖面图。

如图8所示，在工序（a）中，将正常的空心体8、密度大的空心体3、具有裂纹的空心体4等混在一起的筛选前的空心体2投入到容器41内，向该容器41中注入密度大于正常的空心体8的液体。在工序（b）中，将搅拌叶片42插入到该容器41内，搅拌液体5。因此，暂时使正常的空心体8、密度大的空心体3、具有裂纹的4强制性地沉入（没入）到液体5内。此时，优选将容器41整体置于减压环境中。通过置于减压环境下，还能够效率良好地去除具有微小的裂纹等的空心体。

然后，在工序（c）中，将容器静置一定时间。由此，密度大于液体5的空心体3以及具有裂纹的4沉入到液体中，正常的空心体8向液体表面浮起。然后，在工序（d）中，取出该浮上来的空心体。此外，如图8所示，通过重复多次工序（a）～工序（d）的一系列操作，能够更可靠地去除密度大的空心体3以及具有裂纹的空心体4。在工序（e）中，在烘箱中对通过以上那样进行至工序（d）而得的空心体进行干燥，得到筛选处理后的空心体9。若使用如此得到的空心体9，在接下来的空心体的填充工序中能够效率良好地填充空心体。

图8所示的处理也可以适用于预先将偶联材料涂布于筛选前的空心体2的表面后的空心体，也可以适用于未经涂布的空心体。此外，作为图8的工序（a）～工序（c）中的容器41内的液体5，使用溶解有偶联材料的液体，在此，也可以投入未涂布有偶联材料的空心体。此时，能够与空心体的筛选处理一起进行向空心体表面涂布偶联材料的涂布处理。由此，能够使用更廉价的空心体（即，未涂布有偶联材料的空心体），一边涂布偶联材料一边去除密度大的空心体。需要说明的是，作为偶联材料，可以采用与实施方式1同样的材料，因此省略其说明。

如上所述，在本实施方式中，在将第1空心体（空心体2）沉入密度大于所述第3空心体（空心体8）的液体中的工序中，在容器内对液体和第1空心体进行搅拌混合。对于由此制作而成的声匹配体而言，效率良好地去除了混在第1空心体中的密度大的空心体、具有裂纹的空心体。

此外，采用本实施方式，在减压环境下进行将第1空心体沉入密度大于第3空心体的液体中的工序。由此，还能够效率良好地去除具有微小的裂纹等的空心体。

此外，采用本实施方式，将第1空心体沉入密度大于第3空心体的液体中的工序由所述第1空心体沉入已溶解有偶联材料的液体中的工序和自液体分离出浮于液体的第3空心体的工序构成。由此，能够去除密度大的第2空心体（空心体3、4），并且将偶联材料涂布于空心体的表面。即，能够使用更廉价的空心体，能够去除密度大的空心体。因此，能够实现密度稳定且更廉价的声匹配体。

产业上的可利用性

如上所述，本发明的超声波流量计能够大幅提高量产性，能够实现高精度的流量测量，因此，能够应用于家庭用流量计、工业用流量计等用途。

附图标记说明

2筛选前的空心体（第1空心体）

3密度大的空心体（第2空心体）

4具有裂纹的空心体（第2空心体）

5液体

6配管

8正常的空心体（第3空心体）

19声匹配体

20有顶筒状壳体

21压电体

24导电单元

26端子板

27、35、36超声波发送接收器

37超声波传输时间测量电路

38运算单元

Claims (11)

1.一种声匹配体的制造方法，其为用于制造通过载置于压电振子来构成超声波发送接收器的声匹配体的制造方法，该制造方法具备：

从密度不同的空心体混在一起的第1空心体的组中去除密度相对较大的第2空心体而得到密度小的第3空心体的组的工序；以及

使用所述第3空心体的组和结合材料构成声匹配体的工序。

2.根据权利要求1所述的声匹配体的制造方法，其特征在于，

得到所述第3空心体的组的工序包括：将所述第1空心体的组沉入密度大于密度小的所述第3空心体的液体中的工序，以及自液体分离出浮于所述液体的所述第3空心体的工序。

3.根据权利要求2所述的声匹配体的制造方法，其特征在于，

在沉入密度大于所述第1空心体的液体中的工序中，将所述液体和所述第1空心体收纳在配管内并进行混合。

4.根据权利要求2所述的声匹配体的制造方法，其特征在于，

在将第1空心体沉入密度大于所述第3空心体的液体中的工序中，在容器内对所述液体和所述第1空心体进行搅拌混合。

5.根据权利要求2～4中任一项所述的声匹配体的制造方法，其中，

将第1空心体沉入密度大于所述第3空心体的液体中的工序在减压环境下进行。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的声匹配体的制造方法，其特征在于，还包括预先对所述第1空心体表面涂布偶联材料的工序。

7.根据权利要求2～5中任一项所述的声匹配体的制造方法，其特征在于，

将第1空心体沉入密度大于所述第3空心体的液体中的工序包括：将所述第1空心体沉入已溶解有偶联材料的液体中的工序，以及自液体分离出浮于所述液体的所述第3空心体的工序。

8.根据权利要求6或7所述的声匹配体的制造方法，其中，

所述偶联材料为选自铬系、硅烷系、钛酸酯系以及磷酸系的化合物组中的高分子化合物。

9.一种声匹配体，其中，

该声匹配体是利用权利要求1～8中任一项所述的制造方法制造而成的，通过载置于压电振子来构成超声波发送接收器。

10.一种超声波发送接收器，其具备：

有顶筒状金属壳体，其具有开口；

压电体，其被收纳于所述壳体；

端子，其经由导电单元连接于所述压电体；以及

端子板，其封闭所述壳体的开口，并且以使所述端子突出到外部的状态支撑所述端子，

并且，该超声波发送接收器通过将权利要求9中所述的声匹配体安装于所述壳体的声波发射面而构成。

11.一种超声波流量计，其具备：

流量测量部，其供被测流体流动；

一对超声波发送接收器，它们相对配置在所述流量测量部的上游侧及下游侧；

超声波传输时间测量电路，其用于测量所述一对超声波发送接收器间的超声波传输时间；以及

运算单元，其能基于所述超声波传输时间算出所述被测流体的每单位时间的流量，

所述超声波发送接收器为权利要求10所述的超声波发送接收器。

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