CN108362345B

CN108362345B - 超声波流量传感器及其安装方法

Info

Publication number: CN108362345B
Application number: CN201810077735.2A
Authority: CN
Inventors: 槙纳一博; 鹿岛宽士
Original assignee: Keyence Corp
Current assignee: Keyence Corp
Priority date: 2017-01-26
Filing date: 2018-01-26
Publication date: 2021-02-23
Anticipated expiration: 2038-01-26
Also published as: DE102018201135A1; JP6747994B2; US10190896B2; US20180209829A1; CN108362345A; JP2018119878A

Abstract

本发明提供了超声波流量传感器及其安装方法,以便简单地通过用于将装配件固定至给定管道的操作来将第一传感器单元和第二传感器单元容易地定位在适当位置。超声波流量传感器设置有用于第一传感器单元的第一装配件和用于第二传感器单元的第二装配件。第一装配件和第二装配件包括：一对臂部分，其构造为调节第一装配件与第二装配件之间在管道的周向上的相对位置；以及引导部分，其至少形成在臂部分上，并且构造为根据管道的直径来引导第一装配件与第二装配件之间在管道的轴向上的相对定位。

Description

超声波流量传感器及其安装方法

技术领域

本发明涉及所谓的夹合式超声波流量传感器，并且更具体地说，本发明涉及构造为能够安装到管道的周面并能够从管道的周面拆卸的超声波流量传感器及其安装方法。

背景技术

超声波流量传感器用于对在管道中流动的流体的流量进行测量。JP-A-2000-46607披露了能够加装在管道的外周面上的夹合式超声波流量传感器及其装配件。该装配件能够将夹合式超声波流量传感器安装在具有不同直径的管道上。

JP-A-2000-46607披露了第一传感器单元和第二传感器单元被布置为V形形状和Z形形状的实施例。在V形布置中，第一传感器单元和第二传感器单元安装在管道的第一母线上沿管道的纵轴线的方向彼此分开的第一位置和第二位置处。在Z形布置中，第一传感器单元安装在管道的第一母线上的第一位置处，并且第二传感器单元安装于在直径方向上与第一母线相对的第二母线上沿管道的纵轴线的方向与前述第一位置分开的第二位置处。

使用带将JP-A-2000-46607中所披露的装配件固定在管道上。在用于V形布置的装配件中容纳两个传感器部分。换言之，JP-A-2000-46607中所披露的用于V形布置的装配件构造为使用单个装配件将第一传感器单元和第二传感器单元定位在沿管道的纵轴线的方向彼此分开的位置处。使用带将容纳两个传感器部分的装配件固定在管道上，使得第一传感器单元和第二传感器单元布置为V形形状。

用于Z形布置的装配件在每个装配件中容纳一个传感器部分。设置两个这种装配件，并且使用带将每个装配件固定在管道上。然后，将第一装配件定位在管道的第一母线上的第一位置处，并且将第二装配件定位于在直径方向上与第一母线相对的第二母线上沿管道的纵轴线的方向与第一位置分开的第二位置处，使得第一传感器单元和第二传感器单元布置为Z形形状。

发明内容

在V形布置和Z形布置两者中，需要适当地设定第一传感器单元与第二传感器单元之间的相对位置以便保持第一传感器单元与第二传感器单元之间的信号传输。再次参考JP-A-2000-46607，用于V形布置的装配件包括指示在纵轴线的方向上的距离的标记。

操作人员利用诸如要采用的管道的直径、管道的壁厚、要在管道中流动的流体等参数来探查第一传感器单元与第二传感器单元之间的距离，换言之，探查第一传感器单元与第二传感器单元之间在管道的第一母线上的距离。利用所获得的适当距离的值，借助上述标记判断第一传感器单元和第二传感器单元在用于V形布置的装配件内的位置。对于Z形布置，需要以下步骤：将第一装配件定位在第一母线上，寻找在直径方向上与第一母线相对的第二母线，以及将第二装配件定位在第二母线上。理所当然的是，还需要对第一装配件与第二装配件之间在管道的纵轴线的方向上的距离进行适当调节。这种定位工作花费大量时间和人力，并且关于在管道上安装的用户友好性较低。

本发明的目的在于提供这样的夹合式超声波流量传感器：其简单地通过将装配件固定在给定管道上而允许容易地将第一传感器单元和第二传感器单元定位在适当位置。

通过本发明的第一方面实现上述技术目的。本发明的第一方面提供一种超声波流量传感器，所述超声波流量传感器包括：

第一传感器单元，其包括第一超声波装置，所述第一超声波装置执行向管道中流动的流体发送超声波以及从所述管道中流动的所述流体接收超声波中的至少一者；

第二传感器单元，其包括第二超声波装置，所述第二超声波装置执行向所述管道中流动的所述流体发送超声波以及从所述管道中流动的所述流体接收超声波中的至少另一者；

计算部，其构造为基于来自所述第一超声波装置和所述第二超声波装置的输出信号，通过获得超声波从所述管道中流动的所述流体的上游侧传播到下游侧所需时间与从所述下游侧传播到所述上游侧所需时间之间的时间差来计算所述管道中的所述流体的流量；以及例如可选的输出部，该输出部构造为基于由所述计算部计算出的流量和预定的流量阈值而输出与在所述管道中流动的所述流体的流量相关的接通(ON)/切断(OFF)信号；

第一装配件，其构造为容纳所述第一传感器单元并且将所述第一传感器单元固定于所述管道，所述第一装配件包括：第一位置调节部分，其构造为与所述管道的外周面接触，从而当沿所述管道的径向观看时，使所述第一超声波装置的取向相对于所述第二超声波装置在所述管道的轴向上对准；以及第一收容部分，其构造为从所述管道的相对于所述第一位置调节部分的相反侧容纳所述第一传感器单元；以及

第二装配件，其构造为容纳所述第二传感器单元并且将所述第二传感器单元固定于所述管道，所述第二装配件包括：第二位置调节部分，其构造为与所述管道的外周面接触，从而当沿所述管道的所述径向观看时，使所述第二超声波装置的取向相对于所述第一超声波装置在所述管道的所述轴向上对准；以及第二收容部分，其构造为从所述管道的相对于所述第二位置调节部分的相反侧容纳所述第二传感器单元，

其中，所述第一装配件和所述第二装配件还包括：一对第一臂部分和一对第二臂部分，其在包括所述管道的轴线、所述第一超声波装置和所述第二超声波装置的平面的两侧从所述第一收容部分和所述第二收容部分中作为基端的一者延伸到另一者，以调节所述第一收容部分与所述第二收容部分之间在所述管道的周向上的相对位置；以及引导部分，其至少形成在所述臂部分上，并且构造为根据所述管道的直径引导所述第一装配件与所述第二装配件之间在所述管道的所述轴向上的相对定位。

通过本发明的第二方面实现上述技术目的。通过一种安装超声波流量传感器的方法实现本发明的第二方面，所述安装超声波流量传感器的方法包括：

制备超声波流量传感器，所述超声波流量传感器包括：

计算部，其构造为基于来自所述第一超声波装置和所述第二超声波装置的输出信号，通过获得超声波从所述管道中流动的所述流体的上游侧传播到下游侧所需时间与从所述下游侧传播到所述上游侧所需时间之间的时间差来计算所述管道中的所述流体的流量；

以及例如可选的输出部，该输出部构造为基于由所述计算部计算出的流量和预定的流量阈值而输出与在所述管道中流动的所述流体的流量相关的接通(ON)/切断(OFF)信号；

第一装配件，其构造为容纳所述第一传感器单元并且将所述第一传感器单元固定于所述管道，所述第一装配件包括：第一位置调节部分，其构造为与所述管道的外周面接触，从而当沿所述管道的径向观看时，使所述第一超声波装置的取向相对于所述第二超声波装置在所述管道的轴向上对准；以及第一收容部分，其构造为从所述管道的相对于所述第一位置调节部分的相反侧容纳所述第一传感器单元；

第二装配件，其构造为容纳所述第二传感器单元并且将所述第二传感器单元固定于所述管道，所述第二装配件包括：第二位置调节部分，其构造为与所述管道的外周面接触，从而当沿所述管道的所述径向观看时，使所述第二超声波装置的取向相对于所述第一超声波装置在所述管道的所述轴向上对准；以及第二收容部分，其构造为从所述管道的相对于所述第二位置调节部分的相反侧容纳所述第二传感器单元；以及

固定部件，其构造为将所述第一装配件和所述第二装配件按压并固定在所述管道上，

其中，第一装配件和第二装配件还包括：一对臂部分，其在包括所述管道的轴线、所述第一超声波装置和所述第二超声波装置的平面的两侧从所述第一收容部分和所述第二收容部分中作为基端的一者延伸到另一者，以调节所述第一收容部分与所述第二收容部分之间在所述管道的周向上的相对位置；以及引导部分，其至少形成在所述臂部分上，并且构造为根据所述管道的直径引导所述第一装配件与所述第二装配件之间在所述管道的所述轴向上的相对定位；

第一步骤，通过使用所述第二装配件将所述第二传感器单元临时固定至所述管道；

第二步骤，在所述第一步骤之后沿所述管道的所述周向旋转所述第二装配件；

第三步骤，在所述第二步骤之后通过使用所述第一装配件将所述第一传感器单元临时固定至所述管道，并且在所述临时固定之前基于信息转换机构的作用来调节所述第一装配件与所述第二装配件之间的相对位置；并且

在所述第三步骤之后将所述第一装配件和所述第二装配件固定至所述管道。

根据本发明的安装方法，仅通过将装配件固定至给定管道的操作可以将第一传感器单元和第二传感器单元定位在适当位置，并且允许用户在面向管道的状态下以Z形布置将第一传感器单元和第二传感器单元安装于管道。

根据下文给出的本发明的优选实施例的详细描述，本发明的其它目的和有益效果将变得显而易见。

附图说明

图1是安装在管道上的第一实施例的超声波流量传感器系统的透视图；

图2是图1所示的第一实施例的超声波流量传感器系统的侧视图；

图3是图1所示的第一实施例的超声波流量传感器系统的剖视图；

图4是包括在图1所示的第一实施例的超声波流量传感器系统中的超声波流量传感器的功能框图；

图5是图1和图2所示的超声波流量传感器系统的剖视图；

图6是图5所示的超声波流量传感器系统在省略了第一传感器单元和第二传感器单元的情况下的剖视图；

图7是包括在图1所示的第一实施例的超声波流量传感器系统中的第二装配件和第二传感器单元的分解透视图；

图8是包括在第一实施例的超声波流量传感器系统中的第一装配件的透视图；

图9是示出结合在第一实施例的超声波流量传感器系统的第二装配件中的盘簧的说明图；

图10是示出在将多个图9所示的盘簧结合在第二装配件中的情况下的多个盘簧的阵列的一个实例的说明图；

图11是示出在将多个图9所示的盘簧结合在第二装配件中的情况下的多个盘簧的阵列的另一实例的说明图；

图12是组装在管道上的第二实施例的超声波流量传感器系统的端视图；

图13是组装在管道上的第二实施例的超声波流量传感器系统的透视图；

图14是组装在管道上的第二实施例的超声波流量传感器系统在从正前方观看的方向上的正视图；

图15是组装到管道上的第二实施例的超声波流量传感器系统的透视图；

图16是包括在第二实施例的超声波流量传感器系统中的第二装配件的透视图；

图17是包括在第二实施例的超声波流量传感器系统中的第二装配件的分解透视图；

图18是包括在第二实施例的超声波流量传感器系统中的第二装配件的端视图；

图19是包括在第二实施例的超声波流量传感器系统中的第二装配件的剖视图；

图20是包括在安装于管道上的第二实施例的超声波流量传感器系统中的第二装配件的透视图；

图21是示出利用第二装配件将包括在第二实施例的超声波流量传感器系统中的第二传感器单元安装到管道上的状态的说明性剖视图；

图22是示出将包括在第二实施例的超声波流量传感器系统中的第一装配件和第二装配件安装到管道上的状态的说明性透视图；

图23是从底表面侧观看到的组装有温度传感器的第一传感器单元的透视图；

图24是示出将组装有温度传感器的超声波流量传感器安装到管道上的状态的说明性剖视图；

图25是组装有图23和图24所示的温度传感器的超声波流量传感器的功能框图；

图26是示出将所检测到的管道的温度和流量彼此相邻显示在组装有温度传感器的超声波流量传感器的显示单元中的实例的说明图；

图27是示出在第二实施例中所采用的装配件的结构的说明性示意图；

图28是示出在第二实施例中所采用的装配件的结构的变型例的说明性示意图；

图29A是示出在将第一装配件和第二装配件固定至具有较小的直径的管道的状态下参考第一实施例描述的信息转换机构的变型例的说明性端视图；

图29B是图29A所示的信息转换机构的说明性侧视图；

图30A是示出在将第一装配件和第二装配件固定至具有较大的直径的管道的状态下参考第一实施例描述的信息转换机构的变型例的说明性端视图；

图30B是图30A所示的信息转换机构的说明性侧视图；

图31是示出与包括在参考第一实施例描述的信息转换机构中的倾斜狭缝的形状相关的变型例的与图2对应的说明图；

图32是根据第一变型例的超声波流量传感器的透视图；

图33是图32所示的根据第一变型例的超声波流量传感器的侧视图，示出了在沿管道的轴向定位之前的状态；

图34是图32所示的根据第一变型例的超声波流量传感器的侧视图，示出了在沿管道的轴向定位之后的状态；

图35是根据第二变型例的超声波流量传感器的透视图；

图36是图35所示的根据第二变型例的超声波流量传感器的侧视图，示出了在沿管道的轴向定位之前的状态；

图37是图35所示的根据第二变型例的超声波流量传感器的侧视图，示出了在沿管道的轴向定位之后的状态；

图38是示出包括在本发明中的一个具体实例的概念图；

图39是示出包括在本发明中的另一具体实例的概念图；以及

图40是示出包括在本发明中的又一具体实例的概念图。

具体实施方式

下面将参考附图对本发明进行描述。现在，参考图38至图40，将对包括在本发明中的具体实例进行描述。

图38示出了包括在本发明中的具体实例。附图标记300表示第一装配件，并且附图标记400表示第二装配件。第一装配件300和第二装配件400用于将第一单元收容壳体510和第二单元收容壳体520安装在管道P的周面上，其中，第一单元收容壳体510用于容纳设置有第一超声波装置的第一传感器单元，并且第二单元收容壳体520用于容纳设置有第二超声波装置的第二传感器单元。第一传感器单元在被定位的状态下容纳在第一单元收容壳体510中。以相同的方式，第二传感器单元在被定位的状态下容纳在第二单元收容壳体520中。

第一装配件300包括第一单元收容壳体510、第一位置调节(限制)部分302以及分别从第一位置调节部分302的两个侧缘延伸的一对第一臂部分304。在图38所示的具体实例中，第一单元收容壳体510和第一位置调节部分302构成“第一收容部分”。该一对第一臂部分304具有模制形状。

第一位置调节部分302在第一单元收容壳体510的两侧的多个点CL(1)处与管道P接触，从而第一单元收容壳体510的取向与管道P的直径方向Dm对准。沿管道的轴向延伸(具有长度)的第一位置调节部分302有助于当从管道的径向观看第一单元收容壳体510时，使设置在第一单元收容壳体510中的第一传感器单元中的第一超声波装置的取向相对于设置在第二单元收容壳体520中的第二传感器单元中的第二超声波装置沿管道的轴向对准。换言之，当沿管道的径向观看时穿过第一超声波装置的直线的取向和穿过第二超声波装置的直线的取向与管道的轴向对准。

第二装配件400包括第二单元收容壳体520、第二位置调节部分402以及分别从第二位置调节部分402的两个侧缘延伸的一对第二臂部分404。在图38所示的具体实例中，第二单元收容壳体520和第二位置调节部分402构成“第二收容部分”。该一对第二臂部分404具有模制形状。

第二位置调节部分402在第二单元收容壳体520的两侧的多个位置CL(2)处与管道P接触，从而第二单元收容壳体520的取向与管道P的直径方向Dm对准。以与第一位置调节部分302相同的方式，沿管道的轴向延伸(具有长度)的第二位置调节部分402有助于当从管道的径向观看第二单元收容壳体520时，使设置在第二单元收容壳体520中的第二传感器单元中的第二超声波装置的取向相对于设置在第一单元收容壳体510中的第一传感器单元中的第一超声波装置沿管道的轴向对准。换言之，当从管道的径向观看时穿过第二超声波装置的直线的取向和穿过第一超声波装置的直线的取向与管道的轴向对准。

在图38所示的具体实例中，第一臂部分304分别从第一位置调节部分302的两个端部延伸，第二臂部分404分别从第二位置调节部分402的两个端部延伸，并且第一臂部分304和第二臂部分404包括彼此相邻且重叠的重叠部分OL。重叠部分OL各自设置有引导部分，该引导部分根据管道的直径引导第一装配件300与第二装配件400之间在管道的轴向上的相对定位。

引导部分的实例包括这样的构造：设置在第一臂部分304上的突出销能够分别沿设置在第二臂部分404上的狭缝状引导槽(相对于管道的轴向倾斜)滑动以引导第一装配件300与第二装配件400之间的相对定位(下文将参考图1给出详细描述)。

引导部分的实例还包括另一构造：在第一臂部分304上设置有突出销，并且在第二臂部分404的端部处设置有倾斜壁(相对于管道的轴向倾斜的壁)，并且通过沿管道的轴向移动第一装配件300和第二装配件400直到突出销抵靠在倾斜壁上并被倾斜壁阻挡为止来引导第一装配件300与第二装配件400之间的相对定位(下文将参考图32给出详细描述)。

上述“引导部分”还可以被称为“信息转换机构”，该“信息转换机构”构造为将管道的直径转换为第一传感器单元与第二传感器单元之间在管道的轴向上的距离。如将参考图1等在下文中所述，“信息转换机构”的典型实例包括：狭缝，其延伸为从管道P的直径方向朝向管道P的纵向倾斜；以及销，其被定位在倾斜的狭缝中。

图39示出了包括在本发明中的另一具体实例。与图38的不同点在于：设置在附图中下侧的一对第二臂部分454沿远离第一单元收容壳体510的方向延伸。换言之，在图38中，一对第一臂部分304沿图38的附图中的朝下方向延伸，同时一对第二臂部分404沿附图中的朝上方向延伸，使得重叠部分OL形成在第一单元收容壳体510与第二单元收容壳体520之间的中间位置附近。与之对比，在图39中，一对第一臂部分354沿附图中的朝下方向延伸，并且一对第二臂部分454也沿附图中的朝下方向延伸，使得重叠部分OL形成于第二单元收容壳体520附近的位置而不是第一单元收容壳体510与第二单元收容壳体520之间的中间位置附近。以这种方式，在根据实施例的超声波流量传感器中，第一臂部分354和第二臂部分454中的至少一者需要延伸为将管道P保持在臂部分之间。

在图39中，附图标记350表示第一装配件，并且附图标记450表示第二装配件。第一装配件350和第二装配件450用于将构造为容纳第一传感器单元的第一单元收容壳体510和构造为容纳第二传感器单元的第二单元收容壳体520安装在管道P的周面上。

第一装配件350的第一位置调节部分352包括沿管道P的纵向延伸的一对凸条352a(优选为具有圆形横截面的杆部件)，并且该一对凸条352a与管道P接触以使第一单元收容壳体510的取向与管道P的直径方向Dm和管道P的轴向对准。

第二装配件450的第二位置调节部分452包括沿管道P的纵向延伸的一对凸条452a(优选为具有圆形横截面的杆部件)，并且该一对凸条452a与管道P接触以使第二单元收容壳体520的取向与管道P的直径方向Dm和管道P的轴向对准。

第一装配件350包括分别从第一位置调节部分352的远端部(末端部)延伸的一对第一臂部分354，并且第二装配件450包括分别从第二位置调节部分452的远端部延伸的一对第二臂部分454。重叠部分OL设置有上述引导部分(或信息转换机构)。

在图38和图39所示的实施例中，第一装配件300(350)的第一臂部分304(354)和第二装配件400(450)的第二臂部分404(454)均具有模制形状。作为变型例，这样的构造也是适用的：第一臂部分304(354)和第二臂部分404(454)中的一者具有模制形状，并且第一臂部分304(354)和第二臂部分404(454)中的另一者能够在管道P周围沿周向弯曲。在图38和图39所示的本发明的实施例中，成对的第一臂部分304和354分别从第一位置调节部分302和352的远端部延伸，并且成对的第二臂部分404和454分别从第二位置调节部分402和452的远端部延伸。然而，根据本发明，成对的第一臂部分304和354以及成对的第二臂部分404和454并非必须从第一位置调节部分302和352的远端部或第二位置调节部分402和452的远端部延伸。

例如，成对的臂部分可以从第一位置调节部分302和352或第二位置调节部分402和452的近端(基端)延伸，或者可以从近端与远端之间的预定位置(例如，中间位置)延伸。另外，本发明的成对的臂部分并非必须从第一位置调节部分302和352或第二位置调节部分402和452延伸。例如，成对的臂部分可以从第一单元收容壳体510或第二单元收容壳体520延伸，而不从第一位置调节部分或第二位置调节部分延伸。

换言之，当将第一单元收容壳体510以及第一位置调节部分302和352视作如上文所述的“第一收容部分”时，臂部分可以简单地从作为近端的“第一收容部分”延伸。换言之，当将第二单元收容壳体520以及第二位置调节部分402和452视作如上文所述的“第二收容部分”时，臂部分可以简单地从作为近端的“第二收容部分”延伸。

此外，本发明的成对的臂部分的两个近端并非必须均是“第一收容部分”。例如，一对臂部分的一个近端构造为“第一收容部分”，并且另一近端可以构造为“第二收容部分”。

现在参考图38和图39，第一装配件300(350)和第二装配件400(450)在附图中被示出为横向对称(左右对称)。然而，当按照从图40直接理解的那样应用本发明时横向不对称也是适用的。

图40示出了这样的具体实例：一对臂部分的一个近端构造为“第一收容部分”，并且另一近端构造为“第二收容部分”。在图40中，附图标记360表示第一装配件，并且附图标记460表示第二装配件。第一装配件360和第二装配件460用于将构造为容纳第一传感器单元的第一单元收容壳体510和构造为容纳第二传感器单元的第二单元收容壳体520安装在管道P的周面上。

第一装配件360的第一位置调节部分362包括具有截顶人字形状(即，“ハ”字形)并沿管道P的纵向延伸的一对板部件，并且该板部件在多个位置CL(1)处与管道P接触，使得第一单元收容壳体510的取向与管道P的直径方向Dm和管道P的轴向对准。第二装配件460的第二位置调节部分462包括具有截顶人字形状并沿管道P的纵向延伸的一对板部件，并且该板部件在多个位置CL(2)处与管道P接触，使得第二单元收容壳体520的取向与管道P的直径方向Dm和管道P的轴向对准。这里，在图40中，第一臂部分364从第一单元收容壳体510延伸而不是如图38和图39所示的那样从第一位置调节部分362延伸。第二臂部分464从第二单元收容壳体520延伸而不是如图38和图39所示的那样从第二位置调节部分462延伸。因此，“一对”臂部分由具有不同近端的第一臂部分364和第二臂部分464二者形成，即，该一对臂部分形成在第一装配件360与第二装配件460之间。

在图40中，根据管道的直径来引导第一装配件360与第二装配件460之间在管道的轴向上的相对定位的引导部分设置在第一臂部分364的远端部与第二单元收容壳体520之间的重叠部分G上以及第二臂部分464的远端部与第一单元收容壳体510之间的重叠部分G上。例如，利用设置在第一单元收容壳体510和第二单元收容壳体520(即，“第一收容部分”和“第二收容部分”)上的突出销能够沿设置在第一臂部分364和第二臂部分464的远端部上的狭缝状引导槽滑动的构造来引导第一装配件360与第二装配件460之间的相对定位。

引导部分的实例包括另一构造：在第一单元收容壳体510和第二单元收容壳体520上形成有用于引导第一装配件360与第二装配件460之间在管道的轴向上的相对定位的标记，并且在第一臂部分364和第二臂部分464上形成有相对于管道的轴向倾斜的狭缝，使得在通过狭缝从视觉上检查标记的同时调节第一装配件360与第二装配件460之间的相对位置。形成在第一臂部分364和第二臂部分464上的狭缝并非必须是倾斜的。例如，沿管道的直径方向延伸的多个狭缝可以沿管道的轴向布置，并且各个狭缝沿管道的轴向彼此连接。换言之，形成当从侧向观看第一臂部分364和第二臂部分464时具有楼梯形状的狭缝。因此，可以对具有大直径的管道和具有小直径的管道调节第一装配件360与第二装配件460之间在管道的轴向上的相对位置。

如上文所述，本发明的实施例可以具有各种模式。将参考诸如图1等附图对其它具体实例进行描述。

第一实施例(图1至图11)

第一实施例典型地是适于Z形布置的超声波流量传感器系统1。超声波流量传感器系统1包括第一装配件2和第二装配件4，使得通过使用这两个装配件2和4可以将第一传感器单元6和第二传感器单元8安装到管道P的周面。第一装配件2和第二装配件4是模制件，并且具体地说是金属压制模制件。第一传感器单元6和第二传感器单元8构成超声波流量传感器10。对于第一实施例的应用，管道P的直径和在管道P中流动的流体不受特别的限制。然而，下文将列举应用的典型实例。

(1)管道P的直径：约44mm至约100mm(管道P的适当直径：约48mm至约90mm)

(2)管道P的材料：钢、SUS、铜、聚氯乙烯(PVC)

(3)流体：水、油、药品溶液、防冻液(乙二醇)、冷却剂

包括第一装配件2和第二装配件4的超声波流量传感器系统1构造为能够使如下文列举的与要安装在具有给定直径的管道P的周面上的第一传感器单元6和第二传感器单元8相关的各种类型的定位自动化。

(a)通过将第一装配件2固定到管道P可以自动地实现第一传感器单元6的定位。利用该定位，第一传感器单元6可以沿穿过管道P的中心的直径方向取向。(第一传感器单元6沿直径方向的定位)

(b)通过将第二装配件4固定到管道P可以自动地实现第二传感器单元8的定位。利用该定位，第二传感器单元8可以沿穿过管道P的中心的直径方向取向。(第二传感器单元8沿直径方向的定位)

(c)通过将第一装配件2固定到管道P可以自动地将第一装配件2的纵轴线与第一母线GL1对准。

(d)通过将第二装配件4固定到管道P可以自动地将第二装配件4的纵轴线与第二母线GL2对准。

(e)第一装配件2和第二装配件4具有将第一信息转换为第二信息的功能，并且通过第一装配件2和第二装配件4的协作实现信息转换机构。第一信息是关于管道P的直径的信息。第二信息是关于第一装配件2与第二装配件4之间在管道的纵轴线的方向上的适当距离的信息。(第一传感器单元6与第二传感器单元8之间在轴向上的距离的恰当计算)

(f)以这种方式，当将第一装配件2和第二装配件4固定于管道P时，第一装配件2和第二装配件4各自的纵轴线分别与第一母线GL1和第二母线GL2自动地对准。第一装配件2和第二装配件4具有这样的功能：由于第一装配件2与第二装配件4之间的相互作用而将第一传感器单元6定位在第一母线GL1(图3)上，并且将第二传感器单元8定位在第二母线GL2(图3)上，使得第二传感器单元8沿管道P的轴向与第一传感器单元6相距适当距离。

换言之，在以下三个阶段中可以实现使用第一装配件2和第二装配件4将第一传感器单元6和第二传感器单元8组装在管道P上。

第一阶段包括上述的步骤(a)和(b)以及步骤(c)和(d)。第一阶段包括：通过将第一装配件2和第二装配件4按压在管道P上来使第一装配件2和第二装配件4沿管道P的直径方向定位(步骤(a)和(b))，然后使第一装配件2和第二装配件4在纵向上的取向与管道P的轴向对准(步骤(c)和(d))。

第二阶段包括上述步骤(e)。第二阶段包括：通过使用引导部分或信息转换机构使第一装配件2和第二装配件4沿管道P的轴向滑动，从而调节第一装配件2与第二装配件4之间在管道P的轴向上的相对位置。

第三阶段包括上述步骤(f)。第三阶段包括使用带将第一装配件2和第二装配件4固定于管道P。该带可以是将第一装配件2和第二装配件4捆绑在一起的带，或者可以是将第一装配件2和第二装配件4单独地并独立地固定的带。利用第三阶段，实现了第一装配件2与第二装配件4之间在轴向上的相对定位。

图4是超声波流量传感器10的功能框图。参考图4，超声波流量传感器10包括控制单元12，并且还包括存储单元14、发送放大部16和接收放大部18。发送放大部16和接收放大部18与收发切换电路20连接。

由包括在控制单元12中的发送信号生成部22生成的模拟信号通过发送放大部16并通过收发切换电路20被提供给第一超声波装置24和第二超声波装置26，并且随后第一超声波装置24和第二超声波装置26产生超声波。第一超声波装置24包括在第一传感器单元6中。第二超声波装置26包括在第二传感器单元8中。

从第一传感器单元6(第一超声波装置24)产生的超声波进入管道P中流动的流体。在该流体中传播的超声波被第二传感器单元8(第二超声波装置26)接收，并且第二超声波装置26基于所接收到的超声波输出模拟信号。从第二超声波装置26输出的模拟信号通过收发切换电路20被提供给接收放大部18。

接收放大部18对从收发切换电路20接收到的模拟信号进行放大，并通过A/D转换电路将被放大的模拟信号转换为数字信号。该数字信号被提供给控制单元12。

另一方面，由第二传感器单元8(第二超声波装置26)产生的超声波进入经过管道P的流体(图1和图3)。在该流体中传播的超声波被第一传感器单元6(第一超声波装置24)接收，并且第一超声波装置24基于所接收到的超声波输出模拟信号。从第一超声波装置24输出的模拟信号通过收发切换电路20被提供给接收放大部18。

控制单元12执行存储在存储单元14内的程序以实现信号计算部30、流量计算部32和比较判断部34的功能。信号计算部30基于由接收放大部18提供的数字信号测量时间差△t。时间差△t是从第一超声波装置24输出的超声波直到被第二超声波装置26接收为止所需的时间t1与从第二超声波装置26输出的超声波直到被第一超声波装置24接收为止所需的时间t2之间的差值。流量计算部32根据基于由信号计算部30测量出的时间差△t的预定表达式计算在管道P中流动的流体的速率，并且基于另一预定表达式计算流体的流量。

换言之，基于来自第一超声波装置24和第二超声波装置26的输出信号，通过获得超声波从管道P中流动的流体的上游侧传播到下游侧所需时间与从下游侧传播到上游侧所需时间之间的时间差△t来计算管道中的流体的流量。

超声波流量传感器10包括由用户操作的诸如按钮等操作单元36以及包括7段LED和薄的显示装置的显示单元38，并且还包括构成与外部设备的接口的诸如连接器等输出单元40。

基于预定阈值(设定值)的控制输出被输出到显示单元38的显示器或通过输出单元40被输出到外部设备。换言之，与所检测到的在管道P中流动的流体的流量相关的接通(ON)/切断(OFF)信号基于与预定的流量阈值的比较被输出。针对每个积分流量输出一个脉冲。例如，流量测量值的数字输出通过通信提供。

第一传感器单元6和第二传感器单元8中的哪一个传感器单元安装有上述部件是任意的。在图1至图3所示的第一传感器单元6上安装有主基板42(图3)，并且控制单元12和存储单元14安装在主基板42上。构成用户界面的操作单元36、包括7段LED和薄的显示装置的显示单元38、以及构成与外部设备的接口的诸如连接器等输出单元40安装在第一传感器单元6上(图1)。

现在参考图3，结合在第一传感器单元6中的第一传感器部分44包括上述第一超声波装置24和第一楔形部件46。结合在传感器单元8中的第二传感器部分48包括上述第二超声波装置26和第二楔形部件50。第一传感器部分44和第二传感器部分48按照从图3清楚理解的那样在与管道P的周面压力接触的状态下被定位。优选地，将声耦合介质(即耦合剂Cp)置于第二传感器部分48与管道P之间以及第一传感器部分44与管道P之间。耦合剂Cp优选为固体(例如，弹性耦合剂，即橡胶片材)，但也可以是诸如油脂等流体。

图5是示出利用第一装配件2和第二装配件4将第一传感器单元6和第二传感器单元8固定于管道P的状态的剖视图。图6是从图5中省略了第一传感器单元6和第二传感器单元8的附图。图7是第二装配件4和第二传感器单元8的分解透视图。现在参考图5至图7，第二装配件4包括要装配至管道P的第二装配部分4M以及构造为接纳第二传感器单元8的第二单元收容部分4U。按照从图2最清楚理解的那样，第二装配部分4M具有沿管道P的纵轴线Ax(p)的方向延伸的长度，并且通过使用第一带Bd(1)和第二带Bd(2)将第二装配部分4M的一个端部分4Ma和另一端部分4Mb固定于管道P。第一带Bd(1)和第二带Bd(2)在分别捆绑一个端部分4Ma和另一端部分4Mb的状态下沿周向缠绕在管道P的周围。通过固定部件52(图2)将带Bd(1)和带Bd(2)中的每一个放置在管道P周围成环形形状，并且通过拧紧固定部件52的螺钉52a(图2)可以使带Bd(1)和带Bd(2)中的每一个被张紧并保持张紧状态。

第二装配件4的第二装配部分4M包括第二位置调节部分54。将在后文中描述第二位置调节部分54的横截面形状。第二装配件4包括从第二位置调节部分54的两个侧缘延伸从而彼此相对的一对第二臂部分56。

参考图2至图7，作为典型的实例，第二装配部分4M的一个端部分4Ma和另一端部分4Mb被定位为在纵向上彼此分开，并且构成第二位置调节部分54。第二位置调节部分54典型地包括在管道P的圆形横截面上的两个位置CL(2)和CL(2)处与管道P接触的形状(图5和图6)。接触位置CL(2)延伸为与管道P的纵轴线Ax(p)的方向平行。

当将第二装配件4安装到管道P时，第二装配件4至少在两个位置CL(2)处与管道P接触，当在横截面中观看管道P时第二传感器单元8即第二母线GL2被夹置在两个位置CL(2)之间。因此，第二传感器单元8与第二母线GL2(图3)对准，并且同时地，第二传感器单元8沿穿过管道P的中心的直径方向取向。换言之，通过利用第二位置调节部分54将第二装配件4固定于管道P来使第二装配件4的纵轴线的方向与管道P的第二母线GL2对准。

第二位置调节部分54按照从图5和图6清楚理解的那样优选地具有在沿横穿管道P的方向的横截面中相对于第二母线GL2(图3)对称的形状，并且优选地具有在离开第二母线GL2相同距离的位置处与管道接触的形状。典型地，第二位置调节部分54优选地具有这样的形状：该形状具有相对于第二母线GL2的一侧和另一侧以预定角度延伸的一对模制的倾斜翼部分。

第二装配部分4M的第二臂部分56具有从第二位置调节部分54的两侧沿管道P的两侧延伸的形状。第二臂部分56中的每一个包括倾斜狭缝58(图2和图7)，并且狭缝58由彼此平行延伸的一对倾斜边缘58a和58a限定。

参考图8，将对第一装配件2进行描述。第一装配件2包括要装配至管道P的第一装配部分2M以及用于接纳第一传感器单元6的第一单元收容部分2U。按照从图2最清楚理解的那样，第一装配部分2M具有沿管道P的纵轴线Ax(p)的方向延伸的长度，并且通过使用前述第一带Bd(1)和第二带Bd(2)将第一装配部分2M的一个端部分2Ma和另一端部分2Mb固定于管道P。换言之，使用第一带Bd(1)和第二带Bd(2)将第一装配件2和第二装配件4一起固定于管道P。然而，可以通过使用彼此不同的带将第一装配件2和第二装配件4固定于管道P。

第一装配件2的第一装配部分2M包括第一位置调节部分60(图8)。参考图5和图6，第一位置调节部分60典型地具有在管道P的圆形横截面上的两个位置CL(1)处与管道P接触的形状。换言之，当将第一装配件2安装到管道P时，第一装配件2至少在两个位置CL(1)处与管道P接触，当在横截面中观看管道P时第一传感器单元6被夹置在两个位置CL(1)之间。因此，第一传感器单元6与第一母线GL1对准，并且同时地，第一传感器单元6沿穿过管道P的中心的直径方向取向。换言之，通过利用第一位置调节部分60将第一装配件2固定于管道P来使第一装配件2的纵轴线的方向与管道P的第一母线GL1对准。

参考图5、图6和图8，第一装配件2包括从第一位置调节部分60的两个侧缘延伸从而彼此相对的一对第一臂部分62。第一臂部分62具有通过以与上述第二装配件4的第二臂部分56相同的方式进行模制而形成的翼形形状。第一臂部分62在直径方向上沿远离管道P的方向延伸，并且将第一传感器单元6容纳在被夹置于一对第一臂部分62之间的空间中。第一臂部分62与第二臂部分56在相邻状态下部分地重叠。在第一臂部分62和第二臂部分56之间的重叠部分处，第一臂部分62固定地设置有销64，并且第二臂部分56设置有倾斜狭缝58。倾斜狭缝58延伸为从管道P的直径方向Dm向管道P的纵向倾斜。倾斜狭缝58从其入口到底部在纵向上的宽度是均一的。

在Z形布置中，第一传感器单元6和第二传感器单元8分别布置在第一母线GL1和第二母线GL2上，第一母线GL1和第二母线GL2在穿过管道P的中心的直径方向上彼此相对(图3和图5)。参考图1和图2，第二装配件4的模制的第二臂部分56的一对倾斜狭缝58优选地相对于包括第一母线GL1和第二母线GL2的中间平面对称地定位，并且第一装配件2的一对销64对称地定位。销64分别被接纳在与销64对应的倾斜狭缝58中。优选地，销64的直径与倾斜狭缝58的宽度大致相同，并且销64能够在被倾斜狭缝58引导的同时在倾斜狭缝58中移动。

当通过使用第一装配件2和第二装配件4将第一传感器单元6和第二传感器单元8安装到具有给定直径的管道P时，第一装配件2的销64和第二装配件4的倾斜狭缝58构成用于实现信息转换机构的元件。换言之，通过被定位为在管道P的直径方向上彼此分开的第一装配装配件2和第二装配装配件4检测关于管道P的直径的信息，并且通过能够在倾斜狭缝58中移动的销64将关于管道P的直径的信息转换为关于第一装配装配件2与第二装配装配件4之间在管道P的纵轴线Ax(p)的方向上的适当距离的信息，从而确定第一装配装配件2和第二装配装配件4在管道P的纵轴线Ax(p)的方向上的相对位置，并且使第一装配件2和第二装配件4沿管道P的纵轴线Ax(p)的方向滑动以定位第一装配装配件2和第二装配装配件4。信息转换机构具有引导第一装配装配件2与第二装配装配件4之间在管道P的纵轴线Ax(p)的方向上的相对定位的引导部分的具体功能中的一种功能，并且信息转换机构的构造是引导部分的具体构造中的一种构造。

当将第一装配装配件2和第二装配装配件4应用到具有给定直径的管道P时，第一装配件2的一对第一臂部分62优选地与第二装配件4的相对应的一对第二臂部分56相邻并平行，以平稳地实现上述信息转换机构的功能。进一步优选地，第一装配件2的一对第一臂部分62彼此平行，并且第二装配件4的一对第二臂部分56彼此平行。

参考图2，作为典型的实例，定位为在纵向上彼此分开的至少两个位置(即第二装配部分4M的一个端部分4Ma和另一端部分4Mb)构成第二位置调节部分54。然而，第二位置调节部分54可以构造为沿第二装配部分4M的纵向连续布置。现在参考图6，第二位置调节部分54典型地具有模制为在管道P的圆形横截面上的两个位置CL(2)和CL(2)处与管道P接触的形状。换言之，当将第二装配件4安装到管道P时，当在横截面中观看管道P时第二装配件4至少在相对于第二母线GL2(图3和图5)对称的两个位置CL(2)处与管道P接触。因此，第二传感器单元8与第二母线GL2对准，并且同时地，第二传感器单元8沿穿过管道P的中心的直径方向取向。换言之，通过利用第二位置调节部分54将第二装配件4固定于管道P来使第二装配件4的纵轴线的方向与管道P的第二母线GL2对准。

如上文所述，第二装配件4的第二位置调节部分54优选地具有在沿横穿管道P的方向的横截面中相对于第二母线GL2对称的形状，并且优选地具有形成为在离开第二母线GL2相同距离的位置CL(2)处与管道接触的形状。典型地，第二位置调节部分54优选地具有这样的形状：该形状具有相对于第二母线GL2的一侧和另一侧以预定角度延伸的一对模制的倾斜翼部分。这同样适用于第一装配件2的第一位置调节部分60。

当将第一装配件2和第二装配件4固定于管道P时，自动地执行以下定位。

(1)倾斜狭缝58与销64之间的成对组合具有如上文所述将第一信息转换为第二信息的功能。第一信息是关于管道P的直径的信息。第二信息是关于第一装配件2与第二装配件4之间在管道的纵轴线的方向上的预定的适当距离的信息。隔着管道P而彼此相对的第一装配件2与第二装配件4之间的相对位置是关于管道P的直径的信息。通过由倾斜狭缝58沿管道P的纵轴线Ax(p)的方向引导的销64将第一信息转换为第二信息，并且第二装配件4通过倾斜狭缝58的倾斜角(即与管道P的直径方向所成的角度)被定位在沿管道P的纵轴线Ax(p)的方向与第一装配件2相距适当距离的位置处。

(2)倾斜狭缝58和销64分别布置在作为模制件的第一装配件2的一对第一臂部分62和作为模制件的第二装配件4的一对第二臂部分56上，并且相对应的第一臂部分62和第二臂部分56彼此相邻地定位。因此，即使当将第一装配件2和第二装配件4应用于具有不同直径的管道P时，也能保持第一传感器单元6和第二传感器单元8在直径方向上的前述定位。

(3)倾斜狭缝58和销64分别布置在作为模制件的第一装配件2的一对第一臂部分62和作为模制件的第二装配件4的一对第二臂部分56上，并且相对应的第一臂部分62和第二臂部分56彼此相邻地定位。因此，即使当将第一装配件2和第二装配件4应用于具有不同直径的管道P时，也能保持第一传感器单元6和第二传感器单元8在前述第一母线GL1和第二母线GL2(图3)上的定位。

参考图2和图3，在管道P的纵轴线Ax(p)的方向上，通过第一带Bd(1)和第二带Bd(2)将第一装配件2和第二装配件4的一个端部分与第一装配件2和第二装配件4的另一端部分束紧在一起。可以通过使用单独的带将第一装配件2和第二装配件4固定于管道P。

继续参考图3，通过使用第一螺栓Bt(1)将第一传感器单元6紧固至第一装配件2。第一螺栓Bt(1)的拧紧方向是第一传感器单元6相对于管道P的压力接触的方向(即管道P的直径方向)。因此，通过拧紧第一螺栓Bt(1)来使第一传感器单元6与管道P压力接触。

通过使用第二螺栓Bt(2)将第二传感器单元8紧固至第二装配件4。第二螺栓Bt(2)的紧固方向是第二传感器单元8相对于管道P的压力接触的方向(即管道的直径方向)。因此，通过拧紧第二螺栓Bt(2)来使第二传感器单元8与管道P压力接触。

作为优选模式，至少第二装配件4设置有沿与管道P压力接触的方向偏压第二传感器单元8的偏压部件66。在第一实施例中，偏压部件66包括与第二螺栓Bt(2)同轴地布置的多个盘簧(图9)。盘簧66具有设置有中心孔66a的锥形形状，并且构造为通过被施加沿减小盘簧66的高度的方向的载荷而产生弹簧力。在第一实施例中，多个盘簧66与每个第二螺栓Bt(2)同轴地布置。第一装配件2也可以设置有构造为沿与管道P压力接触的方向偏压第一传感器单元6的偏压部件(盘簧)66。

多个盘簧66可以布置成如图10所示的每一个或几个盘簧上下倒置的第一盘簧阵列，或者可以布置成如图11所示的所有多个盘簧沿相同取向布置而不上下倒置的第二盘簧阵列。

通过将偏压部件66添加到第二装配件4中，可以将具有Z形布置的第二装配件4和第一装配件2在面向管道P的一侧的状态下安装至管道P。下面将对具体步骤进行描述。

(步骤1)将第二传感器单元8组装到第二装配件4(图5)。

(步骤2)以与步骤1相同的方式将第一传感器单元6组装到第一装配件2。

(步骤3)在操作员面向管道P的状态下，将安装有第二传感器单元8的第二装配件4临时地固定至管道P，并且将安装有第一传感器单元6的第一装配件2临时地固定至管道P。可以通过使用带Bd(1)和带Bd(2)来执行这种临时固定。在被临时固定的状态下，第二传感器单元8处于被第二装配件4的盘簧66朝向管道P的周面偏压的状态。当从操作员的角度观看时第二装配件4被定位在管道P的相反侧。

(步骤4)确认第一装配件2的两个销64被正确地定位在第二装配件4的两个倾斜狭缝58中，然后牢牢地束紧带Bd(1)和带Bd(2)以将第一装配件2和第二装配件4固定至管道P。

因此，通过第二装配件4的倾斜狭缝58和第一装配件2的销64的协作，第一传感器单元6被定位在第一母线GL上，并且第二传感器单元8被定位在第二母线GL2上。第一传感器单元6和第二传感器单元8定位成沿管道P的纵轴线Ax(p)的方向彼此分开，并且可以适当地调节第一传感器单元6与第二传感器单元8分开的距离。第二装配件4的盘簧66使第二传感器单元8处于与管道P的周面压力接触的状态。

可以在上述步骤4中的用于将第一装配件2和第二装配件4固定至管道P的步骤之后执行步骤2中的将第一传感器单元6组装到第一装配件2。通过使用螺栓Bt(1)将第一传感器单元6固定至第一装配件2，实现了通过螺栓Bt(1)的固定使第一传感器单元6与管道P压力接触的状态。

第二实施例(图12至图22)

包括在图12等所示的超声波流量传感器系统200中的第一传感器单元和第二传感器单元与包括在上述第一实施例中的第一传感器单元6和第二传感器单元8(图1至图3)相同。因此，在第二实施例的描述中，将省略对以附图标记6表示的第一传感器单元和以附图标记8表示的第二传感器单元的详细描述。

超声波流量传感器系统200包括第一装配件202和第二装配件204，并且通过使用这两个装配件202和204可以将第一传感器单元6和第二传感器单元8安装到管道P的周面。超声波流量传感器系统200是适于Z形布置的安装系统。

对于第二实施例的应用，管道P或在管道P中流动的流体不受特别的限制。然而，下文将列举应用的典型实例。

(1)管道P的直径：100mm至220mm(管道P的适当直径：约114mm至约216mm)

(2)管道P的材料：钢、SUS、铜、聚氯乙烯(PVC)

(3)流体：水、油、药品溶液、防冻液(乙二醇)、冷却剂

现在参考图16至图21，将对安装有第二传感器单元8的装配件即第二装配件204进行描述。现在参考图17，第二装配件204的第二装配部分包括压制模制(压制成型)的细长的第二位置调节部分206以及与第二位置调节部分206的一个侧缘和另一侧缘连接的第二臂部分208。第二位置调节部分206和第二臂部分208具有沿管道P的纵轴线Ax(p)的方向的长度。

第二臂部分208能够沿管道P的横截面圆在周向上弯曲。具体地说，第二臂部分208由优选为冲压金属的能弯曲的板部件形成。利用由冲压金属形成的第二臂部分208，在确保第二臂部分208的预定刚度的同时实现了第二臂部分208的轻量化。

图18是第二位置调节部分206的端视图，并且图19是第二位置调节部分206的剖视图。现在参考图16至图19，第二位置调节部分206包括螺母214(图19)，穿过封装有第二传感器单元8的单元收容部件210(图17和图19)的螺栓212拧入螺母214中。两个螺栓212布置为在管道P的直径Dm上(即在第二母线GL2上)间隔开。单元收容部件210与第二位置调节部分206和从第二位置调节部分206竖立的一对竖直壁216(图17)协作构成第二单元收容部分。参考图21，上述多个盘簧66同轴地放置在螺栓212上，并且通过盘簧66沿与管道P压力接触的方向偏压第二传感器单元8。

第二位置调节部分206按照从图18和图19清楚理解的那样具有相对于置于中间的第二母线GL2对称的形状，并且具有这样的形状：该形状具有相对于第二母线GL2的一侧和另一侧以预定角度延伸的一对模制的倾斜翼部分。第二位置调节部分206在第二母线GL2的两侧与第二母线GL2距离相等的两个位置CL(2)处与管道P接触。因此，第二传感器单元8可以与第二母线GL2对准，并且第二传感器单元8可以沿穿过管道P的中心的直径方向Dm取向。

参考图17，构成第二装配件204的一部分的第二臂部分208(即冲压金属臂)在第二臂部分208的纵向上的中央部分处被前述销64(图20)固定。如上文所述，第二位置调节部分206具有沿第二母线GL2延伸的细长形状。第二臂部分208与第二位置调节部分206的一个侧缘和另一侧缘连接，并且一对第二臂部分208设置有安装在相对于第二母线GL2对称的位置处的前述销64。由冲压金属形成的第二臂部分208具有挠性，并且能够沿管道P的周向弯曲。因此，第二臂部分208可以沿管道P的周面缠绕并且可以处于与管道P的周面相邻的状态。

在管道P的纵轴线Ax(p)的方向上，将金属带Bd(3)安装到由冲压金属形成的第二臂部分208的一端和另一端(图20)。通过使用这两个带Bd(3)可以将第二装配件204固定于管道P。

图22是示出用于安装第一传感器单元6的装配件即第一装配件202的说明图。第一装配件202的构造与第二装配件204的构造基本相同。第一装配件202的一对竖直壁224与前述第二装配件204的竖直壁216对应。

第一装配件202包括第一位置调节部分220(图22)，并且第一位置调节部分220与第二装配件204的第二位置调节部分206对应。第一装配件202包括第一臂部分222，并且第一臂部分222与第二装配件204的由冲压金属形成的第二臂部分208对应。在管道P的纵轴线Ax(p)的方向上，将金属带Bd(4)安装到由冲压金属形成的第一臂部分222的一端和另一端。在第一装配件202的第一臂部分222与第二装配件204的第二臂部分208重叠的状态下，利用两个带Bd(4)将第一装配件202固定于管道P。

第一装配件202和第二装配件204在以下两点彼此不同。

(1)第一装配件202的第一臂部分222在沿管道P的纵轴线Ax(p)的方向的长度方向上短于第二装配件204的第二臂部分208。

(2)在第一装配件202的第一臂部分222上形成有前述倾斜狭缝58，并且第二装配件204的销64布置在倾斜狭缝58中。

同样地，在该第二实施例中，第一装配件202和第二装配件204可以提供通过倾斜狭缝58和销64将第一信息转换为第二信息的功能。第一信息是关于装配有第一装配件202和第二装配件204的管道P的直径的信息。第二信息是关于第一装配件202与第二装配件204之间在管道P的纵轴线Ax(p)的方向上的适当距离的信息。因此，第一装配件202和第二装配件204被倾斜狭缝58和销64定位于在管道P的纵轴线Ax的方向上相距适当距离的位置。

第一装配件202和第二装配件204具有这样的功能：以与第一实施例中的超声波流量传感器系统1相同的方式，通过第一装配件和第二装配件之间的相互作用将第一传感器单元6定位在第一母线GL1(图12)上，并且另一方面，将第二传感器单元8定位在第二母线GL2(图12)上。

第二实施例的超声波流量传感器系统200允许在操作员从一侧面向管道P的状态下通过使用第一装配件202和第二装配件204来安装第一传感器单元6和第二传感器单元8。操作的过程和操作的内容如下。

(步骤1)将第二传感器单元8组装到第二装配件204(图17)。

(步骤2)在操作员面向管道P的状态下，将安装有第二传感器单元8的第二装配件204临时地固定至管道P。可以通过使用第二装配件204的带Bd(3)来执行这种临时固定。在被临时固定的状态下，第二传感器单元8处于被第二装配件204的盘簧66朝向管道P的周面偏压的状态。

(步骤3)沿管道P的周向旋转第二装配件204以将第二装配件204定位到当从操作员的角度观看时管道P的相反侧。

(步骤4)尽管图17仅示出了第二装配件204，但以与第二装配件204的情况相同的方式将第一传感器单元6组装到第一装配件202。

(步骤5)在操作员面向管道P的状态下，将安装有第一传感器单元6的第一装配件202临时地固定至管道P。可以通过使用第一装配件202的带Bd(4)来执行这种临时固定(图22)。在被临时固定的状态下，第一传感器单元6处于被第一装配件202的盘簧66朝向管道P的周面偏压的状态。将第一装配件202临时固定至管道P使得通过第一装配件202的倾斜狭缝58和第二装配件204的销64的协作，第一传感器单元6被临时地定位在第一母线GL1上，并且第二传感器单元8被临时地定位在第二母线GL2上。

(步骤6)将第二装配件204固定于管道P。将第一装配件202固定于管道P。因此，第一传感器单元6被定位在第一母线GL1上。第二传感器单元8被定位在第二母线GL2上。第一传感器单元6和第二传感器单元8被设置成沿管道P的纵轴线Ax(p)的方向彼此分开，并且可以适当地调节第一传感器单元6和第二传感器单元8分开的距离。第一传感器单元6处于被第一装配件202的盘簧66朝向管道P的周面偏压的状态。以相同的方式，第二传感器单元8处于被第二装配件204的盘簧66朝向管道P的周面偏压的状态。

按照从上述描述直接理解的那样，第一传感器单元6和第二传感器单元8可以在操作员面向管道P的状态持续的同时以Z形布置适当地放置在管道P上。换言之，操作员不必为了将第一传感器单元6和第二传感器单元8适当地组装到在管道P的直径方向上相对的第一母线GL1和第二母线GL2而围绕管道P移动。因此，即使在多根管道P并排排列这样的工作环境中，也可以容易地安装第一传感器单元6和第二传感器单元8。

尽管到现在为止已描述了本发明的优选的第一实施例和第二实施例，但本发明不限于上述第一实施例和第二实施例，并且包括以下变型例。

(1)包括在本发明中的超声波流量传感器可以在与管道P接触的表面上包括如图23和图24所示的热检测表面70。尽管图23和图24披露了热检测表面70设置在第一传感器单元6上的实例，但热检测表面70还可以设置在第二传感器单元8上而不是第一传感器单元6上。热检测表面70布置为与第一传感器部分44的第一楔形部件46相邻(图24)，并且热检测表面70与管道P压力接触，从而能检测到管道P的温度。热检测表面70与测温元件(例如，热敏电阻)72之间的热传导部件74周围的部分被灌注树脂。因此，实现了第一传感器单元6的防尘和防水性能。热检测表面70优选地具有有限的表面积，并且热检测表面70周围的部分优选地由热绝缘材料形成。因此，可以在减小热检测表面70的热容量的同时防止周边的热量传导到热检测表面70。在设置有热检测表面70的第一传感器单元6中，热检测表面70由SUS材料构成。

与被定位为与热检测表面70相邻的第一传感器部分44(第一楔形部件46)相比，热检测表面70沿与管道P压力接触的方向突出。突出的量被设定为使得置于第一传感器部分44与管道P之间的橡胶片材(弹性固体耦合剂Cp)处于适当的被压缩状态。换言之，由SUS材料形成的热检测表面70限制第一传感器部分44与管道P之间的弹性固体耦合剂Cp的收缩量，这确保了耦合剂Cp适当地用作声耦合介质。

图25示出了包括构造为对管道P的温度进行检测的电路的超声波流量传感器的框图。被测温元件72检测到的管道P的温度信号通过温度测量部80转换为温度数据。温度数据与从时间测量部82获得的时间数据相关联，并且与在相应时间在管道P中流动的流量相关联。这些数据被存储在存储单元14中。时间优选为绝对时间，并且由此从单独设置的电池100向时间测量部82提供电源。因此，即使将主电源关掉，也能连续地测量时间。

关于管道P中的流体的流量数据和管道P中的流体的温度数据可以经由通信部102被外部PC 88读出。这些数据被通信转换部104转换为例如RS232C的数据，并且经由通信连接器106被输出到外部PC 88。

图26是示出第一传感器单元6的显示单元38上的显示实例的说明图。显示单元38具有上下两个显示区域，并且在所示出的实例中，指示流量为“20.0”的数值84A(能在升(L)与毫升(mL)的单位之间切换)显示在上部，并且指示管道P的温度为“20.0”的数值84B(摄氏度为单位)显示在下部。

在显示单元38上所显示的可以是如下列举的示意性组合。

(a)“流量”和“温度”

(b)“温度”和“热量值(卡路里)”

(c)“流量”和“热量值(卡路里)”

可以从流体温度(即管道温度)和流量获得前述热量值(卡路里)。前述(a)至(c)优选地能够被用户选择和/或切换。

如上文所述，通过向第一传感器单元6即向超声波流量传感器10增加温度检测功能，该超声波流量传感器具有两个功能，即作为流量传感器的第一功能和作为温度计的第二功能。因此，如上文所述，可以输出由这些第一功能和第二功能检测到的检测结果。换言之，冷却剂是否流过管道P以及在冷却剂流过管道P的情况下是否有足量的冷却剂流过可以基于与预定阈值的比较以OK(肯定)或NG(否定)被显示或被输出到外部。

(2)在第一实施例中，第一装配件2和第二装配件4均由模制件形成，并且臂部分62和56由模制板部件形成。与之对比，在第二实施例中，第一装配件202的臂部分222和第二装配件204的臂部分208由能够沿管道P的周向弯曲的板部件形成。例如，这样的构造是可适用的：第一实施例的第一装配件2的第一臂部分62由能弯曲的板部件形成，并且可以采用变型例的第一装配件与第一实施例的第二装配件4的组合作为本发明的变型例。换言之，两个装配件中的一个装配件的臂部分由能沿管道P的周向弯曲的部件形成并且另一装配件的臂部分由模制件形成的构造也是可适用的。

(3)在第二实施例中，如图27示意性所示，第一装配件202的臂部分222和第二装配件204的臂部分208由能够沿管道P的周向弯曲的板部件形成。作为变型例，如图28所示的具有多接头结构的带部件也是可适用的，该多接头结构具有沿管道P的周向的多个接头86。具有多接头结构的带的已知实例包括包含手表带的各种构造。

(4)在第一实施例和第二实施例中，销64和倾斜狭缝58的组合即通过倾斜狭缝58引导销64的方法被示出为引导部分(信息转换机构)。作为选择，包括第一倾斜表面90和第二倾斜表面92的引导部分(信息转换机构)如图29B和图30B所示。图29A至图30B披露了呈V形布置的引导部分(信息转换机构)。基座部件94设置有第一倾斜表面90，第二装配件98设置有第二倾斜表面92，并且第二倾斜表面92在第一倾斜表面90上滑动以使第二装配件98相对于第一装配件96定位，第一装配件96相对于基座部件94固定地定位。图29A和图29B示出了对具有较小直径的管道P的应用实例，并且图30A和图30B示出了对具有较大直径的管道P的应用实例。应理解的是，在引导部分(信息转换机构)基于两个倾斜表面90与92之间的相互作用的情况下，当管道P具有小直径时第一装配件96与第二装配件98之间的距离L1(图29)短于当管道P具有大直径时第一装配件96与第二装配件98之间的距离L2(图30)。

图29A至图30B所示的两个倾斜表面90和92实际上具有两个功能。第一功能是引导第一装配件96与第二装配件98之间在管道P的轴向上的相对位置。第二功能是限制第一装配件96与第二装配件98之间在管道P的周向上的相对位置。

第一装配件96、第二装配件98和基座部件94构成用于V形布置的装配单元。现在参考图29A至图30B，基座部件94一体地设置有第一装配件96，并且构造为沿管道P的周向一体地移动。换言之，基座部件94是构成第一装配件96的一部分的部件。基座部件94用作从第一装配件96中的第一收容部分延伸至第二装配件98中的第二收容部分的实质上的“一对臂部分”。形成在“一对臂部分”上的倾斜表面90和形成在第二装配件98中的第二收容部分上的倾斜表面92实现了上述第一功能即引导第一装配件96与第二装配件98之间在管道P的轴向上的相对位置的功能。第一倾斜表面90和第二倾斜表面92还实现了第二功能即限制第一装配件96与第二装配件98之间在管道P的周向上的相对位置的功能。

(5)在第一实施例和第二实施例中，销64和倾斜狭缝58的组合即通过倾斜狭缝58引导销64的方法被示出为信息转换机构。作为变型例，可以采用倾斜凹槽与被接纳在倾斜凹槽中的倾斜凸条之间的能滑动的凹凸配合以代替销64和倾斜狭缝58。

(6)参考图31，倾斜狭缝58的宽度可以沿纵向变化。在这种情况下，倾斜狭缝58的倾斜边缘58a中的一个边缘构成上述信息转换机构的一部分。边缘58a中的该一个边缘被称为“引导边缘”。现在参考图31，将对把第一装配件2和第二装配件4安装于管道P进行描述。在将第一装配件2和第二装配件4临时固定至管道P之后，第一装配件2和第二装配件4在管道P的纵向上相对移位，并且销64抵靠倾斜狭缝58的引导边缘58a。因此，可以适当地调节第一装配件2(第一传感器单元6)与第二装配件4(第二传感器单元8)之间的距离(在管道P的纵轴线Ax的方向上的距离)。根据管道P的壁厚和在管道P中流动的流体的类型之间的差异，可以依需要对第一装配件2(第一传感器单元6)与第二装配件4(第二传感器单元8)之间的距离进行细微地调节。可以通过销64朝向倾斜狭缝58的引导边缘58a移动的程度实现该细微调节。

(7)通过倾斜狭缝58的边缘58a中的一个边缘对第一装配件2(第一传感器单元6)与第二装配件4(第二传感器单元8)之间的距离(在管道P的纵轴线Ax的方向上的距离)进行适当调节的上述变型例(6)可以以与第一实施例相同的方式应用于第二实施例。

(8)上述变型例(6)(图31)具有使销64与倾斜狭缝58的引导边缘58a抵靠的构造。与之对比，与引导边缘58a对应的部分可以设置在第二臂部分56的端部处。将参考图32至图34对该变型例进行详细描述以作为第一变型例。

图32至图34是根据第一变型例的超声波流量传感器的透视图。超声波流量传感器的基本构造与第一实施例和上述变型例相同。换言之，包括操作单元36、显示单元38、输出单元40等的第一传感器单元6容纳在第一单元收容部分2U中。第一单元收容部分2U包括：第一位置调节部分60，其安装于第一单元收容部分2U；以及第一臂部分62，其从第一位置调节部分60的远端部分附近延伸。与之对比，第二传感器单元8容纳在第二单元收容部分4U中。第二单元收容部分4U包括：第二位置调节部分54，其安装于第二单元收容部分4U；以及第二臂部分56，其从第二位置调节部分54的远端部分附近延伸。按照从图32清楚理解的那样，第一臂部分62和第二臂部分56分别朝上和朝下延伸。通过使用第一带Bd(1)和第二带Bd(2)将第一传感器单元6和第二传感器单元8固定于管道P。

如图32至图34所示，第一臂部分62的纵向端部设置有朝外突出的销65。与之对比，第二臂部分56在第二臂部分56的端缘处设置有倾斜壁91，从而倾斜壁91相对于管道P的轴向倾斜并根据管道P的直径在预定位置处与销65接触。销65和倾斜壁91构成引导部分，该引导部分构造为引导第一传感器单元6与第二传感器单元8之间在管道P的轴向上的相对定位。

更具体地说，第一传感器单元6(保持第一传感器单元6的第一装配件)经由第一位置调节部分60被按压在管道P上，并且第二传感器单元8(保持第二传感器单元8的第二装配件)经由第二位置调节部分54被按压在管道P上。在简单按压的状态下，如图33所示，销65和倾斜壁91彼此分开预定距离。然后，如图34所示，使第一传感器单元6(保持第一传感器单元6的第一装配件)和第二传感器单元8(保持第二传感器单元8的第二装配件)中的任一者或两者沿管道P的轴向移动以使销65与倾斜壁91接触。在此时，由于预先考虑管道P的直径适当地确定了倾斜壁91的倾斜角，因此通过在销65与倾斜壁91接触的状态下束紧第一带Bd(1)和第二带Bd(2)来优化第一传感器单元6与第二传感器单元8之间在管道P的轴向上的相对位置。因此，当用户通过销65和倾斜壁91对第一传感器单元6与第二传感器单元8之间在管道P的轴向上的适当的相对位置进行引导时，实现了将这些单元容易地安装于管道P。

(9)在上述第一变型例(8)中，向外突出的销65设置在第一臂部分62上。然而，本发明不限于此，并且例如可以在第一臂部分62的端部处设置钩形接触部分作为引导部分。将参考图35至图37对第二变型例进行描述。

图35是根据第二变型例的超声波流量传感器的透视图。由于超声波流量传感器的基本构造与结合图32至图34描述的第一变型例的构造相同，因此省略这部分描述。与图32至图34所示的构造的不同点在于第一臂部分62的形状和引导部分的构造。以与图32至图34相同的方式，第一臂部分62包括朝上延伸的部分62a以及紧固于部分62a并朝下延伸的部分62b。在部分62b的端部设置有钩形接触部分67。接触部分67与设置在第二臂部分56的端部处的倾斜壁93接合。

更具体地说，该操作与参考图33和图34的上述描述相同。换言之，第一传感器单元6(保持第一传感器单元6的第一装配件)经由第一位置调节部分60被按压在管道P上，并且第二传感器单元8(保持第二传感器单元8的第二装配件)经由第二位置调节部分54被按压在管道P上(参见图36)。随后，使第一传感器单元6(保持第一传感器单元6的第一装配件)和第二传感器单元8(保持第二传感器单元8的第二装配件)中的任一者或两者沿管道P的轴向移动。因此，接触部分67与倾斜壁93接触的状态(参见图37)对应于第一传感器单元6与第二传感器单元8之间在管道P的轴向上的相对位置被优化调节的状态。以这种方式，接触部分67和倾斜壁93可以引导第一传感器单元6与第二传感器单元8之间在管道P的轴向上的适当的相对位置。

Claims

1.一种超声波流量传感器，包括：

其中，所述第一装配件和所述第二装配件还包括：一对第一臂部分和一对第二臂部分，其在包括所述管道的轴线、所述第一超声波装置和所述第二超声波装置的平面的两侧从所述第一收容部分和所述第二收容部分中的一者延伸到另一者，以调节所述第一收容部分与所述第二收容部分之间在所述管道的周向上的相对位置；以及引导部分，其至少形成在所述臂部分上，并且构造为根据所述管道的直径引导所述第一装配件与所述第二装配件在所述管道的所述轴向上的相对定位。

2.根据权利要求1所述的超声波流量传感器，其中，所述一对臂部分设置在所述第一装配件和所述第二装配件中的每一者上。

3.根据权利要求1所述的超声波流量传感器，其中，所述一对臂部分构造在所述第一装配件与所述第二装配件之间。

4.根据权利要求1所述的超声波流量传感器，其中，所述引导部分设置在所述一对臂部分中的两个臂部分上。

5.根据权利要求1所述的超声波流量传感器，其中，所述引导部分包括：突起部，其形成在所述一对臂部分中的一个臂部分上；以及接触部分，其设置在所述一对臂部分中的另一个臂部分上并且构造为沿所述管道的所述轴向抵靠并阻挡所述突起部。

6.根据权利要求2所述的超声波流量传感器，其中，所述臂部分从所述第一位置调节部分的端部或所述第二位置调节部分的端部延伸。

7.根据权利要求1所述的超声波流量传感器，其中，所述引导部分基于从所述管道的直径方向朝向所述管道的纵向倾斜的角度来引导定位。

8.根据权利要求1所述的超声波流量传感器，其中，所述一对臂部分均通过模制成形。

9.根据权利要求1所述的超声波流量传感器，其中，所述一对臂部分中的一个臂部分通过模制成形并且另一个臂部分能够沿所述管道的所述周向弯曲。

10.根据权利要求2所述的超声波流量传感器，其中，所述第一臂部分和所述第二臂部分包括彼此相邻定位的重叠部分，并且所述引导部分设置在所述重叠部分上。

11.根据权利要求1所述的超声波流量传感器，还包括固定部件，所述固定部件构造为将所述第一装配件和所述第二装配件固定至所述管道，并且所述固定部件由缠绕在所述管道周围的带形成。

12.根据权利要求11所述的超声波流量传感器，其中，所述第一装配件和所述第二装配件中的至少一者还包括偏压部件，所述偏压部件构造为朝向所述管道偏压所述第一传感器单元或所述第二传感器单元。

13.一种安装超声波流量传感器的方法，包括：

制备超声波流量传感器，所述超声波流量传感器包括：

第一传感器单元，所述第一传感器单元包括第一超声波装置，所述第一超声波装置执行向管道中流动的流体发送超声波以及从所述管道中流动的所述流体接收超声波中的至少一者；

第二传感器单元，所述第二传感器单元包括第二超声波装置，所述第二超声波装置执行向所述管道中流动的所述流体发送超声波以及从所述管道中流动的所述流体接收超声波中的至少另一者；

其中，所述第一装配件和所述第二装配件还包括：一对臂部分，其在包括所述管道的轴线、所述第一超声波装置和所述第二超声波装置的平面的两侧从所述第一收容部分和所述第二收容部分中的一者延伸到另一者，以调节所述第一收容部分与所述第二收容部分之间在所述管道的周向上的相对位置；以及引导部分，其至少形成在所述臂部分上，并且构造为根据所述管道的直径引导所述第一装配件与所述第二装配件之间在所述管道的所述轴向上的相对定位；

第三步骤，在所述第二步骤之后通过使用所述第一装配件将所述第一传感器单元临时固定至所述管道，并且在所述临时固定之前基于信息转换机构的作用来调节所述第一装配件与所述第二装配件之间的相对位置；以及

14.根据权利要求13所述的安装超声波流量传感器的方法，其中，通过使用第一带实现将所述第一装配件固定至所述管道，并且通过与所述第一带不同的第二带实现将所述第二装配件固定至所述管道。

15.根据权利要求13所述的安装超声波流量传感器的方法，其中，通过使用共同的带将所述第一装配件和所述第二装配件固定至所述管道。