CN108934176A

CN108934176A - 超声波流量计

Info

Publication number: CN108934176A
Application number: CN201880001189.2A
Authority: CN
Inventors: 堀田浩之; 渡边树; 渡边一树
Original assignee: Aichi Tokei Denki Co Ltd
Current assignee: Aichi Tokei Denki Co Ltd
Priority date: 2017-03-23
Filing date: 2018-03-22
Publication date: 2018-12-04
Anticipated expiration: 2038-03-22
Also published as: WO2018174121A1; JPWO2018174121A1; JP6556960B2; CN108934176B

Abstract

一种超声波流量计，设置有：管主体(2)，其具备流路管，该流路管构成使流体通过的测量流路；在管主体(2)的上游侧和下游侧分别设置的超声波传感器(50)；测量管，其在管主体(2)中与测量流路连通，且具有与测量流路的中心轴方向倾斜地交叉的中心轴，测量管构成测量空间，该测量空间形成一对超声波传感器(50)的超声波传播路径；以及一对超声波传感器单元保持部(30)，其以能将一对保持超声波传感器(50)的超声波传感器单元(40)从同一方向插入的方式开口。一对反射部件(44)的纵向的长度设定为从超声波传感器(50)送出的超声波信号的整个宽度的长度，且横向的长度设定得短。基于一对超声波传感器(50)的超声波信号的往复传播时间的到达时间差测定作为测定对象的流体的流量。

Description

超声波流量计

技术领域

本发明涉及超声波流量计。

背景技术

以往已知如下超声波流量计：其在使如气体、液体的流体物通过的流路内的上游侧和下游侧配置有一对超声波元件，基于来自一方的超声波信号的传播时间和来自另一方的超声波信号的传播时间的差测量流体的流量。

例如，在图14所示的专利文献1的超声波流量计101中，在构成测量流路的直线状的圆筒的管102的侧面沿着长度方向在上游侧和下游侧向外部开设有一对传感器插入孔103、104，在这一对传感器插入孔103、104内将超声波传感器105、106分别朝向内部配置。在一对传感器插入孔103、104之间的管102的内部具备使流速加快的缩径管107。为了使从超声波传感器105、106在管102内发出的超声波信号沿着管102的中心轴线向正交方向反射以使得超声波信号通过缩径管107的整个内径，沿着管的测量流路中心线CL100具备一对反射面108、109。沿着反射面108、109之间的测量流路中心线CL100进行超声波信号的发送接收，基于沿着流体的流动的顺方向的超声波信号的传播时间和与流体的流动相反的逆方向的超声波信号的传播时间的差，测量通过测量流路的流体的流速及流量。

另外，在图15所示的专利文献2的超声波流量计201中，在构成测量流路的圆筒状的内套管202的两端部设置有一对传感器保持部203、204，一对传感器保持部203、204相对于内套管202的测量流路中心线CL200方向朝向斜前方和斜后方突出。这一对传感器保持部203、204保持有超声波传感器205、206。并且，在超声波传感器205、206之间、即在倾斜地横穿测量流路的方向进行超声波信号的发送接收，基于沿着流体的流动的顺方向的超声波信号的传播时间和与流体的流动相反的逆方向的超声波信号的传播时间的差，测量通过测量流路的流体的流速及流量。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：中国实用新型公告第204881923号说明书

专利文献2：日本特开2014-71058号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，在专利文献1记载的发明中，为了用超声波信号测定在流路内通过的全部流体的速度而具备缩径管107，沿着测量流路中心线CL100以将缩径管107的内径全部覆盖的方式配置有反射面108、109。因此，反射面108、109以妨碍测量流路的流动的方式配置，从而流路阻力变大，作为超声波流量计101有压力损失变大的问题。

另一方面，在专利文献2记载的发明中，一对超声波传感器205、206在倾斜地横穿内套管202的方向配置并进行超声波信号的发送接收，因此与专利文献1所示的超声波流量计101比较的话，可以说超声波传感器205、206向内套管202内的突出至少不易妨碍流体的流动。但是，对于将超声波传感器205、206以正确地分配角度的方式配置于使它们的中心线一致地对置的位置，则传感器保持部203、204成为复杂形状的加工。有如下问题：当进行该加工时，由于工件的更换、工具的反转等，其工时也增多，且导致工作精度降低的原因增多，当工作精度降低时，测定精度也降低。

本发明在于提供一种制造容易、且维持高测定精度并且压力损失低的超声波流量计。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题，本申请的超声波流量计具备筒状的管主体和一对超声波传感器，该管主体使作为测定对象的流体通过，该一对超声波传感器分别配置于流体流动的所述管主体的上游位置和下游位置并相互使超声波信号传播，所述超声波流量计基于从一方超声波传感器到另一方超声波传感器的超声波信号的传播时间和从另一方超声波传感器到一方超声波传感器的超声波信号的传播时间的到达时间差测定作为测定对象的流体的流量，所述超声波流量计具备一对反射部件，该一对反射部件将从所述一对超声波传感器的一方送出的超声波信号朝向所述管主体的超声波传播路径反射，并将在该管主体的超声波传播路径上传播的超声波信号朝向另一方超声波传感器反射，该一对反射部件的反射面的一个方向的长度设定为从所述超声波传感器送出的超声波传播路径的整个宽度的长度，且与所述一个方向的长度正交的其他方向的长度设定得比所述超声波传播路径的整个宽度的长度短。

另外，也可以为，一对超声波传感器的超声波信号的送出方向是与包含管主体的测量流路的中心轴在内的面正交的方向，且为同一方向。

另外，也可以使超声波传播路径的中心轴和管主体的测量流路的中心轴一致。

另外，也可以使超声波传播路径的中心轴和管主体的测量流路的中心轴倾斜地交叉。

另外，反射部件的反射面的长边方向也可以沿着包含超声波传感器的超声波信号的送出方向和超声波传播路径的中心轴在内的面形成。

另外，也可以为，进一步具备与管主体连通的测量管。测量管规定具有与管主体的测量流路的中心轴倾斜地交叉的中心轴的超声波传播路径，并形成测量空间，该测量空间使从一对超声波传感器分别送出并被对应的反射部件反射的超声波信号通过超声波传播路径进行传播。

另外，反射部件的反射面的长边方向也可以沿着与包含超声波传感器的超声波信号的送出方向和超声波传播路径的中心轴在内的面正交的方向形成。

另外，反射部件的反射面也可以形成为长圆，还可以形成为椭圆。

另外，反射部件也可以具备反射板保持部和保持于反射板保持部的反射板。在该情况下，反射板也可以通过热铆接而与反射保持部件一体化。

发明效果

根据本发明，制造容易，且能维持高测定精度并且减小压力损失。

附图说明

图1是示出第1实施方式的超声波流量计的使用状态的立体图。

图2是第1实施方式的超声波流量计的分解立体图。

图3是第1实施方式的超声波流量计的A-A水平剖视图。

图4是第1实施方式的超声波流量计的测量空间的B-B垂直剖视图。

图5(a)是第1实施方式的超声波传感器单元的立体图，图5(b)示出超声波传感器单元保持部的位置限制结构。

图6(a)是从与测量空间中心线CL2正交的方向观看的第1实施方式的超声波传感器单元的侧视图，图6(b)是第1实施方式的超声波传感器单元的俯视图，图6(c)是从测量空间中心线CL2侧观看的第1实施方式的超声波传感器单元的主视图。

图7(a)是说明到达时间差的示意图，图7(b)是说明交叉角θ较小的情况下的传播速度的示意图，图7(c)是说明交叉角θ较大的情况下的传播速度的示意图。

图8是第2实施方式的超声波流量计的分解立体图。

图9是第2实施方式的超声波流量计的俯视图。

图10是第2实施方式的超声波流量计的D-D水平剖视图。

图11(a)是第3实施方式的超声波传感器单元的立体图，图11(b)是第3实施方式的超声波传感器单元的侧视图，图11(c)是第3实施方式的超声波传感器单元的俯视图。

图12(a)～图12(e)是说明反射部件的每种形状的功能的俯视图。

图13是示出比较例的超声波流量计的水平剖视图。

图14是示出现有技术1的超声波流量计的垂直剖视图。

图15是示出现有技术2的超声波流量计的水平剖视图。

具体实施方式

(第1实施方式)

以下，基于图1～图7说明本发明的一个实施方式。

图1是示出本实施方式的超声波流量计的使用状态的立体图。图2示出本实施方式的超声波流量计的分解立体图。图3是图1的A-A截面，是沿着管主体的测量流路中心线CL1的水平剖视图。图4是图3的B-B截面，是沿着测量空间中心线CL2的垂直剖视图。此外，在本申请中，在便于说明结构的基础上，在图示的姿势中使用竖直、水平的词语用于说明，但是实际的超声波流量计的设置姿势并不限定于此是不言而喻的。

(超声波流量计1的整体结构)

如图1所示，本实施方式的超声波流量计1具备管主体2，由例如金属、在实施方式中为不锈钢构成。管主体2具备使作为测定对象的流体F、例如在该实施方式中为供给热量用的温水通过的流路管10。另外，具备与该流路管10倾斜地交叉的测量管20，在测量管20的两端部设置有保持超声波传感器50的超声波传感器单元保持部30。

(测量流路15)

如图3所示，管主体2的流路管10具备在上游侧(在图1～图3中为左侧)开口的流入口11和其周围的凸缘部12，并且具备在下游侧开口的流出口13和其周围的凸缘部14。流路管10在管主体2的内部形成使从流入口11流入的温水通过并从流出口13流出的测量流路15。在超声波流量计1的内部，在流入口11的上游侧的端部形成有圆筒状的空间。从流入口11的下游侧的端部连续设置内径随着往下游侧去而缩窄的锥形部16。并且，在流路管10的中央部形成有圆筒形的缩径部17，缩径部17具有内径与锥形部16的最小的内径相同的空间。并且，在缩径部17的下游侧的端部连续地设置有直径随着往下游去而扩大的锥形部18，内径与锥形部18的最大的内径相同的圆筒状的流出口13在下游侧开口。流路管10的上游侧和下游侧成为对称的形状。另外，在流入口11、流出口13实施用于管连接的公知的加工，但是详细的说明省略。

(测量空间21)

形成有圆筒形的测量管20，测量管20形成具有测量空间中心线CL2的测量空间21，测量空间中心线CL2相对于管主体2的测量流路中心线CL1在包含该测量流路中心线CL1的水平面上以交叉角θ倾斜地交叉。测量空间21形成从超声波传感器50、50(图1)发送接收的超声波信号US传播的超声波传播路径22。

测量管20内部的测量空间21以倾斜地横穿测量流路15的方式形成在管主体2内，且测量流路15和测量空间21以连通的方式形成。测量空间21具有与形成管主体2的测量流路15的缩径部17相同的内径。测量管20的两端部相对于管主体2的测量流路中心线CL1配置于对置侧，超声波传感器单元保持部30以向比锥形部16、18靠管主体2的长度方向内侧的缩径部17的一部分凸出的方式配置。

(超声波传感器单元保持部30)

如图4所示，在测量空间21的两端部分别形成有超声波传感器单元保持部30。超声波传感器单元保持部30由与测量空间21连通的筒部31构成，形成为以与测量空间中心线CL2正交的竖直方向的超声波传感器单元保持部中心线CL3为中心的上部开放的有底圆筒状的空间。即，一对超声波传感器单元保持部30、30的中心线CL3、CL3相互平行，超声波传感器单元保持部30、30在相同的垂直方向上侧开口。超声波传感器单元保持部30的内径成为比测量空间21的内径大的内径。超声波传感器单元保持部30的底面32形成为水平的平面，且以比测量空间21的最低的位置向下挖得更低的方式形成。详细地说，超声波传感器单元保持部30成为其上部和下部同心但不同直径的圆筒形的形状，从上端到三分之一附近的上部的内表面即上部内壁面34的内径形成为大于比其靠下部的下部内壁面35的内径。并且，上部内壁面34和下部内壁面35的边界部分成为台阶部33，台阶部33形成为面包圈状的水平的平面。

如图2所示，在超声波传感器单元保持部30、30，超声波传感器50及反射板44借助超声波传感器单元40保持于预定的位置。

(超声波传感器单元40)

图5(a)是超声波传感器单元40的立体图，图5(b)示出超声波传感器单元保持部30的定位结构。图6(a)是从与测量空间中心线CL2正交的方向观看的超声波传感器单元40的侧视图，图6(b)是超声波传感器单元40的俯视图，图6(c)是从测量空间21侧观看的超声波传感器单元40的主视图。

如图5(a)所示，超声波传感器单元40具备：水平的圆环状的嵌合环41，其周向的截面呈长方形；和一对反射部件保持部42、42，其在沿该嵌合环41的直径方向对置的位置向内侧偏置，呈舌状向下方延伸。另外，超声波传感器单元40具备：反射板保持部43，其设置于反射部件保持部42、42的下端内侧之间；和反射板44，其保持于该反射板保持部43。如图6(a)所示，反射板44在侧视时与测量空间中心线CL2具有45度的倾斜度。

图5(a)所示的嵌合环41的下表面41b为面包圈状的环状的水平面，与图2所示的台阶部33以对应的方式抵接，如图4所示，嵌合环41在高度方向上正确地被定位。

如图4所示，嵌合环41的侧面41a的外径比上部内壁面34的内径稍小，嵌入到上部内壁面34内的嵌合环41的侧面41a与上部内壁面34大致没有间隙地抵接而得以定位。

如图6(c)所示，在嵌合环41的下方呈舌状延伸的一对反射部件保持部42、42为如下结构：从嵌合环41的内侧进一步向内侧偏置，并如图3、图4所示，沿着下部内壁面35一边保持间隔一边向竖直下方延伸。

(反射板44)

在本实施方式中，由反射板保持部43和反射板44构成反射部件。如图5(a)所示，在反射部件保持部42、42的下端内侧之间，反射板保持部43保持着不锈钢等金属制的反射板44。如图6(a)～6(c)所示，反射板44形成为从竖直的超声波传感器单元保持部中心线CL3及测量空间中心线CL2倾斜45度的长圆的板状。反射板44构成为：无论从图6(b)所示的俯视(从超声波传感器单元保持部中心线CL3上侧的竖直朝下的视点)及图6(c)所示的从测量空间中心线CL2的方向观看的主视图中的哪个观看都成为大致长圆。

在此，如图6(b)、图6(c)所示，一对反射板44的反射面的长边方向的长度设定为超声波传播路径22的整个宽度(高度)的长度。在本实施方式中，反射面的长边方向的长度在图6(b)的俯视图中相当于沿着测量空间中心线CL2的水平方向上的反射面的长度，在图6(c)的主视图中相当于沿着超声波传感器单元保持部中心线CL3的高度方向上的反射面的长度。此外，本实施方式的超声波传感器50送出的超声波信号US是与送出方向正交的截面为大致圆形的部分的能量大的指向性强的信号，但是在其周缘部也具有足够的能量，因此能进行流速的测定。因此，在此所说的反射板44的长边方向的长度和超声波传播路径22的宽度(高度)的关系只要是与能测定测量流路15的周缘部的流速的程度实质上相同即可。

与该长边方向正交的水平方向的反射板44的长度设定得比超声波传播路径22的整个宽度的长度短。

并且，反射板44由各自的反射面使从超声波传感器50的下表面中央送出的超声波信号US从沿着超声波传感器单元保持部中心线CL3的方向正确地向沿着测量空间中心线CL2的方向反射。具体地讲，一方反射板44在遍及由测量管20形成的横截面为圆形的测量空间21的从竖直方向上端到下端的直径而存在的反射面的整个区域中，使超声波信号US从沿着超声波传感器单元保持部中心线CL3的方向正确地向沿着测量空间中心线CL2的方向反射。同样，另一方反射板44在反射面的整个区域中使超声波信号US从沿着测量空间中心线CL2的方向正确地向沿着超声波传感器单元保持部中心线CL3的方向反射。另一方面，在横截面为圆形的测量空间21中的左右两端部，因为不存在反射板44，所以不反射超声波信号US。

(反射板保持部43)

如图5(a)所示，用于将该反射板44保持于正确位置的反射板保持部43设置于反射部件保持部42、42之间。

如图6(a)所示，反射板保持部43的侧面是由夹着大致直角的一对斜边和与直角对置的底边构成的直角等腰三角形的形状，在图6(b)所示的俯视图、图6(c)所示的从测量空间21侧观看的情况下，形成为如将反射板44镶边的长圆形。一个斜边如图4所示以与底面32对置的方式配置，另一斜边垂直地配置。

在本实施方式中，嵌合环41、反射部件保持部42、42、反射板保持部43用树脂一体成型。并且，反射板44与反射板保持部43嵌件成型，从而反射板保持部43和反射板44也一体成型。此外，这些也可以分别地成型并组合，但是通过设为一体成型，容易正确地确定各要素的位置关系。

(位置限制结构)

如图5(a)所示，在嵌合环41的下表面41b中接近测量空间21的位置与嵌合环41一体地形成有上部位置被限制部45，上部位置被限制部45由向下方突出的突出部构成。

如图5(b)所示，在超声波传感器单元保持部30的台阶部33中接近测量空间21的位置凹设有孔状的上部位置限制部37，上部位置被限制部45不偏移地嵌入到上部位置限制部37。

如图6(a)所示，在反射板保持部43的与反射板44相反的背面设置有底部位置被限制部46，底部位置被限制部46由向竖直下方延伸的棒状的突起构成。

如图5(b)所示，在超声波传感器单元保持部30的底面32的与测量空间21相反的一侧凹设有孔状的底部位置被限制部46，底部位置被限制部46不偏移地嵌入到底部位置限制部36。

(超声波传感器单元40的安装)

如图2所示，当将超声波传感器单元40插入到超声波传感器单元保持部30时，嵌合环41的下表面41b和台阶部33抵接，由此可决定嵌合环41的竖直方向的位置，并且嵌合环41水平地被载置。由嵌合环41的侧面41a和上部内壁面34决定嵌合环41的水平方向的位置。并且，由超声波传感器单元40的上部位置被限制部45和台阶部33的上部位置限制部37(参照图5(b))、以及超声波传感器单元40的底部位置被限制部46和底面32的底部位置限制部36(参照图5(b))，决定反射板44在水平面上的旋转方向的朝向。即，仅仅将超声波传感器单元40插入到超声波传感器单元保持部30，就可正确地决定超声波传感器单元40相对于超声波传感器单元保持部30的高度、水平位置、朝向。

如图2、图4所示，超声波传感器50的下部嵌入到超声波传感器单元40的嵌合环41的上部。此时，超声波传感器50借助嵌合环41被台阶部33简单且正确地决定竖直高度方向的位置，并且正确地水平载置。

如图4所示，仅仅将超声波传感器50插入到超声波传感器单元保持部30，则超声波传感器50的侧面抵接于超声波传感器单元保持部30的上部内壁面34，从而可简单且正确地决定超声波传感器50的水平位置。此外，未图示的超声波传感器50的超声波元件因为在其底面的中央部呈圆形配置，所以其位置不根据超声波传感器50的旋转方向而变化，因此不产生位置偏移。

此外，关于用于将超声波传感器单元40、超声波传感器50固定于超声波传感器单元保持部30的螺钉等固定部件、盖部件、提高气密性的密封部件等公知的结构可适当应用，省略说明。

(交叉角θ)

接着，基于图3、图4、图7(a)～7(c)，对测量流路中心线CL1和测量空间中心线CL2的交叉角θ进行说明。

(到达时间差Δt)

图7(a)是说明本实施方式的到达时间差Δt的示意图。示意性地示出基于一对超声波传感器50和一对反射板44的超声波传播路径22。当将沿着超声波传感器单元保持部中心线CL3的从超声波传感器50到反射板44的距离设为x₁、x₂、将一对超声波传感器单元保持部30的中心轴之间的分隔距离L设为恒定时，则成为超声波传播距离＝L+x₁+x₂。管主体2的测量流路中心线CL1和测量空间中心线CL2交叉的交叉角θ设定为：在预先设定的最小流量时到达时间差Δt超出预先设定的值，并且在最大流量时压力损失不超出预先设定的数值。

如图3所示，在本实施方式中，将一对超声波传感器单元保持部30的超声波传感器单元保持部中心线CL3的分隔距离L设为恒定，换句话讲，关于沿着测量空间中心线CL2的超声波传播距离设为恒定。其理由是因为：通过将该分隔距离L设为恒定，从而即使在测量流路15的管径不同的情况下，也能将接收来自一对超声波传感器50的信号并进行解析显示的外部设备共通地安装于一对超声波传感器单元保持部30、30。

另一方面，有时对超声波流量计(特别是作为使用于交易的仪器的超声波流量计)分配公共标准。即，要求满足条件1“要求测量精度(为了测量精度而得到足够的到达时间差)”、条件2“压力损失在标准以内”。

因此，在本实施方式中，因为要求满足这样的条件的交叉角θ，所以设为如下结构。

(条件1：“要求测量精度”(为了测量精度而得到足够的到达时间差))

特别是，在最小流量的情况下，测量流路15内的流速v_f最慢，所以此时的到达时间差Δt为测定器的分辨率以上会成为问题。

参照图7(a)，为了满足条件1，首先说明如后述的第2实施方式的交叉角θ＝0时的“到达时间差Δt”的计算。到达时间差Δt利用下式计算。

Δt＝2Lv_f/c²

在此为Δt：到达时间差、c：音速(流体内的音速)、v_f：流速(与测量流路中心线CL1平行的朝向的流体的流速)、L：分隔距离(超声波传感器单元保持部中心线CL3-CL3之间的分隔距离)。

t_d：从上游朝向下游发送时的到达时间

＝(x₁/c)+(x₂/c)+L/(c+v_f)

t_u：从下游朝向上游发送时的到达时间

＝(x₁/c)+(x₂/c)+L/(c-v_f)

当使用上述式时，则到达时间差Δt用下式表示。

Δt＝t_u-t_d

＝L/(c-v_f)-L/(c+v_f)

＝(L(c+v_f)-L(c-v_f))/(c-v_f)(c+v_f)

＝2Lv_f/(c²-v_f ²)

因为c>>v_f，

所以Δt＝2Lv_f/c²

即，到达时间差Δt与流速v_f成正比。

(超声波信号的传播速度v_d、v_u)

但是，即使将c：音速、v_f：流速、L：分隔距离设为恒定(严格来说，因为超声波传播路径成为曲线，所以L变化，但是在此能忽视。)，但是当交叉角θ变化时，流速v_f给予音速c的影响发生变化，因此实际的超声波信号的传播速度会变化。

即，从上游朝向下游发送时的传播速度v_d、从下游朝向上游发送时的传播速度v_u成为流速v_f的以交叉角θ的传播方向的速度矢量与音速c的速度矢量之和。

v_d＝c+v_f·cosθ

v_u＝c-v_f·cosθ

如图7(b)所示，在交叉角θ接近于零时，传播速度v_u接近于c-v_f，传播速度v_d接近于c+v_f，因此速度差接近于2v_f。

另一方面，如图7(c)所示，当交叉角θ变大时，则v_f·cosθ接近于零，因此传播速度v_u和传播速度v_u均接近于音速c，速度差接近于零。

在此，作为Δt：到达时间差、c：音速、L：超声波传播距离，

v_d：从上游朝向下游发送时的传播速度

v_u：从下游朝向上游发送时的传播速度

t_d：从上游朝向下游发送时的到达时间

＝(x₁/c)+(x₂/c)+L/v_d

t_u：从下游朝向上游发送时的到达时间

＝(x₁/c)+(x₂/c)+L/v_u

当使用上述式时，则到达时间差Δt用下式计算。

Δt＝t_u-t_d

＝L/v_u-L/v_d

＝L(1/v_u-1/v_d)

在此，如果cosθ接近于零、即θ＝90°，则成为v_u≒v_d≒c，到达时间差Δt变小并接近于零，难以进行流量的测定。

因此，交叉角θ在规格的最小流量时需要设为满足足够的到达时间差Δt的范围。

(条件2：压力损失在标准以内)

压力损失一般在最大流量时变得最大，但是仅仅以流体的种类、管主体2的形状和材质、反射部件保持部42的形状、位置、紊流、层流的发生状态等技术条件不能计算，因此通过基于实验或者模拟的流体解析来计算。一般有交叉角θ越大则流路阻力越小的倾向。一般，在交易用的超声波流量计中，可根据标准确定压力损失。

(实施方式的交叉角θ)

如上所述，决定满足条件1和条件2的交叉角θ。

基于如上理由，在本实施方式中，例如是作为用温水供给热量的量热器使用的超声波流量计，为了满足条件1及条件2而将交叉角θ设定为5～70°。当然，在上述范围内，也可以根据需要设为如重视到达时间差Δt还是压力损失中的任一个的设计。

(制造方法)

接着，对本实施方式的超声波流量计1的制造方法进行说明。

本实施方式的超声波流量计1的管主体2通过铸造不锈钢来制造。然后，为了确保用于安全的倒角、精度、或者减小流路阻力而进行切削、磨削、研磨等。

特别是，为了确保测定精度，超声波传感器50和反射板44相对于管主体2的位置极其重要。因此，超声波传感器单元保持部30被用钻孔器(reamer)、磨石等正确地加工。

在本实施方式中，铸造后的管主体2作为工件以如图1所示的姿势使用卡盘、治具在钻孔器、磨削盘等机床的平台上固定于预定的位置。此时，例如将超声波传感器单元保持部30设为在竖直上方开口的姿势。另外，使得管主体2的流路管10和测量管20成为水平。并且，使工具朝向竖直下方移动而对一方超声波传感器单元保持部30进行加工。接着，使工具水平移动并朝向竖直下方移动而对另一方超声波传感器单元保持部30进行加工。因为均在竖直上方开口，所以管主体2仍然使用治具在机床的平台上固定于预定位置且朝向不变，不需要进行超声波传感器单元保持部30的加工方向的精密的角度的算出，以仅工具的水平位置平行移动的方式移动地进行加工。在该情况下，一方超声波传感器单元保持部30和另一方超声波传感器单元保持部30在保持将管主体2固定的状态下没有移动，而仅仅是工具的水平移动，所以能进行最大限度地有效利用机床精度的加工。

另外，从工时的方面来看，也不需利用卡盘更换工件等作业，从而也能减少加工工时。

因此，一方超声波传感器单元保持部30和另一方超声波传感器单元保持部30能相互以高度的精度维持平行的关系。另外，相对于包含水平载置的管主体2的流路管10和测量管20的中心线在内的面，也能以高精度设为垂直的位置关系。作为高精度的超声波流量计的前提，这成为重要的结构。

接着，如图2所示，在表面、内部的加工已结束的管主体2上安装超声波传感器单元40。超声波传感器单元40包括已经嵌件成型有反射板44的反射板保持部43，整体用树脂正确地一体成型。因此，可正确地维持嵌合环41和反射板44的位置关系。将该已嵌件成型有反射板44的超声波传感器单元40插入到超声波传感器单元保持部30。仅仅通过插入，如上所述，嵌合环41就被台阶部33和上部内壁面34定位，另外，上部位置被限制部45也与上部位置限制部37嵌合，从而限制超声波传感器单元40的旋转。进一步地，如图4所示，底部位置被限制部46与底部位置限制部36嵌合，从而规定超声波传感器单元40的高度和旋转方向的朝向。底部位置被限制部46不仅进行定位，而且还支承超声波传感器单元40，特别是使其稳定以使得反射板44不会由于流体而进行振动等。

并且，在台阶部33借助嵌合环41将超声波传感器50固定。

此外，能适当使用各种盖部件、密封部件、密封剂、粘合剂、垫圈、螺钉等公知的材料，其说明省略。

(本实施方式的作用)

接着，对这样构成的本实施方式的超声波流量计1的作用进行说明。

在本实施方式中，如图1所示，超声波流量计1例如在暖气设备等成为热源的温水的供给流路6的上游侧6a、下游侧6b之间连接有流入口11和流出口13并直列地配置。配置位置设置为离开弯头管等且流动稳定的位置。安装姿势不限定于图示，设为如气泡等不贮留于管内的姿势。在这样安装的超声波流量计1的一对超声波传感器单元保持部30、30安装有如用假想线示出的显示部5。

显示部5的连接部5a、5b与超声波传感器单元保持部30、30气密地连接。显示部5虽然省略内部的图示，但是内置与超声波传感器50、50电连接、发送接收信号并解析信号而计算流量的控制部、显示流量的显示部5、以及将流量以数据的方式发送到外部的输出部。当进行显示部5的安装时，将连接部5a、5b的间隔设为恒定，且一对超声波传感器单元保持部30、30的中心线CL3、CL3之间的分隔距离L与该恒定值一致，所以能在不特别进行调整的情况下将显示部5简单地安装于超声波流量计1。

如图4所示，这样安装的超声波流量计1从超声波传感器50、50发送接收超声波信号US。从一方超声波传感器50送出的超声波信号US以超声波传感器单元保持部中心线CL3为中心向图4的下方送出，与反射板44接触而进行反射，超声波信号US正确地折弯90度而以测量空间中心线CL2为中心在测量空间21前进。具有与该超声波信号US的送出宽度同等的宽度的超声波传播路径22借由测量管20而形成为测量空间21。

(与专利文献1、2的超声波流量计101、201及比较例的超声波流量计301的比较)

在此，一边与专利文献1的超声波流量计101、专利文献2的超声波流量计201、图13所示的比较例的超声波流量计301的结构进行比较，一边说明第1实施方式的作用。

如上所述，在专利文献1的超声波流量计101中，成为如反射面108、109对形成测量流路的缩径管107进行遮蔽的配置，因此有如下问题：相对于流动的投影面积变大，流路阻力变大，从而压力损失大。另外，在专利文献2的超声波流量计201中，虽然没有这样的在测量流路内妨碍流动的结构，但是有如下问题：在制造工序中，由于正确角度的算出等，加工变得复杂，工时增多；由于工件的更换而容易发生加工误差；以及布线的环绕变得复杂等。

因此，鉴于这些问题，考虑到如图13所示的超声波流量计301那样的结构的比较例。该比较例的超声波流量计301的基本结构与上述第1实施方式的超声波流量计1共用。比较例的超声波流量计301具备如覆盖超声波传播路径309整体的主视及俯视时为圆形的反射板302、303。因此，在比较例中，反射板302、303成为突出到测量流路304内的形式。与所述的专利文献2的超声波流量计201比较的话，制造变得容易，但是因为反射板302、303突出到测量流路304内，所以虽然与专利文献1的超声波流量计101相比流路阻力低，但是关于流路阻力与专利文献2的超声波流量计201相比提高，从而会增大压力损失。

此外，图示省略，但是也考虑到如下结构：反之使反射板302、303以不突出到测量流路304内的方式完全移动到测量流路304的外侧。但是，当这样构成时，在用于确保超声波信号的传播路径的测量流路304的壁面形成比图13所示更大的凹部305、306而使流体F流入，特别是在如产生涡流307的情况下，有反而使流动不规则地紊乱从而使测定精度降低的问题。

在本实施方式中，关于反射板44，如图6(b)、图6(c)所示，一对反射板44的反射面的长边方向的长度设定为超声波传播路径22的整个宽度(高度)的长度，与长边方向正交的水平方向的长度设定得比超声波传播路径22的整个宽度的长度短。

因此，与比较例的超声波流量计301中不被反射板302、303遮蔽的测量流路304的宽度W1(参照图13)比较的话，本实施方式的超声波流量计1的反射板44的水平方向的宽度窄，因此不被反射板44遮蔽的测量流路15的宽度W2(参照图3)变宽。

另外，因为本实施方式的超声波流量计1的反射板44的水平方向的宽度窄，所以通过测量空间21的超声波传播路径22的宽度W4(参照图3)相比于比较例的超声波流量计301中的通过测量空间308的超声波传播路径309的宽度W3(参照图13)变窄。

因此，本实施方式的超声波流量计1中的用于形成测量管20的凹部23与比较例的超声波流量计301中的用于形成测量管的凹部305、306相比凹入减小，其体积也小，因此流过测量流路15的流体F的流动不会紊乱。

如上所述，本实施方式的超声波流量计1与比较例的超声波流量计301相比，流路阻力减小，另外压力损失也小。

(流量的测定)

如图3所示，当流体(温水)在由流路管10的缩径部17形成的测量流路15流下而不会使送出的超声波信号大大衰减时，超声波信号US倾斜地横穿该测量流路15的整个宽度。

然后，如图4所示，以测量空间中心线CL2为中心在测量空间21前进的超声波信号US与反射板44接触而被反射，折弯90度后向图4的上方送出，以超声波传感器单元保持部中心线CL3为中心前进并到达另一方超声波传感器50的接收面。

因此，在超声波传播路径22行进的超声波信号US不只是受到由流路管10的缩径部17以提高流体流速的方式形成的测量流路15的宽度方向中心部的流体流动的影响，而是无遗漏地受到遍及测量流路15的整个宽度的流体流动的影响。因此，即使在流速在中心部与端部之间不同的情况、发生流心向上下左右偏离的偏流、紊流等的情况下，也能抑制测定精度的降低。

另外，图5(a)等所示的超声波传感器单元40使得反射部件保持部42、反射板保持部43的位置如图3、图4所示从由流路管10的缩径部17形成的测量流路15向宽度方向外侧偏置，从而成为不易妨碍该流路的结构。因此，超声波传感器单元40成为抑制测量流路15的流路阻力、从而超声波流量计1的压力损失不会变高的结构。

另外，如图3所示，反射板保持部43不仅仅有保持反射板44的功能，还对在测量流路15流动的流体F的流动进行整流。具体地讲，通过利用反射板保持部43对在测量流路15流动的流体F的流动进行整流以使其不易流入到凹部23，或者反之利用反射板保持部43使反射板44的周围的流动与仅有反射板44的结构相比更顺畅，从而使得流路阻力不增加。

这样，利用流路内的上游侧的超声波传感器50和下游侧的超声波传感器50，基于来自一方的超声波信号的传播时间和来自另一方的超声波信号的传播时间之差来测量流体的流量。测量出的流量由显示部5进行显示并存储，发送到外部。

(本实施方式的效果)

在本实施方式中，因为具备如上述的结构，所以起到如下效果。

○因为超声波传播路径22的测量空间中心线CL2和由管主体2的流路管10的缩径部17形成的测量流路15的测量流路中心线CL1具有预定的交叉角θ，所以超声波传感器单元40能偏置到不易妨碍测量流路15的位置，因此能减小流路阻力并减小压力损失。即使是小径的管也不易妨碍流路，能设为比较小的压力损失。

○特别是，在本实施方式中，从各超声波传感器50送出的超声波信号US被遍及超声波传播路径22的垂直方向上的整个直径而配置的一对反射板44(反射面)反射，并由另一方超声波传感器50接收。因此，不只是测量流路15的宽度(高度)方向上的中心部，即使在周缘部也能没有遗漏地测定流体的流动。

○在与纵向正交的水平方向上，反射板44、44被切口，允许该部分的流体通过。因此，能减小反射板44、44的相对于流动的投影面积，所以能降低流路阻力，从而能减小压力损失。

○因为反射板44纵长，水平方向的宽度减小，所以如果反射板44的位置与比较例的超声波流量计301相同，则反射板44相对于测量流路15的突出量减少，能将图3所示的不被反射板44妨碍的测量流路的宽度W2扩宽。

○因为反射板44纵长，水平方向的宽度减小，所以能减小在测量空间21形成的超声波传播路径22的水平方向的宽度W4。因此，形成超声波传播路径22的测量管20的宽度也能变窄。其结果，能更加减小凹部23，且凹部23相对于流路管10的体积也能减小。因此，使流经测量流路15的流体的流动不易紊乱，能抑制流路阻力。另外，能有效地抑制涡流等的产生。其结果，能减小超声波流量计1的压力损失。

○此外，反射板保持部43、43不仅保持反射板44，而且以不妨碍流经测量流路15的流体的流动的方式进行整流。

具体地讲，利用反射板保持部43使流体F不易向测量流路15的外侧流入，能以不妨碍流经测量流路15的流体的流动的方式进行整流。

另一个效果是，在利用反射板保持部43使流体F离开测量流路15而向反射板44的外侧流入的情况下，使流经此处的流体的流动顺畅，以使流经测量流路15的流体的流动不紊乱的方式进行整流。

○因为能从同一方向对管主体2的超声波传感器单元保持部30进行加工，所以能不进行利用作为工件的管主体2的卡盘对工件的更换、以及不使保持作为工件的管主体2的治具的旋转，而在保持将管主体2固定于同一位置的状态下对超声波传感器单元保持部30进行加工。因此，能减少加工的工时，从而工序能简化。

○另外，因为不必在加工中利用卡盘对作为工件的管主体2进行更换、不必使保持管主体2的治具旋转，所以也不必进行精密的角度的算出，另外不必移动作为工件的管主体2的位置，因此不会产生由于工件移动引起的位置偏移。因此，通过以固定于同一位置的管主体2的位置为基准，从同一方向对一对超声波传感器单元保持部30进行加工，从而能容易且精度高地形成超声波传感器单元保持部30相对于管主体2的开口方向。

○因为能精度高地加工超声波传感器单元保持部30的形状，所以能够减小被超声波传感器单元保持部30保持的超声波传感器单元40相对于管主体2的位置偏移、即超声波信号的射出方向的位置偏移并设为正确的送出方向，能提高测定精度。

○通过在共通的超声波传感器单元保持部30使用共通的超声波传感器单元40，从而即使管径不同，也能使共通的结构共用。

○因为超声波传感器单元保持部30的开口部朝向同一方向，所以即使是安装显示部5的情况，超声波传感器50的布线的环绕也能设为同一方向，因此外部设备的安装变得容易。另外，超声波传感器50的布线等的环绕也变短，能抑制向外部的突出、露出。

○如果使一对超声波传感器单元保持部30、30的超声波传感器单元保持部中心线CL3、CL3的分隔距离L共通化，则即使供给流路6的管径不同，通过调整交叉角θ，也能实现如同一标准的显示部5那样的外部设备的共通化。

○因为能进行精度高的加工，所以能在超声波传感器50之间正确地进行超声波信号US的发送接收。因此，接收的超声波信号US衰减的情况少，能得到较高的波高，因此能形成为使S/N比增大、且精度高的超声波流量计1。

○另外，因为接收的超声波信号US衰减的情况少，能得到较高的波高，所以即使超声波信号US的超声波传播路径22由于流体F的流动而发生变化并弯曲，也能将接收的超声波信号的波高维持得比较高。

○超声波信号US倾斜地通过由管主体2的流路管10的缩径部17形成的测量流路15，因此超声波信号US不只是向流体F流经的测量流路15的宽度方向中央部分传播，而是向包含周缘部在内的整个宽度方向传播，所以能测定整个测量流路15，能提高流量的测量精度。

○因为超声波传播路径22的测量空间中心线CL2和由管主体2的流路管10的缩径部17形成的测量流路15的测量流路中心线CL1具有预定的交叉角θ，所以能较大地取得超声波传感器单元保持部中心线CL3、CL3之间的分隔距离L，所以能得到测定所需的足够的到达时间差Δt。

○将反射板44、超声波传感器50一体地保持的超声波传感器单元40被保持于超声波传感器单元保持部30，所以能容易地将超声波传感器50、反射板44安装于超声波流量计1。

○将超声波传感器单元40插入到超声波传感器单元保持部30。仅仅那样，超声波传感器单元40的嵌合环41就抵接于超声波传感器单元保持部30的台阶部33，能将超声波传感器单元40相对于管主体2设为正确的高度和水平位置。

○另外，仅仅将超声波传感器单元40插入到超声波传感器单元保持部30，超声波传感器单元40的嵌合环41就抵接于超声波传感器单元保持部30的台阶部33，且上部位置被限制部45与上部位置限制部37嵌合。因此，能将超声波传感器单元40在以超声波传感器单元保持部中心线CL3为中心的正确的旋转方向的朝向安装。

○另外，仅仅将超声波传感器单元40插入到超声波传感器单元保持部30，从超声波传感器单元40的反射板保持部43的背面向下方突出的底部位置被限制部46就与在超声波传感器单元保持部30的底面32凹设的底部位置限制部36嵌合，因此可正确地设定超声波传感器单元40相对于管主体2的高度。

○另外，因为底部位置被限制部46与底部位置限制部36嵌合，所以能将超声波传感器单元40在以超声波传感器单元保持部中心线CL3为中心的正确的旋转方向的朝向安装。

○另外，因为底部位置被限制部46与底部位置限制部36嵌合，所以能抑制保持于超声波传感器单元40的反射板44由于流体的影响而变得不稳定。

此外，上述实施方式也可以按如下变更。

·反射板保持部43不限定于图示的形状，在与流体流动的关系上能适当地变更形状、大小、位置等。

·反射板保持部43也可以设为形状在上游侧和下游侧根据流动的差异而不同的结构。

(第2实施方式)

接着，按照图8～图10说明将本发明具体化的超声波流量计1的第2实施方式。此外，关于第2实施方式，与第1实施方式的测量管20相对于流路管10的位置关系不同。具体地讲，将测量流路中心线CL1和测量空间中心线CL2的交叉角θ设为零。即，在流路管10和测量管20共用相同的管体来构成管主体2的方面具有特征。另外，在从反射部件省略反射板保持部43、将反射板44直接设置于一对反射部件保持部42、42之间的方面，与第1实施方式结构不同。其他的部分基本上是共通的结构，因此对同样的部分省略其详细的说明。

图8是第2实施方式的超声波流量计1的分解立体图，图9是俯视图，图10是图8的D-D水平剖视图。

(测量流路15)

如图10所示，直管状的管主体2的流路管10具备在上游侧开口的流入口11和其周围的凸缘部12、以及在下游侧开口的流出口13和其周围的凸缘部14。流路管10在管主体2的内部形成使从流入口11流入的温水通过并从流出口13流出的测量流路15。在流路管10的内部，在流入口11的上游侧的端部形成有圆筒状的空间。从流入口11的下游侧的端部连续设置内径随着向下游侧去而变窄的锥形部16。并且，流路管10的中央部形成有圆筒形的缩径部17，缩径部17具有内径与锥形部16的最小的内径相同的空间。并且，从缩径部17的下游侧的端部连续地设置有直径随着往下游去而扩大的锥形部18，内径与锥形部18的最大的内径相同的圆筒状的流出口13在下游侧开口。流路管10的上游侧和下游侧成为对称的形状。

(测量空间21)

该流路管10兼作形成测量空间21的测量管20。

作为测量管20，测量空间21形成从超声波传感器50、50(图9)发送接收的超声波信号US传播的超声波传播路径22。

因此，相对于在所述第1实施方式中测量空间中心线CL2相对于测量流路中心线CL1以具有一定的倾斜度的交叉角θ交叉的结构，也可以说在第2实施方式中是该交叉角θ为零的结构。

流路管10内部的测量流路15原样地成为测量管20的测量空间21，在管主体2内以共有相同的中心线CL1/CL2的方式形成测量流路15，测量流路15和测量空间21具有共通的空间。

(超声波传感器单元保持部30)

超声波传感器单元保持部30设置于测量空间21的两端部，但是在第2实施方式中，测量空间21的两端部相当于测量流路15的两端部。因此，超声波传感器单元保持部30如图9所示设置于测量管20、即流路管10。超声波传感器单元保持部30自身的结构与第1实施方式相同，所以说明省略。

(超声波传感器单元40)

第2实施方式的超声波传感器单元40的结构是与第1实施方式基本上相同的结构。但是，在反射部件保持部42、42的下端内侧之间直接保持不锈钢等金属制的反射板44而不借助反射板保持部43，在这方面与第1实施方式不同。此外，在第2实施方式中，反射板44构成本发明的反射部件。

(反射板44)

第2实施方式的反射板44与第1实施方式所示的反射板44同样，形成为长圆的板状。构成为无论从图6(b)所示的俯视(沿着超声波传感器单元保持部中心线CL3从上侧的竖直朝下的视点)和图6(c)所示的沿着测量空间中心线CL2的方向观看的主视图的哪个观看都成为大致长圆。

在此，在第2实施方式的反射板44中，也如图6(b)、图6(c)所示，一对反射板44的反射面的长边方向的长度设定为超声波传播路径22的整个宽度(高度)的长度。另外，与长边方向正交的水平方向的反射板44的长度设定得比超声波传播路径22的整个宽度的长度短。因此，在从测量流路中心线CL1/测量空间中心线CL2的方向观看的情况下，在流路管10的内壁面和反射板44的左右周缘部产生足够的间隙。

并且，反射板44由各自的反射面使从超声波传感器50的下表面中央送出的超声波信号US从沿着超声波传感器单元保持部中心线CL3的方向正确地向沿着测量空间中心线CL2的方向反射。具体地讲，一方反射板44在沿着包含超声波传感器单元保持部中心线CL3及测量空间中心线CL2在内的面遍及测量空间21的竖直方向上端到下端的直径而存在的反射面的整个区域中，使超声波信号US从沿着超声波传感器单元保持部中心线CL3的方向正确地向沿着测量空间中心线CL2的方向反射。同样，另一方反射板44在反射面的整个区域中使超声波信号US从沿着测量空间中心线CL2的方向正确地向沿着超声波传感器单元保持部中心线CL3的方向反射。另一方面，在横截面为圆形的测量空间21中的左右两端部，因为不存在反射板44，所以不反射超声波信号US。

(第2实施方式的作用)

接着，对这样构成的第2实施方式的超声波流量计1的作用进行说明。

如上所述，在专利文献1的超声波流量计101中，成为如反射面108、109遮蔽形成测量流路的缩径管107的配置，因此有流路阻力大、压力损失大的问题。

但是，在第2实施方式的超声波流量计1中，如图10所示，在水平宽度方向上在流路管10的缩径部17的内壁面和反射板44的左右周缘部产生足以使流体通过的间隙。因此，反射板44不以覆盖测量流路15的方式配置，能减小流动方向上的投影面积，因此可抑制流路阻力，从而压力损失减小。

另一方面，虽然图示省略，但第2实施方式的反射板44在竖直方向的直径方向上与第1实施方式同样，将从超声波传感器50送出的超声波信号US全部反射，从而不只是能够测定测量流路15的中央部的流体的流动，而能够测定包含上下周缘部在内的所有部分的流体的流动。

(第2实施方式的效果)

因此，根据第2实施方式的超声波流量计1，除了第1实施方式的超声波流量计1记载的效果之外，特别是还能得到以下效果。

○在第2实施方式中，通过使反射板44的宽度方向比流路管10窄，减小相对于流动的投影面积以减小流路阻力，从而能将流路管10和测量管20设为共通的结构而用1根直管的形状实现管主体2。因此，流体的流动不易变得紊乱。

○在第2实施方式中，通过使反射板44的宽度方向比流路管10窄以减小流路阻力，从而能将流路管10和测量管20设为共用的结构而用1根直管实现管主体2，所以外径变得紧凑。因此，即使是狭窄场所的配管，也能配置超声波流量计1。

○另外，在第1实施方式的基础上，管主体2成为简单的形状，因此加工进一步变得容易。

○因为加工简化，所以加工的工时也能减少。

○而且，加工只是沿着XYZ轴就能进行，因此不需要进行精密的角度的算出等，加工简单，即使是采用相同的机床，也能进行高精度的加工。

○在第2实施方式中，不具备如第1实施方式的反射板保持部43，反射板44直接保持于超声波传感器单元40的反射部件保持部42，因此能减少部件个数。

○另外，使流路管10中的反射部件的投影面积更小，从而能更加减小流路阻力。

(第3实施方式)

接着，按照图11(a)～图11(c)说明将本发明具体化的超声波流量计1的第3实施方式。此外，第3实施方式仅对第2实施方式的反射板44的配置方向进行了变更，因此其他的部分基本上是共通的结构，因此对同样的部分省略其详细的说明。

图11(a)示出第3实施方式的超声波流量计的反射部件的立体图，图11(b)示出第3实施方式的超声波流量计的反射部件的侧视图，图11(c)示出俯视图。

(反射板44)

第3实施方式的反射板44与第2实施方式所示的反射板44同样，形成为长圆的板状。构成为即使从图11(c)所示的俯视(沿着超声波传感器单元保持部中心线CL3从上侧的竖直朝下的视点)观看也成为大致长圆。

但是，第2实施方式的反射板44的长边方向沿着包含超声波传感器单元保持部中心线CL3和测量空间中心线CL2在内的平面配置，但是在第3实施方式中，在与该平面正交的方向配置。如图11(b)所示，反射板44的反射面与第2实施方式同样，以将在沿着超声波传感器单元保持部中心线CL3的方向送出的超声波信号US向沿着测量空间中心线CL2的方向反射的方式相对于水平面倾斜45度地配置。因此，在从测量流路中心线CL1/测量空间中心线CL2的方向观看的情况下，在流路管10的内壁面和反射板44的上下周缘部产生足够的间隙，但是反射板44构成为：在遍及流路管10的左右方向的直径而存在的反射面的整个区域中，不只是在流路管10的中央部使超声波信号US反射，而是在包含周缘部在内的整个宽度上使超声波信号US反射，从而能测定流体的流动。

(第3实施方式的效果)

因此，根据第3实施方式的超声波流量计，能得到与第2实施方式记载的超声波流量计的效果同等的效果。

(基于反射板的形状的功能)

在此，参照图12说明由于反射板44的形状差异引起的功能差别。图12(a)示出图13所示的比较例的反射板302、303。在该形状中，反射板302、303在俯视时为圆形，是与从超声波传感器送出的截面形状为圆形的超声波信号US的超声波传播路径同样的形状，因为利用从超声波传感器送出的截面形状为圆形的全部超声波信号US，所以超声波信号的衰减也减少，能不浪费地有效利用超声波传感器的输出。但是，与第1实施方式不同的是突出到测量流路304，在这方面不优选。

图12(b)示出第1及第2实施方式的长圆的反射板44，图12(c)示出第3实施方式的长圆的反射板44，沿纵向或者横向配置，关于一个方向的直径方向(反射板44的长边方向)，使超声波信号US在超声波传播路径22的不只是中央部而是到周缘部为止的全部部分传播，从而能测定流体的流动。其另一方面，通过在与反射板44的长边方向正交的方向的周缘部设置间隙来确保流体的流路，从而将相对于流动的投影面积减小，由此能抑制流路阻力。

在该情况下，实际的流体的中央部及周缘部的流速和流量的关系并不简单，当流量变化时，中央部和周缘部的速度差不恒定。但是，在基于超声波传感器50、50的测定结果和流量中有相关关系，例如能通过基于实验或者模拟的流体解析并参照查找表等使流量相对于基于超声波传感器50、50的测定结果的关系对应、或者用近似式计算该关系。

此外，其结果是，如图12(d)所示，对中央部和周缘部的面积的平衡进行变更而设为椭圆形的形状，从而也能将基于中央部的流量的、对测定结果的贡献率增大。另外，根据实验或者模拟的结果，如图12(e)所示，减少中央部的面积并增大周缘部的面积，从而也能将周缘部的贡献率增大。

这样，反射板的形状不必限定，总之，为了测定从超声波传感器送出的、在与送出方向正交的截面形状为圆形的超声波传播路径上传播的超声波信号US中的一部分而利用，且一部分是为了流体的流路而开放的。

(变形例)

此外，上述各实施方式也可以按如下变更。

·在上述实施方式中，例示了供给热量用的温水，但是流体F不限于温水，也可以是其他的液体，而且也能应用于气体的流量测定。

·管主体2是使流体通过的筒状，但是所谓筒状不限定于圆筒形，只要使流体流动，也可以是各种截面形状的筒状、形成有多个流路的筒状。

·关于管主体2，例示了不锈钢，但是也可以由青铜铸件、铸铁管、黄铜管、或者树脂、陶瓷构成。另外，也不妨碍根据需要实施诸如在内部提高超声波信号的反射或者抑制漫反射的涂层、或者酌情研磨。另外，也可以配设内管。

·关于超声波传感器，在此可代表性地举出能进行发送接收的陶瓷压电元件，但是其原材料不受限定。另外，也可以分别使用发送用和接收用的超声波传感器，只要能发送且接收超声波信号，则不问其结构。

·所谓“超声波”是指频率超出可听声音的波，能根据材质等适当地选择频率，另外，也不妨碍将多个频率组合。

·超声波传感器、管彼此的连接没有作详细说明，能用公知的适当方法固定并用弹性体、填充剂密封。或者，也不妨碍使用适当盖部件、垫圈。另外，也包括进行如下加工：该加工包括形成有凸缘的接合、采用螺钉的螺合。

·对管主体2的超声波传感器单元保持部30的加工不限定于钻孔器、磨石，且不限定于刚钻、刃具、研磨、激光加工、放电加工等方法。

·作为工件的管主体2能利用机床的结构以设为水平方向等、在机床中容易提高精度的姿势进行加工，而不限于将超声波传感器单元保持部30在竖直上方开口的姿势。另外，期望能对作为工件的管主体2的一对超声波传感器单元保持部30在保持固定的状态下进行加工。

·反射部件不限于将如图5(a)、图6(b)、6(c)、图11等所示的反射板44通过嵌件成型而与树脂制的反射板保持部43一体化，也可以将反射板44通过热铆接而与树脂制的反射板保持部43一体化。另外，反射部件也可以不是由反射板44和反射板保持部43构成，而仅由反射板44构成。另外，反射板44也可以仅仅由薄膜形成。

·另外，不妨碍附加温度计、电流计等适当的其他测量器。

·显示部5能采用各种结构，也可以仅仅取出来自超声波传感器50的信号并用远程进行处理，反之，也可以在超声波传感器50内进行信号处理等控制。

此外，各实施方式是例示，本发明只要不脱离权利要求书请求保护的范围，能由本领域技术人员适当变更、追加、删除并实施。

附图标记说明

CL1：测量流路中心线(中心轴)；CL2：测量空间中心线(中心轴)；CL3：超声波传感器单元保持部中心线(中心轴)；θ：交叉角；F：流体；US：超声波信号；t(t_d、t_u)：传播时间；Δt：到达时间差；c：音速；v_f：流速；L：分隔距离；W1：(比较例的测量流路的)宽度；W2：(实施方式的测量流路的)宽度；W3：(比较例的超声波传播路径的)宽度；W4：(实施方式的超声波传播路径的)宽度；1：超声波流量计；2：管主体；5：显示部；6：供给流路；6a：上游侧；6b：下游侧；10：流路管；11：流入口；13：流出口；15：测量流路；16：锥形部；17：缩径部；18：锥形部；20：测量管；21：测量空间；22：超声波传播路径；23：凹部；30：超声波传感器单元保持部；31：筒部；32：底面；33：台阶部；34：上部内壁面；35：下部内壁面；36：底部位置限制部；37：上部位置限制部；40：超声波传感器单元；41：嵌合环；41a：侧面；41b：下表面；42：反射部件保持部；43：反射板保持部(反射部件)；44：反射板(反射部件)；45：上部位置被限制部；46：底部位置被限制部；50：超声波传感器；101：超声波流量计(现有技术1)；201：超声波流量计(现有技术2)；301：超声波流量计(比较例)。

Claims

1.一种超声波流量计，其具备筒状的管主体和一对超声波传感器，该管主体具备使作为测定对象的流体通过的测量流路，该一对超声波传感器分别配置于流体流动的所述管主体的上游位置和下游位置并相互使超声波信号传播，所述超声波流量计基于从一方超声波传感器到另一方超声波传感器的超声波信号的传播时间和从另一方超声波传感器到一方超声波传感器的超声波信号的传播时间的到达时间差测定作为测定对象的流体的流量，所述超声波流量计的特征在于，

所述超声波流量计具备一对反射部件，该一对反射部件将从所述一对超声波传感器的一方送出的超声波信号朝向所述管主体的超声波传播路径反射，并将在该管主体的超声波传播路径上传播的超声波信号朝向另一方超声波传感器反射，

该一对反射部件各自的反射面的一个方向的长度设定为从所述超声波传感器送出的超声波传播路径的整个宽度的长度，且与所述一个方向的长度正交的其他方向的长度设定得比该超声波传播路径的整个宽度的长度短。

2.根据权利要求1所述的超声波流量计，其特征在于，所述一对超声波传感器的超声波信号的送出方向是与包含所述管主体的测量流路的中心轴在内的面正交的方向，且为同一方向。

3.根据权利要求2所述的超声波流量计，其特征在于，所述超声波传播路径的中心轴和所述管主体的测量流路的中心轴一致。

4.根据权利要求2所述的超声波流量计，其特征在于，所述超声波传播路径的中心轴和所述管主体的测量流路的中心轴倾斜地交叉。

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的超声波流量计，其特征在于，所述反射部件的反射面的长边方向沿着包含所述超声波传感器的超声波信号的送出方向和所述超声波传播路径的中心轴在内的面形成。

6.根据权利要求4所述的超声波流量计，其特征在于，所述超声波流量计进一步具备与所述管主体连通的测量管，该测量管规定具有与所述管主体的测量流路的中心轴倾斜地交叉的中心轴的所述超声波传播路径，并形成测量空间，该测量空间使从所述一对超声波传感器分别送出并被对应的所述反射部件反射的所述超声波信号通过所述超声波传播路径进行传播。

7.根据权利要求3所述的超声波流量计，其特征在于，所述反射部件的反射面的长边方向沿着与包含所述超声波传感器的超声波信号的送出方向和所述超声波传播路径的中心轴在内的面正交的方向形成。

8.根据权利要求1～7中的任一项所述的超声波流量计，其特征在于，所述反射部件的反射面形成为长圆。

9.根据权利要求1～7中的任一项所述的超声波流量计，其特征在于，所述反射部件的反射面形成为椭圆。

10.根据权利要求1～9中的任一项所述的超声波流量计，其特征在于，所述反射部件具备反射板保持部和保持于该反射板保持部的反射板，所述反射板通过热铆接而与所述反射板保持部一体化。