JP2001215139A - 超音波式渦流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、超音波センサのシール性を確保す
ると共に、振動特性の変動を防止することを課題とす
る。 【解決手段】 超音波式渦流量計１０は、被測流体が流
れる流路１２を有する流量計本体１４と、流量計本体１
４の流路１２内に設けられた渦発生体１６とを有する。
渦発生体１６の上端及び下端には、送信用超音波センサ
３０，３２及び受信用超音波センサ３４，３６を保持す
る保持部材３８，４０が設けられている。各超音波セン
サ３０，３２，３４，３６は、保持部材３８，４０に設
けられた取付孔３８ａ，３８ｂ，４０ａ，４０ｂに挿入
され、さらに環状に形成されたゴムパッキン４２と、ゴ
ムパッキン４２を押圧する押圧部材４４とにより保持さ
れる。そのため、ゴムパッキン４２によりシールされる
と共に、保持部材３８及び渦発生体１６に振動が伝搬す
ることがなく、受信用超音波センサ３４，３６で受信信
号のＳ／Ｎ比を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は超音波式渦流量計に
係り、特に超音波センサを用いて被測流体としてのガス
の流量を測定する超音波式渦流量計に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、従来の超音波式渦流量計では、
被測流体が流れる流路内に流れ方向と直交する方向に延
在形成された渦発生体を設け、渦発生体の下流には１組
または２組の超音波センサを設けて渦発生体の下流に発
生するカルマン渦を検出するように構成されている。１
組の超音波センサは、互いに対向するように流路内に設
けられており、一方が超音波を送信する送信側であり、
他方が被測流体中を伝播した超音波を受信する受信側と
なる。

【０００３】この種の超音波式渦流量計では、被測流体
の温度変化による音速変化の影響を回路的に補正した
り、２組の超音波センサを用いて夫々の音波を比較する
ことにより音速変化をキャンセルしていた。

【０００４】しかし、実際には、液体など超音波の伝播
特性が良い被測流体を計測するときには、超音波センサ
の受信信号のＳ／Ｎ比（被測流体中を伝播した信号と流
量計本体中を伝播した音）が良いため、２組の超音波セ
ンサの受信信号同士を比較する上で上述したような回路
構成の工夫によって十分に被測流体の温度や圧力の変化
による影響度をキャンセルすることができた。

【０００５】そのため、超音波センサを流量計本体に固
定する方法としては、シール性の高いＯリングを用いて
気密性を確保していた。

【０００６】図８は従来の超音波式渦流量計に適用され
た超音波センサの取り付け構造を示す縦断面図である。

【０００７】図８に示されるように、従来の超音波式渦
流量計に用いられる超音波センサは、圧電素子１をホル
ダ２内に収容してなり、ホルダ２の底部に形成された振
動板８を振動させることにより被測流体中に超音波を伝
搬させるように構成されている。また、従来の超音波式
渦流量計においては、超音波センサのホルダ２を流量計
本体（図示せず）に固定される保持部材３の取付孔４内
に挿入しており、ホルダ２の外周２ａに形成された溝２
ｂには取付孔４内との間をシールするＯリング５が装着
され、ホルダ２の鍔部２ｃが当接する保持部材３の外壁
３ａの溝３ｂには鍔部２ｃとの間をシールするＯリング
６が装着されている。

【０００８】そして、ホルダ２の鍔部２ｃは、ボルト７
の締め付けにより保持部材３の外壁３ａに固定される。
その際、外壁３ａの溝３ｂに装着されたＯリング６は、
鍔部２ｃに押圧されて圧縮されることにより鍔部２ｃと
外壁３ａとの間をシールする。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように構成された従来の超音波センサの取り付け構造で
は、ホルダ２と保持部材３との間をＯリング５，６でシ
ールする構成であるので、Ｏリング５，６による気密性
を確保するために、溝２ｂ，３ｂの寸法を精密に管理す
る必要があり、且つホルダ２と保持部材３との間の隙間
が小さ<、ホルダ２の外周２ａ及び鍔部２ｃが保持部材
３に金属同士で直接的に接触することになる。

【００１０】そのため、超音波は金属に伝搬しやすいこ
とから、上記のような従来の超音波式渦流量計では、圧
電素子１がホルダ２の底部に形成された振動板８を振動
させて超音波を発する際、振動板８の振動が被測流体だ
けでなくホルダ２の外周２ａ及び鍔部２ｃから保持部材
３にも伝搬してしまうといった問題が生じる。

【００１１】特に被測流体が気体の場合には、被測流体
中の超音波の伝搬特性が保持部材３を構成する金属に比
べて非常に悪いために、ホルダ２と保持部材３が金属同
士で接触している部分が多い場合、被測流体中を伝搬し
た超音波を受信する受信側の超音波センサ（送信側と同
じ構成）では、保持部材３を介して流量計本体に伝搬し
た振動による信号をも検出してしまい、受信される超音
波信号のＳ／Ｎ比（信号対雑音比）が悪化して、流量計
測に必要な流体の情報を十分に得ることができなくなる
おそれがある。

【００１２】また、２組の超音波センサを用いてそれぞ
れの受信信号を比較することで被測流体中の音速変化の
影響をキャンセルする構成とされた超音波式渦流量計に
おいては、２組の超音波センサ組のＳ／Ｎ比が著しく違
う場合には、当然音速変化から受ける影響度合いがそれ
ぞれ違うために受信信号同士を比較しても音速変化の影
響はキャンセルする事ができないおそれがあった。

【００１３】さらに、ホルダ２と保持部材３との間をＯ
リング５，６でシールする場合には、Ｏリング固定用の
溝２ｂ，３ｂを形成するために超音波センサの特性(共
振周波数)を決めるホルダ２の構造が複雑になり特性が
安定しないなどの問題も発生するおそれがあった。

【００１４】そこで、本発明は、上記課題を解決した超
音波式渦流量計を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は以下のような特徴を有する。

【００１６】上記請求項１記載の発明は、被測流体とし
てのガスが流れるガス流路が形成された流量計本体と、
該ガス流路内に流れ方向と直交するように設けられた渦
発生体と、前記渦発生体の下流に発生するカルマン渦を
検出する超音波センサと、前記流量計本体または前記渦
発生体に固定され前記超音波センサが挿入保持される取
付孔を有する保持部材と、を備えてなる超音波式渦流量
計において、前記取付孔へ気密に挿入される環状の弾性
部材と、前記弾性部材の内周が前記超音波センサの外周
に密着すると共に、前記弾性部材を介在させて前記超音
波センサの外周を保持するように前記弾性部材を挿入方
向に圧縮する押圧部材と、を備えてなることを特徴とす
るものである。

【００１７】従って、請求項１記載の発明によれば、押
圧部材により弾性部材を挿入方向に圧縮して弾性部材の
内周を超音波センサの外周に密着させて超音波センサと
流量計本体とのシールを確保すると共に、弾性部材を介
在させて超音波センサの外周を保持するため、超音波セ
ンサの振動が流量計本体や渦発生体に直接伝搬すること
を防止でき、受信側の超音波センサで受信される信号の
Ｓ／Ｎ比（信号対雑音比）を向上させることが、音速変
化の影響を十分キャンセルさせることができる。 ま
た、超音波センサのホルダにＯリングを装着するための
溝を設けるための加工が不要になる。

【００１８】また、請求項２記載の発明は、前記複数の
弾性部材間に環状の剛性部材を挿入し、前記剛性部材を
介して前記複数の弾性部材を圧縮することを特徴とする
ものである。

【００１９】従って、請求項２記載の発明によれば、複
数の弾性部材間に環状の剛性部材を挿入し、剛性部材を
介して複数の弾性部材を圧縮するため、弾性部材を全周
に亘り均一に圧縮することが可能になり、弾性部材の内
周が全周で超音波センサの外周に密着して超音波センサ
の外周を保持することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を詳細に説明する。

【００２１】図１は本発明になる超音波式渦流量計の一
実施例の横断面図である。また、図２は本発明になる超
音波式渦流量計の一実施例の縦断面図である。

【００２２】図１及び図２に示されるように、超音波式
渦流量計１０は、被測流体としての都市ガスが流れる流
路１２を有する流量計本体１４と、流量計本体１４の流
路１２内で被測流体の流れ方向（図１中矢印で示す）と
直交する垂直方向に延在する渦発生体１６とを有する。
この渦発生体１６は、上方からみると水平方向の断面が
概略三角形になっている。

【００２３】そして、上流側に対向する渦発生体１６の
正面１６ａに被測流体が衝突しながら下流側へ流れる過
程において、カルマン渦が渦発生体１６の下流側左右で
交互に発生する。このカルマン渦が発生する周期が被測
流体の流速に比例しているため、被測流体中に発生する
カルマン渦を検出することにより被測流体の流量を求め
ることができる。

【００２４】渦発生体１６は、長手方向に延在する一対
の通路１８，２０が貫通している。この通路１８，２０
は、夫々渦発生体１６の下流側に形成された斜辺１６
ｂ，１６ｃに開口する第１乃至第４の圧力導入路２２，
２４，２６，２８と連通されている。尚、各圧力導入路
２２，２４，２６，２８は、夫々渦発生体１６の長手方
向（高さ方向）にずらしてあり、夫々が互いに交差しな
いように設けられている。第１の圧力導入路２２は、一
端が斜辺１６ｂに開口し、他端が通路１８に連通されて
いる。また、第２の圧力導入路２４は、一端が斜辺１６
ｃに開口し、他端が通路２０に連通されている。また、
第３の圧力導入路２６は、一端が斜辺１６ｂに開口し、
他端が通路２０に連通されている。また、第４の圧力導
入路２８は、一端が斜辺１６ｃに開口し、他端が通路１
８に連通されている。

【００２５】従って、渦発生体１６の下流を流れる被測
流体中にカルマン渦が発生したとき、カルマン渦の発生
に伴う圧力変化により渦発生体１６の左右両側で圧力差
が生じ、この圧力差によって通路１８，２０内に被測流
体の流れが生じる。すなわち、通路１８，２０内におい
ては、カルマン渦の発生と同じ周期で交互に逆向きの流
れが生じる。

【００２６】そして、渦発生体１６の上端及び下端に
は、送信用超音波センサ３０，３２及び受信用超音波セ
ンサ３４，３６を保持する保持部材３８，４０が設けら
れている。各超音波センサ３０，３２，３４，３６は、
保持部材３８，４０に設けられた取付孔３８ａ，３８
ｂ，４０ａ，４０ｂに挿入され、さらに後述するように
環状に形成されたゴムパッキン（弾性部材）４２と、ゴ
ムパッキン４２を押圧する押圧部材４４とにより保持さ
れる。

【００２７】尚、ゴムパッキン４２は、スポンジ状また
はゴム等の弾性材からなり、押圧部材４４により押圧さ
れて圧縮されると、各超音波センサ３０，３２，３４，
３６の外周に密着して被測流体の漏れを防止するように
シールすると共に、各超音波センサ３０，３２，３４，
３６を取付孔３８ａ，３８ｂ，４０ａ，４０ｂ内に保持
する。また、ゴムパッキン４２の材質としての弾性材に
は、テフロン系のゴムバッキンや、石綿にテフロンを含
有させた樹脂製リングも含まれる。

【００２８】また、本実施例では、送信用超音波センサ
３０，３２及び受信用超音波センサ３４，３６を保持部
材３８，４０に取り付ける構成としたが、保持部材３
８，４０が流量計本体１４及び渦発生体１６と一体的に
固定されるため、保持部材３８，４０に振動が伝搬され
ると、流量計本体１４及び渦発生体１６にも振動が伝搬
されてしまう。

【００２９】各超音波センサ３０，３２，３４，３６が
挿入される取付孔３８ａ，３８ｂ，４０ａ，４０ｂは、
通路１８，２０の上端開口及び下端開口に連通してい
る。送信用超音波センサ３０，３２から送信された超音
波は、通路１８，２０内の流体中を伝搬して受信用超音
波センサ３４，３６で受信される。その際、通路１８，
２０内を伝搬する超音波は、カルマン渦の発生に伴う渦
発生体１６の左右両側の圧力差によって通路１８，２０
内を流れる被測流体の流速により変調される。そのた
め、受信用超音波センサ３４，３６から出力された検出
信号を復調してカルマン渦の発生周波数を検出し、この
周波数に基づいて流路１２内を流れる被測流体の流量を
計測することができる。

【００３０】図３は各超音波センサ３０，３２，３４，
３６に接続された回路構成を示すブロック図である。

【００３１】図３に示されるように、送信用超音波セン
サ３０，３２は、発振回路４６に接続されており、発振
回路４６からの信号により振動して通路１８，２０内の
流体中に超音波を送信する。そして、通路１８，２０内
を伝搬した超音波は、受信用超音波センサ３４，３６に
受信される。また、受信用超音波センサ３４，３６は、
流量を演算する演算部４７に接続されている。

【００３２】演算部４７は、アンプ回路４８，５０、波
形整形回路５２，５４、位相比較回路５６、アンプ回路
５８、フィルタ回路６０、流量演算回路６２、表示回路
６４、出力回路６６を有する。そして、流量演算回路６
２では、後述するように受信用超音波センサ３４，３６
から出力された検出信号の位相差から得られたカルマン
渦の周波数に基づいて流路１２を流れる被測流体の流量
を演算する。

【００３３】ここで、本発明の要部を構成する超音波セ
ンサの取付構造について説明する。尚、上記超音波セン
サ３０，３２，３４，３６は、夫々同一構造であり、取
付構造も同一であるので、以下超音波センサ３０の取付
構造について説明する。

【００３４】図４は超音波センサの取付構造の第１実施
例を示す縦断面図である。

【００３５】図４に示されるように、円筒状に形成され
たホルダ６６は、内部空間６６ａに圧電素子６８が挿入
されており、内部空間６６ａの底面が振動板６６ｂにな
っている。また、ホルダ６６は、底部外周より半径方向
に突出する鍔部６６ｃが設けられている。この鍔部６６
ｃは、ゴムパッキン４２の内径よりも大径であるので、
被測流体の圧力によって抜け出ることを防止する。

【００３６】圧電素子６８は、振動板６６ｂに固着され
た状態で上記発振回路４６から供給される信号により励
振されて振動板６６ｂを振動させる。振動板６６ｂは、
通路１８内に充填された被測流体に接しており、超音波
を被測流体中に伝搬させる。

【００３７】ホルダ６６が挿入される取付孔３８ａに
は、ゴムパッキン４２が当接するシール用段差部７０
と、ホルダ６６の鍔部６６ｃより小径なストッパ用段差
部７２とが形成されている。シール用段差部７０には、
環状に形成された複数のゴムパッキン４２（図４では４
枚）が積重されており、ゴムパッキン４２間には、金属
製の剛体リング（剛性部材）７４が介在されている。

【００３８】シール用段差部７０に載置された複数のゴ
ムパッキン４２は、押圧部材４４により押圧される。こ
の押圧部材４４は、取付孔３８ａに挿入される筒状部４
４ａと、筒状部４４ａの上部外周より半径方向に突出す
る鍔部４４ｂとを有する。尚、筒状部４４ａの内周に
は、ホルダ６６を挿入するための中空部４４ｃが形成さ
れており、鍔部４４ｂには、保持部材３８の壁面３８ｃ
に固定するためのボルト７６が挿通される挿通孔４４ｄ
が設けられている。

【００３９】押圧部材４４は、ボルト７６の締め付けに
より鍔部４４ｂが保持部材３８の壁面３８ｃに対して固
定されると共に、筒状部４４ａがシール用段差部７０に
載置された複数のゴムパッキン４２を押圧する。その
際、押圧部材４４の鍔部４４ｂは、望ましくは保持部材
３８の壁面３８ｃに対し微小なクリアランスで離間して
おり、メンテナンス時にボルト７６を増し締めできるよ
う取り付けられている。

【００４０】複数のゴムパッキン４２は、押圧部材４４
の筒状部４４ａにより軸方向に押圧されると、シール用
段差部７０との間で圧縮されるため、外周側が取付孔３
８ａの内壁に密着すると共に、内周側がホルダ６６の外
周６６ｄに密着する。また、複数のゴムパッキン４２間
に剛体リング７４が介在しているため、複数のゴムパッ
キン４２を全周に亘り均一に圧縮することができ、ホル
ダ６６と取付孔３８ａとの間のシール性を向上させるこ
とができる。

【００４１】上記のように、ホルダ６６は、押圧部材４
４が環状に形成された複数のゴムパッキン４２を圧縮す
ることにより、外周６６ｄが気密にシールされると共
に、保持されるため、保持部材３８と非接触状態に固定
される。そのため、圧電素子６８が振動しても従来のよ
うに保持部材３８及び流量計本体１４及び渦発生体１６
に振動が伝搬することがなく、受信用超音波センサ３
４，３６で受信される信号のＳ／Ｎ比（信号対雑音比）
を向上させることができ、音速変化の影響を十分キャン
セルさせることができる。また、従来（図８参照）のよ
うに、ホルダ６６にＯリングを装着するための溝を設け
るための加工が不要になり、溝加工に要するコストを削
減することができる。

【００４２】さらに、ストッパ用段差部７２には、ホル
ダ６６の鍔部６６ｃが当接した場合の衝撃を緩和するた
めのゴムリング７８が固着されている。尚、ホルダ６６
の鍔部６６ｃは、通常、通路１８内の圧力によりゴムリ
ング７８から離間しており、振動板６６ｂの振動が流量
計本体１４に伝搬しないようになっている。また、ホル
ダ６６を保持部材３８，４０に組み付ける際、ホルダ６
６の位置調整を行なっているときに鍔部６６ｃがゴムリ
ング７８に当接した場合でも、ゴムリング７８が緩衝材
になって振動板６６ｂの振動が流量計本体１４に伝搬し
ないようになっている。

【００４３】次に、上記のように構成された超音波式渦
流量計１０の計測動作を説明する。流量計本体1４の流
路１２内に被測流体が流れると、渦発生体１６の下流に
は被測流体の流速に比例した規則的に交番的なカルマン
渦が発生する。

【００４４】このように被測流体中にカルマン渦が発生
すると、渦発生体１６の下流側の斜辺１６ｂ，１６ｃに
は、カルマン渦に同期した圧力変化が発生する。そし
て、渦発生体１６の左右流側の圧力差に応じて通路１
８，２０には、渦発生体１６の長手方向にカルマン渦に
同期した交番的な流れが発生する。

【００４５】ここで、発振回路４６で生成された超音波
信号は、送信側超音波センサ３０，３２に伝達され、圧
電素子６８を励振させる。その振動は、ホルダ６６の振
動板６６ｃを介して通路１８内の被測流体中に超音波と
して伝搬される。被測流体中を伝搬した超音波は、カル
マン渦に同期した通路１８内の流れの情報（伝搬速度が
加速または減速）を持って受信側超音波センサ３４，３
６で受信され超音波信号としてアンプ回路４８，５０で
増幅された後に波形整形回路５２，５４で矩形波に変換
された後、位相比較回路５６でそれぞれを位相比較す
る。位相比較回路５６に入力されるそれぞれの信号は、
互いに反対方向の位相変調を受けた信号同士であり、カ
ルマン渦により発生した空間内の流れに同期して位相差
が発生する。位相差信号は、アンプ回路５８で増幅さ
れ、フィルタ回路６０でノイズを除去した後に流量演算
回路６２に入力される。

【００４６】この位相差信号は、カルマン渦に同期して
いるので、流量演算回路６２ではカルマン渦の周波数か
ら流速を演算し、体積流量を算出して表示回路６４で表
示したり、流量信号を出力回路６６に出力する。

【００４７】ここで、被測流体の温度変化や圧力変化に
より流体の音速が変化したとすると、通路１８，２０を
伝搬した超音波は、同じ環境を伝搬することから位相差
としては検出されない。そのため、被測流体の温度や圧
力の変化による影響を受けずにカルマン渦により発生し
た通路１８，２０内の流れの変化のみを安定して検出で
きる構造になっている。

【００４８】しかし、従来の構造（図８参照）のよう
に、Ｏリング５，６のみで気密を確保する構造では、ホ
ルダ２と保持部材３とが金属同士で接触しやすく、ホル
ダ２の振動板８から被測流体中に放出される超音波以外
にホルダ２から保持部材３を介して流量計本体または渦
発生体（共に図示せず）に直接超音波が伝搬し、受信側
超音波センサでは、被測流体中を伝搬して流れの情報を
含んだ超音波と流量計本体２中を伝搬してきた超音波が
合成して検出される。その場合、音速変化が発生すると
受信される2つの超音波信号が受ける音速変化の影響が
違うために、それぞれを位相比較しても被測流体の温度
や圧力の変化による音速変化の影響を完全にキャンセル
することができない。

【００４９】本発明においては、超音波を発生する超音
波センサ３０，３２，３４，３６のホルダ６６は、ゴム
パッキン４２およびゴムリング７８にのみ接触してお
り、流量計本体１４及び渦発生体１６と非接触である。
そのため、ホルダ６６から振動が伝搬されるゴムパッキ
ン４２およびゴムリング７８は、音波減衰が大きいため
にホルダ６６から渦発生体１６や流量計本体１４に伝達
される超音波を非常に小さくすることが出来る。

【００５０】そのため、受信側超音波センサ３４，３６
で受信される超音波は、通路１８，２０内の被測流体中
を伝搬した超音波がほとんどである。従って、通路１
８，２０内を伝搬する２つの信号は、同じ音速変化の影
響を受けた信号であることから、お互いを位相比較すれ
ば被測流体中の音速変化の影響をキャンセルすることが
出来る。

【００５１】また、従来のように、Ｏリング装着用の溝
加工をホルダ６６に施す必要がなくなり、ホルダ６６の
加工が容易となり、加工コストを安価に抑えることがで
きる。また、ホルダ６６の形状が簡単化されることによ
り、共振付近のスプリアスを減らすことが出来るために
超音波センサ３０，３２，３４，３６の送受信特性を安
定させることができる。

【００５２】尚、上記実施例では、超音波センサ３０，
３２，３４，３６を渦発生体１６の端面に設置した構成
を一例として挙げたが、これに限らず、例えば、渦発生
体１６の内部に形成された通路１８，２０に流れを引き
込まずに、超音波センサ３０，３２，３４，３６を渦発
生体１６の下流で流量計本体１４の円周上に送信された
超音波がカルマン渦を横切るように設置し、渦発生体１
６の下流にできるカルマン渦を直接検出するように構成
された超音波式渦流量計にも適用できるのは勿論であ
る。

【００５３】図５は本発明の第２実施例を示す縦断面図
である。尚、図５において、上記実施例と同一部分に
は、同一符号を付してその説明を省略する。

【００５４】図５に示されるように、超音波センサ３
０，３２，３４，３６のホルダ６６は、外周６６ｄがテ
ーパ状に形成されている。すなわち、ホルダ６６の外周
６６ｄは、上端外径Ｄａが下端外径Ｄｂよりも小径（Ｄ
ａ＜Ｄｂ）となるように形成されている。また、外周６
６ｄの上端外径Ｄａは、上記ゴムパッキン４２の内径と
ほぼ同一寸法である。そのため、複数のゴムパッキン４
２は、押圧部材４４により押圧されて圧縮されると、内
径が縮小されてホルダ６６の外周６６ｄに密着する。

【００５５】これにより、複数のゴムパッキン４２の内
径がホルダ６６の下端外径Ｄｂよりも小径になるため、
通路１８，２０内の圧力が増大してもホルダ６６が上方
に移動せず、抜け防止される。また、通路１８，２０内
の圧力が増大するのに伴ってホルダ６６の外周６６ｄが
ゴムパッキン４２の内周に食い込んで気密性が向上す
る。よって、第２実施例のものは、高圧流体を計測する
のに好適である。

【００５６】図６はホルダ６６の変形例１を示す縦断面
図である。

【００５７】図６に示されるように、ホルダ６６は、外
周６６ｄの上端に外周６６ｄの外側を覆うように延在形
成された筒状カバー８０が一体的に設けられている。こ
の筒状カバー８０は、筒状の溝８２を介して外周６６ｄ
に対向する延在形成された円筒部８０ａと、円筒部８０
ａの下端外周より半径方向に突出する鍔部８０ｂを有す
る。筒状カバー８０は、振動板６６ｂから離間した位置
にあるので、圧電素子６８の励振動作を妨げないように
形成されている。

【００５８】筒状カバー８０の円筒部８０ａの外周は、
押圧部材４４の押圧により複数のゴムパッキン４２の内
周が密着しており、気密にシールされている。すなわ
ち、複数のゴムパッキン４２は、振動板６６ｂから離間
した筒状カバー８０の外周に密着して気密を保持するた
め、振動板６６ｂの振動特性を変化させないようにシー
ル性を確保している。

【００５９】また、筒状カバー８０は、ゴムパッキン４
２に対向する鍔部８０ｂが下端外周に設けられているの
で、通路１８，２０の圧力が増大しても鍔部８０ｂがゴ
ムパッキン４２に当接して抜け防止される。

【００６０】図７はホルダ６６の変形例２を示す縦断面
図である。

【００６１】図７に示されるように、ホルダ６６は、外
周６６ｄの上端におねじ６６ｅが設けられている。そし
て、筒状カバー８４は、ホルダ６６と別体に形成されて
おり、下端外周には抜け防止用の鍔部８４ｂが設けら
れ、円筒部８４ａの上端内周には、めねじ８４ｃが設け
られている。

【００６２】そして、筒状カバー８４は、めねじ８４ｃ
をホルダ６６のおねじ６６ｅに螺合させて結合させた
後、めねじ８４ｃとおねじ６６ｅとの間を溶接８６で固
着する。これで、筒状カバー８４は、ホルダ６６と一体
化される。

【００６３】この変形例２の場合も上記変形例１の場合
と同様に、筒状カバー８４は、筒状の溝８２を介して外
周６６ｄに対向するように設けられており、振動板６６
ｂから離間した位置にあるので、圧電素子６８の励振動
作を妨げないように設けられている。

【００６４】また、筒状カバー８４の外周には、押圧部
材４４の押圧により複数のゴムパッキン４２の内周が密
着しており、気密にシールされている。すなわち、複数
のゴムパッキン４２は、振動板６６ｂから離間した筒状
カバー８４の外周に密着して気密を保持するため、振動
板６６ｂの振動特性を変化させないようにシール性を確
保している。

【００６５】上記実施例並びに変形例においては、ホル
ダ６６の鍔部６６ｃ若しくは筒状カバー８４の鍔部８４
ｂと剛性リング７４とを設けたことにより、流路１２内
の圧力上昇によってホルダ６６若しくは筒状カバー８４
が保持部材３８の外側に移動して鍔部６６ｃ若しくは鍔
部８４ｂが最内部に設けられたゴムパッキン４２に当接
した場合でも、剛性リング７４がゴムパッキン４２の過
大な変形を防ぎ、ホルダ６６若しくは筒状カバー８４の
さらなる移動を阻止することが可能になっている。

【００６６】上記実施例では、超音波センサ３０，３
２，３４，３６を保持部材３８，４０に取り付ける構成
を一例として挙げたが、超音波センサ３０，３２，３
４，３６を流量計本体１４あるいは渦発生体１６に取り
付ける構成のものにも適用できるのは勿論である。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、押圧部材により弾性部材を挿入方向に圧縮
して弾性部材の内周を超音波センサの外周に密着させて
超音波センサと流量計本体とのシールを確保すると共
に、弾性部材を介在させて超音波センサの外周を保持す
るため、超音波センサの振動が流量計本体や渦発生体に
直接伝搬することを防止でき、受信側の超音波センサで
受信される信号のＳ／Ｎ比（信号対雑音比）を向上させ
ることが、音速変化の影響を十分キャンセルさせること
ができる。また、超音波センサのホルダにＯリングを装
着するための溝を設けるための加工を不要にできるの
で、加工コストを安価に抑えることができる。

【００６８】また、請求項２記載の発明によれば、複数
の弾性部材間に環状の剛性部材を挿入し、剛性部材を介
して複数の弾性部材を圧縮するため、弾性部材を全周に
亘り均一に圧縮することが可能になり、弾性部材の内周
が全周で超音波センサの外周に密着して超音波センサの
外周を保持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる超音波式渦流量計の一実施例の横
断面図である。

【図２】本発明になる超音波式渦流量計の一実施例の縦
断面図である。

【図３】各超音波センサ３０，３２，３４，３６に接続
された回路構成を示すブロック図である。

【図４】超音波センサの取付構造の第１実施例を示す縦
断面図である。

【図５】本発明の第２実施例を示す縦断面図である。

【図６】ホルダ６６の変形例１を示す縦断面図である。

【図７】ホルダ６６の変形例２を示す縦断面図である。

【図８】従来の超音波式渦流量計に適用された超音波セ
ンサの取り付け構造を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１０ 超音波式渦流量計 １２ 流路 １４ 流量計本体 １６ 渦発生体 １８，２０ 通路 ２２，２４，２６，２８ 圧力導入路 ３０，３２ 送信用超音波センサ ３４，３６ 受信用超音波センサ ３８，４０ 保持部材 ３８ａ，３８ｂ，４０ａ，４０ｂ 取付孔 ４２ ゴムパッキン ４４ 押圧部材 ４６ 発振回路 ４７ 演算部 ４８，５０ アンプ回路 ５２，５４ 波形整形回路 ５６ 位相比較回路 ６２ 流量演算回路 ６６ ホルダ ６８ 圧電素子 ７０ シール用段差部 ７２ ストッパ用段差部 ７４ 剛体リング ７８ ゴムリング ８０，８４ 筒状カバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大橋 洋史 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 吉倉 博史 神奈川県川崎市川崎区富士見１丁目６番３ 号 トキコ株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測流体としてのガスが流れるガス流路
   が形成された流量計本体と、該ガス流路内に流れ方向と
   直交するように設けられた渦発生体と、前記渦発生体の
   下流に発生するカルマン渦を検出する超音波センサと、
   前記流量計本体または前記渦発生体に固定され前記超音
   波センサが挿入保持される取付孔を有する保持部材と、
   を備えてなる超音波式渦流量計において、 前記取付孔へ気密に挿入される環状の弾性部材と、 前記弾性部材の内周が前記超音波センサの外周に密着す
   ると共に、前記弾性部材を介在させて前記超音波センサ
   の外周を保持するように前記弾性部材を挿入方向に圧縮
   する押圧部材と、を備えてなることを特徴とする超音波
   式渦流量計。
2. 【請求項２】 前記複数の弾性部材間に環状の剛性部材
   を挿入し、前記剛性部材を介して前記複数の弾性部材を
   圧縮することを特徴とする請求項１記載の超音波式渦流
   量計。