JP2012028961A - 超音波送受波器の取り付け方法及びこれを用いた超音波流量計 - Google Patents
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Abstract
【課題】超音波送受波器と筺体とのシール手段として低コストのOリングなどの弾性圧縮体を使用することが可能でコストダウンを図ること。
【解決手段】超音波送受波器6,7が、流路2を有する筐体1に設けられたOリング23を圧縮する方向に取り付けられ、この超音波送受波器6、7に複数箇所当接して付勢する付勢手段24を設け、この付勢手段24を筐体1へ係止するネジ25を設けることにより、Oリング23をシール手段として使用することを可能とし、低コストで、筐体に伝わる超音波送受波器の振動を減少して信号処理を容易にする超音波流量計を実現することができた。
【選択図】図2
【解決手段】超音波送受波器6,7が、流路2を有する筐体1に設けられたOリング23を圧縮する方向に取り付けられ、この超音波送受波器6、7に複数箇所当接して付勢する付勢手段24を設け、この付勢手段24を筐体1へ係止するネジ25を設けることにより、Oリング23をシール手段として使用することを可能とし、低コストで、筐体に伝わる超音波送受波器の振動を減少して信号処理を容易にする超音波流量計を実現することができた。
【選択図】図2
Description
本発明は、筐体に挿着された超音波送受波器と制御部とを電気的に導通し、超音波送受波器により発生した超音波を用いて気体や液体の流量の計測を行う超音波流量計に関するものである。
従来のこの種の超音波送受波器(超音波振動子)は、例えば、図10のようなものがある。図10において、100はケース、101はケース100の天部、102はケース100の側壁部、103はケース100の開口部であり、ケース100は天部101と側壁部102と開口部103を有した有天筒状の形状である。104はケース100の天部101の外壁面に固定された音響整合層、105は天部101の内壁面に固定された圧電体、106は側壁部102の外壁に設けた支持部であり、支持部106はケース100の開口部103側に環状に広がるフランジ107と開口部103を塞ぐ封止体108とを重ねて厚みを増加させて剛性を増大させている。109、110は封止体108に設けられた端子、111は端子109と110を絶縁するための絶縁部、112は圧電体105と端子109を電気的に接続するためのリード線である。
このように超音波振動子113は有天筒状のケース100の内部に圧電体105を設けて封止体108で封止するとともにケース100の外部に音響整合層104と支持部106を備えている。114は側壁部102に当接して側壁部102の振動を低減する制振性に優れた材質で形成した制振体である。115は保持部116に第一の環状突起部117と第二の環状突起部118による気密シール部119を設けた振動伝達抑止体である。第一の環状突起部117は取り付け穴120の平坦面121に密着して振動伝達抑止体115と取り付壁122との間を気密シールし、第二の環状突起部118は超音波振動子113の支持部106を構成するフランジ107に密着して振動伝達抑止体115と超音波振動子113との間を気密シールしている。123は取り付け壁122に設けた取り付穴120に挿入された振動伝達抑止体115が脱落しないように押える固定体であり、取り付け壁122にねじ(図示せず)などで固定されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上記従来の構成は、振動伝達抑制体115の構造が複雑であった。即ち、振動伝達抑制体115には支持部106やフランジ部107が挿着される内溝形状の保持部116があり、その近傍には取り付け穴120の平坦面121に密着して振動伝達抑止体115と取り付け壁122との間を気密シールする第一の環状突起部117および超音波振動子113の支持部106を構成するフランジ107に密着して振動伝達抑止体115と超音波振動子113との間を気密シールする第二の環状突起部118が構成されており複雑なため、製造する際においてはコスト高になるという課題を有していた。
本発明の超音波送受波器の取り付け方法は、前記従来の課題を解決するもので、超音波送受波器が流路を有する筐体に設けられたシール手段を圧縮する方向に取り付けられ、この超音波送受波器に複数箇所当接して付勢する付勢手段を設け、この付勢手段を筐体へ係止する係止手段を設けることにより、シール手段として低コストのOリングなどを使用す
ることが可能で、また筐体に伝わる超音波送受波器の振動を減少して信号処理を容易にする超音波流量計を提供することを目的とする。
ることが可能で、また筐体に伝わる超音波送受波器の振動を減少して信号処理を容易にする超音波流量計を提供することを目的とする。
前記従来の課題を解決するために、本発明の超音波送受波器の取り付け方法は、記筐体に取り付けられる超音波送受波器と、前記筐体に設けられた前記超音波送受波器の取り付け穴と、前記取り付け穴に挿着されたシール手段と、前記超音波送受波器に設けられ前記シール手段に当接するシール面と、前記超音波送受波器に対し複数箇所で当接し、前記シール手段を圧縮する方向に付勢する付勢手段と、前記付勢手段を前記筐体へ係止する係止手段と、から構成したものである。これにより、シール手段として低コストのOリングなどの弾性圧縮体を使用することが可能で、また筐体に伝わる超音波送受波器の振動伝播を減少して高精度な流量計測を可能にする超音波流量計を実現することができる。
本発明の超音波送受波器の取り付け方法およびこれを用いた超音波流量計は、超音波送受波器と筺体とのシール手段として低コストのOリングなどの弾性圧縮体を使用することが可能でコストダウンが図れる。また筐体に伝わる超音波送受波器の筺体伝播を減少して信号処理を行う際のS/Nを大きくすることが可能であり高精度な流量計測を可能にする超音波送受波器および超音波流量計を実現することができる。
第1の発明は、筐体と、前記筐体に取り付けられる超音波送受波器と、前記筐体に設けられた前記超音波送受波器の取り付け穴と、前記取り付け穴に挿着されたシール手段と、前記超音波送受波器に設けられ前記シール手段に当接するシール面と、前記超音波送受波器に対し複数箇所で当接し、前記シール手段を圧縮する方向に付勢する付勢手段と、前記付勢手段を前記筐体へ係止する係止手段と、からなるものである。
その結果、超音波送受波器の振動がシール手段であるOリングなどの弾性体を介して筐体に伝播する構成となり、筐体伝播が小さくなる。またシール手段を圧縮する方向に超音波送受波器に対し複数箇所のみ当接して付勢する構成であり、超音波送受波器を全面で付勢する構成に比べ筐体伝播を低減することが出来る。
従って、筐体に伝わる超音波送受波器の筺体伝播を減少して信号処理を行う際のS/Nを大きくすることが可能であり高精度な流量計測を可能にする超音波送受波器および超音波流量計を実現することができる。
第2の発明は、特に第1の発明において、前記超音波送受波器は、対向する1対の電極面を有する圧電体と、前記圧電体の一方の電極面に電気的に接続されたケースと、前記ケ
ースのフランジ部と電気的に導通された端子板と、前記端子板と絶縁状態で前記端子板に設けられた外部電極と、前記圧電体の他方の電極面と前記外部電極の間に設けられた導電体と、前記圧電体に対向し前記ケースに接着固定された音響整合層と、からなり、前記シール手段は、前記フランジ部と前記筐体に当接して設けられ、前記付勢手段は、前記端子板の3箇所以上で当接して前記シール手段を圧縮する方向に付勢する構成としたものである。
ースのフランジ部と電気的に導通された端子板と、前記端子板と絶縁状態で前記端子板に設けられた外部電極と、前記圧電体の他方の電極面と前記外部電極の間に設けられた導電体と、前記圧電体に対向し前記ケースに接着固定された音響整合層と、からなり、前記シール手段は、前記フランジ部と前記筐体に当接して設けられ、前記付勢手段は、前記端子板の3箇所以上で当接して前記シール手段を圧縮する方向に付勢する構成としたものである。
その結果、ケースに接着された圧電体を振動し、この圧電体に対向してケースに接着固定された音響整合層から超音波を発生したときに、圧電体の振動がケース、シール手段としてのOリングなどの弾性体を介して筐体に伝わるが弾性体の振動吸収効果により筐体伝播が小さくなる。また端子板を少なくとも3箇所以上当接して付勢することにより、超音波送受波器の端子板を全面で付勢する構成に比べ振動が複数の付勢手段を介してのみ筐体に伝播するため筐体伝播を低減することが出来る。
従って、筐体に伝わる超音波送受波器の筺体伝播を減少して信号処理を行う際のS/Nを大きくすることが可能であり高精度な流量計測を可能にする超音波送受波器および超音波流量計を実現することができる。
第3の発明は、特に第2の発明において、前記端子板の外周部は、前記取り付け穴に対して点接触もしくは線接触する当接規制手段を有する構成としたものである。
その結果、端子板の外周部が筐体に対して面で接することがなくなり、超音波送受波器の振動の筐体への伝播を低減することが出来る。従って、高精度な流量計測を可能にする超音波送受波器および超音波流量計を実現することができる。
第4の発明は、特に第3の発明において、前記当接規制手段は、前記端子板の外周部を前記取り付け穴に対して少なくとも3箇所以上で当接する当接部を前記取り付け穴に設ける構成としたものである。
その結果、端子板の外周部と筐体との距離を等距離で固定することができ、超音波送受波器の取り付け穴から均一な分布で超音波が発信される。その結果、安定した信号処理が実現でき高精度な流量計測を可能にする超音波送受波器および超音波流量計を実現することができる。
第5の発明は、特に第2の発明において、前記付勢手段は、前記端子板の3箇所以上で当接して前記シール手段を圧縮する方向に付勢する突起部と、前記端子板の外周部に3箇所以上当接して前記超音波送受波器を前記取り付け穴の中心方向に支持する支持部を有する構成としたものである。
その結果、付勢手段を筐体に固定することにより、超音波受波器の端子板外周は直接筐体に接触することなく、端子板の外周部と筐体との距離を等距離で固定することができ、超音波送受波器の取り付け穴から均一な分布で超音波が発信される。その結果、安定した信号処理が実現でき高精度な流量計測を可能にする超音波送受波器および超音波流量計を実現することができる。
第6の発明は、特に第1〜5のいずれか1つの発明において、前記付勢手段と前記筐体が当接する当接部に3箇所以上の当接する突起部を、前記付勢手段または前記筐体に設ける構成としたものである。
その結果、付勢手段を筐体に固定することにより、付勢手段から筐体へ伝播する筐体伝
播を減少することが出来る。その結果、安定した信号処理が実現でき高精度な流量計測を可能にする超音波送受波器および超音波流量計を実現することができる。
播を減少することが出来る。その結果、安定した信号処理が実現でき高精度な流量計測を可能にする超音波送受波器および超音波流量計を実現することができる。
第7の発明は、特に第1〜6のいずれか1つの発明において、前記係止手段と前記付勢手段の間、及び/又は、前記付勢手段と筐体の間に振動吸収体を有する構成としたものである。
その結果、超音波送受波器から付勢手段を介して筐体に伝播する筐体伝播を減少することが出来る。その結果、安定した信号処理が実現でき高精度な流量計測を可能にする超音波送受波器および超音波流量計を実現することができる。
第8の発明は、前記筐体が、被測定流体の流量を測定する流量測定部を備え、前記流量測定部は、請求項1から7のいずれか1項に記載の超音波送受波器の取り付け方法で取り付けられた一対の超音波送受波器と、この超音波送受波器間の超音波伝搬時間を計測する計測回路と、この計測回路からの信号に基づいて流量を求める演算回路を備えた超音波流量計とすることにより、信頼性の高い計測精度が得られるものである。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
(実施の形態1)
図1は本発明の第1の実施の形態における超音波送受波器の取り付け方法を用いた超音波流量計の構成を示すものである。
図1は本発明の第1の実施の形態における超音波送受波器の取り付け方法を用いた超音波流量計の構成を示すものである。
図1において、筐体1に構成された流路2はLPガスや天然ガスなどの流体が流れる。流量測定部3はこの流路2を流れる流体の流量を測定する領域であり、流量測定部3には流路2の上流側4と下流側5に上流側に配置された超音波送受波器6と下流側に配置された超音波送受波器7が配置されている。超音波送受波器6および超音波送受波器7は、超音波送受波器6および超音波送受波器7間の超音波伝播時間を計測する計測回路8に接続され、更にこの計測回路8からの信号に基づいて流速および/または流量を求める演算回路9が設けられている。尚、超音波送受波器6、7から超音波を発信するための信号は発信回路(図示せず)から超音波送受波器6、7へ出力される。
以上のように構成された流量測定部3での超音波流量計の動作、作用を説明する。超音波送受波器6と超音波送受波器7の中心を結ぶ距離をLとし、この直線と流れの方向である流路2の長手方向となす角度をθとする。また流体の無風状態での音速をC、流路2内での流体の流速をVとする。流量測定部3の上流側4に配置された超音波送受波器6から送信された超音波は流路2を斜めに横断し、下流側5に配置された超音波送受波器7で受信する。このときの伝搬時間t1は、
t1=L/C+Vcosθ・・・・・(式1)
で示される。次に超音波送受波器7から超音波を送信して超音波送受波器6で受信する。このときの伝搬時間t2は、
t2=L/C−Vcosθ・・・・・(式2)
で示される。
t1=L/C+Vcosθ・・・・・(式1)
で示される。次に超音波送受波器7から超音波を送信して超音波送受波器6で受信する。このときの伝搬時間t2は、
t2=L/C−Vcosθ・・・・・(式2)
で示される。
そして、t1とt2の式から流体の音速Cを消去すると、
V=L/2cosθ(1/t1−1/t2)・・・・・(式3)
の式が得られる。
V=L/2cosθ(1/t1−1/t2)・・・・・(式3)
の式が得られる。
Lとθが既知なら、計測回路8にてt1とt2を測定すれば流速Vが求められる。この
流速Vから流量Qは、流路2の断面積をS、補正係数をKとすれば、演算回路9で、Q=KSVを演算して流量を求めることができる。
流速Vから流量Qは、流路2の断面積をS、補正係数をKとすれば、演算回路9で、Q=KSVを演算して流量を求めることができる。
以上のような動作原理で流量計測を行う超音波流量計に用いる超音波送受波器について図1から図9を用いて説明する。図2は本発明の第1の実施の形態における超音波送受波器の取り付け断面図を示すものであり、図3は超音波送受波器の取り付け平面図である。
図2および図3において、上流側および下流側に配置された超音波送受波器6、7は、対向する1対の一方の電極面10および他方の電極面11を有する圧電体12と、圧電体12の一方の電極面10に電気的に接続されたケース13と、ケース13のフランジ部14と電気的に導通された一方の外部電極15を有する端子板16と、端子板16と絶縁状態で端子板16に設けられた他方の外部電極17と、圧電体12の他方の電極面11と他方の外部電極17の間に設けられた導電体18と、圧電体12に対向しケース13に接着固定された音響整合層19とで構成している。
上流側および下流側に配置された超音波送受波器6、7の筐体20への固定は、筐体20に設けられた取り付け穴21の階段部22に挿着されたシール手段であるOリング23をフランジ部14で圧縮するように付勢手段24を係止手段であるネジ25で筐体20に固定している。Oリング23がセットされる筐体20の階段部22は、水平面26と垂直面27でOリング23のシール面を構成している。垂直面27の直径は、端子板16の外周部28の直径に比べ大きく構成している。従ってOリング23が圧縮されても端子板16の外周部28は垂直面27に当接することはない。また付勢手段24には先端形状が球状の突起部29を4ヶ所設けている。
以上のように構成された超音波送受波器の取り付け方法、動作を説明する。
先ずOリング23を筐体20に設けた階段部22に挿着する。次に、超音波送受波器6、7のフランジ部14をOリング23の上に置き、付勢手段24をネジ25で固定する。その結果、超音波送受波器6、7はOリング23を圧縮した状態で固定される。固定状態に於いては端子板16の外周部28と筐体20は非接触の状態にある。この様に固定された超音波送受波器6と超音波送受波器7は相互に超音波が送信され、超音波送受波器6および超音波送受波器7間の超音波伝播時間を計測することで流量を求めることが可能となる。
本実施の形態においては、超音波送受波器の振動がシール手段であるOリングの弾性体を介して筐体に伝播する構成となり、筐体伝播が小さくなる。またシール手段を圧縮する方向に超音波送受波器に対し複数箇所のみ当接して付勢する構成であり、超音波送受波器を全面で付勢する構成に比べ筐体伝播を低減することが出来る。
従って、筐体に伝わる超音波送受波器の筺体伝播を減少して信号処理を行う際のS/Nを大きくすることが可能であり高精度な流量計測を可能にする超音波送受波器および超音波流量計を実現することができる。尚突起部25は4ヶ所である必要はなく、3ヶ所であれば端子板16を均一に押すことが可能であり機能的に何ら問題はない。
(実施の形態2)
図4、図5は本発明の第2の実施の形態を示したものであり、図4は超音波送受波器の取り付け断面図を示すものであり、図5は超音波送受波器の取り付け平面図である。図4において筐体30の階段部31の上部には当接規制手段の突起32が4ヶ所設けられており、超音波送受波器6,7を取り付け穴33のOリング34の上に挿着したとき端子板35の外周部36が筐体30の側壁部30aに当接することを防止している。尚突起32は
端子板35の外周部36に対しては縦方向で線状に接する形状である。その他の構成および組立方法は図2と同様であり説明は省略する。
図4、図5は本発明の第2の実施の形態を示したものであり、図4は超音波送受波器の取り付け断面図を示すものであり、図5は超音波送受波器の取り付け平面図である。図4において筐体30の階段部31の上部には当接規制手段の突起32が4ヶ所設けられており、超音波送受波器6,7を取り付け穴33のOリング34の上に挿着したとき端子板35の外周部36が筐体30の側壁部30aに当接することを防止している。尚突起32は
端子板35の外周部36に対しては縦方向で線状に接する形状である。その他の構成および組立方法は図2と同様であり説明は省略する。
本実施の形態においては、超音波送受波器6、7を付勢手段24の突起部29で付勢したとき超音波送受波器6、7が横方向に移動しても端子板35の外周部36が突起32に線状に当接するため、超音波送受波器6、7が筐体30に直接接触することがなく、超音波送受波器6,7の振動の筐体30への筐体伝播が小さくなる。
従って、筐体に伝わる超音波送受波器の筺体伝播を減少して信号処理を行う際のS/Nを大きくすることが可能であり高精度な流量計測を可能にする超音波送受波器および超音波流量計を実現することができる。尚突起32の形状は、縦方向に線状に接する形状に限定されるものではなく、端子板35の外周部36を点接触する構成も性能が確保され効果が大きい。
また、突起32は4ヶ所である必要はなく、3ヶ所であれば超音波送受波器6、7が取り付け穴33から横方向に移動しても、端子板35の外周部36が側壁部30aに接触するのを防止することができ機能的に何ら問題はない。
(実施の形態3)
図6は本発明の第3の実施の形態を示したものであり、図6は超音波送受波器の取り付け断面図である。図6において付勢手段37には、超音波送受波器6、7の端子板38の少なくとも3ヶ所以上接して付勢する突起部39と、端子板38の外周部38aに少なくとも3箇所以上当接して超音波送受波器6、7を取り付け穴40の中心方向に支持する支持部41が構成されている。その他の部品であるOリング42、筐体43、係止手段であるネジ44等の構成および組立方法は図2と同様であり説明は省略する。
図6は本発明の第3の実施の形態を示したものであり、図6は超音波送受波器の取り付け断面図である。図6において付勢手段37には、超音波送受波器6、7の端子板38の少なくとも3ヶ所以上接して付勢する突起部39と、端子板38の外周部38aに少なくとも3箇所以上当接して超音波送受波器6、7を取り付け穴40の中心方向に支持する支持部41が構成されている。その他の部品であるOリング42、筐体43、係止手段であるネジ44等の構成および組立方法は図2と同様であり説明は省略する。
本実施の形態においては、超音波送受波器6、7を付勢手段37の突起部39で付勢したとき端子板38の外周部39が支持部41に当接し、超音波送受波器6、7が横方向に移動しないよう構成されている。従って超音波送受波器6,7の振動は筐体30へ直接筐体伝播することはなく、付勢手段37のみを介して筐体に伝わるのみとなる。
その結果、超音波送受波器の筺体伝播を減少して信号処理を行う際のS/Nを大きくすることが可能であり高精度な流量計測を可能にする超音波送受波器および超音波流量計を実現することができる。
(実施の形態4)
図7は本発明の第4の実施の形態を示したものであり、図7は超音波送受波器の取り付け断面図である。図7において付勢手段45には、突起部46が設けられており付勢手段45を係止手段のネジ47で筐体48に固定したとき、突起46が筐体48に当接する。この突起46は筐体48に少なくとも3箇所以上当接する構成が好ましい。付勢手段45には端子板49を付勢する突起部50、端子板49を支持する支持部51が構成されている。その他の構成および組立方法は図6と同様であり説明は省略する。
図7は本発明の第4の実施の形態を示したものであり、図7は超音波送受波器の取り付け断面図である。図7において付勢手段45には、突起部46が設けられており付勢手段45を係止手段のネジ47で筐体48に固定したとき、突起46が筐体48に当接する。この突起46は筐体48に少なくとも3箇所以上当接する構成が好ましい。付勢手段45には端子板49を付勢する突起部50、端子板49を支持する支持部51が構成されている。その他の構成および組立方法は図6と同様であり説明は省略する。
本実施の形態においては、超音波送受波器6、7を固定するときに付勢手段45をネジ47で筐体48に固定する。突起部50は端子板49を付勢する。このとき付勢手段45の突起部46は筐体48に点接触状態で当接している。従って超音波送受波器6,7の振動は筐体30へ直接筐体伝播することはなく、付勢手段37の突起部46を介して筐体に伝わるのみとなる。
その結果、超音波送受波器の筺体伝播を減少して信号処理を行う際のS/Nを大きくす
ることが可能であり高精度な流量計測を可能にする超音波送受波器および超音波流量計を実現することができる。尚突起部46は付勢手段45に設ける構成に限定されるものではなく、筐体48側に設けても同様の効果を得ることができる。
ることが可能であり高精度な流量計測を可能にする超音波送受波器および超音波流量計を実現することができる。尚突起部46は付勢手段45に設ける構成に限定されるものではなく、筐体48側に設けても同様の効果を得ることができる。
(実施の形態5)
図8は本発明の第5の実施の形態を示したものであり、図8は超音波送受波器の取り付け断面図である。図8において付勢手段52には、上突起部53と下突起部54が設けられている。またネジ55と上突起部53の間には振動吸収体であるゴム板57挟持されている。付勢手段52を係止手段のネジ55で筐体56に固定したとき、下突起部54は筐体56に点で当接する。この下突起46は筐体56に少なくとも3箇所以上当接する構成が好ましい。一方、上突起部53はゴム板57に当接する。付勢手段52には端子板58を付勢する突起部59、端子板58を支持する支持部60が構成されている。その他の構成および組立方法は図6と同様であり説明は省略する。
図8は本発明の第5の実施の形態を示したものであり、図8は超音波送受波器の取り付け断面図である。図8において付勢手段52には、上突起部53と下突起部54が設けられている。またネジ55と上突起部53の間には振動吸収体であるゴム板57挟持されている。付勢手段52を係止手段のネジ55で筐体56に固定したとき、下突起部54は筐体56に点で当接する。この下突起46は筐体56に少なくとも3箇所以上当接する構成が好ましい。一方、上突起部53はゴム板57に当接する。付勢手段52には端子板58を付勢する突起部59、端子板58を支持する支持部60が構成されている。その他の構成および組立方法は図6と同様であり説明は省略する。
本実施の形態においては、超音波送受波器6、7を固定するときに付勢手段52をネジ55で筐体56に固定する。突起部59は端子板58を付勢する。このとき付勢手段52の下突起部54は筐体56に点接触状態で当接している。また上突起部53は振動吸収体のゴム板57を介してネジ55に当接している。従って超音波送受波器6,7の振動は筐体56へ直接筐体伝播することはなく、付勢手段52の下突起部54と上突起部53を介して筐体に伝わるのみとなる。特に上突起部53とネジ55の間には振動吸収体であるゴム板57が挟持されており、振動がネジ55を介して筐体56に伝播することを防止している。
その結果、超音波送受波器の筺体伝播を減少して信号処理を行う際のS/Nを大きくすることが可能であり高精度な流量計測を可能にする超音波送受波器および超音波流量計を実現することができる。
(実施の形態6)
図9は本発明の第6の実施の形態を示したものであり、図9は超音波送受波器の取り付け断面図である。図9において付勢手段61の下突起部62と筐体63の間に振動防止手段であるゴム板64が挟持されている。また付勢手段61の上突起部65と係止手段であるネジ66の間には振動防止手段であるゴム板67が挟持されている。付勢手段61には端子板68を付勢する突起部69、端子板68を支持する支持部70が構成されている。その他の構成および組立方法は図6と同様であり説明は省略する。
図9は本発明の第6の実施の形態を示したものであり、図9は超音波送受波器の取り付け断面図である。図9において付勢手段61の下突起部62と筐体63の間に振動防止手段であるゴム板64が挟持されている。また付勢手段61の上突起部65と係止手段であるネジ66の間には振動防止手段であるゴム板67が挟持されている。付勢手段61には端子板68を付勢する突起部69、端子板68を支持する支持部70が構成されている。その他の構成および組立方法は図6と同様であり説明は省略する。
本実施の形態においては、超音波送受波器6、7を固定するときに付勢手段61をネジ66で筐体63に固定する。突起部69は端子板68を付勢する。このとき付勢手段61の下突起部62はゴム板64を挟持して筐体63に固定されている。また上突起部65は振動吸収体のゴム板67を介してネジ66に当接している。従って超音波送受波器6,7の振動は筐体63へ直接筐体伝播することはなく、超音波送受波器6、7の振動はゴム板64、67を介して筐体に伝わるのみとなる。
その結果、超音波送受波器の筺体伝播を減少して信号処理を行う際のS/Nを大きくすることが可能であり高精度な流量計測を可能にする超音波送受波器および超音波流量計を実現することができる。
以上のように、本発明にかかる超音波送受波器および超音波流量計は、超音波流量計を製造する際に超音波送受波器と制御プリント基板とをリード線を用いることなく導通することが可能であり、安価な超音波流量計を実現することができる。またリード線を用いな
いため外来ノイズが影響を与えることがない等、信頼性に優れた超音波送受波器を用いた超音波流量計として有用である。
いため外来ノイズが影響を与えることがない等、信頼性に優れた超音波送受波器を用いた超音波流量計として有用である。
1、20、30、43、48、56、63 筐体
2 流路(計測流路)
6 超音波送受波器
7 超音波送受波器
14 シール面(フランジ部)
23、34、42 Oリング(シール手段)
24、37、45、52、61 付勢手段
25、44、47、55、66 ネジ(係止手段)
2 流路(計測流路)
6 超音波送受波器
7 超音波送受波器
14 シール面(フランジ部)
23、34、42 Oリング(シール手段)
24、37、45、52、61 付勢手段
25、44、47、55、66 ネジ(係止手段)
Claims (8)
- 筐体と、
前記筐体に取り付けられる超音波送受波器と、
前記筐体に設けられた前記超音波送受波器の取り付け穴と、
前記取り付け穴に挿着されたシール手段と、
前記超音波送受波器に設けられ前記シール手段に当接するシール面と、
前記超音波送受波器に対し複数箇所で当接し、前記シール手段を圧縮する方向に付勢する付勢手段と、
前記付勢手段を前記筐体へ係止する係止手段と、
からなる超音波送受波器の取り付け方法。 - 前記超音波送受波器は、対向する1対の電極面を有する圧電体と、前記圧電体の一方の電極面に電気的に接続されたケースと、前記ケースのフランジ部と電気的に導通された端子板と、前記端子板と絶縁状態で前記端子板に設けられた外部電極と、前記圧電体の他方の電極面と前記外部電極の間に設けられた導電体と、前記圧電体に対向し前記ケースに接着固定された音響整合層と、からなり、
前記シール手段は、前記フランジ部と前記筐体に当接して設けられ、
前記付勢手段は、前記端子板の3箇所以上で当接して前記シール手段を圧縮する方向に付勢する構成とした請求項1記載の超音波送受波器の取り付け方法。 - 前記端子板の外周部は、前記取り付け穴に対して点接触もしくは線接触する当接規制手段を有する構成とした請求項2記載の超音波送受波器の取り付け方法。
- 前記当接規制手段は、前記端子板の外周部を前記取り付け穴に対して少なくとも3箇所以上で当接する当接部を前記取り付け穴に設ける構成とした請求項3に記載の超音波送受波器の取り付け方法。
- 前記付勢手段は、前記端子板の3箇所以上で当接して前記シール手段を圧縮する方向に付勢する突起部と、前記端子板の外周部に3箇所以上当接して前記超音波送受波器を前記取り付け穴の中心方向に支持する支持部を有する構成とした請求項2に記載の超音波送受波器の取り付け方法。
- 前記付勢手段と前記筐体が当接する当接部に3箇所以上の当接する突起部を、前記付勢手段または前記筐体に設ける構成とした請求項1〜5のいずれか1項記載の超音波送受波器の取り付け方法。
- 前記係止手段と前記付勢手段の間、及び/又は、前記付勢手段と筐体の間に振動吸収体を有する構成とした請求項1〜6のいずれか1項記載の超音波送受波器の取り付け方法。
- 前記筐体は、被測定流体の流量を測定する流量測定部を備え、前記流量測定部は、請求項1から7のいずれか1項に記載の超音波送受波器の取り付け方法で取り付けられた一対の超音波送受波器と、この超音波送受波器間の超音波伝搬時間を計測する計測回路と、この計測回路からの信号に基づいて流量を求める演算回路を備えた超音波流量計。
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