JP2012247299A - Ultrasonic flow rate measuring unit and gas flowmeter employing the same - Google Patents

Ultrasonic flow rate measuring unit and gas flowmeter employing the same Download PDF

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裕史 藤井
Yukinori Ozaki
行則 尾崎
Masato Sato
真人 佐藤
Koichi Takemura
晃一 竹村
Aoi Watanabe
葵 渡辺
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the configuration of an ultrasonic flow rate measuring unit for performing accurate flow rate measurement.SOLUTION: An ultrasonic flow rate measuring unit 10 comprises a measuring flow passage unit 15 and a sensor unit 16. The measuring flow passage unit 15 includes a measuring flow passage 26 whose cross section is rectangular and in which a fluid to be measured flows. The sensor unit 16 includes a first transceiver 42 and a second transceiver 43 covering an opening 25 provided on one surface of the measuring flow passage unit 15. Therefore, at a side of the measuring flow passage unit 15 where ultrasonic waves are propagated, a condition for measuring a flow rate can be set easily.

Description

本発明は、超音波で流量を計測する超音波式流量計測ユニットの構成方法、およびこれを用いたガス流量計に関するものである。   The present invention relates to a method for configuring an ultrasonic flow rate measuring unit that measures flow rate with ultrasonic waves, and a gas flow meter using the same.

従来の超音波流量計200は、例えば、図8に示すように、超音波変換器201と超音波変換器202、および反射層203を有した、はめこみ型センサユニット204を、流通管205にはめ込んで計測をする構成としている(例えば特許文献1参照)。   For example, as shown in FIG. 8, the conventional ultrasonic flowmeter 200 includes an inset type sensor unit 204 having an ultrasonic transducer 201, an ultrasonic transducer 202, and a reflective layer 203 in a flow pipe 205. It is set as the structure which measures by (for example, refer patent document 1).

特表2008−524616号公報Special table 2008-524616

しかしながら、前記従来の構成では、被計測流体が流れる流通管の計測部分において、流れに対する工夫が施されたものではなかった。一方、超音波での精度の良い流量計測を行う場合には、流れを整流したり、場合によっては層流化するなど、超音波が伝搬する計測領域において、被計測流体に対して各種の工夫を加えることが必要とされるものであった。   However, the conventional configuration has not been devised for the flow in the measurement portion of the flow pipe through which the fluid to be measured flows. On the other hand, in the case of accurate flow measurement with ultrasonic waves, various measures are taken for the fluid to be measured in the measurement area where the ultrasonic waves propagate, such as rectifying the flow or laminating in some cases. It was necessary to add.

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、超音波式流量計測ユニットをセンサユニットと計測流路ユニットに分割して構成することにより、超音波が伝搬する計測流路ユニット側において、流量を計測するにあたっての条件設定を容易にし、これにより高精度な流量計測を可能とする超音波式流量計測ユニットの実現を目的とする。また、これを用いたガス流量計の実現を目的とする。   The present invention solves the above-mentioned conventional problem, and by dividing the ultrasonic flow rate measurement unit into a sensor unit and a measurement flow channel unit, the flow rate is measured on the measurement flow channel unit side where ultrasonic waves propagate. It is an object of the present invention to realize an ultrasonic flow measurement unit that makes it easy to set conditions for measuring the flow rate and thereby enables highly accurate flow measurement. Moreover, it aims at realization of the gas flowmeter using this.

前記課題を解決するために、本発明の超音波式流量計測ユニットは、一つの面に開口部を有する断面が矩形を有し、被計測流体が流れる計測流路を有する計測流路ユニットと、前記開口部を覆うセンサユニットと、前記センサユニットの流路方向に所定の距離をおいて配置した一対の超音波送受波器と、前記一対の超音波送受波器の一方から送信された超音波信号が、前記センサユニットと対向する計測流路内の反射面に反射して他方に受信されるまでの伝播時間から前記被計測流体の流量を演算する流量演算部とを備えたものであり、このように、超音波式流量計測ユニットがセンサユニットと計測流路ユニットに分割して構成されるため、超音波が伝搬する計測流路ユニット側において、流量を計測するための条件設定を容易にし、これにより高精度な流量計測を可能としたものである。   In order to solve the above-mentioned problem, the ultrasonic flow measurement unit of the present invention has a measurement channel unit having a measurement channel through which a fluid to be measured flows, having a rectangular cross section with an opening on one surface, A sensor unit covering the opening, a pair of ultrasonic transducers arranged at a predetermined distance in the flow direction of the sensor unit, and an ultrasonic wave transmitted from one of the pair of ultrasonic transducers A flow rate calculation unit that calculates the flow rate of the fluid to be measured from the propagation time until the signal is reflected on the reflection surface in the measurement flow channel facing the sensor unit and received by the other, As described above, since the ultrasonic flow measurement unit is divided into the sensor unit and the measurement flow path unit, it is easy to set conditions for measuring the flow rate on the measurement flow path unit side where the ultrasonic wave propagates. ,this It is obtained by allowing a more accurate flow rate measurement.

本発明の超音波式流量計測ユニットは、これをセンサユニットと計測流路ユニットに分割して構成することにより、超音波が伝搬する計測流路ユニット側において、流量を計測するための条件設定を容易にし、これにより高精度な流量計測を可能とすることができる。   The ultrasonic flow rate measurement unit of the present invention is configured by dividing the sensor unit and the measurement channel unit into conditions for measuring the flow rate on the measurement channel unit side where the ultrasonic wave propagates. This facilitates the flow rate measurement with high accuracy.

本発明に係る実施の形態1の超音波式流量計測ユニットを示す斜視図The perspective view which shows the ultrasonic flow measurement unit of Embodiment 1 which concerns on this invention. 図1の超音波式流量計測ユニットを示す分解斜視図1 is an exploded perspective view showing the ultrasonic flow measurement unit of FIG. 図1のA−A線断面図AA line sectional view of FIG. 図3のB−B線断面図BB sectional view of FIG. 本発明に係る実施の形態2の計測流路ユニットを示す断面図Sectional drawing which shows the measurement flow-path unit of Embodiment 2 which concerns on this invention. 実施の形態2の流路本体を組み付ける例を説明する分解斜視図Exploded perspective view for explaining an example of assembling the flow path body of the second embodiment 本発明に係る実施の形態3の、超音波式流量計測ユニットを用いたガス流量計の断面図Sectional drawing of the gas flowmeter using the ultrasonic type flow measurement unit of Embodiment 3 which concerns on this invention 従来の超音波式流体計測装置を示す断面図Sectional view showing a conventional ultrasonic fluid measuring device

第1の発明は、一つの面に開口部を有し、被計測流体が流れる断面が矩形の計測流路を有する計測流路ユニットと、前記開口部を覆うセンサユニットと、前記センサユニットの流路方向に所定の距離をおいて配置した一対の超音波送受波器と、前記一対の超音波送受波器の一方から送信された超音波信号が、前記センサユニットと対向する前記計測流路ユニットの計測流路内の反射面に反射して他方に受信されるまでの伝播時間から前記被計測流体の流量を演算する流量演算部と、からなることを特徴とするもので、超音波式流量計測ユニットをセンサユニットと計測流路ユニットに分割して構成するため、超音波が伝搬する計測流路ユニット側において、流量を計測するための条件設定を容易にし、これにより高精度な流量計測を可能としたものである。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a measurement flow path unit having a measurement flow path having a rectangular cross section through which a fluid to be measured flows, a sensor unit that covers the opening, and a flow of the sensor unit. A pair of ultrasonic transducers arranged at a predetermined distance in the road direction, and the measurement channel unit in which an ultrasonic signal transmitted from one of the pair of ultrasonic transducers faces the sensor unit A flow rate calculation unit that calculates the flow rate of the fluid to be measured from the propagation time until it is reflected by the reflection surface in the measurement flow path and received by the other, and is an ultrasonic flow rate Since the measurement unit is divided into a sensor unit and a measurement channel unit, it is easy to set conditions for measuring the flow rate on the measurement channel unit side where the ultrasonic wave propagates. Possible It is intended.

第2の発明は、特に第1の発明において、前記計測流路ユニットの計測流路を、前記開口部に隣接する計測流路内面に平行な複数の仕切板で複数の流路に仕切るようにしたことを特徴とするもので、計測流路を多層に分割することにより、流れの整流を図り、超音波による計測精度の向上を可能としたものである。   In a second aspect of the invention, particularly in the first aspect of the invention, the measurement flow path of the measurement flow path unit is divided into a plurality of flow paths by a plurality of partition plates parallel to the inner surface of the measurement flow path adjacent to the opening. By dividing the measurement flow path into multiple layers, the flow is rectified and the measurement accuracy using ultrasonic waves can be improved.

第3の発明は、特に第1もしくは第2の発明において、前記センサユニットにおいて、前記一対の超音波送受波器を所定の角度で保持する為の保持部を有するようにしたことを特徴とするもので、超音波送受波器の設定を精度よく行うことにより、超音波による計測精度の向上を可能としたものである。   The third invention is characterized in that, in the first or second invention, in particular, the sensor unit has a holding portion for holding the pair of ultrasonic transducers at a predetermined angle. Therefore, the accuracy of ultrasonic measurement can be improved by accurately setting the ultrasonic transducer.

第4の発明は、被計測流体を気密に収容する装置本体と、前記装置本体への被計測流体の入口部と、前記装置本体からの被計測流体の出口部と、第1〜第3のいずれかに記載された超音波式流量計測ユニットと、からなり、前記超音波式流量計測ユニットの流入口は前記装置本体内に開放され、流出口は前記出口部に接続されたことを特徴とするもので、超音波式流量計測ユニットがコンパクトに構成されていることにより、前記装置本体内での配置の自由度を高めることを可能としたものである。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an apparatus main body for accommodating a fluid to be measured in an airtight manner, an inlet portion of the fluid to be measured to the apparatus main body, an outlet portion of the fluid to be measured from the apparatus main body, An ultrasonic flow rate measuring unit according to any one of the above, wherein the inlet of the ultrasonic flow rate measuring unit is opened in the apparatus main body, and the outlet is connected to the outlet. Therefore, since the ultrasonic flow measurement unit is configured to be compact, it is possible to increase the degree of freedom of arrangement in the apparatus main body.

第5の発明は、特に第4の発明において、前記入口部と前記出口部を、前記装置本体の同一面に配置し、前記超音波式流量計測ユニットは、前記装置本体の中央部に位置すると共に、前記出口部とはL字状の接続部で接続されたことを特徴とするもので、装置本体の内部空間を有効に利用することにより、超音波式流量計測ユニットへの均一な流れの流入を可能としたものである。   In a fifth aspect of the invention, particularly in the fourth aspect of the invention, the inlet portion and the outlet portion are arranged on the same surface of the apparatus main body, and the ultrasonic flow rate measuring unit is located at a central portion of the apparatus main body. At the same time, the outlet portion is connected by an L-shaped connecting portion. By effectively using the internal space of the apparatus main body, a uniform flow to the ultrasonic flow measurement unit can be obtained. Inflow is possible.

第6の発明は、特に第5の発明において、前記超音波式流量計測ユニットを、前記計測流路の断面の長辺側若しくは、複数の流路の断面の長辺側が被計測流体の流入方向と平行になるように配置したことを特徴とするもので、装置本体の内部空間からの流れを無理なく超音波式流量計測ユニットに導くことを可能としたものである。   In a sixth aspect of the invention, in particular, in the fifth aspect of the invention, the ultrasonic flow rate measurement unit is configured such that the long side of the cross section of the measurement flow path or the long side of the cross section of the plurality of flow paths is the inflow direction of the measured fluid It is possible to guide the flow from the internal space of the apparatus main body to the ultrasonic flow measurement unit without difficulty.

第7の発明は、特に第6の発明において、前記入口部に接続される遮断弁を内蔵し、前記遮断弁から前記装置本体への被計測流体の流出方向は、前記入口部への被計測流体の流入方向に対して垂直方向としたことを特徴とするもので、流入の方向性を緩和し、均一な
流れが、直接、超音波式流量計測ユニットに流れ込むことを可能としたものである。
In a seventh aspect of the invention, particularly in the sixth aspect of the invention, a shut-off valve connected to the inlet portion is built in, and the outflow direction of the fluid to be measured from the shut-off valve to the device body is measured to the inlet portion. It is characterized in that it is perpendicular to the inflow direction of the fluid, and the directivity of the inflow is relaxed, and a uniform flow can flow directly into the ultrasonic flow measurement unit. .

以下、本発明の複数の実施の形態に係る超音波式流量計測ユニット10ついて図1〜図4の図面を参照して説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, an ultrasonic flow rate measurement unit 10 according to a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings of FIGS. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1である超音波式流量計測ユニットを示す斜視図で、超音波式流量計測ユニット10は、計測流路ユニット15と、計測流路ユニット15に隣接するセンサユニット16とを備えている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a perspective view showing an ultrasonic flow measurement unit according to Embodiment 1 of the present invention. An ultrasonic flow measurement unit 10 includes a measurement flow path unit 15 and a sensor adjacent to the measurement flow path unit 15. Unit 16.

図2において、計測流路ユニット15は、流体の流れ方向に沿って矩形状の断面が連続する流路本体17を有する。   In FIG. 2, the measurement flow path unit 15 has a flow path body 17 having a rectangular cross section continuous along the fluid flow direction.

流路本体17は、センサユニット16に隣り合う第1側壁部21と、第1側壁部21と平行な第2側壁部22と、第1側壁部21および第2側壁部22の頂部に掛け渡された天板部23と、第1側壁部21および第2側壁部22の底部に掛け渡された底板部24とを有する。   The flow path body 17 spans the first side wall 21 adjacent to the sensor unit 16, the second side wall 22 parallel to the first side wall 21, and the tops of the first side wall 21 and the second side wall 22. The top plate part 23 and the bottom plate part 24 spanned on the bottoms of the first side wall part 21 and the second side wall part 22 are provided.

第1側壁部21は、この流路本体17を構成する一つの面であり、この部分に開口部25を有した構成となっている。   The first side wall portion 21 is one surface constituting the flow path body 17 and has an opening 25 in this portion.

第1側壁部21、第2側壁部22、天板部23および底板部24は、一体に形成(具体的には、樹脂成形)され、第1側壁部21、第2側壁部22、天板部23および底板部24で角筒状に計測流路26を形成する樹脂製の部材である。   The first side wall portion 21, the second side wall portion 22, the top plate portion 23, and the bottom plate portion 24 are integrally formed (specifically, resin molding), and the first side wall portion 21, the second side wall portion 22, and the top plate are formed. This is a resin member that forms the measurement flow path 26 in a rectangular tube shape by the portion 23 and the bottom plate portion 24.

図3は図1のA−A線断面を示したもので、図3において、第1側壁部21には、第1超音波出入部32および第2超音波出入部33とが形成されている。また、第1側壁部21には、第1超音波出入部32および第2超音波出入部33を覆う超音波透過膜34が配置されている。   FIG. 3 shows a cross section taken along line AA of FIG. 1. In FIG. 3, the first side wall portion 21 is formed with a first ultrasonic input / output portion 32 and a second ultrasonic input / output portion 33. . In addition, an ultrasonic transmission film 34 that covers the first ultrasonic input / output unit 32 and the second ultrasonic input / output unit 33 is disposed on the first side wall 21.

超音波透過膜34は、超音波は透過させるが、流体の出入りは実質的に遮断する機能を有するものである。超音波透過膜34としては、一例として超音波を透過させるメッシュ部材を例示するが、これに限定するものではなく、パンチングメタル部材等の他の部材を用いることも可能である。   The ultrasonic transmission film 34 has a function of transmitting ultrasonic waves but substantially blocking the flow of fluid. As an example of the ultrasonic transmission film 34, a mesh member that transmits ultrasonic waves is illustrated. However, the ultrasonic transmission film 34 is not limited thereto, and other members such as a punching metal member may be used.

また、計測流路26を構成する第2側壁部22の内面は、超音波の反射面35としての役割をも担う構成となっている。   In addition, the inner surface of the second side wall portion 22 constituting the measurement flow path 26 also serves as an ultrasonic reflection surface 35.

図4は図3のB−B線断面を示したもので、図4に示すように、流路本体17は、複数の仕切板28により、流路本体17の内部(すなわち、計測流路26)が複数の扁平流路27に区画されている。複数の仕切板28は、樹脂成型された流路本体17に挿入し、固定されている。流路本体17を樹脂成形する際に、第1側壁部21および第2側壁部22と一体に成形(インサート成形)されてもよいものである。   4 shows a cross section taken along the line BB of FIG. 3. As shown in FIG. 4, the flow path body 17 is formed inside the flow path body 17 (ie, the measurement flow path 26) by a plurality of partition plates 28. ) Is divided into a plurality of flat flow paths 27. The plurality of partition plates 28 are inserted and fixed in the flow channel body 17 molded with resin. When the flow path body 17 is resin-molded, it may be molded (insert molded) integrally with the first side wall portion 21 and the second side wall portion 22.

図2、図3に示すように、センサユニット16は、流路本体17の第1側壁部21の開口部25を覆うように設けられている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the sensor unit 16 is provided so as to cover the opening 25 of the first side wall 21 of the flow path body 17.

また、図3に示すように、センサユニット16は、センサ保持部41により保持された第1超音波送受波器42(以降、第1送受波器42と呼ぶ)と、第2超音波送受波器43
(以降、第2送受波器43と呼ぶ)とを備えている。
As shown in FIG. 3, the sensor unit 16 includes a first ultrasonic transducer 42 (hereinafter referred to as a first transducer 42) held by the sensor holding unit 41 and a second ultrasonic transducer. Vessel 43
(Hereinafter referred to as the second transducer 43).

第1送受波器42および第2送受波器43は、計測流路26の流れ方向に所定の距離をおいて配置されており、センサ保持部41は、第1送受波器42および第2送受波器43が、所定の角度(α)で保持されるように形成されている。   The first transmitter / receiver 42 and the second transmitter / receiver 43 are arranged at a predetermined distance in the flow direction of the measurement flow path 26, and the sensor holding unit 41 includes the first transmitter / receiver 42 and the second transmitter / receiver 42. The waver 43 is formed to be held at a predetermined angle (α).

センサユニット16を樹脂成型で作成することにより、第1送受波器42および第2送受波器43の設置される所定の距離、および、所定の角度を精度良く構成することができるものである。   By creating the sensor unit 16 by resin molding, the predetermined distance and the predetermined angle at which the first transducer 42 and the second transducer 43 are installed can be configured with high accuracy.

第1送受波器42は、第1センサパッキン45および第1センサ固定部材46でセンサ保持部41に取り付けられている。   The first transducer 42 is attached to the sensor holding portion 41 with a first sensor packing 45 and a first sensor fixing member 46.

同様に、第2送受波器43は、第2センサパッキン47および第2センサ固定部材48でセンサ保持部41に取り付けられている。   Similarly, the second transducer 43 is attached to the sensor holding portion 41 with a second sensor packing 47 and a second sensor fixing member 48.

ついで、超音波式流量計測ユニット10で流体の流量を計測する例を図3に基づいて説明する。   Next, an example in which the flow rate of the fluid is measured by the ultrasonic flow rate measurement unit 10 will be described with reference to FIG.

図3に図示したMは超音波の伝搬経路である。矢印P1、P2は、第1送受波器42から第2送受波器43に伝搬する超音波の伝搬方向を示している。また、矢印Q1、Q2は、第2送受波器43から第1送受波器42に伝搬する超音波の伝搬方向を示している。   M shown in FIG. 3 is an ultrasonic wave propagation path. Arrows P <b> 1 and P <b> 2 indicate propagation directions of ultrasonic waves propagating from the first transducer 42 to the second transducer 43. Arrows Q1 and Q2 indicate the propagation directions of the ultrasonic waves propagating from the second transducer 43 to the first transducer 42.

計測流路26を流れる流体の流速をV、流体中の音速をC、流体の流れる方向と超音波が反射面35で反射するまでの超音波伝搬方向とのなす角度をθとする。また、第1送受波器42と第2送受波器43間で超音波が伝搬するときの伝搬経路の有効長さをLとする。   Let V be the flow velocity of the fluid flowing through the measurement channel 26, C be the velocity of sound in the fluid, and θ be the angle between the direction in which the fluid flows and the direction of ultrasonic propagation until the ultrasonic wave is reflected by the reflecting surface 35. Also, let L be the effective length of the propagation path when the ultrasonic wave propagates between the first transducer 42 and the second transducer 43.

このとき、第1送受波器42から出た超音波が、第2送受波器43に到達するまでの伝搬時間t1は、下式にて示される。   At this time, the propagation time t1 until the ultrasonic wave emitted from the first transducer 42 reaches the second transducer 43 is expressed by the following equation.

t1 = L /(C+Vcosθ) (1)
次に第2送受波器43から出た超音波が、第1送受波器42に到達するまでの伝搬時間t2は、下式にて示される。
t1 = L / (C + Vcos θ) (1)
Next, the propagation time t2 until the ultrasonic wave emitted from the second transducer 43 reaches the first transducer 42 is expressed by the following equation.

t2 = L /(C−Vcosθ) (2)
式(1)と式(2)から流体の音速Cを消去すると、下式が得られる。
t2 = L / (C−Vcos θ) (2)
When the sound velocity C of the fluid is eliminated from the equations (1) and (2), the following equation is obtained.

V = L /(2cosθ((1/t1)−(1/t2))) (3)
式(3)にて分るように、Lとθが既知なら、伝搬時間t1、およびt2を用いて、流速Vが求められる。
V = L / (2cos θ ((1 / t1) − (1 / t2))) (3)
As can be seen from the equation (3), if L and θ are known, the flow velocity V can be obtained using the propagation times t1 and t2.

流量演算部(図示せず)は、上記に示した伝搬時間t1、およびt2の計測とともに上記の演算をも実施し、まず、流速Vを求める。この流速Vに計測流路26の断面積Sと補正係数kを乗じることにより、流量Qが求められる。   A flow rate calculation unit (not shown) performs the above calculation together with the measurement of the propagation times t1 and t2 described above, and first obtains the flow velocity V. The flow rate Q is obtained by multiplying the flow velocity V by the cross-sectional area S of the measurement flow path 26 and the correction coefficient k.

このように、本発明の超音波式流量計測ユニット10では、超音波式流量計測ユニット10がセンサユニット16と計測流路ユニット15とに分割して構成されるため、超音波が伝搬する計測流路ユニット15側において、流量を計測するための条件設定を容易に行うことができる。   Thus, in the ultrasonic flow measurement unit 10 of the present invention, since the ultrasonic flow measurement unit 10 is divided into the sensor unit 16 and the measurement flow path unit 15, the measurement flow through which the ultrasonic wave propagates is configured. On the road unit 15 side, it is possible to easily set conditions for measuring the flow rate.

本実施形態においては、計測流路26を複数に分割し、流れの整流を図り、安定した状態で超音波の伝播時間を計測することができるため、高精度な流量計測を行うことができるものである。   In the present embodiment, the flow channel 26 can be divided into a plurality of parts, the flow can be rectified, and the ultrasonic propagation time can be measured in a stable state, so that highly accurate flow measurement can be performed. It is.

また、このようにセンサユニット16と計測流路ユニット15とを組合わせるだけで超音波式流量計測ユニット10が構成されるため、コンパクトな構成を実現することができる。   In addition, since the ultrasonic flow rate measurement unit 10 is configured only by combining the sensor unit 16 and the measurement flow path unit 15 as described above, a compact configuration can be realized.

(実施の形態2)
次に、実施の形態2を図5、図6に基づいて説明する。
(Embodiment 2)
Next, the second embodiment will be described with reference to FIGS.

なお、実施の形態2において実施の形態1の計測流路ユニット15と同一・類似部材については同じ符号を付して説明を省略する。 図5は第1実施例の図3に相当する断面図である。センサユニットの部分は同一ゆえ、省略している。図5に示すように、本発明の実施の形態2の計測流路ユニット70は、流路本体17に代えて流路本体71を有する。   In the second embodiment, the same or similar members as those of the measurement flow path unit 15 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. FIG. 5 is a sectional view corresponding to FIG. 3 of the first embodiment. Since the sensor unit is the same, it is omitted. As shown in FIG. 5, the measurement flow path unit 70 according to the second embodiment of the present invention has a flow path body 71 instead of the flow path body 17.

ここで示す実施の形態2の計測流路ユニット70では、流路本体71は、図6に示すように、第1側壁部21、第2側壁部22、天板部23および底板部24をそれぞれ個別の部材で構成している。   In the measurement flow path unit 70 of the second embodiment shown here, the flow path main body 71 includes a first side wall portion 21, a second side wall portion 22, a top plate portion 23, and a bottom plate portion 24, as shown in FIG. It consists of individual members.

そして、第1側壁部21、第2側壁部22、天板部23および底板部24を組み付ける際に、第1側壁部21の裏面21a側(すなわち、計測流路26側)から収納凹部72(図5参照)に超音波透過膜34を組み付けるようにしている。   When the first side wall part 21, the second side wall part 22, the top plate part 23 and the bottom plate part 24 are assembled, the housing recess 72 (from the back surface 21 a side of the first side wall part 21 (that is, the measurement channel 26 side). The ultrasonic permeable membrane 34 is assembled to (see FIG. 5).

加えて、第1側壁部21、第2側壁部22、天板部23および底板部24を組み付ける際に、複数の仕切板28を組み付けるようにしたものである。   In addition, when the first side wall portion 21, the second side wall portion 22, the top plate portion 23, and the bottom plate portion 24 are assembled, a plurality of partition plates 28 are assembled.

このように、第1側壁部21、第2側壁部22、天板部23および底板部24をそれぞれ個別の部材で構成することで、実施の形態2の計測流路ユニット70を組み付けることができる。   Thus, the measurement flow path unit 70 of Embodiment 2 can be assembled | attached by comprising the 1st side wall part 21, the 2nd side wall part 22, the top-plate part 23, and the baseplate part 24 with each separate member. .

ここで、流路本体71は、第1側壁部21、第2側壁部22、天板部23および底板部24がそれぞれ樹脂製の部材で形成されている。   Here, as for the flow-path main body 71, the 1st side wall part 21, the 2nd side wall part 22, the top-plate part 23, and the baseplate part 24 are each formed with the members made from resin.

実施の形態2の計測流路ユニット70によれば、超音波透過膜34を計測流路26の内面に段差を有することなく設置することができる。   According to the measurement flow path unit 70 of the second embodiment, the ultrasonic transmission film 34 can be installed without having a step on the inner surface of the measurement flow path 26.

(実施の形態3)
次に、実施の形態3を図7に基づいて説明する。
(Embodiment 3)
Next, Embodiment 3 will be described with reference to FIG.

図7は超音波式流量計測ユニットを用いたガス流量計の断面図である。   FIG. 7 is a cross-sectional view of a gas flow meter using an ultrasonic flow measurement unit.

図7に示す本発明の実施の形態3であるガス流量計140は、被計測流体を気密に収容する箱状の装置本体141内に超音波式流量計測ユニット142を配置し、ビス等により固定されている。この場合、超音波式流量計測ユニット142は装置本体141のほぼ中央部に配置されている。   The gas flow meter 140 according to the third embodiment of the present invention shown in FIG. 7 has an ultrasonic flow measurement unit 142 disposed in a box-shaped device main body 141 that contains a fluid to be measured in an airtight manner, and is fixed by screws or the like. Has been. In this case, the ultrasonic flow rate measuring unit 142 is disposed at a substantially central portion of the apparatus main body 141.

超音波式流量計測ユニット142は、基本的に実施の形態1において示した超音波式流量計測ユニットと同様である。   The ultrasonic flow measurement unit 142 is basically the same as the ultrasonic flow measurement unit shown in the first embodiment.

装置本体141は、内外を連通する入口パイプ143(入口部)および出口パイプ144(出口部)を有している。入口パイプ143、および出口パイプ144は同一平面状に配置されている。   The apparatus main body 141 has an inlet pipe 143 (inlet part) and an outlet pipe 144 (outlet part) communicating with each other inside and outside. The inlet pipe 143 and the outlet pipe 144 are arranged on the same plane.

入口パイプ143は、装置本体141の内部において遮断弁145を介して開放されている。出口パイプ144は、装置本体141の内部において超音波式流量計測ユニット142にL字状の接続部146にて連結されている。   The inlet pipe 143 is opened inside the apparatus main body 141 via a shut-off valve 145. The outlet pipe 144 is connected to the ultrasonic flow rate measuring unit 142 inside the apparatus main body 141 through an L-shaped connecting portion 146.

ガス流量計140において、入口パイプ143を介して装置本体141内に流入した流体60は、超音波式流量計測ユニット142の入口から入った後、出口パイプ144を介して装置本体141の外部に排出される構成となっている。   In the gas flow meter 140, the fluid 60 that has flowed into the apparatus main body 141 through the inlet pipe 143 enters from the inlet of the ultrasonic flow measurement unit 142, and then is discharged to the outside of the apparatus main body 141 through the outlet pipe 144. It becomes the composition which is done.

このような実施の形態3によれば、内部に配置される超音波式流量計測ユニット142がコンパクトに構成されているため、配置の自由度が大きいものである。また、超音波式流量計測ユニット142の入口が装置本体141の広い空間に開放されているため、超音波式流量計測ユニット142への流れを均一に、導くことができる。   According to the third embodiment, since the ultrasonic flow rate measuring unit 142 arranged inside is compactly configured, the degree of freedom in arrangement is large. Further, since the inlet of the ultrasonic flow rate measuring unit 142 is open to a wide space of the apparatus main body 141, the flow to the ultrasonic flow rate measuring unit 142 can be uniformly guided.

また、計測流路26の断面の長辺側、若しくは、複数の流路の断面の長辺側が被計測流体の流入方向と平行になるように配置したことにより、装置本体141の内部空間からの流れを無理なく超音波式流量計測ユニット142に導くことができる。   Further, by arranging the long side of the cross section of the measurement flow path 26 or the long side of the cross section of the plurality of flow paths to be parallel to the inflow direction of the fluid to be measured, The flow can be guided to the ultrasonic flow rate measuring unit 142 without difficulty.

また、遮断弁145からの流れの流出を流入方向に対して垂直に構成したため、流入の方向性を緩和し、均一な流れが、直接、超音波式流量計測ユニット142に流れ込むことを可能としたものである。   In addition, since the outflow of the flow from the shutoff valve 145 is configured to be perpendicular to the inflow direction, the direction of the inflow is relaxed, and a uniform flow can flow directly into the ultrasonic flow measurement unit 142. Is.

なお、本発明に係る超音波式流量計測ユニット10、および計測流路ユニット15,70は、前述した第1実施形、実施の形態2に限定されるものではなく適宜変更、改良等が可能である。   The ultrasonic flow rate measurement unit 10 and the measurement flow path units 15 and 70 according to the present invention are not limited to the first embodiment and the second embodiment described above, and can be changed or improved as appropriate. is there.

例えば、第1実施形、実施の形態2では、流路本体17,71を樹脂製の部材で形成した例について説明したが、これに限らないで、金属製の部材で形成することも可能である。   For example, in the first embodiment and the second embodiment, the example in which the flow path main bodies 17 and 71 are formed of resin members has been described. However, the present invention is not limited to this, and may be formed of metal members. is there.

また、すべての実施例で、計測流路ユニット15,70とセンサユニット16との間に、超音波透過膜34を配置したが、性能上必要とされない場合は、無くても良いものである。   In all of the embodiments, the ultrasonic transmission film 34 is disposed between the measurement flow path units 15 and 70 and the sensor unit 16, but may be omitted if not required in terms of performance.

また、前記第1実施形〜実施の形態3で使用した超音波式流量計測ユニット10、計測流路ユニット15,70、センサユニット16、流路本体17,71、第1側壁部21、第2側壁部22、天板部23、底板部24、計測流路26、扁平流路27、仕切板28、超音波出入部31、第1超音波出入部32、第2超音波出入部33、反射面35、超音波透過膜34、第1送受波器42および第2送受波器43等の形状や構成は例示したものに限定するものではなく適宜変更が可能である。   Further, the ultrasonic flow rate measurement unit 10, the measurement flow path units 15 and 70, the sensor unit 16, the flow path main bodies 17 and 71, the first side wall 21, and the second used in the first to third embodiments. Side wall part 22, top plate part 23, bottom plate part 24, measurement channel 26, flat channel 27, partition plate 28, ultrasonic input / output unit 31, first ultrasonic input / output unit 32, second ultrasonic input / output unit 33, reflection The shapes and configurations of the surface 35, the ultrasonic transmission film 34, the first transducer 42, the second transducer 43, and the like are not limited to those illustrated, and can be changed as appropriate.

本超音波式流量計測ユニットは、種々のガスメータに適用することができる。   The ultrasonic flow measurement unit can be applied to various gas meters.

10 超音波式流量計測ユニット
15,70 計測流路ユニット
16 センサユニット
17,71 流路本体
25 開口部
26 計測流路
28 仕切板
35 反射面
41 センサ保持部
42 第1送受波器(超音波送受波器)
43 第2送受波器(超音波送受波器)
140 ガス流量計
141 装置本体
142 超音波式流量計測ユニット
143 入口パイプ(入口部)
144 出口パイプ(出口部)
145 遮断弁
146 接続部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Ultrasonic flow measurement unit 15,70 Measurement flow path unit 16 Sensor unit 17,71 Flow path main body 25 Opening part 26 Measurement flow path 28 Partition plate 35 Reflecting surface 41 Sensor holding part 42 1st transmitter / receiver (ultrasonic transmission / reception) Waver)
43 Second transducer (ultrasonic transducer)
140 Gas Flowmeter 141 Device Main Body 142 Ultrasonic Flow Measurement Unit 143 Inlet Pipe (Inlet)
144 Exit pipe (exit part)
145 Shutoff valve 146 Connection

Claims (7)

一つの面に開口部を有し、被計測流体が流れる断面が矩形の計測流路を有する計測流路ユニットと、
前記開口部を覆うセンサユニットと、
前記センサユニットの流路方向に所定の距離をおいて配置した一対の超音波送受波器と、前記一対の超音波送受波器の一方から送信された超音波信号が、前記センサユニットと対向する前記計測流路ユニットの計測流路内の反射面に反射して他方に受信されるまでの伝播時間から前記被計測流体の流量を演算する流量演算部と、
からなる超音波式流量計測ユニット。
A measurement channel unit having an opening on one surface and a measurement channel having a rectangular cross section through which the fluid to be measured flows;
A sensor unit covering the opening;
A pair of ultrasonic transducers arranged at a predetermined distance in the flow path direction of the sensor unit, and an ultrasonic signal transmitted from one of the pair of ultrasonic transducers face the sensor unit. A flow rate calculation unit that calculates the flow rate of the fluid to be measured from the propagation time until it is reflected by the reflecting surface in the measurement flow channel of the measurement flow channel unit and received by the other;
Ultrasonic flow measurement unit consisting of
前記計測流路ユニットの計測流路は、前記開口部に隣接する計測流路内面に平行な複数の仕切板で複数の流路に仕切られたことを特徴とする請求項1記載の超音波式流量計測ユニット。 2. The ultrasonic type according to claim 1, wherein the measurement channel of the measurement channel unit is partitioned into a plurality of channels by a plurality of partition plates parallel to the inner surface of the measurement channel adjacent to the opening. Flow measurement unit. 前記センサユニットは、前記一対の超音波送受波器を所定の角度で保持する為の保持部を有する請求項1又は2に記載の超音波式流量計測ユニット。 The ultrasonic flow rate measuring unit according to claim 1, wherein the sensor unit has a holding unit for holding the pair of ultrasonic transducers at a predetermined angle. 被計測流体を気密に収容する装置本体と、
前記装置本体への被計測流体の入口部と、
前記装置本体からの被計測流体の出口部と、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の超音波式流量計測ユニットと、
からなり、
前記超音波式流量計測ユニットの流入口は前記装置本体内に開放され、流出口は前記出口部に接続されたガス流量計。
An apparatus main body for accommodating a fluid to be measured in an airtight manner;
An inlet portion of the fluid to be measured into the apparatus body;
An outlet portion of the fluid to be measured from the apparatus main body,
The ultrasonic flow measurement unit according to any one of claims 1 to 3,
Consists of
A gas flowmeter in which an inlet of the ultrasonic flow measurement unit is opened in the apparatus main body, and an outlet is connected to the outlet.
前記入口部と前記出口部は、前記装置本体の同一面に配置され、
前記超音波式流量計測ユニットは、前記装置本体の中央部に位置すると共に、前記出口部とはL字状の接続部で接続されたことを特徴とする請求項4記載のガス流量計。
The inlet portion and the outlet portion are arranged on the same surface of the apparatus main body,
5. The gas flow meter according to claim 4, wherein the ultrasonic flow rate measuring unit is located at a central portion of the apparatus main body and is connected to the outlet portion by an L-shaped connecting portion.
前記超音波式流量計測ユニットは、前記計測流路の断面の長辺側若しくは、複数の流路の断面の長辺側が被計測流体の流入方向と平行になるように配置した請求項5記載のガス流量計。 The ultrasonic flow rate measuring unit is arranged such that a long side of a cross section of the measurement flow path or a long side of a cross section of a plurality of flow paths is parallel to an inflow direction of a fluid to be measured. Gas flow meter. 前記入口部に接続される遮断弁を内蔵し、前記遮断弁から前記装置本体への被計測流体の流出方向は、前記入口部への被計測流体の流入方向に対して垂直方向とした請求項6記載のガス流量計。 A shut-off valve connected to the inlet portion is built in, and the outflow direction of the fluid to be measured from the shut-off valve to the apparatus main body is a direction perpendicular to the inflow direction of the fluid to be measured to the inlet portion. 6. The gas flow meter according to 6.
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