JP2015052591A - トランスデューサシステム - Google Patents

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Abstract

【課題】音響雑音結合が低減されるトランスデューサシステムを提供する。【解決手段】トランスデューサシステムは、トランスデューサシステムの浮動部分がトランスデューサシステムの固定部分に接触するのを防止するための、または浮動部分がプロセス圧力または大気圧によって固定部分と接触する程度を低減するための圧力平衡機構を含む。トランスデューサシステムの様々な部品間の、または、トランスデューサシステムとトランスデューサシステムが装着されるフローセルとの間の音響雑音結合を低減するための、１つまたは複数の音響減衰素子、割込み溝、環状突起、または減衰座金を含む。【選択図】図１

Description

本明細書に開示される発明の主題は、一般的には、音響雑音結合が低減されるトランスデューサシステムに関する。
流れを測定するための超音波の使用は、化学工場、石油化学工場、精練所などにおいて世界的に数多く導入され確立されている。いくつかの超音波流量計が開発されており、それらは濡れたトランスデューサを用いた一体成形の「ドロップイン」フローセルとして作られた通過時間ベースのシステムを含む。このようなシステムでは、１つまたは複数の送信トランスデューサおよび１つまたは複数の受信トランスデューサが、フローセルを流れる媒体に向けられる。媒体中に超音波を送信させるために、送信トランスデューサ（送信器）に入力電圧が印加される。これらの波は、受信トランスデューサ（受信器）によって受信されて、出力電圧に変換される。波の「飛行時間」は、入力電圧が印加される時刻を出力電圧が受信される時刻と比較することによって決定される。
超音波信号が流れに逆らって（すなわち上流へ）進むために必要な時間ｔupは、流れと共に（すなわち下流へ）進むために必要な時間ｔdnより長い。上流への移動時間と下流への移動時間との差Δｔは、流速に正比例する。超音波流量計の動作は、ｔup、ｔdn、およびΔｔのタイミングに強く依存する。逆に言えば、ｔup、ｔdn、およびΔｔの測定は、受信した超音波信号の品質、例えば信号対雑音比（ＳＮＲ）に依存する。
一般に、超音波技術をガス流量測定に適用することは、様々な理由により液体より難しく、その理由には、非常に低い音響インピーダンス、より高いマッハ数、より高いターンダウン比、およびガス流量測定と関係するより大きい圧力変化が含まれる。例えば、トランスデューサの圧電性結晶を経由して、０ｐｓｉｇのガス媒体において電気パルスを超音波信号へ変換することは、非常に非効率的である。その結果、ガスを通る音響信号の送信は、非常に小さく、増幅を必要とする。増幅は、ガスを通る音響信号、ならびに送信トランスデューサの側部および後部から固体の経路（例えばフローセルの壁）を通って受信トランスデューサの側部および後部に逃げる不必要なノイズの両方を増幅する。言い換えれば、送信トランスデューサから放射される音響雑音は、フローセルに結合され、最終的には受信トランスデューサに結合される。このノイズ（時には「短絡雑音」と呼ばれる）は、一般に流体の流れについてのいかなる有益な情報ももたらすことがなく、したがってシステムの全体のノイズの原因となり、ＳＮＲを低下させる。正確で信頼性が高い流量測定を行うためには、高いＳＮＲが要求される。
したがって、音響雑音結合が低減されるトランスデューサシステムに対する必要性が存在する。
低減された音響雑音結合を有するトランスデューサシステムが本明細書に開示される。いくつかの実施形態では、トランスデューサシステムは、トランスデューサシステムの浮動部分がトランスデューサシステムの固定部分に接触するのを防止するための、または浮動部分がプロセス圧力または大気圧によって固定部分と接触する程度を低減するための圧力平衡機構を含む。いくつかの実施形態では、トランスデューサシステムは、トランスデューサシステムの様々な部品間の、または、トランスデューサシステムとトランスデューサシステムが装着されるフローセルとの間の音響雑音結合を低減するための、１つまたは複数の音響減衰素子、割込み溝、環状突起、または減衰座金を含む。
いくつかの実施形態では、トランスデューサシステムは、超音波トランスデューサが配置されるトランスデューサヘッドと、トランスデューサヘッドから延伸するトランスデューサステムと、トランスデューサシステムがハウジングに装着された場合に、トランスデューサシステムとハウジングとの間の音響結合を低減するように構成される減結合機構と、を含む。
いくつかの実施形態では、トランスデューサシステムは、超音波トランスデューサが配置され、トランスデューサシステムがフローセルに装着された場合に、プロセス圧力を受けるように構成される第１の表面を有するトランスデューサヘッドを含む。また、システムは、トランスデューサヘッドに連結され、そこから延伸するトランスデューサステムを含む。また、システムは、トランスデューサステムの少なくとも一部が配置される圧力装着アセンブリを含み、圧力装着アセンブリは、トランスデューサシステムがフローセルに装着された場合に、プロセス圧力を受けるように構成される第１の圧力平衡面を有する。第１の圧力平衡面に作用するプロセス圧力が第１の表面に作用するプロセス圧力を相殺するように、第１の表面および第１の圧力平衡面は反対方向に面する。
いくつかの実施形態では、トランスデューサシステムは、超音波トランスデューサが配置されるトランスデューサヘッドと、トランスデューサヘッドから延伸するトランスデューサステムと、トランスデューサステムの外部に配置される少なくとも１つの音響減衰素子であって、トランスデューサシステムがフローセルに装着された場合に、トランスデューサステムとフローセルとの間に配置される少なくとも１つの音響減衰素子と、トランスデューサステムに形成される環状割込み溝であって、縮小した断面積を有するトランスデューサステムの縦方向部分を画定する環状割込み溝と、を含む。
いくつかの実施形態では、トランスデューサシステムは、超音波トランスデューサが配置されるトランスデューサヘッドと、トランスデューサヘッドから延伸するトランスデューサステムと、トランスデューサステムの上に配置されるピストンと、ピストンとトランスデューサステムとの間に配置される１つまたは複数の音響減衰素子の第１の組と、ピストンの外部に配置される１つまたは複数の音響減衰素子の第２の組であって、トランスデューサシステムがフローセルに装着された場合に、ピストンとフローセルとの間に配置される音響減衰素子の第２の組と、トランスデューサステムの上に配置され、フローセルの内孔を係合するように構成されるナットと、ピストンとナットとの間に配置される減衰座金と、を含む。
これらの、および他の特徴は、添付の図面と合わせて以下の詳細な説明から、より容易に理解されるであろう。
本明細書に開示されるトランスデューサシステムを用いることができる例示的なフローセルの斜視図である。 図１のフローセルの平面図である。 トランスデューサシステムの例示的実施形態の断面図である。 図３のトランスデューサシステムの斜視分解図および斜視組立図である。 圧力露出を示すハッチングを付した図３のトランスデューサシステムの断面図である。 トランスデューサシステムの別の実施形態の断面図である。 図６のトランスデューサシステムの斜視分解図および斜視組立図である。 トランスデューサシステムのさらに別の実施形態の断面図である。 図８のトランスデューサシステムの斜視分解図および斜視組立図である。
図面は必ずしも一定の比率ではないことに注意されたい。図面は、本明細書に開示される発明の主題の典型的な態様だけを示すことを目的としており、したがって、本開示の範囲を限定するものとみなされてはならない。図面においては、図面間で類似する符号は類似する要素を示す。
本明細書に開示される構造、機能、製造、ならびにデバイス、システムおよび方法の使用の原理についての全体の知識を提供するために、特定の例示的実施形態をここで記載する。これらの実施形態の１つまたは複数の例を添付の図面に示す。当業者には理解されるように、本明細書に特に記載され、添付の図面に示されるデバイス、システムおよび方法は、非限定的な例示的実施形態であって、本発明の範囲は請求項のみによって画定される。１つの例示的実施形態に関連して示されまたは記載される特徴は、他の実施形態の特徴と組み合わせることができる。このような修正および変形は、本発明の範囲内に含まれることを意図している。
低減された音響雑音結合を有するトランスデューサシステムが本明細書に開示される。いくつかの実施形態では、トランスデューサシステムは、トランスデューサシステムの浮動部分がトランスデューサシステムの固定部分に接触するのを防止するための、または浮動部分がプロセス圧力または大気圧によって固定部分と接触する程度を低減するための圧力平衡機構を含む。いくつかの実施形態では、トランスデューサシステムは、トランスデューサシステムの様々な部品間の、または、トランスデューサシステムとトランスデューサシステムが装着されるフローセルとの間の音響雑音結合を低減するための、１つまたは複数の音響減衰素子、割込み溝、環状突起、または減衰座金を含む。
図１および図２は、本明細書に開示されるトランスデューサシステムを用いることができるフローセル１００の１つの例示的実施形態を示す。図示するように、フローセル１００は、媒体が流れるルーメン１０４を画定するパイプ１０２の長さを含む。フランジ１０６は、より大きいフローシステムでフローセルの取付けを容易にするために、フローセル１００の両方の端部に設けられる。また、フローセル１００は、本明細書に記載するタイプのトランスデューサシステムが取付けられる複数の内孔またはポート１０８を含む。ポート１０８は、フローセル１００を通る流路に対して様々な角度のいずれかに向けることができる。図示した実施形態では、４つのトランスデューサポート１０８が設けられ、各々はフローセル１００を通る流路に対して斜めの角度に向いている。トランスデューサポートの任意の数の対を組み込むことができることはいうまでもない。また、フローセル１００は、トランスデューサを制御して流れを計算するための回路が配置される電子回路マウント１１０および電子回路ハウジング１１２を含む。電気伝導体（図示せず）は、トランスデューサを電子回路ハウジング１１２の回路に接続する。
動作中には、媒体（例えば、ガス、液体、または多相）がルーメン１０４を流れ、ポート１０８に装着されたトランスデューサによる超音波の送信および受信に基づく飛行時間または他のアルゴリズムを用いて媒体の流量が測定される。
いうまでもなく、図示するフローセル１００は、単に例示的なものにすぎず、本明細書に開示されるトランスデューサシステムは、様々なフローセルのいずれかと共に用いることができ、またフローセルを含まない応用でも用いることができる。本明細書に開示されるトランスデューサシステムは、通過時間流量計、ドップラ流量計、相関流量計、透過反射流量計、濡れたもしくは濡れない配置、携帯型もしくは専用フローセル、および／または単一もしくは多重チャネルフローセルと共に用いることができる。本明細書に開示されるトランスデューサシステムを用いることができる応用は、水、廃水、プロセス流体、化学薬品、炭化水素、油、ガス、管理移送、上部または上流の多相などを含む。本明細書に開示されるトランスデューサを用いることができる例示的なフローセルは、ゼネラルエレクトリック社から入手可能なＰＡＮＡＦＬＯＷ、ＤＩＧＩＴＡＬＦＬＯＷ、およびＳＥＮＴＩＮＥＬ流量計を含む。
図３および図４は、「浮動」トランスデューサシステム２００の例示的実施形態を示す。既存のトランスデューサシステムでは、フローセルのルーメンのプロセス圧力は、トランスデューサシステムをプロセス流体から離れる方向に動かし、フローセルまたはトランスデューサシステムが装着されるトランスデューサ装着ハードウェアと接触させようとする。プロセス圧力が高くなるほど、トランスデューサシステムとフローセルとの間の音響結合はより大きくなり、短絡雑音もより大きくなる。
浮動トランスデューサシステム２００は、システムの固定部分に接触することを防止されるか、あるいは、少なくとも、そうしなければ加わる力よりも小さい力によって固定部分と接触する浮動部分を含み、このようにして、フローセルに対する音響結合を低減する。具体的には、浮動トランスデューサシステム２００は、プロセス圧力がシステムの浮動部分の「後部」の圧力平衡面に到達する経路を含む。この圧力平衡面の幾何学的形状は、プロセス圧力によって浮動部分の「前部」に加わる力がプロセス圧力によって浮動部分の「後部」に加わる力に実質的に等しくなるように選択される。分離ギャップが浮動トランスデューサシステム２００の浮動部分とシステムの固定部分との間に保持されるか、あるいは、少なくとも、浮動部分を固定部分に接触させようとする力が低減される。大気圧によって浮動部分に加わる力のバランスをとるために、類似の配置が設けられる。
プロセス圧力が増加または減少するにつれて、浮動部分の「前部」および「後部」に加わる力も同様に増加または減少する。そのようすると、浮動部分と固定部分との間の雑音結合は、プロセス圧力に関係なく、実質的に同じ状態を維持する。その結果、雑音振幅は同様に、プロセス圧力に関係なく、実質的に一定である。
図３および図４に示すように、浮動トランスデューサシステム２００は、トランスデューサヘッド２０４、トランスデューサステム２０６、およびトランスデューサコネクタ２０８を有するトランスデューサアセンブリ２０２を含む。また、浮動トランスデューサシステム２００は、シールプラグ２１２、ピストン２１４、および外部スリーブ２１６を有する圧力装着アセンブリ２１０を含む。また、クランプ２１８は、圧力装着アセンブリ２１０内にトランスデューサアセンブリ２０２を保持するのを助けるために含まれる。また、浮動トランスデューサシステム２００は、前記部品とシステムの他の部品との間の封止を提供するために、そして、さらに音響結合を低減するために、システムの様々な部品のそれぞれの溝に、１つまたは複数のＯリングまたはガスケット２２０、２２２、２２４、２２６を含む。
トランスデューサヘッド２０４は、印加電力に応答して超音波機械的波動を生成するように構成される、圧電性結晶またはセラミックなどの超音波トランスデューサを収容する。図示した実施形態では、トランスデューサヘッド２０４は中空の円柱容器であって、それに超音波トランスデューサが装着される。超音波圧電素子が一般的に本明細書に記載されているが、本明細書に開示されるトランスデューサシステムのいずれも、他のタイプのトランスデューサ（例えば、非超音波トランスデューサ、磁気歪トランスデューサ、容量性トランスデューサなど）を用いることができる。
トランスデューサステム２０６は、トランスデューサヘッド２０４が例えば溶接接続、圧入接続、またはねじ接続などの任意の好適な接続機構を用いて接続される第１の部分２２８を含む。また、トランスデューサステム２０６は、以下でさらに詳細に述べるように、第１のＯリング２２０がトランスデューサステムとシールプラグ２１２との間の封止を形成する封止面を画定する第１の段下がり部分２３０を含む。また、トランスデューサステム２０６は、ピストン２１４の対応する内側にねじ切りされた表面を係合するための、外側にねじ切りされた表面を画定する第２の段下がり部分２３２を含む。また、トランスデューサステム２０６は、第２の部分２３４を含み、それは外部スリーブ２１６を通って完全に延伸するために十分な長さである。第２の部分２３４は、トランスデューサコネクタ２０８の対応する外側にねじ切りされた表面を係合するための、内側にねじ切りされた表面を含む。トランスデューサステム２０６は、電気的リード線がトランスデューサヘッド２０４の超音波トランスデューサからトランスデューサコネクタ２０８まで延伸する中央ルーメンを画定する。
トランスデューサコネクタ２０８は、トランスデューサステム２０６の第２の端部を（例えば、上述したようにねじ接続または他の好適な接続機構を介して）実質的に閉じて、トランスデューサシステムをフローセルの電子回路ハウジングに電気的に接続するために、浮動トランスデューサシステム２００の内部電子回路（例えば、圧電素子および付随する導体）と外部導体との間の電気的接続を提供するように構成される。
ピストン２１４は、トランスデューサステムに対するピストンの縦方向位置が固定されるように、トランスデューサステム２０６に結合される。図示した実施形態では、ピストン２１４は、そこに形成される内孔を有し、トランスデューサステム２０６の第２の段下がり部分２３２をねじによる係合で受け取るように構成される第１の部分２３６を含む。また、第１の部分２３６は、少なくとも第２のＯリング２２２の一部を受け取るためにその外面に形成される溝を含む。第２のＯリング２２２は、ピストン２１４の第１の部分２３６とシールプラグ２１２との間の封止を形成するように構成される。また、ピストン２１４は、トランスデューサステム２０６の第２の部分２３４が受け取られる中央ルーメンを画定する第２の部分２３８を含む。第２の部分２３８の外面は、以下でさらに詳細に述べるように、第３のＯリング２２４がピストン２１４と外部スリーブ２１６との間の封止を形成する封止面を画定する。ピストン２１４の第２の部分２３８の直径は、第１の部分２３６の直径よりも小さく、そのようにして、第１および第２の部分の接合部に肩部が形成され、肩部はプロセス流体から離れる方向に面する圧力平衡面２４０を画定する。
シールプラグ２１２は、それに形成される内孔を有し、トランスデューサステム２０６の第１の段下がり部分２３０を受け取るように構成される第１の部分２４２を含む。また、第１の部分２４２は、第１のＯリング２２０の少なくとも一部を受け取るためにその内面に形成される溝を含み、そのようにして、第１のＯリングはトランスデューサステム２０６とシールプラグ２１２との間の封止を形成する。また、シールプラグ２１２は、ピストン２１４の第１の部分２３６が受け取られる内孔を画定する第２の部分２４４を含む。第２のＯリング２２２は、ピストン２１４の第１の部分２３６と内孔の内部との間の封止を形成する。第２の部分２４４の外面は、外部スリーブ２１６の第１の部分２４６に形成された対応する内側にねじ切りされた内孔を係合するように構成されるねじ切りされた表面を画定する。
また、外部スリーブ２１６は、ピストン２１４の第２の部分２３８が受け取られる中央ルーメンを画定する第２の部分２４８を含む。第３のＯリング２２４の少なくとも一部を受け取るために、その内面に溝が形成される。第３のＯリング２２４は、ピストン２１４の第２の部分２３８と外部スリーブ２１６との間の封止を形成するように構成される。また、外部スリーブ２１６は、第４のＯリング２２６の少なくとも一部を受け取るためにその外面に形成される溝を含む。第４のＯリング２２６は、外部スリーブ２１６と浮動トランスデューサシステム２００が装着されるフローセル（例えば、フローセルのトランスデューサポートの１つ）との間の封止を形成するように構成される。また、外部スリーブ２１６は、フローセルポートの対応するねじ切りされた部分を係合するための外側にねじ切りされた表面を含む。
クランプ２１８は、トランスデューサステム２０６の周囲に適合するように構成される第１および第２の半円柱形部分を含む。また、クランプ２１８は、クランプをトランスデューサステム２０６に係合するかまたはそれから分離するために、締めるかまたは弛めることができる１つまたは複数の調整ねじを含む。また、クランプ２１８は、クランプが係合される際にピストンがトランスデューサステム２０６に対して回転することを防止するために、ピストン２１４の縦に延伸するタブ部分２５２が受け取られる凹部２５０を含む。
浮動トランスデューサシステム２００が浮動部分（例えば、トランスデューサヘッド２０４、トランスデューサステム２０６、およびピストン２１４）および固定部分（例えば、シールプラグ２１２および外部スリーブ２１６）を含むことはいうまでもない。
図５に示すように、プロセス圧力は、浮動トランスデューサシステム２００の浮動部分のいくつかの表面に作用する。（プロセス圧力が作用する表面は、図５の凡例に注記したように、第１のタイプのハッチングを用いて示す。）特に、トランスデューサヘッド２０４のプロセス流体の方向に面する表面２５４に作用するプロセス圧力は、通常、浮動部分を固定部分に、さらに周囲のフローセルにしっかりと接触させようとする傾向があり、雑音が容易に伝搬する音響結合をもたらす。しかし、シールプラグ２１２と外部スリーブ２１６との間のねじ境界面がよく封止されないので、プロセス圧力はねじ境界面を通って広がり、プロセス流体から離れる方向に面する圧力平衡面２４０に作用する。圧力平衡面２４０は、ピストン２１４の第１の部分２３６がピストンの第２の部分２３８と結合する肩部または段下がり部分によって画定される。プロセス圧力は、第２および第３のＯリング２２２、２２４によって圧力平衡面２４０の近くで封じ込められる。第４のＯリング２２６は、プロセス圧力が外部スリーブ２１６の外面周辺に漏れるのを防止し、スリーブとフローセルとの間のさらなる音響雑音の減衰を提供する。
圧力平衡面２４０の幾何学的形状は、プロセス流体に向かうプロセス圧力によって加わる力と、プロセス流体から離れるプロセス圧力によって加わる力と、のバランスをとるように選択され、そのようにして、浮動トランスデューサシステム２００の浮動部分とシステムの固定部分との間のギャップ２５６を保持する、あるいは、少なくとも、浮動部分を固定部分に接触させようとする力を低減する。例えば、圧力平衡面２４０の表面積は、プロセス圧力を受ける浮動部分のプロセス流体に面する全表面の総表面積がプロセス圧力を受ける浮動部分のプロセス流体から離れて面する全表面の総表面積に実質的にまたは近似的に等しくなるように、選択することができる。実質的にまたは近似的に等しくすることによって、当業者によって容易に理解されるように、それぞれの表面積が製造公差、熱膨張、および熱収縮などに対して機能的に同等に従うほど、互いに十分に近いことを意味する。
また、図５に示すように、大気圧は浮動トランスデューサシステム２００の浮動部分のいくつかの表面に作用する。（大気圧が作用する表面は、図５の凡例に注記したように、第２のタイプのハッチングを用いて示す。）特に、トランスデューサステムの第１および第２の段下がり部分の間の移行部で画定される肩部２５８に作用する大気圧、トランスデューサステムの第２の段下がり部分と第２の部分との間の移行部で画定される肩部２６０、および、プロセス流体から離れる方向に面するピストン２１４の表面２６２は、通常、浮動部分をプロセス流体に向かう方向に動かし、周囲の固定部分にしっかりと接触させようとする傾向がある。しかし、トランスデューサステム２０６とピストン２１４との間のねじ境界面がよく封止されないので、大気圧はねじ境界面を通って広がり、プロセス流体に向かう方向に面する圧力平衡面２６４に作用する。圧力平衡面２６４は、ピストン２１４の末端の第１の端部によって画定される。大気圧は、第１および第２のＯリング２２０、２２２によって、圧力平衡面２６４の近くで封じ込められる。
圧力平衡面２６４の幾何学的形状は、プロセス流体に向かう大気圧によって加わる力と、プロセス流体から離れる大気圧によって加わる力と、のバランスをとるように選択され、そのようにして、浮動トランスデューサシステム２００の浮動部分と固定部分との間のギャップ２６６を保持する、あるいは、少なくとも、浮動部分を固定部分に接触させようとする力を低減する。例えば、圧力平衡面２６４の表面積は、大気圧を受ける浮動部分のプロセス流体に面する全表面の総表面積が大気圧を受ける浮動部分のプロセス流体から離れて面する全表面の総表面積に実質的にまたは近似的に等しくなるように、選択することができる。実質的にまたは近似的に等しくすることによって、当業者によって容易に理解されるように、それぞれの表面積が製造公差、熱膨張、および熱収縮などに対して機能的に同等に従うほど、互いに十分に近いことを意味する。
要するに、浮動トランスデューサシステム２００は、プロセス圧力および大気圧によって加わる力をバランスするか、または少なくとも部分的に相殺するようにそれぞれ構成される、プロセス流体に向かって面し、かつプロセス流体から離れて面する圧力平衡面２４０、２６４を含み、そのようにして、浮動部分と固定部分との間のギャップ２５６、２６６を保持する、あるいは、少なくとも、浮動部分を固定部分に接触させようとする力を低減する。これは、トランスデューサから周囲のフローセルへ、そして、最終的に受信トランスデューサへの雑音の伝搬を低減するのに効果的である。
図６および図７は、「固定」トランスデューサシステム３００の例示的実施形態を示す。既存のトランスデューサシステムでは、トランスデューサシステムの重要な部分はフローセルのトランスデューサ内孔と直接金属同士で接触するが、それは望ましくないことに、強い音響雑音結合をもたらす。固定トランスデューサシステム３００は、一方では、トランスデューサシステムとフローセルとの間の雑音結合を制限するように構成される１つまたは複数の音響減衰素子を含む。また、固定トランスデューサシステム３００は、超音波がトランスデューサの後部または側部を通って伝搬する断面積を制限するために、１つまたは複数の割込み溝またはチャネルを含む。また、固定トランスデューサシステム３００は、トランスデューサシステムとフローセルとの間のスタンドオフとして作用するように構成される環状突起を含む。突起の長さはトランスデューサシステムの全長より著しく短く、そのようにすることで、突起とフローセルとの間の接触面積はフローセル内孔の全表面積より著しく小さくなる。
図６および図７に示すように、固定トランスデューサシステム３００は、トランスデューサヘッド３０４、トランスデューサステム３０６、およびトランスデューサコネクタ３０８を有するトランスデューサアセンブリを含む。また、固定トランスデューサシステム３００は、音響雑音結合を低減するための１つまたは複数の音響減衰素子３１０、３１２、減衰座金３１４、および保持ナット３１６を含む。
トランスデューサヘッド３０４は、印加電圧に応答して超音波機械的波動を生成するように構成される、圧電性結晶またはセラミックなどの超音波トランスデューサを収容する。図示した実施形態では、トランスデューサヘッド３０４は中空の円柱容器であって、それに超音波トランスデューサが装着される。超音波圧電素子が一般的に本明細書に記載されているが、本明細書に開示されるトランスデューサシステムのいずれも、他のタイプのトランスデューサ（例えば、非超音波トランスデューサ、磁気歪トランスデューサ、容量性トランスデューサなど）を用いることができる。
トランスデューサステム３０６は、トランスデューサヘッド３０４が例えば溶接接続、圧入接続、またはねじ接続などの任意の好適な接続機構を用いて接続される第１の部分３１８を含む。また、第１の部分３１８は、そこに形成されて、それぞれの音響減衰素子（例えばＯリング）３１０、３１２が配置される第１および第２の溝またはチャネルを含む。組み立ての際に、Ｏリング３１０、３１２はトランスデューサステム３０６と周囲のフローセル内孔との間に配置され、トランスデューサステムを金属同士の接触から分離して音響雑音結合を低減する。２つより少ないＯリング（例えば１つのＯリング）を用いてもよいが、２つ以上のＯリングの使用は、トランスデューサステム３０６がフローセル内孔内で揺動するのを防止するためのさらなるサポートをトランスデューサステム３０６に都合よく提供する。Ｏリングチャネルはトランスデューサステム３０６の第１の部分３１８にあるとして図示し説明しているが、第１の部分に形成される付加的なＯリングチャネルの有無にかかわらず、１つまたは複数のＯリングチャネルがトランスデューサステムの第２の部分３２０に形成されてもよいことはいうまでもない。
また、トランスデューサステム３０６は、環状割込み溝またはチャネル３２２を含む。環状割込み溝３２２はトランスデューサステム３０６の縦方向部分に沿った断面積を減らし、音響雑音がトランスデューサステムの剛構造を通して伝搬する面積を減らす。音響雑音はチャネル３２２によって提供される空気ギャップを通して容易に結合されないので、このような配置では、チャネルがなく、トランスデューサステム３０６が単に固体の完全な壁であるものよりも、雑音結合がより小さくなる。さらに、様々な金属厚さによって、それを伝搬することから音響エネルギーを拒絶する傾向がある音響伝達特性（例えば、音速、音響インピーダンスなど）の変動が生じる。
環状割込み溝３２２は、トランスデューサステム３０６の壁の様々な深さ（例えば、少なくとも約１０％、少なくとも約２５％、少なくとも約５０％、少なくとも約７５％、および／または少なくとも約９０％）のいずれかにまで入り込むことができる。いくつかの実施形態では、環状割込み溝３２２は、意図する応用（例えば、プロセス圧力、フローセルルーメン直径など）に与えられるトランスデューサステム３０６の構造的完全性を保持したままで、可能な最大の程度まで入り込む。本明細書では単一の環状割込み溝３２２を図示し説明しているが、２以上の割込み溝を含んでもよいことはいうまでもない。
また、トランスデューサステム３０６は、フローセル内孔とトランスデューサステム３０６の残りの部分との間のスタンドオフとして作用するように構成される、環状突起または増加した円周の領域３２４を含む。環状突起３２４は、連続したリング形状の突起であってもよいし、または、トランスデューサステム３０６の円周の周りに間隔を置いて設けられる複数の個別のスタンドオフ部であってもよい。環状突起３２４の長さは、トランスデューサステム３０６の全長より著しく短くなるように（例えば、約５０％より短く、約２０％より短く、約１０％より短く、および／または、約５％より短く）選択される。環状突起３２４の長さをトランスデューサステム３０６の長さに対して比較的短くすることによって、突起が省略され、ステムの外面の大部分がフローセル内孔と直接接触する変形例と比較して、トランスデューサステムとフローセルポートとの間の接触面積は著しく減少する。接触面積をより少なくすることで、固定トランスデューサシステム３００とフローセルとの間に発生する音響雑音結合がより少なくなる。
また、トランスデューサステム３０６は、トランスデューサコネクタ３０８の外側に形成される対応するねじと嵌合するように構成される、内側にねじ切りされた内孔を含む。トランスデューサステム３０６は、電気的リード線がトランスデューサヘッド３０４の超音波トランスデューサからトランスデューサコネクタ３０８まで延伸する中央ルーメンを画定する。
トランスデューサコネクタ３０８は、トランスデューサステム３０６の第２の端部を（例えば、上述したようにねじ接続を介して）実質的に閉じて、固定トランスデューサシステム３００をフローセルの電子回路ハウジングに電気的に接続するために、固定トランスデューサシステム３００の内部電子回路（例えば、圧電素子および付随する導体）と外部導体との間の電気的接続を提供するように構成される。
また、固定トランスデューサシステム３００は、トランスデューサステムに接触せずにトランスデューサステム３０６の上に配置される保持ナット３１６を含む。保持ナット３１６は、フローセルポートの対応するねじ切りされた表面を係合するように構成される外側にねじ切りされた表面を含み、固定トランスデューサシステム３００がプロセス流体から離れる方向にフローセルポートから動くのを防止するように構成される。減衰座金３１４は、トランスデューサステム３０６の上に配置され、環状突起３２４と保持ナット３１６との間に位置する。後述するように、減衰座金３１４は、音響減衰材料で形成され、トランスデューサステム３０６と保持ナット３１６との間の、最終的にはフローセルと受信トランスデューサとの間の音響雑音結合を低減する。
動作中に、フローセルの流路のプロセス圧力は、さもなければ、固定トランスデューサシステム３００をプロセス流体から離れる方向に動かし、保持ナット３１６に、そしてさらに周囲のフローセルにしっかりと接触させようとし、望ましくないことに、フローセルに音響雑音を結合させる。しかし、減衰座金３１４がトランスデューサステム３０６と保持ナット３１６との間に配置され、音響遮断を形成し、雑音がステムからナットおよびフローセルに結合する程度を低減する。
図８および図９は、「浮動スリーブ」トランスデューサシステム４００の例示的実施形態を示す。浮動スリーブトランスデューサシステム４００は、トランスデューサステムの周囲に配置されるピストンスリーブ、ならびに、ステムとスリーブとの間の、およびスリーブとフローセルとの間の音響結合を減衰させるように構成されるＯリングを含む。加えて、音響減衰座金または他の要素が、プロセス圧力の方向にスリーブとナットとの間に配置される。
図示するように、浮動スリーブトランスデューサシステム４００は、トランスデューサヘッド４０４、トランスデューサステム４０６、およびトランスデューサコネクタ４０８を有するトランスデューサアセンブリを含む。また、浮動スリーブトランスデューサシステム４００は、ピストン４１２、減衰座金４１４、および保持ナット４１６を有するスリーブアセンブリを含む。また、クランプ４１８および保持リング４２０が、スリーブアセンブリ内にトランスデューサアセンブリを保持するのを助けるために含まれる。また、浮動スリーブトランスデューサシステム４００は、システムの様々な部品の間を封止し、さらに音響雑音結合を低減するための１つまたは複数のＯリングまたはガスケット４２２、４２４、４２６、４２８を含む。
トランスデューサヘッド４０４は、印加電圧に応答して超音波機械的波動を生成するように構成される、圧電性結晶またはセラミックなどの超音波トランスデューサを収容する。図示した実施形態では、トランスデューサヘッド４０４は中空の円柱容器であって、それに超音波トランスデューサが装着される。超音波圧電素子が一般的に本明細書に記載されているが、本明細書に開示されるトランスデューサシステムのいずれも、他のタイプのトランスデューサ（例えば、非超音波トランスデューサ、磁気歪トランスデューサ、容量性トランスデューサなど）を用いることができる。
トランスデューサステム４０６は、トランスデューサヘッド４０４が例えば溶接接続、圧入接続、またはねじ接続などの任意の好適な接続機構を用いて接続される第１の部分４３０を含む。また、トランスデューサステム４０６は、以下でさらに詳細に述べるように、第１および第２のＯリング４２２、４２４がトランスデューサステムとピストン４１２との間の封止を形成する封止面を画定する、段下がりした第２の部分４３２を含む。第２の部分４３２は、スリーブアセンブリを通って完全に延伸するように十分な長さである。第２の部分４３２は、トランスデューサコネクタ４０８の対応する外側にねじ切りされた表面を係合するための、内側にねじ切りされた表面を含む。トランスデューサステム４０６は、電気的リード線がトランスデューサヘッド４０４の超音波トランスデューサからトランスデューサコネクタ４０８まで延伸する中央ルーメンを画定する。
トランスデューサコネクタ４０８は、トランスデューサステム４０６の第２の端部を（例えば、上述したようにねじ接続を介して）実質的に閉じて、トランスデューサシステムをフローセルの電子回路ハウジングに電気的に接続するために、浮動スリーブトランスデューサシステム４００の内部電子回路（例えば、圧電素子および付随する導体）と外部導体との間の電気的接続を提供するように構成される。
ピストン４１２は、トランスデューサステム４０６の第２の部分４３２がピストンの中央ルーメンを通って延伸するように、トランスデューサステム４０６の上に配置される筒状部材である。例えば第１および第２のＯリング４２２、４２４などの第１および第２の音響減衰素子は、ピストンの内面および／またはトランスデューサステム４０６の外面に形成される溝またはチャネルに配置されて、ピストンとトランスデューサステムとの間の封止を形成し、前記部品の間の音響雑音結合を低減する。また、ピストン４１２は、その外面に形成される溝またはチャネルを含み、そこには、ピストンとフローセルとの間の封止を形成し、前記部品の間の音響雑音結合を低減するために、例えば第３および第４のＯリング４２６、４２８などの音響減衰素子が配置される。ピストン４１２とトランスデューサステム４０６との間に２つの音響減衰素子４２２、４２４を示しているが、２より多くの、または２より少ない減衰素子を含んでもよいことはいうまでもない。さらに、ピストン４１２とフローセルとの間に２つの音響減衰素子４２６、４２８を示しているが、２より多くの、または２より少ない減衰素子を含んでもよいことはいうまでもない。
また、浮動スリーブトランスデューサシステム４００は、トランスデューサステム４０６に接触せずにトランスデューサステム４０６の上に配置される保持ナット４１６を含む。保持ナット４１６は、フローセルポートの対応するねじ切りされた表面を係合するように構成される外側にねじ切りされた表面を含み、浮動スリーブトランスデューサシステム４００がプロセス流体から離れる方向にフローセルポートから動くのを防止するように構成される。減衰座金４１４は、トランスデューサステム４０６の上に配置され、ピストン４１２と保持ナット４１６との間に位置する。後述するように、減衰座金４１４は、音響減衰材料で形成され、ピストン４１２と保持ナット４１６との間の、最終的にはフローセルと受信トランスデューサとの間の音響雑音結合を低減する。
動作中に、フローセルの流路のプロセス圧力は、さもなければ、浮動スリーブトランスデューサシステム４００をプロセス流体から離れる方向に動かし、保持ナット４１６に、そしてさらに周囲のフローセルにしっかりと接触させようとし、望ましくないことに、フローセルに音響雑音を結合させる。しかし、減衰座金４１４がピストン４１２と保持ナット４１６との間に配置され、音響遮断を形成し、雑音がピストンからナットおよびフローセルに結合する程度を低減する。
クランプ４１８は、トランスデューサステム４０６の周囲に適合するように構成される第１および第２の半円柱形部分を含み、ピストン４１２がステムに対してプロセス流体から離れる方向に動くのを防止するように構成される。また、クランプ４１８は、クランプをトランスデューサステム４０６に係合するかまたはそれから分離するために、締めるかまたは弛めることができる１つまたは複数の調整ねじを含む。保持リング４２０は、トランスデューサステム４０６の周囲に適合して、トランスデューサステムの外側に形成される溝を係合するように構成されるばねクリップである。このようにして、保持リング４２０は、ピストン４１２がトランスデューサステム４０６に対してプロセス流体に向かう方向に動くのを防止する。
動作中に、第１および第２のＯリング４２２、４２４は、トランスデューサステム４０６からピストン４１２に結合する音響雑音の量を低減する。ピストン４１２に結合するいかなる雑音の伝達も、第３および第４のＯリング４２６、４２８によって、フローセルに結合することを妨げられる。さらにまた、プロセス圧力がプロセス流体から離れる方向に浮動スリーブトランスデューサシステム４００を動かす傾向があるので、減衰座金４１４は音響雑音がピストン４１２から保持ナット４１６に、そして最終的に周囲のフローセルに伝搬することを減衰させる。
本明細書に開示したトランスデューサシステムの部品は、例えばステンレススチール、チタン、アルミニウム、鉄および／またはそれらの組み合わせなどの金属を含むが、これらに限定されない、様々な材料のいずれかから形成することができる。本明細書に開示した音響減衰素子および減衰座金は、黒鉛、弾性材（例えばネオプレン）、フッ素弾性材、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）および／またはそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない、音響減衰材料で形成することができる。
任意の特定の実施形態に関して本明細書に開示した特徴は、他の任意の実施形態と組み合わされてもよく、あるいはそれに組み込まれてもよい。
本明細書に開示したトランスデューサシステムは、いくつかの利点および／または技術的な効果をもたらす。例えば、いくつかの実施形態では、トランスデューサとフローセルと間の音響雑音結合を低減し、流量計のＳＮＲを改善し、より正確な流量測定を提供する。
本明細書に開示したトランスデューサシステムは流量計の状況で一般的に記載しているが、それらが様々な他の状況で応用されることはいうまでもない。例えば、本明細書に開示したトランスデューサシステムは、トランスデューサとトランスデューサが装着される部品との間の音響雑音結合を低減することが望ましい任意のシステムで用いることができる。このようなシステムは、超音波撮像システム、超音波欠陥検出システム、超音波洗浄器、超音波ミキサー、超音波センサー、超音波溶接システムなどを含む。
この明細書は、本発明を開示するために実施例を用いており、最良の形態を含んでいる。また、いかなる当業者も本発明を実施することができるように実施例を用いており、任意のデバイスまたはシステムを製作し使用し、任意の組み込まれた方法を実行することを含んでいる。本発明の特許され得る範囲は、請求項によって定義され、当業者が想到する他の実施例を含むことができる。このような他の実施例が請求項の文字通りの言葉と異ならない構造要素を有する場合、または、それらが請求項の文字通りの言葉と実質的な差異がなく等価な構造要素を含む場合には、このような他の実施例は特許請求の範囲内であることを意図している。
１００ フローセル
１０２ パイプ
１０４ ルーメン
１０６ フランジ
１０８ ポート
１１０ 電子回路マウント
１１２ 電子回路ハウジング
２００ 浮動トランスデューサシステム
２０２ トランスデューサアセンブリ
２０４ トランスデューサヘッド
２０６ トランスデューサステム
２０８ トランスデューサコネクタ
２１０ 圧力装着アセンブリ
２１２ シールプラグ
２１４ ピストン
２１６ 外部スリーブ
２１８ クランプ
２２０ 第１のＯリング、ガスケット
２２２ 第２のＯリング、ガスケット
２２４ 第３のＯリング、ガスケット
２２６ 第４のＯリング、ガスケット
２２８ 第１の部分（トランスデューサステム２０６の）
２３０ 第１の段下がり部分
２３２ 第２の段下がり部分
２３４ 第２の部分（トランスデューサステム２０６の）
２３６ 第１の部分（ピストン２１４の）
２３８ 第２の部分（ピストン２１４の）
２４０ 圧力平衡面
２４２ 第１の部分（シールプラグ２１２の）
２４４ 第２の部分（シールプラグ２１２の）
２４６ 第１の部分（外部スリーブ２１６の）
２４８ 第２の部分（外部スリーブ２１６の）
２５０ 凹部
２５２ 縦に延伸するタブ部分
２５４ 表面（トランスデューサヘッド２０４の）
２５６ ギャップ
２５８ 肩部
２６０ 肩部
２６２ 表面（ピストン２１４の）
２６４ 圧力平衡面
２６６ ギャップ
３００ 固定トランスデューサシステム
３０４ トランスデューサヘッド
３０６ トランスデューサステム
３０８ トランスデューサコネクタ
３１０ Ｏリング、音響減衰素子
３１２ Ｏリング、音響減衰素子
３１４ 減衰座金
３１６ 保持ナット
３１８ 第１の部分（トランスデューサステム３０６の）
３２０ 第２の部分（トランスデューサステム３０６の）
３２２ チャネル、環状割込み溝
３２４ 環状突起、増加した円周の領域
４００ 浮動スリーブトランスデューサシステム
４０４ トランスデューサヘッド
４０６ トランスデューサステム
４０８ トランスデューサコネクタ
４１２ ピストン
４１４ 減衰座金
４１６ 保持ナット
４１８ クランプ
４２０ 保持リング
４２２ 第１のＯリング、音響減衰素子、ガスケット
４２４ 第２のＯリング、音響減衰素子、ガスケット
４２６ 第３のＯリング、音響減衰素子、ガスケット
４２８ 第４のＯリング、音響減衰素子、ガスケット
４３０ 第１の部分（トランスデューサステム４０６の）
４３２ 第２の部分（トランスデューサステム４０６の）

Claims (22)

  1. 超音波トランスデューサが配置されるトランスデューサヘッド（２０４、３０４、４０４）と、
    前記トランスデューサヘッド（２０４、３０４、４０４）から延伸するトランスデューサステム（２０６、３０６、４０６）と、
    トランスデューサシステム（２００、３００、４００）が筐体に装着された場合に、前記トランスデューサシステム（２００、３００、４００）と前記筐体との間の音響結合を低減するように構成される減結合機構と、を含むトランスデューサシステム。
  2. 前記減結合機構は、圧力平衡面（２４０、２６４）、環状割込み溝（３２２）、スタンドオフ、音響減衰素子（３１０、３１２）、前記トランスデューサステム（２０６、３０６、４０６）の上に配置されたピストンスリーブ（２１６）、および音響減衰座金（３１４、４１４）のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のシステム。
  3. 超音波トランスデューサが配置され、前記トランスデューサシステム（２０６、３０６、４０６）がフローセル（１００）に装着された場合に、プロセス圧力を受けるように構成される第１の表面（２５４）を有するトランスデューサヘッド（２０４）と、
    前記トランスデューサヘッド（２０４）に連結され、そこから延伸するトランスデューサステム（２０６）と、
    前記トランスデューサステム（２０６）の少なくとも一部が配置される圧力装着アセンブリ（２１０）と、を含み、前記圧力装着アセンブリ（２１０）は、前記トランスデューサシステム（２００）がフローセル（１００）に装着された場合に、プロセス圧力を受けるように構成される第１の圧力平衡面（２４０）を有し、
    前記第１の圧力平衡面（２４０）に作用するプロセス圧力が前記第１の表面に作用するプロセス圧力を相殺するように、前記第１の表面および前記第１の圧力平衡面（２４０）は反対方向に面するトランスデューサシステム。
  4. 前記トランスデューサシステム（２００）がフローセル（１００）に装着された場合に、前記フローセル（１００）のプロセス流体の方向に面してプロセス圧力を受ける前記トランスデューサシステム（２００）の全表面の表面積が、前記プロセス流体から離れる方向に面してプロセス圧力を受ける前記トランスデューサシステム（２００）の全表面の表面積に等しくなるように、前記第１の圧力平衡面（２４０）のサイズが設定される、請求項３に記載のシステム。
  5. 前記圧力装着アセンブリ（２１０）は、第１の部分（２３６）および第２の部分（２３８）を有するピストン（２１４）を含み、前記ピストン（２１４）の前記第１の部分（２３６）は、前記第１の部分（２３６）に形成されて前記トランスデューサステム（２０６）のねじ切りされた部分を受け取るねじ切りされた内孔を有し、
    前記ピストン（２１４）の前記第１の部分（２３６）は、前記第１の圧力平衡面（２４０）を画定する肩部（２６０）において前記ピストン（２１４）の前記第２の部分（２３８）と結合する、請求項３に記載のシステム。
  6. 前記圧力装着アセンブリ（２１０）は、前記トランスデューサシステム（２００）がフローセル（１００）に装着された場合に、大気圧を受けるように構成される第２の圧力平衡面（２６４）を有し、
    前記トランスデューサシステム（２００）がフローセル（１００）に装着された場合に、前記フローセル（１００）のプロセス流体の方向に面して大気圧を受ける前記トランスデューサシステム（２００）の全表面の表面積が、前記プロセス流体から離れる方向に面して大気圧を受ける前記トランスデューサシステム（２００）の全表面の表面積に近似的に等しくなるように、前記第２の圧力平衡面（２６４）のサイズが設定される、請求項３に記載のシステム。
  7. 前記圧力装着アセンブリ（２１０）は、第１の部分（２３６）および第２の部分（２３８）を有するピストン（２１４）を含み、前記ピストンの前記第１の部分（２３６）は、前記トランスデューサステム（２０６）のねじ切りされた部分を受け取るねじ切りされた内孔を有し、
    前記プロセス流体の方向に面する前記ピストンの端面は、前記第２の圧力平衡面（２６４）を画定する、請求項６に記載のシステム。
  8. 前記第２の圧力平衡面（２６４）は、前記トランスデューサステム（２０６）と前記ピストン（２１４）の前記第１の部分（２３６）に形成される前記内孔との間のねじ境界面を通して大気圧を受ける、請求項７に記載のシステム。
  9. 前記圧力装着アセンブリ（２１０）は、
    第１の部分（２３６）および第２の部分（２３８）を有するピストン（２１４）であって、前記ピストン（２１４）の前記第１の部分（２３６）は、前記第１の部分（２３６）に形成されて前記トランスデューサステム（２０６）のねじ切りされた部分を受け取るねじ切りされた内孔を有するピストンと、
    第１の部分（２４２）および第２の部分（２４４）を有するシールプラグ（２１２）であって、前記シールプラグ（２１２）の前記第２の部分（２４４）は、前記第２の部分（２４４）に形成されて前記ピストン（２１４）の前記第１の部分（２３６）を受け取る内孔を有するシールプラグと、
    第１の部分（２４６）および第２の部分（２４８）を有するスリーブ（２１６）と、を含み、前記スリーブ（２１６）の前記第１の部分（２４６）は、前記第１の部分（２４６）に形成されて前記シールプラグ（２１６）の前記第２の部分（２４８）を受け取る内孔を有する、請求項３に記載のシステム。
  10. 前記トランスデューサステム（２０６）と前記シールプラグ（２１６）の前記第１の部分（２４２）との間の封止を形成するように構成される第１のＯリング（２２０）と、
    前記ピストン（２１４）の前記第１の部分（２３６）と前記シールプラグ（２１６）の前記第２の部分（２４４）との間の封止を形成するように構成される第２のＯリング（２２２）と、
    前記ピストン（２１４）の前記第２の部分（２３８）と前記スリーブ（２１６）の内面との間の封止を形成するように構成される第３のＯリング（２２４）と、
    前記トランスデューサシステム（２００）がフローセル（１００）に装着された場合に、前記スリーブ（２１６）と前記フローセル（１００）との間の封止を形成するように構成される第４のＯリング（２２６）と、を含む、請求項９に記載のシステム。
  11. 前記第１の圧力平衡面（２４０）は、前記シールプラグ（２１６）の前記第２の部分（２４４）と前記スリーブ（２１６）の前記第１の部分（２４６）に形成される前記内孔との間のねじ境界面を通してプロセス圧力を受ける、請求項９に記載のシステム。
  12. 前記トランスデューサシステム（２００）がフローセル（１００）に装着された場合に、前記ピストン（２１４）、前記トランスデューサヘッド（２０４）、または前記トランスデューサステム（２０６）の、前記フローセル（１００）のプロセス流体の方向に面する、または前記フローセル（１００）のプロセス流体から離れる方向に面する表面は、前記シールプラグ（２１２）、前記スリーブ（２１６）、または前記フローセル（１００）と接触しない、請求項９に記載のシステム。
  13. 超音波トランスデューサが配置されるトランスデューサヘッド（３０４）と、
    前記トランスデューサヘッド（３０４）から延伸するトランスデューサステム（３０６）と、
    前記トランスデューサステム（３０６）の外部に配置される少なくとも１つの音響減衰素子（３１０、３１２）であって、トランスデューサシステム（３００）がフローセル（１００）に装着された場合に、前記トランスデューサステム（３０６）とフローセル（１００）との間に配置される少なくとも１つの音響減衰素子と、
    前記トランスデューサステム（３０６）に形成される環状割込み溝（３２２）であって、縮小した断面積を有する前記トランスデューサステム（３０６）の縦方向部分を画定する環状割込み溝と、を含むトランスデューサシステム（３００）。
  14. 前記トランスデューサステム（３０６）は、環状突起（３２４）を含み、前記トランスデューサシステム（３００）は、フローセル（１００）に装着された場合に、前記環状突起（３２４）以外の前記トランスデューサステム（３０６）の部分は前記フローセル（１００）と接触しない、請求項１３に記載のシステム。
  15. 前記環状突起（３２４）は、前記トランスデューサステム（３０６）の長さの約２０パーセントより短い長さを有する、請求項１４に記載のシステム。
  16. 前記少なくとも１つの音響減衰素子は、前記トランスデューサステム（３０６）の前記長さに沿って互いに間隔を置いて配置される第１および第２のＯリング（３１０、３１２）を含む、請求項１３に記載のシステム。
  17. 前記割込み溝（３２２）は、前記トランスデューサステム（３０６）の側壁の厚さの少なくとも約５０パーセントである深さを有する、請求項１３に記載のシステム。
  18. 前記トランスデューサステム（３０６）の上に配置され、前記トランスデューサステム（３０６）が前記フローセル（１００）に対して前記フローセルのプロセス流体から離れる方向に動くことを防止するために、フローセル（１００）の内孔を係合するように構成されるナット（３１６）と、
    前記トランスデューサステム（３０６）と前記ナット（３１６）との間に配置される減衰座金（３１４）と、を含む、請求項１３に記載のシステム。
  19. 超音波トランスデューサが配置されるトランスデューサヘッド（４０４）と、
    前記トランスデューサヘッド（４０４）から延伸するトランスデューサステム（４０６）と、
    前記トランスデューサステムの上に配置されるピストン（４１２）と、
    前記ピストン（４１２）と前記トランスデューサステム（４０６）との間に配置される１つまたは複数の音響減衰素子の第１の組と、
    前記ピストン（４１２）の外部に配置される１つまたは複数の音響減衰素子の第２の組であって、トランスデューサシステム（４０６）がフローセル（１００）に装着された場合に、前記ピストン（４１２）とフローセル（１００）との間に配置される音響減衰素子の第２の組と、
    前記トランスデューサステム（４０６）の上に配置され、フローセル（１００）の内孔を係合するように構成されるナット（４１６）と、
    前記ピストン（４１２）と前記ナット（４１６）との間に配置される減衰座金（４１４）と、を含むトランスデューサシステム（４００）。
  20. 前記減衰座金（４１４）は、前記トランスデューサシステム（４００）がフローセル（１００）に装着された場合にプロセス流体から離れる方向に面する前記ピストン（４１２）の表面と、前記トランスデューサシステム（４００）がフローセル（１００）に装着された場合にプロセス流体の方向に面する前記ナット（４１６）の表面と、の間の音響雑音結合を低減するように構成される、請求項１９に記載のシステム。
  21. 前記トランスデューサシステム（４００）がフローセル（１００）に装着された場合に、前記トランスデューサヘッド（４０４）または前記トランスデューサステム（４０６）のいずれの部分も前記減衰座金（４１４）、前記ナット（４１６）、または前記フローセル（１００）に接触しない、請求項１９に記載のシステム。
  22. 音響減衰素子の前記第１の組は、前記トランスデューサステム（４０６）の長さに沿って互いに間隔を置いて配置される第１および第２のＯリング（４２２、４２４）を含み、
    音響減衰素子の前記第２の組は、前記ピストン（４１２）の長さに沿って互いに間隔を置いて配置される第３および第４のＯリング（４２６、４２８）を含む、請求項１９に記載のシステム。
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