JP2015145827A - Measurement flow passage unit - Google Patents

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高橋 裕
Yutaka Takahashi
裕 高橋
敏文 田光
Toshifumi Tamitsu
敏文 田光
磯部 公克
Kimikatsu Isobe
公克 磯部
路昭 山浦
Michiaki Yamaura
路昭 山浦
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a measurement flow passage unit capable of suppressing reduction in detection accuracy.SOLUTION: A measurement flow passage unit 2, constituted of a cylindrical body forming a measurement flow passage in which a gas flow velocity is measured by an ultrasonic flow velocity sensor 22, comprises: a multilayer unit 20 having a unit opening 20b passing through the inside and the outside of the cylindrical body; and a mesh plate 21 that is attached to the multilayer unit 20 so as to cover the unit opening 20b. The mesh plate 21 comprises: a plate body 21a having a plate opening 21a1; a mesh that is attached to the plate body 21a so as to cover the plate opening 21a1; and a sensor attaching part 21b which is integrated with the plate body 21a and to which the ultrasonic flow velocity sensor 22 is attached so as to face the plate opening 21a1.

Description

本発明は、ガスメータの内部に形成されるガス流路に収容される計測流路ユニットに関する。   The present invention relates to a measurement channel unit housed in a gas channel formed inside a gas meter.

従来より、超音波式流速センサを使用して、ガスの流速を超音波で計測するガスメータが知られている。このガスメータは、金属筺体である所定の形状の本体ユニットを有し、本体ユニットには、ガス供給源に接続されるガス流入口と、燃焼器等に接続されるガス流出口とが設けられるとともに、その内部にはガス流入口からガス流出口へと至る一連のガス流路が形成されている。この一連のガス流路には、超音波式流速センサによるガス流速の計測を行う計測流路を形成する筒状の流路形成部が配置されている。そして、この流路形成部の側面に超音波式流速センサを配置することにより、当該超音波式流速センサを通じて流路形成部内を流れるガスの流速が計測される。   2. Description of the Related Art Conventionally, a gas meter that uses an ultrasonic flow rate sensor to measure the flow rate of gas with ultrasonic waves is known. This gas meter has a main body unit having a predetermined shape which is a metal housing, and the main body unit is provided with a gas inlet connected to a gas supply source and a gas outlet connected to a combustor or the like. In the interior, a series of gas flow paths from the gas inlet to the gas outlet are formed. In this series of gas flow paths, a cylindrical flow path forming portion that forms a measurement flow path for measuring a gas flow rate by an ultrasonic flow rate sensor is disposed. Then, by arranging an ultrasonic flow rate sensor on the side surface of the flow path forming part, the flow rate of the gas flowing in the flow path forming part is measured through the ultrasonic flow rate sensor.

例えば特許文献1には、超音波式流速センサを用いたガスメータが開示されている。このガスメータは、流路形成部の壁面に超音波式流速センサを取り付けた構造を有している。   For example, Patent Document 1 discloses a gas meter using an ultrasonic flow rate sensor. This gas meter has a structure in which an ultrasonic flow velocity sensor is attached to the wall surface of the flow path forming portion.

また、例えば特許文献2には、ガスメータの内部に形成されるガス流路に収容される計測流路ユニットが開示されている。この計測流路ユニットは、ガス流路に収容され、超音波式流速センサ用の計測流路を形成する四角筒状の流路形成部を有し、流路形成部の側面の一部には、計測流路と連通する開口が形成され、開口の全体を塞ぐようにメッシュホルダが配設されている。このメッシュホルダは、その一部に形成されたホルダ開口部にメッシュが固定されており、2つの超音波式流速センサは、2つのメッシュホルダのホルダ開口部を通して、超音波の授受を行う。また、メッシュは、超音波式流速センサとホルダ開口部との間にできる空間に生じる渦を防止するために設けられている。   Further, for example, Patent Literature 2 discloses a measurement flow path unit that is accommodated in a gas flow path formed inside a gas meter. The measurement channel unit is housed in a gas channel and has a square cylindrical channel forming part that forms a measurement channel for an ultrasonic flow rate sensor. An opening communicating with the measurement channel is formed, and a mesh holder is disposed so as to close the entire opening. The mesh holder has a mesh fixed to a holder opening formed in a part of the mesh holder, and the two ultrasonic flow rate sensors transmit and receive ultrasonic waves through the holder openings of the two mesh holders. The mesh is provided in order to prevent vortices generated in a space formed between the ultrasonic flow rate sensor and the holder opening.

特開2013−186032号公報JP 2013-186032 A 特開2005−283565号公報JP 2005-283565 A

ところで、特許文献1に開示された手法によれば、超音波式流速センサと流路形成部との間にできる空間に渦が発生する恐れがあり、流速計測の精度が低下する恐れがある。   By the way, according to the method disclosed in Patent Document 1, vortex may be generated in a space formed between the ultrasonic flow rate sensor and the flow path forming unit, and the accuracy of flow rate measurement may be reduced.

また、特許文献2に開示された手法によれば、超音波式流速センサはメッシュホルダの外方に配置されるため、流路形成部と超音波式流速センサとの間に位置的なずれが生じた場合には、組み付け誤差により計測精度が低下するという問題がある。   Further, according to the technique disclosed in Patent Document 2, since the ultrasonic flow rate sensor is disposed outside the mesh holder, there is a positional deviation between the flow path forming unit and the ultrasonic flow rate sensor. If it occurs, there is a problem that the measurement accuracy is lowered due to an assembly error.

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、検出精度の低下を抑制することができる計測流路ユニットを提供することである。   This invention is made | formed in view of this situation, The objective is to provide the measurement flow path unit which can suppress the fall of detection accuracy.

かかる課題を解決するために、本発明は、ガスメータの内部に形成されるガス流路に収容される計測流路ユニットを提供する。この計測流路ユニットは、超音波式流速センサによるガス流速の計測を行う計測流路を形成する筒状体で構成され、当該筒状体の内外を貫通する第1開口を備える流路形成部と、第1開口を覆うように流路形成部に取り付けられるメッシュプレートと、を有している。この場合、メッシュプレートは、第2開口を備えるプレート本体と、第2開口を覆うようにプレート本体に取り付けられるメッシュと、プレート本体と一体化されており、第2開口に臨むように超音波式流速センサを取り付けるセンサ取付部と、を有している。   In order to solve this problem, the present invention provides a measurement channel unit accommodated in a gas channel formed inside a gas meter. This measurement flow path unit is formed of a cylindrical body that forms a measurement flow path for measuring a gas flow rate by an ultrasonic flow rate sensor, and has a first opening that penetrates the inside and outside of the cylindrical body. And a mesh plate attached to the flow path forming portion so as to cover the first opening. In this case, the mesh plate is integrated with the plate main body having the second opening, the mesh attached to the plate main body so as to cover the second opening, and the ultrasonic wave so as to face the second opening. A sensor mounting portion for mounting the flow velocity sensor.

ここで、本発明において、計測流路ユニットは、超音波式流速センサからのセンサ信号に基づいてガス流速を計測する計測手段を搭載する計測基板をさらに有していてもよい。この場合、計測基板は、流路形成部に設けられた基板取付部に取り付けられて、当該流路形成部と一体化されていることが好ましい。   Here, in the present invention, the measurement flow path unit may further include a measurement substrate on which measurement means for measuring the gas flow rate based on the sensor signal from the ultrasonic flow rate sensor is mounted. In this case, it is preferable that the measurement substrate is attached to a substrate attachment part provided in the flow path forming part and integrated with the flow path forming part.

また、本発明において、基板取付部は、流路形成部に立設された複数のボス部で構成されており、個々のボス部が計測基板に形成された穴と挿通されることが望ましい。   Further, in the present invention, the substrate attachment portion is composed of a plurality of boss portions erected on the flow path forming portion, and each boss portion is desirably inserted through a hole formed in the measurement substrate.

さらに、本発明において、計測流路ユニットは、計測基板及びセンサ取付部の上方を覆うように、流路形成部に取り付けられる樹脂製のカバーをさらに有することが好ましい。   Furthermore, in the present invention, it is preferable that the measurement flow path unit further includes a resin cover attached to the flow path forming portion so as to cover the measurement substrate and the sensor attachment portion.

本発明によれば、流路形成部に組み付けられるメッシュプレートにセンサ取付部が一体形成されている。そのため、流路形成部に一体化されセンサ取付部に対して超音波式流速センサが組み付けられることとなるので、超音波式流速センサを精度よく組み付けることができる。また、流路形成部にメッシュプレートを設けることで、超音波式流速センサと第2開口との間の空間に生じる渦を抑制することができる。これにより、超音波式流速センサの計測精度の低下を抑制することができる。   According to the present invention, the sensor mounting portion is integrally formed on the mesh plate assembled to the flow path forming portion. Therefore, since the ultrasonic flow rate sensor is integrated with the flow path forming portion and is attached to the sensor mounting portion, the ultrasonic flow velocity sensor can be assembled with high accuracy. Moreover, the vortex which arises in the space between an ultrasonic flow rate sensor and 2nd opening can be suppressed by providing a mesh plate in a flow-path formation part. Thereby, the fall of the measurement accuracy of an ultrasonic type flow velocity sensor can be controlled.

超音波式ガスメータの構成を示す分解斜視図Exploded perspective view showing configuration of ultrasonic gas meter 本体ユニットの内部構造を模式的に示す断面図Sectional view schematically showing the internal structure of the main unit 計測流路ユニットを模式的に示す斜視図Perspective view schematically showing the measurement channel unit 計測流路ユニットを示す分解斜視図Exploded perspective view showing the measurement channel unit

図1は、本実施形態にかかる超音波式ガスメータの構成を示す分解斜視図である。図2は、本体ユニット1の内部構造を模式的に示す断面図である。本実施形態に係る超音波式ガスメータは、超音波式流速センサによりガス流速の計測を行うガスメータである。超音波式ガスメータは、本体ユニット1と、計測流路ユニット2と、フロントカバー5と、制御基板6とを主体に構成されている。   FIG. 1 is an exploded perspective view showing a configuration of an ultrasonic gas meter according to the present embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the internal structure of the main unit 1. The ultrasonic gas meter according to the present embodiment is a gas meter that measures a gas flow rate with an ultrasonic flow rate sensor. The ultrasonic gas meter is mainly composed of a main unit 1, a measurement channel unit 2, a front cover 5, and a control board 6.

本体ユニット1は、メータボディ10と、アンダーカバー(流路カバー)15とで構成されている。   The main unit 1 includes a meter body 10 and an under cover (flow path cover) 15.

メータボディ10は、ガス流入口11aからガス流出口12aへと至る一連のガス流路を、メータボディ10の内部に形成した筺体である。メータボディ10は、アルミニウムあるいはアルミニウム合金などの金属材料により形成されている。メータボディ10は、入口流路部11と、出口流路部12と、中間流路部13とを備えており、これらの流路部11,12,13により、略U字状に折れ曲がった一連のガス流路が形成される。   The meter body 10 is a casing in which a series of gas flow paths from the gas inlet 11a to the gas outlet 12a are formed inside the meter body 10. The meter body 10 is made of a metal material such as aluminum or an aluminum alloy. The meter body 10 includes an inlet channel portion 11, an outlet channel portion 12, and an intermediate channel portion 13, and a series of these channel portions 11, 12, 13 bent into a substantially U shape. Gas flow paths are formed.

入口流路部11は、上下方向へと延在するガス流路を形成しており、ガス供給源の配管が連通するガス流入口11aと連通されている。入口流路部11には、図示前後方向に延びるように形成された円筒形状の円柱状部11bが形成されており、当該円柱状部11bには、後述する遮断弁8が設けられる。   The inlet channel portion 11 forms a gas channel extending in the vertical direction, and communicates with a gas inlet 11a through which a gas supply source pipe communicates. The inlet flow passage portion 11 is formed with a cylindrical columnar portion 11b formed so as to extend in the front-rear direction of the drawing, and a shut-off valve 8 described later is provided in the columnar portion 11b.

出口流路部12は、入口流路部11と同様に上下方向へと延在するガス流路を形成しており、燃焼器等が接続されるガス流出口12aと連通されている。   The outlet flow channel portion 12 forms a gas flow channel extending in the vertical direction like the inlet flow channel portion 11, and communicates with a gas outlet 12a to which a combustor or the like is connected.

中間流路部13は、左右方向へと延在するガス流路を形成しており、入口流路部11及び出口流路部12と連通されている。この中間流路部13は、メータボディ10内の内部空間を形成する逆U字形状の内壁面とともに、後述のアンダーカバー15によりその流路が画定される。   The intermediate flow path portion 13 forms a gas flow path extending in the left-right direction and communicates with the inlet flow path section 11 and the outlet flow path section 12. The intermediate flow path portion 13 is defined by an under cover 15 described later along with an inverted U-shaped inner wall surface that forms an internal space in the meter body 10.

メータボディ10の底面には開口部10aが形成されており、当該開口部10aによりその底面が開放されている。開口部10aは中間流路部13と連通しており、中間流路部13を含むメータボディ10の内部空間が外部に開放された格好となっている。   An opening 10a is formed on the bottom surface of the meter body 10, and the bottom surface is opened by the opening 10a. The opening portion 10a communicates with the intermediate flow path portion 13, and the internal space of the meter body 10 including the intermediate flow path portion 13 is open to the outside.

アンダーカバー15は、メータボディ10の底面に形成された開口部10aを塞ぐカバー部材である。アンダーカバー15は、メータボディ10と同様、アルミニウムあるいはアルミニウム合金などの金属材料により形成されている。   The under cover 15 is a cover member that closes the opening 10 a formed on the bottom surface of the meter body 10. The under cover 15 is formed of a metal material such as aluminum or an aluminum alloy, like the meter body 10.

アンダーカバー15は、中央部15aが凹状に陥没形成された断面コ字状を備える板体である。アンダーカバー15は、中央部15aの周囲に位置する周縁部15bをメータボディ10の底面側に突き合わせるようにして、当該メータボディ10に組み付けられる。アンダーカバー15とメータボディ10との突き合わせ面には、シール材16(Oリングやガスケット等)が介在させられており、ガス流路の気密を保ちながら、メータボディ10とアンダーカバー15とが相互に組み付けられている。   The under cover 15 is a plate body having a U-shaped cross section in which a central portion 15a is recessed and formed in a concave shape. The under cover 15 is assembled to the meter body 10 such that a peripheral edge portion 15b positioned around the center portion 15a is abutted against the bottom surface side of the meter body 10. A sealing material 16 (O-ring, gasket, etc.) is interposed between the abutting surfaces of the under cover 15 and the meter body 10, and the meter body 10 and the under cover 15 are mutually connected while keeping the gas passage airtight. It is assembled to.

アンダーカバー15の中央部15aには、台座部15cが形成されている。台座部15cは、上面視で略H字形状を有し、上方へと突出形成されている。台座部15cは、その上端部が中間流路部13に相当するメータボディ10の内方に位置付けられ、当該上端部には計測流路ユニット2が載置されている。   A pedestal portion 15 c is formed in the central portion 15 a of the under cover 15. The pedestal portion 15c has a substantially H shape in a top view and is formed to protrude upward. The upper end of the pedestal 15c is positioned inside the meter body 10 corresponding to the intermediate flow path 13, and the measurement flow path unit 2 is placed on the upper end.

図3は、計測流路ユニット2を模式的に示す斜視図であり、図4は計測流路ユニット2を示す分解斜視図である。計測流路ユニット2は、多層ユニット20と、2つのメッシュプレート21と、2つの超音波式流速センサ22と、2つのセンサ固定具23と、計測基板24と、基板カバー25とで構成されている。計測流路ユニット2は、これらを構成する各種の部材が組み付けられて一体化されているとともに、アンダーカバー15の台座部15cに載置されて、メータボディ10内に形成されるガス流路(中間流路部13)に収容されている。   FIG. 3 is a perspective view schematically showing the measurement channel unit 2, and FIG. 4 is an exploded perspective view showing the measurement channel unit 2. The measurement flow path unit 2 includes a multilayer unit 20, two mesh plates 21, two ultrasonic flow rate sensors 22, two sensor fixtures 23, a measurement substrate 24, and a substrate cover 25. Yes. The measurement flow path unit 2 is assembled by integrating various members constituting them, and is placed on the pedestal 15c of the under cover 15 to form a gas flow path (in the meter body 10 ( It is accommodated in the intermediate flow path part 13).

多層ユニット20は、2つの超音波式流速センサ22により中間流路部13を流れるガスの流速計測を行うための流路、すなわち計測流路を形成する部材である(流路形成部)。多層ユニット20は、その内部に計測流路を形成する断面略四角形状の筒状体であり、この筒状体の内部には、計測流路を上下方向にかけて分割する複数の整流板20aが一体形成されている。これらの整流板20aにより、多層ユニット20内部を流れるガスが整流される。多層ユニット20は、例えば樹脂などで形成されている。   The multilayer unit 20 is a member that forms a flow path for measuring the flow velocity of the gas flowing through the intermediate flow path portion 13 by the two ultrasonic flow velocity sensors 22, that is, a measurement flow path (flow path forming portion). The multilayer unit 20 is a cylindrical body having a substantially quadrangular cross section that forms a measurement flow path therein, and a plurality of rectifying plates 20a that divide the measurement flow path in the vertical direction are integrated in the cylindrical body. Is formed. The gas flowing through the multilayer unit 20 is rectified by these rectifying plates 20a. The multilayer unit 20 is made of, for example, resin.

多層ユニット20の2つの側面には、多層ユニット20の内外を貫通するユニット開口(第1開口)20bがそれぞれ形成されている。2つのユニット開口20bは、ガスの流れ方向にオフセットして配置されている。   Unit openings (first openings) 20b penetrating the inside and outside of the multilayer unit 20 are formed on two side surfaces of the multilayer unit 20, respectively. The two unit openings 20b are arranged offset in the gas flow direction.

個々のユニット開口20bには、メッシュプレート21がそれぞれ配設されている。個々のメッシュプレート21は、プレート本体21aと、メッシュ(図示せず)と、センサ取付部21bとで構成されている。   A mesh plate 21 is disposed in each unit opening 20b. Each mesh plate 21 includes a plate body 21a, a mesh (not shown), and a sensor attachment portion 21b.

プレート本体21aは、ユニット開口20bと対応する外形形状を有する板体である。プレート本体21aの中央部には、左右方向に横長の長円からなるプレート開口(第2開口)21a1が形成されている。   The plate body 21a is a plate having an outer shape corresponding to the unit opening 20b. A plate opening (second opening) 21a1 made of a horizontally long ellipse is formed in the center of the plate body 21a.

プレート本体21aは、ユニット開口20bを覆うように多層ユニット20に取り付けられている。具体的には、プレート本体21aにおいてガスの流れ方向に沿った一対の長辺部には、プレート本体21aに対して略直角に接続する側壁部21a2がそれぞれ一体形成されている。プレート本体21aがユニット開口20bに配設されると、一対の側壁部21a2により多層ユニット20の上下面が挟み込まれる。ここで、一対の側壁部21a2には係合孔21a3が形成され、この係合孔21a3と対応する多層ユニット20の上下面には係合爪20cがそれぞれ形成されている。このため、係合孔21a3と係合爪20cとが相互に係合し、プレート本体21aが多層ユニット20に一体的に固定され、この固定状態においてユニット開口20bがプレート本体21aにより閉塞する。   The plate body 21a is attached to the multilayer unit 20 so as to cover the unit opening 20b. Specifically, side wall portions 21a2 connected to the plate main body 21a at a substantially right angle are integrally formed on the pair of long side portions along the gas flow direction in the plate main body 21a. When the plate body 21a is disposed in the unit opening 20b, the upper and lower surfaces of the multilayer unit 20 are sandwiched between the pair of side wall portions 21a2. Here, engagement holes 21a3 are formed in the pair of side wall portions 21a2, and engagement claws 20c are formed on the upper and lower surfaces of the multilayer unit 20 corresponding to the engagement holes 21a3. For this reason, the engagement hole 21a3 and the engagement claw 20c are engaged with each other, the plate body 21a is integrally fixed to the multilayer unit 20, and the unit opening 20b is closed by the plate body 21a in this fixed state.

メッシュは、プレート開口21a1を覆うようにプレート本体21aに取り付けられている。メッシュは、プレート本体21aと多層ユニット20との間に位置付けられている。メッシュは、超音波式流速センサ22とプレート開口21a1との間の空間に生じる渦を防止するために設けられている。メッシュの取付方法としては、例えばプレート本体21aに爪を設けて固定する方法が考えられる。   The mesh is attached to the plate body 21a so as to cover the plate opening 21a1. The mesh is positioned between the plate body 21 a and the multilayer unit 20. The mesh is provided to prevent vortices generated in the space between the ultrasonic flow rate sensor 22 and the plate opening 21a1. As a method of attaching the mesh, for example, a method of providing a claw on the plate body 21a and fixing it can be considered.

センサ取付部21bは、超音波式流速センサ22を取り付ける部材であり、プレート本体21aの外方に一体形成されている。センサ取付部21bは、断面円形状の筒状体で構成されている。このセンサ取付部21bは、プレート開口21a1と連通するように一方の端部がプレート本体21aに接続し、他方の端部には超音波式流速センサ22を取り付けるためのフランジ部21b1が形成されている。センサ取付部21bは、その軸方向が多層ユニット20に対して所定の向きをなして接続されており、これに取り付けられた超音波式流速センサ22がその配置要求を満たすような位置的関係に設定されている。   The sensor attachment portion 21b is a member for attaching the ultrasonic flow rate sensor 22, and is integrally formed outside the plate body 21a. The sensor attachment portion 21b is configured by a cylindrical body having a circular cross section. The sensor attachment portion 21b has one end connected to the plate body 21a so as to communicate with the plate opening 21a1, and a flange portion 21b1 for attaching the ultrasonic flow rate sensor 22 is formed at the other end. Yes. The sensor mounting portion 21b is connected in such a way that its axial direction is connected to the multilayer unit 20 in a predetermined direction, and the ultrasonic flow velocity sensor 22 attached to the sensor mounting portion 21b satisfies the arrangement request. Is set.

2つの超音波式流速センサ22は、多層ユニット20の側面に、ガスの流れ方向に離間しかつその流れ方向と所定の角度を成すように互いに対向して配置される。個々の超音波式流速センサ22は、センサ取付部21bに取り付けられることにより、プレート開口21a1に臨むようにして配置され、当該プレート開口21a1を通して超音波の授受を行う。   The two ultrasonic flow rate sensors 22 are arranged on the side surfaces of the multilayer unit 20 so as to be separated from each other in the gas flow direction and to form a predetermined angle with the flow direction. Each ultrasonic flow velocity sensor 22 is arranged to face the plate opening 21a1 by being attached to the sensor attachment portion 21b, and transmits and receives ultrasonic waves through the plate opening 21a1.

なお、多層ユニット20は、ガスの流れ方向における2つの超音波式流速センサ22のオフセット量に相当する長さよりも、上流側及び下流側にそれぞれ延長されて形成されている。これは、超音波式流速センサ22による測定区間の上流側及び下流側における助走距離を長く確保することにより、流速の測定精度の向上を図ることを目的としているからである。   The multilayer unit 20 is formed to extend upstream and downstream from the length corresponding to the offset amount of the two ultrasonic flow velocity sensors 22 in the gas flow direction. This is because the purpose is to improve the measurement accuracy of the flow velocity by ensuring a long run-up distance on the upstream side and downstream side of the measurement section by the ultrasonic flow velocity sensor 22.

センサ固定具23は、超音波式流速センサ22をセンサ取付部21bに固定する部材であり、超音波式流速センサ22の外方に位置付けられている。センサ固定具23は、センサ取付部21bの位置する方向へと延出する一対の固定片23aを備えている。この一対の固定片23aの先端部には、センサ取付部21bのフランジ部21b1に形成された係合爪21b2と係合するための係合孔23a1が形成されている。センサ固定具23は、係合爪21b2と係合孔23a1との係合作用を通じてセンサ取付部21bに対して取り付けられると、超音波式流速センサ22をセンサ取付部21bとの間に挟み込む。これにより超音波式流速センサ22をセンサ取付部21bに対して固定・保持する。   The sensor fixture 23 is a member that fixes the ultrasonic flow rate sensor 22 to the sensor mounting portion 21 b, and is positioned outside the ultrasonic flow rate sensor 22. The sensor fixture 23 includes a pair of fixing pieces 23a extending in the direction in which the sensor attachment portion 21b is positioned. An engagement hole 23a1 for engaging with an engagement claw 21b2 formed in the flange portion 21b1 of the sensor mounting portion 21b is formed at the distal end portion of the pair of fixed pieces 23a. When the sensor fixture 23 is attached to the sensor attachment portion 21b through the engagement action between the engagement claw 21b2 and the engagement hole 23a1, the ultrasonic flow rate sensor 22 is sandwiched between the sensor attachment portion 21b. As a result, the ultrasonic flow velocity sensor 22 is fixed and held with respect to the sensor mounting portion 21b.

計測基板24は、多層ユニット20に設けられた基板取付部20dに取り付けられて、当該多層ユニット20と一体化されている。本実施形態では、基板取付部20dは、多層ユニット20の上面に立設された複数のボス部20d1で構成されている。個々のボス部20d1は、ボス部20d1と位置的に対応づけて計測基板24に形成された貫通孔24aに挿通され、これにより、計測基板24を支持・固定している。   The measurement board 24 is attached to a board attachment portion 20 d provided in the multilayer unit 20 and integrated with the multilayer unit 20. In the present embodiment, the board mounting portion 20 d is configured by a plurality of boss portions 20 d 1 erected on the upper surface of the multilayer unit 20. Each boss portion 20d1 is inserted into a through hole 24a formed in the measurement substrate 24 in a position corresponding to the boss portion 20d1, thereby supporting and fixing the measurement substrate 24.

本実施形態において、複数のボス部20d1は2つのボス部20d1から構成されている。ガスの流れ方向と直行する方向を基準として、一方のボス部20d1は、多層ユニット20上面の略中央部に配置され、他方のボス部20d1は、多層ユニット20上面の端部側に配置されている。また、個々のボス部20d1は、ガスの流れ方向と直行する方向に延在し、所定の高さを有するリブ部20d2に形成されている。このリブ部20d2により、ボス部20d1によって支持される計測基板24は、多層ユニット20の上面から一定の高さだけ離間した状態で支持されることとなる。   In the present embodiment, the plurality of boss portions 20d1 are composed of two boss portions 20d1. One boss portion 20d1 is arranged at a substantially central portion on the upper surface of the multilayer unit 20 and the other boss portion 20d1 is arranged on the end portion side of the upper surface of the multilayer unit 20 with reference to the direction perpendicular to the gas flow direction. Yes. Each boss portion 20d1 extends in a direction perpendicular to the gas flow direction and is formed in a rib portion 20d2 having a predetermined height. By this rib portion 20d2, the measurement substrate 24 supported by the boss portion 20d1 is supported in a state separated from the upper surface of the multilayer unit 20 by a certain height.

計測基板24には、超音波式流速センサ22からのセンサ信号に基づいてガス流速を計測するマイクロコンピュータ(計測手段)26や、図示しない送信回路、受信回路、I/F回路等が搭載されている。マイクロコンピュータ26は、送信回路及び受信回路にそれぞれ接続されており、送信回路及び受信回路は、I/F回路を介して超音波式流速センサ22にそれぞれ接続されている。例えば、超音波式流速センサ22とI/F回路との接続は、複数の芯線を撚り合わせてなる単線の信号線により行われる。   The measurement board 24 is equipped with a microcomputer (measuring means) 26 that measures a gas flow rate based on a sensor signal from the ultrasonic flow rate sensor 22, a transmission circuit, a reception circuit, an I / F circuit, and the like (not shown). Yes. The microcomputer 26 is connected to a transmission circuit and a reception circuit, respectively, and the transmission circuit and the reception circuit are connected to the ultrasonic flow rate sensor 22 via an I / F circuit, respectively. For example, the connection between the ultrasonic flow rate sensor 22 and the I / F circuit is performed by a single signal line formed by twisting a plurality of core wires.

送信回路は、マイクロコンピュータ26の制御の下で、超音波信号を発生させる信号を間欠的に送信し、2つの超音波式流速センサ22を駆動する。このため、2つの超音波式流速センサ22は、ガスの流れ方向に対して上流側及び下流側の双方から間欠的に超音波信号を送信して受信することとなる。   The transmission circuit intermittently transmits a signal for generating an ultrasonic signal under the control of the microcomputer 26 and drives the two ultrasonic flow velocity sensors 22. Therefore, the two ultrasonic flow rate sensors 22 intermittently transmit and receive ultrasonic signals from both the upstream side and the downstream side with respect to the gas flow direction.

受信回路は、計測流路を通過した超音波信号を受信した他方の超音波式流速センサ22からのセンサ信号が入力される。受信回路は、センサ信号を所定の強さまで増幅する増幅器を内蔵しており、この増幅器の増幅度は、マイクロコンピュータ26によって調整することができる。増幅器により増幅されたセンサ信号は、マイクロコンピュータ26に入力される。   The receiving circuit receives the sensor signal from the other ultrasonic flow velocity sensor 22 that has received the ultrasonic signal that has passed through the measurement flow path. The receiving circuit includes an amplifier that amplifies the sensor signal to a predetermined strength, and the amplification degree of the amplifier can be adjusted by the microcomputer 26. The sensor signal amplified by the amplifier is input to the microcomputer 26.

マイクロコンピュータ26は、サンプリング時間毎にセンサ信号を読み込むと、2つの超音波式流速センサ22にて送受信された超音波信号の伝搬時間に基づいてガス流速を計測する。サンプリング時間は、例えば2秒である。   When the microcomputer 26 reads the sensor signal at every sampling time, the microcomputer 26 measures the gas flow velocity based on the propagation time of the ultrasonic signals transmitted and received by the two ultrasonic flow velocity sensors 22. The sampling time is, for example, 2 seconds.

基板カバー25は、多層ユニット20に取り付けられる樹脂製のカバーである。基板カバー25は、計測基板24に搭載される部品や、計測基板24と超音波式流速センサ22との間を接続する信号線を内部に収容し、これらを保護する機能を果たしている。   The substrate cover 25 is a resin cover attached to the multilayer unit 20. The board cover 25 accommodates components mounted on the measurement board 24 and signal lines connecting the measurement board 24 and the ultrasonic flow rate sensor 22 inside, and functions to protect them.

基板カバー25は、上面視において計測基板24及びメッシュプレート21のセンサ取付部21bを覆うような形状に対応した板状部25aと、その外周縁の全域に略直角の角度で接続する周側壁部25bとで構成さている。周側壁部25bの所定位置には係合孔25b1が形成され、また、この係合孔25b1と対応する多層ユニット20の上面には係合爪20eが形成されている。この基板カバー25は、計測基板24及びメッシュプレート21のセンサ取付部21bの上方を覆うように配設され、係合孔25b1と係合爪20eとの係合作用により多層ユニット20と一体化される。   The substrate cover 25 has a plate-like portion 25a corresponding to a shape that covers the measurement substrate 24 and the sensor mounting portion 21b of the mesh plate 21 in a top view, and a peripheral side wall portion that is connected to the entire outer peripheral edge at an angle of substantially right angles. 25b. An engagement hole 25b1 is formed at a predetermined position of the peripheral side wall portion 25b, and an engagement claw 20e is formed on the upper surface of the multilayer unit 20 corresponding to the engagement hole 25b1. The substrate cover 25 is disposed so as to cover the measurement substrate 24 and the sensor mounting portion 21b of the mesh plate 21, and is integrated with the multilayer unit 20 by the engaging action of the engaging hole 25b1 and the engaging claw 20e. The

再び図1を参照するに、フロントカバー5は、メータボディ10の外面を覆うカバーである。フロントカバー5とメータボディ10の外面との間には、制御基板6、電池7、遮断弁8などが収容されている。フロントカバー5は、メータボディ10と同様、アルミニウムあるいはアルミニウム合金などの金属材料により形成することができるが、メータボディ10とは異なる樹脂等の材料により形成することも可能である。   Referring to FIG. 1 again, the front cover 5 is a cover that covers the outer surface of the meter body 10. Between the front cover 5 and the outer surface of the meter body 10, a control board 6, a battery 7, a shutoff valve 8, and the like are accommodated. The front cover 5 can be formed of a metal material such as aluminum or an aluminum alloy, like the meter body 10, but can also be formed of a material such as a resin different from the meter body 10.

フロントカバー5の背面側には、フロントカバー5の開口領域から正面側に臨むようにLCDなどの表示部50が配設され、当該表示部50は制御基板6と接続されている。復帰ボタン51は、押下操作により復帰スイッチ(図示せず)をオンオフ操作するものであり、遮断弁8を開弁させるための復帰信号等を制御基板6に出力する。   A display unit 50 such as an LCD is disposed on the back side of the front cover 5 so as to face the front side from the opening region of the front cover 5, and the display unit 50 is connected to the control board 6. The return button 51 is used to turn on and off a return switch (not shown) by a pressing operation, and outputs a return signal or the like for opening the shutoff valve 8 to the control board 6.

制御基板6は、基板保持プレート52を介してフロントカバー5の背面側に取り付けられている。フロントカバー5は、メータボディ10の外面を覆うように配設されるところ、制御基板6は、メータボディ10の外面とフロントカバー5との間に配置されることとなる。基板保持プレート52には電池7が取り付けられており、ガスメータの動作に必要な電力は当該電池7から供給される。   The control board 6 is attached to the back side of the front cover 5 via a board holding plate 52. The front cover 5 is disposed so as to cover the outer surface of the meter body 10, and the control board 6 is disposed between the outer surface of the meter body 10 and the front cover 5. A battery 7 is attached to the substrate holding plate 52, and electric power necessary for the operation of the gas meter is supplied from the battery 7.

制御基板6には、ガスメータの全体動作を制御するマイクロコンピュータ(制御手段)60等が搭載されている。マイクロコンピュータ60には、計測基板24からの計測信号(瞬時流速を示す計測データ)や、ガス流路(出口流路部12)内の圧力を検出する圧力センサ61からのセンサ信号が入力される。マイクロコンピュータ60は、サンプリング周期毎の計測基板24から出力される計測データ(瞬時流速データ)を受信して、ガスメータとしての演算処理を実施する。具体的には、マイクロコンピュータ60は、計測したガス流速にガス流路の断面積を乗じて瞬時流量を計測したり、計測される瞬時流量の積算値である積算流量値を算出したりする。   A microcomputer (control means) 60 for controlling the entire operation of the gas meter is mounted on the control board 6. The microcomputer 60 receives a measurement signal from the measurement substrate 24 (measurement data indicating an instantaneous flow velocity) and a sensor signal from a pressure sensor 61 that detects the pressure in the gas flow path (exit flow path portion 12). . The microcomputer 60 receives measurement data (instantaneous flow velocity data) output from the measurement substrate 24 for each sampling period, and performs arithmetic processing as a gas meter. Specifically, the microcomputer 60 measures the instantaneous flow rate by multiplying the measured gas flow rate by the cross-sectional area of the gas flow path, or calculates an integrated flow rate value that is an integrated value of the measured instantaneous flow rate.

制御基板6と計測基板24との接続はコネクタ9を介して行われる。上述したように計測基板24はメータボディ10内の流路内に配設され、制御基板6はメータボディ10の外面側に配設される。コネクタ9は、その一部がガス流路内に露出するようにメータボディ10に組み付けられ、ガス流路を気密しつつも当該ガス流路の内外を電気的に接続するように構成されている。   Connection between the control board 6 and the measurement board 24 is performed via the connector 9. As described above, the measurement substrate 24 is disposed in the flow path in the meter body 10, and the control substrate 6 is disposed on the outer surface side of the meter body 10. The connector 9 is assembled to the meter body 10 so that a part of the connector 9 is exposed in the gas flow path, and is configured to electrically connect the inside and outside of the gas flow path while hermetically sealing the gas flow path. .

遮断弁8は、ガス流路(入口流路部11)を遮断して、ガスメータに接続される燃焼器等へのガスの供給を停止させるための弁である。この遮断弁8は、制御基板6に接続されており、マイクロコンピュータ60は、ガス漏れ警報器からのガス漏れ通知を示す信号またはガスメータ内部での遮断事象の検出に基づいて、遮断弁8を制御する。   The shut-off valve 8 is a valve for shutting off the gas passage (inlet passage portion 11) and stopping the supply of gas to the combustor or the like connected to the gas meter. The shutoff valve 8 is connected to the control board 6, and the microcomputer 60 controls the shutoff valve 8 based on a signal indicating a gas leak notification from the gas leak alarm or detection of a shutoff event inside the gas meter. To do.

以上の説明のように、本実施形態の計測流路ユニット2は、超音波式流速センサ22によるガス流速の計測を行う計測流路を形成する筒状体で構成され、当該筒状体の内外を貫通するユニット開口20bを備える多層ユニット20と、ユニット開口20bを覆うように多層ユニット20に取り付けられるメッシュプレート21と、を有している。ここで、メッシュプレート21は、プレート開口21a1を備えるプレート本体21aと、プレート開口21a1を覆うようにプレート本体21aに取り付けられるメッシュと、プレート本体21aと一体化されており、プレート開口21a1に臨むように超音波式流速センサ22を取り付けるセンサ取付部21bとを有している。   As described above, the measurement flow path unit 2 of the present embodiment is configured by a cylindrical body that forms a measurement flow path for measuring the gas flow rate by the ultrasonic flow rate sensor 22, and the inside and the outside of the cylindrical body. And the mesh plate 21 attached to the multilayer unit 20 so as to cover the unit opening 20b. Here, the mesh plate 21 is integrated with the plate body 21a including the plate opening 21a1, the mesh attached to the plate body 21a so as to cover the plate opening 21a1, and the plate body 21a so as to face the plate opening 21a1. And a sensor attachment portion 21b for attaching the ultrasonic flow velocity sensor 22 to the sensor.

超音波式流速センサ22による流速計測を精度よく行うためには、多層ユニット20に対する超音波式流速センサ22の位置精度が要求される。超音波式流速センサ22をアンダーカバー15に取り付けた場合には、多層ユニット20と、超音波式流速センサ22が取り付けられるアンダーカバー15とが物理的に分離しているため、両者の間に位置的なずれが生じることがある。そのため、両者の組み付け誤差により、多層ユニット20と超音波式流速センサ22との間にも位置ずれが生じ、これにより、計測精度が低下するという問題がある。また、アンダーカバー15は金属材料等から形成されることが一般であるため、超音波式流速センサ22を精度よく取り付けるためには、高い加工精度が要求され、製造工程が煩雑となったりコストが増加したりするという問題がある。   In order to accurately measure the flow velocity by the ultrasonic flow velocity sensor 22, the positional accuracy of the ultrasonic flow velocity sensor 22 with respect to the multilayer unit 20 is required. When the ultrasonic flow velocity sensor 22 is attached to the under cover 15, the multilayer unit 20 and the under cover 15 to which the ultrasonic flow velocity sensor 22 is attached are physically separated. Misalignment may occur. For this reason, there is a problem in that a positional deviation also occurs between the multilayer unit 20 and the ultrasonic flow velocity sensor 22 due to an assembly error between them, thereby reducing the measurement accuracy. Further, since the under cover 15 is generally formed of a metal material or the like, high processing accuracy is required to attach the ultrasonic flow rate sensor 22 with high accuracy, and the manufacturing process becomes complicated and costly. There is a problem of increasing.

しかしながら、本実施形態の計測流路ユニット2によれば、多層ユニット20に組み付けられるメッシュプレート21(プレート本体21a)にセンサ取付部21bが一体形成されている。そのため、多層ユニット20に一体化されセンサ取付部21bに対して超音波式流速センサ22が組み付けられることとなるので、超音波式流速センサ22を精度よく組み付けることができる。また、多相ユニット20にメッシュプレート21を設けることで、超音波式流速センサ22とプレート開口21a1との間の空間に生じる渦を抑制することができる。これにより、超音波式流速センサ22の計測精度の低下を抑制することができる。   However, according to the measurement flow path unit 2 of the present embodiment, the sensor mounting portion 21b is integrally formed on the mesh plate 21 (plate body 21a) assembled to the multilayer unit 20. Therefore, since the ultrasonic flow rate sensor 22 is integrated with the multi-layer unit 20 and the sensor mounting portion 21b, the ultrasonic flow rate sensor 22 can be assembled with high accuracy. Moreover, by providing the mesh plate 21 in the multiphase unit 20, vortices generated in the space between the ultrasonic flow rate sensor 22 and the plate opening 21a1 can be suppressed. Thereby, the fall of the measurement precision of the ultrasonic type flow velocity sensor 22 can be suppressed.

また、本実施形態の計測流路ユニット2は、超音波式流速センサ22からのセンサ信号に基づいてガス流速を計測するマイクロコンピュータ26を搭載する計測基板24をさらに有し、この計測基板24は、多層ユニット20に設けられた基板取付部20dに取り付けられて、多層ユニット20と一体化されている。   The measurement channel unit 2 of the present embodiment further includes a measurement board 24 on which a microcomputer 26 that measures a gas flow rate based on a sensor signal from the ultrasonic flow rate sensor 22 is mounted. The multi-layer unit 20 is integrated with the multi-layer unit 20 by being attached to the board mounting portion 20 d provided in the multi-layer unit 20.

かかる構成によれば、多層ユニット20に計測基板24が一体化されているので、超音波式流速センサ22と計測基板24とを集約して配置することできる。このため、超音波式流速センサ22から計測基板22までの配線(信号線)を短くすることができる。センサ信号は微弱なアナログ信号であるため、この配線が長いとノイズの影響が含まれ易くなるが、本実施形態によれば、ノイズの影響を受けにくい構成を実現することができる。これにより、検出精度の低下を抑制することができる。   According to this configuration, since the measurement substrate 24 is integrated with the multilayer unit 20, the ultrasonic flow rate sensor 22 and the measurement substrate 24 can be collectively arranged. For this reason, the wiring (signal line) from the ultrasonic flow rate sensor 22 to the measurement substrate 22 can be shortened. Since the sensor signal is a weak analog signal, if the wiring is long, the influence of noise is likely to be included. However, according to the present embodiment, a configuration that is hardly affected by noise can be realized. Thereby, the fall of detection accuracy can be suppressed.

また、本実施形態において、基板取付部20dは、多層ユニット20に立設された複数のボス部20d1で構成されており、個々のボス部20d1が計測基板26に形成された穴26aと挿通されている。   In the present embodiment, the board mounting portion 20d is composed of a plurality of boss portions 20d1 erected on the multilayer unit 20, and each boss portion 20d1 is inserted through a hole 26a formed in the measurement substrate 26. ing.

かかる構成によれば、計測基板24の貫通孔24aとボス部20d1との位置関係が一致しなければ、すべてのボス部20d1について計測基板24を挿通することができない。このため、所定の向きにて多層ユニット20に組み付けるべき計測基板24を誤った向きで組み付けてしまう誤組み付けを防止することができる。   According to this configuration, if the positional relationship between the through hole 24a of the measurement substrate 24 and the boss portion 20d1 does not match, the measurement substrate 24 cannot be inserted through all the boss portions 20d1. For this reason, it is possible to prevent erroneous assembly in which the measurement board 24 to be assembled to the multilayer unit 20 in a predetermined direction is assembled in an incorrect direction.

また、本実施形態において、計測流路ユニット2は、計測基板24及びセンサ取付部21bの上方を覆うように、多層ユニット20に取り付けられる樹脂製の基板カバー52をさらに有している。   In the present embodiment, the measurement channel unit 2 further includes a resin substrate cover 52 attached to the multilayer unit 20 so as to cover the measurement substrate 24 and the sensor attachment portion 21b.

かかる構成によれば、超音波式流速センサ22から計測基板24までの配線が樹脂製の基板カバー52で覆われることとなる。配線が金属筺体であるメータボディ10に触れると、これがノイズの要因となる。しかしながら、本実施形態によれば、基板カバー52により配線とメータボディ10や他の金属部分との接触が抑制されるので、ノイズが抑制される。これにより、計測精度の低下を抑制することができる。   According to this configuration, the wiring from the ultrasonic flow rate sensor 22 to the measurement substrate 24 is covered with the resin substrate cover 52. When the wiring touches the meter body 10 which is a metal casing, this causes noise. However, according to the present embodiment, contact between the wiring and the meter body 10 and other metal parts is suppressed by the substrate cover 52, so that noise is suppressed. Thereby, the fall of measurement accuracy can be controlled.

以上、本実施形態にかかるガスメータについて説明したが、本発明はこの実施形態に限定されることなく、その発明の範囲において種々の変更が可能である。また、計測流路ユニットのみならず、これをガス流路に収容するガスメータそのものも本発明の一部として機能する。   Although the gas meter according to the present embodiment has been described above, the present invention is not limited to this embodiment, and various modifications can be made within the scope of the present invention. Further, not only the measurement channel unit but also a gas meter that accommodates it in the gas channel functions as part of the present invention.

1 本体ユニット
10 メータボディ
10a 開口部
11 入口流路部
11a ガス流入口
12 出口流路部
12a ガス流出口
13 中間流路部
15 アンダーカバー
15c 台座部
2 計測流路ユニット
20 多層ユニット
20b ユニット開口
20d 基板取付部
20d1 ボス部
20d2 リブ部
20e 係合爪
21 メッシュプレート
21a プレート本体
21a1 プレート開口
21a2 側壁部
21b センサ取付部
21b1 フランジ部
22 超音波式流速センサ
23 センサ固定具
24 計測基板
24a 穴
25 基板カバー
26 マイクロコンピュータ
5 フロントカバー
6 制御基板
60 マイクロコンピュータ
9 コネクタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main body unit 10 Meter body 10a Opening part 11 Inlet flow path part 11a Gas inflow port 12 Outlet flow path part 12a Gas outflow part 13 Intermediate flow path part 15 Undercover 15c Base part 2 Measurement flow path unit 20 Multilayer unit 20b Unit opening 20d Board mounting part 20d1 Boss part 20d2 Rib part 20e Engaging claw 21 Mesh plate 21a Plate body 21a1 Plate opening 21a2 Side wall part 21b Sensor mounting part 21b1 Flange part 22 Ultrasonic flow rate sensor 23 Sensor fixture 24 Measurement board 24a Hole 25 Board cover 26 Microcomputer 5 Front cover 6 Control board 60 Microcomputer 9 Connector

Claims (4)

ガスメータの内部に形成されるガス流路に収容される計測流路ユニットにおいて、
超音波式流速センサによるガス流速の計測を行う計測流路を形成する筒状体で構成され、当該筒状体の内外を貫通する第1開口を備える流路形成部と、
前記第1開口を覆うように前記流路形成部に取り付けられるメッシュプレートと、を有し、
前記メッシュプレートは、
第2開口を備えるプレート本体と、
前記第2開口を覆うように前記プレート本体に取り付けられるメッシュと、
前記プレート本体と一体化されており、前記第2開口に臨むように前記超音波式流速センサを取り付けるセンサ取付部と、
を有することを特徴とする計測流路ユニット。
In the measurement flow path unit accommodated in the gas flow path formed inside the gas meter,
A flow path forming section comprising a cylindrical body forming a measurement flow path for measuring a gas flow rate by an ultrasonic flow rate sensor, and having a first opening penetrating the inside and outside of the cylindrical body;
A mesh plate attached to the flow path forming portion so as to cover the first opening,
The mesh plate is
A plate body with a second opening;
A mesh attached to the plate body so as to cover the second opening;
A sensor mounting portion that is integrated with the plate body and attaches the ultrasonic flow velocity sensor so as to face the second opening;
A measurement flow path unit comprising:
前記超音波式流速センサからのセンサ信号に基づいてガス流速を計測する計測手段を搭載する計測基板をさらに有し、
前記計測基板は、前記流路形成部に設けられた基板取付部に取り付けられて、当該流路形成部と一体化されていることを特徴とする請求項1に記載された計測流路ユニット。
Further comprising a measurement board equipped with measurement means for measuring a gas flow rate based on a sensor signal from the ultrasonic flow rate sensor;
The measurement channel unit according to claim 1, wherein the measurement substrate is attached to a substrate attachment part provided in the channel formation part and integrated with the channel formation part.
前記基板取付部は、前記流路形成部に立設された複数のボス部で構成されており、個々のボス部が前記計測基板に形成された穴と挿通されることを特徴とする請求項2に記載された計測流路ユニット。   The substrate mounting portion is composed of a plurality of boss portions standing on the flow path forming portion, and each boss portion is inserted through a hole formed in the measurement substrate. 2. The measurement channel unit described in 2. 前記計測基板及び前記センサ取付部の上方を覆うように、前記流路形成部に取り付けられる樹脂製のカバーをさらに有することを特徴とする請求項2又は3に記載された計測流路ユニット。   The measurement flow path unit according to claim 2 or 3, further comprising a resin cover attached to the flow path forming portion so as to cover the measurement substrate and the sensor attachment portion.
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