JP2016218019A - Ultrasonic transducer installation method and ultrasonic transducer installation kit - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic transducer installation method that allows an ultrasonic transducer to be accurately installed in piping.SOLUTION: An ultrasonic transducer installation method includes: installing, in piping, a jig comprising a holding unit capable of holding an ultrasonic transducer and sliding in a certain direction; having the holding unit hold a polishing machine and having the polishing machine come into contact with the surface of a pipe; sliding the polishing machine held by the holding unit on the pipe and polishing the surface of the pipe; and removing the polishing machine from the holding unit, having the holding unit hold the ultrasonic transducer, and having the ultrasonic transducer come into contact with the surface of the pipe.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

本発明は流体計測技術に関し、特に超音波トランスデューサの設置方法及び超音波トランスデューサの設置キットに関する。   The present invention relates to a fluid measurement technique, and more particularly to an ultrasonic transducer installation method and an ultrasonic transducer installation kit.

クランプオン式超音波流量計は、配管の外側の上流側と下流側にそれぞれ配置される超音波トランスデューサを備える。クランプオン式の流量計は一般に超音波を利用するため、以下、本明細書においては、「クランプオン式超音波流量計」のことを、単に「クランプオン式流量計」と略す場合がある。クランプオン式流量計は、配管の中を流れる流体に向かって超音波を送り込み、流体の上流から下流方向に従って伝播する超音波の伝播時間と、下流から上流方向に逆らって伝播する超音波の伝播時間と、に基づき、配管内を流れる流体の流速及び流量を算出する(例えば、特許文献1、2参照。)。   The clamp-on type ultrasonic flowmeter includes ultrasonic transducers arranged on the upstream side and the downstream side outside the pipe. Since the clamp-on type flow meter generally uses ultrasonic waves, hereinafter, the “clamp-on type ultrasonic flow meter” may be simply abbreviated as “clamp-on type flow meter” in the present specification. The clamp-on type flow meter sends ultrasonic waves toward the fluid flowing in the piping, and the propagation time of the ultrasonic waves that propagate in the upstream to downstream direction of the fluid and the propagation of the ultrasonic waves that propagate in the opposite direction from the downstream direction Based on the time, the flow velocity and flow rate of the fluid flowing in the pipe are calculated (for example, see Patent Documents 1 and 2).

クランプオン式流量計は、配管の外側に超音波トランスデューサを押し当てればよいため、設置する際に配管を切断する必要がなく、例えば配管内を流れる流体が毒性を有していても、切断部分からの毒性流体の漏れを心配する必要がないという利点を有する。また、超音波トランスデューサを設置中も配管の利用を停止する必要がないという利点、トランスデューサが配管内の空洞部を流れる流体に触れないため、測定対象の流体が腐食性を有していてもよいという利点、測定対象の流体の純度に影響を与えないという利点、並びに配管内に構造物が挿入されないため、圧力損失が生じない等の利点も有する。   The clamp-on type flow meter only needs to press the ultrasonic transducer to the outside of the pipe, so there is no need to cut the pipe when installing it. For example, even if the fluid flowing in the pipe is toxic, Has the advantage of not having to worry about leakage of toxic fluids from Further, there is an advantage that it is not necessary to stop the use of the pipe while the ultrasonic transducer is installed, and since the transducer does not touch the fluid flowing through the cavity in the pipe, the fluid to be measured may be corrosive. And the advantage that the purity of the fluid to be measured is not affected, and because no structure is inserted in the pipe, there is an advantage that no pressure loss occurs.

欧州特許第1173733号明細書European Patent No. 1173733 特開平7−260532号公報JP 7-260532 A

本発明者は、鋭意研究の末、超音波トランスデューサが設置される配管の表面状態が様々であり、配管の表面状態によっては超音波トランスデューサが正確に設置されないことを見出した。そこで、本発明は、配管に超音波トランスデューサを正確に設置可能な超音波トランスデューサの設置方法及び超音波トランスデューサの設置キットを提供することを目的の一つとする。   As a result of intensive studies, the present inventor has found that the surface state of the pipe on which the ultrasonic transducer is installed varies, and the ultrasonic transducer cannot be accurately installed depending on the surface state of the pipe. Accordingly, an object of the present invention is to provide an ultrasonic transducer installation method and an ultrasonic transducer installation kit capable of accurately installing an ultrasonic transducer in a pipe.

本発明の態様によれば、(a)超音波トランスデューサを保持可能な保持部であり、一定方向にスライド可能な保持部を備える治具を配管に設置することと、(b)保持部に研磨器を保持させ、研磨器を配管表面に接触させることと、(c)保持部に保持された研磨器を配管上でスライドさせて、配管表面を研磨することと、(d)保持部から研磨器を外し、保持部に超音波トランスデューサを保持させ、超音波トランスデューサを研磨された配管表面に接触させることと、を備える、超音波トランスデューサの設置方法が提供される。   According to the aspect of the present invention, (a) a holding portion that can hold an ultrasonic transducer, and a jig provided with a holding portion that is slidable in a certain direction is installed in the pipe; and (b) the holding portion is polished. Holding the tool and bringing the polishing machine into contact with the pipe surface; (c) sliding the polishing machine held on the holding part on the pipe to polish the pipe surface; and (d) polishing from the holding part. Removing the vessel, holding the ultrasonic transducer in the holding section, and bringing the ultrasonic transducer into contact with the polished pipe surface.

上記の超音波トランスデューサの設置方法において、研磨器の保持部で保持される部位の形状が、超音波トランスデューサの保持部で保持される部位の形状と同じであってもよい。保持部が超音波トランスデューサを配管表面に押しつけるクランプネジを備えており、クランプネジによって、研磨器が、配管上でスライド可能な強さで、配管表面に押しつけられてもよい。研磨器が電動研磨部材を備えていてもよい。   In the above ultrasonic transducer installation method, the shape of the part held by the holding part of the polishing device may be the same as the shape of the part held by the holding part of the ultrasonic transducer. The holding part may be provided with a clamp screw that presses the ultrasonic transducer against the pipe surface, and the grinder may be pressed against the pipe surface with such a strength that the grinder can slide on the pipe. The polisher may include an electric polishing member.

また、本発明の態様によれば、(a)超音波トランスデューサを配管表面に固定する治具であって、超音波トランスデューサを保持可能な保持部であり、配管上で一定方向にスライド可能な保持部を備える治具と、(b)保持部で保持される研磨器と、を備える、超音波トランスデューサの設置キットが提供される。   According to the aspect of the present invention, (a) a jig for fixing the ultrasonic transducer to the pipe surface, which is a holding portion capable of holding the ultrasonic transducer, and can be slid in a certain direction on the pipe There is provided an installation kit for an ultrasonic transducer, comprising: a jig provided with a portion; and (b) a polisher held by a holding portion.

上記の超音波トランスデューサの設置キットにおいて、研磨器の保持部で保持される部位の形状が、超音波トランスデューサの保持部で保持される部位の形状と同じであってもよい。保持部が超音波トランスデューサを配管表面に押しつけるクランプネジを備えており、クランプネジによって、研磨器が、配管上でスライド可能な強さで、配管表面に押しつけられてもよい。研磨器が電動研磨部材を備えていてもよい。   In the ultrasonic transducer installation kit, the shape of the portion held by the holding portion of the polishing device may be the same as the shape of the portion held by the holding portion of the ultrasonic transducer. The holding part may be provided with a clamp screw that presses the ultrasonic transducer against the pipe surface, and the grinder may be pressed against the pipe surface with such a strength that the grinder can slide on the pipe. The polisher may include an electric polishing member.

本発明によれば、配管に超音波トランスデューサを正確に設置可能な超音波トランスデューサの設置方法及び超音波トランスデューサの設置キットを提供可能である。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the installation method of an ultrasonic transducer and the installation kit of an ultrasonic transducer which can install an ultrasonic transducer correctly in piping can be provided.

本発明の実施の形態に係るクランプオン式超音波流量計が設置される配管の模式的上面図である。It is a typical top view of piping in which the clamp-on type ultrasonic flowmeter concerning an embodiment of the invention is installed. 図1のII−II方向から見た、本発明の実施の形態に係るクランプオン式超音波流量計が設置される配管の模式的断面図である。It is typical sectional drawing of piping where the clamp-on type ultrasonic flowmeter which concerns on embodiment of this invention seen from the II-II direction of FIG. 1 is installed. 本発明の実施の形態に係るクランプオン式超音波流量計を設置するための治具が設けられた配管の模式的上面図である。It is a typical top view of piping provided with the jig | tool for installing the clamp-on type ultrasonic flowmeter which concerns on embodiment of this invention. 配管の長手方向に対して垂直方向から見た、本発明の実施の形態に係るクランプオン式超音波流量計を設置するための治具が設けられた配管の模式的側面図である。It is the typical side view of piping provided with the jig | tool for installing the clamp-on type ultrasonic flowmeter which concerns on embodiment of this invention seen from the orthogonal | vertical direction with respect to the longitudinal direction of piping. 配管の長手方向から見た、本発明の実施の形態に係るクランプオン式超音波流量計を設置するための治具の保持部の模式的側面図である。It is the typical side view of the holding | maintenance part of the jig | tool for installing the clamp-on type ultrasonic flowmeter which concerns on embodiment of this invention seen from the longitudinal direction of piping. 本発明の実施の形態に係る配管に設けられた治具に保持された研磨器の模式的上面図である。It is a typical top view of the polisher hold | maintained at the jig | tool provided in piping which concerns on embodiment of this invention. 配管の長手方向に対して垂直方向から見た、本発明の実施の形態に係る配管に設けられた治具に保持された研磨器の模式的側面図である。It is a typical side view of the polisher hold | maintained at the jig | tool provided in the piping which concerns on embodiment of this invention seen from the orthogonal | vertical direction with respect to the longitudinal direction of piping. 配管の長手方向から見た、本発明の実施の形態に係る治具の保持部に保持された研磨器の模式的側面図である。It is a typical side view of the polisher hold | maintained at the holding | maintenance part of the jig | tool which concerns on embodiment of this invention seen from the longitudinal direction of piping. 本発明の実施の形態に係る研磨器の模式的側面図である。It is a typical side view of the polisher concerning an embodiment of the invention. 配管の長手方向に対して垂直方向から見た、本発明の実施の形態に係る配管に設けられた治具に保持された研磨器の模式的側面図である。It is a typical side view of the polisher hold | maintained at the jig | tool provided in the piping which concerns on embodiment of this invention seen from the orthogonal | vertical direction with respect to the longitudinal direction of piping. 配管の長手方向に対して垂直方向から見た、本発明の実施の形態に係る配管に設けられた治具に保持された研磨器の模式的側面図である。It is a typical side view of the polisher hold | maintained at the jig | tool provided in the piping which concerns on embodiment of this invention seen from the orthogonal | vertical direction with respect to the longitudinal direction of piping. 配管の長手方向に対して垂直方向から見た、本発明の実施の形態に係る配管に設けられた治具に保持された超音波トランスデューサの模式的側面図である。FIG. 3 is a schematic side view of an ultrasonic transducer held by a jig provided in a pipe according to an embodiment of the present invention, viewed from a direction perpendicular to the longitudinal direction of the pipe. 本発明の参考例に係る平行ではない研磨面が設けられた配管の模式的断面図である。It is typical sectional drawing of piping provided with the non-parallel polishing surface which concerns on the reference example of this invention. 本発明の参考例に係る配管に設けられた平行ではない研磨面に配置された超音波トランスデューサの模式的断面図である。It is typical sectional drawing of the ultrasonic transducer arrange | positioned at the non-parallel polishing surface provided in piping which concerns on the reference example of this invention. 本発明の実施の形態に係る平行な研磨面が設けられた配管の模式的断面図である。It is typical sectional drawing of piping provided with the parallel grinding | polishing surface which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る配管に設けられた平行な研磨面に配置された超音波トランスデューサの模式的断面図である。It is typical sectional drawing of the ultrasonic transducer arrange | positioned at the parallel grinding | polishing surface provided in piping which concerns on embodiment of this invention. 本発明の参考例に係る配管に設けられた平行な研磨面に斜めに配置された超音波トランスデューサの模式的断面図である。It is typical sectional drawing of the ultrasonic transducer arrange | positioned diagonally on the parallel grinding | polishing surface provided in piping which concerns on the reference example of this invention. 本発明の比較例に係る超音波信号の強度の波形を示すグラフである。It is a graph which shows the waveform of the intensity | strength of the ultrasonic signal which concerns on the comparative example of this invention. 本発明の実施例に係る超音波信号の強度の波形を示すグラフである。It is a graph which shows the waveform of the intensity | strength of the ultrasonic signal which concerns on the Example of this invention.

以下に本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものである。したがって、具体的な寸法等は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。   Embodiments of the present invention will be described below. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, the drawings are schematic. Therefore, specific dimensions and the like should be determined in light of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.

実施の形態に係るクランプオン式超音波流量計の超音波トランスデューサの配管への設置方法は、超音波トランスデューサを保持可能な保持部であり、一定方向にスライド可能な保持部を備える治具を配管に設置することと、保持部に研磨器を保持させ、研磨器を配管表面に接触させることと、保持部に保持された研磨器を配管上でスライドさせて、配管表面を研磨することと、保持部から研磨器を外し、保持部に超音波トランスデューサを保持させ、超音波トランスデューサを研磨された配管表面に接触させることと、を備える。   The method of installing the ultrasonic transducer in the pipe of the clamp-on type ultrasonic flowmeter according to the embodiment is a holding part capable of holding the ultrasonic transducer and piping a jig provided with a holding part capable of sliding in a certain direction. Installing the polishing machine, holding the polishing machine in the holding unit, bringing the polishing machine into contact with the pipe surface, sliding the polishing machine held in the holding unit on the pipe, and polishing the pipe surface; Removing the polisher from the holding unit, holding the ultrasonic transducer in the holding unit, and bringing the ultrasonic transducer into contact with the polished pipe surface.

図1及びII−II方向から見た図2に示すように、クランプオン式超音波流量計が設置される配管10は、断面形状が円である。上面図である図3及び側面図である図4に示すように、実施の形態に係るクランプオン式超音波流量計を設置するための治具30は、第1のフレーム31A及び第2のフレーム31Bを備える。第1のフレーム31A及び第2のフレーム31Bは、それぞれ、配管10と勘合する部位を備える。第1のフレーム31A及び第2のフレーム31Bは、配管10の中心軸に対して、対称的に配置される。   As shown in FIG. 1 and FIG. 2 as viewed from the II-II direction, the pipe 10 on which the clamp-on ultrasonic flowmeter is installed has a circular cross-sectional shape. As shown in FIG. 3 which is a top view and FIG. 4 which is a side view, the jig 30 for installing the clamp-on type ultrasonic flowmeter according to the embodiment includes a first frame 31A and a second frame. 31B is provided. Each of the first frame 31 </ b> A and the second frame 31 </ b> B includes a portion that engages with the pipe 10. The first frame 31 </ b> A and the second frame 31 </ b> B are arranged symmetrically with respect to the central axis of the pipe 10.

第1のフレーム31A及び第2のフレーム31Bには、配管10の長手方向に対して垂直方向に穴が設けられている。これらの穴には、連結棒41、42が通され、配管10の長手方向における、第1のフレーム31A及び第2のフレーム31Bの相対位置が固定される。さらに、連結棒41の一方の端部において、第1のフレーム31Aの上方からナット43が締め付けられ、連結棒41の他方の端部において、第2のフレーム31Bの下方からナット45が締め付けられる。また、連結棒42の一方の端部において、第1のフレーム31Aの上方からナット44が締め付けられ、連結棒42の他方の端部において、第2のフレーム31Bの下方からナットが締め付けられる。これにより、第1のフレーム31A及び第2のフレーム31Bが配管10に押しつけられ、配管10上に固定される。   The first frame 31 </ b> A and the second frame 31 </ b> B are provided with holes in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the pipe 10. The connecting rods 41 and 42 are passed through these holes, and the relative positions of the first frame 31A and the second frame 31B in the longitudinal direction of the pipe 10 are fixed. Further, the nut 43 is tightened from above the first frame 31A at one end of the connecting rod 41, and the nut 45 is tightened from below the second frame 31B at the other end of the connecting rod 41. Further, the nut 44 is tightened from above the first frame 31A at one end of the connecting rod 42, and the nut is tightened from below the second frame 31B at the other end of the connecting rod 42. Thereby, the first frame 31 </ b> A and the second frame 31 </ b> B are pressed against the pipe 10 and fixed on the pipe 10.

第1のフレーム31Aの枠内には、2本の棒状のレール32A、33Aが固定されている。レール32A、33A上を、超音波トランスデューサを保持可能な保持部34Aが、配管10の長手方向にスライド可能である。第2のフレーム31Bの枠内にも、2本の棒状のレールが固定されており、レール上を、超音波トランスデューサを保持可能な保持部34Bが、配管10の長手方向にスライド可能である。保持部34Aがスライドする方向と、保持部34Bがスライドする方向は、平行である。   Two rod-shaped rails 32A and 33A are fixed in the frame of the first frame 31A. On the rails 32 </ b> A and 33 </ b> A, a holding portion 34 </ b> A capable of holding an ultrasonic transducer can slide in the longitudinal direction of the pipe 10. Two rod-shaped rails are also fixed in the frame of the second frame 31 </ b> B, and a holding portion 34 </ b> B capable of holding an ultrasonic transducer can slide on the rail in the longitudinal direction of the pipe 10. The direction in which the holding portion 34A slides and the direction in which the holding portion 34B slides are parallel.

保持部34Aは、配管10の長手方向から見た側面図である図5に示すように、逆溝型部材134Aを備える。逆溝型部材134Aの側壁には、スライドブロック135A、137Aが固定されている。スライドブロック135Aには、図3で示したレール33Aが貫通する穴136Aが設けられており、図5に示すスライドブロック137Aには、図3で示したレール32Aが貫通する穴138Aが設けられている。図5に示す逆溝型部材134Aの上面には、超音波トランスデューサを配管10表面に押しつけるためのクランプネジ36Aが設けられている。また、逆溝型部材134Aの両側の側壁を、位置決め棒35Aが貫通している。位置決め棒35Aは、例えば、クランプネジ36Aに押されて、配管10の長手方向に対して垂直方向に移動可能である。図4で示した保持部34Bの構造は、保持部34Aと同様である。   As shown in FIG. 5 which is a side view seen from the longitudinal direction of the pipe 10, the holding portion 34 </ b> A includes a reverse groove member 134 </ b> A. Slide blocks 135A and 137A are fixed to the side wall of the reverse groove member 134A. The slide block 135A is provided with a hole 136A through which the rail 33A shown in FIG. 3 passes, and the slide block 137A shown in FIG. 5 is provided with a hole 138A through which the rail 32A shown in FIG. 3 passes. Yes. A clamp screw 36A for pressing the ultrasonic transducer against the surface of the pipe 10 is provided on the upper surface of the reverse groove type member 134A shown in FIG. Further, the positioning rod 35A penetrates the side walls on both sides of the inverted groove member 134A. The positioning rod 35 </ b> A can be moved in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the pipe 10 by being pressed by the clamp screw 36 </ b> A, for example. The structure of the holding portion 34B shown in FIG. 4 is the same as that of the holding portion 34A.

実施の形態においては、保持部34A、34Bで超音波トランスデューサを保持する前に、図6ないし図8に示すように、保持部34A、34Bで研磨器50A、50Bを保持する。研磨器50A、50Bはアルミニウム等の金属からなるブロックを備える。例えば、研磨器50A、50Bの幅は、保持部34A、34Bの逆溝型部材の内側の幅と同じであり、研磨器50A、50Bは、保持部34A、34Bの逆溝型部材の内側に挿入される。   In the embodiment, before the ultrasonic transducers are held by the holding portions 34A and 34B, the grinders 50A and 50B are held by the holding portions 34A and 34B as shown in FIGS. The polishers 50A and 50B include a block made of a metal such as aluminum. For example, the widths of the grinders 50A and 50B are the same as the inner width of the reverse groove type member of the holding portions 34A and 34B, and the grinders 50A and 50B are disposed inside the reverse groove type members of the holding portions 34A and 34B. Inserted.

配管10の長手方向に対して垂直な方向から見た側面図である図9に示すように、研磨器50Aの底面にヤスリ等の研磨部材が固定された研磨面51Aが設けられている。研磨部材としては、ダイヤモンド研磨部材、及び紙ヤスリ等が使用可能である。研磨部材は例えば交換可能であり、配管10の表面状態に応じて、ヤスリの粗さや材質を変更してもよい。また、研磨器50Aの上面には、図8に示した逆溝型部材134Aの両側の側壁を貫通する位置決め棒35Aと勘合する図9に示す窪み52Aが設けられている。図7に示した研磨器50Bの構造は、研磨器50Aと同様である。研磨器50A、50Bのそれぞれ保持部34A、34Bで保持される部位の形状は、例えば、後述する超音波トランスデューサの保持部34A、34Bで保持される部位の形状と同じである。   As shown in FIG. 9, which is a side view as viewed from a direction perpendicular to the longitudinal direction of the pipe 10, a polishing surface 51 </ b> A, in which a polishing member such as a file is fixed, is provided on the bottom surface of the polishing machine 50 </ b> A. As the polishing member, a diamond polishing member, a paper file, or the like can be used. The polishing member is replaceable, for example, and the roughness or material of the file may be changed according to the surface state of the pipe 10. Further, a recess 52A shown in FIG. 9 is provided on the upper surface of the polishing machine 50A to engage with positioning rods 35A penetrating the side walls on both sides of the inverted groove member 134A shown in FIG. The structure of the polishing machine 50B shown in FIG. 7 is the same as that of the polishing machine 50A. The shapes of the portions held by the holding portions 34A and 34B of the polishing machines 50A and 50B are the same as the shapes of the portions held by the holding portions 34A and 34B of the ultrasonic transducer described later, for example.

研磨器50Aは、クランプネジ36Aによって、位置決め棒35Aを介して、配管10上でスライド可能な程度の強さで、配管10表面に押しつけられる。また、研磨器50Bは、クランプネジ36Bによって、位置決め棒35Bを介して、配管10上でスライド可能な程度の強さで、配管10表面に押しつけられる。   The grinder 50A is pressed against the surface of the pipe 10 by a clamp screw 36A through the positioning rod 35A with such a strength that it can slide on the pipe 10. Further, the polishing machine 50B is pressed against the surface of the pipe 10 by a clamp screw 36B with a strength that can slide on the pipe 10 via the positioning rod 35B.

その後、図10及び図11に示すように、クランプネジ36Aで研磨器50Aを配管10表面に押しつけながら、研磨器50Aを配管10表面上でスライドさせ、配管10表面を研磨する。また、クランプネジ36Bで研磨器50Bを配管10表面に押しつけながら、研磨器50Bも配管10表面上でスライドさせ、研磨器50Bが保持された側の配管10表面を研磨する。研磨器50A、50Bを配管10表面上で往復させる回数は、配管10表面状態に応じて適宜決定される。配管10は、例えば、平面部分が形成されるまで、研磨器50A、50Bで研磨される。研磨器50Aで研磨されて形成される配管10表面の平面部分と、研磨器50Bで研磨されて形成される配管10表面の平面部分と、は、平行である。   Thereafter, as shown in FIGS. 10 and 11, the polishing machine 50 </ b> A is slid on the surface of the pipe 10 while pressing the polishing machine 50 </ b> A against the surface of the pipe 10 with the clamp screw 36 </ b> A to polish the surface of the pipe 10. Further, while pressing the polishing machine 50B against the surface of the pipe 10 with the clamp screw 36B, the polishing machine 50B is also slid on the surface of the pipe 10 to polish the surface of the pipe 10 on the side where the polishing machine 50B is held. The number of times the grinders 50A and 50B are reciprocated on the surface of the pipe 10 is appropriately determined according to the surface state of the pipe 10. For example, the pipe 10 is polished by the polishing machines 50A and 50B until a plane portion is formed. The plane part of the surface of the pipe 10 formed by polishing with the polishing machine 50A and the plane part of the surface of the pipe 10 formed by polishing with the polishing machine 50B are parallel to each other.

配管10表面の研磨が終了した後、保持部34A、34Bから研磨器50A、50Bを外す。次に、第1及び第2のフレーム31A、31Bを配管10に固定したまま、図12に示すように、保持部34Aで第1の超音波トランスデューサ101を保持し、保持部34Bで第2の超音波トランスデューサ102を保持する。その後、第1及び第2の超音波トランスデューサ101、102をスライドさせて、第1及び第2の超音波トランスデューサ101、102の相対位置を調整し、クランプネジ36Aで第1の超音波トランスデューサ101を配管10表面の研磨面に押しつけて密着固定し、クランプネジ36Bで第2の超音波トランスデューサ102を配管10表面の研磨面に押しつけて密着固定する。第1及び第2の超音波トランスデューサ101、102は、配管10の中心軸に対して対称的に配置され、それぞれの底面は平行である。   After the surface of the pipe 10 has been polished, the polishers 50A and 50B are removed from the holding portions 34A and 34B. Next, with the first and second frames 31A and 31B fixed to the pipe 10, as shown in FIG. 12, the first ultrasonic transducer 101 is held by the holding portion 34A, and the second ultrasonic wave is held by the holding portion 34B. The ultrasonic transducer 102 is held. Thereafter, the first and second ultrasonic transducers 101 and 102 are slid to adjust the relative positions of the first and second ultrasonic transducers 101 and 102, and the first ultrasonic transducer 101 is moved by the clamp screw 36A. The second ultrasonic transducer 102 is pressed against the polishing surface on the surface of the pipe 10 with the clamp screw 36B and pressed against the polishing surface on the surface of the pipe 10. The first and second ultrasonic transducers 101 and 102 are arranged symmetrically with respect to the central axis of the pipe 10 and their bottom surfaces are parallel to each other.

例えば、第1の超音波トランスデューサ101は配管10内を流れる気体又は液体を含む流体の上流側に配置され、第2の超音波トランスデューサ102は下流側に配置される。第1の超音波トランスデューサ101は、流体が流れる配管10に対して所定の角度で第1の超音波信号を斜入射する。第2の超音波トランスデューサ102は、第1の超音波信号を受信可能な位置に配置され、配管10に対して第1の超音波信号の入射角度と同じ角度で第2の超音波信号を斜入射する。   For example, the first ultrasonic transducer 101 is arranged on the upstream side of a fluid containing a gas or liquid flowing in the pipe 10, and the second ultrasonic transducer 102 is arranged on the downstream side. The first ultrasonic transducer 101 obliquely enters the first ultrasonic signal at a predetermined angle with respect to the pipe 10 through which the fluid flows. The second ultrasonic transducer 102 is disposed at a position capable of receiving the first ultrasonic signal, and obliquely inclines the second ultrasonic signal with respect to the pipe 10 at the same angle as the incident angle of the first ultrasonic signal. Incident.

第1の超音波トランスデューサ101から発せられた第1の超音波信号は、配管10を経て第2の超音波トランスデューサ102で受信される。第2の超音波トランスデューサ102から発せられた第2の超音波信号は、配管10を経て第1の超音波トランスデューサ101で受信される。例えば、第1の超音波トランスデューサ101と第2の超音波トランスデューサ102は、交互に駆動信号が印加され、交互に超音波信号を発する。   The first ultrasonic signal emitted from the first ultrasonic transducer 101 is received by the second ultrasonic transducer 102 via the pipe 10. The second ultrasonic signal emitted from the second ultrasonic transducer 102 is received by the first ultrasonic transducer 101 via the pipe 10. For example, the first ultrasonic transducer 101 and the second ultrasonic transducer 102 are alternately applied with drive signals and alternately generate ultrasonic signals.

第1の超音波トランスデューサ101から発せられた第1の超音波信号は、配管10内の空洞部を流体の流れに従って伝播する。これに対し、第2の超音波トランスデューサ102から発せられた第2の超音波信号は、配管10内の空洞部を流体の流れに逆らって伝播する。よって、配管10内の空洞部において、第1の超音波信号の伝播時間と、第2の超音波信号の伝播時間と、の間に、流体の流速による差が生じる。したがって、第1及び第2の超音波信号の伝搬時間の差を計測することにより、配管10内の空洞部を流れる流体の流速及び流量を算出可能である。   The first ultrasonic signal emitted from the first ultrasonic transducer 101 propagates through the cavity in the pipe 10 according to the flow of the fluid. On the other hand, the second ultrasonic signal emitted from the second ultrasonic transducer 102 propagates through the hollow portion in the pipe 10 against the fluid flow. Therefore, in the hollow portion in the pipe 10, a difference due to the flow velocity of the fluid occurs between the propagation time of the first ultrasonic signal and the propagation time of the second ultrasonic signal. Therefore, by measuring the difference between the propagation times of the first and second ultrasonic signals, the flow velocity and flow rate of the fluid flowing through the cavity in the pipe 10 can be calculated.

以上説明した、実施の形態に係るクランプオン式超音波流量計の超音波トランスデューサの配管への設置方法によれば、当初配管10の表面が粗かったり、錆びていたりしていても、配管10の表面を研磨することにより、第1及び第2の超音波トランスデューサ101、102と配管10との密着性を向上させることが可能となる。また、配管10の表面を研磨しなかった場合、円形の配管10に対し、第1及び第2の超音波トランスデューサ101、102が線接触しかしない場合があるが、配管10の表面を、平面が形成されるまで研磨することにより、底面が平面である第1及び第2の超音波トランスデューサ101、102と、配管10の表面と、の接触面積が広がり、配管10の研磨面に、第1及び第2の超音波トランスデューサ101、102を、隙間無く密着させることが可能となる。そのため、第1及び第2の超音波トランスデューサ101、102から配管10内に効率的に超音波信号を送り込むことが可能となり、流体の流速及び流量の測定範囲や測定精度を向上させることが可能となる。   According to the installation method of the ultrasonic transducer of the clamp-on type ultrasonic flowmeter according to the embodiment described above to the pipe, the pipe 10 can be used even if the surface of the pipe 10 is initially rough or rusted. By polishing the surface, the adhesion between the first and second ultrasonic transducers 101 and 102 and the pipe 10 can be improved. In addition, when the surface of the pipe 10 is not polished, the first and second ultrasonic transducers 101 and 102 may only be in line contact with the circular pipe 10, but the surface of the pipe 10 is flat. By polishing until formed, the contact area between the first and second ultrasonic transducers 101 and 102 having a flat bottom surface and the surface of the pipe 10 is widened, and the first and The second ultrasonic transducers 101 and 102 can be brought into close contact with no gap. Therefore, an ultrasonic signal can be efficiently sent into the pipe 10 from the first and second ultrasonic transducers 101 and 102, and the measurement range and measurement accuracy of the flow velocity and flow rate of the fluid can be improved. Become.

また、例えば、治具を用いずに配管10を研磨すると、図13に示すように、第1の研磨面11Aと第2の研磨面11Bとが、平行にならない場合がある。平行でない第1及び第2の研磨面11A、11B上に、図14に示すように、第1及び第2の超音波トランスデューサ101、102を配置すると、第1及び第2の超音波トランスデューサ101、102も平行にならない。この場合、第1の超音波トランスデューサ101から発せられた第1の超音波信号の伝播経路と、第2の超音波トランスデューサ102から発せられた第2の超音波信号の伝播経路が異なるものとなり、流体の流速又は流量を正確に計測できない場合がある。   Further, for example, when the pipe 10 is polished without using a jig, the first polishing surface 11A and the second polishing surface 11B may not be parallel as shown in FIG. As shown in FIG. 14, when the first and second ultrasonic transducers 101 and 102 are arranged on the first and second polishing surfaces 11A and 11B that are not parallel, the first and second ultrasonic transducers 101, 102 is also not parallel. In this case, the propagation path of the first ultrasonic signal emitted from the first ultrasonic transducer 101 and the propagation path of the second ultrasonic signal emitted from the second ultrasonic transducer 102 are different. In some cases, the fluid flow rate or flow rate cannot be measured accurately.

これに対し、実施の形態に係るクランプオン式超音波流量計の超音波トランスデューサの配管への設置方法によれば、図6ないし図11に示したように、互いに平行にスライドする保持部34A、34Bに保持された研磨器50A、50Bによって、配管10表面が研磨される。そのため、図15に示すように、研磨器50Aで研磨された配管10の研磨面11Aと、研磨器50Bで研磨された配管10の研磨面11Bと、が、平行になる。したがって、図16に示すように、研磨面11A上に配置された第1の超音波トランスデューサ101から発せられた第1の超音波信号の伝播経路と、研磨面11B上に配置された第2の超音波トランスデューサ102から発せられた第2の超音波信号の伝播経路が一致し、流体の流速又は流量を正確に計測可能である。   On the other hand, according to the installation method of the ultrasonic transducer of the clamp-on type ultrasonic flowmeter according to the embodiment to the piping, as shown in FIG. 6 to FIG. The surface of the pipe 10 is polished by the polishing machines 50A and 50B held by 34B. Therefore, as shown in FIG. 15, the polishing surface 11A of the pipe 10 polished by the polishing machine 50A and the polishing surface 11B of the pipe 10 polished by the polishing machine 50B are parallel to each other. Therefore, as shown in FIG. 16, the propagation path of the first ultrasonic signal emitted from the first ultrasonic transducer 101 disposed on the polishing surface 11A and the second path disposed on the polishing surface 11B. The propagation paths of the second ultrasonic signals emitted from the ultrasonic transducer 102 coincide with each other, and the fluid flow velocity or flow rate can be accurately measured.

また、例えば、研磨器を保持する治具と、超音波トランスデューサを保持する治具が別であると、仮に配管の表面を平行に研磨できても、研磨器を保持する治具を配管から外して、超音波トランスデューサを保持する治具を配管の同じ位置に正確に設置するのは困難な場合がある。そのため、図17に示すように、配管10の研磨面の角に対して、第1及び第2の超音波トランスデューサ101、102が斜めに点接触して、配管10の研磨面と、第1及び第2の超音波トランスデューサ101、102と、の間に隙間が生じ、第1及び第2の超音波トランスデューサ101、102から配管10内に効率的に超音波信号を送り込めない場合がある。   In addition, for example, if the jig for holding the polisher and the jig for holding the ultrasonic transducer are different, even if the surface of the pipe can be polished in parallel, the jig holding the polisher is removed from the pipe. Thus, it may be difficult to accurately install the jig holding the ultrasonic transducer at the same position on the pipe. Therefore, as shown in FIG. 17, the first and second ultrasonic transducers 101 and 102 are in point contact with the corner of the polished surface of the pipe 10, and the polished surface of the pipe 10 and the first and second There is a case where a gap is generated between the second ultrasonic transducers 101 and 102 and the ultrasonic signals cannot be efficiently sent from the first and second ultrasonic transducers 101 and 102 into the pipe 10.

これに対し、実施の形態に係るクランプオン式超音波流量計の超音波トランスデューサの配管への設置方法によれば、図11に示した第1及び第2のフレーム31A、31Bを配管10に固定したまま、研磨器50A、50Bを図12に示す第1及び第2の超音波トランスデューサ101、102に交換することにより、配管10の研磨面と、第1及び第2の超音波トランスデューサ101、102の底面と、が平行になる。そのため、配管10の研磨面に確実に第1及び第2の超音波トランスデューサ101、102を配置することが可能となる。   On the other hand, according to the installation method of the ultrasonic transducer of the clamp-on type ultrasonic flowmeter according to the embodiment to the pipe, the first and second frames 31A and 31B shown in FIG. As it is, by replacing the polishing machines 50A and 50B with the first and second ultrasonic transducers 101 and 102 shown in FIG. 12, the polishing surface of the pipe 10 and the first and second ultrasonic transducers 101 and 102 are replaced. Is parallel to the bottom. Therefore, the first and second ultrasonic transducers 101 and 102 can be reliably disposed on the polished surface of the pipe 10.

(実施例)
研磨していない50Aステンレス鋼配管に超音波トランスデューサを配置し、配管を伝播した超音波信号の強度を計測した結果のグラフを図18に示す。次に、実施の形態で説明した治具で、50Aステンレス鋼配管に幅9mmの研磨面を形成し、当該研磨面に超音波トランスデューサを配置し、配管を伝播した超音波信号の強度を計測した結果のグラフを図19に示す。図18と図19の縦軸と横軸のスケールは同じである。図18及び図19から、研磨により配管と超音波トランスデューサの接触面積が増えると、配管を伝播した超音波信号の強度が上昇することが示された。
(その他の実施の形態)
上記のように本発明を実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになるはずである。例えば、図6ないし図11に示した研磨器50A、50Bが、電動研磨部材を備えていてもよい。例えば、電動研磨部材は、研磨器50A、50Bが配管10上をスライドする間、振動したり回転したりしてもよい。電動研磨部材の電源は、超音波トランスデューサの電源を使用してもよい。このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。
(Example)
FIG. 18 shows a graph of the result of measuring the intensity of the ultrasonic signal transmitted through the pipe by arranging the ultrasonic transducer in the unpolished 50A stainless steel pipe. Next, with the jig described in the embodiment, a polished surface having a width of 9 mm was formed on a 50A stainless steel pipe, an ultrasonic transducer was disposed on the polished surface, and the intensity of the ultrasonic signal propagated through the pipe was measured. The resulting graph is shown in FIG. The vertical and horizontal axes in FIGS. 18 and 19 are the same. 18 and 19 show that when the contact area between the pipe and the ultrasonic transducer increases due to polishing, the intensity of the ultrasonic signal propagated through the pipe increases.
(Other embodiments)
Although the present invention has been described by the embodiments as described above, it should not be understood that the description and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques should be apparent to those skilled in the art. For example, the polishers 50A and 50B shown in FIGS. 6 to 11 may include an electric polishing member. For example, the electric polishing member may vibrate or rotate while the polishing machines 50A and 50B slide on the pipe 10. The power source of the electric polishing member may be a power source of an ultrasonic transducer. Thus, it should be understood that the present invention includes various embodiments and the like not described herein.

10 配管
11A、11B 研磨面
30 治具
31A、31B フレーム
32A、33A レール
34A、34B 保持部
35A、35B 位置決め棒
36A、36B クランプネジ
41、42 連結棒
43、44、45 ナット
50A、50B 研磨器
51A 研磨面
101 第1の超音波トランスデューサ
102 第2の超音波トランスデューサ
134A 逆溝型部材
135A、137A スライドブロック
136A、138A 穴
10 Piping 11A, 11B Polishing surface 30 Jig 31A, 31B Frame 32A, 33A Rail 34A, 34B Holding portion 35A, 35B Positioning rod 36A, 36B Clamp screw 41, 42 Connecting rod 43, 44, 45 Nut 50A, 50B Polisher 51A Polishing surface 101 First ultrasonic transducer 102 Second ultrasonic transducer 134A Reverse groove type member 135A, 137A Slide block 136A, 138A Hole

Claims (8)

超音波トランスデューサを保持可能な保持部であり、一定方向にスライド可能な保持部を備える治具を配管に設置することと、
前記保持部に研磨器を保持させ、前記研磨器を前記配管表面に接触させることと、
前記保持部に保持された前記研磨器を前記配管上でスライドさせて、前記配管表面を研磨することと、
前記保持部から前記研磨器を外し、前記保持部に前記超音波トランスデューサを保持させ、前記超音波トランスデューサを研磨された前記配管表面に接触させることと、
を備える、超音波トランスデューサの設置方法。
A holding part capable of holding an ultrasonic transducer, and installing a jig in a pipe having a holding part that can slide in a certain direction;
Holding the polishing machine in the holding part, bringing the polishing machine into contact with the pipe surface;
Sliding the grinder held by the holding part on the pipe to polish the pipe surface;
Removing the polisher from the holding unit, holding the ultrasonic transducer in the holding unit, and bringing the ultrasonic transducer into contact with the polished pipe surface;
An installation method of an ultrasonic transducer comprising:
前記研磨器の前記保持部で保持される部位の形状が、前記超音波トランスデューサの前記保持部で保持される部位の形状と同じである、請求項1に記載の超音波トランスデューサの設置方法。   The ultrasonic transducer installation method according to claim 1, wherein a shape of a portion held by the holding portion of the polishing machine is the same as a shape of a portion held by the holding portion of the ultrasonic transducer. 前記保持部が前記超音波トランスデューサを前記配管表面に押しつけるクランプネジを備えており、
前記クランプネジによって、前記研磨器が、前記配管上でスライド可能な強さで、前記配管表面に押しつけられる、
請求項1又は2に記載の超音波トランスデューサの設置方法。
The holding part includes a clamp screw that presses the ultrasonic transducer against the pipe surface;
By the clamp screw, the polishing machine is pressed against the pipe surface with such a strength that it can slide on the pipe.
The installation method of the ultrasonic transducer of Claim 1 or 2.
前記研磨器が電動研磨部材を備える、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の超音波トランスデューサの設置方法。   The installation method of the ultrasonic transducer of any one of Claim 1 thru | or 3 with which the said polisher is equipped with an electrically-driven polishing member. 超音波トランスデューサを配管表面に固定する治具であって、前記超音波トランスデューサを保持可能な保持部であり、前記配管上で一定方向にスライド可能な保持部を備える治具と、
前記保持部で保持される研磨器と、
を備える、超音波トランスデューサの設置キット。
A jig for fixing the ultrasonic transducer to the pipe surface, a holding part capable of holding the ultrasonic transducer, and a jig provided with a holding part that can slide in a certain direction on the pipe;
A polishing machine held by the holding unit;
An ultrasonic transducer installation kit comprising:
前記研磨器の前記保持部で保持される部位の形状が、前記超音波トランスデューサの前記保持部で保持される部位の形状と同じである、請求項5に記載の超音波トランスデューサの設置キット。   The ultrasonic transducer installation kit according to claim 5, wherein a shape of a portion held by the holding portion of the polishing machine is the same as a shape of a portion held by the holding portion of the ultrasonic transducer. 前記保持部が前記超音波トランスデューサを前記配管表面に押しつけるクランプネジを備えており、
前記クランプネジによって、前記研磨器が、前記配管上でスライド可能な強さで、前記配管表面に押しつけられる、
請求項5又は6に記載の超音波トランスデューサの設置キット。
The holding part includes a clamp screw that presses the ultrasonic transducer against the pipe surface;
By the clamp screw, the polishing machine is pressed against the pipe surface with such a strength that it can slide on the pipe.
The ultrasonic transducer installation kit according to claim 5 or 6.
前記研磨器が電動研磨部材を備える、請求項5ないし7のいずれか1項に記載の超音波トランスデューサの設置キット。   The ultrasonic transducer installation kit according to any one of claims 5 to 7, wherein the polishing machine includes an electric polishing member.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101928006B1 (en) * 2017-07-13 2018-12-12 한국표준과학연구원 Zig assembly for ultrasonic flow meter

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