JP2019045388A - 超音波流量測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】測定感度の確保と作業性の向上とを両立させることができる超音波流量測定装置を提供する。【解決手段】保持部材３のうちチューブ１０を挟む一対の壁部３１２、３１３に突起部３１４〜３１７が形成されていることで、壁部３１２、３１３において主に突起部３１４〜３１７の接触平面３１４Ａ〜３１７Ａがチューブ１０に接触し、チューブ１０を溝部３１に圧入しやすくなり、作業性を向上させることができる。一対の突起部３１４、３１６が、送受信方向において上流側素子４Ａと下流側素子４Ｂとの間に配置されていることから、壁部３１２、３１３のうち接触平面３１４Ａ〜３１７Ａ以外の部分がチューブ１０に接触しなくても、測定感度を確保することができる。【選択図】図４

Description

本発明は、超音波流量測定装置に関する。

一般に、管状部材によって形成される流路を通過する流体の流量を、非接触で測定するための流量計として、超音波流量測定装置が知られている。このような超音波流量測定装置として、管体（管状部材）を保持するための溝部が形成された保持本体（保持部材）を備えたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された超音波流量測定装置では、溝部の上端同士を接続するようにアームが設けられている。これにより、管体の圧入によって溝部が開くように保持本体が変形した場合に、アームによって溝部を元の形状に戻すようにしている。

特開２０１４−２１９２１０号公報

ところで、超音波流量測定装置では、管状部材と保持部材との間に空気層が形成されると、この空気層との界面において超音波が屈折したり全反射されたりし、超音波が相手側の素子に届きにくくなって感度が低下してしまうことがあった。そこで、測定感度を確保するためには、保持部材と管状部材とを密着させる必要がある。しかしながら、特許文献１に記載の超音波流量測定装置において、壁と管状部材との密着度を向上させようとすると、壁や管状部材の変形量を大きくする必要がある。従って、圧入に必要な力や、アームを掛け渡すために必要な力が大きくなってしまい、作業性が低下してしまう。このように、測定感度を確保しつつ、管状部材を保持させる際の作業性を向上させることは困難であった。

本発明の目的は、測定感度の確保と作業性の向上とを両立させることができる超音波流量測定装置を提供することにある。

本発明の超音波流量測定装置は、可撓性の管状部材を通過する流体の流量を測定する超音波流量測定装置であって、前記管状部材の長手方向に沿って延びる溝部を有して当該管状部材を保持する保持部材と、前記長手方向に対して傾斜した方向を送受信方向として前記溝部を挟んで対向配置された少なくとも一対の超音波送受信素子と、を備え、前記溝部を構成しつつ前記管状部材を挟む一対の壁部には、前記管状部材に接触する接触平面を有する突起部が形成され、一対の前記突起部は、前記送受信方向において前記一対の超音波送受信素子の間に位置するとともに前記長手方向において互いにずれて配置されていることを特徴とする。

このような本発明によれば、保持部材のうち管状部材を挟む一対の壁部に突起部が形成されていることで、壁部において主に突起部の接触平面が管状部材に接触する。従って、壁部全体を管状部材に接触させる構成と比較して、管状部材を溝部に圧入する際に生じる挿入荷重が小さい。また、壁部全体を管状部材に接触させる構成の場合、圧入時に管状部材を壁部全体に亘って変形させる必要があるのに対し、本発明では、主に接触平面を管状部材に接触させることから管状部材の一部のみを変形させればよく、変形に要する力が小さい。これにより、管状部材を溝部に圧入しやすくなり、作業性を向上させることができる。

また、一対の突起部が、送受信方向において一対の超音波送受信素子の間に配置されていることから、超音波が保持部材と管状部材との間で伝達されやすく、壁部のうち接触平面以外の部分が管状部材に接触しなくても測定感度を確保することができる。

この際、本発明の超音波流量測定装置では、前記接触平面は、前記超音波送受信素子の送受信面の全体を前記送受信方向に沿って前記壁部に投影した全体投影領域の前記長手方向の寸法よりもその前記長手方向の寸法が小さく、且つ、前記送受信面のうち有効送受信領域を前記送受信方向に沿って前記壁部に投影した有効投影領域の全体を含むことが好ましい。このような構成によれば、突起部の接触平面が、超音波送受信素子の送受信面のうち有効送受信領域を送受信方向に沿って壁部に投影した有効投影領域の全体を含むことで、超音波送受信素子が送信した超音波を管状部材に伝える際に無駄が生じにくく、測定感度を向上させることができる。また、接触平面の長手方向寸法が、送受信面の全体を送受信方向に沿って壁部に投影した全体投影領域の長手方向寸法よりも小さいことで、接触平面と管状部材との接触面積が大きくなりすぎず、管状部材を溝部に圧入しやすくなり、作業性をさらに向上させることができる。

尚、超音波送受信素子の有効送受信領域は、送受信面の全体のうち、送信する超音波が縦波として相手方の素子に到達するような領域であり、その範囲は、超音波送受信素子のサイズや性能等に応じて決まる。例えば外径が５．５ｍｍであり内径が３．３ｍｍである管状部材を通過する流体の流量測定時に、直径７．０ｍｍの超音波送受信素子を用いる場合、有効送受信領域は、送受信面のうち中心側の５５〜９０％程度の領域となる。

また、本発明の超音波流量測定装置では、前記溝部の開口を覆う蓋部をさらに備え、前記蓋部は、前記溝部の内側に向かって突出した蓋突起を有し、前記蓋突起は、前記管状部材のうち前記送受信方向において前記一対の超音波送受信素子の間に位置する超音波通過部を押圧することが好ましい。このような構成によれば、溝部の開口を覆う蓋部が蓋突起を有することで、蓋突起と溝部の底部とによって、これらの対向方向から管状部材を圧縮して変形させることができる。これにより、管状部材は一対の壁部同士の対向方向において膨張しようとする。即ち、管状部材の突起部に対する密着度が向上し、測定感度を向上させることができる。また、蓋突起が、管状部材のうち一対の超音波送受信素子に挟まれる超音波通過部を押圧することで、管状部材全体を押圧する構成と比較して管状部材の変形量が小さくなり、蓋部を閉じるために必要な力を小さくして作業性を向上させることができる。

さらに、本発明の超音波流量測定装置では、前記一対の超音波送受信素子を２組以上備え、複数の前記蓋突起が、各組の前記超音波送受信素子に対応して独立して設けられていることが好ましい。このような構成によれば、複数組の超音波送受信素子対に対して共通の蓋突起を設ける構成と比較して、蓋突起と管状部材との合計の接触面積を小さくすることができ、蓋部を閉じる際の作業性を向上させることができる。

また、本発明の超音波流量測定装置では、前記接触平面が鏡面状となっていることが好ましい。このような構成によれば、突起部と管状部材との密着度をさらに向上させることができ、測定感度をより一層向上させることができる。

本発明の超音波流量測定装置によれば、管状部材を挟む一対の壁部に形成された突起部が、送受信方向において一対の超音波送受信素子の間に配置されていることで、測定感度の確保と作業性の向上とを両立させることができる。

本発明の実施形態に係る超音波流量測定装置を示す斜視図である。 前記超音波流量測定装置において蓋部を開いた状態を示す斜視図である。 前記超音波流量測定装置を示す側面図である。 前記超音波流量測定装置の保持部材を示す上面図及び側面図である。 前記超音波流量測定装置の保持部材を示す下面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態の超音波流量測定装置１０６は、図１〜３に示すような装置本体２と、図示しない制御部と、を備え、可撓性の管状部材としてのチューブ１０を上流側から下流側に向かって通過する流体の流量を測定するものである。チューブ１０は、例えば塩化ビニル樹脂やシリコーン樹脂等の軟質な樹脂材料によって構成されることで可撓性を有する。本実施形態では、チューブ１０の長手方向をＸ方向とし、Ｘ方向に略直交する方向をそれぞれＹ方向およびＺ方向とする。超音波流量測定装置１０６は、筐体内に収容され、固定された超音波流量測定装置１０６に対してチューブ１０が取り付けられるものとするが、チューブ１０が所定の配索形状を有するとともに超音波流量測定装置１０６をチューブ１０に対して取り付けるものとしてもよい。

装置本体２は、ケース２１と、ケース２１に収容される測定ユニット２２と、を備える。ケース２１は、例えば樹脂によって構成され、ケース本体２１１と蓋部２１２と、を有する。ケース本体２１１は、Ｚ方向の一方側（上方側）に開口した収容凹部２１１Ａを有し、収容凹部２１１Ａに測定ユニット２２が収容されるようになっている。ケース本体２１１のうち収容凹部２１１ＡのＸ方向両側には、後述する溝部３１に連続した溝部２１１Ｂが形成されている。

蓋部２１２のＹ方向の一端縁には、Ｘ方向に沿って延びる回動被支持部２１２Ａが設けられ、ケース本体２１１の回動支持部２１１Ｃによって軸支されている。また、ケース本体２１１および蓋部２１２のＹ方向の他端縁には、係止部材組２５が設けられている。係止部材組２５は、いわゆるキャッチクリップであって、ケース本体２１１に固定されたクリップ部材２５１と、蓋部２１２に固定されたフック部材２５２と、によって構成されている。クリップ部材２５１は、レバー部２５１Ａと、フック部材２５２に係止される被係止部２５１Ｂと、を有しており、レバー部２５１Ａを起こす（その先端を蓋部２１２に近づける）ことにより、被係止部２５１Ｂも蓋部２１２に近づくように移動する。レバー部２５１Ａを一旦起こし、被係止部２５１Ｂをフック部材２５２に係止させ、レバー部２５１Ａを倒すことにより、蓋部２１２の閉状態が維持されるようになる。また、この状態からレバー部２５１Ａを起こせば、フック部材２５２による被係止部２５１Ｂの係止を解除することができ、蓋部２１２が開動作可能な状態となる。

蓋部２１２の内面（ケース２１内側の面）には、互いに独立な２つの蓋突起２３、２４がＸ方向に並んで設けられている。蓋突起２３、２４の接触面（ケース２１内側の面）は、蓋部２１２の閉状態においてＹ方向から見て円弧状となっている。また、蓋部２１２の閉状態において、蓋突起２３、２４は溝部３１の内側に向かって突出する。

測定ユニット２２は、図４、５に示すように、保持部材３と、２組の超音波送受信素子対４０、５０と、を備える。超音波送受信素子対４０は、一対の超音波送受信素子としての上流側素子４Ａおよび下流側素子４Ｂによって構成され、超音波送受信素子対５０は、一対の超音波送受信素子としての上流側素子５Ａおよび下流側素子５Ｂによって構成されている。

保持部材３は、例えばＰＰＳやＰＥＩ、アクリル等の樹脂によって構成されている。保持部材３を構成する樹脂は、超音波の音響特性や耐薬品性等に応じて適宜に選択されればよい。保持部材３には、溝部３１と、４つの素子配置部３２〜３５と、音響分離部３６と、が形成されている。

溝部３１は、ＸＹ平面に沿って延びる底部３１１と、ＺＸ平面に沿って延びる一対の壁部３１２、３１３と、によって構成され、Ｘ方向を長手方向として延びるとともにＺ方向の一方側において開口し、Ｘ方向の両端においても開口している。一方の壁部３１２には、Ｘ方向に並んだ２つの突起部３１４、３１５が形成され、他方の壁部３１３には、Ｘ方向に並んだ２つの突起部３１６、３１７が形成されている。突起部３１４と突起部３１６とが一対の突起部を構成し、突起部３１５と突起部３１７とが一対の突起部を構成する。

突起部３１４〜３１７の先端には、ＺＸ平面に沿って延びる接触平面３１４Ａ〜３１７Ａが形成されている。接触平面３１４Ａ〜３１７Ａは、鏡面加工が施されることで鏡面状となっており、壁部３１２、３１３の他の部分よりも面粗度が小さくなっている。例えば、接触平面３１４Ａ〜３１７Ａの面粗度Ｒｚが３．２〜６．０程度であり、壁部３１２、３１３の他の部分の面粗度Ｒｚが２５程度であればよい。

本実施形態では、接触平面３１４Ａ〜３１７Ａは、Ｙ方向から見て矩形状に形成されているものとするが、接触平面は、円形状であってもよいし、後述する全体投影領域３０Ａや有効投影領域３０Ｂと同様の形状を有していてもよい。

素子配置部３２〜３５は、保持部材３のうち溝部３１を基準として外側の面が凹状に形成されたものであって、壁部３１２側の素子配置部３２に上流側素子４Ａが配置され、壁部３１３側の素子配置部３３に下流側素子４Ｂが配置され、壁部３１２側の素子配置部３４に上流側素子５Ａが配置され、壁部３１３側の素子配置部３５に下流側素子５Ｂが配置される。

素子配置部３２〜３５は、素子４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂの送受信面４１、５１をＸ方向に対して傾斜させるような形状を有している。送受信面４１、５１と略直交する方向が、素子４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂが送受信する超音波の送受信方向となる。尚、超音波は屈折しつつ進むため、各部において進行方向が異なるが、保持部材３を通過する際の進行方向を送受信方向とする。素子配置部３２に配置された上流側素子４Ａと、素子配置部３３に配置された下流側素子４Ｂと、が溝部３１を挟んで送受信方向に対向配置されている。素子配置部３４に配置された上流側素子５Ａと、素子配置部３５に配置された下流側素子５Ｂと、が溝部３１を挟んで送受信方向に対向配置されている。尚、チューブ１０内の流体の流れにおける上流側から下流側に向かって、素子配置部３２と素子配置部３３と素子配置部３４と素子配置部３５とが順に配置されている。

保持部材３のうち溝部３１から見てＹ方向外側の面には、素子４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂの送受信面４１、５１のそれぞれと対向する対向面３２１〜３５１が形成されている。対向面３２１〜３５１は、溝部３１から遠ざかるにしたがって、対向する各素子４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂに近づく傾斜を有している。

音響分離部３６は、保持部材３のうち溝部３１と反対側の面（Ｚ方向他方側の面）が凹溝状に形成されたものであり、素子配置部３２および素子配置部３４の間と、素子配置部３３および素子配置部３５の間と、を結ぶように送受信方向に沿って延びる。音響分離部３６には、軟質な樹脂によって構成された超音波吸収部材が充填され、音響分離層が形成される。

素子４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂは、超音波を送受信する円形状の送受信面４１、５１を溝部３１に向けて配置される。送受信面４１、５１のうちその中央の所定領域が有効送受信領域４２、５２となる。有効送受信領域４２、５２とは、送受信面４１、５１のうち、送信する超音波が縦波として相手方の素子に到達するような領域である。即ち、送受信面４１、５１のうち外周に近い部分ほど、送信される超音波が面直方向に対して傾斜しやすく、横波となって伝達されやすい。有効送受信領域４２、５２は、素子４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂのサイズや性能等に応じて決まり、例えば外径が５．５ｍｍであり内径が３．３ｍｍであるチューブ１０を通過する流体の流量測定時に、直径７．０ｍｍの素子４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂを用いる場合、有効送受信領域４２、５２は、送受信面４１、５１のうち中心側の５５〜９０％程度の領域となる。本実施形態では、下流側素子４Ｂと上流側素子５Ａとは、図示しないが信号処理回路内にて電気信号線によって接続されている。

上流側素子４Ａから送信された超音波は、保持部材３、チューブ１０、チューブ１０内の流体、チューブ１０、保持部材３の順に通過し、下流側素子４Ｂによって受信される。下流側素子４Ｂから送信された超音波は、この逆の順で進行して上流側素子４Ａに受信される。上流側素子５Ａおよび下流側素子５Ｂについても同様である。また、送信された超音波は、保持部材３とチューブ１０との界面、及び、チューブ１０と流体との界面において各部の音速に応じて屈折する。

制御部は、素子４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂに超音波を送信させるとともに、受信した超音波の伝搬時間差に基づいて流体の流量を算出する。尚、超音波を送信させるための手段と、流量を算出するための手段と、が独立となっていてもよい。超音波の送受信方法の一例を以下に説明する。制御部は、上流側素子４Ａに超音波を送信させる。下流側素子４Ｂがこの超音波を受信したら、この信号が適宜に増幅されつつ電気信号として上流側素子５Ａに伝達される。この信号を受信した上流側素子５Ａが超音波を送信し、この超音波を下流側素子５Ｂが受信する。制御部は、上流側素子４Ａが超音波を送信してから下流側素子５Ｂが超音波を受信するまでの時間を正方向所要時間として取得する。

次に、制御部は、下流側素子５Ｂに超音波を送信させる。上流側素子５Ａがこの超音波を受信したら、この信号が適宜に増幅されつつ電気信号として下流側素子４Ｂに伝達される。この信号を受信した下流側素子４Ｂが超音波を送信し、この超音波を上流側素子４Ａが受信する。制御部は、下流側素子５Ｂが超音波を送信してから上流側素子４Ａが超音波を受信するまでの時間を逆方向所要時間として取得する。制御部は、正方向所要時間および逆方向所要時間の伝搬時間差に基づき、チューブ１０を通過する流体の流量を算出する。以上のように、超音波流量測定装置１０６は流体の流量を測定する。

ここで、装置本体２の各部の詳細な位置関係について説明する。まず、一対の壁部３１２、３１３のそれぞれに形成された突起部３１４、３１６は、超音波の送受信方向において超音波送受信素子対４０の素子４Ａ、４Ｂの間に配置されている。これにより、一対の突起部３１４、３１６は、Ｘ方向に互いにずれている。即ち、突起部３１４の接触平面３１４ＡにおけるＸ方向中央部と、突起部３１６の接触平面３１６ＡにおけるＸ方向中央部と、が互いにずれている。同様に、突起部３１５、３１７は、超音波の送受信方向において超音波送受信素子対５０の素子５Ａ、５Ｂの間に配置されており、Ｘ方向に互いにずれている。

素子４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂの送受信面４１、５１を送受信方向に沿って壁部３１２、３１３に投影した領域を全体投影領域３０Ａとし、有効送受信領域４２、５２を送受信方向に沿って壁部３１２、３１３に投影した領域を有効投影領域３０Ｂとする。送受信面４１、５１が円形状であり、送受信方向がＸ方向に対して傾斜していることから、領域３０Ａ、３０Ｂは、円がＸ方向に引き伸ばされた形状を有している。接触平面３１４Ａ〜３１７Ａは、有効投影領域３０Ｂの全体を含んでいる。また、接触平面３１４Ａ〜３１７ＡのＸ方向寸法は、全体投影領域３０ＡのＸ方向寸法よりも小さい。

次に、溝部３１と蓋部２１２との関係について説明する。蓋部２１２は、ケース本体２１１の収容凹部２１１Ａを覆うものであるが、収容凹部２１１Ａには保持部材３が収容されることから、蓋部２１２は溝部３１の底部３１１に対向して開口を覆うものでもある。蓋部２１２が閉状態となった際に、蓋突起２３が、送受信方向において一対の突起部３１４、３１６の間に位置し、蓋突起２４が、送受信方向において一対の突起部３１５、３１７の間に位置する。

ここで、チューブ１０のうち、送受信方向において超音波送受信素子対４０の素子４Ａ、４Ｂの間に位置する部分を超音波通過部１０Ａとし、送受信方向において超音波送受信素子対５０の素子５Ａ、５Ｂの間に位置する部分を超音波通過部１０Ｂとする。蓋突起２３はチューブ１０の超音波通過部１０Ａを押圧し、蓋突起２４はチューブ１０の超音波通過部１０Ｂを押圧する。従って、２つの蓋突起２３、２４は、２組の超音波送受信素子対４０、５０のそれぞれに対応して独立して設けられている。尚、超音波通過部１０Ａは、Ｘ方向およびＹ方向において多少の幅を有しており、蓋突起２３、２４の先端が、送受信面４１、５１の中心同士を結ぶ線上に位置していてもよいし、多少ずれていてもよい。

このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。即ち、保持部材３のうちチューブ１０を挟む一対の壁部３１２、３１３に突起部３１４〜３１７が形成されていることで、壁部３１２、３１３において主に突起部３１４〜３１７の接触平面３１４Ａ〜３１７Ａがチューブ１０に接触する。従って、壁部全体をチューブ１０に接触させる構成と比較して、チューブ１０を溝部３１に圧入する際に生じる挿入荷重が小さい。また、壁部全体を管状部材に接触させる構成の場合、圧入時にチューブ１０を壁部全体に亘って変形させる必要があるのに対し、本実施形態によれば、主に接触平面３１４Ａ〜３１７Ａをチューブ１０に接触させることからチューブ１０の一部のみを変形させればよく、変形に要する力が小さい。これにより、チューブ１０を溝部３１に圧入しやすくなり、作業性を向上させることができる。

また、一対の突起部３１４、３１６が、送受信方向において上流側素子４Ａと下流側素子４Ｂとの間に配置されていることから、超音波が保持部材３とチューブ１０との間で伝達されやすく、壁部３１２、３１３のうち接触平面３１４Ａ〜３１７Ａ以外の部分がチューブ１０に接触しなくても、測定感度を確保することができる。これは、一対の突起部３１５、３１７についても同様である。

また、突起部３１４〜３１７の接触平面３１４Ａ〜３１７Ａが、素子４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂの有効送受信領域４２、５２を送受信方向に沿って壁部３１２、３１３に投影した有効投影領域３０Ｂの全体を含むことで、素子４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂが送信した超音波をチューブ１０に伝える際に無駄が生じにくく、測定感度を向上させることができる。また、接触平面３１４Ａ〜３１７ＡのＸ方向寸法が、送受信面４１、５１の全体を送受信方向に沿って壁部３１２、３１３に投影した全体投影領域３０ＡのＸ方向寸法よりも小さいことで、接触平面３１４Ａ〜３１７Ａとチューブ１０との接触面積が大きくなりすぎず、チューブ１０を溝部３１に圧入しやすくなり、作業性をさらに向上させることができる。

また、溝部３１の開口を覆う蓋部２１２が蓋突起２３、２４を有することで、蓋突起２３、２４と溝部３１の底部３１１とによって、これらの対向方向（Ｚ方向）からチューブ１０を圧縮して変形させることができる。これにより、チューブ１０は、一対の壁部３１２、３１３同士の対向方向であるＹ方向において膨張しようとする。即ち、チューブ１０の突起部３１４〜３１７に対する密着度が向上し、測定感度を向上させることができる。また、蓋突起２３、２４が、チューブ１０のうち超音波送受信素子対４０、５０の素子間に位置する超音波通過部１０Ａ、１０Ｂを押圧することで、チューブ１０全体を押圧する構成と比較して、チューブ１０の変形量が小さくなり、蓋部２１２を閉じるために必要な力を小さくして作業性を向上させることができる。

さらに、２つの蓋突起２３、２４のが、２組の超音波送受信素子対４０、５０のそれぞれに対応して独立に設けられていることで、蓋突起２３、２４とチューブ１０との合計の接触面積を小さくすることができ、蓋部２１２を閉じる際の作業性を向上させることができる。

また、接触平面３１４Ａ〜３１７Ａが鏡面状となっていることで、突起部３１４〜３１７とチューブ１０との密着度をさらに向上させることができ、測定感度をより一層向上させることができる。

なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的が達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。

例えば、前記実施形態では、突起部３１４〜３１７の接触平面３１４Ａ〜３１７Ａが鏡面状となっており、壁部３１２、３１３の他の部分よりも面粗度が小さいものとしたが、壁部の他の部分も鏡面状となっていてもよい。また、例えば突起部の突出量が大きいことにより、チューブ１０に対する接触平面の密着度が高い場合には、接触平面は鏡面状となっていなくてもよい。

また、前記実施形態では、２つの蓋突起が、２組の超音波送受信素子対のそれぞれに対応して独立に設けられているものとしたが、１つの蓋突起を複数の超音波送受信素子対に対応させるように設けてもよく、このような構成によれば、蓋部の形状を簡素化することができる。また、例えば突起部の突出寸法が大きくチューブ１０に対する接触平面の密着度が高い場合には、蓋部に蓋突起を設けなくてもよい。

また、前記実施形態では、突起部３１４〜３１７の接触平面３１４Ａ〜３１７Ａが有効投影領域３０Ｂ全体を含むものとしたが、例えば素子サイズが大きく有効送受信領域が広い場合には、接触平面が有効投影領域の一部のみを含むものとしてもよい。このような構成によれば、接触面積を小さくしてチューブ１０を溝部３１に圧入しやすくすることができる。

また、前記実施形態では、接触平面３１４Ａ〜３１７ＡのＸ方向寸法が全体投影領域３０ＡのＸ方向寸法よりも小さいものとしたが、例えば接触平面の面粗度が低くチューブ１０を溝部３１に圧入しやすい場合には、接触平面のＸ方向寸法が全体投影領域３０ＡのＸ方向寸法以上であってもよい。このような構成によれば、素子４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂが送信した超音波をチューブ１０に伝える際に無駄が生じにくく、測定感度を向上させることができる。

また、前記実施形態では、超音波流量測定装置１０６が２組の超音波送受信素子対４０、５０を備えるものとしたが、超音波流量測定装置は、１組の超音波送受信素子対を備えるものであってもよいし、３組以上の超音波送受信素子対を備えるものであってもよい。このとき、保持部材の壁部には、超音波送受信素子対に応じて突起部が形成されていればよい。また、蓋部にも、超音波送受信素子対に応じて突起部が形成されていればよい。

また、超音波流量測定装置は、流体が通過する可撓性の管状部材に対して用いられればよく、例えば人工透析の為の液体を循環させる液体供給装置に組み込まれて利用されてもよいし、半導体の製造時に洗浄液等を供給するものに用いられてもよいし、農業において液体肥料や水等を供給するものに用いられてもよい。

その他、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、且つ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、制御方法及び手順、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。従って、上記に開示した形状、材質、制御方法及び手順などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質、制御方法及び手順などの限定の一部、もしくは全部の限定を外した記載は、本発明に含まれるものである。

１０６ 超音波流量測定装置
１０ チューブ（管状部材）
１０Ａ、１０Ｂ 超音波通過部
２１２ 蓋部
２３、２４ 蓋突起
３ 保持部材
３１ 溝部
３１２、３１３ 壁部
３１４〜３１７ 突起部
３１４Ａ〜３１７Ａ 接触平面
３０Ｂ 有効投影領域
４０、５０ 超音波送受信素子対
４１、５１ 送受信面
４２、５２ 有効送受信領域
４Ａ、５Ａ 上流側素子（超音波送受信素子）
４Ｂ、５Ｂ 下流側素子（超音波送受信素子）

Claims (5)

1. 可撓性の管状部材を通過する流体の流量を測定する超音波流量測定装置であって、
   前記管状部材の長手方向に沿って延びる溝部を有して当該管状部材を保持する保持部材と、
   前記長手方向に対して傾斜した方向を送受信方向として前記溝部を挟んで対向配置された少なくとも一対の超音波送受信素子と、を備え、
   前記溝部を構成しつつ前記管状部材を挟む一対の壁部には、前記管状部材に接触する接触平面を有する突起部が形成され、
   一対の前記突起部は、前記送受信方向において前記一対の超音波送受信素子の間に位置するとともに前記長手方向において互いにずれて配置されていることを特徴とする超音波流量測定装置。
2. 前記接触平面は、前記超音波送受信素子の送受信面の全体を前記送受信方向に沿って前記壁部に投影した全体投影領域の前記長手方向の寸法よりもその前記長手方向の寸法が小さく、且つ、前記送受信面のうち有効送受信領域を前記送受信方向に沿って前記壁部に投影した有効投影領域の全体を含むことを特徴とする請求項１に記載の超音波流量測定装置。
3. 前記溝部の開口を覆う蓋部をさらに備え、
   前記蓋部は、前記溝部の内側に向かって突出した蓋突起を有し、
   前記蓋突起は、前記管状部材のうち前記送受信方向において前記一対の超音波送受信素子の間に位置する超音波通過部を押圧することを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波流量測定装置。
4. 前記一対の超音波送受信素子を２組以上備え、
   複数の前記蓋突起が、各組の前記超音波送受信素子に対応して独立して設けられていることを特徴とする請求項３に記載の超音波流量測定装置。
5. 前記接触平面が鏡面状となっていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の超音波流量測定装置。

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