JP3714303B2 - 超音波送受波器とその製造方法およびそれを用いた超音波流量計 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波により気体や液体の流量や流速の計測を行う超音波流量計およびこの超音波流量計に用いる超音波送受波器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の超音波流量計に用いる超音波送受波器は、例えば特開平１−１９００９９号公報が知られており、具体的には、図１０のように、圧電素子４２を音響整合層４３に高温硬化型接着剤４４で接着していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の構成では、圧電素子４２と音響整合層４３が直接接着されており、ケース４５は圧電素子４２の外周方向に設け音響整合層４３と接着されている。
【０００４】
また、音響整合層４３はエポキシ樹脂やウレタン樹脂とガラス製マイクロバルーンからなる材料を用いている。しかしこのような材料は一般的に微多孔性を有するためケース内に被測定流体が侵入し、被測定流体の成分によっては圧電素子の電極等を腐食させ特性を劣化させる課題を有していた。
【０００５】
本発明では上記課題を解決するもので、信頼性に優れた超音波送受波器とその製造方法およびそれを用いた超音波流量計の実現を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、天部と側壁部を有するステンレス製の有天ケースと、前記天部の外壁面に第１接着剤で固定された音響整合層と、前記天部の内壁面に第２接着剤で固定された圧電体とを備え、前記第１接着剤は、前記音響整合層の熱膨張係数よりも値が小さく、かつ有天ケースの熱膨張係数よりも大きく、鉛筆硬度評価方法による硬さが５ＨからＢであるものを用いることで、音響整合層と有天ケースとの接続を維持することができるものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の形態の超音波送受波器は、天部と側壁部を有するステンレス製の有天ケースと、前記天部の外壁面に第１接着剤で固定された音響整合層と、前記天部の内壁面に第２接着剤で固定された圧電体とを備え、前記第１接着剤は、前記音響整合層の熱膨張係数よりも値が小さく、かつ有天ケースの熱膨張係数よりも大きく、鉛筆硬度評価方法による硬さが５ＨからＢであるものを用いることで、音響整合層とケースの接続が良好に維持される超音波送受波器を得ることができる。
【０００８】
第２の形態の超音波送受波器は、第１の形態の超音波送受波器において、音響整合層を固定する第１接着剤は、有機溶剤に反応しないもの及び反応しにくいものを用いることで、使用環境に影響されにくい超音波送受波器を得られる。
【０００９】
第３の形態の超音波送受波器は、第１の形態の超音波送受波器において、音響整合層を固定する第１接着剤は、水分を吸収しないもの及び吸収しにくいものを用いることで、屋
外での使用環境において特性に影響されにくい超音波送受波器を得られる。
【００１０】
第４の形態の超音波送受波器は、第１の形態の超音波送受波器において、音響整合層を固定する第１接着剤は、熱的劣化のないもの及び熱的劣化の少ないものを用いることで、屋外での使用環境において特性に影響されず耐久性のある超音波送受波器が得られる。
【００１１】
第５の形態の超音波送受波器は、第１の形態の超音波送受波器において、音響整合層を固定する第１接着剤は、硫化化合物に反応しないもの及び反応しにくいものを用いることで、使用環境において特性に影響されず耐久性のある超音波送受波器が得られる。
【００１２】
第６の形態の超音波送受波器は、第１の形態の超音波送受波器において、圧電体の接着面を開放して固定する工程と、圧電体に第２接着剤を所定形状に印刷するための工程と有天ケースの天部外壁面の接着面を開放して固定する工程と、有天ケースの天部外壁面に第１接着剤を所定形状に印刷するための工程と、前記第１接着剤を塗布した有天ケースの天部外壁面の上に音響整合層を置く工程と前記第２接着剤を塗布した圧電体の上に音響整合層を備えた有天ケースの天部内壁面を置く工程と、前記音響整合層の上から一様に前記圧電体に加重をかける工程と、前記音響整合層に加重をかけた状態で第１、２接着剤を硬化させる工程とから構成されるため、耐久性に優れ、被測定流体の成分による圧電体の電極等の腐食を防ぐ超音波送受波器の製造が可能となる。
【００１３】
第７の形態の超音波送受波器は、第１の形態の超音波送受波器において、圧電体に第２接着剤を所定形状に転写するための工程と、前記第２接着剤の厚みを均一にさせる工程と、第２接着剤を前記転写工程で所定形状に取り出し前記圧電体に塗布させる工程と有天ケースの天部外壁面に第１接着剤を所定形状に転写するための工程と、前記第１接着剤の厚みを均一にさせる工程と、前記工程の第１接着剤を前記転写工程で所定形状に取り出し前記有天ケースの天部外壁面に塗布させる工程とを用いることで、使用環境において特性に影響されず耐久性に優れ、被測定流体の成分による圧電体の電極等の腐食を防ぐ超音波送受波器の製造が可能となる。
【００１４】
第８の形態の超音波送受波器は、第１の形態の超音波送受波器において、第２接着剤を所定形状に加工された接着剤治具に入れる工程と、前記接着剤治具に埋め込まれた第２接着剤を圧電体の接着剤塗布面に同一形状のまま移し変える工程と有天ケースの天部外壁面に所定形状に加工された接着剤治具を用いて第２接着剤を接着剤塗布面に同一形状のまま移し変える工程とを用いることで、使用環境において特性に影響されず信頼性に優れ、被測定流体の成分による圧電体の電極等の腐食を防ぐ超音波送受波器の製造が可能となる。
【００１５】
第９の形態の超音波送受波器は、第１の形態の超音波送受波器において、被測定流体が流れる流量測定部と、この流量測定部に設けられ超音波を送受信する請求項１ないし５のいずれか１項記載の１対の超音波送受波器と、前記超音波送受波器間の伝搬時間を計測する計測回路と、前記計測回路からの信号に基づいて流量を算出する流量演算手段とを備えたため、信頼性の高い超音波流量計を得ることができる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。なお図面中で同一符号を付しているものは同一なものであり、詳細な説明は省略する。
【００１７】
（実施例１）
図１において、１は被測定流体が流れる流量測定部、２、３は流量測定部１の流れの方向に対し斜めに対向して配置された超音波送受波器、４は超音波送受波器２、３の使用周波数を発信する発振回路、５は発振回路４に接続され超音波送受波器２、３を駆動する駆動回路、６は送受信する超音波送受波器を切り替える切替回路、７は超音波パルスを検知する受信検知回路、８は超音波パルスの伝搬時間を計測するタイマ、９はタイマ８の出力より流量を演算する演算部、１０は駆動回路５とタイマ８に制御信号を出力する制御部である。
【００１８】
上記のように構成される超音波流量計の動作を説明する。本実施例では被測定流体を都市ガス、超音波流量計として家庭用ガスメータを想定し、流量測定部１を構成する材料をアルミニウム合金ダイカストとする。
【００１９】
また超音波送受波器２、３の使用周波数には約５００ＫＨｚを選択する。発振回路４は例えばコンデンサと抵抗で構成され約５００ＫＨｚの方形波を発信し、駆動回路７では発振回路４の信号から超音波送受波器２を駆動するため方形波が３波のバースト信号からなる駆動信号を出力可能とする。また測定手段には測定流量の分解能を向上するため、シングアラウンド法を用いる。
【００２０】
制御部１０では駆動回路５に送信開始信号を出力すると同時に、タイマ８の時間計測を開始させる。駆動回路５は送信開始信号を受けると超音波送受波器２を駆動し、超音波パルスを送信する。送信された超音波パルスは流量測定部１内を伝搬し超音波送受波器３で受信される。受信された超音波パルスは超音波送受波器３で電気信号に変換され、受信検知回路７に出力される。
【００２１】
受信検知回路７では受信信号の受信タイミングを決定し、制御部１０に受信検知信号を出力する。制御部１０では受信検知信号を受けると、あらかじめ設定した遅延時間ｔｄ経過後に再び駆動回路５に送信開始信号を出力し、２回目の計測を行う。この動作をＮ回繰返した後、タイマ８を停止させる。演算部１０ではタイマ８で測定した時間を測定回数のＮで割り、遅延時間ｔｄを引いて伝搬時間ｔ１を演算する。
【００２２】
引き続き切替回路６で駆動回路５と受信回路７に接続する超音波送受波器２、３を切り替え、再び制御部１０では駆動回路５に送信開始信号を出力すると同時に、タイマ８の時間計測を開始させる。伝搬時間ｔ１の測定と逆に、超音波送受波器３で超音波パルスを送信し、超音波送受波器２で受信する計測をＮ回繰返し、演算部９で伝搬時間ｔ２を演算する。
【００２３】
ここで、超音波送受波器２と超音波送受波器３の中心を結ぶ距離をＬ、空気の無風状態での音速をＣ、流量測定部１内での流速をＶ、非測定流体の流れの方向と超音波送受波器２と超音波送受波器３の中心を結ぶ線との角度をθとすると、伝搬時間ｔ１、ｔ２は、
ｔ１＝Ｌ／（Ｃ＋Ｖｃｏｓθ） （１）
ｔ２＝Ｌ／（Ｃ−Ｖｃｏｓθ） （２）
で示される。（１）（２）式より音速Ｃを消去して、流速Ｖを求めると
Ｖ＝Ｌ／２ｃｏｓθ（１／ｔ１−１／ｔ２） （３）
が得られる。Ｌ、θは既知であるのでｔ１とｔ２を測定すれば流速Ｖが求められる。この流速Ｖと流量測定部１の面積をＳ、補正係数をＫとすれば、流量Ｑは
Ｑ＝ＫＳＶ （４）
で演算できる。
【００２４】
以上のような動作原理で流量計測を行う超音波流量計に用いる超音波送受波器についての実施例を図２から図７を用いて説明する。
【００２５】
図２、図３、図４において、第１接着剤１１はケース天部外壁面１５と音響整合層１４とを接続している。第２接着剤１３はケース天部内壁面１７と圧電体１６を接続している。１８はケース支持部、１９はケース支持部に固定された端子板、２０ａ、２０ｂは端子板１９に設けられた端子、２１は端子２０ａと端子２０ｂを絶縁するための絶縁部、２２は端子２０ａと圧電体１６を電気的に接続するためのリード線である。
【００２６】
以上のように構成された超音波送受波器２、３のについて図２を用いて説明する。音響整合層１４は図示していないエポキシ樹脂と中空ガラス球の混合体からなる材料を用いている。ケース１２はステンレス製である。
【００２７】
第１接着剤１１は熱硬化性エポキシ系樹脂を用いており、音響整合層１４とケース１２を接続している。第２接着剤１３についても熱硬化性エポキシ系樹脂を用いており、ケース１２と圧電体１６を接続している。
【００２８】
音響整合層１４とケース１２を接着させる第１接着剤１１としては、例えば計測する気体中に含まれる水分、硫化化合物、溶剤等に触れる可能性があるため、これらの成分に反応しにくいエポキシ樹脂を用いている。
【００２９】
第１接着剤１１の選択項目として、例えば、硬さ、硬化時の内部応力、ガラス転移点（以下Ｔｇ点という）、接着強度の４項目等があげられる。このとき硬さは鉛筆硬度評価方法、硬化時の内部応力は厚み約１３０μｍのフィルムにエポキシ樹脂を約８０μｍ塗布し硬化後フィルムのそりを評価する方法などがある。
【００３０】
フィルムとしては、例えばポリイミドがあげられる。Ｔｇ点は厚さ約１．５ｍｍのサンプルを硬化させ、既知の熱機械的分析法などで計測される。接着強度はアルミ試験片にエポキシ樹脂を塗布し、アルミ試験片で挟み硬化させたサンプルの強度測定などがある。
【００３１】
本実施例で使用する第１接着剤１１は、鉛筆強度の硬さの範囲では５ＨからＢを基本とし、３ＨからＨＢ以内のもので、望ましくは、２Ｈのものを使用する。その硬化時の内部応力としてはフィルムのそりによる変化率としては５０％以下を基本とし、少なくとも５％〜２０％に入るものを使用して、好ましくは、１０％に近いものを用いている。
【００３２】
そして、Ｔｇ点としては８０℃から１５０℃を基本とし、１００℃から１４０℃以内のもので、望ましくは、約１２４℃を使用している。また、接着強度は５から３０Ｎ／ｍｍ２を基本とし、望ましくは、１０Ｎ／ｍｍ ２ 以上のものを使用し、初期値として１２．５Ｎ／ｍｍ２のものを選んでいる。
【００３３】
ケース１２と圧電体１６とを接続する第２接着剤１３としては、鉛筆強度の硬さの範囲ではＨから５Ｂを基本とし、望ましくは、ＨＢから２Ｂ以内のもので、特に、Ｂの使用が考えられる。
【００３４】
その硬化時の内部応力としてはフィルムのそりによる変化率としては５０％以下を基本とし、望ましくは、１０％以下で、限りなく０％に近いものを用いている。そして、Ｔｇ点としては４０℃から１２０℃を基本とし、望ましくは、５０℃から９０℃以内のもので、特に、約５９℃を使用する方がよい。また、接着強度は５から３０Ｎ／ｍｍ２を基本とし、望ましくは、１０Ｎ／ｍｍ２以上のものを使用しており、初期値として１１．１Ｎ／ｍｍ２のものを選んでいる。
【００３５】
この第１接着剤１１と第２接着剤１３を用いることにより、屋外での使用環境において特性に影響されず、耐久性に優れ、被測定流体の成分による圧電体の電極等の腐食を防ぐものができる。
【００３６】
以下に、本発明の超音波送受波器の作成方法について図３、図５を用いて説明する。ケースの天部外壁面８に第１接着剤１１や圧電体６の接着剤塗布面に第２接着剤１３を塗布する方法として、例えばスクリーン印刷方式や転写方式等があげられる。
【００３７】
図３、図５からケース用スクリーン２６にはケース天部外壁面１５の接着剤塗布部にのみ第１接着剤１１が塗布されるようにほかの部分にマスキングを施してあり、ケース用スクリーンの開口寸法としては、ケース天部外壁面１５の接着剤塗布部よりも片側２８で０ｍｍから０．２ｍｍを基本とし、約０．１ｍｍ程度小さくしてある。
【００３８】
図５（ａ）に示すようにケース１２をケース固定治具２３に装着する。図５（ｂ）に示すようにケース１２とケース固定治具２３の段差２４は、０ｍｍから０．２ｍｍを基本とし、約０．１ｍｍケース１２の方が高くなるようにケース固定治具２３を設計するか図示していない段差調整板を設ける。
【００３９】
前記ケース固定治具２３をケース印刷台２５の上に固定し、その上にケース用スクリーン２６をかぶせる。このときケース１２とケース用スクリーン２６の間２７は０ｍｍから１．５ｍｍの隙間を設けることを基本とし、望ましくは、０．３ｍｍから０．８ｍｍ以内のもので、約０．５ｍｍ程度の隙間を設けている。
【００４０】
次に、図５（ｃ）〜（ｅ）に示すようにケース用スクリーン２６の上に図示していない脱泡機で空気を抜いた第１接着剤１１をのせる。第１接着剤１１の塗布はケース用スキージ２９で行われる。ケース用スキージ２９はケース１２に対して垂直方向にある加重をかけながら、ケース１２に対して水平方向に移動させることによりケース１２に第１接着剤１１を塗布させる。
【００４１】
一度に第１接着剤１１を塗布するケース１２の数は１から２５個程度で、塗布後の第１接着剤１１の厚みが１０から２０μｍの範囲で均一に塗布される生産可能な数を選択する。
【００４２】
図５（ｆ）〜（ｈ）に示すように音響整合層１４をケース天面外壁部１５の接着剤塗布面にのせる。このとき音響整合層治具３０をケース上部にのせ音響整合層１４がケース天面外壁部１５の中心にくるようにする。
【００４３】
図４、図６から圧電体用スクリーン３４には圧電体１６の接着剤塗布部分にのみ第２接着剤１３が塗布されるようにほかの部分にマスキングを施してあり、圧電体用スクリーン３４の開口寸法としては、圧電体１６の接着剤塗布部よりも片側３６で０ｍｍから０．２ｍｍを基本とし、望ましくは、約０．１ｍｍ程度小さくしてある。
【００４４】
図６（ａ）に示すように圧電体１６は、圧電体固定治具３１に装着する。圧電体１６と圧電体固定治具３１の段差３２は、０ｍｍから０．２ｍｍを基本とし、望ましくは、約０．１ｍｍ圧電体１６の方が高くなるように圧電体固定治具３１を設計するか図示していない段差調整板を設ける。
【００４５】
前記圧電体固定治具３１を印刷台３３の上に固定し、その上に圧電体用スクリーン３４をかぶせる。このとき圧電体１６と圧電体用スクリーンの間３５は０ｍｍから１．５ｍｍの隙間を設けることを基本とし、望ましくは、０．３ｍｍから０．８ｍｍ以内のもので、例えば、約０．５ｍｍ程度の隙間を設けている。
【００４６】
次に、図６（ｂ）〜（ｄ）に示すように圧電体用スクリーン３４の上に図示していない脱泡機で空気を抜いた第２接着剤１３をのせる。第２接着剤１３の塗布は圧電体用スキー
ジ３７で行われる。
【００４７】
圧電体用スキージ３７は圧電体１６に対して垂直方向にある加重をかけながら、圧電体１６に対して水平方向に移動させることにより圧電体１６に第２接着剤１３を塗布させる。一度に第２接着剤１３を塗布する圧電体１６の数は１から２５個程度で、塗布後の第２接着剤１３の厚みが１０から２０μｍの範囲で均一に塗布される生産可能な数を選択する。
【００４８】
次に、図７（ａ）に示すように第２接着剤１３を塗布した圧電体１６を接着剤硬化治具３８にのせかえる。なお、圧電体固定治具３１を接着剤硬化治具３８の一部品として使用してもかまわない。
【００４９】
図７（ｂ）、（ｃ）に示すように圧電体１６の第２接着剤１３の塗布面に上から音響整合層１４をのせたケース１２をかぶせて音響整合層１４の上から、加圧治具３９で圧電体１６に向けて一様に加重をかける。
【００５０】
例えば、既知のばね負荷式により加重をかけ、この状態で第１接着剤１１と第２接着剤１３を硬化させる。このように接着された音響整合層１４、ケース１２そして圧電体１６は図示していない圧電体１６の電極部と端子２０ａをリード線２２によりそれぞれハンダ付けされる。
【００５１】
端子板１９は、ケース支持部１８と電気溶接を行うことにより固定される。ケース１２と端子板１９を溶接することにより、電極のグランドになると同時に圧電体１６を封止する役割を果たしている。このときケース内にある空気を乾燥した不活性ガスなどで置換させることで、圧電体１６の電極部や第２接着剤１３の劣化を防止することができる。
【００５２】
なお、ケースに第１接着剤１１や圧電体１６に第２接着剤１３を塗布する手段として転写方式がある。例えば図８（ａ）、（ｂ）に示すように第２接着剤１３の厚みを１０から２０μｍに均一にした部分から、転写ピン４０で前記第２接着剤１３を必要量だけ転写ピン４０に取り、転写ピン４０を圧電体１６の塗布面につけて第２接着剤７を塗布させることができる。なお、第１接着剤１１をケース天面外壁部１５に塗布する場合についても同様の転写方式を用いてもかまわない。
【００５３】
また、図９（ａ）〜（ｃ）に示すように例えばポリイミド４１などに第２接着剤１３を転写させる形状分だけ凹加工を行い、そこに第２接着剤１３を埋め込み、それを圧電体１６の接着剤塗布面に転写することもできる。なお、第１接着剤１１をケース天面外壁部１５に塗布する場合についても同様の転写方式を用いてもかまわない。
【００５４】
このようにして製造された超音波送受波器２、３を用いることで、屋外で使用する温度範囲において信頼性に優れ、被測定流体の種類によっても圧電体１６の電極が腐食され超音波送受波器２、３が破壊されることなく、耐久性のある超音波流量計を提供することができる。
【００５５】
なお、超音波送受波器を超音波流量計に用いるとしていたが、距離センサ等の超音波センサとして用いても良い。
【００５６】
以上の説明から明らかなように本実施例の超音波送受波器及びこれを用いた流量計によれば次の効果が得られる。
【００５７】
天部と側壁部を有する有天ケースと、前記天部の外壁面に第１接着剤で固定された音響
整合層と、前記天部の内壁面に第２接着剤で固定された圧電体とを備え、第１接着剤と第２接着剤の硬度が異なるため、使用環境に影響されず耐久性に優れ、被測定流体の成分による圧電体の電極等の腐食を防ぐ超音波送受波器を得ることができる。
【００５８】
また、第１接着剤は第２接着剤よりも硬化後の硬度が硬質なものを使用したことにより、屋外での使用環境において超音波送受波器の特性に影響されず信頼性のある超音波送受波器を得られる。
【００５９】
また、第１接着剤は音響整合層の熱膨張係数よりも値が小さいく有天ケースよりも大きいものを用いることで、音響整合層とケースの接続が維持される超音波送受波器を得ることができる。
【００６０】
また、音響整合層を固定する第１接着剤は、有機溶剤に反応しないもの及び反応しにくいものを用いることで、使用環境に影響されにくい超音波送受波器を得られる。
【００６１】
また、音響整合層を固定する第１接着剤は、水分を吸収しないもの及び吸収しにくいものを用いることで、屋外での使用環境において特性に影響されにくい超音波送受波器を得られる。
【００６２】
また、音響整合層を固定する第１接着剤は、熱的劣化のないもの及び熱的劣化の少ないものを用いることで、屋外での使用環境において特性に影響されず耐久性のある超音波送受波器が得られる。
【００６３】
また、音響整合層を固定する第１接着剤は、硫化化合物に反応しないもの及び反応しにくいものを用いることで、使用環境において特性に影響されず耐久性のある超音波送受波器が得られる。
【００６４】
また、被測定流体が流れる流量測定部と、この流量測定部に設けられ超音波を送受信する１対の超音波送受波器と、超音波送受波器間の伝搬時間を計測する計測回路と、計測回路からの信号に基づいて流量を算出する流量演算手段とを備えたため、熱衝撃によるケースと圧電体の接続の破損を防ぐ超音波送受波器を備えた信頼性の高い超音波流量計をえることができる。
【００６５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明の超音波送受波器によれば、音響整合層と有天ケースとの接続を常時良好に維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例における超音波送受波器を用いた超音波流量計構成図
【図２】 同送受波器の断面図
【図３】 同送受波器において第１接着剤を塗布したケースの斜視図
【図４】 同送受波器において第２接着剤を塗布した圧電体の斜視図
【図５】 （ａ）〜（ｈ）同送受波器においてケースに第１接着剤を塗布し音響整合層をのせる製造工程図
【図６】 （ａ）〜（ｄ）同送受波器において圧電体に第２接着剤を塗布する製造工程図
【図７】 （ａ）〜（ｃ）同送受波器の製造工程図
【図８】 （ａ）〜（ｂ）同送受波器の接着剤塗布工程図
【図９】 （ａ）〜（ｃ）同送受波器の接着剤塗布工程図
【図１０】 従来の超音波送受波器の断面図
【符号の説明】
１ 流量測定部
２、３ 超音波送受波器
４ 発信回路
５ 駆動回路
６ 切替回路
７ 受信検知回路
８ タイマ
９ 演算部
１０ 制御部
１１ 第１接着剤
１２ ケース
１３ 第２接着剤
１４ 音響整合層
１６ 圧電体
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波により気体や液体の流量や流速の計測を行う超音波流量計およびこの超音波流量計に用いる超音波送受波器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の超音波流量計に用いる超音波送受波器は、例えば特開平１−１９００９９号公報が知られており、具体的には、図１０のように、圧電素子４２を音響整合層４３に高温硬化型接着剤４４で接着していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の構成では、圧電素子４２と音響整合層４３が直接接着されており、ケース４５は圧電素子４２の外周方向に設け音響整合層４３と接着されている。
【０００４】
また、音響整合層４３はエポキシ樹脂やウレタン樹脂とガラス製マイクロバルーンからなる材料を用いている。しかしこのような材料は一般的に微多孔性を有するためケース内に被測定流体が侵入し、被測定流体の成分によっては圧電素子の電極等を腐食させ特性を劣化させる課題を有していた。
【０００５】
本発明では上記課題を解決するもので、信頼性に優れた超音波送受波器とその製造方法およびそれを用いた超音波流量計の実現を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、天部と側壁部を有するステンレス製の有天ケースと、前記天部の外壁面に第１接着剤で固定された音響整合層と、前記天部の内壁面に第２接着剤で固定された圧電体とを備え、前記第１接着剤は、前記音響整合層の熱膨張係数よりも値が小さく、かつ有天ケースの熱膨張係数よりも大きく、鉛筆硬度評価方法による硬さが５ＨからＢであるものを用いることで、音響整合層と有天ケースとの接続を維持することができるものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の形態の超音波送受波器は、天部と側壁部を有するステンレス製の有天ケースと、前記天部の外壁面に第１接着剤で固定された音響整合層と、前記天部の内壁面に第２接着剤で固定された圧電体とを備え、前記第１接着剤は、前記音響整合層の熱膨張係数よりも値が小さく、かつ有天ケースの熱膨張係数よりも大きく、鉛筆硬度評価方法による硬さが５ＨからＢであるものを用いることで、音響整合層とケースの接続が良好に維持される超音波送受波器を得ることができる。
【０００８】
第２の形態の超音波送受波器は、第１の形態の超音波送受波器において、音響整合層を固定する第１接着剤は、有機溶剤に反応しないもの及び反応しにくいものを用いることで、使用環境に影響されにくい超音波送受波器を得られる。
【０００９】
第３の形態の超音波送受波器は、第１の形態の超音波送受波器において、音響整合層を固定する第１接着剤は、水分を吸収しないもの及び吸収しにくいものを用いることで、屋
外での使用環境において特性に影響されにくい超音波送受波器を得られる。
【００１０】
第４の形態の超音波送受波器は、第１の形態の超音波送受波器において、音響整合層を固定する第１接着剤は、熱的劣化のないもの及び熱的劣化の少ないものを用いることで、屋外での使用環境において特性に影響されず耐久性のある超音波送受波器が得られる。
【００１１】
第５の形態の超音波送受波器は、第１の形態の超音波送受波器において、音響整合層を固定する第１接着剤は、硫化化合物に反応しないもの及び反応しにくいものを用いることで、使用環境において特性に影響されず耐久性のある超音波送受波器が得られる。
【００１２】
第６の形態の超音波送受波器は、第１の形態の超音波送受波器において、圧電体の接着面を開放して固定する工程と、圧電体に第２接着剤を所定形状に印刷するための工程と有天ケースの天部外壁面の接着面を開放して固定する工程と、有天ケースの天部外壁面に第１接着剤を所定形状に印刷するための工程と、前記第１接着剤を塗布した有天ケースの天部外壁面の上に音響整合層を置く工程と前記第２接着剤を塗布した圧電体の上に音響整合層を備えた有天ケースの天部内壁面を置く工程と、前記音響整合層の上から一様に前記圧電体に加重をかける工程と、前記音響整合層に加重をかけた状態で第１、２接着剤を硬化させる工程とから構成されるため、耐久性に優れ、被測定流体の成分による圧電体の電極等の腐食を防ぐ超音波送受波器の製造が可能となる。
【００１３】
第７の形態の超音波送受波器は、第１の形態の超音波送受波器において、圧電体に第２接着剤を所定形状に転写するための工程と、前記第２接着剤の厚みを均一にさせる工程と、第２接着剤を前記転写工程で所定形状に取り出し前記圧電体に塗布させる工程と有天ケースの天部外壁面に第１接着剤を所定形状に転写するための工程と、前記第１接着剤の厚みを均一にさせる工程と、前記工程の第１接着剤を前記転写工程で所定形状に取り出し前記有天ケースの天部外壁面に塗布させる工程とを用いることで、使用環境において特性に影響されず耐久性に優れ、被測定流体の成分による圧電体の電極等の腐食を防ぐ超音波送受波器の製造が可能となる。
【００１４】
第８の形態の超音波送受波器は、第１の形態の超音波送受波器において、第２接着剤を所定形状に加工された接着剤治具に入れる工程と、前記接着剤治具に埋め込まれた第２接着剤を圧電体の接着剤塗布面に同一形状のまま移し変える工程と有天ケースの天部外壁面に所定形状に加工された接着剤治具を用いて第２接着剤を接着剤塗布面に同一形状のまま移し変える工程とを用いることで、使用環境において特性に影響されず信頼性に優れ、被測定流体の成分による圧電体の電極等の腐食を防ぐ超音波送受波器の製造が可能となる。
【００１５】
第９の形態の超音波送受波器は、第１の形態の超音波送受波器において、被測定流体が流れる流量測定部と、この流量測定部に設けられ超音波を送受信する請求項１ないし５のいずれか１項記載の１対の超音波送受波器と、前記超音波送受波器間の伝搬時間を計測する計測回路と、前記計測回路からの信号に基づいて流量を算出する流量演算手段とを備えたため、信頼性の高い超音波流量計を得ることができる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。なお図面中で同一符号を付しているものは同一なものであり、詳細な説明は省略する。
【００１７】
（実施例１）
図１において、１は被測定流体が流れる流量測定部、２、３は流量測定部１の流れの方向に対し斜めに対向して配置された超音波送受波器、４は超音波送受波器２、３の使用周波数を発信する発振回路、５は発振回路４に接続され超音波送受波器２、３を駆動する駆動回路、６は送受信する超音波送受波器を切り替える切替回路、７は超音波パルスを検知する受信検知回路、８は超音波パルスの伝搬時間を計測するタイマ、９はタイマ８の出力より流量を演算する演算部、１０は駆動回路５とタイマ８に制御信号を出力する制御部である。
【００１８】
上記のように構成される超音波流量計の動作を説明する。本実施例では被測定流体を都市ガス、超音波流量計として家庭用ガスメータを想定し、流量測定部１を構成する材料をアルミニウム合金ダイカストとする。
【００１９】
また超音波送受波器２、３の使用周波数には約５００ＫＨｚを選択する。発振回路４は例えばコンデンサと抵抗で構成され約５００ＫＨｚの方形波を発信し、駆動回路７では発振回路４の信号から超音波送受波器２を駆動するため方形波が３波のバースト信号からなる駆動信号を出力可能とする。また測定手段には測定流量の分解能を向上するため、シングアラウンド法を用いる。
【００２０】
制御部１０では駆動回路５に送信開始信号を出力すると同時に、タイマ８の時間計測を開始させる。駆動回路５は送信開始信号を受けると超音波送受波器２を駆動し、超音波パルスを送信する。送信された超音波パルスは流量測定部１内を伝搬し超音波送受波器３で受信される。受信された超音波パルスは超音波送受波器３で電気信号に変換され、受信検知回路７に出力される。
【００２１】
受信検知回路７では受信信号の受信タイミングを決定し、制御部１０に受信検知信号を出力する。制御部１０では受信検知信号を受けると、あらかじめ設定した遅延時間ｔｄ経過後に再び駆動回路５に送信開始信号を出力し、２回目の計測を行う。この動作をＮ回繰返した後、タイマ８を停止させる。演算部１０ではタイマ８で測定した時間を測定回数のＮで割り、遅延時間ｔｄを引いて伝搬時間ｔ１を演算する。
【００２２】
引き続き切替回路６で駆動回路５と受信回路７に接続する超音波送受波器２、３を切り替え、再び制御部１０では駆動回路５に送信開始信号を出力すると同時に、タイマ８の時間計測を開始させる。伝搬時間ｔ１の測定と逆に、超音波送受波器３で超音波パルスを送信し、超音波送受波器２で受信する計測をＮ回繰返し、演算部９で伝搬時間ｔ２を演算する。
【００２３】
ここで、超音波送受波器２と超音波送受波器３の中心を結ぶ距離をＬ、空気の無風状態での音速をＣ、流量測定部１内での流速をＶ、非測定流体の流れの方向と超音波送受波器２と超音波送受波器３の中心を結ぶ線との角度をθとすると、伝搬時間ｔ１、ｔ２は、
ｔ１＝Ｌ／（Ｃ＋Ｖｃｏｓθ） （１）
ｔ２＝Ｌ／（Ｃ−Ｖｃｏｓθ） （２）
で示される。（１）（２）式より音速Ｃを消去して、流速Ｖを求めると
Ｖ＝Ｌ／２ｃｏｓθ（１／ｔ１−１／ｔ２） （３）
が得られる。Ｌ、θは既知であるのでｔ１とｔ２を測定すれば流速Ｖが求められる。この流速Ｖと流量測定部１の面積をＳ、補正係数をＫとすれば、流量Ｑは
Ｑ＝ＫＳＶ （４）
で演算できる。
【００２４】
以上のような動作原理で流量計測を行う超音波流量計に用いる超音波送受波器についての実施例を図２から図７を用いて説明する。
【００２５】
図２、図３、図４において、第１接着剤１１はケース天部外壁面１５と音響整合層１４とを接続している。第２接着剤１３はケース天部内壁面１７と圧電体１６を接続している。１８はケース支持部、１９はケース支持部に固定された端子板、２０ａ、２０ｂは端子板１９に設けられた端子、２１は端子２０ａと端子２０ｂを絶縁するための絶縁部、２２は端子２０ａと圧電体１６を電気的に接続するためのリード線である。
【００２６】
以上のように構成された超音波送受波器２、３のについて図２を用いて説明する。音響整合層１４は図示していないエポキシ樹脂と中空ガラス球の混合体からなる材料を用いている。ケース１２はステンレス製である。
【００２７】
第１接着剤１１は熱硬化性エポキシ系樹脂を用いており、音響整合層１４とケース１２を接続している。第２接着剤１３についても熱硬化性エポキシ系樹脂を用いており、ケース１２と圧電体１６を接続している。
【００２８】
音響整合層１４とケース１２を接着させる第１接着剤１１としては、例えば計測する気体中に含まれる水分、硫化化合物、溶剤等に触れる可能性があるため、これらの成分に反応しにくいエポキシ樹脂を用いている。
【００２９】
第１接着剤１１の選択項目として、例えば、硬さ、硬化時の内部応力、ガラス転移点（以下Ｔｇ点という）、接着強度の４項目等があげられる。このとき硬さは鉛筆硬度評価方法、硬化時の内部応力は厚み約１３０μｍのフィルムにエポキシ樹脂を約８０μｍ塗布し硬化後フィルムのそりを評価する方法などがある。
【００３０】
フィルムとしては、例えばポリイミドがあげられる。Ｔｇ点は厚さ約１．５ｍｍのサンプルを硬化させ、既知の熱機械的分析法などで計測される。接着強度はアルミ試験片にエポキシ樹脂を塗布し、アルミ試験片で挟み硬化させたサンプルの強度測定などがある。
【００３１】
本実施例で使用する第１接着剤１１は、鉛筆強度の硬さの範囲では５ＨからＢを基本とし、３ＨからＨＢ以内のもので、望ましくは、２Ｈのものを使用する。その硬化時の内部応力としてはフィルムのそりによる変化率としては５０％以下を基本とし、少なくとも５％〜２０％に入るものを使用して、好ましくは、１０％に近いものを用いている。
【００３２】
そして、Ｔｇ点としては８０℃から１５０℃を基本とし、１００℃から１４０℃以内のもので、望ましくは、約１２４℃を使用している。また、接着強度は５から３０Ｎ／ｍｍ２を基本とし、望ましくは、１０Ｎ／ｍｍ ２ 以上のものを使用し、初期値として１２．５Ｎ／ｍｍ２のものを選んでいる。
【００３３】
ケース１２と圧電体１６とを接続する第２接着剤１３としては、鉛筆強度の硬さの範囲ではＨから５Ｂを基本とし、望ましくは、ＨＢから２Ｂ以内のもので、特に、Ｂの使用が考えられる。
【００３４】
その硬化時の内部応力としてはフィルムのそりによる変化率としては５０％以下を基本とし、望ましくは、１０％以下で、限りなく０％に近いものを用いている。そして、Ｔｇ点としては４０℃から１２０℃を基本とし、望ましくは、５０℃から９０℃以内のもので、特に、約５９℃を使用する方がよい。また、接着強度は５から３０Ｎ／ｍｍ２を基本とし、望ましくは、１０Ｎ／ｍｍ２以上のものを使用しており、初期値として１１．１Ｎ／ｍｍ２のものを選んでいる。
【００３５】
この第１接着剤１１と第２接着剤１３を用いることにより、屋外での使用環境において特性に影響されず、耐久性に優れ、被測定流体の成分による圧電体の電極等の腐食を防ぐものができる。
【００３６】
以下に、本発明の超音波送受波器の作成方法について図３、図５を用いて説明する。ケースの天部外壁面８に第１接着剤１１や圧電体６の接着剤塗布面に第２接着剤１３を塗布する方法として、例えばスクリーン印刷方式や転写方式等があげられる。
【００３７】
図３、図５からケース用スクリーン２６にはケース天部外壁面１５の接着剤塗布部にのみ第１接着剤１１が塗布されるようにほかの部分にマスキングを施してあり、ケース用スクリーンの開口寸法としては、ケース天部外壁面１５の接着剤塗布部よりも片側２８で０ｍｍから０．２ｍｍを基本とし、約０．１ｍｍ程度小さくしてある。
【００３８】
図５（ａ）に示すようにケース１２をケース固定治具２３に装着する。図５（ｂ）に示すようにケース１２とケース固定治具２３の段差２４は、０ｍｍから０．２ｍｍを基本とし、約０．１ｍｍケース１２の方が高くなるようにケース固定治具２３を設計するか図示していない段差調整板を設ける。
【００３９】
前記ケース固定治具２３をケース印刷台２５の上に固定し、その上にケース用スクリーン２６をかぶせる。このときケース１２とケース用スクリーン２６の間２７は０ｍｍから１．５ｍｍの隙間を設けることを基本とし、望ましくは、０．３ｍｍから０．８ｍｍ以内のもので、約０．５ｍｍ程度の隙間を設けている。
【００４０】
次に、図５（ｃ）〜（ｅ）に示すようにケース用スクリーン２６の上に図示していない脱泡機で空気を抜いた第１接着剤１１をのせる。第１接着剤１１の塗布はケース用スキージ２９で行われる。ケース用スキージ２９はケース１２に対して垂直方向にある加重をかけながら、ケース１２に対して水平方向に移動させることによりケース１２に第１接着剤１１を塗布させる。
【００４１】
一度に第１接着剤１１を塗布するケース１２の数は１から２５個程度で、塗布後の第１接着剤１１の厚みが１０から２０μｍの範囲で均一に塗布される生産可能な数を選択する。
【００４２】
図５（ｆ）〜（ｈ）に示すように音響整合層１４をケース天面外壁部１５の接着剤塗布面にのせる。このとき音響整合層治具３０をケース上部にのせ音響整合層１４がケース天面外壁部１５の中心にくるようにする。
【００４３】
図４、図６から圧電体用スクリーン３４には圧電体１６の接着剤塗布部分にのみ第２接着剤１３が塗布されるようにほかの部分にマスキングを施してあり、圧電体用スクリーン３４の開口寸法としては、圧電体１６の接着剤塗布部よりも片側３６で０ｍｍから０．２ｍｍを基本とし、望ましくは、約０．１ｍｍ程度小さくしてある。
【００４４】
図６（ａ）に示すように圧電体１６は、圧電体固定治具３１に装着する。圧電体１６と圧電体固定治具３１の段差３２は、０ｍｍから０．２ｍｍを基本とし、望ましくは、約０．１ｍｍ圧電体１６の方が高くなるように圧電体固定治具３１を設計するか図示していない段差調整板を設ける。
【００４５】
前記圧電体固定治具３１を印刷台３３の上に固定し、その上に圧電体用スクリーン３４をかぶせる。このとき圧電体１６と圧電体用スクリーンの間３５は０ｍｍから１．５ｍｍの隙間を設けることを基本とし、望ましくは、０．３ｍｍから０．８ｍｍ以内のもので、例えば、約０．５ｍｍ程度の隙間を設けている。
【００４６】
次に、図６（ｂ）〜（ｄ）に示すように圧電体用スクリーン３４の上に図示していない脱泡機で空気を抜いた第２接着剤１３をのせる。第２接着剤１３の塗布は圧電体用スキー
ジ３７で行われる。
【００４７】
圧電体用スキージ３７は圧電体１６に対して垂直方向にある加重をかけながら、圧電体１６に対して水平方向に移動させることにより圧電体１６に第２接着剤１３を塗布させる。一度に第２接着剤１３を塗布する圧電体１６の数は１から２５個程度で、塗布後の第２接着剤１３の厚みが１０から２０μｍの範囲で均一に塗布される生産可能な数を選択する。
【００４８】
次に、図７（ａ）に示すように第２接着剤１３を塗布した圧電体１６を接着剤硬化治具３８にのせかえる。なお、圧電体固定治具３１を接着剤硬化治具３８の一部品として使用してもかまわない。
【００４９】
図７（ｂ）、（ｃ）に示すように圧電体１６の第２接着剤１３の塗布面に上から音響整合層１４をのせたケース１２をかぶせて音響整合層１４の上から、加圧治具３９で圧電体１６に向けて一様に加重をかける。
【００５０】
例えば、既知のばね負荷式により加重をかけ、この状態で第１接着剤１１と第２接着剤１３を硬化させる。このように接着された音響整合層１４、ケース１２そして圧電体１６は図示していない圧電体１６の電極部と端子２０ａをリード線２２によりそれぞれハンダ付けされる。
【００５１】
端子板１９は、ケース支持部１８と電気溶接を行うことにより固定される。ケース１２と端子板１９を溶接することにより、電極のグランドになると同時に圧電体１６を封止する役割を果たしている。このときケース内にある空気を乾燥した不活性ガスなどで置換させることで、圧電体１６の電極部や第２接着剤１３の劣化を防止することができる。
【００５２】
なお、ケースに第１接着剤１１や圧電体１６に第２接着剤１３を塗布する手段として転写方式がある。例えば図８（ａ）、（ｂ）に示すように第２接着剤１３の厚みを１０から２０μｍに均一にした部分から、転写ピン４０で前記第２接着剤１３を必要量だけ転写ピン４０に取り、転写ピン４０を圧電体１６の塗布面につけて第２接着剤７を塗布させることができる。なお、第１接着剤１１をケース天面外壁部１５に塗布する場合についても同様の転写方式を用いてもかまわない。
【００５３】
また、図９（ａ）〜（ｃ）に示すように例えばポリイミド４１などに第２接着剤１３を転写させる形状分だけ凹加工を行い、そこに第２接着剤１３を埋め込み、それを圧電体１６の接着剤塗布面に転写することもできる。なお、第１接着剤１１をケース天面外壁部１５に塗布する場合についても同様の転写方式を用いてもかまわない。
【００５４】
このようにして製造された超音波送受波器２、３を用いることで、屋外で使用する温度範囲において信頼性に優れ、被測定流体の種類によっても圧電体１６の電極が腐食され超音波送受波器２、３が破壊されることなく、耐久性のある超音波流量計を提供することができる。
【００５５】
なお、超音波送受波器を超音波流量計に用いるとしていたが、距離センサ等の超音波センサとして用いても良い。
【００５６】
以上の説明から明らかなように本実施例の超音波送受波器及びこれを用いた流量計によれば次の効果が得られる。
【００５７】
天部と側壁部を有する有天ケースと、前記天部の外壁面に第１接着剤で固定された音響
整合層と、前記天部の内壁面に第２接着剤で固定された圧電体とを備え、第１接着剤と第２接着剤の硬度が異なるため、使用環境に影響されず耐久性に優れ、被測定流体の成分による圧電体の電極等の腐食を防ぐ超音波送受波器を得ることができる。
【００５８】
また、第１接着剤は第２接着剤よりも硬化後の硬度が硬質なものを使用したことにより、屋外での使用環境において超音波送受波器の特性に影響されず信頼性のある超音波送受波器を得られる。
【００５９】
また、第１接着剤は音響整合層の熱膨張係数よりも値が小さいく有天ケースよりも大きいものを用いることで、音響整合層とケースの接続が維持される超音波送受波器を得ることができる。
【００６０】
また、音響整合層を固定する第１接着剤は、有機溶剤に反応しないもの及び反応しにくいものを用いることで、使用環境に影響されにくい超音波送受波器を得られる。
【００６１】
また、音響整合層を固定する第１接着剤は、水分を吸収しないもの及び吸収しにくいものを用いることで、屋外での使用環境において特性に影響されにくい超音波送受波器を得られる。
【００６２】
また、音響整合層を固定する第１接着剤は、熱的劣化のないもの及び熱的劣化の少ないものを用いることで、屋外での使用環境において特性に影響されず耐久性のある超音波送受波器が得られる。
【００６３】
また、音響整合層を固定する第１接着剤は、硫化化合物に反応しないもの及び反応しにくいものを用いることで、使用環境において特性に影響されず耐久性のある超音波送受波器が得られる。
【００６４】
また、被測定流体が流れる流量測定部と、この流量測定部に設けられ超音波を送受信する１対の超音波送受波器と、超音波送受波器間の伝搬時間を計測する計測回路と、計測回路からの信号に基づいて流量を算出する流量演算手段とを備えたため、熱衝撃によるケースと圧電体の接続の破損を防ぐ超音波送受波器を備えた信頼性の高い超音波流量計をえることができる。
【００６５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明の超音波送受波器によれば、音響整合層と有天ケースとの接続を常時良好に維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例における超音波送受波器を用いた超音波流量計構成図
【図２】 同送受波器の断面図
【図３】 同送受波器において第１接着剤を塗布したケースの斜視図
【図４】 同送受波器において第２接着剤を塗布した圧電体の斜視図
【図５】 （ａ）〜（ｈ）同送受波器においてケースに第１接着剤を塗布し音響整合層をのせる製造工程図
【図６】 （ａ）〜（ｄ）同送受波器において圧電体に第２接着剤を塗布する製造工程図
【図７】 （ａ）〜（ｃ）同送受波器の製造工程図
【図８】 （ａ）〜（ｂ）同送受波器の接着剤塗布工程図
【図９】 （ａ）〜（ｃ）同送受波器の接着剤塗布工程図
【図１０】 従来の超音波送受波器の断面図
【符号の説明】
１ 流量測定部
２、３ 超音波送受波器
４ 発信回路
５ 駆動回路
６ 切替回路
７ 受信検知回路
８ タイマ
９ 演算部
１０ 制御部
１１ 第１接着剤
１２ ケース
１３ 第２接着剤
１４ 音響整合層
１６ 圧電体
Claims (9)
- 天部と側壁部を有するステンレス製の有天ケースと、前記天部の外壁面に第１接着剤で固定された音響整合層と、前記天部の内壁面に第２接着剤で固定された圧電体とを備え、前記第１接着剤は、前記音響整合層の熱膨張係数よりも値が小さく、かつ有天ケースの熱膨張係数よりも大きいものを使用し、鉛筆硬度評価方法による硬さが５ＨからＢである超音波送受波器。
- 音響整合層を固定する第１接着剤は、有機溶剤に反応しないもの又は反応しにくいものを用いた請求項１記載の超音波送受波器。
- 音響整合層を固定する第１接着剤は、水分を吸収しないもの又は吸収しにくいものを用いた請求項１記載の超音波送受波器。
- 音響整合層を固定する第１接着剤は、熱的劣化のないもの又は熱的劣化の少ないものを用いた請求項１記載の超音波送受波器。
- 音響整合層を固定する第１接着剤は、硫化化合物に反応しないもの又は反応しにくいものを用いた請求項１記載の超音波送受波器。
- 圧電体に第２接着剤を所定形状に印刷する工程と、有天ケースの天部外壁面に第１接着剤を所定形状に印刷する工程と、前記圧電体の前記第２接着剤の塗布面の上に前記有天ケースを置き前記有天ケースの前記第１接着剤の塗布面の上に音響整合層を置く工程と、加重をかけた状態で前記第１、第２接着剤を硬化させる工程とを有する請求項１〜５のいずれか１項記載の超音波送受波器の製造方法。
- 圧電体に第２接着剤を所定形状に転写する工程と、有天ケースの天部外壁面に第１接着剤を所定形状に転写する工程と、前記圧電体の前記第２接着剤の塗布面の上に前記有天ケースを置き前記有天ケースの前記第１接着剤の塗布面の上に音響整合層を置く工程と、加重をかけた状態で前記第１、第２接着剤を硬化させる工程とを有する請求項１〜５のいずれか１項記載の超音波送受波器の製造方法。
- 接着剤治具に埋め込まれた第２接着剤を圧電体の接着剤塗布面に同一形状のまま移える工程と、有天ケースの天部外壁面に所定形状に加工された接着剤治具を用いて第１接着剤を接着剤塗布面に同一形状のまま移し変える工程と、前記圧電体の前記第２接着剤の塗布面の上に前記有天ケースを置き前記有天ケースの前記第１接着剤の塗布面の上に音響整合層を置く工程と、加重をかけた状態で前記第１、第２接着剤を硬化させる工程とを有する請求項１〜５のいずれか１項記載の超音波送受波器の製造方法。
- 被測定流体が流れる流量測定部と、この流量測定部に設けられ超音波を送受信する請求項１〜５のいずれか１項記載の１対の超音波送受波器と、前記超音波送受波器間の伝搬時間を計測する計測回路と、前記計測回路からの信号に基づいて流量を算出する流量演算手段とを備えた超音波流量計。
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