JP4702349B2 - 超音波送受波器とそれを使用した超音波流れ測定装置 - Google Patents
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Description
図1に示す超音波送受波器1は、導電材料、例えばステンレスからなる有天状のケース2の頂壁内側に密着するように配設した圧電振動子3と、頂壁外側にエポキシ接着剤からなる接合手段4で密着配設した音響整合体5とからなる。
逆に、下流側超音波送受波器1を超音波送波器として、上流側超音波送受波器1を超音波受波器として用いたときのシング・アラウンド周期をt2、シング・アラウンド周波数f2とすれば、次式(2)の関係が成立する。
したがって、両シング・アラウンド周波数の周波数差Δfは、次式(3)となり、超音波の伝搬経路の距離Lと周波数差Δfから流体の流速Vを求めることができる。
すなわち、超音波の伝搬経路の距離Lと周波数差Δfから流体の流速Vを求めることができ、その流速Vから演算することができる。
音響インピーダンスは振動手段である圧電振動子3と超音波の放射媒体である気体とでは大きく異なる。例えば、一般的な圧電体であるPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)等のピエゾセラミックスの音響インピーダンス(Z0)は30×1000000kg/m2・s程度である。
この条件を満たす音響インピーダンスが整合した時の最適な値は、11×10000kg/m2・s程度となる。
セラミックの粉砕は、ボールミルやポットミル等で混合、粉砕等することにより得られる。セラミック粉の平均粒径は特に限定しないが、好ましくは、10μm以下である。この範囲の平均粒径のセラミックを用いると、スラリー中での粉末分散性が向上されるとともに、焼結性も向上されるからである。
セラミックスラリーにおいて、セラミック粉末を懸濁する媒体は、水、有機溶媒、これらの混合溶媒等を使用することができる。好ましくは水を使用する。
カリ金属塩を挙げることができる。
以上のようにして作製したスラリーに気泡を導入する。この気泡導入工程において、ゲル化材料として重合性材料を用いる場合には、重合性材料とともに、重合開始剤、あるいは重合開始剤と重合触媒とを添加することが好ましい。
このようにして調製した含気泡セラミックスラリーを、成形型等に注入して、ゲル化させ、ゲル状多孔質成形体を形成する。含気泡セラミックスラリーを円筒状の成形型に流し込み、重合反応あるいはゲル化反応を行って、固化させる。
つぎに、乾燥体から有機分を除去するために、さらに高温で加熱する。
ただし、かさ密度=試料の重量/試料のかさ体積である。真密度は、例えば、極めて微粉化した試料の任意量をピクノメータに投入し、所定の容積に至るまで水を注入して煮沸等してボイドを排除した上で、その重さと容積との関係から求めることができる。
2 有天状のケース
3 圧電体
4 接合手段
5 音響整合体
6 多孔体
7 保護リング
8 最外層膜
9 音響膜
10 抑制膜
Claims (2)
- 有天状のケースと、前記ケースの有天部内側に密着するように配設した圧電振動子と、前記ケースの有天部外側に接合手段で密着するように配設した音響整合体とを備え、前記音響整合体は、複数の細孔を有する多孔質材料で形成するとともに、外周には保護リングを密着配設し、さらに、上下両面には最外層膜を形成し、前記最外層膜は、エポキシ樹脂等の略同一硬化条件を有する熱硬化性の樹脂に粘度を上昇させるために炭化珪素等の微粉末を添加した超音波送受波器。
- 請求項1記載の超音波送受波器を被測定流体が流れる流路の上流側と下流側に少なくとも一対配置し、両超音波送受波器間の超音波伝搬時間にもとづいて前記被測定流体の流速および/または流量を測定するようにした超音波流れ測定装置。
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