JP5240763B2 - Ultrasonic flow meter - Google Patents

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Description

本発明は、超音波流量計に関し、特に、メーターケースの内部を仕切壁にて上流側流路と下流側流路とに仕切り、その仕切壁を貫通した計測管の両端部の開口に1対の超音波センサを対峙させて備えたものに関する。   The present invention relates to an ultrasonic flowmeter, and in particular, the inside of a meter case is partitioned into an upstream flow channel and a downstream flow channel by a partition wall, and a pair of openings is provided at both ends of a measurement tube penetrating the partition wall. It is related with what provided the ultrasonic sensor of no.

従来のこの種の超音波流量計は、図に示すように、計測管1の両端部にセンサ保持部2,2を一体に備え、それらセンサ保持部2,2にそれぞれ超音波センサ3,3が保持された構成になっている(例えば、特許文献1を参照)。また、超音波の受信信号をメーターケース6の外側に備えた演算処理装置7に取り出すために、各超音波センサ3,3から延びたリード線4,4が、メーターケース6を気密状態に貫通した端子ピン5,5に接続されていた。
特開2006−337059(第1図)
As shown in FIG. 5 , the conventional ultrasonic flowmeter of this type is integrally provided with sensor holding portions 2 and 2 at both ends of the measurement tube 1, and the ultrasonic sensors 3 and 2 are respectively attached to the sensor holding portions 2 and 2. 3 is held (for example, see Patent Document 1). In addition, in order to take out the ultrasonic reception signal to the arithmetic processing unit 7 provided outside the meter case 6, lead wires 4 and 4 extending from the ultrasonic sensors 3 and 3 penetrate the meter case 6 in an airtight state. The terminal pins 5 and 5 were connected.
JP 2006-337059 (FIG. 1)

ところが、上述した従来の超音波流量計では、計測管1内を流れる流体を伝播した超音波以外に、センサ保持部2,2及び計測管1の管壁を伝播するノイズ波が、受信側の超音波センサ3にて受信されることがあった。その対策として、従来は、センサ保持部2,2と超音波センサ3,3との間にゴム等の防振部材を介在させていたが、低温になると防振部材が硬くなってノイズ波の減衰効果が低下するという問題があった。また、低温時には、リード線4を伝播するノイズ波が発生する。これは、リード線4の芯線を被覆した樹脂が硬くなることが原因と考えられる。   However, in the conventional ultrasonic flowmeter described above, in addition to the ultrasonic wave propagating through the fluid flowing in the measurement tube 1, noise waves propagating through the sensor holding portions 2 and 2 and the tube wall of the measurement tube 1 are not received on the receiving side. The ultrasonic sensor 3 may receive the signal. Conventionally, as a countermeasure, a vibration isolating member such as rubber is interposed between the sensor holding portions 2 and 2 and the ultrasonic sensors 3 and 3, but when the temperature becomes low, the vibration isolating member becomes hard and noise waves are generated. There was a problem that the damping effect was reduced. Further, a noise wave propagating through the lead wire 4 is generated at a low temperature. This is probably because the resin covering the core wire of the lead wire 4 becomes hard.

これらノイズ波は、流体を伝播した超音波より先に、超音波センサ3に受信されるため、流体を伝播した超音波の受信タイミングが不明確になり、流体を伝播した超音波の伝播時間、延いては、流体の流量を精度よく計測することが困難であった。   Since these noise waves are received by the ultrasonic sensor 3 prior to the ultrasonic wave that has propagated the fluid, the reception timing of the ultrasonic wave that has propagated the fluid becomes unclear, and the propagation time of the ultrasonic wave that has propagated the fluid, As a result, it was difficult to accurately measure the flow rate of the fluid.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、計測精度を従来より向上させることが可能な超音波流量計の提供を目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an ultrasonic flowmeter capable of improving the measurement accuracy from the conventional level.

上記目的を達成するためになされた請求項1の発明に係る超音波流量計は、流体が流れ込む入口と流体が流れ出す出口とを有したメーターケースの内部を仕切壁にて上流側流路と下流側流路とに仕切り、その仕切壁を貫通した計測管の両端部の開口に1対の超音波センサを対峙させて備えた超音波流量計において、計測管の外側を覆った筒形をなして仕切壁の表裏両面から相反する方向にそれぞれ延び、各先端部が計測管より先方に突出して超音波センサを計測管の端部の開口及びメーターケースから離して保持した1対の筒形ホルダーと、メーターケースを気密状態に貫通した端子ピンと、超音波センサと端子ピンとの間を接続した絶縁電線と、筒形ホルダーの先端部の外面の陥没凹所に充填されたエラストマーによって構成され、絶縁電線の途中部分と密着して絶縁電線の途中部分を陥没凹所に受容されかつ陥没凹所の内面と非接触な状態に保持した電線保持部とを備え、1対の筒形ホルダーを、外周面に複数の外側環状凹部を形成すると共に内周面に外側環状凹部の外径より大きい内径の複数の内側環状凹部を形成しかつ、外側環状凹部と内側環状凹部とを交互に隣接配置した蛇腹筒構造にしたところに特徴を有する。 In order to achieve the above object, an ultrasonic flowmeter according to the invention of claim 1 is characterized in that the inside of a meter case having an inlet into which a fluid flows and an outlet from which the fluid flows out is separated from an upstream channel and a downstream by a partition wall. In an ultrasonic flowmeter that is divided into a side channel and has a pair of ultrasonic sensors facing the openings at both ends of the measurement tube that penetrates the partition wall, it has a cylindrical shape that covers the outside of the measurement tube A pair of cylindrical holders that extend in opposite directions from both the front and back sides of the partition wall, each tip projecting forward from the measurement tube, and holding the ultrasonic sensor away from the opening at the end of the measurement tube and the meter case And a terminal pin that penetrates the meter case in an airtight state, an insulated wire that connects between the ultrasonic sensor and the terminal pin, and an elastomer that fills the recessed recess on the outer surface of the tip of the cylindrical holder. Electric And a middle portion and in close contact with the receiving intermediate portion of the insulated wire to collapse the recess and the wire holding portion held in the inner surface and a non-contact state of depression recess, a pair of cylindrical holder, an outer circumferential surface A bellows tube in which a plurality of outer annular recesses are formed on the inner circumferential surface, a plurality of inner annular recesses having an inner diameter larger than the outer diameter of the outer annular recess are formed on the inner peripheral surface, and the outer annular recesses and the inner annular recesses are alternately arranged adjacent to each other. It is characterized by its structure.

請求項の発明は、請求項1に記載の超音波流量計において、メーターケースには、端子ピンが貫通したピン挿通孔が形成され、そのピン挿通孔と端子ピンとの間の隙間がエラストマーによって気密状態に封止されたところに特徴を有する。 The invention according to claim 2 is the ultrasonic flowmeter according to claim 1, wherein the meter case is formed with a pin insertion hole through which the terminal pin penetrates, and the gap between the pin insertion hole and the terminal pin is made of an elastomer. It is characterized by being hermetically sealed.

請求項の発明は、請求項1又は2に記載の超音波流量計において、1対の筒形ホルダー又は仕切壁は、粉粒体を含有した樹脂で構成されたところに特徴を有する。 A third aspect of the present invention, in the ultrasonic flow meter according to claim 1 or 2, a pair of cylindrical holders or the partition wall has a feature where made of a resin containing a granular material.

請求項の発明は、請求項1乃至の何れかに記載の超音波流量計において、1対の筒形ホルダーを仕切壁とは音響インピーダンスが異なる材質の別部品にして、仕切壁に固定したところに特徴を有する。 According to a fourth aspect of the present invention, in the ultrasonic flowmeter according to any one of the first to third aspects, the pair of cylindrical holders are made of different parts having a material different in acoustic impedance from the partition wall and fixed to the partition wall. It has the characteristics in that place.

請求項の発明は、請求項1乃至の何れかに記載の超音波流量計において、計測管をセラミック製としたところに特徴を有する。 The invention of claim 5 provides the ultrasonic flowmeter according to any one of claims 1 to 4, characterized in was measured tube made of ceramic.

[請求項1の発明]
請求項1の発明によれば、メーターケース内は仕切壁にて、上流側流路と下流側流路とに仕切られており、その仕切壁を貫通した計測管によって連通している。メーターケースの入口からメーターケースの上流側流路に流れ込んだ流体は、全て計測管を通過し、下流側流路へと流れ込む。そして、計測管を通過する際の流体の流速が、1対の超音波センサ間で送受信された超音波の伝播時間に基づいて演算され、その流速に計測管の断面積を乗じて流量が演算される。
[Invention of Claim 1]
According to the first aspect of the present invention, the inside of the meter case is partitioned by the partition wall into the upstream channel and the downstream channel, and is communicated by the measurement tube penetrating the partition wall. All of the fluid that flows into the upstream flow path of the meter case from the inlet of the meter case passes through the measurement pipe and flows into the downstream flow path. Then, the flow velocity of the fluid passing through the measurement tube is calculated based on the propagation time of the ultrasonic waves transmitted and received between the pair of ultrasonic sensors, and the flow rate is calculated by multiplying the flow velocity by the cross-sectional area of the measurement tube. Is done.

ここで、本発明の超音波流量計では、1対の超音波センサが、計測管の外側を覆った1対の筒形ホルダーにそれぞれ保持されているので、ノイズ波が、1対の筒形ホルダーを伝わる。また、超音波センサと端子ピンとの間を接続した絶縁電線の途中部分は、筒形ホルダーの先端部に設けられた電線保持部と密着しかつ保持されており、超音波センサから絶縁電線へと伝わったノイズ波は、電線保持部から筒形ホルダーへと伝わる。   Here, in the ultrasonic flowmeter of the present invention, the pair of ultrasonic sensors are respectively held by the pair of cylindrical holders covering the outside of the measurement tube, so that the noise wave is a pair of cylindrical shapes. Communicate with the holder. In addition, the middle part of the insulated wire connected between the ultrasonic sensor and the terminal pin is in close contact with and held by the wire holding portion provided at the tip of the cylindrical holder, from the ultrasonic sensor to the insulated wire. The transmitted noise wave is transmitted from the wire holding part to the cylindrical holder.

これに対し、各筒形ホルダーは、外側環状凹部と、外側環状凹部の外径より大きい内径の内側環状凹部とが交互に隣接配置した蛇腹筒構造になっているので、筒形ホルダーを伝播するノイズ波の伝播経路長が従来よりも長くなっている。これにより、ノイズ波の受信タイミングを、計測管内の流体を伝播した超音波の受信タイミングに対して、十分に遅らせることができる。また、絶縁電線を伝わるノイズ波は、途中で電線保持部から筒形ホルダーに逃がされることで減衰する。これらにより、流体を伝播した超音波の受信タイミングを明確にすることができ、流体中を伝播した超音波の伝播時間の計測精度、延いては、流量の計測精度を従来より向上させることができる。 On the other hand, each cylindrical holder has a bellows cylindrical structure in which the outer annular recess and the inner annular recess having an inner diameter larger than the outer diameter of the outer annular recess are alternately arranged, so that the cylindrical holder propagates through the cylindrical holder. The propagation path length of the noise wave is longer than before. Thereby, the reception timing of the noise wave can be sufficiently delayed with respect to the reception timing of the ultrasonic wave propagated through the fluid in the measurement tube. Further, the noise wave transmitted through the insulated wire is attenuated by being escaped from the wire holding portion to the cylindrical holder in the middle. As a result, the reception timing of the ultrasonic wave propagated through the fluid can be clarified, and the measurement accuracy of the propagation time of the ultrasonic wave propagated through the fluid, and hence the measurement accuracy of the flow rate can be improved as compared with the prior art. .

ここで、絶縁電線を伝わるノイズ波を効率よく筒形ホルダーに伝えるためには、電線保持部を、硬質樹脂(例えば、硬質ウレタン樹脂)製又は金属製とすることが好ましい。   Here, in order to efficiently transmit the noise wave transmitted through the insulated wire to the cylindrical holder, it is preferable that the wire holding portion is made of hard resin (for example, hard urethane resin) or metal.

また、本発明によれば、電線保持部がエラストマーで構成されているので、超音波センサから絶縁電線へと伝わったノイズ波を、電線保持部にて吸収し減衰させることができる。 Further , according to the present invention, since the wire holding part is made of an elastomer, noise waves transmitted from the ultrasonic sensor to the insulated wire can be absorbed and attenuated by the wire holding part.

電線保持部にて吸収し切れなかったノイズ波は筒形ホルダーに伝わるが、その場合でも、各筒形ホルダーの蛇腹筒構造によって、ノイズ波の受信タイミングを、計測管内の流体を伝播した超音波の受信タイミングに対して十分に遅らせることができる。なお、絶縁電線を伝わるノイズ波を効率よく吸収するために、電線保持部を構成するエラストマーは、振動減衰性能及び耐寒性に優れた(低温でも硬化し難い)もの、例えば、シリコーンゴム(silicone rubber)が好ましい。   The noise wave that could not be absorbed by the wire holding part is transmitted to the cylindrical holder, but even in that case, the ultrasonic wave that propagates the fluid in the measurement tube by using the bellows cylinder structure of each cylindrical holder. The reception timing can be sufficiently delayed. In order to efficiently absorb the noise wave transmitted through the insulated wire, the elastomer constituting the wire holding part is excellent in vibration damping performance and cold resistance (it is hard to cure even at low temperatures), for example, silicone rubber (silicone rubber) ) Is preferred.

[請求項の発明]
請求項の発明によれば、メーターケースのピン挿通孔と端子ピンとの間の隙間をエラストマーで封止したので、ここでノイズ波を吸収し減衰させることができる。なお、エラストマーは、振動減衰性能に優れかつ、ガス透過性の低いもの、例えば、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)が好ましい。
[Invention of claim 2 ]
According to the invention of claim 2 , since the gap between the pin insertion hole of the meter case and the terminal pin is sealed with the elastomer, the noise wave can be absorbed and attenuated here. The elastomer is preferably one having excellent vibration damping performance and low gas permeability, such as acrylonitrile butadiene rubber (NBR).

[請求項の発明]
請求項の発明によれば、筒形ホルダー又は仕切壁を構成する樹脂に含まれる粉粒体によってノイズ波が反射を繰り返すので、ノイズ波の伝播を阻み、減衰させることができる。ここで、粉粒体の形状は特に限定するものではない。具体的には、球状、繊維状、針状又は板状でもよい。
[Invention of claim 3 ]
According to the invention of claim 3, the noise wave by granular material that is part of the resin constituting the cylindrical holder or the partition wall repeatedly reflected, thwart the propagation of noise waves, you are possible to attenuate. Here, the shape of the granular material is not particularly limited. Specifically, it may be spherical, fibrous, needle-shaped or plate-shaped.

[請求項の発明]
請求項の構成によれば、別部品で構成された仕切壁と各筒形ホルダーとの界面において、それらの音響インピーダンスの相違により、ノイズ波が反射するので、ノイズ波の伝播を阻み、減衰させることができる。ここで、仕切壁はポリアセタール樹脂で構成し、筒形ホルダーはウレタン樹脂で構成することが好ましい。また、筒形ホルダーを樹脂製とし、仕切壁を樹脂ではなく金属(例えば、アルミニウムなど)で構成すると、筒形ホルダーとの音響インピーダンスの差を大きくすることができ、より効果的である。
[Invention of claim 4 ]
According to the configuration of claim 4 , since the noise wave is reflected at the interface between the partition wall constituted by different parts and each cylindrical holder due to the difference in acoustic impedance thereof, the propagation of the noise wave is prevented and attenuated. Can be made. Here, the partition wall is preferably made of polyacetal resin, and the cylindrical holder is preferably made of urethane resin. Further, if the cylindrical holder is made of resin and the partition wall is made of metal (for example, aluminum) instead of resin, the difference in acoustic impedance with the cylindrical holder can be increased, which is more effective.

[請求項の発明]
請求項の発明によれば、温度変化による計測管の断面積変化を防止することができる
[Invention of claim 5 ]
According to the invention of claim 5 , it is possible to prevent a change in the cross-sectional area of the measuring tube due to a temperature change .

以下、本発明の一実施形態を図1〜図4に基づいて説明する。
図1における符号10は、本発明の超音波流量計であって流体(液体又はガス、具体的には、比較的音速の速い水素ガスやヘリウムガス)が流れるパイプライン(図示せず)の途中に取り付けられている。超音波流量計10は、金属製のメーターケース20の内部に計量アッシ30を収容してなる。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
Reference numeral 10 in FIG. 1 is an ultrasonic flowmeter of the present invention, and is in the middle of a pipeline (not shown) through which a fluid (liquid or gas, specifically, hydrogen gas or helium gas having a relatively high acoustic velocity) flows. Is attached. The ultrasonic flowmeter 10 includes a measuring assembly 30 housed in a metal meter case 20.

メーターケース20は、両端開放のケース本体21と、そのケース本体21の両開口を閉塞するケース蓋体22,22とから構成され、ケース本体21の何れか一方の開口から計量アッシ30を挿入し、ケース蓋体22,22にてケース本体21の両開口を閉塞することで超音波流量計10が構成されている。なお、ケース蓋体22,22は、図示しない固定金具によってケース本体21に対して着脱可能に固定されている。   The meter case 20 includes a case main body 21 that is open at both ends, and case lids 22 and 22 that close both openings of the case main body 21, and a measurement assembly 30 is inserted through one of the openings of the case main body 21. The ultrasonic flow meter 10 is configured by closing both openings of the case body 21 with the case lids 22 and 22. The case lids 22 and 22 are detachably fixed to the case main body 21 by fixing brackets (not shown).

メーターケース20の内部には、計量アッシ30を収容した計量アッシ収容室23が備えられている。計量アッシ収容室23は全体として円筒構造をなしている。   Inside the meter case 20, a measuring assembly housing chamber 23 for storing the measuring assembly 30 is provided. The measuring assembly housing chamber 23 has a cylindrical structure as a whole.

メーターケース20(詳細にはケース本体21)の側面には、流体流入口24A(本発明の「入口」に相当する)と流体流出口24B(本発明の「出口」に相当する)とが設けられている。これら流体流入口24Aと流体流出口24Bは、メーターケース20の軸方向の中央寄り位置に並んで設けられている。なお、図示しないが、流体流入口24A及び流体流出口24Bの内周面には、メーターケース20を前記パイプラインの途中に螺合接続するための雌螺旋部が形成されている。   The side surface of the meter case 20 (specifically, the case body 21) is provided with a fluid inlet 24A (corresponding to the “inlet” of the present invention) and a fluid outlet 24B (corresponding to the “outlet” of the present invention). It has been. The fluid inflow port 24A and the fluid outflow port 24B are provided side by side at a position closer to the center of the meter case 20 in the axial direction. Although not shown, female spiral portions for screwing and connecting the meter case 20 to the middle of the pipeline are formed on the inner peripheral surfaces of the fluid inlet port 24A and the fluid outlet port 24B.

ケース本体21には、メーターケース20の内側に収容された1対の超音波センサ50,50と、メーターケース20の外側に備えられた演算処理装置90との間を電気的に接続するために、1対の気密端子80,80が組み付けられている。気密端子80は、端子ピン81がメーターケース20を気密状態に貫通した構造をなしている。詳細には、ケース本体21のうち、軸方向の中央寄り位置にはピン挿通孔29,29が貫通形成され、それらピン挿通孔29,29を端子ピン81,81が貫通すると共に、ピン挿通孔29と端子ピン81との間の隙間が、封止部材82によって気密状態に封止されている。一般的な封止部材82はガラス製であるが、本実施形態では、振動減衰性能に優れかつ、ガス透過性の低いエラストマー製(具体的には、アクリロニトリルブタジエンゴム又はブチルゴム)となっている。端子ピン81のうち、メーターケース20の内側の端部には、超音波センサ50から延びたリード線55が接続され、メーターケース20の外側の端部には、演算処理装置90が直接又は電線を介して接続されている。なお、ピン挿通孔29,29(気密端子80,80)は、次述する仕切壁35を挟んだ両側に並べて設けられている。   The case body 21 is electrically connected to a pair of ultrasonic sensors 50, 50 housed inside the meter case 20 and an arithmetic processing unit 90 provided outside the meter case 20. A pair of hermetic terminals 80, 80 are assembled. The airtight terminal 80 has a structure in which the terminal pin 81 penetrates the meter case 20 in an airtight state. Specifically, pin insertion holes 29 and 29 are formed through the case main body 21 at positions closer to the center in the axial direction, and the terminal pins 81 and 81 pass through the pin insertion holes 29 and 29, and the pin insertion holes. 29 and the terminal pin 81 are sealed in an airtight state by a sealing member 82. The general sealing member 82 is made of glass. In this embodiment, the sealing member 82 is made of an elastomer having excellent vibration damping performance and low gas permeability (specifically, acrylonitrile butadiene rubber or butyl rubber). A lead wire 55 extending from the ultrasonic sensor 50 is connected to an inner end portion of the meter case 20 in the terminal pin 81, and an arithmetic processing unit 90 is directly or electrically connected to an outer end portion of the meter case 20. Connected through. The pin insertion holes 29 and 29 (airtight terminals 80 and 80) are provided side by side on both sides of the partition wall 35 described below.

計量アッシ収容室23の軸方向の中間部には、仕切壁35が設けられている。仕切壁35は、流体流入口24Aと流体流出口24Bのちょうど中間位置で、計量アッシ収容室23を二部屋に仕切っている。即ち、計量アッシ収容室23は、流体流入口24Aと連通した上流側流路25と、流体流出口24Bと連通した下流側流路26とに仕切られている。   A partition wall 35 is provided at an intermediate portion in the axial direction of the measurement assembly housing chamber 23. The partition wall 35 divides the measurement assembly storage chamber 23 into two chambers at an intermediate position between the fluid inlet 24A and the fluid outlet 24B. That is, the metering assembly storage chamber 23 is partitioned into an upstream channel 25 that communicates with the fluid inlet 24A and a downstream channel 26 that communicates with the fluid outlet 24B.

仕切壁35は、例えば、樹脂(具体的には、ポリアセタール樹脂)の成形品であって、計量アッシ30に一体に設けられている。仕切壁35は、計量アッシ収容室23の内径とほぼ同径の円板形状をなしている(図3(A)参照)。仕切壁35の外周面にはOリング溝35Aが形成されており(図3(B)参照)、ここに嵌め込まれたOリング37によって、仕切壁35の外周面と計量アッシ収容室23の内周面との間がシールされている。   The partition wall 35 is a molded product of resin (specifically, polyacetal resin), for example, and is provided integrally with the weighing assembly 30. The partition wall 35 has a disk shape having substantially the same diameter as the inner diameter of the measuring assembly housing chamber 23 (see FIG. 3A). An O-ring groove 35 </ b> A is formed on the outer peripheral surface of the partition wall 35 (see FIG. 3B), and the O-ring 37 fitted into the partition wall 35 and the inside of the weighing assembly storage chamber 23 are inserted into the O-ring groove 35 </ b> B. The space between the peripheral surface is sealed.

仕切壁35の中心には計測管挿通孔36が形成され、計測管31が貫通している。計測管31は、例えば、金属製又はセラミック製のストレートパイプであって、内径及び外径が一定な円管状をなしている。具体的には、押出加工引又は引抜加工した継ぎ目のないアルミニウム又はアルミニウム合金製のパイプで構成されている。計測管31を金属製としたことで、流体の温度変化による計測管31の流路31Aの断面積変化を防止することができる。   A measurement tube insertion hole 36 is formed at the center of the partition wall 35 and the measurement tube 31 passes therethrough. The measuring tube 31 is, for example, a straight pipe made of metal or ceramic, and has a circular tubular shape with a constant inner diameter and outer diameter. Specifically, it is composed of a seamless aluminum or aluminum alloy pipe that has been drawn or drawn. Since the measurement pipe 31 is made of metal, it is possible to prevent a change in the cross-sectional area of the flow path 31A of the measurement pipe 31 due to a temperature change of the fluid.

図3(B)に示すように、計測管挿通孔36は、計測管31の外径と同径の小径部36Aと、小径部36Aより大径な大径部36Bとから構成され、大径部36Bの内側にOリング38が嵌め込まれている。このOリング38によって、計測管31の外周面と計測管挿通孔36の内周面との間がシールされている(図1参照)。なお、Oリング38によって計測管31のがたつきや軸方向への位置ずれを防止することもできる。   As shown in FIG. 3B, the measurement tube insertion hole 36 includes a small diameter portion 36A having the same diameter as the outer diameter of the measurement tube 31, and a large diameter portion 36B larger in diameter than the small diameter portion 36A. An O-ring 38 is fitted inside the portion 36B. The O-ring 38 seals between the outer peripheral surface of the measurement tube 31 and the inner peripheral surface of the measurement tube insertion hole 36 (see FIG. 1). Note that the O-ring 38 can also prevent the measurement tube 31 from rattling or misalignment in the axial direction.

図1に示すように、仕切壁35を貫通した計測管31は、計量アッシ収容室23の軸方向における一端寄り位置から他端寄り位置まで延びている。そして、上流側流路25と下流側流路26の間は、この計測管31内の流路31Aのみによって連絡されている。即ち、メーターケース20の流体流入口24Aから上流側流路25へと流入した流体は、全て計測管31(流路31A)を通過して下流側流路26へと流れるようになっている。   As shown in FIG. 1, the measuring tube 31 penetrating the partition wall 35 extends from a position closer to one end in the axial direction of the measuring assembly housing chamber 23 to a position closer to the other end. The upstream flow path 25 and the downstream flow path 26 are connected only by the flow path 31 </ b> A in the measurement pipe 31. That is, all the fluid that has flowed into the upstream flow path 25 from the fluid inlet 24A of the meter case 20 passes through the measurement pipe 31 (flow path 31A) and flows to the downstream flow path 26.

計量アッシ収容室23の軸方向における両端部には、1対の超音波センサ50,50が配置されている。超音波センサ50,50は、計測管31と同軸上に配置されており、計測管31の流路31Aを挟んで対向配置されている。   A pair of ultrasonic sensors 50 and 50 are arranged at both ends in the axial direction of the measurement assembly housing chamber 23. The ultrasonic sensors 50 and 50 are disposed coaxially with the measurement tube 31 and are disposed opposite to each other with the flow channel 31 </ b> A of the measurement tube 31 interposed therebetween.

超音波センサ50は、扁平円柱状のセンサ本体51の後端部からフランジ52を側方に張り出した構造をなし、センサ本体51の前端面が超音波の送受信面51Aとなっている。   The ultrasonic sensor 50 has a structure in which a flange 52 projects laterally from the rear end portion of the flat cylindrical sensor main body 51, and the front end surface of the sensor main body 51 is an ultrasonic transmission / reception surface 51A.

図示しないが、センサ本体51は、外殻ケースの内部に圧電素子(振動子)を収容してなり、その圧電素子にリード線55が接続されている。リード線55は、金属導線(芯線)の外側を絶縁性樹脂(例えば、ポリ塩化ビニル)の被覆材で覆った「絶縁電線」である。外殻ケースの内部には、圧電素子とリード線55の金属導線とがハンダ付けされた状態で樹脂が充填されており、圧電素子と金属導線とがメーターケース20内を流れる流体と接触しないように封止(樹脂モールド)されている。なお、外殻ケースに充填された樹脂は、圧電素子の振動を妨げないものである。   Although not shown, the sensor body 51 includes a piezoelectric element (vibrator) inside the outer shell case, and a lead wire 55 is connected to the piezoelectric element. The lead wire 55 is an “insulated electric wire” in which a metal conductive wire (core wire) is covered with a coating material of an insulating resin (for example, polyvinyl chloride). The outer shell case is filled with resin in a state where the piezoelectric element and the metal conductor of the lead wire 55 are soldered so that the piezoelectric element and the metal conductor do not come into contact with the fluid flowing in the meter case 20. It is sealed (resin mold). The resin filled in the outer shell case does not hinder the vibration of the piezoelectric element.

リード線55は超音波センサ50の後面から引き出されて、上記した気密端子80の端子ピン81に接続されている。図示しないが、リード線55と端子ピン81との接続部分も樹脂封止或いは熱収縮チューブで被覆されており、金属導線及び端子ピン81がメーターケース20内を流れる流体と接触しないように構成されている。   The lead wire 55 is pulled out from the rear surface of the ultrasonic sensor 50 and connected to the terminal pin 81 of the airtight terminal 80 described above. Although not shown, the connecting portion between the lead wire 55 and the terminal pin 81 is also covered with a resin-sealed or heat-shrinkable tube so that the metal conductor and the terminal pin 81 do not come into contact with the fluid flowing in the meter case 20. ing.

ところで、各超音波センサ50,50は、計測管31の両開口及びメーターケース22の内面から離した位置に保持されている。このような位置に超音波センサ50,50を保持するために、計量アッシ30には1対のセンサホルダー40,40(本発明の「筒形ホルダー」に相当する)が備えられている。   By the way, each ultrasonic sensor 50, 50 is held at a position away from both openings of the measurement tube 31 and the inner surface of the meter case 22. In order to hold the ultrasonic sensors 50, 50 at such positions, the measuring assembly 30 is provided with a pair of sensor holders 40, 40 (corresponding to the “cylindrical holder” of the present invention).

1対のセンサホルダー40,40は、仕切壁35を挟んで対称に配置されており、同一形状をなしている。即ち、センサホルダー40は、仕切壁35の表裏両面(図1における左右両面)から計測管31に沿って相反する方向にそれぞれ延びており、計測管31の外周面を覆った筒形をなしている。ここで、センサホルダー40,40は、仕切壁35とは音響インピーダンスが異なりかつ気泡を含有した樹脂(例えば、硬質の発泡ウレタン樹脂)の成形品である。   The pair of sensor holders 40, 40 are arranged symmetrically across the partition wall 35 and have the same shape. That is, the sensor holder 40 extends in opposite directions along the measurement tube 31 from both the front and back surfaces (left and right surfaces in FIG. 1) of the partition wall 35, and has a cylindrical shape covering the outer peripheral surface of the measurement tube 31. Yes. Here, the sensor holders 40 and 40 are molded articles made of a resin (for example, hard foamed urethane resin) that has different acoustic impedance from the partition wall 35 and contains bubbles.

1つのセンサホルダー40は、計測管30を側方から挟んだ1対のホルダー構成体41,41に分割可能となっており(図2参照。同図では1つのホルダー構成体41のみが示されている)、それらを合体固定することで構成されている。具体的には、1対のホルダー構成体41,41は、センサホルダー40を軸方向に沿って縦に分割した構造となっており、互いに同一形状をなしている。1対のホルダー構成体41,41を同一形状としたことで、成形金型の共通化を図ることができる。   One sensor holder 40 can be divided into a pair of holder structures 41 and 41 sandwiching the measuring tube 30 from the side (see FIG. 2, in which only one holder structure 41 is shown. It is composed by fixing them together. Specifically, the pair of holder structures 41, 41 has a structure in which the sensor holder 40 is vertically divided along the axial direction, and has the same shape. By making the pair of holder constituting bodies 41, 41 into the same shape, it is possible to share a molding die.

図1及び図3(B)に示すように、仕切壁35の表裏両面には、計測管31の軸方向に突出して先端部が直角に折れ曲がった「L」字状のフック39が突出形成されており、図1及び図2に示すように、各ホルダー構成体41の合体面には、フック39の形状に対応して「L」字状をなした係合溝44が陥没形成されている。そして、1対のホルダー構成体41,41を、その軸方向と直交する方向(互いの合体面を近づける方向、図1の紙面と直交する方向)へ移動して合体させた状態で、係合溝44とフック39とが凹凸係合することで、各ホルダー構成体41,41(センサホルダー40)の軸方向への移動が規制される。この合体状態で、ホルダー構成体41,41同士は図示しない固定金具(ビス等)で固定され、センサホルダー40が仕切壁35に対して固定される。   As shown in FIGS. 1 and 3B, “L” -shaped hooks 39 protruding in the axial direction of the measuring tube 31 and bent at right angles are formed on both the front and back surfaces of the partition wall 35. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, an engagement groove 44 having an “L” shape corresponding to the shape of the hook 39 is recessed and formed on the combined surface of each holder component 41. . Then, the pair of holder structures 41, 41 are engaged in a state in which they are moved and united in a direction orthogonal to the axial direction (a direction in which the combined surfaces are brought closer to each other, a direction orthogonal to the paper surface of FIG. 1). When the groove 44 and the hook 39 are engaged with each other, the movement of the holder constituting bodies 41 and 41 (sensor holder 40) in the axial direction is restricted. In this combined state, the holder constituting bodies 41 and 41 are fixed to each other with a fixing bracket (such as a screw) (not shown), and the sensor holder 40 is fixed to the partition wall 35.

センサホルダー40の各部位について説明する。図2に示すように、センサホルダー40は、仕切壁35から計測管31の軸方向に沿って延びて計測管31の外周面を覆った筒形胴体410を備えている。筒形胴体410のうち、仕切壁35側の端部(以下、適宜「基端部」という)にはフランジ壁420が一体形成されており、その反対側の端部(以下「先端部」という)には超音波センサ50を保持するための複数のセンサ保持部430が一体形成されている。   Each part of the sensor holder 40 will be described. As shown in FIG. 2, the sensor holder 40 includes a cylindrical body 410 that extends from the partition wall 35 along the axial direction of the measurement tube 31 and covers the outer peripheral surface of the measurement tube 31. A flange wall 420 is integrally formed at an end of the cylindrical body 410 on the partition wall 35 side (hereinafter referred to as “base end” as appropriate), and an end on the opposite side (hereinafter referred to as “tip end”). A plurality of sensor holding portions 430 for holding the ultrasonic sensor 50 are integrally formed.

フランジ壁420は、筒形胴体410の基端部から側方に張り出して仕切壁35及びメーターケース20の内径より小径な円板状をなしており、仕切壁35の表裏面に宛がわれている(図1参照)。   The flange wall 420 protrudes laterally from the base end of the cylindrical body 410 and has a disk shape smaller than the inner diameter of the partition wall 35 and the meter case 20, and is directed to the front and back surfaces of the partition wall 35. (See FIG. 1).

センサ保持部430は、1つのセンサホルダー40に例えば、4つ備えられており、それら4つのセンサ保持部430が協働して1つの超音波センサ50を保持している。なお、図1及び図2には、4つのセンサ保持部430のうちの3つのみが示されている。   For example, four sensor holders 430 are provided in one sensor holder 40, and the four sensor holders 430 cooperate to hold one ultrasonic sensor 50. In FIGS. 1 and 2, only three of the four sensor holding portions 430 are shown.

センサ保持部430は、筒形胴体410の先端部から、計測管31の軸方向(計測管31の開口から離れる方向)に片持ち梁状に延設されている。詳細には、筒形胴体410の先端部から計測管31の軸方向に延びたアーム部431と、アーム部431の先端部から超音波センサ50に向かって突出した1対の挟持壁432,432とから構成され、それら挟持壁432,432の間で、超音波センサ50のフランジ52を板厚方向から挟持している。   The sensor holding portion 430 extends in a cantilever shape from the distal end portion of the cylindrical body 410 in the axial direction of the measurement tube 31 (direction away from the opening of the measurement tube 31). Specifically, an arm portion 431 extending in the axial direction of the measurement tube 31 from the distal end portion of the cylindrical body 410 and a pair of sandwiching walls 432 and 432 projecting from the distal end portion of the arm portion 431 toward the ultrasonic sensor 50. The flange 52 of the ultrasonic sensor 50 is clamped between the clamping walls 432 and 432 in the thickness direction.

センサホルダー40のうち、筒形胴体410は、軸方向に沿って凹凸が連続した蛇腹筒構造をなしている。図2に示すように、筒形胴体410の断面は矩形波状をなしている。より詳細には、筒形胴体410の外周面には軸方向に複数の環状凹部412(本発明の「外側環状凹部」に相当する)が等間隔に形成され、それら環状凹部412の両側が相対的に凸となった環状凸部413を形成すると共に、筒形胴体部410の内周面のうち、前記環状凸部413が形成された部分に環状凹部414(本発明の「内側環状凹部」に相当する)が形成されて、筒形胴体部410の外周面における環状凹部412と内周面における環状凹部414とが、センサホルダー40の軸方向で交互に隣接配置された構造をなしている。なお、本実施形態では、環状凹部412,414の深さが幅寸法より大きくなっている。 Among the sensor holders 40, the cylindrical body 410 has a bellows cylinder structure in which irregularities are continuous along the axial direction. As shown in FIG. 2, the cross section of the cylindrical body 410 has a rectangular wave shape. More specifically, a plurality of annular recesses 412 (corresponding to the “outer annular recesses” of the present invention) are formed on the outer peripheral surface of the cylindrical body 410 at equal intervals in the axial direction. An annular convex portion 413 having a convex shape is formed, and an annular concave portion 414 (an “inner annular concave portion” of the present invention) is formed on a portion of the inner peripheral surface of the cylindrical body portion 410 where the annular convex portion 413 is formed. And the annular recesses 412 on the outer peripheral surface of the cylindrical body 410 and the annular recesses 414 on the inner peripheral surface are alternately arranged adjacent to each other in the axial direction of the sensor holder 40. . In the present embodiment, the depths of the annular recesses 412 and 414 are larger than the width dimension.

図4に示すように、センサホルダー40の先端部に4つあるセンサ保持部430(アーム部431)の何れか1つには、陥没凹所86が形成されている。陥没凹所86は、アーム部431の外面を陥没させた構造をなしており、リード線55の途中部分が陥没凹所86の内面と非接触の状態で受容されている。その状態で、陥没凹所86には、振動減衰性能及び耐寒性に優れたエラストマー(具体的には、シリコーンゴム)が充填され、そのエラストマーによってリード線保持部87が構成されている。これにより、リード線55がリード線保持部87を貫通しかつリード線保持部87と密着した状態となっている。As shown in FIG. 4, a recessed recess 86 is formed in any one of the four sensor holding portions 430 (arm portions 431) at the distal end portion of the sensor holder 40. The depressed recess 86 has a structure in which the outer surface of the arm portion 431 is depressed, and the middle portion of the lead wire 55 is received in a state of not contacting the inner surface of the depressed recess 86. In this state, the depressed recess 86 is filled with an elastomer (specifically, silicone rubber) excellent in vibration damping performance and cold resistance, and the lead wire holding portion 87 is configured by the elastomer. As a result, the lead wire 55 penetrates the lead wire holding portion 87 and is in close contact with the lead wire holding portion 87.

本実施形態の超音波流量計10の構成は以上である。次に、本実施形態の作用効果について説明する。超音波流量計10を図示しないパイプラインの途中に接続すると、メーターケース20の上流側流路25へと流体が流入する。上流側流路25に流入した流体は、全て計測管31を通過して下流側流路26へと流入し、下流側流路26からパイプラインの下流側へと排出される。このとき、1対の超音波センサ50,50間において、流体の流れに沿った順方向と逆行した逆方向との両方向で超音波の送受信が行われる。即ち、計測管31を流れる流体を伝播媒体として超音波を伝播させて、順方向及び逆方向における伝播時間が検出される。そして、それら伝播時間(詳細には、伝播時間の逆数差)に基づいて、流体の流速が演算され、流速に計測管31の流路31Aの断面積を乗じて流量が演算される。   The configuration of the ultrasonic flowmeter 10 of the present embodiment is as described above. Next, the effect of this embodiment is demonstrated. When the ultrasonic flowmeter 10 is connected in the middle of a pipeline (not shown), the fluid flows into the upstream flow path 25 of the meter case 20. All of the fluid that has flowed into the upstream flow path 25 passes through the measurement pipe 31 and flows into the downstream flow path 26, and is discharged from the downstream flow path 26 to the downstream side of the pipeline. At this time, transmission / reception of ultrasonic waves is performed between the pair of ultrasonic sensors 50, 50 in both the forward direction along the fluid flow and the reverse direction. That is, the propagation time in the forward direction and the reverse direction is detected by propagating ultrasonic waves using the fluid flowing through the measurement tube 31 as a propagation medium. Then, based on the propagation time (specifically, the reciprocal difference in propagation time), the flow velocity of the fluid is calculated, and the flow rate is calculated by multiplying the flow velocity by the cross-sectional area of the flow path 31A of the measurement tube 31.

ところで、センサホルダー40,40、リード線55,55及びメーターケース20は、超音波センサ50と直接又は間接的に接しているため、超音波の伝播媒体となり得る。そして、これらを伝播媒体とする超音波は、計測管31内を流れる流体の流速とは無関係なノイズ波である。   Incidentally, since the sensor holders 40 and 40, the lead wires 55 and 55, and the meter case 20 are in direct or indirect contact with the ultrasonic sensor 50, they can be ultrasonic propagation media. And the ultrasonic wave which uses these as a propagation medium is a noise wave unrelated to the flow velocity of the fluid which flows through the inside of the measurement tube 31.

詳細には、ノイズ波は、センサ保持部430からセンサホルダー40に直接伝わる。或いは、超音波センサ50からリード線55を経由し、リード線55と密着して保持したリード線保持部87からセンサホルダー40へと伝わる。超音波センサ50からリード線55へと伝わったノイズ波は、リード線保持部87にて吸収され減衰される。これにより、リード線55を伝わるノイズ波がセンサホルダー40やメーターケース20に伝わり難くすることができる。リード線保持部87にてノイズ波を吸収し切れずに、センサホルダー40に伝わったとしても、センサホルダー40は蛇腹筒構造をなしているから、ノイズ波の受信タイミングを、計測管31内の流体を伝播した超音波の受信タイミングに対して、十分に遅らせることができる。さらに気密端子80の封止部材82が振動減衰性能に優れたエラストマーで構成されているので、ここでもノイズ波を減衰させることができる。このように、リード線55を伝わるノイズ波は、メーターケース20まで到達しないか、到達したとしても十分に減衰されているので、そのノイズ波によって流体を伝播した超音波の受信タイミングが不明確になるような事態にはならない。 Specifically, the noise wave is directly transmitted from the sensor holding unit 430 to the sensor holder 40. Alternatively, it is transmitted from the ultrasonic sensor 50 to the sensor holder 40 via the lead wire 55 from the lead wire holding portion 87 held in close contact with the lead wire 55. Noise waves transmitted from the ultrasonic sensor 50 to the lead wire 55 are absorbed and attenuated by the lead wire holding portion 87. Thereby, the noise wave transmitted through the lead wire 55 can be made difficult to be transmitted to the sensor holder 40 and the meter case 20. Even if the lead wire holding portion 87 does not completely absorb the noise wave and is transmitted to the sensor holder 40, the sensor holder 40 has a bellows cylinder structure. The reception timing of the ultrasonic wave that has propagated the fluid can be sufficiently delayed. Further, since the sealing member 82 of the hermetic terminal 80 is made of an elastomer having excellent vibration damping performance, the noise wave can be attenuated here as well. As described above, the noise wave transmitted through the lead wire 55 does not reach the meter case 20 or is sufficiently attenuated even if it reaches, so the reception timing of the ultrasonic wave propagating through the fluid by the noise wave is unclear. It does n’t happen.

さて、上述したように、ノイズ波は、直接又はリード線55を経由してセンサホルダー40へと伝わる。これに対し、本実施形態の超音波流量計10によれば、各センサホルダー40,40の筒形胴体410を蛇腹筒構造にしたので、ノイズ波の伝播経路長が従来よりも長くなっている。これにより、受信側の超音波センサ50がノイズ波を受信するタイミングを、計測管31内の流体を伝播した超音波の受信タイミングに対して、十分に遅らせることができる。つまり、流体中を伝播した超音波の受信時にノイズ波が重畳しないから、流体を伝播した超音波の受信タイミングを明確にすることができ、流体中を伝播した超音波の伝播時間の計測精度、延いては、流量の計測精度を従来より向上させることができる。なお、蛇腹構造にしたことでノイズ波がセンサホルダー40,40を伝播中に反射し、また、ノイズ波の伝播経路長が延びたことで、ノイズ波が従来よりも大きく減衰するという効果も奏する。   Now, as described above, the noise wave is transmitted to the sensor holder 40 directly or via the lead wire 55. On the other hand, according to the ultrasonic flowmeter 10 of the present embodiment, since the cylindrical body 410 of each sensor holder 40, 40 has a bellows cylinder structure, the propagation path length of the noise wave is longer than the conventional one. . Thereby, the timing at which the reception-side ultrasonic sensor 50 receives the noise wave can be sufficiently delayed with respect to the reception timing of the ultrasonic wave propagated through the fluid in the measurement tube 31. In other words, since the noise wave is not superimposed when receiving the ultrasonic wave propagated in the fluid, the reception timing of the ultrasonic wave propagated in the fluid can be clarified, the measurement accuracy of the propagation time of the ultrasonic wave propagated in the fluid, As a result, the measurement accuracy of the flow rate can be improved as compared with the prior art. In addition, the noise wave is reflected while propagating through the sensor holders 40 and 40 due to the bellows structure, and the propagation path length of the noise wave is extended, so that the noise wave is attenuated more than before. .

また、本実施形態では、センサホルダー40,40と仕切壁35とを別部品で構成すると共に、それらを互いに音響インピーダンスの異なる材質で構成したので、各センサホルダー40,40と仕切壁35との界面においてノイズ波が反射し、伝播が阻まれる。また、センサホルダー40,40は気泡を含有した樹脂(具体的には、発泡ウレタン樹脂)で構成されており、ノイズ波が気泡によって反射を繰り返すので、ノイズ波の伝播を阻み、減衰させることができる。なお、仕切壁35を構成する樹脂に気泡を含有させてもよいし、仕切壁35又はセンサホルダー40,40を構成する樹脂に無機物又は有機物の粉粒体(フィラー)を含有させても、樹脂と粉粒体との界面でノイズ波を反射させることができ、同様の効果を奏する。ここで、粉粒体の形状は特に限定するものではない。例えば、球状、繊維状、針状又は板状でもよい。   In the present embodiment, the sensor holders 40, 40 and the partition wall 35 are configured as separate parts and are formed of materials having different acoustic impedances. Noise waves are reflected at the interface, preventing propagation. Further, the sensor holders 40, 40 are made of resin containing bubbles (specifically, urethane foam resin), and the noise waves are repeatedly reflected by the bubbles, so that the propagation of the noise waves can be prevented and attenuated. it can. The resin constituting the partition wall 35 may contain bubbles, or the resin constituting the partition wall 35 or the sensor holders 40, 40 may contain inorganic or organic powder (filler), or the resin. The noise wave can be reflected at the interface between the powder and the granular material, and the same effect is obtained. Here, the shape of the granular material is not particularly limited. For example, it may be spherical, fibrous, needle-shaped or plate-shaped.

ここで、単にノイズ波の伝播経路長を延ばすだけなら、超音波センサを保持するためのセンサ保持部を計測管の両端部に一体形成して、計測管を蛇腹筒構造にすればよいが、このような構成だと、計測管の内面に凹凸ができて流体の流れが乱されるため、計測精度に悪影響を及ぼす虞がある。これに対し、本実施形態の超音波流量計10は、計測管31をストレートパイプとし、超音波センサ50,50を保持するセンサホルダー40,40を、計測管31とは別部品で構成した上で、それらセンサホルダー40,40を蛇腹筒構造にしたので、計測管31を通過する流体の流れを乱すことなくノイズ波の伝播経路長を従来より延ばして、計測精度の向上を図ることができる。   Here, if the propagation path length of the noise wave is simply extended, a sensor holding part for holding the ultrasonic sensor may be integrally formed at both ends of the measurement pipe, and the measurement pipe has a bellows cylinder structure. With such a configuration, irregularities are formed on the inner surface of the measurement tube and the fluid flow is disturbed, which may adversely affect measurement accuracy. On the other hand, in the ultrasonic flowmeter 10 of the present embodiment, the measurement pipe 31 is a straight pipe, and the sensor holders 40 and 40 that hold the ultrasonic sensors 50 and 50 are configured as separate parts from the measurement pipe 31. Since the sensor holders 40 and 40 have a bellows cylinder structure, the propagation path length of the noise wave can be extended as compared with the conventional one without disturbing the flow of the fluid passing through the measurement tube 31, and the measurement accuracy can be improved. .

[他の実施形態]
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
[Other Embodiments]
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the embodiments described below are also included in the technical scope of the present invention, and various other than the following can be made without departing from the scope of the invention. It can be changed and implemented.

(1)上記実施形態では、L字状のフック39と係合溝44との凹凸係合によってセンサホルダー40,40を仕切壁35に連結固定していたが、センサホルダー40のフランジ壁420を貫通して仕切壁35に螺合されたビスにて仕切壁35に固定してもよい。   (1) In the above embodiment, the sensor holders 40 and 40 are connected and fixed to the partition wall 35 by the concave-convex engagement of the L-shaped hook 39 and the engagement groove 44, but the flange wall 420 of the sensor holder 40 is fixed. You may fix to the partition wall 35 with the screw penetrated and screwed to the partition wall 35.

(2)上記実施形態では、計測管31の外周面とセンサホルダー40,40の内周面とを僅かに離して隙間を設けていたが(図1参照)、密着させてもよい。センサホルダー40から計測管31へのノイズ波の伝わりを防止するという点で、これらの間に隙間を設けておくことが好ましいが、仮に、密着していたとしても、計測管31を金属としセンサホルダー40を樹脂とすれば、音響インピーダンスの相違によってノイズ波が界面で反射するので、センサホルダー40から計測管31へのノイズ波の伝播を阻むことが可能である。   (2) In the above embodiment, the outer peripheral surface of the measuring tube 31 and the inner peripheral surface of the sensor holders 40 and 40 are slightly separated from each other (see FIG. 1), but they may be in close contact with each other. In order to prevent noise waves from being transmitted from the sensor holder 40 to the measurement tube 31, it is preferable to provide a gap between them. However, even if they are in close contact, the measurement tube 31 is made of metal and the sensor If the holder 40 is made of resin, the noise wave is reflected at the interface due to the difference in acoustic impedance, so that the propagation of the noise wave from the sensor holder 40 to the measurement tube 31 can be prevented.

(3)上記実施形態では、仕切壁35は、計量アッシ30に一体に設けられていたが、メーターケース20に一体形成されていてもよい。   (3) In the above embodiment, the partition wall 35 is provided integrally with the weighing assembly 30, but may be formed integrally with the meter case 20.

(4)仕切壁35とセンサホルダー40,40は、音響インピーダンスが異なる材質であればよく、上記実施形態のように、ポリアセタール樹脂とウレタン樹脂の組合せに限定するものではない。例えば、仕切壁35を金属(例えば、アルミニウム)で構成してもよい。仕切壁35をアルミニウムとし、センサホルダー40をポリウレタン樹脂とした場合、仕切壁35とセンサホルダー40との界面における超音波の透過率は約50%なので、センサホルダー40、仕切壁35、センサホルダー40の順に伝播した場合に、ノイズ波を約1/4に減衰することが可能である。   (4) The partition wall 35 and the sensor holders 40 and 40 may be made of materials having different acoustic impedances, and are not limited to the combination of polyacetal resin and urethane resin as in the above embodiment. For example, the partition wall 35 may be made of metal (for example, aluminum). When the partition wall 35 is made of aluminum and the sensor holder 40 is made of polyurethane resin, the transmittance of ultrasonic waves at the interface between the partition wall 35 and the sensor holder 40 is about 50%. Therefore, the sensor holder 40, the partition wall 35, and the sensor holder 40 Noise wave can be attenuated to about 1/4.

)上記実施形態において、超音波センサ50のフランジ52とセンサ保持部430の挟持壁432,432との間にゴム等のエラストマーを介在させて、超音波センサ50から直接センサホルダー40へと伝播するノイズ波を減衰させるようにしてもよい。 ( 5 ) In the above-described embodiment, an elastomer such as rubber is interposed between the flange 52 of the ultrasonic sensor 50 and the sandwiching walls 432 and 432 of the sensor holding portion 430, so that the ultrasonic sensor 50 directly goes to the sensor holder 40. The propagating noise wave may be attenuated.

)上記実施形態において、超音波センサ50の外殻ケース内に充填した樹脂によってノイズ波を減衰させるようにしてもよい。 ( 6 ) In the above embodiment, the noise wave may be attenuated by the resin filled in the outer shell case of the ultrasonic sensor 50.

)1対のセンサホルダー40,40のうち、筒形胴体410の先端部から内側に突出して、計測管31の両端面に係止した位置決め突起を備えておけば、計測管31を軸方向で位置決め及び抜け止めすることができる。 ( 7 ) Of the pair of sensor holders 40, 40, if provided with positioning protrusions that protrude inward from the tip of the cylindrical body 410 and are engaged with both end faces of the measuring tube 31, the measuring tube 31 is pivoted. It can be positioned and retained in the direction.

本発明の一実施形態に係る超音波流量計の平断面図1 is a cross-sectional plan view of an ultrasonic flowmeter according to an embodiment of the present invention. ホルダー構成体を分割面側から見た平面図Plan view of the holder structure as seen from the split surface side 仕切壁の(A)正面図、(B)側断面図(A) Front view of partition wall, (B) Side sectional view センサホルダーの部分拡大断面図Partial enlarged sectional view of the sensor holder 従来の超音波流量計の平断面図Cross section of a conventional ultrasonic flowmeter

符号の説明Explanation of symbols

10 超音波流量計
20 メーターケース
24A 流体流入口(入口)
24B 流体流出口(出口)
25 上流側流路
26 下流側流路
29 ピン挿通孔
31 計測管
35 仕切壁
40 センサホルダー(筒形ホルダー)
50 超音波センサ
55 リード線(絶縁電線)
80 気密端子
81 端子ピン
82 封止部材
7 リード線保持部(電線保持部)
85 スリット
90 演算処理装置
412 環状凹部(外側環状凹部)
414 環状凹部(内側環状凹部)
10 Ultrasonic flow meter 20 Meter case 24A Fluid inlet (inlet)
24B Fluid outlet (exit)
25 Upstream channel 26 Downstream channel 29 Pin insertion hole 31 Measuring tube 35 Partition wall 40 Sensor holder (tubular holder)
50 Ultrasonic sensor 55 Lead wire (insulated wire)
80 Airtight terminal 81 Terminal pin 82 Sealing member
8 7 Lead wire holder (electric wire holder)
85 slit 90 arithmetic processing unit 412 annular recess (outer annular recess)
414 annular recess (inner annular recess)

Claims (5)

流体が流れ込む入口と流体が流れ出す出口とを有したメーターケースの内部を仕切壁にて上流側流路と下流側流路とに仕切り、その仕切壁を貫通した計測管の両端部の開口に1対の超音波センサを対峙させて備えた超音波流量計において、
前記計測管の外側を覆った筒形をなして前記仕切壁の表裏両面から相反する方向にそれぞれ延び、各先端部が前記計測管より先方に突出して前記超音波センサを前記計測管の端部の開口及び前記メーターケースから離して保持した1対の筒形ホルダーと、
前記メーターケースを気密状態に貫通した端子ピンと、
前記超音波センサと前記端子ピンとの間を接続した絶縁電線と、
前記筒形ホルダーの先端部の外面の陥没凹所に充填されたエラストマーによって構成され、前記絶縁電線の途中部分と密着して前記絶縁電線の途中部分を前記陥没凹所に受容されかつ前記陥没凹所の内面と非接触な状態に保持した電線保持部とを備え、
前記1対の筒形ホルダーを、外周面に複数の外側環状凹部を形成すると共に内周面に前記外側環状凹部の外径より大きい内径の複数の内側環状凹部を形成しかつ、前記外側環状凹部と前記内側環状凹部とを交互に隣接配置した蛇腹筒構造にしたことを特徴とする超音波流量計。
The inside of the meter case having an inlet through which the fluid flows and an outlet through which the fluid flows out is divided into an upstream flow channel and a downstream flow channel by a partition wall, and 1 is provided at the openings at both ends of the measurement tube penetrating the partition wall. In an ultrasonic flowmeter equipped with a pair of ultrasonic sensors facing each other,
Forming a cylindrical shape covering the outside of the measurement tube and extending in opposite directions from both the front and back surfaces of the partition wall, each tip protrudes forward from the measurement tube, and the ultrasonic sensor is connected to the end of the measurement tube. A pair of cylindrical holders held away from the opening and the meter case;
A terminal pin penetrating the meter case in an airtight state;
An insulated wire connected between the ultrasonic sensor and the terminal pin;
The cylindrical holder is made of an elastomer filled in the recessed portion on the outer surface of the distal end portion of the cylindrical holder, and is in close contact with the middle portion of the insulated wire, and the middle portion of the insulated wire is received in the recessed portion and the recessed portion. A wire holding part held in a non-contact state with the inner surface of the place ,
The pair of cylindrical holders are formed with a plurality of outer annular recesses on the outer peripheral surface and a plurality of inner annular recesses having an inner diameter larger than the outer diameter of the outer annular recess on the inner peripheral surface, and the outer annular recess An ultrasonic flowmeter having a bellows tube structure in which the inner annular recesses are alternately arranged adjacent to each other.
前記メーターケースには、前記端子ピンが貫通したピン挿通孔が形成され、そのピン挿通孔と前記端子ピンとの間の隙間がエラストマーによって気密状態に封止されたことを特徴とする請求項1に記載の超音波流量計。   2. The meter case according to claim 1, wherein a pin insertion hole through which the terminal pin penetrates is formed, and a gap between the pin insertion hole and the terminal pin is sealed in an airtight state by an elastomer. The described ultrasonic flowmeter. 前記1対の筒形ホルダー又は前記仕切壁は、粉粒体を含有した樹脂で構成されたことを特徴とする請求項1又は2に記載の超音波流量計。 Cylindrical holder or the partition walls of the pair of ultrasonic flowmeter according to claim 1 or 2, characterized in that it is constituted by a resin containing a granular material. 前記1対の筒形ホルダーを前記仕切壁とは音響インピーダンスが異なる材質の別部品にして、前記仕切壁に固定したことを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の超音波流量計。   4. The ultrasonic flowmeter according to claim 1, wherein the pair of cylindrical holders are made of different parts having a material different in acoustic impedance from the partition wall and fixed to the partition wall. 5. . 前記計測管をセラミック製としたことを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の超音波流量計。 Ultrasonic flowmeter according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the measuring tube is made of ceramic.
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