JP5527756B2 - Ultrasonic flow meter - Google Patents
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Description
本発明は、1対の超音波センサ間で超音波を送受波することで気体の流量又は流速を計測可能な超音波流量計に関する。 The present invention relates to an ultrasonic flowmeter capable of measuring a gas flow rate or a flow velocity by transmitting and receiving ultrasonic waves between a pair of ultrasonic sensors.
従来の超音波流量計として、計測管から斜め前方と斜め後方とに分岐した1対のセンサ保持部に超音波センサを取り付けた構造のものが知られている(特許文献1参照)。 As a conventional ultrasonic flow meter, there is known a structure in which an ultrasonic sensor is attached to a pair of sensor holding portions branched obliquely forward and obliquely rearward from a measurement tube (see Patent Document 1).
ところが、上述した従来の超音波流量計では、計測管の管壁を伝搬する超音波(以下、「筐体ノイズ」という)が、計測精度を低下させる原因となっていた。 However, in the above-described conventional ultrasonic flowmeter, the ultrasonic wave propagating through the tube wall of the measurement tube (hereinafter referred to as “housing noise”) has been a cause of reducing measurement accuracy.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、筐体ノイズを抑制することが可能な超音波流量計の提供を目的とする。 This invention is made | formed in view of the said situation, Comprising: It aims at provision of the ultrasonic flowmeter which can suppress housing noise.
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、計測管から斜め前方と斜め後方とに分岐した1対のセンサ保持部に1対の超音波センサを取り付けてなる計測本体部を、アウタースリーブによって側方から覆うと共に、計測管とアウタースリーブとの間の包囲空間の両端部を1対の環状蓋壁で閉塞した構造をなし、計測管内を流れる気体の流量又は流速を超音波センサを用いて計測可能な超音波流量計において、計測本体部を、一方の超音波センサを含む第1の本体部構成体と、他方の超音波センサを含む第2の本体部構成体とに分割し、第1と第2の本体部構成体をそれぞれアウタースリーブに固定することで、それら第1と第2の本体部構成体を合体状態に保持すると共に、第1と第2の本体部構成体の合体面の間に超音波伝達防止用のギャップを設け、センサ保持部には、計測管に連通した分岐管が備えられ、合体面は、計測管のうち一方のセンサ保持部側の端部からその一方のセンサ保持部の両側部まで計測管の軸方向と平行に延びた1対の縦線部と、1対の縦線部の先端間を連絡し、一方のセンサ保持部の分岐管を2分割する横線部とからなるところに特徴を有する。 In order to achieve the above object, an ultrasonic flowmeter according to the first aspect of the present invention has a pair of ultrasonic sensors attached to a pair of sensor holding portions branched obliquely forward and obliquely backward from a measurement tube. The measurement main body is covered with an outer sleeve from the side, and both ends of the enclosed space between the measurement tube and the outer sleeve are closed with a pair of annular lid walls, and the flow rate of gas flowing in the measurement tube Or in the ultrasonic flowmeter which can measure a flow velocity using an ultrasonic sensor, the measurement main-body part is the 1st main-body part structure containing one ultrasonic sensor, and the 2nd main body containing the other ultrasonic sensor. The first and second main body components are fixed to the outer sleeve, and the first and second main body components are held in a combined state, and the first and second main body components are fixed to the outer sleeve. Combined surface of the second main body component A gap for preventing the ultrasound transmission provided between, on the sensor holding portion, the branch pipe communicating with is provided in the measurement tube, coalescing surface, of one of the sensor holding portion of the measuring tube from one end thereof A pair of vertical line portions extending in parallel to the axial direction of the measuring tube to both sides of the sensor holding portion are connected to the tip ends of the pair of vertical line portions, and the branch pipe of one sensor holding portion is divided into two. It has the feature in the place which consists of a horizontal line part .
請求項2の発明は、請求項1に記載の超音波流量計において、1対の環状蓋壁はアウタースリーブの両端部から内側に張り出されると共に、アウタースリーブは、一方の環状蓋壁を含むカバーキャップを、他方の環状蓋壁を含むアウタースリーブ本体の端部に着脱可能に結合してなり、第1本体部構成体は、分岐管が2分割されていないセンサ保持部を有しかつ両端部が1対の環状蓋壁の内縁部に嵌合固定される一方、第2本体部構成体は、分岐管が2分割されたセンサ保持部を有し、第2本体部構成体の外面に備えた固定用突片と、アウタースリーブ本体に備えた内面突壁とを重ねて螺子止めしたところに特徴を有する。 A second aspect of the present invention, the ultrasonic flowmeter according to claim 1, together with a pair of annular top wall is flared inwardly from both ends of the outer sleeve, the outer sleeve includes one annular cover wall The cover cap is detachably coupled to the end portion of the outer sleeve main body including the other annular lid wall, and the first main body component has a sensor holding portion in which the branch pipe is not divided into two parts, and both ends. The second body part structure has a sensor holding part in which the branch pipe is divided into two parts, and is attached to the outer surface of the second body part structure. The fixing projection piece provided and the inner projection wall provided in the outer sleeve main body are overlapped and screwed.
請求項3の発明は、請求項2に記載の超音波流量計において、第1本体部構成体の両端の嵌合面から突出し、第1本体部構成体の軸方向に延びかつ周方向に複数設けられ、1対の環状蓋壁の内縁部に当接する嵌合突設突条を備えたところに特徴を有する。 The invention according to claim 3, in the ultrasonic flowmeter according to claim 2, a plurality of mating surfaces of the two ends of the first body portion structure projects to extend a circumferential direction in the axial direction of the first body portion structure It is characterized in that it is provided with a fitting protrusion that is provided and abuts against the inner edge of the pair of annular lid walls.
請求項4の発明は、請求項2又は3に記載の超音波流量計において、第2本体部構成体の外面から外側に突出して、第1本体部構成体の外面に沿って延びかつその第1本体部構成体の外面との間に隙間を開けて対向した外面隣接壁が備えられ、第1本体部構成体の外面と外面隣接壁の何れか一方に陥没形成された位置決め凹部と、位置決め凹部に突入され、位置決め凹部の内側面に部分的に当接する断面異形の位置決め突部とを備えたところに特徴を有する。 The invention according to claim 4 is the ultrasonic flowmeter according to claim 2 or 3 , wherein the ultrasonic flowmeter protrudes outward from the outer surface of the second body portion constituting body and extends along the outer surface of the first body portion constituting body. A positioning recess that is provided with an outer surface adjacent wall that is opposed to the outer surface of the main body component structure, and that is recessed on either the outer surface or the outer surface adjacent wall of the first main body component structure; It has a feature in that it is provided with a positioning projection having a deformed cross section that enters the recess and partially contacts the inner surface of the positioning recess.
請求項5の発明は、請求項2乃至4の何れか1の請求項に記載の超音波流量計において、アウタースリーブ本体の外面から突出した筒壁を有すると共に、内側に包囲空間に対して区画壁にて区画された配線処理空間を有してそこに電気回路と接続された配線を収納した配線収納部を備え、区画壁の一部で内面突壁を構成すると共に、内面突壁に複数の端子挿通孔を貫通形成し、固定用突片は、複数の端子金具を貫通状態に保持し、それら端子金具の一端部に1対の超音波センサから延びた電線が接続される一方、端子金具の他端部が端子挿通孔を介して電気回路に接続されているところに特徴を有する。
The invention according to
請求項6の発明は、請求項1乃至5の何れか1の請求項に記載の超音波流量計において、分岐管の内面と超音波センサとの間には、分岐管内に進入した液体を包囲空間に排出可能な内部連通路が設けられたところに特徴を有する。 According to a sixth aspect of the present invention, in the ultrasonic flowmeter according to any one of the first to fifth aspects, the liquid that has entered the branch pipe is surrounded between the inner surface of the branch pipe and the ultrasonic sensor. It is characterized in that an internal communication passage that can be discharged into the space is provided.
請求項7の発明は、請求項6の超音波流量計において、計測管の両端部と1対の環状蓋壁の内縁部との間には、包囲空間に進入した液体を外部に排出可能な外部連通路が設けられたところに特徴を有する。 According to a seventh aspect of the present invention, in the ultrasonic flowmeter according to the sixth aspect , the liquid that has entered the enclosed space can be discharged to the outside between the both end portions of the measurement tube and the inner edge portions of the pair of annular lid walls. It is characterized in that an external communication path is provided.
[請求項1の効果]
請求項1の発明によれば、計測本体部が、一方の超音波センサを含む第1の本体部構成体と、他方の超音波センサを含む第2の本体部構成体とに分割され、これら第1と第2の本体部構成体の合体面の間に、超音波伝達防止用のギャップが設けられたので、計測管の管壁を伝搬する筐体ノイズを抑制又は無くすことができる。これにより、筐体ノイズを原因とする計測精度の低下を防止することができる。
[Effect of claim 1]
According to invention of Claim 1, a measurement main-body part is divided | segmented into the 1st main-body part structure body containing one ultrasonic sensor, and the 2nd main-body part structure body containing the other ultrasonic sensor, These Since the ultrasonic transmission preventing gap is provided between the combined surfaces of the first and second main body constituting bodies, it is possible to suppress or eliminate the casing noise propagating through the tube wall of the measurement tube. As a result, it is possible to prevent a decrease in measurement accuracy caused by housing noise.
また、本発明によれば、超音波伝達防止用のギャップが計測管中のガスの流れに与える影響を抑え、安定して計測を行うことが可能となる。 In addition, according to the present invention, it is possible to suppress the influence of the gap for preventing ultrasonic transmission on the flow of gas in the measurement tube and perform measurement stably.
[請求項2の発明]
請求項2の発明によれば、第1本体部構成体は両端部を1対の環状蓋壁の内縁部に嵌合させることでアウタースリーブに固定することができ、第2本体部構成体はアウタースリーブ本体に備えた内面突壁と重ねて螺子止めすることでアウタースリーブに固定することができる。
[Invention of claim 2 ]
According to the second aspect of the present invention, the first body part structure can be fixed to the outer sleeve by fitting both end parts to the inner edge part of the pair of annular lid walls. The outer sleeve can be fixed to the outer sleeve by screwing it on the inner surface protruding wall provided on the outer sleeve body.
[請求項3の発明]
請求項3の発明によれば、第1本体部構成体の両端部と1対の環状蓋壁の内縁部とを部分的に当接させることができるので、第1本体構成体とアウタースリーブとの間での筐体ノイズの伝搬を抑制することができる。即ち、アウタースリーブを経由した1対の超音波センサ間での筐体ノイズの伝搬を抑制することができる。
[Invention of claim 3 ]
According to the invention of claim 3 , since both end portions of the first body portion constituting body and the inner edge portions of the pair of annular lid walls can be brought into partial contact, the first body constituting body and the outer sleeve Propagation of housing noise between the two can be suppressed. That is, the propagation of the housing noise between the pair of ultrasonic sensors via the outer sleeve can be suppressed.
[請求項4の発明]
請求項4の発明によれば、第2本体部構成体をアウタースリーブ本体に固定すると、位置決め突部と位置決め凹部との凹凸係合により、アウタースリーブ本体内での第1本体部構成体の回り止め及び抜け止めを図ることができる。また、位置決め突部は、位置決め凹部の内側面に部分的に当接するようになっているので、第1本体部構成体と第2本体部構成体との間での筐体ノイズの伝搬を抑制することができる。
[Invention of claim 4 ]
According to the invention of claim 4 , when the second body portion constituting body is fixed to the outer sleeve body, the first body portion constituting body is rotated around the outer sleeve body by the uneven engagement between the positioning protrusion and the positioning recessed portion. Stopping and retaining can be achieved. Moreover, since the positioning protrusion is configured to partially abut on the inner surface of the positioning recess, the propagation of the housing noise between the first body part structure and the second body part structure is suppressed. can do.
[請求項5の発明]
請求項5の発明によれば、超音波センサの送受波信号が区画壁を貫通した端子金具を介して電気回路に入出力される。また、固定用突片に複数の端子金具を貫通状態に保持させることで、第2本体部構成体をアウタースリーブ本体に固定するための固定用突片を端子台としても利用することができる。
[Invention of claim 5 ]
According to the invention of
[請求項6の発明]
請求項6の発明によれば、分岐管内に液体が溜まるという事態を防止することができ、分岐管内に貯まった液体を抜き取る作業が不要になる。
[Invention of claim 6 ]
According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to prevent a situation in which liquid is accumulated in the branch pipe, and an operation of extracting the liquid stored in the branch pipe becomes unnecessary.
[請求項7の発明]
請求項7の発明によれば、包囲空間に液体が貯まるという事態を防止することができ、包囲空間に貯まった液体を抜き取る作業が不要になる。
[Invention of Claim 7 ]
According to the seventh aspect of the present invention, it is possible to prevent a situation where liquid is stored in the surrounding space, and an operation for extracting the liquid stored in the surrounding space is not required.
以下、本発明の一実施形態を図1〜図13に基づいて説明する。図1に示すように、本実施形態の超音波流量計10は、計測本体部30をアウタースリーブ11で側方から覆うと共に、計測管31とアウタースリーブ11との間の包囲空間70の両端部をアウタースリーブ11に備えた1対の環状蓋壁13,13で閉塞した構造をなしており、計測管31は、環状蓋壁13,13を介して計測対象のガス(空気、プロパンガス、都市ガス、ブタンエア、水素等)が流れるガス送給パイプ90(図13参照)の途中に接続可能となっている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the
計測本体部30は、計測管31の両端部で斜め前方と斜め後方とに分岐した1対のセンサ保持部32,32を備え、それら各センサ保持部32,32に超音波センサ50,50を保持してなる。そして、1対の超音波センサ50,50の間、即ち、計測管31の軸方向に対して斜めに交差した方向で超音波の送受波が行われ、ガスの流れに沿った順方向における超音波の伝播時間と、ガスの流れに逆らった逆方向における超音波の伝播時間との差に基づいて、計測管31を通過するガスの流速及び流量が計測可能となっている。
The measurement
計測管31は円筒形状をなしている。計測管31のうち、軸方向の中間部分の内径は一定であるのに対し、軸方向の両端部分の内径は、端部に向かうに従って僅かに拡径している(図2参照)。即ち、ガスが通過する流路の断面積が、軸方向の両端部から中間部に向かうに従って徐々に狭くなっている。
The
センサ保持部32,32は、計測管31の外周面から斜めに突出した分岐管33,33を備え、その分岐管33,33の内側にセンサ保持孔34,34が形成されている。センサ保持孔34,34は計測管31を内外に連通している。超音波センサ50,50は、分岐管33,33の先端開口から各センサ保持孔34,34に挿入組み付けされている。ここで、図1に示すように、分岐管33,33は、アウタースリーブ11の内周面と非接触となっている。詳細には、アウタースリーブ11の内周面との間に0.5mm以上の隙間が設けられている。
The
各センサ保持部32,32には、センサ保持孔34の内面から段付き状に突出して分岐管33の軸方向に沿って延びた複数の位置決め突条34Aが設けられている(図6参照)。また、分岐管33の先端開口縁には、センサ保持孔34の内側に向かって突出した複数の位置決め突起34Bが設けられている(図5参照)。各位置決め突起34Bは、位置決め突条34Aの延長線上に形成されている。
Each
超音波センサ50は扁平な円柱形状をなし、前面に略ドーム状の送受波面51を備えている。また、図9に示すように、送受波面51と反対の後面からはリード線52が延びており、外周面には段付き状に突出した環状突部53が備えられている。
The
図1に示すように、超音波センサ50は、例えば、ゴム製の防振部材55を介してセンサ保持孔34に組み付けられている。防振部材55は筒形構造をなし、超音波センサ50は防振部材55の内側に圧入されている。防振部材55は超音波センサ50の外周面(環状突部53)を包囲しており、送受波面51及び後面は防振部材55から露出している。
As shown in FIG. 1, the
防振部材55の後端部からは側方に向かって鍔壁55Aが張り出している(図9参照)。超音波センサ50を防振部材55に圧入して分岐管33の先端開口からセンサ保持孔34に挿入すると、鍔壁55Aがセンサ保持孔34に設けられた位置決め突条34A,34Aの端面に突き当てられて(図6及び図8参照)、超音波センサ50が分岐管33の軸方向で位置決めされる。
A
また、鍔壁55Aが位置決め突条34Aの端面に突き当たった状態で、鍔壁55Aの外側面には分岐管33の先端開口縁に設けられた位置決め突起34B,34Bが突き当てられて、超音波センサ50が径方向で位置決めされる(図5参照)。図4に示すように、分岐管33の先端部には板状の押さえ部材56,56が螺子止めされ、その押さえ部材56,56と位置決め突条34Aの端面との間に鍔壁55Aが挟まれている(図8参照)。このようにして、超音波センサ50はセンサ保持部32に位置決め及び固定されている。
In addition, the
ここで、センサ保持孔34の内側に突出した位置決め突条34A及び位置決め突起34Bを設けたことで、防振部材55とセンサ保持孔34の内側面との間には、図1に示すように分岐管33の内部空間(センサ保持孔34)と前記包囲空間70との間を連通した内部連絡路57が形成されている。内部連絡路57は、液体(例えば、ガスに含まれる液体成分又はガス自体が液化したもの)が通過可能となっており、例えば、幅0.5mm以上となっている。これにより、センサ保持孔34に液体が貯まらないようにすることができ、超音波センサ50とセンサ保持部32との間が防振部材55を介さずに液体によって連絡され、超音波センサ50の振動が液体を介して計測管31に伝搬するという事態を防止することができる。また、送受波面51が液中に没するという事態も防止することができる。
Here, by providing the
なお、図1に示すように、超音波センサ50及び防振部材55もアウタースリーブ11の内面と非接触となっている。詳細には、アウタースリーブ11の内面との間に、0.5mm以上の隙間が設けられている。
As shown in FIG. 1, the
図1に示すように1対の環状蓋壁13,13は、アウタースリーブ11の両端部から内側に張り出しており、両環状蓋壁13,13の中央部を貫通した連絡孔14,14により、計測管31とガス送給パイプ90(図13参照)との間が連絡可能となっている。連絡孔14のうち環状蓋壁13の外面側の開口縁はテーパ状に面取りされている。
As shown in FIG. 1, the pair of
一方、連絡孔14のうち環状蓋壁13の内面側の開口縁にはインロー部14A,14Aが形成されている。また、これに対応して計測管31の両端部にもインロー部31A,31Aが形成されており(図9参照)、これらインロー部14A,31A同士が凹凸嵌合されている。
On the other hand,
図9に示すように、計測管31のインロー部31Aの外周面からは、計測管31の軸方向に延びた複数の嵌合突設突条35が突出している。各嵌合突設突条35は、円柱体を縦割りにした形状(所謂「蒲鉾形状」)になっており、環状蓋壁13のインロー部14Aの内周面に突き当たっている。これにより、計測管31の両端部がアウタースリーブ11に対して径方向で位置決めされている。また、複数の嵌合突設突条35によって、インロー部31Aの外側面とインロー部14Aの内側面とが部分的に当接している。
As shown in FIG. 9, a plurality of
図9に示すように計測管31のインロー部31Aには、複数の切り欠き部36が形成されている。これら切り欠き部36は、例えば、周方向で隣り合った嵌合突設突条35,35同士の中間位置にそれぞれ設けられている。そして、図10に拡大して示したように、各切り欠き部36によって包囲空間70と連絡孔14との間を連絡した外部連絡路58が形成されている。外部連絡路58は液体が通過可能となっており、例えば、幅0.5mm以上となっている。これにより、包囲空間70に進入した液体を超音波流量計10の外部に排出することが可能となっている。
As shown in FIG. 9, a plurality of
具体的には、例えば、計測管31の軸方向が水平になるように超音波流量計10を取り付けた場合には、計測管31の内部を通過するガスによって包囲空間70内の液体を外部連絡路58から吸い出すことが可能となる。また、計測管31の軸方向が上下方向になるように超音波流量計10を取り付けた場合には、包囲空間70内の液体が、下側に位置する外部連絡路58から自重で排出される。
Specifically, for example, when the
図3に示すように、アウタースリーブ11は、一方の環状蓋壁13を含むカバーキャップ22を、他方の環状蓋壁13を含むアウタースリーブ本体17の一端部(本実施形態では下流側端部。以下、「結合端」という)に着脱可能に結合してなる。そして、上述した計測本体部30は、アウタースリーブ本体17の結合端に開放した挿入口18から挿入組み付けされている。
As shown in FIG. 3, the
カバーキャップ22は、環状蓋壁13の外周縁から直角に起立したキャップ筒体23を備えており、そのキャップ筒体23がアウタースリーブ本体17の結合端の外側に嵌合固定されている。
The
詳細には、アウタースリーブ本体17の結合端の外周面には、Oリング溝19と環状係止溝21とが陥没形成されている。図1に示すようにOリング溝19は、環状係止溝21より端部側に形成されかつ環状係止溝21より深くなっている。Oリング溝19に嵌合したOリング20が、キャップ筒体23の内周面で押し潰されて密着している。これにより、アウタースリーブ本体17とカバーキャップ22との間が気密状態にシールされている。
Specifically, an O-
また、キャップ筒体23の周方向における複数位置には、ネジ穴22Aが貫通形成され(図1にはネジ穴22Aが1つだけ示されている)、そこに螺合された止めネジ24(図3参照)の先端が環状係止溝21の外面に突き当てられている。これにより、アウタースリーブ本体17に対するカバーキャップ22の回り止めと抜け止めとが図られている。
Further, screw holes 22A are formed through a plurality of positions in the circumferential direction of the cap cylinder 23 (only one
アウタースリーブ11(アウタースリーブ本体17)の軸方向の中間部には、側方に開放した表示接続部15が形成されている。図2に示すように、表示接続部15は、例えば、側方に向かって段付き状に拡径した円筒形をなし、アウタースリーブ11の外周面から起立している。表示接続部15の開口端には、表示部93が着脱可能に取り付けられている。表示部93は超音波センサ50,50間における超音波の伝搬時間に基づいて流量を演算し、その結果を表示する。
A
表示接続部15は、本発明の「配線収納部」に相当し、その内側に形成された配線処理空間15Aには、各種部品が収容されている。例えば、ガスの圧力を計測する圧力センサ(図示せず)やハーネス94が収容されている。ハーネス94は、本発明の「配線」に相当し、後述する気密端子49に接続されている。そして、ハーネス94及び気密端子49により、超音波センサ50,50と、表示部93に備えられて流速及び流量を演算するための電気回路97との間が中継されている。
The
配線処理空間15Aは、区画壁16によって包囲空間70と区画されている。区画壁16は、アウタースリーブ11の内周面から計測管31(包囲空間70)に向かって膨出した容器構造をなし、その一部がアウタースリーブ11の軸方向と直交した内面突壁16Aになっている。
The
図2に示すように計測本体部30(より正確には、後述する第2の本体部構成体62)には、アウタースリーブ本体17の軸方向で区画壁16の内面突壁16Aと対向した固定用突片42が備えられている。固定用突片42は、計測管31の周方向において、1対のセンサ保持部32,32から互いに90度離れた位置でかつ、計測管31の軸方向において一方のセンサ保持部32(詳細には、下流側のセンサ保持部32)に近い位置に偏在して設けられている。図4に示すように、固定用突片42は、計測管31の側方に張り出しかつ計測管31の周方向に延びた円弧板状をなしている。
As shown in FIG. 2, the measurement main body 30 (more precisely, a second main body
図9に示すように、固定用突片42の長手方向における両端寄り位置には、ビス孔48,48が形成されている。固定用突片42は、アウタースリーブ本体17に対する計測本体部30の挿入方向で内面突壁16Aと重ねられ、ビス孔48,48を貫通したビス96,96(図4参照)によって内面突壁16Aに螺子止めされている。なお、固定用突片42のうち円弧状に湾曲した外側面はアウタースリーブ本体17の内周面と非接触となっている。
As shown in FIG. 9, screw holes 48 are formed at positions near both ends in the longitudinal direction of the fixing
図4に示すように、固定用突片42のうちビス孔48,48の間には複数(具体的には4つ)の端子保持筒43が備えられている。端子保持筒43は、固定用突片42から内面突壁16Aとは反対側に突出し計測管31の軸方向と平行に延びている。また、端子保持筒43は、2つのビス孔48,48の間で一直線上に並んでいる。
As shown in FIG. 4, a plurality (specifically, four) of
固定用突片42のうち端子保持筒43とは反対側の面には、複数(例えば4つ)の端子金具45とゴム製の気密部材46とが一体構造になった気密端子49が取り付けられている。気密端子49は、針状の端子金具45を気密部材46にインサートすることで形成されている。
An
図2に示すように、気密端子49の各端子金具45は、それぞれ端子保持筒43に挿通されている。端子金具45のうち、端子保持筒43の先端から突出した基端部は、包囲空間70内で超音波センサ50,50から延びたリード線52,52と接続されている。また、各端子金具45の先端は、内面突壁16Aに貫通形成された複数(4つ)の端子挿通孔16Bからそれぞれ配線処理空間15A内に突出しており、ハーネス94を介して電気回路97に接続されている。ここで、各端子金具45と端子挿通孔16Bとの間は気密部材46によって閉塞され、包囲空間70内のガスが配線処理空間15A内に進入しないようになっている。
As shown in FIG. 2, each terminal fitting 45 of the
ところで、図9に示すように、超音波流量計10のうち計測本体部30は、上流側の超音波センサ50(図2における左側の超音波センサ50)を含む第1の本体部構成体61と、下流側の超音波センサ50(図2における右側の超音波センサ50)を含む第2の本体部構成体62とに分割可能となっている。そして、これら第1と第2の本体部構成体61,62を、それぞれアウタースリーブ11に固定することで、第1と第2の本体部構成体61,62同士が合体状態に保持され、アウタースリーブ11内で計測本体部30が形成されている。
By the way, as shown in FIG. 9, the measurement
ここで、第1の本体部構成体61と第2の本体部構成体62との合体面は、以下のようになっている。即ち、図11に示すように、計測管31のうち、下流側のセンサ保持部32側の端部から、その下流側のセンサ保持部32の両側部まで計測管31の軸方向と平行に延びた1対の縦線部L1,L1と、それら1対の縦線部L1,L1の先端間を連絡し、下流側の分岐管33を2分割する横線部L2とからなる。
Here, the combined surface of the first body
第1の本体部構成体61は、図9に示すように、2分割されていない上流側のセンサ保持部32と計測管31の大部分とを有しており、両端部が上述の如く1対の環状蓋壁13,13の内縁部(インロー部31A,31A)に嵌合することで、アウタースリーブ11に位置決めされている。
As shown in FIG. 9, the first main
一方、第2の本体部構成体62は、分岐管33が2分割された下流側のセンサ保持部32と固定用突片42とを有しており、上述の如く気密端子49の各端子金具45が端子挿通孔16Bに挿通された状態で、固定用突片42が内面突壁16Aに螺子止めされることでアウタースリーブ11に位置決め固定されている。
On the other hand, the second main
図9に示すように、第2の本体部構成体62は、第1の本体部構成体61の外面(計測管31の外周面)に沿って湾曲して延びた外面隣接壁44を有している。外面隣接壁44は、固定用突片42の内縁部から計測管31の軸方向と平行に延びかつ内面突壁16Aから離れる側に突出している(図2参照)。また、第1及び第2の本体部構成体61,62をアウタースリーブ11に固定した状態で、外面隣接壁44の内面と第1の本体部構成体61の外面(計測管31の外周面)との間には隙間が設けられている。
As shown in FIG. 9, the second main
また、図2に示すように、外面隣接壁44の内面からは位置決め突部62Aが突出している。この位置決め突部62Aに対応して、第1の本体部構成体61の外面には位置決め凹部61Aが陥没形成されており、位置決め突部62Aが位置決め凹部61Aに凹凸嵌合している。そして、第2の本体部構成体62をアウタースリーブ17本体に固定すると、第1の本体部構成体61をアウタースリーブ本体17に対して回転不能にすることができかつ、アウタースリーブ本体17から抜け止めすることができる。即ち、第1の本体部構成体61が軸方向及び回転方向で位置決めされる。
Further, as shown in FIG. 2, a
そして、上記の如く固定された第1の本体部構成体61と第2の本体部構成体62の各合体面の間には、超音波伝達防止用のギャップG1が設けられている(図11参照)。ギャップG1の幅は、例えば、第1の本体部構成体61と第2の本体部構成体62との間が、計測管31内を流れる計測対象のガスに含まれる液体にて連絡されないような大きさ(具体的には、0.5mm以上)となっている。なお、ギャップG1の幅は、計測対象のガスの種類、温度、ガスに含まれ得る液体の粘度等に応じて適宜設定すればよい。
A gap G1 for preventing ultrasonic transmission is provided between the combined surfaces of the first
ここで、位置決め突部62Aは、図12(A)に示すように断面十字形となっており、位置決め凹部61Aの内周面における4箇所で部分的に当接している。また、図2に示すように、位置決め突部62Aの先端は位置決め凹部61Aの底部と非接触となっている。つまり、第1の本体部構成体61と第2の本体部構成体62は、位置決め突部62Aと位置決め凹部61Aとの当接部分以外の部分において、互いに離間状態に配置されている。
Here, the
なお、位置決め突部62Aの断面形状は、位置決め凹部61Aの内側面と部分的に当接する異形状であればよく、断面十字形に限定するものではない。例えば、図12(B)に示すように、位置決め凹部61Aに内接する三角形でもよいし、同図(C)に示すように、位置決め凹部61Aに内接する四角形でもよい。
Note that the cross-sectional shape of the
本実施形態の超音波流量計10の構成は以上である。この超音波流量計10は、例えば、以下の手順で組み立てられる。
The configuration of the
まず、1対の超音波センサ50,50をそれぞれ防振部材55,55に圧入し、それらをセンサ保持部32,32に組み付ける。具体的には、超音波センサ50を分岐管33の先端開口から挿入して、防振部材55の鍔壁55Aを、センサ保持孔34内の位置決め突条34Aに突き当てる。次に、押さえ部材56,56を防振部材55に重ねて分岐管33の先端に螺子止めする。この作業を、第1の本体部構成体61と第2の本体部構成体62の各センサ保持部32,32に対してそれぞれ行う。
First, the pair of
次に、第2の本体部構成体62の固定用突片42に気密端子49を取り付ける。即ち、気密端子49に備えた4つの端子金具45を、それぞれ対応する端子保持筒43に挿入する。次に、第1の本体部構成体61の位置決め凹部61Aに、第2の本体部構成体62の位置決め突部62Aを嵌合させて、第1と第2の本体部構成体61,62を合体させる。次に、固定用突片42を貫通した端子金具45の基端部に、各超音波センサ50,50のリード線52,52を接続(ハンダ付け)する。
Next, the
次に、第1と第2の本体部構成体61,62とが合体した計測本体部30を、アウタースリーブ本体17の挿入口18から挿入し、第1の本体部構成体61の上流側端部に形成されたインロー部31Aを、アウタースリーブ本体17の環状蓋壁13に形成されたインロー部14Aに嵌合させる。ここで、計測本体部30をアウタースリーブ本体17に挿入する過程で、固定用突片42に保持された各端子金具45が、内面突壁16Aの対応する端子挿通孔16Bに挿入され、各端子金具45の先端部が配線処理空間15Aに突入する。そして、インロー部14A,31A同士が嵌合した時点で、固定用突片42と内面突壁16Aとが面当接すると共に、端子挿通孔16Bに気密部材46が圧入されて、端子挿通孔16Bと端子金具45との間がシールされる。
Next, the measurement
次に、挿入口18からビス96,96を挿入して固定用突片42のビス孔48,48に通し、内面突壁16Aの図示しない螺旋孔に螺合させる。これにより、第2の本体部構成体62がアウタースリーブ11に固定される。また、第2の本体部構成体62が固定されたことで、第1の本体部構成体61が、アウタースリーブ本体17に対して回り止め及び抜け止めされる。
Next, screws 96 and 96 are inserted from the
次に、カバーキャップ22をアウタースリーブ本体17の結合端に嵌合させて挿入口18を塞ぎ、止めネジ24によってカバーキャップ22とアウタースリーブ本体17とを離脱不能に固定する。このとき、第1の本体部構成体61の下流側端部に形成されたインロー部31Aとカバーキャップ22の環状蓋壁13に形成されたインロー部14Aとが凹凸嵌合する。これにより、第1の本体部構成体61の両端部がアウタースリーブ11によって軸方向と径方向とで位置決めされる。なお、カバーキャップ22を取り付けると、Oリング20が圧縮変形して、アウタースリーブ本体17とカバーキャップ22との間がシールされる。
Next, the
次いで、配線処理空間15A内でハーネス94と各端子金具45との間を接続し、表示部93を表示接続部15に取り付け、さらに、表示部93内の電気回路97とハーネス94とを接続する。これで超音波流量計10は完成である。
Subsequently, the
この超音波流量計10はガス送給パイプ90に対して、以下のようにして取り付けられる。即ち、図13に示すように、アウタースリーブ11の両環状蓋壁13,13は、パッキン91,91を介してガス送給パイプ90の両フランジ90F,90F面に突き当てられ、その状態で両フランジ90F,90F同士が複数のボルト98(詳細には、全ねじのスタッドボルト)で締め付けられる。これにより、超音波流量計10がガス送給パイプ90の途中に固定され、ガス送給パイプ90を流れるガスが計測管31を通過する。
The
超音波流量計10にて計測を行う場合には、一方の超音波センサ50から送波された超音波が、計測管31内を流れるガスを横切って他方の超音波センサ50で受波される。これら1対の超音波センサ50,50の間における超音波の伝搬時間に基づいて、計測管31を通過するガスの流速及び流量が計測される。ここで、超音波センサ50が超音波を送波する際に、防振部材55で吸収し切れなかった振動がセンサ保持部32に漏れて筐体ノイズとなり得る。
When measurement is performed by the
これに対し、本実施形態の超音波流量計10は、計測本体部30が、一方の超音波センサ50を保持した第1の本体部構成体61と、他方の超音波センサ50を保持した第2の本体部構成体62とに分割されている。そして、第1と第2の本体部構成体61,62をそれぞれアウタースリーブ11に固定することで、それら第1と第2の本体部構成体61,62を合体状態に保持すると共に、第1と第2の本体部構成体61,62との間に、超音波伝達防止用のギャップG1が設けられている。筐体ノイズはこのギャップG1を跨いで伝搬することはない。また、第1の本体部構成体61と第2の本体部構成体62とが唯一接触している位置決め突部62Aは、位置決め凹部61Aの内側面の一部に部分的に当接している。これらにより、計測管31を伝搬する筐体ノイズを抑制又は無くすことができる。
In contrast, in the
また、第1の本体部構成体61に備えたインロー部31A,31Aの外側面は、両環状鍔壁13,13のインロー部14A,14Aの内側面の一部に部分的に当接している。よって、第1の本体部構成体61とアウタースリーブ11との間での筐体ノイズの伝搬を抑制することができる。
In addition, the outer surfaces of the
従って本実施形態の超音波流量計10によれば、筐体ノイズを原因とする計測精度の低下を防止することができる。
Therefore, according to the
また、第1の本体部構成体61と第2の本体部構成体62の合体面は、計測管31のうち一方のセンサ保持部32の端部からその一方のセンサ保持部32の両側部まで計測管31の軸方向と平行に延びた1対の縦線部L1,L1と、1対の縦線部L1,L1の先端間を連絡し、一方のセンサ保持部32の分岐管33を2分割する横線部L2とからなるようにしたことで、ギャップG1が、計測管31中のガスの流れに与える影響を抑えることができ、安定して計測を行うことが可能になる。
Further, the combined surface of the first body
さらに、センサ保持部32,32の分岐管33,33内(センサ保持孔34,34)に進入した液体を内部連絡路57から包囲空間70に排出すると共に、包囲空間70に進入した液体を外部連絡路58から超音波流量計10の外部に排出することができる。これにより、分岐管33,33内及び包囲空間70内に貯まった液体を抜き取る作業が不要になり、メンテナンス性が向上する。
Further, the liquid that has entered the
また、第2の本体部構成体62をアウタースリーブ11に固定する固定用突片42に、複数の端子金具45を貫通状態に保持させて、固定用突片42を端子台として利用することができる。
In addition, the fixing
さらに、ギャップG1の幅を、第1の本体部構成体61と第2の本体部構成体62との間が液体にて連絡(一続きに)されないような大きさにすることで、計測対象のガスに液体が含まれる場合でも筐体ノイズの伝搬を防止することが可能となる。
Furthermore, the width of the gap G1 is set to a size that prevents the liquid between the first body
[他の実施形態]
本発明は、上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。
(1)上記実施形態では、第2の本体部構成体62を下流側に配置していたが、上流側に配置してもよい。
[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 modifications are possible within the scope of the invention other than the following. It can be changed and implemented.
(1) In the above embodiment, the second main
(2)上記実施形態では、位置決め突部62Aと位置決め凹部61Aとの凹凸係合により第1の本体部構成体61をアウタースリーブ11に対して回り止めしていたが、第1の本体部構成体61の一端部とアウタースリーブ本体17に備えた環状蓋壁13との間に第1の本体部構成体61を周方向で位置決め(回り止め)する凹凸係合部を設けておいてもよい。これにより、第1の本体部構成体61と第2の本体部構成体62とを完全に非接触状態にして合体させることが可能となり、筐体ノイズの伝搬をより確実に防止することが可能になる。
(2) In the above embodiment, the first
(3)上記実施形態では、計測本体部30を2分割にしていたが、3分割以上にしてもよい。
(3) In the above embodiment, the measurement
(4)上記実施形態では、第2の本体部構成体62に位置決め突部62Aを設け、第1の本体部構成体61に位置決め凹部61Aを設けていたが、第1の本体部構成体61に位置決め突部を設け、第2の本体部構成体62に位置決め凹部を設けてもよい。
( 4 ) In the above embodiment, the
(5)上記実施形態では、計測管31の両端部(インロー部31A,31A)の外周面に複数の嵌合突設突条35を設けていたが、環状部材壁13,13の内縁部(インロー部14A,14Aの内周面)に複数の嵌合突設突条を設けてもよい。
( 5 ) In the above embodiment, the plurality of
(6)上記実施形態では、1対の超音波センサ50,50が計測管31の軸方向と斜めに交差した方向で対向配置された超音波流量計10に本発明を適用していたが、計測管31の内面で超音波を反射させて送受波を行うようにした超音波流量計に本発明を適用してもよい。
( 6 ) In the above embodiment, the present invention is applied to the
11 アウタースリーブ
13 環状蓋壁
15 表示接続部(配線収納部)
15A 配線処理空間
16 区画壁
16A 内面突壁
16B 端子挿通孔
17 アウタースリーブ本体
22 カバーキャップ
30 計測本体部
31 計測管
32 センサ保持部
33 分岐管
34 センサ保持孔
34A 位置決め突条
34B 位置決め突起
35 嵌合突設突条
36 切り欠き部
42 固定用突片
44 外面隣接壁
45 端子金具
50 超音波センサ
57 内部連絡路
58 外部連絡路
61 第1の本体部構成体
62 第2の本体部構成体
61A 位置決め凹部
62A 位置決め突部
70 包囲空間
94 ハーネス(配線)
97 電気回路
G1 超音波伝達防止用のギャップ
L1 縦線部
L2 横線部
11
15A
97 Electric circuit G1 Gap for preventing ultrasonic transmission L1 Vertical line L2 Horizontal line
Claims (7)
前記計測本体部を、一方の前記超音波センサを含む第1の本体部構成体と、他方の前記超音波センサを含む第2の本体部構成体とに分割し、
前記第1と第2の本体部構成体をそれぞれ前記アウタースリーブに固定することで、それら第1と第2の本体部構成体を合体状態に保持すると共に、前記第1と第2の本体部構成体の合体面の間に超音波伝達防止用のギャップを設け、
前記センサ保持部には、前記計測管に連通した分岐管が備えられ、
前記合体面は、前記計測管のうち一方の前記センサ保持部側の端部からその一方のセンサ保持部の両側部まで前記計測管の軸方向と平行に延びた1対の縦線部と、前記1対の縦線部の先端間を連絡し、前記一方のセンサ保持部の前記分岐管を2分割する横線部とからなることを特徴とする超音波流量計。 A measurement main body portion formed by attaching a pair of ultrasonic sensors to a pair of sensor holding portions branched obliquely forward and obliquely rearward from the measurement tube is covered with an outer sleeve from the side, and the measurement tube and the outer sleeve In the ultrasonic flow meter that can measure the flow rate or flow velocity of the gas flowing in the measurement tube using the ultrasonic sensor, with the structure in which both ends of the enclosed space between the two are closed with a pair of annular lid walls,
The measurement main body is divided into a first main body constituting body including one of the ultrasonic sensors and a second main body constituting body including the other ultrasonic sensor,
The first and second main body parts are fixed to the outer sleeve to hold the first and second main body parts in a combined state, and the first and second main body parts. A gap for preventing ultrasonic transmission is provided between the combined surfaces of the components ,
The sensor holding unit includes a branch pipe communicating with the measurement pipe,
The united surface has a pair of vertical line portions extending in parallel with the axial direction of the measuring tube from one end of the measuring tube to the side of the one sensor holding unit, An ultrasonic flowmeter comprising a horizontal line portion that communicates between the ends of the pair of vertical line portions and divides the branch pipe of the one sensor holding portion into two .
前記第1本体部構成体は、前記分岐管が2分割されていない前記センサ保持部を有しかつ両端部が前記1対の環状蓋壁の内縁部に嵌合固定される一方、
前記第2本体部構成体は、前記分岐管が2分割された前記センサ保持部を有し、
前記第2本体部構成体の外面に備えた固定用突片と、前記アウタースリーブ本体に備えた内面突壁とを重ねて螺子止めしたことを特徴とする請求項1に記載の超音波流量計。 The pair of annular lid walls project inward from both ends of the outer sleeve, and the outer sleeve includes a cover cap including one annular lid wall and an outer sleeve body including the other annular lid wall. Removably coupled to the end of the
While the first body portion constituting body has the sensor holding portion in which the branch pipe is not divided into two and both end portions are fitted and fixed to inner edge portions of the pair of annular lid walls,
The second main body component has the sensor holding part in which the branch pipe is divided into two parts,
2. The ultrasonic flowmeter according to claim 1 , wherein a fixing projecting piece provided on an outer surface of the second main body constituting body and an inner surface projecting wall provided on the outer sleeve main body are overlapped and screwed together. .
前記第1本体部構成体の外面と前記外面隣接壁の何れか一方に陥没形成された位置決め凹部と、前記位置決め凹部に突入され、前記位置決め凹部の内側面に部分的に当接する断面異形の位置決め突部とを備えたことを特徴とする請求項2又は3に記載の超音波流量計。 Projecting outward from the outer surface of the second main body component, extending along the outer surface of the first main body component, and facing the outer surface opposite to the outer surface of the first main body component Walls are provided,
A positioning recess recessed in one of the outer surface of the first main body component and the adjacent wall of the outer surface, and a positioning with a deformed cross section that protrudes into the positioning recess and partially contacts the inner surface of the positioning recess. The ultrasonic flowmeter according to claim 2, further comprising a protrusion .
前記区画壁の一部で前記内面突壁を構成すると共に、前記内面突壁に複数の端子挿通孔を貫通形成し、
前記固定用突片は、複数の端子金具を貫通状態に保持し、それら端子金具の一端部に前記1対の超音波センサから延びた電線が接続される一方、前記端子金具の他端部が前記端子挿通孔を介して前記電気回路に接続されていることを特徴とする請求項2乃至4の何れか1の請求項に記載の超音波流量計。 Wiring having a cylindrical wall projecting from the outer surface of the outer sleeve main body and having a wiring processing space partitioned by a partition wall on the inner side with a partition wall and storing wiring connected to an electric circuit therein With storage,
A part of the partition wall constitutes the inner surface protruding wall, and a plurality of terminal insertion holes are formed through the inner surface protruding wall,
The fixing protrusion holds a plurality of terminal fittings in a penetrating state, and an electric wire extending from the pair of ultrasonic sensors is connected to one end of the terminal fitting, while the other end of the terminal fitting is The ultrasonic flowmeter according to claim 2, wherein the ultrasonic flowmeter is connected to the electric circuit through the terminal insertion hole .
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