JP7048178B2 - Ultrasonic flow meter - Google Patents

Ultrasonic flow meter Download PDF

Info

Publication number
JP7048178B2
JP7048178B2 JP2018131782A JP2018131782A JP7048178B2 JP 7048178 B2 JP7048178 B2 JP 7048178B2 JP 2018131782 A JP2018131782 A JP 2018131782A JP 2018131782 A JP2018131782 A JP 2018131782A JP 7048178 B2 JP7048178 B2 JP 7048178B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ultrasonic
sensor
support plate
flow meter
packing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018131782A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020008499A (en
Inventor
光 内藤
Original Assignee
アズビル金門株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by アズビル金門株式会社 filed Critical アズビル金門株式会社
Priority to JP2018131782A priority Critical patent/JP7048178B2/en
Publication of JP2020008499A publication Critical patent/JP2020008499A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7048178B2 publication Critical patent/JP7048178B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Volume Flow (AREA)

Description

この発明は、超音波センサを用いて流体の流量を測定する超音波流量計に関する。 The present invention relates to an ultrasonic flow meter that measures a fluid flow rate using an ultrasonic sensor.

超音波流量計は、超音波センサによる超音波の送信から受信までに要した時間に基づいて、流体の流量を測定するものとして知られている。そして、このような、従来の超音波流量計としては、例えば、特許文献1に開示されている。 An ultrasonic flow meter is known to measure the flow rate of a fluid based on the time required from transmission to reception of ultrasonic waves by an ultrasonic sensor. As such a conventional ultrasonic flow meter, for example, Patent Document 1 discloses it.

特開2001-4416号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-4416

ここで、超音波流量計は、超音波センサの取り付け角度が正しくないと、超音波の伝播方向と、流体の流れ方向とが一致せず、流量の測定精度が低下するおそれがある。特に、流体が流れる流路に仕切板及び整流板等の板部材を設置した場合には、送信された超音波がそれらの板部材に衝突し、超音波を十分に受信できないおそれがある。これにより、超音波センサの取り付け角度は、超音波の送受信、即ち、流量の測定精度に影響を与えるものとなっている。 Here, in the ultrasonic flow meter, if the mounting angle of the ultrasonic sensor is not correct, the propagation direction of the ultrasonic wave and the flow direction of the fluid do not match, and the measurement accuracy of the flow rate may decrease. In particular, when plate members such as a partition plate and a rectifying plate are installed in the flow path through which the fluid flows, the transmitted ultrasonic waves may collide with the plate members and the ultrasonic waves may not be sufficiently received. As a result, the mounting angle of the ultrasonic sensor affects the transmission / reception of ultrasonic waves, that is, the measurement accuracy of the flow rate.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、超音波センサを正しい取り付け角度で取りつけることにより、測定精度の低下を防止することができる超音波流量計を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and to provide an ultrasonic flow meter capable of preventing deterioration of measurement accuracy by mounting an ultrasonic sensor at a correct mounting angle. The purpose.

この発明に係る超音波流量計は、流路を流れる流体中において超音波を互いに送受信することにより、当該超音波の伝搬時間に基づいて、流路を流れる流体の流量を測定する一対の超音波センサと、流路に設けられ、一対の超音波センサをそれぞれ収納するセンサ収納部とを備え、超音波センサは、超音波を送信及び受信する圧電体を支持する支持板と、前記支持板の外周部に設けられ、超音波センサとセンサ収納部の内面との間を密閉するパッキンと、支持板から突出する支持板側突出部とを有し、センサ収納部は、支持板側突出部が嵌め込まれることにより、超音波センサの中心軸周りの回転角度位置を位置決めする嵌合部を有することを特徴とするものである。 The ultrasonic flow meter according to the present invention is a pair of ultrasonic waves that measure the flow rate of the fluid flowing through the flow path based on the propagation time of the ultrasonic waves by transmitting and receiving ultrasonic waves to each other in the fluid flowing through the flow path. The ultrasonic sensor includes a sensor and a sensor accommodating portion provided in the flow path for accommodating a pair of ultrasonic sensors, and the ultrasonic sensor includes a support plate that supports a piezoelectric body that transmits and receives ultrasonic waves, and the support plate. It has a packing provided on the outer peripheral portion that seals between the ultrasonic sensor and the inner surface of the sensor housing portion, and a support plate side projecting portion that protrudes from the support plate. The sensor housing portion has a support plate side projecting portion. It is characterized by having a fitting portion for positioning the rotation angle position around the central axis of the ultrasonic sensor by being fitted.

この発明によれば、超音波センサを正しい取り付け角度で取りつけることにより、測定精度の低下を防止することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent a decrease in measurement accuracy by mounting an ultrasonic sensor at a correct mounting angle.

この発明の実施の形態1に係る超音波流量計の外観斜視図である。It is external perspective view of the ultrasonic flow meter which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る超音波流量計の平面図である。It is a top view of the ultrasonic flow meter which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る超音波流量計の正面図である。It is a front view of the ultrasonic flow meter which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る超音波流量計の側面図である。It is a side view of the ultrasonic flow meter which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図2のV-V矢視断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line VV of FIG. 図6Aは蓋部材を取り外した状態のセンサ収納部の拡大図である。図6Bは図6AのVI-VI矢視断面図である。FIG. 6A is an enlarged view of the sensor accommodating portion with the lid member removed. FIG. 6B is a sectional view taken along the line VI-VI of FIG. 6A. 図7Aは他の超音波センサの外観斜視図である。図7Bは他の超音波センサの平面図である。図7Cは図7BのVII-VII矢視断面図である。FIG. 7A is an external perspective view of another ultrasonic sensor. FIG. 7B is a plan view of another ultrasonic sensor. FIG. 7C is a cross-sectional view taken along the line VII-VII of FIG. 7B. 図8Aは他の超音波センサの外観斜視図である。図8Bは他の超音波センサの平面図である。図8Cは図8BのVIII-VIII矢視断面図である。FIG. 8A is an external perspective view of another ultrasonic sensor. FIG. 8B is a plan view of another ultrasonic sensor. FIG. 8C is a cross-sectional view taken along the line VIII-VIII of FIG. 8B.

以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る超音波流量計の外観斜視図であり、図2はその平面図、図3はその正面図、図4はその側面図である。図5は、図2のV-V矢視断面図である。図6A,図6Bは、超音波センサの位置決め状態を示した図である。図7Aから図7C及び図8Aから図8Cは、超音波センサの構成を示した図である。なお、図1、図3、図5に記載した実線の矢印は、流体の流れ方向を示している。また、図5に示した2点鎖線の矢印は、超音波の伝搬経路を示している。
Embodiment 1.
1 is an external perspective view of the ultrasonic flow meter according to the first embodiment, FIG. 2 is a plan view thereof, FIG. 3 is a front view thereof, and FIG. 4 is a side view thereof. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV of FIG. 6A and 6B are views showing the positioning state of the ultrasonic sensor. 7A to 7C and FIGS. 8A to 8C are views showing the configuration of an ultrasonic sensor. The solid arrows shown in FIGS. 1, 3, and 5 indicate the flow direction of the fluid. Further, the arrow of the two-dot chain line shown in FIG. 5 indicates the propagation path of the ultrasonic wave.

図1から図5に示すように、実施の形態1に係る超音波流量計1は、測定管10、センサ収納部20a,20b、及び、超音波センサ30a,30bを備えている。 As shown in FIGS. 1 to 5, the ultrasonic flow meter 1 according to the first embodiment includes a measuring tube 10, sensor housing portions 20a and 20b, and ultrasonic sensors 30a and 30b.

図1から図5に示すように、測定管10は、流路11、流路入口12、流路出口13、及び、ポケット部14a,14bを有している。 As shown in FIGS. 1 to 5, the measuring tube 10 has a flow path 11, a flow path inlet 12, a flow path outlet 13, and pocket portions 14a and 14b.

流路11は、測定管10の軸方向に延びており、流体をその軸方向に沿って流すものである。また、流路11の上流側開口端は、流路入口12を構成しており、流路11の下流側開口端は、流路出口13を構成している。即ち、測定管10は、流路入口12から流路11内に供給された流体を、その流路11を通過させた後、流路出口13から排出する。このとき、超音波流量計1は、流体が流路11を通過するときに、その流量を測定する。 The flow path 11 extends in the axial direction of the measuring tube 10 and allows the fluid to flow along the axial direction thereof. Further, the upstream side opening end of the flow path 11 constitutes the flow path inlet 12, and the downstream side opening end of the flow path 11 constitutes the flow path outlet 13. That is, the measuring tube 10 passes the fluid supplied into the flow path 11 from the flow path inlet 12 through the flow path 11, and then discharges the fluid from the flow path outlet 13. At this time, the ultrasonic flow meter 1 measures the flow rate of the fluid as it passes through the flow path 11.

図5に示すように、ポケット部14a,14bは、流路11の上流側及び下流側にそれぞれ設けられている。また、ポケット部14a,14bは、流路11から当該流路11の外側に向けて延びており、流路11の内部とセンサ収納部20a,20bの内部とを連通させている。 As shown in FIG. 5, the pocket portions 14a and 14b are provided on the upstream side and the downstream side of the flow path 11, respectively. Further, the pocket portions 14a and 14b extend from the flow path 11 toward the outside of the flow path 11 and communicate the inside of the flow path 11 with the inside of the sensor storage portions 20a and 20b.

図1から図5に示すように、一対のセンサ収納部20a,20bは、円筒状をなしており、円形状をなす一対の超音波センサ30a,30bをそれぞれ収納している。また、センサ収納部20a,20bは、ポケット部14a,14bとそれぞれ連通している。これにより、センサ収納部20aに収納された超音波センサ30aは、ポケット部14aを介して、流路11に臨んでいる。同様に、センサ収納部20bに収納された超音波センサ30bは、ポケット部14bを介して、流路11に臨んでいる。 As shown in FIGS. 1 to 5, the pair of sensor housing portions 20a and 20b have a cylindrical shape and house the pair of ultrasonic sensors 30a and 30b having a circular shape, respectively. Further, the sensor housing portions 20a and 20b communicate with the pocket portions 14a and 14b, respectively. As a result, the ultrasonic sensor 30a housed in the sensor housing portion 20a faces the flow path 11 via the pocket portion 14a. Similarly, the ultrasonic sensor 30b housed in the sensor housing portion 20b faces the flow path 11 via the pocket portion 14b.

図5に示すように、超音波センサ30a,30bは、お互いの間で超音波の送受信を可能としている。そして、超音波流量計1は、超音波センサ30a,30bから送信された超音波を、流路11を流れる流体中に伝搬させて、当該超音波センサ30a,30b間における超音波の伝搬時間差に基づいて、流路11を流れる流体の流量を測定する。 As shown in FIG. 5, ultrasonic sensors 30a and 30b enable transmission and reception of ultrasonic waves between each other. Then, the ultrasonic flow meter 1 propagates the ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic sensors 30a and 30b into the fluid flowing through the flow path 11 to cause a difference in the propagation time of the ultrasonic waves between the ultrasonic sensors 30a and 30b. Based on this, the flow rate of the fluid flowing through the flow path 11 is measured.

これにより、超音波センサ30a,30bは、流路11の上流側及び下流側にそれぞれ配置されており、送信した超音波が流体流れ方向と斜めに交差するように、測定管10の軸心に対して傾斜して設けられている。即ち、上流側に配置される超音波センサ30aは、センサ前面が下流側を向くように傾斜している。一方、下流側に配置される超音波センサ30bは、センサ前面が上流側を向くように傾斜している。 As a result, the ultrasonic sensors 30a and 30b are arranged on the upstream side and the downstream side of the flow path 11, respectively, and are located at the axis of the measuring tube 10 so that the transmitted ultrasonic waves intersect the fluid flow direction diagonally. On the other hand, it is provided at an angle. That is, the ultrasonic sensor 30a arranged on the upstream side is inclined so that the front surface of the sensor faces the downstream side. On the other hand, the ultrasonic sensor 30b arranged on the downstream side is inclined so that the front surface of the sensor faces the upstream side.

従って、超音波センサ30aから送信された超音波は、流路11を流れる流体中を、上流側から下流側に向けて斜めに伝搬して、当該流路11の底面に反射した後、超音波センサ30bによって受信される。一方、超音波センサ30bから送信された超音波は、流路11を流れる流体中を、下流側から上流側に向けて斜めに伝搬して、当該流路11の底面に反射した後、超音波センサ30aによって受信される。 Therefore, the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic sensor 30a propagates diagonally from the upstream side to the downstream side in the fluid flowing through the flow path 11, is reflected on the bottom surface of the flow path 11, and then is an ultrasonic wave. Received by sensor 30b. On the other hand, the ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic sensor 30b propagate diagonally in the fluid flowing through the flow path 11 from the downstream side to the upstream side, are reflected on the bottom surface of the flow path 11, and then are ultrasonic waves. Received by a sensor 30a.

そして、超音波センサ30a,30bは、超音波を交互に送受信することにより、2つの超音波の伝搬時間を求めた後、それらの伝搬時間差に基づいて、流路11を流れる流体の流量を測定する。 Then, the ultrasonic sensors 30a and 30b obtain the propagation times of the two ultrasonic waves by alternately transmitting and receiving ultrasonic waves, and then measure the flow rate of the fluid flowing through the flow path 11 based on the difference between the propagation times. do.

次に、センサ収納部20a,20b及び超音波センサ30a,30bの構成と、それらの構成に基づいた超音波センサ30a,30bの取付構造とについて、図1から図7Cを用いて説明する。なお、センサ収納部20a,20bは、同じ構成及び機能を有しているため、対応する各構成部材には、共通の符号を付している。同様に、超音波センサ30a,30bは、同じ構成及び機能を有しているため、対応する各構成部材には、共通の符号を付している。 Next, the configurations of the sensor housing portions 20a and 20b and the ultrasonic sensors 30a and 30b, and the mounting structure of the ultrasonic sensors 30a and 30b based on these configurations will be described with reference to FIGS. 1 to 7C. Since the sensor housing portions 20a and 20b have the same configuration and function, the corresponding constituent members are designated by a common reference numeral. Similarly, since the ultrasonic sensors 30a and 30b have the same configuration and function, the corresponding constituent members are designated by a common reference numeral.

図1から図5、及び、図7Aから図7Cに示すように、超音波センサ30a,30bは、支持板31、圧電体32、音響整合体33、及び、パッキン34を有している。 As shown in FIGS. 1 to 5 and 7A to 7C, the ultrasonic sensors 30a and 30b have a support plate 31, a piezoelectric body 32, an acoustic matching body 33, and a packing 34.

支持板31は、平板状の円板であって、導電性を有する材料で形成されている。この円形状をなす支持板31は、圧電体32及び音響整合体33を支持すると共に、支持板側突出部となる突出部31aを有している。突出部31aは、支持板31の外周部から径方向外側に向けて突出しており、この突出部31aの詳細については、後述する。 The support plate 31 is a flat disk and is made of a conductive material. The circular support plate 31 supports the piezoelectric body 32 and the acoustic matching body 33, and has a protrusion 31a which is a support plate side protrusion. The protruding portion 31a protrudes radially outward from the outer peripheral portion of the support plate 31, and the details of the protruding portion 31a will be described later.

圧電体32は、電圧が印加されることによって、支持板31の厚さ方向、即ち、超音波センサ30a,30bの中心軸(以下、センサ中心軸と称す)方向に伸縮することにより、超音波を発生する素子である。また、圧電体32は、外部から超音波(振動)が加わると、電圧を発生する。即ち、圧電体32は、超音波を送信及び受信可能となっている。このような、圧電体32は、例えば、直方体状をなしており、流路11と対向しない支持板31の外面に支持されている。 When a voltage is applied, the piezoelectric body 32 expands and contracts in the thickness direction of the support plate 31, that is, in the direction of the central axis of the ultrasonic sensors 30a and 30b (hereinafter referred to as the sensor central axis), thereby causing ultrasonic waves. Is an element that generates. Further, the piezoelectric body 32 generates a voltage when an ultrasonic wave (vibration) is applied from the outside. That is, the piezoelectric body 32 can transmit and receive ultrasonic waves. Such a piezoelectric body 32 has, for example, a rectangular parallelepiped shape, and is supported by the outer surface of a support plate 31 that does not face the flow path 11.

音響整合体33は、圧電体32における超音波の送受信を効率的に行うために、圧電体32の音響インピーダンスと流体の音響インピーダンスとを整合して、それらの間における超音波の反射を抑える素子である。このような、音響整合体33は、例えば、円柱状をなしており、流路11に対向する支持板31の内面に支持されている。 The acoustic matching body 33 is an element that matches the acoustic impedance of the piezoelectric body 32 with the acoustic impedance of the fluid and suppresses the reflection of ultrasonic waves between them in order to efficiently transmit and receive ultrasonic waves in the piezoelectric body 32. Is. Such an acoustic matching body 33 has, for example, a columnar shape, and is supported by the inner surface of the support plate 31 facing the flow path 11.

パッキン34は、超音波センサ30a,30bをセンサ収納部20a,20aに収納したときに、センサ収納部20a,20aの内面と超音波センサ30a,30bとの間を密閉するものである。このパッキン34は、円環状をなしており、支持板31の外周部に取り付けられている。このとき、支持板31の突出部31aは、パッキン34を径方向に貫通しており、当該パッキン34の外周部から径方向外側に向けて突出している。 The packing 34 seals between the inner surface of the sensor housing portions 20a and 20a and the ultrasonic sensors 30a and 30b when the ultrasonic sensors 30a and 30b are housed in the sensor storage portions 20a and 20a. The packing 34 has an annular shape and is attached to the outer peripheral portion of the support plate 31. At this time, the protruding portion 31a of the support plate 31 penetrates the packing 34 in the radial direction and protrudes outward in the radial direction from the outer peripheral portion of the packing 34.

これに対して、図1から図6Bに示すように、センサ収納部20a,20bは、開口端21、蓋部材22、及び、嵌合部となる切り欠き部23を有している。なお、図1から図5においては、上流側に配置されたセンサ収納部20aは、蓋部材22が取り付けられた状態としているが、下流側に配置されたセンサ収納部20bは、蓋部材22が取り外された状態としている。 On the other hand, as shown in FIGS. 1 to 6B, the sensor housing portions 20a and 20b have an opening end 21, a lid member 22, and a notch portion 23 serving as a fitting portion. In addition, in FIGS. 1 to 5, the sensor accommodating portion 20a arranged on the upstream side is in a state in which the lid member 22 is attached, but the sensor accommodating portion 20b arranged on the downstream side has the lid member 22 attached. It is in a removed state.

開口端21は、超音波センサ30a,30bをセンサ収納部20a,20bに収納するときに使用する収納作業口となるものである。 The open end 21 serves as a storage work port used when the ultrasonic sensors 30a and 30b are stored in the sensor storage portions 20a and 20b.

蓋部材22は、超音波センサ30a,30bがセンサ収納部20a,20bに収納されたときに、センサ収納部20a,20bの開口端21を塞ぐと共に、超音波センサ30a,30bをセンサ収納部20a,20bの内面に押え付けるものである。具体的には、図5に示すように、蓋部材22は、超音波センサ30a,30bのパッキン34の上端を押圧して、この押圧したパッキン34の下端をセンサ収納部20a,20bの内面に密着させる。 When the ultrasonic sensors 30a and 30b are housed in the sensor storage parts 20a and 20b, the lid member 22 closes the opening end 21 of the sensor storage parts 20a and 20b and puts the ultrasonic sensors 30a and 30b in the sensor storage parts 20a. , 20b is pressed against the inner surface. Specifically, as shown in FIG. 5, the lid member 22 presses the upper end of the packing 34 of the ultrasonic sensors 30a and 30b, and the lower end of the pressed packing 34 is placed on the inner surface of the sensor housing portions 20a and 20b. Make them stick together.

切り欠き部23は、開口端21に形成されており、超音波センサ30a,30bの突出部31aが貫通して嵌め込まれるものである。切り欠き部23の切り欠き方向は、超音波センサ30a,30bがセンサ収納部20a,20bに収納されたときのセンサ中心軸方向と一致している。即ち、超音波センサ30a,30bは、そのセンサ中心軸方向が取付方向となっている。また、切り欠き部23は、突出部31aが嵌め込まれた場合には、その突出部31aのセンサ中心軸周りの回転角度位置を位置決めする。 The cutout portion 23 is formed at the open end 21, and is fitted through the protruding portions 31a of the ultrasonic sensors 30a and 30b. The notch direction of the notch portion 23 coincides with the sensor central axis direction when the ultrasonic sensors 30a and 30b are housed in the sensor housing portions 20a and 20b. That is, the ultrasonic sensors 30a and 30b are attached in the sensor central axis direction. Further, when the protruding portion 31a is fitted, the cutout portion 23 positions the rotation angle position of the protruding portion 31a around the sensor center axis.

従って、超音波センサ30a,30bは、突出部31aを切り欠き部23に嵌め込んだ状態で、センサ収納部20a,20bの開口端21から、センサ中心軸方向に沿ってその内部に挿入されるだけで、センサ収納部20a,20bの内面に着座して、当該センサ収納部20a,20bに取り付けられる。このとき、超音波センサ30a,30bは、センサ中心軸周りの回転角度位置が正しい位置で位置決めされることになる。言い換えれば、超音波センサ30a,30bは、センサ中心軸を回転中心とした取り付け角度が正しい角度で常に取り付けられる。 Therefore, the ultrasonic sensors 30a and 30b are inserted into the sensor accommodating portions 20a and 20b from the open end 21 of the sensor accommodating portions 20a and 20b along the sensor central axis direction in a state where the protruding portions 31a are fitted into the notched portions 23. Simply, it sits on the inner surface of the sensor housing portions 20a and 20b and is attached to the sensor housing portions 20a and 20b. At this time, the ultrasonic sensors 30a and 30b are positioned at the correct rotation angle positions around the sensor center axis. In other words, the ultrasonic sensors 30a and 30b are always mounted at the correct mounting angle with the sensor center axis as the center of rotation.

そして、蓋部材22は、位置決めされた超音波センサ30a,30bを、更にセンサ収納部20a,20bの内面に押し付けることにより、センサ収納部20a,20bと超音波センサ30a,30bとの間における密閉性の向上を図るだけでなく、超音波センサ30a,30bのセンサ中心軸方向位置を位置決めする。 The lid member 22 is further sealed between the sensor housing portions 20a and 20b and the ultrasonic sensors 30a and 30b by further pressing the positioned ultrasonic sensors 30a and 30b against the inner surfaces of the sensor housing portions 20a and 20b. Not only the performance is improved, but also the positions of the ultrasonic sensors 30a and 30b in the sensor central axis direction are positioned.

但し、上述したセンサ収納部20a,20bは、嵌合部を切り欠き部23としているが、当該嵌合部は、突出部31aのセンサ中心軸周りの回転角度位置を位置決めすることができるものであれば、それに限定されることはない。嵌合部は、例えば、センサ収納部20a,20bの内面から凹んだ嵌合凹部、及び、センサ収納部20a,20bを貫通する嵌合孔等であっても構わない。 However, although the sensor housing portions 20a and 20b described above have the fitting portion as the notch portion 23, the fitting portion can position the rotation angle position of the protruding portion 31a around the sensor center axis. If so, it is not limited to that. The fitting portion may be, for example, a fitting recess recessed from the inner surface of the sensor housing portions 20a, 20b, a fitting hole penetrating the sensor housing portions 20a, 20b, or the like.

更に、超音波センサ30a,30bは、当該超音波センサ30a,30bを構成する支持板31、圧電体32、音響整合体33、及び、パッキン34のうち、少なくとも支持板31を、嵌合部に嵌め込めば、そのセンサ中心軸周りの回転角度位置を位置決め可能となっているが、支持板31と共にパッキン34を嵌合部に嵌め込んでも構わない。 Further, in the ultrasonic sensors 30a and 30b, at least the support plate 31 of the support plate 31, the piezoelectric body 32, the acoustic matching body 33, and the packing 34 constituting the ultrasonic sensors 30a and 30b is attached to the fitting portion. If the sensor is fitted, the rotation angle position around the sensor central axis can be positioned, but the packing 34 may be fitted into the fitting portion together with the support plate 31.

具体的には、図8Aから図8Cに示すように、支持板31は、上記突出部31aを有しており、この突出部31aは、当該支持板31の外周部から径方向外側に向けて突出している。これに対応して、パッキン34は、パッキン側突出部となる突出部34aを有しており、この突出部34aは、当該パッキン34の外周部から径方向外側に向けて突出している。 Specifically, as shown in FIGS. 8A to 8C, the support plate 31 has the protrusion 31a, and the protrusion 31a is radially outward from the outer peripheral portion of the support plate 31. It is protruding. Correspondingly, the packing 34 has a protruding portion 34a which is a protruding portion on the packing side, and the protruding portion 34a protrudes radially outward from the outer peripheral portion of the packing 34.

このとき、パッキン34は、支持板31の外周部に取り付けられているものの、突出部34aは、突出部31aには取り付けられてはおらず、当該突出部31aとセンサ中心軸方向において密着して重なり合っている。即ち、突出部31aは、突出部34a内に収納されている。このように、突出部31aは、その径方向両側を突出部34aによって覆われることにより、切り欠き部23に嵌め込まれた際に、当該切り欠き部23の端面に接触することが無く、代わりに、突出部31aを覆う突出部34aが、切り欠き部23の端面に接触することになる。この結果、超音波センサ30a,30bは、突出部31aの嵌め込み時において、圧電体32及び音響整合体33の位置ずれを防止することができる。 At this time, although the packing 34 is attached to the outer peripheral portion of the support plate 31, the protruding portion 34a is not attached to the protruding portion 31a and closely overlaps with the protruding portion 31a in the sensor central axis direction. ing. That is, the protruding portion 31a is housed in the protruding portion 34a. In this way, the protrusion 31a is covered on both sides in the radial direction by the protrusions 34a, so that when it is fitted into the notch 23, it does not come into contact with the end face of the notch 23, and instead The protrusion 34a covering the protrusion 31a comes into contact with the end surface of the notch 23. As a result, the ultrasonic sensors 30a and 30b can prevent the position shift of the piezoelectric body 32 and the acoustic matching body 33 when the protruding portion 31a is fitted.

以上より、実施の形態1に係る超音波流量計1は、流路11を流れる流体の流量を測定する超音波センサ30a,30bと、この超音波センサ30a,30bを収納するセンサ収納部20a,20bとを備え、超音波センサ30a,30bの支持板31に、当該支持板31から突出する突出部31aを形成する一方、センサ収納部20a,20bの開口端21に、突出部31aのセンサ中心軸周りの回転角度位置を位置決めする切り欠き部23を形成している。これにより、超音波流量計1は、超音波センサ30a,30bを正しい取り付け角度で取り付けることができるので、測定精度の低下を防止することができる。 From the above, the ultrasonic flow meter 1 according to the first embodiment has an ultrasonic sensors 30a and 30b for measuring the flow rate of the fluid flowing through the flow path 11, and a sensor storage unit 20a for accommodating the ultrasonic sensors 30a and 30b. 20b is provided, and a protruding portion 31a protruding from the support plate 31 is formed on the support plate 31 of the ultrasonic sensors 30a and 30b, while the sensor center of the protruding portion 31a is formed on the opening end 21 of the sensor housing portions 20a and 20b. A notch 23 for positioning the rotation angle position around the axis is formed. As a result, the ultrasonic flow meter 1 can mount the ultrasonic sensors 30a and 30b at the correct mounting angle, so that it is possible to prevent a decrease in measurement accuracy.

そして、超音波流量計1は、支持板31の突出部31aをパッキン34の突出部34a内に収納した状態で、当該突出部31a,34aを切り欠き部23に嵌め込むことにより、圧電体32及び音響整合体33の位置ずれを防止することができる。 Then, in the ultrasonic flow meter 1, the piezoelectric body 32 is formed by fitting the protruding portions 31a and 34a into the cutout portion 23 in a state where the protruding portion 31a of the support plate 31 is housed in the protruding portion 34a of the packing 34. And the misalignment of the acoustic matching body 33 can be prevented.

また、超音波流量計1は、突出部31aが嵌め込まれる嵌合部を、切り欠き部23とすることにより、超音波センサ30a,30bの取り付け作業を、突出部31aを切り欠き部23に嵌め込んだ状態から、開始することができるので、その取り付け作業性を向上させることができる。 Further, in the ultrasonic flow meter 1, the fitting portion into which the protruding portion 31a is fitted is a notch portion 23, so that the attachment work of the ultrasonic sensors 30a and 30b can be performed by fitting the protruding portion 31a into the notch portion 23. Since it can be started from the crowded state, the installation workability can be improved.

更に、超音波流量計1は、センサ収納部20a,20bの開口端21を塞ぐと共に、超音波センサ30a,30bをセンサ収納部20a,20bの内面に押し付ける蓋部材22を備えている。これにより、超音波流量計1は、超音波センサ30a,30bのパッキン34がセンサ収納部20a,20bの内面に強く密着するため、パッキン34による密閉性の向上を図ることができる。また、超音波流量計1は、超音波センサ30a,30bのセンサ中心軸方向位置を位置決めすることができるので、測定精度の低下を更に防止することができる。 Further, the ultrasonic flow meter 1 includes a lid member 22 that closes the open end 21 of the sensor housing portions 20a and 20b and presses the ultrasonic sensors 30a and 30b against the inner surfaces of the sensor housing portions 20a and 20b. As a result, in the ultrasonic flow meter 1, the packing 34 of the ultrasonic sensors 30a and 30b is strongly adhered to the inner surface of the sensor housing portions 20a and 20b, so that the sealing by the packing 34 can be improved. Further, since the ultrasonic flow meter 1 can position the positions of the ultrasonic sensors 30a and 30b in the sensor central axis direction, it is possible to further prevent the measurement accuracy from deteriorating.

なお、本願発明は、その発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは、実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。 In the present invention, it is possible to modify any component of the embodiment or omit any component of the embodiment within the scope of the invention.

1 超音波流量計
10 測定管
11 流路
12 流路入口
13 流路出口
14a,14b ポケット部
20a,20b センサ収納部
21 開口端
22 蓋部材
23 切り欠き部
30a,30b 超音波センサ
31 支持板
31a 突出部
32 圧電体
33 音響整合体
34 パッキン
34a 突出部
1 Ultrasonic flow meter 10 Measuring tube 11 Flow path 12 Flow path inlet 13 Flow path outlet 14a, 14b Pocket part 20a, 20b Sensor storage part 21 Open end 22 Lid member 23 Notch part 30a, 30b Ultrasonic sensor 31 Support plate 31a Projection 32 Piezoelectric body 33 Acoustic matching body 34 Packing 34a Projection

Claims (6)

流路を流れる流体中において超音波を互いに送受信することにより、当該超音波の伝搬時間に基づいて、前記流路を流れる流体の流量を測定する一対の超音波センサと、
前記流路に設けられ、前記一対の超音波センサをそれぞれ収納するセンサ収納部とを備え、
前記超音波センサは、
超音波を送信及び受信する圧電体を支持する支持板と、
前記支持板の外周部に設けられ、前記超音波センサと前記センサ収納部の内面との間を密閉するパッキンと、
前記支持板から突出する支持板側突出部とを有し、
前記センサ収納部は、
前記支持板側突出部が嵌め込まれることにより、前記超音波センサの中心軸周りの回転角度位置を位置決めする嵌合部を有する
ことを特徴とする超音波流量計。
A pair of ultrasonic sensors that measure the flow rate of the fluid flowing through the flow path based on the propagation time of the ultrasonic waves by transmitting and receiving ultrasonic waves to each other in the fluid flowing through the flow path.
A sensor accommodating portion provided in the flow path and accommodating each of the pair of ultrasonic sensors is provided.
The ultrasonic sensor is
A support plate that supports the piezoelectric material that transmits and receives ultrasonic waves,
A packing provided on the outer peripheral portion of the support plate and sealing between the ultrasonic sensor and the inner surface of the sensor housing portion,
It has a support plate side protrusion that protrudes from the support plate, and has a support plate side protrusion.
The sensor storage unit is
An ultrasonic flow meter characterized by having a fitting portion for positioning a rotation angle position around a central axis of the ultrasonic sensor by fitting the protrusion on the support plate side.
前記支持板側突出部は、
前記支持板から前記パッキンを貫通し、当該パッキンから突出する
ことを特徴とする請求項1記載の超音波流量計。
The protrusion on the support plate side is
The ultrasonic flow meter according to claim 1, wherein the packing is penetrated from the support plate and protrudes from the packing.
前記超音波センサは、
前記パッキンから突出して、前記嵌合部に嵌め込まれるパッキン側突出部を有する
ことを特徴とする請求項1記載の超音波流量計。
The ultrasonic sensor is
The ultrasonic flow meter according to claim 1, further comprising a packing-side protruding portion that protrudes from the packing and is fitted into the fitting portion.
前記支持板側突出部は、前記パッキン側突出部内に収納される
ことを特徴とする請求項3記載の超音波流量計。
The ultrasonic flow meter according to claim 3, wherein the support plate side protrusion is housed in the packing side protrusion.
前記嵌合部は、
前記センサ収納部の開口端に形成される切り欠き部である
ことを特徴とする請求項1から請求項4のうちのいずれか1項記載の超音波流量計。
The fitting portion is
The ultrasonic flow meter according to any one of claims 1 to 4, wherein the ultrasonic flow meter is a notch formed at an open end of the sensor accommodating portion.
前記センサ収納部の開口端を塞ぐと共に、前記超音波センサを前記センサ収納部の内面に押え付ける蓋部材を備える
ことを特徴とする請求項1から請求項5のうちのいずれか1項記載の超音波流量計。
The invention according to any one of claims 1 to 5, further comprising a lid member that closes the open end of the sensor accommodating portion and presses the ultrasonic sensor against the inner surface of the sensor accommodating portion. Ultrasonic flow meter.
JP2018131782A 2018-07-11 2018-07-11 Ultrasonic flow meter Active JP7048178B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018131782A JP7048178B2 (en) 2018-07-11 2018-07-11 Ultrasonic flow meter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018131782A JP7048178B2 (en) 2018-07-11 2018-07-11 Ultrasonic flow meter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020008499A JP2020008499A (en) 2020-01-16
JP7048178B2 true JP7048178B2 (en) 2022-04-05

Family

ID=69151530

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018131782A Active JP7048178B2 (en) 2018-07-11 2018-07-11 Ultrasonic flow meter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7048178B2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008227658A (en) 2007-03-09 2008-09-25 Aichi Tokei Denki Co Ltd Ultrasonic flowmeter
WO2012164890A1 (en) 2011-05-27 2012-12-06 パナソニック株式会社 Ultrasonic transmitter/receiver, method for manufacturing same, and ultrasonic flowmeter
WO2012164879A1 (en) 2011-06-03 2012-12-06 パナソニック株式会社 Ultrasonic transducer and ultrasonic flow-meter
JP2017042204A (en) 2015-08-24 2017-03-02 キヤノン株式会社 Acoustic wave probe, acoustic wave transducer unit, and subject information acquisition device
JP2019193106A (en) 2018-04-25 2019-10-31 アズビル金門株式会社 Ultrasonic sensor

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3628480B2 (en) * 1997-05-30 2005-03-09 株式会社デンソー Ultrasonic sensor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008227658A (en) 2007-03-09 2008-09-25 Aichi Tokei Denki Co Ltd Ultrasonic flowmeter
WO2012164890A1 (en) 2011-05-27 2012-12-06 パナソニック株式会社 Ultrasonic transmitter/receiver, method for manufacturing same, and ultrasonic flowmeter
WO2012164879A1 (en) 2011-06-03 2012-12-06 パナソニック株式会社 Ultrasonic transducer and ultrasonic flow-meter
JP2017042204A (en) 2015-08-24 2017-03-02 キヤノン株式会社 Acoustic wave probe, acoustic wave transducer unit, and subject information acquisition device
JP2019193106A (en) 2018-04-25 2019-10-31 アズビル金門株式会社 Ultrasonic sensor

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020008499A (en) 2020-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2911833B2 (en) Ultrasonic transducer
ES2793505T3 (en) Measurement module, measuring device and procedure for the determination of a fluid characteristic
US20130192386A1 (en) Ultrasonic transducer for a flow measuring device
JP6172533B2 (en) Ultrasonic transducer and ultrasonic flow meter having the same
WO2011064905A1 (en) Ultrasonic fluid-measuring structure and ultrasonic fluid-measuring apparatus
JPH0676906B2 (en) Fill level measuring device assembled from constituent elements
JP5728657B2 (en) Ultrasonic flow measurement unit
US9778084B2 (en) Flow-rate measurement device
JP4707088B2 (en) Ultrasonic flow meter
WO2011064906A1 (en) Channel member and ultrasonic fluid-measuring apparatus
JP7048178B2 (en) Ultrasonic flow meter
JP5527756B2 (en) Ultrasonic flow meter
JP7074390B1 (en) Straight flow meter sensor
EP1343004A2 (en) Gas sensor and gas concentration detection device
US7086286B1 (en) Transducer holder and nozzle
JP5240763B2 (en) Ultrasonic flow meter
JP6313048B2 (en) Measuring unit and flow rate measuring apparatus including the same
JP2018100913A (en) Ultrasonic measurement device
JPH1123332A (en) Mounting structure for ultrasonic sensor
JP4107929B2 (en) Ultrasonic sensor mounting structure
JP2003302385A (en) Sensor
JP2024070541A (en) Ultrasonic measurement device and fluid measurement method
JP2006138667A (en) Ultrasonic flowmeter and fluid leakage detection device
JP7030574B2 (en) Ultrasonic flow meter
WO2020049893A1 (en) Ultrasonic flowmeter

Legal Events

Date Code Title Description
A625 Written request for application examination (by other person)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625

Effective date: 20210324

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220117

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220222

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220322

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7048178

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350