JPH0537218Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、管内を流過する気体の流速、流量
を、超音波を利用して測定するための超音波送受
波器に関するものである。

（従来の技術） 管内を流過する空気、ガス、スチーム、排ガス
等の気体に超音波を伝搬させ、その伝搬速度の変
化を利用して管内気体の流速、流量を測定する装
置が開発され、各方面で使用されている。

従来この種の流速、流量測定装置として、第３
図に示すものが知られている。この装置は気体を
導通する流量管１の周壁に互に斜めに対向させて
一対の超音波送受波器２および同３を配設し、こ
の超音波送受波器２および同３を制御器４により
交互に励振制御するものである。

したがつて、この流速、流量測定装置によれ
ば、超音波が超音波送受波器２から同３に伝搬す
る時間と超音波が超音波送受波器３から同２に伝
搬する時間との差から流通管１内を流れる流体の
流速および流量が求められる。

この種の流速、流量測定装置に使用される超音
波送受波器２および同３は、金属製からなるハウ
ジング５と、このハウジング５内に収容固定され
た圧電特性を有するセラミツク製の振動子と、前
記ハウジング５をねじ等により一体的に固定保持
する端子箱６とを有して構成されており、前記端
子箱６は流通管１のソケツト部７にねじあるいは
フランジにより固定される。

前記振動子には一対の電極が対向状に形成され
ており、この各電極は端子箱６の端子（図示せ
ず）を介して制御器４に接続されている。

したがつて、前述のように、制御器４から励振
信号を対応する超音波送受波器２および同３へ交
互に送ることにより、ハウジング５の一方の超音
波送受波面８から相手側の超音波送受波面８に向
けて交互に超音波が放射され、これにより所期の
流速、流量測定が達成されるのである。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、この種の超音波送受波器２およ
び同３を用いて、例えば、製鉄所のＢガスやＣガ
スのように、ダスト（ごみ）やミスト（液状のつ
ぶ）等の粒子状物質を含むガスの流速、流量測定
を行う場合には、第３図に示すように、超音波送
受波器２および同３の超音波送受波面８が流通管
１内に臨んでいるため、ＢガスやＣガス内の粒子
状物質が超音波送受波面８に衝突するという現象
が発生する。この衝突現象は、特に、ガスの流れ
に向かい合う側の超音波送受波器２の超音波送受
波面８上で激しく発生する。

この種の衝突現象が発生した場合には、その衝
突エネルギを受けて超音波送受波面８が振動を開
始するため、その振動がノイズ信号として制御器
４内の信号処理回路へ加えられる。

信号処理回路はそのノイズ信号をあたかも超音
波の受信信号であるかの如く判断を誤る場合があ
り、そのため、従来の装置においては、信頼性の
高い正確なガスの流速、流量を測定することがで
きないという問題があつた。

もちろんこの種の衝突現象を避けるために、超
音波送受波器２および同３を流通管１の内面から
十分に引つ込めることも考えられる。

しかし、そうすると、超音波送受波器２および
同３間の超音波伝搬距離が長くなり、その分だけ
超音波の伝搬損失を受けるため、受波信号のレベ
ルが大きく低下し、測定の信頼性が失われるとい
う別の問題を発生する。したがつて、超音波送受
波器２および同３を引つ込めることは妥当な解決
手段とは言い難く、他の適切な解決手段が望まれ
ていた。本考案は上記従来の問題点を解決するた
めになされたものであり、その目的は、超音波送
受波面を流通管内に臨ませて配置するにもかかわ
らず、流体内の粒子状物質と超音波送受波面との
衝突を効果的に防止することができる超音波送受
波器を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本考案は上記目的を達成するために次のように
構成されている。すなわち、本考案は、流体の流
通管内に超音波送受波面を臨ませて配設される超
音波送受波器において、前記超音波送受波面の周
辺部には流体内の粒子状物体が該超音波送受波面
に衝突するのを防止する遮蔽保護壁が設けられて
いる超音波送受波器である。

（作用） 上記構成からなる本考案において、超音波送受
波器を用いて流通管内を流れる流体の流速、流量
を測定する場合は、従来例と同様に、流通管内の
両側に超音波送受波面を臨ませた状態で一対の超
音波送受波器を対向配置し、交互に超音波を送受
することにより行われる。この場合、本考案の超
音波送受波器には遮蔽保護壁が形成されているか
ら、流体内に粒子状物質が含まれていても、該粒
子状物質は遮蔽保護壁には衝突するが、該遮蔽保
護壁に保護されている超音波送受波面には衝突し
ない。したがつて、超音波送受波器から粒子状物
質の衝突によるノイズ信号が出力されるというこ
とがなく、これにより信頼性の高い流速、流量測
定を達成することが可能となるものである。

（実施例） 以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明
する。なお、本実施例の説明において従来例と同
一の構成部分には同一符号を付してその説明を省
略する。第１図には本考案に係る一実施例の構成
が示されている。図において、超音波送受波器
２′，３′のハウジング５内には従来例と同様に振
動子が収容されている。該ハウジング５の基端部
外周面にはカバー取り付けねじ９が形成されてお
り、また、基端面１０からは端子箱６へ取り付け
るための取り付けねじ１１が突設され、該取り付
けねじ１１の端面からは制御器４とハウジング５
内の振動子電極との信号授受を行うための接続ピ
ン１２が伸設されている。

そして、前記カバー取り付けねじ９には本実施
例において特徴的な遮蔽保護壁としての保護カバ
ー１３が取り付けられている。該保護カバー１３
は合成樹脂や金属によつて円筒状に形成されてお
り、その筒壁の基部内面には雌ねじ１４が形成さ
れ、該雌ねじ１４と前記カバー取り付けねじ９と
の螺合によつて保護カバー１３はハウジング５へ
一体的に固定されている。保護カバー１３の先端
面は傾斜面となつており、この傾斜面の長壁側１
３ａは超音波送受波面８よりも高く突出させてあ
る。一方、短壁側１３ｂは超音波送受波面８とほ
ぼ等しい高さか、あるいは超音波送受波面８より
もやや高めにしてある。また、保護カバー１３の
先端部の周面には前記長壁側１３ａを避けた位
置、本実施例では長壁側１３ａと短壁側１３ｂと
のほぼ中間部に切り欠き１５が形成されている。

前記構成からなる本実施例の超音波送受波器
２′，３′を流速、流量の測定に使用する場合は、
第２図に示すように、超音波送受波面８を対向さ
せて一対の超音波送受波器２′および同３′を流通
管１に装着する。この場合、超音波送受波器２′
および同３′は、保護カバー１３の長壁側１３ａ
が流体の流れの上流側、短壁側１３ｂが下流側に
なるような向きに装着する。この装着状態におい
ては、保護カバー１３の長壁側１３ａの端面進出
位置Ａが超音波送受波面８の進出位置Ｂよりも流
通管１の中心寄りとなるので、流体中にミストや
ダスト等の粒子状物質が含まれていても、保護カ
バー１３が流体の流れに対し超音波送受波面８を
遮蔽防護するように作用する結果、粒子状物質が
直接超音波送受波面８に衝突することがない。し
たがつて、超音波の送受に際し、粒子状物質と超
音波送受波面８との衝突振動がノイズ信号として
信号処理回路に取り込まれるということがなく、
これにより信頼性の高い流速、流量の測定が可能
となる。ところで、上記、流速、流量の測定にお
いて、流体のガス中に粒子状物質が含まれている
場合は、該粒子状物質が保護カバー１３の先端部
から廻り込んで該保護カバー１３内に入り込む場
合がある。そうすると、該粒子状物質が超音波送
受波面８の周囲に滞留して超音波の伝搬損失を増
加させるという弊害を引き起し易い。

本実施例の保護カバー１３はこのような弊害を
発生することがないように構成されており、その
ため、前述の如く、保護カバー１３の端面を傾斜
面に形成し、かつ、長壁側１３ａを避けた位置に
切り欠き１５が設けられている。

前記のように、保護カバー１３の端面を傾斜面
とすることにより、たとえ、保護カバー１３内に
粒子状物質が入り込んでも、該粒子状物質は壁長
の短い短壁側１３ｂから抜け出ることになる。

そして、さらに、粒子状物質は切り欠き１５を
通つて流通管１内へ効果的に抜け出るので、保護
カバー１３内に粒子状物質が滞留するということ
がほとんどなく、前記粒子状物質の滞留による伝
搬損失の悪影響を確実に防止することができる。

なお上記実施例では、保護カバー１３をハウジ
ング５へねじを利用して取り付けるように構成し
たが、これを溶着等によつて取り付けるようにし
てもよく、また、保護カバー１３とハウジング５
とを別個の構成とせずに、遮蔽保護壁をハウジン
グ５の所望位置から一体的に突設するように構成
してもよい。

（考案の効果） 本考案は以上説明したような構成と作用とを有
しているので、本考案の超音波送受波器を流速、
流量の測定に使用することにより、流体中の粒子
状物質と超音波送受波面との衝突に起因するノイ
ズ信号の発生を確実に防止することが可能とな
り、これにより、信頼性の高い正確な流速、流量
測定を行うことが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る一実施例の構成図、第２
図は本考案に係る超音波送受波器を流体の流速、
流量測定に適用した使用状態図、第３図は従来の
超音波送受波器を流体の流速、流量測定に適用し
た使用状態図である。 １……流通管、２，２′，３，３′……超音波送
受波器、４……制御器、５……ハウジング、６…
…端子箱、７……ソケツト部、８……超音波送受
波面、９……カバー取り付けねじ、１０……基端
面、１１……取り付けねじ、１２……接続ピン、
１３……保護カバー、１３ａ……長壁側、１３ｂ
……短壁側、１４……雌ねじ、１５……切り欠
き。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 流体の流通管内に超音波送受波面を臨ませて
   配設される超音波送受波器において、前記超音
   波送受波面の周囲部には流体内の粒子状物体が
   該超音波送受波面に衝突するのを防止する遮蔽
   保護壁が設けられていることを特徴とする超音
   波送受波器。 (2) 遮蔽保護壁は超音波送受波面を囲繞する筒壁
   からなり、その端面は、流体の上流側に対応す
   る長壁側から流体の下流側に対応する短壁側に
   かけて壁長が短くなるように傾斜する傾斜面に
   なつていることを特徴とする実用新案登録請求
   の範囲第(1)項記載の超音波送受波器。 (3) 遮蔽保護壁にはその長壁側の壁面を避けた位
   置に筒壁内に入り込む粒子状物質を排出するた
   めの切り欠きが設けられていることを特徴とす
   る実用新案登録請求の範囲第(2)項記載の超音波
   送受波器。