JPS61140823A - 超音波流速流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は超音波を利用した流速流量計に係シ、特にこの
流速流量計の測定管への超音波振動子ユニットの着脱を
容易にした取付梢造に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 流体を超音波の伝搬謀質として、その伝搬時間により流
体の流速や流量を測定する超音波流速流量計は、従来よ
シ広く利用されている。このような超音波流速流量計は
第２図に示すように、測定管」の対向する位置に一体に
形成された一対の振動子ハウジング２内に超音波振動子
ユニット３、４が配設されており、一方の超音波振動子
ユニット３より測定管１内を矢印Ａの方向に流れる流体
の中へ超音波信号が矢印Ｂの方向へ放射され、対向する
他方の超音波振動子ユニット４で受信されるようになっ
ている。

超音波振動子ユニット３．４は第３図に示すように、電
歪圧電効果を有する水晶やセラミックスなどからなる圧
電素子の両面に電極を被着した超音波振動子５と、この
超音波振動子５を保持するバッキング材６と、これらの
超音波振動子５とバッキング材６とを一体に収納するシ
ールド管７とによって構成されている。このバッキング
材６は超音波振動子５の背面に放射される超音波を吸収
する作用をする。また超音波振動子５の表面には流体中
に効率よく超音波を放射させろためと、流体内に含まれ
る腐食性の物質から保設する目的で、コーテイング材８
が被覆さねている。前記シールド管７のダ佃の一端には
フランジ７ａが形成されておシ、前記振動子ハウジング
２の端部にビス９により固定されている。

上述のように構成された超音波流速流量計により測定管
１内を′ｙｉη流する流体の流速や流量を測定するには
、超音波振動子５の厚み方向の振動が第１用されるが、
実際にはとの厚み振動と同時にこれと直交する横方向の
振動も発生し、バッキング材６、シールド管７、振動子
ノヘウジング２、さらには測定管１に超音波信号が漏洩
して、他方の超音波振動子ユニット４に捜動子ノ・ウジ
ング２を介して受信されてしまい、流速・流邦゛測定に
際し雑音となるという問題があった。この問題は特に被
測定流体が気体の場合に影響が大きく、精度のよい測定
は困難であった。

この問題を解決するために特開昭５９−９５１８号によ
って超音波振動子５とシールド管７の内周面との間に空
隙を設けることが提案されている。

この提案によると第３図に示すように超音波振り子５及
びバッキング材６の外周の一部とシールド管７の内周面
との間に空隙１０が形成されているため、超音波振動子
５の横振動による振動子ハウジング２や測定管１への超
音波の漏洩はほとんどなくなり、測定精度を向上させる
ことができる。

しかしながら上述のような従来の超音波流速流量計にお
いては、前記空隙１０内に水や異物がつまりやすく、特
に患者の呼吸気体の流速・流量を測定する場合には患者
のたんなどがつまる可能性があシ、超音波の流体への伝
播が阻害されて測定精度な悪くするという問題があった
。測定精度を維持するためには頻繁に超音波振動子ユニ
ット３．４を振動子ハウジング２から取シ外して清掃し
なければならないが、この超音波振動子ユニット３．４
からはリード線１１がそれぞれ４本設けられておシ、測
定管】上に設けられた図示せぬ印刷配線板に結線されて
いるため、使用者が振動子ユニット３．４を取り外すと
とは極めて面倒であシその清掃消青などは困難であった
。また取シ外せた場合でも超音波振動子５がパブキング
材６を介してシールド管７に固設されているため、超音
波振動子５とシールド管７との間の狭い空隙１０を清掃
することは置部であるという問題があった。

［発明の目的〕 ４一 本発明は上述した点に鑑みてなされたものであシ、振動
子ユニットを測定管から容易に着脱でき、これらの振動
子ユニット及び測定管の清掃が簡単にできる超音波流速
流量計を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は超音波流速流量計の測定管の内径面に第１のシ
ールド管を密着固設し、この第１のシールド管内に両端
にフランジ部が形成され超音波振動子を支持するバッキ
ング材及びヒータを保持する第２のシールド管を嵌装し
、前記測定管の端部に外径ねじな介してこの第２のシー
ルド管を保持する蓋部を螺設したものである０ 上述の構成によると、超音波振動子及びバッキング材を
一体に保持する第２のシールド管を容易に第１のシール
ド管から着脱することができ、超音波振動子ユニットの
清掃がｌ’！Ｉ’ｆ−１にできるようになる。

〔発明の実施例〕

以下本発明を図示の一実施例について説明する０８１４
１図は本発明に係る超音波流速Ｒｆｉ計の一実施例の超
音波振動子ユニットの構成を示す縦断面図である。第３
図に示す従来例と同一または同等の部分には同一符号を
付した。測定管１と一体に形成され斜外方に突出した振
動子ハウジング２の内周向には段差部２ａが形成されて
おシ、この振動子ハウジング２の内周に嵌合し接着剤な
どで固設された第１のシールド管１２の外周面にも前記
印差部２ａにを合する位置に、この段差部２ａに智宸す
る段浬部１２３が形成されている。第２のシールド管１
３の四端にはそれぞれフランジ部１３ａ、　１３ｂが形
成されておシ、一方のフランジ部１３ａの外周は前ｉピ
第１のシールド管１２の内周面に恢合し、このフランジ
部１３ａの端面は０リング１４を介して第１のシールド
ｖ１２の段差部１２ａの内周面に当接している。前記第
２のシールド管の外周で２つのフランジ部１３ａ、１３
ｂの間には超音波振動子ユニット３に付着する水分を除
去するためのヒータ１５が巻回されておシ、その表面ば
モールド材１６で被覆されている。この第２のシールド
管１３の内径部には先端に超音波振動子５を固設した円
筒状のバッキング材６の基部が嵌合固設されておシ、超
音波振動子５の表面には従来例と同様にコーテイング材
８が被覆されている。前記第２のシールド管１３からは
４本のリード線が出ているが、これらのリード線は第２
のシールド管１３のフランジ部１３ｂに設けられたプリ
ント配線板１７に結紛され、１本のリード線１８にまと
められて外部に設けられた測定装置に導かれろようにな
っている。これらのプリント配線板１７及びリード線１
８の基部は前記フランジ部１３ｂＪ二でモールド材１９
でシールされている０前記振動子ハウジング２の端面近
くの内周面にはねじ２０ａが形成されておシ、はぼ円筒
状に形成された蓋部２０の基部の外周に形成された外径
ねじ２０ａ（！：螺合するようになっている。この蓋部
２０の基部端面２０ｂは前記第２のシールド管１３のフ
ランジ部１３ｂの表面に当接し、蓋部２０を回わしてフ
ランジ部１３ｂを押圧することにより前記Ｏリング１４
を圧縮して、測定管１内の流体をシールするようになっ
ている。またこの蓋部２０のほぼ中心には前記リード線
１８を外部に導（孔２０ｃが形成されている。

上述の通り構成された本実施例の作用を以下に説明する
。超音波振動子５と第１のシールド管１２の内周面との
間には空隙１０が形成されているので、超音波振動子５
の横方向の振動が測定管ｌに漏洩することはほとんどな
いことは従来例通シである。超音波振動子ユニット３を
振動子ハウジング２から取り外す場合には、蓋部２０を
まわして振動子ハウジング２から外したのちリード線１
８を引けば、第２のシールド管１３、バッキング材６及
び超音波振動子５が一体となって第１のシールド管１２
から取り出すととができる。その後に振動子ハウジング
２と第１のシールド管１２の内周面、及び測定管１の内
部を清掃する。また第２のシールド管１３と一体となっ
たバッキング材６の突出部とその先端に固設された超音
波振動子５の外周は、完全に露出されるため容易に完全
に清掃できる。このとき超音波振動子５に設けられたリ
ード線は第２のシールド管１３上で１本の引出用のリー
ド線にまとめられているので、配線の着脱の必要がな（
簡単に振動子ハウジング２に着脱できる。清掃が終った
超音波振動子ユニット３を振動子ハウジング２内に装着
するときは、逆にこのユニット３を第１のシールド管１
２の内周面に挿入し、第２のシールド管１３のフランジ
部１３ａをＯリング１４に当接させ、蓋部２０を振動子
ハウジング２の端面にねじ込んでフランジ部１３ａで゛
０リング１４を押圧して測定管１内の流体をシールすれ
ばよい。

〔発明の効果〕

上述の通り、本発明によれば、超音波流速流量計に２つ
のシールド管を設け、第１のシールド管を測定管の振動
子ハウジングに固設し、この第１のシールド管内に０リ
ングを介して超音波振動子を設けた第２のシールド管を
着脱可能に装着し、この第２のシールド管を葺脱可能な
蓋部で保持するようにしたものであるから、測定管から
の超音・波振動子ユニットの着脱が容易にでき、測定管
内面と超音波振動子ユニットの清掃が簡単に確実にでき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る超音波流速流量計の超音波振動子
ユニブトの構成を示す断面図、第２図は超音波流速流量
計の概要を示す断面図、第３図は従来の超音ｒＢｌ流速
流量計の超音波振動子ユニットの構成を示す断面図であ
る。 １・・・測定管　２・・・振動子ハウジング３．４・・
・超音波撮動子ユニット ５−・・超音波振動子　６・・・バッキング材７．１２
．１３・・・シールド管 ２ａ、１２ａ・・・段差部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）測定管に超音波振動子とこの振動子の背面を支持
   するバッキング材とこの振動子周辺を加熱するヒータと
   を含む一対の超音波振動子ユニットを相対向させて装着
   し、これらの超音波振動子ユニット間で超音波信号を送
   受して測定管内を通流する流体の流速または流量を測定
   する超音波流速流量計において、前記測定管の内径面に
   密着固設される第１のシールド管と、この第１のシール
   ド管内に嵌装されるとともに、両端にフランジ部が形成
   され前記バッキング材及び前記ヒータを保持する第２の
   シールド管と、前記測定管の端部と螺合する外径ねじが
   形成され前記第２のシールド管を保持する蓋部とよりな
   ることを特徴とする超音波流速流量計。
2. （２）前記第１のシールド管の内径面には段差部が形成
   され、前記第２のシールド管の一端に形成されたフラン
   ジ部の表面と前記段差部とはＯリングを介して密着当接
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の超音波流速流量計。
3. （３）前記第２のシールド管は前記フランジ部を介して
   前記蓋部により押圧保持されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項または第２項記載の超音波流速流量
   計。