TWI322885B - Flow rate-measuring apparatus - Google Patents

Description

1322885 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種流量測量裝置，基於當音波（s〇nic wave)穿過液體傳播時所獲得之傳播速度的差異來偵測液 體之流量。 ' 【先前技術】 習知的流量測量裝置包括，例如，一對傳送器/接收器 單元置於供液體流動通過之導管内之順流及逆流兩方^ 上，由其中一傳送器/接收器單元傳送超音波並經由導管内 壁表面反射而藉由另一傳送器/接收器單元接收該 波’以便基於超音波之_速度的差異測量液體之流速二 如第7圖所示之流量測量裝置 w /n-j里守耳吒，

測量導管7包含用以供給液體之供給導管2及排放液體之 排放導管3。第一測量接頭5係設置於測量導管*之一端 =第二測量接頭6係設置於測量導管4之另―端。第—測 接頭$第一測里接頭6具有轉換器㈣於其中， =用係作為音波傳送H或音波接收器。例如，由第—測 傳送音波脈衝訊號，則第二測_胃6 接收音=接著，交換第-測量接頭5作用 日太早S /接H測量接頭6傳送之音波訊號（參考 本早』公開專利申請案第7-83715號）。 在如曰本早期公開專利申 知技術中，-…案弟7·8371 5號揭露之習 田^ S有氣泡時，氣泡會附著於測量導管 319064 5 1322885 器區14藉由連接帽44a、44b緊密密封於管徑擴展區2心、 • · 28b内，而連接帽44a、44b各自連接至殼體。之連接凸 •緣24。當將連接帽44a、44b脫離時，音波傳送器/接收器 區14可由殼體12分離。 ° …裝設至裝配區54之外圓周表面的密封元件％係抵接 於管徑擴展區28a、28b之内圓周表面。因此，係在殼體 12及連接帽44a、44b之間保持氣密狀態。 • 保持導線50之密封栓52係螺接於連接帽44a、44b 之端部以密封連接帽44a、44b之内部。經由密封栓W # 出至外部的導、線5(W系分別連接至圖中未顯示之控制： 兀。由音波傳送器/接收器㊣14所接收之訊號經由導線％ 輪出至控制單元。 、 根據本發明第-實施例之流量測量裝i 1()基本上^ 二如上所狀結構㈣成。接著，將描述其操作、功能: :果。液體係由圖中未顯示之供應源經管道34供給至供給 2 30而供應至本裝置，其中液體係由供給通道％流經 通道26流動至排放通道32。 ’ 在流量測量裝置10之中’例如，音波訊號由連接於殼 319064 9 -16b二:值音波訊號由連接於殼體12之另-端的偵測區 Ρ之音波傳送器/接收器區Η傳送出。該音波訊號由連 哭 螭的偵測區16a之音波傳送器/接收 〇口 £ 14接收。在此藉成里 向於液體流動方向之方二曰波訊號之傳播方向係以反 方向傳播（如第1圖所示之箭號Χ2方 向）。 接收/接收器區14接收之音波訊號為根據的 由導線5G輸出至圖中未顯示之控制單元。根 據此積測訊號，傳播時間的差異Δτ在控 出來，該差異ΔΤ其於火立、木 XI之方向）值# ± 土田θ波訊號沿液體流動方向（箭號 反向於產生之傳播時間T1以及當音波訊號沿 之傯播日m、 （ 之方向）傳播時產生 管。了日。液體之流速v係由傳播時間差值△τ來計 46 η:置中’向通道26擴展並對向於通道26的弧面 46“成於母一覆蓋元件4〇以劃定價測區-、⑽。因 4 =液肢：所包含之任何氣泡會附著於覆蓋元件上， 而〆、上，氣泡會由流動之液體擦壓。因此 弧面46往徑向外側移動。換士 元株u 可避免氣泡附著於覆蓋 4 40 送器/接收器區14之狀況發 ^由覆蓋元件40移除之氣泡可藉由排放通道”排出夕; 因此’由於附著於覆蓋元件之氣泡被移除 之傳播便不會被抑制。因此，可正確地在流㈣量裂置ι〇 319064 1322885 至4貞測區16 a、16 b。 覆蓋元件40係被保持於殼體12中，並於兩者之間中 介有以彈性材質製成之阻尼元件1〇6。因此，與欲接收之 固有音波訊號不同之干擾音波訊號將會由阻尼元件1〇6適 當地阻斷，從而避免其由殼體12傳播至覆蓋元件4〇。因 此，可避免因干擾音波訊號由一個音波傳送器/接收器區 14傳送出並經覆蓋元件4〇傳播至殼體12所引起的問題。 只有傳播至具有液體流通其中之通道26的音波訊號才會 被另一個音波傳送器/接收器區14可靠地接收。因此，可 準確地基於音波訊號測量液體之流量。 當殼體12以金屬材質形成時，相較於習知之測量導管 2以塑膠形成的流量測量裝置丨，可提高強度。因此，即使 當流經形成於殼體12内之通道26、供給通道3〇及排放通 道32的液體具有高壓’液體之流量亦可適當地使用根據第 二實施例之流量測量裝置1 〇〇來測量。 再者’覆蓋元件40之外圓周直徑D1及音波傳送器/ 接收器區14之外圓周直徑D3係設計成小於管徑擴展區 28a、28b之内圓周直徑D2(D1、D3<D2)。因此音波訊號 可適當地由音波傳送器/接收器區14傳送至管徑擴展區 28a、28b。再者，所傳播的音波訊號可適當地經管徑擴展 區28a、28b由音波傳送器/接收器區14接收。因此，液體 的流量可基於音波訊號而可靠與準確地被測量。換言之， 如第7圖所示根據習知之流量測量裝置丨中，第一及第二 /則里接頭5、6之外圓周直徑係大於形成於測量導管2之通 319064 1322885 道内圓周直徑。因此，經由通道内液體 /由弟一及弟二測量接頭5、6可靠地接收。 ”、 上述之管徑擴展區28a、28b之内圓周直徑D2盥立· ^器㈣器區U之外圓周直徑D3之關係並不侷限= =二貫施例之流量測量裝置100。内圓周直徑D2 關係亦可提供為相等於根據第-實施例之不 流量測量裝S10。因此，在流量測量 14傳送至^曰Λ訊號亦可適當地由音波傳送器/接收器區 可適當地^ 8 b °再者’所傳播的音波訊號 區擴展區28a、28b由音波傳送器/接收器 雖然本發明的一此杳#点丨j V, 解在不違背附加的申：：：！=顯示與描述’但應了 變與修飾。 之乾疇下，可產生各種改 【圖式簡單說明】 裝置㈣本發明第—實施例之整體流量測量 坌q同巩置測置展置之測量區之鄰近處； 下之判旦二之大广第】圖中流量測量裝置之從殼體部分拆 之測里區之放大剖面圖； 第4圖係顯示相 量裝置之縱剖面圖 發明之第二實施例之整體流量測 第5圖係顯示苐_每 只知例之元件之放大剖面圖，該等 14 319064

Claims (1)

1322885 第96108139號專利申請案 (98年12月9曰） yj年匕月？曰修(更)正替換頁 十、申請專利範圍： -1. 一種流量測量裝置（10、1〇〇)，包括： . 供液體流動通過之通道（26)，該通道係設置於殼體 _ (12)中；以及 — 可傳送及接收音波訊號之一對偵測區（16a、16b、 102a、102b)，該等偵測區係配置成彼此相對向，並具 有該通道（26)介置於其間； 該流量測量裝置係用於基於音波訊號測量該液體 # 之流量，每一該偵測區（16a、16b、102a、102b)更包括： 覆蓋元件（40、104)，係面對設置於該殼體（12)内的 該通道（26)，且該覆蓋元件具有向該通道（26)擴展的弧 面（46);以及 音波傳送器/接收器區（14)，係設置於該覆蓋元件（40、 104)中以便指向該通道(26)並傳送及接收該音波訊號； 其中，該音波傳送器/接收器區（14)係經由該弧面 (46)傳送及接收該音波訊號。 •2.如申請專利範圍第1項之流量測量裝置，其中，該偵測 區（16a、16b)係以可拆卸方式設置於該殼體（12)内。 3. 如申請專利範圍第2項之流量測量裝置，其中，該音波 傳送器/接收器區（14)之外徑（D3)小於該通道（26)之内徑 (D2) ° 4. 如申請專利範圍第3項之流量測量裝置’其中，該殼體 (12)係由金屬材質構成。 5. 如申請專利範圍第3項之流量測量裝置，其中，該覆蓋 16 319064修正版 1322885 ___ 第96108139號專利申請案 (98年12月9曰） 置，其中，該音波 t V年?日修(更)正替換頁 元件（40)係由ϊί脂材質形成。-- ' 6.如申請專利範圍第5項之流量測量裝 - 傳送器/接收器區（14)包括壓電元件。 7.如申請專利範圍第1項之流量測量裝置，其甲，用以中 斷該音波訊號之傳播之音波中斷元件（1〇6)係設置於該 偵測區（102a、l〇2b)與該殼體（12)之間，其中，該偵測 區（102a、102b)係保持於該殼體中並具有該音波中 斷元件（106)介置於其間。 #8.如申請專利範圍第7項之流量測量裴置，其中，該偵測 區（102a、102b)係以可拆卸方式設置於該殼體（12)内。 9.如申請專利範圍第8項之流量測量裝置，其中，該摘測 區（102a、102b)之外徑小於該殼體（12)之内徑，且該偵 測區（102a、102b)係安裝於該殼體（π)内。 10_如申請專利範圍第9項之流量測量裝置，其中，面對該 通道（26)之間隙係設置於該覆蓋元件（1〇4)之外圓周表 g 面及該通道（26)之内圓周表面之間。 11·如申請專利範圍第10項之流量測量裝置，其中，該音 波中斷元件（106)係由彈性材質形成。 12·如申請專利範圍第i i項之流量測量裝置，其中，該殼 體（12)係由金屬材質構成。 13. 如申請專利範圍第12項之流量測量裝置，其中，該覆 盒元件（104)係由樹脂材質形成。 14. 如申請專利範圍第13項之流量測量裝置，其中，該音 波傳送器/接收器區（14)包括壓電元件。 17 319064修正版