TWI507665B - 超音波流量計 - Google Patents

Description

超音波流量計

本發明有關一種基於聲波傳播通過流體時所展現之傳播速度差來偵測液體流量之超音波流量計。

以往，超音波流量計(ultrasonic flow meter)已為人所熟知，其中，舉例而言，成對之傳感器(transducer)係分別配置於液體流通過之導管(conduit)之上游側及下游側。該傳感器之一者所傳送之超音波係由該導管之內牆表面反射並且由另一傳感器接收，而液體之流速(flow velocity)或流量(flow rate)係基於該等聲波之傳播速度差來測量。

於此種超音波流量計中，如揭示於第2793133號日本專利(專利文件1)，設置具有供給管(supply pipe)及排出管(discharge pipe)之測量導管，液體由該供給管供給並由該排出管排出。再者，第一測量頭係設置於該測量導管之一端部上，且第二測量頭係設置於該測量導管之另一端部上。該第一及第二測量頭係組合出聲波發射器或聲波接收器之功能。舉例而言，脈衝形聲波信號自第一測量頭傳送，第二測量頭作為聲波接收器地接收該聲波信 號。其後，該第一測量頭轉換以當作接收器運作，並且藉由其上之接收自該第二測量頭傳送之聲波信號，依據該等聲波信號之傳播速度差來測量該液體之流量。

然而，如專利文件1之超音波流量計，其結構中，該液體以實質呈垂直變化方向供給至該供給管，之後該液體再流至該測量導管。因此，由於液體流向突然變化，發生壓力變化造成紊流(turbulence)，從而液體中夾帶之空氣形成氣泡，藉此該等氣泡貼附於該測量導管之內壁表面，該測量導管係相對設置於該第一及第二測量頭。因該等氣泡之貼附，該等氣泡干擾聲波信號之傳播，導致測量該液體之流量精確度之失真。

再者，如揭示於第3246851號日本專利(專利文件2)之超音波流量計，傳感器係與供給管及排出管一同分別設置於流入導管之相對端，每一傳感器係以相對於該流入導管之軸向傾斜一預設角度而連接於該流入導管之兩端。該供給管及排出管係沿直線設置並且通過曲管連接於該流入導管，該等曲管係分別彎曲。

此種結構相較於專利文件1之超音波流量計，當液體自供給管流入該流入導管時或當液體自該流入導管流入該排出導管時，發生之壓力變化係減少，並且抑制氣泡之發生達一定程度。然而，於此型超音波流量計中，因該供給管及排出管的連接相對於該流入導管係非直線而係階梯狀，產生超過最小量之壓力耗損，且不能完全避免氣泡之產生。

再者，以揭示於第2002-365106號日本專利公開案(專利文件3)之超音波流量計，一對超音波接收器彼此面對設置於管體之外表面，該超音波接收器係以相對該管體之軸向之銳角而配置。以具有前述結構之超音波流量計，因液體流通之該管體係沿一直線形成，一旦液體流過該管體，不會發生壓力變化，且因此抑制氣泡產生或液體匯集。

以前述專利文件3之超音波流量計，提供一種抑制伴隨有壓力變化的氣泡生成之結構，自超音波接收器之一者初始發送的聲波信號於通過該液體傳播的同時被該管體之內壁面反射及彎曲後，由其他該超音波接收器接收。據此，其難以由聲波信號之傳播精確地測量該液體之流量。隨流量精確度降低而來者係難以進行低流量的測量。

再者，依據專利文件1、2及3之超音波流量計，因為該供給管及排出管相對於該主測量導管徑向朝外突出，當裝設該超音波流量計時需要大的空間，並且連接該供給管及排出管之管路布局及處理係複雜。

本發明之主要目的係提供一種超音波流量計，其於最小化該超音波流量計的裝設環境之空間需求中，能藉由抑制氣泡產生而抑制流量精確度失真。

依據本發明，提供用以基於聲波信號測量液體流量之超音波流量計，其包括：殼體，具有液體流過 其中之通道；偵測單元對，能傳送及接收聲波信號，且彼此相對配置於該殼體之內部並且夾置該通道於其間；以及端口構件對(pair of port members)，分別連接於該殼體之相對端部，該液體通過其中供給及排出。

於該超音波量計中，該殼體、該端口構件對及該偵測單元對係配置於一直線上，於該殼體之內部，自該端口構件之一者供給的該液體流經形成於該偵測單元外周緣側上之連通路徑並流至該通道中，再流經該通道至該端口構件之另一者。

根據本發明，於該超音波流量計中，該偵測單元對係配置於該殼體之內部，該偵測單元係夾置形成於該殼體內部之通道而分別容置於該殼體之中，該二端口構件係分別連接於該殼體之兩端部。此外，因為供給自該端口構件對之一者的該液體係流經該連通路徑，該連通路徑係形成於線性設置殼體內的該偵測單元外周緣側上，再流至另一該端口構件，壓力變化被抑制至最小，從而能抑制起因於此種壓力變化的氣泡產生。

據此，可防止因液體中產生的氣泡貼附於該偵測單元上所導致的偵測精確度降低，並且該偵測單元能以高精確度測量該液體之流量。

再者，藉由配置該端口構件對及該殼體於一直線，無須增加該超音波流量計之徑向尺寸，從而可最小化該超音波流量計的裝設環境之空間。此外，因管路亦得於直線上連接該端口構件，而容易處理此等管路。

當結合參照以說明例方式顯示本發明的較佳實施例的所附圖式時，相較於實施方式，本發明之以上及其他目的、特徵及功效將變得更顯而易見。

10、100‧‧‧超音波流量計

12‧‧‧通道

14‧‧‧殼體

16a、16b‧‧‧聲波傳送及接收單元

18a、18b、102a、102b‧‧‧偵測單元

20‧‧‧導管

22‧‧‧第一容置部

24‧‧‧第二容置部

26‧‧‧安裝端口

28‧‧‧測量感應器

30‧‧‧第一連接構件

32‧‧‧第一螺紋部

34、58‧‧‧連接栓(端口構件)

34a、58a‧‧‧螺紋部

36‧‧‧供給通道

38、64‧‧‧聯結構件

40、62‧‧‧通孔

42‧‧‧嚙合梢

44‧‧‧密封球

46、66‧‧‧凸起部

48、68‧‧‧壓接配合凹槽(凹槽)

50、70‧‧‧引出部

52、72‧‧‧孔

54‧‧‧第二連接構件

56‧‧‧第二螺紋部

60‧‧‧排出通道

74、104‧‧‧夾持件

76、108‧‧‧接收孔

78‧‧‧彎曲部

80‧‧‧帽件

82‧‧‧纜線孔

84‧‧‧連通孔

86‧‧‧纜線

106‧‧‧振動吸收構件

110‧‧‧錐形部

A、B‧‧‧箭頭

第1圖係根據本發明之第一實施例之超音波流量計之整體剖面圖；第2A圖係顯示第1圖之超音波流量計中的一偵測單元周邊之放大剖面圖，及第2B圖係顯示第1圖之超音波流量計中的另一偵測單元周邊之放大剖面圖；第3圖係顯示第2A圖中的第一連接部與連接栓間之連接區域的周邊的放大剖面圖；第4圖係第1圖所示的自殼體之導管側觀看的一偵測單元之前視圖；第5圖係根據本發明之第二實施例之超音波流量計之整體剖面圖；以及第6圖係顯示第5圖之超音波流量計中的一偵測單元周邊之放大剖面圖。

如第1圖所示，超音波流量計10包含：殼體14，具有其中可供給流體，如水、化學溶液等的通道12；偵測單元對(pair of detection units)18a、18b，設置於殼體14之相對兩端上且其中容置有聲波傳送及接收單元16a、16b，該聲波傳送及接收單元16a、16b可傳送及接收聲波 信號。

該殼體14包含：導管20，係以如不鏽鋼等之金屬材料形成且呈直線形成；第一容置部(first accommodating section)22，形成於導管20之一端上；以及第二容置部24，形成於該導管20之另一端上。

該導管20具有沿軸向(箭頭A及B之方向)之預定長度，中央區域形成最小直徑，且該導管20係自中央區域分別朝向一端及另一端逐漸外擴之直徑而形成。再者，該安裝端口26係實質形成於導管20之中央中，該安裝端口26突出於實質垂直導管20之外周側表面之向外徑向上。給定型式之測量感應器28(例如用以測量流經殼體14內部的流體壓力之壓力感測器或用以測量該流體溫度之溫度感應器)可分別裝設於該安裝端口26中。該測量感應器28係自殼體14之外部相對該安裝端口26而插入，藉此該測量感應器28之感應單元係設置成突入通道12之內部中(如第1圖所示兩點之虛線(two-dot dashed line)之形狀)。

該殼體14不限於以金屬材料製作，亦得以樹脂材料形成。

如第1圖及第2A圖所示，該第一容置部22，舉例而言，係形成為實質固定直徑之圓柱形，其直徑係相對於該導管20展開。該偵測單元18a之一者係容置於該第一容置部22之內部。再者，第一連接構件30係形成於該第一容置部22中，該第一連接構件30係於離開該導 管20之方向(於箭頭A之方向)展開，且具有形成於第一連接構件之外周緣表面上的第一螺紋部32(螺紋部)。

該第一螺紋部32，舉例而言，係由梯形螺紋組成，該梯形螺紋之剖面係以梯形成型。連接栓(端口構件)34係通過該第一連接構件30之外周緣表面上之第一螺紋部32而連接。

該連接栓34係形成為一端開口之圓柱形，且形成於連接栓34之內周緣表面上之螺紋部34a係螺旋嚙合(screw-engaged)該第一連接構件30之第一螺紋部32。據此，該連接栓34係以覆蓋於第一連接構件30之外周表面之方式裝設。液體係通過供給通道(端口)36供給至殼體14之側，該供給通道36形成於連接栓34之另一端側之實質中央區(於箭頭A之方向)。

該供給通道36連通該殼體14之第一容置部22，且係與該導管20一起形成於一直線上。於該連接栓34之另一端上，未圖示之管路係通過該聯結構件38連接於該連接栓34，該聯結構件38係裝設於該連接栓34之外周緣表面上。該管路係連接未圖示之液體供給源。

再者，貫穿的通孔40係形成於該連接栓34中，其自該連接栓34之外周緣表面徑向朝內穿透。嚙合梢(engagement pin)42係插入在沿通孔40之軸向的通孔40中。更具體地，嚙合梢42係沿垂直於該殼體14及連接栓34之軸線之方向插入。

該嚙合梢42之遠端係插入至該第一連接構 件30之外周緣表面。據此，可防止連接於該第一連接構件30之連接栓34的相對旋轉位移，即鬆弛或鬆動。於該嚙合梢42已經插入通孔40後，密封球44係壓接配合(press-fitted)至通孔40之開口中，藉此該嚙合梢42保持於適當位置且防止其脫落。

特別說明者，該嚙合梢42係作為防鬆脫機制之功能，從而防止該連接栓34相對於該殼體14之第一連接構件30鬆脫。

再者，如第2A及3圖所示，以半圓形剖面突出之環狀的凸起部46係設置於該第一連接構件30之遠端上之外周緣表面上。此外，當該連接栓34連接於該第一連接構件30時，該第一連接構件30之遠端係壓接配合至形成於連接栓34內部中之壓接配合凹槽(press-fitting groove)(凹槽)48中，於是凸起部46被致使滑動接觸壓接配合凹槽48之內周表面而後沿內周表面壓潰，從而該第一連接構件30之遠端係於凹槽48內部壓潰而緊密壓合。

據此，該第一連接構件30及連接栓34能更可靠且穩固地連接於一起。此外，密封(seal)係形成於該第一連接構件30及該連接栓34之間，從而能防止液體自該第一容置部22及連接栓34間之連接區域滲漏。

再者，引出部(lead-out part)50係形成於該第一容置部22之外周緣表面上，該引出部50係朝外徑向而突出。後述之聲波傳送及接收單元16a之纜線86係自該殼體14之內部通過形成於該引出部50中央之孔52引至外 部。該引出部50係形成於該導管20周邊位於該第一容置部22之外周緣表面上之位置。

如第1圖及2B圖所示，該第二容置部24係形成實質如該第一容置部22之形狀之圓柱形，該第二容置部24具有實質固定之直徑，其直徑係相對於該導管20展開。該偵測單元18b之另一者係容置於該第二容置部24之內部。再者，第二連接構件54係形成於該第二容置部24中，該第二連接構件54係於離開該導管20之方向(於箭頭B之方向)展開，第二螺紋部(螺紋部)56係形成於該第二連接構件之外周緣表面上。該第二螺紋部56，舉例而言，係由梯形螺紋組成，該梯形螺紋之剖面係以梯形成型。連接栓(端口構件)58係通過形成於該第二連接構件54之外周緣表面上之第二螺紋部56連接。

連接栓58係形成為一端開口之圓柱形，且形成於該連接栓58之內周緣表面之螺紋部58a係螺旋嚙合(screw-engaged)該第二連接構件54之第二螺紋部56。據此，該連接栓58係以覆蓋於該第二連接構件54之外周表面之方式裝設。另一方面，液體係通過排出通道(端口)60排出至外部，該排出通道60形成於該連接栓58之另一端側之實質中央區(於箭頭B之方向)中。該排出通道60連通該殼體14之第二容置部24，且係與該導管20一起形成於一直線上。

再者，貫穿的通孔62係形成於該連接栓58中，其自該連接栓58之外周緣表面徑向朝內穿透。嚙合梢 42係沿該通孔62之軸向插入於該通孔62中。更具體地，該嚙合梢42係沿垂直於該殼體14及連接栓58之軸線之方向插入。未圖示之管路係通過聯結構件64連接於連接栓58的另一端，該聯結構件64係裝設於該連接栓58之外周緣表面上。

該嚙合梢42之遠端係插入至該第二連接構件54之外周緣表面。據此，可防止連接於該第二連接構件54的該連接栓58之相對旋轉位移，即鬆弛或鬆動。於該嚙合梢42已經插入該通孔62中後，密封球44係壓接配合至該通孔62之開口中，藉此，該嚙合梢42保持於適當位置且防止其脫落。

特別說明者，該嚙合梢42係作為防鬆脫機制之功能，從而防止該連接栓58相對於該殼體14之第二連接構件54鬆脫。

進一步而言，如第2B圖所示，以半圓形剖面突出之環狀的凸起部66係設置於該第二連接構件54之遠端上之外周緣表面上。此外，當該連接栓58連接於該第二連接構件54時，該第二連接構件54之遠端係壓接配合至形成於連接栓58內部中之壓接配合凹槽(凹槽)68中，於是該凸起部66被使得滑動接觸該壓接配合凹槽68而後沿內周表面碎裂，從而該第二連接構件54之遠端係壓接配合且因此壓合碎裂於該壓接配合凹槽68內部。據此，該第二連接構件54及連接栓58能更可靠且穩固地連接於一起。此外，密封係形成於該第二連接構件54及連接栓58之間， 從而可防止液體自該第二容置部24及連接栓58間之連接區域滲漏。

再者，引出部70係形成於該第二容置部24之外周緣表面上，該引出部70係朝外徑向而突出。後述之聲波傳送及接收單元16b之纜線86係自該殼體14之內部通過形成於該引出部70中央之孔72而引至外部。該引出部70係形成於該導管20周邊位於該第二容置部24之外周緣表面上之位置。

如第1至4圖所示，該偵測單元18a、18b包含：夾持件74，係分別容置於該殼體14之第一及第二容置部22、24中，且彼此相對裝設於該殼體14之通道12；以及聲波傳送及接收單元16a、16b，係設置於該夾持件74之內部中。

夾持件74係形成，舉例而言，自樹脂材料且實質呈U形剖面，其中央區具有軸向(箭頭A及B之方向)延伸之接收孔76。夾持件74之呈開口之端係設於該連接栓34、58之側上，從而該夾持件74之形成底部形狀之另一端係設於該通道12之側上且面向該通道12設置。該夾持件74可使用，舉例而言，氟樹脂作為其樹脂材料。如第2A及2B圖所示，彎曲部78設於該夾持件74之另一端上，其以球狀表面朝該通道12突出。該彎曲部78係以面向該通道12之預定半徑形成，且通過該通道12之軸向的中央最大程度朝外突出。該接收孔76之端係配置於該彎曲部78之相反側上，該聲波傳送及接收單元16a、16b分別 裝設於其內。

再者，帽件80係以內部容置有該聲波傳送及接收單元16a、16b之狀態而裝設於每一該夾持件74之一端上之接收孔76之開口中，從而以圓形剖面之帽件80密封該接收孔76。據此，該接收孔76被密封。

進一步而言，纜線孔82係形成於該夾持件74之另一端之周邊之纜線孔82與接收孔76之外部連接。該纜線孔82係以直線配置且連通該殼體14之孔52、72。

再者，複數個(例如3個)連通孔(連通路徑)84係形成於該夾持件74之外周緣部分上，該連通孔84軸向(箭頭A及B之方向)貫穿。該殼體14之通道12、該連接栓34之供給通道36以及該連接栓58之排出通道60通過該連通孔84彼此連通。如第4圖所示，該連通孔84，舉例而言，具有橢圓形剖面，並且以等間隔相互圍繞該夾持件74之外周緣方向而形成。

該聲波傳送及接收單元16a、16b係由壓電元件(piezo elements)組成，舉例而言，其係形成板狀且分別裝設於該夾持件74之平面形接收孔76中。隨之而來，該聲波傳送及接收單元16a、16b係實質垂直於該殼體14之導管20而設置。更具體地，該聲波傳送及接收單元16a、16b係概略垂直於該液體流經該殼體14之通道12之流向(箭頭A及B之方向)而配置。纜線86成對地分別連接該聲波傳送及接收單元對16a、16b。該纜線86通過該夾持件74之纜線孔82及該殼體14之孔52、72而引至外部。此 外，該聲波傳送及接收單元對16a、16b通過該纜線86電性連接未圖示之控制器。

本發明之第一實施例的超音波流量計10基本構成已如上述。其次，該超音波流量計10之運作及功效將描述如下。液體自未圖示之供給源通過該管路供給至該供給通道36。該液體流入該供給通道36，通過一該偵測單元18a之連通孔84，而後流入該通道12中。之後，該液體流經另一該偵測單元18b之連通孔84以及流入該排出通道60中。

於該超音波流量計10中，於液體流入該殼體14之通道12內部之狀態中，聲波信號係，舉例而言，自該連接該殼體14一端之該偵測單元18a之聲波傳送及接收單元16a傳送；當該聲波被該通道12之內壁表面反射時，該聲波信號於液體內部傳播，再由連接該殼體14另一端之偵測單元18b之聲波傳送及接收單元16b接收。於此案例中，該聲波信號係沿著該液體之流向(第1圖中箭頭B之方向)傳播。

再者，於相反的情形中，聲波信號係自連接該殼體14另一端之偵測單元18b之聲波傳送及接收單元16b傳送，再由連接該殼體14一端之偵測單元18a之聲波傳送及接收單元16a接收。於此案例中，該聲波信號係相反於液體之流向(第1圖中箭頭A之方向)傳播。

此外，由該聲波傳送及接收單元16a、16b所接收之基於聲波信號之接收信號係通過該纜線86輸出 至未圖示之控制器。該控制器自偵測信號計算傳播時間差△T(未圖示)，該時間差△T係基於該聲波信號於沿著液體流向(箭頭B之方向)之傳播時間T1及該聲波信號於相反於液體流向(箭頭A之方向)之傳播時間T2。液體之流速V，即流量，係從該傳播時間差△T計算。

於前述第一實施例之情形中，該超音波流量計10中的偵測單元對18a、18b係容置於該殼體14之內部，該連接栓34、58係分別連接於該殼體14之相對兩端，以及液體係通過一該連接栓34之供給通道36而供給，且流經該殼體14之通道12，並由另一該連接栓58之排出通道60排出至外部。因該連接栓34、58係相對於該殼體14之通道12而沿直線連接，當該液體自該供給通道36流入該通道12中時，以及當該液體自該通道12流入該排出通道60中時，該液體中的壓力變化被抑制至最小，從而可抑制由此種壓力變化所導致之氣泡產生。

據此，可抑制該液體中產生之氣泡貼附於該偵測單元18a、18b之夾持件74上，可防止肇因於氣泡貼附之偵測精確度降低，並且能由該偵測單元18a、18b測量出高精確度之液體流量。

再者，因該連接栓34、58對係分別沿著該殼體14之相對兩端而配置，相較於習知技術之超音波流量計，該殼體14之外周緣側之尺寸不會增加，從而用於超音波流量計之裝設環境之空間可最小化。此外，因該管路能沿直線連接於該連接栓34、58，而簡化此種管路之布局及 處置。

進一步言，於該殼體14之第一及第二容置部22、24中，梯形螺紋之該第一及第二螺紋部32、56係設於該第一及第二連接構件30、54之外周緣表面上，藉此，該連接栓34、58之螺紋部34a、58a分別由外周緣表面與該第一及第二螺紋部32、56螺旋嚙合。據此，相較於習知技術中之三角形剖面之螺紋部，因該連接栓34、58以強固定力固定於該殼體14，可防止該連接栓34、58鬆動，且可於該超音波流量計10中實現不易鬆動的穩固固定。

再者，於該連接栓34、58分別與該殼體14中之第一及第二容置部22、24螺旋嚙合之狀態中，該嚙合梢42係朝向內周緣側而插入至該連接栓34、58之通孔40、62中，並且該嚙合梢42之遠端係分別與第一及第二連接構件30、54之內周緣側處於嚙合。因此，能可靠地防止該連接栓34、58自第一及第二容置部22、24鬆動。

據此，即使於該超音波流量計10發生振動之案例中，該連接栓34、58自該殼體14之鬆動被防止，並且以低成本及簡單的結構而能可靠地防止連接於該連接栓34、58之管路發生脫落或位移。

再者，藉由設置該環狀的凸起部46、66於該第一及第二連接構件30、54之端部上，當該連接栓34、58與該第一及第二連接構件30、54螺旋嚙合時，該凸起部46、66被壓接配合並且牴觸該連接栓34、58之壓接配合凹槽68而變形。據此，密封能可靠地形成於該第一及第 二連接構件30、54與連接栓34、58之間，且該連接栓34、58能更穩固地連接於該第一及第二連接構件30、54。

再者，該導管20之安裝端口26係設於該殼體14上，如壓力感應器、溫度感應器等之測量感應器28能通過安裝端口26直接或選擇地附接。通常，於測量液體流量之情況中，該液體之溫度測量以及溫度校正應用至流量之測量以達提高精確度之目的。舉例而言，相較於分離於該超音波流量計10而設置用於執行此類溫度測量的溫度感應器的情況，管路配置能簡化，且因該測量感應器28(溫度感應器)能配置於實施液體之流量測量之緊接周邊中，該溫度測量能以高精確度進行，並且藉由高正確性溫度校正之手段，流量測量能以高精確度實施。

其次，第5及6圖顯示本發明之第二實施例之超音波流量計100。該超音波流量計100之元件相同於上述第一實施例之超音波流量計10且將以相同元件符號標示，且相同特徵之說明於此不再贅述。

如第5圖所示，根據第二實施例之超音波流量計100不同於根據上述第一實施例之超音波流量計10之處在於振動吸收構件(傳播構件)106分別設於該夾持件104與聲波傳送及接收單元16a、16b之間，該振動吸收構件106構成偵測單元102a、102b。

如第5及6圖所示，該偵測單元102a、102b包括：夾持件104，分別容置於該殼體14之第一及第二容置部22、24中，並且相對裝設於該殼體14之通道12；聲 波傳送及接收單元16a、16b，係設置於該夾持件104之內部中；以及振動吸收構件106，裝設於該夾持件104與聲波傳送及接收單元16a、16b之間。

該夾持件104係，舉例而言，以樹脂材料形成且實質呈U形剖面，其中央區具有沿著軸向(箭頭A及B之方向)延伸之接收孔108。此外，該夾持件104具有錐形部(突出部)110，該錐形部110以其另一端之三角形剖面朝通道12突出。

該振動吸收構件106係形成為錐形遠端，舉例而言，該振動吸收構件106來自可吸收振動之樹脂材料，並且其遠端係容置於該夾持件104之錐形部110之內部中。更具體地，該振動吸收構件106之收縮遠端係配置於該通道12側上。

當以樹脂材料構成該振動吸收構件106時，舉例而言，可使用聚醚醯亞胺(polyetherimide，PEI)。特別說明者，該振動吸收構件106係由較容置有該振動吸收構件106之夾持件104之材料的聲波信號之傳播速度快之材料所形成。

再者，該振動吸收構件106之另一端係形成垂直於軸向(箭頭A及B之方向)之平板形，該聲波傳送及接收單元16a、16b裝設於其上。

此外，於超音波流量計100中，液體流入該殼體14之通道12內部之狀態中，聲波信號係，舉例而言，自連接該殼體14一端之偵測單元102a之一者的聲波傳送 及接收單元16a傳送，且於通過該振動吸收構件106後，當該聲波信號被該通道12之內壁表面反射時，該聲波信號於液體內部傳播，而後該聲波信號再由連接該殼體14另一端之另一偵測單元102b之聲波傳送及接收單元16b接收。

於此案例中，該聲波信號係沿著液體之流向(第5圖中箭頭B之方向)傳播，並且藉由該振動吸收構件106增益聲波信號，該聲波信號以增益後之強度傳播。

再者，於相反的情形中，該聲波信號係自連接該殼體14另一端之偵測單元102b之聲波傳送及接收單元16b傳送，於通過該振動吸收構件106後，由連接該殼體14一端之偵測單元102a之聲波傳送及接收單元16a接收該聲波信號。於此案例中，該聲波信號係沿著相反於液體之流向的方向(第5圖中箭頭A之方向)傳播。

此外，由該聲波傳送及接收單元16a、16b所接收之基於聲波信號之接收信號係通過該纜線86輸出至未圖示之控制器。由該控制器自該偵測信號計算傳播時間差△T(未圖示)，該時間差△T係基於聲波信號於沿著液體流向(箭頭B之方向)之傳播時間T1及聲波信號於沿著相反於液體流向(箭頭A之方向)之傳播時間T2。液體之流速V，即流量，係從該傳播時間差△T計算。

於前述第二實施例之情形中，構成該偵測單元102a、102b之錐形部110以其三角形剖面朝向該夾持件104之另一端上的通道12突出，藉由該錐形部110，通過殼體14之通道12之該液體之流動能予以直線化及層流 化，藉此減低壓力損失並可有效抑制氣泡產生。據此，可更有效防止氣泡貼附於該偵測單元102a、102b之夾持件104所致之偵測精確度降低。

再者，藉由在該夾持件104上之錐形部110之內部中設置該振動吸收構件106，使聲波傳送及接收單元16a、16b所傳送及接收聲波信號之強度增益，即使於該液體流量小時仍足以實現低流量之測量。

根據本發明之超音波流量計不限於上述實施例。於不脫離如所附申請專利範圍的本發明的範疇的情況下，可對上述實施方式做各種改變或修飾。

10‧‧‧超音波流量計

12‧‧‧通道

14‧‧‧殼體

16a、16b‧‧‧聲波傳送及接收單元

18a、18b‧‧‧偵測單元

20‧‧‧導管

22‧‧‧第一容置部

24‧‧‧第二容置部

26‧‧‧安裝端口

28‧‧‧測量感應器

30‧‧‧第一連接構件

32‧‧‧第一螺紋部

34、58‧‧‧連接栓(端口構件)

34a、58a‧‧‧螺紋部

36‧‧‧供給通道

38、64‧‧‧聯結構件

42‧‧‧嚙合梢

44‧‧‧密封球

50、70‧‧‧引出部

52、72‧‧‧孔

54‧‧‧第二連接構件

56‧‧‧第二螺紋部

60‧‧‧排出通道

74‧‧‧夾持件

76‧‧‧接收孔

80‧‧‧帽件

84‧‧‧連通孔

86‧‧‧纜線

A、B‧‧‧箭頭

Claims (6)

1. 一種超音波流量計(10、100)，用以依據聲波信號測量液體之流量，該超音波流量計包括：殼體(14)，其中具有液體流過其中之通道(12)；偵測單元(18a、18b、102a、102b)對，能傳送及接收聲波信號，且彼此相對配置於該殼體(14)之內部並且夾置該通道(12)於其間；以及端口構件(34、58)對，分別連接於該殼體(14)之相對端部，該液體通過該端口構件(34、58)對供給及排出；其中，該殼體(14)、該端口構件對(34、58)及該偵測單元對(18a、18b、102a、102b)係配置於一直線上，且於該殼體(14)之內部，由該端口構件(34、58)之一者供給之液體流經形成於該偵測單元(18a、18b、102a、102b)外周緣側上之連通路徑(84)而進入該通道(12)中，再流經該通道(12)至該端口構件(34、58)之另一者，每個偵測單元(102a、102b)包括具有實質設於中央的突出部(110)之夾持件(104)，該突出部(110)向該通道(12)突出，該夾持件(104)之內部設置有傳播構件(106)中，聲波信號於該傳播構件(106)中之傳播速度係高於聲波信號於該夾持件(104)中之傳播速度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之超音波流量計，其中，該端口構件(34，58)及該殼體(14)係藉由分別形成於該殼體(14)及端口構件(34，58)上之螺紋部(32，34a，56，58a)之嚙合而相互連接在一起，該等螺紋部(32，34a，56，58a)係以梯形螺紋形成。
3. 如申請專利範圍第1項所述之超音波流量計，其中，於該殼體(14)與該端口構件(34，58)間之連接區域設置嚙合梢(42)，該嚙合梢係插入垂直於該端口構件對(34，58)及該殼體(14)之軸線之方向插入以相互嚙合該端口構件對(34，58)及該殼體(14)。
4. 如申請專利範圍第1項所述之超音波流量計，其中，於該殼體(14)及該端口構件(34，58)之任一者之端部之外周緣表面上形成有朝外的徑向上突出之凸起部(46，66)，而於該端口構件(34，58)或該殼體(14)上相對於具有該凸起部(44，66)之該端口構件對(58，34)或該殼體(14)之一者之上面形成有凹槽(48，68)該端口部即壓合於該凹槽中。
5. 如申請專利範圍第1項所述之超音波流量計，其中，殼體(14)中形成有安裝端口(26)，該安裝端口(26)連通該通道(12)並且該安裝端口(26)中裝設有用以偵測流體狀態之感應器(28)。
6. 如申請專利範圍第1項所述之超音波流量計，其中，該突出部(110)係形成實質呈三角形之剖面，該剖面朝該通道(12)逐漸收縮。