WO2014203510A1 - 超音波式流量計測装置 - Google Patents

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WO2014203510A1
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ultrasonic
partition plate
transmission hole
measurement
flow
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佐藤　真人
永原　英知
藤井　裕史
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
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    • G01F1/662—Constructional details

Definitions

  • the present invention relates to an ultrasonic flow measuring device that measures the flow rate of a fluid flowing through a plurality of flat flow channels divided by a partition plate with an ultrasonic flow meter.
  • an ultrasonic flow measuring device shown in Patent Document 1 As an ultrasonic flow measuring device, an ultrasonic flow measuring device shown in Patent Document 1 is known.
  • the partition plate 9 is inserted into the flow path 4 from the opening 8, and the flow path 4 is partitioned into a plurality of flat flow paths 10 by the partition plate 9.
  • the partition plate 9 is formed by punching a SUS roll material. At this time, warpage and burrs are generated in the partition plate 9 and thus processing for removing them is performed, but warpage and burrs that cannot be visually observed may remain. Even such slight warpage or burr affects the flow of fluid along the partition plate 9.
  • the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide an ultrasonic flow measuring device capable of reducing individual variations in flow rate.
  • An ultrasonic flow measurement device includes a measurement flow channel, a flow channel forming unit having an opening facing the bottom surface of the measurement flow channel, and ultrasonic waves transmitted and received through the opening.
  • the present invention has the configuration described above, and has an effect that it is possible to provide an ultrasonic flow measuring device capable of reducing individual variations in flow rate.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an ultrasonic flow measuring device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an ultrasonic flow rate measuring device cut along line AA in FIG. 1. It is a perspective view which shows the flow-path block with which the sheet
  • 1st invention is a flow path formation part which has an opening part which opposes the bottom face of the measurement flow path and the said measurement flow path, and a pair of ultrasonic waves provided so that transmission / reception of an ultrasonic wave was possible via the said opening part
  • An ultrasonic flow rate comprising: a transducer; a partition plate that partitions the measurement channel; and an identification unit for identifying the front and back surfaces of the partition plate provided on an end surface of the partition plate. It is a measuring device.
  • the second invention is the ultrasonic flow measuring device according to the first invention, wherein the identification section is provided at a position not appearing in the measurement flow path.
  • the sheet further includes a sheet covering the opening, the sheet transmitting the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic transducer, and the measurement It has a 2nd penetration hole which permeate
  • the sheet further includes a sheet covering the opening, the sheet transmitting the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic transducer, and the measurement A second transmission hole that transmits ultrasonic waves reflected from a bottom surface of the flow path; and the identification unit is a recess that faces one of the first transmission hole and the second transmission hole.
  • This is an ultrasonic flow measuring device.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an ultrasonic flow measuring device 30 according to an embodiment.
  • the ultrasonic flow measuring device 30 includes a flow path block 32, a sensor block 33, a pair of ultrasonic transducers 46 and 47, and a substrate 51.
  • the flow path block 32 is a flow path forming unit that forms a flow path (measurement flow path) 31 for measuring the flow rate. Inside the channel block 32, an inlet 31a, an outlet 31b, and a measurement channel 31 are provided.
  • the measurement channel 31 has a rectangular cross section, and one end thereof is connected to the inflow port 31a, and the other end of the measurement channel 31 is connected to the outflow port 31b.
  • a curved inlet wall surface 54 is provided on the upstream side of the inflow port 31a.
  • the flow path block 32 further includes a bottom plate portion 37 and an opening 38.
  • the bottom plate portion 37 is orthogonal to the inflow port 31a and the outflow port 31b.
  • the inner surface of the bottom plate portion 37 is a flat surface and constitutes the bottom surface of the measurement channel 31.
  • a plurality of groove portions 43 are provided in the bottom plate portion 37.
  • the groove 43 is a rectangular parallelepiped recess.
  • the two groove portions 43 arranged along the flow direction of the measurement flow path 31 indicated by the arrow 55 are linearly arranged with a gap therebetween.
  • the opening 38 has a rectangular shape and is disposed at a position orthogonal to the inflow port 31 a and the outflow port 31 b and facing the bottom plate portion 37.
  • the opening 38 is covered with a sheet 45.
  • the sheet 45 is formed of a resinous sheet, a wire mesh, a resin mesh, a foam resin, or the like.
  • the sheet 45 is provided with two transmission holes 57.
  • the transmission hole 57 is a hole for transmitting ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic transducers 46 and 47.
  • the upstream permeation hole 57 and the downstream permeation hole 57 are arranged at intervals along the flow direction of the measurement channel 31.
  • One of the upstream transmission hole 57 and the downstream transmission hole 57 is a first transmission hole, and the other is a second transmission hole.
  • a partition plate 39 is arranged in the measurement flow path 31.
  • the partition plate 39 is a rectangular flat plate, and has a front surface 39a (FIG. 2), a back surface 39b, an upper end surface, a lower end surface, an upstream end surface, and a downstream end surface.
  • the height of the partition plate 39 (the length between the upper end surface and the lower end surface) is equal to the height of the measurement flow channel 31 (the length between the bottom plate portion 37 and the opening 38 of the flow channel block 32).
  • the length of the partition plate 39 (the length between the upstream end surface and the downstream end surface) is equal to the length of the measurement channel 31.
  • the front surface 39a (FIG. 2) and the back surface 39b of the partition plate 39 face each other.
  • the upstream end surface faces the inflow port 31a, and the downstream end surface faces the outflow port 31b.
  • the upper end surface faces the opening 38 and has, for example, two upper protrusions 41 and a convex portion 56.
  • the upper protrusion 41 is provided so as to protrude upward from the corners of the upstream end and the downstream end of the partition plate 39.
  • the convex portion 56 is an identification portion for identifying the front surface 39a (FIG. 2) and the rear surface 39b of the partition plate 39.
  • the convex portion 56 has a rectangular shape and protrudes upward from the upper end surface.
  • the convex portion 56 is disposed at an asymmetrical position with respect to the center line between the upstream end and the downstream end in the partition plate 39.
  • the convex portion 56 is disposed between the two upper projections 41 at a position closer to the upper projection 41 on the downstream end side than the upper projection 41 on the upstream side.
  • the convex portion 56 protrudes upward from the opening 38 through the downstream transmission hole 57. At this time, the convex portion 56 is not located at the center of the downstream transmission hole 57 but near the upstream edge of the downstream transmission hole 57. Thereby, the convex part 56 is provided in the position far from the propagation path
  • the lower end surface faces the bottom plate portion 37 and has, for example, two lower protrusions 42.
  • the two lower protrusions 42 are provided at positions facing the groove 43 of the bottom plate portion 37 with a space therebetween.
  • Each lower protrusion 42 protrudes downward from the lower end surface and is inserted into the groove 43. Thereby, the lower end of the partition plate 39 is supported by the edge of the groove 43.
  • the sensor block 33 is for providing the first ultrasonic transducer 46 and the second ultrasonic transducer 47 in the measurement flow path 31.
  • the sensor block 33 is disposed on the flow path block 32 with the sheet 45 interposed therebetween.
  • the sensor block 33 is provided with a fixing component 50 for fixing the pair of ultrasonic transducers 46 and 47 to the measurement channel 31 at a constant angle.
  • the first ultrasonic transducer 46 on the upstream side is attached to the fixed component 50 and is directed to the downstream side from the direction orthogonal to the flow direction (arrow 55).
  • the second ultrasonic transducer 47 on the downstream side is attached to the fixed component 50 and is directed to the upstream side in the direction orthogonal to the flow direction.
  • the first ultrasonic transducer 46 faces the transmission hole 57 on the upstream side of the sheet 45.
  • the second ultrasonic transducer 47 faces the transmission hole 57 on the downstream side of the sheet 45.
  • the outer peripheral surfaces of the ultrasonic transducers 46 and 47 are covered with an elastic body.
  • the elastic body is interposed between the ultrasonic transducers 46 and 47 and the sensor block 33, so that the vibration of the ultrasonic transducers 46 and 47 is suppressed from propagating to the sensor block 33, and noise is generated. Is reduced.
  • the substrate 51 is electrically connected to the ultrasonic transducers 46 and 47 and fixed to the sensor block 33.
  • a measurement circuit unit (not shown) and an arithmetic circuit unit (not shown) are mounted on the substrate 51.
  • the measurement circuit unit measures the time during which the ultrasonic wave propagates between the pair of ultrasonic transducers 46 and 47 based on the output from the ultrasonic transducers 46 and 47.
  • the arithmetic circuit unit calculates the flow rate based on the output from the measurement circuit unit.
  • FIG. 2 is a sectional view showing the ultrasonic flow measuring device 30 cut along the line AA in FIG.
  • the flow path block 32 further includes a first side wall portion 35 and a second side wall portion 36.
  • the first side wall portion 35 and the second side wall portion 36 face each other and are provided perpendicular to the bottom plate portion 37.
  • Each side wall 35, 36 constitutes a side surface of the measurement channel 31 and has a rectangular cross-sectional shape of the channel 31.
  • the front surface 39 a and the rear surface 39 b of the partition plate 39 are provided in parallel to the side wall portions 35 and 36 and appear in the measurement flow path 31.
  • the front surface 39 a of the partition plate 39 faces the first side wall portion 35
  • the back surface 39 b of the partition plate 39 faces the second side wall portion 36.
  • the measurement channel 31 is partitioned into a plurality (four in this embodiment) of flat channels (flat channels) 40 by a plurality of (three in this embodiment) partition plates 39. .
  • the partition plates 39 are arranged at equal intervals between the first side wall portion 35 and the second side wall portion 36.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the flow path block 32 on which the seat 45 is mounted.
  • a plurality (three in this embodiment) of upstream grooves 44 are provided on the upper upstream edge of the flow path block 32.
  • the upstream groove portions 44 are arranged in parallel with each other at equal intervals, and communicate with the opening 38.
  • An upstream upper protrusion 41 is inserted into the upstream groove portion 44. Thereby, the upstream end of the partition plate 39 is supported by the edge of the groove 44.
  • downstream groove portions 44 are provided on the upper downstream edge of the flow path block 32.
  • the downstream groove portions 44 are equidistantly parallel to each other, communicate with the opening 38, and are disposed so as to face the upstream groove portion 44.
  • the downstream upper groove 41 is inserted into the downstream groove portion 44. Thereby, the downstream end of the partition plate 39 is supported by the edge of the groove 44.
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the ultrasonic flow measuring device 30.
  • the partition plate 39 is inserted into the measurement channel 31 from the opening 38 while inserting both ends of the partition plate 39 into the pair of grooves 44.
  • the lower protrusion 42 of the partition plate 39 is inserted into the groove portion 43 of the bottom plate portion 37.
  • the lower end portion of the partition plate 39 hits the bottom plate portion 37 and the upper protrusion 41 fits into the groove portion 44.
  • each partition plate 39 is attached to a predetermined position of the flow path block 32.
  • the partition plate 39 When inserting the partition plate 39 in this way, the partition plate 39 is directed in a direction in which the convex portion 56 is closer to the outlet 31b than the inlet 31a. Thereby, the direction of the surface 39a and the back surface 39b of the some partition plate 39 is each arrange
  • the sensor block 33 on which the ultrasonic transducers 46 and 47 and the substrate 51 are mounted is attached to the flow path block 32. Thereby, the ultrasonic flow rate measuring device 30 is assembled.
  • the fluid to be detected flows into the ultrasonic flow rate measuring device 30. Then, the fluid to be detected is rectified by the curved inlet wall surface 54 and introduced into each flat channel 40 of the measurement channel 31. Here, the fluid to be detected flows into the plurality of flat channels 40 with an equal distribution ratio.
  • ultrasonic waves are transmitted from the first ultrasonic transducer 46 in a state where the fluid to be detected flows through each flat flow path 40.
  • the ultrasonic wave passes through the transmission hole 57 on the upstream side of the sheet 45, obliquely crosses the flat flow path 40, and is reflected by the bottom plate portion 37. Then, it passes through the transmission hole 57 on the downstream side of the sheet 45 and is received by the second ultrasonic transducer 47.
  • ultrasonic waves are transmitted from the second ultrasonic transducer 47, and the first ultrasonic transducer 46 receives the ultrasonic waves reflected by the bottom plate portion 37.
  • the measurement circuit unit of the substrate 51 includes an ultrasonic propagation time (upstream propagation time) when transmitted from the first ultrasonic transducer 46 to the second ultrasonic transducer 47, and a second ultrasonic transducer.
  • the ultrasonic propagation time (downstream propagation time) when transmitting from 47 to the first ultrasonic transducer 46 is measured.
  • the arithmetic circuit unit obtains the flow rate from the difference between the upstream propagation time and the downstream propagation time, and obtains the flow rate from this flow rate.
  • the convex portion 56 is provided at a non-target position of the partition plate 39.
  • the direction of the surface 39a and the back surface 39b of the partition plate 39 can be made to correspond easily by aligning the position of the convex part 56 of the some partition plate 39, respectively.
  • the convex portion 56 protrudes from the downstream transmission hole 57.
  • the orientations of the front surface 39a and the back surface 39b of the partition plate 39 are aligned, even if the partition plate 39 has warping or burrs, these may be applied to the fluid flowing along the front surface 39a or the back surface 39b of the partition plate 39. It affects uniformly. Therefore, since the flow velocity distribution for each flat channel 10 becomes uniform, the individual variation in the flow rate can be reduced.
  • the convex portion 56 protrudes above the opening 38 and does not appear in the measurement flow path 31. For this reason, there is little influence of the convex part 56 with respect to the flow of the fluid in the measurement flow path 31, and it can measure a flow volume more correctly.
  • the partition plate 39 is arranged in the measurement flow path 31 so that the front surface 39 a faces the first side wall portion 35 and the back surface 39 b faces the second side wall portion 36.
  • the partition plate 39 may be arranged in the measurement channel 31 so that the front surface 39a faces the second side wall portion 36 and the back surface 39b faces the first side wall portion 35.
  • the convex portion 56 is provided at a position facing the downstream transmission hole 57.
  • the protruding portion 56 protruding from the upper end surface is provided on the partition plate 39 as an identification portion.
  • a recess 58 that is recessed from the upper end surface can be provided in the partition plate 39 as an identification portion that identifies the front surface 39 a and the back surface 39 b of the partition plate 39.
  • the concave portion 58 is provided at an asymmetrical position with respect to the center line between the upstream end and the downstream end of the partition plate 39, for example, a position facing the downstream transmission hole 57.
  • the recess 58 may be configured to have a size approximately the same as the size of the transmission hole 57 and to spread over substantially the entire area of the transmission hole 57. Also in this case, since the position of the recess 58 can be confirmed from the transmission hole 57, it is possible to easily determine whether the front surface 39a and the rear surface 39b of the partition plate 39 are aligned.
  • an identification part is provided separately from the upper protrusion 41.
  • the upper protrusion 41 can be used as an identification portion for identifying the front surface 39a and the back surface 39b of the partition plate 39 in addition to the function as a fixing portion of the partition plate 39.
  • the front surface 39a and the back surface 39b of the partition plate 39 can be identified by making the shape or position of the two upper protrusions 41 provided on the partition plate 39 unintentional.
  • the identification portion is provided on the upper end surface of the partition plate 39 facing the opening 38.
  • an identification part may be provided on the lower end surface of the partition plate 39.
  • the lower protrusion 42, a convex portion protruding downward from the lower end surface of the partition plate 39, or a concave portion recessed upward from the lower end surface of the partition plate 39 may be used as the identification portion.
  • the ultrasonic flow measuring device of the present invention is useful as an ultrasonic flow measuring device that can reduce individual variation in flow rate.
  • Ultrasonic flow measuring device 31 Measurement flow path 32 Flow path block (flow path forming part) 38 Opening 39 Partition plate 39a Front surface 39b Back surface 41 Upper protrusion (identification part) 42 Lower projection (identification part) 45 Sheet 46 First ultrasonic transducer 47 Second ultrasonic transducer 56 Convex part (identification part) 57 Transmission hole 58 Recess (Identification part)

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Abstract

　超音波式流量計測装置は、計測流路(31)、および、前記計測流路の底面に対向する開口部(38)を有する流路形成部(32)と、前記開口部を介して超音波を送受信可能に設けられた一対の超音波送受波器(46,47)と、前記計測流路を仕切る仕切板(39)と、前記仕切板の端面に設けられている前記仕切板の表面(39a)および裏面(39b)を識別するための識別部(56,58)と、を備えている。

Description

超音波式流量計測装置
　本発明は、仕切板により計測流路が分割された複数の扁平流路を流れる流体の流量を超音波流量計で測定する超音波式流量計測装置に関する。
　従来、超音波式流量計測装置として、特許文献１に示す超音波式流量計測装置が知られている。たとえば、図６および図７に示すように、仕切板９が開口部８から流路４に挿入されて、流路４が仕切板９によって複数の扁平流路１０に仕切られている。
特開２０１２－１０３１４９号公報
　通常、仕切板９は、ＳＵＳ製のロール材を打ち抜き加工することにより形成される。この際、仕切板９には反りやバリが発生するため、これらを除去する処理を行っているが、目視不可能な反りやバリが残ってしまうことがある。このような僅かな反りやバリであっても、仕切板９に沿った流体の流れに影響する。
　よって、表裏の方向を揃えずに仕切板９を流路４に挿入すると、扁平流路１０ごとに反りやバリなどの影響が異なる。よって、各扁平流路１０の流速分布が異なり、流量の個体バラツキが発生するという課題があった。
　本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、流量の個体バラツキを低減可能な超音波式流量計測装置を提供することを目的としている。
　本発明のある態様に係る超音波式流量計測装置は、計測流路、および、前記計測流路の底面に対向する開口部を有する流路形成部と、前記開口部を介して超音波を送受信可能に設けられた一対の超音波送受波器と、前記計測流路を仕切る仕切板と、前記仕切板の端面に設けられている前記仕切板の表面および裏面を識別するための識別部と、を備えている。
　本発明は、以上に説明した構成を有し、流量の個体バラツキを低減可能な超音波式流量計測装置を提供することができるという効果を奏する。
本発明の実施の形態に係る超音波式流量計測装置を示す断面図である。 図１のＡ－Ａ線に沿って切断した超音波式流量計測装置を示す断面図である。 図１のシートが装着された流路ブロックを示す斜視図である。 図１の超音波式流量計測装置の一部を示す断面図である。 他の実施例の超音波式流量計測装置の一部を示す断面図である。 従来の超音波式流量計測装置を示す断面図である。 従来の超音波式流量計測装置を示す断面図である。
　第１の発明は、計測流路、および、前記計測流路の底面に対向する開口部を有する流路形成部と、前記開口部を介して超音波を送受信可能に設けられた一対の超音波送受波器と、前記計測流路を仕切る仕切板と、前記仕切板の端面に設けられている前記仕切板の表面および裏面を識別するための識別部と、を備えている、超音波式流量計測装置である。
　第２の発明は、第１の発明において、前記識別部は、前記計測流路に現れない位置に設けられている、超音波式流量計測装置である。
　第３の発明は、第２の発明において、前記開口部を覆うシートをさらに備え、前記シートは、前記超音波送受波器から送信された超音波を透過させる第１透過孔、および、前記計測流路の底面で反射した超音波を透過させる第２透過孔を有しており、前記識別部は、前記第１透過孔と前記第２透過孔とのいずれか一方の透過孔から突き出す凸部である、超音波式流量計測装置である。
　第４の発明は、第１の発明において、前記開口部を覆うシートをさらに備え、前記シートは、前記超音波送受波器から送信された超音波を透過させる第１透過孔、および、前記計測流路の底面で反射した超音波を透過させる第２透過孔を有しており、前記識別部は、前記第１透過孔と前記第２透過孔とのいずれか一方の透過孔を臨む凹部である、超音波式流量計測装置である。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
　（実施の形態）
　図１は、実施の形態に係る超音波式流量計測装置３０を示す断面図である。図１に示すように、超音波式流量計測装置３０は、流路ブロック３２、センサブロック３３、一対の超音波送受波器４６、４７および基板５１を備えている。
　流路ブロック３２は、流量を計測するための流路（計測流路）３１を形成する流路形成部である。流路ブロック３２の内部には、流入口３１ａ、流出口３１ｂおよび計測流路３１が設けられている。計測流路３１は、断面が矩形状であって、その一方端は流入口３１ａに接続され、計測流路３１の他方端は流出口３１ｂに接続されている。流入口３１ａの上流側には、曲面状の入口壁面５４が設けられている。
　流路ブロック３２は、底板部３７および開口部３８をさらに有している。底板部３７は、流入口３１ａおよび流出口３１ｂに直交している。底板部３７の内面は、平面であって、計測流路３１の底面を構成している。底板部３７には、複数の溝部４３が設けられている。溝部４３は直方体形状の窪みである。矢印５５に示す計測流路３１の流れ方向に沿って並ぶ２つの溝部４３は、間隔を開けて直線状に配置されている。
　開口部３８は、長方形状であって、流入口３１ａおよび流出口３１ｂに直交し、底板部３７に対向する位置に配されている。開口部３８はシート４５で覆われている。
　シート４５は、樹脂性シート、金網、樹脂メッシュ、発泡体樹脂などで形成されている。シート４５には、２つの透過孔５７が設けられている。透過孔５７は、各超音波送受波器４６、４７から送信された超音波を透過させるための孔である。上流側の透過孔５７および下流側の透過孔５７は、計測流路３１の流れ方向に沿い間隔を開けて配置されている。なお、上流側の透過孔５７および下流側の透過孔５７のいずれか一方が第１透過孔であって、他方が第２透過孔である。
　仕切板３９が計測流路３１に配されている。仕切板３９は、矩形状の平板であって、表面３９ａ（図２）、裏面３９ｂ、上端面、下端面、上流端面および下流端面を有している。仕切板３９の高さ（上端面と下端面との間の長さ）は、計測流路３１の高さ（流路ブロック３２の底板部３７と開口部３８との間の長さ）に等しい。仕切板３９の長さ（上流端面と下流端面との間の長さ）は、計測流路３１の長さに等しい。
　仕切板３９の表面３９ａ（図２）および裏面３９ｂは、互いに対向している。上流端面は流入口３１ａに対向し、下流端面は流出口３１ｂに対向している。上端面は、開口部３８に対向し、たとえば、２つの上突起４１および凸部５６を有している。上突起４１は、仕切板３９の上流端および下流端の角から上方に向けて突出して設けられている。
　凸部５６は、仕切板３９の表面３９ａ（図２）と裏面３９ｂとを識別するための識別部である。凸部５６は、矩形状であって、上端面から上方に突き出している。凸部５６は、仕切板３９において上流端と下流端との間の中心線に関して非対称な位置に配されている。この実施の形態では、凸部５６は、２つの上突起４１の間において、上流側の上突起４１より下流端側の上突起４１に近い位置に配されている。
　凸部５６は、開口部３８から下流側の透過孔５７を介して上方に突き出している。この際、凸部５６は、下流側の透過孔５７の中央部ではなく、下流側の透過孔５７の上流側縁の近くに位置する。これにより、凸部５６は、各超音波送受波器４６、４７から送信された超音波の伝搬経路から遠い位置（経路の中心から外れた多位置）に設けられる。
　下端面は、底板部３７に対向し、たとえば、２つの下突起４２を有している。２つの下突起４２は互いに間隔をあけて、底板部３７の溝部４３に対向する位置に設けられている。各下突起４２は、下端面から下方に突出し、溝部４３に挿入されている。これにより、仕切板３９の下端が溝部４３の縁により支持される。
　センサブロック３３は、第１超音波送受波器４６および第２超音波送受波器４７を計測流路３１に設けるためのものである。センサブロック３３は、シート４５を挟んで流路ブロック３２の上に配されている。センサブロック３３には、一対の超音波送受波器４６、４７を計測流路３１に対して一定の角度で固定するための固定部品５０が設けられている。
　上流側の第１超音波送受波器４６は、固定部品５０に取り付けられた状態で、流れ方向（矢印５５）に直交する方向よりも下流側へ向けられている。下流側の第２超音波送受波器４７は、固定部品５０に取り付けられた状態で、流れ方向に直交する方向よりも上流側へ向けられている。その結果、愛１超音波送受波器４６および第２超音波送受波器４７は、図中矢印５２に示すように、超音波を互いに送受信可能である。
　第１超音波送受波器４６はシート４５の上流側の透過孔５７に面している。第２超音波送受波器４７はシート４５の下流側の透過孔５７に面している。各超音波送受波器４６、４７の外周面は弾性体で覆われている。この弾性体が各超音波送受波器４６、４７とセンサブロック３３との間に介在することにより、各超音波送受波器４６、４７の振動がセンサブロック３３に伝播することが抑制され、ノイズが低減される。
　基板５１は、各超音波送受波器４６、４７に電気的に接続されて、センサブロック３３に固定されている。基板５１には、計測回路部（図示せず）および演算回路部（図示せず）が搭載されている。計測回路部は、超音波送受波器４６、４７からの出力に基づいて一対の超音波送受波器４６、４７間を超音波が伝搬する時間を計測する。演算回路部は、計測回路部からの出力に基づいて流量を演算する。
　図２は、図１のＡ－Ａ線に沿って切断した超音波式流量計測装置３０を示す断面図である。図２に示すように、流路ブロック３２は、第１側壁部３５および第２側壁部３６をさらに有している。第１側壁部３５および第２側壁部３６は、互いに対向しており、底板部３７に対して垂直に設けられている。各側壁部３５、３６は計測流路３１の側面を構成しており、流路３１の矩形の断面形状を有している。
　仕切板３９は、その表面３９ａおよび裏面３９ｂが各側壁部３５、３６に対して平行に設けられ、計測流路３１内に現れている。たとえば、仕切板３９の表面３９ａは第１側壁部３５に対向し、仕切板３９の裏面３９ｂは第２側壁部３６に対向している。複数（この実施の形態では、３枚）の仕切板３９により、計測流路３１が複数（この実施の形態では、４本）の扁平状の流路（扁平流路）４０に仕切られている。仕切板３９は、第１側壁部３５と第２側壁部３６との間において等間隔に配されている。
　図３は、シート４５が装着された流路ブロック３２を示す斜視図である。図３に示すように、流路ブロック３２の上側の上流縁に、複数（この実施の形態では、３本）の上流側の溝部４４が設けられている。この上流側の溝部４４は、互いに平行に等間隔に配されており、開口部３８と連通している。上流側の溝部４４に上流側の上突起４１が挿入されている。これにより、仕切板３９の上流端が溝部４４の縁により支持される。
　また、流路ブロック３２の上側の下流縁に、複数（この実施の形態では、３本）の下流側の溝部４４が設けられている。この下流側の溝部４４は、互いに平行に等間隔であって、開口部３８と連通しており、上流側の溝部４４に対向するように配されている。下流側の溝部４４は、下流側の上突起４１が挿入されている。これにより、仕切板３９の下流端が溝部４４の縁により支持される。
　次に、図１～図４を参照して、超音波式流量計測装置３０の組立手順について説明する。図４は、超音波式流量計測装置３０の一部を示す拡大断面図である。図１～図４に示すように、仕切板３９の両端部のそれぞれを一対の溝部４４に差し入れながら、仕切板３９を開口部３８から計測流路３１に挿入する。そして、仕切板３９の下突起４２を底板部３７の溝部４３に挿入する。これにより、仕切板３９の下端部が底板部３７に当たり、上突起４１が溝部４４に嵌る。このため、各仕切板３９が流路ブロック３２の所定位置に取り付けられる。
　このように仕切板３９を挿入する際に、凸部５６が流入口３１ａより流出口３１ｂに近くなる方向に仕切板３９を向ける。これにより、複数の仕切板３９の表面３９ａおよび裏面３９ｂの向きがそれぞれ揃えられる。
　そして、開口部３８を覆うように、シート４５を流路ブロック３２に取り付けると、（仕切板３９の向きが正しければ、）全ての仕切板３９の凸部５６が下流側の透過孔５７から突き出す。したがって、各仕切板３９の向きが正しいか否かは、全ての凸部５６が１つの透過孔５７内に位置しているか否かを見るだけで、より簡単に判断することができる。
　最後に、各超音波送受波器４６、４７および基板５１を装着したセンサブロック３３を流路ブロック３２に取り付ける。これにより、超音波式流量計測装置３０が組み立てられる。
　次に、図１～図３を参照して、超音波式流量計測装置３０の動作について説明する。図１の矢印５５に示すように、被検出流体は超音波式流量計測装置３０に流入する。そして、被検出流体は、曲面状の入口壁面５４により整流化されて、計測流路３１の各扁平流路４０に導入される。ここで、被検出流体は、等しい分配比で複数の扁平流路４０に流入する。
　このように、各扁平流路４０に被検出流体が流れている状態で、第１超音波送受波器４６から超音波を送信する。超音波は、シート４５の上流側の透過孔５７を通過し、扁平流路４０を斜めに横切って、底板部３７で反射する。そして、シート４５の下流側の透過孔５７を通過し、第２超音波送受波器４７で受信される。また、第２超音波送受波器４７から超音波を送信し、底板部３７で反射した超音波を第１超音波送受波器４６が受信する。
　基板５１の計測回路部は、第１超音波送受波器４６から第２超音波送受波器４７へ送信したときの超音波の伝搬時間（上流側伝搬時間）と、第２超音波送受波器４７から第１超音波送受波器４６へ送信したときの超音波の伝搬時間（下流側伝搬時間）を計測する。演算回路部は、上流側伝搬時間と下流側伝搬時間との差から流速を求め、この流速から流量を求める。
　上記構成によれば、凸部５６が仕切板３９の非対象な位置に設けられている。このため、複数の仕切板３９の凸部５６の位置をそれぞれ合わせることにより、仕切板３９の表面３９ａおよび裏面３９ｂの向きを簡単に一致させることができる。また、凸部５６が下流側の透過孔５７から突き出している。これにより、凸部５６の位置を容易に確認することができるため、仕切板３９の表面３９ａおよび裏面３９ｂの向きが揃っているか否かを簡単に判定することができる。この結果、作業性に優れる。
　さらに、仕切板３９の表面３９ａおよび裏面３９ｂの向きが揃うことにより、仕切板３９に反りやバリがあっても、これらは、仕切板３９の表面３９ａまたは裏面３９ｂに沿って流れる流体に対して一律に影響する。よって、扁平流路１０ごとの流速分布が一様になるため、流量の個体バラツキを低減することができる。
　また、凸部５６は、開口部３８の上方へ突き出し、計測流路３１に現れない。このため、計測流路３１における流体の流れに対する凸部５６の影響が少なく、流量をより正確に計測することができる。
　なお、上記構成では、表面３９ａが第１側壁部３５に対向し、裏面３９ｂが第２側壁部３６に対向するように、仕切板３９を計測流路３１に配置した。ただし、表面３９ａが第２側壁部３６に対向し、裏面３９ｂが第１側壁部３５に対向するように、仕切板３９を計測流路３１に配置してもよい。
　また、上記構成では、凸部５６を下流側の透過孔５７に対向する位置に設けた。これに対し、凸部５６を上流側の透過孔５７に対向する位置に設けてもよい。
　さらに、上記構成では、上端面から突出する凸部５６を識別部として仕切板３９に設けた。これに対し、図５に示すように、上端面から窪む凹部５８を仕切板３９の表面３９ａと裏面３９ｂとを識別する識別部として仕切板３９に設けることもできる。
　この凹部５８は、仕切板３９において上流端と下流端との間の中心線に関して非対称な位置、たとえば、下流側の透過孔５７に対向する位置に設けられる。凹部５８は、透過孔５７の大きさとほぼ同じ大きさに設定され、透過孔５７のほぼ全域に広がるように構成してもよい。この場合も、透過孔５７から凹部５８の位置を確認することができるため、仕切板３９の表面３９ａおよび裏面３９ｂの向きが揃っているか否かを容易に判定することができる。
　さらに、上記構成では、上突起４１とは別に識別部が設けられていた。これに対し、上突起４１を、仕切板３９の固定部としての機能に加え、仕切板３９の表面３９ａと裏面３９ｂとを識別する識別部としても用いることができる。この場合、仕切板３９に設けられた２つの上突起４１の形状または位置を非対象にすることにより、仕切板３９の表面３９ａと裏面３９ｂとを識別することができる。
　さらに、上記構成では、開口部３８に対向する仕切板３９の上端面に識別部が設けられていた。ただし、仕切板３９の下端面に識別部が設けられてもよい。この場合、たとえば、下突起４２、仕切板３９の下端面から下方に突出する凸部、または、仕切板３９の下端面から上方に窪む凹部が識別部として用いられてもよい。
　なお、上記全実施の形態は、互いに相手を排除しない限り、互いに組み合わせてもよい。
　上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施の形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造および／または機能の詳細を実質的に変更できる。
　本発明の超音波式流量計測装置は、流量の個体バラツキを低減可能な超音波式流量計測装置等として有用である。
　３０　　超音波式流量計測装置
　３１　　計測流路
　３２　　流路ブロック（流路形成部）
　３８　　開口部
　３９　　仕切板
　３９ａ　表面
　３９ｂ　裏面
　４１　　上突起（識別部）
　４２　　下突起（識別部）
　４５　　シート
　４６　　第１超音波送受波器
　４７　　第２超音波送受波器
　５６　　凸部（識別部）
　５７　　透過孔
　５８　　凹部（識別部）

Claims (4)

  1. 　計測流路、および、前記計測流路の底面に対向する開口部を有する流路形成部と、
    　前記開口部を介して超音波を送受信可能に設けられた一対の超音波送受波器と、
    　前記計測流路を仕切る仕切板と、
    　前記仕切板の端面に設けられている前記仕切板の表面および裏面を識別するための識別部と、を備えている、超音波式流量計測装置。
  2. 　前記識別部は、前記計測流路に現れない位置に設けられている、請求項１に記載の超音波式流量計測装置。
  3. 　前記開口部を覆うシートをさらに備え、
    　前記シートは、前記超音波送受波器から送信された超音波を透過させる第１透過孔、および、前記計測流路の底面で反射した超音波を透過させる第２透過孔を有しており、
    　前記識別部は、前記第１透過孔と前記第２透過孔とのいずれか一方の透過孔から突き出す凸部である、請求項２に記載の超音波式流量計測装置。
  4. 　前記開口部を覆うシートをさらに備え、
    　前記シートは、前記超音波送受波器から送信された超音波を透過させる第１透過孔、および、前記計測流路の底面で反射した超音波を透過させる第２透過孔を有しており、
    　前記識別部は、前記第１透過孔と前記第２透過孔とのいずれか一方の透過孔を臨む凹部である、請求項１に記載の超音波式流量計測装置。
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