WO2021033389A1 - 流体センサ - Google Patents

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WO2021033389A1
WO2021033389A1 PCT/JP2020/021743 JP2020021743W WO2021033389A1 WO 2021033389 A1 WO2021033389 A1 WO 2021033389A1 JP 2020021743 W JP2020021743 W JP 2020021743W WO 2021033389 A1 WO2021033389 A1 WO 2021033389A1
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pipe
concave groove
holder
fluid sensor
fluid
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PCT/JP2020/021743
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English (en)
French (fr)
Inventor
敏夫 森田
Original Assignee
株式会社堀場アドバンスドテクノ
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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

Definitions

  • the present invention relates to a fluid sensor.
  • Patent Document 1 since the holder disclosed in Patent Document 1 has two concave grooves opened in the same direction, there is a possibility that the holder can be easily removed from the pipe by a simple operation from one side.
  • the fluid sensor according to the present invention includes a measuring element for measuring the fluid and a holder for holding the measuring element, and by attaching the holder to the pipe, the fluid in the pipe can be measured by the measuring element.
  • the holder is formed with two concave grooves arranged in series and separated from each other, and the pipe is fitted into the concave groove through the openings of the concave grooves.
  • the holder is configured to be attached to the pipe, and the directions of the openings of the recessed grooves are different from each other when viewed from the axial direction of the pipe.
  • the concave grooves are opened in different directions from each other, the holder once attached to the pipe cannot be easily removed by, for example, a simple operation from one side. Therefore, the fluid sensor can be more reliably attached to the pipe. In addition, since it cannot be easily removed by a simple operation from one side, it is difficult for the pipe to fall off due to its own weight. Further, since the direction of the opening of the concave groove is simply different, it can be manufactured at low cost without incurring structural complications.
  • the openings of the concave grooves may be configured to be opposite to each other when viewed from the axial direction of the pipe.
  • the work of attaching to the pipe becomes easy. That is, with the extension direction of the concave groove diagonally or orthogonal to the axial direction of the pipe, the pipe is fitted into the separated portion of each concave groove, and the holder is rotated from this state, and each concave groove faces in the opposite direction.
  • the pipe can be fitted into the recessed groove through the opening of.
  • the holder is provided with two holding portions and a connecting body for connecting the holding portions, and the concave groove is the holding portion.
  • the connecting body is provided at a position avoiding a pipe fitted in each concave groove.
  • a narrow portion having a width narrower than the outer diameter of the pipe may be provided on the opening side of the concave groove.
  • the pipe once fitted in the concave groove cannot be removed unless it is elastically deformed until it has an outer diameter that allows it to pass through the narrow portion.
  • the holder attached to the pipe can be made more difficult to come off. Therefore, the holder can be reliably attached to the pipe without using an additional locking member such as a screw.
  • the pipe may be configured so as to elastically deform the narrow portion, push it open, overcome it, and fit it into the inner side of the concave groove.
  • the pipe once fitted in the concave groove cannot be removed unless a predetermined force or more is applied to push the narrow portion again, so that the holder attached to the pipe can be further removed. It can be difficult. Therefore, the holder can be reliably attached to the pipe without using an additional locking member such as a screw.
  • the pipe may be configured to be pinched and held without play in the concave groove.
  • the position of the measuring element with respect to the fluid in the pipe is kept constant, so that the measurement error due to the displacement of the measuring element can be suppressed.
  • the measuring element may be provided so as to face the concave groove.
  • the pipe fits into the concave groove. Therefore, if the measuring element is provided so as to face the concave groove, the measuring element is brought closest to the pipe, that is, the fluid inside the measuring element. It can be arranged and can contribute to the improvement of measurement accuracy.
  • the measuring element is an ultrasonic transmitter / receiver, and a pair of ultrasonic transmitters / receivers is used to measure the flow rate or the flow velocity of a fluid in a pipe.
  • the ultrasonic transmitter / receiver is provided so as to face each concave groove.
  • the distance between the two measuring elements can be kept constant.
  • the fluid sensor configured in this way, since the concave grooves are opened in different directions, the holder once attached to the pipe can be easily removed by, for example, a simple operation from one side. It disappears. Therefore, the fluid sensor can be attached to the pipe more reliably. Further, since the direction of the opening of the concave groove is simply different, it can be manufactured at low cost without incurring structural complications.
  • the fluid sensor according to this embodiment is a so-called ultrasonic flow sensor that measures the flow rate and flow velocity (hereinafter, also referred to as flow rate, etc.) of the fluid flowing in the pipe.
  • the fluid includes a liquid and a gas.
  • the ultrasonic flow sensor 100 of the present embodiment includes a pair of ultrasonic transmitters / receivers 10 (see FIG. 2) for measuring the flow rate of a fluid in a pipe P and the like. It includes a holder 20 for holding a pair of ultrasonic transmitters / receivers 10. Then, the ultrasonic flow sensor 100 is configured so that the flow rate of the fluid flowing in the pipe P can be measured by the pair of ultrasonic transmitters / receivers 10 by attaching the holder 20 to the pipe P. The ultrasonic flow sensor 100 of the present embodiment is attached to a pipe P extending linearly. The pair of ultrasonic transmitters / receivers 10 corresponds to the measuring element according to the claim.
  • the holder 20 includes two holding portions 21 and a connecting body 22 that connects the holding portions 21.
  • Each of the holding portions 21 has a rectangular parallelepiped shape, and each of the holding portions 21 is provided with a concave groove 30 into which the pipe P is fitted.
  • the two holding portions 21 are arranged so as to be separated from each other.
  • the two holding portions 21 are each provided with a concave groove 30 that extends and penetrates along the arranged direction (separation direction). Therefore, the concave grooves 30 are arranged in series and separated from each other along the extending direction thereof.
  • the alternate long and short dash line indicates the boundary between the two holding portions 21 and the connecting body 22.
  • Each of the concave grooves 30 is open in a direction orthogonal to the extending direction thereof.
  • the directions of the openings 31 of the concave grooves 30 are different from each other when viewed from the extending direction (axial direction of the pipe P).
  • the orientations of the openings 31 of the concave grooves 30 of the present embodiment are opposite to each other when viewed from the extending direction.
  • the concave groove 30 is provided with a narrow portion 32 having a groove width narrower than the outer diameter of the pipe P on the opening 31 side. Further, the concave groove 30 is provided with a holding portion 33 for sandwiching and holding the pipe P on the inner side of the narrow portion 32. Specifically, the concave groove 30 is arranged so that the pair of side walls 32a and 32b forming the concave groove 30 widen the groove width from the opening 31 toward the back side (bottom side). The narrow portion 32 is formed by the side walls 32a and 32b.
  • the pair of side walls 32a and 32b extend from the opening 31 to the back side while maintaining a groove width narrower than the outer diameter of the pipe P.
  • a holding portion 33 having a groove width wider than the groove width of the narrow portion 32 (for example, the same groove width as the outer diameter of the pipe P) is formed on the inner side of the narrow portion 32.
  • the holding portion 33 has an inner peripheral surface having a shape that is in close contact with the outer peripheral surface of the pipe P.
  • the pipe P overcomes the narrow portion 32 while elastically deforming and expanding it, and is fitted into the inner side of the concave groove 30. That is, as shown in FIG. 4B, when the pipe P is pushed through the opening 31 of the concave groove 30, the pair of side walls 32a and 32b forming the narrow portion 32 are elastically deformed to form the concave groove 30.
  • the groove width is expanded.
  • the connecting body 22 is arranged so as to avoid the pipe P fitted in the concave groove 30 of each holding portion 21.
  • the connecting body 22 has a direction in which each concave groove 30 opens and a direction in which each concave groove 30 extends (a direction in which the pipe P extends) with respect to the pipe P fitted in each concave groove 30. They are arranged so as to be orthogonal to each of the above.
  • a separating portion S is formed between the recessed grooves 30 by each holding portion 21 and the connecting body 22.
  • the distance between the two concave grooves 30 in the separation direction is at least equal to or larger than the outer diameter of the pipe P.
  • each of the holding portions 21 is provided with an ultrasonic transmitter / receiver 10 so as to face the concave groove 30.
  • each holding portion 21 is provided with an ultrasonic transmitter / receiver 10 so as to face the inner surface of one side wall 32a forming the concave groove 30. Then, the pair of ultrasonic transmitters / receivers 10 are arranged toward the intermediate side in a state where the pipe P is fitted in each concave groove 30 and the transmission / reception surface thereof is inclined with respect to the extending direction of the pipe P. To.
  • the pair of ultrasonic transmitters / receivers 10 receive the ultrasonic waves transmitted from one ultrasonic transmitter / receiver 10 and reflected on the inner surface of the pipe P by the other ultrasonic transmitter / receiver 10. .. Further, one holding portion 21 is provided with one ultrasonic transmitter / receiver 10, and the other holding portion 21 is provided with the other ultrasonic transmitter / receiver 10. As a result, the pair of ultrasonic transmitters / receivers 10 are arranged apart from each other in the extending direction of the pipe P in a state where the pipe P is fitted in each concave groove 30.
  • the ultrasonic flow sensor 100 further includes a control unit C connected to a pair of ultrasonic transmitters / receivers 10.
  • the control unit C is composed of a so-called computer equipped with a CPU, a memory, an input / output means, and the like, and the program stored in the memory is executed, and the function is realized by the cooperation of various devices. It is designed to be done.
  • the control unit C transmits ultrasonic waves from one ultrasonic transmitter / receiver 10, measures the time until the other ultrasonic transmitter / receiver 10 receives the ultrasonic waves, and then the other.
  • the ultrasonic wave is transmitted from the ultrasonic transmitter / receiver 10 of the above, and the time until one of the ultrasonic transmitter / receiver 10 receives the ultrasonic wave is measured. That is, the control unit C controls so that one ultrasonic transmitter / receiver 10 and the other ultrasonic transmitter / receiver 10 are alternately switched, and ultrasonic waves are alternately transmitted from the respective ultrasonic transmitter / receiver 10, respectively. It is designed to measure time.
  • the control unit C calculates the flow rate of the fluid flowing in the pipe P based on each measured time.
  • the control unit C displays the calculated flow rate on the display unit D.
  • the control unit C and the display unit D may be provided in the ultrasonic flow sensor 100, or may be provided in a display device such as a computer that is wirelessly or wiredly connected to the ultrasonic flow sensor 100.
  • the holder 20 is provided with each concave groove 30 so that the extending direction of the concave groove 30 (separation direction of both concave grooves 30) is oblique or orthogonal to the axial direction of the pipe P.
  • the pipe P is fitted into the separated portion S of the above.
  • the pipe P elastically deforms the narrow portion 32 from the opening 31 of each concave groove 30 facing in the opposite direction and expands the concave portion 32. It fits into the groove 30.
  • the holder 20 is further rotated, as shown in FIG.
  • the pipe P gets over the narrow portion 32 and fits into the inner side of the concave groove 30, and in the holding portion 33 of the concave groove 30. It is pinched and held without play.
  • the pair of ultrasonic transmitters / receivers 10 held in the holder 20 are arranged apart from each other in the extending direction of the pipe P.
  • the ultrasonic waves transmitted from one ultrasonic transmitter / receiver 10 to the fluid flowing in the pipe P by the control unit C are received by the other ultrasonic transmitter / receiver 10.
  • the time and the time until the ultrasonic waves transmitted from the other ultrasonic transmitter / receiver 10 to the fluid flowing in the pipe P are received by the one ultrasonic transmitter / receiver 10a are measured, and the fluid flowing in the pipe P is measured. It is designed to calculate the flow rate of.
  • each concave groove 30 is opened in the opposite direction, once the holder 20 attached to the pipe P is to be removed, it must be rotated in the opposite direction to that at the time of attachment, which is simple from one side. It cannot be removed just by operating it. Further, since the direction of the opening of each concave groove 30 is only changed in the opposite direction, it can be manufactured at low cost without causing structural complexity. Further, since the pair of ultrasonic transmitters / receivers 10 are held in the holder 20, the distance between the two ultrasonic transmitters / receivers 10 can be kept constant.
  • Examples of the other embodiments include the holder 20 shown in FIGS. 6 and 7.
  • a pair of ultrasonic transmitters / receivers 10 are provided so as to face the inner surface (bottom surface) of each of the holding portions 21 on the inner surface side of the concave groove 30.
  • the pair of ultrasonic transmitters / receivers 10 are arranged so that the transmission / reception surfaces of the pair of ultrasonic transmitters / receivers 10 face each other diagonally with the pipes P in between, with the pipes P fitted in the recessed grooves 30.
  • each of the concave grooves 30 is illustrated in which the direction of the opening 31 is deviated by 180 degrees when viewed from the axial direction of the pipe P, but the direction of the opening 31 is deviated by 180 degrees.
  • the orientation of the opening 31 may be deviated in the vicinity of 180 degrees.
  • the pipe P can be fitted into each concave groove 30 without bending the pipe P. it can.
  • the width of the pair of side walls 32 forming the concave groove 30 is set to be narrower than the diameter of the pipe P.
  • the pair of side walls is described.
  • a protrusion protruding from 32 may be provided so that the groove width between the protrusions is narrower than the diameter of the pipe.
  • the narrow portion 32 does not necessarily have to be provided.
  • the holding portion 33 may contact and hold the pipe P at at least three positions on the outer peripheral surface thereof. More specifically, the holding portion 33 may contact and hold the pipe P at at least three positions having different phases on the outer peripheral surface thereof.
  • the phase spacing of the contact positions adjacent to each other may be set to be less than 180 degrees.
  • the phase indicates the rotation angle of the pipe P about the axis of the pipe P in the circumferential direction
  • the phase interval indicates the rotation angle between adjacent contact positions.
  • the holding portion 33 does not necessarily have to be provided.
  • the ultrasonic flow sensor 100 using a pair of ultrasonic transmitters / receivers 10 for the measuring element has been described as an example as the fluid sensor, but the ultrasonic flow sensor 100 is one for the measuring element.
  • An ultrasonic transmitter 10 and two ultrasonic receivers 10 may be used.
  • the holder 20 is configured to hold the two ultrasonic receivers 10 apart from each other and to position the ultrasonic transmitter 10 between the two ultrasonic receivers 10 (intermediate). do it.
  • the two ultrasonic receivers 10 and the ultrasonic transmitter 10 are arranged so that the transmission / reception surfaces of the two ultrasonic receivers 10 and the ultrasonic transmitter 10 are obliquely opposed to each other with the pipe P in between, with the pipe P fitted in each recessed groove 30. Good.
  • the fluid sensor may be, for example, an electromagnetic flow sensor using a pair of electrodes for the measuring element, a concentration sensor using a light emitter and a light receiver for the measuring element, a turbidity sensor, or the like. May be good.
  • the fluid sensor may have one measuring element.
  • the measuring element may be any device that measures the state (for example, flow velocity, flow rate) or physical properties (for example, concentration, turbidity) of the fluid in the pipe P.

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Abstract

簡易な構造でありながら、配管から容易には外れない構造の流体センサを得る。流体を測定する測定素子と、前記測定素子を保持するホルダとを備え、前記ホルダを配管に取り付けることによって、当該配管内の流体を前記測定素子によって測定できるようにした流体センサであって、前記ホルダには、直列かつ互いに離間させて配置された２つの凹溝が形成されており、これら凹溝の開口から前記配管を該凹溝に嵌め込むことによって、該ホルダが前記配管に取り付けられるように構成してあり、前記各凹溝の開口の向きが、前記配管の軸方向から視て互いに異ならせる。

Description

流体センサ
　本発明は、流体センサに関するものである。
　流体センサの測定素子を保持するホルダとして、例えば、特許文献１には、配管を２つの凹溝に嵌め込むことにより、当該配管に取り付けられる構造のものが開示されている。
　しかし、前記特許文献１に開示されたホルダは、２つの凹溝が同じ向きに開口しているため、単純な一方からの操作だけで配管から簡単に外れてしまう恐れがある。
特開平１１－２７６５７６号
　そこで、本発明は、簡易な構造でありながら、配管から容易には外れない構造の流体センサを得ることをその主たる課題とするものである。
　すなわち、本発明に係る流体センサは、流体を測定する測定素子と、前記測定素子を保持するホルダとを備え、前記ホルダを配管に取り付けることによって、当該配管内の流体を前記測定素子によって測定できるようにした流体センサであって、前記ホルダには、直列かつ互いに離間させて配置された２つの凹溝が形成されており、これら凹溝の開口から前記配管を該凹溝に嵌め込むことによって、該ホルダが前記配管に取り付けられるように構成してあり、前記各凹溝の開口の向きが、前記配管の軸方向から視て互いに異ならせてあることを特徴とするものである。
　このような構成によれば、各凹溝が互いに異なる向きに開口しているので、一旦配管に取り付けられたホルダを、例えば単純な一方からの操作だけでは、容易に取り外すことができなくなる。したがって、流体センサをより確実に配管に取り付けることができる。また、単純な一方からの操作だけでは、容易に取り外せないので、自重によって配管から脱落し難くなる。さらに、単に凹溝の開口の向きを異ならせているだけなので、構造上の複雑化も招かず安価に製造できる。
　また、前記各凹溝の開口が、前記配管の軸方向から見て互いに逆向きとなるように構成してあるものであってもよい。
　このような構成によれば、配管への取り付け作業が容易になる。すなわち、凹溝の延伸方向を配管の軸方向とは斜め又は直交させた状態で、各凹溝の離間部分に配管を嵌め入れ、この状態からホルダを回転させるだけで、逆を向く各凹溝の開口から配管を当該凹溝内に嵌め込むことができる。
　また、前記ホルダを配管に取り付けるための具体的な実施態様としては、前記ホルダが、２つの保持部とこれら保持部を連結する連結体とを備えたものであり、前記凹溝が前記各保持部にそれぞれ設けられているとともに、前記連結体が各凹溝に嵌まり込んだ配管を避けた位置に設けられているものが挙げられる。
　また、前記凹溝の開口側に前記配管の外径よりも幅が狭い幅狭部が設けられているものであってもよい。
　このような構成によれば、例えば、弾性を有する配管である場合、一旦凹溝に嵌め込まれた当該配管は、前記幅狭部を通過できる外径になるまで弾性変形させない限り、抜脱できないので、当該配管に取り付けたホルダをより外れ難くできる。したがって、ネジなどの係止部材を追加で用いることなく、確実に配管にホルダを取り付けることができる。
　また、前記配管が、前記幅狭部を弾性変形させて押し広げながら乗り越え、該凹溝の奥側に嵌め込まれるように構成されているものであってもよい。
　このような構成によれば、一旦凹溝に嵌め込まれた配管は、前記幅狭部を再度押し広げるだけの所定以上の力を加えない限り、抜脱できないので、配管に取り付けたホルダをより外れ難くできる。したがって、ネジなどの係止部材を追加で用いることなく、確実に配管にホルダを取り付けることができる。
　また、前記凹溝内において、前記配管が挟圧され、ガタなく保持されるように構成されているものであってもよい。
　このような構成によれば、配管内の流体に対する測定素子の位置が一定に保たれるので、測定素子の位置ズレに伴う測定誤差を抑制できる。
　また、前記凹溝に臨むように測定素子が設けられているものであってもよい。
　このような構成によれば、凹溝に配管が嵌まり込むので、凹溝に臨むように測定素子を設ければ、該測定素子を配管に最も近づけて、すなわちその内部の流体に最も近づけて配置することができ、測定精度の向上に寄与し得る。
　また、本発明の効果が特に顕著になる実施態様としては、前記測定素子が超音波送受信器であり、一対の超音波送受信器を利用して配管内の流体の流量又は流速を測定するものであって、前記超音波送受信器が、各凹溝に臨むようにそれぞれ設けられているものが挙げられる。
　このような構成によれば、ホルダに二つの測定素子を保持したので、二つの測定素子の間の距離を一定に保つことができる。
　このように構成した流体センサによれば、各凹溝が互いに異なる向きに開口しているので、一旦配管に取り付けられたホルダを、例えば単純な一方からの操作だけでは、容易に取り外すことができなくなる。したがって、流体センサをより確実に配管に取り付けることができる。さらに、単に凹溝の開口の向きを異ならせているだけなので、構造上の複雑化も招かず安価に製造できる。
実施形態に係る流体センサを模式的に示す斜視図である。 実施形態に係る流体センサを模式的に示す側面図である。 実施形態に係る流体センサを模式的に示す平面図である。 実施形態に係る流体センサの凹溝へ配管が嵌め込まれる状態を説明する図である。 実施形態に係る流体センサを配管へ取り付ける動作を示す図である。 他の実施形態に係る流体センサを模式的に示す斜視図である。 他の実施形態に係る流体センサを模式的に示す側面図である。
Ｐ　配管
１００　流体センサ
１０　超音波送受信器
２０　ホルダ
２１　保持部
２２　連結体
３０　凹溝
３１　開口
３２　幅狭部
　本実施形態に係る流体センサは、配管内を流れる流体の流量や流速（以下、流量等ともいう）を測定する所謂超音波流量センサである。なお、流体には、液体や気体が含まれる。
　＜実施形態＞　本実施形態の超音波流量センサ１００は、図１及び図２に示すように、配管Ｐ内の流体の流量等を測定する一対の超音波送受信器１０（図２参照）と、一対の超音波送受信器１０を保持するホルダ２０と、を備えている。そして、超音波流量センサ１００は、ホルダ２０を配管Ｐに取り付けることによって、配管Ｐ内を流れる流体の流量等を一対の超音波送受信器１０によって測定できるように構成されている。本実施形態の超音波流量センサ１００は、直線状に延びる配管Ｐに取り付けられるものである。なお、一対の超音波送受信器１０が、請求項における測定素子に該当する。
　前記ホルダ２０は、２つの保持部２１と、これら保持部２１を連結する連結体２２とを備えている。前記各保持部２１は、いずれも直方体状のものであり、それぞれに配管Ｐが嵌り込む凹溝３０が設けられている。具体的には、２つの保持部２１は、互いに離間して並べられている。そして、２つの保持部２１には、その並べられた方向（離間方向）に沿って延伸して貫通する凹溝３０がそれぞれ設けられている。よって、各凹溝３０は、その延伸方向に沿って直列かつ互いに離間して配置される。なお、図１及び図２において、二点鎖線は、２つの保持部２１と連結体２２との境界を示している。
　前記各凹溝３０は、その延伸方向と直交する方向に開口している。そして、前記各凹溝３０の開口３１の向きは、その延伸方向（配管Ｐの軸方向）から視て、互いに異なる向きになっている。本実施形態の各凹溝３０の開口３１の向きは、図３に示すように、その延伸方向から視て、互いに逆向きになっている。
　次に、前記凹溝３０の構造を詳細に説明する。凹溝３０には、図４（ａ）に示すように、その開口３１側に配管Ｐの外径よりも幅が狭い溝幅の幅狭部３２が設けられている。また、凹溝３０には、幅狭部３２の奥側に当該配管Ｐを挟圧して保持する保持部３３が設けられている。具体的には、凹溝３０は、その凹溝３０を形成する一対の側壁３２ａ，３２ｂが開口３１から奥側（底側）に向かうに従って溝幅を広げるように配置されており、この一対の側壁３２ａ，３２ｂによって幅狭部３２が形成されている。なお、一対の側壁３２ａ，３２ｂは、配管Ｐの外径よりも狭い溝幅を保ちながら開口３１から奥側へ延びている。また、凹溝３０は、幅狭部３２の奥側に当該幅狭部３２の溝幅よりも広い溝幅（例えば、配管Ｐの外径と同じ溝幅）を有する保持部３３が形成されている。なお、保持部３３は、配管Ｐの外周面に密着する形状の内周面を有している。
　前記凹溝３０には、配管Ｐが、幅狭部３２を弾性変形させて押し広げながら乗り越え、凹溝３０の奥側に嵌め込まれるようになっている。すなわち、図４（ｂ）に示すように、配管Ｐが、凹溝３０の開口３１から押し込まれると、幅狭部３２を構成する一対の側壁３２ａ，３２ｂが弾性変形して当該凹溝３０の溝幅が押し広げられる。
　そして、配管Ｐが、凹溝３０の幅狭部３２を乗り越えて奥側の保持部３３まで嵌め込まれると、図４（ｃ）に示すように、幅狭部３２を構成する一対の側壁３２ａ，３２ｂが弾性復元力によって元の溝幅、すなわち、配管Ｐの外径よりも幅が狭い溝幅に狭まる。これにより、配管Ｐが、その幅狭部３２よりも奥側の保持部３３によって配管Ｐを挟圧してガタなく保持される。具体的には、凹溝３０は、保持部３３の内周面を配管Ｐの外周面に圧着することにより、配管Ｐを挟圧して保持する。なお、配管Ｐが、幅狭部３２を乗り越えると、取り付け者は、そのクリック感を感じ、ホルダ２０が配管Ｐに正しく取り付けられたことが分かる。
　前記連結体２２は、図１及び図２に示すように、各保持部２１の凹溝３０に嵌め込まれる配管Ｐを避けて配置されている。具体的には、連結体２２は、各凹溝３０に嵌め込まれた配管Ｐに対し、各凹溝３０が開口する方向と各凹溝３０の延伸する方向（当該配管Ｐの延伸する方向）とのいずれにも直交する方向にずれて配置されている。これにより、ホルダ２０には、各保持部２１と連結体２２とで両凹溝３０の間に離間部分Ｓが形成される。なお、両凹溝３０の離間方向の距離（両保持部２１の間の距離）は、少なくとも配管Ｐの外径以上になっている。
　また、前記各保持部２１には、それぞれ凹溝３０に臨むように超音波送受信器１０が設けられている。具体的には、各保持部２１には、それぞれ凹溝３０を形成する一方の側壁３２ａの内面に臨むように超音波送受信器１０が設けられている。そして、一対の超音波送受信器１０は、各凹溝３０に配管Ｐを嵌め込んだ状態で、その送受信面が、配管Ｐの延伸方向に対して傾斜した状態でその中間側に向けて配置される。これにより、一対の超音波送受信器１０は、一方の超音波送受信器１０から送信して配管Ｐの内面で反射させた超音波を、他方の超音波送受信器１０で受信するようになっている。また、一方の保持部２１に、一方の超音波送受信器１０が設けられ、他方の保持部２１に、他方の超音波送受信器１０が設けられている。これにより、一対の超音波送受信器１０は、各凹溝３０に配管Ｐが嵌め込まれた状態で、当該配管Ｐの延伸方向に離間して配置される。
　また、前記超音波流量センサ１００は、図２に示すように、一対の超音波送受信器１０に接続される制御部Ｃをさらに備えている。なお、制御部Ｃは、ＣＰＵ、メモリ、入出力手段等を備えた所謂コンピュータによって構成してあり、前記メモリに格納されているプログラムが実行され、各種機器が協働することによってその機能が実現されるようにしてある。
　具体的には、前記制御部Ｃは、一方の超音波送受信器１０から超音波を送信させ、その超音波を他方の超音波送受信器１０が受信するまでの時間を測定し、続いて、他方の超音波送受信器１０から超音波を送信させ、その超音波を一方の超音波送受信器１０が受信するまでの時間を測定する。すなわち、制御部Ｃは、一方の超音波送受信器１０と他方の超音波送受信器１０とを交互に切り換え、それぞれの超音波送受信器１０から交互に超音波を送信させるように制御し、前記各時間を測定するようになっている。そして、制御部Ｃは、測定した各時間に基づき配管Ｐ内を流れる流体の流量を算出する。なお、前記制御部Ｃは、算出した流量を表示部Ｄに表示するようになっている。
　なお、前記制御部Ｃや前記表示部Ｄは、超音波流量センサ１００に設けてもよく、超音波流量センサ１００と無線又は有線で接続されるコンピュータ等の表示機器に設けてもよい。
　次に、ホルダ２０の配管Ｐへの取り付け方を図５に基づき説明する。なお、図５において、凹溝３０に該当する部分を斜線にて示している。
　先ず、ホルダ２０を、図５（ａ）に示すように、凹溝３０の延伸方向（両凹溝３０の離間方向）が配管Ｐの軸方向とは斜め又は直交するように、各凹溝３０の離間部分Ｓに配管Ｐを嵌め入れる。この状態からホルダ２０を、回転させると、図５（ｂ）に示すように、配管Ｐが、逆を向く各凹溝３０の開口３１から幅狭部３２を弾性変形させて押し広げながら当該凹溝３０内へ嵌り込む。そして、さらにホルダ２０を回転させると、図５（ｃ）に示すように、配管Ｐが、幅狭部３２を乗り越えて凹溝３０の奥側へ嵌り込み、当該凹溝３０の保持部３３において挟圧されてガタなく保持される。これにより、ホルダ２０に保持された一対の超音波送受信器１０が、配管Ｐの延伸方向に対して離間して配置される。
　そして、前記超音波流量センサ１００は、制御部Ｃによって、一方の超音波送受信器１０から配管Ｐ内を流れる流体に発信された超音波が、他方の超音波送受信器１０で受信されるまでの時間と、他方の超音波送受信器１０から配管Ｐ内を流れる流体に発信された超音波が、一方の超音波送受信器１０ａで受信されるまでの時間とを測定し、配管Ｐ内を流れる流体の流量等を算出するようになっている。
　このような構成のものであれば、ホルダ２０の配管Ｐへの取り付け作業が容易になる。また、各凹溝３０が逆向きに開口しているので、一旦配管Ｐに取り付けられたホルダ２０を取り外そうとすると、取り付け時と逆方向に回転させなければならず、単純な一方からの操作だけで取り外すことができなくなる。また、各凹溝３０の開口の向きを逆向きに変えるだけなので、構造上の複雑化も招かず安価に製造できる。また、ホルダ２０に一対の超音波送受信器１０を保持したので、両超音波送受信器１０間の距離を一定に保つことができる。また、凹溝３０に押し込まれた配管Ｐが幅狭部３２を乗り越えて当該凹溝３０に嵌め込まれるので、凹溝３０から配管Ｐが容易に抜脱されなくなる。また、凹溝３０に押し込まれた配管Ｐが保持部３３に挟圧されて保持されるので、配管Ｐ内の流体に対する測定素子の位置が一定に保たれる。
　＜その他の実施形態＞　その他の実施形態としては、図６及び図７に示すホルダ２０が挙げられる。当該ホルダ２０では、一対の超音波送受信器１０が、各保持部２１のそれぞれ凹溝３０の奥側の内面（底面）に臨むように設けられている。そして、一対の超音波送受信器１０は、各凹溝３０に配管Ｐを嵌め込んだ状態で、その送受信面が配管Ｐを挟んで斜めに対向するように配置される。
　また、前記実施形態においては、各凹溝３０が、配管Ｐの軸方向から視て、その開口３１の向きが１８０度ずれたものを例示したが、その開口３１の向きが１８０度ずれたものに限定されず、例えば、その開口３１の向きが１８０度近傍でずれたものであってもよい。この場合、例えば、ホルダ２０を、連結体２２で捩れて各凹溝３０の開口の向きを調節できる構造にすれば、配管Ｐを曲げることなく、各凹溝３０に配管Ｐを嵌め込むことができる。
　また、前記実施形態においては、幅狭部３２として、凹溝３０を形成する一対の側壁３２の幅を配管Ｐの径よりも狭い幅に設定したものを例示したが、例えば、当該一対の側壁３２から対向するように突出する突起を設け、この突起の間の溝幅を配管の径よりも狭い幅にしたものであってもよい。なお、幅狭部３２は、必ずしも設けなくてもよい。
　また、前記保持部３３は、配管Ｐをその外周面の少なくとも三つの位置で接触して保持するものであってもよい。より具体的には、保持部３３は、配管Ｐをその外周面の位相が異なる少なくとも三つの位置で接触して保持するものであってもよい。この場合、互いに隣り合う接触位置の位相間隔は、１８０度未満になるように設定すればよい。ここで、位相は、配管Ｐの軸を中心とする該配管Ｐの周方向への回転角度を示しており、位相間隔とは、隣り合う接触位置の間の回転角度を示している。なお、保持部３３は、必ずしも設けなくてもよい。
　また、前記実施形態においては、流体センサとして、測定素子に一対の超音波送受信器１０を用いた超音波流量センサ１００を例示して説明したが、超音波流量センサ１００は、測定素子に一つの超音波送信器１０と二つの超音波受信器１０とを用いたものであってもよい。この場合、ホルダ２０が、二つの超音波受信器１０を離間させて保持すると共に、超音波送信器１０を当該二つの超音波受信器１０の間（中間）に位置付けるように保持するように構成すればよい。そして、二つの超音波受信器１０と超音波送信器１０とは、各凹溝３０に配管Ｐを嵌め込んだ状態で、その送受信面が配管Ｐを挟んで斜めに対向するように配置すればよい。
　また、流体センサは、例えば、測定素子に一対の電極を用いる電磁式の流量センサであってもよく、また、測定素子に発光器と受光器とを用いる濃度センサ、濁度センサ等であってもよい。また、流体センサは、一つの測定素子を有するものであってもよい。なお、測定素子は、配管Ｐ内の流体の状態（例えば、流速、流量）又は物性（例えば、濃度、濁度）等を測定するものであればよい。
　その他、本発明は前記各実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
　本発明によれば、流体センサをより確実に配管に取り付けることがで、構造上の複雑化も招かず安価に製造できる流体センサを提供できる。
 

Claims (8)

  1. 流体を測定する測定素子と、前記測定素子を保持するホルダとを備え、前記ホルダを配管に取り付けることによって、当該配管内の流体を前記測定素子によって測定できるようにした流体センサであって、
    前記ホルダには、直列かつ互いに離間させて配置された２つの凹溝が形成されており、これら凹溝の開口から前記配管を該凹溝に嵌め込むことによって、該ホルダが前記配管に取り付けられるように構成してあり、
    前記各凹溝の開口の向きが、前記配管の軸方向から視て互いに異ならせてあることを特徴とする流体センサ。
  2. 前記各凹溝の開口が、前記配管の軸方向から見て互いに逆向きとなるように構成してある請求項１記載の流体センサ。
  3. 前記ホルダが、２つの保持部とこれら保持部を連結する連結体とを備えたものであり、前記凹溝が前記各保持部にそれぞれ設けられているとともに、前記連結体が各凹溝に嵌まり込んだ配管を避けた位置に設けられている請求項１又は２に記載の流体センサ。
  4. 前記凹溝の開口側に前記配管の外径よりも幅が狭い幅狭部が設けられている請求項１乃至３のいずれかに記載の流体センサ。
  5. 前記配管が、前記幅狭部を弾性変形させて押し広げながら乗り越え、該凹溝の奥側に嵌め込まれるように構成されている請求項４記載の流体センサ。
  6. 前記凹溝内において、前記配管が挟圧され、ガタなく保持されるように構成されている請求項１乃至５のいずれかに記載の流体センサ。
  7. 前記凹溝に臨むように測定素子が設けられている請求項１乃至６のいずれかに記載の流体センサ。
  8. 前記測定素子が超音波送受信器であり、一対の超音波送受信器を利用して配管内の流体の流量又は流速を測定するものであって、
    前記超音波送受信器が、各凹溝に臨むようにそれぞれ設けられている請求項１乃至７のいずれかに記載の流体センサ。

     
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