專利名稱：超聲波流量計量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用一對能夠發(fā)送信號和接收信號的超聲波振子并計量超聲波的傳播時間來計量被測定流體的流量的超聲波流量計量裝置。
背景技術(shù)：
以往的超聲波流量計量裝置一般的結(jié)構(gòu)為，為了將該計量裝置掛在配管上設(shè)置，將氣體的流入口和流出口設(shè)置在流量計的頂面；或者，在筆直配管上連接入口和出口的結(jié)構(gòu)。特別是在燃?xì)獗淼人捎玫牧髁坑嬛?，流入口和流出口利用設(shè)置在燃?xì)獗韮?nèi)部的字母U形的筒狀的氣體流路構(gòu)件連接，在該氣體流路構(gòu)件內(nèi)包括用于計量氣體流速的計量管(例如參照專利文獻(xiàn)I)。圖7是以往的超聲波式燃?xì)獗淼钠室晥D。如圖7所示，在形成為矩形的箱狀的燃?xì)獗?16的頂面部設(shè)有氣體的流入口 115和流出口 117。該流入口 115和流出口 117構(gòu)成為利用形成為字母U形的筒狀的氣體流路構(gòu)件119進(jìn)行連接。在字母U形的流路的底面部120上設(shè)置有用于根據(jù)超聲波的傳播時間來測定氣體流量的計量流路101。計量流路101在其上游側(cè)包括超聲波振子102，在其下游側(cè)包括超聲波振子103,該超聲波振子102和超聲波振子103互相面對。但是，以往需要兼顧連接流量計的配管、設(shè)置位置或用途等來改變計量流路的形狀、計量電路和超聲波振子的連接結(jié)構(gòu)等。由此，所存在的問題在于，為了確保計量精度而進(jìn)行的開發(fā)費(fèi)時費(fèi)錢，效率較差。專利文獻(xiàn)1:日本特開2009 - 186430號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明即是鑒于該課題而做成的，提供一種不必兼顧與連接流量計的配管、設(shè)置位置或用途等就能改變計量流路的形狀、計量電路和超聲波振子的連接結(jié)構(gòu)等的超聲波流
量計量裝置。本發(fā)明是一種超聲波流量計量裝置，其包括供被測定流體流動的計量流路、和能以使超聲波的傳播路徑成為V形狀的朝向的方式安裝于上述計量流路的一對超聲波振子。還包括用于測定一對超聲波振子之間的超聲波的傳播時間來計量被測定流體的流量的計量電路、和設(shè)置在計量流路的入口側(cè)且用于使被測定流體的流動穩(wěn)定的入口側(cè)整流部。還包括設(shè)置在計量流路的出口側(cè)的出口側(cè)連接部、和用于輸出由計量電路計量得到的流量值的信號取出部。


圖1是表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式的超聲波流量計量裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖2是表示將本發(fā)明的第I實(shí)施方式的超聲波流量計量裝置安裝于儀表主體的狀態(tài)的剖視圖。圖3是表示將本發(fā)明的第I實(shí)施方式的超聲波流量計量裝置安裝于另一個儀表主體的例子的剖視圖。圖4是表示將本發(fā)明的第I實(shí)施方式的超聲波流量計量裝置安裝于配管的例子的首1J視圖。圖5A是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的超聲波流量計量裝置的結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖5B是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的超聲波流量計量裝置的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。圖5C是本發(fā)明的第2實(shí)施方式的超聲波流量計量裝置的從入口側(cè)看到的主視圖。圖是本發(fā)明的第2實(shí)施方式的超聲波流量計量裝置的、在圖5A中的區(qū)域A的局部剖視圖。圖6是表示本發(fā)明的第3實(shí)施方式的超聲波流量計量裝置的外觀的立體圖。圖7是以往的超聲波式燃?xì)獗淼钠室晥D。
具體實(shí)施例方式下面，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。另外，本發(fā)明并不受該實(shí)施方式限定。第I實(shí)施方式圖1是表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式的超聲波流量計量裝置10的結(jié)構(gòu)的剖視圖。如圖1所示，超聲波流量計量裝置10包括計量流路1、一對超聲波振子2、3、計量電路4、入口側(cè)整流部6、出口側(cè)連接部7和信號取出部8。計量流路I供被測定流體流動。相對于計量流路1，一對超聲波振子2、3以使超聲波的傳播路徑成為V形狀的朝向安裝。計量電路4通過測定超聲波振子2、3之間的超聲波的傳播時間來計量被測定流體的流量。入口側(cè)整流部6設(shè)置在計量流路I的入口側(cè)，用于使被測定流體的流動穩(wěn)定。出口側(cè)連接部7設(shè)置在計量流路I的出口側(cè)。信號取出部8用于將由計量電路4計量得到的流量值輸出到外部。箭頭所示的流動方向9表示被測定流體的流動方向。如此，第I實(shí)施方式的超聲波流量計量裝置10中，一對超聲波振子2、3和計量電路4以單一裝置(計量部15)的方式組裝于計量流路I。此外，僅在計量流路I的出口側(cè)Ib設(shè)有出口側(cè)連接部7。利用這些結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)置過程容易的超聲波流量計量裝置10。超聲波流量計量裝置10與配管的連接見后述。為了使被測定流體順暢地流入，在計量流路I的入口側(cè)Ia設(shè)有入口側(cè)整流部6。此外，通過使超聲波的傳播路徑5形成為字母V形路徑，能夠?qū)⒊暡ㄕ褡?、3設(shè)置在計量流路I的同一個面?zhèn)?圖示的計量流路的上表面?zhèn)?，因此，能夠使整體上進(jìn)一步小型化。圖2是表示將本發(fā)明的第I實(shí)施方式的超聲波流量計量裝置10安裝于儀表主體21的狀態(tài)的剖視圖。儀表主體21具有儀表入口 25、儀表出口 22、緩沖部23和導(dǎo)出管24。另外，箭頭所示的流動方向9表示被測定流體的流動方向。如圖2所示，超聲波流量計量裝置10內(nèi)置在實(shí)質(zhì)呈長方體形狀的儀表主體21中。超聲波流量計量裝置10的、設(shè)有入口側(cè)整流部6的入口側(cè)在儀表主體21的緩沖部23開口。此外，儀表主體21的連通于儀表出口 22的導(dǎo)出管24氣密地接合于超聲波流量計量裝置10出口側(cè)連接部7。儀表入口 25和儀表出口 22配置在儀表主體21的同一個面。在該結(jié)構(gòu)中，如箭頭(被測定流體的流動方向9)所示，被測定流體從儀表入口 25流入到儀表內(nèi)的緩沖部23。然后，被測定流體從設(shè)置于超聲波流量計量裝置10的入口側(cè)整流部6流入到計量流路1，利用超聲波振子2、3和計量電路4計量流量。之后，被測定流體被經(jīng)由導(dǎo)出管24從儀表出口 22排出。采用該結(jié)構(gòu)，能夠容易地在長方體狀的配管中設(shè)置超聲波流量計量裝置10。圖3是表示將本發(fā)明的第I實(shí)施方式的超聲波流量計量裝置10安裝于另一個儀表主體31的例子的剖視圖。在儀表主體11中，儀表入口 32和儀表出口 33以直線狀配置。導(dǎo)出管34連通于儀表入口 33。如圖3所示，超聲波流量計量裝置10氣密地連接于導(dǎo)出管34。采用該結(jié)構(gòu)，能夠在直管狀的配管的中段設(shè)置超聲波流量計量裝置10。圖4是表示將本發(fā)明的第I實(shí)施方式的超聲波流量計量裝置10安裝于配管51的例子的剖視圖。如圖4所示，配管51的一側(cè)開放。超聲波流量計量裝置10的出口側(cè)連接部7氣密地連接于配管51的端部52。采用該結(jié)構(gòu)，為了計量向配管51流入的流體的流量，能夠設(shè)置超聲波流量計量裝置10。像以上說明的那樣，采用本實(shí)施方式的超聲波流量計量裝置10，能夠利用一種超聲波流量計量裝置10，實(shí)現(xiàn)與具有各種各樣的結(jié)構(gòu)的儀表、配管的連接。第2實(shí)施方式接著，說明本發(fā)明的第2實(shí)施方式的超聲波流量計量裝置61的結(jié)構(gòu)。圖5A是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的超聲波流量計量裝置61的結(jié)構(gòu)的俯視圖，圖5B是其側(cè)視圖，圖5C是從其入口側(cè)看到的主視圖，圖是圖5A中的區(qū)域A的局部剖視圖。另外,在圖5A 圖中圖示了超聲波流量計量裝置61的結(jié)構(gòu)中的計量流路81、入口側(cè)整流部6和出口側(cè)連接部7的結(jié)構(gòu)，但也同樣包括在第I實(shí)施方式中說明的計量部15。另外，一對超聲波振子2、3配置在后述的計量流路81的截面的短邊側(cè)。如圖5C所示，計量流路81的流路截面是短邊的尺寸為L、長邊的尺寸為M的長方形狀。在超聲波流量計量裝置61中，以與計量流路81的截面的長邊平行(圖5C中的縱方向)且與流動方向9平行的方式設(shè)有多個反射板11 (參照圖5A和圖5C)。利用該反射板11，能夠減少在超聲波振子2、3之間直行的超聲波與在計量流路81的壁面反射而行進(jìn)的超聲波的傳播時間的偏差的影響。由此，即使超聲波振子2、3之間的距離較短，也能夠確保所需的計量精度。并且，利用反射板11，也具有即使計量流路81的整體長度較短也使計量流路81內(nèi)的流動穩(wěn)定的效果。采用本實(shí)施方式的超聲波流量計量裝置61，由于具有反射板11，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)置環(huán)境的影響不易影響到計量精度的結(jié)構(gòu)。另外，如圖所示，超聲波流量計量裝置61的入口側(cè)整流部6的內(nèi)周面6a由曲面構(gòu)成。設(shè)為計量流路81的截面的短邊的尺寸為L、曲面的半徑為R時，曲面的半徑滿足R^L/ 2。即，將入口側(cè)整流部6的開口部做成以具有計量流路81的截面的短邊寬度尺寸的I / 2以上的半徑的曲線展開的結(jié)構(gòu)。通過做成該結(jié)構(gòu)，即使流入很大的流量，計量流路81內(nèi)也不易發(fā)生流動的紊亂。采用本實(shí)施方式的超聲波流量計量裝置61，由于做成上述那樣開口部的結(jié)構(gòu)，難以受到四周環(huán)境的影響，能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的計量性能。第3實(shí)施方式接著，說明本發(fā)明的第3實(shí)施方式。圖6是表示本發(fā)明的第3實(shí)施方式的超聲波流量計量裝置71的外觀的立體圖。在超聲波流量計量裝置71中，計量流路1、81、入口側(cè)整流部6、出口側(cè)連接部7和內(nèi)置有計量電路的回路殼體14全部都由樹脂構(gòu)成。在上述結(jié)構(gòu)的超聲波流量計量裝置10、61中，能夠使整體小型化，即使是樹脂，也能夠容易且高精度地構(gòu)成形狀。因此，裝置整體能夠樹脂化，從而能夠?qū)崿F(xiàn)更加輕量化的超聲波流量計量裝置71。因此，采用超聲波流量計量裝置71，容易設(shè)置于多種位置。像以上說明的那樣，采用在本發(fā)明的實(shí)施方式中說明的超聲波流量計量裝置10、61、71，容易地組裝于各種配管、儀表的殼體，能夠?qū)崿F(xiàn)一種能夠確保穩(wěn)定的計量精度的超聲波流量計。另外，采用超聲波流量計量裝置10、61、71，設(shè)置性存在通用性，設(shè)置環(huán)境不易影響到計量精度。因此，通過組 裝超聲波流量計量裝置10、61、71，能夠在抑制了開發(fā)投資、模具投資的基礎(chǔ)之上，在較短的開發(fā)期間里實(shí)現(xiàn)一種適合各種各樣的設(shè)置環(huán)境的超聲波流量計。產(chǎn)業(yè)h的可利用件像以上說明的那樣，采用本發(fā)明，能夠起到不必兼顧與連接流量計的配管、設(shè)置位置或者用途等，就能改變計量流路的形狀、計量電路和超聲波振子的連接結(jié)構(gòu)等這樣的特別的效果。因此，本發(fā)明可用作包括超聲波流量計量裝置的流量測定基準(zhǔn)器、燃?xì)獗砘蛘咚淼取８綀D標(biāo)記說明1、81、計量流路；la、入口側(cè)；lb、出口側(cè)；2、3、超聲波振子；4、計量電路；5、傳播路徑；6、入口側(cè)整流部；6a、內(nèi)周面；7、出口側(cè)連接部；8、信號取出部；9、(被測定流體的)流動方向；10、61、71、超聲波流量計量裝置；11、反射板；14、回路殼體；15、計量部；21、31、儀表主體；22、33、儀表出口 ；23、緩沖部；24、34、導(dǎo)出管；25、32、儀表入口 ；51、配管；52、端部。
權(quán)利要求
1.一種超聲波流量計量裝置，其中， 包括: 計量流路，其供被測定流體流動； 一對超聲波振子，其以使超聲波的傳播路徑成為V形狀的朝向的方式，安裝于上述計量流路； 計量電路，其用于測定上述一對超聲波振子之間的超聲波的傳播時間來計量上述被測定流體的流量； 入口側(cè)整流部，其設(shè)置在上述計量流路的入口側(cè)，用于使上述被測定流體的流動穩(wěn)定; 出口側(cè)連接部，其設(shè)置在上述計量流路的出口側(cè)； 信號取出部，其用于輸出由上述計量電路計量得到的流量值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波流量計量裝置，其中， 上述計量流路的流路截面為長方形； 將上述一對超聲波振子配置在上述計量流路截面的短邊側(cè)； 并且以與上述計量流路內(nèi)的流動方向平行且與上述計量流路截面的長邊平行的方式，安裝有多個用于減少上述傳播路徑中的超聲波的反射波的影響的反射板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波流量計量裝置，其中， 將上述入口側(cè)整流部的開口部做成以具有上述計量流路截面的短邊的寬度尺寸的I/2以上的半徑的曲線展開的結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的超聲波流量計量裝置，其中， 由樹脂構(gòu)成上述計量流路和用于收納上述計量電路的回路殼體。
全文摘要
一種超聲波流量計量裝置(10)，其包括供被測定流體流動的計量流路(1)、和能以使超聲波的傳播路徑成為V形狀的朝向安裝于計量流路(1)的一對超聲波振子(2、3)。還包括用于測定一對超聲波振子(2、3)之間的超聲波的傳播時間來計量被測定流體的流量的計量電路(4)、和設(shè)置在計量流路(1)的入口側(cè)且用于使被測定流體的流動穩(wěn)定的入口側(cè)整流部(6)。還包括設(shè)置在計量流路(1)的出口側(cè)的出口側(cè)連接部(7)、和用于輸出由計量電路(4)計量得到的流量值的信號取出部(8)。
文檔編號G01F1/66GK103201599SQ20118005444
公開日2013年7月10日 申請日期2011年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月10日
發(fā)明者藤井裕史, 尾崎行則, 佐藤真人, 后藤尋一 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社