阅读说明：本技术 超声波式流量测定装置 (Ultrasonic flow rate measuring device ) 是由 村上英一 铃木吉昭 于 2020-04-21 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种超声波式流量测定装置。一对管体保持部(2、3)通过轴部来对于基体(1)开闭自如地连结,在各管体保持部(2、3)内,超声波传送接收部(4、5)在斜方向对向地配置。当将管体(P)插入形成在夹持部(2a、3a)的保持凹部(2b、3b)间且夹持管体(P)时,将超声波传送接收元件(4a、5a)密贴在超声波传送接收部(4、5)的后端面的超声波传达体(4b、5b)则成为超声波传达体(4b、5b)的前端面几乎密贴在管体(P)的表面的两侧的状态。在流量测定时,从超声波传送接收部(4、5)的一方传送到管体(P)内的流体中的超声波束(B)交互地重复在管体(P)内在斜方向传播且在超声波传送接收部(4、5)的另一方接收的情形。求出超声波束(B)对于流体的往时间与返时间的传播时间差以求出流速。(The present invention relates to an ultrasonic flow rate measuring apparatus. A pair of pipe body holding parts (2, 3) are openably and closably connected to the base body (1) via shaft parts, and ultrasonic wave transmitting and receiving parts (4, 5) are disposed in the pipe body holding parts (2, 3) so as to face each other in an oblique direction. When a pipe body (P) is inserted between holding concave portions (2b, 3b) formed in holding portions (2a, 3a) and the pipe body (P) is held, ultrasonic transmitters (4b, 5b) having ultrasonic transmission/reception elements (4a, 5a) in close contact with the rear end surfaces of the ultrasonic transmission/reception portions (4, 5) are in a state in which the front end surfaces of the ultrasonic transmitters (4b, 5b) are in close contact with almost both sides of the surface of the pipe body (P). In flow measurement, an ultrasonic beam (B) transmitted from one of ultrasonic transmission/reception units (4, 5) to a fluid in a pipe (P) alternately repeats transmission in an oblique direction in the pipe (P) and reception at the other of the ultrasonic transmission/reception units (4, 5). The propagation time difference between the forward time and the backward time of the ultrasonic beam (B) with respect to the fluid is obtained to obtain the flow velocity.)

超声波式流量测定装置

技术领域

本发明涉及一种钳(clamp-on)型超声波式流量测定装置，装设在管体的外侧，用以向管体内的流体传播超声波束(ultrasonic beam)从而测定流体的流量。

背景技术

在专利文献1、2揭示有以下的钳式型的超声波式流量测定装置：安装在既有的已设置的管体的外侧，在管体内在斜方向传播超声波束以测定在管体内流动的流体的流量。

[现有技术文献]

专利文献1：日本特开平10-221137号公报。

专利文献2：日本特开2003-75219号公报。

发明内容

[发明所要解决的问题]

但是，在这些钳型的超声波式流量测定装置中，必须通过复杂且需花时间的组装作业安装配合管体的形状的一对超声波传送接收部。因此，在测定时要将超声波式流量测定装置迅速且正确地装设在管体是很困难的事情。

本发明的目的在于提供一种超声波式流量测定装置，能够消除上述的问题，且能够对于管体简便地装设且装设在正确的位置。

[发明的效果]

根据本发明的超声波式流量测定装置，能够以几乎一触(one touch)对于管体正确地装设，且能够测定管体内的流体的流量。

附图说明

图1是实施方式的超声波式流量测定装置的分解立体图。

图2是插装在管体的状态的立体图。

图3是在水平方向切断的剖视图。

图4是将管体保持部打开的状态的立体图。

图5是锁定构件所致的一次锁定状态的立体图。

图6是锁定构件所致的二次锁定状态的立体图。

附图标记说明：

1:基体

1a,1b,1c,1d:轴孔部

2,3:管体保持部

2a,3a:夹持部

2b,3b:保持凹部

2c,3c:下缘

2d,3d:***孔

2e,3e:突起半部

2f,3f:锁定用突起部

2g,3g:根源部

4,5:超声波传送接收部

4a,5a:超声波传送接收元件

4b,5b:超声波传达体

4b’,5b’:前端面

4b”,5b”:后端面

4c,5c:导线

6:锁定构件

6a:楕圆环

6b:板体

6c:圆环

6d:旋钮

6e:凸缘部

7a,7b,7c,7d:轴部

8:运算控制部

9:显示部

B:超声波束

F:流体

P:管体

具体实施方式

基于附图的实施方式来详细地说明本发明。

图1是实施方式的超声波式流量测定装置的分解立体图，图2是装设在管体的外侧的状态的立体图，图3是在水平方向切断的剖视图，图4是将管体保持部打开的状态的立体图。

实施方式的超声波式流量测定装置的主要构件由基体1、管体保持部2、3、超声波传送接收部4、5及锁定构件6所构成，这些主要是合成树脂制。而且，管体P由流动欲测定的流体的具有可挠性的合成树脂材所构成。

在框体状的基体1的左右的两侧部上设置有彼此一对的轴孔部1a、1b及1c、1d。插通在这些轴孔部1a至1d的轴部7a至7d***装在左右一对的厚板状的管体保持部2、3的插通孔，且管体保持部2、3经由轴部7a至7d以分别在两侧打开预定角度的方式与基体1连结。

在图2所示的管体保持部2、3的闭合状态中，属于管体保持部2、3的自由端缘的夹持部2a、3a彼此分离少许而对向地配置。为了从两侧夹住保持管体P，在夹持部2a、3a的沿着长边方向的对向面分别形成有：实施方式般的剖面矩形状或是剖面半圆弧状的保持凹部2b、3b，具有与管体P的外径近似的大小。

又，如图4所示，夹持部2a、3a的下缘2c、3c在管体保持部2、3打开了预定角度的状态下彼此抵接，在该位置将管体保持部2、3彼此卡合，且被设成在该打开角度中能够将管体P***保持凹部2b、3b间。

在管体保持部2、3在斜方向且与管体保持部2、3的表面平行地分别设有面对保持凹部2b、3b内的***孔2d、3d，且略圆柱状的超声波传送接收部4、5插装、固定在这些***孔2d、3d。在管体保持部2、3已闭合的状态下，超声波传送接收部4、5彼此在斜方向对向地配置，以使从超声波传送接收部4、5所传送的超声波束B会在管体P内在斜方向横切。

超声波传送接收部4、5分别由超声波传送接收元件4a、5a与超声波传达体4b、5b所构成。超声波传送接收元件4a、5a是由例如压电(piezo)元件所构成的圆板状体。超声波传达体4b、5b是比管体P的直径更大径的圆柱状，在斜方向被切断的前端面4b’、5b’成为超声波束B对管体P的传送接收面。后端面4b”、5b”是与圆柱状的超声波传达体4b、5b的中心线正交的方向的平面，在后端面4b”、5b”贴附有超声波传送接收元件4a、5a。

超声波传达体4b、5b的前端面4b’、5b’在管体保持部2、3的保持凹部2b、3b内稍微突出。又，前端面4b’、5b’是与保持凹部2b、3b的内面平行的平面，且能够从斜方向的两侧方夹持管体P的表面。

在超声波传送接收元件4a、5a连接有导线(lead wire)4c、5c，导线4c、5c分别被拉出到管体保持部2、3的外部。超声波传送接收部4、5经由导线4c、5c与运算控制部8连接，又运算控制部8的输出与显示部9连接。

在管体保持部2、3打开的方向侧的管体保持部2、3的外表面上，合起来时外周会成为正圆形的半圆状的突起半部2e、3e分别朝向上方突出。又，在突起半部2e、3e各自的外方的预定位置分别竖设有圆柱状的锁定用突起部2f、3f，且锁定用突起部2f、3f的根源部2g、3g被设成细径。

另一方面，为了用突起半部2e、3e及锁定用突起部2f、3f锁定闭合状态的管体保持部2、3，附设有单独分开的圆环状的锁定构件6。锁定构件6具有楕圆状的楕圆环6a，在楕圆环6a的周围设有四角形的板体6b。又，在楕圆环6a的中央部设有正圆状的圆环6c，楕圆环6a与圆环6c通过上部的旋钮(knob)6d在楕圆长轴方向连结。又，在楕圆环6a的下部形成有：凸缘(flange)部6e，朝向内侧，与锁定用突起部2f、3f的根源部2g、3g卡合。

另外，在楕圆环6a的楕圆长轴方向上的凸缘部6e的内径比在管体保持部2、3彼此闭合的状态下的锁定用突起部2f、3f的外侧间的距离更大，在楕圆短轴方向上的凸缘部6e的内径设成与锁定用突起部2f、3f的根源部2g、3g卡合的大小。

要装设管体P，就要在经由轴部7a至7d来将管体保持部2、3的夹持部2a、3a向上方提起的状态下，也就是如图4所示般，在使夹持部2a、3a的下缘2c、3c彼此卡合而将管体保持部2、3的夹持部2a、3a分别打开预定角度的状态下，将管体P***保持凹部2b、3b间。

在这之后，从上方将夹持部2a、3a的上部强力地压入，将管体保持部2、3闭合来设成如图2所示的平行状态，借此保持凹部2b、3b彼此的间隔缩窄，管体P被保持夹持在保持凹部2b、3b间。

此时，超声波传送接收部4、5的超声波传达体4b、5b的前端面4b’、5b’如上述般为平面状且为平行状态，且在保持凹部2b、3b内在斜方向对向而定位。通过管体保持部2、3的闭合，前端面4b’、5b’从两侧强力地按压具可挠性的管体P，借此将管体P部分地变形成扁平状。

在该状态下，由于管体P、基体1、管体保持部2、3及超声波传达体4b、5b是合成树脂制，故因合成树脂所拥有的弹力的作用，基体1、管体保持部2、3及超声波传送接收部4、5相互地对于管体P互按而不会动。但是，为了要长期间维持该管体保持部2、3的闭合状态，例如使用锁定构件6来设成锁定状态会更安全。

因此，优选为在用管体保持部2、3夹持管体P后，使用单独分开的锁定构件6来进行维持管体保持部2、3对于管体P的闭合状态的位置关系的锁定。如图5所示，在锁定构件6的楕圆环6a的楕圆长轴内，与嵌入管体保持部2、3的两个锁定用突起部2f、3f同时地嵌合锁定构件6的中央的圆环6c与因闭合而重合且圆周为圆形状的突起半部2e、3e的外侧，从而进行一次锁定。

在此，拿着旋钮6d将锁定构件6以圆环6c作为中心而转动时，将锁定用突起部2f、3f夹入的楕圆环6a的凸缘部6e的内径会随着锁定构件6的转动而变窄。如图6所示，楕圆环6a的楕圆短轴到达锁定用突起部2f、3f的位置时，凸缘部6e会将锁定用突起部2f、3f的根源部2g、3g夹入。

借此，锁定用突起部2f、3f通过楕圆环6a的凸缘部6e所紧固，进行管体保持部2、3的二次锁定。在该状态下，由于凸缘部6e与根源部2g、3g卡合，因此只要锁定构件6的转动不复原，锁定机构就不会意外地脱落。另外，管体保持部2、3的锁定机构并不限于实施方式的构造。

在测定时，优选为使剖面圆形的管体P变形成扁平状态的理由是：为了分别使超声波传送接收部4、5的超声波传达体4b、5b的前端面4b’、5b’密贴在管体P的表面。要使超声波束B高效率地在管体P射入射出，则必须正确地使超声波传达体4b、5b与管体P的外表面重合。存在尺寸上的差异的话，管体P与超声波传达体4b、5b之间会产生间隙，变成超声波束B无法良好地传达。

在本实施方式中，通过属于超声波传达体4b、5b的平面的前端面4b’、5b’将管体P从两侧按压来将管体P扁平化，借此前端面4b’，5b密贴在管体P的表面，因此得以良好地传达超声波束B。

在流量测定时，如图3所示般在管体P流动欲测定的流体F。通过运算控制部8的信号，将超声波传送接收部4、5的超声波传送接收元件4a、5a的超声波束B交互地传送接收。超声波束B在超声波传达体4b、5b的中心方向直线前进，经由前端面4b’、5b’而将超声波束B对于管体P在斜方向射入射出。所传送的超声波束B在斜方向横切管体P内的流体F而传播，在超声波传送接收部5、4的另一方的超声波传达体5b、4b、超声波传送接收元件5a、4a被接收，接收信号输入至运算控制部8。

如此，通过用超声波传送接收部4、5交互地重复超声波束B的传送接收，用运算控制部8求出往的时间与返的时间的传播时间差，该往的时间是超声波束B从流体F的上游侧到达下游侧的时间，该返的时间是超声波束B从流体F的下游侧到达上游侧的时间。基于该传播时间差，在运算控制部8中用周知的方法算出流体F的流速。

运算控制部8求出流体F的流速，且将该流速乘以管体P的内部截面积来算出流量值。但是，由于管体P因管体保持部2、3、超声波传达体4b、5b所造成的按压等而变形，故在超声波束B传播的位置上的管体P的截面积多为不明。因此，优选为事先在该状态下对管体P流动预定量的流量来把流量值校正好。而且，将所得的流量值显示在显示部9。

另外在实际上，由于管体P在流体F开始流动时有管体P因为流体F的压力而截面积扩大的倾向，因此正确的流量是在流体F开始流动后经过少许时间后得到的。

在测定完成要将超声波式流量测定装置从管体P取下时，只要转动锁定构件6，将锁定构件6取下，打开管体保持部2、3并从管体P卸下即可。

另外，在本说明书中，前后方向、上下方向、左右方向是指针对实施方式的附图的说明，实际的构件并非为这些用语所限定。