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公開番号2025064348
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-17
出願番号2023174028
出願日2023-10-06
発明の名称超音波式流量計
出願人東洋計器株式会社
代理人個人,個人
主分類G01F 1/66 20220101AFI20250410BHJP(測定;試験)
要約【課題】計量感度を高めることが可能な超音波式流量計を提供すること
【解決手段】超音波式流量計1は、流体Fを流すための直線状に延びる流体流路Rを備えた流路パイプ2と、流体流路Rの内周壁面に開口する上流側開口部22aおよび下流側開口部22bと、上流側開口部22aおよび下流側開口部22bに配置した第1超音波送受信器3Aおよび第2超音波送受信器3Bと、流体流路R内に配置された上流側反射体4Aおよび下流側反射体4Bと、を備えている。流体流路Rは、上流側反射体4Aが位置する上流側流路部分21bと、下流側反射体4Bが位置する下流側流路部分21cと、上流側流路部分21bと下流側流路部分21cの間を繋ぐ計量用流路部分21aと、を備え、計量用流路部分21aが上流側流路部分21bおよび下流側流路部分21cに比べて小径である。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
計量対象の流体を流すための直線状に延びる流体流路を備えた流路パイプと、
前記流体流路の内周壁面における前記流体の流れ方向に直交する直交方向において、前記流れ方向の上流側の位置に開口する上流側開口部および下流側の位置に開口する下流側開口部と、
前記上流側開口部に配置した第１超音波送信部および前記下流側開口部に配置した第１超音波受信部を備えた第１超音波送受信器と、
前記下流側開口部に配置した第２超音波送信部および前記上流側開口部に配置した第２超音波受信部を備えた第２超音波送受信器と、
前記流体流路内における前記第１超音波送信部および前記第２超音波受信部に対して前記直交方向から対向する位置において、前記流れ方向に対して下流側に向けて４５°の傾斜角度で配置された反射面を備えた上流側反射体と、
前記流体流路内における前記第２超音波送信部および前記第１超音波受信部に対して前記直交方向から対向する位置において、前記流れ方向に対して上流側に向けて４５°の傾斜角度で配置された反射面を備えた下流側反射体と、
を備えており、
前記流体流路は、
前記上流側反射体が位置する上流側流路部分と、
前記下流側反射体が位置する下流側流路部分と、
前記上流側流路部分と前記下流側流路部分の間を繋ぐ計量用流路部分と、
を備えており、
前記計量用流路部分は、前記上流側流路部分および前記下流側流路部分に比べて小径であることを特徴とする超音波式流量計。
続きを表示（約 600 文字）【請求項２】
請求項１に記載の超音波式流量計において、
前記計量用流路部分の内径は、前記上流側流路部分と前記下流側流路部分との間において一定である超音波式流量計。
【請求項３】
請求項１において、
前記上流側流路部分と前記計量用流路部分との間には、前記上流側流路部分から前記計量用流路部分に向けて内径が漸減している上流側テーパー状流路部分が形成されており、
前記計量用流路部分と前記下流側流路部分との間には、前記計量用流路部分から前記下流側流路部分に向けて内径が漸増している下流側テーパー状流路部分が形成されており、
前記計量用流路部分の内径は、前記上流側テーパー状流路部分と前記下流側テーパー状流路部分との間において一定である超音波式流量計。
【請求項４】
請求項１に記載の超音波式流量計において、
前記計量用流路部分は、
前記上流側流路部分に繋がっている上流側計量用流路部分と、
前記下流側流路部分に繋がっている下流側計量用流路部分と、
を備えており、
前記上流側計量用流路部分の内径は、前記上流側流路部分から前記下流側計量用流路部分に向けて漸減しており、
前記下流側計量用流路部分の内径は、前記上流側計量用流路部分から前記下流側流路部分に向けて漸増している超音波式流量計。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の流量を計量するために用いる超音波式流量計に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
Ｕ字型の超音波式流量計は、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１の図１を参照すると、この超音波式流量計は、水を流すための流体流路を備えた流路パイプ（配管）と、流路パイプの外周面に配置された一組の超音波送受信器と、流体流路中にそれぞれの超音波送受信器から送信された超音波を流体流路に沿った方向に向けて反射させる一対の反射体（超音波反射体）とを備えている。このように、超音波送信器から計量対象の流体流路中を通って超音波受信器に至る超音波の伝搬経路がＵ字状となっている、所謂、Ｕ字型の超音波式流量計では、流路パイプの流体流路については内径寸法を変化させずにストレートに延びるよう構成されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－１６９８８４号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
所謂、Ｕ字型の超音波式流量計においては、流体流路を流れる流体中に、上流側へ向けて超音波を伝搬させた場合と下流側へ向けて超音波を伝搬させた場合との超音波の伝搬時間差を基に流体の流量を計量する。このため、特に流量が少ない場合、すなわち流体の流速が遅くなる場合には超音波の伝搬時間差が小さくなり計量値の分解能が低くなってしまうため、計量感度を高めたいとの要望があった。
【０００５】
本発明の目的は、このような点に鑑みて、計量感度を高めることが可能な超音波式流量計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る超音波式流量計は、
計量対象の流体を流すための直線状に延びる流体流路を備えた流路パイプと、
流体流路の内周壁面における流体の流れ方向に直交する直交方向の一方の側において、流れ方向の上流側の位置に開口する上流側開口部および下流側の位置に開口する下流側開口部と、
上流側開口部に配置した第１超音波送信部および下流側開口部に配置した第１超音波受信部を備えた第１超音波送受信器と、
下流側開口部に配置した第２超音波送信部および上流側開口部に配置した第２超音波受信部を備えた第２超音波送受信器と、
流体流路内における第１超音波送信部および第２超音波受信部に対して直交方向から対向する位置において、流れ方向に対して下流側に向けて４５°の傾斜角度で配置された反射面を備えた上流側反射体と、
流体流路内における第２超音波送信部および第１超音波受信部に対して直交方向から対向する位置において、流れ方向に対して上流側に向けて４５°の傾斜角度で配置された反射面を備えた下流側反射体と、
を備えており、
流体流路は、
上流側反射体が位置する上流側流路部分と、
下流側反射体が位置する下流側流路部分と、
上流側流路部分と下流側流路部分の間を繋ぐ計量用流路部分と、
を備えており、
計量用流路部分は、上流側流路部分および下流側流路部分に比べて小径であることを特徴とする。
【０００７】
計量対象の流体が計量用の流路パイプ内を流れる際、同じ流量であれば、流路パイプの内径が小さい方が流速は早くなる。超音波式流量計については、流量を計量しようとする配管の間に挟まれて設置されるため、流路パイプの径、特に両端側の径は、接続する配管の径に左右される。本発明に係る超音波式流量計では、両端側に位置する上流側流路部分と下流側流路部分の間を繋ぎ、計量用流路部分を上流側流路部分および下流側流路部分よりも小径にすることで、流路内に超音波を伝搬させて流量を計測する部分でもある計量用流路部分を流れる流体の流速を速めている。これにより、計量用流路部分を流れる流体中に、上流側へ向けて超音波を伝搬させた場合と下流側へ向けて超音波を伝搬させた場合との超音波の伝搬時間差が大きくなって分解能が向上し、計量感度を高めることができる。
【０００８】
この超音波式流量計においては、
計量用流路部分の内径は、上流側流路部分と下流側流路部分との間において一定であるよう構成されていてもよい。
【０００９】
また、この超音波式流量計においては、
上流側流路部分と計量用流路部分との間には、上流側流路部分から計量用流路部分に向けて内径が漸減している上流側テーパー状流路部分が形成されており、
計量用流路部分と下流側流路部分との間には、計量用流路部分から下流側流路部分に向けて内径が漸増している下流側テーパー状流路部分が形成されており、
計量用流路部分の内径は、上流側テーパー状流路部分と下流側テーパー状流路部分との間において一定であるよう構成されていてもよい。
【００１０】
また、この超音波式流量計においては、
計量用流路部分は、上流側流路部分に繋がっている上流側計量用流路部分と、下流側流路部分に繋がっている下流側計量用流路部分とを備えており、
上流側計量用流路部分の内径は、上流側流路部分から下流側計量用流路部分に向けて漸減しており、
下流側計量用流路部分の内径は、上流側計量用流路部分から下流側流路部分に向けて漸増しているよう構成されていてもよい。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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