超声波流量计制造技术

本实用新型专利技术提供一种对高频的超声波束高效且稳定地进行收发并且发挥基于高频度的测定次数的优良的测定精度的超声波流量计。对于超声波流量计(100)而言，陶瓷制的圆板状压电元件(141)被层叠并夹设于玻璃环氧树脂制的声阻抗匹配层(142)与硅橡胶制的振动吸收层(143)之间，声阻抗匹配层(142)的厚度(d1)设定为比圆板状压电元件(141)的厚度(d2)薄，振动吸收层(143)的厚度(d3)设定为比圆板状压电元件(141)的厚度(d2)厚，从而声阻抗匹配层(142)朝向直圆管(110)的管路端密封区域(111a)顺利地传播从圆板状压电元件(141)产生的超声波束。

【技术实现步骤摘要】
超声波流量计
本技术涉及如下时间差方式的超声波流量计，该超声波流量计根据从压电元件产生的超声波束从测定导管的上游侧传播至下游侧的时间与从下游侧传播至上游侧的时间的时间差，求出测定导管内的流体速度，在该流体速度上乘以直圆管的剖面积从而求出在直圆管内流动的流量，特别是涉及用于测定在半导体、液晶的制造工序中进行硅晶片的研磨/清洗的装置、液晶制造装置等中使用的各种药液、食品生产线、化工生产线中的原料、储藏、混合工序中处理的药液等液体的超声波流量计。
技术介绍
以往，作为时间差方式的超声波流量计，存在有如下超声波流量计，即、具备:由树脂构成的流量检测器主体，其在供流体流通的流通路的一部分形成有包含测量流体的流量的测量流通路的流通路，并且收容有传感器单元；以及一对超声波压电元件，它们配置为夹持测量流通路并且相互对置(例如，专利文献I)。 而且，该超声波流量检测器中的流量检测器主体的传感器单元由如下部件构成，即、由陶瓷构成的圆板状的超声波压电元件；配置于超声波压电元件的前表面的声匹配层；包围超声波压电元件的侧方以及后方的壳体；橡胶制的O型圈；以及与超声波压电元件连接的氟树脂覆盖的导线。 先行技术文献 专利文献 专利文献1:日本特开2011 - 38862号公报(特别是权利要求1，参照图1) 然而，虽然现有的超声波流量检测器中的传感器单元的声匹配层配置于超声波压电元件的前表面，但是存在如下问题:在超声波束通过声匹配层时，声振动被声匹配层吸收从而使信号强度变弱，超声波收发的S/N比劣化从而给流量测定带来妨碍。 另外，存在如下问题:由于流体在测量流通路的两端弯曲部产生乱流漩涡，并且因该乱流漩涡的动作而给超声波束的传播带来妨碍，所以在信号强度较弱的情况下，超声波收发的S/N比进一步劣化从而使测定精度产生误差。 还存在如下问题:由于在现有的超声波流量检测器中，至超声波压电元件的声振动进行衰减为止需要相当的时间，并且无法增加超声波束的每单位时间的产生次数，所以超声波束的收发不闻效，无法实现基于闻频度的测定次数的测定精度的提闻。
技术实现思路
因此，本技术是用于解决上述现有技术问题的，S卩、本技术的目的在于提供一种对高频的超声波束高效地稳定地进行收发并且发挥基于高频度的测定次数的优良的测定精度的超声波流量计。 该技术方案I的技术是如下时间差方式的超声波流量计，具备:氟树脂制的直圆管，其供被测定流体流通；流入管，其与该直圆管的一端以规定的流入角度连通；流出管，其与上述直圆管的另一端以规定的流出角度连通；一对流入侧测定头以及流出侧测定头，它们在上述直圆管的一端以及另一端分别延伸，并且相互对置；以及陶瓷制的圆板状压电元件，其分别存在于该流入侧测定头以及流出侧测定头的内部，并且沿着上述直圆管的中心轴交替地进行超声波束的收发，根据由上述圆板状压电元件产生的超声波束从上述直圆管的上游侧传播至下游侧的时间与从下游侧传播至上游侧的时间的时间差，求出上述直圆管内的流体速度，在该流体速度上乘以直圆管的剖面积从而求出在直圆管内流动的流量，上述超声波流量计的特征在于，上述陶瓷制的圆板状压电元件，以相对于上述直圆管的中心轴正交的方式被配置，并且被层叠而夹设于面对在上述直圆管的一端以及另一端分别形成的管路端密封区域的玻璃环氧树脂制的声阻抗匹配层与面对上述圆板状压电元件的硅橡胶制的振动吸收层之间，上述声阻抗匹配层的厚度被设定为比上述圆板状压电元件的厚度薄，上述振动吸收层的厚度被设定为比上述圆板状压电元件的厚度厚。 该技术方案2的技术是通过除了具有技术方案I记载的超声波流量计的结构之外，在上述直圆管形成的管路端密封区域的厚度被设定为比上述圆板状压电元件的厚度厚，来解决上述课题的。 该技术方案3的技术是通过除了具有技术方案2记载的超声波流量计的结构之外，使声阻抗匹配层相对于上述直圆管的管路端密封区域紧贴为一体的甘油层被设置于上述直圆管的管路端密封区域与声阻抗匹配层之间，来解决上述课题的。 该技术方案4的技术是通过除了具有技术方案3记载的超声波流量计的结构之外，上述直圆管的管内径以及圆板状压电元件的直径被设定为大致相同，来解决上述课题的。 该技术方案5的技术是通过除了具有技术方案4记载的超声波流量计的结构之外，保持上述圆板状压电元件的周边部的圆筒状保持部件具备被设置于上述流入侧测定头以及流出侧测定头内来允许圆板状压电元件的沿着上述圆板状压电元件的中心轴的声振动的声空洞部，来解决上述课题的。 该技术方案6的技术是通过除了具有技术方案5记载的超声波流量计的结构之外，将朝向上述圆板状压电元件弹力地按压圆筒状保持部件的盖部件被旋装于在上述流入侧测定头以及流出侧测定头形成的开口端部，来解决上述课题的。 该技术方案7的技术是通过除了具有技术方案6记载的超声波流量计的结构之外，上述流入管以及流出管在上述直圆管的一端与另一端从相同方向以字状被配置，并且与上述直圆管连通，来解决上述课题的。 该技术方案8的技术是通过除了具有技术方案6记载的超声波流量计的结构之外，上述流入管以及流出管在上述直圆管的一端与另一端被配置为相互不同，并且与上述直圆管连通，来解决上述课题的。 该技术方案9的技术是通过除了具有技术方案7或者技术方案8记载的超声波流量计的结构之外，在将上述圆板状压电元件形成为厚度为1mm、直径为1mm并且将上述超声波束的频率设定为2MHz的情况下,上述声阻抗匹配层的厚度被设定为0.5mm,并且上述振动吸收层的厚度被设定为4mm，来解决上述课题的。 【技术的效果】 本技术的超声波流量计通过具备供被测定流体流通的氟树脂制的直圆管、与该直圆管的一端以规定的流入角度连通的流入管、与直圆管的另一端以规定的流出角度连通的流出管、在直圆管的一端以及另一端分别延伸并且相互对置的一对流入侧测定头以及流出侧测定头、以及分别存在于上述流入侧测定头以及流出侧测定头的内部并且沿着直圆管的中心轴交替地进行超声波束的收发的陶瓷制的圆板状压电元件，从而不仅能够根据从圆板状压电元件产生的超声波束从直圆管的上游侧传播至下游侧的时间与从下游侧传播至上游侧的时间的时间差，求出直圆管内的流体速度，并且在该流体速度上乘以直圆管的剖面积从而求出在直圆管内流动的流量，而且能够起到以下的特有效果。 S卩，根据该技术方案I的技术的超声波流量计，通过陶瓷制的圆板状压电元件以相对于直圆管的中心轴正交的方式被配置，并且被层叠而夹设于面对在直圆管的一端以及另一端分别形成的管路端密封区域的玻璃环氧树脂制的声阻抗匹配层与面对圆板状压电元件的硅橡胶制的振动吸收层之间，从而声阻抗匹配层阶段性地缓和容易在圆板状压电元件与直圆管的管路端密封区域之间产生的声阻抗的急变，因此声阻抗匹配层能够朝向直圆管的管路端密封区域顺利地传播从圆板状压电元件产生的超声波束，并且由于振动吸收层对圆板状压电元件的声振动在早期进行衰减并吸收，所以能够在流入侧测定头与流出侧测定头的相互间，大幅度地增加超声波束的每单位时间的产生次数，其结果是，能够对超声波束高效且稳定地进行收发，并且能够提高基于测定次数增加的测定平均值的精度。 而且，通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波流量计，其是如下时间差方式的超声波流量计，具备：氟树脂制的直圆管，其供被测定流体流通；流入管，其与该直圆管的一端以规定的流入角度连通；流出管，其与所述直圆管的另一端以规定的流出角度连通；一对流入侧测定头以及流出侧测定头，它们分别在所述直圆管的一端以及另一端延伸，并且相互对置；以及陶瓷制的圆板状压电元件，其分别存在于该流入侧测定头以及流出侧测定头的内部，并且沿着所述直圆管的中心轴交替地进行超声波束的收发，根据由所述圆板状压电元件产生的超声波束从所述直圆管的上游侧传播至下游侧的时间与从下游侧传播至上游侧的时间的时间差，求出所述直圆管内的流体速度，在该流体速度上乘以直圆管的剖面积从而求出在直圆管内流动的流量，所述超声波流量计的特征在于，所述陶瓷制的圆板状压电元件，以相对于所述直圆管的中心轴正交的方式被配置，并且被层叠而夹设于面对在所述直圆管的一端以及另一端分别形成的管路端密封区域的玻璃环氧树脂制的声阻抗匹配层与面对所述圆板状压电元件的硅橡胶制的振动吸收层之间，所述声阻抗匹配层的厚度被设定为比所述圆板状压电元件的厚度薄，所述振动吸收层的厚度被设定为比所述圆板状压电元件的厚度厚。

【技术特征摘要】
2014.03.11 JP 2014-0479931.一种超声波流量计，其是如下时间差方式的超声波流量计，具备: 氟树脂制的直圆管，其供被测定流体流通； 流入管，其与该直圆管的一端以规定的流入角度连通； 流出管，其与所述直圆管的另一端以规定的流出角度连通； 一对流入侧测定头以及流出侧测定头，它们分别在所述直圆管的一端以及另一端延伸，并且相互对置；以及 陶瓷制的圆板状压电元件，其分别存在于该流入侧测定头以及流出侧测定头的内部，并且沿着所述直圆管的中心轴交替地进行超声波束的收发， 根据由所述圆板状压电元件产生的超声波束从所述直圆管的上游侧传播至下游侧的时间与从下游侧传播至上游侧的时间的时间差，求出所述直圆管内的流体速度， 在该流体速度上乘以直圆管的剖面积从而求出在直圆管内流动的流量， 所述超声波流量计的特征在于， 所述陶瓷制的圆板状压电元件，以相对于所述直圆管的中心轴正交的方式被配置，并且被层叠而夹设于面对在所述直圆管的一端以及另一端分别形成的管路端密封区域的玻璃环氧树脂制的声阻抗匹配层与面对所述圆板状压电元件的硅橡胶制的振动吸收层之间，所述声阻抗匹配层的厚度被设定为比所述圆板状压电元件的厚度薄， 所述振动吸收层的厚度被设定为比所述圆板状压电元件的厚度厚。2.根据权利要求1所述的超声波流量计，其特征在于， 形成于所述直圆管的管路端密封区域的厚度被设定为...

【专利技术属性】
技术研发人员：杉时夫，高本正树，
申请(专利权)人：东京计装株式会社，
类型：新型
国别省市：日本;JP