超声波流量计制造技术

具备：流路(3)，被测量流体在该流路(3)中流通；超声波发送接收器(5、6)，其具有固定于金属板(9a)的声匹配体(9c)和压电体(9b)；绝缘性减振构件(11)，其以排除声匹配体(9c)的方式覆盖金属板(9a)；安装部(3b)，其设置于流路(3)；以及固定构件(13)，其用于将超声波发送接收器(5、6)固定于安装部(3b)。固定构件(13)具有按压部(18)和延伸部(12)，超声波发送接收器(5，6)具有以下结构：通过将设置于延伸部(12)的孔部(16)卡合到设置于安装部(3b)的爪部(15)而被固定于安装部(3b)。由此，能够减少壳体传播，实现一种高精度的超声波流量计。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种使用超声波发送接收器的超声波流量计，该超声波发送接收器用于向流体中发送超声波或者接收在流体中传播的超声波。
技术介绍
以往，作为用于这种超声波流量计的超声波发送接收器，公开了一种如图4所示的结构的超声波发送接收器(例如，参照专利文献I)。下面，使用图4对以往的超声波发送接收器的结构进行说明。图4是表示以往的超声波发送接收器的安装于流路的状态的图。如图4所示，以往的超声波发送接收器68由有顶筒状的外壳63、压电体64以及保持部66构成，其中，在该保持部66中一体地形成有减振体65和振动传递抑制体67。外壳63具有顶部60、侧壁部61以及从侧壁部61向外侧延伸的支承部62。压电体64被固定于外壳63的顶部60的内壁面。减振体65以覆盖并紧密贴合在外壳63的侧壁部61的外周的方式进行设置，用于抑制由压电体64的振动引起的侧壁部61的振动。保持部66对外壳63的支承部62进行保持。另外，保持部66的振动传递抑制体67 —般包括防振性高的柔软的材料，用于将外壳63防振地安装于流路69的安装部69a。而且，超声波发送接收器68在流路69中通过传感器按压件70压紧于保持部66的振动传递抑制体67，并通过螺钉71被固定。由此，测量流路69中的流体的流量。在此，在将上述结构的超声波发送接收器用于超声波流量计的情况下，用不同的部件来构成保持部66的振动传递抑制体67和超声波发送接收器68。因此，需要使振动传递抑制体67紧密贴合地安装于超声波发送接收器68。但是，为了将柔软的振动传递抑制体67均匀地安装于超声波发送接收器68，在调整上需要一定时间，因此在量产性方面存在问题。另外，有时由于振动传递抑制体67的安装精度的偏差而导致本来应该发挥功能的振动传递抑制体67不充分地发挥功能。因此，成为流量测量时的测量噪声的混响噪声以及振动传递到流路69。其结果，存在壳体传播噪声增大、流体的流量的测量精度下降的情况。并且，在通过传感器按压件70向流路69安装超声波发送接收器68的情况下，螺钉71的紧固扭矩有时有偏差。由此，超声波发送接收器68的振动传递到流路69。其结果，壳体传播的噪声有可能增大，流体的流量的测量精度有可能下降。专利文献:日本特开2001-159551号公报
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的超声波流量计具备:流路，被测量流体在该流路中流通；超声波发送接收器，其具有固定于金属板的一个面的声匹配体和固定于另一个面的压电体；绝缘性减振构件，其形成为以排除声匹配体的方式覆盖金属板；超声波发送接收器的安装部，其设置于流路；以及固定构件，其用于将超声波发送接收器固定于安装部。而且，固定构件具有超声波发送接收器的按压部和在按压部的外周隔着规定的空间以悬臂梁状设置的延伸部，超声波发送接收器经由延伸部而被固定于安装部。由此，延伸部作为避免将超声波发送接收器的振动直接传递到流路的衰减部而发挥功能，在对被测量流体进行测量时减少振动的壳体传播。并且，能够通过延伸部确保超声波发送接收器的安装位置的位置精度。其结果，能够实现一种能高精度地测量流量的流量测量装置。【附图说明】图1是本专利技术的实施方式的超声波流量计的流动方向的截面图。图2A是表示本专利技术的实施方式的超声波发送接收器以及向流路的安装结构的立体图。图2B是图2A的2B-2B线截面图。图3是本专利技术的实施方式的固定构件的截面图。图4是表示以往的超声波发送接收器的安装状态的图。【具体实施方式】下面，参照附图来说明本专利技术的实施方式。此外，本专利技术并不限定于本实施方式。(实施方式)图1是本专利技术的实施方式的超声波流量计的流动方向的截面图。如图1所示，本实施方式的超声波流量计至少包括具有两个开口部4的流路3和设置于开口部4的超声波发送接收器5、6等。流路3是使作为被测量流体的气体等流体从一方的开口端I向另一方的开口端2流通的配管。流路3的开口部4被设置为相对于流路3倾斜且彼此相向，来传播要发送和接收的超声波。超声波发送接收器5、6在开口部4的向外的延长线上相向地设置。并且，本实施方式的超声波流量计具备超声波传播时间测量电路7和运算部8。超声波传播时间测量电路7测量在相向的一对超声波发送接收器5、6之间传播的超声波的传播时间。运算部8基于由超声波传播时间测量电路7测量出的传播时间来运算流体的流量。下面，参照图1来具体地说明如上述那样构成的超声波流量计中的被测量流体的流量和流速的测量方法。此外，图1所示的LI示出了从配置在上游侧的超声波发送接收器5向超声波发送接收器6传播的超声波的传播路径。另一方面，图1所示的L2示出了从配置在下游侧的超声波发送接收器6向超声波发送接收器5传播的超声波的传播路径。在此，将流经流路3的流体的流速设为V，将超声波在流体中传播的速度设为C，将流体的流动方向与超声波的传播方向所成的角度设为Θ。此时，在将超声波发送接收器5设为发送侧、将超声波发送接收器6设为接收侧的情况下，用以下的式(I)表示从超声波发送接收器5发出的超声波脉冲到达超声波发送接收器6为止的传播时间tl。tl = L/(C+Vcos θ )(I)另外，在将超声波发送接收器6设为发送侧、将超声波发送接收器5设为接收侧的情况下，用以下的式(2)表示从超声波发送接收器6发出的超声波脉冲到达超声波发送接收器5为止的传播时间t2。t2 = L/(C-Vcos Θ )(2)而且，如果从传播时间tl的式⑴和传播时间t2的式⑵去除流体的声速C，则得到以下的式(3)。V = L/2cos Θ (l/tl_l/t2)(3)此时，如根据式(3)所判明那样，如果超声波发送接收器5与超声波发送接收器6之间的距离L和角度Θ已知，则能够使用由超声波传播时间测量电路7测量出的传播时间tl和传播时间t2来求出流体的流速V。而且，运算部8如果根据需要对上述那样求出的流速V乘以流路3的截面积S和校正系数K，则能够根据以下的式(4)求出流量Q。Q = KXSXV(4)根据以上说明，能够使用本实施方式的超声波流量计测量流体的流量Q0下面，使用图2A和图2B来详细地说明作为本实施方式的要点的超声波发送接收器的向流路的安装结构以及超声波发送接收器的构造。此外，下面以超声波发送接收器5为例进行说明，但显然超声波发送接收器6也为相同的情况。图2A是本实施方式的安装到流路的超声波发送接收器的立体图。图2B是图2A的2B-2B线截面图。如图2A和图2B所示，超声波发送接收器5至少包括声匹配体9c、金属板9a、压电体％、绝缘性减振构件11以及两个引线10等。声匹配体9c例如通过粘接剂被粘接固定于金属板9a的一个面(与在流路3内流通的流体相向的面)。另一方面，压电体9b例如通过粘接剂、导电糊剂被粘接固定于金属板9a的另一个面。一方的引线10同没有与金属板9a粘接的压电体9b的电极电连接。另一方的引线10经由金属板9a与粘接于金属板9a的压电体9b的电极电连接。此外，例如利用焊料、导电糊剂等进行压电体9b与引线10的接合以及金属板9a与引线10的接合。此时，在接合部中使用了粘接剂的情况下，金属板9a与压电体9b的电极以欧姆接触的方式电连接。例如用热固性树脂填充玻璃的中空球体的间隙并进行固化来构成声匹配体9c。此外，也可以将声匹配体9c设为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波流量计，具备：流路，被测量流体在该流路中流通；超声波发送接收器，其具有固定于金属板的一个面的声匹配体和固定于金属板的另一个面的压电体；绝缘性减振构件，其形成为以排除上述声匹配体的方式覆盖上述金属板；上述超声波发送接收器的安装部，其设置于上述流路；以及固定构件，其用于将上述超声波发送接收器固定于上述安装部，其中，上述固定构件具有上述超声波发送接收器的按压部和在外周具有规定的空间部的以悬臂梁状设置的延伸部，上述超声波发送接收器经由上述延伸部而被固定于上述安装部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤真人，永原英知，渡边葵，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP