超音波流量計及び超音波流量計用ノイズ波除去器
【課題】従来より精度よく計測することができる超音波流量計及び超音波流量計用ノイズ波除去器の提供を目的とする。
【解決手段】本発明に係る超音波流量計１０は、計測流路１３から分岐し計測用超音波を送受波可能な超音波送受波器２０を奥部に備えた素子受容凹部１５と、その円筒内面１６の中間部に近似波長ノイズ波除去溝１７とを備えている。そして、近似波長ノイズ波除去溝１７の溝幅を計測用超音波の半波長の整数倍としたことで、計測用超音波に近似した波長のノイズ波が計測流路１３内を伝播しても、そのノイズ波が近似波長ノイズ波除去溝１７が形成された領域Ｒ１を通過する際に低減又は除去することができる。これにより、ノイズ波の影響を抑えた計測が可能になり、従来より計測精度を上げることができる。
【解決手段】本発明に係る超音波流量計１０は、計測流路１３から分岐し計測用超音波を送受波可能な超音波送受波器２０を奥部に備えた素子受容凹部１５と、その円筒内面１６の中間部に近似波長ノイズ波除去溝１７とを備えている。そして、近似波長ノイズ波除去溝１７の溝幅を計測用超音波の半波長の整数倍としたことで、計測用超音波に近似した波長のノイズ波が計測流路１３内を伝播しても、そのノイズ波が近似波長ノイズ波除去溝１７が形成された領域Ｒ１を通過する際に低減又は除去することができる。これにより、ノイズ波の影響を抑えた計測が可能になり、従来より計測精度を上げることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波流量計及び超音波流量計に取り付けられるノイズ波除去器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、超音波流量計は、流体送給パイプの途中に取り付けられ、その流体送給パイプ内を流れる流体に、所定の波長の計測用超音波を伝播させて流量を計測する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１１１６９０号公報（段落［０００２］、［００２７］，第２図、第９図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した流体送給パイプには、超音波流量計の近傍に、バルブが取り付けられていたり、パイプ同士の接続溝が存在していて、そこで生じた乱流によって計測用超音波に近似した波長又は同じ波長のノイズ波が発生する場合がある。そして、超音波流量計により計測を行う際に、ノイズ波と計測用超音波とが混在して流体を伝播した状態になり、計測精度が低下する場合が生じ得た。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ノイズ波の影響を抑えて、従来より計測精度を向上させることが可能な超音波流量計及び超音波流量計用ノイズ波除去器の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る超音波流量計は、流体が通過する流路の内面に１対の素子受容凹部を陥没形成し、それら１対の素子受容凹部の奥部に備えた１対の超音波素子の間で計測用超音波を送受波して、流体の流量を計測する超音波流量計において、受波側の超音波素子を備えた素子受容凹部には、流路の内面側の開口から奥部まで延びた筒形内面と、筒形内面の中間部に溝状に陥没形成されかつその溝幅が計測用超音波の半波長の整数倍にされて計測用超音波と異なる波長のノイズ波を低減又は除去可能な近似波長ノイズ波除去溝とが備えられてところに特徴を有する。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の超音波流量計において、流路のうち１対の素子受容凹部の上流側又は下流側の一方或いは両方に、流路の中間部を溝状に陥没させてかつその溝幅を計測用超音波の半波長の整数倍からずらして計測用超音波と同じ波長のノイズ波を低減又は除去可能とした同波長ノイズ波除去流路溝を設けたところに特徴を有する。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の超音波流量計において、流路が内側を直線状に貫通したベース部を備え、素子受容凹部の筒形内面は、流路の軸方向と斜めに交差する方向に延びた円筒内面とされ、近似波長ノイズ波除去溝は、円筒内面の中間部を拡径した環状溝構造になっているところに特徴を有する。
【０００９】
請求項４の発明に係る超音波流量計は、流体が通過する流路の途中に備えた１対の超音波素子の間で計測用超音波を送受波して、流体の流量を計測する超音波流量計において、流路のうち１対の超音波素子の上流側又は下流側の一方或いは両方に、流路の中間部を溝状に陥没させてかつその溝幅を計測用超音波の半波長の整数倍からずらし、計測用超音波と同じ波長のノイズ波を低減又は除去可能な同波長ノイズ波除去流路溝にしたところに特徴を有する。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項４に記載の超音波流量計において、流路のうち１対の超音波素子の上流側又は下流側の一方或いは両方に、流路の中間部を溝状に陥没させかつその溝幅を計測用超音波の半波長の整数倍にして計測用超音波と異なる波長のノイズ波を低減又は除去可能とした近似波長ノイズ波除去流路溝を設けたところに特徴を有する。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項２，４又は５の何れか１の請求項に記載の超音波流量計において、同波長ノイズ波除去流路溝の溝幅は、計測用超音波の１／４波長の奇数倍であるところに特徴を有する。
【００１２】
請求項７の発明に係る超音波流量計用ノイズ波除去器は、流体が流れるパイプの途中に超音波流量計と共に取り付けられ、内側を通過する流体のノイズ波を除去するための超音波流量計用ノイズ波除去器であって、パイプ内の流路と超音波流量計内の流路との間を連絡する中継流路を内側に備え、中継流路の内面の中間部を溝状に陥没させてその溝幅を超音波流量計で使用する計測用超音波の半波長の整数倍からずらし、計測用超音波と同じ波長のノイズ波を低減又は除去可能な同波長ノイズ波除去流路溝にしたところに特徴を有する。
【００１３】
請求項８の発明は、請求項７に記載の超音波流量計用ノイズ波除去器において、同波長ノイズ波除去流路溝の溝幅は、計測用超音波の１／４波長の奇数倍であるところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１４】
［請求項１の発明］
請求項１の超音波流量計では、計測用超音波に近似した波長のノイズ波が、超音波流量計の流路又はその流路に繋がる外部流路の何れかの場所で発生して、そのノイズ波と計測用超音波とが混在して流体を伝播しても、受波側の超音波素子を備えた素子受容凹部内の近似波長ノイズ波除去溝によりノイズ波が低減又は除去される。これにより、計測用超音波と近似した波長のノイズ波の影響を抑えた計測が可能になり、従来より計測精度が向上する。
【００１５】
［請求項２の発明］
請求項２の超音波流量計では、流路のうち１対の素子受容凹部の上流側又は下流側で計測用超音波と同じ波長のノイズ波が発生しても、そのノイズ波を同波長ノイズ波除去流路溝にて低減又は除去することができる。これにより、計測用超音波と同じ波長のノイズ波の影響を抑えた計測が可能になり、従来より計測精度が向上する。
【００１６】
［請求項３の発明］
請求項３の超音波流量計では、ベース部を直線状に貫通した流路の軸方向に流体が流れ、その流路の軸方向と斜めに交差する方向に延びた円筒内面を有する素子受容凹部内では流体が滞留する。そして、その滞留した流体を計測用超音波が伝播する際に、受波側の超音波素子を備えた素子受容凹部内の近似波長ノイズ波除去溝によりノイズ波が低減又は除去される。
【００１７】
［請求項４の発明］
請求項４の構成によれば、超音波流量計における１対の超音波素子の上流側又は下流側で、計測用超音波と同じ波長のノイズ波が発生しても、そのノイズ波を同波長ノイズ波除去流路溝にて低減又は除去することができる。これにより、計測用超音波と同じ波長のノイズ波の影響を抑えた計測が可能になり、従来より計測精度が向上する。
【００１８】
［請求項５の発明］
請求項５の構成によれば、超音波流量計における１対の超音波素子の上流側又は下流側で、計測用超音波と近似した波長のノイズ波が発生して、そのノイズ波を同波長ノイズ波除去流路溝にて低減又は除去することができる。これにより、計測用超音波と近似した波長のノイズ波の影響を抑えた計測が可能になり、従来より計測精度が向上する。
【００１９】
［請求項６の発明］
請求項６の構成では、同波長ノイズ波除去流路溝の溝幅を、計測用超音波の１／４波長の奇数倍にしたので、計測用超音波と同じ波長のノイズ波を最も効果的に低減又は除去することができる。
【００２０】
［請求項７の発明］
請求項７の超音波流量計用ノイズ波除去器は、超音波流量計と組み合わせて流体が流れるパイプの途中に取り付けることで、計測用超音波と同じ波長のノイズ波が、超音波流量計側に伝播することを防ぐことができる。これにより、計測用超音波と同じ波長のノイズ波の影響を抑えた計測が可能になり、従来より計測精度が向上する。
【００２１】
［請求項８の発明］
請求項８の構成では、同波長ノイズ波除去流路溝の溝幅を、計測用超音波の１／４波長の奇数倍にしたので、計測用超音波と同じ波長のノイズ波を最も効果的に低減又は除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る超音波流量計の側断面図
【図２】第２実施形態に係る超音波流量計の側断面図
【図３】第３実施形態に係る超音波流量計の側断面図
【図４】本発明の変形例に係る超音波流量計の側断面図
【図５】本発明の変形例に係る超音波流量計の側断面図
【図６】本発明の変形例に係る超音波流量計の側断面図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
［第１実施形態］
以下、本発明の一実施形態を図１に基づいて説明する。本実施形態の超音波流量計１０は、円筒状の計測スリーブ１１の両端部からフランジ１１Ｆ，１１Ｆを側方に張り出した構造のベース部１２を備えている。また、計測スリーブ１１の内側が、流量計測の対象の流体を流すための計測流路１３になっている。そして、このベース部１２は、例えば、都市ガス用のガス管８０の途中に固定されている。具体的には、ガス管８０の途中部分が分断されて、その分断部分における各ガス管８０の先端にフランジ８０Ｆが設けられている。そして、各ガス管８０のフランジ８０Ｆと、ベース部１２の両端のフランジ１１Ｆとが間にパッキン８０Ｐを挟んでボルト（図示せず）にて固定されている。これにより、分断されたガス管８０，８０の間が計測スリーブ１１によって連絡され計測流路１３を流体としてのガスが流れる。
【００２４】
計測スリーブ１１の外面には、１対の分岐管１４，１４が設けられている。これら１対の分岐管１４，１４は、例えば、計測スリーブ１１より小径の円筒状をなし、計測スリーブ１１の中心軸に対して斜めに交差する直線上に配置されて、計測スリーブ１１から互いに異なる方向に突出している。また、各分岐管１４の先端部は、終端壁１４Ａにて閉塞される一方、分岐管１４の基端部は、計測スリーブ１１内に連絡されている。そして、それら各分岐管１４の内側部分が、計測スリーブ１１の内面から陥没した本発明に係る素子受容凹部１５になっている。
【００２５】
各素子受容凹部１５の内側面は、本発明に係る円筒内面１６になっている。その円筒内面１６には、終端壁１４Ａ寄り位置に、素子係止溝１５Ａが形成されている。そして、各素子係止溝１５Ａに、超音波送受波器２０（本発明の「超音波素子」に相当する）がそれぞれ係止し、これにより、１対の超音波送受波器２０，２０が、計測流路１３を間に挟んで同軸上に配置されている。詳細には、超音波送受波器２０は、受波器本体部２０Ｈから円板状の取付フランジ２０Ｆを張り出した形状をなし、その取付フランジ２０Ｆの外縁部が素子係止溝１５Ａ内に係止している。また、超音波送受波器２０Ｈから終端壁１４Ａ側に延びた延びたケーブル２０Ｃは、終端壁１４Ａに形成された図示しないケーブル挿通孔を介して外部へ引き出され、図示しない信号処理回路に接続されている。なお、ケーブル挿通孔には、気密シールが施されている。
【００２６】
信号処理回路は、１対の超音波送受波器２０，２０の間で双方向で、本発明に係る「計測用超音波」を送受波させる。そして、一方の超音波送受波器２０から送波された計測用超音波が、各素子受容凹部１５内及び計測流路１３内のガスを伝播して他方の超音波送受波器２０に到達するまでの伝播時間と、その逆方向に計測用超音波が伝播した際の伝播時間とを信号処理回路が演算して、それら伝播時間に基づき、計測流路１３内を流れる流体の流量を計測する。
【００２７】
さて、素子受容凹部１５の円筒内面１６には、計測流路１３側の端部と素子係止溝１５Ａと間に、本発明に係る近似波長ノイズ波除去溝１７が形成されている。具体的には、各分岐管１４のうち軸方向の中間部分を側方に膨出させて鍔状膨出部１４Ｋを形成し、その鍔状膨出部１４Ｋの内側部分が近似波長ノイズ波除去溝１７になっている。
【００２８】
素子受容凹部１５の円筒内面１６に対しては、近似波長ノイズ波除去溝１７は円筒内面１６を段付き状に拡径させた環状溝構造をなし、近似波長ノイズ波除去溝１７の溝幅は、計測用超音波の１／２波長の整数倍になっている。即ち、近似波長ノイズ波除去溝１７の溝幅をＷ１、計測用超音波の波長をλとすると、近似波長ノイズ波除去溝１７の溝幅Ｗ１は、以下の関係式（１）を満たしている。
【００２９】
Ｗ１＝１／２・λ・ｎ （ｎ＝１，２，３，・・・） ・・・（１）
【００３０】
この構成により、素子受容凹部１５内のガスを伝播して超音波送受波器２０に向かう音波のうち、計測用超音波と異なる波長のノイズ波は、近似波長ノイズ波除去溝１７によって低減又は除去される一方、計測用超音波は、近似波長ノイズ波除去溝１７にて実質的に低減又は除去されることなく超音波送受波器２０に到達する。その原理は、以下のとおりである。
【００３１】
即ち、素子受容凹部１５内を超音波送受波器２０に向かって伝播する音波は、素子受容凹部１５の軸方向において近似波長ノイズ波除去溝１７が形成された範囲の円柱状のノイズフィルタ領域Ｒ１を通過する際に、近似波長ノイズ波除去溝１７における溝側面１７Ｓ，１７Ｓで反射する。このとき、溝側面１７Ｓ，１７Ｓの間を往復して超音波送受波器２０に向かって進む音波（以下、「遅延波」という）は、溝側面１７Ｓによって反射されずに超音波送受波器２０に向かって進む音波（以下、「正規波」という）と比して、近似波長ノイズ波除去溝１７の溝幅Ｗ１を往復した分だけ遅れて進む。ここで、上記関係式（１）を満たす計測用超音波に関しては、遅延波が正規波から１波長（１周期）の整数倍だけ遅れることになり、両者の位相は同じになる。この結果、正規波は遅延波によって低減又は除去されることなくノイズフィルタ領域Ｒ１を通過して超音波送受波器２０に到達する。一方、計測用超音波と異なる波長のノイズ波では、上記関係式（１）を満たしていないので、遅延波の遅れが１波長（１周期）の整数倍からずれ、正規波と遅延波の位相がずれる。これにより、正規波は遅延波によって低減又は除去され、ノイズ波が超音波流量計２０に到達することが規制される。
【００３２】
本実施形態の超音波流量計１０の構成に関する説明は以上である。次に、この超音波流量計１０の作用効果について説明する。本実施形態の超音波流量計１０は、例えば、都市ガスの幹線路に配置されてガス管８０を流れるガスの流量を検出する。ここで、都市ガスの幹線路の途中に流量調整バルブが備えられていると、その流量調整バルブを通過する際にガスが乱流になり、計測用超音波に近い周波数のノイズ波が発生する場合がある。又は、ガス管８０，８０同士を接続した接続部のパッキンが、例えばガス管８０の内側に突出して障壁となり、そこでガスが乱流になって計測用超音波に近い周波数のノイズ波が発生する場合がある。
【００３３】
このように、ガス管８０の任意の場所で発生したノイズは、ガス管８０内のガスを伝播してノイズ波発生源から離れた上流及び下流に向かって進む。そして、そのようなノイズ波発生源の近くに超音波流量計１０が配置されると、超音波流量計１０のガスにもノイズ波は伝播する。
【００３４】
このとき、超音波流量計１０でガスの流量を計測していると、超音波流量計１０のガスにはノイズ波と計測用超音波とが混在して流体を伝播することになる。しかしながら、本実施形態の超音波流量計１０では、受波側の超音波送受波器２０の近傍に配置された素子受容凹部１５内の近似波長ノイズ波除去溝１７により、計測用超音波と異なる周波数のノイズ波が低減又は除去される。一方、計測用超音波は、近似波長ノイズ波除去溝１７により実質的に低減又は除去されることなく、超音波送受波器２０に受波される。これにより、計測用超音波と近似した波長のノイズ波の影響を抑えた計測が可能になり、従来より流量の計測精度が向上する。また、本実施形態の超音波流量計１０では、超音波送受波器２０を受容した素子受容凹部１５内に近似波長ノイズ波除去溝１７を配置したので、効率良くノイズ波を低減又は除去することができると共に、計測スリーブ１１の途中に設けた場合に比べて、近似波長ノイズ波除去溝１７を小型化にすることができる。
【００３５】
［第２実施形態］
本実施形態の超音波流量計１０Ｖは、図２に示されており、前記第１実施形態の超音波流量計１０のうち計測スリーブ１１における両端寄り位置に本発明に係る同波長ノイズ波除去流路溝３０，３０を備えた構造になっている。具体的には、計測スリーブ１１のうち両端寄り位置で計測スリーブ１１の一部を側方に膨出させて鍔状膨出部１１Ｋ，１１Ｋをそれぞれ形成し、それら各鍔状膨出部１１Ｋの内側部分が同波長ノイズ波除去流路溝３０になっている。そして、各同波長ノイズ波除去流路溝３０は、計測流路１３の内周面を段付き状に拡径させた環状溝構造をなし、同波長ノイズ波除去流路溝３０の溝幅は、計測用超音波の１／２波長の整数倍からずらした大きさになっている。具体的には、同波長ノイズ波除去流路溝３０の溝幅は、計測用超音波の１／４波長の奇数倍になっている。即ち、同波長ノイズ波除去流路溝３０の溝幅Ｗ２は、以下の関係式（２）を満たしている。
【００３６】
Ｗ２＝１／４・λ・（２ｎ−１） （ｎ＝１，２，３，・・） ・・・（２）
【００３７】
この構成により、計測流路１３の端部から超音波送受波器２０に向かって伝播する音波は、計測流路１３の軸方向において同波長ノイズ波除去流路溝３０が形成された範囲の円柱状のノイズフィルタ領域Ｒ２を通過する際に、その同波長ノイズ波除去流路溝３０における溝側面３０Ｓ，３０Ｓの間で反射する。このとき、上記関係式（２）を満たす音波に関しては、遅延波が正規波から半波長（半周期）の奇数倍遅れる。これにより、超音波流量計１０Ｖ外から超音波流量計１０の超音波送受波器２０，２０に向かう計測用超音波と同波長のノイズ波が同波長ノイズ波除去流路溝３０，３０によって低減又は除去される。
【００３８】
本実施形態の超音波流量計１０Ｖの構成に関する説明は以上である。次に、この超音波流量計１０Ｖの作用効果について説明する。本実施形態の超音波流量計１０Ｖでは、超音波流量計１０Ｖの上流側又は下流側で計測用超音波と同じ波長のノイズ波が発生しても、そのノイズ波を同波長ノイズ波除去流路溝３０，３０にて低減又は除去することができる。これにより、計測用超音波と同じ波長のノイズ波の影響を抑えた計測が可能になり、従来より計測精度が向上する。
【００３９】
なお、図示しないが、計測スリーブ１１のうち各同波長ノイズ波除去流路溝３０の隣に、同波長ノイズ波除去流路溝３０とは溝幅のみが異なる近似波長ノイズ波除去流路溝をそれぞれ設けてもよい。そのような構成にすることで、上記効果に加え、超音波流量計１０Ｖ外で発生した計測用超音波と近似した波長のノイズ波も低減又は除去することができる。これにより、計測用超音波と近似した波長のノイズ波の影響を抑えた計測が可能になり、従来より計測精度が向上する。
【００４０】
［第３実施形態］
本実施形態は図３に示されており、第１実施形態の超音波流量計１０の両端部とガス管８０，８０との間に本発明に係る超音波流量計用ノイズ波除去器４０（以下、単に「ノイズ波除去器４０」という）を備えた構成になっている。このノイズ波除去器４０は、全体が円盤状をなし、その中心に超音波流量計１０における計測流路１３の内径と同じ内径の貫通孔４１が貫通形成され、貫通孔４１の内側がガス管８０内の流路と超音波流量計１０内の計測流路１３との間を連絡する中継流路４２になっている。そして、ノイズ波除去器４０の軸方向における中間部において、中継流路４２の内面の一部を溝状に陥没させて、前記同波長ノイズ波除去流路溝３０と同形状の同波長ノイズ波除去流路溝４３が形成されている。
【００４１】
この構成によれば、前記第２実施形態と同様の作用効果を奏する。また、このノイズ波除去器４０を、既存の超音波流量計とを組み合わせて流体が流れるパイプの途中に取り付けることで、既存の超音波流量計の計測精度を上げることができる。
【００４２】
［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００４３】
（１）前記第１〜第３の実施形態の超音波流量計１０，１０Ｖでは、近似波長ノイズ波除去溝１７を備えた１対の素子受容凹部１５，１５が計測流路１３を挟んで対向配置され、一方の超音波送受波器２０から送波された計測用超音波が計測流路１３を横切って他方の超音波送受波器２０に到達する構成であったが、図４に示すように、近似波長ノイズ波除去溝１７を備えた１対の素子受容凹部１５Ｔ，１５Ｔが計測流路１３に対して同じ側に配され、一方の超音波送受波器２０から送波された計測用超音波が計測流路１３を挟んで反対側の計測スリーブ１１の内面で反射し、他方の超音波送受波器２０に到達する構成としてもよい。
【００４４】
（２）図５に示すように、Ｕ字形の計測流路６３を内部に有するベース部６２を備え、その底部両端から側方に延びる１対の分岐管６４，６４を設けてその内部に１対の素子受容凹部６５，６５が形成された超音波流量計６０において、素子受容凹部６５，６５の内側面６６，６６に近似波長ノイズ波除去溝１７，１７が備えられてもよい。
【００４５】
（３）前記第１〜第３の実施形態の超音波流量計１０，１０Ｖでは、超音波送受波器２０，２０が、双方向で計測用超音波を送受波する構成であったが、計測用超音波の送波専用の超音波素子と受波専用の超音波素子とを備えて、一方向で計測用超音波を送受波する構成としてもよい。
【００４６】
（４）第２実施形態で同波長ノイズ波除去流路溝３０を備えた超音波流量計１０、及び、第３実施形態でノイズ波除去器４０と組み合わせて使用される超音波流量計１０は共に、超音波送受波器２０の近傍に近似波長ノイズ波除去溝１７を備えていたが、近似波長ノイズ波除去溝１７を排除した構成にしてもよい。
【００４７】
（５）図６に示した超音波流量計１０Ｘのように、全体が円柱状のベース部７０の芯部に形成した貫通孔７３を前記第１実施形態の計測流路１３と対応させてベース部７０の内部に前記実施形態の超音波流量計１０と同じ構成を設けてもよい。
【００４８】
（６）前記第１〜第３の実施形態の近似波長ノイズ波除去溝１７又は同波長ノイズ波除去流路溝３０，４０の内周面にリング状の多孔質材（例えば、セラミック材）を嵌合して固定することで、ノイズ波除去効果の向上を図ってもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１０，１０Ｖ，６０ 超音波流量計
１３，６３ 計測流路
１５，１５Ｔ，６５ 素子受容凹部
１６ 円筒内面
１７ 近似波長ノイズ波除去溝
２０ 超音波送受波器
３０，４３ 同波長ノイズ波除去流路溝
４０ 超音波流量計用ノイズ波除去器
４２ 中継流路
８０，８１ ガス管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波流量計及び超音波流量計に取り付けられるノイズ波除去器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、超音波流量計は、流体送給パイプの途中に取り付けられ、その流体送給パイプ内を流れる流体に、所定の波長の計測用超音波を伝播させて流量を計測する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１１１６９０号公報（段落［０００２］、［００２７］，第２図、第９図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した流体送給パイプには、超音波流量計の近傍に、バルブが取り付けられていたり、パイプ同士の接続溝が存在していて、そこで生じた乱流によって計測用超音波に近似した波長又は同じ波長のノイズ波が発生する場合がある。そして、超音波流量計により計測を行う際に、ノイズ波と計測用超音波とが混在して流体を伝播した状態になり、計測精度が低下する場合が生じ得た。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ノイズ波の影響を抑えて、従来より計測精度を向上させることが可能な超音波流量計及び超音波流量計用ノイズ波除去器の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る超音波流量計は、流体が通過する流路の内面に１対の素子受容凹部を陥没形成し、それら１対の素子受容凹部の奥部に備えた１対の超音波素子の間で計測用超音波を送受波して、流体の流量を計測する超音波流量計において、受波側の超音波素子を備えた素子受容凹部には、流路の内面側の開口から奥部まで延びた筒形内面と、筒形内面の中間部に溝状に陥没形成されかつその溝幅が計測用超音波の半波長の整数倍にされて計測用超音波と異なる波長のノイズ波を低減又は除去可能な近似波長ノイズ波除去溝とが備えられてところに特徴を有する。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の超音波流量計において、流路のうち１対の素子受容凹部の上流側又は下流側の一方或いは両方に、流路の中間部を溝状に陥没させてかつその溝幅を計測用超音波の半波長の整数倍からずらして計測用超音波と同じ波長のノイズ波を低減又は除去可能とした同波長ノイズ波除去流路溝を設けたところに特徴を有する。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の超音波流量計において、流路が内側を直線状に貫通したベース部を備え、素子受容凹部の筒形内面は、流路の軸方向と斜めに交差する方向に延びた円筒内面とされ、近似波長ノイズ波除去溝は、円筒内面の中間部を拡径した環状溝構造になっているところに特徴を有する。
【０００９】
請求項４の発明に係る超音波流量計は、流体が通過する流路の途中に備えた１対の超音波素子の間で計測用超音波を送受波して、流体の流量を計測する超音波流量計において、流路のうち１対の超音波素子の上流側又は下流側の一方或いは両方に、流路の中間部を溝状に陥没させてかつその溝幅を計測用超音波の半波長の整数倍からずらし、計測用超音波と同じ波長のノイズ波を低減又は除去可能な同波長ノイズ波除去流路溝にしたところに特徴を有する。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項４に記載の超音波流量計において、流路のうち１対の超音波素子の上流側又は下流側の一方或いは両方に、流路の中間部を溝状に陥没させかつその溝幅を計測用超音波の半波長の整数倍にして計測用超音波と異なる波長のノイズ波を低減又は除去可能とした近似波長ノイズ波除去流路溝を設けたところに特徴を有する。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項２，４又は５の何れか１の請求項に記載の超音波流量計において、同波長ノイズ波除去流路溝の溝幅は、計測用超音波の１／４波長の奇数倍であるところに特徴を有する。
【００１２】
請求項７の発明に係る超音波流量計用ノイズ波除去器は、流体が流れるパイプの途中に超音波流量計と共に取り付けられ、内側を通過する流体のノイズ波を除去するための超音波流量計用ノイズ波除去器であって、パイプ内の流路と超音波流量計内の流路との間を連絡する中継流路を内側に備え、中継流路の内面の中間部を溝状に陥没させてその溝幅を超音波流量計で使用する計測用超音波の半波長の整数倍からずらし、計測用超音波と同じ波長のノイズ波を低減又は除去可能な同波長ノイズ波除去流路溝にしたところに特徴を有する。
【００１３】
請求項８の発明は、請求項７に記載の超音波流量計用ノイズ波除去器において、同波長ノイズ波除去流路溝の溝幅は、計測用超音波の１／４波長の奇数倍であるところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１４】
［請求項１の発明］
請求項１の超音波流量計では、計測用超音波に近似した波長のノイズ波が、超音波流量計の流路又はその流路に繋がる外部流路の何れかの場所で発生して、そのノイズ波と計測用超音波とが混在して流体を伝播しても、受波側の超音波素子を備えた素子受容凹部内の近似波長ノイズ波除去溝によりノイズ波が低減又は除去される。これにより、計測用超音波と近似した波長のノイズ波の影響を抑えた計測が可能になり、従来より計測精度が向上する。
【００１５】
［請求項２の発明］
請求項２の超音波流量計では、流路のうち１対の素子受容凹部の上流側又は下流側で計測用超音波と同じ波長のノイズ波が発生しても、そのノイズ波を同波長ノイズ波除去流路溝にて低減又は除去することができる。これにより、計測用超音波と同じ波長のノイズ波の影響を抑えた計測が可能になり、従来より計測精度が向上する。
【００１６】
［請求項３の発明］
請求項３の超音波流量計では、ベース部を直線状に貫通した流路の軸方向に流体が流れ、その流路の軸方向と斜めに交差する方向に延びた円筒内面を有する素子受容凹部内では流体が滞留する。そして、その滞留した流体を計測用超音波が伝播する際に、受波側の超音波素子を備えた素子受容凹部内の近似波長ノイズ波除去溝によりノイズ波が低減又は除去される。
【００１７】
［請求項４の発明］
請求項４の構成によれば、超音波流量計における１対の超音波素子の上流側又は下流側で、計測用超音波と同じ波長のノイズ波が発生しても、そのノイズ波を同波長ノイズ波除去流路溝にて低減又は除去することができる。これにより、計測用超音波と同じ波長のノイズ波の影響を抑えた計測が可能になり、従来より計測精度が向上する。
【００１８】
［請求項５の発明］
請求項５の構成によれば、超音波流量計における１対の超音波素子の上流側又は下流側で、計測用超音波と近似した波長のノイズ波が発生して、そのノイズ波を同波長ノイズ波除去流路溝にて低減又は除去することができる。これにより、計測用超音波と近似した波長のノイズ波の影響を抑えた計測が可能になり、従来より計測精度が向上する。
【００１９】
［請求項６の発明］
請求項６の構成では、同波長ノイズ波除去流路溝の溝幅を、計測用超音波の１／４波長の奇数倍にしたので、計測用超音波と同じ波長のノイズ波を最も効果的に低減又は除去することができる。
【００２０】
［請求項７の発明］
請求項７の超音波流量計用ノイズ波除去器は、超音波流量計と組み合わせて流体が流れるパイプの途中に取り付けることで、計測用超音波と同じ波長のノイズ波が、超音波流量計側に伝播することを防ぐことができる。これにより、計測用超音波と同じ波長のノイズ波の影響を抑えた計測が可能になり、従来より計測精度が向上する。
【００２１】
［請求項８の発明］
請求項８の構成では、同波長ノイズ波除去流路溝の溝幅を、計測用超音波の１／４波長の奇数倍にしたので、計測用超音波と同じ波長のノイズ波を最も効果的に低減又は除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る超音波流量計の側断面図
【図２】第２実施形態に係る超音波流量計の側断面図
【図３】第３実施形態に係る超音波流量計の側断面図
【図４】本発明の変形例に係る超音波流量計の側断面図
【図５】本発明の変形例に係る超音波流量計の側断面図
【図６】本発明の変形例に係る超音波流量計の側断面図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
［第１実施形態］
以下、本発明の一実施形態を図１に基づいて説明する。本実施形態の超音波流量計１０は、円筒状の計測スリーブ１１の両端部からフランジ１１Ｆ，１１Ｆを側方に張り出した構造のベース部１２を備えている。また、計測スリーブ１１の内側が、流量計測の対象の流体を流すための計測流路１３になっている。そして、このベース部１２は、例えば、都市ガス用のガス管８０の途中に固定されている。具体的には、ガス管８０の途中部分が分断されて、その分断部分における各ガス管８０の先端にフランジ８０Ｆが設けられている。そして、各ガス管８０のフランジ８０Ｆと、ベース部１２の両端のフランジ１１Ｆとが間にパッキン８０Ｐを挟んでボルト（図示せず）にて固定されている。これにより、分断されたガス管８０，８０の間が計測スリーブ１１によって連絡され計測流路１３を流体としてのガスが流れる。
【００２４】
計測スリーブ１１の外面には、１対の分岐管１４，１４が設けられている。これら１対の分岐管１４，１４は、例えば、計測スリーブ１１より小径の円筒状をなし、計測スリーブ１１の中心軸に対して斜めに交差する直線上に配置されて、計測スリーブ１１から互いに異なる方向に突出している。また、各分岐管１４の先端部は、終端壁１４Ａにて閉塞される一方、分岐管１４の基端部は、計測スリーブ１１内に連絡されている。そして、それら各分岐管１４の内側部分が、計測スリーブ１１の内面から陥没した本発明に係る素子受容凹部１５になっている。
【００２５】
各素子受容凹部１５の内側面は、本発明に係る円筒内面１６になっている。その円筒内面１６には、終端壁１４Ａ寄り位置に、素子係止溝１５Ａが形成されている。そして、各素子係止溝１５Ａに、超音波送受波器２０（本発明の「超音波素子」に相当する）がそれぞれ係止し、これにより、１対の超音波送受波器２０，２０が、計測流路１３を間に挟んで同軸上に配置されている。詳細には、超音波送受波器２０は、受波器本体部２０Ｈから円板状の取付フランジ２０Ｆを張り出した形状をなし、その取付フランジ２０Ｆの外縁部が素子係止溝１５Ａ内に係止している。また、超音波送受波器２０Ｈから終端壁１４Ａ側に延びた延びたケーブル２０Ｃは、終端壁１４Ａに形成された図示しないケーブル挿通孔を介して外部へ引き出され、図示しない信号処理回路に接続されている。なお、ケーブル挿通孔には、気密シールが施されている。
【００２６】
信号処理回路は、１対の超音波送受波器２０，２０の間で双方向で、本発明に係る「計測用超音波」を送受波させる。そして、一方の超音波送受波器２０から送波された計測用超音波が、各素子受容凹部１５内及び計測流路１３内のガスを伝播して他方の超音波送受波器２０に到達するまでの伝播時間と、その逆方向に計測用超音波が伝播した際の伝播時間とを信号処理回路が演算して、それら伝播時間に基づき、計測流路１３内を流れる流体の流量を計測する。
【００２７】
さて、素子受容凹部１５の円筒内面１６には、計測流路１３側の端部と素子係止溝１５Ａと間に、本発明に係る近似波長ノイズ波除去溝１７が形成されている。具体的には、各分岐管１４のうち軸方向の中間部分を側方に膨出させて鍔状膨出部１４Ｋを形成し、その鍔状膨出部１４Ｋの内側部分が近似波長ノイズ波除去溝１７になっている。
【００２８】
素子受容凹部１５の円筒内面１６に対しては、近似波長ノイズ波除去溝１７は円筒内面１６を段付き状に拡径させた環状溝構造をなし、近似波長ノイズ波除去溝１７の溝幅は、計測用超音波の１／２波長の整数倍になっている。即ち、近似波長ノイズ波除去溝１７の溝幅をＷ１、計測用超音波の波長をλとすると、近似波長ノイズ波除去溝１７の溝幅Ｗ１は、以下の関係式（１）を満たしている。
【００２９】
Ｗ１＝１／２・λ・ｎ （ｎ＝１，２，３，・・・） ・・・（１）
【００３０】
この構成により、素子受容凹部１５内のガスを伝播して超音波送受波器２０に向かう音波のうち、計測用超音波と異なる波長のノイズ波は、近似波長ノイズ波除去溝１７によって低減又は除去される一方、計測用超音波は、近似波長ノイズ波除去溝１７にて実質的に低減又は除去されることなく超音波送受波器２０に到達する。その原理は、以下のとおりである。
【００３１】
即ち、素子受容凹部１５内を超音波送受波器２０に向かって伝播する音波は、素子受容凹部１５の軸方向において近似波長ノイズ波除去溝１７が形成された範囲の円柱状のノイズフィルタ領域Ｒ１を通過する際に、近似波長ノイズ波除去溝１７における溝側面１７Ｓ，１７Ｓで反射する。このとき、溝側面１７Ｓ，１７Ｓの間を往復して超音波送受波器２０に向かって進む音波（以下、「遅延波」という）は、溝側面１７Ｓによって反射されずに超音波送受波器２０に向かって進む音波（以下、「正規波」という）と比して、近似波長ノイズ波除去溝１７の溝幅Ｗ１を往復した分だけ遅れて進む。ここで、上記関係式（１）を満たす計測用超音波に関しては、遅延波が正規波から１波長（１周期）の整数倍だけ遅れることになり、両者の位相は同じになる。この結果、正規波は遅延波によって低減又は除去されることなくノイズフィルタ領域Ｒ１を通過して超音波送受波器２０に到達する。一方、計測用超音波と異なる波長のノイズ波では、上記関係式（１）を満たしていないので、遅延波の遅れが１波長（１周期）の整数倍からずれ、正規波と遅延波の位相がずれる。これにより、正規波は遅延波によって低減又は除去され、ノイズ波が超音波流量計２０に到達することが規制される。
【００３２】
本実施形態の超音波流量計１０の構成に関する説明は以上である。次に、この超音波流量計１０の作用効果について説明する。本実施形態の超音波流量計１０は、例えば、都市ガスの幹線路に配置されてガス管８０を流れるガスの流量を検出する。ここで、都市ガスの幹線路の途中に流量調整バルブが備えられていると、その流量調整バルブを通過する際にガスが乱流になり、計測用超音波に近い周波数のノイズ波が発生する場合がある。又は、ガス管８０，８０同士を接続した接続部のパッキンが、例えばガス管８０の内側に突出して障壁となり、そこでガスが乱流になって計測用超音波に近い周波数のノイズ波が発生する場合がある。
【００３３】
このように、ガス管８０の任意の場所で発生したノイズは、ガス管８０内のガスを伝播してノイズ波発生源から離れた上流及び下流に向かって進む。そして、そのようなノイズ波発生源の近くに超音波流量計１０が配置されると、超音波流量計１０のガスにもノイズ波は伝播する。
【００３４】
このとき、超音波流量計１０でガスの流量を計測していると、超音波流量計１０のガスにはノイズ波と計測用超音波とが混在して流体を伝播することになる。しかしながら、本実施形態の超音波流量計１０では、受波側の超音波送受波器２０の近傍に配置された素子受容凹部１５内の近似波長ノイズ波除去溝１７により、計測用超音波と異なる周波数のノイズ波が低減又は除去される。一方、計測用超音波は、近似波長ノイズ波除去溝１７により実質的に低減又は除去されることなく、超音波送受波器２０に受波される。これにより、計測用超音波と近似した波長のノイズ波の影響を抑えた計測が可能になり、従来より流量の計測精度が向上する。また、本実施形態の超音波流量計１０では、超音波送受波器２０を受容した素子受容凹部１５内に近似波長ノイズ波除去溝１７を配置したので、効率良くノイズ波を低減又は除去することができると共に、計測スリーブ１１の途中に設けた場合に比べて、近似波長ノイズ波除去溝１７を小型化にすることができる。
【００３５】
［第２実施形態］
本実施形態の超音波流量計１０Ｖは、図２に示されており、前記第１実施形態の超音波流量計１０のうち計測スリーブ１１における両端寄り位置に本発明に係る同波長ノイズ波除去流路溝３０，３０を備えた構造になっている。具体的には、計測スリーブ１１のうち両端寄り位置で計測スリーブ１１の一部を側方に膨出させて鍔状膨出部１１Ｋ，１１Ｋをそれぞれ形成し、それら各鍔状膨出部１１Ｋの内側部分が同波長ノイズ波除去流路溝３０になっている。そして、各同波長ノイズ波除去流路溝３０は、計測流路１３の内周面を段付き状に拡径させた環状溝構造をなし、同波長ノイズ波除去流路溝３０の溝幅は、計測用超音波の１／２波長の整数倍からずらした大きさになっている。具体的には、同波長ノイズ波除去流路溝３０の溝幅は、計測用超音波の１／４波長の奇数倍になっている。即ち、同波長ノイズ波除去流路溝３０の溝幅Ｗ２は、以下の関係式（２）を満たしている。
【００３６】
Ｗ２＝１／４・λ・（２ｎ−１） （ｎ＝１，２，３，・・） ・・・（２）
【００３７】
この構成により、計測流路１３の端部から超音波送受波器２０に向かって伝播する音波は、計測流路１３の軸方向において同波長ノイズ波除去流路溝３０が形成された範囲の円柱状のノイズフィルタ領域Ｒ２を通過する際に、その同波長ノイズ波除去流路溝３０における溝側面３０Ｓ，３０Ｓの間で反射する。このとき、上記関係式（２）を満たす音波に関しては、遅延波が正規波から半波長（半周期）の奇数倍遅れる。これにより、超音波流量計１０Ｖ外から超音波流量計１０の超音波送受波器２０，２０に向かう計測用超音波と同波長のノイズ波が同波長ノイズ波除去流路溝３０，３０によって低減又は除去される。
【００３８】
本実施形態の超音波流量計１０Ｖの構成に関する説明は以上である。次に、この超音波流量計１０Ｖの作用効果について説明する。本実施形態の超音波流量計１０Ｖでは、超音波流量計１０Ｖの上流側又は下流側で計測用超音波と同じ波長のノイズ波が発生しても、そのノイズ波を同波長ノイズ波除去流路溝３０，３０にて低減又は除去することができる。これにより、計測用超音波と同じ波長のノイズ波の影響を抑えた計測が可能になり、従来より計測精度が向上する。
【００３９】
なお、図示しないが、計測スリーブ１１のうち各同波長ノイズ波除去流路溝３０の隣に、同波長ノイズ波除去流路溝３０とは溝幅のみが異なる近似波長ノイズ波除去流路溝をそれぞれ設けてもよい。そのような構成にすることで、上記効果に加え、超音波流量計１０Ｖ外で発生した計測用超音波と近似した波長のノイズ波も低減又は除去することができる。これにより、計測用超音波と近似した波長のノイズ波の影響を抑えた計測が可能になり、従来より計測精度が向上する。
【００４０】
［第３実施形態］
本実施形態は図３に示されており、第１実施形態の超音波流量計１０の両端部とガス管８０，８０との間に本発明に係る超音波流量計用ノイズ波除去器４０（以下、単に「ノイズ波除去器４０」という）を備えた構成になっている。このノイズ波除去器４０は、全体が円盤状をなし、その中心に超音波流量計１０における計測流路１３の内径と同じ内径の貫通孔４１が貫通形成され、貫通孔４１の内側がガス管８０内の流路と超音波流量計１０内の計測流路１３との間を連絡する中継流路４２になっている。そして、ノイズ波除去器４０の軸方向における中間部において、中継流路４２の内面の一部を溝状に陥没させて、前記同波長ノイズ波除去流路溝３０と同形状の同波長ノイズ波除去流路溝４３が形成されている。
【００４１】
この構成によれば、前記第２実施形態と同様の作用効果を奏する。また、このノイズ波除去器４０を、既存の超音波流量計とを組み合わせて流体が流れるパイプの途中に取り付けることで、既存の超音波流量計の計測精度を上げることができる。
【００４２】
［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００４３】
（１）前記第１〜第３の実施形態の超音波流量計１０，１０Ｖでは、近似波長ノイズ波除去溝１７を備えた１対の素子受容凹部１５，１５が計測流路１３を挟んで対向配置され、一方の超音波送受波器２０から送波された計測用超音波が計測流路１３を横切って他方の超音波送受波器２０に到達する構成であったが、図４に示すように、近似波長ノイズ波除去溝１７を備えた１対の素子受容凹部１５Ｔ，１５Ｔが計測流路１３に対して同じ側に配され、一方の超音波送受波器２０から送波された計測用超音波が計測流路１３を挟んで反対側の計測スリーブ１１の内面で反射し、他方の超音波送受波器２０に到達する構成としてもよい。
【００４４】
（２）図５に示すように、Ｕ字形の計測流路６３を内部に有するベース部６２を備え、その底部両端から側方に延びる１対の分岐管６４，６４を設けてその内部に１対の素子受容凹部６５，６５が形成された超音波流量計６０において、素子受容凹部６５，６５の内側面６６，６６に近似波長ノイズ波除去溝１７，１７が備えられてもよい。
【００４５】
（３）前記第１〜第３の実施形態の超音波流量計１０，１０Ｖでは、超音波送受波器２０，２０が、双方向で計測用超音波を送受波する構成であったが、計測用超音波の送波専用の超音波素子と受波専用の超音波素子とを備えて、一方向で計測用超音波を送受波する構成としてもよい。
【００４６】
（４）第２実施形態で同波長ノイズ波除去流路溝３０を備えた超音波流量計１０、及び、第３実施形態でノイズ波除去器４０と組み合わせて使用される超音波流量計１０は共に、超音波送受波器２０の近傍に近似波長ノイズ波除去溝１７を備えていたが、近似波長ノイズ波除去溝１７を排除した構成にしてもよい。
【００４７】
（５）図６に示した超音波流量計１０Ｘのように、全体が円柱状のベース部７０の芯部に形成した貫通孔７３を前記第１実施形態の計測流路１３と対応させてベース部７０の内部に前記実施形態の超音波流量計１０と同じ構成を設けてもよい。
【００４８】
（６）前記第１〜第３の実施形態の近似波長ノイズ波除去溝１７又は同波長ノイズ波除去流路溝３０，４０の内周面にリング状の多孔質材（例えば、セラミック材）を嵌合して固定することで、ノイズ波除去効果の向上を図ってもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１０，１０Ｖ，６０ 超音波流量計
１３，６３ 計測流路
１５，１５Ｔ，６５ 素子受容凹部
１６ 円筒内面
１７ 近似波長ノイズ波除去溝
２０ 超音波送受波器
３０，４３ 同波長ノイズ波除去流路溝
４０ 超音波流量計用ノイズ波除去器
４２ 中継流路
８０，８１ ガス管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が通過する流路の内面に１対の素子受容凹部を陥没形成し、それら１対の素子受容凹部の奥部に備えた１対の超音波素子の間で計測用超音波を送受波して、前記流体の流量を計測する超音波流量計において、
受波側の前記超音波素子を備えた前記素子受容凹部には、前記流路の内面側の開口から奥部まで延びた筒形内面と、前記筒形内面の中間部に溝状に陥没形成されかつその溝幅が前記計測用超音波の半波長の整数倍にされて前記計測用超音波と異なる波長のノイズ波を低減又は除去可能な近似波長ノイズ波除去溝とが備えられていることを特徴とする超音波流量計。
【請求項２】
前記流路のうち前記１対の素子受容凹部の上流側又は下流側の一方或いは両方に、前記流路の中間部を溝状に陥没させてかつその溝幅を前記計測用超音波の半波長の整数倍からずらして前記計測用超音波と同じ波長のノイズ波を低減又は除去可能とした同波長ノイズ波除去流路溝を設けたことを特徴とする請求項１に記載の超音波流量計。
【請求項３】
前記流路が内側を直線状に貫通したベース部を備え、
前記素子受容凹部の前記筒形内面は、前記流路の軸方向と斜めに交差する方向に延びた円筒内面とされ、前記近似波長ノイズ波除去溝は、前記円筒内面の中間部を拡径した環状溝構造になっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波流量計。
【請求項４】
流体が通過する流路の途中に備えた１対の超音波素子の間で計測用超音波を送受波して、前記流体の流量を計測する超音波流量計において、
前記流路のうち前記１対の超音波素子の上流側又は下流側の一方或いは両方に、前記流路の中間部を溝状に陥没させてかつその溝幅を前記計測用超音波の半波長の整数倍からずらし、前記計測用超音波と同じ波長のノイズ波を低減又は除去可能な同波長ノイズ波除去流路溝にしたことを特徴とする超音波流量計。
【請求項５】
前記流路のうち前記１対の超音波素子の上流側又は下流側の一方或いは両方に、前記流路の中間部を溝状に陥没させかつその溝幅を前記計測用超音波の半波長の整数倍にして前記計測用超音波と異なる波長のノイズ波を低減又は除去可能とした近似波長ノイズ波除去流路溝を設けたことを特徴とする請求項４に記載の超音波流量計。
【請求項６】
前記同波長ノイズ波除去流路溝の溝幅は、前記計測用超音波の１／４波長の奇数倍であることを特徴とする請求項２，４又は５の何れか１の請求項に記載の超音波流量計。
【請求項７】
流体が流れるパイプの途中に超音波流量計と共に取り付けられ、内側を通過する流体のノイズ波を除去するための超音波流量計用ノイズ波除去器であって、
前記パイプ内の流路と前記超音波流量計内の流路との間を連絡する中継流路を内側に備え、前記中継流路の内面の中間部を溝状に陥没させてその溝幅を前記超音波流量計で使用する計測用超音波の半波長の整数倍からずらし、前記計測用超音波と同じ波長のノイズ波を低減又は除去可能な同波長ノイズ波除去流路溝にしたことを特徴とする超音波流量計用ノイズ波除去器。
【請求項８】
前記同波長ノイズ波除去流路溝の溝幅は、前記計測用超音波の１／４波長の奇数倍であることを特徴とする請求項７に記載の超音波流量計用ノイズ波除去器。
【請求項１】
流体が通過する流路の内面に１対の素子受容凹部を陥没形成し、それら１対の素子受容凹部の奥部に備えた１対の超音波素子の間で計測用超音波を送受波して、前記流体の流量を計測する超音波流量計において、
受波側の前記超音波素子を備えた前記素子受容凹部には、前記流路の内面側の開口から奥部まで延びた筒形内面と、前記筒形内面の中間部に溝状に陥没形成されかつその溝幅が前記計測用超音波の半波長の整数倍にされて前記計測用超音波と異なる波長のノイズ波を低減又は除去可能な近似波長ノイズ波除去溝とが備えられていることを特徴とする超音波流量計。
【請求項２】
前記流路のうち前記１対の素子受容凹部の上流側又は下流側の一方或いは両方に、前記流路の中間部を溝状に陥没させてかつその溝幅を前記計測用超音波の半波長の整数倍からずらして前記計測用超音波と同じ波長のノイズ波を低減又は除去可能とした同波長ノイズ波除去流路溝を設けたことを特徴とする請求項１に記載の超音波流量計。
【請求項３】
前記流路が内側を直線状に貫通したベース部を備え、
前記素子受容凹部の前記筒形内面は、前記流路の軸方向と斜めに交差する方向に延びた円筒内面とされ、前記近似波長ノイズ波除去溝は、前記円筒内面の中間部を拡径した環状溝構造になっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波流量計。
【請求項４】
流体が通過する流路の途中に備えた１対の超音波素子の間で計測用超音波を送受波して、前記流体の流量を計測する超音波流量計において、
前記流路のうち前記１対の超音波素子の上流側又は下流側の一方或いは両方に、前記流路の中間部を溝状に陥没させてかつその溝幅を前記計測用超音波の半波長の整数倍からずらし、前記計測用超音波と同じ波長のノイズ波を低減又は除去可能な同波長ノイズ波除去流路溝にしたことを特徴とする超音波流量計。
【請求項５】
前記流路のうち前記１対の超音波素子の上流側又は下流側の一方或いは両方に、前記流路の中間部を溝状に陥没させかつその溝幅を前記計測用超音波の半波長の整数倍にして前記計測用超音波と異なる波長のノイズ波を低減又は除去可能とした近似波長ノイズ波除去流路溝を設けたことを特徴とする請求項４に記載の超音波流量計。
【請求項６】
前記同波長ノイズ波除去流路溝の溝幅は、前記計測用超音波の１／４波長の奇数倍であることを特徴とする請求項２，４又は５の何れか１の請求項に記載の超音波流量計。
【請求項７】
流体が流れるパイプの途中に超音波流量計と共に取り付けられ、内側を通過する流体のノイズ波を除去するための超音波流量計用ノイズ波除去器であって、
前記パイプ内の流路と前記超音波流量計内の流路との間を連絡する中継流路を内側に備え、前記中継流路の内面の中間部を溝状に陥没させてその溝幅を前記超音波流量計で使用する計測用超音波の半波長の整数倍からずらし、前記計測用超音波と同じ波長のノイズ波を低減又は除去可能な同波長ノイズ波除去流路溝にしたことを特徴とする超音波流量計用ノイズ波除去器。
【請求項８】
前記同波長ノイズ波除去流路溝の溝幅は、前記計測用超音波の１／４波長の奇数倍であることを特徴とする請求項７に記載の超音波流量計用ノイズ波除去器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２１９８６３（Ｐ２０１０−２１９８６３Ａ）
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６４０８１（Ｐ２００９−６４０８１）
【出願日】平成２１年３月１７日（２００９．３．１７）
【出願人】（０００１１６６３３）愛知時計電機株式会社 (126)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１７日（２００９．３．１７）
【出願人】（０００１１６６３３）愛知時計電機株式会社 (126)
【Ｆターム（参考）】
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