专利名称：超声波流量测量单元的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种在超声波流量测量装置等中使用的超声波流量测量单元，该超声 波流量测量装置利用能够进行发送和接收的一对超声波振子测量超声波信号的传播时间 来测量空气、燃气等被测定流体的流量。
背景技术：
以往的超声波流量测量装置例如具有如图3所示的结构。图3是以往的超声波流 量测量装置的框图。
如图3所示，以往的超声波流量测量装置具备测量流路50，被测定流体流过该测 量流路50 ;至少一对超声波振子51、52，其与测量流路50相向地配置来发送和接收超声波； 测量控制部53，其测量超声波振子间的超声波的传播时间；以及运算部54，其基于来自测 量控制部53的信号来计算流量。超声波振子51、52由顶部、侧壁部、设置在侧壁部的外侧 的支承部以及被固定在顶部的内壁面的压电体构成。振动传递抑制体55由减振体和保持 部构成，其中，该减振体与超声波振子51、52的侧壁部相抵接来减轻侧壁部的振动，该保持 部保持超声波振子51、52的支承部。而且，超声波振子51、52经由振动传递抑制体55的保 持部被安装到构成测量流路50的流路壁56的安装孔57中(例如参照专利文献I)。
然而，在以往的超声波流量测量装置的结构中，需要与声波发送接收器的形状相 匹配地使用复杂形状的振动传递抑制体55，以避免测量被测定流体的流量时成为噪声的不 需要的超声波振动传递到测量流路50。因此，存在用于保持超声波振子51、52的支承部的 振动传递抑制体55的价格高并且超声波振子51、52的安装麻烦等问题。
专利文献1:日本特开2001-159551号公报发明内容
为了解决上述问题，本发明的超声波流量测量单元具备测量流路，被测定流体流 过该测量流路；一对超声波振子，其被配置在测量流路的同一个面的上游和下游；外壳，其 用于收纳一对超声波振子；测量电路板，其具有传播时间测定部和流量运算部，其中，该传 播时间测定部对从一对超声波振子中的一个超声波振子发送的超声波信号在被测定流体 中传播、直到被一对超声波振子中的另一个超声波振子接收为止的传播时间进行测量，该 流量运算部基于传播时间计算被测定流体的流量；以及具有减振性的材料，其覆盖一对超 声波振子且被填充在外壳内。
由此，通过利用减振构件等具有减振性的材料吸收从发送侧的超声波振子一方发 送的超声波振动，能够防止超声波振动向测量流路(壳体)传出。其结果是，能够防止与超 声波流量测量单元的测量性能有关的超声波振动的不需要的传播波的传播，从而能够提高 被测定流体的流量的测量精度。
图1A是本发明的实施方式I的超声波流量测量单元的截面图。
图1B是该实施方式的超声波流量测量单元的立体图。
图2A是本发明的实施方式2的超声波流量测量单元的截面图。
图2B是该实施方式的超声波流量测量单元的立体图。
图3是以往的超声波流量测量装置的框图。
具体实施方式
下面，参照
本发明的实施方式。此外，并不是通过本实施方式来限定本发 明。
(实施方式I)
下面，使用图1A和图1B对本发明的实施方式I的超声波流量测量单元进行说明。 图1A是本发明的实施方式I的超声波流量测量单元的截面图。图1B是该实施方式的超声 波流量测量单元的立体图。
如图1A和图1B所示,超声波流量测量单元至少由测量流路6、被收纳在外壳8内 的一对超声波振子2a、2b、测量电路板5以及由具有减振性的材料构成的减振构件9构成。 测量电路板5具备传播时间测定部3和流量运算部4，其中，该传播时间测定部3经由引线 5a、5b与一对超声波振子2a、2b相连接。在外壳8内，以覆盖一对超声波振子2a、2b的方式 填充有减振构件9，该减振构件9例如除硅橡胶以外，由以氟橡胶、温度特性良好的氟硅橡 胶等为代表的弹性材料即弹性橡胶等具有减振性的材料构成。
另外，一对超声波振子2a、2b经由超声波振子夹具7被安装于安装部6a、6b，该安 装部6a、6b例如设置在由聚对苯二甲酸丁二酯、聚苯乙烯等树脂构成的测量流路6的同一 个面(例如图1A中的上表面6d)的上游和下游。此时，超声波振子2a和超声波振子2b以 如下方式进行安装相对于在测量流路6中流动的例如燃气等被测定流体的流动方向朝向 彼此倾斜的方向倾斜，以使超声波振动等超声波信号入射。而且，被配置为从一个超声波振 子(2a或者2b)发送的超声波信号在与一对超声波振子2a、2b相向的测量流路6的内表面 (例如图1A中的下表面6e)的位置处反射后被另一个超声波振子(2b或者2a)接收。因 而，例如从超声波振子2a发送的超声波信号例如沿着V字形的传播路径(图1A中的AA) 被超声波振子2b接收。由此，与将一对超声波振子2a、2b相向地配置在测量流路6中的情 况相比，能够使超声波信号的传播路径变为例如两倍左右，因此能够提高被测定流体的流 量的测量精度。另外，通过将一对超声波振子2a、2b配置在测量流路的一方，能够使一对超 声波振子2a、2b和测量电路板5等的控制部单元化，因此能够使超声波流量测量单元小型 化。
另外，利用测量电路板5的传播时间测定部3对在一对超声波振子2a、2b间的V 字形的传播路径中传播的超声波信号的传播时间进行测量。然后，基于由传播时间测定部 3测量出的传播时间，利用流量运算部4运算流过测量流路6的被测定流体的流量。
另外，外壳8例如由中空状的矩形形状构成，被设置为以包围安装于被测定流体 流过的测量流路6的一对超声波振子2a、2b的方式收纳它们。而且，在外壳8内以覆盖一 对超声波振子2a、2b的方式填充有减振构件9。由此，能够利用减振构件9进行吸收来防止 发送侧的超声波振子的超声波振动向测量流路6传播。并且，通过填充减振构件9，对一对超声波振子2a、2b进行涂敷处理，例如防湿性等可靠性得到提高。
在以上结构中，测量电路板5的传播时间测定部3例如对通过驱动超声波振子2a 而产生的超声波信号在测量流路6内流动的被测定流体中传播、直到被超声波振子2b接收 为止的传播时间进行测定。然后，测量电路板5的流量运算部4通过已知的运算公式，根据 由传播时间测定部3测定出的传播时间进行运算来计算被测定流体的流量。由此，求出被 测定流体的流量。此时，通过减振构件9抑制在测定被测定流体的流量时成为噪声的超声 波振动向测量流路6的传播，因此能够提高流量的测量精度。
如上所述，根据本实施方式的超声波流量测量单元，通过以减振构件9填满收纳 一对超声波振子2a、2b的外壳8内，能够利用减振构件9吸收来自发送侧的超声波振子的 超声波振动向测量流路6的传播。其结果是，防止超声波振动经由构成测量流路6的壳体 向接收侧的超声波振子传播、例如能够防止壳体传播，从而能够实现提高了被测定流体的 流量的测量精度的超声波流量测量单元。
另外，根据本实施方式的超声波流量测量单元，作为减振构件9，例如除了硅橡胶 以外选择氟橡胶等具有防水特性的材料，由此能够例如防止一对超声波振子2a、2b被水 分、水蒸汽等侵害来获得防湿效果。
另外，根据本实施方式，通过将被测定流体流过的测量流路6的材质设为树脂，与 使用金属相比能够减轻超声波振动经由测量流路6的壳体传播。其结果是能够提高被测定 流体的流量的测量性能(测量精度)。此外，在超声波振动向测量流路6的壳体传播少的情 况下，当然也可以用金属形成测量流路6。
(实施方式2)
下面，使用图2A和图2B对本发明的实施方式2的超声波流量测量单元进行说明。 图2A是本发明的实施方式2的超声波流量测量单元的截面图。图2B是该实施方式的超声 波流量测量单元的立体图。
如图2A和图2B所示,本实施方式的超声波流量测量单元与实施方式I的不同点 在于将测量电路板11配置在一对超声波振子2a、2b之间并收纳在外壳8内，利用减振构 件9覆盖测量电路板11和一对超声波振子2a、2b。其它结构和作用与实施方式I基本相 同，因此省略说明。
也就是说，如图2A和图2B所示，以收纳在超声波振子2a的安装部6a与超声波振 子2b的安装部6b之间所形成的空间6c内的方式配置安装测量电路板11，该测量电路板 11上配置有构成传播时间测定部3、流量运算部4的电路部件11a。此时，外壳8例如具有 中空状的矩形形状，被设置为至少覆盖一对超声波振子2a、2b和测量电路板11的侧面。而 且，通过以减振构件9填充外壳8内，来对一对超声波振子2a、2b和测量电路板11 一体地 进行涂敷处理。
如上所述，根据本实施方式，与对超声波振子2a、2b和测量电路板11分别进行涂 敷处理的情况相比，通过使一对超声波振子2a、2b与测量电路板11相接近并一体地进行涂 敷处理，能够削减工时。由此，能够实现操作性、生产性优良的超声波流量测量单元。
另外，根据本实施方式，能够将一对超声波振子2a、2b和测量电路板11相接近地 配置，因此能够缩短用于连接超声波振子2a、2b与测量电路板11的引线IlbUlc的长度。 由此，能够事先防止由引线IlbUlc长时产生的布线噪声等所导致的测量性能的下降。另外，能够使对长引线IlbUlc时所需的布线噪声对策等与设计事项有关的限制得到缓和。 其结果是，能够实现能够以高测量精度测量被测定流体的流量的超声波流量测量单元。
另外，根据本实施方式，通过使配置在测量电路板11上的电路部件Ila位于由安 装部6a、6b构成的空间6c内，能够有效地利用空间6c的空间，从而实现超声波流量测量单 元整体的小型化。此时，虽然在图2A中未图示，但作为测量电路板11也可以使用多层基板， 例如可以将电容器、线圈等高的电子部件安装在多层基板的空间6c侧、将表面安装部件等 矮的部件安装在多层基板的与空间6c相反的面上。由此，能够高密度安装测量电路板11， 进而有效地利用空间。
此外,在本实施方式中，以将一对超声波振子2a、2b设置在测量流路6的上表面6d 为例进行了说明，但并不限于此。例如，也可以设置在测量流路6的下表面6e，在上表面6d 进行反射来进行测量，另外，还可以设置在测量流路6的侧面。也就是说，设置一对超声波 振子2a、2b的位置只要是测量流路6的同一个面侧即可。由此，还能够实现通用性优良的 超声波流量测量单元。
另外，在本实施方式中，以减振构件覆盖一对超声波振子整体的例子进行了说明， 但并不限于此。如果被测定流体的流量的测量精度不降低，例如也可以构成为用减振构件 覆盖一对超声波振子的局部。由此，能够减少减振构件的填充量，因此能够提高作业性和生 产性。
如以上说明那样，本发明具备测量流路，被测定流体流过该测量流路；一对超声 波振子，其被配置在测量流路的同一个面的上游和下游；外壳，其用于收纳一对超声波振 子；测量电路板，其具有传播时间测定部和流量运算部，其中，该传播时间测定部对从一对 超声波振子中的一个超声波振子发送的超声波信号在被测定流体中传播、直到被一对超声 波振子中的另一个超声波振子接收为止的传播时间进行测量，该流量运算部基于传播时间 计算被测定流体的流量；以及具有减振性的材料，其覆盖一对超声波振子且被填充在外壳 内。由此，利用具有减振性的减振构件吸收发送侧的超声波振子的成为超声波信号的超声 波振动的传出，能够大幅防止或者抑制壳体传播。其结果是，能够提高被测定流体的流量的 测量精度。另外，通过减振构件还能够获得一对超声波振子的防湿效果。
另外，本发明构成为将测量电路板配置在一对超声波振子之间，利用具有减振性 的材料来覆盖测量电路板和一对超声波振子。由此，将一对超声波振子和测量电路板相接 近地配置，能够用短引线进行布线。其结果是，能够利用短引线进行配置，利用减振构件进 行一体涂敷，从而能够实现使工时削减、对引线的布线噪声对策等与测量性能有关的设计 事项等的限制减少的超声波流量测量单元。
另外，在本发明中，具有减振性的材料由硅橡胶、含有氟橡胶、氟硅橡胶的橡胶构 成。由此，利用减振构件有效地吸收发送侧的超声波振子的成为超声波信号的超声波振动 的传出，从而能够大幅防止或者抑制壳体传播。
另外，本发明具有以下结构使从一对超声波振子中的一个超声波振子发送的超 声波信号在与一对超声波振子相向的测量流路处反射，由一对超声波振子中的另一个超声 波振子接收该超声波信号。由此，与将一对超声波振子2a、2b相向地配置在测量流路6中 的情况相比，能够使超声波信号的传播路径变为例如两倍左右，因此能够提高被测定流体 的流量的测量精度。另外，通过将一对超声波振子2a、2b配置在测量流路的一方，能够使一对超声波振子2a、2b和测量电路板5等的控制部单元化，因此能够使超声波流量测量单元 小型化。
产业h的可利用件
本发明的超声波流量测量单元能够提高被测定流体的流量的测量精度以及提高 通用性和多样性，因此在燃气表、工厂等的气体测量装置等用途中是有用的。
附图标记说明
2a、2b、51、52 :超声波振子；3 :传播时间测定部；4 :流量运算部；5、11 :测量电路 板;5a、5b、llb、llc :引线;6、50 :测量流路;6a、6b :安装部；6c :空间；6d :上表面；6e :下表 面；7 :超声波振子夹具；8 :外壳；9 :减振构件(具有减振性的材料)；lla :电路部件；53 :测 量控制部；54 :运算部；55 :振动传递抑制体；56 :流路壁；57 :安装孔。
权利要求
1.一种超声波流量测量单元，具备测量流路，被测定流体流过该测量流路；一对超声波振子，其被配置在上述测量流路的同一个面的上游和下游；外壳，其用于收纳上述一对超声波振子；测量电路板，其具有传播时间测定部和流量运算部，其中，该传播时间测定部对从上述一对超声波振子中的一个超声波振子发送的超声波信号在上述被测定流体中传播、直到被上述一对超声波振子中的另一个超声波振子接收为止的传播时间进行测量，该流量运算部基于上述传播时间计算上述被测定流体的流量；以及具有减振性的材料，其覆盖上述一对超声波振子且被填充在上述外壳内。
2.根据权利要求1所述的超声波流量测量单元，其特征在于，上述测量电路板配置在上述一对超声波振子之间，利用上述具有减振性的材料来覆盖上述测量电路板和上述一对超声波振子。
3.根据权利要求1所述的超声波流量测量单元，其特征在于，使从上述一对超声波振子中的一个超声波振子发送的上述超声波信号在与上述一对超声波振子相向的上述测量流路处反射，由上述一对超声波振子中的另一个超声波振子接收上述超声波信号。
全文摘要
本发明的超声波流量测量单元具备测量流路，其具备用于收纳一对超声波振子的外壳，被测定流体通过该测量流路；一对超声波振子，其被设置于测量流路；测量电路板，其由传播时间测定部和流量运算部构成，其中，该传播时间测定部对在超声波振子之间进行发送接收的传播时间进行测量，该流量运算部根据由传播时间测定部测量出的传播时间通过运算来计算被测定流体的流量；以及减振构件，其覆盖一对超声波振子且被填充在外壳内。
文档编号G01F1/66GK103003672SQ20118003442
公开日2013年3月27日 申请日期2011年7月4日 优先权日2010年7月12日
发明者渡边葵, 藤井裕史, 中林裕治, 佐藤真人, 后藤寻一 申请人:松下电器产业株式会社