[发明专利]声匹配体、超声波发送器/接收器和超声波流量计

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于将超声波发射到流体中的声匹配体、一种被提供声匹配体的超声波发送器/接收器，和一种被提供超声波发送器/接收器的超声波流量计。

背景技术

近来，用于通过计算超声波通过传播路径所必要的时间并且测量流体的移动速率而测量流量的超声波流量计被利用作为气量计等。

在超声波流量计中，一对超声波发送器/接收器被设于流体(例如，气体)沿其经过的管道壁以与流体的流动以正交方式交叉。

在利用该超声波流量计测量流体的流量的情形中，首先一个超声波发送器/接收器将超声波发射到流体中，并且然后该超声波发送器/接收器接收经传播的超声波并且将该超声波转换成电压。

然后，该超声波发送器/接收器将超声波发射到通过管道的内部流动的流体中，并且然后一个超声波发送器/接收器接收经传播的超声波并且将该超声波转换成电压。

然后，基于经转换的电压、超声波的速率、沿着传播方向的超声波脉冲与流体的流动方向的角度、超声波的传播路径的距离等探测流体的流量。

这里，在一对超声波发送器/接收器中，用于将超声波发射到通道中的流体的匹配部件分别作为声匹配体被设于主体的声波发射表面(超声波的发送/接收表面)。

在该主体中，在具有底部的圆柱形外壳中容纳压电元件，利用端子板关闭该外壳的开口，并且经由导电橡胶而被连接到压电元件的端子被该端子板支撑以向外地突出。

而且，该匹配部件具有由多孔材料(玻璃球(中空))制成的匹配层以将超声波发射到通道中的流体中。

该匹配部件包括其声阻抗分别不同的第一层和第二层，并且被如此构造，即，使得第一层是由多孔体和填充材料构成的合成材料，该填充材料在多孔中空间隙中，第二层由填充材料或者多孔体形成，并且在第一层和第二层之间不存在任何独立的层(例如见专利文献1)。

专利文献1：JP-A-2004-45389官方公报

发明内容

本发明所要解决的问题

在专利文献1中，该匹配层包含至少两个层，即其声阻抗分别不同的第一层和第二层，并且被如此构造，即，使得在第一层和第二层之间不存在独立的层。

因此，在第一层和第二层之间的分离能够得到抑制。结果，能够更加增强流体的流量测量准确度。

然而，现今要求实际上实现使得以更高准确度测量流体的流量成为可能的技术。

本发明已经得以作出以满足前面的要求，并且本发明的目的在于提供一种声匹配体、一种超声波发送器/接收器，和一种超声波流量计，能够以更高准确度测量流体的流量。

用于解决所述问题的方案

一种被装配到超声波发送器/接收器中的主体的、本发明的声匹配体包括：匹配部件，该匹配部件配备有将被紧密地附着到该主体的声波发射表面的多孔体，和在该多孔体的表面上堆叠并且包括热硬化树脂和第一流动性减小颗粒的致密层；和被紧密地附着到该声波发射表面和多孔体的端面的侧壁部件。

该侧壁部件被紧密地附着到声波发射表面和多孔体的端面。据此，即使当采用具有高脆度的陶瓷多孔体作为匹配部件时，陶瓷多孔体的随着时间的退化也能够得到抑制，并且测量准确度能够得到改进。

而且，在本发明中，该多孔体利用致密层和侧壁部件而被密封。

因为多孔体利用致密层和侧壁部件而被密封，所以通过在声波发射表面和陶瓷多孔体之间的边界部分和在陶瓷多孔体和致密层之间的边界部分的吸湿能够得到防止。

而且，在本发明中，流动性减小颗粒被混合到侧壁部件中。

这里，“流动性减小颗粒”意味着被用于增加用作侧壁部件的粘性物质的粘度的物质。

即，除非该侧壁部件在某个程度上具有粘度，否则当在多孔体的端面上涂覆该侧壁部件时，这种侧壁部件将被流体冲走。因此，混合了流动性减小颗粒以抑制这种事件。

以此方式，因为流动性减小颗粒被混合到侧壁部件中，所以流动性减小颗粒能够给予用作侧壁部件的粘性物质所期望的粘度。因此，侧壁部件的端面能够必定地得到覆盖。

另外，在本发明中，该流动性减小颗粒是无机填料。

据此，颗粒自身是由无机材料形成的。因此，由于温度而引起的质变是小的，并且能够以低的成本获得流动性减小颗粒。

而且，在本发明中，流动性减小颗粒的平均颗粒直径被设为0.01到0.1μm。

据此，侧壁部件的粘度能够被有效地降低。而且，在侧壁部件被涂覆之后，直到它被硬化，侧壁部件到多孔体中的渗透能够得到有效的抑制。

而且，在本发明中，流动性减小颗粒被以1到5wt％混合。