[实用新型]超声波流量计

说明书

技术领域

本实用新型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。

背景技术

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1)。

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高效，无法实现基于高频度的测定次数的测定精度的提高。

实用新型内容

因此，本实用新型是用于解决上述现有技术问题的，即、本实用新型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1的实用新型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的实用新型是通过除了具有技术方案1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的实用新型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的实用新型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的实用新型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。