流量測量裝置的制造方法
【專利摘要】流量測量裝置對流過流體流路部的流體的流量進行測量，具備筒狀的測量流路部，該筒狀的測量流路部被收納于流體流路部中，內(nèi)部與流體流路部連通。還具備：一對密封件，該一對密封件以圍繞測量流路部的一端側的外周部分和另一端側的外周部分的方式設置，切斷流體的流通；以及測量單元，其包括一對超聲波發(fā)送接收器和安裝有測量電路的基板。并且，測量單元的一對超聲波發(fā)送接收器電氣地且固定地連接于基板，該測量單元被配設在測量流路部的一對密封件之間。
【專利說明】
流量測量裝置
技術領域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種流量測量裝置，特別是涉及一種具備收納于流體流路部中的測量流路部并對流過測量流量部的流體的流量進行測量的流量測量裝置。
【背景技術】
[0002]作為現(xiàn)有的流量測量裝置，已知一種具備收納于流體流路部中的測量流路部的流量測量裝置。例如，在專利文獻I示出的流量測量裝置中，將卷繞了橡膠帶的測量流路部收納在燃氣流路部中，在測量流路部的側面配置有流速傳感器。通過該橡膠帶將燃氣流路部的內(nèi)表面與測量流路部的外表面之間的間隙塞住，將燃氣流路部的燃氣引導至測量流路部，使用流速傳感器對流過測量流路部的燃氣的流量進行測量。
[0003]然而，在專利文獻I這種現(xiàn)有的流量測量裝置中，流速傳感器與測量流量的電路分離地配置，因此將流速傳感器和電路連接起來的引線的長度尺寸大。其結果，外部噪聲侵入引線的可能性升高，由于噪聲而招致測量精度降低。
[0004]專利文獻I:日本特開2005-283565號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是為了解決這樣的問題而提出的，目的在于提供一種實現(xiàn)了測量精度的提高的流量測量裝置。
[0006]本發(fā)明的某個方式所涉及的流量測量裝置對流過流體流路部的流體的流量進行測量，具備筒狀的測量流路部，該筒狀的測量流路部被收納于流體流路部中，內(nèi)部與流體流路部連通。還具備:一對密封件，該一對密封件以圍繞測量流路部的一端側的外周部分和另一端側的外周部分的方式設置，切斷流體的流通；以及測量單元，其包括一對超聲波發(fā)送接收器和安裝有測量電路的基板。并且，測量單元的一對超聲波發(fā)送接收器電氣地且固定地連接于基板，測量單元被配設在測量流路部的一對密封件之間。
[0007]本發(fā)明具有以上所說明的結構，起到能夠提供實現(xiàn)了測量精度的提高的流量測量裝置這樣的效果。
[0008]在參照附圖的基礎上，根據(jù)以下的優(yōu)選的實施方式的詳細說明能夠了解本發(fā)明的上述目的、其它目的、特征以及優(yōu)點。
【附圖說明】
[0009]圖1是示出具備本發(fā)明的實施方式I所涉及的流量測量裝置的燃氣表的示意圖。
[0010]圖2是示出圖1的流量測量裝置和中間流路部的分解立體圖。
[0011]圖3是示出將圖2的流量測量裝置的測量流路部收納在中間流路部后的狀態(tài)的立體圖。
[0012]圖4是示出將基板安裝在圖3的測量流路部后的狀態(tài)的立體圖。
[0013]圖5是示出本發(fā)明的實施方式2所涉及的流量測量裝置的圖。
[0014]圖6是示出本發(fā)明的實施方式3所涉及的流量測量裝置的基板的圖。
【具體實施方式】
[0015]本發(fā)明的第I方式所涉及的流量測量裝置對流過流體流路部的流體的流量進行測量，具備筒狀的測量流路部，該筒狀的測量流路部被收納于流體流路部中，內(nèi)部與流體流路部連通。還具備:一對密封件，該一對密封件以圍繞測量流路部的一端側的外周部分和另一端側的外周部分的方式設置，切斷流體的流通；以及測量單元，其包括一對超聲波發(fā)送接收器和安裝有測量電路的基板。并且，測量單元的一對超聲波發(fā)送接收器電氣地且固定地連接于基板，測量單元被配設在測量流路部的一對密封件之間。
[0016]在第2方式所涉及的流量測量裝置中，也可以是，在第I方式中，測量電路具有:傳播時間測量部，其對超聲波在一對超聲波發(fā)送接收器之間傳播的時間進行測量；以及運算部，其基于由傳播時間測量部測量出的時間來計算流體的流量。
[0017]在第3方式所涉及的流量測量裝置中，也可以是，在第I方式中，測量流路部和基板中的至少任一方設置有定位部。
[0018]在第4方式所涉及的流量測量裝置中，也可以是，在第I方式中，還具備與超聲波發(fā)送接收器連接的引腳，引腳被插入到基板的孔。
[0019]在第5方式所涉及的流量測量裝置中，也可以是，在第I方式中，還具備覆蓋基板的絕緣性減振部。
[0020]在第6方式所涉及的流量測量裝置中，也可以是，在第I方式中，一對超聲波發(fā)送接收器以隔著測量流路部而彼此相對的方式配置。
[0021]在第7方式所涉及的流量測量裝置中，也可以是，在第I方式中，還具備固定在基板的反射部，一對超聲波發(fā)送接收器以與反射部之間隔著測量流路部的方式配置。
[0022]在第8方式所涉及的流量測量裝置中，也可以是，在第I方式中，流體流路部是通過將流入管部、中間流路部以及流出管部順次連接而構成的，測量流路部被收納在流體流路部中的中間流路部。一個密封件被設置為將流入管部的下游端與測量流路部的一端側的外周部分之間填充，另一個密封件被設置為將流出管部的上游端與測量流路部的另一端側的外周部分之間填充。
[0023]以下，參照附圖來具體說明本發(fā)明的實施方式。
[0024]此外，在以下中，在全部附圖中對相同或相當?shù)囊貥俗⑾嗤膮⒄諛擞?，省略其重復的說明。
[0025](實施方式I)
[0026](燃氣表的結構)
[0027]圖1是示意性地示出具備實施方式I所涉及的流量測量裝置10的燃氣表12的圖。此夕卜，在以下中，作為流體的一例，對燃氣進行說明，但是能夠使用空氣等其它氣體或水等液體來作為流體。對燃氣以外的流體的流量進行測量的流量測量裝置與對燃氣的流量進行測量的流量測量裝置10相同，因此省略其說明。
[0028]如圖1所示，燃氣表12實質(zhì)上為長方體形狀(還包括長方體形狀)，其正面例如設置有顯示部14。燃氣表12具有內(nèi)部空間，在內(nèi)部空間設置有控制電路16和流體流路部18 ο控制電路16例如包括用于通過無線通信發(fā)送所測量出的燃氣的流量信息的無線通信用集成電路(未圖示)、控制各部件的集成電路(未圖示)、以及存儲信息的存儲器(未圖示)。流體流路部18是形成流體流路的管路，具有流入管部20、中間流路部22以及流出管部24。此外，燃氣從流入管部20通過中間流路部22而流向流出管部24，因此，沿著該燃氣的流動而相對地稱為上游側和下游側。
[0029]流入管部20包括柱形狀的內(nèi)部空間(流入路徑)，流出管部24包括柱形狀的內(nèi)部空間(流出路徑)。流入管部20的流入路徑和流出管部24的流出路徑在燃氣表12的主體的內(nèi)部空間內(nèi)彼此平行地延伸。流入管部20的上游側端和流出管部24的下游側端為筒形狀，從主體向上方突出。流入管部20的上游側端與同燃氣提供源連接的燃氣配管(未圖示)連接，下游側端與中間流路部22的流入口連接。流出管部24的下游側端與同燃氣消耗者連接的燃氣配管(未圖示)連接，上游側端與中間流路部22的流出口連接。該流入管部20的下游側端與中間流路部22之間的間隙以及流出管部24的上游側端與中間流路部22之間的間隙被填充件58塞住。
[0030]中間流路部22例如是由鋁等金屬形成的。中間流路部22為頂面開口的容器狀，具有內(nèi)部空間(中間流路)。該開口中的被中間流路部22的上游壁22a等包圍的區(qū)域(流入口)與流入管部20的下游側端的開口相對。另外，開口中的被中間流路部22的下游壁22b等包圍的區(qū)域(流出口)與流出管部24的上游側端的開口相對。由此，中間流路部22的中間流路、流入管部20的流入路徑、以及流出管部24的流出路徑相互連通而構成流體流路。中間流路部22的中間流路(流體流路)收納有流量測量裝置1的測量流路部26。
[0031]測量流路部26是兩端開口的中空構件，其內(nèi)部空間被用作測量流路。在本實施方式中，測量流路部26由截面為長方形形狀的筒狀構件構成。測量流路部26的長度尺寸比中間流路部22的長度尺寸小。因此，在測量流路部26的上游端與中間流路部22的上游壁22a之間以及測量流路部26的下游端與中間流路部22的下游壁22b之間分別設置有間隙。測量流路部26的測量流路經(jīng)由該間隙而與中間流路部22的流體流路相連通。
[0032]測量流路部26的內(nèi)部配置有多個(在本實施方式中為5個)整流板28。整流板28與測量流路部26的頂板26a和底板26b分別平行地沿測量流路部26的軸延伸。通過該整流板28，測量流路部26的測量流路被平行地分隔。
[0033]在測量流路部26的頂板26a的外表面，以在測量流路部26的、沿著軸的測量流路中燃氣流通方向上(以下稱為“左右方向”)隔開間隔的方式設置有兩個第I肋30a、30b。另外，在測量流路部26的底板26b的外表面，以在左右方向上隔開間隔的方式設置有兩個第2肋32a、32b。在兩個第I肋30a、30b中的處于上游側的第I肋(上游側第I肋)30a與兩個第2肋32a、32b中的處于上游側的第2肋(上游側第2肋)32a之間也在左右方向上設置有間隙。另夕卜，在處于下游側的第I肋(下游側第I肋)30b與處于下游側的第2肋(下游側第2肋)32b之間也在左右方向上設置有間隙。在這些間隙配置有環(huán)狀的密封件34a、34b。
[0034]一對密封件34a、34b以在左右方向上隔開間隔的方式安裝在測量流路部26。測量流路部26的上游端側的密封件(上游側密封件)34a被配置在上游側第I肋30a與上游側第2肋32a之間的間隙。測量流路部26的下游端側的密封件(下游側密封件)34b被配置在下游側第I肋30b與下游側第2肋32b之間的間隙。密封件34a、34b被設置為在與測量流路部26的軸垂直的方向上卷繞在測量流路部26的周圍，來圍繞測量流路部26的外周部分。密封件34a、34b的厚度尺寸被設定為在流體流路部18的內(nèi)表面與測量流路部26的外表面之間的間隙尺寸以上。作為該間隙，例如能夠列舉測量流路部26的頂板26a與同其相對的流入管部20的下游側端之間的間隙、測量流路部26的頂板26a與同其相對的流出管部24的上游側端之間的間隙、以及中間流路部22的底部22e與測量流路部26的底板26b之間的間隙。利用該密封件34a、34b來塞住流體流路部18的內(nèi)表面與測量流路部26的外表面之間的間隙，從而切斷燃氣的流通。因此，流體流路部18的流體流路與測量流路部26的測量流路在保持氣密性的狀態(tài)下連結，流過流體流路的燃氣通過測量流路。即，通過流入管部20而流來的燃氣全部通過測量流路部26內(nèi)流向流出管部24而不會通過測量流路部26的外側流向流出管部24。
[0035]基板36被配置在一對密封件34a、34b之間且配置在測量流路部26的頂板26a的外表面上。在一對密封件34a、34b之間，頂板26a從中間流路部22的開口露出，基板36被配置在此處。在該露出范圍內(nèi)，流體流路部18與測量流路部26之間的間隙被密封件34a、34b塞住。由此，流體流路部18的流體流路的燃氣不會在頂板26a的外表面上越過密封件34a、34b而在基板36上流過。
[0036](流量測量裝置的結構)
[0037]圖2是示出流量測量裝置10和中間流路部22的分解立體圖。參照該圖2來更加詳細地說明流量測量裝置10的結構。如圖2所示，流量測量裝置10具備測量流路部26、測量單元35以及密封件34a、34b。測量單元35包括基板36和一對超聲波發(fā)送接收器38。
[0038]測量流路部26具有筒狀的外壁，該外壁具有頂板26a、與頂板26a相對的底板26b、以及與它們垂直的一對側板26c、26d。設置在頂板26a的一對第I肋30a、30b和設置在底板26b的一對第2肋32a、32b在垂直于測量流路部26的軸的方向上彼此平行地延伸。在上游側第I肋30a與上游側第2肋32a之間的間隙內(nèi)，在測量流路部26的各側板26c、26d設置有沿上下方向延伸的槽(上游側槽)40a。另外，在下游側第I肋30b與下游側第2肋32b之間的間隙內(nèi)也同樣地，在測量流路部26的各側板26c、26d設置有沿上下方向延伸的槽(下游側槽)40b。這些槽40a、40b的寬度尺寸被設定為與密封件34a、34b的寬度尺寸相等。
[0039]密封件34a、34b例如是具有彈性的環(huán)狀構件，能夠使用O型圈等。此外，密封件34a、34b只要是將流體流路部18的外壁與測量流路部26的外壁之間填充的構件即可，并不限于O型圈。例如，還能夠?qū)型圈以外的定形密封件、以及膏狀的不定形密封件等用作密封件34a、34bD
[0040]在測量流路部26的各側板26c、26d設置有開口部42a、42b。一個開口部(上游側開口部)42a被配置在上游側槽40a的下游側，且位于與下游側槽40b相比更靠近上游側槽40a的位置。點劃線所示的另一個開口部(下游側開口部)42b被配置在下游側槽40b的上游側，且位于與上游側槽40a相比更靠近下游側槽40b的位置。開口部42a、42b貫通側板26c、26d，被超聲波透過膜44覆蓋。該超聲波透過膜44是使超聲波透過而抑制燃氣通過的膜，例如能夠使用網(wǎng)等。但是，開口部42a、42b也可以不被超聲波透過膜44覆蓋。
[0041]測量流路部26的頂板26a的外表面設置有突起46來作為基板36的定位部。在本實施方式中，兩個圓柱狀的突起46從頂板26a突出且被配置在一對第I肋30a、30b之間。一個突起46被配置在上游側開口部42a的附近，另一個突起46被配置在下游側開口部42b的附近。
[0042]基板36為薄的板狀體，具有細長的矩形形狀?；?6的表面搭載有電子部件、電路元件等部件。作為該部件，能夠列舉用于與燃氣表12(圖1)的控制電路16(圖1)連接的端子48、以及具有超聲波發(fā)送接收器38的測量功能的集成電路(測量電路)50。測量電路50具有傳播時間測量部和運算部。傳播時間測量部對超聲波在一對超聲波發(fā)送接收器38之間傳播的時間進行測量。運算部基于由傳播時間測量部測量出的時間來計算燃氣的流量。傳播時間測量部和運算部例如是通過存儲在測量電路50中的程序?qū)崿F(xiàn)的。此外，測量電路既可以是由具備傳播時間測量部和運算部的各功能的一個電路構成，也可以是由單獨具備傳播時間測量部的功能和運算部的功能的兩個電路構成。
[0043]基板36例如開出兩個孔(定位孔)52，這些定位孔52被用作基板36對測量流路部26的定位部。定位孔52的內(nèi)徑尺寸比測量流路部26的突起46的外形尺寸大，從而突起46能夠插入到定位孔52中。將突起46嵌入定位孔52中，由此基板36被配置于測量流路部26的頂板26a的規(guī)定位置。
[0044]基板36還開出孔(插入孔)54，在本實施方式中，在基板36的各端部配設三個插入孔54。將超聲波發(fā)送接收器38的引腳56插入到各插入孔54中，來將超聲波發(fā)送接收器38安裝于基板36的背面。通過對該引腳56和基板36上的布線進行焊接，來將超聲波發(fā)送接收器38電氣地且固定地連接于基板36。也就是說，超聲波發(fā)送接收器38的引腳56和基板36上的布線通過焊料而接合起來。由此，成為電流在超聲波發(fā)送接收器38與基板36之間流過的狀態(tài)，因此超聲波發(fā)送接收器38與基板36電連接。另外，超聲波發(fā)送接收器38被直接固定在基板36，因此超聲波發(fā)送接收器38與基板36固定地連接，超聲波發(fā)送接收器38和基板36—體化為固定形狀。
[0045]超聲波發(fā)送接收器38具備壓電體(未圖示)、聲匹配體(未圖示)以及端子(未圖示)。壓電體是通過被施加電壓而在厚度方向上伸縮、由此將電振動轉(zhuǎn)換為機械振動的元件。聲匹配體具有將通過壓電體產(chǎn)生的機械振動轉(zhuǎn)換為超聲波后向燃氣發(fā)射的發(fā)射面。聲匹配體是將壓電體的聲阻抗與燃氣的聲阻抗進行匹配以從發(fā)射面發(fā)射超聲波的元件。與壓電體相連接的端子同引腳56連接。對該引腳56和基板36上的布線進行焊接，由此超聲波發(fā)送接收器38與基板36電連接。此外，也可以代替引腳56而通過引線等將超聲波發(fā)送接收器38和基板36電連接起來。
[0046]中間流路部22具有頂面開口的、實質(zhì)上為長方體形狀(還包括長方體形狀)的外壁，該外壁具有在燃氣的流通方向上相對配置的上游壁22a和下游壁22b、在與燃氣的流通方向垂直的方向上相對配置的一對側壁22c、22d、底部22e。在上游壁22a、下游壁22b以及側壁22c、22d的端(開口側的端)設置有填充件58，填充件58連續(xù)地包圍中間流路部22的開口周圍。
[0047]側壁22c、22d的一部分設置有向外側突出的擴展部60a、60b。擴展部60a、60b形成三角柱形狀的內(nèi)部空間(擴展空間)，通過該擴展空間而對中間流路部22的實質(zhì)上為長方體形狀(還包括長方體形狀)的流體流路的一部分進行了擴展。側壁22c的擴展部(上游側擴展部)60a被設置在上游側第I肋30a的下游側，側壁22d的擴展部(下游側擴展部)60b被設置在下游側第I肋30b的上游側。上游側擴展部60a和下游側擴展部60b經(jīng)由中間流路部22的流體流路而形成實質(zhì)上為長方體形狀(還包括長方體形狀)的空間。在該實質(zhì)上為長方體形狀的空間中，平行于底部22e的截面為矩形形狀，該矩形形狀截面的尺寸被設定為比基板36的尺寸稍大。
[0048]在中間流路部22中，上游側擴展部60a的上游側設置有凹部(上游側凹部)62a，下游側擴展部60b的下游側設置有凹部(下游側凹部)62b。由于這些凹部62a、62b而使得中間流路部22的流體流路的寬度變窄，其寬度尺寸被設定為與嵌入了密封件34a、34b的測量流路部26的寬度尺寸大致相同。另外，上游側凹部62a與下游側凹部62b之間的尺寸被設定為同上游側槽40a與下游側槽40b之間的尺寸相同。此外，在凹部62a、62b上也可以設置填充件58 ο
[0049](流量測量裝置的組裝)
[0050]圖3是示出基板36以及收納了測量流路部26后的中間流路部22的立體圖。圖4是示出安裝了基板36后的測量流路部26的立體圖。以下，參照圖1?圖4來說明流量測量裝置10的組裝。
[0051 ]如圖2所示，將密封件34a、34b分別嵌在測量流路部26的上游側槽40a和下游側槽40b。然后，以使密封件34a、34b與中間流路部22的各凹部62a、62b對應的方式將測量流路部26收納在中間流路部22。由此，如圖3所示，密封件34a、34b與測量流路部26的外表面和中間流路部22的內(nèi)表面緊密接合，從而將測量流路部26的側板26c、26d與中間流路部22的凹部62a、62b之間的間隙以及測量流路部26的底板26b(圖2)與中間流路部22底部22e(圖2)之間的間隙塞住。通過該密封件34a、34b，除了測量流路部26的頂板26a側以外，將測量流路部26與中間流路部22之間氣密地劃分為三個空間。具體地說，第一個是上游側凹部62a與上游壁22a之間的流體流路(上游側中間流路)。第二個是下游側凹部62b與下游壁22b之間的流體流路(下游側中間流路)。第三個是上游側凹部62a與下游側凹部62b之間的流體流路(中央中間流路)，通過密封件34a、34b，該中央中間流路與上游側中間流路和下游側中間流路切斷。另外，在測量流路部26的上游端與中間流路部22的上游壁22a之間以及測量流路部26的下游端與中間流路部22的下游壁22b之間分別設置有間隔。由此，上游側中間流路經(jīng)由測量流路部26的上游端的開口而與測量流路部26的測量流路相通。下游側中間流路經(jīng)由測量流路部26的下游端的開口而與測量流路部26的測量流路相通。
[0052]接著，在將測量流路部26的突起46插入到基板36的定位孔52中的同時將基板36安裝于測量流路部26的頂板26a上。由此，如圖4所示，基板36被配置在一對密封件34a、34b之間，與測量流路部26緊密接合地固定在測量流路部26上。另外，基板36收納在被擴展部60a、60b包圍起來的范圍內(nèi)，固定于基板36的超聲波發(fā)送接收器38被插入到擴展部60a、60b的擴展空間內(nèi)。各超聲波發(fā)送接收器38被配置為從其發(fā)射面發(fā)射的超聲波的路徑通過各開口部42a、42b且相對于測量流路部26的軸以規(guī)定的角度傾斜。該超聲波的路徑是根據(jù)空氣和燃氣的折射率等決定的。
[0053]接著，如圖1所示，將收納有測量流路部26的中間流路部22收納在燃氣表12的內(nèi)部空間中。此時，以使測量流路部26的密封件34a、34b和中間流路部22的填充件58與流入管部20的下游側端和流出管部24的上游側端分別緊密接合的方式配置中間流路部22。由此，流入管部20的流入路徑與中間流路部22的上游側中間流路相連結，流出管部24的流出路徑與中間流路部22的下游側中間流路相連結。并且，上游側中間流路和下游側中間流路與測量流路相通，因此將流入路徑、上游側中間流路、測量流路、下游側中間流路以及流出路徑依次連結起來而形成一條U字狀的流路。
[0054]此時，基板36被配置在流入管部20與流出管部24之間且配置在測量流路部26的外表面，因此基板36顯現(xiàn)在燃氣表12的內(nèi)部空間中。由此，通過引線等將基板36上的端子48與控制電路16連接，來將流量測量裝置10組裝于燃氣表12。
[0055](流量測量裝置的動作)
[0056]在對流過流體流路的燃氣的流量進行測定時，將燃氣配管與流入管部20和流出管部24分別連接。由此，從燃氣配管供給燃氣，該燃氣流過流入管部20的流入路徑而流入中間流路部22的上游側中間流路。然后，燃氣從上游側中間流路經(jīng)由測量流路部26的上游端的開口而流入測量流路，通過測量流路，經(jīng)由測量流路部26的下游端的開口而流向下游側中間流路。進一步，燃氣從下游側中間流路進入流出管部24的流出路徑，流向燃氣配管。
[0057]在該燃氣流過測量流路的狀態(tài)下，例如當測量電路50向上游側的超聲波發(fā)送接收器38發(fā)送電信號時，該超聲波發(fā)送接收器38將電信號轉(zhuǎn)換為超聲波后從發(fā)射面發(fā)射。由此，超聲波通過上游側開口部42a而進入測量流路，斜著橫穿測量流路后從下游側開口部42b離開，到達下游側的超聲波發(fā)送接收器38。下游側的超聲波發(fā)送接收器38接收超聲波，將接收到的超聲波轉(zhuǎn)換為電振動后輸出到測量電路50。
[0058]在測量電路50中，傳播時間測量部基于向上游側的超聲波發(fā)送接收器38輸出電信號的時刻與被下游側的超聲波發(fā)送接收器38輸入電信號的時刻之間的差來求出超聲波的傳播時間。另外，以同樣的方式從下游側的超聲波發(fā)送接收器38發(fā)射超聲波，上游側的超聲波發(fā)送接收器38接收超聲波。然后，傳播時間測量部求出該超聲波的傳播時間。最后，運算部基于傳播時間測量部求出的傳播時間來計算燃氣的流量，測量電路50將燃氣的流量輸出到控制電路16?？刂齐娐?6將獲取到的與燃氣的流量有關的信息存儲于存儲器中，或顯示于顯示部14，或使用無線電路和天線向外部發(fā)送。
[0059](作用、效果)
[0060]根據(jù)上述結構，利用密封件34a、34b將測量流路部26與流體流路部18之間的間隙塞住。由此，測量流路部26的測量流路與流體流路部18的流體流路相連結，防止了燃氣在一對密封件34a、34b之間流過。因此，當將基板36配置在一對密封件34a、34b之間時，燃氣幾乎不會在基板36或搭載于基板36的測量電路50上流過，能夠抑制發(fā)生由燃氣流動引起的故障。
[0061]并且，通過焊料將超聲波發(fā)送接收器38的引腳56與基板36的插入孔54接合，由此能夠?qū)⒊暡òl(fā)送接收器38固定地且電氣地連接于基板36。其結果，能夠?qū)崿F(xiàn)流量測量裝置10的小型化和操作性的提高。另外，能夠縮短基板36與超聲波發(fā)送接收器38之間的距離從而降低基板36與超聲波發(fā)送接收器38之間的噪聲的產(chǎn)生，因此能夠?qū)崿F(xiàn)流量測量裝置10的測量精度的提高。
[0062]另外，基板36被配置在測量流路部26上，并且超聲波發(fā)送接收器38被直接固定在基板36。因此，不需要另外準備將基板36和超聲波發(fā)送接收器38保持在測量流路部26的構件，能夠?qū)崿F(xiàn)成本降低，并且能夠?qū)崿F(xiàn)燃氣表12的小型化。而且，在流入管部20與流出管部24之間，基板36從中間流路部22的開口露出到燃氣表12的內(nèi)部空間。因此，能夠容易地將基板36和燃氣表12內(nèi)的控制電路16連接。
[0063]并且，通過設置測量流路部26的突起46和基板36的定位孔52，能夠容易地將基板36安裝于測量流路部26的頂板26a上的規(guī)定位置。另外，將超聲波發(fā)送接收器38固定在基板36。即，一對超聲波發(fā)送接收器38在隔著測量流路進行配置之前，在安裝于基板36的狀態(tài)下就已經(jīng)完成了隔離距離和朝向的設定。因此，不需要對已固定于基板36的超聲波發(fā)送接收器38的位置進行調(diào)整，從而向測量流路配設時的操作性優(yōu)異。
[0064]另外，預先將基板36和超聲波發(fā)送接收器38以使它們成為一體的方式單元化。因此，在對該測量單元或?qū)y量單元安裝于測量流路部26所得到的流量測量裝置10進行質(zhì)量檢查時，能夠分別單獨地檢查測量單元或流量測量裝置10。由此，能夠在適于質(zhì)量檢查的環(huán)境下對測量單元或流量測量裝置10進行檢查，能夠?qū)崿F(xiàn)檢查精度的提高和檢查的簡單化。并且，在將測量單元或流量測量裝置10組裝于燃氣表之前對測量單元或流量測量裝置10進行檢查，能夠盡早地發(fā)現(xiàn)不合格品。
[0065]另外，利用金屬制的中間流路部22將從外部向測量流路部26和超聲波發(fā)送接收器38施加的振動切斷，因此能夠抑制由于外部振動造成的噪聲而使流量測量裝置1的測量精度降低的情況。
[0066](實施方式2)
[0067]圖5是示出實施方式2所涉及的流量測量裝置10的圖。如圖5所示，在實施方式2所涉及的流量測量裝置10中，一對超聲波發(fā)送接收器38被配置為與反射面64a之間隔著測量流路部26。
[0068]在中間流路部22的一個側壁22d隔開間隔地并排設置有兩個擴展部60a、60b。這些擴展部60a、60b被配置在上游側凹部62a與下游側凹部62b之間。
[0069]在測量流路部26的一個側板26d隔開間隔地并排設置有兩個開口部42a、42b。另一個側板26c設置有一個開口部42c，該開口部42c被配置在兩個開口部42a、42b之間。另外，在測量流路部26的頂板26a設置有突起46來作為基板36的定位部。在本實施方式中，四個圓柱狀的突起46從頂板26a突出，配置在一對第I肋30a、30b之間。
[°07°]基板36為薄的板狀體，具有V字形狀。基板36具有上游端部、下游端部、以及夾在它們之間的中間端部。上游端部與中間端部之間的寬度尺寸和下游端部與中間端部之間的寬度尺寸被設定為比測量流路部26的寬度尺寸大。超聲波發(fā)送接收器38通過引腳56等分別固定地且電氣地連接于上游端部和下游端部，超聲波發(fā)送接收器38配置在基板36的背面。中間端部固定有包括反射面64a的反射部64，反射部64被配置在基板36的背面?zhèn)?。超聲波發(fā)送接收器38和反射部64被配置為從一個超聲波發(fā)送接收器38發(fā)射的超聲波被反射面64a反射而被另一個超聲波發(fā)送接收器38接收。另外，基板36例如開出四個定位孔52，這些定位孔52被用作基板36的定位部。
[0071]在組裝上述流量測量裝置10時，將密封件34a、34b沿著第I肋30a、30b安裝在測量流路部26。以使該密封件34a、34b與中間流路部22的各凹部62a、62b對應的方式將測量流路部26收納在中間流路部22。接著，將測量流路部26的突起46插入到基板36的定位孔52中，來將基板36安裝于測量流路部26的頂板26a上。此時，基板36被配置在一對密封件34a、34b之間，固定于基板36的超聲波發(fā)送接收器38被插入到測量流路部26的擴展部60a、60b的擴展空間。另外，固定于基板36的反射部64被插入到測量流路部26的側板26c與中間流路部22的側壁22c之間。由此，配置為測量流路部26被夾在一對超聲波發(fā)送接收器38與反射部64之間。超聲波發(fā)送接收器38被配置為超聲波的路徑相對于測量流路部26的軸以規(guī)定的角度傾斜。另外，反射部64被配置為反射面64a位于這些路徑的交點。最后，將收納有測量流路部26的中間流路部22收納于燃氣表12的內(nèi)部空間中。
[0072]在利用上述流量測量裝置10對流過流體流路的燃氣的流量進行測定時，例如當測量電路50向上游側的超聲波發(fā)送接收器38發(fā)送電信號時，超聲波發(fā)送接收器38將電信號轉(zhuǎn)換為超聲波后從發(fā)射面發(fā)射。該超聲波通過上游側開口部42a而進入測量流路，斜著橫穿測量流路后通過開口部42c而到達反射面64a。然后，超聲波被反射面64a反射，再次通過開口部42c而進入測量流路，斜著橫穿測量流路后從下游側開口部42b離開，到達下游側的超聲波發(fā)送接收器38 ο下游側的超聲波發(fā)送接收器38接收超聲波，將接收到的超聲波轉(zhuǎn)換為電振動后輸出到測量電路50。
[0073]在測量電路50中，傳播時間測量部基于向上游側的超聲波發(fā)送接收器38輸出電信號的時刻與被下游側的超聲波發(fā)送接收器38輸入電信號的時刻之間的差來求出超聲波的傳播時間。另外，以同樣的方式從下游側的超聲波發(fā)送接收器38發(fā)射超聲波，上游側的超聲波發(fā)送接收器38接收超聲波。然后，傳播時間測量部求出該超聲波的傳播時間。最后，運算部基于傳播時間測量部求出的傳播時間來計算燃氣的流量。
[0074](實施方式3)
[0075]圖6是示出實施方式3所涉及的流量測量裝置10所使用的基板36的圖。如圖6所示，流量測量裝置10還具備絕緣性減振構件66。
[0076]絕緣性減振構件66例如為薄的覆膜，覆蓋基板36的外表面。但是，絕緣性減振構件66既可以覆蓋基板36的外表面的一部分，也可以將基板36的外表面與壓電體的外表面等一體地覆蓋。
[0077]絕緣性減振構件66是由玻璃化轉(zhuǎn)變點低的熱塑性樹脂形成的，例如是由熱塑性彈性體材料、結晶性聚酯等形成的。熱塑性彈性體材料例如能夠列舉苯乙烯系彈性體、烯烴系彈性體、聚酯系彈性體等。優(yōu)選的是，熱塑性樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變點例如為進行流量測定的最低溫度_30°C以下，例如為_50°C?_90°C。由此，在測定流量時，絕緣性減振構件66具有橡膠彈性，能夠發(fā)揮減振功能。另外，優(yōu)選的是，熱塑性樹脂的熔點為流量測定的最高溫度80°C以上，例如為100 °C?200 °C。并且，熱塑性樹脂的楊氏模量在流量測定的最低溫度到最高溫度之間的范圍內(nèi)例如為0.1GPa?1.0GPa。
[0078]根據(jù)上述結構，通過覆蓋基板36的絕緣性減振構件66來抑制由于一個超聲波發(fā)送接收器38發(fā)射超聲波時的振動而使基板36振動的情況。因此，能夠降低由于基板36的振動而造成的混響噪聲。另外，能夠防止振動經(jīng)由基板36而傳播到另一個超聲波發(fā)送接收器38，能夠降低傳播噪聲。其結果，能夠提高流量測量裝置10的測定精度。
[0079]此外，在本實施方式3中，使用絕緣性減振構件66覆蓋實施方式I所涉及的矩形形狀的基板36，但是也可以使用絕緣性減振構件66覆蓋實施方式2所涉及的V字形狀的基板36 ο
[0080](其它實施方式)
[0081]在上述實施方式I所涉及的流量測量裝置10中，采用了將一對超聲波發(fā)送接收器38相對配置的“Ζ方式”的結構。另外，在實施方式2所涉及的流量測量裝置10中，采用了將一個反射面64a配置在一對超聲波發(fā)送接收器38之間的“V”方式的結構。與此相對，能夠采用其它方式的結構。例如，能夠采用將三個反射面64a配置在一對超聲波發(fā)送接收器38之間的“W”方式的結構。
[0082]在上述全部實施方式所涉及的流量測量裝置10中，中間流路部22的頂面整體開口。與此相對，也可以是中間流路部22的頂面的一部分開口。例如，使用蓋覆蓋中間流路部22的開口，在該蓋開出與流入管部20相對的流入口以及與流出管部24相對的流出口。在該情況下，蓋與收納在中間流路部22中的測量流路部26的頂板26a之間的尺寸被設定為比基板36的厚度尺寸大。因此，將基板36固定在測量流路部26的頂板26a上，用蓋覆蓋基板36。另外，密封件34a、34b將蓋與測量流路部26之間的間隙塞住，從而基板36被配置在一對密封件34a、34b之間。因此，利用密封件34a、34b防止燃氣流到基板36上，抑制由于燃氣而基板36發(fā)生故障。
[0083]在上述全部實施方式所涉及的流量測量裝置10中，設置了基板36的定位孔52和測量流路部26的突起46來作為基板36的定位部，但是定位部并不限于此。例如，還能夠?qū)y量流路部26的第I肋30a、30b用作定位部。在該情況下，將基板36的角緊貼于第I肋30a、30b，由此基板36被配置于測量流路部26的規(guī)定位置。另外，還能夠?qū)⒅虚g流路部22的凹部62a、62b以及擴展部60a、60b用作定位部。在該情況下，以使安裝于測量流路部26的密封件34a、34b與凹部62a、62b對應的方式將測量流路部26收納在中間流路部22中。然后，以使超聲波發(fā)送接收器38嵌入擴展部60a、60b的方式將基板36安裝于測量流路部26。由此，能夠經(jīng)由中間流路部22將基板36定位于測量流路部26。
[0084]在上述全部實施方式所涉及的流量測量裝置10中，基板36被直接固定在測量流路部26上。與此相對，也可以以與測量流路部26之間隔著夾雜物的方式將基板36間接地固定在測量流路部。
[0085]此外，關于上述全部實施方式，只要彼此不排除對方，也可以相互之間進行組合。
[0086]根據(jù)上述說明，對于本領域技術人員來說能夠了解本發(fā)明的多種改進、其它實施方式。因而，上述說明應只被作為示例解釋，是以對本領域技術人員教導執(zhí)行本發(fā)明的優(yōu)選的方式為目的而提供的。能夠不脫離本發(fā)明的精神地對其構造和功能中的至少一個詳細內(nèi)容進行實質(zhì)性的變更。
[0087]產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0088]本發(fā)明的流量測量裝置10作為實現(xiàn)了測量精度的提高的流量測量裝置10等是有用的。
[0089]附圖標記說明
[0090]10:流量測量裝置；18:流體流路部；22:中間流路部(流體流路部)；26:測量流路部;34a、34b:密封件;35:測量單元;36:基板;38:超聲波發(fā)送接收器;46:突起(定位部)；48:端子;50:測量電路;52:定位孔(定位部)；56:引腳;66:絕緣性減振構件;64:反射部。
【主權項】
1.一種對流過流體流路部的流體的流量進行測量的流量測量裝置，具備: 筒狀的測量流路部，其被收納于所述流體流路部中，內(nèi)部與所述流體流路部連通； 一對密封件，該一對密封件以圍繞所述測量流路部的一端側的外周部分和另一端側的外周部分的方式設置，切斷流體的流通;以及 測量單元，其包括一對超聲波發(fā)送接收器和安裝有測量電路的基板， 其中，所述測量單元的所述一對超聲波發(fā)送接收器電氣地且固定地連接于所述基板，所述測量單元被配設在所述測量流路部的所述一對密封件之間。2.根據(jù)權利要求1所述的流量測量裝置，其特征在于， 所述測量電路具備:傳播時間測量部，其對超聲波在所述一對超聲波發(fā)送接收器之間傳播的時間進行測量；以及運算部，其基于由所述傳播時間測量部測量出的時間來計算所述流體的流量。3.根據(jù)權利要求1所述的流量測量裝置，其特征在于， 所述測量流路部和所述基板中的至少任一方設置有定位部。4.根據(jù)權利要求1所述的流量測量裝置，其特征在于， 還具備與所述超聲波發(fā)送接收器連接的引腳， 所述引腳被插入到所述基板的孔。5.根據(jù)權利要求1所述的流量測量裝置，其特征在于， 還具備覆蓋所述基板的絕緣性減振部。6.根據(jù)權利要求1所述的流量測量裝置，其特征在于， 所述一對超聲波發(fā)送接收器以隔著所述測量流路部而彼此相對的方式配置。7.根據(jù)權利要求1所述的流量測量裝置，其特征在于， 還具備固定在所述基板的反射部， 所述一對超聲波發(fā)送接收器以與所述反射部之間隔著所述測量流路部的方式配置。8.根據(jù)權利要求1所述的流量測量裝置，其特征在于， 所述流體流路部是通過將流入管部、中間流路部以及流出管部順次連接而構成的， 所述測量流路部被收納在所述流體流路部中的所述中間流路部， 一個所述密封件被設置為將所述流入管部的下游端與所述測量流路部的所述一端側的外周部分之間填充，另一個所述密封件被設置為將所述流出管部的上游端與所述測量流路部的所述另一端側的外周部分之間填充。
【文檔編號】G01F1/66GK105899916SQ201580004060
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2015年1月7日
【發(fā)明人】佐藤真人, 中林裕治, 永原英知, 足立明久, 渡邊葵
【申請人】松下知識產(chǎn)權經(jīng)營株式會社