[发明专利]超声波发送接收器及超声波流量计

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于向流体中发送超声波或者自流体中接收超声波的超声波发送接收器以及应用了该超声波发送接收器的超声波流量计。

背景技术

对以往的应用于超声波流量计的超声波发送接收器的结构进行说明。

图11是表示以往的超声波发送接收器的结构的剖视图。

在图11所示的例子中，超声波发送接收器100具有顶部60、侧壁部61、壳体63、压电体64、减振体65、保持部66以及振动传递抑制体67。

壳体63为有顶筒状，具有侧壁部61和自侧壁部61向外侧延伸的支承部62。压电体64固定于顶部60的内壁面。减振体65粘附并紧密接合于侧壁部61的外周，从而抑制侧壁部61的振动。

保持部66保持支承部62。振动传递抑制体67包括保持部66，该振动传递抑制体67将壳体63隔振地安装于流路68。

减振体65与振动传递抑制体67的保持部66形成为一体（例如，参照专利文献1）。

图12是表示以往的超声波发送接收器的另一结构的例子的剖视图。

在超声波发送接收器120的压电元件70的一面固定有具有超声波的波长λ的1／4的厚度的声匹配层（日文：音響整合層）71。

此外，以包围压电元件70的方式构成的筒状壳体72固定于声匹配层71，构成超声波传感器73。声匹配层71是通过使玻璃珠（日文：ガラスバルーン）分散于合成树脂而构成的。筒状壳体72是由声阻抗大于声匹配层71的塑料材料构成的。此外，在筒状壳体72内填充有弹性树脂74，而埋入压电元件70（例如，参照专利文献2）。

但是，对于超声波发送接收器100的结构，在安装于超声波流量计的情况下，当保持部66倾斜时，压电体64的发射面倾斜，而有可能会导致超声波的传输路径的方向发生偏移。在该情况下，存在对传输时间造成影响，也就是对测量精度造成影响这样的问题。

此外，像超声波发送接收器120那样，在填充弹性树脂74而埋入压电元件70的情况下，能够利用填充材料确保可靠性，并且容易确定超声波的发射面的位置。但是，对于将形成为上述那样的超声波发送接收器120以混响传输较少的状态安装于流路的方法，还残留有问题。

专利文献1：日本特开2001－159551号公报

专利文献2：日本特开平10－224895号公报

发明内容

本发明实现了一种超声波流量计，该超声波流量计能够以较高的精度设定超声波发送接收器的超声波发射面，能够进行高精度的流量测量。

本发明的超声波发送接收器具有压电体支承板、固定于压电体支承板的一侧的表面的声匹配体以及固定于压电体支承板的另一侧的表面的压电体。此外，该超声波发送接收器还具有以覆盖压电体和压电体支承板的方式一体形成的绝缘性减振构件以及在绝缘性减振构件中到达压电体支承板的孔部。

由此，在孔部处，借助设于外部构件的突出部来按压压电体支承板，从而能够以较高的精度设定超声波发送接收器的发射面。

此外，本发明的超声波发送接收器具有有顶筒状金属壳体以及压电体，该有顶筒状金属壳体具有顶部、侧壁部以及自侧壁部向外侧延伸的支承部，该压电体收纳于有顶筒状金属壳体的顶部的内表面。此外，该超声波发送接收器还具有设置于顶部的外表面的声匹配体、以覆盖压电体和有顶筒状金属壳体的方式一体形成的绝缘性减振构件以及在绝缘性减振构件中到达支承部的孔部。

由此，在孔部处，借助设于外部构件的突出部来按压有顶筒状金属壳体的端部，从而能够利用远离超声波发送接收器的压电体的部分固定超声波发送接收器。由此，能够使来自压电体的混响传输进一步衰减。

此外，本发明的超声波流量计具有用于测量在流路流动的流体的流量的流量测量部以及设置于流量测量部的、一对本发明的超声波发送接收器。此外，该超声波流量计还具有用于在孔部处保持超声波发送接收器的突出部、用于测量一对超声波发送接收器之间的超声波传输时间的测量部以及能够基于来自测量部的信号求出流体的流量的运算部。

由此，能够以较高的精度设定超声波发送接收器的超声波发射面的位置和倾斜度，能够实现高精度的流量测量。

如上所述，采用本发明的超声波发送接收器和超声波流量计，能够以较高的精度设定超声波的发射面，能够实现高精度的流量测量。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式的超声波流量计的剖视图。

图2是表示本发明的第1实施方式的超声波发送接收器的结构和该超声波发送接收器的用于向流路安装的部分的结构的剖视图。

图3是将图2的区域P这部分放大后的剖视图。