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公開番号2025133125
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-11
出願番号2024030866
出願日2024-03-01
発明の名称流量演算装置及び超音波流量計
出願人アズビル株式会社
代理人弁理士法人山王内外特許事務所
主分類G01F 1/667 20220101AFI20250904BHJP(測定;試験)
要約【課題】従来よりも超音波流量計を小型化することができる流量演算装置を提供する。
【解決手段】流量演算装置(100)は、アレイ状に配列された複数の超音波素子を有する第1トランスデューサ(2)及び第2トランスデューサ(3)の一方からビームフォーミングによって第1トランスデューサ(2)及び第2トランスデューサ(3)の他方に向けて超音波を送信させる送信部(20)と、第1トランスデューサ(2)及び第2トランスデューサ(3)が互いに配管(1)の対向する側に配置された状態で、第1トランスデューサ(2)からの超音波が配管(1)内の流体を介して第2トランスデューサ(3)に達するまでの時間と、第2トランスデューサ(3)からの超音波が配管(1)内の流体を介して第1トランスデューサ(2)に達するまでの時間と、の差に基づいて配管(1)内の流体の流量を演算する演算部(60)と、を備えた。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
アレイ状に配列された複数の超音波素子を有する第１トランスデューサ及び第２トランスデューサの一方からビームフォーミングによって前記第１トランスデューサ及び前記第２トランスデューサの他方に向けて超音波を送信させる送信部と、
前記第１トランスデューサ及び前記第２トランスデューサが互いに配管の対向する側に配置された状態で、前記第１トランスデューサからの超音波が前記配管内の流体を介して前記第２トランスデューサに達するまでの時間と、前記第２トランスデューサからの超音波が前記配管内の流体を介して前記第１トランスデューサに達するまでの時間と、の差に基づいて前記配管内の流体の流量を演算する演算部と、を備えた
ことを特徴とする流量演算装置。
続きを表示（約 710 文字）【請求項２】
前記送信部は、前記第１トランスデューサ及び前記第２トランスデューサから前記配管の内面に対する法線方向と交差する方向に超音波を送信させる
ことを特徴とする請求項１記載の流量演算装置。
【請求項３】
前記演算部は、前記第１トランスデューサ及び前記第２トランスデューサが、前記配管の内面に対する法線方向と直交する方向において互いに異なる位置に配置された状態で、前記第１トランスデューサからの超音波が前記配管内の流体を介して前記第２トランスデューサに達するまでの時間と、前記第２トランスデューサからの超音波が前記配管内の流体を介して前記第１トランスデューサに達するまでの時間と、の差に基づいて前記配管内の流体の流量を演算する
ことを特徴とする請求項１記載の流量演算装置。
【請求項４】
前記送信部は、前記第１トランスデューサ及び前記第２トランスデューサ間の相対位置に関する情報を取得し、取得した前記相対位置に関する情報に基づいて前記第１トランスデューサ及び前記第２トランスデューサからの超音波の送信方向を制御する
ことを特徴とする請求項１記載の流量演算装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項記載の流量演算装置と、
前記第１トランスデューサと、
前記第２トランスデューサと、を備えた
ことを特徴とする超音波流量計。
【請求項６】
前記第１トランスデューサ及び前記第２トランスデューサを、前記配管の外面に着脱可能に保持する保持部を備えた
ことを特徴とする請求項５記載の超音波流量計。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、流量演算装置及び超音波流量計に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、配管内を流れる流体の流量を測定するクランプオン式の超音波流量センサが開示されている（特許文献１参照）。この超音波流量センサは、第１超音波素子から第２超音波素子に送信される超音波の伝播時間と第２超音波素子から第１超音波素子に送信される超音波の伝播時間との差に基づいて、配管を流れる流体の流量を算出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－１５８６７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の超音波流量センサは、第１超音波素子及び第２超音波素子がウェッジ材を介して配管に取り付けられている。しかしながら、特許文献１に記載の超音波流量センサは、第１超音波素子及び第２超音波素子から送信される超音波を配管の軸心に対して斜めに向けるため、ウェッジ材に、配管の軸心に対して斜めに配置された接合面が形成されており、配管の軸心と直交する方向における小型化が難しいという課題がある。
【０００５】
本開示は、上記課題を解決するものであって、従来よりも超音波流量計を小型化することができる流量演算装置及び超音波流量計を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示に係る流量演算装置は、アレイ状に配列された複数の超音波素子を有する第１トランスデューサ及び第２トランスデューサの一方からビームフォーミングによって第１トランスデューサ及び第２トランスデューサの他方に向けて超音波を送信させる送信部と、第１トランスデューサ及び第２トランスデューサが互いに配管の対向する側に配置された状態で、第１トランスデューサからの超音波が配管内の流体を介して第２トランスデューサに達するまでの時間と、第２トランスデューサからの超音波が配管内の流体を介して第１トランスデューサに達するまでの時間と、の差に基づいて配管内の流体の流量を演算する演算部と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、流量演算装置が、第１トランスデューサ及び第２トランスデューサの一方からビームフォーミングによって第１トランスデューサ及び第２トランスデューサの他方に向けて超音波を送信させるので、従来よりも超音波流量計を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施の形態１に係る超音波流量計の概略構成を示すブロック図。
実施の形態１に係る流量演算部のハードウェア構成の一例を示す図。
実施の形態１に係る流量演算部のハードウェア構成の一例を示す図。
実施の形態１に係る流量演算部が行う処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示に係る実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る超音波流量計の概略構成を示すブロック図である。実施の形態１に係る超音波流量計は、配管１の内部を流れる流体に向けて超音波の送受信を行うことで、流体の流量を測定するための装置である。図１に示すように、実施の形態１に係る超音波流量計は、超音波の送受信を行う第１トランスデューサ２及び第２トランスデューサ３からなる一対のトランスデューサ２，３と、一対のトランスデューサ２，３からの信号に基づいて配管１の内部を流れる流体の流量を演算する流量演算装置１００と、操作部４０と、表示部５０と、を備えており、これらが互いに電気的に接続されて構成されている。
【００１０】
例えば、実施の形態１に係る超音波流量計は、一対のトランスデューサ２，３が配管１の外面に着脱可能に構成されているクランプオン型の超音波流量計である。例えば、超音波流量計は、配管１を挟む又は配管１に巻き付く等によって、配管１の周方向における互いに異なる複数の位置から内方へ外力を発生させることで、一対のトランスデューサ２，３を配管１の外面に着脱可能に保持させる図示しない保持部を有する。また、例えば、超音波流量計は、磁性体によって形成された配管１の外面に磁力によって吸着することで、一対のトランスデューサ２，３を配管１の外面に着脱可能に保持させる図示しない保持部を有する。また、例えば、超音波流量計は、作業者が一対のトランスデューサ２，３を配管１の外面に保持することで、一対のトランスデューサ２，３が配管１の外面に着脱可能に保持される。
（【００１１】以降は省略されています）

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