超声波流量开关的制作方法
本发明涉及一种能够基于管道中流动的流体的流量进行操作的超声波流量开关。
背景技术：
流量计用于准确地测量管道中流动的流体的流量值。例如，JP-A-2001-356032公开了一种具有传感器的超声波式流量计。传感器可以使用超声波测量管道中流动的流体的流量。在传感器中，形成有向下突出的两个雪橇状的翼片。两个翼片之间布置有片状硅凝胶。传感器经由紧固带紧固而被固定至管道的外周面，使得两个翼片的底边与管道接触。
JP-A-2001-356032描述了“不管传感器的安装位置(例如管道的水平部分、竖直部分或倾斜部分的上侧或下侧)如何，可以将传感器稳定地固定至管道，并且可以将传感器稳定地固定至几乎所有管道直径，除了等于或小于两个雪橇状的翼片之间的距离的管道直径之外”。然而，在实际的超声波流量开关中，即使当传感器被固定至尺寸比两个雪橇状的翼片之间的距离大的管道时，也不能准确地判断出传感器的超声波辐射表面的位置。
因此，难以调节传感器的灵敏度。此外，当传感器被紧固带以过大的强度紧固以使超声波发射表面的位置稳定时，超声波发射表面可能受损。
另一方面，如在控制工厂中设施的操作状态的情况下那样，可能存在如下情况：不需要管道中流动的流体的流量的准确值，检测到流体是否以固定值以上的流量在管道中流动就足够了。在这种情况下，可以使用输出ON/OFF信号的流量开关替代流量计。例如，流量开关被安装在工厂内具有各种外径的管道上。因此，期望的是， 流量开关可以被稳定地安装在具有各种尺寸的管道上。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种可以稳定地安装在具有各种尺寸的管道上的超声波流量开关。
(1)根据本发明的超声波流量开关基于管道中流动的流体的流量来输出ON/OFF信号，超声波流量开关包括：第一超声波元件，在将超声波发射至管道中流动的流体以及接收来自管道中流动的流体的超声波的操作中，第一超声波元件至少执行超声波的发射；第二超声波元件，在将超声波发射至管道中流动的流体以及接收来自管道中流动的流体的超声波的操作中，第二超声波元件至少执行超声波的接收；计算装置，其基于来自第一超声波元件和第二超声波元件中的至少一者的输出信号来计算管道中的流体的流量；输出部分，其基于由计算装置计算出的流量以及预定流量阈值来输出ON/OFF信号；元件保持部，其一体地或独立地保持第一超声波元件和第二超声波元件；安装部件，其保持元件保持部，并可拆卸地安装在管道的外表面上；以及固定部件，其将元件保持部固定至安装部件，其中，在元件保持部未被固定部件固定的状态下，安装部件构造成限制元件保持部沿管道的轴向和管道的周向位移，但允许元件保持部沿管道的径向位移。
在该超声波流量开关中，利用第一超声波元件将超声波发射至管道中流动的流体，并且利用第二超声波元件接收来自管道中流动的流体的超声波。基于来自第一超声波元件和第二超声波元件中的至少一者的输出信号来计算管道中的流体的流量。基于计算出的流量和预定流量阈值来输出ON/OFF信号。第一超声波元件和第二超声波元件被元件保持部一体地或独立地保持。
安装部件被安装在管道的外表面上。利用固定部件将元件保持部固定至安装部件。在这种构造中，在元件保持部未被固定部件固定至安装部件的状态下，虽然限制了元件保持部沿管道的轴向和管道的周向位移，但允许元件保持部沿管道的径向位移。在该情况下， 元件保持部的沿管道的轴向和周向的安装位置确定为与安装部件的安装位置对应。此外，可以在安装部件上调节元件保持部的沿管道的径向的位置。
利用这种构造，可以独立地调节用于将安装部件固定至管道的固定力以及用于将元件保持部固定至安装部件的固定力。因此，可以通过将安装部件牢固地固定至管道来确定元件保持部的沿管道的轴向和管道的周向的位置。然后，通过操作固定部件，可以确定元件保持部的沿管道的径向的位置，使得元件保持部与管道充分接触。
因此，即使在元件保持部被安装在具有各种尺寸的管道上的情况下，也不需要利用过大的力使元件保持部与管道接触，因此，可以在不损害元件保持部的情况下准确地确定超声波发射部分的位置。借助于对超声波发射部分的位置的这种准确判断，可以容易地将超声波的接收灵敏度调节成所需值。结果，可以将超声波流量开关稳定地安装在具有各种尺寸的管道上。
(2)第一超声波元件和第二超声波元件均可以具有发射或接收超声波的发射/接收表面，安装部件可以具有能与管道接触的第一接触面和第二接触面，并且第一接触面和第二接触面可以定位在对称平面的一侧和另一侧上，以相对于对称平面彼此对称地倾斜，对称平面与发射/接收表面相交，并包含径向和轴向。
利用这种构造，即使在安装部件安装在具有各种尺寸的管道上的情况下，安装部件的第一接触面和第二接触面也与管道接触。因此，可以增大用于将固定部件固定至管道的固定力。此外，第一超声波元件和第二超声波元件的发射/接收表面定位在第一接触面与第二接触面之间。因此，即使在安装部件安装在具有各种尺寸的管道上的情况下，元件保持部也可以在安装部件上仅沿管道的径向位移，而不使元件保持部沿管道的轴向及管道的周向位移。
(3)安装部件可以具有引导部分，该引导部分引导元件保持部，使得在元件保持部未被固定部件固定的状态下，元件保持部不能够沿轴向和周向位移，但能够沿径向位移。
利用这种构造，即使在安装部件安装在具有各种尺寸的管道上 的情况下，元件保持部也可以在安装部件上更容易地仅沿管道的径向位移，而不使元件保持部沿管道的轴向及管道的周向位移。
(4)安装部件可以包括：第一安装部件，其保持元件保持部，并与管道的外表面接触；第二安装部件，其与管道的外表面接触；以及紧固部件，在第一安装部件和第二安装部件彼此面对且将管道置于中间的状态下，紧固部件使第一安装部件和第二安装部件彼此紧固。
在该情况下，第一安装部件和第二安装部件可以由具有高刚度的部件形成。利用这种构造，可以进一步增大用于将固定部件固定至管道的固定力。
(5)第一安装部件可以在第一部分和第二部分与管道接触，并且第二安装部件可以在第三部分与管道接触。
在该情况下，不管管道的外径大小，均可以增大用于将安装部件固定至管道的固定力。此外，即使在安装部件被牢固地固定至管道的情况下，也可以防止管道变形成椭圆形状。
(6)紧固部件可以包括能旋转地安装在第一安装部件上的螺钉部件，第二安装部件可以具有能够与螺钉部件螺纹接合的第一螺纹孔和第二螺纹孔，并且第一螺纹孔和第二螺纹孔可以布置在沿径向的不同位置。
在该情况下，操作者可以根据管道的外径来选择使用第一螺纹孔和第二螺纹孔中的哪一者。因此，可以抑制紧固螺钉部件的时间量的过度增加。结果，提高了操作效率。
(7)第二安装部件可以沿第一方向和第二方向相对于第一安装部件布置，沿第一方向布置时，第一螺纹孔和第二螺纹孔分别定位在沿轴向的一侧和另一侧上，沿第二方向布置时，第一螺纹孔和第二螺纹孔分别定位在沿轴向的另一侧和一侧上，在第二安装部件沿第一方向布置的情况下，螺钉部件可以与第一螺纹孔螺纹接合，而在第二安装部件沿第二方向布置的情况下，螺钉部件可以与第二螺纹孔螺纹接合。
在该情况下，第一螺纹孔和第二螺纹孔可以在不使第二安装部 件大型化的情况下形成在第二安装部件中。
(8)安装部件还可以包括姿态保持机构，该姿态保持机构保持螺钉部件相对于第一安装部件的姿态，使得螺钉部件的末端部分朝向第二安装部件。
利用这种构造，即使在安装部件固定至轴向沿竖直方向指向的管道的情况下，操作者也不需要支撑螺钉部件，使得螺钉部件的末端部分朝向第二安装部件。因此，提高了操作效率。
(9)第一安装部件可以具有贯穿孔，螺钉部件穿过贯穿孔，并且姿态保持机构可以包括弹簧部件，该弹簧部件推压螺钉部件，使得螺钉部件的末端部分朝向第二安装部件。在该情况下，可以用简单的构造实现姿态保持机构。
(10)元件保持部可以包括保持第一超声波元件的第一保持部分和保持第二超声波元件的第二保持部分，并且第一保持部分可以安装在第一安装部件上，而第二保持部分可以安装在第二安装部件上。
在该情况下，第一超声波元件和第二超声波元件可以布置为彼此面对，且将管道置于中间。利用这种构造，可以使用透射型的构造来计算管道中的流体的流量，而无需使用额外的部件。
(11)安装部件可以包括：固定部分，其安装在管道上；以及可移动部分，其安装在固定部分上，使得可移动部分能够在第一位置与第二位置之间移动，当可移动部分位于第一位置时，允许进行将固定部分安装在管道上的操作，但不允许进行将元件保持部安装在安装部件上的操作，并且当可移动部分位于第二位置时，不允许进行将固定部分安装在管道上的操作，但允许进行将元件保持部安装在安装部件上的操作。
在该情况下，在元件保持部安装在安装部件上的状态下，安装部件不能够安装在管道上。因此，在安装部件安装在管道上之后，元件保持部被安装在安装部件上。因此，可以可靠地执行以适当的固定力来固定元件保持部的步骤。
(12)固定部件可以包括第一固定部件和第二固定部件，第一 固定部件和第二固定部件布置为沿轴向将第一超声波元件和第二超声波元件置于中间。
在该情况下，在不使元件保持部相对于管道倾斜的情况下，沿径向朝管道的中心对元件保持部施加固定力。利用这种构造，操作者可以在没有意识到元件保持部相对于管道元件的倾斜的调节的情况下执行安装元件保持部的操作。
(13)安装部件和元件保持部可以构造成使得：从共同方向利用固定部件执行将安装部件安装在管道上的操作以及将元件保持部固定至安装部件的操作。
在该情况下，操作者可以从共同方向利用固定部件来有效地执行将安装部件安装在管道上的操作以及将元件保持部安装至安装部件的操作。
(14)超声波流量开关还可以包括显示部分，该显示部分显示由阈值和计算装置计算出的流量，其中，显示部分可以设置在元件保持部上，使得能够从共同方向看到显示部分。
在该情况下，使用者可以容易地从共同方向观察显示部分。使用者可以了解以数值形式呈现的流量或阈值
(15)超声波流量开关还可以包括连接部分，用于传送从输出部分输出的ON/OFF信号的连接线能够与连接部分连接，其中，连接部分可以设置在元件保持部上，使得连接线能够从共同方向与连接部分连接。在该情况下，连接线可以容易地与连接部分连接，而不与管道产生干涉。
(16)第一超声波元件和第二超声波元件可以经由连接部分得到电力。在该情况下，超声波流量开关不需要具有用于向第一超声波元件和第二超声波元件提供电力的电源。利用这种构造，可以使超声波流量开关小型化。
附图说明
图1是示出了根据本发明的一个实施例的流量开关的外观的透视图；
图2是示出了图1所示的流量开关的内部构造的示意性截面图；
图3是上夹持部件的透视图；
图4A和图4B是上夹持部件的端面图和纵向截面图；
图5A和图5B是上夹持部件的平面图；
图6A和图6B是上夹持部件的侧视图；
图7是下夹持部件的透视图；
图8是下夹持部件的端面图；
图9是下夹持部件的平面图；
图10是下夹持部件的侧视图；
图11是传感器部分的透视图；
图12是传感器部分的端面图；
图13是传感器部分的平面图；
图14是传感器部分的仰视图；
图15是传感器部分的侧视图；
图16是沿着图13中的线B-B截取的传感器部分的截面图；
图17是壳体部分的上壳体部分和电子电路部分的透视图；
图18是下壳体部分的透视图；
图19是通道部件和超声波控制机构的透视图；
图20是接合部分的透视图；
图21是在将夹持部分安装在管道上之前的夹持部分的分解透视图；
图22是在将夹持部分安装在管道上之后的夹持部分的透视图；
图23A和图23B是图22所示的夹持部分的平面图和侧视图；
图24是在将传感器部分安装在夹持部分上之前的夹持部分的透视图；
图25A和图25B是图24所示的夹持部分的平面图和侧视图；
图26A和图26B是流量开关的端面图和截面图；
图27A和图27B是流量开关的侧视图和截面图；
图28A和图28B是在下夹持部件沿第一方向布置的状态下的流量开关的透视图和侧视图；
图29A和图29B是在下夹持部件沿第二方向布置的状态下的流量开关的透视图和侧视图；
图30A和图30B是根据安装声耦合剂的方法的第一变型例的传感器部分的侧视图和截面图；
图31A和图31B是根据安装声耦合剂的方法的第二变型例的传感器部分的侧视图和截面图；
图32A和图32B是根据安装声耦合剂的方法的第三变型例的下壳体部分的侧视图和截面图；
图33A和图33B是根据限制声耦合剂的塌缩量的方法的第一变型例的流量开关的侧视图和截面图；
图34A和图34B是根据限制声耦合剂的塌缩量的方法的第二变型例的流量开关的侧视图和截面图；
图35A和图35B是根据限制声耦合剂的塌缩量的方法的第三变型例的流量开关的侧视图和截面图；
图36A和图36B是根据限制声耦合剂的塌缩量的方法的第四变型例的流量开关的侧视图和截面图；
图37A和图37B是根据限制声耦合剂的塌缩量的方法的第五变型例的流量开关的端面图和截面图；
图38是示出了凹口部分的形状的第一变型例的视图；
图39是示出了凹口部分的形状的第二变型例的视图；
图40是示出了凹口部分的形状的第三变型例的视图；
图41是示出了凹口部分的形状的第四变型例的视图；
图42是根据超声波元件的布置的第一变型例的流量开关的侧视图；
图43是根据超声波元件的布置的第二变型例的流量开关的侧视图；
图44是根据夹持部分的构造的第一变型例的流量开关的端面图；以及
图45是根据夹持部分的构造的第二变型例的流量开关的端面图。
具体实施方式
[1]超声波流量开关的示意性构造
在下文中，将参考附图对根据本发明的一个实施例的超声波流量开关(在下文中，简称为“流量开关”)进行描述。图1是示出了根据本发明的一个实施例的流量开关的外观的透视图。图2是示出了图1所示的流量开关1的内部构造的示意性截面图。如图1所示，流量开关1由夹持部分100和传感器部分400构成。
夹持部分100包括上夹持部件200和下夹持部件300。夹持部分100布置为使得管道2被置于上夹持部件200与下夹持部件300之间。利用这种构造，将夹持部分100安装在管道2的外周面上。在图1和图2所示的实例中，管道2的内径用“d”表示。在该实施例中，利用两个传感器固定螺钉410将传感器部分400固定至夹持部分100的上夹持部件200。
如图2所示，传感器部分400包括壳体部分500、接合部分600、超声波控制机构700和电子电路部分800。壳体部分500包括上壳体部分510、下壳体部分520和通道部件530。上壳体部分510的上表面具有窗口部分511，该窗口部分511由透明部件形成。上壳体部分510安装在下壳体部分520的上部上，而通道部件530安装在下壳体部分520的下部上。利用这种构造，在壳体部分500内部形成例如水或油等液体不能够侵入的空间。
接合部分600包括以固体形式呈现的声耦合剂610以及下文所述的保持部件620(见图14和图20)。声耦合剂610布置在壳体部分500的通道部件530与管道2之间。保持部件620将声耦合剂610保持在壳体部分500的下壳体部分520上。
壳体部分500内部容纳有超声波控制机构700。超声波控制机构700包括两个超声波元件710和720、超声波遮挡板730和两个填充部件740和750。超声波元件710布置为与管道2形成预定角度，并借助于声结合剂711结合至通道部件530。以相同的方式，超声波元件720布置为与管道2形成预定角度，并借助于声结合剂721结 合至通道部件530。
超声波遮挡板730布置在超声波元件710和720之间，使得超声波遮挡板730贯穿通道部件530。填充部件740和750由彼此不同的部件形成。填充部件740布置为包围超声波元件710和720的外周。填充部件750布置在填充部件740上方。下文将描述超声波遮挡板730和填充部件740和750的细节。
在上述布置中，从超声波元件710发射的超声波经由通道部件530和声耦合剂610以入射角θ入射到管道2中的流体。穿过流体的超声波以反射角θ被反射到管道2的内表面上，穿过声耦合剂610和通道部件530，并被超声波元件720接收。
以相同的方式，从超声波元件720发射的超声波经由通道部件530和声耦合剂610以入射角θ入射到管道2中的流体。穿过流体的超声波以反射角θ被反射到管道2的内表面上，穿过声耦合剂610和通道部件530，并被超声波元件710接收。
电子电路部分800包括控制部分811、存储部分812、显示部分821、连接部分830、操作部分840和显示灯850。控制部分811、存储部分812和显示部分821容纳在壳体部分500内部。连接部分830、操作部分840和显示灯850被安装在壳体部分500的上壳体部分510的上表面上。
存储部分812中存储有用于操作流量开关1的各种数据和程序。控制部分811基于存储在存储部分812中的数据和程序控制超声波元件710和720、显示部分821和显示灯850的操作。控制部分811经由连接部分830和电缆3与外部装置(未示出)连接。
在该实施例中，控制部分811测量时间差Δt。时间差Δt是从超声波元件710发射超声波至超声波元件720接收到超声波所经历的时间与从超声波元件720发射超声波至超声波元件710接收到超声波所经历的时间之差。控制部分811利用下述等式(1)基于测得的时间差Δt来计算管道2中流动的流体的速度Vf，并利用下述等式(2)计算管道2中流动的流体的流量Q。
[等式1]
[等式2]
在上述等式中，d是管道2的内径，θ是超声波的入射角，以及Vs是超声波的速度。K是用于将在管道2的截面中具有预定分布的流体速度转换成平均速度的流量修正系数。入射角θ、速度Vs和流量修正系数K是已知的。使用者操作操作部分840，从而将管道2的内径d存储在存储部分812中。此外，使用者操作操作部分840，从而将流量的阈值存储在存储部分812中。
控制部分811将由等式(2)计算出的流量Q与存储在存储部分812中的阈值进行比较，并基于比较结果输出ON/OFF信号。ON/OFF信号是用于切换与连接部分830连接的外部装置的ON状态和OFF状态。开启显示灯850，使得可以区分外部装置的ON状态和OFF状态。
显示部分821布置在与上壳体部分510的窗口部分511接近的位置。显示部分821可以显示例如由等式(1)计算出的流体速度Vf、由等式(2)计算出的流量Q或存储在存储部分812中的阈值等各种信息。
[2]夹持部分
(1)上夹持部件
图3是上夹持部件200的透视图。图4A和图4B是上夹持部件200的端面图和纵向截面图。图5A和图5B是上夹持部件200的平面图。图6A和图6B是上夹持部件200的侧视图。图4B是沿着图5A中的线A-A截取的上夹持部件200的截面图。在下文中，将参考图3至图6B对上夹持部件200的构造进行描述。
如图3所示，上夹持部件200由固定部分210和可移动部分220形成。固定部分210被固定至图1所示的管道2。可移动部分220布置为可以相对于固定部分210移动。在该实施例中，可移动部分220 可以相对于固定部分210滑动地移动。
图5A和图6A示出了在可移动部分220没有滑动的状态下的上夹持部件200，而图5B和图6B示出了在可移动部分220滑动的状态下的上夹持部件200。图5B和图6B中的可移动部分220的位置称为“第一位置”，而图5A和图6A所示的可移动部分220的位置称为“第二位置”。
固定部分210包括上表面部分230、两个端面部分240、两个侧面部分250和两个接触部分260。在该实施例中，通过使用例如金属等具有高刚度的材料来使上表面部分230、两个端面部分240、两个侧面部分250和两个接触部分260一体地形成。
上表面部分230具有在平面图中沿一个方向延伸的矩形框架形状。在下文中，在平面图中看到的上表面部分230的纵向称为流量开关1的纵向，在平面图中看到的上表面部分230的宽度方向称为流量开关1的宽度方向，并且与纵向和宽度方向正交的方向称为流量开关1的竖直方向。在流量开关1安装在管道2上的状态下，流量开关1的纵向与管道2的轴向(管道2延伸的方向)一致，流量开关1的宽度方向与管道2的圆周方向大致一致，以及流量开关1的竖直方向与管道2的径向一致。
如图3、图5A和图5B所示，上表面部分230的沿纵向的两个端部中的每个端部上均形成有沿竖直方向穿透上表面部分230的螺纹孔231。图2所示的传感器固定螺钉410与各螺纹孔231螺纹接合。上表面部分230的沿纵向的两个端部中的每个端部的内周面中均形成有凹口部分232。每个凹口部分232中形成有向下突出的突出部分233。利用这种构造，在上表面部分230的沿纵向的两个端部的内周面上形成有两个凹槽234，使得突出部分233置于凹槽234之间。
如图3、图6A和图6B所示，两个端面部分240分别从上表面部分230的沿纵向的两个端部向下延伸。如图4A所示，每个端面部分240中均形成有具有多边形形状且向下敞开的凹口部分241。利用这种构造，端面部分240的位于凹口部分241中的切口上出现了多个切面。在该实施例中，每个端面部分240上均出现了两个竖直切 面211、一个水平切面212和两个倾斜切面213。
两个竖直切面211从端面部分240的下部向上竖直地延伸。两个竖直切面211之间的沿宽度方向的距离比管道2的外径大。水平切面212在两个竖直切面211之间及上方沿宽度方向水平地延伸。水平切面212的沿宽度方向的长度比管道2的外径小。一个倾斜切面213以倾斜方式从一个竖直切面211的上部延伸至水平倾斜表面212的一个端部。另一个倾斜切面213以倾斜方式从另一个竖直切面211的上部延伸至水平倾斜表面212的另一个端部。
如图3、图4A和图4B所示，两个侧面部分250分别从上表面部分230的沿宽度方向的两个端部向下延伸。如图4B所示，两个接触部分260形成为分别与两个侧面部分250对应。每个接触部分260包括水平部分261和倾斜部分262。水平部分261从与水平部分261对应的侧面部分250的下端部弯曲，并向内水平地延伸。倾斜部分262从水平部分261的端部开始沿向上和向内的方向倾斜地向斜上方延伸。
一个倾斜部分262和另一个倾斜部分262的倾斜角分别设定为与端面部分240的一个倾斜切面213和另一个倾斜切面213的倾斜角大致相等。在上夹持部件200没有安装在管道2上的状态下，一个倾斜部分262和另一个倾斜部分262的下表面从端面部分240的一个倾斜切面213和另一个倾斜切面213沿稍向下和向内的方向突出。利用这种构造，可以使一个倾斜部分262和另一个倾斜部分262与管道2的外周面接触。
如图4B、图6A和图6B所示，每个水平部分261中均形成有多个贯穿孔263，使得贯穿孔263沿竖直方向穿透水平部分261。在该实施例中，在每个水平部分261中，两个贯穿孔263沿纵向以预定间距并排形成。多个夹持固定螺钉110分别从上方穿过形成在水平部分261中的多个贯穿孔263。
在该实施例中，如图5B和6B所示，通过将可移动部分220滑动至第一位置，可以从上方看到多个贯穿孔263。在该状态下，多个夹持固定螺钉110分别穿过多个贯穿孔263。在可移动部分220位于 第一位置的状态下，传感器部分400不能够安装在上夹持部件200上。因此，在将图1所示的传感器部分400安装在上夹持部件200上时，可移动部分220返回至图5A和图6A所示的第二位置。
每个夹持固定螺钉110均设置有姿态保持机构120。每个姿势保持机构120均包括环形部件121和弹簧部件122。在夹持固定螺钉110穿过形成在水平部分261中的贯穿孔263的状态下，环形部件121被固定至夹持固定螺钉110的沿竖直方向的大致中心部分。弹簧部件122具有螺旋形状，并且弹簧部件122的外径比环形部件121的外径小。弹簧部件122布置在水平部分261与环形部件121之间，以推压水平部分261和环形部件121。
利用这种构造，即使在上夹持部件200布置为使得上夹持部件200的纵向或宽度方向被沿竖直方向导向的情况下，多个夹持固定螺钉100借助于姿态保持机构120也能够保持为与水平部分261大致垂直。因此，即使在上夹持部件200安装在沿竖直方向延伸的管道2上的情况下，多个夹持固定螺钉110也可以容易地与形成在下夹持部件300中的多个螺纹孔(将在下文中进行描述)螺纹接合。
(2)下夹持部件
图7是下夹持部件300的透视图。图8是下夹持部件300的端面图。图9是下夹持部件300的平面图。图10是下夹持部件300的侧视图。在下文中，将参考图7至图10对下夹持部件300的构造进行描述。
如图7所示，下夹持部件300包括底面部分310、两个端面部分320和两个侧面部分330。在该实施例中，通过使用例如金属等具有高刚度的材料来使下表面部分310、两个端面部分320和两个侧面部分330一体地形成。
如图7和图8所示，底面部分310具有沿纵向延伸的弯曲形状。底面部分310的上表面的曲率比管道2的外周面的曲率大。因此，可以使图1所示的管道2的外周面与底面部分310的弯曲上表面接触。如图7和图9所示，两个侧面部分330分别形成在底面部分310的沿宽度方向的两个端部上。每个侧面部分330均包括两个突出件 331、两个突出件332和一个倾斜件333。
在图9和图10中，形成在各侧面部分330上的两个突出件331分别称为“突出件331A”和“突出件331B”，以及两个突出件332分别称为“突出件332A”和“突出件332B”。如图9和图10所示，突出件331A、突出件332B、倾斜件333、突出件331B和突出件332A沿纵向以该顺序并排布置在各侧面部分330上。
如图7至图10所示，每个端面部分320均包括两个突出件321。形成在一个端面部分320上的两个突出件321分别从两个突出件331A的沿纵向的一个端部以向上突出的方式形成。形成在另一个端面部分320上的两个突出件321分别从两个突出件332A的沿纵向的另一个端部以向上突出的方式形成。
如图9所示，形成在各侧面部分330上的突出件331A和331B从底面部分310的沿宽度方向的两个端部水平向外地突出。形成在各侧面部分330上的突出件332A和332B从底面部分310的沿宽度方向的两个端部水平向外地突出。形成在各侧面部分330上的倾斜件333从底面部分310的沿宽度方向的两个端部以倾斜方式向外且向上地突出。
如图10所示，突出件331A和331B定位在高度彼此大致相等的位置。突出件332A和332B定位在突出件331A和331B下方，且位于高度彼此大致相等的位置。如图9所示，每个突出件331A和331B中均形成有螺纹孔331h，使得螺纹孔331h沿竖直方向穿透突出件331A和331B。每个突出件332A和332B中均形成有螺纹孔332h，使得螺纹孔332h沿竖直方向穿透突出件332A和332B。
形成在各侧面部分330上的突出件331A和331B中的螺纹孔331h之间的距离设定为与形成在图6A所示的上夹持部件200的一个水平部分261中的两个贯穿孔263之间的距离相等。形成在各侧面部分330上的突出件332A和332B中的螺纹孔332h之间的距离设定为与形成在图6A所示的上夹持部件200的一个水平部分261中的两个贯穿孔263之间的距离相等。
在下文中，如图9和图10所示，当突出件331A定位在沿纵向 的一端而突出件332A定位在沿纵向的另一端时，下夹持部件300的方向称为第一方向。另一方面，与图9和图10相比，当突出件331A定位在沿纵向的另一端而突出件332A定位在沿纵向的一端时，下夹持部件300的方向称为第二方向。操作者可以通过围绕与竖直方向平行的轴线将下夹持部件300旋转180度来沿第一方向或第二方向布置下夹持部件300的方向。
利用这种构造，在下夹持部件300沿第一方向布置的状态下，当管道2被上夹持部件200和下夹持部件300夹持时，图6A所示的多个夹持固定螺钉110分别与多个螺纹孔331h螺纹接合。另一方面，在下夹持部件300沿第二方向布置的状态下，当管道2被上夹持部件200和下夹持部件300夹持时，图6A所示的多个夹持固定螺钉110分别与多个螺纹孔332h螺纹接合。
突出件331和突出件332定位在不同的高度上。也就是说，沿竖直方向从图6A所示的贯穿孔263至螺纹孔331h的距离与沿竖直方向从图6A所示的贯穿孔263至螺纹孔332h的距离彼此不同。因此，通过根据管道2的外径适当地在第一方向与第二方向之间选择下夹持部件300的布置方向，可以更容易且合适地将下夹持部件300安装在管道2上。
[3]传感器部分
如上所述，传感器部分400包括壳体部分500、接合部分600、超声波控制机构700和电子电路部分800。图11是传感器部分400的透视图。图12是传感器部分400的端面图。图13是传感器部分400的平面图。图14是传感器部分400的仰视图。图15是传感器部分400的侧视图。图16是沿着图13中的线B-B截取的传感器部分400的截面图。
壳体部分500构造成除了包括上壳体部分510、下壳体部分520和通道部件530之外还包括多个密封部件、多个加强部件和多个螺钉部件。图17是壳体部分500的上壳体部分510和电子电路部分800的透视图。图18是下壳体部分520的透视图。图19是通道部件530和超声波控制机构700的透视图。图20是接合部分600的透视图。 在下文中，将参考图11至图20对传感器部分400的各部分的构造进行描述。
(1)壳体部分
(a)上壳体部分
上壳体部分510由例如树脂形成。如图11、图16和图17所示，在平面图观察时，上壳体部分510具有沿纵向延伸的大致矩形形状。上壳体部分510中形成有两个螺纹开口512，使得螺纹开口512沿竖直方向穿透上壳体部分510。两个螺纹开口512布置在上壳体部分510的沿纵向的两个端部中。每个螺纹开口512均包括埋头孔，该埋头孔允许从上方插入的传感器固定螺钉410的螺钉头嵌入且接合至上壳体部分510。两个传感器螺钉410分别可旋转地固定到两个螺纹开口512内部。
如图12、图13和图15所示，上壳体部分510的沿纵向的两个端部的各下表面上形成有沿竖直方向延伸的两个有底螺纹孔517。每个螺纹孔517均布置在上壳体部分510的沿宽度方向的大致中央部分。如图12和图13所示，两个螺纹孔517沿宽度方向并排布置，且将螺纹开口512夹设在中间。
此外，如图11、图16和图17所示，上壳体部分510中形成有显示部分开口513、连接部分开口514、操作部分开口515和灯开口516，使得这些开口沿竖直方向穿透上壳体开口510。显示部分开口513布置在上壳体部分510的沿纵向的大致中心部分。连接部分开口514布置在一个螺纹开口512与显示部分开口513之间。操作部分开口515和灯开口516沿纵向并排布置在另一个螺纹开口512与显示部分开口513之间。
显示部分开口513具有大致矩形形状。显示部分开口513的内周面上形成有向内突出的显示部分凸缘513F。在显示部分凸缘513F的上表面与窗口部分511的下表面的边缘部分之间布置有显示部分密封部件541。在该状态下，窗口部分511从上方配合到显示部分开口513中。
连接部分开口514具有大致圆形形状。连接部分开口514的内 周面上形成有向内突出的连接部分凸缘514F。电子电路部分800的连接部分830包括具有大致圆柱形状的外周面。连接部分开口514的外周面上形成有向外突出的凸缘部分831。在连接部分凸缘514F的上表面与连接部分830的凸缘部分831的下表面之间布置有连接部分密封部件542。在该状态下，连接部分830从上方配合到连接部分开口514中。
操作部分开口515具有大致矩形形状。操作部分开口515的内周面上形成有向内突出的操作部分凸缘515F。在操作部分凸缘515F的上表面与电子电路部分800的操作部分840的下表面之间布置有操作部分密封部件543。在该状态下，操作部分840从上方配合到操作部分开口515中。
灯开口516具有大致矩形形状。灯开口516的内周面上形成有向内突出的灯凸缘516F。在灯凸缘516F的上表面与电子电路部分800的显示灯850的下表面的边缘部分之间布置有灯密封部件544。在该状态下，显示灯850从上方配合到灯开口516中。
(b)下壳体部分
下壳体部分520由例如树脂形成。如图16和图18所示，下壳体部分520包括配合部分521、外凸缘部分522和内凸缘部分523。如图12和图14所示，配合部分521具有两个配合侧面部分521A和两个配合端面部分521B。两个配合侧面部分521A分别是位于配合部分521的沿宽度方向的两端处的侧面部分。两个配合端面部分521B分别是位于配合部分521的沿纵向方向的两端处的端面部分。配合部分521的上部和下部敞开。
每个配合侧面部分521A的外周面均具有允许外周面沿图5A中的宽度方向配合到上夹持部件200的上表面部分230的内周面中的形状。如图18所示，每个配合侧面部分521A的下部上形成有多个钩状锁卡部分529，这些锁卡部分529用于将接合部分600安装在壳体部分500上。每个配合端面部分521B均具有沿宽度方向并排布置的两个突出部524。两个突出部524沿竖直方向延伸，并沿纵向向外延伸。多个突出部524分别配合到形成在图5A所示的上表面部分 230上的多个凹槽234中。
在该实施例中，与配合侧面部分521A的下端面相比，配合端面部分521B的下端面更向下突出。因此，当流量开关1安装在管道2上时，每个配合端面部分521B的下端面均与管道2接触。因此，如图11、图12、图14和图18所示，每个配合端面部分521B上均安装有管道接触面加强金属板551，以便加强配合端面部分521B的下端面。
每个管道接触面加强金属板551均具有J形横截面。每个管道接触面加强金属板551均布置为使得：管道接触面加强金属板551穿过形成在配合端面部分521B的外周面上的两个突出部524之间，绕过配合端面部分521B的下端面，并到达配合端面部分521B的内周面。
如图11、图12、图14至图16和图18所示，外凸缘部分522从配合部分521的上部向外突出。外凸缘部分522的沿纵向的两个端部的每个上表面上均形成有两个螺纹孔525、螺纹开口526和两个螺纹开口527。每个螺纹开口526均布置在外凸缘部分522的沿宽度方向的大致中心部分。如图12和图16所示，多个螺纹开口526沿竖直方向穿透外凸缘部分522，并分别与形成在上壳体部分510中的多个螺纹开口512连通。
如图18所示，两个螺纹孔525沿宽度方向并排布置，且将螺纹开口526夹设在中间。多个螺纹孔525形成在外凸缘部分522的上端面上，并具有沿竖直方向延伸的有底形状。
两个螺纹开口527沿宽度方向并排布置，且将两个螺纹孔525和螺纹开口526夹设在中间。如图12和图15所示，多个螺纹开口527沿竖直方向穿透外凸缘部分522，并分别与形成在上壳体部分510中的多个螺纹孔517连通。每个螺纹开口527均包括埋头孔，该埋头孔允许下述壳体固定螺钉501的螺钉头从下方插入以嵌入且接合至外凸缘部分522。
如图11、图15、图16和图18所示，外凸缘部分522上安装有下壳体部分加强金属板552，以加强外凸缘部分522的上端面。下壳 体部分加强金属板552布置为覆盖外凸缘部分522的上端面和外凸缘部分522的位于沿宽度方向的两端上的侧面部分。
如图18所示，下壳体部分加强金属板552的沿纵向的各端部中形成有两个螺纹开口552a、螺纹开口552b和两个螺纹开口552c，使得这些螺纹开口沿竖直方向穿透下壳体部分加强金属板552。多个螺纹开口552a布置为分别与形成在外凸缘部分522中的多个螺纹孔525重叠。多个螺纹开口552b布置为分别与形成在外凸缘部分522中的多个螺钉开口526重叠。多个螺纹开口552c布置为分别与形成在外凸缘部分522中的多个螺钉开口527重叠。
多个金属板固定螺钉502分别从上方穿过形成在下壳体部分加强金属板552中的多个螺钉开口552a。在该状态下，各金属板固定螺钉502与形成在外凸缘部分522中的相应螺纹孔525螺纹接合。利用这种构造，下壳体部分加强金属板552被安装在外凸缘部分522上。
如图16和图18所示，外凸缘部分522的上端面的内边缘上布置有壳间密封部件545。接下来，上壳体部分510从上方布置在外凸缘部分522上。然后，如图14所示，多个壳体固定螺钉501分别穿过多个螺钉开口512。
在该状态下，各壳体固定螺钉501穿过形成在下壳体部分加强金属板552中的螺钉开口552c，并与相应的螺纹孔571螺纹接合。利用这种构造，上壳体部分510被安装在下壳体部分520上。如图11、图12、图15和图16所示，穿过形成在上壳体部分510中的各螺钉开口512的传感器固定螺钉410的末端穿过螺钉开口526，并从外凸缘部分522向下突出。
如图16和图18所示，内凸缘部分523从配合部分521的内周面向内突出。如图14所示，内凸缘部分523的下表面的外边缘上形成有向下突出的多个(本实施例中为三个)定位凸出部523a、523b和523c。两个定位突出部523a和523b布置在内凸缘部分523的沿宽度方向的一个端部上，使得两个定位凸出部523a和523b沿纵向并排布置。一个突出部523c布置在内凸缘部分523的沿宽度方向的 另一个端部上。
内凸缘部分523的下表面的外边缘中形成有多个有底螺纹孔528，使得螺纹孔528沿竖直方向延伸。在多个螺纹孔528之中，一半螺纹孔528沿纵向并排布置在内凸缘部分523的沿宽度方向的一个端部上。其余一半螺纹孔528沿纵向并排布置在内凸缘部分523的沿宽度方向的另一个端部上。内凸缘部分523的下表面的内边缘上布置有壳体通道间密封部件546。通道部件530安装在内凸缘部分523的下表面上。下文将描述该构造的细节。
(c)通道部件
通道部件530由具有高刚度和高声透射性的非金属材料形成。此外，通道部件530可以优选地由具有高耐环境性的材料形成。在该实施例中，通道部件530由PPS(聚苯硫醚)树脂或ULTEM(注册商标)树脂形成。
如图16和图19所示，通道部件530包括底面部分531和外凸缘部分532。当在平面图中观察时，底面部分531具有沿纵向延伸的大致矩形形状。底面部分531的下表面具有平面形状。底面部分531的下表面称为管道接合面530C。
底面部分531的上表面上形成有向上突出的两个突出结构533和534，使得两个突出结构533和534沿纵向并排布置。此外，底面部分531中形成有遮挡板开口535。遮挡板开口535沿底面部分531的宽度方向延伸，并在突出结构533和534之间沿竖直方向穿透底面部分531。超声波控制机构700的超声波遮挡板730配合在遮挡板开口535中。
利用这种构造，可以防止发生如下现象：超声波在没有传播通过管道2中流动的流体的情况下从超声波元件710朝超声波元件720移动。同样，可以防止发生如下现象：超声波在没有传播通过管道2中流动的流体的情况下从超声波元件720朝超声波元件710移动。因此，可以更准确地计算管道2中的流体的流量。
突出结构533具有沿纵向朝上外侧倾斜地定向的倾斜面。突出结构534具有沿纵向朝上外侧倾斜地定向的倾斜面。突出结构533 和534的倾斜面分别称为元件接合面530A和530B。
更具体地说，元件接合面530A具有：端部a1，其定位成沿纵向最接近元件接合面530B；以及端部a2，其定位成沿纵向最远离元件接合面530B。元件接合面530A倾斜为使得端部a2定位成比端部a1更接近管道。元件接合面530B具有：端部b1，其定位成沿纵向最接近元件接合面530A；以及端部b2，其定位成沿纵向最远离元件接合面530A。元件接合面530B倾斜为使得端部b2定位成比端部b1更接近管道。
超声波控制机构700的超声波元件710被结合至元件接合面530A。超声波控制机构700的超声波元件720被结合至元件接合面530B。在该情况下，超声波元件710布置为在超声波元件710相对于管道2倾斜的状态下将超声波发射至管道2中的流体。超声波元件720布置为在超声波元件720相对于管道2倾斜的状态下接收传播通过管道2中的流体的超声波。利用这种构造，可以有效地进行将超声波发射至管道2中的流体以及接收传播通过管道2中的流体的超声波。
如上所述，超声波元件710和720可以被共同的通道部件530支撑。因此，可以进一步降低部件成本、制造成本和组装成本。此外，可以进一步简化流体开关1的组装步骤。更进一步地，可以使流量开关1小型化。
外凸缘部分532从底面部分531的沿宽度方向的两个端部的上部向外突出。外凸缘部分532中形成有多个(在本实施例中为三个)定位开口536a、536b和536c，使得这些定位开口536a、536b和536c沿竖直方向穿透外凸缘部分532。两个定位开口536a和536b布置在外凸缘部分523的沿宽度方向的一个端部上，使得这些定位开口536a和536b沿纵向并排布置。一个定位开口536c布置在外凸缘部分532的沿宽度方向的另一个端部上。多个定位开口536a至536c分别与形成在内凸缘部分523上的多个定位突出部523a至523c(图14)对应。
通道部件530下方布置有具有矩形框架形状的通道固定金属板 553。通道部件530的底面部分531被配合到通道固定金属板553的内周面上。通道部件530的外凸缘部分532的下表面与通道固定金属板553的沿宽度方向的两个端部的上表面接触。
通道固定金属板553的沿宽度方向的两个端部中形成有多个螺钉开口553a，使得这些螺钉开口553a沿竖直方向穿透两个端部。在多个螺钉开口553a中，一半螺钉开口553a布置在通道固定金属板553的沿宽度方向的一个端部上，使得这些螺钉开口553a沿纵向并排布置。其余一半螺钉开口553a布置在通道固定金属板553的沿宽度方向的另一个端部上，使得这些螺钉开口553a沿纵向并排布置。多个螺钉开口553a分别与形成在内凸缘部分523中的多个螺纹孔528(图14)对应。
形成在图14所示的内凸缘部分523上的多个定位突出部523a至523c分别从上方配合到形成在通道部件530中的定位开口536a至536c中。在该情况下，内凸缘部分523的下表面与通道部件530的外凸缘部分532的上表面之间布置有壳体通道间密封部件546(图18)。
多个金属板固定螺钉503分别从下方穿过形成在通道固定金属板553中的多个螺钉开口553a。在该状态下，各金属板固定螺钉503与形成在内凸缘部分523中的相应螺纹孔528螺纹接合。利用这种构造，将通道部件530和通道固定金属板553安装在下壳体部分520上。
在上述构造中，定位机构由形成在内凸缘部分523上的多个定位突出部523a至523c以及形成在通道部件530中的定位开口536a至536c形成。利用这种构造，在纵向上，通道部件530不能够沿与正常方向相反的方向安装在下壳体部分520上。因此，在纵向上，通道部件530可以容易地沿正常方向安装在下壳体部分520上。
通过进行上述安装操作来完成内部具有中空空间的壳体部分500。壳体部分500中的多个部件的接合部分设置有显示部分密封部件541、连接部分密封部件542、操作部分密封部件543、灯密封部件544、壳间密封部件545和壳体通道间密封部件546。因此，可以 防止例如水或油等液体侵入到形成在壳体部分500内部的空间中。
(2)接合部分
如图14和图20所示，接合部分600包括声耦合剂610和保持部件620。声耦合剂610由例如高分子橡胶或胶体状物质等软弹性材料形成。
优选的是，声耦合剂610具有图16所示的通道部件530的声阻抗值与管道2的声阻抗值之间的声阻抗值。利用这种构造，可以进一步减少声耦合剂610与管道2之间以及声耦合剂610与通道部件530之间的超声波的反射。结果，可以提高超声波元件710和720的超声波的发射效率和接收效率。
声耦合剂610包括底面部分611和外凸缘部分612。在平面图观察时，底面部分611具有沿纵向延伸的大致矩形形状。在底面部分621的沿纵向的大致中心部分中形成有沿宽度方向延伸的狭缝613。
外凸缘部分612从底面部分611的沿宽度方向的两个端部的上部向外突出。外凸缘部分612中形成有多个定位开口614，使得定位开口614沿竖直方向穿透外凸缘部分612。在多个定位开口614中，一半定位开口614布置在外凸缘部分612的沿宽度方向的一个端部上，使得这些定位开口614沿纵向并排布置。其余一半定位开口614布置在外凸缘部分612的沿宽度方向的另一个端部上，使得这些定位开口614沿纵向并排布置。
保持部件620由例如树脂形成。保持部件620包括底面部分621和两个侧面部分622。在平面图观察时，底面部分621具有沿纵向延伸的大致矩形形状。底面部分621的沿宽度方向的中心部分中形成有沿纵向延伸的耦合剂开口623。
底面部分621上形成有向上突出的多个定位突出部624。在多个定位突出部624中，一半定位突出部624布置在底面部分621的沿宽度方向的一个端部上，使得这些定位突出部624沿纵向并排布置。其余一半定位突出部624布置在底面部分621的沿宽度方向的另一个端部上，使得这些定位突出部624沿纵向并排布置。多个定 位突出部624分别与形成在声耦合剂610中的多个定位开口614对应。
两个侧面部分622分别从底面部分621的沿宽度方向的两个端部以向上延伸的方式形成。每个侧面部分622的内表面上均形成有多个钩状锁卡部分625。形成在两个侧面部分622上的多个锁卡部分625分别与形成在下壳体部分520上的多个锁卡部分529(见图18)对应。
形成在底面部分621上的多个定位突出部624分别从下方配合到形成在底面部分611中的定位开口614中。此外，底面部分611从上方配合到形成在底面部分621中的耦合剂开口623中。利用这种构造，使声耦合剂610固定到保持部件620中，从而完成组装接合部分600。在该状态下，形成在两个侧面部分622上的多个锁卡部分625分别和形成在下壳体部分520上的多个锁卡部分529(见图18)彼此接合在一起。因此，接合部分600被安装在壳体部分500上。
利用这种构造，通过保持部件620将声耦合剂610保持在下壳体部分520上。声耦合剂610的底面部分611的上表面与通道部件530的管道接合面530C(见图16)紧密接触。与保持部件620的底面部分621的下表面相比，声耦合剂610的底面部分611的下表面更向下突出。操作者可以将声耦合剂610和壳体部分500一起装卸，因此，提高了流量开关1的装卸性。此外，可以提高流量开关1的安装操作的效率。
(3)超声波控制机构
壳体部分500内部容纳有超声波控制部件700。如图16所示，超声波控制机构700包括两个超声波元件710和720、超声波遮挡板730和两个填充部件740和750。两个超声波元件710和720均具有平面形状。
超声波控制机构700还包括与超声波元件710对应的声结合剂711(图2)、元件后侧声波阻挡部件712和元件固定部件713。超声波控制机构700还包括与超声波元件720对应的声结合剂721(图 2)、元件后侧声波阻挡部件722和元件固定部件723。在该实施例中，声结合剂711和721由分散有微小填料的油脂制成。元件后侧声波阻挡部件712和722由泡沫橡胶制成。元件后侧声波阻挡部件712和722可以由例如多孔材料等制成。
利用声结合剂711将超声波元件710的一个表面结合至通道部件530的元件接合面530A(图16)。元件后侧声波阻挡部件712被安装在超声波元件710的另一个表面上。在这种状态下，利用元件固定部件713将超声波元件710固定至通道部件530。元件固定部件713布置为使得：元件固定部件713不会阻挡超声波元件710的一个表面与元件接合表面530A之间的边界。
同样，利用声结合剂721将超声波元件720的一个表面结合至通道部件530的元件接合面530B(图16)。元件后侧声波阻挡部件722被安装在超声波元件720的另一个表面上。在这种状态下，利用元件固定部件723将超声波元件720固定至通道部件530。元件固定部件723布置为使得：元件固定部件723不会阻挡超声波元件720的一个表面与元件接合表面530B之间的边界。
利用这种构造，借助于元件固定部件713和723将超声波元件710和720分别固定至通道部件530。在该情况下，超声波元件710和720不需要用于将超声波元件710和720固定至通道部件530的粘合剂。也就是说，在超声波元件710的一个表面与元件接合面530A之间以及超声波元件720的一个表面与元件接合面530B之间没有布置粘合剂。因此，防止超声波的损失。结果，可以提高超声波元件710和720的超声波的发射效率和接收效率。
此外，可以利用声结合剂711从超声波元件710的一个表面有效地获得超声波，并且超声波从元件接合面530A传送到通道部件530中。同样，可以利用声结合剂721从超声波元件720的一个表面有效地获得超声波，并且超声波从元件接合面530B传送到通道部件530中。
如上所述，声结合剂711和721形成为使得微小填料分散在油脂中。在该情况下，声结合剂711和721的声阻抗的值接近通道部 件530的元件接合面530A和530B的声阻抗的值。利用这种构造，减少了超声波元件710与元件接合面530A之间的超声波的反射，同时，也减少了声波元件720与元件接合面530B之间的超声波的反射。结果，可以提高超声波元件710和720的超声波的发射效率和接收效率。声结合剂711和721可以构造成使得微小填料分散在粘合剂中。
此外，元件后侧声波阻挡部件712和722分别安装在超声波元件710的另一个表面和超声波元件720的另一个表面上。在该情况下，阻挡了从超声波元件710的另一个表面和超声波元件720的另一个表面获得的超声波。因此，可以降低超声波元件710和720所产生的超声波的损失，因此，可以增大从超声波元件710的一个表面和超声波元件720的一个表面获得的超声波的强度。
超声波遮挡板730由与用于形成元件后侧声波阻挡部件712和722的材料类似的材料形成。如上所述，超声波遮挡板730配合到形成在通道部件530中的遮挡板开口535内。在该情况下，在通道部件530中，遮挡了超声波在超声波元件710和720之间的传送。因此，可以防止发生如下现象：从超声波元件710发射的超声波穿过通道部件530内部，并被超声波元件720直接接收。同样，可以防止发生如下现象：从超声波元件720发射的超声波穿过通道部件530内部，并被超声波元件710直接接收。
填充部件740具有与通道部件530的特性阻抗值接近的特性阻抗值，并由具有使超声波衰减(分散)的显著特性的材料形成。例如，填充部件740由如下材料形成：内部分散有具有不同特性阻抗值的多个部件。在该实施例中，填充部件740由分散有作为填充材料的氧化铝的硅形成。
填充部件740布置为局部覆盖超声波元件710和720的外周。在该情况下，填充部件740使未在管道2内的流体中传播而从超声波元件710和720发射至周围的超声波衰减。因此，可以防止发生如下现象：从超声波元件710发射至周围的超声波作为杂散信号被超声波元件720接收。同样，可以防止发生如下现象：从超声波元 件720发射至周围的超声波作为杂散信号被超声波元件710接收。
填充部件750由热绝缘材料形成。填充部件750布置在填充部件740上方以及电子电子部分800的控制板810下方(将在下文中进行描述)。利用这种构造，即使当低温流体在管道2中流动时，从管道2辐射至控制板810的热量(冷热量)也能够被填充部件750阻挡。因此，可以保护控制板810不受结露的伤害。此外，不需要用树脂等填充控制板810来防止结露，因此，可以容易地组装或拆卸传感器部分400。
根据上述构造，从超声波元件710发射的超声波输入至元件接合面530A，穿过通道部件530的内部，并从管道接合面530C输出。从管道接合面530C输出的超声波经由声耦合剂610入射到管道2中的流体上，在管道2的内表面上发生反射，然后再次经由声耦合剂610输入至管道接合面530C。输入至管道接合面530C的超声波穿过管道部件530的内部，从元件接合面530B输出，并被超声波元件720接收。
同样，从超声波元件720发射的超声波输入至元件接合面530B，穿过通道部件530的内部，并从管道接合面530C输出。从管道接合面530C输出的超声波经由声耦合剂610入射到管道2中的流体上，在管道2的内表面上发生反射，然后再次经由声耦合剂610输入至管道接合面530C。输入至管道接合面530C的超声波穿过管道部件530的内部，从元件接合面530A输出，并被超声波元件710接收。
(4)电子电路部分
如图16和图17所示，电子电路部分800包括控制板810、显示板820、连接部分830、操作部分840和显示灯850。控制部分811包括例如CPU(中央处理单元)。存储部分812包括例如易失性存储器或硬盘等。控制部分811和存储部分812安装在控制板810上。显示部分821包括例如节段显示器等。显示部分821可以包括点阵显示器。显示部分821安装在显示板820上。
控制板810布置在超声波元件710和720上方，以接近超声波元件710和720。利用这种构造，可以使将超声波元件710和720与 控制板810连接起来的连接线最短。利用这种构造，可以抑制从超声波元件710和720辐射出的噪声。
操作部分840包括多个操作按钮。显示灯850包括多个发光元件。每个发光元件由例如LED(发光二极管)形成。操作部分840和显示灯850与显示板820相连，而显示板820与控制板810相连。控制板810经由连接部分830和电缆3与外部装置(未示出)连接。
控制板810、显示板820和超声波元件710、720经由电缆3从外部装置的电源获得电力。在该情况下，壳体部分500不需要具有用于向控制板810、显示板820和超声波元件710、720提供电力的电源。利用这种构造，可以使流量开关1小型化。
显示板820布置在与上壳体部分510的窗口部分511接近的位置。利用这种构造，使用者可以从上壳体部分510的窗口部分511观察显示部分821。显示部分821可以显示例如由等式(1)计算出的流体速度Vf、由等式(2)计算出的流量Q或存储在控制部分811的存储器中的阈值等各种信息。
开启显示灯850，使得可以区分外部装置的ON状态和OFF状态。例如，当外部装置处于ON状态时，可以开启显示灯850，而当外部装置处于OFF状态时，可以关闭显示灯850。作为选择，当外部装置处于ON状态时，可以关闭显示灯850，而当外部装置处于OFF状态时，可以开启显示灯850。利用这种构造，使用者可以容易地区分出外部装置的ON状态和OFF状态。
在该实施例中，显示灯850包括发出绿光的发光元件和发出红光的发光元件。当外部装置处于ON状态时，显示灯850开启成绿灯，而当外部装置处于OFF状态时，显示灯850开启成红灯。作为选择，当外部装置处于ON状态时，显示灯850可以开启成红灯，而当外部装置处于OFF状态时，显示灯850可以开启成绿灯。
[4]流量开关的安装
(1)夹持部分在管道上的安装
图21是在将夹持部分100安装在管道2上之前的夹持部分100的分解透视图。图22是在将夹持部分100安装在管道2上之后的夹 持部分100的透视图。图23A和图23B是图22所示的夹持部分100的平面图和侧视图。在下文中，将参考图21至图23B对夹持部分100在管道2上的安装进行描述。在图21至图23B所示的实例中，下夹持部分300沿第一方向布置。
首先，如图22、23A和23B所示，上夹持部件200的可移动部分220滑动至第一位置。在该情况下，如图23A所示，可以从上方看到多个夹持固定螺钉110。因此，可以从上方操作多个夹持固定螺钉110。在该实施例中，在夹持固定螺钉110穿过多个贯穿孔263(图21)的状态下，可旋转地固定多个夹持固定螺钉110。
接下来，如图21所示，上夹持部件200和下夹持部件300布置为沿竖直方向彼此面对，且将管道2置于中间。如上所述，与端面部分240的倾斜切面213相比，上夹持部件200的接触部分260的倾斜部分262的下表面稍向内和向下突出。因此，管道2的上部的外周面与上夹持部件200的接触部分260的倾斜部分262的下表面接触。管道2的下部的外周面与下夹持部件300的底面部分310的上表面接触。
在该状态下，利用例如螺丝刀等工具从上方操作多个夹持固定螺钉110。因此，多个夹持固定螺钉110分别与形成在下夹持部件300的多个突出件331中的螺纹孔331h螺纹接合。当下夹持部件300沿第二方向布置时，多个夹持固定螺钉110分别与形成在下夹持部件300的多个突出件332中的螺纹孔332h螺纹接合。
通过使多个夹持固定螺钉110分别与多个螺纹孔331h螺纹接合，接触部分260的倾斜部分262的下表面与管道2的外周面之间的压力增大。在该情况下，接触部分260的倾斜部分262变形，使得倾斜部分262朝与初始位置相比更外和更上侧弯曲。因此，管道2的上部的外周面与上夹持部件200的端面部分240的倾斜切面213接触。此外，管道2的下部的外周面与下夹持部件300的底面部分310的上表面接触。
利用这种构造，在与管道2垂直的横截面中，管道2与上夹持部件200的至少两个部分接触，并同时与下夹持部件300的至少一 个部分接触。也就是说，在与管道2垂直的横截面中，管道2与夹持部分100的至少三个部分接触。因此，夹持部分100可靠地固定至管道2。
此外，如上所述，水平切面212的沿宽度方向的长度比管道2的外径小，并且两个竖直切面211之间的沿宽度方向的距离比管道2的外径大。利用这种构造，在管道2的外径等于或大于水平切面212的沿宽度方向的长度并等于或小于两个竖直切面211之间的沿宽度方向的距离的范围内，可以将夹持部分100安装在具有各种直径的管道2上。
(2)传感器部分在夹持部分上的安装
图24是在将传感器部分400安装在夹持部分100上之前的夹持部分100的透视图。图25A和图25B是图24所示的夹持部分100的平面图和侧视图。在下文中，将参考图24至图25B对传感器部分400在夹持部分100上的安装进行描述。
如图24、图25A和图25B所示，在将夹持部分100安装在管道2上之后，可移动部分220返回至第二位置。因此，传感器部分400可以安装在夹持部分100上。通过使两个传感器固定螺钉410与形成在夹持部分100中的两个螺纹孔231螺纹接合，将传感器部分400安装在夹持部分100上。
如上所述，在该实施例中，在传感器部分400安装在夹持部分100上的状态下，夹持部分100不能够安装在管道2上。因此，在将夹持部分100安装在管道2上之后，将传感器部分400安装在夹持部分100上。因此，可以以适当的固定力可靠地执行固定传感器部分400的步骤。
两个传感器固定螺钉410布置为沿纵向将超声波元件710和720置于中间。因此，在不使传感器部分400相对于管道2倾斜的情况下，沿径向朝管道2的中心对传感器部分400施加固定力。利用这种构造，操作者可以在没有意识到传感器部分400相对于管道2的倾斜的调节的情况下执行安装传感器部分400的操作。
壳体部分500的下壳体部分520的配合部分521的外周面配合 到上表面部分230的沿宽度方向的两个端部的内周面上。在该情况下，如上所述，配合部分521的各配合侧面部分521A配合到上表面部分230的沿宽度方向的内周面上。此外，在上表面部分230的沿纵向的各端部的内周面上形成有两个凹槽234，使得两个凹槽234将突出部分233置于它们中间。在壳体部分500的下壳体部分520的各配合端面部分521B上形成有突出部524，该突出部524分别配合到形成在上表面部分230的内周面上的两个凹槽234中。
在该情况下，借助于配合部分521的设置，传感器部分400可以仅沿管道2的径向布置，而不使传感器部分400沿管道2的轴向以及管道2的周向在夹持部分100上发生位移。通过以该方式将传感器部分400安装在夹持部分100上，限制了传感器部分400沿纵向及沿宽度方向的位移。另一方面，允许传感器部分400沿竖直方向的移动。
图26A和图26B是流量开关1的端面图和截面图。图27A和图27B是流量开关1的侧视图和截面图。图26B是沿着图26A中的线C-C截取的流量开关1的截面图，而图27B是沿着图27A中的线D-D截取的流量开关1的截面图。
通过紧固图26B所示的传感器固定螺钉410，传感器部分400向下移动，即，沿传感器部分400接近管道2的方向移动。在该情况下，壳体部分500使图26B和图27B所示的声耦合剂610塌缩。
如上所述，在该实施例中，与配合侧面部分521A的下端面相比，配合端面部分521B的下端面更向下突出。因此，配合端面部分521B的下端面(管道接触面加强金属板551)与管道2接触。因此，传感器部分400的向下运动停止，同时，声耦合剂610的由壳体部分500造成的塌缩停止。以该方式，配合端面部分521B具有限制声耦合剂610的塌缩量的功能。配合端面部分521B限制声耦合剂610的塌缩量为最大的部分处的声耦合剂610的塌缩量。
在该实施例中，将声耦合剂610的塌缩量限制成落入在声耦合剂610未塌缩状态下的声耦合剂610的厚度的10％以上至50％以下的范围内的值。在该情况下，通道部件530的管道接合面530C(图 16)与管道2以足够的压力彼此紧密接触。利用这种构造，超声波可以有效地入射到管道2中的流体上。另一方面，可以抑制对声耦合剂610施加过度的压力。因此，可以防止声耦合剂610受损。
(3)下夹持部件的方向
在夹持部分100在管道2上的上述安装中，下夹持部件300沿第一方向布置。然而，下夹持部件300也可以沿第二方向布置。图28A和图28B是在下夹持部件300沿第一方向布置的状态下的流量开关1的透视图和侧视图。图29A和图29B是在下夹持部件300沿第二方向布置的状态下的流量开关1的透视图和侧视图。
如图28A所示，当下夹持部件300沿第一方向布置时，多个夹持固定螺钉110分别与形成在多个突出件331中的螺纹孔331h螺纹接合。另一方面，如图29A所示，当下夹持部件300沿第二方向布置时，多个夹持固定螺钉110分别与形成在多个突出件332中的螺纹孔332h螺纹接合。
突出件331定位在突出件332上方。也就是说，从形成在水平部分261中的贯穿孔263至形成在突出件332中的螺纹孔332h的沿竖直方向的距离比从形成在水平部分261中的贯穿孔263至形成在突出件331中的螺纹孔331h的沿竖直方向的距离大。
当在管道2的外径相对较大的情况下沿第二方向布置下夹持部件300时，从贯穿孔263至螺纹孔332h的沿竖直方向的距离可能变为比夹持固定螺钉110的长度大。在该情况下，夹持部分100不能够安装在管道2上。因此，如图28B所示，在管道2的外径相对较大的情况下，下夹持部件300沿第一方向布置。通过采用这种构造，可以将夹持部分100适当地安装在管道2上。
另一方面，当在管道2的外径相对较小的情况下沿第一方向布置下夹持部件300时，从贯穿孔263至螺纹孔331h的沿竖直方向的距离可能变为比夹持固定螺钉110的长度小很多。在该情况下，用于将夹持部分100固定至管道2的夹持固定螺钉110的操作量(紧固的时间量)增加，因此，操作者的负担增加。因此，如图29B所示，在管道2的外径相对较小的情况下，下夹持部件300沿第二方 向布置。通过采用这种构造，可以以小的负担将夹持部分100安装在管道2上。
[5]变型例
(1)安装声耦合剂的方法
在该实施例中，声耦合剂610被保持部件620保持，并且保持部件620的多个锁卡部分625和下壳体部分520的多个锁卡部分529彼此接合。利用该方法将声耦合剂610安装在壳体部分500上。然而，本发明不限于该方法，而是可以利用其他方法将声耦合剂610安装在壳体部分500上。
图30A和图30B是根据安装声耦合剂610的方法的第一变型例的下壳体部分520的侧视图和截面图。图30B是沿着图30A中的线E-E截取的传感器部分400的截面图。在图30A和图30B所示的实例中，声耦合剂610的底面部分611的上表面借助于粘附部件421粘附至下壳体部分520的配合部分521的下表面和通道部件530的外凸缘部分532的下表面。利用这种构造，将声耦合剂610安装在壳体部分500上。在该变型例中，可以利用简单的构造使声耦合剂610与壳体部分500一体地形成。
图31A和图31B是根据安装声耦合剂610的方法的第二变型例的下壳体部分520的侧视图和截面图。图31B是沿着图31A中的线F-F截取的传感器部分400的截面图。在图31A和图31B所示的实例中，声耦合剂610的底面部分611的上表面借助于多个螺钉部件422固定至下壳体部分520的配合部分521的下表面。利用这种构造，将声耦合剂610安装在壳体部分500上。
图32A和图32B是根据安装声耦合剂610的方法的第三变型例的下壳体部分520的侧视图和截面图。图32B是沿着图32A中的线G-G截取的传感器部分400的截面图。在图32A和图32B所示的实例中，声耦合剂610和保持部件620一体地形成。在该状态下，保持部件620的多个锁卡部分625和下壳体部分520的多个锁卡部分529彼此接合。利用这种构造，将声耦合剂610安装在壳体部分500上。
在图30A、图30B、图31A和图31B所示的实例中，接合部分600未设置有保持部件620。在图30A和图30B所示的实例中或在图31A和图31B所示的实例中，替代使用粘附部件421或多个螺钉部件422，可以通过使声耦合剂610和下壳体部分520一体地形成来将声耦合剂610安装在壳体部分500上。在图32A和图32B所示的实例中，替代使用多个锁卡部分625，可以使用粘附部件或多个螺钉部件来将声耦合剂610安装在壳体部分500上。
(2)限制塌缩量的方法。
在该实施例中，配合端面部分521B用作声耦合剂610的塌缩量限制部分。在该方法中，因配合端面部分521B的下端面与管道2接触而限制了声耦合剂610的塌缩量。然而，本发明不限于这种方法。可以利用其它方法限制声耦合剂610的塌缩量。
图33A和图33B是根据限制声耦合剂610的塌缩量的方法的第一变型例的流量开关1的侧视图和截面图。图33B是沿着图33A中的线H-H截取的流量开关1的截面图。在图33A和图33B所示的实例中，在壳体部分500的沿纵向的两个端部上安装有塌缩量限制螺钉401，使得塌缩量限制螺钉401沿竖直方向穿透壳体部分500。每个塌缩量限制螺钉401均布置在上壳体部分500的沿宽度方向的大致中心部分。
每个塌缩量限制螺钉401的末端均从壳体部分500的下表面向下突出。通过利用例如螺丝刀等工具从上方操作塌缩量限制螺钉401，可以调节塌缩量限制螺钉401的末端自壳体部分500的下表面起的突出量。
当流量开关1安装在管道2上时，壳体部分500的下表面使声耦合剂610塌缩。在该状态下，塌缩量限制螺钉401的末端与管道2接触。因此，传感器部分400的在夹持部分100上方的向下运动停止，同时，声耦合剂610的由壳体部分500造成的塌缩也停止。以该方式限制声耦合剂610的塌缩量。
图34A和图34B是根据限制声耦合剂610的塌缩量的方法的第二变型例的流量开关1的侧视图和截面图。图34B是沿着图34A中 的线I-I截取的流量开关1的截面图。在图34A和图34B所示的实例中，管道2的外周面上布置有板状塌缩量限制部件402，使得塌缩量限制部件402分别与壳体部分500的沿纵向的两个端部的下表面对应。每个塌缩量限制部件402的沿竖直方向的厚度均设定为比声耦合剂610的底面部分611(图20)的沿竖直方向的厚度小。
当流量开关1安装在管道2上时，壳体部分500的下表面使声耦合剂610塌缩。在该状态下，壳体部分500的沿纵向的两个端部的下表面与塌缩量限制部件402的上表面接触。因此，传感器部分400的在夹持部分100上方的向下运动停止，同时，声耦合剂610的由壳体部分500造成的塌缩也停止。以该方式限制声耦合剂610的塌缩量。
在该变型例中，塌缩量限制部件402可以布置在壳体部分500与管道2的外表面之间的所需位置。因此，增加了塌缩量限制部件402的布置的自由度。
图35A和图35B是根据限制声耦合剂610的塌缩量的方法的第三变型例的流量开关1的侧视图和截面图。图35B是沿着图35A中的线J-J截取的流量开关1的截面图。在图35A和图35B所示的实例中，在上夹持部件200的上表面上形成有多个(在该变型例中为两个)塌缩量限制突出部101，使得塌缩量限制突出部101分别与壳体部分500的外凸缘部分522的沿纵向的两个端部的下表面对应。
塌缩量限制突出部101的末端从夹持部分100的上表面向上突出。每个塌缩量限制突出部101的末端自夹持部分100的上表面起的突出量均设定为比声耦合剂610的底面部分611(图20)的沿竖直方向的厚度小。
当流量开关1安装在管道2上时，壳体部分500的下表面使声耦合剂610塌缩。在该状态下，壳体部分500的外凸缘部分522的沿纵向的两个端部的下表面与多个塌缩量限制突出部101的末端接触。因此，传感器部分400的在夹持部分100上方的向下运动停止，同时，声耦合剂610的由壳体部分500造成的塌缩也停止。以该方式限制声耦合剂610的塌缩量。
在限制声耦合剂610的塌缩量的方法的第三变型例中，替代使塌缩量限制突出部101形成在上夹持部件200的上表面上，塌缩量限制突出部101可以形成在壳体部分500的下表面上，使得塌缩量限制突出部101与上夹持部件200接触。在该变型例中，操作者可以将塌缩量限制突出部101与壳体部分500和夹持部分100中的一者一起装卸，因此，提高了流量开关1的装卸性。此外，也提高了安装流量开关1的操作效率。
图36A和图36B是根据限制声耦合剂610的塌缩量的方法的第四变型例的流量开关1的侧视图和截面图。图36B是沿着图36A中的线K-K截取的流量开关1的截面图。在图36A和图36B所示的实例中，在上夹持部件200的上表面上布置有板状塌缩量限制部件403，使得塌缩量限制部件403分别与壳体部分500的外凸缘部分522的沿纵向的两个端部的下表面对应。每个塌缩量限制部件403的沿竖直方向的厚度均设定为比声耦合剂610的底面部分611(图20)的沿竖直方向的厚度小。
当流量开关1安装在管道2上时，壳体部分500的下表面使声耦合剂610塌缩。在该状态下，壳体部分500的外凸缘部分522的沿纵向的两个端部的下表面与塌缩量限制部件403的上表面接触。因此，传感器部分400的在夹持部分100上方的向下运动停止，同时，声耦合剂610的由壳体部分500造成的塌缩也停止。以该方式限制声耦合剂610的塌缩量。
在该变型例中，塌缩量限制部件403可以布置在壳体部分500与上夹持部件200之间的所需位置。因此，增加了塌缩量限制部件403的布置的自由度。
图37A和图37B是根据限制声耦合剂610的塌缩量的方法的第五变型例的流量开关1的端面图和截面图。图37B是沿着图37A中的线L-L截取的流量开关1的截面图。在图37A和图37B所示的实例中，在声耦合剂610的两个端面上布置有板状塌缩量限制部件601，使得塌缩量限制部件601分别与壳体部分500的外凸缘部分522的沿纵向的两个端部的下表面对应。
每个塌缩量限制部件601的沿竖直方向的厚度均设定为比声耦合剂610的底面部分611(图20)的沿竖直方向的厚度小。塌缩量限制部件601可以借助于粘附部件粘附至声耦合剂610，或可以与声耦合剂610一体地形成。
当流量开关1安装在管道2上时，壳体部分500的下表面使声耦合剂610塌缩。在该状态下，声耦合剂610塌缩直到声耦合剂610的底面部分611的厚度与各塌缩量限制部件601的厚度大致相等为止。因此，塌缩量限制部件601的下端面与管道2接触。在该状态下，传感器部分400的在夹持部分100上方的向下运动停止，同时，声耦合剂610的由壳体部分500造成的塌缩也停止。以该方式限制声耦合剂610的塌缩量。
在该情况下，操作者可以将塌缩量限制部件601和声耦合剂610一起装卸，因此，提高了流量开关1的装卸性。此外，也提高了安装流量开关1的操作效率。
(3)凹口部分的形状
在该实施例中，上夹持部件200的各端面部分240的凹口部分241具有如下的多边形形状：该多边形形状具有两个竖直切面211、一个水平切面212和两个倾斜切面213。然而，本发明不限于这种形状。上夹持部件200的各端面部分240的凹口部分241可以具有以下第一变型例至第四变型例的任意形状。凹口部分241也可以具有通过组合第一变型例至第四变型例而形成的形状。凹口部分241还可以具有其他形状。
图38是示出了凹口部分241的形状的第一变型例的视图。如图38所示，在凹口部分241的形状的第一变型例中，凹口部分241具有替代图4A所示的水平切面212的弯曲切面212a。弯曲切面212a以弯曲的方式与一个倾斜切面213的上部和另一个倾斜切面213的上部连接。
图39是示出了凹口部分241的形状的第二变型例的视图。如图39所示，在凹口部分241的形状的第二变型例中，凹口部分241具有替代图4A所示的两个倾斜切面213的两个急剧倾斜切面213a和 两个缓和倾斜切面213b。
一个急剧倾斜切面213a从一个竖直切面211的上部以倾斜的方式向内延伸。一个缓和倾斜切面213b从一个急剧倾斜切面213a的上部以倾斜的方式向内延伸。另一个急剧倾斜切面213a从另一个竖直切面211的上部以倾斜的方式向内延伸。另一个缓和倾斜切面213b从另一个急剧倾斜切面213a的上部以倾斜的方式向内延伸。水平切面212在水平延伸的同时将两个缓和倾斜切面213b的内端部连接起来。
急剧倾斜切面213a的相对于水平方向的倾斜度设定为比缓和倾斜切面213b的相对于水平方向的倾斜度大。在图39所示的实例中，两个缓和倾斜切面213b与管道2的上部的外周面接触。凹口部分241还可以构造成使得：替代两个缓和倾斜切面213b，两个急剧倾斜切面213a与管道2的上部的外周面接触。
图40是示出了凹口部分241的形状的第三变型例的视图。如图40所示，在凹口部分241的形状的第三变型例中，凹口部分241不具有图4A所示的水平切面212，而是两个倾斜切面213的内端部在端面部分240的沿宽度方向的大致中心处彼此连接。
图41是示出了凹口部分241的形状的第四变型例的视图。如图41所示，在凹口部分241的形状的第四变型例中，凹口部分241不具有图4A所示的两个竖直切面211，而是倾斜切面213的外端部延伸至端面部分240的沿宽度方向的端部。替代延伸至端面部分240的沿宽度方向的端部，倾斜切面213的外端部可以延伸至端面部分240的沿竖直方向的端部。
(4)超声波元件的布置
在该实施例中，两个超声波元件710和720结合至共同的通道部件530，并被共同的壳体部分500一体地保持。然而，本发明不限于这种构造。两个超声波元件710和720可以结合至独立的通道部件530。在该情况下，两个超声波元件710和720可以被共同的壳体部分500保持，或可以被独立的壳体部分500独立地保持。通过采用这种构造，增加了超声波元件710和720的布置的自由度。电子 电路部分800可以被一个壳体部分500保持，或可以被两个壳体部分500保持。
图42是根据超声波元件710和720的布置的第一变型例的流量开关1的侧视图。在图42所示的实例中，准备两个壳体部分500和两个夹持部分100。超声波元件710被一个壳体部分500保持，并借助于一个夹持部分100安装在管道2上。超声波元件720被另一个壳体部分500保持，并借助于另一个夹持部分100安装在管道2上。两个壳体部分500可以布置为彼此面对，且将管道2夹设在中间。
图43是根据超声波元件710和720的布置的第二变型例的流量开关1的侧视图。在图43所示的实例中，准备两个壳体部分500。壳体部分100的下壳体部分300允许将壳体部分500安装在管道2上。超声波元件710被一个壳体部分500保持，并借助于上夹持部件200安装在管道2上。超声波元件720被另一个壳体部分500保持，并借助于下夹持部件300安装在管道2上。
在该情况下，超声波元件710和超声波元件720布置为彼此面对，且将管道2夹设在中间。利用这种构造，可以使用透射型的构造来计算管道2中的流体的流量，而无需额外的部件。
(5)夹持部分的构造
在该实施例中，夹持部分100的上夹持部件200和下夹持部件300构造为可分离。然而，本发明不限于这种构造。夹持部分100的上夹持部件200和下夹持部件300可以一体地形成。作为选择，夹持部分100可以不包括下夹持部件300。
图44是根据夹持部分100的构造的第一变型例的流量开关1的端面图。在图44所示的实例中，借助于铰链部分111使夹持部分100的上夹持部分200的一部分和夹持部分100的下夹持部件300的一部分接合。利用这种构造，在上夹持部件200的一部分和下夹持部件300的一部分彼此固定的状态下，上夹持部件200和下夹持部件300可以将管道2置于中间。在该变型例中，夹持部分100的上夹持部件200和下夹持部件300一体地形成，因此，提高了夹持部分100的装卸性。
图45是根据夹持部分100的构造的第二变型例的流量开关1的端面图。在图45所示的实例中，夹持部分100不包括下夹持部件300但包括绑箍112。借助于绑箍112将上夹持部件200固定至管道2。在该情况下，借助于上夹持部件200和绑箍112将传感器部分400安装在管道2上。
[6]有益效果
(1)夹持部分带来的有益效果
在根据该实施例的流量开关1中，夹持部分100被安装在管道2的外表面上。借助于传感器固定螺钉410将传感器部分400固定至夹持部分100。在这种构造中，在传感器部分400没有被固定至夹持部分100的状态下，虽然限制了传感器部分400的沿管道2的轴向和管道2的周向的位移，但允许传感器部分400的沿管道2的径向的位移。在该情况下，传感器部分400的沿管道2的轴向和周向的安装位置确定为与夹持部分100的安装位置对应。此外，可以在夹持部分100上调节传感器部分400的沿管道2的径向的位置。
利用这种构造，可以独立地调节用于将夹持部分100固定至管道2的固定力以及用于将传感器部分400固定至夹持部分100的固定力。因此，可以通过将夹持部分100牢固地固定至管道2来确定传感器部分400的沿管道2的轴向和管道2的周向的位置。然后，通过操作传感器固定螺钉410，传感器部分400的沿管道2的径向的位置可以确定为使得传感器部分400与管道2充分接触。
因此，即使在传感器部分400安装在具有各种尺寸的管道2上的情况下，也不需要利用过大的力使传感器部分400与管道2接触，因此，可以在不损害传感器部分400的情况下准确地判断超声波发射部分的位置。借助于对超声波发射部分的位置的这种准确判断，可以容易地将超声波的接收灵敏度调节成所需值。结果，可以将流量开关1稳定地安装在具有各种尺寸的管道2上。
上夹持部件200的端面部分240具有两个倾斜切面213。两个倾斜切面213定位在对称平面的一侧和另一侧上，以相对于对称平面彼此对称地倾斜，该对称平面与传感器部分400的超声波发射/接 收表面相交，并包含径向和轴向。
利用这种构造，即使当夹持部分100安装在具有各种尺寸的管道2上时，夹持部分100的两个倾斜切面213也与管道2接触。因此，可以增大将夹持部分100固定至管道2的固定力。此外，传感器部分400的发射/接收表面定位在两个倾斜切面213之间。因此，即使当夹持部分100安装在具有各种尺寸的管道2上时，传感器部分400也可以仅沿管道2的径向位移，而不使传感器部分400在夹持部分100上沿管道2的轴向和管道2的周向位移。
此外，夹持部分100的下夹持部件300的底面部分310的至少一个部分与管道2接触。因此，不管管道2的外径大小，均可以增大将夹持部分100固定至管道2的固定力。此外，即使当夹持部分100被牢固地固定至管道2时，也可以防止管道2变形成椭圆形状。
(2)壳体部分带来的有益效果
在根据该实施例的流量开关1中，超声波元件710和720分别与壳体部分500的通道部件530的元件接合面530A和530B声耦合。壳体部分500的通道部件530的管道接合面530C与管道2声耦合。利用这种构造，超声波元件710和720在所需位置并以所需姿态被通道部件530支撑。因此，可以容易地布置超声波元件710，使得超声波发射至管道2中的流体，并还可以容易地布置超声波元件720，使得超声波元件720接收在管道2内的流体中传播的超声波。
由超声波元件710发射的超声波经由通道部件530被引导至管道2，同时，传播通过管道2中的流体的超声波经由通道部件530被引导至超声波元件720。这里，通道部件530由允许超声波穿过的材料形成，因此，提高了通道部件530的声透射性。
如上所述，不需要单独设置用于支撑超声波元件710和720的部件以及用于形成超声波的通道的部件。因此，可以降低部件成本、制造成本和组装成本。此外，用于支撑超声波元件710和720的部件以及用于形成超声波的通道的部件一体接合，因此，即使当温度变化或对部件施加机械负荷时，也不存在在接合部分处超声波的发射效率和接收效率降低的可能性。此外，不存在例如水或油等流体 经由接合部分侵入到部件中的可能性。此外，可以简化流体开关1的组装步骤。结果，可以在不降低超声波的发射效率和接收效率的情况下容易地以低成本制造流量开关1。
超声波控制机构700的一些部分和电子电路部分800的一些部分容纳在壳体部分500中，该壳体部分500由上壳体部分510、下壳体部分520和通道部件530形成。壳体部分500包括例如显示部分密封部件541、连接部分密封部件542、操作部分密封部件543、灯密封部件544、壳间密封部件545和壳体通道间密封部件546等防水结构。利用这种构造，提高了流量开关1的例如耐热性、耐水性或耐油性等耐用性。
(3)接合部分带来的有益效果
在根据该实施例的流量开关1中，当夹持部分100安装在管道2的外表面上且传感器部分400被夹持部分100保持时，声耦合剂610被按压至管道2的外表面，使得超声波元件710和720可以与管道2声耦合。这里，利用壳体部分500的配合端面部分521B限制声耦合剂610的由管道2造成的塌缩量为最大的部分处的声耦合剂610的塌缩量。
利用这种构造，即使当传感器部分400安装在具有相对较大外径的管道2上时，声耦合剂610也能够被按压至管道2，使得超声波元件710和720与管道2彼此可靠地声耦合。另一方面，即使当传感器部分400安装在具有相对较小外径的管道2上时，也能够可靠地限制声耦合剂610的最大塌缩量，因此，可以防止声耦合剂610因管道2造成的过度塌缩而受损。
在这些情况中，不管管道2的外径和操作者如何，声耦合剂610的最大塌缩量被限制成固定值，同时，声耦合剂610的具有最小厚度的部分处具有固定的厚度。因此，可以无变化地确定超声波元件710和720之间的声耦合。结果，可以将流量开关1稳定地安装在具有各种尺寸的管道2上，而不损害流量开关1的性能的均一性。
在该实施例中，配合端面部分521B作为塌缩量限制部分一体地安装在壳体部分500上。配合端面部分521B与管道2的外表面接触， 使得管道2的外表面与通道部件530的下表面之间的距离被限制。因此，限制了声耦合剂610的塌缩量。
在该情况下，不需要额外准备塌缩量限制部分，因此，可以减少形成流量开关1的部件的数量。此外，操作者可以将塌缩量限制部分与壳体部分500一起装卸，因此，提高了流量开关1的装卸性。此外，也提高了安装流量开关1的操作效率。
利用保持部件620将声耦合剂610可拆卸地安装在壳体部分500上。因此，声耦合剂610可以容易地安装在壳体部分500上或从壳体部分500移除。利用这种构造，操作者可以容易地执行更换声耦合剂610的操作。结果，可以降低流量开关1的维护成本。
(4)其他传感器部分带来的有益效果
在根据该实施例的流量开关1中，可以从共同方向(在该实施例中为竖直方向)执行夹持固定螺钉110的操作和传感器固定螺钉410的操作。此外，显示部分821设置为能从该共同方向被观察到。连接部分830设置为使得可以从该共同方向将电缆3连接至连接部分830。
在该情况下，操作者可以从该共同方向利用传感器固定螺钉410来有效地执行将夹持部分100安装在管道2上的操作以及将传感器部分400固定至夹持部分100的操作。使用者还可以容易地从该共同方向观察显示部分821。此外，电缆3可以容易地与连接部分830连接，而不与管道2产生干涉。
[7]其他实施例
(1)在上述实施例中，传感器部分400借助于基于传播时差系统的等式(2)来计算在管道2中流动的流体的流量Q。然而，本发明不限于此。传感器部分400可以基于多普勒系统计算在管道2中流动的流体的流量Q。在该情况下，超声波元件710和720中的一个超声波元件可以由超声波发射元件形成，而超声波元件710和720中的另一个超声波元件可以由超声波接收元件形成。
(2)在上述实施例中，电子电路部分800包括显示部分821和显示灯850。然而，本发明不限于这种构造。电子电路部分800可以 不包括显示部分821或可以不包括显示灯850。
(3)在上述实施例中，下壳体部分520和通道部件530形成为独立部件。然而，本发明不限于这种构造。下壳体部分520和通道部件530可以一体地形成。在该情况下，可以容易地在下壳体部分520与通道部件530之间实现防水。
(4)在上述实施例中，未在下壳体部分520与接合部分600之间的接合部分处设置防水结构。然而，本发明不限于这种构造。可以在下壳体部分520与接合部分600之间的接合部分处设置防水结构。
(5)在上述实施例中，壳体部分500包括一个通道部件530，并且通道部件530上形成有元件接合面530A、530B和共同的管道接合面530C。然而，本发明不限于这种构造。壳体部分500可以包括形成为分离主体的两个通道部件530。在该构造中，元件接合面530A和管道接合面530C形成在一个通道部件530上，而元件接合面530B和管道接合面530C形成在另一个管道部件530上。
(6)在上述实施例中，在壳体部分500的上夹持部件200中，可移动部分220被安装在固定部分210上。然而，本发明不限于这种构造。在上夹持部件200中，可移动部分220可以不安装在固定部分210上。具体而言，在传感器部分400安装在夹持部分100上的状态下，如果多个夹持固定螺钉110定位在传感器部分400下方，则操作者不能够从上方操作多个夹持固定螺钉110。在这种情况下，不需要将可移动部分220安装在固定部分210上。
(7)在上述实施例中，为每个夹持固定螺钉110提供姿态保持机构120。然而，本发明不限于这种构造。可以不为每个夹持固定螺钉110提供姿态保持机构120。具体而言，在夹持部分100安装在沿水平延伸的管道2上的情况下，每个夹持固定螺钉110均保持为处于大致竖直的姿态，因此，不需要为每个夹持固定螺钉110提供姿态保持机构120。
此外，在夹持部分100的尺寸较小且夹持固定螺钉110的长度较短的情况下，即使当夹持部分100布置为使得夹持部分100的纵 向或宽度方向朝向竖直方向时，每个夹持固定螺钉110也均保持在大致竖直的位置。同样在该情况下，不需要为每个夹持固定螺钉110提供姿态保持机构120。
(8)在上述实施例中，基于下夹持部件300朝向第一方向和第二方向中的哪一者，在螺纹孔331h与螺纹孔332h之间选择与夹持固定螺钉110螺纹接合的螺纹孔。然而，本发明不限于这种构造。可以使用其它方法在螺纹孔331h与螺纹孔332h之间选择与夹持固定螺钉110螺纹接合的螺纹孔。
例如，螺纹孔331h或螺纹孔332h还可以形成在下壳体部件300中，使得螺纹孔331h或螺纹孔332h沿纵向并排布置。在该情况下，通过选择上夹持部件200相对于下夹持部件300的沿纵向的位置，可以在螺纹孔331h与螺纹孔332h之间选择与夹持固定螺钉110螺纹接合的螺纹孔。
(9)在上述实施例中，夹持固定螺钉110和传感器固定螺钉410设置为可以从共同方向进行操作。显示部分821设置为可以从共同方向被观察到。连接部分830设置为使得可以从共同方向将电缆3连接至连接部分830。然而，本发明不限于这种构造。夹持固定螺钉110和传感器固定螺钉410可以设置为可以从其他方向进行操作。显示部分821可以设置为能从其他方向被观察到。连接部分830可以设置为使得能够从其他方向将电缆3连接至连接部分830。作为选择，显示部分821或连接部分830可以相对于壳体部分500可旋转地设置，使得显示部分821或连接部分830指向所需方向。
(10)在上述实施例中，优选的是，声耦合剂610布置为使得：声耦合剂610使超声波元件710和720这两者与管道2声耦合。然而，本发明不限于这种构造。声耦合剂610可以布置为使得：声耦合剂610使超声波元件710和720中的至少一个超声波元件与管道2声耦合。
(11)在上述实施例中，支撑超声波元件710和720且还形成用于超声波的通道的通道部件530设置作为壳体部分500的一部分。然而，本发明不限于这种构造。替代通道部件530，可以为壳体部分 500独立地设置支撑超声波元件710和720的部件以及形成用于超声波的通道的部件。
(12)在上述实施例中，优选的是，将固体状声耦合剂610安装在壳体部分500上。然而，本发明不限于这种构造。可以不将声耦合剂610安装在壳体部分500上。在该情况下，在管道2与壳体部分500之间设置声耦合剂。声耦合剂可以是固体状声耦合剂、液体状声耦合剂或半液体状声耦合剂。
[8]权利要求书中的构成元件与实施例中所使用的部分之间的对应关系。
在下文中，将对权利要求书中的构成元件与实施例中所使用的部分之间的对应关系的实例进行描述。然而，本发明不限于以下实例。
在上述实施例中，管道2是管道的实例，流量开关1是超声波流量开关的实例，超声波元件710和720分别是第一超声波元件和第二超声波元件的实例，以及控制部分811是计算装置和输出部分的实例。壳体部分500是元件保持部的实例，夹持部分100是安装部件的实例，传感器固定螺钉410是作为固定部件的第一固定部件和第二固定部件的实例，以及倾斜切面213是第一接触面和第二接触面的实例。配合部分521是引导部分的实例，上夹持部件200是第一安装部件和第一保持部分的实例，以及下夹持部件300是第二安装部件和第二保持部分的实例。
夹持固定螺钉110是紧固部件和螺钉部件的实例，螺纹孔331h和332h分别是第一螺纹孔和第二螺纹孔的实例，姿态保持机构120是姿态保持机构的实例，以及贯穿孔263是贯穿孔的实例。弹簧部件122是弹簧部件的实例，固定部分210是固定部分的实例，可移动部分220是可移动部分的实例，显示部分821是显示部分的实例，电缆3是连接线的实例，以及连接部分830是连接部分的实例。
具有权利要求书中所述的构造和功能的其他各种元件也可以用作权利要求书中所述的构成元件。
本发明有效地适用于各种类型的超声波流量开关。
- 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞！