KR20000052839A - 기생 초음파에 대한 개선된 저항을 갖는 초음파 유량계 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초음파 변환기(26,28)들과, 주파수 λ의 "기생" 초음파들을 감쇠하는 수단을 포함하며, 상기 감쇠수단은 적어도 하나의 통로(36,38,40)로 구성되고, 상기 통로는 그 속에서 상기 기생 초음파들이 통로의 길이방향 치수 a에 대응하는 주방향으로 전파되도록 되고, 상기 통로는 또한 치수 a에 직각이며 전파 매체에서의 기생 초음파들의 파장 λ 보다 매우 작은 횡방향 치수 b를 가지며, 상기 통로는 복수개의 연속된 통로부분(46,48)들을 포함하여 구성되며, 상기 통로 부분들 각각은 치수 b의 통로를 따라 횡방향의 전파부가 감소된 부분(46)들을 구비하고 각각의 통로부분의 길이방향 치수는 1/2λ와 사실상 같게 구성된 유량계를 제공한다.

Description

기생 초음파에 대한 개선된 저항을 갖는 초음파 유량계{ULTRASONIC FLUID METER WITH IMPROVED RESISTANCE TO PARASITIC ULTRASONIC WAVES}

유체의 유동 방향으로 그리고 유체의 유동 방향에 반대 방향으로 초음파 변환기들로부터 유체로 초음파를 발생하고 양방향으로 발생된 초음파들 각각의 전파 시간들을 측정함으로써 유동하는 유체의 속도를 측정할 수 있다는 것이 오래 전부터 알려져 왔다. 유체의 속도로부터 유동율과 소정 시간동안에 유동한 유체의 체적을 결정하는 것은 쉽다.

그럼에도 불구하고, 출원인은 그러한 유량계에서, 출원인은 “기생” 초음파들이 전파되어 측정 경로를 따라 한 변환기에 의해 발생된 초음파들을 다른 변환기에서 수신되는 것을 교란하여 저해하는 것을 발견했다.

2개의 다른 형태의 기생 초음파들은 초음파 변환기들에 의해 발생된 초음파와 유량계 외부의 발생원에 의해 발생된 초음파으로 언급될 수 있다.

첫째 형태는 예를들어 압력 조정기가 가스 유량계 상부에 설치된 경우에 직면하게 된다. 압력조정기들은 예를들어 초음파 가스 유량계들로부터 상측에서 수 바(bar)로부터 20 m바까지 가스의 압력을 저감시키도록 사용된다. 불행하게도, 압력조정기에서의 압력 강하는 상당한 크기의 노이즈 발생원이 되고, 그러한 압력 강하는 유량계의 초음파 변환기들의 주파수와 같은 주파수의 그리고 큰 압력 진폭의 기생 초음파들을 일으킬 수 있음을 발견했다. 이들 기생 초음파들은 초음파 변환기들로의 유체 유동에 의해 전달된다. 이것은 전혀 허용될 수 없는 측정상의 오류를 야기시킨다.

첫째 형태의 기생 초음파는 또한 유동 단면의 급격한 감소로부터 하류에 배치된 초음파 액체 유량계에서 직면될 수 있으며, 상기와 같은 유동단면의 급격한 감소는 초음파 변환기들에 의해 사용되는 것과 근사한 주파수로 액체에 나타나는 기포들로 “진공”과 같은 현상을 야기시킬 수 있다.

두 번째 형태의 기생 초음파은, 유동율을 결정할 유체를 전달하는 도관이 그 재료와 유체 매체 사이에서 음향학적 커플링을 저지하기에 충분하지 않는 강성의 재료로 만들어지는 경우와, 그리고 초음파 측정 경로가 상기 도관속에 초음파 변환기들 사이에 형성된 경우에 해당된다. 이것은 예를들어 덕트가 금속으로 만들어지고 유체 매체가 물인 경우 또는 덕트가 플라스틱으로 만들어지고 유체가 가스인 경우로 될 수 있다.

그러한 환경하에서, 초음파들이 측정 덕트안에서 한 변환기로부터 다른 변환기로 발생될 때, 초음파들이 유체 매체를 통하여 전파되기 전에 또는 그와 함께 “기생” 초음파들로서 언급되는 이러한 초음파들의 일부가 측정 덕트를 구성하는 재료를 통하여 전파되어 다른 변환기에 도달하게 된다. 더욱이, 유체 매체에서 실제로 전파된 초음파들과 측정 덕트를 구성하는 매체에서 전파된 초음파들을 구별하는 것이 매우 어렵게 된다.

프랑스 특허 제 2 357 869호는 초음파 유량계 밖에서 발생된 초음파들을 감쇠하는 수단을 개시하고 있으며, 상기 수단은 유량계의 유체 인입구장치에 배치된 음향학적으로 절연재료의 슬리브 형태로 실행된다. 불행히도 그러한 감쇠수단은 불충분하며, 더욱이 두 번째 형태의 기생 초음파들을 감쇠시킬 수 없다.

유럽 특허 제 0 048 791호는 측정 튜브 밖에서 변환기들에 의해 발생된 초음파들을 제거하는 장치를 개시하고 있다. 불행하게도, 그러한 초음파 제거장치는 측정 튜브의 벽에서 전파되는 초음파들을 제거할 수 없을 뿐만 아니라, 첫 번째 형태의 기생 초음파들을 감쇠시킬 수 없다.

본 발명은 초음파 변환기들을 포함하며, 그 초음파 변환기( 초음파 변환기)들 사이에 초음파 측정 경로가 형성되어 적어도 하나의 주파수로 상기 초음파 경로를 따라 유체로 초음파(초음파)를 발생 및 수신하도록 된 초음파 유량계에 관한 것이다.

도 1은 본 발명을 쉽게 이해하도록 커버의 일부분이 제거된, 본 발명의 유체 유량계의 측면도이다.

도 2는 도 1에 도시된 측정 블록의 내부를 보여주는 단면도이다.

도 3은 도 1에 도시된 유량계의 선 A-A에 의한 단면도이다.

도 4a, 4b 및 4c는 도 3에 도시된 감쇠수단의 여러 실시예들에 대한 부분단면도들이다.

도 4d는 기생 초음파의 주파수의 함수로서 세가지의 다른 가스들에서 본 발명에 의한 감쇠수단의 감쇠력 R을 나타내는 곡선 A, B 및 C를 갖는 선도이다.

도 5는 다른 변혀예에서 도 3에 도시된 감쇠수단의 부분단면도이다.

도 6은 반대방향으로 유체가 유동하는, 도 3과 유사한 단면도이다.

도 7은 본 발명의 제 2의 실시예를 구성하는 유체 유량계의 개략적인 구성도이다.

도 8은 도 7에 도시된 측정 블록의 단면도이다.

도 9는 도 7과 도 8의 측정 블록의 제 1 변형예의 구성도이다.

도 10은 도 7과 도 8의 측정 블록의 제 2 변형예를 도시한 사시도이다.

도 11은 제 3 변형예를 구성하는 측정 블록의 부분사시도이다.

도 12는 도 11의 측정 블록의 길이방향 단면도이다.

도 13은 제 4 변형예의 측정 블록의 길이방향의 부분단면도이다.

도 14는 제 5 변형예를 구성하는 측정 블록의 길이방향의 부분단면도이다.

도 15는 제 6 변형예를 구성하는 측정 블록의 길이방향의 부분단면도이다.

도 16a는 도 15에 도시된 측정 블록의 단면도이다.

도 16b는 도 16a에 도시된 측정 블록의 길이방향의 구역이다.

도 17은 제 7변형예를 구성하는 측정 블록의 길이방향 구역이다.

도 18은 도 17에 도시된 측정 블록의 확대된 단면도이다.

도 19는 제 8 변형예를 구성하는 측정 블록의 부분적인 길이방향 구역이다.

도 20은 제 9 변형예를 구성하는 측정 블록의 부분적인 길이방향 구역이다.

도 21a는 본 발명의 다른 실시예를 구성하는 유체 유량계용 측정 블록을 도시하고 있다.

도 21b는 도 21a에 도시된 측정 덕트의 확대도이다.

도 21c는 도 21a에 도시된 측정 덕트의 변형예의 개략도이다.

도 22a는 도 21a에 도시된 측정 덕트의 다른 변형예를 구성하는 측정 덕트의 측면도.

도 22b는 본 발명의 유체 유량계의 측정 블록에 합체된 도 22a의 측정 덕트를 도시하는 개략적인 단면도이다.

본 발명은 따라서 초음파 유량계에서 전파되며 측정 경로를 따라 다른 변환기에 의해 발생된 초음파들의 변화기들중 하나에 의한 수신을 방해하는 기생 초음파들을 간단하게 그리고 효과적으로 감쇠시킴으로써 상기와 같은 종래 초음파 변환기의 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 그들 사이에 초음파 측정 경로가 형성되고 적어도 한가지의 초음파 주파수로 상기 측정 경로를 따라 유체 속으로 초음파들을 발생하고 수신하는 초음파 변환기들과, 다른 초음파 변환기에 의해 발생된 초음파들을 초음파 변환기들중 하나에 의해 수신되는 것을 방해하는 주파수 λ의 “기생” 초음파들을 감쇠하는 수단을 구비하는 초음파 유량계에 있어서, 상기 감쇠수단은 적어도 하나의 통로로 구성되고, 상기 통로는 그 속에서 상기 기생 초음파들이 통로의 길이방향 치수 a에 대응하는 주방향으로 전파되도록 되고, 상기 통로는 또한 치수 a에 직각이며 전파 매체에서의 기생 초음파들의 파장 λ 보다 매우 작은 횡방향 치수 b를 가지며, 상기 통로는 복수개의 연속된 통로부분들을 포함하여 구성되며, 상기 통로 부분들 각각은 치수 b의 통로를 따라 횡방향의 전파부가 감소된 부분을 구비하고 각각의 통로부분의 길이방향 치수는 1/2λ와 사실상 같게 구성된 것을 특징으로 한다.

더욱이, 주로 상기 통로의 길이방향을 따라 전파 매체에서 전파되는 기생 초음파들은 전파구역에서 정상적인 전파구역들이 번갈아 형성된 경로 감소부분들과 직면하게 되어 매체에서 음향학적 임피던스 불연속이 발생되며, 그것은 기생 초음파에 포함된 에너지의 일부분을 반사시킴으로써 이들 초음파들의 진폭을 감쇠시킨다. 통로의 길이방향 치수를 따라 전파되지는 않지만 그럼에도 불구하고 경로에서 작은 전파구역들을 만나게 되는 기생 초음파들도 역시 감쇠된다.

본 발명의 특징에 따라, 통로는 서로 대향되고 치수 b를 따라 이격된 적어도 2개의 길이방향의 표면들에 의해 형성되며, 상기 표면들중 적어도 하나에는 서로 평행하며 연속적인 홈들과 돌출부들이 교대로 형성되고, 각각의 통로 부분들은 쌍으로 이루어진 홈과 돌출부를 구비한다.

예를들어, 각각의 홈은 V자형으로 된 윤곽 또는 U자형의 윤곽을 가짐으로써 상기 표면이 톱니모양이 되게 한다.

여러 실시예에서, 기생 초음파들은 정해진 범위내에서 변화하는 파장으로 되며 통로 부분들의 길이방향의 치수는 정해진 범위의 파장을 커버하도록 증가 또는 감소되게 변화한다.

본 발명의 일면에 따라, 유량계는 유체 인입 오리피스와 유출 오리피스가 제공된 하우징과, 유체가 초음파 측정 경로에 도달하게 하고 그로부터 유출되게 하는 적어도 2개의 구멍들이 형성되어 있고 초음파 변환기들이 장착된 측정 블록을 포함하며, 기생 초음파들이 전파되는 통로는 유체 인입 오리피스와 유출 유리피스들중 적어도 하나와 측정 경로 사이에 형성되어 있다.

본 발명의 제 1 실시예에서, 측정 블록은 그곳으로 유체가 인입되기 전에 또는 그로부터 유출된 뒤에 유체가 유동하며 기생 초음파들이 전파되는 통로를 형성하도록 상기 하우징속에 배치된다.

예를들어, 홈들이 형성된 표면은 측정 블록의 표면이다.

본 발명의 제 2 실시예에서, 측정 블록은 기생 초음파들이 감쇠되도록 하고 상기 구멍들중 적어도 하나와 측정 경로 사이에 형성되며 유체를 전달하도록 작용하는 통로를 포함한다.

본 발명의 다른 특징에 따라, 측정 경로는 측정 덕트 속에 형성된다;

상기 측정 덕트는 측정 블록의 하우징에 적어도 부분적으로 배치된다;

상기 통로는 하우징과 측정 덕트의 벽들 사이에 형성된다;

상기 통로는 측정 덕트의 둘레에 형성된다;

상기 측정 블록은 통로로부터 측정 블록을 분리시키도록 통로가 형성된 측면의 격벽을 포함한다;

측정 블록은 2개의 벽들의 대향 표면들이 통로를 형성하도록 격벽에 대향하여 배치된 다른 벽을 포함한다;

상기 다른 벽은 측정 블록에 구비된 별개의 부분이다;

홈과 돌출부 쌍들이 측정 덕트의 외측면에 형성된다;

통로가 측정 경로의 적어도 일부분을 따라 형성된다;

통로가 측정 덕트 속에 배치된다.

본 발명의 제 2의 특징에 따라, 유량계는 초음파 측정 경로의 적어도 일부분을 구성하며 기생 초음파들이 전파되는 통로에 해당하는 적어도 하나의 주변 벽을 제공하는 측정 덕트를 포함한다.

홈들이 형성된 표면은 측정 덕트의 외측면이며, 각각의 통로부분에서 전파 구역의 감소는 상기 벽의 각 홈에 위치한다.

예를들어, 상기 측정 덕트는 튜브이다.

홈들은 환형의 형상으로서 튜브를 따라 배치된다.

변형예에서, 나선형의 홈이 측정 튜브의 외측면에 형성된다.

바람직하게는, 상기 측정 튜브가 측정 블록에 제공된 하우징 속에 나사체결될 수 있다.

본 발명의 다른 특징들과 장점들은 첨부 도면들을 참조하여, 비제한적으로 단지 예로서 주어진 아래의 설명에 의해 보다 명백해질 것이다.

도 1은 파이프에서 발생하는 (도면에 도시되지 않은) 압력 조정기로부터 할에 위치한 가스 유량계에서, 예를들어 40kHz에 해당하는 주파수의 기생 초음파에 의해 가스 유량의 측정을 방해하는 경우의 유량계를 도시하고 있다.

도면에 도시된 바와같이, 전체적으로 부호 10으로 표시된 가스 유량계는 인입구(14)와 유출구(16)가 연결된 하우징(12)과, 그 하우징속에 배치된 측정 블록(18)을 포함한다. 측정 블록(18)은 유체가 인입구(14)로부터 블록과 하우징 사이의 하나 또는 그 이상의 통로를 통하여 하우징의 하부에 형성된 구멍(20)으로 유동하도록 하우징(12) 속에 구성되어 있다. 상기 측정 블록(18)은 하우징(12)에 형성된 홈에 수용된 2개의 스터드(22,24)들에 의해 하우징(12)속에서 유지된다.

도 2에 도시된 바와같이, 측정 블록(18)은 가스가 유입되는 구멍(20)을 포함하며, 2개의 초음파 변환기(26,28)들 각각이 측정 덕트(30)의 양단들중 하나와 대향되게 배치되고, 측정 덕트(30)는 관형으로서 초음파 측정 덕트를 구성한다. 예를들어, 초음파 변환기들은 40kHz의 주파수로 동작한다. 상기 측정 덕트(30)는 초음파 변환기(26,28)들이 내부에 배치된 2개의 하우징들 사이에서 고체 블록을 구성하는 벽(32)을 관통한다. 가스는 도 2에서 화살표로 표시된 바와같이 구멍(20)을 통하여 측정 블록(18)의 하우징들중 하나의 내부로 유입되고, 튜브의 단부(30a)를 거쳐 측정 튜브(30)속으로 유입되어 그 내부를 따라 유동하여 반대측 단부(30b)를 통해 튜브를 빠져나가 유출구(34)를 통해 위로 유출된다. 상기 배출구(34)는 도 1에 도시된 가스 유출구(16)에 연결되어 있다.

상기한 초음파 가스 유량계에서, 초음파 변환기(26,28)들은 고정된 초음파 주파수로 초음파들을 교대로 발생하고 수신하게 되며, 초음파의 전파 시간과 유체의 유량들은 각각의 초음파 변환기들에 의해 수신된 초음파들로부터 도출된다.

조정기가 가스 유량계의 상류에 위치하는 경우에, 상기한 기생 초음파들은 유량계속으로 전파되어 측정 블록(18) 속의 초음파 측정 경로에 이르게 되고 여기서 기생 초음파들이 초음파 변환기들에 의해 발생 및 수신되는 초음파들과 혼합되어 유동율의 초음파 측정을 크게 방해하게 된다.

상술한 통로들은 초음파 측정 경로로의 가스 유동에서 나타나는 기생 초음파들에 대한 감쇠 효과를 발휘하도록 특별히 창안되어 있다. 도 3의 통로(36,38)들과 도 1의 통로(4)들 각각은 길이방향의 치수 a를 갖는다. 가스 유동은 그 속에서 기생 초음파들과 같이 길이방향을 따라 전파된다. 이러한 "주"방향으로 전파되는 기생 초음파들에 대한 감쇠작용이 실제로 유효하도록 하기 위하여, 상기 통로들 각각은 길이방향 치수 a에 직각방향의 횡방향 치수 b를 가져야 하며 상기 횡방향 치수 b는 기생 초음파들이 전파되는 유체 매체에서 기생 초음파들의 파장 λ보다 상당히 작다.

이러한 조건은 평면 모드의 초음파들만이 통로를 따라 전파되도록 함으로써 본 발명의 감쇠수단에 의해 상기 평면 모드의 초음파들이 영향을 받게 된다. 이와 달리, 통로의 횡방향 치수 b가 유체 매체에서의 파장 λ와 매우 유사하거나 그 보다 큰 경우에, 상기와 같은 평면 모드와 다른 기생 초음파 전파 모드들이 나타나게 됨으로써 감쇠수단의 효과를 저감시킨다.

통로(36)는 도 3에 도시된 바와같이 그의 횡방향 치수 b 만큼 이격되어 서로 대향되게 배치된 적어도 2개의 종방향의 표면(42,44)들에 의해 형성된다. 상기 표면(42,44)들중 적어도 하나는 도 3에서 점선으로 표시된 바와같이 복수개의 연속된 통로부분들을 포함하며, 상기 각각의 통로부분들은 통로의 횡방향 치수 b로 감소된 전파구역의 부분을 포함한다. 이러한 특별한 배치가 형성된 표면은 측정 블록(18)의 표면이다. 측정 블록의 외측면(44)에는 돌출부(46)가 중복성형에 의해 형성된다. 상기 돌출부(46)들은 서로 평행하고 통로의 길이방향 치수 a에 직각이며, 상기 돌출부들 사이에는 마찬가지로 서로 평행한 홈(48)들이 형성된다.

측정 블록(18)의 외측면(44)에 돌출부를 형성하는 대신에, 통로(36)의 길이방향 치수 a에 직각으로 서로 평행한 복수개의 연속된 홈들을 형성하도록 상기 표면을 기계가공할 수도 있다.

각각의 통로부분은 나란히 배치된 돌출부(46)와 홈(48)로 이루어진다. 돌출부는 도 3에 표시된 바와같이 길이방향 치수 L1을 가지며, 각 홈(48)은 L2의 종방향 치수를 가진다. 홈(48)에서의 통로의 횡방향 치수는 b에 해당되고, 돌출부(46)에서 통로의 횡방향 치수는 b0에 해당된다.

기생 초음파에 필요한 파장을 감쇠시키기 위하여 본 발명의 감쇠수단에 있어서, 상기 각각의 통로부분의 길이방향의 치수 L1 + L2는 사실상 1/2λ와 같아야 한다. 이러한 관계를 만족하면 상기 치수 L1과 L2는 변화될 수 있다.

도 3에 도시된 바와같이, 각각의 홈(48)은 길이방향의 형상이 U자형으로 되어 길이방향의 표면(44)에 톱니형상이 형성된다. 통로(36)를 따라 전파되는 기생 초음파의 진폭은 초음파가 각 돌출부(46) 위의 작은 전파 구역과 만나게 될 때 감쇠된다. 홈(48) 위의 횡방향 치수 b와 비교하여 각 돌출부(46) 위의 통로의 횡방향 치수가 작을수록 감쇠효과는 더 커지지만, 가스 유동에서 과도한 수두손실을 일으킬 수 있는 값을 넘는 것은 피해야 한다.

도 3에 도시된 바와같이, 길이방향의 표면(44)에 대하여 위와같이 형성된 패턴은 주기적이다. 수치로서 예를들면, L1=L2=2.5이고, 통로의 치수 b0와 b가 각각 2 mm 내지 3 mm이면, 통로의 전체 길이는 60 mm와 같으며 12 주기에 해당된다.

여러 가지 가스에 대하여, 특히 공기와 메탄가스의 혼합물에 대하여, 10 kHz의 밴드폭에 걸쳐 주기당 40 dB 보다 큰 감쇠효과를 얻었다. 메탄가스의 경우, 기생 초음파의 파장 λ은 치수 b0와 b 보다 더 큰 11 mm에 해당한다.

돌출부와 홈들이 표면(42)에 형성되고 측정 블록(18)의 표면(44)의 돌출부(46)들과 홈(48)을 각각 향한 경우에, 상기 감쇠수단들의 효과가 증가될 수 있다. 주어진 감쇠효과를 위하여 홈들과 돌출부들은 하우징(12)의 내측면(42)에만 제공될 수도 있음이 관찰되었다.

도 4a는 도 3에 도시된 감쇠수단의 제 1 변형예를 도시하고 있으며, 서로 평행한 복수개의 연속된 홈(50)들이 측정 블록의 길이방향의 표면(44)에서 횡방향으로, 바람직하게는 통로에서의 유동의 전파방향에 직각으로 형성된다. 각각의 홈(50)은 V자형의 형상을 가지며, 2개의 연속된 홈(50)들은 유체와 기생 초음파에 대하여 제공된 전파구역이 감소되는 부분을 이루는 사실상 평탄한 형상의 통로부분(52)에 의해 분리되어 있다.

도 4b는 감쇠수단의 다른 변형예를 도시하고 있으며, 여기서 홈(54)들은 연속된 통로부분들 각각의 주요부를 점유하고 있고, 참조부호 56으로 표시된 각 통로부분들에서 횡방향의 전파구역이 감소된 부분은 단지 모서리에서 감소된다.

도 4c는 본 발명의 감쇠수단의 또 다른 변형예를 도시하고 있으며, 홈(58)들은 급경사면에 의해 분리되고 서로 평행하게 경사진 경사면으로 형성되고, 상기 급경사면 위에 통로부분의 감소된 구역이 위치한다. 표면(44)의 길이방향의 형상은 톱니형상이다.

감쇠수단을 설계할 때면, 특정한 가스에 대해 적용되며, 유량계를 여러 종류의 가스에 대해 적용할 수 있도록 할 목적으로, 즉 넓은 범위의 파장을 커버하도록 할 필요가 있는 경우에는 상술한 통로(36,38,40)들의 특정 형상을 제공할 필요가 있다.

도 4d에 있어서, 곡선(A, B, C)들은 초음파 주파수 F의 함수로서 도 1과 도 3에서 도시된 부분(36,38 또는 40)과 같이 통로의 인입구와 유출구 사이에 기생 초음파 진폭의 비율(R)을 제공한다.

각각의 곡선은 복수개의 작고 둥근 돌출부들을 수반하는 포물선 형태의 둥근 주 돌출부 형태로 되어 있다. 따라서, 공기와 메탄의 홈합물에서 40 kHz 주파수의 기생 초음파들을 감쇠시키기도록 도 3의 통로를 설계함으로써, 곡선 A는 40 kHz 주파수에서 최대 감쇠 효과를 갖도록 계산되어 얻어진다. 그러나, 공기와 메탄의 혼합물 대신에 공기만으로(곡선 B) 되거나, 메탄(곡선 C)으로만 되는 경우에는 도 3의 통로는 40 kHz 주파수에서 이들 가스들에서는 최적이 아니다.

도 5에 도시된 다른 변형예는 특정 형상의 통로(36,38,40)들에 대한 가능한 한 예를 도시하고 있다. 본 도면에서, 대향한 표면(42,44)들은 기생 초음파들의 전파를 위하여 그리고 가스의 흐름을 위한 통로를 형성한다. 상기 통로에서, 도 3에 도시된 것들과 유사한 홈(62)들과 돌출부(64)들은 길이방향 구역(44)에 형성된다. 도 5에서 볼 수 있듯이, 통로부분의 길이방향 치수는 정해진 범위의 파장을 커버하도록 통로의 인입구로부터 유출구로 갈수록 증가한다. 예를들어, 8.75 mm(공기)로 부터 11 mm(메탄)까지 확장된 파장의 범위를 커버할 수 있다.

실제로, 인입구에 근접하여 위치한 통로부분은 1/2λ(공기)와 같은 길이방향의 치수로 되고, 유출구측에 근접해서는 통로부분의 길이방향의 치수는 1/2λ(메탄)과 같다. 인입구와 유출구 사이에서 통로부분의 길이방향 치수는 증가하지만, 복수개의 연속된 통로부분은 같은 길이방향 치수를 가질 수 있다.

통로부분들의 길이방향 치수는 통로의 인입구로 부터 유출구까지 감소되도록 통로를 설계할 수도 있다.

감쇠수단이 여러 종류의 가스에 대해 적용할 수 있게 설계되는 경우에는, 얻어지는 감쇠효과는 한가지 가스에 전용하도록 설계된 감쇠수단에 의해 얻어지는 것 만큼 좋지 않다. 예를들어, 감쇠수단이 한가지 종류의 가스 전용으로 된 경우에는 40 dB의 감쇠효과를 나타내지만, 도 5에서와 같이 여러 종류에 적용할 수 있도록 된 감쇠수단의 경우에는 25 dB의 감쇠효과를 나타낸다.

전술한 실시예들에서 홈들과 돌출부들이 기생 초음파의 주 전파방향에 대하여 직각으로 배치되어 있지만, 그러한 조건이 필수적인 것은 아니다. 그럼에도 불구하고, 각 돌출부 위의 횡방향 전파구역의 감소에 의해 초음파들이 영향을 받도록 홈들과 돌출부들이 초음파들의 주 전파방향에 평행하지 않게 배치되어야 한다.

도 6은 유량계(120)의 다른 구조의 단면도로서, 유량계의 통로(121,122)들은 도 1, 3, 4a-4d, 5들과 관련하여 설명한 통로(36,38,40)들과 같은 특성을 갖는 초음파들을 감쇠시키는 수단으로서 작용하도록 유량계의 하우징(124)과 측정 블록(126) 사이에 형성된다. 홈(128)들과 돌출부(130)들은 측정 블록의 표면(132)에 교대로 형성된다. 이러한 구조에서, 유량계의 외부의 노이즈원은 유량계로부터 하부에 배치되고, 통로(121,122)들이 측정 블록(126)의 유출구(136)와 출구 오리피스(134) 사이에 배치된다. 이 경우에도, 측정 블록의 표면(132)을 향한 하우징(120)의 내측면(138)은 감쇠효과를 증대시키도록 돌출부와 홈들을 교대로 포함한다.

본 발명의 제 2의 실시예를 설명하기로 한다.

도 7에 도시된 바와같이, 가스유량계와 같은 유량계(140)는 가스 인입구와 가스 유출구로서 각각 작용하는 2개의 오리피스(144,146)들이 제공된 하우징(142)을 포함한다. 측정블록(148)은 하우징 내부에 배치되고 복수개의 구멍(150,152)들이 제공되어서 가스가 측정 블록 속으로 인입되게 허용하며 또한 측정 블록으로부터 가스가 배출되는 굴뚝형태로 커플링(156)에 의해 연장된 구멍(154)이 제공된다.

측정 블록 속에서, 초음파 측정 경로는 예를들어 튜브(158)과 같은 측정 덕트 형태로 실시된다. 그럼에도 불구하고, 측정 덕트는 예를들어 유럽특허 제 0 538 930호에 기술된 바와같은 타원 형상으로 되거나, 또는 유럽특허 제 0 580 099호에 기술된 바와같이 장방형의 횡방향 전파구역을 가질 수 있다.

측정 블록은 튜브(158)가 관통하는 벽(164)에 의해 분리된 2개의 하우징(160, 162)을 갖는다. 2개의 초음파 변환기(166, 168)들은 튜브(158)의 양단부들에 대향하여 챔버(160,162)들에 각각 배치된다.

도 7과 도 8에 도시된 바와같이, 측정 블록은 외측 형상이 원통형이며, 챔버(160)의 원통형 벽은 상기 튜브 둘레로 환형의 통로(170)를 형성하도록 튜브(158)의 외측 벽과 협동한다. 오리피스(144)를 통해 하우징(142)으로 유입된 가스는 측정 블록(148) 둘레로 퍼져서 구멍(150,152)들을 통해 측정 블록속으로 유입된 다음, 환형의 통로(170)를 따라 유동하여 2개의 초음파 변환기들 사이의 측정 경로에 이르게 된다. 상기 구멍(150,152)들과 측정 경로 사이의 환형의 통로(170)에서, 복수개의 홈(172)들이 챔버(160)의 벽의 원통형 표면(170)의 돌출부(154)들과 교대로 형성되어 있다. 상기 홈들과 돌출부들은 원형으로서 환형의 통로(170)를 따라 가스가 전파되는 방향에 대하여 횡방향, 바람직하게는 가스 전파 방향에 직각으로 연장된다.

상기 홈들과 돌출부들은 도 1 내지 도 5와 관련하여 설명한 것과 유사한 방식으로, 초음파들이 측정 튜브(158) 속으로 인입되기 전에 가스에 실려 전달되는 기생 초음파들을 감쇠시키도록 작용한다. 이와 같은 기생 초음파들의 감쇠를 위하여 통로의 횡방향 치수 b는 기생 초음파들의 파장 λ 보다 훨씬 작아야 하며, 홈과 돌출부 쌍에 의해 형성된 각 통로부분의 길이방향 치수는 1/2λ 정도로 되어야 한다. 효과를 얻기 위하여 환형의 통로(170)의 길이방향 치수는 너무 짧지 않아야 한다.

도 1 내지 도 5를 참고하여 설명한 다른 특징들과 장점들은 본 실시예에서도 유효하다. 측정 블록의 체적을 감소시키기 위하여 측정 덕트의 길이의 적어도 일부분을 따라 기생 초음파들이 감쇠되는 통로를 배치하는 것이 바람직한 것임을 알아야 한다. 그러나, 측정 블록의 체적에 대한 제약이 없을 때는 당연히 측정 덕트의 길이방향에 대하여 경사지게 또는 직각으로 통로를 배치할 수도 있다. 또한, 홈들과 돌출부들이 내측면에 제공된 사각형 또는 장방형인 (도 9 참조) 단면을 측정 블록(148)이 가질 수 있다.

도 10은 도 7에 도시된 구조의 제 2 변형예를 도시하되 측정 블록만을 도시하고 있다. 도 7을 참고하여 이미 설명한 요소들은 반복하여 설명되지는 않지만 동일한 참조 부호를 사용한다. 본 도면에서, 도 7의 구멍(150,152)들은 측정 블록 밑에 위치한 단일의 구멍(180)으로 대체되어 있지만, 상기 구멍은 다른 변형예에서 측정 블록의 상부에 배치될 수도 있다. 가스의 유동은 상기 구멍을 통하여 챔버(160)속으로 인입되어 측정 덕트 둘레로 확산된다.

도 11과 도 12는 측정 블록의 제 3 변형예를 도시하고 있으며, 본 예에서 측정 덕트(182)는 단면이 장방형이며 2개의 통로(184,186)들이 측정 블록(190) 속의 어느 일측에서 측정 덕트의 길이방향 치수의 적어도 일부분에 걸쳐 제공된다. 도 11에서는 초음파 변환기를 내장하는 하우징의 일부분은 도면의 간략화를 위하여 도시되지 않았다. 유동 가스는 도 11에서 화살표로 도시된 바와같이 2개의 상부 구멍(189,191)들을 통해 이들 통로들 속으로 인입된다. 초음파 변환기(192)은 측정 블록(190)의 측정 덕트(182)의 일단부를 향하여 배치된다. 측정 덕트는 측정 블록을 2개의 부분들로 분할하는 격벽(194)을 관통한다. 제 2의 초음파 변환기(198)은 측정 덕트의 대향 단부를 향하여 배치된다.

측정 덕트(182)의 측벽들의 표면(204,206)들을 향한 측부 통로(184,186)들의 표면(200,202)들 각각에는 도 1 내지 도 10을 참고하여 설명된 것과 같은 특성들을 가지며 교대로 형성된 홈(208)들과 돌출부(210)들이 제공되어 있으며, 다만 그 형상에 있어서 상기 측부 통로들의 형상에 따르는 점에서 차이가 있다. 홈들과 돌출부들은 통로들에서 유동의 길이방향에 대하여 직각으로 배치되는 것이 바람직하다.

도 13은 제 4 변형예를 도시하고 있으며, 본 예에서 홈(212)들과 돌출부(214)들은 측정 덕트(218)의 표면(216)에 형성되며, 오직 하나의 통로(219)가 도 7 내지 도 10과 유사한 방식으로 덕트 둘레에 제공되거나 2이상의 통로들이 도 11과 도 12에 도시된 바와같이 덕트의 일측에 제공된다. 이 변형예는 돌출부와 홈들을 측정 덕트에 직접 형성하는 것이 보다 쉬운 한에서 장점이 있으며, 상기 덕트는 측정 블록의 나머지 부분들과 별개로 제작되어 측정 블록 속에 삽입 설치되고 측정 덕트의 일부가 배치되는 챔버의 벽들에 설치하게 된다.

도 14는 제 5의 변형예를 도시하고 있으며, 홈(220,222)들과 돌출부(224,226)들이 통로(232)의 표면(228,230)들을 향하여 양측에 함께 형성된다. 본 예는 도 7 내지 도 13에 도시된 어느 구조에도 적용될 수 있다.

도 15에 도시된 측정 블록(240)은 다른 변형예를 도시하고 있으며, 본 예에서 측정 블록에 대하여 유체의 인입구와 유출구용으로 2개의 구멍(242,244)들이 서로 일직선으로 배치되어 있다. 이들 구멍들은 상호 일직선으로 된 유체 인입 및 유출 오리피스들에 각각 연결되거나, 도 15에 도시된 바와같이 측정 블록(240)은 도 7에 도시된 형태의 하우징에 일체로 될 수 있다. 측정 블록(240)은 2개의 하우징(248,250)들과 측정 덕트(246)를 구비하고, 상기 하우징은 측정 덕트가 관통하는 격벽(252)에 의해 분리되어 있다. 2개의 초음파 변환기(254,256)들은 측정 덕트(246)의 양측 단부들을 각각 향하여 하우징(248,250)에 배치되어 있다.

통로(258)가 측정 덕트의 일측으로만 따라 제공되어서, 첫째 구멍(242)으로부터의 유체를 초음파 변환기(254)을 향하여 배치된 덕트의 단부로 전송하며, 둘째 유체에서 전파되는 기생 초음파들을 감쇠시킨다. 이를 위하여, 통로(258)는 측정 덕트(246)의 외측 표면을 향한 표면(260)들중 하나에 형성된 홈(264)과 교대로 형성된 돌출부(262)들을 구비하며, 그 특성들은 이전에 도면들을 참고하여 설명한 것과 같다.

측정 덕트를 따라 배치된 하우징(248)의 일부분이 원형의 단면인 경우에, 홈들과 돌출부(263)들은 반원형상으로 될 수 있다(도 16a). 이와 달리, 측정 덕트를 따라 배치된 하우징의 일부분이 사각형 또는 장방형의 단면을 가지는 경우에는 홈들과 돌출부들은 직선 형상으로 된다(도 16b).

도 7 내지 도 13에 도시된 구조와 비교하여, 도 15, 16a, 16b들에 도시된 구조는 보다 큰 길이에 걸쳐 홈들 및 돌출부들과 접촉하도록 유체를 공급함으로써 기생 초음파의 감쇠효과를 증대시키는 장점이 있다. 이러한 효과를 더욱 증대시키기 위하여, 표면(260)을 향하여 측정 덕트(246)의 표면에 홈들과 돌출부들을 제공할 수도 있다.

도 17과 도 18에 도시된 다른 변형예들에서, 측정 블록(270)은 2개의 하우징(272,274)들을 구비하며, 그 하우징들 속에서 2개의 초음파 변환기(276,278)들은 상기 하우징을 분리하는 격벽을 관통하는 측정 덕트(280)의 양단부를 각각 향하여 배치된다. 유체 인입 구멍(284)과 유출 구멍(286)들은 서로 일직선으로 되어 있다.

측정 블록(270)은 또한 측정 덕트(280)를 따라 배치된 격벽(288)을 구비하며 상기 격벽은 유체가 채워져서 측정 덕트로 도달하는 통로(292)를 형성하도록 대향하여 배치된 다른 격벽(290)과 서로 협동한다. 상기 통로에서, 2개의 대향 격벽(288,290)들의 표면들중 적어도 하나의 표면(294)에는 상기 격벽의 전체 길이를 따라 배치될 수 있는 교대로 형성된 돌출부(296)와 홈(298)들이 제공된다. 효과를 더욱 증대시키기 위하여, 격벽(288)의 표면(300)에는 또한 도 17에서 점선으로 표시된 교대로 형성된 돌출부(302)와 홈(304)들이 제공될 수 있다.

도 18은 도 17에 도시된 측정 블록의 선 B-B에 의한 확대된 단면도로서, 여기서 상기 격벽들의 두께를 볼 수 있다. 더욱이, 측정 블록과 그 벽(303)의 대체적인 형상은 단면이 원형이다. 측정 블록은 2개의 각 단부벽(305,306)들에 의해 길이방향의 양단부에 근접되어 있다(도 17). 통로(292)에서, 벽(303)은 역시 격벽(288)에 해당된다. 2개의 평행한 길이방향의 측벽(307,308)들은 벽(303)의 외측 표면에 접하며 벽(290)을 향하여 하방으로 연장되어서 통로(292)의 측면들을 형성한다. 바람직하게는, 벽(290)은 측정 블록(270)에 장착된 별개의 부품으로서 캡을 형성한다. 이것은 홈들과 돌출부들을, 벽(290)이 측정 블록에 고정되기 전에 2개의 벽(288,290)들에 하나씩 성형함으로써 쉽게 형성될 수 있게 한다.

이것은 또한 측정 블록이 유체 유량율의 여러 범위들에 적용하여야 할 때, 벽(290)을 변경하고 같은 길이방향 치수를 갖는 다른 벽으로 교체하기에 충분하며, 상기 다른 벽은 또한 유체에 제공되는 횡방향 유동구역을 변경하도록 변경된 횡방향 치수를 갖는 한편, 파장 λ에 대한 전파 구역의 횡방향 치수와 관련한 조건들을 충족시킨다.

도 18은 격벽(288)과 통로의 형상에 적응된 돌출부(296)들의 형상을 보여준다. 본 도면에서, 돌출부(302)들은 도면의 명료화를 위해 도시되지 않았다. 유체가 상기 돌출부들 너머로 유동할 때, 유체는 M자 형상인 유동 단면을 가진다. 이러한 구조는 기생 초음파들을 효과적으로 감쇠시키는 한편 과도한 수두손실을 일으키지 않는 유동단면을 가질 수 있게 한다.

측정 블록이 그러한 구조를 갖는 유량계의 유동율을 확대시키기 위하여, 커버를 형성하는 벽(290) 대신에 M형의 분기부들이 도 18에 도시된 것보다 작은 측벽(307,308)과 접촉함으로써 유체에 부여하는 유동 단면을 증대시키도록 된 벽으로 교체하는 것으로 충분하다.

도 19는, 기생 초음파들을 감쇠시키는 수단(310,312)들이 앞선 도면들을 참고하여 설명한 것들과 유사하며, 기생 초음파들이 유량계의 하부로부터 초음파 측정 경로로 전파되는 것을 방지하도록 측정 덕트(318)와 측정 블록(316)의 유출구(314) 사이에 배치된 변형부분을 도시하고 있다.

어떤 유량계 구조에서, 측정 덕트(320)는 전체 초음파 측정 경로가 구성되지 않고 일부 측정 경로만이 구성될 수 있다. 예를들어, 측정 덕트의 단면이 WO 91/09280에 개시된 바와같이 원형 또는 장방형의 형상으로 될 수도 있다. 도 20에 도시된 바와같이, 적어도 2개의 초음파 변환기(322,324)들이 측정 덕트(320)의 같은 측부에 장착될 수 있다. 역시 상기 초음파 변환기들은 대향측면에 직경방향으로 장착될 수 있으며 여러 가지의 형상(예를들어, V자형 또는 W자형...)을 가질 수 있다. 상기 초음파 변환기(324)들은 측정 경로의 가능한 형태를 나타내도록 점선으로 표시된 여러 위치들에 제공될 수 있다. 이러한 형태의 구조로, 외부로부터 들어오는 기생 초음파들을 감쇠시키기 위하여 소음원의 위치에 따라 측정부의 덕트 하부 또는 상부속에 교대로 돌출부(326)들과 홈(328)들이 제공될 수 있다.

돌출부들과 홈들을 상기 덕트에 형성할 수 있도록 하기 위하여 덕트는 예를들어 2개 부분들로 만들어질 수 있다.

측정 덕트에 이용할 수 있는 충분한 여유가 없으면, 예를들어 도 7 내지 도 19에 도시된 구조들중 하나를 이용하여 돌출부와 홈들을 배치하는 것이 바람직하가.

유체에 의해 전달되는 음향학적 노이즈를 매우 크게 감쇠시켜야 하는 경우에, 측정 블록과 유량계 하우징 사이에 통로가 형성된 도 1 내지 도 6에 도시된 특징들을 통로가 측정블록 자체에만 형성된 도 7 내지 도 20에 도시된 특징들을 결합하는 것이 효과적일 수도 있다. 낮은 노이즈 레벨에서는 도 1 내지 도 6에 도시된 구조 또는 도 7 내지 도 20에 도시된 구조 자체만으로도 충분할 수 있다.

하우징과 측정 블록 사이에 기생 초음파들을 감쇠하는 수단을 배치하는 대신에 측정 블록에 기생 초음파 감쇠수단을 배치하는 것이 효과적일 수도 있다. 국가적인 요건에 따라 유체 인입 및 유출 오리피스들의 위치들과 측정 블록을 내장하는 하우징의 치수는 변화될 수 있다. 결국, 측정 블록과 하우징 사이에 돌출부들과 홈들이 배치되는 경우에 동일한 기생 초음파 감쇠 효과를 유지하기 위하여 돌출부들과 홈들의 크기를 변경하는 것이 필요할 수 있지만, 돌출부들과 홈들이 측정 블록속에 형성된 하나 이상의 통로들에 배치된 경우에는 그러한 변경이 필요하지 않다.

본 발명의 특히 바람직한 면은 도 21a와 21b에 도시되고 설명된다.

부분적으로 도시된 츰 측정 블록에서, 초음파 측정 경로를 포함하는 측정 덕트(478)의 양단부에 2개의 초음파 변환기들이 배치되어 있다. 측정 블록에 인입된 유체는 그 단부(478a)를 통해 측정 덕트(478) 속으로 유입되어 덕트를 따라 유동하고 단부(478b)를 통해 유출되어 측정 블록으로부터 배출된다.

통상적으로, 초음파 변환기들이 작동하면, 초음파들은 초음파 변환기들중 하나에 의해 정해진 주파수로 발생되어 측정 덕트(478) 속에서 전파되어 다른 초음파 변환기(476)에 도달하며, 이들 초음파들의 전파시간이 유체의 유량율을 결정하는데 사용된다.

그럼에도 불구하고, 어떤 경우에는 특히 측정 덕트(478)의 벽을 구성하는 배질과 측정 덕트(478) 속에 있는 유체 매질 사이에서 접촉하게 배치된 2개의 전파 매질들 사이에 음향학적 커플링이 존재할 수 있게 된다. 이것은 예를들어 유체 매질이 물이고 측정 덕트의 재료가 금속, 예를들어 스틸일 때 발생된다. 유체 매질이 가스이고 측정 도관이 플라스틱인 경우에도 이와같은 현상이 발생될 수 있다.

어떤 환경하에서, 초음파 변환기(474)으로부터 측정 덕트(478) 속에서 전파되는 기생 초음파들이 측정 덕트(478)의 벽속으로 인입되어 측정 덕트속의 초음파 측정 경로에 평행한 상기 벽을 따라 전파되어 상기 측정 덕트 속에서 초음파들이 전파되기전 또는 동시에 반대쪽 초음파 변환기(476)에 도달하게 된다.

본 예에서, 측정 덕트는 단면이 원형인 튜브이지만, 예를들어 유럽 특허 출원 제 0 580 099호에 설명된 바와같이 장방형의 형상인 단면을 가지는 측정 덕트로도 될 수 있다.

도 21a와 21b에 도시된 측정 덕트(478)는 길이방향의 치수 a로 되고 통로를 형성하는 주변 벽(483)을 구비하며, 상기 통로에서 기생 초음파들은 튜브의 길이방향과 일치하는 주 방향으로 전파된다. 통로의 횡방향 치수 b는 종방향 치수 a에 대하여 직각이고 스틸재의 경우 매질에서 기생 초음파의 파장 λ 보다 훨씬 작다. 예를들어, a = 100 mm, b0 = 2 mm, b = 3 mm 인 경우 λ = 6 mm 이다. 통로는 2개의 대향된 동일 중심의 길이방향 표면(484,486)들에 의해 형성되며, 측정 덕트의 외측면은 표면(486)이다. 서로 평행한 홈(488)들이 측정 덕트의 외측 표면(486)으로 가공됨으로써 연속된 쌍의 홈들 사이에 돌출부(490)들을 형성한다. 홈(488)과 연속된 돌출부(490)에 의해 형성된 각 쌍은 벽(483)에 통로부분을 형성하고, 여기서 기생 초음파들은 벽으로 돌출된 홈에서 감소된 전파 구역을 맞게 된다.

이들 홈들과 돌출부들은 측정 덕트의 전체 길이 a에 걸쳐 구성되며, 그 각각은 돌출부(490)에 대해 길이방향 치수 L1와 홈(488)용 길이방향 치수 L2를 갖게 된다. 각 통로의 길이방향 치수 L1 + L2는 사실상 1/2λ와 같다. 예를들어, L1 = 1.5 mm, L2 = 1.5 mm이다.

도 1과 도 3에 도시된 감쇠수단에 대한 위에서 언급한 조건들은 본 실시예에서 유효하다. 튜브의 강성을 유지하기 위하여 작은 횡방향 치수 b0는 1/2λ보다 작아서는 안된다. 이러한 구조에서, 홈들은 돌출부와 마찬가지로 환형이다.

도 21c에서, 초음파 변환기(474,476)들과 측정 덕트(492)가 도시되어 있다. 도 21c에 도시된 변형예에서, 홈(496)들은 리브들을 형성하는 돌출부(494)들 보다 훨씬 큰 길이방향 치수를 갖는다. 각각의 홈은 보다 짧은 측면이 튜브(492)의 외측면에 배치된 사다리꼴의 단면 형상을 가진다. 도 4b와 도 4c에 도시된 형상들은 측정 덕트의 외측면에 동일하게 사용될 수 있다. 이런 식으로 구성된 측정 덕트는 매우 효과적으로 기생 초음파들을 감쇠시킨다.

도 22a와 도 22b는 본 발명의 감쇠수단의 다른 변형예를 도시하고 있다.

도 22a에서, 원형 형상으로 된 측정 덕트(튜브)(502)는 외측면의 나선형으로 된 홈(504)과 나사부(506)를 형성하도록 가공된다. 상기 튜브는 도 21a에 도시된 종류의 또는 도 22b에 도시된 종류의 측정 블록 내측에 배치될 수 있다.

도 22b에서, 측정 블록(500)은 구멍(508)을 구비하며, 그 구멍을 통해 유체가 측정 덕트(502)의 일단부를 향한 초음파 변환기(510)을 구비하는 제 1 챔버속으로 인입되고, 측정 덕트(502)의 타단부는 유체가 유출되는 유출구(513)와 연통된 제 2 챔버 내측에 위치한 단부를 향한 초음파 변환기(512)을 구비한다. 본 도면에서, 측정 블록(500)은 두꺼운 벽으로 된 중앙부(514)를 구비하고, 그 중앙부에 원통형의 하우징(516)이 형성된다. 바람직하게는 도 22a에 도시된 원통형의 측정 덕트는 나사가 형성된 외측 표면을 이용한 나사체결에 의해 하우징(516) 내측에 삽입된다.

이러한 특징들에 더하여, 이와같이 구성된 측정 덕트(502)는 그의 벽에서 전파되는 기생 초음파들을 효과적으로 필터링하는, 다른 도면들을 참고하여 설명한 특성들을 갖는다.

Claims (26)

1. 적어도 한가지의 초음파 주파수로 상기 측정 경로를 따라 유체 속으로 초음파들을 발생하고 수신하며 그들 사이에 초음파 측정 경로가 형성되는 초음파 변환기(26,28;74,76;110,112)들과, 다른 초음파 변환기에 의해 발생된 초음파들을 초음파 변환기들중 하나에 의해 수신되는 것을 방해하는 주파수 λ의 "기생" 초음파들을 감쇠하는 수단을 구비하는 초음파 유량계에 있어서, 상기 감쇠수단은 적어도 하나의 통로(36,38,40;83)로 구성되고, 상기 통로는 그 속에서 상기 기생 초음파들이 통로의 길이방향 치수 a에 대응하는 주방향으로 전파되도록 되고, 상기 통로는 또한 치수 a에 직각이며 전파 매체에서의 기생 초음파들의 파장 λ 보다 매우 작은 횡방향 치수 b를 가지며, 상기 통로는 복수개의 연속된 통로부분(46,48;50,52;54,56;58,60)들을 포함하여 구성되며, 상기 통로 부분들 각각은 치수 b의 통로를 따라 횡방향의 전파부가 감소된 부분(46;52;56;60)들을 구비하고 각각의 통로부분의 길이방향 치수는 1/2λ와 사실상 같게 구성된 것을 특징으로 하는 초음파 유량계.
2. 제 1항에 있어서, 상기 통로(36,38,40;83)는 서로 대향되고 치수 b를 따라 이격된 적어도 2개의 길이방향의 표면(42,44;84,86)들에 의해 형성되며, 상기 표면들중 적어도 하나에는 서로 평행하며 연속적인 홈(48;50;54;58;88;96)들과 돌출부들이 교대로 형성되고, 각각의 통로 부분들은 쌍으로 이루어진 홈과 돌출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 유량계.
3. 제 2항에 있어서, 상기 각각의 홈(50)은 V자형 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 초음파 유량계.
4. 제 2항에 있어서, 상기 각각의 홈(48)은 U자형의 형상을 가짐으로써 표면이 톱니형으로 형성되도록 구성된 것을 특징으로 하는 초음파 유량계
5. 제 1 내지 4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 기생 초음파들은 정해진 범위내에서 변화하는 파장으로 되며 통로 부분들의 길이방향의 치수는 정해진 범위의 파장을 커버하도록 증가 또는 감소되게 변화하는 것을 특징으로 하는 초음파 유량계
6. 제 1항 내지 5항들중 어느 한 항에 있어서, 유체 인입 오리피스(14;144)와 유출 오리피스(16;134;146)가 제공된 하우징(12;142)과, 유체가 초음파 측정 경로에 도달하게 하고 그로부터 유출되게 하는 적어도 2개의 구멍들이 형성되어 있고 초음파 변환기()들이 장착된 측정 블록(18;126;148;190;240;270;316;320)을 포함하며, 기생 초음파들이 전파되는 통로는 유체 인입 오리피스와 유출 유리피스들중 적어도 하나와 측정 경로(30;158;182) 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 초음파 유량계.
7. 제 6항에 있어서, 상기 측정 블록(18;126)은 그곳으로 유체가 인입되기 전에 또는 그로부터 유출된 뒤에 유체가 유동하며 기생 초음파들이 전파되는 통로(36;38;40;121;122)를 형성하도록 상기 하우징(12;120)속에 배치된 것을 특징으로 하는 초음파 유량계.
8. 제 2항과 7항에 있어서, 상기 홈들이 형성된 표면(44;132)은 측정 블록의 표면인 것을 특징으로 하는 초음파 유량계.
9. 제 6항 또는 7항에 있어서, 상기 측정 블록(148)은 기생 초음파들이 감쇠되도록 하고 상기 구멍(150,152;180;189;191;242,244;284)들중 적어도 하나와 측정 경로 사이에 형성되며 유체를 전달하도록 작용하는 통로(170;184,186;219;232;258

   ;292)를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 유량계.
10. 제 9항에 있어서, 상기 측정 경로는 측정 덕트(158;182;218;246;280;318;

    320) 속에 형성된 것을 특징으로 하는 초음파 유량계.
11. 제 10항에 있어서, 상기 측정 덕트(158;182;246;280)는 측정 블록의 하우징(160,248,272)에 적어도 부분적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 초음파 유량계.
12. 제 11항에 있어서, 상기 통로(170;184,186;258)는 하우징과 측정 덕트(158;182;246)의 벽(176;200,202;260)들 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파 유량계.
13. 제 12항에 있어서, 상기 통로(170;219)는 측정 덕트(158;218)의 일측에 형성된 것을 특징으로 하는 초음파 유량계.
14. 제 10항 내지 12항중 어느 한 항에 있어서, 상기 통로(258;292)는 측정 덕트(246;280)의 일측에만 형성된 것을 특징으로 하는 초음파 유량계.
15. 제 10항 내지 12항중 어느 한 항에 있어서, 상기 통로(184;186)는 측정 덕트(182)의 양측에 형성된 것을 특징으로 하는 초음파 유량계.
16. 제 9항 내지 15항중 어느 한 항에 있어서, 상기 통로는 측정 경로의 적어도 일부분을 따라 형성된 것을 특징으로 하는 초음파 유량계.
17. 제 10항 내지 16항중 어느 한 항과 제 2항에 있어서, 상기 홈/돌출부 쌍(212,214;222,226)들은 측정 덕트의 외측 표면에 형성된 것을 특징으로 하는 초음파 유량계.
18. 제 10항에 있어서, 상기 통로는 측정 덕트(320)의 내측에 배치된 것을 특징으로 하는 초음파 유량계.
19. 제 14항에 있어서, 상기 측정 블록은, 통로(292)로부터 측정 블록(280)을 분리시키도록 형성된 쪽에 격벽(288)을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 유량계.
20. 제 19항에 있어서, 상기 측정 블록은 2개의 벽들의 대향 표면들이 통로(292)를 형성하도록 격벽(288)에 대향하여 배치된 다른 벽(290)을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 유량계.
21. 제 20항에 있어서, 상기 다른 벽(290)은 측정 블록에 장착된 별개의 부분인 것을 특징으로 하는 초음파 유량계.
22. 제 1항 내지 5항중 어느 한 항에 있어서, 초음파 측정 경로의 적어도 일부분을 구성하며 기생 초음파들이 전파되는 통로에 해당하는 적어도 하나의 주변 벽(483)을 제공하는 측정 덕트(478;492;502)를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 유량계.
23. 제 2항과 22항에 있어서, 상기 홈(488)들이 형성된 표면은 측정 덕트(478)의 외측면(486)이며, 각각의 통로부분에서 전파 구역의 감소는 상기 벽의 각 홈에 위치하는 것을 특징으로 하는 초음파 유량계.
24. 제 22항 또는 23항에 있어서, 상기 측정 덕트는 튜브(478;492;502)인 것을 특징으로 하는 초음파 유량계.
25. 제 24항에 있어서, 상기 홈(488,496)들은 튜브를 따라 배치되고 환형의 형상으로 구성된 것을 특징으로 하는 초음파 유량계.
26. 제 24항에 있어서, 상기 나선형의 홈(504)이 측정 튜브(502)의 외측면에 형성된 것을 특징으로 하는 초음파 유량계.