CN113218461A - 流体传感器 - Google Patents

流体传感器 Download PDF

Info

Publication number
CN113218461A
CN113218461A CN202110068124.3A CN202110068124A CN113218461A CN 113218461 A CN113218461 A CN 113218461A CN 202110068124 A CN202110068124 A CN 202110068124A CN 113218461 A CN113218461 A CN 113218461A
Authority
CN
China
Prior art keywords
unit
fluid
sensor
flexible portion
adapter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110068124.3A
Other languages
English (en)
Inventor
坪田秀平
仁保嘉规
田中彰弘
花井祯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hosiden Corp
Original Assignee
Hosiden Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2020125714A external-priority patent/JP2022021857A/ja
Application filed by Hosiden Corp filed Critical Hosiden Corp
Publication of CN113218461A publication Critical patent/CN113218461A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/20Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow
    • G01F1/32Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters
    • G01F1/3209Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters using Karman vortices
    • G01F1/3218Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters using Karman vortices bluff body design
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/34Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure
    • G01F1/36Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure the pressure or differential pressure being created by the use of flow constriction
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/20Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow
    • G01F1/32Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters
    • G01F1/325Means for detecting quantities used as proxy variables for swirl
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/20Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow
    • G01F1/32Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters
    • G01F1/325Means for detecting quantities used as proxy variables for swirl
    • G01F1/3259Means for detecting quantities used as proxy variables for swirl for detecting fluid pressure oscillations
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/66Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
    • G01F1/662Constructional details
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/66Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
    • G01F1/666Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters by detecting noise and sounds generated by the flowing fluid

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

本发明提供流体传感器,使流体传感器的感知部容易通过流体而发生变形。流体传感器(S)具有包含挠性部(110)的感知部(100)、第1障碍物(130a)以及第1检测部(200a)。挠性部(110)沿Z‑Z’方向延伸。第1障碍物(130a)沿Z‑Z’方向延伸并且Y‑Y’方向的尺寸比挠性部(110)的Y‑Y’方向的尺寸小,并且相对于挠性部(110)在上游侧隔开间隔地配置。通过流体与第1障碍物(130a)碰撞而使流体在第1障碍物(130a)的下游侧产生漩涡。通过该漩涡与挠性部(110)碰撞而使挠性部(110)的至少一部分发生变形。第1检测部(200a)的至少一个传感器部检测挠性部(110)的至少一部分的变形来作为流体的流动。

Description

流体传感器
技术领域
本发明涉及流体传感器。
背景技术
在日本特昭开56-103322号公报中记载了现有的流体传感器。该传感器具有前方障碍物、第1、第2后方障碍物(感知部)以及第1、第2压力传感器。前方障碍物沿与作为流体的流动方向的第1方向垂直的第2方向延伸。第1、第2后方障碍物沿第2方向延伸,并在第1方向上与前方障碍物隔开间隙地配置,并且在与第1方向和第2方向垂直的第3方向上相互隔开间隔地配置。从第1后方障碍物的第3方向的一端到第2后方障碍物的第3方向的另一端的第3方向的距离比前方障碍物的第3方向的尺寸稍大。
当流体与前方障碍物碰撞时,流体的流动被分割为两个流动。将分割出的两个流动中的一方称为“第1流动”,将另一方称为“第2流动”。第1、第2流动交替地通过前方障碍物的右侧、左侧,由此交替地产生第1漩涡、第2漩涡。该第1、第2漩涡交替地通过上述间隙的右侧、左侧,由此前方障碍物的背面侧(下游侧)的淤水区域在右侧、左侧交替地移位。通过淤水区域交替地移位,通过前方障碍物的左侧、右侧的第2、第1流动在右侧、左侧被交替地吸引,从而与第2、第1后方障碍物交替地碰撞,使第2、第1后方障碍物发生变形。
第1、第2压力传感器安装于第1、第2后方障碍物,并且测量因第1、第2后方障碍物发生变形而产生的阻力。
但是,由于是不产生漩涡的第2、第1流动交替地与第2、第1后方障碍物碰撞以使第2、第1后方障碍物发生变形,因此第2、第1后方障碍物难以产生变形。
发明内容
本发明提供感知部容易通过流体而发生变形的流体传感器。
本发明的一个方式的流体传感器具有:感知部,其具有挠性部,该挠性部的至少一部分能够挠曲;至少一个第1障碍物;以及第1检测部,其具有至少一个传感器部。感知部的挠性部沿与作为流体的流动方向的第1方向大致垂直的第2方向延伸。至少一个第1障碍物沿第2方向延伸,并且相对于挠性部在第1方向的上游侧与挠性部隔开间隔地配置。通过流体与至少一个第1障碍物碰撞而使流体相对于至少一个第1障碍物在与第1方向和第2方向大致垂直的第3方向的一侧、另一侧交替地产生漩涡。通过该漩涡的至少一部分与感知部碰撞而使挠性部的至少一部分发生变形。第1检测部的至少一个传感器部构成为检测挠性部的变形来作为流体的流动。
在基于这种方式的流体传感器的情况下,由于在至少一个第1障碍物的第3方向的一侧、另一侧产生的流体的漩涡与感知部碰撞,因此感知部的挠性部的至少一部分容易发生变形。
至少一个第1障碍物的第3方向的尺寸能够比挠性部的第3方向的尺寸小。另外,至少一个第1障碍物相对于挠性部的第3方向的位置可以是使流体在至少一个第1障碍物的第3方向的一侧、另一侧交替地产生的漩涡的至少一方沿第1方向流动而与挠性部碰撞的位置。
至少一个第1障碍物能够为多个。多个第1障碍物也可以至少包含一组在第3方向上相邻的两个第1障碍物。这两个第1障碍物之间的间隙可以相对于挠性部位于第1方向的上游侧。
感知部能够采用具有密闭的内部空间的结构。在该情况下,可以通过挠性部的至少一部分发生变形而使内部空间内的气压发生变化。第1检测部的至少一个传感器部能够采用以面向内部空间的方式配置或者至少局部地配置在内部空间内,并且检测内部空间内的气压的变化来作为流体的流动的结构。
流体传感器能够采用具有包含至少一个第1障碍物的多个障碍物的结构。多个障碍物能够采用沿第2方向延伸并且在感知部的周围沿周向隔开间隔地配置的结构。例如,多个障碍物能够采用还包含至少一个第2障碍物的结构。至少一个第2障碍物能够采用在相对于挠性部的第1方向的下游侧、第3方向的一侧以及第3方向的另一侧中的任意一侧与挠性部隔开间隔地配置的结构。
感知部能够采用还具有支承部的结构。在该情况下,能够采用以下的结构:挠性部从支承部沿第2方向延伸,并且至少一个第1障碍物从支承部沿第2方向延伸。
在设置有多个障碍物的情况下,多个障碍物能够采用从支承部沿第2方向延伸的结构。
流体传感器能够采用还具有适配器的结构,该适配器能够与形成流体的流路的至少一部分的连接对象连接。支承部能够采用具有基座部和从该基座部向第2方向的一方延伸的支承部主体的结构。适配器能够采用直接或间接地固定于基座部并且具有沿第2方向贯穿该适配器的贯通孔的结构。支承部主体能够构成为配置在适配器的贯通孔内,挠性部的至少一部分和至少一个第1障碍物的至少一部分从适配器的贯通孔向第2方向的一方突出。
在设置有多个障碍物的情况下,能够采用挠性部的至少一部分和多个障碍物的至少一部分从适配器的贯通孔向第2方向的一方突出的结构。
挠性部和至少一个第1障碍物能够不与适配器接触。
在设置有多个障碍物的情况下,挠性部和多个障碍物能够不与适配器接触。
适配器能够采用具有连接部的结构,该连接部能够与作为连接对象的T字管的连接管连接。在适配器的连接部与连接管连接的状态下,能够采用挠性部的至少一部分和至少一个第1障碍物的至少一部分以不与T字管接触的方式配置在T字管内的结构。
在设置有多个障碍物的情况下,在适配器的连接部与连接管连接的状态下,能够采用挠性部的至少一部分和多个障碍物的至少一部分以不与T字管接触的方式配置在T字管内的结构。
流体传感器能够采用还具有第2检测部和控制部的结构,该第2检测部具有对在感知部的周围产生的声音振动进行检测的至少一个传感器部。控制部能够采用生成由第1检测部的至少一个传感器部检测的气压的特性信息与由第2检测部的至少一个传感器部检测的声音振动的特性信息的差分数据的结构。
控制部能够采用具有第1、第2傅里叶变换部以及运算部的结构。第1傅里叶变换部能够采用通过对从第1检测部的至少一个传感器部输出的电信号进行傅里叶变换处理来生成第1频率频谱的结构。第2傅里叶变换部能够采用通过对从第2检测部的至少一个传感器部输出的电信号进行傅里叶变换处理来生成第2频率频谱的结构。运算部能够采用通过取得第1频率频谱与第2频率频谱的差分来生成差分数据的结构。
控制部能够采用还具有强调部的结构。在该情况下,运算部能够采用根据差分数据来确定内部空间内的气压的变动频带的结构。强调部能够采用提高差分数据中的内部空间内的气压的变动频带的电平,另一方面降低差分数据中的除内部空间内的气压的变动频带以外的频带的电平的结构。
附图说明
图1A是从本发明的实施例1的流体传感器的正面、顶面以及右侧面示出的立体图。
图1B是从上述实施例1的流体传感器的正面、底面以及右侧面示出的立体图。
图2A是上述实施例1的流体传感器的图1A中的2A-2A线剖视图。
图2B是上述实施例1的流体传感器的图1A中的2B-2B线剖视图。
图2C是上述实施例1的流体传感器的图2A中的2C-2C线剖视图。
图2D是上述实施例1的流体传感器的图2A中的2D-2D线剖视图。
图3A是从上述实施例1的流体传感器的正面、顶面以及右侧面示出的分解立体图。
图3B是从上述实施例1的流体传感器的正面、底面以及右侧面示出的分解立体图。
图4是示出上述实施例1的流体传感器的第1、第2检测部和控制部的框图。
图5是上述实施例1的流体传感器和T字管的与图2B对应的剖视图。
图6是示出对上述实施例1的感知传感器的第1检测部的麦克风的电信号进行傅里叶变换而得到的第1频谱信号和对第2检测部的麦克风的电信号进行傅里叶变换而得到的第2频谱信号的一例的波形图。
图7是从上述实施例1的感知传感器的第1频谱信号减去第2频谱信号而得的频谱信号的波形图。
图8是示出上述实施例1的流体传感器的第1设计变形例的与图2B对应的剖视图。
图9是示出上述实施例1的流体传感器的第2设计变形例的与图2B对应的剖视图。
图10是示出上述实施例1的流体传感器的第3设计变形例的与图2B对应的剖视图。
标号说明
S:流体传感器;100:感知部;101:内部空间;101a、101b:第1空间、第2空间;102:开口;103:收纳凹部;104:收纳孔;110:挠性部;120:支承部;121:基座部;122:支承部主体;123:突起;130:障碍物;200a:检测部(第1检测部);200b:检测部(第2检测部);300:基板;400:适配器;401:贯通孔;410:连接部;420:固定部;500:密封部;600:罩部;700:控制部;710a、710b:第一、第二A/D转换部;720a、720b:第1、第2傅里叶变换部;730:运算部;740:强调部;800:T字管;810:T字管主体;820:连接管。
具体实施方式
以下,对包含本发明的实施例1及其设计变形例的各种实施例进行说明。另外,需要注意的是,后述的实施例和设计变更例的各结构要素只要不相互矛盾,则能够相互组合。另外,还需要注意的是,对于构成后述的实施例的各方式和设计变形例中的各结构要素的原材料、形状、尺寸、数量以及配置等,对其一例进行了说明,只要能够实现同样的功能,则能够任意地进行设计变更。
【实施例1】
以下,参照图1A~图10对包含本发明的实施例1及其设计变形例的多个实施例的流体传感器S(以下,也简称为传感器S)进行说明。传感器S是用于感知流体(例如,液体、流动体或气体)的流动的传感器。图1A~图5示出了实施例1的传感器S。图8示出了实施例1的传感器S的第1设计变形例。图9示出了实施例1的传感器S的第2设计变形例。图10示出了实施例1的传感器S的第3设计变形例。另外,在图1A、图1B、图2B~图2D、图3A~图3B、图5以及图8~图10中示出了X-X’方向。X-X’方向包含X方向和X’方向(第1方向)。X’方向是流体的流动方向。X方向是流体的流动的上游方向,X’方向是流体的流动的下游方向。在图1A~图2B、图3A、图3B、图5以及图8~图10中示出了Z-Z’方向(第2方向)。Z-Z’方向与X-X’方向大致垂直,并且包含Z’方向(第2方向的一方)和Z方向(第2方向的另一方)。在图1A~图2A和图2C~图3B中示出了Y-Y’方向(第3方向)。Y-Y’方向与X-X’方向和Z-Z’方向大致垂直,并且包含Y方向(第3方向的一方)和Y’方向(第3方向的另一方)。
传感器S具有感知部100。感知部100具有挠性部110。挠性部110是沿Z-Z’方向延伸的圆柱或多棱柱,其至少一部分由具有挠性的材料(例如,橡胶等弹性体、金属或合成树脂等)构成。在挠性部110的一部分由具有挠性的原材料构成的情况下,剩余的部分可以由刚性比挠性部110的一部分高的原材料构成。挠性部110的至少一部分也可以预先弯折或弯曲。另外,感知部100具有密闭的内部空间101。在内部空间101内填充有空气或燃气等气体。通过感知部100被流体按压并且挠性部110的至少一部分(即,挠性部110的一部分或全部)发生变形,内部空间101内的气压发生变化(即,内部空间101内的气体发生振动)。这样,施加于感知部100的挠性部110的按压被转换为内部空间101内的气压的变化(内部空间101内的气体的振动)。在挠性部110的至少一部分的变形较大的情况下,内部空间101内的气压的变化变大,在挠性部110的至少一部分的变形较小的情况下,内部空间101内的气压的变化变小。另外,Z-Z’方向相当于挠性部110的长度方向。
传感器S还具有至少一个第1障碍物130a。至少一个第1障碍物130a是使碰撞的流体产生漩涡(卡门漩涡)的沿Z-Z’方向延伸的圆柱或多棱柱,例如由金属或合成树脂等构成。至少一个第1障碍物130a相对于挠性部110在X方向侧(第1方向的上游侧)隔开间隔地配置。至少一个第1障碍物130a能够设为多个。在该情况下,多个第1障碍物130a相对于挠性部110在X方向侧(第1方向的上游侧)相互在Y-Y’方向上隔开间隔地配置。
通过向X’方向流动的流体与一个或多个第1障碍物130a碰撞,使流体交替地在一个或多个第1障碍物130a的Y方向侧、Y’方向侧产生漩涡(卡门漩涡)。通过该漩涡的至少一部分向X’方向流动而与挠性部110碰撞(被流体的漩涡按压),从而使挠性部110发生变形,内部空间101内的气压发生变化。
这样,一个或多个第1障碍物130a与挠性部110的X-X’方向的距离被设定为使通过与一个或多个第1障碍物130a碰撞而在流体中产生的漩涡与挠性部110碰撞的距离。另外,一个或多个第1障碍物130a相对于挠性部110的Y-Y’方向的位置可以是使流体在一个或多个第1障碍物130a的Y方向侧、Y’方向侧交替地产生的漩涡的至少一方向X’方向流动而与挠性部110碰撞的位置。换言之,一个或多个第1障碍物130a相对于挠性部110的Y-Y’方向的位置可以是在相对于挠性部110的中心轴从X方向侧(第1方向的上游侧)观察一个或多个第1障碍物130a和挠性部110时,在一个或多个第1障碍物130a的Y方向侧和Y’方向侧中的至少一侧能够目视确认挠性部110的Y-Y’方向上的一部分的位置。虽然至少一个第1障碍物130a的Y-Y’方向的尺寸能够任意地设定,但可以比挠性部110的Y-Y’方向的尺寸小。例如,至少一个第1障碍物130a的Y-Y’方向的尺寸可以为挠性部110的Y-Y’方向的尺寸的2/3以下,也可以为1/2以下,还可以为1/3以下。
在至少一个第1障碍物130a为多个的情况下,多个第1障碍物130a包含至少一组在Y-Y’方向上相邻的两个第1障碍物130a。在相邻的两个第1障碍物130a之间产生间隙。该间隙比挠性部110的Y-Y’方向的尺寸小,并且相对于挠性部110位于X方向侧(第1方向的上游侧)。换言之,在相对于挠性部110的中心轴从X方向侧(第1方向的上游侧)观察相邻的两个第1障碍物130a和挠性部110时,在挠性部110的Y-Y’方向上的一部分从相邻的两个第1障碍物130a之间的间隙露出的位置配置有该间隙。在该情况下,向X’方向流动的流体与相邻的两个第1障碍物130a碰撞并通过它们之间的间隙,从而容易产生漩涡(卡门漩涡)。
传感器S也可以具有多个障碍物130。多个障碍物130包含至少一个第1障碍物130a和多个第2障碍物130b。多个障碍物130除了在挠性部110的周围沿周向隔开间隔地配置以外,采用了与至少一个第1障碍物130a相同的结构。多个第2障碍物130b除了相对于挠性部110配置于X’方向侧(第1方向的下游侧)、Y方向侧以及Y’方向侧以外,采用了与至少一个第1障碍物130a相同的结构。多个第2障碍物130b也通过与流体碰撞而使流体在多个第2障碍物130b的Y方向侧、Y’方向侧交替地产生漩涡(卡门漩涡)。另外,能够将多个第2障碍物130b全部省略。或者,也可以省略由相对于挠性部110位于X’方向侧(第1方向的下游侧)的一个或多个第2障碍物130b构成的组、由位于Y方向侧的一个或多个第2障碍物130b构成的组以及由位于Y’方向侧的一个或多个第2障碍物130b构成的组中的任意一个组,还可以省略任意两个组。
传感器S还具有检测部200a(第1检测部)。检测部200a具有至少一个麦克风(至少一个传感器部)。至少一个麦克风例如是驻极体电容麦克风、MEMS麦克风或者动态型的麦克风。至少一个麦克风的能够拾音的频带根据内部空间101内的气压的变化的频率(内部空间101内的气体的振动的频率)来设定。至少一个麦克风的外形越小,其能够拾音的频带越高。因此,在内部空间101内的气体的振动的频带较高的情况下,可以选择至少一个麦克风的外形较小的检测部。例如,在至少一个麦克风的外径是4φ的情况下,能够拾音至大约10kHz。
至少一个麦克风构成为对内部空间101内的气压的变化进行检测。例如,至少一个麦克风构成为具有未图示的振动板,并且振动板根据内部空间101内的气压的变化而发生振动,该麦克风的电信号(例如,电压等)根据该振动板的振动而发生变化。在内部空间101内的气压的变化较大的情况下,至少一个麦克风的电信号的波形的振幅增大,在内部空间101内的气压的变化较小的情况下,至少一个麦克风的电信号的波形的振幅减小。
检测部200a还可以具有设置有至少一个音孔的壳体和多个输出部。至少一个音孔与内部空间101连通。输出部是用于将至少一个麦克风的电信号输出到检测部200a外的端子、电极或引线等。
在检测部200a是仅具有一个麦克风的结构的情况下,壳体可以是麦克风的壳体,至少一个音孔可以是麦克风的音孔,输出部可以是麦克风的输出部。检测部200a能够采用具有多个麦克风的结构。多个麦克风被单元化。在该情况下,壳体可以是单元的壳体,至少一个音孔可以是麦克风或单元的音孔,输出部可以是各麦克风的输出部或单元的输出部。
传感器S能够采用还具有检测部200b(第2检测部)的结构。检测部200b具有至少一个麦克风(至少一个传感器部)。至少一个麦克风例如是驻极体电容麦克风、MEMS麦克风或者动态型的麦克风。至少一个麦克风的能够拾音的频带根据在感知部100的周围产生的声音振动(噪声)的频率来设定。
至少一个麦克风构成为对在感知部100的周围产生的声音振动进行检测。例如,至少一个麦克风构成为具有未图示的振动板,并且振动板根据在感知部100的周围产生的声音振动而发生振动,该麦克风的电信号(例如,电压等)根据该振动板的振动而发生变化。
检测部200b能够采用还具有设置有至少一个音孔(未图示)的壳体和多个输出部的结构。检测部200b只要以至少一个音孔朝向感知部100的周围的方式配置即可。例如,检测部200b能够采用以其至少一个音孔处于与检测部200a的至少一个音孔相反的方向的方式配置的结构。在检测部200a的至少一个音孔朝向Z’方向的情况下,可以以检测部200b的至少一个音孔朝向Z方向的方式配置检测部200b。检测部200b的输出部是用于将至少一个麦克风的信号输出到检测部200b外的端子、电极或引线等。
在检测部200b是仅具有一个麦克风的结构的情况下,检测部200b的壳体可以是麦克风的壳体,检测部200b的至少一个音孔可以是麦克风的音孔,检测部200b的输出部可以是麦克风的输出部。检测部200b能够采用具有多个麦克风的结构。多个麦克风被单元化。在该情况下,检测部200b的壳体可以是单元的壳体,检测部200b的至少一个音孔可以是麦克风或单元的音孔,检测部200b的输出部可以是各麦克风的输出部或单元的输出部。
传感器S能够采用还具有基板300的结构。基板300具有Z’方向侧的第1面和Z方向侧的第2面。检测部200a安装在基板300的第1面上,并且检测部200a的输出部与基板300的第1面上的表面电极或设置于基板300的第1面的通孔电极连接。检测部200b安装在基板300的第2面上,并且检测部200b的输出部与基板300的第2面上的表面电极或设置于基板300的第2面的通孔电极连接。
传感器S能够采用还具有控制部700的结构。控制部700可以是安装在基板300上的逻辑电路,也可以是由逻辑电路处理的软件。控制部700具有生成由检测部200a的至少一个传感器部检测的内部空间101内的气压的特性信息与由检测部200b的至少一个传感器部检测的感知部100的周围的声音振动的特性信息的差分数据的结构。
控制部700例如具有第一A/D转换部710a、第二A/D转换部710b、第1傅里叶变换部(FFT)720a、第2傅里叶变换部(FFT)720b以及运算部730。在该情况下,从检测部200a的至少一个传感器部输出的第1电子信号(检测部200a的至少一个麦克风的电信号)被第一A/D转换部710a转换为数字信号,并输入到第1傅里叶变换部720a。第1傅里叶变换部720a对数字化后的第1电子信号进行傅里叶变换处理(频谱分析),生成第1频率频谱(规定数量的每个频带的第1频谱信号)(参照图6)。第1频率频谱相当于内部空间101内的气压的特性信息。从检测部200b的至少一个传感器部输出的第2电子信号(检测部200b的至少一个麦克风的电信号)被第二A/D转换部710b转换为数字信号,并输入到第2傅里叶变换部720b。第2傅里叶变换部720b对数字化后的第2电子信号进行傅里叶变换处理(频谱分析),生成第2频率频谱(规定数量的每个频带的第2频谱信号)(参照图6)。第2频率频谱相当于感知部100的周围的声音振动的特性信息。另外,在图6中,用虚线表示第1频谱信号的波形,用实线表示第2频谱信号的波形。
运算部730生成第1频率频谱与第2频率频谱的差分数据(在每个频带中第1频谱信号与第2频谱信号的差分数据)。换言之,运算部730从第1频率频谱减去第2频率频谱而生成差分数据(按照每个频带从第1频谱信号减去第2频谱信号而生成每个频带的差分的频谱信号)(参照图7)。另外,使用从图1A~图3B所示的实施例1的传感器S去除了罩600后的传感器S来测量图6所示的第1频谱信号和第2频谱信号的波形以及图7所示的差分的频谱信号的波形。
运算部730也可以采用如下的结构:在生成差分数据之前,对第1频率频谱的信号电平与第2频率频谱的信号电平进行比较(按照每个频带对第1频谱信号的信号电平与第2频谱信号的信号电平进行比较),在判断为第1频率频谱的信号电平与第2频率频谱的信号电平之差大于规定的阈值时(在判断为每个频带的第1频谱信号的信号电平与第2频谱信号的信号电平之差大于规定的阈值时),进行归一化,以使第1频率频谱的信号电平和第2频率频谱的信号电平为相同程度(降低或提高,以使第1频率频谱的信号电平和第2频率频谱的信号电平中的任意一方为与另一方相同的程度),如上所述生成信号电平为相同程度的第1频率频谱与第2频率频谱的信号电平的差分数据。另外,阈值被记录在控制部700的未图示的存储器中。
控制部700能够采用还具有强调部740的结构。在该情况下,运算部730还可以具有根据按照上述任意一种方式生成的差分数据来确定内部空间101内的气压的变动频带的结构。例如,运算部730能够采用以下的结构:将差分数据中的差分的频谱信号仅存在于+域的频带(参照图7所示的X的频带)确定为内部空间101内的气压的变动频带,将差分的频谱信号存在于+域和-域这双方的频带(参照图7所示的X以外的频带)确定为感知部100的周围的声音振动的变动频带。强调部740构成为提高由运算部730确定的内部空间101内的气压的变动频带的频谱信号的电平,另一方面,降低由运算部730确定的感知部100的周围的声音振动的变动频带的频谱信号的电平,并输出到控制部700之外(外部的电子设备等)。
控制部700还可以具有以下的结构:根据按照上述任意一种方式生成的差分数据或确定的内部空间101内的气压的变动频带的频谱信号,感知内部空间101内的气压的变化或者计算内部空间101内的气压的变化量。
能够省略强调部740。在该情况下,运算部730可以构成为将按照上述任意一种方式生成的差分数据输出到控制部700之外(外部的电子设备等),也可以构成为根据按照上述任意一种方式生成的差分数据而将确定了内部空间101内的气压的变动频带的数据输出到控制部700外(外部的电子设备等)。
另外,能够省略检测部200b和/或控制部700。在省略了检测部200b而设置有控制部700的情况下,控制部700能够采用根据检测部200a的至少一个麦克风的电信号来感知内部空间101内的气压的变化的结构或者计算内部空间101内的气压的变化量的结构。在省略了控制部700和检测部200b这两者的情况下,检测部200a的输出部可以构成为能够与电子设备的控制部电连接。在省略了控制部700而设置有检测部200b的情况下,检测部200a和检测部200b的输出部可以构成为与电子设备的控制部电连接。
也可以省略基板300。在省略了基板300和检测部200b的情况下,检测部200a的输出部能够采用与控制部700或电子设备的控制部电连接的结构。在省略了基板300而设置有检测部200b的情况下,能够采用检测部200a和检测部200b的输出部与控制部700或电子设备的控制部电连接的结构。
感知部100还可以具有开口102。开口102与内部空间101连通并且向感知部100外敞开。将该开口102敞开的方向称为敞开方向。在图1A~图3B、图5以及图8~图10中,敞开方向是Z方向,但这只不过是一例。能够采用检测部200a或封闭部从敞开方向侧与开口102的至少一部分嵌合(FIT IN)并且开口102被检测部200a或封闭部封闭的结构。在该情况下,检测部200a或封闭部的与敞开方向垂直的方向的截面的外形可以与开口102的至少一部分的与敞开方向垂直的方向的截面的形状对应,并且检测部200a或封闭部的与敞开方向垂直的方向的截面的外形尺寸可以与开口102的至少一部分的与敞开方向垂直的方向的截面的尺寸大致相同或稍大。或者,检测部200a或封闭部也可以不与开口102嵌合而以从敞开方向侧封闭开口102的方式固定于感知部100的外表面。无论在哪种情况下,开口102都被检测部200a或封闭部封闭,从而内部空间101被密闭。另外,在图1A~图3B、图5以及图8~图10中,开口102向Z方向敞开,检测部200a从Z方向侧与开口102嵌合(FIT IN)。
在开口102被检测部200a封闭的情况下(参照图2A~图2B、图4以及图5),检测部200a以面向内部空间101的方式配置或者至少局部地配置在内部空间101内。在该情况下,检测部200a具有封闭开口102的封闭面。在封闭面上设置有至少一个音孔。封闭面能够形成为平坦面,但并不限定于此。另外,在图1A~图3B、图5以及图8~图10中,检测部200a的封闭面朝向Z’方向。
在开口102被封闭部封闭的情况下(未图示),检测部200a配置在内部空间101内。在该情况下,可以使用基板300作为封闭部,也可以使用橡胶或树脂制的帽等作为封闭部。在省略了开口102的情况下(未图示),检测部200a以面向内部空间101的方式配置或者配置在内部空间101内。在该情况下,检测部200a通过嵌件成型而埋入到感知部100中。
感知部100能够采用还具有支承部120的结构。支承部120可以由具有与挠性部110大致相同的刚性的材料(例如,金属或合成树脂等)构成,也可以由刚性比挠性部110高的材料(例如,金属或合成树脂等)构成。
支承部120只要构成为对挠性部110进行支承即可。支承部120例如能够采用具有基座部121和支承部主体122的结构。在设置有基板300的情况下,也可以在基座部121的Z方向侧的面上设置有收纳凹部103,该收纳凹部103相对于开口102位于Z方向侧并且与开口102连通。在该情况下,检测部200a以从开口102面向内部空间101的方式配置或者至少局部地配置在内部空间101内,并且基板300从Z方向侧收纳于收纳凹部103。能够省略收纳凹部103。在该情况下,检测部200a以从开口102面向内部空间101的方式配置或者至少局部地配置在内部空间101内,并且基板300配置在基座部121的Z方向侧的面上。在省略了基板300而设置有检测部200b的情况下,检测部200b能够采用配置在基座部121的Z方向侧的面上的结构。基板300也可以通过螺钉R2或粘接剂等固定在基座部121的Z方向侧的面上。支承部主体122从基座部121沿Z-Z’方向延伸。支承部主体122的X-X’方向的截面的外形尺寸能够比基座部121的X-X’方向的截面的外形尺寸小,但并不限定于此。支承部主体122的形状只要能够对挠性部110进行支承,则能够任意地进行设计变更。另外,能够省略基座部121。
在设置有支承部120的情况下,例如感知部100还可以具有以下(1)或(2)的结构。
(1)感知部100的挠性部110与支承部主体122一体地连接并且从支承部主体122沿Z-Z’方向延伸(参照图1A~图3B以及图5)。在该情况下,感知部100的内部空间101能够采用具有第1空间101a和第2空间101b的结构。第1空间101a设置在挠性部110内。第2空间101b可以设置在支承部主体122内并且开口102设置于支承部主体122和基座部121,第2空间101b也可以设置于支承部主体122和基座部121内并且开口102设置于基座部121。第2空间101b相对于第1空间101a位于Z方向侧并且与第1空间101a连通。开口102相对于第2空间101b位于Z方向侧,与第2空间101b连通并且向Z方向侧敞开。检测部200a如上述任意一项所述那样封闭开口102,并且可以以面向内部空间101的方式配置,也可以至少局部地配置在内部空间101内。无论在哪种情况下,检测部200a都可以通过与支承部120的开口102嵌合而固定于支承部120,检测部200a也可以以封闭开口102的方式固定于支承部120的外表面。或者,封闭部从感知部100的外侧封闭开口102,并且检测部200a可以以面向内部空间101的方式配置,也可以至少局部地配置在内部空间101内。
(2)感知部100的挠性部110与支承部120分体,能够采用在Z-Z’方向上与支承部120的支承部主体122接头并且从支承部主体122沿Z-Z’方向延伸的结构。在该情况下,感知部100例如还可以具有以下(2-1)、(2-2)以及(2-3)中的任意一种结构。
(2-1)感知部100的挠性部110的Z方向的端部通过焊接、粘接或熔接等而与支承部主体122接头(连接)(参照图8)。在该情况下,与上述(1)同样地也设置有感知部100的内部空间101的第1空间101a、内部空间101的第2空间101b以及开口102。与上述(1)同样,检测部200a封闭开口102,并且可以以面向内部空间101的方式配置,也可以至少局部地配置在内部空间101内。或者,与上述(1)同样,封闭部封闭开口102,并且检测部200a可以以面向内部空间101的方式配置,也可以至少局部地配置在内部空间101内。
(2-2)感知部100的挠性部110的Z方向侧的部分通过与支承部主体122的收纳孔104嵌合(FIT IN)而与支承部主体122接头(连接)(参照图9)。收纳孔104设置在支承部主体122内并且向Z’方向敞开。在该情况下,感知部100的内部空间101的第1空间101a设置在挠性部110内,开口102设置于支承部主体122和基座部121,相对于收纳孔104位于Z方向侧并且与收纳孔104连通。通过挠性部110的Z方向侧的部分与收纳孔104嵌合,开口102相对于第1空间101a位于Z方向侧并且与第1空间101a连通。与上述(1)同样,检测部200a封闭开口102,并且可以以面向内部空间101的方式配置,也可以至少局部地配置在内部空间101内。或者,与上述(1)同样,封闭部封闭开口102,并且检测部200a可以以面向内部空间101的方式配置,也可以至少局部地配置在内部空间101内。
(2-3)感知部100的挠性部110的Z方向侧的部分通过外嵌于支承部主体122的筒部122b而与支承部主体122接头(连接)(参照图10)。筒部122b是支承部主体122的Z’方向侧的部分,沿Z-Z’方向延伸并且向Z’方向敞开。在该情况下,感知部100的内部空间101的第1空间101a设置在挠性部110内,第2空间101b设置于支承部主体122和基座部121内,相对于第1空间101a位于Z方向侧并且与第1空间101a连通。第2空间101b构成筒部122b的内部空间的一部分。开口102设置于基座部121,相对于第2空间101b位于Z方向侧,与第2空间101b连通并且向Z方向侧敞开。与上述(1)同样,检测部200a封闭开口102,并且可以以面向内部空间101的方式配置,也可以至少局部地配置在内部空间101内。或者,与上述(1)同样,封闭部封闭开口102,并且检测部200a可以以面向内部空间101的方式配置,也可以至少局部地配置在内部空间101内。
另外,在感知部100具有上述(1)、(2-1)以及(2-3)中的任意一种结构的情况下,能够省略第2空间101b。在该情况下,能够采用开口102设置于支承部主体122和基座部121,相对于第1空间101a位于Z方向侧并且与第1空间101a连通的结构。另外,在感知部100具有上述(2-1)或(2-3)中的任意一种结构并且省略了第2空间101b的情况下,能够采用如下的结构:开口102是挠性部110的Z方向侧的开口,支承部主体122所支承的检测部200a从开口102配置在内部空间101内并且支承部主体122封闭开口102。在该情况下,可以省略基板300,也可以是检测部200a不安装在基板300上并且使检测部200a的输出部与基板300电连接。在感知部100具有上述(1)、(2-1)、(2-2)以及(2-3)中的任意一种结构的情况下,也可以省略第2空间101b和开口102。在该情况下,检测部200a构成为以面向第1空间101a或者一部分位于第1空间101a的方式通过嵌件成型而埋入到感知部100内。另外,在感知部100仅具有挠性部110的情况或者具有挠性部110但不具有支承部120的情况下,可以在挠性部110内设置内部空间101。也可以在该挠性部110上进一步设置开口102。
在设置有至少一个第1障碍物130a并且未设置第2障碍物130b的情况下,支承部120能够采用对至少一个第1障碍物130a进行支承的结构。在该情况下,支承部120的支承部主体122具有绕挠性部110的周缘部122a。至少一个第1障碍物130a从支承部120的周缘部122a沿Z-Z’方向延伸。至少一个第1障碍物130a能够与支承部120的支承部主体122分体。在该情况下,在支承部主体122的周缘部122a上设置有向Z’方向敞开的至少一个支承孔。至少一个第1障碍物130a的Z方向侧的部分与支承部主体122的对应的支承孔嵌合(FIT IN)。至少一个第1障碍物130a也可以与支承部120的支承部主体122的周缘部122a连接,并与支承部主体122一体化。至少一个第1障碍物130a的从Z’方向的端部至周缘部122a的Z-Z’方向的尺寸可以与挠性部110的从Z’方向的端部至周缘部122a的Z-Z’方向的尺寸大致相同,也可以更小,还可以更大。
在设置有多个障碍物130的情况下,多个障碍物130从支承部120的支承部主体122的周缘部122a沿Z-Z’方向延伸。多个障碍物130能够与支承部120的支承部主体122分体。在该情况下,在支承部主体122的周缘部122a上沿上述周向隔开间隔地设置有向Z’方向敞开的多个支承孔。多个障碍物130的Z方向侧的部分与支承部主体122的对应的支承孔嵌合(FIT IN)。多个障碍物130也可以与支承部120的支承部主体122的周缘部122a沿上述周向隔开间隔地连接,并与支承部主体122一体化。各障碍物130的从Z’方向的端部至周缘部122a的Z-Z’方向的尺寸可以与挠性部110的从Z’方向的端部至周缘部122a的Z-Z’方向的尺寸大致相同,也可以更小,还可以更大。
传感器S还可以具有适配器400。适配器400由金属或合成树脂构成。在适配器400上设置有沿Z-Z’方向贯穿该适配器400的贯通孔401。
在设置有至少一个第1障碍物130a并且未设置第2障碍物130b的情况下,贯通孔401的Z-Z’方向的尺寸比挠性部110的Z-Z’方向的尺寸与支承部主体122的Z-Z’方向的尺寸之和小,并且比至少一个第1障碍物130a的Z-Z’方向的尺寸和支承部主体122的Z-Z’方向的尺寸之和小。可以在贯通孔401内配置有支承部主体122、挠性部110的Z方向侧的部分以及至少一个第1障碍物130a的Z方向侧的部分,并且挠性部110的Z’方向侧的部分和至少一个第1障碍物130a的Z’方向侧的部分从贯通孔401向Z’方向突出,也可以在贯通孔401内配置有支承部主体122,并且挠性部110的整体和至少一个第1障碍物130a的整体从贯通孔401向Z’方向突出。
在设置有多个障碍物130的情况下,贯通孔401的Z-Z’方向的尺寸比挠性部110的各自的Z-Z’方向的尺寸与支承部主体122的Z-Z’方向的尺寸之和小,并且比多个障碍物130的各自的Z-Z’方向的尺寸和支承部主体122的Z-Z’方向的尺寸之和小。可以在贯通孔401内配置有支承部主体122、挠性部110的Z方向侧的部分以及多个障碍物130的Z方向侧的部分,并且挠性部110的Z’方向侧的部分和多个障碍物130的Z’方向侧的部分从贯通孔401向Z’方向突出,也可以在贯通孔401内配置有支承部主体122,并且挠性部110的整体和多个障碍物130的整体从贯通孔401向Z’方向突出。
支承部主体122能够采用具有Z方向侧的第1部和Z’方向侧的第2部的结构。在该情况下,挠性部110从第2部沿Z-Z’方向延伸。第2部具有上述周缘部122a。第1部的X-X’方向的截面的外形尺寸比第2部的X-X’方向的截面的外形尺寸大。贯通孔401具有Z方向侧的第1孔部和Z’方向侧的第2孔部。第1孔部的X-X’方向的截面的尺寸比支承部主体122的第1部的X-X’方向的截面的外形尺寸大。第2孔部的X-X’方向的截面的尺寸比第2部的X-X’方向的截面的外形尺寸大。另外,支承部主体122的X-X’方向的截面的外形尺寸也可以从Z方向的端部至Z’方向的端部大致均匀。贯通孔401的X-X’方向的截面的尺寸也可以从Z方向的端部至Z’方向的端部大致均匀。
适配器400具有连接部410和固定部420。连接部410从固定部420向Z’方向延伸。连接部410构成为能够与构成流体的流路的至少一部分的连接对象连接。例如,连接部410可以采用与设置于连接对象的连接孔嵌合(FIT IN)的结构,连接部410也可以采用与设置于连接对象的螺纹孔螺合的结构。在前者的情况下,连接部410的X-X’方向的截面的外形可以与连接对象的连接孔的X-X’方向的截面的形状对应,并且连接部410的X-X’方向的截面的外形尺寸可以与连接对象的连接孔的X-X’方向的截面的尺寸大致相同或稍大。在后者的情况下,可以在连接部410的外周面上形成有螺纹槽,并在连接孔的内周面上形成有与连接部410的螺纹槽对应的螺纹槽。相反,也可以采用连接部410内的贯通孔401是上述连接孔或螺纹孔,连接对象的筒状的连接部与贯通孔401嵌合(FIT IN)或螺合的结构。
连接对象例如能够为T字管800(参照图5)。T字管800具有T字管主体810和连接管820。在T字管主体810内的流路中,上述流体能够向X’方向流通。连接管820从T字管主体810向Z方向延伸,在其内部具有连接孔。连接孔与T字管主体810的流路连通。连接部410构成为从Z方向侧嵌合(FIT IN)到连接管820的连接孔内。以下,将该状态称为连接状态。
在上述连接状态下,从连接部410的贯通孔401突出的挠性部110的至少一部分和至少一个第1障碍物130a的至少一部分从连接管820的连接孔以不与T字管800接触的方式插入到T字管主体810的流路内。在该情况下,从连接部410的贯通孔401突出的挠性部110的至少一部分和至少一个第1障碍物130a的至少一部分贯穿连接管820的连接孔。在设置有多个障碍物130的情况下,从连接部410的贯通孔401突出的挠性部110的至少一部分和多个障碍物130的至少一部分从连接管820的连接孔以不与T字管800接触的方式插入到T字管主体810的流路内。在该情况下,从连接部410的贯通孔401突出的挠性部110的至少一部分和多个障碍物130的至少一部分贯穿连接管820的连接孔。在任意情况下,通过在流路内流通的流体与至少一个第1障碍物130a的至少一部分碰撞而如上所述那样产生漩涡,通过该漩涡与挠性部110的至少一部分碰撞,挠性部110的至少一部分弯曲(发生挠曲)。
在设置有适配器400和至少一个第1障碍物130a并且未设置第2障碍物130b的情况下,至少一个第1障碍物130a也可以采用不从支承部120而从适配器400的连接部410的贯通孔401的Z’方向侧的周缘部沿Z-Z’方向延伸的结构。
在设置有适配器400和多个障碍物130的情况下,多个障碍物130也可以采用不从支承部120而从适配器400的连接部410的贯通孔401的Z’方向侧的周缘部沿Z-Z’方向延伸的结构。
固定部420能够采用在Z-Z’方向上与基座部121对置并且通过螺钉R1直接固定于基座部121的结构。或者,固定部420能够采用间接地固定于基座部121的结构。例如,固定部420的沿Z-Z’方向延伸的外周面和基座部121的沿Z-Z’方向延伸的外周面共面地连续,在两个外周面上形成有连续的螺纹槽。通过将未图示的螺栓螺纹紧固于两个外周面,固定部420和基座部121经由螺栓而间接地被固定。
传感器S还可以具有密封部500。密封部500是橡胶等环状的弹性体。在适配器400间接或直接地固定于基座部121的状态下,密封部500在Z-Z’方向上被夹持在基座部121与适配器400之间。密封部500可以在基座部121与适配器400之间被压缩,但并不限定于此。也可以在适配器400的贯通孔401的Z方向侧的周缘部设置有收纳密封部500的收纳凹部421,但并不限定于此。密封部500能够构成为具有吸收适配器400的振动的防振性。也可以在适配器400上设置有收纳密封部500的收纳凹部421,但并不限定于此。也可以设置吸收适配器的振动的防振部来代替密封部500。
传感器S能够采用还具有罩600的结构。在设置有基板300的情况下,罩600以从Z方向侧覆盖检测部200b和基板300的方式固定于支承部120的基座部121。在未设置基板300的情况下,罩600以从Z方向侧覆盖检测部200b的方式固定于支承部120的基座部121。
能够省略适配器400、密封部500以及/或者罩600。在省略了适配器400的情况下,只要采用能够将感知部100的挠性部110或支承部120与连接对象连接或固定的结构即可。
在基于以上那样的传感器S的情况下,起到以下的技术特征和效果。
第一,传感器S的挠性部110容易因流体而变形。这是因为,在挠性部110的X方向侧(上游侧)配置有至少一个第1障碍物130a,因此流体与至少一个第1障碍物130a碰撞,从而使流体在至少一个第1障碍物130a的Y方向侧、Y’方向侧交替地产生漩涡(卡门漩涡)。通过该漩涡的至少一部分向X’方向流动而与挠性部110碰撞(被流体的漩涡按压),挠性部110发生变形,内部空间101内的气压发生变化。这样,传感器S的挠性部110容易发生变形,内部空间101内的气压容易发生变化,其结果为,提高了传感器S的感知精度。
第二,在至少一个第1障碍物130a从感知部100的支承部120的周缘部122a沿Z-Z’方向延伸的情况下,使流体产生漩涡的至少一个第1障碍物130a和感知部100被一体化,因此能够实现传感器S的小型化。
第三,传感器S的部件数量减少。这是因为,检测部200a只要具有对感知部100的内部空间101的气压的变化进行检测的至少一个麦克风即可。另外,在检测部200a封闭开口102的情况下,感知部100的内部空间101被检测部200a密闭,因此与利用其他部件封闭开口102的情况相比,传感器S的部件数量减少。在基板300封闭开口102的情况下,感知部100的内部空间101被基板300密闭,因此与利用其他部件封闭开口102的情况相比,传感器S的部件数量减少。
第四,在检测部200a安装在基板300上并且检测部200a封闭开口102或者通过开口102配置在内部空间101内的情况下,传感器S的组装变得简单。这是因为,仅通过将检测部200a嵌合于开口102或者通过开口102插入到内部空间101内,并且将基板300固定于支承部120,感知部100的内部空间101便被密闭,并且检测部200a和基板300相对于支承部120的固定完成。
第五,在挠性部110与适配器400接触的情况下,当挠性部110发生挠曲时,对挠性部110的与适配器400的接触部分施加载荷。但是,在挠性部110不与适配器400接触的情况下,即使挠性部110发生挠曲,也不会对挠性部110施加上述载荷。
第六,在设置有控制部700和检测部200b的情况下,控制部700生成由检测部200a的至少一个传感器部检测的内部空间101内的气压的特性信息与由检测部200b的至少一个传感器部检测的感知部100的周围的声音振动的特性信息的差分数据,因此通过使用该差分数据,能够将感知部100的周围的声音振动的特性信息作为噪声从内部空间101内的气压的特性信息中去除。因此,提高了传感器S对流体的感知精度。
另外,上述流体传感器并不限定于上述实施例,能够在技术方案的记载范围内任意地进行设计变更。以下进行详细叙述。
能够省略本发明的感知部的内部空间。在该情况下,第1检测部能够形成为压力传感器、加速度传感器、陀螺仪传感器或者光学传感器等,该压力传感器安装于感知部的挠性部并且感知由挠性部的上述变形产生的阻力,该加速度传感器安装于感知部的挠性部并且感知挠性部的上述变形,该陀螺仪传感器安装于感知部的挠性部并且感知挠性部的上述变形,该光学传感器在光学上感知感知部的挠性部的上述变形。
本发明的第1检测部也可以为多个。多个第1检测部只要构成为以面向上述任意一种方式的内部空间的方式配置或者至少局部地配置在上述内部空间内,并且具有至少一个传感器部即可。至少一个传感器部只要是对上述任意一种方式的内部空间内的气压的变化进行检测的结构即可。因此,至少一个传感器部并不限定于上述麦克风,也可以是电压(信号)根据上述任意一种方式的内部空间内的气压的变化而发生变化的压电元件等。
本发明的第2检测部也可以为多个。多个第2检测部只要构成为朝向上述任意一种方式的感知部的周围配置并且具有至少一个传感器部即可。至少一个传感器部只要是对上述任意一种方式的感知部的周围的声音振动进行检测的结构即可。

Claims (15)

1.一种流体传感器,其具有:
感知部,其具有挠性部,该挠性部的至少一部分能够挠曲;
至少一个第1障碍物;以及
第1检测部,其具有至少一个传感器部,
所述感知部的所述挠性部沿与作为流体的流动方向的第1方向垂直的第2方向延伸,
所述至少一个第1障碍物沿所述第2方向延伸并且相对于所述挠性部在所述第1方向的上游侧与所述挠性部隔开间隔地配置,通过所述流体与所述至少一个第1障碍物碰撞而使所述流体相对于所述至少一个第1障碍物在与所述第1方向和所述第2方向垂直的第3方向的一侧、另一侧交替地产生漩涡,通过该漩涡的至少一部分与所述挠性部碰撞而使所述挠性部的所述至少一部分发生变形,
所述第1检测部的所述至少一个传感器部检测所述挠性部的所述变形来作为所述流体的流动。
2.根据权利要求1所述的流体传感器,其中,
所述至少一个第1障碍物为多个,至少包含一组在所述第3方向上相邻的两个第1障碍物,所述两个第1障碍物之间的间隙相对于所述挠性部位于所述第1方向的上游侧。
3.根据权利要求1或2所述的流体传感器,其中,
所述感知部具有密闭的内部空间,通过所述挠性部的所述至少一部分发生变形,所述内部空间内的气压发生变化,
所述第1检测部的所述至少一个传感器部构成为以面向所述内部空间的方式配置或者至少局部地配置在所述内部空间内,并且检测所述内部空间内的所述气压的变化来作为所述流体的流动。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的流体传感器,其中,
该流体传感器具有多个障碍物,该多个障碍物包含所述至少一个第1障碍物,
所述多个障碍物沿所述第2方向延伸,并且在所述感知部的周围沿周向隔开间隔地配置。
5.根据权利要求1至3中的任意一项所述的流体传感器,其中,
所述感知部还具有支承部,
所述感知部的所述挠性部从所述支承部沿所述第2方向延伸,
所述至少一个第1障碍物从所述支承部沿所述第2方向延伸。
6.根据权利要求4所述的流体传感器,其中,
所述感知部还具有支承部,
所述感知部的所述挠性部从所述支承部沿所述第2方向延伸,
所述多个障碍物从所述支承部沿所述第2方向延伸。
7.根据权利要求5所述的流体传感器,其中,
该流体传感器还具有适配器,该适配器能够与形成所述流体的流路的至少一部分的连接对象连接,
所述支承部具有:
基座部;以及
支承部主体,其从所述基座部向所述第2方向的一方延伸,
所述适配器直接或间接地固定于所述基座部,并且具有沿所述第2方向贯穿该适配器的贯通孔,
所述支承部主体配置在所述适配器的所述贯通孔内,所述挠性部的至少一部分和所述至少一个第1障碍物的至少一部分从所述适配器的所述贯通孔向所述第2方向的一方突出。
8.根据权利要求6所述的流体传感器,其中,
该流体传感器还具有适配器,该适配器能够与形成所述流体的流路的至少一部分的连接对象连接,
所述支承部具有:
基座部;以及
支承部主体,其从所述基座部向所述第2方向的一方延伸,
所述适配器直接或间接地固定于所述基座部,并且具有沿所述第2方向贯穿该适配器的贯通孔,
所述支承部主体配置在所述适配器的所述贯通孔内,所述挠性部的至少一部分和所述多个障碍物的至少一部分从所述适配器的所述贯通孔向所述第2方向的一方突出。
9.根据权利要求7所述的流体传感器,其中,
所述挠性部和所述至少一个第1障碍物不与所述适配器接触。
10.根据权利要求8所述的流体传感器,其中,
所述挠性部和所述多个障碍物不与所述适配器接触。
11.根据权利要求9所述的流体传感器,其中,
所述适配器具有连接部,该连接部能够与作为所述连接对象的T字管的连接管连接,
在所述适配器的所述连接部与所述连接管连接的状态下,所述挠性部的所述至少一部分和所述至少一个第1障碍物的至少一部分以不与所述T字管接触的方式配置在所述T字管内。
12.根据权利要求10所述的流体传感器,其中,
所述适配器具有连接部,该连接部能够与作为所述连接对象的T字管的连接管连接,
在所述适配器的所述连接部与所述连接管连接的状态下,所述挠性部的所述至少一部分和所述多个障碍物的所述至少一部分以不与所述T字管接触的方式配置在所述T字管内。
13.根据权利要求3所述的流体传感器,其中,
该流体传感器还具有:
第2检测部,其具有对在所述感知部的周围产生的声音振动进行检测的至少一个传感器部;以及
控制部,
所述控制部具有生成由所述第1检测部的所述至少一个传感器部检测的所述气压的特性信息与由所述第2检测部的所述至少一个传感器部检测的所述声音振动的特性信息的差分数据的结构。
14.根据权利要求13所述的流体传感器,其中,
所述控制部具有第1傅里叶变换部、第2傅里叶变换部以及运算部,
所述第1傅里叶变换部对从所述第1检测部的至少一个传感器部输出的电信号进行傅里叶变换处理,由此生成第1频率频谱,
所述第2傅里叶变换部对从所述第2检测部的至少一个传感器部输出的电信号进行傅里叶变换处理,由此生成第2频率频谱,
所述运算部构成为通过取得所述第1频率频谱与所述第2频率频谱的差分来生成所述差分数据。
15.根据权利要求14所述的流体传感器,其中,
所述控制部还具有强调部,
所述运算部构成为根据所述差分数据来确定所述内部空间内的所述气压的变动频带,
所述强调部构成为提高所述差分数据中的所述内部空间内的所述气压的变动频带的电平,另一方面,降低所述差分数据中的除所述内部空间内的所述气压的变动频带以外的频带的电平。
CN202110068124.3A 2020-01-21 2021-01-19 流体传感器 Pending CN113218461A (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-007349 2020-01-21
JP2020007349 2020-01-21
JP2020-125714 2020-07-22
JP2020125714A JP2022021857A (ja) 2020-07-22 2020-07-22 流体センサ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113218461A true CN113218461A (zh) 2021-08-06

Family

ID=74194546

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110068124.3A Pending CN113218461A (zh) 2020-01-21 2021-01-19 流体传感器

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20210223074A1 (zh)
EP (1) EP3855132A1 (zh)
CN (1) CN113218461A (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USD1020666S1 (en) * 2020-01-09 2024-04-02 Lvl-Us, Llc Floor dimmer switch
CN115621002B (zh) * 2022-11-18 2023-03-31 国网山西省电力公司电力科学研究院 一种数字式变压器吸湿器的变压器呼吸流量监控方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS533093Y2 (zh) * 1973-03-12 1978-01-26
DE2458901C3 (de) * 1974-04-23 1986-07-10 The Foxboro Co., Foxboro, Mass. Strömungsmesser
US4030355A (en) * 1976-06-18 1977-06-21 Fischer & Porter Co. Obstacle assembly for vortex type flowmeter
US4297898A (en) 1979-02-21 1981-11-03 Fischer & Porter Co. Stabilized vortex-shedding flowmeter
JPS57139618A (en) * 1981-02-23 1982-08-28 Yamatake Honeywell Co Ltd Flowmeter utilizing karman's vortex street
US4831883A (en) * 1988-05-23 1989-05-23 Itt Corporation Double bluff body vortex meter
US6352000B1 (en) * 1998-08-12 2002-03-05 Flowtec Ag Vortex flow sensor
US9038481B2 (en) * 2009-10-08 2015-05-26 Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno Apparatus configured to detect a physical quantity of a flowing fluid, and a respective method
WO2011078722A1 (en) * 2009-12-24 2011-06-30 Rosemount Inc. Vortex flow meter with vortex oscillation sensor plate supported by struts
US8714028B2 (en) * 2010-03-01 2014-05-06 Cla-Val Co. Insertion vortex fluid flow meter with adjustable geometry
US9046395B2 (en) * 2011-03-10 2015-06-02 Spirax Sarco, Inc. Vortex shedding flow meter
US9574916B2 (en) * 2013-07-23 2017-02-21 Yokogawa Corporation Of America Optimized techniques for generating and measuring toroidal vortices via an industrial vortex flowmeter

Also Published As

Publication number Publication date
EP3855132A1 (en) 2021-07-28
US20210223074A1 (en) 2021-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113218461A (zh) 流体传感器
CN110726422B (zh) 一种传感器
CN111131988B (zh) 振动传感器和音频设备
US7530267B2 (en) Flow rate measuring apparatus
US6075867A (en) Micromechanical microphone
KR100534560B1 (ko) 온도센서 일체형 압력센서장치
JPH10160528A (ja) 渦流センサ
JP6358154B2 (ja) 温度センサおよびその取り付け構造
RU2691285C1 (ru) Преобразователь вихрей вихревого расходомера
JP2023552853A (ja) センサアセンブリおよび弁装置
WO2005029012A1 (ja) 振動センサ
JP2022021857A (ja) 流体センサ
CN111213036B (zh) 涡流流量计
JP5103882B2 (ja) 心拍検出装置
CN113219204A (zh) 感知传感器
JP2022068052A (ja) 流体センサ
JP2009139210A (ja) 圧力センサ
JP4089895B2 (ja) 渦流量計
JP2021117214A (ja) 感知センサ
EP0566130A1 (en) Rotation sensor
JP3024575B2 (ja) 圧力・振動検知装置
CN206862941U (zh) 自预警气体传感器
JP3623859B2 (ja) 流体振動検出センサ
CN107525826A (zh) 自预警气体传感器
CN111164388B (zh) 涡流流量计

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20210806