JP2003042820A - 渦流量計用圧電素子センサ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 検出素子組立体を振動管の凹陥部の所定位置
に容易に設置することができ、振動ノイズを受けにく
く、出力信号中に商用ノイズや電波ノイズが侵入しにく
い渦流量計用圧電素子センサ及びその製造方法を提供す
る。 【解決手段】 弾性母材７、圧電素子８，９それぞれを
シールドケーブル１１に接続し、全体を、圧電素子８，
９の電極表面を除いてエポキシ樹脂からなる絶縁性材料
１５でコーテイングする。さらに絶縁性材料１５による
コーティング部分及び圧電素子８，９の電極部表面を含
む全周を導電性塗料１６で塗装し検出素子組立体６とす
る。検出素子組立体６の表面にシリコン樹脂等を用いて
塊状のスペーサ材１７，１８、あるいは市販のＯリング
を利用したスペーサ材１９を付着させる。スペーサ材１
７，１８，１９が付着した検出素子組立体６を振動管２
の絶縁性材料１０が充填された凹陥部５にスペーサ材１
７，１８，１９が圧縮されるように押し込む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は渦流量計用圧電素子
センサ及びその製造方法に関し、より詳細には、カルマ
ン渦式流量計において、流路内の渦発生体の下流に発生
する渦を振動管内の検出素子組立体により圧力変化とし
て検出する渦流量計用圧電素子センサ及びその製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】流体の流量を測定する流量計には多くの
種類があるが、カルマン渦式流量計はその代表的なもの
である。カルマン渦式流量計は、周知のように、流体の
流れの中に置かれた物体の下流側に発生する渦の発生周
波数が流体の流速に比例することに基づいて測定される
流量計で、原理、構造が単純でレンジアビリティが広
く、液体から気体まで広範囲の流体が精度よく測定可能
で、圧力損失も比較的少ないという特徴がある。

【０００３】図７は、従来の渦流量計に用いられる圧電
素子センサを説明するための図で、図７（Ａ）は、流体
の流れ方向から見た断面図、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）
のＸ−Ｘ断面図である。渦流量計に用いられる圧電素子
センサ１は、図７に示すように、フランジ３及び受圧板
４が設けられ、凹陥部５が形成された振動管２と、振動
管２の凹陥部５中に収納された検出素子組立体６と、凹
陥部５と検出素子組立体６の隙間に充填されたエポキシ
樹脂等の絶縁性材料１０等から構成される。検出素子組
立体６は、弾性母材７の両面に圧電素子８，９を導電性
接着剤で固着し、圧電素子８，９の一方の極は弾性母材
７を介してシールドケーブル１１の芯線１２に接続し、
圧電素子８，９の他方の極はシールドケーブル１１のシ
ールド線１３に接続する。

【０００４】流量計本体内の流路に流体が流れ、渦発生
体の両側に交互に発生したカルマン渦は、下流側に設け
られた圧電素子センサ１を片持ち式に振動させ、圧力変
化として検出される。検出された圧力変化は、圧電素子
８，９により電荷の変化として電気信号に変換され、シ
ールドケーブル１１を介して変換回路に伝送され、流体
の流量が演算される。

【０００５】以上のような圧電素子センサ１では、検出
素子組立体６が振動管２の凹陥部５内で、図７（Ａ），
（Ｂ）に示すように、中心部に垂直に設置されなければ
ならないが、何らかの事情により傾斜して設置されるこ
とがある。図８は、その様子を模式的に示す、流体の流
れ方向から見た断面図で、圧電素子８，９が傾斜して設
置されていることにより、圧電素子８と圧電素子９とが
異なる力を受けるため、信号出力中の同相ノイズを打ち
消すことができず、耐振性の悪いセンサとなってしま
う。したがって、耐振性の良いセンサを得るためには歩
留まりが悪化し、コストアップの原因となってしまう。

【０００６】また、圧電素子センサ１では、検出素子組
立体６の圧電素子８，９の各表面が流体の流れの方向と
正確に平行に設置されなければならないが、何らかの事
情により圧電素子８，９の各表面が流体の流れの方向と
角度をもって設置されてしまうことがある。図９は、そ
の様子を模式的に示す平面断面図で、図７（Ｂ）のＹ−
Ｙ断面に対応する図である。圧電素子８，９の各表面が
流体の流れの方向と平行に設置されている場合には（図
９の実線で示された検出素子）、各圧電素子８，９は、
カルマン渦による振動方向、つまり流れに対し直交方向
にのみ振動し、流れの方向には振動しないので、信号出
力中にこの方向のノイズを出力することがない。しか
し、圧電素子８，９が流体の流れの方向と角度をもって
設置されていると（図９の点線で示された検出素子）、
圧電素子８，９の振動は流れの方向の振動成分を有する
こととなり、カルマン渦による振動以外の信号を出力し
てしまう。したがって、Ｓ／Ｎ比が悪いセンサとなって
しまう。その結果、耐振性が悪化し、耐振性の良いセン
サを得るためには歩留まりが悪化し、コストアップの原
因となってしまう。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上によう
な事情に鑑みてなされたもので、検出素子組立体を振動
管の中心に垂直に設置することができ、振動ノイズを受
けにくい良好な渦流量計用圧電素子センサ及びその製造
方法を提供することを課題とする。また、検出素子組立
体、振動管に厳しい公差を与えなくても、検出素子組立
体を振動管の中心にスムースに設置することができる渦
流量計用圧電素子センサ及びその製造方法を提供するこ
とを課題とする。

【０００８】また、検出素子組立体を振動管の凹陥部の
中央に、流体の流れに対し所定の方向に設置する際、検
出素子組立体の向きを黙視で確認なしに所定の方向に設
置することができる渦流量計用圧電素子センサ及びその
製造方法を提供することを課題とする。

【０００９】また、小型で安価なカルマン渦式流量計を
生産するに当たり、検出用センサを低コストで製造する
ため、簡略化した製造工程で生産可能な高精度な渦流量
計用圧電素子センサ及びその製造方法を提供することを
課題とする。さらに、１つの形状で４，８，１５，２５
ｍｍといった口径の流量信号の検出が可能なセンサ及び
その製造方法を提供することを課題とする。

【００１０】また、小型で高性能なカルマン渦検出用セ
ンサとするため、微弱なカルマン渦の振動を、ポンプ等
の振動を除去しながら検出し、また流量信号に商用電源
に基づくノイズ（５０Ｈｚ）や電波ノイズの侵入を防止
する圧電素子センサ及びその製造方法を提供することを
課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するためなされたものであって、請求項１の発明は、
振動管に形成された凹陥部に検出素子組立体が収納され
モールド材で封止される渦流量計用圧電素子センサにお
いて、前記検出素子組立体は、導電性の弾性母材と該弾
性母材の両側面に固着された圧電素子からなり、外表面
の対称位置に弾性を有するスペーサ材が付着され、前記
凹陥部の内面と前記検出素子組立体の外表面との間で前
記スペーサ材が圧縮されていることを特徴とする。

【００１２】請求項２の発明は、請求項１の発明の渦流
量計用圧電素子センサにおいて、前記弾性を有するスペ
ーサ材は、柔軟性樹脂からなる塊状であることを特徴と
する。

【００１３】請求項３の発明は、請求項１の発明の渦流
量計用圧電素子センサにおいて、前記弾性を有するスペ
ーサ材は、Ｏリングからなり前記検出素子組立体に巻回
されていることを特徴とする。

【００１４】請求項４の発明は、振動管に形成された凹
陥部に検出素子組立体が収納される渦流量計用圧電素子
センサにおいて、前記凹陥部の底部には凹溝が形成さ
れ、前記検出素子組立体は導電性の弾性母材と該弾性母
材の両側面に固着された圧電素子からなり、前記検出素
子組立体の先端部が前記凹溝に嵌合していることを特徴
とする。

【００１５】請求項５の発明は、請求項１〜４の発明の
渦流量計用圧電素子センサにおいて、前記検出素子組立
体は、前記弾性母材がシールドケーブルの芯線に、前記
圧電素子が前記シールドケーブルのシールド線にそれぞ
れ接続され、前記シールドケーブルの芯線、シールド
線、弾性母材、圧電素子を含む全体を前記圧電素子の表
面を除いて絶縁性樹脂でコーティングし、該絶縁性樹脂
でコーティングした部分及び前記圧電素子の表面を導電
性塗料で塗装したことを特徴とする。

【００１６】請求項６の発明は、導電性の弾性母材と該
弾性母材の両側面に固着された圧電素子をそれぞれシー
ルドケーブルの芯線とシールド線に接続する工程と、前
記シールドケーブルの芯線とシールド線、弾性母材、圧
電素子を含む全体を前記圧電素子の表面を除いて絶縁性
樹脂でコーティングする工程と、該絶縁性樹脂でコーテ
ィングした部分及び前記圧電素子の表面を導電性塗料で
塗装し検出素子組立体を形成する工程と、該検出素子組
立体の外表面の対称位置に弾性を有するスペーサ材を付
着する工程と、振動管の凹陥部に絶縁性材料からなるモ
ールド材を注入する工程と、前記スペーサ材が付着され
た検出素子組立体を前記凹陥部に挿入し、所定位置に設
置する工程と、前記モールド材を加熱硬化させる工程と
からなる渦流量計用圧電素子センサの製造方法であるこ
とを特徴とする。

【００１７】請求項７の発明は、請求項６の発明の渦流
量計用圧電素子センサの製造方法において、前記検出素
子組立体の外表面の相対向する位置に弾性を有するスペ
ーサ材を付着する工程では、柔軟性樹脂からなる塊状の
スペーサを付着することを特徴とする。

【００１８】請求項８の発明は、請求項６の発明の渦流
量計用圧電素子センサの製造方法において、前記検出素
子組立体の外表面の相対向する位置に弾性を有するスペ
ーサ材を付着する工程では、前記検出素子組立体にＯリ
ングを巻回することを特徴とする。

【００１９】請求項９の発明は、導電性の弾性母材と該
弾性母材の両側面に固着された圧電素子をそれぞれシー
ルドケーブルの芯線とシールド線に接続する工程と、前
記シールドケーブルの芯線とシールド線、弾性母材、圧
電素子を含む全体を前記圧電素子の表面を除いて絶縁性
樹脂でコーティングする工程と、該絶縁性樹脂でコーテ
ィングした部分及び前記圧電素子の表面を導電性塗料で
塗装し検出素子組立体を形成する工程と、振動管の凹陥
部に絶縁性材料からなるモールド材を注入する工程と、
前記検出素子組立体を前記凹陥部に挿入し、前記凹陥部
の底部に形成された凹溝に前記検出素子組立体の下端部
を嵌合する工程と、前記モールド材を加熱硬化させる工
程とからなる渦流量計用圧電素子センサの製造方法であ
ることを特徴とする。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
〜図６に示す実施例に基づいて説明する。なお、図１〜
図６に示す実施例において、図７〜図９に基づいて説明
した従来例と共通の構成要素については従来例の説明で
用いた用語及び符号を用いて説明する。 （実施例１）図１、図２は、本発明の実施例１の渦流量
計用圧電素子センサを説明するための図で、図１（Ａ）
は、渦流量計用圧電素子センサを示す図、図１（Ｂ）
は、図１（Ａ）の側面図、図２は、検出センサ組立体を
振動管に設置する以前の状況を示す図である。

【００２１】渦流量計に用いられる圧電素子センサ１
は、図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、フランジ３及び
受圧板４が設けられ、凹陥部５が形成された振動管２
と、振動管２の凹陥部５中に収納された検出素子組立体
６と、凹陥部５と検出素子組立体６の隙間に充填された
エポキシ樹脂等の絶縁性材料１０等から構成される。検
出素子組立体６は、弾性母材７の両面に圧電素子８，９
を導電性接着剤を用いて貼着し、圧電素子８，９の一方
の極は弾性母材７を介してシールドケーブル１１の芯線
１２に接続され、圧電素子８，９の他方の極はシールド
ケーブル１１のシールド線１３にハンダ付けされた錫メ
ッキ線１４を介して接続される。

【００２２】シールドケーブル１１の外皮端部から芯線
１２、シールド線１３、錫メッキ線１４、弾性母材７、
圧電素子８，９全体を、圧電素子８，９の電極部表面を
除いてエポキシ樹脂１５でコーティングし、さらにエポ
キシ樹脂１５によるコーティング部分及びエポキシ樹脂
１５をコーティングしていない圧電素子８，９の電極部
表面を含めた全周を導電性塗料１６で塗装する。図３
は、本発明の圧電素子センサで用いる検出素子組立体を
示す斜視図である（なお、後述するスペーサ材が付着し
ている）。検出素子組立体６は、シールドケーブル１１
の外皮端部から先端の部分が圧電素子８，９の電極部を
除いてエポキシ樹脂１５でコーティングされ、さらに全
体が導電性塗料１６で塗装されている。

【００２３】実施例１の圧電素子センサ１で用いる検出
素子組立体６では、図３（Ａ）に示すように、検出素子
組立体６の圧電素子８，９の電極部位置の導電性塗料１
６上にシリコン系接着剤、弾性を有するエポキシ樹脂等
からなるスペーサ材１７，１８を塊状に塗布する。スペ
ーサ材１７，１８は、検出素子組立体６が振動管２の凹
陥部５内に挿入されたときに圧縮状態とされ、検出素子
組立体６と凹陥部５の内壁間の間隔を一定に保持する間
隔材となり、検出素子組立体６を凹陥部５内で垂直に保
持するとともに、圧電素子８，９の表面が流体の流れと
平行となる角度位置に保持することを可能とするもので
ある。

【００２４】塊状のスペーサ材１７，１８の底面及び高
さ等は、検出素子組立体６を図１（Ａ）に示すように振
動管２の凹陥部５に挿入して設置したときに、凹陥部５
の内壁と圧電素子８，９との間隙で圧縮状態となり、検
出素子組立体６が凹陥部５内で垂直に設置されるような
寸法に決定される。したがって、圧電素子８，９の表面
に付着されるスペーサ材１７，１８の付着位置は実験等
によって求められる適宜の位置に設定され、また個数に
ついてもそれぞれ１個に限らず適宜の個数とすることが
できる。

【００２５】検出素子組立体６を振動管２の凹陥部５内
に挿入し、設置するのに先立ち、振動管２の凹陥部５内
にモールド材としてエポキシ樹脂等の絶縁性材料１０を
適量充填する。絶縁性材料１０から気泡等を除去した
後、スペーサ材１７，１８を付着した検出素子組立体６
を凹陥部５中に挿入することによって、図１（Ａ）
（Ｂ）に示すような圧電素子センサが完成する。なお、
ここで、振動管２の凹陥部５内で検出素子組立体６の設
置位置が仮止めされた後、従来例と同様に凹陥部５内の
間隙にエポキシ樹脂等の絶縁性材料１０をモールド材と
して充填し、図１（Ａ）（Ｂ）に示すような圧電素子セ
ンサを完成することもできる。

【００２６】図４、図５は、以上のような圧電素子セン
サの組立体を製造する一連の工程を説明するための図で
ある。以下、圧電素子センサの製造方法について、工程
順に説明する。なお、弾性母材７の両面に圧電素子８，
９が固着された３層構造体の組立体自体は本発明の特徴
ではないので、前記３層構造の組立体が納入されたもの
として説明する。 （Ａ）まず、弾性母材７の上端に単線シールドケーブル
１１の芯線１２をハンダ付けする。 （Ｂ）シールドケーブル１１のシールド線１３に錫メッ
キ線１４をハンダ付けし、錫メッキ線１４を所定の長さ
に切断する。 （Ｃ）切断した錫メッキ線１４，１４を折曲し、それぞ
れの先端を圧電素子８，９の外表面にハンダ付けする。 （Ｄ）（Ｃ）で形成された半完成品のシールドケーブル
１１の外皮の先端部から芯線１２、シールド線１３、錫
メッキ線１４、弾性母材７、圧電素子８，９全体を、圧
電素子８，９の電極表面部を除いてエポキシ樹脂１５で
コーティングする。 （Ｅ）エポキシ樹脂１５が硬化した後、エポキシ樹脂表
面、圧電素子８，９の電極部、錫メッキ線１４，１４を
含めた全表面を導電性塗料１６で塗装する。導電性塗料
１６が乾燥すると検出素子組立体６が完成する。

【００２７】（Ｆ）完成した検出素子組立体６の圧電素
子８，９の電極表面部上であって導電性塗料１６上にシ
リコン系接着剤、弾性を有するエポキシ樹脂等からなる
スペーサ材１７，１８を塊状に塗布する。 （Ｇ）図２に示したような振動管２を用意し、全体を８
０℃に加熱し、その凹陥部５にエポキシ樹脂等の絶縁性
材料１０からなるモールド材を適当量注入する。次に、
細い棒２０を用いてモールド材中の気泡を除去する。 （Ｈ）振動管２の凹陥部５の上方から、スペーサ材１
７，１８が付着された検出素子組立体６を挿入する。こ
のとき、凹陥部５中の絶縁性材料１０からなるモールド
材に空気を巻き込んで気泡を発生させないようにゆっく
りと押し込み、スペーサ材１７，１８を圧縮しながら所
定位置に設置し、その状態で絶縁性材料１０からなるモ
ールド材を加熱硬化させる。 以上の工程により図１（Ａ），（Ｂ）に示すような渦流
量計用圧電素子センサが完成する。

【００２８】（実施例２）図３（Ｂ）は、実施例２の圧
電素子センサで用いる検出素子組立体を示す斜視図であ
る。実施例２の圧電素子センサは、検出素子組立体６の
構成のみが実施例１の圧電素子センサと相違している。
すなわち、実施例１の圧電素子センサ１で用いる塊状の
スペーサ材１７，１８に代えて、市販のＯリング１９を
利用する。弾性母材７、圧電素子８，９を束ねるように
市販されているＯリング１９の適当なサイズのものを巻
き付ける。Ｏリング１９の取り付け位置は、実施例１の
圧電素子センサと同様に実験等によって適宜の位置に設
置され、またＯリング１９の数についてもそれぞれ１個
に限らず適宜の数とすることができる。

【００２９】実施例２の圧電素子センサの製造方法は、
図４、図５に示す実施例１の圧電素子センサの製造方法
とほぼ同様であって、図５（Ｆ）の工程において、圧電
素子８，９の電極部上であって導電性塗料１６上にシリ
コン系接着剤、弾性を有するエポキシ樹脂等からなるス
ペーサ材１７，１８を塊状に塗布するのに代えて、適当
なサイズのＯリング１９を装着する。

【００３０】（実施例３）図６は、本発明の実施例３に
よる渦流量計用圧電素子センサを説明するための図で、
図６（Ａ）は、検出素子組立体を振動管に設置する以前
の状況を示し、図６（Ｂ）は、完成した渦流量計用圧電
素子センサを示す図、図６（Ｃ）は、図６（Ｂ）のＺ−
Ｚ断面図である。実施例３の圧電素子センサ１は、振動
管２の構成において実施例１，２の圧電素子センサと相
違するが、検出素子組立体６は実施例１，２で用いるも
のと同様の構成である。すなわち、振動管２は、実施例
１，２の振動管２と同様に、流量計本体に片持ち式に支
持するためのフランジ３及び流れ方向に扁平な受圧板４
を有し、振動管２の中心部に凹陥部５が形成されている
ものであるが、凹陥部５の底部が狭窄され、受圧板４の
直線方向と同一方向に凹溝５ａが形成されている。凹溝
５ａの幅は、検出素子組立体６の弾性母材７、圧電素子
８，９の３層の厚み（なお、検出素子組立体６が絶縁性
材料１５，導電性塗料を有するものである場合は、さら
にそれらの厚み寸法を加えた寸法）より若干大きく、凹
溝５ａの長さは、弾性母材７、圧電素子８，９の幅より
若干大きい寸法に形成されている。

【００３１】以上のような振動管２に検出素子組立体６
を挿入し、検出素子組立体６が凹陥部５内の所定位置付
近に達すると、検出素子組立体６の先端が凹溝５ａに嵌
入し、位置決めされる。このとき、凹溝５ａが凹陥部５
の内壁から斜面によって連続する構成であると、検出素
子組立体６を挿入するだけの操作で所定の方向に設置す
ることができる。

【００３２】次に、実施例３の圧電素子センサを製造す
る方法について説明する。実施例１の圧電素子センサを
製造する方法における、図４（Ａ）〜図５（Ｆ）の工程
は同様であるが、図５（Ｆ）の工程においてスペーサ材
１７，１８を付着する工程は必ずしも必要とするもので
はなく、図５（Ｇ）の工程において使用する振動管２と
して、図６（Ａ），（Ｂ）に示す振動管を用いる。ま
た、検出素子組立体６を上方から振動管２の凹陥部５内
へ挿入する際、検出素子組立体６の位置を振動管２に対
し正確に位置決めしなくとも、検出素子組立体６の下端
部が凹溝５ａ周囲の傾斜面に案内されて凹溝５ａに導入
される。この時、検出素子組立体６が図５（Ｆ）の工程
においてスペーサ材１７，１８が付着されていれば、検
出素子組立体６を正確に垂直に保持することができる。

【００３３】なお、実施例１、実施例２、実施例３の圧
電素子センサにおいては、それぞれの実施例の構成を単
独に実施することによって初期の効果を得られるもので
あるが、それぞれの実施例の構成を適宜組み合わせて実
施することによって、より確実に検出素子組立体６と振
動管２とを所定の位置に保持することができ、特性の安
定した渦流量計を提供することができる。

【００３４】

【発明の効果】請求項１の発明に対する効果、検出素子
組立体は導電性の弾性母材と該弾性母材の両側面に固着
された圧電素子からなり、外表面の対称位置に弾性を有
するスペーサ材が付着され、前記凹陥部の内面と前記外
表面との間で前記スペーサ材が圧縮されているので、検
出素子組立体を振動管の中心に垂直に設置することがで
き、振動ノイズを受けにくい良好な渦流量計用圧電素子
センサを提供することができる。また、検出素子、振動
管に厳しい公差を与えなくても、検出素子を振動管の中
心にスムースに設置することができる渦流量計用圧電素
子センサを提供することができる。

【００３５】請求項２の発明に対する効果、スペーサ材
は、柔軟性樹脂からなる塊状であるので、種々の大きさ
の流量計にも容易に対応することができ、製造工程、設
備も簡易なものとすることができる。

【００３６】請求項３の発明に対する効果、スペーサ材
はＯリングからなるので、市販のＯリングから適宜の材
質、サイズのものを選択することにより、種々の大きさ
の流量計にも容易に対応することができ、またＯリング
は検出素子組立体に巻回するだけでよいので、製造工
程、設備も簡易なものとすることができる。

【００３７】請求項４の発明に対する効果、振動管に形
成された凹陥部に検出素子組立体が収納される渦流量計
用圧電素子センサにおいて、前記凹陥部の底部には凹溝
が形成され、前記検出素子組立体は導電性の弾性母材と
該弾性母材の両側面に固着された圧電素子からなり、前
記検出素子組立体の先端部が前記凹溝に嵌合しているの
で、検出素子組立体を振動管の受圧板の方向と一致する
ように設置することが容易で、振動ノイズの影響を受け
にくい渦流量計用圧電素子センサを提供することができ
る。また、検出素子を振動管の凹陥部の中央に設置する
際、検出素子の向きを黙視で確認なしに設置できる渦流
量計用圧電素子センサを提供することができる。

【００３８】請求項５の発明に対する効果、検出素子組
立体の弾性母材がシールドケーブルの芯線に、前記圧電
素子が前記シールドケーブルのシールド線にそれぞれ接
続され、前記シールドケーブルの芯線、シールド線、弾
性母材、圧電素子を含む全体を前記圧電素子の表面を除
いて絶縁性樹脂でモールドし、該絶縁性樹脂でモールド
した部分及び前記圧電素子の表面を導電性塗料でコーテ
ィングされているので、流量信号に商用電源（５０Ｈ
ｚ）に基づくノイズや電波ノイズの侵入を防止すること
ができるセンサを提供することができる。

【００３９】請求項６の発明に対する効果、渦流量計用
圧電素子センサの製造工程中に、弾性母材と圧電素子と
シールドケーブルの芯線とシールド線を含む全体を前記
圧電素子の表面を除いて絶縁性樹脂でコーティングする
工程、絶縁性樹脂でコーティングした部分及び前記圧電
素子の表面を導電性塗料で塗装し検出素子組立体を形成
する工程、検出素子組立体の外表面の対称位置に弾性を
有するスペーサ材を付着する工程、振動管の凹陥部絶縁
性材料からなるモールド材を注入する工程、凹陥部に前
記スペーサ材が付着された検出素子組立体を押し込む工
程を有するので、検出素子組立体が正確に組み込まれ
た、耐振特性に優れ、外部ノイズの影響を受けにくい圧
電素子センサを製造することができる。

【００４０】請求項７の発明に対する効果、検出素子組
立体の外表面の相対向する位置に弾性を有するスペーサ
材を付着する工程では、柔軟性樹脂からなる塊状のスペ
ーサを付着するので、種々の大きさの流量計にも容易に
対応することができ、製造工程、設備も簡易なものとす
ることができる。

【００４１】請求項８の発明に対する効果、検出素子組
立体の外表面の相対向する位置に弾性を有するスペーサ
材を付着する工程では、前記検出素子組立体にＯリング
を巻回するので、市販のＯリングから適宜の材質、サイ
ズのものを選択することにより、種々の大きさの流量計
にも容易に対応することができ、またＯリングは検出素
子組立体に巻回するだけでよいので、製造工程、設備も
簡易なものとすることができる。

【００４２】請求項９発明に対する効果、渦流量計用圧
電素子センサの製造工程に、弾性母材と圧電素子とシー
ルドケーブルの芯線とシールド線を含む全体を前記圧電
素子の表面を除いて絶縁性樹脂でモールドする工程、絶
縁性樹脂でモールドした部分及び前記圧電素子の表面を
導電性塗料でコーティングし検出素子組立体を形成する
工程、振動管の凹陥部に絶縁性材料からなるモールド材
を注入する工程、検出素子組立体を前記凹陥部に挿入
し、前記凹陥部の底部に形成された凹溝に前記検出素子
組立体の下端部を嵌合する工程を含むので、検出素子組
立体を振動管の受圧板の方向と一致するように設置する
ことが容易で、振動ノイズの影響を受けにくい渦流量計
用圧電素子センサを製造することができる。また、検出
素子を振動管の凹陥部の中央に設置する際、検出素子の
向きを黙視で確認なしに設置することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例１による渦流量計用圧電素子
センサを説明するための図である。

【図２】 図１の渦流量計用圧電素子センサにおいて、
検出センサ組立体を振動管に設置する以前の状況を示す
図である。

【図３】 本発明の実施例１，２による圧電素子センサ
で用いる検出素子組立体を示す斜視図である。

【図４】 本発明の実施例１による渦流量計用圧電素子
センサの製造方法の一連の工程を説明するための図であ
る。

【図５】 図４から続く一連の工程を説明するための図
である。

【図６】 本発明の実施例３による渦流量計用圧電素子
センサを説明するための図である。

【図７】 従来の渦流量計に用いられる圧電素子センサ
を説明するための図である。

【図８】 従来の渦流量計において、検出素子組立体が
振動管に対し垂直方向から傾斜して設置される様子を模
式的に示す図である。

【図９】 従来の渦流量計において、検出素子組立体の
圧電素子の各表面が流体の流れの方向と角度をもって設
置される様子を模式的に示す断面図である。

【符号の説明】

１…渦流量計用圧電素子センサ、２…振動管、３…フラ
ンジ、４…受圧板、５…凹陥部、６…検出素子組立体、
７…弾性母材、８，９…圧電素子、１０…絶縁性材料、
１１…シールドケーブル、１２…芯線、１３…シールド
線、１４…錫メッキ線、１５…絶縁性材料、１６…導電
性塗料、１７，１８…塊状のスペーサ材、１９…Ｏリン
グ、２０…細い棒。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動管に形成された凹陥部に検出素子組
   立体が収納されモールド材で封止される渦流量計用圧電
   素子センサにおいて、 前記検出素子組立体は、導電性の弾性母材と該弾性母材
   の両側面に固着された圧電素子からなり、外表面の対称
   位置に弾性を有するスペーサ材が付着され、前記凹陥部
   の内面と前記検出素子組立体の外表面との間で前記スペ
   ーサ材が圧縮されていることを特徴とする渦流量計用圧
   電素子センサ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の渦流量計用圧電素子セン
   サにおいて、 前記弾性を有するスペーサ材は、柔軟性樹脂からなる塊
   状であることを特徴とする渦流量計用圧電素子センサ。
3. 【請求項３】 請求項１記載の渦流量計用圧電素子セン
   サにおいて、 前記弾性を有するスペーサ材は、Ｏリングからなり前記
   検出素子組立体に巻回されていることを特徴とする渦流
   量計用圧電素子センサ。
4. 【請求項４】 振動管に形成された凹陥部に検出素子組
   立体が収納される渦流量計用圧電素子センサにおいて、 前記凹陥部の底部には凹溝が形成され、前記検出素子組
   立体は導電性の弾性母材と該弾性母材の両側面に固着さ
   れた圧電素子からなり、前記検出素子組立体の先端部が
   前記凹溝に嵌合していることを特徴とする渦流量計用圧
   電素子センサ。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４いずれか記載の渦流量計
   用圧電素子センサにおいて、 前記検出素子組立体は、前記弾性母材がシールドケーブ
   ルの芯線に、前記圧電素子が前記シールドケーブルのシ
   ールド線にそれぞれ接続され、前記シールドケーブルの
   芯線、シールド線、弾性母材、圧電素子を含む全体を前
   記圧電素子の表面を除いて絶縁性樹脂でコーティング
   し、該絶縁性樹脂でコーティングした部分及び前記圧電
   素子の表面を導電性塗料で塗装したことを特徴とする渦
   流量計用圧電素子センサ。
6. 【請求項６】 導電性の弾性母材と該弾性母材の両側面
   に固着された圧電素子をそれぞれシールドケーブルの芯
   線とシールド線に接続する工程と、 前記シールドケーブルの芯線とシールド線、弾性母材、
   圧電素子を含む全体を前記圧電素子の表面を除いて絶縁
   性樹脂でコーティングする工程と、 該絶縁性樹脂でコーティングした部分及び前記圧電素子
   の表面を導電性塗料で塗装し検出素子組立体を形成する
   工程と、 該検出素子組立体の外表面の対称位置に弾性を有するス
   ペーサ材を付着する工程と、 振動管の凹陥部に絶縁性材料からなるモールド材を注入
   する工程と、 前記スペーサ材が付着された検出素子組立体を前記凹陥
   部に挿入し、所定位置に設置する工程と、 前記モールド材を加熱硬化させる工程とからなることを
   特徴とする渦流量計用圧電素子センサの製造方法。
7. 【請求項７】 請求項６記載の渦流量計用圧電素子セン
   サの製造方法において、 前記検出素子組立体の外表面の相対向する位置に弾性を
   有するスペーサ材を付着する工程では、柔軟性樹脂から
   なる塊状のスペーサを付着することを特徴とする渦流量
   計用圧電素子センサの製造方法。
8. 【請求項８】 請求項６記載の渦流量計用圧電素子セン
   サの製造方法において、 前記検出素子組立体の外表面の相対向する位置に弾性を
   有するスペーサ材を付着する工程では、前記検出素子組
   立体にＯリングを巻回することを特徴とする渦流量計用
   圧電素子センサの製造方法。
9. 【請求項９】 導電性の弾性母材と該弾性母材の両側面
   に固着された圧電素子をそれぞれシールドケーブルの芯
   線とシールド線に接続する工程と、 前記シールドケーブルの芯線とシールド線、弾性母材、
   圧電素子を含む全体を前記圧電素子の表面を除いて絶縁
   性樹脂でコーティングする工程と、 該絶縁性樹脂でコーティングした部分及び前記圧電素子
   の表面を導電性塗料で塗装し検出素子組立体を形成する
   工程と、 振動管の凹陥部に絶縁性材料からなるモールド材を注入
   する工程と、 前記検出素子組立体を前記凹陥部に挿入し、前記凹陥部
   の底部に形成された凹溝に前記検出素子組立体の下端部
   を嵌合する工程と、 前記モールド材を加熱硬化させる工程とからなることを
   特徴とする渦流量計用圧電素子センサの製造方法。