JP2005265711A - Gas sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関に供給される蒸発燃料等の可燃性ガスの濃度を測定するためのガスセンサに関するものである。 The present invention relates to a gas sensor for measuring the concentration of a combustible gas such as evaporated fuel supplied to an internal combustion engine.
従来、超音波を超音波素子によって送信し、所定距離を伝播した超音波を受信し、超音波の送信から受信までの伝播時間を測ることで被測定ガスの濃度等を測定するガスセンサ(ガス濃度センサ)が知られている(例えば、特許文献1参照。)。このガスセンサは、例えば、自動車等の内燃機関に供給される燃料の供給ラインに設けられている。より具体的には、燃料タンクから汲み上げられた燃料をインジェクタによって吸気管内に噴射するための燃料の供給ラインとは別に、燃料タンク内で発生した蒸発燃料をキャニスタに一時的に貯留し、さらに吸気管へと送る供給ライン(パージライン)に、ガスセンサが設けられている。 Conventionally, a gas sensor (gas concentration) that transmits ultrasonic waves by an ultrasonic element, receives ultrasonic waves propagated over a predetermined distance, and measures the concentration of the gas to be measured by measuring the propagation time from transmission to reception of ultrasonic waves Sensor) is known (for example, see Patent Document 1). This gas sensor is provided, for example, in a fuel supply line supplied to an internal combustion engine such as an automobile. More specifically, separately from the fuel supply line for injecting the fuel pumped up from the fuel tank into the intake pipe by the injector, the evaporated fuel generated in the fuel tank is temporarily stored in the canister, and further the intake air A gas sensor is provided in a supply line (purge line) to be sent to the pipe.
こうしたガスセンサの一例として、超音波を利用したガスセンサには、測定室内の対向する一対の壁面のうち、一方の壁面に超音波素子が設けられ、他方の壁面に超音波を反射する反射面が設けられている。そして、超音波素子から送信される超音波が測定室内を伝播し、反射面で反射されて超音波素子に受信されるように構成されている。この測定室には、パージラインに接続される流入通路および流出通路が設けられ、被測定ガスとしての蒸発燃料を含むパージガスが導入される。 As an example of such a gas sensor, in a gas sensor using ultrasonic waves, an ultrasonic element is provided on one wall surface of a pair of opposing wall surfaces in a measurement chamber, and a reflective surface for reflecting ultrasonic waves is provided on the other wall surface. It has been. The ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic element propagates through the measurement chamber, is reflected by the reflecting surface, and is received by the ultrasonic element. In this measurement chamber, an inflow passage and an outflow passage connected to the purge line are provided, and a purge gas containing evaporated fuel as a gas to be measured is introduced.
このようなガスセンサでは、流速の速いパージガスが測定室内に流入して、測定室を通過するパージガスの流れに乱れが生ずると、超音波の伝播経路上にあるパージガスの濃度が安定せず、正確なガス濃度の測定が行えない。そこで、ガスセンサには、流入通路と流出通路との間を接続し、パージガスの一部を通過させるためのバイパス通路が測定室と平行して設けられている。このバイパス通路によりパージガスの流れは分岐され、測定室へと流入するパージガスの流速が抑えられることによって安定したガス濃度の測定が行われている。
しかしながら、バイパス通路を有したガスセンサにおいては、パージガスの流速が遅い場合、パージガスが測定室に流入し難いためにガスの置換性が悪化し、正確なガス濃度の測定が難しくなる可能性がある。このため、パージガスの流速が遅い場合であっても正確なガス濃度測定ができるように、バイパス通路を廃止することが考えられるが、単にバイパス通路を廃止してしまうと、測定室内に流速の速いパージガスが流入するときに、流入通路と測定室との境界において、いわゆる境界剥離による渦が発生してしまう。特に、特許文献1のガスセンサのように、測定室内へと向かうパージガスの流路方向が超音波の伝播経路に直交する方向となっていると、発生した渦が伝播経路にかかってしまい、その渦によって伝播される超音波が減衰して正確なガス濃度の測定が難しくなる可能性があった。 However, in a gas sensor having a bypass passage, when the flow rate of the purge gas is low, the purge gas is difficult to flow into the measurement chamber, so that the gas replacement property is deteriorated, and accurate gas concentration measurement may be difficult. For this reason, it is conceivable to eliminate the bypass passage so that accurate gas concentration measurement can be performed even when the flow rate of the purge gas is slow. However, if the bypass passage is simply eliminated, the flow velocity is high in the measurement chamber. When the purge gas flows in, a vortex due to so-called boundary separation occurs at the boundary between the inflow passage and the measurement chamber. In particular, as in the gas sensor disclosed in Patent Document 1, if the purge gas flow direction toward the measurement chamber is perpendicular to the ultrasonic propagation path, the generated vortex is applied to the propagation path. As a result, the ultrasonic wave propagated by the sound may be attenuated and it may be difficult to accurately measure the gas concentration.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、測定室内に流入する被測定ガスが、直接、超音波の伝播経路にかからないようにしたガスセンサを実現することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to realize a gas sensor in which a measurement gas flowing into a measurement chamber is not directly applied to an ultrasonic propagation path.
上記目的を達成するために、請求項1に係る発明のガスセンサは、被測定ガスが流入出する流入孔および流出孔が壁面に開口された測定室と、前記流入孔および前記流出孔が開口された壁面とは異なる前記測定室の壁面で、互いに対向する一対の壁面のうち、一方の壁面に設けられ、超音波を反射するための反射面と、前記一対の壁面のうち、他方の壁面に設けられ、前記反射面に向けて超音波を送信するとともに、前記反射面によって反射された超音波を受信する超音波素子と、前記測定室の外部より、前記流入孔を介して前記測定室内を見た場合に、前記超音波素子と前記反射面との間に形成される測定領域に対し、前記測定領域が見えなくなるように、前記測定室内に設けられた遮断壁と、を備えている。 In order to achieve the above object, a gas sensor according to a first aspect of the present invention includes a measurement chamber in which an inflow hole and an outflow hole into which a gas to be measured flows in and out are opened on a wall surface, and the inflow hole and the outflow hole. A wall surface of the measurement chamber that is different from the wall surface, provided on one wall surface of a pair of wall surfaces facing each other, on a reflection surface for reflecting ultrasonic waves, and on the other wall surface of the pair of wall surfaces An ultrasonic element that transmits ultrasonic waves toward the reflecting surface and receives ultrasonic waves reflected by the reflecting surface; and from the outside of the measuring chamber through the inflow hole through the measuring chamber. When viewed, a blocking wall provided in the measurement chamber is provided so that the measurement region is not visible with respect to the measurement region formed between the ultrasonic element and the reflecting surface.
また、請求項2に係る発明のガスセンサは、請求項1に記載の発明の構成に加え、前記遮断壁は、前記超音波素子の外側面に平行な仮想面に沿って設けられている。 Further, in the gas sensor according to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect of the invention, the blocking wall is provided along a virtual plane parallel to the outer surface of the ultrasonic element.
また、請求項3に係る発明のガスセンサは、請求項2に記載の発明の構成に加え、前記超音波素子は前記測定室に臨むように配置される素子ケース内に収納され、前記遮断壁は前記素子ケースから突設されている。 According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the second aspect of the invention, the ultrasonic element is housed in an element case arranged to face the measurement chamber, and the blocking wall is Projecting from the element case.
また、請求項4に係る発明のガスセンサは、請求項2または3に記載の発明の構成に加え、前記流入孔には、前記測定室への被測定ガスの流入を案内する筒状の流入筒が設けられ、前記遮断壁は、少なくとも前記流入筒の内周の断面積以上の広さを有し、前記流入筒の内周を前記測定領域に向かって延長した場合に、前記仮想面と交わる部分に設けられている。 According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the second or third aspect of the present invention, the inflow hole has a cylindrical inflow cylinder that guides the flow of the gas to be measured into the measurement chamber. The blocking wall has a width that is at least as large as the cross-sectional area of the inner periphery of the inflow tube, and intersects the virtual plane when the inner periphery of the inflow tube extends toward the measurement region. It is provided in the part.
請求項1に係る発明のガスセンサでは、流入孔から測定室内を見た場合に、測定室内で超音波素子と反射面との間に形成される測定領域が見えなくなるように遮断壁が設けられているので、流入孔より測定室内に流入する被測定ガスが直接、測定領域に侵入することが遮断壁によって遮られている。これにより、流入孔と測定室との境界において境界剥離による渦が発生したとしても、この渦は遮断壁に衝突するため測定領域には侵入せず、ガス濃度の測定に影響を与えない。また、遮断壁は測定領域とその他の領域との境界に部分的に設けられるのであって、両者を完全に分離する壁を構成から排除することにより、測定室の小型化、ひいてはガスセンサの小型化を図ることができる。さらに、バイパス通路を廃止したために、低流速から高流速までの広い流速範囲において正確なガス濃度の測定が可能となる。 In the gas sensor according to the first aspect of the present invention, when the measurement chamber is viewed from the inflow hole, a blocking wall is provided so that the measurement region formed between the ultrasonic element and the reflecting surface cannot be seen in the measurement chamber. Therefore, the gas to be measured flowing into the measurement chamber through the inflow hole directly blocks into the measurement region by the blocking wall. As a result, even if a vortex due to boundary separation occurs at the boundary between the inflow hole and the measurement chamber, the vortex collides with the blocking wall and does not enter the measurement region and does not affect the measurement of the gas concentration. In addition, the barrier wall is partly provided at the boundary between the measurement area and other areas. By eliminating the wall that completely separates the two from the configuration, the measurement chamber can be downsized and the gas sensor can be downsized. Can be achieved. Furthermore, since the bypass passage is eliminated, accurate gas concentration measurement is possible in a wide flow rate range from a low flow rate to a high flow rate.
また、請求項2に係る発明のガスセンサでは、請求項1に係る発明の効果に加え、超音波素子の外側面に平行な仮想面に沿って遮断壁を配設すれば、被測定ガスがスムーズに測定領域に流入することができ、圧力損失によるガスの置換性の悪化を抑制することができる。
In addition, in the gas sensor of the invention according to
また、請求項3に係る発明のガスセンサでは、請求項2に係る発明の効果に加え、超音波素子を収納する素子ケースから遮断壁を突設したので、ガスセンサの組み立て時に超音波素子を収納した素子ケース(このことを、以下、「素子アセンブリ」ともいう。)を組み付けるだけで、測定室内に遮断壁を設けることができる。これにより、ガスセンサに、遮断壁の組み込みのための係合部や開口を設けなくともよく、すなわち、ガスセンサの組み立ての際に、測定室の密閉性を高めるための封止を素子アセンブリに対して行えば、遮断壁に対しても行うことができ、封止する部分を減らすことでガスセンサの構造上の信頼性を高めることができる。
Moreover, in the gas sensor of the invention according to
また、請求項4に係る発明のガスセンサでは、請求項2または3に係る発明の効果に加え、流入筒の内周を測定領域に向かって延長した先に遮断壁が設けられているので、流入筒内を介して測定室に流入する被測定ガスの流入方向に遮断壁が存在し、測定領域に対して直接、被測定ガスが侵入することがない。このため、測定領域における被測定ガスのガス流の乱れによる超音波の減衰を防止することができ、正確なガス濃度の測定を行うことができる。
Moreover, in the gas sensor of the invention according to
以下、本発明のガスセンサの一実施の形態であるガスセンサ1について図面を参照して説明する。ガスセンサ1は、超音波の伝播時間を測定する方法を利用したガスセンサであり、被測定ガス(すなわち測定対象の雰囲気)中における特定ガスのガス濃度を測定するものである。このガスセンサ1は、ガス濃度を測定する各種の装置に用いることができるが、一例として、自動車のガソリンタンクで蒸発した燃料を一時的に貯留するキャニスタのパージラインに設置され、パージガス中の蒸発燃料の濃度測定に使用することができる。 Hereinafter, a gas sensor 1 according to an embodiment of the gas sensor of the present invention will be described with reference to the drawings. The gas sensor 1 is a gas sensor that uses a method of measuring the propagation time of ultrasonic waves, and measures the gas concentration of a specific gas in the gas to be measured (that is, the atmosphere to be measured). The gas sensor 1 can be used for various devices that measure gas concentration. As an example, the gas sensor 1 is installed in a purge line of a canister that temporarily stores fuel evaporated in a gasoline tank of an automobile, and evaporative fuel in purge gas. It can be used to measure the concentration of
まず、本実施の形態のガスセンサ1の構成について、図1〜図4を参照して説明する。図1は、ガスセンサ1の縦断面図である。図2は、素子アセンブリ50の部分断面図である。図3は、図2に示す矢印Aの方向からみた、素子アセンブリ50の底面図である。図4は、素子アセンブリ50への遮断壁40の固定位置を示す分解斜視図である。
First, the structure of the gas sensor 1 of this Embodiment is demonstrated with reference to FIGS. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the gas sensor 1. FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the
本実施の形態のガスセンサ1は、圧電素子を利用して超音波を発生する超音波式のガスセンサであり、特に超音波の送信と受信とが兼用の超音波送受信素子(以下、単に「超音波素子53」という。)を用いる。図1に示すように、ガスセンサ1は、ガス濃度の検出に必要な駆動・演算の処理を行う回路基板12、超音波の送受信を行う超音波素子53、特定ガスを含む被測定ガスであるパージガスが導入される測定室30、測定室30内にて超音波を反射させるために設けられた反射面15、パージガスが流入する流入孔28、その流入孔に接続された筒状の流入管26、パージガスが流出する流出孔29、その流出孔に接続された筒状の流出管27、測定室30内の一部の領域を仕切る遮断壁40とから構成されている。
The gas sensor 1 of the present embodiment is an ultrasonic gas sensor that generates an ultrasonic wave using a piezoelectric element. In particular, an ultrasonic transmission / reception element (hereinafter simply referred to as “ultrasonic wave”) that is used for both transmission and reception of ultrasonic waves.
ガスセンサ1は、両端が閉塞された筒状の筐体2の内部が、測定室30として構成されている。筐体2の一端側に設けられた上壁6には開口部5が設けられており、後述する素子アセンブリ50が係合されている。また、筐体2の他端側の底壁3には測定室30内に向かって突設された反射台14が設けられ、その先端に設けられた反射面15は、筐体2の軸線方向に対して直交する平面として構成されている。反射面15は、超音波素子53から送信される超音波を反射して、受信波として再度、超音波素子53に受信されるように設けられている。なお、底壁3が、本発明における「対向する一対の壁面のうちの一方の壁面」に相当し、上壁6が、本発明における「対向する一対の壁面のうちの他方の壁面」に相当する。
In the gas sensor 1, the inside of the
筐体2の側壁4には、筐体2の軸線方向に対して同じ側に、流入孔28および流出孔29が開口されている。流入孔28は上壁6の近傍に開口されており、この流入孔28に、筐体2の軸線方向と直交する方向に軸線方向を有する筒状の流入管26が接続されている。また、流出孔29は底壁3の近傍に開口されており、同様に、筐体2の軸線方向と直交する方向に軸線方向を有する筒状の流出管27が接続されている。この流出管27の内周面の一部は、底壁3の内面に連続した部分を有する。これら流入管26および流出管27の端部がパージラインに接続されて、ガスセンサ1が設置される。なお、側壁4が、本発明における「流入孔および流出孔が開口された壁面」に相当する。また、流入管26が、本発明における「流入筒」に相当する。
In the
次に、素子アセンブリ50について説明する。図2,図3に示すように、素子アセンブリ50は、円筒状の素子ケース51の内部に超音波素子(圧電素子)53が固定され、底面(図2における紙面下側の面)にフィルム部材54が張設された構造を有する。素子ケース51の上面には鍔部52が形成されており、素子アセンブリ50が筐体2の上壁6の開口部5(図1参照)に係合されるとき、素子アセンブリ50が測定室30の内部に落ち込まないように支えるとともに、鍔部52が上壁6に固着されている。また、鍔部52の上面からは、超音波素子53に接続された端子55が突設されている。ガスセンサ1の組み立て時に端子55が回路基板12(図1参照)に半田付けされて、回路基板12上のパターンと電気的に接続されることで、超音波素子53の制御が行われるようになっている。超音波素子53は円柱形状であり、超音波素子53の軸線と素子ケース51の軸線が一致するように素子ケース51内に収納される。すなわち、超音波素子51の外側面と素子ケース51の外側面とが平行となるように、素子ケース51内に収納される。
Next, the
素子ケース51の一部の側面は凹部状に形成されており、この位置に、遮断壁40の基部41が固定されるようになっている。遮断壁40は、素子アセンブリ50が筐体2に組み付けられたとき、流入孔28から測定室30内に流入するパージガスの流路方向の延長線上に位置するようになっている。図4に示すように、遮断壁40は、素子アセンブリ50の素子ケース51の外周に沿って短手方向が湾曲した板体で、長手方向の一端(基部41)とは反対側の他端の外周側に、他端に向かって先細り形状のテーパー部42が形成されている。
A part of the side surface of the
そして、図1に示すように、フィルム部材54が張設された底面側を測定室30の反射面15に対向させて、素子アセンブリ50が筐体2の上壁6の開口部5に係合される。このとき、素子アセンブリ50は、遮断壁40が設けられた側の側面が流入孔28に向けられるように、組み付けの向きが調整されて固定される。遮断壁40は、流入孔28を介して測定室30を覗いたときに、測定領域31を見ることができないように、その視野を覆うのに十分な大きさとなっている。これは、流入孔28から流入するパージガスの流路方向の延長上に遮断壁40が存在するようにして、パージガスが直接、測定領域31に侵入しないようにするためである。
As shown in FIG. 1, the
ここで、測定領域31は、測定室30内において超音波素子53と反射面15との間に形成される領域で、超音波素子53から送信される超音波のうち、特に、反射面15に向かう方向に送信される超音波の伝播経路(図中一点鎖線で示す。)を中心とする周囲の領域をいう。より具体的には、フィルム部材54の外周を超音波の伝播方向に沿って仮に延長した場合の測定室30内の領域をさす。
Here, the
このようにして素子アセンブリ50が筐体2に組み付けられると、遮断壁40は、素子アセンブリ50の素子ケース51の外周縁を延設した仮想面(図中二点鎖線で示す。)に沿って突設状に設けられる。そして、遮断壁40を流入孔28から離して配置することで、流入孔28から流入するパージガスの流路を確保することができ、パージガスの流量を絞らず、圧力損失によるパージガスの流量の低下を低減している。なお、ガスセンサ1には、測定室30内の温度を測定するための温度センサ(図示外)が設けられ、回路基板12に電気的に接続されている。
When the
次に、図1を参照して、ガスセンサ1においてパージガスの濃度測定が行われる場合の動作について説明する。図1に示すように、ガスセンサ1にてパージガスの濃度測定が行われる場合、一回の測定(超音波素子53から送信された超音波が反射面15によって反射され、再度、その超音波素子53によって受信されるまでを、一回の測定とする。)において、超音波素子53から反射面15に向かって超音波が送信される。前述したように、反射面15は、筐体2の軸線方向に対して直交している。このため、反射面15に対向して配置された超音波素子53から送信された超音波が反射面15で反射されると、その反射面15と直交する方向成分のみが超音波素子53に向かう。超音波素子53ではこれを受信波として受信し、送信から受信までにかかる時間の計測結果に基づいて、ガス濃度が求められる。
Next, with reference to FIG. 1, the operation when the concentration of the purge gas is measured in the gas sensor 1 will be described. As shown in FIG. 1, when the concentration of the purge gas is measured by the gas sensor 1, the measurement is performed once (the ultrasonic wave transmitted from the
一方、流入管26を通じ流入孔28から測定室30内に流入するパージガスは、流入管26の軸線方向に沿った方向を流路方向として測定室30内に流入する。この流入管26の軸線方向の延長上には遮断壁40が設けられており、パージガスはこの遮断壁40に当たって流路方向が曲げられる。このとき、パージガスは、遮断壁40に設けられたテーパー部42により、測定室30の底壁3の方向、すなわち流出孔29の開口へ向かう方向に案内される。
On the other hand, the purge gas flowing into the
パージラインには負圧がかけられており、流出管27から流出される方向にパージガスが引かれている。測定室30内を通過するパージガスは、その大半がそのまま、流出孔29より流出管27を介してガスセンサ1の外部へと流出する。しかし、測定室30内は遮断壁40を除き隔離壁がないため、遮断壁40の短手方向の端部や、遮断壁40のテーパー部42の先端から、パージガスの一部が測定領域31内に侵入することとなる。このとき、測定領域31内に存在するパージガスは、侵入したパージガスによって押し出され、あるいは流出孔29を介してかけられる負圧によって引かれるため、流出孔29に近い側から測定領域31外へと流れる。これにより、常に、測定領域31内のガス置換が行われる。
Negative pressure is applied to the purge line, and purge gas is drawn in the direction of flowing out from the
パージガスの流速が速いことに起因して、流入孔28と測定室30との境界において境界剥離により発生した渦は、パージガスの流路方向に沿って進むため遮断壁40に衝突し、測定領域31内には侵入しない。また、遮断壁40により流速の速いパージガスが直接、測定領域31内に侵入することがないため、測定領域31内のパージガスのガス流の乱れは小さい。また、遮断壁40によって流路方向が曲げられたパージガスは、流出孔29へと向かう方向が主流となり、その方向の流速は速いので、遮断壁40のテーパー部42の先端にて、境界剥離による渦が発生する場合がある。しかし、発生した渦がパージガスの流路方向に沿って流出孔29へ向かって進むため、測定領域31内に侵入することはない。
Due to the high flow velocity of the purge gas, the vortex generated by boundary separation at the boundary between the
そして、上記のように超音波素子53により超音波の送受信が行われ、常に置換される測定領域31内のパージガスの濃度の測定が行われる。つまり、超音波素子53から送信された超音波が反射面15に反射されて、もとの超音波素子53に受信されるまでの伝播時間が測定される。超音波素子53が送信波を送信してから反射波(受信波)を受信するまでの伝播時間は、パージガス中の特定ガス(蒸発燃料)のガス濃度に応じて異なってくる。従って、この伝播時間に対応したセンサ出力を取り出すことにより、被測定ガス中のガス濃度を検出することができる。なお、超音波の伝播速度はガス濃度の他に温度によっても異なってくるため、図示外の温度センサからの出力を交えてガス濃度の検出が行われる。
Then, ultrasonic waves are transmitted and received by the
以上説明したように、本実施の形態のガスセンサ1では、測定室30内に流速の速いパージガスが流入したとき、流入孔28と測定室30との境界において境界剥離により発生した渦は、遮断壁40に衝突し、測定領域31へは侵入しない。また、遮断壁40によって流路方向が曲げられたパージガスが遮断壁40のテーパー部42の先端を通過する際に、境界剥離による渦が発生する場合があるが、この位置での流路方向が測定領域31へ向かう方向ではないため、渦が測定領域31内に侵入することはない。このため、測定領域31において送受信される超音波の減衰が発生しにくく、正確なガス濃度の測定を行うことができる。
As described above, in the gas sensor 1 according to the present embodiment, when purge gas having a high flow velocity flows into the
また、遮断壁40によって流速の速いパージガスが直接、測定領域31内に侵入することが防止されており、さらに遮断壁40のテーパー部42によって、流入孔28から測定室30内に流入したパージガスは、流出孔29へと向かう方向に案内される。すなわち、測定領域31に流速の速いパージガスが侵入しないように測定室30の内部に壁等を設けずともよく、測定室30内の構造を簡易化して小型化を図り、ひいてはガスセンサ1の小型化を図ることができる。
Further, the purge wall having a high flow velocity is prevented from directly entering the
また、遮断壁40を素子アセンブリ50に固定したので、ガスセンサ1の組み立て時に素子アセンブリ50を組み付ければ遮断壁40を組み付けることができる。すなわち、測定室30の開口は、流入孔28、流出孔29、および素子アセンブリ50を組み付けるための開口部5の3つで済む。測定室30の密閉性を高めるために封止する隙間が生ずる開口が少ないので、ガスセンサ1の構造上の信頼性を高めることができる。
Further, since the blocking
さらに、遮断壁40を素子アセンブリ50の素子ケース51の外周縁を延設した仮想面に沿うように設けられており、仮に流入管26を介して測定室30を覗いたときに、測定領域31を見ることができないように、その視野を覆うのに十分な大きさとなっている。すなわち、パージガスの主流が流入孔28から流出孔29へと流れる際に、その流路と測定領域31とが大きく遮られていないので、測定領域31内のパージガスの入れ替えが容易に行われ、測定領域31のガス置換性が向上する。そして、遮断壁40を流入孔28から離して配置することで、流入孔28から流入するパージガスの流路を確保し、圧力損失によるパージガスの流量の低下を低減することができる。
Further, the blocking
なお、本発明は、上記実施の形態に限られず、各種の変更が可能である。例えば、測定室30の内部の壁面から遮断壁を突設させた構成としてもよい。その一例として、図5に示すように、上壁6から遮断壁45を突設させるとよい。なお、遮断壁45の大きさや形状等については、本実施の形態の遮断壁40と同様である。また、素子ケース51と遮断壁40とを一部材にて構成してもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made. For example, a configuration in which a blocking wall protrudes from a wall surface inside the
また、図6に示すように、流入管26の測定室30側の端部に流入管26の周壁を延長した案内壁25を設け、流入孔28に流入管26を接続した際に、パージガスの流路方向が流出孔29へと向かうように、その流路方向を案内してもよい。このとき、本実施の形態と同様に、案内壁25の部分を除く流入管26内におけるパージガスの流路方向の延長上に案内壁25が存在するように、案内壁25の壁面を構成すれば、パージガスが直接、測定領域31に侵入することはない。
In addition, as shown in FIG. 6, a
また、底壁3の内面に流出孔29に向かって下向きの傾斜を設けた構成としてもよい。このようにすれば、パージガス中に含まれる水分が流出孔29の方向に流れやすくなり、測定室30内に溜まらずに、パージガスの通過とともにガスセンサ1の外部に排出されやすい。また、反射面15についても緩やかな凸面状に構成して、パージガス中に含まれる水分が反射面15上に残留しにくくなるようにしてもよい。
Moreover, it is good also as a structure which provided the downward slope toward the
本発明は、各種のガスセンサに限られず、超音波の伝播時間を測定に利用する各種のセンサ等に適応できる。 The present invention is not limited to various gas sensors, but can be applied to various sensors that use ultrasonic propagation time for measurement.
1 ガスセンサ
3 底壁
4 側壁
6 上壁
15 反射面
26 流入管
28 流入孔
29 流出孔
30 測定室
31 測定領域
40 遮断壁
50 素子アセンブリ
53 超音波素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
前記流入孔および前記流出孔が開口された壁面とは異なる前記測定室の壁面で、互いに対向する一対の壁面のうち、一方の壁面に設けられ、超音波を反射するための反射面と、
前記一対の壁面のうち、他方の壁面に設けられ、前記反射面に向けて超音波を送信するとともに、前記反射面によって反射された超音波を受信する超音波素子と、
前記測定室の外部より、前記流入孔を介して前記測定室内を見た場合に、前記超音波素子と前記反射面との間に形成される測定領域に対し、前記測定領域が見えなくなるように、前記測定室内に設けられた遮断壁と、
を備えたことを特徴とするガスセンサ。 A measurement chamber in which an inflow hole and an outflow hole into and out of the gas to be measured are opened on the wall surface;
A wall surface of the measurement chamber different from the wall surface in which the inflow hole and the outflow hole are opened, provided on one wall surface of a pair of wall surfaces facing each other, and a reflection surface for reflecting ultrasonic waves;
Among the pair of wall surfaces, an ultrasonic element that is provided on the other wall surface, transmits ultrasonic waves toward the reflection surface, and receives ultrasonic waves reflected by the reflection surface;
When the measurement chamber is viewed from the outside of the measurement chamber through the inflow hole, the measurement region is not visible with respect to the measurement region formed between the ultrasonic element and the reflection surface. A blocking wall provided in the measurement chamber;
A gas sensor comprising:
前記遮断壁は、少なくとも前記流入筒の内周の断面積以上の広さを有し、前記流入筒の内周を前記測定領域に向かって延長した場合に、前記仮想面と交わる部分に設けられていることを特徴とする請求項2または3に記載のガスセンサ。
The inflow hole is provided with a cylindrical inflow tube for guiding the flow of the gas to be measured into the measurement chamber,
The blocking wall is at least as wide as the cross-sectional area of the inner periphery of the inflow tube, and is provided at a portion that intersects the virtual surface when the inner periphery of the inflow tube extends toward the measurement region. The gas sensor according to claim 2, wherein the gas sensor is provided.
Priority Applications (1)
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JP2004081035A JP2005265711A (en) | 2004-03-19 | 2004-03-19 | Gas sensor |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2004
- 2004-03-19 JP JP2004081035A patent/JP2005265711A/en active Pending
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