JP4443156B2 - Gas inflow measurement sensor - Google Patents

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JP4443156B2
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晴夫 樫本
典世 吉田
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甲南電機株式会社
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機器の流出口より流出される気体の状態を検出し、機器の作動状況、及び機器の性能劣化の状況を把握するための気体流入状態測定センサに関する。
【0002】
【従来の技術】
周知の様に気体の流出状況を検出する装置として、気体の圧力を検出する圧力計や、気体の流速を検出する流速計等がある。
【0003】
圧力計は、ブルドン管、ベローズ、拡散形半導体等があり、一般には、静止状態の気体圧力を測定するために用いられ、気体流出が閉止された状態であり、圧力計本体部で気体を放出させることが出来ない。
【0004】
また、特許文献1には、スリーブ内を、端面に空気圧を受けて摺動するスプールと、スプールの移動量を伝達するスプールに連結されたセンサロッドと、センサロッドに外嵌まりしてセンサロッドの移動量を検出し圧力信号を送出するセンサヘッドと、空気圧を受けて移動するスプールの移動を阻止する方向にスプールを付勢するバネとよりなる空気圧圧力センサが開示されている。この圧力センサの構造も、測定する空気圧が閉止された構造になっている。
【0005】
一方、流速計は、超音波伝播速度変化法、超音波ドップラー法、超音波ビーム偏位法等を応用して、気体の流速を検出する。
【0006】
【特許文献1】
特開平11−125572号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、機器の流出口から流出される気体の流出状態を検出する場合、圧力の変化の状態を検出する方法と、流量の変化を検出する方法とが考えられる。
【0008】
また、流速計として、高精度のものを適用し、機器からの気体の流速を検出し、流速変化に基づいて、気体の流出状態を検出することも考えられる。しかしながら、高精度の流速計は、大型かつ高価であった。
【0009】
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、小型化及びコストの低減を図ることができ、機器の流出口から流出される気体の流入状態を正確に検出することが可能な気体流入状態測定センサを提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の気体流入状態測定センサは、気体の排出口が内周壁に形成されたシリンダと、シリンダ内に移動自在に挿入されたピストンと、ピストンを両側から挟み込んで、ピストンをシリンダ内周壁の前記排出口を塞ぐ位置で弾性的に支持する2つのバネと、ピストンの移動位置を検出する移動位置検出手段とを備え、シリンダの内周壁とピストンにより区画された気体室を設け、ピストンの前方側に前記気体室を介して流入孔を設け、気体をピストンの前方側にある前記流入孔から気体室へと流入させている。
【0011】
この様な構成の本発明の気体流入状態測定センサによれば、各バネは、ピストンを両側から挟み込んで、ピストンをシリンダ内周壁の排出口を塞ぐ位置で弾性的に支持している。ピストンを両側から挟み込む2つのバネは、ピストンから脱落することがない様にピストンを階段状に切削したその内周壁に差し込んだ構成として、2つのバネとピストンが一体となる。この状態では、気体の排出口がピストンにより塞がれる。そして、気体を流入口からピストンで区画された気体室へと流入させると、気体室内の気体の圧力が上昇して、ピストンが気体の圧力により押されて移動し、気体の排出口が徐々に開いて、気体が排出口から流出し始める。更に、気体が流入口→気体室→排出口と言う経路で流れている状態では、排出口が開口状態となり、流入する気体は、排出口から放出される。この後、気体の流入が止まると、気体室内の気体の圧力が低下して、ピストンがバネの弾性力によりシリンダ内周壁の排出口を塞ぐ位置まで押し戻され、気体の排出口が閉じられる。
【0012】
こうして気体の流入開始、流量、流入終了に応じて、気体の時間当たりの流入状況の変化をピストンが高感度で、しかも高追従してピストンが移動し、シリンダ内周壁の排出口が適宜に開閉される。従って、ピストンの移動位置の変化と気体流入状態測定センサの気体室への気体の流入状態が対応することになる。このため、ピストンの移動位置の変化を移動位置検出手段により検出すれば、ピストンの移動位置の変化量に基づいて、気体の流入状態を検出することができる。例えば、供試機器から流出する気体を気体流入状態測定センサの気体室への流入口から気体室へと流入させれば、供試機器からの気体の流出状態を検出することができる。機器には、正常な動作を行なう時の気体の流出状態があり、その流出状態の変化を知ることにより、機器の劣化状況や、異常の発生を知ることができる。
【0013】
また、本発明の気体流入状態測定センサは、その構造が簡単であることから、小型化及びコストの低減を図ることができる。
【0014】
また、本発明においては、ピストン外周とシリンダ内周とがメタルシールの構造を有している。
【0015】
この様にピストン外周とシリンダ内周とがメタルシールの構造にすることで、ピストンとシリンダ間の気密性を保つことができ、かつシリンダ内でのピストンの移動に伴う摩擦抵抗を抑えることができる。これにより、気体の流入状態の時間当たりの検出精度が高くなる。
【0016】
更に、本発明においては、ピストンを両側から挟み込む2つのバネは、ピストンの両側に係合している。
【0017】
これにより、ピストンが高速移動しても、バネがピストンに速やかに追従し、バネが躍らずに済む。
【0018】
また、本発明においては、気体室に接するピストン一端の径は、徐々に小さくされている。
【0019】
この様にピストン一端の径が徐々に小さくされていれば、ピストン一端近傍での気体の流れが整えられ、気体が気体室からピストン一端近傍を通過して排出口へと滑らかに流れる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【0021】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の気体流入状態測定センサの一実施形態を示す縦断面図である。本実施形態の気体流入状態測定センサでは、ハウジング1内にシリンダ1aを形成し、またハウジング1内のシリンダ1a右側に孔1bを形成して、孔1bに筒型固定子2を挿入して取り付け、筒型固定子2左端面をシリンダ1a右端に当接させている。そして、バネ3aをシリンダ1aに挿入し、ピストン4右端面に接続された可動子5をシリンダ1aを通じて筒型固定子2の中央の孔2aに挿入し、ピストン4をシリンダ1aに挿入し、更にバネ3bを挿入してから、ハウジング1左端にキャップ6をねじ込んでいる。
【0022】
ピストン4は、その略中央に最大径となる中央部4aを有している。中央部4aは、その外径がシリンダ1a内径よりも僅かに小さくされており、中央部4aの外周面とシリンダ1aの内周面がメタルシールの構造を形成している。このメタルシールの構造は、ピストン4とシリンダ1a間の気密性を保ち、かつシリンダ1a内の移動に伴うピストン4の摩擦抵抗を低減させて、ピストン4の速やかなる移動を可能にする。
【0023】
尚、メタルシールの構造とは、ピストンの外周面とシリンダの内周面間に気体分子の層が形成され、ピストンとシリンダの気密性を保ちつつ、ピストンとシリンダ間の摩擦抵抗を低減させることが可能な周知の全ての構造のことである。
【0024】
バネ3aは、ピストン4右側面と筒型固定子2左端面間で圧縮されている。また、バネ3bは、ピストン4左側面とキャップ6の面6a間で圧縮されている。そして、各バネ3a、3bは、ピストン4をその両側から挟み込んで弾性的に支持する。ピストン4に外力が加わっていない状態では、各バネ3a、3bがピストン4をハウジング1の各排出口1cの位置で支持し、ピストン4の中央部4aがハウジング1の各排出口1cを塞ぐ。
【0025】
各バネ3a、3bとして、弾性係数が小さなものを適用している。また、先に述べた様にピストン4の中央部4aは、ピストン4の摩擦抵抗を低減させて、ピストン4の速やかなる移動を可能にする。このため、ピストン4は、僅かの外力が加わっただけでも、シリンダ1a内で左右に移動する。
【0026】
また、各バネ3a、3bは、ピストン4両端の段差部分に挿入されて係合している。これにより、ピストン4が高速移動しても、各バネ3a、3bがピストン4に速やかに追従し、各バネ3a、3bが躍らずに済む。
【0027】
可動子5は、ピストン4右端面に接続されていることから、ピストン4と共に移動する。筒型固定子2は、可動子5の位置をピストン4の位置として検出する。
【0028】
図2は、筒型固定子2及び可動子5の構成を例示している。また、図3は、筒型固定子2及び可動子5を示す回路図である。筒型固定子2及び可動子5は、所謂差動トランスである。可動子5は、棒状の磁性体コアである。また、筒型固定子2は、1次コイル2a及び2つの2次コイル2b、2cを備えている。
【0029】
この差動トランスでは、1次コイル2aに一定交流電圧Epを加えて、各2次コイル2b、2cにそれぞれの誘導電圧Es1、Es2を発生させ、各誘導電圧Es1、Es2の差の電圧Esを検出出力として取り出している。可動子5が移動すると、1次コイル2aと各2次コイル2b、2c間の結合係数が変動して、電圧Esが変動するので、電圧Esに基づいて、可動子5の位置(ピストン4の位置)を検出することができる。
【0030】
尚、差動トランスとしては、図2及び図3に示すものだけではなく、周知の多様な構成及び回路のものがある。
【0031】
さて、この様な構成の気体流入状態測定センサでは、例えば機器の排気用オリフィス(図示せず)にキャップ6の流入孔6bを接続した上で、機器の排気用オリフィスからの気体を該気体流入状態測定センサ内に通して、気体の流入状態を検出する。
【0032】
ここで、機器の排気用オリフィスから気体が流出する直前までは、ピストン4に外力が加わっていない状態であるから、ピストン4の両側から挟み込んでいる2つのバネ3a、3bが弾性的に支持することで、ピストン4の中央部4aがハウジング1の各排出口1cを塞いでいる。
【0033】
次に、機器の排気用オリフィスから気体の流出が開始されると、気体がキャップ6の流入孔6bからピストン4左側の気体室7へと流入し、気体室7の圧力が上昇して、ピストン4が気体室7の圧力により右方向に押されて移動し、ハウジング1の各排出口1cが徐々に開いて、気体が気体室7から各排出口1cを通じて外部へと放出し始める。
【0034】
次に、気体が流入孔6b→気体室7→各排出口1cという経路で流れている状態では、ピストン4を支持している各バネ3a、3bが伸縮し、気体室7内の圧力と各バネ3a、3bの弾性力とが均衡する位置まで、ピストン4が移動する。このとき、各排出口1cが大きく開かれて、気体が放出される。また、気体室7に接するピストン4の端に段差部分が形成されているので、ピストン4の該端近傍での気体の流れが整えられ、気体が気体室7からピストン4の該端近傍を通過して排出口1cへと滑らかに流れる。
【0035】
次に、機器の排気用オリフィスからの気体の流出が終了し、気体室7への気体の流入が停止すると、気体室7内の圧力が低下し、各バネ3a、3bの弾性力によりピストン4が各排出口1cの位置まで押し戻され、ピストン4の中央部4aがハウジング1の各排出口1cを塞ぐ。
【0036】
こうして気体室7での気体の流入開始、流量、流入終了に応じて、ピストン4が移動し、各排出口1cが適宜に開閉される。従って、ピストン4の移動位置の変化量と気体の流入状態が対応する。このため、筒型固定子2の検出出力に基づいて、ピストン4の移動位置の変化量を検出すれば、ピストン4の移動位置の変化量に基づいて、気体の流入状態を検出することができ、機器からの気体の流入状態を検出することができる。
【0037】
また、小さな弾性係数の各バネ3a、3bを適用し、中央部4aによりピストン4の摩擦抵抗を低減させているので、気体室7内の圧力変動に応じて、ピストン4が速やかかつ容易に移動する。このため、ピストン4の移動が機器からの気体の流出状態に影響を与えることが殆ど無く、気体の流入状態の検出誤差を抑えることができる。
【0038】
更に、キャップ6を外して、各バネ3a、3b、ピストン4、可動子5を一旦取り出し、各バネ3a、3bを他の弾性係数の各バネに交換すれば、気体流入状態測定センサの検出特性を変更することができる。
【0039】
また、気体流入状態測定センサは、ハウジング1、ピストン4、各バネ3a、3b、可動子5、筒型固定子2、及びキャップ6からなる簡単な構成であることから、小型化及びコストの低減を図ることができる。
【0040】
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、多様に変形することができる。例えば、ピストンの位置を検出するために、差動トランスを用いているが、この代わりに、ポテンショメータ等、各種接触形センサや各種非接触形センサを適用することができる。
【0041】
また、測定する機器の流出口より流出される気体の時間当りの流量が多い時には、気体流入状態測定センサの流入口の径を大きくし、シリンダ内周壁の排出口の流路面積を大きくすることで、供試機器の性能に影響を与えない気体流量の放出が確定出来る。また、気体の圧力に対しては、1MPa以下では、ピストンを両側から挟み込んで、ピストンを弾性的に支持する2つのバネを変えることなく対応出来る。それ以上の圧力になると、バネの特性を変えることで、センサとしての性能を確保することができる。
【0042】
【発明の効果】
以上説明した様に本発明によれば、気体の流入開始、流量、流入終了に応じて、ピストンが移動し、シリンダ内周壁の排出口が適宜に開閉されるので、ピストンの移動位置の変化量と気体の流入状態が対応する。このため、ピストンの移動位置の変化量を移動位置検出手段により検出すれば、ピストンの移動位置に基づいて、気体の流入状態を検出することができる。
【0043】
また、本発明の気体流入状態測定センサは、その構造が簡単であることから、気体の流量の大小に対して、気体の圧力の高低に対しても、小型化及びコストの低減を図ることができる。
【0044】
更に、ピストン外周とシリンダ内周間にメタルシールの構造を有しているので、ピストンとシリンダ間の気密性を保つことができ、かつシリンダ内でのピストンの移動に伴う摩擦抵抗を抑えることができ、これにより、気体の流入状態の時間当たりの検出精度が高くなる。
【0045】
また、ピストンを両側から挟み込む2つのバネがピストンの両側に係合されているので、ピストンが高速移動しても、バネがピストンに速やかに追従し、バネが躍らずに済む。
【0046】
更に、気体室に接するピストン一端の径が徐々に小さくされているので、ピストン一端近傍での気体の流れが整えられ、気体が気体室からピストン一端近傍を通過して排出口へと滑らかに流れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の気体流入状態測定センサの一実施形態を示す縦断面図である。
【図2】 図1のセンサにおける筒型固定子及び可動子の構成を例示す縦断面図である。
【図3】 図1のセンサにおける筒型固定子及び可動子を示す回路図である。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a gas inflow state measuring sensor for detecting a state of gas flowing out from an outlet of an apparatus and grasping an operation state of the apparatus and a state of performance deterioration of the apparatus.
[0002]
[Prior art]
As well known, there are a pressure gauge for detecting the pressure of gas, a flowmeter for detecting the flow velocity of gas, and the like as a device for detecting the outflow state of gas.
[0003]
Pressure gauges include bourdon tubes, bellows, and diffused semiconductors. Generally, pressure gauges are used to measure gas pressure in a stationary state. The gas outflow is closed, and gas is released from the pressure gauge body. I can't let you.
[0004]
Further, Patent Document 1 discloses a spool that slides in a sleeve by receiving air pressure on an end surface thereof, a sensor rod that is coupled to a spool that transmits a movement amount of the spool, and a sensor rod that is externally fitted to the sensor rod. A pneumatic pressure sensor is disclosed which includes a sensor head that detects the amount of movement of the spool and sends a pressure signal, and a spring that urges the spool in a direction that prevents movement of the spool that receives pneumatic pressure. This pressure sensor also has a structure in which the air pressure to be measured is closed.
[0005]
On the other hand, the anemometer detects the gas flow velocity by applying an ultrasonic propagation velocity change method, an ultrasonic Doppler method, an ultrasonic beam deflection method, or the like.
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-125572
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when detecting the outflow state of the gas flowing out from the outflow port of the device, a method of detecting a pressure change state and a method of detecting a flow rate change are conceivable.
[0008]
It is also conceivable to apply a high-accuracy flowmeter, detect the gas flow velocity from the device, and detect the gas outflow state based on the flow velocity change. However, high-precision anemometers are large and expensive.
[0009]
Therefore, the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and can achieve downsizing and cost reduction, and accurately detect the inflow state of gas flowing out from the outlet of the device. It is an object of the present invention to provide a gas inflow state measuring sensor capable of performing the above-mentioned.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a gas inflow state measurement sensor according to the present invention includes a cylinder having a gas discharge port formed in an inner peripheral wall, a piston inserted movably in the cylinder, and a piston sandwiched from both sides. , A gas that is provided with two springs that elastically support the piston at a position that closes the discharge port of the inner peripheral wall of the cylinder, and a moving position detecting means that detects the moving position of the piston, and is a gas partitioned by the inner peripheral wall of the cylinder and the piston A chamber is provided, an inflow hole is provided on the front side of the piston via the gas chamber, and gas is allowed to flow into the gas chamber from the inflow hole on the front side of the piston.
[0011]
According to the gas inflow state measuring sensor of the present invention having such a configuration, each spring sandwiches the piston from both sides and elastically supports the piston at a position where the discharge port of the cylinder inner peripheral wall is closed. The two springs that sandwich the piston from both sides are integrated into the two springs and the piston as a configuration in which the piston is inserted into the inner peripheral wall of the piston cut in a step shape so that it does not fall off the piston. In this state, the gas outlet is closed by the piston. When the gas flows from the inlet into the gas chamber partitioned by the piston, the pressure of the gas in the gas chamber rises, the piston is pushed by the gas pressure and moves, and the gas outlet gradually Open and gas begins to flow out of the outlet. Further, in a state where the gas flows along the path of the inlet → the gas chamber → the outlet, the outlet becomes an open state, and the inflowing gas is discharged from the outlet. Thereafter, when the gas flow stops, the pressure of the gas in the gas chamber decreases, the piston is pushed back to the position where it closes the discharge port of the cylinder inner peripheral wall by the elastic force of the spring, and the gas discharge port is closed.
[0012]
Thus, according to the start of gas flow, flow rate, and end of gas flow, the piston moves with high sensitivity and changes in the flow of gas per hour, and the discharge port on the inner wall of the cylinder opens and closes appropriately. Is done. Therefore, the change in the movement position of the piston corresponds to the gas inflow state into the gas chamber of the gas inflow state measurement sensor . For this reason, if the change of the moving position of the piston is detected by the moving position detecting means, the inflow state of the gas can be detected based on the change amount of the moving position of the piston. For example, if the gas flowing out from the EUT is caused to flow from the inlet to the gas chamber of the gas inflow state measurement sensor into the gas chamber, the outflow state of the gas from the EUT can be detected. The device has a gas outflow state during normal operation. By knowing the change in the outflow state, it is possible to know the deterioration state of the device and the occurrence of an abnormality.
[0013]
Moreover, since the structure of the gas inflow state measuring sensor of the present invention is simple, it is possible to reduce the size and the cost.
[0014]
In the present invention, the piston outer periphery and the cylinder inner periphery have a metal seal structure.
[0015]
In this way, the outer periphery of the piston and the inner periphery of the cylinder have a metal seal structure, so that the airtightness between the piston and the cylinder can be maintained, and the frictional resistance accompanying the movement of the piston in the cylinder can be suppressed. . Thereby, the detection accuracy per time of the inflow state of gas becomes high.
[0016]
Further, in the present invention, the two springs that sandwich the piston from both sides are engaged with both sides of the piston.
[0017]
Thereby, even if the piston moves at a high speed, the spring quickly follows the piston, and the spring does not move.
[0018]
In the present invention, the diameter of one end of the piston in contact with the gas chamber is gradually reduced.
[0019]
If the diameter of one end of the piston is gradually reduced in this way, the gas flow in the vicinity of one end of the piston is adjusted, and the gas smoothly flows from the gas chamber to the vicinity of the one end of the piston to the discharge port.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0021]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a gas inflow state measuring sensor of the present invention. In the gas inflow state measuring sensor of this embodiment, a cylinder 1a is formed in the housing 1, a hole 1b is formed on the right side of the cylinder 1a in the housing 1, and the cylindrical stator 2 is inserted into the hole 1b. The left end surface of the cylindrical stator 2 is brought into contact with the right end of the cylinder 1a. Then, the spring 3a is inserted into the cylinder 1a, the mover 5 connected to the right end surface of the piston 4 is inserted through the cylinder 1a into the central hole 2a of the cylindrical stator 2, the piston 4 is inserted into the cylinder 1a, After the spring 3b is inserted, the cap 6 is screwed into the left end of the housing 1.
[0022]
The piston 4 has a central portion 4a having a maximum diameter at the approximate center thereof. The outer diameter of the central portion 4a is slightly smaller than the inner diameter of the cylinder 1a, and the outer peripheral surface of the central portion 4a and the inner peripheral surface of the cylinder 1a form a metal seal structure. This metal seal structure keeps the airtightness between the piston 4 and the cylinder 1a and reduces the frictional resistance of the piston 4 accompanying the movement in the cylinder 1a, thereby enabling the piston 4 to move quickly.
[0023]
The metal seal structure means that a gas molecule layer is formed between the outer peripheral surface of the piston and the inner peripheral surface of the cylinder, and the friction resistance between the piston and the cylinder is reduced while maintaining airtightness between the piston and the cylinder. All known structures that are possible.
[0024]
The spring 3a is compressed between the right side surface of the piston 4 and the left end surface of the cylindrical stator 2. Further, the spring 3 b is compressed between the left side surface of the piston 4 and the surface 6 a of the cap 6. And each spring 3a, 3b pinches the piston 4 from the both sides, and supports it elastically. In a state where no external force is applied to the piston 4, the springs 3 a and 3 b support the piston 4 at the positions of the discharge ports 1 c of the housing 1, and the central portion 4 a of the piston 4 closes the discharge ports 1 c of the housing 1.
[0025]
As each of the springs 3a and 3b, one having a small elastic coefficient is applied. Further, as described above, the central portion 4a of the piston 4 reduces the frictional resistance of the piston 4 and enables the piston 4 to move quickly. For this reason, even if a slight external force is applied, the piston 4 moves left and right within the cylinder 1a.
[0026]
The springs 3a and 3b are inserted into and engaged with the step portions at both ends of the piston 4. Thereby, even if the piston 4 moves at a high speed, the springs 3a and 3b quickly follow the piston 4, and the springs 3a and 3b do not rush.
[0027]
Since the mover 5 is connected to the right end surface of the piston 4, the mover 5 moves together with the piston 4. The cylindrical stator 2 detects the position of the mover 5 as the position of the piston 4.
[0028]
FIG. 2 illustrates the configuration of the cylindrical stator 2 and the mover 5. FIG. 3 is a circuit diagram showing the cylindrical stator 2 and the mover 5. The cylindrical stator 2 and the movable element 5 are so-called differential transformers. The mover 5 is a rod-shaped magnetic core. The cylindrical stator 2 includes a primary coil 2a and two secondary coils 2b and 2c.
[0029]
In this differential transformer, a constant AC voltage Ep is applied to the primary coil 2a to generate the induced voltages Es1 and Es2 in the secondary coils 2b and 2c, respectively, and the voltage Es that is the difference between the induced voltages Es1 and Es2 is generated. Extracted as detection output. When the mover 5 moves, the coupling coefficient between the primary coil 2a and each of the secondary coils 2b and 2c changes, and the voltage Es changes. Therefore, based on the voltage Es, the position of the mover 5 (the piston 4 Position) can be detected.
[0030]
The differential transformer includes not only those shown in FIGS. 2 and 3 but also various known configurations and circuits.
[0031]
Now, the gas inlet state sensor for measuring such a configuration, for example, in terms of connecting the inlet 6b of the cap 6 to the exhaust orifice of the device (not shown), the gas the gas flows from the exhaust orifice of the device It passes through the state measurement sensor and detects the inflow state of the gas .
[0032]
Here, since the external force is not applied to the piston 4 until immediately before the gas flows out from the exhaust orifice of the device, the two springs 3a and 3b sandwiched from both sides of the piston 4 are elastically supported. Thus, the central portion 4 a of the piston 4 closes each discharge port 1 c of the housing 1.
[0033]
Next, when the outflow of gas is started from the exhaust orifice of the device, the gas flows into the gas chamber 7 on the left side of the piston 4 from the inflow hole 6b of the cap 6, and the pressure of the gas chamber 7 rises, and the piston 4 is pushed and moved to the right by the pressure of the gas chamber 7, each discharge port 1 c of the housing 1 is gradually opened, and gas begins to be discharged from the gas chamber 7 to the outside through each discharge port 1 c.
[0034]
Next, in a state where the gas flows through the path of the inflow hole 6b → the gas chamber 7 → the discharge ports 1c, the springs 3a and 3b supporting the piston 4 expand and contract, and the pressure in the gas chamber 7 The piston 4 moves to a position where the elastic forces of the springs 3a and 3b are balanced. At this time, each discharge port 1c is opened widely and gas is discharged. Further, since the step portion is formed at the end of the piston 4 in contact with the gas chamber 7, the flow of gas in the vicinity of the end of the piston 4 is adjusted, and the gas passes from the gas chamber 7 to the vicinity of the end of the piston 4. And smoothly flows to the discharge port 1c.
[0035]
Next, when the outflow of the gas from the exhaust orifice of the device is completed and the inflow of the gas into the gas chamber 7 is stopped, the pressure in the gas chamber 7 is reduced, and the piston 4 is caused by the elastic force of each spring 3a, 3b. Is pushed back to the position of each discharge port 1 c, and the central portion 4 a of the piston 4 closes each discharge port 1 c of the housing 1.
[0036]
In this way, the piston 4 moves according to the start of gas inflow, the flow rate, and the end of inflow in the gas chamber 7, and the respective outlets 1c are appropriately opened and closed. Therefore, the change amount of the movement position of the piston 4 corresponds to the gas inflow state. For this reason, if the change amount of the movement position of the piston 4 is detected based on the detection output of the cylindrical stator 2, the gas inflow state can be detected based on the change amount of the movement position of the piston 4. The inflow state of gas from the device can be detected.
[0037]
Further, since the springs 3a and 3b having a small elastic coefficient are applied and the frictional resistance of the piston 4 is reduced by the central portion 4a, the piston 4 moves quickly and easily according to the pressure fluctuation in the gas chamber 7. To do. For this reason, the movement of the piston 4 hardly affects the outflow state of the gas from the device, and the detection error of the inflow state of the gas can be suppressed.
[0038]
Further, if the cap 6 is removed, the springs 3a and 3b, the piston 4 and the mover 5 are once taken out and the springs 3a and 3b are replaced with springs having other elastic coefficients, the detection characteristics of the gas inflow state measuring sensor . Can be changed.
[0039]
Further, the gas inflow state measuring sensor has a simple configuration including the housing 1, the piston 4, the springs 3a and 3b, the movable element 5, the cylindrical stator 2, and the cap 6, so that the size and cost can be reduced. Can be achieved.
[0040]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can deform | transform variously. For example, a differential transformer is used to detect the position of the piston. Instead, various contact sensors such as a potentiometer and various non-contact sensors can be applied.
[0041]
In addition, when the flow rate of gas flowing out from the outlet of the device to be measured is high, increase the diameter of the inlet of the gas inflow state measurement sensor and increase the flow area of the outlet of the inner wall of the cylinder. Thus, the release of gas flow rate that does not affect the performance of the EUT can be determined. Further, with respect to the gas pressure, at 1 MPa or less, the piston can be sandwiched from both sides without changing the two springs that elastically support the piston. If the pressure is higher than that, the sensor performance can be ensured by changing the spring characteristics.
[0042]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the piston moves according to the start of gas inflow, the flow rate, and the end of inflow, and the discharge port of the inner wall of the cylinder is appropriately opened and closed. Corresponds to the inflow state of gas. For this reason, if the variation | change_quantity of the movement position of a piston is detected by a movement position detection means, the inflow state of gas can be detected based on the movement position of a piston.
[0043]
In addition, since the gas inflow state measuring sensor of the present invention has a simple structure, the gas inflow state measuring sensor can be downsized and reduced in cost with respect to the gas flow rate and the gas pressure level. it can.
[0044]
Furthermore, since it has a metal seal structure between the outer periphery of the piston and the inner periphery of the cylinder, the airtightness between the piston and the cylinder can be maintained, and the frictional resistance accompanying the movement of the piston in the cylinder can be suppressed. Thus, the detection accuracy per hour of the gas inflow state is increased.
[0045]
Further, since the two springs sandwiching the piston from both sides are engaged with both sides of the piston, even if the piston moves at a high speed, the spring quickly follows the piston, and the spring does not move.
[0046]
Furthermore, since the diameter of one end of the piston in contact with the gas chamber is gradually reduced, the flow of gas in the vicinity of one end of the piston is adjusted, and the gas smoothly flows from the gas chamber to the vicinity of one end of the piston to the discharge port. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a gas inflow state measuring sensor according to the present invention.
2 is a longitudinal sectional view illustrating an example of the configuration of a cylindrical stator and a mover in the sensor of FIG. 1;
3 is a circuit diagram showing a cylindrical stator and a mover in the sensor of FIG. 1. FIG.

Claims (4)

気体の排出口が内周壁に形成されたシリンダと、
シリンダ内に移動自在に挿入されたピストンと、
ピストンを両側から挟み込んで、ピストンをシリンダ内周壁の前記排出口を塞ぐ位置で弾性的に支持する2つのバネと、
ピストンの移動位置を検出する移動位置検出手段とを備え、
シリンダの内周壁とピストンにより区画された気体室を設け、ピストンの前方側に前記気体室を介して流入孔を設け、気体をピストンの前方側にある前記流入孔から気体室へと流入させることを特徴とする気体流入状態測定センサ
A cylinder having a gas outlet formed in the inner peripheral wall;
A piston movably inserted into the cylinder;
Two springs that sandwich the piston from both sides and elastically support the piston at a position that closes the discharge port of the inner peripheral wall of the cylinder;
A moving position detecting means for detecting the moving position of the piston,
A gas chamber defined by the inner peripheral wall of the cylinder and the piston is provided, an inflow hole is provided on the front side of the piston via the gas chamber, and gas is allowed to flow from the inflow hole on the front side of the piston into the gas chamber. A gas inflow state measuring sensor characterized by.
ピストン外周とシリンダ内周とがメタルシールの構造を有していることを特徴とする請求項1に記載の気体流入状態測定センサ2. The gas inflow state measuring sensor according to claim 1, wherein the piston outer periphery and the cylinder inner periphery have a metal seal structure. ピストンを両側から挟み込む2つのバネは、ピストンの両側に係合していることを特徴とする請求項1に記載の気体流入状態測定センサ2. The gas inflow state measuring sensor according to claim 1, wherein two springs sandwiching the piston from both sides are engaged with both sides of the piston. 気体室に接するピストン一端の径は、徐々に小さくされたことを特徴とする請求項1に記載の気体流入状態測定センサThe gas inflow state measuring sensor according to claim 1, wherein the diameter of one end of the piston in contact with the gas chamber is gradually reduced.
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