JPH01189538A - 圧電センサ - Google Patents
圧電センサInfo
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- JPH01189538A JPH01189538A JP63283510A JP28351088A JPH01189538A JP H01189538 A JPH01189538 A JP H01189538A JP 63283510 A JP63283510 A JP 63283510A JP 28351088 A JP28351088 A JP 28351088A JP H01189538 A JPH01189538 A JP H01189538A
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- piezoelectric sensor
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/0001—Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M65/00—Testing fuel-injection apparatus, e.g. testing injection timing ; Cleaning of fuel-injection apparatus
- F02M65/003—Measuring variation of fuel pressure in high pressure line
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L23/00—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid
- G01L23/08—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid operated electrically
- G01L23/10—Devices or apparatus for measuring or indicating or recording rapid changes, such as oscillations, in the pressure of steam, gas, or liquid; Indicators for determining work or energy of steam, internal-combustion, or other fluid-pressure engines from the condition of the working fluid operated electrically by pressure-sensitive members of the piezoelectric type
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、過渡的な又は−時的な機械的変位、変形、又
は歪みを検出しこれらに対応する出力信号を発生するた
めに使用される圧電センサに係り、更に詳細には基準燃
料噴射タイミング信号を発生すべく内燃機関の燃料噴射
システムとの関連で使用されるに特に有用な圧電センサ
に係る。
は歪みを検出しこれらに対応する出力信号を発生するた
めに使用される圧電センサに係り、更に詳細には基準燃
料噴射タイミング信号を発生すべく内燃機関の燃料噴射
システムとの関連で使用されるに特に有用な圧電センサ
に係る。
従来の技術
圧電トランスデユーサにより燃料導管の如き導管内の圧
力パルスを検出するための多数の装置や方法が従来より
開発されている。例えば米国特許第4,146,875
号には、内部圧力に曝される本体を囲繞するリングの撓
み部上に電気トランスデユーサが装着された圧力検出装
置が記載されている。この装置の一つの用途に於ては圧
力検出装置は燃料圧力を検出すべくエンジンの燃料導管
の周りに固定される。また米国特許第4,257゜26
0号には燃料導管の互いに対向する位置に対称に配置さ
れた圧電結晶により燃料導管内の圧力を検出するエンジ
ン解析装置が記載されている。
力パルスを検出するための多数の装置や方法が従来より
開発されている。例えば米国特許第4,146,875
号には、内部圧力に曝される本体を囲繞するリングの撓
み部上に電気トランスデユーサが装着された圧力検出装
置が記載されている。この装置の一つの用途に於ては圧
力検出装置は燃料圧力を検出すべくエンジンの燃料導管
の周りに固定される。また米国特許第4,257゜26
0号には燃料導管の互いに対向する位置に対称に配置さ
れた圧電結晶により燃料導管内の圧力を検出するエンジ
ン解析装置が記載されている。
圧電結晶、即ちトランスデユーサは燃料導管内の圧力パ
ルスに起因して生じる燃料導管の周期的な拡張により惹
起こされる曲げ応力に応答して電気信号を発生するよう
になっている。また英国特許第1,389,408号に
は、燃料導管内の機械的負荷圧力を電気信号に変換する
トランスデユーサの如き一対の圧力検出素子が記載され
ている。
ルスに起因して生じる燃料導管の周期的な拡張により惹
起こされる曲げ応力に応答して電気信号を発生するよう
になっている。また英国特許第1,389,408号に
は、燃料導管内の機械的負荷圧力を電気信号に変換する
トランスデユーサの如き一対の圧力検出素子が記載され
ている。
米国特許第4,430,899号には、ディーゼル機関
の燃料噴射ポンプとの関連で使用される流体圧力センサ
であって、歪みボルトがハウジングの壁に延在するボア
内にねじ込まれた流体圧力センサが記載されている。ボ
ルトはその内部に延在するボアと、薄い壁の管状のスリ
ーブ状領域を郭定する外径の小さい領域とを有している
。流体の圧力が与えられ、その結果ボルトの薄い壁の部
分に歪みが生じると、出力信号が発生されるよう、二つ
の逆の極性を有する圧電トランスデユーサディスクがハ
ウジングの外壁との間に固定されてる。
の燃料噴射ポンプとの関連で使用される流体圧力センサ
であって、歪みボルトがハウジングの壁に延在するボア
内にねじ込まれた流体圧力センサが記載されている。ボ
ルトはその内部に延在するボアと、薄い壁の管状のスリ
ーブ状領域を郭定する外径の小さい領域とを有している
。流体の圧力が与えられ、その結果ボルトの薄い壁の部
分に歪みが生じると、出力信号が発生されるよう、二つ
の逆の極性を有する圧電トランスデユーサディスクがハ
ウジングの外壁との間に固定されてる。
米国特許第4,194.401号には、ディーゼル機関
の燃料噴射導管内の内部圧力をA11J定するトランス
デユーサが記載されている。剛固なハウジングが燃料噴
射導管を囲繞しており、燃料噴射導管の周囲の一部に隣
接してハウジングの内側に少くとも一つの弾性センサが
配列されている。支持要素が弾性センサを導管に対し弾
性的に押圧しており、これにより導管の変形が摩擦によ
って弾性センサに伝達され、圧力によって導管に発生さ
れた歪みを示す電気信号が発生さ、れるようになってい
る。
の燃料噴射導管内の内部圧力をA11J定するトランス
デユーサが記載されている。剛固なハウジングが燃料噴
射導管を囲繞しており、燃料噴射導管の周囲の一部に隣
接してハウジングの内側に少くとも一つの弾性センサが
配列されている。支持要素が弾性センサを導管に対し弾
性的に押圧しており、これにより導管の変形が摩擦によ
って弾性センサに伝達され、圧力によって導管に発生さ
れた歪みを示す電気信号が発生さ、れるようになってい
る。
米国特許第3,898,885号には、検出部材がアー
ムに装着され、アームは検出部材が導管に係合し得るよ
う枢動可能に装着された流体圧カドランスデューサが記
載されている。アームは一対のプレートと摩擦係合し、
これにより導管の直径の変化に起因する部材の運動を減
衰させるようになっている。
ムに装着され、アームは検出部材が導管に係合し得るよ
う枢動可能に装着された流体圧カドランスデューサが記
載されている。アームは一対のプレートと摩擦係合し、
これにより導管の直径の変化に起因する部材の運動を減
衰させるようになっている。
また米国特許第4.304,126号には、燃料噴射型
内燃機関内へ燃料を噴射することを検出し監視するトラ
ンスデユーサが記載されている。
内燃機関内へ燃料を噴射することを検出し監視するトラ
ンスデユーサが記載されている。
このトランスデユーサは燃料が導管を経て機関内へ噴射
される際に発生される圧力パルスに起因する導管の周囲
寸法の変化を検出すべく、燃料導管に装着された可撓性
を有するカラー及び可撓性を有する圧電素子を含んでい
る。
される際に発生される圧力パルスに起因する導管の周囲
寸法の変化を検出すべく、燃料導管に装着された可撓性
を有するカラー及び可撓性を有する圧電素子を含んでい
る。
発明の概要
本発明は特に内燃機関の燃料噴射シスヂムに使用される
よう構成された新規にして改良された圧電センサに関す
るものである。本発明の圧電センサは燃料噴射シーケン
スの基準タイミング信号を発生すべく、燃料噴射ノズル
に通ずる高圧燃料導管に装着されるよう構成されている
。また本発明の圧電センサはタイミングライト又はマグ
ネットピックアップが燃料噴射シーケンスと好ましく同
記した態様にて作動するのに特に有用である。
よう構成された新規にして改良された圧電センサに関す
るものである。本発明の圧電センサは燃料噴射シーケン
スの基準タイミング信号を発生すべく、燃料噴射ノズル
に通ずる高圧燃料導管に装着されるよう構成されている
。また本発明の圧電センサはタイミングライト又はマグ
ネットピックアップが燃料噴射シーケンスと好ましく同
記した態様にて作動するのに特に有用である。
端的に言えば、本発明はその好ましい形態に於ては流体
圧力パルスを検出する圧電センサである。
圧力パルスを検出する圧電センサである。
本発明の圧電センサは流体圧力パルスを導く軸線方向に
延在する通路を郭定する本体を含んでいる。
延在する通路を郭定する本体を含んでいる。
本体は流体圧力パルスが通路を通過する際に変形可能な
壁部を有している。また本体には少くとも部分的に前記
壁部により郭定された端面を有し径方向に互いに対向す
る一対のボアが形成されている。これらのボアの一定の
位置にはそれぞれ圧電素子が装着されている。各圧電素
子は両端面を有し、それに与えられる応力を変化させる
ことにより両端面の間に圧電信号を発生するようになっ
ている。導電体リングが圧電素子より隔置され、本体の
周りに周方向に延在している。通路内を通過する流体圧
力パルスが壁部を変形させ、これにより圧電素子に機械
的応力を発生して導電体リングに於て電気的に伝送され
る電圧信号を発生するよう、一対の導線が圧電素子と導
電体リングとの間を接続してこれらの間を電気的に導通
している。
壁部を有している。また本体には少くとも部分的に前記
壁部により郭定された端面を有し径方向に互いに対向す
る一対のボアが形成されている。これらのボアの一定の
位置にはそれぞれ圧電素子が装着されている。各圧電素
子は両端面を有し、それに与えられる応力を変化させる
ことにより両端面の間に圧電信号を発生するようになっ
ている。導電体リングが圧電素子より隔置され、本体の
周りに周方向に延在している。通路内を通過する流体圧
力パルスが壁部を変形させ、これにより圧電素子に機械
的応力を発生して導電体リングに於て電気的に伝送され
る電圧信号を発生するよう、一対の導線が圧電素子と導
電体リングとの間を接続してこれらの間を電気的に導通
している。
更に導電体リングは一対の径方向に互いに対向するタブ
を含んでいる。導線はタブと導電体リングのこれに隣接
する部分との間に摩擦によって係合されている。更に本
体はそれに高圧導管を接続しこれにより通路内に流体を
導き得るようにする軸線方向に互いに隔置された第一及
び第二のコネクタを含んでいる。充填材が本体と導電体
リングとの間にてボアにより郭定された空間を実質的に
充填し、導線を埋込んでいる。圧電素子は薄いディスク
状の形状を有しており、互いに平行な両端面は互いに逆
の極性を有している。各圧電素子の正の面は本体のボア
の端面に接合されている。絶縁体カラーが導電体リング
と実質的に同軸状に導電体リングと本体との間に配置さ
れ、これにより導電体リングを本体より電気的に絶縁し
ている。
を含んでいる。導線はタブと導電体リングのこれに隣接
する部分との間に摩擦によって係合されている。更に本
体はそれに高圧導管を接続しこれにより通路内に流体を
導き得るようにする軸線方向に互いに隔置された第一及
び第二のコネクタを含んでいる。充填材が本体と導電体
リングとの間にてボアにより郭定された空間を実質的に
充填し、導線を埋込んでいる。圧電素子は薄いディスク
状の形状を有しており、互いに平行な両端面は互いに逆
の極性を有している。各圧電素子の正の面は本体のボア
の端面に接合されている。絶縁体カラーが導電体リング
と実質的に同軸状に導電体リングと本体との間に配置さ
れ、これにより導電体リングを本体より電気的に絶縁し
ている。
カラーは径方向に互いに対向する一対の孔を郭定してお
り、これらの孔は導電体リングのタブを受入れている。
り、これらの孔は導電体リングのタブを受入れている。
本発明の一つの目的は、ディーゼル型の燃料噴射システ
ムのための新規にして改良された圧電センサを提(共す
ることである。
ムのための新規にして改良された圧電センサを提(共す
ることである。
本発明の他の一つの目的は、燃料導管内の一時的な液圧
パルスに応答して電気信号を発生するよう、高圧燃料導
管に容品に接続されるよう構成された新規にして改良さ
れた圧電センサを提供することである。
パルスに応答して電気信号を発生するよう、高圧燃料導
管に容品に接続されるよう構成された新規にして改良さ
れた圧電センサを提供することである。
本発明の更に他の一つの目的は、液体導管の膨張や収縮
を検出することにより一時的な又は過渡的な液圧の増減
を検出する効率的な構造を有する新規にして改良された
圧電センサを提供することである。
を検出することにより一時的な又は過渡的な液圧の増減
を検出する効率的な構造を有する新規にして改良された
圧電センサを提供することである。
本発明の更に他の一つの目的は、圧電トランスデユーサ
の機械的振動に応答してノイズを発生することなく一次
圧電信号を発生するよう、一対の互いに対向するトラン
スデユーサ結晶を使用する新規にして改良された圧電セ
ンサを提供することである。
の機械的振動に応答してノイズを発生することなく一次
圧電信号を発生するよう、一対の互いに対向するトラン
スデユーサ結晶を使用する新規にして改良された圧電セ
ンサを提供することである。
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明する。
詳細に説明する。
実施例
本発明の圧電センサ12が組込まれた燃料噴射システム
10が第1図に解図的に示されている。
10が第1図に解図的に示されている。
燃料噴射システム10は従来の構成を有するディーゼル
型燃料噴射ポンプ14を含んでいる。燃料噴射ポンプは
図には示されていない対応する内燃機関により駆動され
るようになっている。内燃機関の各シリンダには噴射ノ
ズル16が設けられている。内燃機関と同期して対応す
るシリンダ内へ燃料のチャージを噴射し得るよう燃料噴
射ポンプ14は対応する内燃機関により駆動されて各燃
料噴射ノズル16へ燃料の高圧のパルスを周期的に供給
するようになっている。燃料噴射ポンプ14は独立の高
圧燃料導管18により各ノズル16に接続されている。
型燃料噴射ポンプ14を含んでいる。燃料噴射ポンプは
図には示されていない対応する内燃機関により駆動され
るようになっている。内燃機関の各シリンダには噴射ノ
ズル16が設けられている。内燃機関と同期して対応す
るシリンダ内へ燃料のチャージを噴射し得るよう燃料噴
射ポンプ14は対応する内燃機関により駆動されて各燃
料噴射ノズル16へ燃料の高圧のパルスを周期的に供給
するようになっている。燃料噴射ポンプ14は独立の高
圧燃料導管18により各ノズル16に接続されている。
図示の用途に於ては、各燃料噴射パルスは比較的短い継
続時間及び10.000psl (703kg/ c
d )又はそれ以上の最大圧力を有している。燃料噴射
パルスの継続時間及び圧力は主として燃料噴射システム
10の設計パラメータ及び内燃機関の速度及び負荷に依
存し゛ている。例えば燃料噴射ポンプ14は本願出願人
と同一の譲受人に譲渡された米国特許第4,224,9
16号に記載されている如き型式のものであってよい。
続時間及び10.000psl (703kg/ c
d )又はそれ以上の最大圧力を有している。燃料噴射
パルスの継続時間及び圧力は主として燃料噴射システム
10の設計パラメータ及び内燃機関の速度及び負荷に依
存し゛ている。例えば燃料噴射ポンプ14は本願出願人
と同一の譲受人に譲渡された米国特許第4,224,9
16号に記載されている如き型式のものであってよい。
またノズル16は本願出願人と同一の譲受人に譲渡され
た米国特許第4,163,521号に記載されている如
き型式のものであってよい。
た米国特許第4,163,521号に記載されている如
き型式のものであってよい。
圧電センサ12は燃料噴射タイミングを調節すべく例え
ばクランクシャフトの基準位置信号との関連で使用され
る基準燃料噴射タイミング信号を発生する。実際の燃料
噴射タイミングは対応するシリンダについてのクランク
シャフトの上死点(TDC)位置を基準に計算される。
ばクランクシャフトの基準位置信号との関連で使用され
る基準燃料噴射タイミング信号を発生する。実際の燃料
噴射タイミングは対応するシリンダについてのクランク
シャフトの上死点(TDC)位置を基準に計算される。
圧電センサ12は基準ピストン位置との関連で信号を発
生するために使用されることが好ましいが、圧電センサ
は他の信号を発生する用途にも使用されてよいものであ
る。例えば圧電センサは燃料噴射ポンプのタイミングを
自動的に調節するための図には示されていない制御装置
へのフィードバックループの一部を構成していてよい。
生するために使用されることが好ましいが、圧電センサ
は他の信号を発生する用途にも使用されてよいものであ
る。例えば圧電センサは燃料噴射ポンプのタイミングを
自動的に調節するための図には示されていない制御装置
へのフィードバックループの一部を構成していてよい。
また圧電センサはその好ましい用途である燃料噴射シス
テムとの関連以外の他の用途にも使用されてよいもので
ある。
テムとの関連以外の他の用途にも使用されてよいもので
ある。
第2図及び第3図に於て、圧電センサ12は高品位の鋼
にて構成された細長い本体20を有している。本体20
は軸線に沿って延在する中央燃料通路22を有している
。燃料通路22は高圧燃料導管18と連通しており、こ
れにより高圧の燃料噴射パルスをノズル16へ導き得る
ようになっている。一つの好ましい実施例に於ては、通
路22は約0.09インチ(2,3mm)の直径を有し
ている。本体20の軸線方向中央部はセンサ装着部を構
成する形態をなしており、該センサ装着部はそれぞれ互
いに平行で平坦な端面34及び36を有し互いに整合さ
れ且互いに径方向に対向する一対の半径方向ボア30及
び32を含んでいる。
にて構成された細長い本体20を有している。本体20
は軸線に沿って延在する中央燃料通路22を有している
。燃料通路22は高圧燃料導管18と連通しており、こ
れにより高圧の燃料噴射パルスをノズル16へ導き得る
ようになっている。一つの好ましい実施例に於ては、通
路22は約0.09インチ(2,3mm)の直径を有し
ている。本体20の軸線方向中央部はセンサ装着部を構
成する形態をなしており、該センサ装着部はそれぞれ互
いに平行で平坦な端面34及び36を有し互いに整合さ
れ且互いに径方向に対向する一対の半径方向ボア30及
び32を含んでいる。
燃料通路22の軸線方向中央部と半径方向ボア30及び
32の端面34及び36との間には、本体の実質的に互
いに同一で互いに対向する一体的な一対の壁部40及び
42が形成されている。壁部40及び42は例えば約0
.08インチ(2゜Omm)の径方向の最小厚さを有し
ている。壁部40及び42は燃料通路22の軸線方向中
央部の一部を郭定する湾曲した内面を有している。壁部
40及び42は、ノズル16へ供給されるよう燃料通路
22内を通過する各瞬間の高圧燃料噴射パルスと実質的
に同時に僅かに半径方向外方へ一時的に変形されるよう
構成されている。
32の端面34及び36との間には、本体の実質的に互
いに同一で互いに対向する一体的な一対の壁部40及び
42が形成されている。壁部40及び42は例えば約0
.08インチ(2゜Omm)の径方向の最小厚さを有し
ている。壁部40及び42は燃料通路22の軸線方向中
央部の一部を郭定する湾曲した内面を有している。壁部
40及び42は、ノズル16へ供給されるよう燃料通路
22内を通過する各瞬間の高圧燃料噴射パルスと実質的
に同時に僅かに半径方向外方へ一時的に変形されるよう
構成されている。
高圧燃料導管及びノズルと本体20とを接続してこれら
の間に高圧流体を導き得るよう、本体20の両端には軸
線方向に互いに隔置された一対の高圧コネクタ50及び
60が設けられている。高圧コネ・フタ50は燃料通路
22への開口端へ向けて先細状をなす円錐形の座52を
有する雌型コネクタである。円錐形の座52は高圧燃料
導管の補形的なフィッティングと係合するよう構成され
ている。本体の端面には実質的に円錐形の座52と同軸
にねじ面54が周方向に延在している。ねじ面54は高
圧導管18のフィッティングと連結されて高圧の流体を
導き得るようにする連結ナツト(図示せず)を受けるよ
うになっている。
の間に高圧流体を導き得るよう、本体20の両端には軸
線方向に互いに隔置された一対の高圧コネクタ50及び
60が設けられている。高圧コネ・フタ50は燃料通路
22への開口端へ向けて先細状をなす円錐形の座52を
有する雌型コネクタである。円錐形の座52は高圧燃料
導管の補形的なフィッティングと係合するよう構成され
ている。本体の端面には実質的に円錐形の座52と同軸
にねじ面54が周方向に延在している。ねじ面54は高
圧導管18のフィッティングと連結されて高圧の流体を
導き得るようにする連結ナツト(図示せず)を受けるよ
うになっている。
高圧コネクタ60は図には示されていない補形的な雌型
コネクタのフィッティングと連結係合するよう構成され
た軸線方向に突出する切頭円錐形の延在部62を含む雄
型コネクタである。ねじ面64が本体の周方向に延在し
、高圧の流体を導き得るよう連結ナツト66を螺合によ
って受けるようになっている。
コネクタのフィッティングと連結係合するよう構成され
た軸線方向に突出する切頭円錐形の延在部62を含む雄
型コネクタである。ねじ面64が本体の周方向に延在し
、高圧の流体を導き得るよう連結ナツト66を螺合によ
って受けるようになっている。
径方向に互いに対向するボア30及び32内にはそれぞ
れ円形の平坦なディスク状又はウェハ状の圧電トランス
デユーサ(トランスデユーサ素子)70及び72が装着
されている。トランスデユーサ素子70及び72はそれ
ぞれ端面34及び36に直接係合する対応する面74及
び76を有している。一つの実施例に於ては、トランス
デユーサ素子は約0.205インチ(5,21m醜)の
直径を有し約0.05インチ(1,3mm)の均一な厚
さを有する圧電結晶である。これらの素子はエポキシ樹
脂により本体に接合されいる。これら二つのトランスデ
ユーサ素子70及び72は実質的に互いに同一であり、
端面74及び76に垂直な、従って燃料通路22の軸線
方向中央部に垂直な方向に互いに同軸に整合された極性
を有している。
れ円形の平坦なディスク状又はウェハ状の圧電トランス
デユーサ(トランスデユーサ素子)70及び72が装着
されている。トランスデユーサ素子70及び72はそれ
ぞれ端面34及び36に直接係合する対応する面74及
び76を有している。一つの実施例に於ては、トランス
デユーサ素子は約0.205インチ(5,21m醜)の
直径を有し約0.05インチ(1,3mm)の均一な厚
さを有する圧電結晶である。これらの素子はエポキシ樹
脂により本体に接合されいる。これら二つのトランスデ
ユーサ素子70及び72は実質的に互いに同一であり、
端面74及び76に垂直な、従って燃料通路22の軸線
方向中央部に垂直な方向に互いに同軸に整合された極性
を有している。
またこれらのトランスデユーサ素子は、その正の側が本
体の端面34及び36に接合され負の側が端面34及び
36とは反対の側に位置するよう装着されることが好ま
しい。トランスデユーサ素子は対応するボア内にその中
心と同軸に配置されており、また実質的に径方向に整合
されている。
体の端面34及び36に接合され負の側が端面34及び
36とは反対の側に位置するよう装着されることが好ま
しい。トランスデユーサ素子は対応するボア内にその中
心と同軸に配置されており、また実質的に径方向に整合
されている。
ジングルストランドのNo、32ゲージのものであって
よい一対の導線80及び82が一端に於てトランスデユ
ーサ素子にろう付けされている。
よい一対の導線80及び82が一端に於てトランスデユ
ーサ素子にろう付けされている。
実質的に円筒形をなし一端(図示の如く下流側端部)に
周方向に延在するフランジ86を有する絶縁体カラー8
4が本体の中間アウタ円筒部により密に受入れられてい
る。カラー86は円筒面に形成され径方向に互いに対向
する一対の円形孔88を有している。孔88はボア30
及び32と実質的に同一の直径を有するような寸法にて
設けられている。溝89が孔88よりカラーの第二の端
部(上流側端部)まで軸線方向に延在している。カラー
84はナイロン又は他の弾性絶縁材にて形成されている
ことが好ましい。
周方向に延在するフランジ86を有する絶縁体カラー8
4が本体の中間アウタ円筒部により密に受入れられてい
る。カラー86は円筒面に形成され径方向に互いに対向
する一対の円形孔88を有している。孔88はボア30
及び32と実質的に同一の直径を有するような寸法にて
設けられている。溝89が孔88よりカラーの第二の端
部(上流側端部)まで軸線方向に延在している。カラー
84はナイロン又は他の弾性絶縁材にて形成されている
ことが好ましい。
黄銅製の導電体リング90が設けられており、該導電体
リングは絶縁体カラー84と密に摺動可能に係合し得る
よう絶縁体カラーの外径と同一の内径を有している。導
電体リング90は実質的に−様な軸線方向長さを有し、
その本体部より打抜かれ内方へ湾曲された一対の径方向
に互いに対向するタブ92を含んでいる。導電体リング
は絶縁体カラーに密に受けられており、タブは孔88内
へ斜めに延在している。導線80及び82はタブ92と
導電体リング90のこれに隣接する部分との間に形成さ
れた締り嵌め係合部により引張られており、所定の位置
にろう付けされている。フランジ86は導電体リングの
基準エツジ(即ち下流側エツジ)を軸線方向に位置決め
する作用をなすようになっている。
リングは絶縁体カラー84と密に摺動可能に係合し得る
よう絶縁体カラーの外径と同一の内径を有している。導
電体リング90は実質的に−様な軸線方向長さを有し、
その本体部より打抜かれ内方へ湾曲された一対の径方向
に互いに対向するタブ92を含んでいる。導電体リング
は絶縁体カラーに密に受けられており、タブは孔88内
へ斜めに延在している。導線80及び82はタブ92と
導電体リング90のこれに隣接する部分との間に形成さ
れた締り嵌め係合部により引張られており、所定の位置
にろう付けされている。フランジ86は導電体リングの
基準エツジ(即ち下流側エツジ)を軸線方向に位置決め
する作用をなすようになっている。
導線80及び82が導電体リング90に対し所定の位置
にろう付けされると、Mereco NoJO3LVの
如き充填材96が溝89を経て注入される。充填材96
はボア30及び32により形成されたキャビティを充填
し、これにより導線及びトランスデユーサを所定の位置
に埋設している。充填材は導電体リング90の内面とト
ランスデユーサ索子70及び72との間の空間を実質的
に充填している。
にろう付けされると、Mereco NoJO3LVの
如き充填材96が溝89を経て注入される。充填材96
はボア30及び32により形成されたキャビティを充填
し、これにより導線及びトランスデユーサを所定の位置
に埋設している。充填材は導電体リング90の内面とト
ランスデユーサ索子70及び72との間の空間を実質的
に充填している。
上述の圧電センサはトランスデユーサ素子及び対応する
リード線を本体に装着するための効率的な手段を含む非
常に効率的な製造プロセスにより組立てられるものであ
ることが理解されよう。本発明の一つの主要な特徴によ
れば、導電体リング90は本体の周りに延在し、実質的
に自在に接続可能なコネクタとして機能する。圧電セン
サの角方向は導電体リングと電気的に外部接続すること
にとって重要ではない。導電体リング90との電気的外
部接続は多数の従来の手段により行われてよい。
リード線を本体に装着するための効率的な手段を含む非
常に効率的な製造プロセスにより組立てられるものであ
ることが理解されよう。本発明の一つの主要な特徴によ
れば、導電体リング90は本体の周りに延在し、実質的
に自在に接続可能なコネクタとして機能する。圧電セン
サの角方向は導電体リングと電気的に外部接続すること
にとって重要ではない。導電体リング90との電気的外
部接続は多数の従来の手段により行われてよい。
図示の如く、二つのトランスデユーサ素子70及び72
は電気的に並列に接続されており、本体はトランスデユ
ーサ素子の正の面74及び76に電気的に接続され、素
子の負の面は導電体リング90に電気的に接続されてい
る。導電体リング90は電気信号を遠隔伝送するための
電気的出力端子として機能するようになっている。
は電気的に並列に接続されており、本体はトランスデユ
ーサ素子の正の面74及び76に電気的に接続され、素
子の負の面は導電体リング90に電気的に接続されてい
る。導電体リング90は電気信号を遠隔伝送するための
電気的出力端子として機能するようになっている。
上述のセンサの構造に於ては、トランスデユーサ素子7
0及び72は高圧通路22内を高圧パルスが通過するこ
とに応答して実質的に同時に且互いに同一の一次電圧信
号を発生する。この−吹型圧信号の後に、−時的な高圧
パルスにより発生される本体の機械的振動の結果生じる
実質的に同時で互いに同一の電圧ノイズ信号が発生する
。しかしかかるノイズ信号は実質的に180@位相がず
れており、電圧が実質的に逆であることにより互いに結
合して実質的に減衰し互いに相殺する。
0及び72は高圧通路22内を高圧パルスが通過するこ
とに応答して実質的に同時に且互いに同一の一次電圧信
号を発生する。この−吹型圧信号の後に、−時的な高圧
パルスにより発生される本体の機械的振動の結果生じる
実質的に同時で互いに同一の電圧ノイズ信号が発生する
。しかしかかるノイズ信号は実質的に180@位相がず
れており、電圧が実質的に逆であることにより互いに結
合して実質的に減衰し互いに相殺する。
燃料噴射パルスが燃料の音速に等しい速度にて圧電セン
サの検出部を経て導かれると二つの互いに対向する壁部
40及び42が一時的に且実質的に同時に半径方向外方
へ変形せしめられ、これにより実質的に同時に且等しく
二つのトランスデユーサ素子70及び72に応力を及ぼ
す。かかる応力はまずトランスデユーサ素子70及び7
2を圧縮し、しかる後それらの圧縮を解除する。トラン
スデユーサ素子の圧縮及びその解除により発生される圧
電結晶の歪みは一時的な電圧信号、即ち電圧スパイクを
発生する。これら二つの信号は実質的に互いに同時に発
生し且互いに等しく、互いに結合して優れた基準燃料噴
射タイミング信号を発生する。
サの検出部を経て導かれると二つの互いに対向する壁部
40及び42が一時的に且実質的に同時に半径方向外方
へ変形せしめられ、これにより実質的に同時に且等しく
二つのトランスデユーサ素子70及び72に応力を及ぼ
す。かかる応力はまずトランスデユーサ素子70及び7
2を圧縮し、しかる後それらの圧縮を解除する。トラン
スデユーサ素子の圧縮及びその解除により発生される圧
電結晶の歪みは一時的な電圧信号、即ち電圧スパイクを
発生する。これら二つの信号は実質的に互いに同時に発
生し且互いに等しく、互いに結合して優れた基準燃料噴
射タイミング信号を発生する。
トランスデユーサ素子70及び72により振動に起因し
て発生されるノイズ信号は、壁部40及び42がそれら
の半径方向の一次変形の後に同じ方向に同期して振動す
ることに起因して、−次信号に対し実質的に180°位
相がずれている。これに対し壁部が一時的な、即ち過渡
的な液圧の増減により変形される場合には壁部は互いに
反対方向に変形する。
て発生されるノイズ信号は、壁部40及び42がそれら
の半径方向の一次変形の後に同じ方向に同期して振動す
ることに起因して、−次信号に対し実質的に180°位
相がずれている。これに対し壁部が一時的な、即ち過渡
的な液圧の増減により変形される場合には壁部は互いに
反対方向に変形する。
以上に於ては本発明を燃料噴射システムの好ましい用途
について説明したが、本発明による圧電センサ12は高
圧液圧システム内の一時的な又は過渡的な圧力変化を検
出するために使用されてもよく、また空気圧システムや
、燃料噴射システムの低圧室の如き比較的低圧の流体系
にも使用されても°よいものである。また本発明の圧電
センサは、燃料噴射ポンプの駆動による液圧パルスに応
答して基章燃料噴射タイミング信号を発生すべく、燃料
噴射ポンプのピストン室に接続されてもよい。
について説明したが、本発明による圧電センサ12は高
圧液圧システム内の一時的な又は過渡的な圧力変化を検
出するために使用されてもよく、また空気圧システムや
、燃料噴射システムの低圧室の如き比較的低圧の流体系
にも使用されても°よいものである。また本発明の圧電
センサは、燃料噴射ポンプの駆動による液圧パルスに応
答して基章燃料噴射タイミング信号を発生すべく、燃料
噴射ポンプのピストン室に接続されてもよい。
以上の説明より、本発明によれば、−時的な又は過渡的
な流体圧チャージに応答して基阜電圧信号を発生するよ
う、圧電センサが高圧燃料導管に効率的に装着される方
法及び装置が得られることが理解されよう。
な流体圧チャージに応答して基阜電圧信号を発生するよ
う、圧電センサが高圧燃料導管に効率的に装着される方
法及び装置が得られることが理解されよう。
以上に於ては本発明を特定の実施例について詳細に説明
したが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
く、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能である
ことは当業者にとって明らかであろう。
したが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
く、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能である
ことは当業者にとって明らかであろう。
第1図は本発明の圧電センサの一つの好ましい実施例が
組込まれた燃料噴射システムを一部破断して示す概略構
成図である。 第2図は第1図に示された圧電センサを一部破断して示
す拡大図である。 第3図は第2図の線3−3に沿う断面図である。 10・・・燃料噴射システム、12・・・圧電センサ。 14・・・燃料噴射ポンプ、16・・・燃料噴射ノズル
。
組込まれた燃料噴射システムを一部破断して示す概略構
成図である。 第2図は第1図に示された圧電センサを一部破断して示
す拡大図である。 第3図は第2図の線3−3に沿う断面図である。 10・・・燃料噴射システム、12・・・圧電センサ。 14・・・燃料噴射ポンプ、16・・・燃料噴射ノズル
。
Claims (10)
- (1)流体圧力パルスを検出する圧電センサにして、 流体圧力パルスを導く軸線方向に延在する通路を郭定す
る本体であって、前記通路を通過する前記流体圧力パル
スにより変形される壁部を有し、少くとも部分的に前記
壁部により郭定された端面を有し径方向に互いに対向す
る一対のボアを郭定する本体と、 前記ボア内に一定の位置に装着された第一及び第二の圧
電素子であって、それぞれ両端面を有し、それに与えら
れる応力を変化させることにより前記両端面の間に圧電
信号を発生する第一及び第二の圧電素子と、 前記圧電素子より隔置され前記本体の周りに周方向に延
在する導電体リングと、 前記圧電素子と前記導電体リングとの間を電気的に接続
する導電体と、 を含み、前記通路を通過する流体圧力パルスが前記壁部
を変形させ、前記圧電素子に機械的応力を発生させて前
記導電体リングに於て電気的に伝送される信号を発生す
るよう構成された圧電センサ。 - (2)特許請求の範囲第1項の圧電センサに於て、前記
導電体リングは更に径方向に互いに対向する一対のタブ
を含み、前記導電体は前記タブと前記導電体リングの隣
接する部分との間に摩擦係合された一対の導線を含んで
いることを特徴とする圧電センサ。 - (3)特許請求の範囲第1項の圧電センサに於て、前記
本体を高圧導管と接続して前記通路に流体を導くための
軸線方向互いに隔置された第一及び第二のコネクタ装置
を含んでいることを特徴とする圧電センサ。 - (4)特許請求の範囲第1項の圧電センサに於て、前記
本体と前記導電体リングとの間にて前記ボアにより郭定
された空間を実質的に充填し前記導電体を埋設する充填
材を含んでいることを特徴とする圧電センサ。 - (5)特許請求の範囲第1項の圧電センサに於て、前記
圧電素子は薄いディスク状の形状を有していることを特
徴とする圧電センサ。 - (6)特許請求の範囲第5項の圧電センサに於て、各圧
電素子は互いに逆の特性を有する平行な両端面を有し、
各圧電素子の正の面は前記ボアの前記端面に接合されて
いることを特徴とする圧電センサ。 - (7)特許請求の範囲第1項の圧電センサに於て、前記
導電体リングと実質的に同軸に前記導電体リングと前記
本体との間に配置され前記導電体リングと前記本体とを
電気的に絶縁する絶縁体カラーを含んでいることを特徴
とする圧電センサ。 - (8)特許請求の範囲第2項の圧電センサに於て、前記
導電体リングと実質的に同軸に前記導電体リングと前記
本体との間に配置され前記タブを受ける径方向に互いに
対向する一対の孔を有する絶縁体カラーを含んでいるこ
とを特徴とする圧電センサ。 - (9)流体圧力パルスを検出する圧電センサにして、 流体圧力パルスを導く軸線方向に延在する通路を郭定す
る本体であって、前記通路を通過する前記流体圧力パル
スにより変形される壁部を有し、少くとも部分的に前記
壁部により郭定された端面を有し径方向に互いに対向す
る一対のボアを郭定し、前記通路と高圧導管とを高圧流
体を導き得るよう接続するためのコネクタフィッティン
グを受ける軸線方向に互いに隔置された高圧コネクタ装
置を有する本体と、 前記ボア内に一定の位置に装着された第一及び第二の圧
電素子であって、それぞれ両端面を有し、それに与えら
れる応力を変化させることにより前記両端面の間に圧電
信号を発生する第一及び第二の圧電素子と、 前記圧電素子より隔置され前記本体の周りに周方向に延
在する導電体リングと、 前記圧電素子と前記導電体リングとの間を電気的に接続
する導電体と、 を含み、前記通路を通過する流体圧力パルスが前記壁部
を変形させ、前記圧電素子に機械的応力を発生させて前
記導電体リングに於て電気的に伝送される電圧信号を発
生するよう構成された圧電センサ。 - (10)流体圧力パルスを検出する圧電センサにして、 流体圧力パルスを導く軸線方向に延在する通路を郭定す
る本体であって、前記通路を通過する前記流体圧力パル
スにより変形される壁部を有し、少くとも部分的に前記
壁部により郭定された端面を有し径方向に互いに対向す
る一対のボアを郭定する本体と、 前記ボア内に一定の位置に装着されたウエハ状の結晶を
含む第一及び第二の圧電トランスデューサ装置であって
、各結晶はそれぞれ両端面を有し、一方の端面にて前記
ボアの端面に係合し、それに与えられる応力を変化させ
ることにより前記両端面の間に圧電信号を発生する第一
及び第二の圧電トランスデューサ装置と、 前記結晶より隔置され前記本体の周りに周方向に延在す
る導電体リングと、 前記導電体リングより延在し径方向に互いに対向する一
対のタブと、 前記タブに接続され前記結晶と前記導電体リングとの間
を電気的に接続する導電体と、 を含み、前記通路を通過する流体圧力パルスが前記壁部
を変形させ、前記圧電トランスデューサ装置に機械的応
力を発生させて前記導電体リングに於て電気的に伝送さ
れる信号を発生するよう構成された圧電センサ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US118,446 | 1987-11-09 | ||
US07/118,446 US4775816A (en) | 1987-11-09 | 1987-11-09 | Piezoelectric sensor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01189538A true JPH01189538A (ja) | 1989-07-28 |
JP2586939B2 JP2586939B2 (ja) | 1997-03-05 |
Family
ID=22378645
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63283510A Expired - Lifetime JP2586939B2 (ja) | 1987-11-09 | 1988-11-09 | 圧電センサ |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4775816A (ja) |
EP (1) | EP0316257B1 (ja) |
JP (1) | JP2586939B2 (ja) |
CA (1) | CA1318725C (ja) |
DE (1) | DE3880263T2 (ja) |
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