JPH02268229A - 圧力センサおよびその圧力センサを用いた気体流量計 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、微小な圧力変動まで検出でき、出力信号に対
する振動や温度変動等によるノイズの比（以下ＳＮ比と
称する。）が高い、圧電素子を使用した圧力センサ、お
よびその圧力センサを用いた気体流量計に関する。

［従来の技術］ 圧力センサとしては従来からマノメータ、ブルドン管式
、静電容量式、差動トランス式あるいは半導体ダイヤフ
ラム式など種々のものが知られている。これらは−殻内
に大きな圧力の検出に用いられており、大型で構造が複
雑であったり、高価なものが多い。また、検出対象の圧
力か大ぎなこともあり、通常、振動や温度変化などによ
るノイズに対して配慮されていない。そのため、微小な
圧力まで検出することが要求される用途には、使用でき
ないか、たとえ使用したとしてもノイズの割合か高くな
って高精度な検出が困難となる。

微小な圧力まで検出できる程好ましい用途として、たと
えば圧力検出を介して流体の流ｍを検出するフルイブイ
ック流量計やカルマン渦流量計がある（たとえば特開昭
６０−１８７８１４号公報、特開昭５７−５４８０９号
公報）。また、これら流量計に用いて最適な、微小圧力
変動まで検出可能な圧力センサとして、膜状の圧電素子
を用いた圧力センサが知られている（たとえは特開昭５
７−５４８０９号公報）。上記フルイブイック流量計は
、特開昭６０−１８７８１４号公報にも示されているよ
うに、流量計素子部において、噴出ノズルから噴出され
た流体の主流をコアンダ効果を利用して一対の隔壁に交
互に沿わせ、その流動変化の際に生じる圧力変動を圧力
センサで検出し、流体の流量を該流量に応じた圧力変動
の周波数で検出するようにしたものである。カルマン渦
流量計は、特開昭５７−５４８０９号公報にも示されて
いるように、流■計素子部内に設けられた渦発生体によ
り流通流体中にカルマン渦を断続的に発生さけ、カルマ
ン渦が通過する際に生じる１１−力変動を圧力セン４ノ
で検出し、流体の流量を該流量に応じたカルマン渦発生
数で検出するようにしたものである。

このような流量計に用いられる圧力センサとしては、高
感度、つまり微弱な圧力変化および広い周波数における
圧力変化まで検出できる稈望ましく、そのためには、振
動や温度変動等の外乱に対する対策を施して、ＳＮ比を
相尚高くしなＣプればならない。

ＳＮ比を高くするために、とくに振動対策を施したもの
として、前述の特開昭５７−５４８０９号公報に開示さ
れた圧力センサが知られている。

この圧力センサは、圧電素子として高分子圧電体を使用
し、圧力検出用とノイズ成分補正用とに分岐したレバー
の両側にそれぞれ圧電素子２枚をバイモルフ型のように
取付け、ノイズ成分補正用圧電素子は周囲をカバーして
圧力検出用圧電素子と雰囲気を分離したものである。ノ
イズ成分となる撮動は、圧力検出用圧電素子とノイズ成
分補正用圧電素子の両方に加わるので、圧力検出用圧電
素子からの出力信号からノイズ成分補正用圧電素子によ
る信号を差し引けば、原理的には振動に起因するノイズ
が除去されることになる。

この方法は検出対象以外のノイズ成分を補正する差動型
といわれる最も一般的な方法である。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記圧力センサの構造においては、ノイ
ズ成分補正用と圧力検出用の圧電素子はそれぞれ構造や
雰囲気が異なるところに納められているため、両圧電素
子への撮動や温度の伝わりがたがそれぞれ異なり、ノイ
ズ成分を正確にかつ十分に除去できないという問題があ
る。とくに、ノイズ成分補正用圧電素子を隔離している
ため、流体の温度変動に関するノイズ、および絞り弁等
から流体全体に伝帳してくるノイズ成分は除去され難い
。また、機械的に弱い圧電素子が流体流路中に露出する
構造であるので、流体中の貢物などが圧電素子に付着し
易いという問題、および製作、取り扱い、実施の過程で
圧電素子に損傷あるいは感度低下を招きやすいという問
題がある。

本発明の目的は、撮動によるノイズは勿論のこと、温度
変動や流体全体に伝帳される雑ノイズ等あらゆるノイズ
を正確に補正できてＳＮ比が極めて高い、かつ微弱な圧
力変動まで検出できる高感度な、しかも構造が簡単で信
頼性の高い圧力センサを提供することにある。

また本発明の別の目的は、上記高性能圧力センサを用い
た高精度な気体流Ｒ訂を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的に沿う本発明の圧力センサは、膜状圧電体の両
面に電極層を設けて構成されかつ平面状に張設された圧
電素子を２個有する圧力検出部と、両圧電素子の出力の
差分を増幅する増幅器とを備え、前記２個の圧電素子は
両面がそれぞれ同一の方向に向きかつ同一方向の而がそ
れぞれ同一の分極極性となるように配置され、前記圧力
検出部には流体の圧力を導入する２個の入口ノズルが設
けられ、一方の入［」ノズルが第１の流体圧力導入経路
を介して一方の圧電素子の両面と他方の圧電素子の一方
の面に連通されるとともに他方の入口ノズルが第２の流
体圧力導入経路を介して他方の圧電素子の他方の面に連
通され、前記圧力検出部内にお（〕る前記一方の入口ノ
ズルと第１の流体圧力導入経路の容積と前記他方の入口
ノズルと第２の流体圧力導入経路の容積とが実質的に等
しいものから成る。

この圧力センサの測定対象流体は、気体と液体の両方が
可能でおる。

この圧力センサは、フルイブイック流ω計やカルマン渦
流量計からなる気体流量計に用いて最適な圧力センサで
あり、圧力センサの上記２個の入口ノズルが、２本の導
圧用チューブ等を介して、流通される流体の流量に応じ
た圧力変動を発生する流量計索子部に接続される。接続
においては、２本の導圧用デユープの長さが等しくなる
ようにすることが好ましい。

この発明において、圧電素子に使用する圧電体は、ジル
コンチタン酸鉛（Ｐ　Ｚ　Ｔ　）に代表されるセラミッ
ク圧電体、高分子圧電体、あるいは高分子にＰＺＴ粉末
を混入した複合圧電体等から成る。

高分子圧電体は、たとえば、ポリフッ化ヒニリデンと３
フツ化エチレンの共重合体から構成される。

その膜厚は、感度、強度、取扱いの容易性の点から１０
〜１００μｍの範囲から選ぶのか好ましい。膜厚は周知
の製膜技術により、容易にかつ高鵬度に制御可能でおる
。

圧電体の両面に設けられる電極層は、アルミニウム、銅
、金、ニッケル、パラジウム等の材質から構成され、蒸
着、スパッタリング、メツキ等のメタライジング手法に
より圧電体の而に形成される。

各流体圧力導入経路は、導入されてくる流体が直接的に
圧電素子面に当たらないよう、曲折溝）聞あるいは絞り
介在構造とすることが望ましい。

圧電素子の分極極性は、圧電体製造過程において付与さ
れるが、この付与には周知の方法が適用できる。圧電素
子は、両面がそれぞれ同一の方向に向くように圧力検出
部内に配置されるが、後述の実施例に示す如く、並列的
な配置、直列的な配置のいずれでもよい。

［作　　用１ 上記のような圧力センサにおいては、流体仝休の圧力変
動が一方の入口ノズル、第１の流体圧力導入経路を介し
て一方の圧電素子の両面に同時に導入され、この圧電素
子による出力がノイズ補正用として使用される。他方の
圧電素子には、その片面側に他方の入口ノズル、第２の
流体圧力導入経路を介して流体の局部的な圧力変動が導
入され、細面側には上記第１の流体圧力導入経路からの
変動圧力が導入され、両面間の差圧により生じる圧電素
子の変形によって圧電体に自発分極が生じ、それによっ
て生じる圧電体両面間の電位差が電極層を介して出力さ
れる。両圧電素子は両者出力の差分が入力されるように
増幅器に接続され、増幅器では、ノイズ成分が差し引か
れた検出出力分が増幅されて出力される。

この圧カレンサにおける検出においては、ノイズ成分の
除去に関して、げ）圧電素子の両側に同時に流体圧力を
導ぎ、その差圧を検出する構造であること、Ｏ実質的に
同一構造で同一雰囲気中に２個の圧電素子を並設したこ
と、により極めて正確にあらゆる種類のノイズ成分が除
去される。

まず、−個の圧電素子の両面に流体圧を同時に導くので
、同一の測定対象流体に対して２個の入口ノズルをそれ
ぞれ異なる測定位置へと接続することより、流体全体の
圧力変動については圧電素子両面に同時に導きつつ一方
の経路からはその測定位置に対応する局部的な圧力変動
を導くことができる。流体全体の圧力変動は２個の圧電
素子の両面に同時に伝達されるので、両斤電素子の差分
をとることにより、流体全体の圧力変動によるノイズ成
分は消去される。そして、増幅器からは、その差圧変化
に対応した電位差および差圧発生回数に対応した周波数
の信号が出力される。したがって、この圧力センサをフ
ルイブイック流量計やカルマン渦流吊訓の流呈計索子部
に接続することにより、ノイズとなり得る流体全体の変
動成分を消去しつつ、流体撮動による圧力変動成分おる
いはカルマン渦による圧力変動成分のみを高精度で検出
できるようになる。

そして、圧力センサや流量計全体が振動し、それに伴な
って圧電素子に加わるノイズ成分は、２個の圧電素子並
設構造により略完全に除去される。

２例の圧電素子は同一方向に向けて配置されているので
両圧電素子か同時に同じ条件で撮動し、両斤電素子には
常時両面に流体圧力か導入されているので、温度変動、
流体全体の圧力変動等のノイズ成分は必ず両圧電素子に
同時に加わることになる。つまり、従来の差動型のノイ
ズ補正方法とは異なり、積極的に同一構造、同一雰囲気
中でノイズ検出をして検出精度を高めている。たとえば
流量計に外部からの撮動が加わった場合、また、流体の
温度が変化した場合、あるいは流量計の入力側の圧力が
変化した場合等、必らゆるノイズ成分とされる変動がノ
イズ補正用Ｈ−電素子と圧力検出用圧電素子とに同時に
加わり、ノイズ補正用圧電素子では同時に同じ感度でノ
イズを検出することができる。

また、これらの圧電素子は同一方向の面が同一の分極極
性となるように配置しであるため、ノイズ補正用圧電素
子で得られたノイズ成分の値はＪｔＩ力検出用斤電素子
から１ｑられる信号に含まれるノイズ成分と同一の］へ
性で同じ人きざになる。したがって、両信号を引き騨す
ることにより簡単にノイズ成分を除去でき、その差分を
増幅して出力させることにより極めて高いＳＮ比での圧
力検出が可能となる。

［実施例］ 以下に、本発明の望ましい実施例を図面を参照して説明
する。

第１図は、本発明の一実施例に係る圧力センサ、第２図
は圧電素子の構成を示しており、第３図は圧電素子の配
置の仕方を変更した別の実施例に係る圧力センサ、第４
図は圧力センサをフルイブイック流量計に使用した場合
、第５図はカルマン渦流量計に使用した場合の例をそれ
ぞれ示している。

第１図において、１は本発明に係る斤カセンサ全体を示
しており、該斤ｔノセンサ１は、２個の圧電素子２．３
を有する圧力検出部４と、両圧電素子の出力の差分を増
幅して出力する増幅器５とから成っている。２例の圧電
素子２．３は、平面状にかつ変形可能に張設されている
。圧電素子２．３は、第２図に拡大して示すように、圧
電材料からなる膜状の圧電体６．７の両面に、耐腐食性
の良いアルミニウム、銅、金、ニッケル、パラジウム等
の金属からなる電極層８．９および１０．１１を蒸着、
スパッタリング、メツキ等により形成して構成されてい
る。この２個の圧電索子２．３の平面形状は、本実施例
では円形とされているが、これに限定されない。圧電体
６．７の材質は、前述の如く種々の圧電材料が適用可能
であるが、本実施例では、ポリフッ化ビニリデンと３フ
ツ化エチレンの共重合体からなる高分子圧電材料を使用
した。高分子圧電膜の厚さは、感度、強度、取扱い易さ
の点から、気体圧力はンサとしては１０〜１００μ７ｎ
が適当で、本実施例では１５μｍとした。ただし本発明
に係る圧力セン゛りは、勿論液体用のものも含み、測定
対象液体に応じて高分子圧電膜の厚さ、後述の電極部等
の構造を適宜選択すればよい。

また、図示は省略するが、測定対象流体、圧力変動の大
きさによっては、薄い金属又はゴム製ダイヤフラムに高
分子圧電膜を張り付け、仝休が補強された高分子圧電膜
として扱うことも可能である。

圧電素子２．３の周縁部は、両側から、電極層８．９お
よび１０．１１を介してホルダ１２．１３および１４．
１５によって挾持されている。各ホルダに保持された圧
電索子°２．３は、両面かそれぞれ同一の方向に向くよ
うに並設されており、かつ同一方向の面がそれぞれ同一
の分極極性になるように配置されている。ホルダ１２．
１３．１４．１５は、その全体又は表面がたとえば真ち
ゅう等の導電体で構成され、各電極層８．９．１０．１
１にそれぞれ電気的に接続されて各圧電素子の出力端子
として機能する。

ホルダ１２と１３．１４と１５間は、圧電体６．７によ
って絶縁されている。

ボルダ１２．１３．１４．１５は、ＳＮ比向、［のため
実質的に同一形状に形成されており、圧電素子２．３の
両面側に、圧力室１６．１７．１８．１９を形成してい
る。各ボルダ１２．１３．１４．１５は中央部に校り２
０．２１．２２．２３を有しており、その絞りを介して
圧力室１６．１７．１８．１９はそれぞれ対応する面室
２４．２５．２６．２７に連通している。

圧力検出部４は、ホルダ１２．１３および１４．１５を
収納、保持する基板２８、流体の圧力を導入する２個の
人（］ノズル２９．３０が形成された蓋３１で囲まれて
４３す、両者は接着剤で内部からの漏れがないように接
合されている。琲扱２８、ＭＢ２は絶縁性が良く、機械
的強度が高いエポキシ樹脂ヤポリアセタール樹脂等のエ
ンジニアリングプラスチックで構成されればよく、本実
施例ではベークライトで構成されている。入口ノズル２
９は、前室２４、絞り２０、圧力室１６を介して圧電素
子２の一方の面に連通ずるとともに、前室２４、連通路
３２、前室２５、絞り２１、圧力室１７を介して圧電索
子２の他面に、前室２４、連通路３２、前室２７、絞り
２３、圧力室１９を介してＨ二重索子３の一方の而にそ
れぞれ連通している。したかってこれら一連の経路は、
本発明でいう第１の流体圧力導入経路３３を構成してい
る。入口ノズル３０は、容積調整室３４、前室２６、絞
り２２、圧力室１８を介して圧電素子３の他面に連通し
ている。したがって、容積調整室３４、前室２６、絞り
２２、圧力室１８は第２の流体圧力導入経路３５を構成
している。

圧力検出部４内における、入口ノズル２９と第１の流体
圧力導入経路３３の容積は、入口ノズル３０と第２の流
体圧力導入経路３５の容積と等しくされ、この容積の調
整が容積調整室３４て行われている。

第１図は、圧電索子２の電極層８側および圧電素子３の
電極層１０側が＋Ｑ、圧電索子２の電極層９側および圧
電索子３の電極層１１側が一〇に分極している場合の結
線状態を示している。基板２８に小さな孔を開けて各リ
ード線３６．３７．３８が通され、リード線３６は半田
付は等によりホルダ１３に一端が接線され細端は共通電
源に接続されている。リド線３７は、ホルダ１２とホル
ダ１４とを接続している。

リード線３８は、一端がホルダ１５に接続され、他端か
増幅器５に接続されている。増幅器５の他方の入力端子
は、リード線３９を介して共通電源に接続されている。

４０は増幅器５からの出力用の端子をボしている。

この圧力検出部４と増幅器５と（ま、それらが商用電源
からの電磁誘導ノイズを受けないように電気的良導体で
ある金属などからなるシールドケース４１に収納されて
いる。また、配線材や電子部品が働くことにより発生す
るノイズを防ぐためにエポキシ系の充填材４２でケース
４１とそれらを固定し、内部に余分な隙間がないように
して圧力センサ１が構成されている。なおノイズ除去の
観点から出力端子４０はシールド線を使用する方が好ま
しい。

上記のように構成された圧力センサ１の作用を、該圧力
センサ１をフルイブイック気体流量計に用いた場合の構
成および作用とともに以下に説明する。

第４図は、圧力センサ１をフルイブイック流隋計に適用
した場合の構成を示しており、図中５０がフルイブイッ
ク流量計における流偵計素子部を小している。流量訂素
子部５０を、矢印の方向に測定対象気体が流通される。

５１は流路縮小部で、その先端の噴出ノズル５２から流
速の増大された噴流か噴出される。噴流の主流は、コア
ンダ効呆により、流路拡大部５３を構成する一対の隔壁
５４．５５のいりれか一方の壁面に沿って流れるが、該
壁面流はへ向転換されて制御ノズル５６〈又は５７〉か
ら上記噴出ノズル５２からの噴流に直交するよう、に指
向され、噴出ノズル５２からの噴流がもう一方の隔壁に
沿って流れるよう力が作用する。これかくり返されるた
め気体は隔壁５４．５５に対し交互に沿うように流れ、
この流動変化に対応して流串訂素子部５０内に圧力変動
が生じる。上記流動変化の周波数は気体流母に比例して
いるので、圧力変動の周波数を検出することにより流量
を測定できる。なお、図における５８は、噴流をいずれ
か一方の隔壁に効率よくふり向けるためのターゲットで
ある。

上記のような流量計素子部５０内に、内圧取出口５９．
６０が設（プられ、内圧取出口５９．６０が長さの等し
い導圧用ヂコーブ６１．６２を介して圧力セン９゛１の
入口ノズル２９．３０にそれぞれ接続される。

流量計素子部５０の内部で流れが内圧取出口５９側に切
替ったとぎ、内圧取出口５９近傍の流体圧力は内圧取出
口６０近傍よりも高くなり、逆に流れが内圧取出口６０
側に切替ると、内圧取出１」６０近傍の流体圧力の方が
高くなる。この内圧取出口５９に（ｂける圧力（Ｐｌ）
が、導圧用チューブ６１、入口ノズル２つ、第１の流体
圧ツノ導入経路３３を介して、圧電索子２の両面と圧電
索子３の一方の面に導入され、内圧取出（」６０におけ
る圧力（Ｐ２）が、導圧用チューブ６２、入口ノズル３
０、第２の流体圧力導入経路３５を介して圧電素子３の
他面に導入される。圧力検出用圧電素子３にはＰｌとＰ
２の圧力が交豆に加わり、その圧力変動による圧電素子
３の変形によって汁電体７に自発分極が生じ、それによ
って圧電体７自身の両面に電位差が生じる。一方のノイ
ズ補正用圧電素子２の両面には同じＰｌが加わる。そし
て、圧電素子３による出力から圧電素子２による出力を
差し引いた出力が増幅器５に送られ、増幅されて出力端
子４０から圧力変動検出信号として取り出される。

上記検出においては、圧電素子３の両面に同時に流体圧
力が導入され、その差圧が圧電素子３で検出される方式
であるので、流体仝休に生じた圧力変動および温度変動
によるノイズ成分は、それらが圧電索子２．３の両面に
同時に加わることから原理的にはそれらノイズ成分は増
幅器５の出力において、自動的に消去されることになる
。また、圧力センサ１に撮動が加わった場合、圧電素子
３の撮動により、対象検出圧力とは無関係のノイズ成分
が測定したい圧力変動成分に加わってしまう。

ところが、圧電索子３と同一方向、同一雰囲気中で、か
つ同一方向の面が同一の分極極・Ｐｉとされた圧電素子
２が並設され、圧電素子２の両面には同じ入口ノズル２
９から流体圧力が同時に加えられるので、圧電素子３と
同一の条件にてノイズとなり１＊る成分の全てが圧電素
子２に加わり、圧電素子３から圧電素子２の出力を差し
引くことにより測定対象となる圧力変動成分のみが取り
出される。

しかも、圧電素子２および圧電素子３に至る圧力検出部
４内の容積が等しくされているので、上記ノイズ成分は
圧電素子２と圧電素子３とに同時に加えられ、時間遅れ
等の問題を生じさせるとなく簡単に上記引き痺が実行さ
れ、正確かつ極めて高精度の圧力検出が可能となる。

上記圧力センサは第３図に示すような構造をとることも
でき、また本発明の圧力センサはフルイブイック流ｆＨ
ｆに限らず、第５図に示ずようなカルマン渦流量計等地
の流量計にも使用できる。

第３図に示す圧力センサ７０においては、２個の圧電索
子７１．７２が圧力検出部７３内に直列的に配置され、
両面がそれぞれ同一の方向に向きかつ同一方向の面がそ
れぞれ同一の分極極性となるように配置されている。入
口ノズル７４と第１の流体圧力導入経路７５の容積と入
口ノズル７６と第２の流体圧力導入経路７７の容積とが
実質的に同一となるように容積調整室７８で調整されて
いる。ホルダ８０がリード線８３で共通電源に接続され
、ホルダ１９とホルダ８１がリード線８４で導通され、
ホルダ８２がリード線８５を介して増幅器８６に接続さ
れている。その仙の構成は第１図に示した圧力セン９１
に準じる。

この両圧カセンサ１および圧力センサ７０間には、性能
的な優劣はなく、圧力セン＋ｊ７０によっても前）ホと
同様の作用が得られる。

第５図は、本発明による圧力セン９をカルマン渦流量計
に使用した場合の例を示している。

第５図において、９０はカルマン渦流量計の流量ｈ４素
子部を示しており、９１は渦発生体を示している。図の
矢印の方向に流れてきた流体は、渦発生体９１に当たる
ことにより、その後流に断続的にカルマン渦９２を発生
させる。このカルマン渦９２の通過部分に、一方の内圧
取出口９３が設けられ、他方の内圧取出口９４は流ω訂
素子部９０の内壁面部に設けられている。両内圧取出口
９３．９４は、導圧用チューブ９５．９６を介して圧力
セン１ノ１の入口ノズル３０．２９に接続される。その
伯の構成は第４図および第１図に示した構成に準じる。

このようなカルマン渦流量計においては、；瓜休の流量
に比例して単位時間当りのカルマン渦の発生数が変化し
、内圧取出口９３部におけるカルマン渦通過数を計測す
ることにより流量が検出される。

カルマン渦通過の際の圧力変動が、内圧取出口９３、導
圧用チューブ９５、入口ノズル３０を介して圧電素子３
の片面側に導入され、内圧取出口９４、導圧用チューブ
９６、入口ノズル２９を介して通過流体全体の圧力変動
が圧電素子３の他面側および圧電素子２の両面側に導入
される。したがって圧電素子２の両面に流体圧力を導入
してノイズ成分が検出され、圧電素子３の出力からその
ノイズ成分が差し引かれることによりカルマン渦通過に
よる変動圧力のみが精度よく検出され、高感度、高精度
の流ω測定が可能になる。その他の作用は前述のフルイ
ブイック流量計の場合に準じる。

以上の説明はフルイブイック流量計、カルマン渦流量計
について行ったが、圧力変動検出を必須とするものであ
れば本発明による圧力センサの適用が可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の圧力センサによるときは
、同一方向の面が同一の分極極性となるように配置した
２個の圧電素子の一方の両面に一方の入口ノズルからの
圧力Ｐ１が加わり、他方の′ＰＬ電素子の表裏の面には
、ＰｌとＰ２とが交互に加わり、これにより、それぞれ
、ＰｌとＰ２とに共通な、例えば、フルイブイック流量
計の入力側の圧力が変化した場合、および、周囲の温度
変動、おるいは振動等によるいわゆる同相ノイズは相殺
され、高精度な出力が得られる。検出可能な最小圧力変
動幅は０．０００２〜０．１　ＩｎＩｎＨ２０と非常に
小さく、ＳＮ比は０．０００２ｍｍ　Ｈ２０で２０ｄ　
Ｂ　Ｖ、０．１ｓｎＨ２０で８０ｄＢＶと非常に高い。

このため、従来では検出が出来なかった気体や液体の微
小な圧力変動を周囲のノイズに影響されないで検出でき
るようになった。現状までの技術では０．１ｍｍＨ２Ｏ
程度の微小圧力変動はかなり大掛かりか、あるいは高価
な設備でないと測定が出来なかったが、ちなみに本発明
品は２０Ｘ　２０ｘ　１０ｔｎｍ程度の小型センサに構
成でき、簡単に、フルイブイック流量計やカルマン渦流
量計のみならず、他の計器や、機械の一部に組み込んで
使用することかできるので広範な分野での利用が期待で
きる。

また、機械的に弱い圧電素子が露出していないので流体
中の異物などが付着することがなく、製作、取り扱い、
実施の過程で損傷あるいは感度低下を招かないので、寿
命も長い。さらに構造が簡単でおり、製作に高度な技術
が要求される部位がないので安価に製作できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る圧力センサの断面図、 第２図は第１図の圧力センサの圧電素子部の拡大部分断
面図、 第３図は別の実施例に係る圧力センサの断面図、第４図
は第１図の圧力センサをフルイブイック流量計に使用し
た場合の概略構成図、 第５図は第１図の圧力センサをカルマン渦流量計に使用
した場合の概略構成図、 である。 １．７０・・・・・・圧力セン１ノ ２．３．７１．７２・・・圧電素子 ４．７３・・・・・・圧力検出部 ５．８６・・・・・・増幅器 ６．７・・・・・・圧電体 ８．９．１０．１１・・・・・・電極層１２．１３．１
４．１５．７９．８（＞、　８１．８２・・・ホルダ１
６．１７．１８．１９・・・圧力室 ２０．２１．２２．２３・・・・・・絞り２４．２５．
２６．２７・・・・・・前室２８・・・・・・・・・・
・・基板 ２９．３０．７４．７６・・・入口ノズル３１・・・・
・・・・・・・・蓋 ３２・・・・・・・・・・・・連通路 ３３．７５・・・・・・第１の流体圧力導入経路３４．
７８・・・・・・容積調整室 ３５．７７・・・・・・第２の流体圧力導入経路３６．
３７．３８．３９．８３．８４．８５・・・・・・・・
・・・・リード線 ４０・・・・・・・・・・・・出力端子４１・・・・・
・・・・・・・シールドケース５０・・・・・・・・・
・・・フルイブイック流量ｈ４の流量計素子部 ５１・・・・・・・・・・・・流路縮小部５２・・・・
・・・・・・・・噴出ノズル５４．５５・・・・・・隔
壁 ５６．５７・・・・・・制御ノズル ５８・・・・・・・・・・・・ターゲット５９．６０１
９３．９４・・・内圧取出口６１．６２．９５．９６・
・・導斤用チューブ９０・・・・・・・・・・・・カル
マン渦流量計の流量計素子部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、膜状圧電体の両面に電極層を設けて構成されかつ平
   面状に張設された圧電素子を２個有する圧力検出部と、
   両圧電素子の出力の差分を増幅する増幅器とを備え、前
   記２個の圧電素子は両面がそれぞれ同一の方向に向きか
   つ同一方向の面がそれぞれ同一の分極極性となるように
   配置され、前記圧力検出部には流体の圧力を導入する２
   個の入口ノズルが設けられ、一方の入口ノズルが第１の
   流体圧力導入経路を介して一方の圧電素子の両面と他方
   の圧電素子の一方の面に連通されるとともに他方の入口
   ノズルが第２の流体圧力導入経路を介して他方の圧電素
   子の他方の面に連通され、前記圧力検出部内における前
   記一方の入口ノズルと第１の流体圧力導入経路の容積と
   前記他方の入口ノズルと第２の流体圧力導入経路の容積
   とが実質的に等しいことを特徴とする圧力センサ。 ２、前記流体が気体である請求項１記載の圧力センサ。 ３、流通される気体の流量に応じた圧力変動を発生する
   流量計素子部に、請求項２記載の圧力センサの前記２個
   の入口ノズルを接続した気体流量計。