JPH038990Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は、粉粒体又は流体等の流動体レベルを
圧電振動子を介して検知するように構成したレベ
ルセンサに関し、更に詳細に云えば、流動体と圧
電振動子との間の摩擦損失或いは圧電振動子の共
振周波数変化等による悪影響を解消可能であつ
て、圧電振動子の感度を簡単に調整可能に構成し
て良好な検知動作を行えるようにした流動体レベ
ルセンサに関する。

「従来の技術」 気体等の圧力を検出する手段として、外部圧力
変化を電気的な出力変化に変換可能な圧電振動子
を使用し、該振動子面に圧力を受けるようにして
気体圧力変化を例えば周波数変化として検知する
ような構造の圧力センサは、現今、各種の分野に
広く採用されている。この種の従来の圧力センサ
では、受圧面が実質的には振動子自体となるよう
に構成されたものが一般的であり、このような振
動子の受圧面該当部分は出来るだけ平滑に形成す
ることにより、受圧面と被検知体との間で生ずる
虞のある摩擦損失等を可及的に排除しながら圧電
振動子に於ける圧力変化感知能を最大限に確保で
きるように構成される。斯かる圧力センサは、気
圧検出器等の他、各種の音圧レベル計などとして
も使用されるものである。

「考案が解決しようとする問題点」 しかし、上記従来の圧力検出センサを気体以外
の例えば種々の粉粒体若くは液体等の流動体の圧
力変化ないしはレベル変化の検出センサとして使
用するような場合には、圧電振動子の受圧面で流
動体との摩擦抵抗が発生するため、この摩擦損失
及びそれによる圧電振動子の共振周波数変化が原
因となつて該振動子のクオリテイ・フアクタを極
端に低下させる虞がある。従つて、このような状
態で流動体のレベル検出動作を行わせた場合に
は、圧電振動子の発振動作は継続不可能となつて
単に発振の開始及び停止動作のみを検知すること
となり、流動体の連続的な圧力変化ないしはレベ
ル変化を検出することは期待できないものとな
る。そこで、レベル検知すべき流動体としての被
検知体を圧電振動子に直接的に接触させることな
く、適当な可撓性部材及び圧力伝達部材を介して
間接的に圧電振動子に流動体圧力を集中的に加え
るように構成することにより、上記問題を解消す
ることができる。しかし、このような構造の場
合、流動体レベルの測定範囲を変更しようとする
には、圧電振動子、可撓性部材及び全体の回路定
数を変更しなければならず、実質的にはその都度
設計変更と同等の作業内容を伴なうという不都合
がある。

「問題点を解決するための手段」 本考案は、上記の如き粉粒体又は液体等の摩擦
抵抗を伴うような流動体からなる被検出体であつ
てもそのレベル変化を確実に検知可能であつて、
かつ、圧電振動子の感度を流動体レベル測定範囲
に応じて簡単に調定できるように構成した流動体
レベルセンサを提供するものである。その為に、
本考案によれば、圧電振動子に加わる圧力変化を
該圧電振動子の出力変化として流動体のレベルを
検出するようなレベルセンサに於いて、該圧電素
子はその外端部をこのレベルセンサの組付けケー
スの内周端に自由な振動動作を行えるように架装
されており、前記圧電振動子と流動体との間に間
隙を形成するための可撓性部材を備え、該可撓性
部材を介して前記流動体の圧力変化を前記振動子
の振動節近傍に均一な接触状態で集中的に加える
ための適度な剛性と弾性を有する圧力伝達部材を
設け、該圧力伝達部材と前記可撓性部材との間に
上記可撓性部材に取付けた取付け部材を介して前
記流動体圧力を集中的に受ける荷重変換用板体を
設けるように構成したものである。

このような流動体レベルセンサによれば、流動
体を圧電振動子の受圧面に直接的に接触させるこ
となく、可撓性部材で流動体を受けながら該流動
体による圧力を上記可撓性部材及び圧力伝達部材
を介して圧電振動子の振動子節近傍に集中荷重と
して与えることが出来るので、このような構造に
より被検知体の種類による影響を受けることな
く、安定かつ高精度な流動体レベル検出動作を達
成することが可能となる。可撓性部材は、適当な
厚さを持つ耐食性を有する金属箔又は耐食性を施
した金属箔若しくは適度な厚さのプラスチツクフ
イルム等で構成することができ、また、このよう
な部材で形成される可撓性部材の受ける流動体圧
力を圧電振動子の振動節近傍に集中的に伝える手
段としての圧力伝達部材は、適度な剛性と弾性と
を有するゴム材等で構成し、その先端部を圧電振
動子に接触状態で配装することが出来る。ここ
で、流動体レベルの測定範囲を変更する場合に
は、可撓性部材と圧力伝達部材との間に設けられ
た荷重変換用板体に於ける上記可撓性部材への取
付け面積を変えることにより、圧電振動子の感度
を調節するという簡便な手段で行なわれる。

「実施例」 第１図は、本考案の一実施例による流動体レベ
ルセンサの概念的な要部断面構成図を示し、図
中、１は流動体レベルセンサに於ける円筒状の組
付けケースであつて、その上端に設けた段部４に
は適当な緩衝支持材３を介して円板状の圧電振動
子２が架装されている。緩衝支持材３は例えばゴ
ム材の柔軟性部材で構成し、その上に圧電振動子
２の外端部を載置させるようにして圧電振動子２
が上記ケース１の空洞内で自由な振動動作を行え
るように配装されている。５は可撓性部材を示
し、該可撓性部材５は圧電振動子２との間に所要
の間隙７を形成可能にその外周の取付部６をケー
ス１の上端に装着してあり、図示の如くこの実施
例では、可撓性部材５の中央部裏面に装着した集
中荷重変換用の板体９の取付け部８を介して上記
圧電振動子２の外周付近に存在する振動節２Ａの
位置に合致する態様で流動体圧力を加え得るよう
に、例えば環状に突出形成した圧力伝達部材１０
を有するように構成されている。可撓性部材５
は、例えば、プラスチツクフイルムやニツケル又
はステンレス等の耐食性を備えた適当な厚さの金
属箔か或いは耐食性を施したその他の金属箔を使
用することも出来る。圧力伝達部材１０は、適度
な剛性を有すると共に弾性をも備えるようなゴム
材で構成して圧電振動子２に好ましくないビビリ
動作等を与える虞のないように構成するのが望ま
しく、また、この圧力伝達部材１０の下端部は、
圧電振動子２の振動節２Ａの近傍と一致する部位
に接触状態で配置するのが好ましい。可撓性部材
５は荷重変換用板体９の取付け部８の配置部外方
に例えば断面上向半円状の起伏部５Ａを同心状に
適数条有し、これら起伏部５Ａの伸縮作用によつ
て流動体圧力を受けて生ずる可撓性部材５の応力
を好適に吸収し、以つて、流動体の圧力変化を正
確に圧電振動子２に伝えるように構成するのが好
ましい。ここで、荷重変換用板体９の可撓性部材
５への取付け部８は、該板体９と一体又は別体に
形成できるが、いずれにしても取付け部８に於け
る可撓性部材５への装着面積を種々変更出来るよ
うに構成することにより、圧電振動子２の感度を
流動体レベルの測定範囲に応じて簡便に調節する
ように構成してある。

上記構造の流動体レベルセンサによれば、ケー
ス１の緩衝支持材３上に先ず圧電振動子２を載置
状態で架装したのち、この振動子２の上面に圧力
伝達部材１０及び板体９と取付け部８を介して可
撓性部材５を載置するような態様で該可撓性部材
５の外周取付部６をケース１の上端に接合するか
又は緩衝材若しくはベローズ手段等の適当な緩衝
構造を介して装着することにより、圧力伝達部材
１０と振動子２との均一な接触状態を確保しなが
ら、可撓性部材５の起伏部５Ａの存在と相俟つて
手際良くアセンブリイ可能となる。

上記構造の流動体レベルセンサによれば、圧電
振動子２に対してレベル検知すべき粉粒体或いは
液体等の流動体が接触することなく該振動子２と
所要の間隙７を形成する可撓性部材５を介して流
動体の圧力を受け、この流動体圧力を板体９の取
付け部８及び圧力伝達部材１０によつて集中荷重
として最適にセツトされた圧電振動子２の振動節
近傍に与えるように構成されているので、摩擦抵
抗を発生するような流動体であつてもそれが摩擦
損失等として圧電振動子２に何ら悪影響を与える
虞はなく、従つて、圧電振動子２の共振周波数も
流動体の種類によつて変動されることなく、安
定．確実な流動体レベル検出動作を達成できるこ
ととなる。可撓性部材５は、斯かる検出動作の
際、流動体の圧力を受けて生ずる応力をその伸縮
自在な起伏部５Ａで好適に吸収しながら、流動体
圧力変化を正確に圧電振動子２に与えるように機
能するものである。そして、流動体レベルの測定
範囲を変更する必要がある場合には、第２図の如
く、荷重変換用板体９の取付け部８の径Ｄを異な
るものに定めることにより、圧電振動子２の感度
を適宜調節できるので、斯かる測定範囲の変更処
理は極めて簡便である。取付け部８の径Ｄは、従
つて圧電振動子２の感度特性に対応させて、予め
種々のものに形成し、測定レベル範囲に応じてそ
れに最適な取付け部８の選択使用を可能とするよ
うに用意することができる。

「考案の効果」 本考案に係る流動体レベルセンサは、圧電振動
子との間に間隙を保持可能な可撓性部材を備え、
この可撓性部材及び圧力伝達部材を介して流動体
の圧力変化を圧電振動子の振動節近傍に集中荷重
として有効に与えるように構成したものであり、
従来では不可能であつた粉粒体又は液体等の摩擦
抵抗を伴なう各種の流動体のレベル変化をも好適
に検出できる。そして、このような流動体レベル
センサによれば、流動体レベルの測定範囲を変更
するような必要のある場合、可撓性部材、圧電振
動子及び回路定数等の全体的な変更を行なうこと
なく、荷重変換用板体の可撓性部材に対する取付
け部を他のものに変えるという簡便な変更処理で
圧電振動子の感度調節を確実に行なえるので、同
一のレベルセンサを以つて広範囲の流動体レベル
測定に供することが可能であり、従つて製品の低
コスト化にも有効に寄与することとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例による流動体レベ
ルセンサの概念的な断面構成図、そして、第２図
は、荷重変換用板体の取付け部の平面構成図を示
す。 １……組付けケース、２……圧電振動子、３…
…緩衝支持材、５……可撓性部材、５Ａ……起伏
部、７……所要の間隙、８……取付け部、９……
荷重変換用板体、１０……圧力伝達部材。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 圧電振動子に加わる圧力変化を該圧電振動子の
   出力変化として流動体のレベルを検出するように
   したレベルセンサに於いて、該圧電振動子はその
   外端部をこのレベルセンサの組付けケースの内周
   端に自由な振動動作を行えるように架装されてお
   り、前記圧電振動子と流動体との間に間隙を形成
   するための可撓性部材を備え、該可撓性部材を介
   して前記流動体の圧力変化を前記振動子の振動節
   近傍に均一な接触状態で集中的に加えるための適
   度な剛性と弾性を有する圧力伝達部材を設け、該
   圧力伝達部材と前記可撓性部材との間に該可撓性
   部材に取付けた取付け部を介して前記流動体圧力
   を集中的に受ける荷重変換用板体を設けるように
   構成したことを特徴とする流動体レベルセンサ。