JPH04504620A - 圧電差圧渦センサー - 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】 圧電差圧渦センサー 預吸の分野 本発明は、渦流量計用のセンサー、更に詳しくは、圧電渦センサーに関する。

恐盟Ω宵量 渦流量計広通常、柱状体、即ち、シェダを備え、これを流体内に設置することに より、シエダの下流に、反対向きの渦を交互に発生させる。この現象は、カール マン渦として知られている。渦の振動数及びＭは、圧力センサーで検出・測定さ ねこれらの値から平均流速がめられる。発生した渦の振動数は、平均流速に比例 し、圧力パルスの振幅は、流速の２乗に流体密度を乗じたものに比例する。

渦を検出するためのセンサーには、通常、ダイアフラム黴り）が備えられており 、これが、渦の発生に起因する、圧力の交互変動に応じて、変化する。例えば、 米国特許Ｎｏ、３，９４８，０９８　（リチャードソンら）に示されるように、 絞りにかかる圧力は、非導電性の液圧充填流体を介して、センサーの筐体内に封 入される圧電ビモルフ装置に伝達される。しかしながら、上述のような型のセン サーには、充填流体の温度限界並びに、圧電ビモルフのために、極温度下におけ る流体の流速測定に用いることはできない、という問題があっ旭蒸気等、高温の 流体を測定するために用いられる流量計には、充填流体が含まれていない。これ らの流量計は、流体の流路にシエダを置き１反対側から渦が発生すると、シェダ が振動するように構成されている。振動により曲げモーメントが誘導され。この モーメントは、渦シェダに密封される一対のセンサーにより検出される。この種 の型の粒量計として、例えば、米国特許Ｎｏ、４，４３７，３５０に開示される タムラヒトシらによるものがある。

上述のような流量計は、検出されるシェダの振動に基づいて、流量を測定する構 成になっているため、センサーは、感度が高く、微細な振動でも検知してしまう 。非常に高感度であり、また、併せて、シェダの質量が大きい（大型の流量計で は約５００ｇ）ため隠これらのセンサーは、パイプ及びシェダを通して伝達され る物理的な振動の影響をうけやすい。このノイズを除去する目的で、上記のタム ラの特許に開示されるセンサーには、シェダの中立軸に対して電気的に分離され ている二つの圧電検知素子が備えられている。この圧電検知素子により、振動を 引っ張り応力と圧縮応力の二つの成分に、対称的に分けることができる。。

即ち、二つの検知素子が四つの独立検知部として作用する。この場合には、各圧 電素子から送られる信号を比較し、振動及び信号の通常モードのノイズ成分を相 殺するために、複雑な回路構成が必要とされる。

預吸の低置 本発明は、上記問題点を解決し、物理的な振動並びに通常モードの圧力振動を感 知しない、圧電渦センサーを提供することを目的とする。

本発明は、更に、充填流体あるいは振動シェダを必要とせず、湯圧力変動を圧電 検知器に伝達することのできる、圧電渦センサーを提供することを目的とする。

更に、本発明は、取り替え可能な圧電渦センサーを提供することを目的とする。

本発明は、簡単な電気的回路構成で、圧電検知器にかけられる圧力変動に起因す る信号を検出する、ことを特徴とする。

また、本発明は、簡単な機械的構成で、極温度下において、微細な圧力変動を検 出する。ことを特徴とする。

湯圧力変動を検知素子に伝達する、低質量の圧電渦センサーは、センサーの筐体 の（１１１面とスプール様アクチュエータのフランジとの間に圧電クリスタルを はさむことにより、製造される。交互に発生する渦に応じて、アクチュエータが 往復動すると、異なった圧縮力がクリスタルに作用し、クリスタルから、渦の通 過を示す信号が出力される。

本発明の圧電渦センサーは、溝により相互連結される第−及び第二のキャビティ を含むセンサー筐体と；センサー筐体の溝に慴動可能に設置される軸及び軸の両 端近傍に接続されるフランジ部材を含み、各フランジ部材が交互に発生する渦の 圧力変動に応じて往復動するように配置された、スプール様アクチュエータと； 各フランジ部材と筐体との間に設置さね、物理的な力に応じて信号を出力する圧 電検知手段と；検知手段と相互接続し、出力された信号を検出する信号検出手段 と、を備えることを特徴とする。

望ましくは、検出手段に、検知手段から出力される信号を検出するチャージアン プを備える。あるいは、各検知手段と相互連絡し、出力された信号を検出するた めのチャージアンプと、各アンプの出力信号を合わせて、通常モードのノイズを 減少させるための、積算回路とを備える構成にしてもよい、また、圧電検知手段 は、ニオブ酸リチウム圧電クリスタルである。本発明の圧電渦センサーは、更に 、各フランジ部材をセンサー筐体に接続させ、キャビティを密封する絞り手段と 、各キャビティに設置さね、各フランジ部材にかかる力を検知手段に伝達するバ イアス手段とを備える、ことを特徴とする。バイアス手段は更に圧電検知手段に 対して絶縁ディスクを均一にバイアスさせる皿座金等のスプリング手段を備える 。

図面の簡単な説明 本発明の上述及びその他の目的、特徴、並びに利点は、発明の好適な実施例の詳 細な説明及び図面から、明確になるである九図面中、同一の参照符号は、同一の 部品を表す６図面は、本発明の原理を示すことにその重点が置かれたものであり 、正確な縮尺でない場合も有り得る。

図１は、流体の流路中に設置さね、交互に反対向きの渦を発生させる、渦シェダ と、本発明の原理に従い構成さお、交互に発生する渦を検出する、交換可能な圧 電渦センサーとを備える、圧電検知手段’面図である。

図２は、図１の圧電渦センサーの拡大断面図である。

図３は、図２のセンサー筐体の斜視図である。

図４は、図２の圧電センサーにおいて、渦シェダによりセンサーに伝達される圧 力変動に対応する電荷の変動を検出するために用いられる、回路構成を示す概略 図である。

図５は、圧電センサーの電荷変動を検出するために用いられる。別の回路を示を 示す概略図である。

及盟Ω祥坦な胆男 本発明の低質量圧電渦センサーは、流体の流路に設置さね。交互に反対向きの渦 を発生させるシェダを備える流量計本体に、着脱可能に取り付けられる。前記セ ンサーは、交互に発生する渦に曝されたときに、センサー筐体に対して往復動す る、スプール様のアクチュエータを備える。更に、センサー筐体の両側とアクチ ュエータのフランジとの間に設置される、圧電クリスタル並びにバイアス機構を 備える。圧力が掛けらね、アクチュエータがセンサー筐体の片側に移動すると、 一方のクリスタルにかかる応力が増加し、他方のクリスタルにかかる応力は減少 する。各クリスタルは、この応力に基づいて信号を出力する。チャージアンプが 前記信号を検出し、出力電圧を発生する。前記出力電圧に基づいて、発生した渦 の振動数がめられる。本実施例は、高温渦流量計に関して説明されているが、低 温を含む何れの温度にも当然のことながら適用可能である。

図１に示されるように、渦流量計１０は、流量計本体１２、圧電センサー１４、 及びシェダ１６を備える。圧電渦センサー１４は、流量計本体１２の円筒形開口 部１８内に、渦シェダ１６に対向して、伸張する。センサー１４は、流量計本体 １２にボルト締めされたキャップ２１によりその位置に固定される。即ち、セン サー１４が損傷を受けた場合、簡単に、これを取り替えることができる。センサ ー１４は、開口部１８により規定される流体キャビティ２０を二つの部分に分け る。適当な高温部材で形成されるガスケット２２により、流体キャビティ２ｏの 壁面及びシエダ１６の間がシールされる。

シェダ１６に対して垂直側倒矢印２４に示されるように）に、且つ、流体の流れ 方向に沿って、流量計本体１２（例えば、パイ力の端から端まで検出できるよう に、センサーの方向を決める。これにより、センサー１４は、渦２６ａ及び２８ ａに起因する交互圧力信号２６ｂ及び２８ｂを検出する。莫線矢印２６ａ及び２ ６ｂ並びに点線矢印２８ａ及び２８ｂによって示されるように圧力信号は、流体 キャビティ２０の各半分に交互に伝達さねその位相は、互いに、１８ｏ２ずれて いる。高温材料からなる第二ガスケット３０が、センサー１４と流量計本体１２ との間に取り付けらね流体の外部への漏れを防いでいる。

センサー１４の詳細を図２及び図３に示す。センサー１４は、センサー筺体３２ 、並び番へ矢印３６で示されるように、交互に発生する渦に応じて前後に移動可 能な、スプール様アクチュエータ３４を備える。センサー筺体３２及びアクチュ エータ３４は、何れも、高温・低腐食性材料、例えば、ステンレス鋼等から成る 。低質量を有するように設計された、センサー１４の検出部は、センサー筺体３ ２内に収容される。検出部を低質量に設計する理由に関しては、後に詳述する。

本実施例において、センサー筺体３２は、溝４２を有する中心部材４０をはさん で、その両側砿直径約１．　３センチメートルの円筒形の穴３８を備える（図３ 参照）、即ち、それぞれ約２ミリメートルの深さを有する二つのキャビティ４４ 及び４６が形成される。軸５２．及び、軸５２の両端に接続されるフランジ５４ 及び５６を備えるアクチュエータ３４は、穴３８内に、ダイアフラム４８及び５ ０により固定される（図２参照）、軸５２が溝４２内で摺動可能であり、これに より、フランジ５４及び５６がキャビティ４４及び４６内で前後に移動可能なよ うに、軸５２の大きさを設定する。フランジ５４及び５６は、直径約１１ミリメ ートル、厚さ２ミリメートルである。約７５マイクロメートルの厚さを有するダ イアフラム４８及び５０は、充分な可撓性を有し、アクチュエータ３４を、湯圧 に応じて前後に移動させる。ダイアフラムは、流量形本体１２内の流体が漏れな いように、各々のキャビティ４４及び４６を密封する。

圧電検出素子６２．６４、並びに、バイアス機構５８．６０が、それぞわ・フラ ンジ５４．５６と中心部材４０との間に、設けられている。検出素子６２，６４ は、Ｚカットされた、ニオブ酸リチウム圧電クリスタルで構成される、ことが望 ましい。ニオブ酸リチウム圧電クリスタル（キュリ一温度は、２１０２Ｆ）は、 ８００Ｆのような高温で連続的に作動させても、圧電的に活性な状態を保つ、と いう利点を有している。本実施例においては、二つのクリスタルの極性は同じ方 向である。即ち、一つのクリスタルの十面と別のクリスタルの一面が、電気的及 び機械的な基部である中心部材４０に、接している。このように構成された場合 、二つのクリスタルは、同じ極性信号を出力し、矢印７４．７６で示されるよう にアクチュエータ３４を前後に動かす。詳細に関しては、下記に記載する。

バイアス機構５８．６０は、高温用のバネ合金からなる皿座金６６．６８、並び にセラミック製の絶縁ディスク７ｏ、７２を備える。バイアス機構５８．６０は 、検出素子６２．６４に均一に圧縮力をかけ、検出機構の全ての部分が互いに密 に接するよう１．構成される。が、バイアス手段は前記構成に限定されるわけで はなく、例えば、皿座金の代わりにコイルバネを用いることもできる。

クリスタル６２．６４は、その一つの面が、センサー機構の電気的並びに機械的 な基部として作用する中心部材４０と電気的に接触するような配置で、センサー 筐体３２内に収容される。検出回路７８は、フォイルディスク８４．８Ｇに連結 されるリードｌｌ８０．８２を介して、クリスタルに接続される。フォイルディ スク８４．８６は、バイアス手段６６．６８によりクリスタルに接触するように 、絶縁体７０．７２、並びに、検出クリスタル６２．６４の間に配置される。フ ォイルディスク８４．８６は、直径約１１ミリメートル、厚さ５０マイクロメー トルである。

検出回路７８は、極温から守るために、センサー本体１４から離れたところに置 かれる。また、電気リード線８ｏ、８２は、工大セラミック管８８により支持さ れる。セラミック管８８は、センサー筺体３２に液密的に溶着されるステンレス 鋼製の外’ｆ９０内に収容される。リード線８０．８２は、外管に液密的に溶着 される（図示しない）セラミックー金属電気供給源に、ハンダ付けあるいは溶着 されている。以上の構成により、センサー内を真空にした後、乾燥気体を充填し 、センサーの劣化を防ぐことができる。

流量計を作動させている間、シェダ１６により発生した渦が、センサー１４の同 側に、交互に５差圧をかける。この結果、アクチュエータ３４が前後に動き（矢 印３６で示されるように）、皿座金の一つを更にわずかに圧縮する一方、もう一 つの皿座金にかかる力をわずかに緩和する。即ち、一つのクリスタルにかかる応 力が増加する一方、もう一つのクリスタルにかかる応力が減少する。このような 交互の応力変動により、各クリスタルの面に交互に電荷が生じ、これを検出回路 ７８で検出する。

本発明のセンサー構造は、ポンプのインペラ回転により生じるようなライン圧力 変動に感応しない。このような圧力変動は、通常モードのノイズと呼ばねパイプ を音速で通過し、センサーの両側に同時に到達する。また、この圧力変動が、渦 分離により、特に低い流速で生じる、交互の差圧信号よりも大きい場合がある。

センサーが通常モードの圧力変動に影響を受けると、測定結果に誤差を生じる可 能性がある。二つのダイアフラム４８及び５０が影響を与える領域がほとんど同 じであり、また、スプール様アクチュエータ３４を介して互いに連絡しているこ とにより、センサー１４の両側に同時に到達する圧力変動は、クリスタル６２． ６４に実質的には力をかけない。即ち、等しい大きさの力が反対向きにかかるた め、実際には何の動きも生じない、この結果、いかなる差動応力もクリスタルに 伝達されず、何れのクリスタルも電荷を発生させない。

通常モード信号は、両方のスプールフランジ５４．５６を非常にわずかに、且つ 同時に湾曲させ、両方のクリスタルにかかる応力を同時に増加あるいは減少させ る。両方のクリスタルにかかる応力が位相変化する（渦２６．２８により生じる 応力の位相が１８０度変化する）ために、結果として生じる信号は電子的に相殺 されている。

上記のように構成されたセンサーは、機械的な振動にも感応しない。センサーは 非常＆０１１さな活性質量（約２グラム）しか有していないため、横バイブ振動 （センサーの移動方向に平行な振動）は、重要な因子とはならない。例えば、　 「１ｇ」の振動により２グラムの横力が生じるが、これは、対象となる流れ領域 における渦分離により生じる力よりも小さい。センサー機構流れ方向に沿った振 動及び垂直な方向の振動の何れにも感応しない。これは、非常をヒトさなセンサ ー質量に加えて、この振動が、クリスタルにせん断応力を生じさせ、厚さ方向に 分極化したクリスタルがぜん断応力に感応しないためである。

脈動から生じる圧力等、通常モードの圧力信号がセンサーにかかる際に、両方の クリスタルから信号が出力される場合がある。このような信号は、センサーの機 械的特性が理想値よりも小さい場合にのみ出力される。前記機械的な応答には、 以下の二通りが考えられる。第一にセンサーの非対称性のため隠クリスタルが不 均一に圧縮あるいは緩和される場合である。例えば、ダイアフラムの一方が他方 よりも可撓性に富へあるいは、大きな表面積を有し、圧力変動に対する感度がよ り高い場合がこれにあたる。この型の対称変動により、流体の流動にともなって 温湯に生じる力と同様の差圧を生じる。この信号を、流れ信号と区別することは できないため、センサーの製造時に特に対称性に留意する必要がある。

第二に、アクチュエータ３４の剛性欠如のために、二つのクリスタルにかかる圧 縮力が同時に増加あるいは減少する場合である。即ち、各フランジ５４．５６が 湾曲し、あるいは軸が圧縮される場合がこれにあたる。二つのクリスタルは、反 対の極性を有する小さな信号を出力するため、この型の応答を、電子的に、渦の 分離により生じた信号と区別し、除去することが可能である。この信号を除去す るための好ましい回路構成に関しては、後に詳述する。

渦を検出するための回路７８の構成例を図４に示す。この回路７８は、クリスタ ルと電気的に同等な回路９２、並びに、電荷アンプ９３を備える。ここで、中心 部材４０に接する二つのクリスタルの極性が上述したごとく反対になるように、 二つの圧電クリスタルを載置する。従って、二つのクリスタルが同時に圧縮ある いは緩和された場合に、　（クリスタルが同一のものであり、機械的な要素が対 称であれば）、電極８０及び８２により検出される。二つのクリスタルに生じた 電荷は符号が反対で、その大きさは等しい。

回路９２は、各々のクリスタルについて、クリスタル・コンデンサー９４ａ、９ ４ｂ、並びに、電圧源９８ａ、９８ｂに直列に接続されるクリスタル抵抗９６ａ 、９６ｂを備える。また、電荷アンプ９３は、負の端子１０４及び正の端子１０ ６を有する操作アンプ１０２を備える。負の端子１０４が、クリスタル抵抗９６ ａ、９６ｂ及びコンデンサー９４ａ、９４ｂ間の節１０５に相互連絡する一方、 正の端子１０６は、クリスタルコンデンサー９４ａ、９４ｂ及び抵抗９６ａ、９ ６ｂ間の節１０７に相互連絡し、アースされる。二つのダイオード１０８．１１ ０は、端子１０４．１０６間に接続さね。アンプ１０２の入力端子に到達する信 号の大きさを制限する。電荷アンプ９３は、また、フィードバック・コンデンサ ー１１４及びフィードバック抵抗器１１６を含む、フィードバラフリレープを備 える。

操作アンプは、通常、ゼロオフセット電圧と称される、小さな入力直流電位を有 しており、これにより、操作アンプ１０２は、一定の電流をフィードバック。

コンデンサー１１４に流す。一定の電流がフィードバック・コンデンサー１１４ 内を流れると、コンデンサー１１４をはさむ電圧は、時間形かと共に直線的に増 加する。そのまま進むと、最終的には、この電圧により、操作アンプの出力が飽 和状態になるが、フィードバック・コンデンサー１１４と平行に置かれたフィー ドバック抵抗器１１６が、これを打ち消す方向に作用する。この抵抗器は、一定 の電流を別の流路に流し、この結果、フィードバック・ループにわたる電圧は、 時間に独立な小さな定数となる。抵抗器１０９及びコンデンサー１１２は、節１ ｏ５と負の端子１０４の間に１ＩｒＪＩＪに接続され。高周波数及び低周波数に おける回路のゲインを制御する。

ニオブ酸リチウムクリスタルの静電容量は非常りトさく、前記クリスタルからの 電気的な応答を検出するためには、電荷アンプが必要である。ＰＺＴ５Ａ圧電ク リスタルの室温における誘電定数が約１．８００であるのに対し、ニオブ酸リチ ウムクリスタルの誘電定数は約３０と非常に刀＼さい。更に、ニオブ酸リチウム クリスタルの抵抗値は、温度の上昇と共に、急激に下降する。即ち、電圧アンプ は、この場合、実用的であるとはいえない。非常に高い周波数及び低温において は、クリスタル電圧は、すべて、アンプをはさんで生じるが、低周波数、及び／ あるいは高温においては、クリスタノΔを圧の大部分は、電圧アンプへの入力部 ではなく、コンデンサーをはさんで生じる。

電荷アンプ９３は、操作アンプ１０２の負の端子１．０４をアースに近い電圧に 維持するい即ち、クリスタル抵抗器９６ａ及び９６ｂの両側に電圧差はほとんど 生じない。応力によりクリスタルをはさんで生じる電荷は、フィードバック°コ ンデンサー１１４から伝達される電荷により相殺さね負の端子１０４における電 位をアース値に近づける。

交互に発生する渦により生じた差圧により、アクチュエータが、センサー筐体の 一方の側に移動し、一方のクリスタルにかかる応力を増加させる一方、他方のク リスタルにかかる応力が減少すると、節１０５において、正あるいは負の正味電 荷が生じる。電荷アンプ９３は、この正味電荷を検知し、大きさが等しく符号が 反対の電荷をクリスタルに与え、これを相殺する。この結果、操作アンプ１０２ は、クリスタルをはさむ正味電荷に比例する出力電圧（Ｖｏｕｔ）を発生する。

この電圧信号の周波数を測定し、渦の周波数をめる。

理論的には、機械的及び電気的な要素が対称であれば、通常モードの圧力信号に より二つのクリスタルから出力される信号を１節１０５において、簡単な減算あ るいは相殺によって、完全に除去することができる。非対称形のセンサーの場合 でも、節１０５における正味の通常モード信号を大きく減少させることができる 。

アクチュエータの剛性が充分高くなく、更にセンサーの機械的及び電気的な要素 が非対称な場合には１通常モードの圧力信号の存在下における、二つのクリスタ ルからの電気的応答の大きさが等しくならず、上述のように充分な相殺・除去を 行うことができない可能性がある。この問題は、図５に示すように、各々のクリ スタルに一つずつ電荷アンプを備える、即ち、二つの電荷アンプ１２０．１２２ を備えることにより、解決される。電荷アンプ１２０．１２２は、図４に示す電 荷アンプ９３と同様のものであり、クリスタルも上述のような方法で（即ち、中 心部材４０に対して二つのクリスタルの極性が反対になるように）配置される。

上記のような非対称性に起因する通常モードのノイズは、加算回路１２４の可変 抵抗器１２６を用いて、アンプ出力の相関値を調整し、８１０８における相殺に 先立・って、電荷アンプ１２０及び１２２の出力電圧を等しくすることにより除 去される。加算回路１２４は、アンプ１３２を備える周知の回路である。

上記の例（図５）において、図６に示すように、中心部材４０と接する二つのク リスタ／Ｉ４−通常の極性を有するようにセンサーを組み立ててもよい。図６の 回路は、信号を加算する前に、クリスタルの一方から出力される信号を逆にする インバーター１３０を備える。

以上本発明を、その好適な実施例に従い詳述したが、本発明は、何ら前記実施例 に限定されるものではなく、特許請求の範囲記載の発明の要旨から逸脱すること なく、様々な変へ修正が可能である。例えば、タンタル酸塩クリスタル、石英ク リスタル等の圧電クリスタル、あるいは、圧電セラミックスを、検知素子として 用いてもよい。このようなりリスタルを用いた場合には、電圧アンプ回路を利用 し、クリスタルから出力する信号を検出するように構成することが望ましい。

更に、一つの圧電素子でセンサーを往復動させるように構成してもよい。但しこ の場合には、センサーが非対称となり、二つの素子を用いる上述の実施例に比べ 通常モードのノイズ除去率が低い。

要約書 流路を流れる流体の流速を測定するための渦センサー（１４）を開示する。流路 に置かれたシエダ（１６）により発生する交互の圧力変動（２６ａ及び２８ａ） を検出することにより、流速がめられる。渦センサー（１４）は、溝（４２）に より相互連結される二つのキャビティ（４４及び４６）を含むセンサー筐体（３ ２）を備える。スプール部材（３４）の軸（５２））上溝（４２）内に摺動可能 に配置さね、また、軸（５２）の両端近傍に接続される二つのフランジ部材（５ ４及び５６）の各々が、センサー筐体（３２）に対して往復動するように配置さ れる。圧電検知素子（６２，６４）及びバイアス機構（５８，６０）は、フラン ジ部材（５４，５６）とセンサー筐体（３２）の間に設置される。交互の圧力変 動が、各フランジ部材（５４，５６）にかけられると、スプール部材（３４）が 往復動する。スプール（３４）が動（と、バイアス機構（５８，６０）により、 機械的な力が各検知素子（６２，６４）に伝達される。検知素子（６２，６４） と相互連結する回路（７８）が、力の負荷の結果、検知素子により出力された信 号を検出する。

国際調査報告 国際調査報告 Ｐｅｒ／ＵＳ　９０１Ｑ７ｕ５ Ｓ＾　４３３８３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．圧電差圧センサーであり、 溝により相互連結される第一及び第二のキャビティを含むセンサー筐体と、溝内 に摺動可能に配置される軸及び軸の両端近傍に接続される二つのフランジ部材を 含み、各フランジ部材が、フランジ部材にかけられる力に応じて前記センサー筐 体に対して往復動するように設置された、スプール様アクチュエータと、フラン ジ部材とセンサー筐体との間の第一のキャビティに設置され、前記アクチュエー タのフランジ部材により機械的にかけられた力に応じて信号を出力する圧電検知 手段と、 前記検知手段と相互接続し、前記検知手段から出力された信号を検出する信号検 出手段と、 を備える、ことを特徴とする圧電差圧センサー。 ２．更に、フランジ部材とセンサー筐体との間の第二キャビティに、第二圧電検 知手段を備える、ことを特徴とする請求項１記載のセンサー。 ３．更に、各フランジ部材を前記センサー筐体に相互連結させ、前記キャビティ を密封するダイアフラム手段を備える、ことを特徴とする請求項１記載のセンサ ー。 ４．更に、前記フランジ部材と前記検知手段との間に配置され、各フランジ部材 にかけられる力を前記検知手段に伝達するバイアス手段を備える、ことを特徴と する請求項１記載のセンサー。 ５．前記バイアス手段が、前記圧電検知手段に対してディスクを均一にバイアス するためのバネ手段を備える、ことを特徴とする請求項４記載のセンサー。 ６．前記バネ手段が、皿座金である、ことを特徴とする請求項５記載のセンサー 。７．前記圧電検知手段が、ニオブ酸リチウム圧電クリスタルである、ことを特 徴とする請求項１記載のセンサー。 ８．前記検出手段が、前記圧電検知手段により出力された信号を検出するための 電荷アンプを備える、ことを特徴とする請求項１記載のセンサー。 ９．前記検出手段が、前記検知手段により出力された信号を結合させ、通常モー ドのノイズを相殺させるための手段を備える、ことを特徴とする請求項１記載の センサー。 １０．前記検出手段が、 前記圧電検知手段の各々と相互連結し、各圧電検知手段により出力された信号を 検出する電荷アンプと、 各アンプの出力信号を結合させ、通常モードのノイズを減少させるための加算回 路とを備える、ことを特徴とする請求項１記載のセンサー。 １１．前記センサー筐体が非腐食性材料からなる、ことを特徴とする請求項１記 載のセンサー。 １２．前記スプール部材が非腐食性材料からなる、ことを特徴とする請求項１記 載のセンサー。 １３．流路に置かれたシェダにより発生する交互の圧力変動を検出することによ り、流路を流れる流体の流速を測定するための、渦分離流量計用の差圧センサー であり、 溝により相互連結される第一及び第二のキャビティを含むセンサー筐体と、溝内 に摺動可能に配置される軸及び軸の両端近傍に接続される二つのフランジ部材を 含み、各フランジ部材が、前記センサー筐体に対して往復動するように設置され た、スプール部材と、 各フランジ部材を前記センサー筐体に相互連結させ、前記キャビティを密封する ダイアフラム手段と、 前記フランジ部材と前記センサー筐体との間の第一のキャビティに設置され、機 械的にかけられた力に応じて信号を出力する圧電検知手段と、前記フランジ部材 の各キャビティ内に配置され、各フランジ部材にかけられる力を前記検知手段に 伝達するバイアス手段と、前記検知手段と相互接続し、前記検知手段から出力さ れた信号を、シェダにより発生する圧力変動に起因して前記フランジ部材にかけ られ、前記バイアス手段により前記検知手段に伝達される、機械的な力による、 前記スプール部材の往復動に応じて、電子的に検出する信号検出手段と、を備え ることを特徴とする差圧センサー。 １４．更に、フランジ部材とセンサー筐体との間の第二キャビティに、第二圧電 検知手段を備える、ことを特徴とする請求項１３記載のセンサー。 １５．前記検出手段が、前記検知手段により出力された信号を結合させ、通常モ ードのノイズを相殺させるための手段を備える、ことを特徴とする請求項１３記 載のセンサー。 １６．前記検出手段が、圧電検知手段と相互連結し、前記圧電検知手段により出 力された信号を検出するための電荷アンプを備える、ことを特徴とする請求項１ ３記載のセンサー。 １７．前記検出手段が、 前記圧電検知手段の各々と相互連結し、各圧電検知手段により出力された信号を 検出する電荷アンプと、 各アンプの出力信号を結合させ、通常モードのノイズを減少させるための加算回 路とを備える、ことを特徴とする請求項１３記載のセンサー。 １８．前記バイアス手段が、前記圧電検知手段に対して絶縁ディスクを均一にバ イアスするためのバネ手段を備える、ことを特徴とする請求項１３記載のセンサ ー。 １９．前記圧電検知手段が、ニオブ酸リチウム圧電クリスタルである、ことを特 徴とする請求項１３記載のセンサー。 ２０．前記センサー筐体及び前記スプール部材が高温耐腐食性材料からなる、こ とを特徴とする請求項１３記載のセンサー。 ２１．流路こ置かれたシェダにより発生する交互の圧力変動を検出することによ り、流路を流れる流体の流速を測定するための、渦分離流量計用の渦センサーで あり、 溝により相互連結される第一及び第二のキャビティを含むセンサー筐体と、溝内 に摺動可能に配置される軸及び軸の両端近傍に接続される二つのフランジ部材を 含み、各フランジ部材が、前記センサー筐体に対して往復動するように設置され た、スプール部材と、 各フランジ部材を前記センサー筐体に相互連結させ、前記キャビティを密封する ダイアフラム手段と、 前記フランジ部材と前記センサー筐体との間の各キャビティに設置され、負荷さ れる力に応じて信号を出力する二つのニオブ酸リチウム圧電検知素子と、前記フ ランジ部材と前記圧電検知手段との間に配置され、各フランジ部材にかかる圧力 変動を前記検知手段に伝達するバイアス手段と、前記検知手段と相互接続し、前 記検知手段から出力された信号を、圧力変動に起因して前記フランジ部材にかけ られ、前記バイアス手段により前記検知手段に伝達される、機械的な力による前 記スプール部材の往復動に応じて、検出する信号検出手段と、 を備えることを特徴とする渦センサー。 ２２．前記バイアス手段が、前記圧電検知手段に対して絶縁ディスクを均一にバ イアスするためのバネ手段を備える、ことを特徴とする請求項２１記載の渦セン サー。 ２３．前記バネ手段が皿座金である、ことを特徴とする請求項２２の渦センサー 。２４．前記センサー筐体及び前記スプール部材が高温耐腐食性材料からなる、 ことを特徴とする請求項２２記載の渦センサー。 ２５．前記高温耐腐食性材料がステンレス鋼である、ことを特徴とする請求項２ ２記載の渦センサー。 ２６．前記検出手段が、前記検知手段により出力された信号を結合させ、通常モ ードのノイズを相殺させるための手段を備える、ことを特徴とする請求項２１記 載の渦センサー。 ２７．前記検出手段が、 前記圧電検知手段の各々と相互連結し、各圧電検知手段により出力された信号を 検出する電荷アンプと、 各アンプの出力信号を結合させ、通常モードのノイズを減少させるための加算回 路とを備える、ことを特徴とする請求項２１記載の渦センサー。 ２８．流路に置かれたシェダにより発生する交互の圧力変動を検出することによ り、流路を流れる流体の流速を測定するための、渦分離流量計用の渦センサーで あり、 センサー筐体と、 前記センサー筐体の両側に設置され、交互の圧力変動に応じて信号を出力する二 つの圧電検知手段と、 前記圧電検知手段と相互連結し、各圧電検知手段により出力された信号を検出し 、流体の流速を求めるための電荷アンプ手段と、を備えることを特徴とする渦セ ンサー。 ２９．前記圧電検知手段が、ニオブ酸リチウム圧電クリスタルである、ことを特 徴とする請求項２８記載の渦センサー。 ３０．前記圧電検知手段が前記センサー筐体の両側に配置され、各検知手段にか かる交互の圧力変動に応じて、反対の極性の信号を出力する、ことを特徴とする 請求項２８記載の渦センサー。 ３１．前記電荷アンプ手段が、 前記圧電検知手段の各々と相互連結し、各圧電検知手段により出力された信号を 検出する電荷アンプと、 各アンプの出力信号を結合させ、通常モードのノイズを減少させるための加算回 路とを備える、ことを特徴とする請求項３０記載の渦センサー。