JPH0622172Y2 - 渦検出器 - Google Patents
渦検出器Info
- Publication number
- JPH0622172Y2 JPH0622172Y2 JP4014589U JP4014589U JPH0622172Y2 JP H0622172 Y2 JPH0622172 Y2 JP H0622172Y2 JP 4014589 U JP4014589 U JP 4014589U JP 4014589 U JP4014589 U JP 4014589U JP H0622172 Y2 JPH0622172 Y2 JP H0622172Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vortex
- piezoelectric sensor
- base material
- piezoelectric
- detector
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Description
【考案の詳細な説明】 技術分野 本考案は、渦検出器、より詳細には、一端を流管または
渦発生体端部に片持ち状に固着され、他端は渦発生体空
室内に挿入され渦変動圧力に応動して渦信号を検出する
渦検出器の構造に関する。
渦発生体端部に片持ち状に固着され、他端は渦発生体空
室内に挿入され渦変動圧力に応動して渦信号を検出する
渦検出器の構造に関する。
従来技術 本出願人は特公昭６３−３１７２６号公報において、渦
検出器を渦発生体内に着脱自在に挿入してなる渦流量計
を提案した。
検出器を渦発生体内に着脱自在に挿入してなる渦流量計
を提案した。
第３図は、上記公報に記載された渦流量計の概要を示す
図で、（ａ）図は流れ方向からみた渦流量計の断面図、
（ｂ）図は（ａ）図のＢ−Ｂ線断面図である。図におい
て、１０は流量計本体、１１は該本体１０内の対称位置
に装着された渦発生体で、軸方向に圧力検知室１１ａが
穿設され、該圧力検知室１１ａには複数の圧力導入口１
１ｂ，１１ｂ…が貫通しており、本体１に流通する流体
圧を導入する。該圧力検知室１１ａには、渦検出器１５
が緩挿され、圧力検知室１１ａ内に導入される渦変動圧
力を検知する。渦検出器１５は振動管１２と、該振動管
１２の円筒体１２ｂの凹陥部１２ｄに挿着され、受圧板
１２ｃに作用する渦変動圧力を電気信号変換する圧電セ
ンサ１３と、該圧電センサ１３を凹陥部１２ｄ内に絶縁
封着する絶縁材とからなり、これらが一体成形されてい
る。振動管１２は渦発生体１１又は本体１０の取付座１
０ａに“Ｏ”リング１０ｂにより液密にボルト等により
フランジ１２ａにおいて固着される。１２ｆはこの取付
孔である。
図で、（ａ）図は流れ方向からみた渦流量計の断面図、
（ｂ）図は（ａ）図のＢ−Ｂ線断面図である。図におい
て、１０は流量計本体、１１は該本体１０内の対称位置
に装着された渦発生体で、軸方向に圧力検知室１１ａが
穿設され、該圧力検知室１１ａには複数の圧力導入口１
１ｂ，１１ｂ…が貫通しており、本体１に流通する流体
圧を導入する。該圧力検知室１１ａには、渦検出器１５
が緩挿され、圧力検知室１１ａ内に導入される渦変動圧
力を検知する。渦検出器１５は振動管１２と、該振動管
１２の円筒体１２ｂの凹陥部１２ｄに挿着され、受圧板
１２ｃに作用する渦変動圧力を電気信号変換する圧電セ
ンサ１３と、該圧電センサ１３を凹陥部１２ｄ内に絶縁
封着する絶縁材とからなり、これらが一体成形されてい
る。振動管１２は渦発生体１１又は本体１０の取付座１
０ａに“Ｏ”リング１０ｂにより液密にボルト等により
フランジ１２ａにおいて固着される。１２ｆはこの取付
孔である。
第４図は、圧電センサ１３を示した斜視図であるが、こ
の圧電センサ１３に関しては特開昭５９−６３５３７号
公報において本出願人が既に提案している。第４図にお
いて、１はステンレス又はニッケル等の金属からなる短
冊状の母材で、端部に電極棒７が接合されている。２，
３は厚さ方向に分極されたニオブ酸リチューム等の圧電
素子で、母材１と等しい寸法の短冊状体である。４，５
は母材１と同じ金属からなる電極板で、電極取出部４
ａ，５ａが母材１より伸びており、該電極取出部４ａ，
５ａ間には電極棒８を挿着した電極取付金具６が接合さ
れ、渦圧力変動による信号は前記電極棒７，８間におい
て取出される。圧電センサ１３は、電極板４−圧電素子
２−母材１−圧電素子３−電極板５の順に配列される
が、各々の部材の接合面には金ペーストを塗布し、８０
０℃±１００℃で焼成後、再び金ペーストを接合面に塗
布圧接し、再び同温で焼成固着し、冷却後、該圧電セン
サの露出表面にセラミックス溶剤を塗布し３００℃程度
の温度で焼成して絶縁皮膜を形成する。
の圧電センサ１３に関しては特開昭５９−６３５３７号
公報において本出願人が既に提案している。第４図にお
いて、１はステンレス又はニッケル等の金属からなる短
冊状の母材で、端部に電極棒７が接合されている。２，
３は厚さ方向に分極されたニオブ酸リチューム等の圧電
素子で、母材１と等しい寸法の短冊状体である。４，５
は母材１と同じ金属からなる電極板で、電極取出部４
ａ，５ａが母材１より伸びており、該電極取出部４ａ，
５ａ間には電極棒８を挿着した電極取付金具６が接合さ
れ、渦圧力変動による信号は前記電極棒７，８間におい
て取出される。圧電センサ１３は、電極板４−圧電素子
２−母材１−圧電素子３−電極板５の順に配列される
が、各々の部材の接合面には金ペーストを塗布し、８０
０℃±１００℃で焼成後、再び金ペーストを接合面に塗
布圧接し、再び同温で焼成固着し、冷却後、該圧電セン
サの露出表面にセラミックス溶剤を塗布し３００℃程度
の温度で焼成して絶縁皮膜を形成する。
叙上の如くして形成された圧電センサは、振動管１２の
円筒体１２ｂの凹陥部１２ｄ内に同軸とする治具を用い
て、低融点のガラス粉を投入圧縮して、ガラス粉の溶融
温度６００℃前後に昇温溶融後、徐冷して圧電センサ１
３と振動管１２とを一体化される。
円筒体１２ｂの凹陥部１２ｄ内に同軸とする治具を用い
て、低融点のガラス粉を投入圧縮して、ガラス粉の溶融
温度６００℃前後に昇温溶融後、徐冷して圧電センサ１
３と振動管１２とを一体化される。
従来技術の問題点 圧電センサ１３には振動管１２が受ける渦変動力を正確
に伝達させなければならず、その目的のために圧電セン
サ１３を振動管１２内にガラス封着している。ガラス封
着の他の目的は、被測定流体が蒸気のように高温である
場合においても高い絶縁抵抗を保つことであるが、第１
にガラスを溶融して封着する場合に気泡が発生するのを
防ぐため徐冷するため長時間の冷却効間を要する。第２
に長時間をかけて徐冷したとしても、低融点ガラスの膨
張係数は圧電素子２，３の膨張係数よりも大きいために
熱ひずみが残存し好ましくない。第３に圧電センサ１３
の製造過程において母材１、電極板４，５と圧電素子
２，３との接合のため加熱冷却の繰返しがなされたが、
ガラス封着において更に加熱冷却がなされ、脆弱な圧電
素子２，３に対し破損事故の機会を増すこととなり品質
管理上思わしくない等の問題点があった。また、ガラス
の絶縁抵抗が高温になるにしたがって低下するため、使
用温度が３００℃程度と制限される問題点もあった。
に伝達させなければならず、その目的のために圧電セン
サ１３を振動管１２内にガラス封着している。ガラス封
着の他の目的は、被測定流体が蒸気のように高温である
場合においても高い絶縁抵抗を保つことであるが、第１
にガラスを溶融して封着する場合に気泡が発生するのを
防ぐため徐冷するため長時間の冷却効間を要する。第２
に長時間をかけて徐冷したとしても、低融点ガラスの膨
張係数は圧電素子２，３の膨張係数よりも大きいために
熱ひずみが残存し好ましくない。第３に圧電センサ１３
の製造過程において母材１、電極板４，５と圧電素子
２，３との接合のため加熱冷却の繰返しがなされたが、
ガラス封着において更に加熱冷却がなされ、脆弱な圧電
素子２，３に対し破損事故の機会を増すこととなり品質
管理上思わしくない等の問題点があった。また、ガラス
の絶縁抵抗が高温になるにしたがって低下するため、使
用温度が３００℃程度と制限される問題点もあった。
問題点解決のための手段 本考案は叙上の問題点に鑑みなされたもので、圧電セン
サ１３をガラス封着することによる固着手段によらず、
振動管１２内に固着し、しかも該振動管１２の振動を圧
電センサ１３に伝達するようにするとともに、センサ１
３を着脱可能とする程度に迅速に組立できる安価な渦検
出器を提供することを目的とするとともに使用温度をさ
らに高温域まで広げることができる。その要旨とするも
のは、渦流量計本体内の軸対称位置に両端を固着した渦
発生体の一端から中央部に向け空室を穿設し、該空室の
外壁を貫通する導圧孔より導入される渦変動圧力に応動
し渦を検知する検出器であり、該検出器を、前記空室内
に非接触に挿入され一端を流体外で開口する密閉された
円筒体で、本体又は渦発生体に片持式に装着される振動
管と、該振動管内に着脱可能に一端を嵌挿し、他端を固
着手段により振動管に固着した縦長の圧電センサとで構
成したものである。
サ１３をガラス封着することによる固着手段によらず、
振動管１２内に固着し、しかも該振動管１２の振動を圧
電センサ１３に伝達するようにするとともに、センサ１
３を着脱可能とする程度に迅速に組立できる安価な渦検
出器を提供することを目的とするとともに使用温度をさ
らに高温域まで広げることができる。その要旨とするも
のは、渦流量計本体内の軸対称位置に両端を固着した渦
発生体の一端から中央部に向け空室を穿設し、該空室の
外壁を貫通する導圧孔より導入される渦変動圧力に応動
し渦を検知する検出器であり、該検出器を、前記空室内
に非接触に挿入され一端を流体外で開口する密閉された
円筒体で、本体又は渦発生体に片持式に装着される振動
管と、該振動管内に着脱可能に一端を嵌挿し、他端を固
着手段により振動管に固着した縦長の圧電センサとで構
成したものである。
実施例 第１図は、本考案の渦検出器の構造を示す図で、（ａ）
図は（ｂ）図のＡ−Ａ線断面図（但し圧電センサ１３は
１部断面）、（ｂ）図は（ａ）図のＢ−Ｂ線断面図を示
す。図において、第３図に示した従来例に共通する部分
は同一符号を付してあり説明は省く。圧電センサ１３
は、第４図の従来例においては圧電センサ２，３および
電極板４，５と母材１とは同一長さであるが、本考案に
おいては、該圧電素子２，３および電極板４，５は第４
図と同様の形状であるのに対し母材１０１は点線Ｌ以下
の挿入端を有する。１ａは切欠、１ｂは突起部、１ｃは
割溝で、該割溝１ｃは切欠１ａ部迄達する深さであり、
該割溝１ｃで区割された両突起１ｂは、ばね作用により
開閉するような横方向への移動可能となる。突起部１ｂ
は円筒体１２ｂの凹陥部１２ｄの底部に更に下方に穿設
された小径の嵌挿穴１２１ｄ内にばね力により張設され
る。また、突起１ｂは図においては矩形で示している
が、鋭角又は円弧状が好ましい。１６は固定補助板で母
材１０１他端の電極７，８近傍で圧電素子２，３の非接
触面に溶接等で固着される。圧電センサ１２は円筒体１
２ｂ内に同軸に挿入され嵌挿穴１２１ｄに突起１ｂを一
端において張設するが他端は溶着された前記固定補助板
１６でビス１４により両側部から均等に螺着される。ビ
ス１４はフランジ１２ａ上部の厚肉の円筒体１２に螺刻
されたビス穴１２ｇに螺合される。尚、７ａ，８ａは電
極棒７，８に溶着されたリード細線でありリード細管１
７により圧電渦信号を導出する。
図は（ｂ）図のＡ−Ａ線断面図（但し圧電センサ１３は
１部断面）、（ｂ）図は（ａ）図のＢ−Ｂ線断面図を示
す。図において、第３図に示した従来例に共通する部分
は同一符号を付してあり説明は省く。圧電センサ１３
は、第４図の従来例においては圧電センサ２，３および
電極板４，５と母材１とは同一長さであるが、本考案に
おいては、該圧電素子２，３および電極板４，５は第４
図と同様の形状であるのに対し母材１０１は点線Ｌ以下
の挿入端を有する。１ａは切欠、１ｂは突起部、１ｃは
割溝で、該割溝１ｃは切欠１ａ部迄達する深さであり、
該割溝１ｃで区割された両突起１ｂは、ばね作用により
開閉するような横方向への移動可能となる。突起部１ｂ
は円筒体１２ｂの凹陥部１２ｄの底部に更に下方に穿設
された小径の嵌挿穴１２１ｄ内にばね力により張設され
る。また、突起１ｂは図においては矩形で示している
が、鋭角又は円弧状が好ましい。１６は固定補助板で母
材１０１他端の電極７，８近傍で圧電素子２，３の非接
触面に溶接等で固着される。圧電センサ１２は円筒体１
２ｂ内に同軸に挿入され嵌挿穴１２１ｄに突起１ｂを一
端において張設するが他端は溶着された前記固定補助板
１６でビス１４により両側部から均等に螺着される。ビ
ス１４はフランジ１２ａ上部の厚肉の円筒体１２に螺刻
されたビス穴１２ｇに螺合される。尚、７ａ，８ａは電
極棒７，８に溶着されたリード細線でありリード細管１
７により圧電渦信号を導出する。
第２図は、電極板４の他の実施例を示すもので、４ａは
圧電素子２と接着する接着面に穿孔された微小で多数の
微細孔である。これは、圧電素子２，３との接着におい
て、金ペーストが均一となり且つ接着を強固にするため
のものである。従来においては電極板４は平板であり圧
電素子２も同様に平板であるため金ペーストを貼付して
押圧し乍ら焼成することが行われていたが、平面相互の
押圧であるものの、実際は電極板４が薄板形成されるた
めひずみが多く完全な平板ではないため金ペースト層が
均一とならず局部接着となり易く、強固な接着とするこ
とが困難であった。微細孔４ａを穿孔することにより金
ペーストが、該微細孔４ａに溜まるので焼成により金層
が微細孔壁面に及び、均一で強固な接着が得られる。
圧電素子２と接着する接着面に穿孔された微小で多数の
微細孔である。これは、圧電素子２，３との接着におい
て、金ペーストが均一となり且つ接着を強固にするため
のものである。従来においては電極板４は平板であり圧
電素子２も同様に平板であるため金ペーストを貼付して
押圧し乍ら焼成することが行われていたが、平面相互の
押圧であるものの、実際は電極板４が薄板形成されるた
めひずみが多く完全な平板ではないため金ペースト層が
均一とならず局部接着となり易く、強固な接着とするこ
とが困難であった。微細孔４ａを穿孔することにより金
ペーストが、該微細孔４ａに溜まるので焼成により金層
が微細孔壁面に及び、均一で強固な接着が得られる。
効果 叙上の如く本考案の渦検出器によると、圧電センサを振
動管内にガラス封着することがないため圧電素子を損傷
することが少なくなり、且つガラス溶融後の徐冷による
時間的損失もなく更に着脱可能となるため効率的で歩留
りも向上する結果、安価な渦検出器を提供できる。更
に、電極板に微細孔を設けることにより圧電素子との接
着が強固となり、圧電センサ部の歩留りも向上するので
信頼性、経済性は更に向上する。
動管内にガラス封着することがないため圧電素子を損傷
することが少なくなり、且つガラス溶融後の徐冷による
時間的損失もなく更に着脱可能となるため効率的で歩留
りも向上する結果、安価な渦検出器を提供できる。更
に、電極板に微細孔を設けることにより圧電素子との接
着が強固となり、圧電センサ部の歩留りも向上するので
信頼性、経済性は更に向上する。
第１図は、本考案の渦検出器の構造を示す図で、（ａ）
図は（ｂ）図のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）図は（ａ）図の
Ｂ−Ｂ線断面図、第２図は、電極板の他の実施例を示す
図、第３図は、従来の渦検出器と該渦検出器の装着例を
示す図、第４図は、従来の圧電センサを示す図である。 １，１０１……母材、１ａ……切欠部、１ｂ……突起、
１ｃ……割溝、２，３……圧電素子、４，５……電極
板、１０……本体、１１……渦発生体、１２１ｄ……嵌
挿孔、１４……ビス。
図は（ｂ）図のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）図は（ａ）図の
Ｂ−Ｂ線断面図、第２図は、電極板の他の実施例を示す
図、第３図は、従来の渦検出器と該渦検出器の装着例を
示す図、第４図は、従来の圧電センサを示す図である。 １，１０１……母材、１ａ……切欠部、１ｂ……突起、
１ｃ……割溝、２，３……圧電素子、４，５……電極
板、１０……本体、１１……渦発生体、１２１ｄ……嵌
挿孔、１４……ビス。
Claims (4)
- 【請求項１】渦流量計本体内の軸対称位置に両端を固着
した渦発生体の一端から中央部に向け空室を穿設し、該
空室の外壁を貫通する導圧孔より導入される渦変動圧力
に応動し渦を検知する検出器であり、該検出器を、前記
空室内に非接触に挿入され一端を流体外で開口する密閉
された円筒体で、本体又は渦発生体に片持式に装着され
る振動管と、該振動管内に着脱可能に一端を嵌挿し、他
端を固着手段により振動管に固着した縦長の圧電センサ
とで構成したことを特徴とする渦検出器。 - 【請求項２】前記圧電センサは、短冊状金属で端部に一
方の電極を設けた母材と、該母材両面に貼着される同形
の圧電素子と、該圧電素子の他面に各々貼着され互いに
短絡して他の電極を固着した電極板とからなり、貼着を
貼着面に金ペーストを塗布し焼成してなり、他の電極板
に多数の細孔を穿設したことを特徴とする請求項第１項
記載の渦検出器。 - 【請求項３】圧電センサ母材の一端を圧電素子より伸長
し、該伸長部外周に突起を設けて軸方向に割溝を設け、
該伸長部を振動管円筒体底部に穿設した挿入孔に固着し
たことを特徴とする請求項第１項又は第２項記載の渦検
出器。 - 【請求項４】圧電センサ母材他端の電極近傍で圧電素子
の非接着面に固定補助板を溶着し、該圧電センサと振動
管とを固定補助板を介して螺着したことを特徴とする請
求項第１項又は第２項又は第３項記載の渦検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4014589U JPH0622172Y2 (ja) | 1989-04-05 | 1989-04-05 | 渦検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4014589U JPH0622172Y2 (ja) | 1989-04-05 | 1989-04-05 | 渦検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02131623U JPH02131623U (ja) | 1990-11-01 |
| JPH0622172Y2 true JPH0622172Y2 (ja) | 1994-06-08 |
Family
ID=31549681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4014589U Expired - Lifetime JPH0622172Y2 (ja) | 1989-04-05 | 1989-04-05 | 渦検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0622172Y2 (ja) |
-
1989
- 1989-04-05 JP JP4014589U patent/JPH0622172Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02131623U (ja) | 1990-11-01 |
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