JPH08219913A - 流体圧力センサ - Google Patents

流体圧力センサ

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JPH08219913A
JPH08219913A JP2279095A JP2279095A JPH08219913A JP H08219913 A JPH08219913 A JP H08219913A JP 2279095 A JP2279095 A JP 2279095A JP 2279095 A JP2279095 A JP 2279095A JP H08219913 A JPH08219913 A JP H08219913A
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JP
Japan
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light
rubber film
elastic rubber
fluid pressure
pressure sensor
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Application number
JP2279095A
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English (en)
Inventor
Mitsuo Tanmachi
光雄 反町
Kazuyoshi Matsui
一▲吉▼ 松井
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Hosiden Corp
Original Assignee
Hosiden Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐環境性、信頼性に優れ、比較的小さな圧力
変化でも検出でき、さらに圧力変化の定量的な把握も可
能な流体圧力センサを提供する。 【構成】 ゴムパッキン23の貫通孔24を蓋するよう
に弾性ゴム膜25を取付け、その内面中央部に反射板2
6を取付ける。管32内を流体が流れると、その圧力に
よって弾性ゴム膜25は変形し、それに応じて反射板2
6が変位する。発光素子27から出射されて反射板26
によって反射された光を受光素子28で受光し、例えば
受光光量が最大となったことによって流体圧力が所定値
になったことを検知する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は例えばガス給湯器にお
いて使用されている水圧センサ等の流体圧力センサに関
する。
【0002】
【従来の技術】ガス給湯器においては一般に水の流れに
よって自動点火する方式が採用されており、このために
水圧センサが用いられている。この水圧センサは給湯器
内に配管されている水道の蛇口が開とされ、水が管内を
流れると、その流れによる水圧を検出するものであり、
所定の圧力が検出されると、その検出に基づき人手を煩
わすことなく、ガスが自動的に点火される。
【0003】図6は、このような用途に使用されている
従来の流体圧力センサの一例を示したものである。流体
の圧力変化に対応してダイアフラム11が変形し、この
変形動作に追従するプランジャ12の移動に伴って、可
動接点片13が弾性変位され、これにより固定接点1
4、可動接点片13間が接離されてスイッチング操作が
行われる。固定接点14はフレーム15に立設された端
子16と一体形成されており、可動接点片13はその一
端が端子17に固定されている。この流体圧力センサで
は流体の圧力が所定の値に達すると、端子16,17間
がOFFとされ、一方圧力が低い状態ではONとされ、
これにより流体の圧力変化が検知される。なお、図中1
8はプランジャ12が取付けられ、ダイアフラム11の
変形に伴って変形する弾性体である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の流体圧
力センサでは機械的接点構造を用いているため、例えば
接点に腐食が発生すると、流体の圧力変化に応じたスイ
ッチング操作が適正に行われず、検出不能となる恐れが
あり、耐環境性において問題があった。また、比較的小
さな圧力変化を検出する場合には、可動接点片13の弾
性偏倚力を小さくしなければならず、この場合接点圧が
小さくなるため、この点においてもスイッチング操作が
適正に行われなくなる可能性があった。
【0005】さらに、流体圧力が所定値以上になったか
否かを検知するものであって、流体圧力の変化状態を定
量的に把握することはできないものであった。この発明
の目的は上記のような問題点に鑑み、耐環境性、信頼性
に優れ、比較的小さな圧力変化でも検出でき、さらに簡
易な構造で圧力変化の定量的な把握を可能とした流体圧
力センサを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、流体
圧力を受けて変形する弾性ゴム膜と、この弾性ゴム膜の
変形を光学的に検出する検出手段とを具備するものであ
る。請求項2の発明では、請求項1の発明において、検
出手段が発光素子と、弾性ゴム膜に取付けられて弾性ゴ
ム膜の変形に応じて変位し、発光素子からの光を反射す
る反射板と、その反射板からの反射光を受光して反射板
の変位を検出する受光素子とにより構成される。
【0007】請求項3の発明では請求項1の発明におい
て、検出手段が互いに対向配置された発光素子及び受光
素子と、弾性ゴム膜に突設され、その弾性ゴム膜の変形
に応じて変位し、発光素子から受光素子に入射する光量
を変化させる遮蔽板とにより構成される。請求項4の発
明では請求項1の発明において、検出手段が弾性ゴム膜
に突設され、その弾性ゴム膜の変形に応じて変位する突
出部と、その突出部と転接し、その突出部の変位に応じ
て回転するローラ軸と、そのローラ軸に軸支され、放射
状にスリットが形成されたスリット円板と、そのスリッ
ト円板の一部を挟んで互いに対向配置された発光素子及
び受光素子とにより構成される。
【0008】請求項5の発明では請求項2,3及び4の
発明において、一面に開口が形成された箱状ケースと、
そのケースの上記一面に配され、上記開口内に位置する
貫通孔が形成された板状ゴムパッキンとが設けられ、弾
性ゴム膜がゴムパッキンの内面に上記貫通孔を蓋して取
付けられ、検出手段がケース内に収容される。請求項6
の発明では請求項2,3及び4の発明において、一面に
開口が形成された箱状ケースと、そのケースの上記一面
に上記開口を囲んで配された枠状ゴムパッキンとが設け
られ、弾性ゴム膜がケースの内面に上記開口を蓋して取
付けられ、検出手段がケース内に収容される。
【0009】請求項7の発明では請求項2,3及び4の
発明において、弾性ゴム膜が、一面に開口が形成された
箱状ケースの外面にその開口を蓋して取付けられ、検出
手段がケース内に収容される。
【0010】
【実施例】図1Aは、請求項2の発明の一実施例が管に
取付けられた状態を示したものである。箱状のケース2
1はその一面に開口22が形成されており、板状のゴム
パッキン23がその一面に例えば接着されて取付けられ
ている。ゴムパッキン23には開口22内に位置する貫
通孔24が形成されており、その貫通孔24を蓋するよ
うに柔軟性のある弾性ゴム膜25がゴムパッキン23の
内面側に接着されて取付けられている。なお、この例で
はケース21は円筒形とされ、また貫通孔24及び弾性
ゴム膜25はそれぞれ円形とされている。
【0011】弾性ゴム膜25の内面側中央部には反射板
26が、弾性ゴム膜25の変形を規制しないよう、その
中央部のみが接着されて取付けられている。反射板26
はアルミニウム板やステンレス板などで形成される。ケ
ース21内には平行光線を反射板26に入射させる発光
素子27と、反射板26からの反射光を受光する受光素
子28とが収容されている。発光素子27としては例え
ば発光ダイオード、受光素子28としては例えばフォト
ダイオードが使用される。なお、図中29はそれら発光
素子27、受光素子28が搭載された配線基板を示す。
【0012】上記のように構成された流体圧力センサ3
1の管32への取付けは、管32の、貫通孔24と対向
する部分に穴33をあけ、ケース21の周囲に突設され
た取付部(図示せず)を管32に例えばねじ止め固定す
ることによって行われる。図1Aは管32内の流体(例
えば水など)が静止状態にある場合を示し、これに対し
図1Bは流体が流れている状態を示したものである。弾
性ゴム膜25は流体圧力を受けて図に示すように変形
し、その変形により反射板26が変位する。
【0013】図1Cは弾性ゴム膜25の変形状態に応じ
た反射板26の位置と光線との関係を示したものであ
る。発光素子27から出射される平行光線の光軸は反射
板26の反射面の垂線に対し、傾いており、流体静止状
態で反射板26が位置P0 にある時は、反射光R0 は受
光素子28に入射しない。反射板26が位置P1 まで変
位すると、反射光R1 は受光素子28に入射し始め、反
射板26が位置P2 に到達すると、受光素子28はその
全面で反射光R2 を受光する。従って、流体が流れ、所
定の流体圧力になったことを、例えば受光素子28の検
出出力が最大となったことによって検出することがで
き、さらに検出出力の変化より、流体圧力の変化をも検
出することができる。
【0014】図2Aは請求項3の発明の実施例が管32
に取付けられた状態を示したものである。なお、図1A
と対応する部分には同一符号を付し、その説明を省略す
る。この例では、弾性ゴム膜25の内面側中央部に遮蔽
板34が、その板面が弾性ゴム膜25の内面とほぼ垂直
とされて突設される。ケース21内には遮蔽板34の一
面側に発光素子27が配設され、これと対向して遮蔽板
34の他面側に受光素子28が配設される。
【0015】図2Bは管32内を流体が流れ、弾性ゴム
膜25が変形した状態を示したものであり、図に示すよ
うに弾性ゴム膜25の変形により遮蔽板34は変位し、
この遮蔽板34の変位によって発光素子27から受光素
子28に入射する光量が変化する。つまり、この例では
流体静止時には発光素子27からの出射光は遮蔽板34
にさえぎられることなく、受光素子28に入射し、流体
が流れ、弾性ゴム膜25が変形すると遮蔽板34が光を
さえぎるようになるものであり、所定の流体圧力になっ
たことを、受光素子28の検出出力が例えば0になった
こと(遮蔽板34が光を完全にさえぎった状態)によっ
て検出することができる。遮蔽板34は弾性ゴム膜25
と一体に形成してもよい。
【0016】図3は請求項4の発明の実施例が管32に
取付けられた状態を示したものである。この例では弾性
ゴム膜25の内面側中央部に、弾性ゴム膜25の変形に
応じて変位する突出部35が例えば一体形成されて突設
され、この突出部35の一側面と転接するローラ軸36
がケース21内に配設される。ローラ軸36の一端には
放射状にスリットが形成されたスリット円板37が軸支
され、このスリット円板37の周縁側の一部を挟んで発
光素子27及び受光素子28が互いに対向配置される。
なお、図中、38,39はケース21に設けられた、ロ
ーラ軸36を支持する支持部である。
【0017】この例では管32内を流体が流れ、弾性ゴ
ム膜25が変形して突出部35が変位すると、その変位
量に応じてローラ軸36が回転してスリット円板37が
図中、矢印で示すように回転し、これにより発光素子2
7から受光素子28に入射する光量がパルス状に変化す
る。従って、このパルスによって流体が流れたことを検
出でき、パルス数を読み取ることによって弾性ゴム膜2
5の変形量を定量的に検出でき、即ち流体圧力を定量的
に測定することができる。
【0018】上述した実施例は、いずれも弾性ゴム膜2
5がゴムパッキン23に取付けられたものであるが、ケ
ース21自体に弾性ゴム膜25を取付けてもよい。図4
はこの構成の一例を示したものである。この例ではケー
ス21の一面に開口22を囲んで枠状のゴムパッキン4
1が配設される。ケース21の開口22は円形とされ、
この開口22を蓋するように弾性ゴム膜25がケース2
1の内面に接着されて取付けられる。なお、発光素子2
7、受光素子28及び反射板26よりなる弾性ゴム膜2
5の変形検出手段は図1Aと同様であるのでその説明を
省略する。
【0019】この例では流体圧力センサ31の管32へ
の取付けにおけるゴムパッキン41の変形の影響を弾性
ゴム膜25が受けないので、流体圧力の変化をより正確
に検出することができる。弾性ゴム膜25の変形検出手
段は図2あるいは図3に示したものを用いてもよい。図
5は弾性ゴム膜25をゴムパッキンとして兼用した例を
示したものである。この例では弾性ゴム膜25がケース
21の開口22を蓋するように、ケース21の外面側に
取付けられる。流体圧力センサ31の管32への取付け
においては、弾性ゴム膜25の、ケース21と管32と
によって挟持される部分、即ち周縁部がパッキンとして
作用する。この例ではゴムパッキンを使用しない分、部
品点数を削減でき、よって安価に構成することができ
る。なお、弾性ゴム膜25の変形検出手段は図示した構
成に限らず、図2あるいは図3に示したものを用いても
よい。
【0020】
【発明の効果】以上述べたように、この発明は柔軟性の
ある弾性ゴム膜25が管32内の流体の流れによる圧力
を受けて変形し、その変形を光学的に検出することによ
って、管32内の流体の流れを検出するものであり、従
来の機械的接点構造と異なり、非接触方式の検出機構を
採用しているため、耐環境性に優れ、高い信頼性を実現
できる。また、例えば弾性ゴム膜25の厚さを適当に選
択することによって、比較的小さな圧力変化でも検出可
能とすることができる。
【0021】しかも、請求項2及び3の発明では簡易な
構造で、流体圧力の変化状態を定量的に把握することが
でき、請求項4の発明では流体圧力の正確な測定が可能
となる。また、請求項5の発明ではユニット化され、管
32に良好に取付けることができ、請求項6の発明では
弾性ゴム膜25がゴムパッキン41の変形の影響を受け
ないため、より正確な検出が可能となり、請求項7の発
明によればゴムパッキンが不要なため、部品点数を削減
でき、安価に構成することができる。
【0022】なお、この発明による流体圧力センサは、
水などの液体のみならず、空気やガス等の気体に対して
も用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】Aは請求項2の発明の実施例が管(流体静止状
態)に取付けられた状態を示す断面図、Bはその管内の
流体が流れている状態を示す断面図、Cは弾性ゴム膜の
変形による反射板の変位と光線との関係を示す図。
【図2】Aは請求項3の発明の実施例が管(流体静止状
態)に取付けられた状態を示す断面図、Bはその管内の
流体が流れている状態を示す断面図。
【図3】Aは請求項4の発明の実施例が管(流体静止状
態)に取付けられた状態を示す断面図、Bは管を省略し
て示したAの側断面図。
【図4】請求項6の発明の一実施例が管(流体静止状
態)に取付けられた状態を示す断面図。
【図5】請求項7の発明の一実施例が管(流体静止状
態)に取付けられた状態を示す断面図。
【図6】従来の流体圧力センサを示す断面図。
【符号の説明】
21 ケース 23 ゴムパッキン 25 弾性ゴム膜 26 反射板 27 発光素子 28 受光素子 34 遮蔽板 35 突出部 36 ローラ軸 37 スリット円板 41 ゴムパッキン

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 流体圧力を受けて変形する弾性ゴム膜
    と、 その弾性ゴム膜の変形を光学的に検出する検出手段とを
    具備することを特徴とする流体圧力センサ。
  2. 【請求項2】 上記検出手段は発光素子と、 上記弾性ゴム膜に取付けられてその弾性ゴム膜の変形に
    応じて変位し、上記発光素子からの光を反射する反射板
    と、 その反射板からの反射光を受光してその反射板の変位を
    検出する受光素子とよりなることを特徴とする請求項1
    記載の流体圧力センサ。
  3. 【請求項3】 上記検出手段は互いに対向配置された発
    光素子及び受光素子と、 上記弾性ゴム膜に突設され、その弾性ゴム膜の変形に応
    じて変位し、上記発光素子から上記受光素子に入射する
    光量を変化させる遮蔽板とよりなることを特徴とする請
    求項1記載の流体圧力センサ。
  4. 【請求項4】 上記検出手段は上記弾性ゴム膜に突設さ
    れ、その弾性ゴム膜の変形に応じて変位する突出部と、 その突出部と転接し、その突出部の変位に応じて回転す
    るローラ軸と、 そのローラ軸に軸支され、放射状にスリットが形成され
    たスリット円板と、 そのスリット円板の一部を挟んで互いに対向配置された
    発光素子及び受光素子とよりなることを特徴とする請求
    項1記載の流体圧力センサ。
  5. 【請求項5】 一面に開口が形成された箱状ケースと、 そのケースの上記一面に配され、上記開口内に位置する
    貫通孔が形成された板状ゴムパッキンとを備え、 上記弾性ゴム膜が上記ゴムパッキンの内面に上記貫通孔
    を蓋して取付けられ、 上記検出手段が上記ケース内に収容されていることを特
    徴とする請求項2,3及び4記載の流体圧力センサ。
  6. 【請求項6】 一面に開口が形成された箱状ケースと、 そのケースの上記一面に上記開口を囲んで配された枠状
    ゴムパッキンとを備え、 上記弾性ゴム膜が上記ケースの内面に上記開口を蓋して
    取付けられ、 上記検出手段が上記ケース内に収容されていることを特
    徴とする請求項2,3及び4記載の流体圧力センサ。
  7. 【請求項7】 上記弾性ゴム膜が、一面に開口が形成さ
    れた箱状ケースの外面にその開口を蓋して取付けられ、 上記検出手段が上記ケース内に収容されていることを特
    徴とする請求項2,3及び4記載の流体圧力センサ。
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Cited By (6)

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