JPS58137726A - 円筒振動式圧力計 - Google Patents

円筒振動式圧力計

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JPS58137726A
JPS58137726A JP57020776A JP2077682A JPS58137726A JP S58137726 A JPS58137726 A JP S58137726A JP 57020776 A JP57020776 A JP 57020776A JP 2077682 A JP2077682 A JP 2077682A JP S58137726 A JPS58137726 A JP S58137726A
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Kyoichi Ikeda
恭一 池田
Kinji Harada
原田 謹爾
Katsumi Isozaki
磯崎 克己
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
Yokogawa Hokushin Electric Corp
Yokogawa Electric Works Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0026Transmitting or indicating the displacement of flexible, deformable tubes by electric, electromechanical, magnetic or electromagnetic means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0001Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means
    • G01L9/0008Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means using vibrations
    • G01L9/0022Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means using vibrations of a piezoelectric element

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】 本発明は、円筒状振動子を用い、この円筒状振動子の共
振周液数が、円筒状振動子に導びかれた流体O圧力(差
圧を含む)vcよりて変化することを利用し大円筒振動
式圧力計に関する%OであるO東に詳しくは、本発明は
、耐圧、耐振性が高く、を九、儒幀性の高い、主として
航空用に使用してllllFc有効な円曽II#h式圧
力針に関するものであゐO第1図は従来oe、、ota
o円曽損動式圧力計C+ −例を示す構成斜視図である
。この圧力針線、円筒状振動子10の内部に円柱状lデ
(11を配置させ、この円柱状ボディUK振動子100
駆動コイル21と、検出用コイル31とを設置して構成
されている0円筒状振動子10は、全体が保護用円筒カ
バー4内に収容されている。円筒状振動子100内側に
は、導圧孔51を介して被測定圧力P1が導人畜れてお
り、円筒状振動子1oは、被測定圧力p1と、円筒振動
子10と円筒カバー4とで囲まれ丸部屋内の圧力(円筒
振動子1oの外側圧力)との差に応じて、その共振周波
数が変化するようになっている〇このように構成された
従来装置においては、円筒状振動子を励振させる丸めの
駆動コイル21.共戯周波数を検出するための検出フィ
ル31を保持する円柱状ボディ11があ)、シかも、こ
の円柱状ボディ11の一端が自由端となっていることか
ら、この円柱状ボディ11は、その軸方向と直角方向に
固有振動数を有することとなシ、これが円筒状振動子1
1の共振周波数に影善を及埋すという問題点がある。更
に、この装置においては、耐圧を増す丸めには、円筒状
振動子1oの側壁及び端面部分を厚く構成する必要があ
るが、この鳩舎、円筒状振動子の軸方向に対して直角方
向の固有振動数が低下し、外部からの振動ノイズの影蕃
を受けやすくなるという間瓢点がある。
ζこにおいて、本発明は、従来装置におけるこれらOM
題点を解決し、高精度であって、耐圧。
耐振性が高く、信頼性の高い円筒振動式圧力針を提供し
ようとすみもOである。
本発明に係る装置紘11円筒状振動子を、薄肉円筒部と
、ζO薄肉円筒部〇一端に連続する厚内円筒部と、薄肉
円筒部の他端に納会する厚内端面部とで構成するととも
に、こO円箇状振動子会カバー内に設置し、円筒状振動
子O厚内端面部をカバーに固定させ大息に構成上の特徴
がある。
第2図は本発−に係為圧力針の一例を示す構成斜視図、
第5図紘第211におけるX−X断面図、第48Fi*
zriAKm−けゐy−y断面図である。
これらO図VCおいて、1紘円III状振動子で、薄肉
円筒部11と、ζO薄肉円筒郁〇一端に連続し九厚肉円
筒郁12及び薄肉円筒5110他方をILさぐ厚肉の端
藺部13とで構成されている。厚内円111111には
、そO外周面から内壁付近にまで達すゐ塵ぐシ穴13〜
16がここでは4個設けられている。これらの座ぐシ穴
のうち互に振動子10中心軸に対して直角な位置関係に
ある座ぐシ穴13.14 Kは、振動子1を励振するた
めの駆動手段21.22が設置され、を九、残pの座ぐ
)穴15.16には、振動子1の共振周波数を検出する
ためO検出手段31.32が設置されている。駆動手段
21.22及び振動検出手段31.32−とじては、圧
電素子が用いられる04は円筒状振動子1を収容するカ
バーであって、ここでは円筒状振動子10端買部13が
、挿入され為開口部を一端にもり九厚肉円曽1112と
同−外111cJものを示す。このカバー4は、一端が
厚内円筒部12に固定され、また、円筒状振動子1の一
端(端面513)が、カバ−40開口部に挿入されてこ
こで固定されていゐ。なお、とこてはカバー4の厚内円
筒部12への固定及び円筒状振動子1の一端への固定は
、いずれも例えばWI接によって気管な維持するように
なされていゐ。41はカバー40側11に設は九圧力導
入口で、この導入口から円筒状振動子1とカバー4と0
間に*jlE−gれる部層40内に圧力が導入される・
sH円板状のボディで、Oリングのシール手段番を介し
て円筒状振動子1がネジ7によりて固定畜れている・5
1社lディ@O備壁から中心部に通じている圧力導入口
で、円筒状振動子1の内部の部屋10内に、圧力が導入
される・第S図は、円筒状振動子1の駆動手段21,2
2゜振動検出手段31.32がそれぞれ接続され、円筒
状振動子1を共振周波数で振動させるための電気回路図
である。こ08回路は、振動検出手段31. (32)
からの信号を増幅する増幅器ム□と、この増@器A□の
出力信号の位相を回転させ自励発振の条件を満足させる
ローパスフィル−LPFとで構成1れておや、ロー・(
スフィルタLpF e出力信号が駆動手段21.22に
印加されるように&りている・こO電気回路は、駆動手
段1円筒状振動子、振動検出手段を會んで1lIIl1
発銀ルーグを形成し、円筒状振動子1を所定毫−ド(例
えば4次峰−ド)で円1ItiI動させる・ このように構成され九装置は、円筒状振動子1において
、薄肉振動部11の端買郁13を厚内な構成にするとと
もに1この端面部13をカー−4Kml定した点に構成
上のひとつotpi徴がある・以下、その動作について
説明する。
圧力導入孔41から部屋40内に圧力P。を導びくとと
もに、圧力導入孔51かも円筒振動子1の内部の部M!
to内に圧力P1を導び〈。円筒状振動子1は、第5図
に示すような電気回路とともに自動発振ループを形成し
ており、その振動数fは(1)式で示すことかで龜る。
十−恒ex rpi −p、)      (1)九だ
し、α:定数 P:部屋4o内の圧力 pl:部屋10内の圧力 to: pi−poにおける円筒状振動子の振動数 したがりて、foおよびaをあらかじめ求めておくこと
によって、振動数fかも圧力(Pi−Po)を求めるこ
とかで魯る。また、部層400圧力p。(m動子10外
側圧力)を真空に保てば、圧力pi−poは、絶対圧と
なる。
ζ01[Iにおいては、円筒状振動子10#振周波数f
を変化させる大部分が、円wImK働く円周方向O!l
力(圧縮力)である点に着目し、円筒状振動子1の端面
部13を固定し九4ので、これによって端面部130肉
厚を厚くで自、しかも軸に直角な方角om有振動数を高
くすゐことがで龜る。
こOようK111威される装置によれば、耐振性を向上
で魯、を九、耐圧を増すことがで龜る。を九、円筒状振
動子1内は空洞となってお勤1円筒状振動子1の共振周
波数に影響を与えるような振動が発生せず、外部からの
振動ノイズの影響を受けない。また、円筒状振動子1は
、厚内円筒部12内、すなわち薄肉円筒部11の振動0
節付近で力を与え駆動するものであるから、qを高くで
龜高精度で圧力測定を行うむとがでする。
1114図は本発明に係る装置O他O爽施例の要部を示
す構成断面図である・ζO貴施例KjPいては、円筒状
振動子1をカバー4内に収容するとともに、円筒振動子
1において、端面部13を7レクシヤ14を介してカバ
ー4に固定した% Of To L oフレクシャ14
は、円筒状振動子10軸方向にはツレキシプルであって
、円筒状振動子1と、カバー4との間の熱膨張の差をこ
こで吸収し、円周方向は動かないように保持している。
この実施例によれば、円筒状振動子10端藺部外側と側
面部の外側を、いずれもカバー4内O圧力に維持するこ
とができ、外気圧力の変動による影響を受けなくで暑る
#I7図は、本発明に係ゐ装置0@0爽施例を示す断面
図で、ある。この実施例においては、第2図に示す装置
において、円ttJ状振動子1の端面部130周縁付近
に1薄肉円筒部11をそO軸方向に振動させる駆動手段
23と、振動検出子ff133とを設置したものである
〇 第2図に示す装置においては、薄肉円筒部11を駆動子
R21,22Vcよ)所定峰−ドで日程振動させること
を想定してい為が、F−OvI&論例装ffiにおいて
は、このような円環振動に加えて、薄肉円筒部11を、
駆動子JR23によりて軸方向にも所定モードで振動さ
せ、その共振周波数を、振動検出子R33で検出する%
Oである。*)、ここで、軸方向の振動は、円環振動に
よっても生じていることから、駆動子R23は必ずしも
必要としない。
このように構成した装置によれば、ひとつO薄肉円筒部
11が、ふ九つO所定モードで振動するもので、一方の
#績周波数f□と、他方の共振周波数f2とを得、所定
O演算を行うことによりて、円筒状振動子10周回置度
の影響中、内部に導入される被測定圧力流体の1度の影
響嶋を除去した圧力信号を得ることが可能である。
なお、上記の説明では、厚内円筒部12に座ぐり穴を形
成し、これに駆動手段、振動検出手段を設置し丸もので
あるが、塵ぐ)穴に代えて溝勢でもよ<、1九、駆動子
R,振動検出手段の数は、別O数でもよい。ヒれらを多
くすれ杜、複雑(高次)な日程振動峰−ドを生じ畜せゐ
ことがで亀るatた、駆動手段、Il動槍出手段は、厚
内円筒部以外の他O場所に設置してもよく、これらは圧
電素子の外に電磁式等でもよい。また、ζこでは円筒状
振動子1の端面は槃じた構造のものを示したが、端面部
13の一郁に貫通孔を設け、カバー4内及び円筒状振動
子1内に岡じ圧力を導入するようKしてもよい。
以上説明したように、本発!jiKよれば、高精度であ
って、耐圧、耐振性が高く、を九償**0高い円筒振動
式圧力針が実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の円筒振動式圧力針の一例を示す構成斜視
図、第2図は本発W4Y−係る圧力針の一例を示す構成
斜視図、第5図は第2図に&けるX−X断面図、第4図
は第!図におけるYLY断爾図、第5図は電気回路の一
例を示す接続図、第6図及び第7図は本発明に係る装置
の他1c)II施例の要部構成断面図である。 1・・・円筒状振動子、11−・薄肉円筒部、12・−
厚肉円筒部、13・・・端面部、14・・・フレクシャ
、21〜23・・・駆動手段、31〜33・・・振動検
出手段、4・−カバー、5・・・ボディ。 悉l 帽 第5 劉       ′JAt、  間層 7 刺 7

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)  円筒状振動子の共振振動数からこOP1筒状
    振動子に4見られゐ圧力を測定する装置において、前記
    円筒状振動子を、薄肉円筒部と、この薄崗円曽部O一端
    に連続する厚内円筒部と、薄肉円筒部の他端に結合する
    厚肉端w部とで構成するとともに、この円筒状振動子O
    少なくとも薄肉円筒部をカバー内に設置し、前記円筒状
    振動子O厚肉端面部を前記カバーに固定し九ことを特徴
    とする円筒振動式圧力針O Q)厚内円筒部内の内壁付近に振動子の駆動手段と、振
    動検出手段とを設置させ九特許請求の範囲第1項記載の
    円筒振動式圧力針。 (3)  カバーの端内部に開口部を設け、この開口部
    に円筒状振動子の厚肉端面部を挿入、固定させ九特許請
    求の範S第1項記載の円筒111式圧力計・ (4)  円筒状振動子の厚肉端面部を、円筒状振動子
    の軸方向にフレ命シプルなツレタシャを介してカバーに
    固定するようにした特許請求のam第1111載O円筒
    振動式圧力計・(6)  円筒状振動子の厚内端w部周
    縁付近に、薄肉円筒部の軸方向の振動を検出する振動検
    出手段を設置した特許請求oiua第1項記載の円筒振
    動式圧力針。
JP57020776A 1982-02-12 1982-02-12 円筒振動式圧力計 Granted JPS58137726A (ja)

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