JPS58223031A - 非侵入圧力測定装置 - 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】 本発明は、非侵入圧力測定、ことに円筒殻機械的支持体
に無視できる量の振動エネルギーが伝わるように配置し
た円筒殻内の圧力の決定を帯域・振動の共振周波数の変
化に応答して行う非侵入測定に関する。

従来の圧力測定ゲージは主として２つの広い範１１埼に
入る・これ等の範晴の一方では圧力は特定の形状を持つ
圧力封入部片の応答により測定する。

この形状は圧力の上昇に伴って変化するような形である
。このような特定の形状のゲージは、その範１鳴内に、
圧力に応答して形状を変える扁平な又は卵形の管を納め
る全部のブルドン管形装置を備えている。圧力の測定は
、変形した管の形状の変化の間接の結果であり、この効
果に応答して機械的に指示される。特定の形状のゲージ
の表目録内の別の削節１鴨には、アネロイド気圧計のよ
うなダイヤフラムゲージがある。圧力ゲージ装置の第２
の広い範Ｉ）日には、■方法又はその他の方法により音
波エネルギー又はその他の放射線が圧力封入槽の内部に
入り、圧力を測定する封入媒体を通過する機器を含む。

封入媒体を通過する放射線によって生ずる効果は、この
媒体の圧力による。このような効果は、圧力の指示とし
て測定する。

前記した２つの広い範晴のど′ちらにもきちんとは入ら
ない圧力測定装置の範時はマノメータ類である。これ等
の装置では閉じ込めた圧力は、マノメータ内に入れた液
体を透過しない。この液体の運動は圧力封入装置の容“
積の小変化を表わす。小さな容積変化は、マノメータの
管内の液位の動きにより指示する。この動きは圧力の指
示をする作用をする。

前記した背景の全部の圧力測定装置には１つの共通の要
因がある。欠点となるこの共通要因は、このような装置
により知らされる測定値はアナログ形である。新式の処
理制御装置内のデータの転送及び処理には通常アナログ
形でなくてディジタル形の情報が必要である。従来の圧
力ゲージのこの欠点を除くには、情報のアナログディジ
タル（Ａ／Ｄ　）変換が必要である・このような変換は
、このようなゲージにより得られる成績を新式のデ・−
夕処理装置で使う前に必要である。Ａ／Ｄ変換は、成る
程度のイマ１加的誤笛を確実に伴う不便なステップであ
る。

背景の全部のゲージとは極めて異る第３の種類の圧力ゲ
ージはジー・アービドスン（Ｇ、Ａｒｖｉｄｓｏｎ　）
が述べている（’　１９６２年２月２０日付米国特許第
３．０２１，７１１　号明ＮＩＩ　”ｔＪ’　）。この
アービドスンの特許明細書では機械的共振周波数を励振
し、この共振の周波数測定により圧力を指示するデータ
を与える。アービドスンの装置では、共振に対応する振
動は、円筒謔内又はその一部に存在し、殻の軸線に平行
な直線の節を持つ。

アービドスンは、環形の節がさもなければ存在する場所
で実質的な支持を行うと、環形の節が予想した場所に存
在し続けることを仮定した。このようにはならない・環
形節は、同じ等級の一層長い管に対し節の両側て機械的
結合が行われるという基準で管」−に位置する。環形節
では半径方向の粒子運動の成分が認められないが、しか
し環形節は実質的なエネルギー伝送の領域である。アー
ビドスンがその特許明細書の第１図に示したように節は
締付けにより生成することができる。しかしこのように
して生成した節の近くの運動及び応力分布は、長い管に
生ずる同様に画いた節の場合には幾分あっても、全くな
い。一般に長い管の環形節は応力の集中が起らない。ア
ービドスンの例示したようなかさばる端部部片の締付は
又は連結は、重い支持体のすぐ近くの応力が著しい状態
を生起し、そして振動法の実質的な弾性損失を透起しや
すい。又支持体上の振動する円筒殻の反作用は、各支持
部片のまわりのものがすべて完全に対称で゛あれば対称
なだけである。さもなければ各端部部片に反作用が透起
する。これ等の端部部片はその機械的支持体に反作用を
及ぼすと、音さ台がエネルギーを赦免するように極めて
多くのエネルギーを赦免する。対称形の支持体は、円筒
殻の振動法の振動数の２倍の縦方向運動を受ける大きい
端部を残す。この縦方向運動は全装置の重心の正味運動
を生じ、ふたたびアービドス／の装置をどのように支え
てもエネルギーの伝搬により損失を招く。

これに反して本発明では各縦、ｔｊ向効果は長い管の使
用により全く等しくなる。長い部分の縦方向反作用は互
に等しい波を伝搬するだけであり、・粒子運動は縦方向
成分が精密に対向し機械的装置の重心の正味妨害を生じ
ない。又本発明によ□れば円形の節は、振動内に含まれ
る円筒殻に現われない。

帯域共振の機械的振動数は、円筒殻が無限に長くその全
長を通じて軸線に平行に延びる直線の節を持つという想
定で計算した振動数とほぼ同じである。測定した振動数
は、無限の殻に対する機械的計算にデータの誤差の限度
内で一致する。これに反してアービドスンの振動系は一
層高い振動数を示す。この振動数は、底板及び頂部ふた
の間で測って用意した円筒殻の長さによる。本発明装置
では振動エネルギーは、円筒殻の各端部まではあまり進
まなくて、振動の最も強い殻帯域又は殻区域からの殻の
複数の直径部の軸線方向比における無視できる値まで指
数関数的に減少する。

共振振動の振動数の測定の一般原狸は、共感装置の応答
曲想の帯域幅と振動の強さの随意の部分（たとえば初期
振幅の１７２）に振動の落ちろ過渡時間との相乗積が一
定であることである。すなわち共振を仕切る鋭−＼は過
渡時間に比例し、過渡時間が長いほど振動により共振が
一層よく定められる。長い過渡暗度は、振動の機械的エ
ネルギーの散逸がほとんどないときに生ずる。従って振
動のエネルギーの損失を避けるには非散逸構造が重要な
ことである。本発明装置でエネルギーの保持が一層よい
ので一層正確に振動測定ができ、これに対応して一層正
確な圧力測定ができる。多くの例では一層精密な測定の
利点が大体必要である。圧力及び温度の制御に依存する
若干の方法の主用゛的は、圧カメは温度の測定が十分に
は精密でないときはつねに達成できない。

又圧力測定業界では従来変化又は変化の開始を検知する
装置が強調されている。このような装置ではすべて圧力
の計測をできるだけ正確にすると有利である。さもなけ
ればわずかな差が存在しても全く誤りになり、そして真
の差は、不時の誤差によりあいまいになり又は全く認め
ることができない。たとえば温度制御装置にエネルギー
を保持するには、温＋ｉが七−下し始めるのに伴い場合
に応じて適用すると加熱又は冷却を行うのが一層有効で
ある。単に温度限度だけに応答して普通の測定を利用す
る装置は冷却装置又は加熱装置に一層高いピーク負荷を
生ずる。温度測定は、温度を封入ガス容積を使いガス圧
力を測定して計測するので本発明に関連する。従って任
意の温度測定が圧力側′す！といえる。従来温度及び圧
力のこの相互変換性は、主として圧力測定の不正確さに
よってあまり実用されていなかった。

本発明は、少くとも１つの閉じた音響径路を持つ物体内
の圧力をこの物体が径路に直交する長さを持つ場合に非
侵入測定する方法及び装置にある。

本装置は、前記物体に隣接して取付けられ制御自在な振
動源に連結した例勢変換器を備えている。

この変換器を何部すると、物体内に音響径路に沿い音響
振動か生ずる。物体に隣接して電磁運動検出器が取付け
られ付勢変換器により生ずる強制振動から運動を検出す
る。後述の手段により検出器及びその接続した観察装置
によって操作員は、強制振すノが帯域振動に存在する波
共振に対応するときの条件を認識することができる。こ
の共振の振動数は物体内の応力変化に伴って変る。

本発明によれば、自体で閉じた少くとも１条の音響線径
路を持ち又この径路の方向に直交する長さを持つ音響伝
導体内に、帯域振動と称する成るパターンの音響振動を
生じ制御する方法及び装置か得られる。自体で閉じた音
響径路は、振動エネルギーの実質的な損失を伴わないで
波をもとの点にもどす波径路として定義する。応力はこ
の径路に浴い少くとも１つの領域で物体に加わる。この
応力は、管の軸線に平行でこの管の周辺のまわりに角度
方向に均等な間隔を隔てた節を持つ彼を示す少俊も１′
″）　０）　芦振帯域振動に対応する振動数で加わる。

前記節は偶数である。前記帯域振動の　　―共振振動数
は、物体の壁に対する圧力の変化により生ずる物体内の
応力に伴って変る。

本発明によれば非接触非侵入圧力測定の方法及び装置が
得られる。本発明による方法及び装置は、管壁の筒形だ
が張り内力を増し又対応して任意の共」辰振動の振動数
を増す、管壁に加わる圧力の影響を利用する。これはこ
の振動によってビクトロフ（Ｖｉｋｔｒｏｖ　）を著者
とする論文「レイレイ及びラムの波（Ｒａｙ４ｅｉｇｈ
　Ａｎｄ　Ｌａｍｂ　Ｗａｖｅｓ　）　Ｃ１９６７年刊
行ニューヨーク市フリーナム・プレス（ｐ／ｅｎｕｒｎ
Ｐｒｅｓｓ　）論文１田・６７ないし７０頁に定義され
とくに卆３０図の一部に記載しであるような非対称レイ
レイ波系になる。又同じ種類の定常波がエイ・イー　エ
イチ・ラブ（Ａ、Ｅ、Ｈ，Ｌｏｖｅ　）の論文で数学的
理性理論に記載され又管壁内の封入屈曲波として述べで
ある。軸線に平行に延びる管周囲に均等に間隔を隔てた
４つの節及び波腹のある管に生ずる定常波の範１時には
とくに興味がある。本発明の精神では、このような定常
渡糸のエネルギーが管の限定した長手方向領域に実質的
に集中し、エネルギーを集中させるこの長手方向領域の
外側で無視できる値に消滅する。

この系の節は管の軸線に平行でまっすぐであり数が４で
ある。管の半径の内向き及び外向きの移行はこれ等の節
では起らないが、わずかな接線方向運動が特長であり識
別した節で最大である。各節で起る接線方向運動は円筒
殻の内面及び外面で互に反対の向きに生ずる。この殻の
中間面には接線方向運動がなくて、その代りにわずかな
周期的逆回転が起る。前記した所により節とこの区間の
中間面とに存在する粒子は、定常波がその発生位相を通
過する際に極めてわずかに交互に時計回り及び逆時計回
りに回転する。

非侵入測定を行うために本発明によれば円筒殻を励振し
長さを限定した領域だけで振動させる。

実質的に移動するこの長さ部分は、中間面で開側した殻
の直径の約２倍に等しい。振動運動を実質的に限定する
領域の外側では、振動が継続し、又部もエネルギーが最
大である区域内の節を表わす節と同じ線の姑長部分上で
まっすぐに継続する。

振動のエネルギーが主として存在する場所の外側で振動
の最大エネルギーの中心から管の軸線に平行に遠ざかる
領域では遂次の互に等しい距離間隔における振幅の測定
により幾何学的進行が得られる。振幅はこのような各長
さ要素を進ませるに伴い等しい比率で減小する。

本発明によれば円筒殻の外側には時間に対し変化するよ
うにした電磁界を加える。この時間変化により殻壁に屈
曲波が生ずる。フーコー（Ｆｏｕｃａ−ｕＡｔ　）電流
の影響によって、変化する電磁界は、導電性の桐材から
成る任意の円筒殻に対し時間によって変る機械的の力を
加える。なお一般に変動する％１磁界は又、自由空間と
は異る誘電率を持つ全部の材料に作用する。これ等の前
提に従って任意の種類の郡性固体殻に共振振動を励振す
るのに適当な機械的駆動法は実用的である。この弾性固
゛体には限定するわけではないが、ガラスとベルネイユ
（ＶｅｒｎｅｉＡ　）法にょるαアルミな結晶（人工サ
ファイヤ）を含む石英（溶融石英を含む）とがある。も
ちろん強い誘電率を持つチタン酸バリウムのような強誘
電性旧材は電磁式非接触励振装置により励振することが
できる。

外部電磁励振器により励振する円筒殻の全部の例で、共
振振動数は容易に測定できる。共振振動数は任意の幾つ
かの方法で容易にできる。ｔ４足の得られることが分っ
ている１方法では、強力急激な電磁衝撃を送出しこの急
激な衝撃に応答する管の過渡運動を観察する。このよう
な過渡状態の最も長く続く部分はつねに、屈曲変化の振
動限定（帯域振動）の区域である。全群のこのような振
動のうちの最も長い振動を持続する部片はつねに、４つ
のまっすぐな節及び波腹を持つ帯域屈曲振動である。酸
素筒で行った実験によりこの提案を確認できた。

円筒殻（管）の屈曲振動の共振撮動数を測定する矛２の
一層すぐれた方法では、時間に対しなめらかに周期的に
振動数を変えるエネルギーにより電磁励振装置を付勢す
る。操作員は可変振動数制御の関数発生器（発振器）の
形の電磁エネルギーを使う・共振振動数０簡単な試験７
は操作員は・　　　　１、：円筒殻の外側からあまり隔
たっていない場所に電磁励振装置を位置させ、音響振動
範囲を通じて振動数を変える。発振器の設定に対応する
振動数の音の大きい増加を検出すると、音の強さの最高
値を生ずる調節を行う。発振器によりこの調節に対応し
て生ずる振動数はこの円筒殻の共振撮動数である。

〕・３のなお一層すぐれた方法は、調節を手動で行う必
要がなく又振動が人の聴覚の音響範囲にあることも必要
としない方法である。この矛３の方法では走査処理は選
定した周波数範囲を経て自動的に進み適当な発振器に自
動制御作用を行う。のこぎり形電波の低周波発振器は１
種類のこのような周波数走査装置内の電圧制御発振器（
ＶＣＯ）に出力を送る。周波数に対しプロットした電（
１芸、励振装置のインピーダンスは、励振される円筒殻
の共振に極めて近い周波数範囲を通過するときに急速−
Ｌ向き移行と急速な下向き移行と変曲点とを示す。

共振の振動数の値を識別するこの特長は、のこぎり波発
生器の入力を陰極線オンロスコープの水平軸線に送出し
、これと同時に電磁励振装置に直列の低い値の抵抗器か
ら生ずる別個の信号によりオノロスコープの竪軸線を付
勢する。

管の共振撮動数を測定するなお別の極めて便利な方法で
は複数の励振器を使う。これ等の励振器の１つを他の励
振器から隔離する。２つの励振器は管の直径の延長部分
で端部と端部とを向い合わせにする。遮へいを挿入し、
管部片を通る以外には１つの励振器が他の励振器に作用
しないようにする。励振器の１番は高利得電気増幅器の
出力に接続する。励振器２番は、励振器としてでなく管
の運動の受動器又はセンサとして逆に働き、任意の運動
から誘導される少量のエネルギーをその各端子で周期的
電波に変換する。このようにして生ずる電波は同じ増幅
器の入力に送出し、この増幅器の出力で矛１励振器を励
振する。このような配置は正の帰還としてただしこの管
の共振振動数だけで発振する。その理由は共振から隔た
った全部の周波数の減衰がこの配置の励振器から管へこ
の管から励振器への部分を通過する際に著しく太きくな
るからである。操作員は、観察しようとする共振以外の
全部の共振の周波数を阻止するように波フィルタを使う
ことにより、この系で測定しようとする特定の共振を選
定する。この矛４の構造では出力は単位時間当たりの事
象のディジタル周波数計に直接接続しである。この周波
数計のデータは適当なデータ処理に送られ圧力の数値指
示を送出す。

本発明を使うとその一部として円筒殻を共振させること
に関連して従来よりすぐれた別の改良が得られる。この
改良とその必要とを理解するには先ず生ずる問題を指摘
するのが有用である。帰還ループにより励楯し又送受信
変換器がこのループの一部として管に作用するときに励
振する際には高い周波数では特別の障害を生ずる。エネ
ルギーを管に放射しこの管から放射効果を受ける変換器
ぼすべて、一般に゛慴間内１°Ｃ必ずエネルギーを放射
し管だけには限定しない空間内のどこかからの放射エネ
ルギーを感知して受ける。従ってエネルギーは管が存在
してもしなくて□も空間を経て送信又は励振の変換器か
ら受信変換器に運ばれる。望ましくないチャネルによる
この信号送信は「混信」として知られている。混信は、
周波数の上昇に伴い、帰還装置には著しい障害になる。

管内部に送受信器を位置させた１０　ｉｎ　　の鋼管で
実施した実験では、混信は１００ｋＨｚでは著しい障害
になった。

Ｌｏｉｎ管の場合には混１言の問題は、励振装置を、こ
の励振装置への電圧入力の発振周波数の２倍で管に機械
的に作用するように作ることによりなくなった。実際上
励振器への入力は、これ自体で励振周波数を装置して変
調積を生成するように管に作用する。含まれる周波数が
互に異り各別で随意に選定でき別置効果又は差音効果を
生ずることのできる励振器はよく知られている。随意に
選定する互に異る周波数の使用は矛２の調波励振方式に
比べて、この方式では励振発振器から励振器に適当に良
好な波形を送る必要がある点で勝っている。

２・２調波を含めた若干の波形は混信の問題を生じた０ 別個の異る周波数変調法では、選定した周波数の波形が
同じ悪影響を持たない。その理由は各別の周波数の調波
はどれも機械的振動で生ずる別置叉は差音に等しくない
からである。この方法が可逆性であるのでさらに有利で
ある。運動の検出は、受信変換器に加える随意に選定し
た周波数から成る信号を変調し又はこの信号に相互作用
するのに従動機械的物体（円筒殻）の運動を使って行う
ととができる。

従来の普通の変換器の使用により可聴周波数でガラスを
励振することはむずかしい。ガラスはこれに１０ＭＨｚ
の範囲の波を加えることにより励振する。１例として無
線周波数を５００Ｈｚの差を持つように選定する。この
ような場合にガラスは可聴周波数範囲で５００Ｉ（Ｚで
例勢する。ガラスの運動を検出する同調受信装置は、受
信変換器を付勢するのに′Ａ−３の発振器を必要とする
。ガラスの運動により受信変換器に加わる周波数に５０
０Ｈｚの変調な生ずる。励振及び受信の変調積法を使わ
ないと、ガラス又は石英のような管状材料の付勢は幾分
むずかしい。このような方法を使うとガラス又は石英の
付勢はむずかしくない。ガラスの変調励振受信装置の特
長は前記した混信を防いで前記した付加的な利点のある
ことである。

指数関数的低下を生ずる区域に弾性エネルギーを閉じ込
めることのできる装置は米国特許牙３゜９１６．６９９
号明細書で広く研究され報告されている。

この明細書ではこの閉じ込めは「帯域振動」と称してい
る。この米国特許明細書には、帯域振動の概念を定義す
るのに定めた詳細な仕様により配管のきすの発見のだめ
の帯域振動の応用について記載しである。本発明によれ
ば振動エネルギーの区域の限定は円筒殻では、振動エネ
ルギーを集中しようとする区域で殻壁をわずかに薄くす
ることにより設定できる。全壁厚の１％の数分の１程Ｉ
Ｗに極めてわずかに薄くすれば、この薄くした部分の付
近にエネルギーを集中するのに十分な影響を生ずる。こ
の区域の中心における円筒殻の壁厚の変化はこの区域か
ら離れた円筒殻の正規の厚さまで除徐に増加するのが望
ましいことが分った。薄くする量はわずかな程度だけで
よいから、たとえば円筒殻の外面に紙やすりをかけるこ
とによりこの程度に島くすることができる。

前記のように薄くすることの効果により、一層満足でき
る一様な局部的に集中した帯域共振が生ずる。帯域共振
は、円筒殻の一般的性質であり薄くしであるかどうかに
関係なく前記の帯域共振の発見に従って記載したような
局部的エネルギーと共に存イモすることが分った。、従
って帯域共振の特性を向−１ニするには薄くする処理が
適宜であるが決して欠くことのできないわけではない。

注意深い外部仕上げにより又は腐食に対する管表面の化
学的処理により、又その他の理由で紙やすりかけ又はそ
の他の手段により薄くすることが適宜でない場合も多い
。このような場合には共振帯域の向」ニ又は一層より局
部化が望ましければ共振帯域の別の局部化法を使えばよ
い。薄くする代りに別の改良手段は管に小さい質量を取
付りこれ等をたとえば場合に応じてエポキシ樹脂により
又はポリウレタンセメントにより固着することによって
得られる。鋼管の場合には、極めて小さい磁石を旬着さ
せればよい。これ等の＋ｉｎ石は、成分として希土類金
媚な含む新式の極めて強力な磁性合金が好適である。管
の周辺のまわりになるべくは一様な間隔を隔てて質量を
加えると、磁石を付着した管の付近の振動の振動数によ
り振動帯域を適宜に集中する効果がわずかに低下する。

以下本発明非侵入圧力測定装置の実施例を添イ」図面に
ついて詳細に説明する。

３・１図には円筒殻縦断面に振動を誘起することにより
４つの節及び波腹な生じた薄肉の円筒殻（１０）の横断
面を示しである。この誘起共振振動により２つの限度形
状間の振動が生ずる。この振動パターンは、円筒殻（１
０）のまわりに円周方向に延びその縦方向軸線に沿い成
る有限の距離だけ延びる帯域に沿って生ずる。

２・２図は円筒殻の軸線に泪うエネルギーのこの分布を
示し、縦座標は、殻軸線に平行な長さ１ＣＴＬの薄片で
認められる円筒殻長さ１ｃＴＬ当たりの振動のエネルギ
ーを表わす（成る瞬間における）。横座標は指示したＸ
軸の方向に増す。この曲線上の　　　　・値はＸ方向の
増加に伴い図の右端まで又左端まで単調に減少する。

２・２図の帯域共振エネルギー分布は図に示した最高１
直では単調でない。

月・３図には殻の機誠的振動により誘起した矛１図で貯
えた振％ＩＪエネルギーを殻の縦軸線に泪い分布して示
す。〕・３図は、従来述べられた振動動動の非侵入圧力
測定に対し本発明で利用する帯域共振振動の差異を示す
。２・３図は、〕・２図に示したのと同じ座標系を利用
し曲線がｙ軸に交さする場合に最大振幅を持つ。従来の
方法により円筒殻に生ずるエネルギー分布は、単位長さ
ごとに減少し座標Ａ、　Ａ’で急檄に零に低下し、１対
の環形の節を生じ次で座標Ｂ、　Ｂ’における最高値ま
で増す。

次で単位長さ当たりのエネルギーは座Ｈｃ、、ｃ’にお
ける最低値までふたたび減少する。長い円筒殻では単位
長さ当たりの振幅の増減の反復が持続し縦座標に対して
周期的であるのはもちろんである０矛１図に示したよう
な別の２つの節はこの円筒殻では点Ｂ、　Ｂ’に認めら
れる。これに反して２・１図及び３・２図に例示した振
動パターンは単一の最高値とは異る独自の単調特性を示
す。〕・３図はこの違いをはっきり指摘するように表わ
してちる。牙３図には帯域共振は示してないＯ 非侵入式の方法及び装置により圧力測定のできるのは、
円筒殻で２１１図及び第２図に例示したエネルギー振動
パターンを生成することによる。

２・４図には円筒殻（１０）内の非侵入圧力測定を行う
装置を示しておる。牙４図は又このような測定を行う方
法を示すのにも役立つ・発振器（１６）は変調器（４８
）に信号周波数入力を送る。異る周波数を持つ別の電気
信号を増幅器（１８）の出力から変調器（４８）に送出
す。変調器（４８）の出力（増幅器（１８）の出力の周
波数と発振器（１６）の周波数との差に対応する差周波
数を含む〕は、周波数カウンタ（３２）に送出す。極（
２２ａ）、（２２ｂ）を持つ電磁励振器（２１）はコイ
ル（２０）により囲んである。各極（２２ａ）、（２２
ｂ）は、永久１ｉＨ石制料から成る励振器（２１）の桐
材を選定しこれを前もって磁化することにより恒久的に
磁気分極しである。増幅器（１８）からコ−（／しく２
０）を経て電気エネルギーを送出す出力における発振に
より生ずる極（２２ａ）　、（２２ｂ）の強さの変イし
は、円筒殻（１０）の薄くした区域に作用しこれに空間
を経て機械的の力を及ぼし円筒殻（１ｏ）を振動させる
。生ずる振動は、同様に永久磁化した正確に類似した電
磁受信器（２４）の磁極から出る磁界に影響を及ぼす。

受信器（２４）に隣接する薄くした区域における殻（１
０）の機械的振動に対応する運動によりコイル（２６）
に関連する磁界を変えコイル（２６）に振動性起電力を
誘起する。コイル（２６）の各端子は振動性電位を交流
増幅器（２８）に送出す。増幅器（２８）は、円筒殻（
１０）の所望のモードの振動性周波数から離れた周波数
を除外するようにしたフィルタ（３０）を経て接続しで
ある４゜フィルタ（３０）の出力は増幅器（１８）に接
続しである。増幅器（１８）は、殻（１０）の機械的振
動を持続するのに十分なように、コイル（２０）及び励
振器（２１）を経て振動殻（１０）へのエネルギーの送
゛出しを保持するのに十分な利得を持つ。

発掘器（１６）は、殻（１０）内の零圧力に対応する基
準周波数で発振するように選定する。変調器（４８）は
、機械的発振器の周波数〔励振器（２１）及び受信器（
２４）と２個の増幅器（１８）、（２８）とフィルタ（
３０）とを含み管を経て作用するループ内の周波数〕と
発振器（１６）の周波数とから差引く差音を生ずる。殻
（１０）内の圧力がどのような値であっても、前記のル
ープは適正に関連した周波数Ｅ１）でつねに発振する。

コイル（２０）及び磁極（２２ａ）、（２２ｂ）を持つ
電磁励振変換については、満足の得られることが分り管
を音響的に付勢し増幅器（１８）からの出力線に接続し
た異る物体を代りに使えるものである。満足の得られる
ことが分った装置は、円すい形スピーカ、ラッパ形スピ
ーカ及びイヤホーンのような工業的に利用できる形式の
任意のものを含む工業的に利用できる拡声器である。管
を極めて局部的な領域で付勢することがとくに望ましい
ときは、円すい形スピーカを指数関数形ホーンの大きい
端部に取付け、小さい端部は開放して音響エネルギーを
送出そうとする管付近に隣接して位置させればよい。

コイル（２０）及６極（２２ａ）、（２２ｂ）から成る
変換器の　　　代りになるこれ等の種種の音響装置は、
これ等が同等の作用をし音響業界では一般に知られてい
るから図示してない。

永久磁極は互に等しくなくてその一方は他方より広い面
積を持つ。これが必要なのは特別の理由がある。その理
由は前記のように分極した互に等しい極は鋼管を励振す
るのに正味の機械的作用を及ぼさないし、又鋼管の運動
からこの運動に感するようには電気信号を受けないから
である。互に等しい極を持つ永久磁石系の欠点は、磁界
の引力（圧力）がこの（み界の強さの二乗に比例するこ
とに基づく。対称で互に等しい極では矛１近似に対して
励振コイルにより生ずる永久磁石（＋磁界のわずかな増
加により、一方の極はその磁気強さかわずかに載置する
が他方の極はわずかで等しい量だけ増すという作用のあ
ることを代数学的に示すことができる。一方の極におけ
る引力（圧力）の減少は他方の極における引力又は圧力
の増加により正確につりあう。磁石の引力の正味変化は
起らない。

一端部に一層大きい面積の極を使うことにより永久（Ｉ
Ｆ１石に基づく主引力効果は、狭い方の極のある端部に
集中する。極の強さの変化は一層有効であり、管の表面
に一層大きい圧力差を及はす。そしてその効果は他方の
端部における非対称的に大きい方の極により零にならな
い。１種類又は別の種類の非対称は、有効な永久磁石電
画励振に絶対に必要である。

操作員は、牙４図の配線図に表われる電線の種種の場所
に矢印を見る。これ等の矢印は電流の流れの方向に向け
てない。実際」二これ等の矢印は、交流を使用するので
向きを決めることができない。

電源の矢印はこれ等の電線が一部を構成する電気系統内
のエネルギーの流れの方向を示す。

変調器（４８）の作用によって周波数カウンタは零圧力
から」二向きの１波定した範囲内の圧力に比例する周波
数Ｆ、、−Ｆ。を持つ信号を受ける。系内の任意の場所
で管の圧力測定を行う式は、互に等しい間隔を隔てた４
つの節と互に等しい間隔を隔てた４つの波腹とに対応す
る共振帯域（振りＪのエネルギーの主要部分が存在する
縦方向区域）内に横断面を持つ帯域共振の共振振動の振
動数に関連する。

病、及びＦ。と管に（そして入っていればその中の液体
）に関連する定数Ｃとの間の関係を表わす式ハＥ、　＝
Ｆ。（１−１−ｃＰ　）ｖ２テアル。

この式で Ｆｏは、管がその内側にその外側の圧力に精密に等しい
圧力（内側対外側の零圧力差）を持っときはこの管内の
帯域共振の共振振動数である。

Ｅ、は、管がＰ単位の圧力だけ外圧より高い内圧を受け
るときに管を励振する正確に同様な共振の振動数である
。

Ｐは、管の外側の圧力を越える、管内側に加わる圧力の
対応する単位数である。

Ｃは力えられた温度における管の機械的性質に関連する
定数である。

この式は、各場合に定数Ｃの適尚な一値が既知であれば
全部の管及び全部の圧力に対し普遍的である。Ｃは一般
に、極めて厚い管に対しては小さく、薄肉の管に対して
は比較的太きい。Ｃは又管の機械的特性による。未知の
管内の圧力を測定する手順のオ１工程では特定の管に対
する定数Ｃを知る必要がある・定数Ｃの容易な決定法で
は、管が内圧を持たないことを知るとこの管の共振振動
数を測定し、次で若干の許容できる正確な方法で別個に
測定できる特定の圧力で管共娠振動数を測定する。校正
のために管に既知の圧力を加えることは当業界でよく知
られている。

既知圧力を加えることが適切でなければ、定数Ｃの値を
確聞する他の方法がある。この定数は、材料及び壁厚を
管と共に材料の種類で正確に定めると弾性理論により計
算できる。任意の管の外径は直接測定により容易に確認
できる。管が普通の種類の調料から成っていれば、管壁
にプリネル硬さ試験を行うことにより弾性率を満足でき
る成績で定められることが極めて多い。磁化試験も又使
ってよい。全部の普通のＳＡＥ級の鋼の飽和磁化は１９
　、０００線／ｃｍ２　　からあまり変らない。鋼管の
飽和磁束を定めることはむずかしいことではない◇教示
的データは縦方向に飽和を生ずるのに必要な線の本数で
ある。この測定により管軸線に直交する断面における管
構成鋼材の横断面積の値が得られる。このような情報と
外径とブリネル試験又はねじりこわさ測定或はこれ等の
両方により定める機械的特性とにより、Ｃの値は内圧に
共振振動数を関連させる式に対して計算することができ
る。

又前記の式ＦＰ−Ｆｏ（１＋ＣＰ）１／／２　について
、７２乗した括弧を含む右辺の項は、べき級数の展開の
ための二項定理により展開できることは明らかである。

この展開２行い初めの２項を除いた全部の展開項を無視
すると、弐Ｐ＝（Ｆ、、−Ｆ。）Ｋが誘導される。初め
の２項の後の２項展開の全部の項を省く近似は、零の圧
力差から増す（殻外の圧力以上に殻内の圧力が１唾える
）小さな圧力範囲内では正しい謂算値顛なる。

」・４図の電子回路は、これが制限した範囲内の圧力を
測定する装置の使用に関連するから弐Ｐ＝（ＦＩｆ−１
”。）Ｋで定める計算を行う。変調ｉ５　（４８）に加
える発振器（１６）の出力は増幅器（１８）からの出力
信号と組合って作用し差周波数を生ずる。増幅器（１８
）からの出力がデータを運ぶものとすると、変調器（４
８）で果される機能は、数学的に表わすと減算である。

これは括弧内に示した過程Ｆ、−Ｆ。の完了を表わす。

】１４図のカウンタ（３２）の演算でこの式で表わした
ように括弧内の量に定数を乗じた効果を持つ絶対的な過
程である。この過程は、カウンタ（３２）の各計数処理
で各衝撃を合計する計数時限の選択によって達成できる
。この計数時限を変えることにより定数Ｋを所望の任意
の値に等しくすることができる。

所要の計数時限があまりにも長ければ、これは変調器（
４８）及びカウンタ（３２）の間にたとえば過負荷変成
器のような周波数乗算器を挿入することにより解決でき
る。過負荷変成器は、加える周波数より３倍高い周波数
を生ずる。この３倍高い周波数は、基本周波数を平衡さ
せ３次調波だけを通すようにした対に接続した過負荷変
成器の使用により隔離する。当業界ではよく知られてい
るこのような構造は与えられた乗率でデータを得るのに
必要な時間を変え所要の時間を１／３に減少する。

実際士増幅器（１８）の出力から延びるリード線とカウ
ンタ（３２）との間には矛４図に示すように、ディジク
ル計算機で行われることの多い演算に大体類似した演算
であるコンピュータ演算がある。行われる計算が簡単な
のでこの計算に含まれる各部品の詳細を示すのが便利で
あった。データの一層複雑な計算又は補正或はこれ等の
両方の場合に′＆ま、標準形及び普通のディジタル計算
機を使うのがよい。その理由は、これ等の処理が前記し
た処理はどには簡単でないからである。精密にはぢ・４
図の説明で適用したのと同じ注意が２′４Ａ図でも当て
はまる。

」・４Ａ図には、１・４図に示した装置に対し電磁変換
器の代りに円筒殻に隣接する空気中に先ず波動を生じ円
筒殻に空気の反作用を及ぼしこの殻を振動させる変換器
を設けた点が異る本発明の変型を示す。さらに円筒殻の
運動は、円筒殻の近接面の振動により運動する空気から
生ずる空気波の作用を受は電気的に伝送することにより
検出する。励振受信変換器の変更以外では矛４図及び２
・４Ａ図の装置は互に同様である。従って同じ参照数字
を第４Ａ図ではプライム符号を付けて示しである。

〕・４八図に示した装置では励振器（２１’）は、音響
処理装置で高音拡声器と呼ばれる範喘の高周波拡声器で
ある。さらに所望により管の極めて狭い局部に空気波を
集中する装置を使ってもよい。このような装置は、当業
界によく知られエクスポネンシャルホーンの名称で音響
学の教科書で広く扱われている。

第４Ａ図には円筒殻の周辺の１局部だけにおけるこの円
筒殻の励振を示す。

場合により複数の励振器（２１’）又はそのために複数
の受信器（２４’　）を位置させるのが便利である。

このようにすると、励振器及び受信器の空間内の配分は
円筒殻の特定の振動モードに好ましいように選定する。

たとえば励振器（２１’　）は、選定した振動モードで
起る最高運動の佃域に隣接して互に間隔を隔てている。

受信器（２４’）は、複数個設けてあれば、特定の振動
モードで管の運動が各側で最高量のエネルギーの送出し
が管の運動により生　　１：“する位置に位置させる。

簡単に述べると受信器又は振動生成素子は所望の振動モ
ードの波腹に隣接して互に間隔を隔てている。

管（１０’）を電磁作用により励振し空気波により運動
を検出し、又はおそらくは管（１０’　）を空気波によ
り励振し運動を電磁作用により検出するのが便利な場合
がある。便利であることが分ったこ゛のような変型はす
べて本発明の範囲内であり、本発明を適用する各場合の
要求に従って選定し又は除く　Ｏ 前記したように空気波生成受信部片は高温拡声器でよい
。場合により同様に望ましいことが分った多数の音響工
学装置の業界ではよく知られている。これ等の装置には
限定するわ、けではないがザーモホーン、＞圧電変換器
、キャパシタンスマイクロホン及び電磁変換器と、空気
中に音波を生じ又はこれ等の音波を観察するようにする
、文献に記載のその他の装置とがある。

キャパシタンスマイクロホンについてはこの装置は空気
波信号を受けるだけでなく又実際上空気波信号を生ずる
ことのできる可逆変換器である。

キャパシタンスマイクロホンは、これを物理的に作ると
又、通常直流電界又は定常状態電界である付勢電界の代
りに交流電位源により誘起する電界を使う点で付加的な
極めて興味ある特長を持つ。

この置換を行うとマイクロホンにより受ける空気波は空
気中の入り圧縮波の周波数の電波をもはや生じない。そ
の代りに、周期的に例勢されるキャパシタンスマイクロ
ホンの電気出力は、入り空気波の和周波数及び差周波数
と振動性餉、ＩＩ庇力の周波数とを含む信号である。振
動性電磁力は一般に、キャパシタンスマイクロホンの機
能にこれを通常使う際に干渉する極めて大きい信号を構
成するから、変調器として使おうとするこのようなマイ
クロホンは対にして使われ対の各部片に互に反対の極性
の振動性電磁力を等しく送出し、これ等の部片の出力を
接続して交流励振に基づくさもなければ重なり合う交流
波を相殺する。１個のキヤバタンスマイクロホンだけを
使うことが望ましい場合には、このマイクロホンと同じ
電気容量を持つコンデンサを、前記の相殺法の１対のう
ちの擬似部片として牙２のマイクロホンの代りに使えば
よい０第５Ａ図、牙５Ｂ図及び２・５０図には変換器（
２１）のそれぞれ正面図、側面図及び−Ｌ面図を示しで
ある。

図示の変換器（２１）は強磁性の非接触型１１Ｂ、結合
型のものであるが、本発明では多くの他の形式の励振器
を使ってもよい。変換器（２１）は、標準の高周波強磁
性体から成る永久磁石（２２）と、重ゲージの銅導線の
コイル（２０）とを備えた磁気励振器から成っている。

コイル（２０）の端部リード線（２０ａ、）は励振電力
増幅器（１８）に延びている。変換器（２１）ノ各極片
は、円筒６　（１０）から成る距離（３１）だけ間隔を
隔て、円筒殻（１０）の縦方向軸線に沿う方向に短い距
離だけ延びている。管軸線の方向における励振器鉄心は
長さく３３）を持ち、又励撮器脚が間隔（２２ｃ）と厚
さく　２２ｄ　）とを持つ。励振器脚の数はモード変換
の効率にとくに関連する。帯域共振の幅及び形状と共に
振動の族及び波長とはこれ等の寸法によって部分的に定
まる。２００ｈＨｚの程度の機械的振動数で８ｉｎの内
径と約１／４ｉｎの・壁厚とを持つ鋼管部分を試験する
ようにした１実施例では、鉄心幅約１ｉｎ、鉄心長さ約
２　ｉｎ　、脚厚さ約１７４ｉｎで励振器中心の場所を
中心とする管縦方向軸線に溢い約６ないし１０　ｉｎの
程度を持つ帯域振動を生ずる。

本発明の他の実施例ではこれ等の寸法が異り、鉄心は長
方形以外のものでもよい。

】・６Ａ図及び矛６Ｂ図は、本発明で有効であると分っ
た受信変換器（２５）の１実施例のそれぞれ正面図及び
側面図である。変換器（２５）は、永久磁石（２４）の
磁束を運ぶように西洋なし形の強磁性磁極端（２４ａ）
を備えている。変換器（２５）の磁極端（２４ａ）は、
変換器管壁ギャップ（４５）と極対極ギャップ（４７）
との領域から低い磁気抵抗径路に沿い磁束を運ぶ。変換
器（２５）の幾分臨界的な寸法は、変換器（２５）の空
間的分解能に関連する極対極ギャップ（４７）の寸法だ
けである。鋼管内の２５０ｋＨ７までの周波数に対して
は約１／１６　ｉｎの極対極ギャップで満足が得られる
。磁極の先端と円筒殻（１０）の壁との間の距離は１／
３２　ｉｎの程度でよい・変換器（２５）は、約２５０
ｋＨ３までの周波数の操作では約５０回巻きの３６絶縁
銅線から成るピックアップコイル（２６）を備えている
。コイル（２６）は、磁石（２４）、６ａ極端（２４ａ
）及び円筒殻（１０）により形成した礎気径路内の他の
点に設けてもよい。たとえばピックアップコイル（２６
）は、磁石（２４）及び磁極端（２４ａ）の間に生成す
るギャップ内に位置させてもよいし、又は極或は磁石自
体のまわりに巻いてもよい。変換器（２５）からのリー
ド線は増幅器の入力に延びる。

」・７図には、コイル（２０）及び永久磁石（２２）か
ら成る人力変換器（２１）を励振するの使う電力増幅器
（１８）の１例を示しである。増幅器（１８）の出力は
、端子＋■及び−■　に接続した給電源により生ずる零
電圧を十又は−に変える。基本的には牙７図の電力増幅
器は、一方の出力段としてのトランジスタ（３６）、（
３８’）と牙２の出力段としてのトランジスタ（４０）
、（４２）とから成るエミツタホロク出力段を駆動する
入力トランジスタ（３４）を備えている。トランジスタ
（３４）の出力はトランジスタ（４４）、（４６）から
成る中間増幅段を経て出力段に結合しである。

則・７図の増幅器は、普通の構造のもので増幅器（１８
）　、（２６）の回路の１例として例示しである。

］・８図にはフィルタ（３０）の出力周波数を適当な単
位内の圧力に処理する装置の詳細？示しである。

クリスタル制御発振器（１６）の周波数は測定に使う帯
域共振に対しＦ。で安定する。

フィルタ（３０）の出力周波数Ｆ。は、式（ＦＰ−Ｆ。

）により与えられる差音を生ずる変調器（４８）に加え
る。変調器（４８）の出力は、雑音又は変調器（４８）
からの任意の和周波数出力を抑止するようにしたフィル
タ（５０）に加える。差周波数は、フィルタ（５０）を
通過しカウンタ（５２）の一方の入力に加える。カウン
タ（５２）は、表示又は制御或はこれ等の両用の回路網
（５６）への装置クロック（５４）の出力に従ってゲー
トする。時間ゲートを適正に選定することにより、操作
員は、弐Ｐ＝（ＦＰ−Ｆｏ）Ｋで表わした限定範囲式内
の定数にの制御を行う。この時間ゲートと定数にの対応
する制御とを適当に選択することにより、操作員は本装
置により２・４図について前記した限定範囲の圧力変化
を報告することができる。比例定数を随意に変えられる
個別的特長により、圧力単位を任意所望の圧力単位たと
えばＡｂ／ｉｎ２、Ｋｇ／ｃｒｉ　　、ｋｔ／（７７−
ｏ　ンｆ）２、タイｙ　／−２又は所望の単位に対応さ
せることができる。前記したように出力変換器（２５）
により監視する帯域共振周波数は、式（１）により円筒
殻（１０）内の圧ブ）と共にパルス列、操返し数が変る
場合に表示又は制御或はこれ等の両用の回路網（５６）
にパルス列を送るディジタル書式で測定する。

本発明方法の実施に当たってはクリスタル制御発振器（
１６）の周波数は円筒殻（１０）の所望のモードの帯域
共振に対応するように選定する。実際に励振する帯域共
振の対応周波数はフィルタ（３０）の出力で監視する。

この共振周波数は円筒殻（１０）の薄い壁部分内にこの
部分内の圧力に従って生ずる応力によって変る・フィル
タ（３０）のこの出力は増幅器（１８）に帰還させ帰還
発振器を振動エネルギーの共振周波数に定める。

フィルタ（３０）の出力周波数は、発振器（１６）から
〕・２の入力を受ける変調６　（４８）に一方の入力と
して加える。変調器（４８）の出力は式（ＦＰ−Ｆｏ）
に従って変る差周波数である。この差周波数はゲートカ
ウンタ（５２）の一方の入力に加える。カウンタ（５２
）は、カウンタ又は制御或はこれ等の両用の回る。

１・８図は牙４Ａ図について述べた簡単な言１算ステツ
フを示す。１・８図の場合に又、信号Ｆｐとカウンタ（
５６）によるデータの表示との間で計算処理があるもの
と考える。この計算処理の性質は実際玉、差を変調器で
生ずるかどうかを示して線図的に指示する。クロック（
５４）により定めるクロック間隔の選択は第４図及び矛
４Ａ図について述べたのと同じようにして所要の率を挿
入する。さらにフィルタ（５０）からの信号を増幅しこ
のようなステップが便利か又は望ましければ周波数を乗
する。計算処理について引用した図面はすべて限定範囲
式ｐ＝（ＦＰ−Ｆｏ）Ｋを行うようにしである。

本発明圧力測定装置は限定範囲の仮定の制限を受けない
で操作するから、差Ｆｉ　　ｐｏ２に定数Ｆ。−２ＣＬ
を乗じて表わした式及び計算処理を実施する。　　　□
この１連の演算はあまり複雑ではないが限定範囲式から
圧力を読出すのに必要な演算よりは幾分複雑である。こ
れ等の計算ステップは二乗と２つの量の二乗値の減算と
である。容量はディジタル形で利用でき、引続き計算差
値に定数を乗する。この定数はＦ。Ｃである。

２・８Ａ図は情報の入力を線図的に示し、所要の計治ス
テップを１ううコンピュータ回路網（５８）を備えてい
る。この割算手順では実際」−３つの入力がある。〕・
１の入力は、単位時限にわたりタイミング信号Ｆ。によ
りコンピュータに加えられ単位時限にわたり得られるゲ
インタル計数値を送出すディジタル１式に変換する周波
数人力Ｆ、である。２・２の入力はＦ。入力である。矛
３の入力は、項Ｆ。Ｃに数値的に等しい周波を持つ発振
器（１６Ａ）から来る。単位時限にわたり周波数を計数
するこのような発振器はディジクル情報を送出す。この
情報は、コンピュータ回路網（５８）により処理すると
式Ｐ−（Ｆ、）”　−Ｆｏ”　）　Ｆｏ”Ｃ’で示した
計算値を生ずる。

この計算値のディジタル出力はカウンタ（５６Ａ）に表
示する。

」・８Ａ図は、管の振動の振動数が既知のときに圧力を
計算する一般式に関連する計算処理の詳細を示す。矛８
Ａ図には局部発振器（１６Ａ）を示しである。

発振器（’１６Ａ）は矛８図の発振器に比べて、発振周
波数がＦ。でなくて里Ｆ。Ｃである点で異るように選定
する。発振器（１６Ａ）の出力は、単位時間事象カウン
タ（５７）で数値量に変換する。カウンタ（５７）は単
位時間に生ずる発振器（，１６Ａ）の発振数を合計する
。カウンタ（５７）の出力はこの計数から得られる数字
をコンピュータ回路網（５８）に送出す。

コンピュータ回路網（５８）は又、矛８図の発振器（１
６）と同様で周波数Ｆ。を生ずる。標準形発振器（１６
Ｂ）から誘導する入力を受ける。周波数昂は、単位時間
事象カウンタ（６０）を経てコンピュータ回路網（５８
）に入力するだめの数値量に変換する。人力Ｆ。は、単
位時間事象カウンタ（５９）によりコンピュータ回路網
（５８）に入力するためのディジタル値に変換する周波
数情報を含む。

コンピュータ回路網（５８）で行う計算手順は、Ｆ。

に比例するディジタル値とＦ。に比例するディジタル値
との二乗計算と、これ等の二乗値の減算と、これ等の二
乗値の差に対し発振器（１６Ａ）から間接的に誘導する
入力値を乗する乗算とから成っている。二乗計算、減算
及び乗算を終えると、読出し数値をカウンタ（５６Ａ）
に送出す。カウンタ（５６Ａ）では式Ｐ　−（Ｆｐ”　
−Ｆｏ”　）Ｆｏ−２Ｃ”に従って計算し°た圧力を表
示する。

さらに１・８Ａ図に示すようにカウンタ（５７，）、（
５９）、（６０）はこの図でそれぞれ単位時間事象カウ
ンタとして示しである。よく知られているように単位時
間事象カウンタはディジタル出力を送出す。この出力は
つねに、計数を行った時限内に入った衝撃数である。計
数時限の始め及び終りの正確な時間に従って、発振源が
絶対的に一定であっても、報告事象数は１単位だけ変る
。無作為誤差の十匈単位は、言」数する周波数が十分大
きい場合には問題にならない・最大許容誤差が±１部／
１００，０００であれば、発振器（１’６Ｂ）は周波数
を１００／１０００　　の単位で送出すようにする。搬
送筒゛波数及び信号転送の業界でよく知られている周波
数乗算回路を使いこの入力を既知の率で増す。周波数Ｆ
、は又適当な定数を乗じ単位時間事象カウンタへの入力
が確実に１００／１０００　　の単位になるようにする
。同様に局部発振器（１６Ａ）の周波数は、定数Ｆ。−
２σ１により表わす量の１０００倍又は１０，０００倍
に選定する。最も早い計数ができるように、全部の単位
時間事象カウンタで同じクロックの使用により時間を取
り同じ時間に計数を初め同じ時間に計数を終る。計算機
は、使用した全部の乗算率を取出し、タイマへ各刻時間
隔の終りの直後に弐Ｐ　＝　（ＦＰ”−Ｆｏ”　）Ｆ、
７２ｃｌに従って新らたに計算した読みを送出す・以上
本発明をその実施例について詳細に説明したが本発明は
なおその精神を逸脱しないで種種の変化変型を行うこと
ができるのはもちろんである０

【図面の簡単な説明】

Ａ・１図は４つの節及び波腹な含むモードで振動する薄
肉円筒殻の横断面図、」・２図は本発明による帯域共振
に対し円筒殻の縦方向軸線に沿うエネルギー分布をプロ
ットした線図、才３図は環形節ヶオオヨヵツえ７１□、
１．オフ、ヤーゎ□７゜　・・：ロットした線図である
。則・４図は円筒殻内の非侵入圧力測定を行う本発明測
定装置の１実施例の斜視図、３・４Ａ図は矛４図の変型
の斜視図である。矛５Ａ図は本発明による圧力測定のた
めに管内に音響振ｍノを誘起する音響電ｔａ励振変換器
の側面図、才５Ｂ図及び第５Ｃ図）まそれぞれ牙５Ａ図
の正面同友゛び−１−面図である。１・６Ａ図は本発明
により圧カ測する管内の応力変化を監視する音響受信器
の正面図、訓・６Ｂ図はオ６Ａ図の側面図である。２１
７図は矛４図に使った電力増幅器の配線図、１・８図は
矛４図の円筒殻の振動の周波数を処理するブロック図、
Ｊ−８Ａ図は圧力の範囲が小さくない場合に機械的振動
に対応する圧力を定めるように機械的発振管がら誘導す
るイ貢報をデータ処理する装置のブロック図である。 １０・・・円筒殻、１６・・・発振器、２０・・・コイ
ル、２１・・・電磁励振４．２２ａ、　２２ｂ・・・極
、２４・・・電１１丑受信器、２８・・・交流増幅器、
３０・・・フィルタ、３２・・・カウンタ、４８・・・
変調器 ＦＩＧ、６Ａ ＦＩＧ、　８Ａ 手　続　補　正　書（方式） 昭和５８年７月２６日 特許庁　　長　　官　　　殿 １、事件の表示　　　　昭和５８年特許願第３６７６０
号３　補正をする者　事件との関係　　　特許出願人フ
ィアラン、テイヴエラップマント、ツーバレイシャン４
　代　理　人　　東京都港区赤坂１丁目１番１４号・溜
池東急ビル５補正命令の日付　　　　昭和５８年６月８
日（昭和５８年６月２８日発送）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）管の外圧及び内圧の間の差の非侵入圧力側゛定を
   行う装置において、管内に帯域振動共振を生じさせる装
   置と、前記管内の帯域振動の共振周波数を定める装置と
   、前記の帯域振動の共振周波数に応答して前記管内の圧
   力の指示を生ずる装置とを包含する非侵入圧力測定装置
   。 （２）共振周波数に応答する装置を、管内の圧力が管外
   圧と同じであるときの帯域振動の周波数１言号と管内圧
   が′Ｃ外圧から変るときの帯域振動の共振周波数との差
   に応答し、前記管内の圧力の指示を生ずる特許請求の範
   囲オ（１）項記載の非侵入圧力測定装置。 （３）共振周波数１て応答する装置を、発振器と、この
   発振器の出力周波数の二乗を帯域振動の共振周波数の二
   乗から差引き差信号を生ずる減算器と、前記差信号を定
   数で割り管内の圧力の指示を生ずる除算器とにより構成
   した特許請求の範囲オ（１）項記載の非侵入圧力測定装
   置。 （４）共振周波数に応答する装置を、発振器と、この発
   振器の出力周波数の二乗を帯域振動の共振周波数の二乗
   から差引き差信号を生ずる減算器と、前記差信号に定数
   を乗じ管内の圧力の指示を生ずる乗算器とにより構成し
   た特許請求の範囲オ（１）項記載の非侵入圧力測定装置
   。 （５）帯域振動の共振周波数に応答する装置に、次の式 ％式％） （式中Ｆ、−管内圧力であり、Ｃ一定数であり、Ｆ。 ＝帯域振動の共振周波数である）に従って変る信号を発
   生する信号発生器を設けた特許請求の範囲オ（１）項記
   載の非侵入圧力測定装置。 （６）少くとも１つの音響径路を持ちこの径路に直交す
   る長さを持つ物体内の圧力の非侵入測定を行う装置にお
   いて、物体に隣接して取付けられこの物体内に帯域振動
   共振を生ずるように付勢する付勢装置と、前記物体に隣
   接して取付けられ前記付勢装置により生ずる振動波を検
   出し前記物体内の圧力に伴って変る出方信号を発生する
   検出器と、出方信号に応答して前記物体内の圧力の測定
   値を生ずる装置とを包含する非侵入圧力測定装置。 （力出力信号に応答する装置に、次の式％式％） （式中Ｐ−物体内の圧力であり、Ｃ一定数であり、Ｆｏ
   −付勢装置の周波数である）に従って応力に伴い変る出
   力Ｆ１、を生ずる装置を設けた特許請求の範囲オ（６）
   項記載の非侵入圧力測定装置。 （８）付勢装置として永久＋６石ソレノイドを使った特
   許請求の範囲オ（６）項記載の非侵入圧力測定装置。 （９）出力信υに応答する装置に、物体内の圧力に伴っ
   て変るパルス繰返し数を持つパルス列出力を発生する時
   間−ゲートカウンタを設けた特許請求の範囲オ（６）項
   記載の非侵入圧力測定装置。 ００）少くとも１つの音響径路を持ちこの径路に直交す
   る長さを持つ物体内の圧力の非侵入測定を行う装置にお
   いて、物体に隣接して取付けられこの物体内でその音響
   径路に沿う音響振動と前記径路に直交する方向では消散
   する振動とを生ずる付勢装置と、前記物体に隣接して取
   付けられ前記付勢装置により生ずる振動波を検出し前記
   物体内の圧力変化に基づくこの物体内の応力変化に伴っ
   て変る出力信号を発生する検出器と、この検出器の出力
   信号を前記付勢装置に帰還ループで送る装置と、出力信
   号に応答し前記物体内の圧力の測定値を生ずる装置とを
   包含する非侵入圧力測定装置。 （１１）付勢源の周波数を制御し音響径路に清い４節振
   動を生ずるようにした特許請求の範囲オｆｌｏ）項記載
   の非侵入圧力測定装置。 （１２１出力信号に応答する装置に、物体内の圧力に伴
   って変るパルス繰返し数を持つパルス列出力を発生する
   時間ゲートカウンタを設けた特許請求の範囲オ（１１）
   項記載の非侵入圧力測定装置。 （１３）出力信号に応答する装置に、次の式％式％） （式中Ｐ−物体内の圧力であり、Ｃ一定数であり、Ｆｏ
   −付勢装置の周波数である）に従って物体内の応力に伴
   って変る出力ＦＰを発生する装置を設けた特許請求の範
   囲オ（■０）項記載の非侵入圧力測定装置。