JPS59150319A - 流体圧トランスジュ−サ - Google Patents
流体圧トランスジュ−サInfo
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- JPS59150319A JPS59150319A JP58206845A JP20684583A JPS59150319A JP S59150319 A JPS59150319 A JP S59150319A JP 58206845 A JP58206845 A JP 58206845A JP 20684583 A JP20684583 A JP 20684583A JP S59150319 A JPS59150319 A JP S59150319A
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- porous element
- fluid pressure
- fluid
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L11/00—Measuring steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by means not provided for in group G01L7/00 or G01L9/00
- G01L11/004—Measuring steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by means not provided for in group G01L7/00 or G01L9/00 by the use of counterbalancing forces
- G01L11/006—Measuring steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by means not provided for in group G01L7/00 or G01L9/00 by the use of counterbalancing forces hydraulic or pneumatic counterbalancing forces
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は精度が高く再現性に優れた流体圧トランスジュ
ーサに関する。これは埋立地や自然の堆積土砂その信地
層内の細孔圧測定に特に有用である。
ーサに関する。これは埋立地や自然の堆積土砂その信地
層内の細孔圧測定に特に有用である。
地下水の圧力についての知見は大規模な高速自動車道路
の開設や埋立て、アースダム等の工事計画の策定及び継
続にとって重要である。地下水の圧力についてよく知っ
ておけば最も過酷な圧力条件にも耐えられる建設計画を
立案することができる。細孔圧に関する知見も地すべり
のおそれのある地域を監視するには重要である。臨界的
レベルに達した場合計測機器及び人員全退去させ安全な
条件の回復を待つことになる。
の開設や埋立て、アースダム等の工事計画の策定及び継
続にとって重要である。地下水の圧力についてよく知っ
ておけば最も過酷な圧力条件にも耐えられる建設計画を
立案することができる。細孔圧に関する知見も地すべり
のおそれのある地域を監視するには重要である。臨界的
レベルに達した場合計測機器及び人員全退去させ安全な
条件の回復を待つことになる。
細孔圧トランスジューサを半永久的に埋設することは通
常行われる。これは特設の掘削孔内または増勾した埋立
地内のいずれにおいても可能である。このため、トラン
スジューサは比較的小形で廉価であ5.Lカ・も作動部
分の腐食、疲労その他の劣化による故障が生起しないこ
とが必要である。
常行われる。これは特設の掘削孔内または増勾した埋立
地内のいずれにおいても可能である。このため、トラン
スジューサは比較的小形で廉価であ5.Lカ・も作動部
分の腐食、疲労その他の劣化による故障が生起しないこ
とが必要である。
細孔圧トランスジューサは大抵のものが零点平衡法によ
り動作する。トランスジューサを設置した領域の水その
他の流体は可撓ダイアフラムの一方の受圧側に作用する
。多くの場合、加圧供給源からダイアフラムの他方の側
に空気や窒素などのガスが供給される。このダイアフラ
ムの両側の圧力が平衡する点で設置点における細孔圧を
指示する何らかの手段が配設される。米国特許第3.3
18,140号に示された簡略な装置では測定点に長い
液体充填チューブを挿入するだけである。
り動作する。トランスジューサを設置した領域の水その
他の流体は可撓ダイアフラムの一方の受圧側に作用する
。多くの場合、加圧供給源からダイアフラムの他方の側
に空気や窒素などのガスが供給される。このダイアフラ
ムの両側の圧力が平衡する点で設置点における細孔圧を
指示する何らかの手段が配設される。米国特許第3.3
18,140号に示された簡略な装置では測定点に長い
液体充填チューブを挿入するだけである。
これにはチューブの地上端に地下細孔圧全大まかに指示
する圧力計を設けである。
する圧力計を設けである。
や\複雑な計器になると米国特許第3.365.949
号や同第3,388’、598号に開示されているもの
がある。これらは前掲のダイアフラム型式のものである
。複数のトランスジユーザには地上の測定点に2本の管
路を結んでいる。このうち1本は流体供給管路であり他
方は圧力計などの測定機器に接続されている。ダイアフ
ラムは測定地点における水圧にニジチューブの両端に保
持されている。
号や同第3,388’、598号に開示されているもの
がある。これらは前掲のダイアフラム型式のものである
。複数のトランスジユーザには地上の測定点に2本の管
路を結んでいる。このうち1本は流体供給管路であり他
方は圧力計などの測定機器に接続されている。ダイアフ
ラムは測定地点における水圧にニジチューブの両端に保
持されている。
チューブの−を通じてダイアフラムの反対側にガスを導
入する。細孔圧が太きいときはダイアフラムは少し動い
て圧力計に接続された方のチューブの端部で持上げられ
る。最終的に平衡点に達すると、圧力計の指示は細孔圧
の近似値を与える。この型式の装置では加圧供給源によ
る流体供給がしばしば繰返し零点の前後で増減しては何
回も測定をし直す。これば供給管における圧力降下が太
きいため発生する誤差を克服するのに必要である。
入する。細孔圧が太きいときはダイアフラムは少し動い
て圧力計に接続された方のチューブの端部で持上げられ
る。最終的に平衡点に達すると、圧力計の指示は細孔圧
の近似値を与える。この型式の装置では加圧供給源によ
る流体供給がしばしば繰返し零点の前後で増減しては何
回も測定をし直す。これば供給管における圧力降下が太
きいため発生する誤差を克服するのに必要である。
止揚の2件の米国特許の示す装置では制御または流入用
流体がダイアフラムの小部分にしか作用しないため精度
がかなり失われる傾向がある。米国特許第3.456,
509号及び同第3,574,284号には幾分異なる
装置が見られる。このうち後者の特許におけるトランス
ジューサユニットでは、細孔圧がダイアフラムに作用し
て逆止子弁を開閉させる。測定値を得るにはこの装置は
加圧化される。内圧が細孔圧に等しくなると子弁が閉じ
る。
流体がダイアフラムの小部分にしか作用しないため精度
がかなり失われる傾向がある。米国特許第3.456,
509号及び同第3,574,284号には幾分異なる
装置が見られる。このうち後者の特許におけるトランス
ジューサユニットでは、細孔圧がダイアフラムに作用し
て逆止子弁を開閉させる。測定値を得るにはこの装置は
加圧化される。内圧が細孔圧に等しくなると子弁が閉じ
る。
この時加圧供給管路とケゞ−ゾ管路との間の連通はなく
なる。供給管路の圧力がさらに増大してもゲージ圧は一
定でありこれが細孔圧の指示値となる。
なる。供給管路の圧力がさらに増大してもゲージ圧は一
定でありこれが細孔圧の指示値となる。
米国特許第3,950,997号はダイアフラムを金属
製ベローズで置換えた同様な零点平衡装置全開示してい
る。米国特許第4,090,697号はトランスジユー
ザと測定ステーションとの間に6本の管路を用いるさら
に複雑な装置について開示している。6本の管路のうち
−は供給管路、二つ目はケゞ−ゾ管路、三つ目は大気に
つながる換気管路である。細孔圧は通常の条件下でダイ
アフラム作動型封止部を換気管路に対して保持する。制
御流体の圧力が増大するとダイアフラムは最終的に動い
て換気管路を開かせる。さらにこの装置に用いられる制
御流体は換気管路を通じて逃げる。流量が一定に保たれ
ているとケ9−ゾ管路の地上端にある圧力計の指示圧力
は細孔圧を指示している。
製ベローズで置換えた同様な零点平衡装置全開示してい
る。米国特許第4,090,697号はトランスジユー
ザと測定ステーションとの間に6本の管路を用いるさら
に複雑な装置について開示している。6本の管路のうち
−は供給管路、二つ目はケゞ−ゾ管路、三つ目は大気に
つながる換気管路である。細孔圧は通常の条件下でダイ
アフラム作動型封止部を換気管路に対して保持する。制
御流体の圧力が増大するとダイアフラムは最終的に動い
て換気管路を開かせる。さらにこの装置に用いられる制
御流体は換気管路を通じて逃げる。流量が一定に保たれ
ているとケ9−ゾ管路の地上端にある圧力計の指示圧力
は細孔圧を指示している。
正確な読取値を得るには二つの臨界的条件が満たされね
ばならない。読取り時のゲージ管路には加圧流体の流れ
がないことが肝要である。トランスジユーザから地上ス
テーションへのチューブ構成は通常内径の小さいものと
なる。前述のように、このチューブを通る流体はすべて
極めて大きな圧力降下にさらされるので読取値の精度は
低下することになる。誤差の第2の発生源はさらに微妙
なもので粘土層が密圧であるなど土壌環境にのみ依存す
る問題である。従来装置では殆んどの場合零点でまたは
その近傍でダイアフラムが相当に運動する必要があった
。密圧な粘土層にあっては水の動きが極めて緩やかで大
きく制約されている。零点でのダイアフラムの動きが周
囲の水に向かっているとすればこの水は行く所がなくな
りダイアフラムの変位は大きく制約を受ける。一方、零
点でのダイアフラム′Ω動きが周囲の水から遠ざかると
このダイアフラムの下側にキャビテーションを生ずるこ
とになる。いずれの条件となっても細孔圧の読取値は正
しくない。最高度の精度を得るためには従ってダイアフ
ラムの変位全最小限の容積に保つ必要がある。この条件
はさらに密圧度の低い地層では問題とならないが、使用
環境は装置製作者の左右し得るところでない力)らちら
ゆる環境で耐久するものを1指さなければならない。
ばならない。読取り時のゲージ管路には加圧流体の流れ
がないことが肝要である。トランスジユーザから地上ス
テーションへのチューブ構成は通常内径の小さいものと
なる。前述のように、このチューブを通る流体はすべて
極めて大きな圧力降下にさらされるので読取値の精度は
低下することになる。誤差の第2の発生源はさらに微妙
なもので粘土層が密圧であるなど土壌環境にのみ依存す
る問題である。従来装置では殆んどの場合零点でまたは
その近傍でダイアフラムが相当に運動する必要があった
。密圧な粘土層にあっては水の動きが極めて緩やかで大
きく制約されている。零点でのダイアフラムの動きが周
囲の水に向かっているとすればこの水は行く所がなくな
りダイアフラムの変位は大きく制約を受ける。一方、零
点でのダイアフラム′Ω動きが周囲の水から遠ざかると
このダイアフラムの下側にキャビテーションを生ずるこ
とになる。いずれの条件となっても細孔圧の読取値は正
しくない。最高度の精度を得るためには従ってダイアフ
ラムの変位全最小限の容積に保つ必要がある。この条件
はさらに密圧度の低い地層では問題とならないが、使用
環境は装置製作者の左右し得るところでない力)らちら
ゆる環境で耐久するものを1指さなければならない。
本発明は零点におけるダイアフラムの変位が事実上無視
し得るダイアフラム型の流体圧トランスジューサからな
る。本発明によるトランスジューサは内部の動作要素を
収設するのに必要な形状の穿設または成形した本体部材
を有する。この本体部材は円筒状が代表的であり内部空
胴を薄いダイアフラムによって二分割している。これら
の7分された部分の一方には多孔質要素が配置されこの
要素はダイアフラムの第1の表面にほぼ平行でしかもこ
の表面に近接した端縁表面をそなえている。
し得るダイアフラム型の流体圧トランスジューサからな
る。本発明によるトランスジューサは内部の動作要素を
収設するのに必要な形状の穿設または成形した本体部材
を有する。この本体部材は円筒状が代表的であり内部空
胴を薄いダイアフラムによって二分割している。これら
の7分された部分の一方には多孔質要素が配置されこの
要素はダイアフラムの第1の表面にほぼ平行でしかもこ
の表面に近接した端縁表面をそなえている。
この多孔質要素は特に不可欠ではないがダイアフラムの
面積に等しい面積を有している。制御流体入口手段は本
体部材に入り込み多孔質要素と連通している。検知手段
はダイアフラムと関連づけられている。ダイアフラムの
動きはその第1の側に加わる制御流体圧がダイアフラム
の第2の側に作用する被測定流体圧に等しいかこれを越
えると感汗される。検知手段はトランスジューサ内部の
圧力を感知する空気圧式のもの、または電気的なもので
あってよい。電気的なものである場合、ダイアフラムの
動きに、r、f)スイッチを開閉し零点または平衡点全
指示する。電気的検知手段を用いて零点を指示する場合
圧力を指示する流体系を付けることもできる。好適なト
ランスジューサでは多孔質要素を貫通して筒状の流体出
口手段が設けられる。これは多孔質要素の端縁表面及び
ダイアフラムの前記第1の表面とほぼ平行な平面内に開
端全配置した多孔質要素の端縁表面近くまで延びている
。トランスジューサを測定区域に設置すると、ダイアフ
ラムは筒状の流体出口手段の開端と常時接触して保持さ
れこれに19ケ9−トまたは弁のように流体出口手段を
閉止させる。圧力の読取を行う場合、液体または気体好
ましくは気体の制御流体が流体入口手段から送入され多
孔質要素から拡散しダイアフラムの第1の表面に均一な
背圧を及ぼす。この背圧が周囲の流体圧に等しくなるか
僅かにこれを越えると、ダイアフラムは流体出口チュー
ブの開端から離れて流体の流れが出口チューブから排出
させる。
面積に等しい面積を有している。制御流体入口手段は本
体部材に入り込み多孔質要素と連通している。検知手段
はダイアフラムと関連づけられている。ダイアフラムの
動きはその第1の側に加わる制御流体圧がダイアフラム
の第2の側に作用する被測定流体圧に等しいかこれを越
えると感汗される。検知手段はトランスジューサ内部の
圧力を感知する空気圧式のもの、または電気的なもので
あってよい。電気的なものである場合、ダイアフラムの
動きに、r、f)スイッチを開閉し零点または平衡点全
指示する。電気的検知手段を用いて零点を指示する場合
圧力を指示する流体系を付けることもできる。好適なト
ランスジューサでは多孔質要素を貫通して筒状の流体出
口手段が設けられる。これは多孔質要素の端縁表面及び
ダイアフラムの前記第1の表面とほぼ平行な平面内に開
端全配置した多孔質要素の端縁表面近くまで延びている
。トランスジューサを測定区域に設置すると、ダイアフ
ラムは筒状の流体出口手段の開端と常時接触して保持さ
れこれに19ケ9−トまたは弁のように流体出口手段を
閉止させる。圧力の読取を行う場合、液体または気体好
ましくは気体の制御流体が流体入口手段から送入され多
孔質要素から拡散しダイアフラムの第1の表面に均一な
背圧を及ぼす。この背圧が周囲の流体圧に等しくなるか
僅かにこれを越えると、ダイアフラムは流体出口チュー
ブの開端から離れて流体の流れが出口チューブから排出
させる。
上記トランスジューサはチューブが2本または6本のも
のであってよい。上述した出口チューブは大気への換気
口としてはたらき別のデージチューブはトランスジュー
サの本体部材を通じて組み込まれる。このゲージチュー
ブは多孔質要素とも連通して流体入口チューブ及びデー
ジチューブとの間の自由な気体流路をなすようにするこ
とができる。内圧が細孔圧を越える時には、出口チュー
ブは開きこの出目チューブを通じてさらに流体の流れが
生起する。この時点ではゲージチューブを流れる流体の
流れは事実上なくなる。
のであってよい。上述した出口チューブは大気への換気
口としてはたらき別のデージチューブはトランスジュー
サの本体部材を通じて組み込まれる。このゲージチュー
ブは多孔質要素とも連通して流体入口チューブ及びデー
ジチューブとの間の自由な気体流路をなすようにするこ
とができる。内圧が細孔圧を越える時には、出口チュー
ブは開きこの出目チューブを通じてさらに流体の流れが
生起する。この時点ではゲージチューブを流れる流体の
流れは事実上なくなる。
本発明の他の実施例にあっては、第2の多孔質要素が設
けられこれはダイアフラムの第2の表面に近接しかつこ
れに平行して本体部材内に設けられる。この第2の多孔
質要素はダイアフラムの変位を制限するはたらきをする
。これはまた被測定流体をp過するだけでなくダイアフ
ラムの第2の表面に周囲流体圧を均一に伝達するものと
なる。
けられこれはダイアフラムの第2の表面に近接しかつこ
れに平行して本体部材内に設けられる。この第2の多孔
質要素はダイアフラムの変位を制限するはたらきをする
。これはまた被測定流体をp過するだけでなくダイアフ
ラムの第2の表面に周囲流体圧を均一に伝達するものと
なる。
上述のように、ダイアフラムの動きは制限されて0.1
m以下の小さなものとなる。
m以下の小さなものとなる。
従って、本発明の目的は構造上簡単で圧力の読取精度が
極めて優れた流体圧トランスジューサ全提供することで
ある。本発明はまた零点でまたはその近傍でのダイアフ
ラムの変位が最小限にされたダイアフラム型の流体圧訃
ランスジューサを提供することを目的とする。本発明は
また製作経費がそれほど高くなく過酷な設置区域にあっ
ても長期使用に耐え得る流体圧トランスジューサを提供
することを目的とする。さらに、本発明は複数の多孔質
要素の使用によってダイアフラムの両面に流体圧を均一
に分布させる2ないし6本のチューブを組み込んだダイ
アフラム型の流体圧トランスジューサを提供することを
目的とする。本発明は、極めて密圧な地層に設置されて
も優れた測定精度を保持する細孔圧トランスジューサを
提供するものであり、また、弁の作動に要するダイアフ
ラム変位の最小な細孔圧測定装置に特に適したダイアフ
ラム型弁機構を提供するものでもある。
極めて優れた流体圧トランスジューサ全提供することで
ある。本発明はまた零点でまたはその近傍でのダイアフ
ラムの変位が最小限にされたダイアフラム型の流体圧訃
ランスジューサを提供することを目的とする。本発明は
また製作経費がそれほど高くなく過酷な設置区域にあっ
ても長期使用に耐え得る流体圧トランスジューサを提供
することを目的とする。さらに、本発明は複数の多孔質
要素の使用によってダイアフラムの両面に流体圧を均一
に分布させる2ないし6本のチューブを組み込んだダイ
アフラム型の流体圧トランスジューサを提供することを
目的とする。本発明は、極めて密圧な地層に設置されて
も優れた測定精度を保持する細孔圧トランスジューサを
提供するものであり、また、弁の作動に要するダイアフ
ラム変位の最小な細孔圧測定装置に特に適したダイアフ
ラム型弁機構を提供するものでもある。
以下本発明の実施例に関する添付図に従って詳述する。
図示のトランスジューサは細孔圧測定に好適なものであ
る。しかし本発明は広く有用な用途をもち得るものであ
ることは言うまでもない。
る。しかし本発明は広く有用な用途をもち得るものであ
ることは言うまでもない。
すなわちタンク内で深さを測定したシバイブ内に装着し
て例えばオリフィス板のいずれかの側で圧力降下を測定
しこれを流量に変換することなどである。構成寸法また
は構成材料が与えられると、多くの適当な等測的寸法ま
たは材料がち9得ることは了解される筈である。上部ま
たは下部及び端縁または中心などの用語は相対的なもの
でありトランスジューサの用いられる位置による記述の
便宜から付せられるものである。
て例えばオリフィス板のいずれかの側で圧力降下を測定
しこれを流量に変換することなどである。構成寸法また
は構成材料が与えられると、多くの適当な等測的寸法ま
たは材料がち9得ることは了解される筈である。上部ま
たは下部及び端縁または中心などの用語は相対的なもの
でありトランスジューサの用いられる位置による記述の
便宜から付せられるものである。
細孔圧測定に用いられるトランスジユーザの好適例は本
体部材2を有してなる。これは下方部分乙に入れ子嵌め
するように加工された上方部分4を有している。これら
画部分の間に薄い比較的撓みやすいダイアフラム8が装
定されこれら画部分の間の流体シールを形成している。
体部材2を有してなる。これは下方部分乙に入れ子嵌め
するように加工された上方部分4を有している。これら
画部分の間に薄い比較的撓みやすいダイアフラム8が装
定されこれら画部分の間の流体シールを形成している。
本体部材の画部分は使用環境にさらされて耐腐食性の材
料で作られる。これは真鋳、ステンレス鋼や、アクリロ
ニトリループタゾエンースチレン、ナイロン、ポリオレ
フィン、ポリ塩化ビニル等のプラスチック材料であって
よい。ダイアフラムは金属または高分子材料のどちらで
作られてもよい。使用環境によっては、ステンレス鋼、
チタン、タンタルその他の耐腐食性金属材料を選択する
ことができる。
料で作られる。これは真鋳、ステンレス鋼や、アクリロ
ニトリループタゾエンースチレン、ナイロン、ポリオレ
フィン、ポリ塩化ビニル等のプラスチック材料であって
よい。ダイアフラムは金属または高分子材料のどちらで
作られてもよい。使用環境によっては、ステンレス鋼、
チタン、タンタルその他の耐腐食性金属材料を選択する
ことができる。
要求のそれほど厳しくない設置条件下では、ブナNゴム
、ヒドン、テフロン等の弾性材料を用いることが適して
いる。シナNゴムは地下で用いられて疲労や劣化が少な
く長期の耐久性をそなえた優上記の上方部分4には6本
のダクトか内設される。ダクト10は制御流体入口とし
てはたらく。
、ヒドン、テフロン等の弾性材料を用いることが適して
いる。シナNゴムは地下で用いられて疲労や劣化が少な
く長期の耐久性をそなえた優上記の上方部分4には6本
のダクトか内設される。ダクト10は制御流体入口とし
てはたらく。
ダクト12は制御流体の出口または換気ダクトとしてさ
らにダクト14は圧力指示計器などのセンサーに連通す
る。流体出口ダクト12は金属製出口チューブ16とし
て本体部材内に終端している。
らにダクト14は圧力指示計器などのセンサーに連通す
る。流体出口ダクト12は金属製出口チューブ16とし
て本体部材内に終端している。
制御流体入口ダクト10は後述する理由で終端部の絞り
18を設けるとよい。上記の3本の内股ダクトは小径の
チューブ20,22.24に連通したうえで制御ステー
ションに結ばれている。細孔圧トランスジューサの場合
、トランスジユーザから制御ステーション丑での距離は
1000メートルを越えることがある。
18を設けるとよい。上記の3本の内股ダクトは小径の
チューブ20,22.24に連通したうえで制御ステー
ションに結ばれている。細孔圧トランスジューサの場合
、トランスジユーザから制御ステーション丑での距離は
1000メートルを越えることがある。
出口ダイト12の金属製出口チューブ16は多孔質要素
26を通過する。この多孔質要素はその端縁表面が事実
上平面的でありまたダイアフラムに平行な平面内にある
ことが推奨される。出口チューブ16は多孔質要素の少
なくとも端縁表面にまで延びている。多孔質要素は本発
明にあって極めて重要な要素をなしている。これはダイ
アフラム8の第1のまfcは上部の表面に制御流体を均
一に伝達させるはたらきをする。このことは、従来の装
置では同様の機能を制御圧力をダイアフラムのごく小部
分にのみ伝達させるか可動部分を多く設けて複雑な内部
構造にしないとこの目的を達成できなかったので、顕著
外改善であると言える。
26を通過する。この多孔質要素はその端縁表面が事実
上平面的でありまたダイアフラムに平行な平面内にある
ことが推奨される。出口チューブ16は多孔質要素の少
なくとも端縁表面にまで延びている。多孔質要素は本発
明にあって極めて重要な要素をなしている。これはダイ
アフラム8の第1のまfcは上部の表面に制御流体を均
一に伝達させるはたらきをする。このことは、従来の装
置では同様の機能を制御圧力をダイアフラムのごく小部
分にのみ伝達させるか可動部分を多く設けて複雑な内部
構造にしないとこの目的を達成できなかったので、顕著
外改善であると言える。
本発明の好適な実施例にあっては第2の多孔質要素28
が第1の多孔質要素の真下に設けられる。
が第1の多孔質要素の真下に設けられる。
この第2の多孔質要素は少なくとも二つの主な機能をも
つ。第1の機能はダイアフラムを支持し制御側に高い圧
力が加わった時不当な変位が生ずるのを防ぐことである
。下部の多孔質要素の第2の機能はさらに重要なもので
ある。上部多孔質要素と下部多孔質要素との間に規定さ
れる容積空間29はダイアフラムの最大変位量を規制す
る。この空間は両要素を十分に近づけて制御点または零
点でのダイアフラムの変位が極めて小さいものとなるよ
うにされ得る。上部多孔質要素26と同様に、下部多孔
質要素はダイアフラム8の下面に加わる環境内の流体圧
を均一に分布させるはたらきをする。筒長孔質要素は焼
結金属、プラスチック、セラミック、ガラスで製作する
と好都合である。
つ。第1の機能はダイアフラムを支持し制御側に高い圧
力が加わった時不当な変位が生ずるのを防ぐことである
。下部の多孔質要素の第2の機能はさらに重要なもので
ある。上部多孔質要素と下部多孔質要素との間に規定さ
れる容積空間29はダイアフラムの最大変位量を規制す
る。この空間は両要素を十分に近づけて制御点または零
点でのダイアフラムの変位が極めて小さいものとなるよ
うにされ得る。上部多孔質要素26と同様に、下部多孔
質要素はダイアフラム8の下面に加わる環境内の流体圧
を均一に分布させるはたらきをする。筒長孔質要素は焼
結金属、プラスチック、セラミック、ガラスで製作する
と好都合である。
焼結ステンレス鋼は最も多くの用途に向くものと言える
。多孔質要素はさらにフィルターとしてはたらきダイア
フラムの動きを妨げたり損傷させる異物の侵入を防止す
る。こうした多孔質要素は小形のディスクとして作製さ
れるのが好都合であるが形状には特段の制約はない。流
体出口ダクト12の金属製出口チューブ16は上部多孔
質要素26の中心軸線に沿って組み込まれている。好適
例では、第6図及び第5図でよく見える開孔62は金属
製出口チューブ16のまわジに隙間を有しこれによりこ
のチューブの端部近傍においてガス圧力金光全に均一な
らしめる。下方の本体部材6の腔孔60は周囲の被測定
環境と下部多孔質要素28との間を連通ずる。上記の筒
長孔質要素は上方の本体部材4及び下方の本体部材6の
機械仕上。
。多孔質要素はさらにフィルターとしてはたらきダイア
フラムの動きを妨げたり損傷させる異物の侵入を防止す
る。こうした多孔質要素は小形のディスクとして作製さ
れるのが好都合であるが形状には特段の制約はない。流
体出口ダクト12の金属製出口チューブ16は上部多孔
質要素26の中心軸線に沿って組み込まれている。好適
例では、第6図及び第5図でよく見える開孔62は金属
製出口チューブ16のまわジに隙間を有しこれによりこ
のチューブの端部近傍においてガス圧力金光全に均一な
らしめる。下方の本体部材6の腔孔60は周囲の被測定
環境と下部多孔質要素28との間を連通ずる。上記の筒
長孔質要素は上方の本体部材4及び下方の本体部材6の
機械仕上。
げされた肩部に設置される。図示の如く、ダイアン2ム
が弾性材料であると、上部の多孔質要素26でダイアフ
ラムを僅かに変位させることにより軽く緊張しておくこ
とができる。
が弾性材料であると、上部の多孔質要素26でダイアフ
ラムを僅かに変位させることにより軽く緊張しておくこ
とができる。
本発明の構成によれば出口チューブ16の開端からダイ
アフラム8を動かすのに要する圧力は極めて低いものと
なる。このことは極めて高い感度を与える。
アフラム8を動かすのに要する圧力は極めて低いものと
なる。このことは極めて高い感度を与える。
出口チューブ16の直径は比較的小さくするのが車重し
い。流体の供給管路及び出口管路は通常強度の機械的使
用状況に耐久するとともに腐食にも十分耐え得るナイロ
ン等のプラスチック製チューブで作られる。
い。流体の供給管路及び出口管路は通常強度の機械的使
用状況に耐久するとともに腐食にも十分耐え得るナイロ
ン等のプラスチック製チューブで作られる。
製作例を地下の細孔圧測定において優れた性能を示す装
置について挙げる。本体部材は最大径が25.4+=m
全長37.8 amのポリ塩化ビニルで作られた。トラ
ンスジューサと地上ステーションとを結ぶチューブはナ
イロン製としその外径が約1.7誦、内径は0.8 v
nであった。内股のダク)10,12゜14は直径が約
1.7咽である。このチューブはエポキシ樹脂で本体部
分4に固設される。この時の接着材料は適宜のものでよ
い。上下の本体部分も接着して永久構造にしである。出
口チューブ16はステンレス鋼製の注射針の細管で形作
られその外径は約0.71mm (0,028インチ)
、内径が0.33mm (0,013インチ)である。
置について挙げる。本体部材は最大径が25.4+=m
全長37.8 amのポリ塩化ビニルで作られた。トラ
ンスジューサと地上ステーションとを結ぶチューブはナ
イロン製としその外径が約1.7誦、内径は0.8 v
nであった。内股のダク)10,12゜14は直径が約
1.7咽である。このチューブはエポキシ樹脂で本体部
分4に固設される。この時の接着材料は適宜のものでよ
い。上下の本体部分も接着して永久構造にしである。出
口チューブ16はステンレス鋼製の注射針の細管で形作
られその外径は約0.71mm (0,028インチ)
、内径が0.33mm (0,013インチ)である。
細孔圧の測定に好適な範囲では内径は0.25ないし0
.5咽(0,010ないし0.020インチ)である。
.5咽(0,010ないし0.020インチ)である。
多孔質要素は焼結タイプの316ステンレス鋼製であり
その直径は11.1mm (0,44インチ)、厚さ1
65■(0,064インチ)である。1損上の多孔質孔
径は50ミクロンである。2枚のディスクの間の空隙は
約0.96mmである。ダイアフラム8はブナNゴムで
作゛られ厚みは0.68■(0,015インチ)である
。ダイアフラムの最大排気容積は56mm3Tなわち0
.06ccKすぎない。常用のダイアフラムの排気容積
はほぼ0.02cc 程度である。トランスジューサが
外部環境に連通される開孔30は直径が約5咽である。
その直径は11.1mm (0,44インチ)、厚さ1
65■(0,064インチ)である。1損上の多孔質孔
径は50ミクロンである。2枚のディスクの間の空隙は
約0.96mmである。ダイアフラム8はブナNゴムで
作゛られ厚みは0.68■(0,015インチ)である
。ダイアフラムの最大排気容積は56mm3Tなわち0
.06ccKすぎない。常用のダイアフラムの排気容積
はほぼ0.02cc 程度である。トランスジューサが
外部環境に連通される開孔30は直径が約5咽である。
制御流体入口ダクト10内に絞υ部分18を設ける目的
について述べる。ダイアフラム8にか\る圧力が周囲流
体圧にうちかつ点まで上昇すると供給チューブ20を下
向きに気体が流れるとともにデージチューブ24内を上
向きに流れてディスク26の部位の圧力を感知し得る。
について述べる。ダイアフラム8にか\る圧力が周囲流
体圧にうちかつ点まで上昇すると供給チューブ20を下
向きに気体が流れるとともにデージチューブ24内を上
向きに流れてディスク26の部位の圧力を感知し得る。
この圧力が零点に到達しこの時点でダイアフラムが換気
ダクトの出口チューブ16の開端から離れるように変位
すると、気体は換気管路から逃げ始める。こうして圧力
降下及び振動またはサイクル作用が生ずるとダイアフラ
ムは出口チューブ16の開口を反覆して開閉する。この
振動またはサイクル作用は実験的に寸法を定めた絞vi
s’を用いてトランスジューサに流入する気体容積を制
限するかまたは使用する換気チューブ16の径を小さく
することによって克服することができる。
ダクトの出口チューブ16の開端から離れるように変位
すると、気体は換気管路から逃げ始める。こうして圧力
降下及び振動またはサイクル作用が生ずるとダイアフラ
ムは出口チューブ16の開口を反覆して開閉する。この
振動またはサイクル作用は実験的に寸法を定めた絞vi
s’を用いてトランスジューサに流入する気体容積を制
限するかまたは使用する換気チューブ16の径を小さく
することによって克服することができる。
以上に述べた構成及び機能はチューブが6本のトランス
ジューサに関連したものであるが、多孔質要素が1個で
も2個の場合でもチューブが2本のタイプのトランスジ
ューサについても有益であることは明白である。従って
最終的に要求される精度がそれほど高いものでなければ
、デージダクト14及びゲージチューブ24は省略する
ことができる。圧力の値は入口圧力を流体が換気チュー
ブ22′f1:通じて流れ始めた時に測定することによ
って決定される。
ジューサに関連したものであるが、多孔質要素が1個で
も2個の場合でもチューブが2本のタイプのトランスジ
ューサについても有益であることは明白である。従って
最終的に要求される精度がそれほど高いものでなければ
、デージダクト14及びゲージチューブ24は省略する
ことができる。圧力の値は入口圧力を流体が換気チュー
ブ22′f1:通じて流れ始めた時に測定することによ
って決定される。
図示した装置の動作方式としてはダイアフラムが第2図
に示す形状であるとして流体入口ダクト10を通じて装
置を過圧状態にするものがある。
に示す形状であるとして流体入口ダクト10を通じて装
置を過圧状態にするものがある。
流体入口ダクト10から供給される流体圧を次で遮断す
るとともに出口チューブ16を流れることによって装置
内圧力を低下させる。この圧力がダイアフラムの両側で
等しくなるとこのダイアフラムはディスク26及び出口
チューブ16の端部に向かって動きこうしてこの部位を
通る流れを閉結し停止させる。圧力はダイアフラム8の
下側の流体圧の指示値としてダクト10または14のい
ずれかで測定することができる。
るとともに出口チューブ16を流れることによって装置
内圧力を低下させる。この圧力がダイアフラムの両側で
等しくなるとこのダイアフラムはディスク26及び出口
チューブ16の端部に向かって動きこうしてこの部位を
通る流れを閉結し停止させる。圧力はダイアフラム8の
下側の流体圧の指示値としてダクト10または14のい
ずれかで測定することができる。
第6図は異型例を示す。この例では押し棒64に電気的
スイッチ66が付設されこれがダイアフラムの両面で圧
力が平衡した時の零点を示すはたらきをする。押し棒6
4はダイアフラム8の動きにより作動される。上記零点
における圧力はまたf−r−−−rk2本もつタイプの
トランスジューサのようにゲージチューブを用いても読
取ることができる。
スイッチ66が付設されこれがダイアフラムの両面で圧
力が平衡した時の零点を示すはたらきをする。押し棒6
4はダイアフラム8の動きにより作動される。上記零点
における圧力はまたf−r−−−rk2本もつタイプの
トランスジューサのようにゲージチューブを用いても読
取ることができる。
第1図は本発明による流体圧トランスジューサの縦断面
図、第2図は第1図の部分破断図で出口チューブから流
体が流出し得る開位置におけるダイアフラムを示し、第
6図は第1図の線6−3より切取って見た横断面図、第
4図は第1図の線4−4に沿って切取って見た横断面図
、第5図は出口チューブの領域における好適例の詳細な
縦断面図、第6図は零点指示器として電気的スイッチを
組み入れた第5図と同様な破断された縦断面図である。 2・・・・・・本体部材、26・・・・・・多孔質要素
、10・・・制御流体入口手段、8・・・・・・ダイア
フラム、12・・・流体出口手段。 手 続 補 正 書 昭和n年7月 5日 1、事件の表示 昭和賞年特許願第 20A214r号 2、発明の名称 ブ1条俤fgh”pン又ジ゛エーヅ ろ補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 L ’4!+・ ス(クープ・インチ゛イケーター p
7ハ0ニー4、代理人 5補正の対象
図、第2図は第1図の部分破断図で出口チューブから流
体が流出し得る開位置におけるダイアフラムを示し、第
6図は第1図の線6−3より切取って見た横断面図、第
4図は第1図の線4−4に沿って切取って見た横断面図
、第5図は出口チューブの領域における好適例の詳細な
縦断面図、第6図は零点指示器として電気的スイッチを
組み入れた第5図と同様な破断された縦断面図である。 2・・・・・・本体部材、26・・・・・・多孔質要素
、10・・・制御流体入口手段、8・・・・・・ダイア
フラム、12・・・流体出口手段。 手 続 補 正 書 昭和n年7月 5日 1、事件の表示 昭和賞年特許願第 20A214r号 2、発明の名称 ブ1条俤fgh”pン又ジ゛エーヅ ろ補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 L ’4!+・ ス(クープ・インチ゛イケーター p
7ハ0ニー4、代理人 5補正の対象
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、多孔質要素を収設する本体部材;前記多孔質要素と
連通ずる制御流体Δ口手段;第1及び第2の表面が前記
多孔質要素の近傍にあり、前記多孔質要素及び制御流体
入口手段と被測定圧力流体との間の流体密な障壁をなす
ことに、r、ジ制御流体が前記流体入口手段及び多孔質
要素を透過して前記第1の表面に均一な圧力を供与し得
るようにしてなる薄いダイアフラム;並びに、前記ダイ
アフラムと関連して、前記制御流体圧が前記ダイアフラ
ムの前記第2の表面に生せしめる流体圧に等しいかこれ
を越える時ダイアフラムの運動を感知するための検知手
段:を特徴とする流体圧トランスジューサ。 2、特許請求の範囲1記載の流体圧トランスジューサに
おいて、前記ダイアフラムの第2の表面近傍に第2の多
孔質要素を配置し、該第2の多孔質要素が前記ダイアフ
ラムの第2の表面に周囲流体圧を均一に伝達しつつダイ
アフラムの移動を規制するはたらきをなす前記トランス
ジューサ。 3、特許請求の範囲2記載の流体圧トランスジューサに
おいて、前記両多孔質要素は前記ダイアフラムに隣接す
るほぼ平行な平面を有してなる前記トランスジューサ。 4、特許請求の範囲1記載の流体圧トランスジューサに
おいて、前記検知手段は前記ダイアフラムの対向両面の
圧力が等しい時の零点で前記制御流体圧を測定する前記
トランスジューサ。 5、特許請求の範囲1記載の流体圧トランスジユーザに
おいて、前記検知手段は前記ダイアフラムの対向両面の
圧力が等しい時の零点で前記ダイアフラムにより開閉さ
れる電気的スイッチである前記トランスジューサ。 6 特許請求の範囲1記載の流体圧トランスジューサに
おいて、前記ダイアフラムに露出された前記多孔質要素
の面積は前記ダイアフラムの面積に事実上等しい前記ト
ランスジューサ。 7、特許請求の範囲2記載の流体圧トランスジューサに
おいて、前記ダイアフラムに露出される各多孔質要素の
面積は前記ダイアフラムの面積に事実上等しい前記トラ
ンスジューサ。 8 はぼ平面状の端縁面を有する多孔質要素を収設した
本体部材;前記多孔質要素と連通ずる制御流体入口手段
;前記多孔質要素を貫通し事実上前記端縁面に延在する
とともに、前記端縁面にほぼ平行な平面内に開端を有す
る円筒状の制御流体出口手段;並びに、前記多孔質要素
の前記端縁面に近接し該端縁面に事実上平行に配置され
た第1の表面を有するダイアフラムであって、前記本体
部材内にあって前記多孔質要素及び制御流体入口手段と
被測定圧力流体との間の流体密な障壁としてはたらき、
周囲流体圧に露呈された時前記流体出口手段の開端全閉
じるように通常接触せしめられており、かくして前記流
体入口手段及び多孔質要素を制御流体が透過してくると
前記ダイアフラムの第1の表面に背圧を印加し該背圧が
前記周囲流体圧を越えると前記ダイアフラムを動がしこ
れと前記流体出口手段の開端との接触を断つようにして
なる薄いダイアフラム:を特徴とする流体圧トランスジ
ューサ。 9、特許請求の範囲8記載の流体圧トランスジューサに
おいて、前記多孔質要素に連通ずるデージ圧チューブ手
段をさらに含む前記トランスジューサ。 10、特許請求の範囲9記載の流体圧トランスジューサ
において、前記ダイアフラムの第2の表面に近接して第
2の多孔質要素が配置され、該第2の多孔質要素は前記
ダイアフラムの第2の表面に周囲流体圧を均一に伝達し
つつダイアフラムの動きを規制するはたらきをなす前記
トランスジューサ。 11、特許請求の範囲10記載の流体圧トランスジュー
サにおいて、前記肉条孔質要素は焼結金属、ガラス、セ
ラミック材料で形成してなる前記トランスジューサ。 12、特許請求の範囲8記載の流体圧トランスジューサ
において、前記円筒状の流体出口手段は前記多孔質要素
の端縁面から張り出している前記トランスジューサ。 13、特許請求の範囲12記載の流体圧トランスジュー
サにおいて、前記多孔質要素に連通ずるデージ圧チュー
ブ手段をさらに含む前記トランスジューサ。 14、特許請求の範囲16記載の流体圧トランスジュー
サにおいて、前記ダイアフラムの第2の表面近傍に第2
の多孔質要素を配置し、該第2の多孔質要素が前記ダイ
アフラムの第2の表面に周囲流体圧を均一に伝達しつつ
ダイアフラムの動きを規制するはたらきをする前記トラ
ンスジューサ。 15、特許請求の範囲8記載の流体圧トランスジューサ
において、前記制御流体入口手段は前記多孔質要素に近
接する部位で絞りが設けられ、これにより背圧と周囲流
体圧とが等しい時の制御点の近傍で制御流体の流速を制
限するとともにダイアフラムの揺動を低減せしめてなる
前記トランスジューサ。 16、特許請求の範囲8記載の流体圧トランスジューサ
において、前記多孔質要素はディスク状をなし前記円筒
状の流体出口手段が貫通する開孔が開設され、該開孔の
直径は前記制御流体出口手段よりも大きくして両者の間
に空隙を生ぜしめた前記トランスジューサ。 17、 特許請求の範囲16記載の流体圧トランスジ
ューサにおいて、前記円筒状の流体圧出口手段は前記多
孔質要素の端縁面から張り出している前記トランスジュ
ーサ。 18、特許請求の範囲17記載の流体圧トランスジュー
サにおいて、前記多孔質要素に連通ずるデージ圧チュー
ブ手段をさらに含む前記トランスジューサ。 19 特許請求の範囲18記載の流体圧トランスジュ
ーサにおいて、前記ダイアフラムの第2の表面に近接し
て第2の多孔質要素を配置し、該第2の多孔質要素が前
記ダイアフラムの第2の表面に周囲流体圧を均一に伝達
しつつダイアフラムの動きを規制するはたらき金する前
記トランスジューサ。 2、特許請求の範囲16記載の流体圧トランスジューサ
において、前記制御流体入口手段は前記多孔質要素に近
接する部位で絞りが設けられ、これにより背圧と周囲流
体圧とが等しい時の制御島の近傍で制御流体の流速を制
限するとともにダイアンラムの揺動を低減せしめてなる
前記トランスシュ〜す。 2、特許請求の範囲2o記載の流体圧トランスジューサ
において、前記多孔質要素に連通したケゞ−ゾ圧チュー
ブ手段をさらに合む前記トランスジューサ。 2、特許請求の範囲21記載の流体圧トランスジューサ
において、前記ダイアフラムの第2の表面に近接して第
2の多孔質要素を配置し、該第2の多孔質要素は前記ダ
イアフラムの第2の表面に周囲流体圧を均一に伝達しつ
つダイアフラムの動きを規制するはたらきをする前記ト
ランスジューサ。 2、特許請求の範囲8記載の流体圧トランスジューサに
おいて、前記ダイアフラムの第2の表面に近接して第2
の多孔質要素を配置し、該第2の多孔質要素は前記ダイ
アフラムの第2の表面に周囲流体圧を均一に伝達しつつ
ダイアフラムの動きを規制するはたらきをする前記トラ
ンスジューサ。 24、ダイアフラムの制御側に均一に制御圧を分布せし
めるように前記制御側に第1の多孔質要素を設けること
;前記ダイアフラムの検知側に被測定流体圧を均一に分
布せしめるように前記ダイアフラムの検知側に第2の多
孔質要素を設けること;前記制御側の圧力と前記被測定
流体圧とが等化したことを示す零点に到達した時遠隔指
示器に電気的信号を送信する前記ダイアフラムに連結し
てなる検知手段を設けること;並びに、前記肉条孔質要
素を予め定められた距離だけ離隔して前記ダイアフラム
の最大変[−規定及び規制すること:を特徴とするダイ
アフラムの一方の側が被測定流体圧にまた他方の側が制
御、流体圧に露呈される零点型ダイアフラム式流体圧ト
ランスゾユーサにおけるダイアフラムの動きを規制する
方法。 2、特許請求の範囲24記載の方法において、前記ダイ
アフラムに隣接した前記肉条孔質要素の部分をほぼ平面
状の表面にすることを含む前記方法。 2、特許請求の範囲25記載の方法において、前記肉条
孔質要素は焼結金属、プラスチック1、ガラス、セラミ
ック材料で形成されている前記方法。 2、特許請求の範囲24記載の方法において、前記検知
手段は前記ダイアフラムの作用により開閉される弁であ
る前記方法。 2、特許請求の範囲24記載の方法において、前記検知
手段は前記ダイアフラムによって開閉される電気的スイ
ッチである前記方法。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/438,594 US4517842A (en) | 1982-11-02 | 1982-11-02 | Fluid pressure transducer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59150319A true JPS59150319A (ja) | 1984-08-28 |
Family
ID=23741249
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58206845A Pending JPS59150319A (ja) | 1982-11-02 | 1983-11-02 | 流体圧トランスジュ−サ |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4517842A (ja) |
JP (1) | JPS59150319A (ja) |
CA (1) | CA1195526A (ja) |
GB (1) | GB2130375B (ja) |
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JP2019219316A (ja) * | 2018-06-21 | 2019-12-26 | 和興フィルタテクノロジー株式会社 | フィルタ差圧検出装置 |
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