JPS5937715Y2 - 圧力計 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、圧力（差圧を含む）を直接又は力に変換して
振動子に与え、この振動子の固有振動数から圧力を測定
するような構成の圧力計に関するものである。

従来のこの種の圧力計として第１図に示すものがある。

この圧力計は、円筒容器でなる振動子Ａを、励振用コ１
ルＣおよび検出用コイルＤを利用して、振動させるもの
である。

このときの振動子Ａの振動数は、振動子Ａの内側と外側
の圧力差に対応した大きさとなる。

この従来装置においては、励振コイルＣ１検出コイルＤ
を支えているボディＢに振動エネルギーの一部が吸収さ
れたり、外部振動が流入したりして、振動子Ａの見かげ
上のＱが低下している。

これは、振動り腹の部分を加振しているためで、たとえ
ば円筒振動子Ａからの反力はボディＢに伝わり、固定部
より外部にエネルギーが流出してしまう。

また、駆動コイルＣに流れる電流の振幅や検出コイルＤ
に流れているバイアス電流の変化によって、振動子Ａの
固有振動数がかｋり変化するという問題がある。

さらに、振動子Ａの材質として非磁性の高耐食材料を用
いることができないという問題もある。

本考案の目的は、上記各問題を解決し、Ｑが高く高精度
の圧力測定が可能な圧力計を提供することにある。

以下図面を用いて本考案を詳細に説明する。

第２図は本考案に係る圧力計の一実施例を示す平面図、
第３図は第２図のＸＸ′断面図である。

この第２図および第３図において、１は段部１１を有す
る段付容器からなる振動子である。

この振動子１には中心軸にそってあげられた穴１２によ
って、薄肉パイプ部１３および厚肉パイプ部１４が形成
されている。

厚肉バイブ部１４外周部の段部１１側には平面１５，１
６が設けられ、この平面１５，１６によって薄肉部分１
７．１８が形成される。

したがって、厚内パイプ部１４の薄肉部分１７．１８側
に、薄肉パイプ部１３が配置されることにｋる。

２，３は、それぞれ振動子１の平面１５，１６（薄肉部
分１７．１８）に取付けられた励振用圧電素子、検出用
圧電素子である。

４はポティ、６は振動子１とボディ４とを結合するボル
トである。

ボディ４には、振動子１内に通ずる圧力導入口４１が設
けられている。

この実施例においては、圧力導入口４１から振動子１内
に測定すべき圧力を導く。

そして、振動子１がその固有振動数で振動するように、
励振用検出用の各圧電素子２，３が発振回路（図示せず
）に接続される。

このとき、振動子１の振動数ｆは次式を満足する。

ただし、 α：定数 Ｐｏ：振動子１外部の圧力 Ｐｉ：振動子１内部の圧力 ｆｏ ： Ｐ １＝Ｐｏにおける振動子１の固有振動数
したがって、ｆｏおよびαをあらかじめ求めておくこと
により、振動数ｆから圧力（Ｐｉ−Ｐｏ）求めることが
できる。

振動子１外部を真空に保てば圧力（Ｐｉ−Ｐｏ）は絶対
圧となる。

第４図は本考案に係る圧力計の他の実施例を示す断面図
である（第２図および第３図と同一部分には同一符号を
付して説明を省略する）。

この実施例と第２図および第３図の実施例との相違は、
振動子１の外側に、密刺室を作るためのキャップ７を振
動子１の厚肉パイプ部１４に溶接するとともに、圧電素
子２，３との電気的接続を、厚内パイプ部１４に接着固
定されたノ・−メチツクシート部を介して行うように構
成した点にある。

このように構成すれば、圧力Ｐｏとして種々の１直を与
えることができる。

上記の各実施例では、外周部に平面１５，１６を設げて
いるので、圧電素子の接着が容易である。

また平面１５ｔ１６を設げることにより、厚肉パイプ部
に部分的に薄肉部を形成している。

厚内パイプは剛性が高いため歪みが伝わりにくいが、平
面１５．１６によって形成された薄肉部分１７゜１８は
柔らかいので歪みが伝わりやすい。

この結果、励振・検出が容易となり、挿入損失も小さく
することができる。

第３図の点線は振動子１の振動パターンを示している。

Ｅは振動の腹、Ｆ、Ｇは振動の節となる部分である。

励振用圧電素子２は振動の節の部分Ｇを励振しているの
で、振動の腹の部分を励振する従来の方法に比べ、エネ
ルギーが逃げにくくなり、その結果Ｑが高くなる。

（参考；水弁・近野「電子回路素子としての電気・機械
振動子とその応用」コロナ社） また電磁力で駆動するものでないから、バイアス磁界の
変動による問題が生じない。

さらに、振動子１の材質はどんなものでもよく、非磁性
の高耐食材料も使用できる。

なお、圧電素子を駆動素子、振動検出素子として用いた
場合を示したが、他の素子（手段）であっても良い。

特に振動検出に関しては、たとえば、振動の腹の部分の
変化を静電容量変化を利用して検出するようにしても良
い。

、また、駆動素子、振動検出素子を各々１個用いた例を
示したが、複数個用いて、振動子１に複数の振動モード
が混合した振動を生じさせるように構成することも可能
である。

以上説明したように、′本考案によれば、Ｑが高く高精
度の圧力測定が可能な圧力計を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のこの種の圧力計を示す構ｅ、（断面）図
、第２図は本考案に係る圧力計の←実施例を示す断面図
、第３図は第２図のＸＸ′断面図、第４図は本考案に係
る圧力計の他の実施例を示す断面図である。 １・・・・・振動子、１３・・・・・・薄肉パイプ部、
１４・・・・・・厚肉パイプ部、１５，１６・・・・・
・平面、１７，１８・・・・・・薄肉部、２，３・・・
・・・圧電素子、４・・・・・・ボディ、５・・・・・
・Ｏリング、６・・・・・・ボルト、７・・・・・・キ
ャップ。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）圧力を振動子に与え、この振動子の固有振動数か
   ら圧力を測定するような構成の圧力計にお９・て、外周
   部に設けられた平面により薄肉部分が形成された厚内パ
   イプ部と、この厚内パイプ部の前記薄肉部分側に配置さ
   れた薄肉パイプ部とから、段付容器状の振動子を構成し
   、この振動子の前記平面に駆動素子を取けげるようにし
   た圧力計。
2. （２）厚内パイプ部として、外周部に設けた複数の平面
   により複数の薄肉部分が形成されたものを用い、この厚
   肉パイプ部の平面に駆動素子だけでなく振動検出素子を
   も取付けるようにしたことを特徴とする実用新案登録請
   求の範囲第１項記載の圧力計。