JPS5963537A - 圧電センサ - Google Patents

圧電センサ

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JPS5963537A
JPS5963537A JP57173250A JP17325082A JPS5963537A JP S5963537 A JPS5963537 A JP S5963537A JP 57173250 A JP57173250 A JP 57173250A JP 17325082 A JP17325082 A JP 17325082A JP S5963537 A JPS5963537 A JP S5963537A
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JP
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electrode
piezoelectric sensor
piezoelectric element
piezoelectric
highly insulating
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Naomoto Matsubara
松原 直基
Hideo Numata
沼田 秀夫
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Oval Kiki Kogyo KK
Oval Engineering Co Ltd
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Oval Kiki Kogyo KK
Oval Engineering Co Ltd
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00Measuring force or stress, in general
    • G01L1/16Measuring force or stress, in general using properties of piezoelectric devices
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/20Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow
    • G01F1/32Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters
    • G01F1/325Means for detecting quantities used as proxy variables for swirl
    • G01F1/3259Means for detecting quantities used as proxy variables for swirl for detecting fluid pressure oscillations
    • G01F1/3266Means for detecting quantities used as proxy variables for swirl for detecting fluid pressure oscillations by sensing mechanical vibrations
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/30Piezoelectric or electrostrictive devices with mechanical input and electrical output, e.g. functioning as generators or sensors
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は圧電センサに関する。
導電性の電極間に圧電素子を挾み、外力によって圧電素
子が応力変形するときに生じる電圧に基づい゛C上記外
力を検知する圧電センサは公知である。
而して、上記の如き圧電センサが裸のま−で使用される
ことは少なく、通常は、外力を受けて変形する検知部材
の内部にガラス等の封着材を介して埋設され、上記検知
部材と一体的に変形するようにし゛ご用いられる。然し
なから、上記封着材としてのガラス等は、高温になるに
つれその体積抵抗が低下−Jる傾向があり、そのため圧
電素子を挾む両電極間の抵抗値が低くなって出力が低下
し、測定精度も低下する。
本発明は、斜上の問題点を解決するためなされたもので
あり、その要旨とするところは、圧電センザの側面上に
露出した上記圧電素子の端面と、これに隣接する電極端
面の所望の幅の領域とを、l!¥i絶縁性材′!I4で
被覆することにある。このようにすると、圧電素子を挾
む両電極間は高抵抗□に保たれ、従って、温度変化に伴
う封着材の抵抗変化に影響されるこ七なく正確な測定が
なされるものである。
以下、図面により本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明に係る圧電センサの−・実施例において
高検か)性材料による被覆を施ず前の状セを示ず斜視図
、第2図は第1図中ll−11面に沿った断面図、第3
図は第1図中■−■面に沿った断面図、第4図は第1図
に示す圧電センサに高絶縁性オイ料による被覆を施した
本発明に係る圧電センサの一実施例を示すf11間、第
5図は第1図中V−■面に沿った断面図、第6回は第1
図中■−■面に沿った断面図、第7図は本発明に係る圧
電センサを渦流量針に使用した状態を示す断面図、第8
図は第7図に示す渦流量計に用いられた圧大量調整用間
座の一実施例を示す平面図、第9図は木兄センタのその
他の−・実施例を示す断面図である。
而して、第1図ないし第6図中、■はステンレス(JI
S 5US316)若しくはニッケル笠の金属で作製さ
れた中心電極、2及び3は中心電極1の両側面に互いに
対向して接合された圧電素子1.4及び5は圧電素子2
及び3のもう一方の側面に中心電極1とそれぞれ対向す
るよ・)接合されたステンレス(JIS 5US31G
)若しくはニッケル等の金属Ti極、6は金属電極4及
び5に形成された出力取出し口4′及び5′の間に掛は
渡して接合された電極棒取付金具、7及び8はそれぞれ
中心電極1及び電極枠取イき1金iJ、6に固着された
出力取出し用のステンレス(JIS 5US316)若
しくは封着合金等から成る電極棒である。
つ、この圧電センサに例えば第2図中矢符で示す方向へ
圧電センサを撓めるような外力が加わると、圧電素子2
及び3が湾曲変形し、中心電極1と金属型@4との間、
及び中心i′1極1と金属電極5との間に電圧が生じる
。電極4と電極5とは電極棒取付金具6により接続され
、中心電極1は圧電素子2及び3の双方の電極を兼ねる
と共に、圧電素子2及び3の極性が週明に配置されるご
とにより、電極棒7と8の間には圧電素子2または3が
1枚だけの場合に比べて2倍の電圧が得られるようにな
、っている。、 而して、このような圧電センサは、前記の如くその表面
全体が封着材でおおわれて所望の検知部材内に固着収納
されるものであるから、当該封着材の抵抗値が充分でな
い場合には、中心電極1の表面と金属電極40表面との
間、及び中心電極1の表面と金属電極5の表面との間の
封着材を通じて電流が漏洩し、電極棒7及び8間の出力
が低下してしまう。
そこで、本発明に係る圧電センーリ・においては、第4
図ないし第6図に示す如く、圧電センサの側面上に露出
した上記圧電素子2及び3の端面と、これに隣接する電
極1,4及び5の端面の所望の幅の領域とを、高絶縁性
材料9及び10によりそれぞれ!4L復するものである
。即ち、圧電素子2の端面と中心電極1及び電極4の圧
電素子2に隣接する領域とを高絶縁性材料9によって、
また、圧電素子3の端面と中心型ml及び電極5の圧電
素子3に隣接する領域とを高絶縁性材料1oによって、
それぞれ帯状にマスキングするものである。高絶縁性材
料の一例としては、セラミックス系のコーティング剤が
望ましい。このようにすると、圧電センサ全体を覆う封
着材の抵抗値が高嵩により低下しても、この封着材を通
して電極表面間で電流が漏洩することがなく、高感度且
つ高精度の測定が可能とダるものである。
なお、第4図ないし第6図に示す実茄例は、最小限の被
ff1flN域を示すものであり、圧電センサの表面を
これ以上にI!!!覆することは一向に差支えない。即
ち、圧電センサの表面全体を高絶縁性材料で被覆しても
よく、そのようにすれば圧電センサと検知部材との間の
玲縁抵抗が向上する。
而して、電極4及び5から出力を取り出すために、従来
は、電極4及び5の側面若しくは端面にリード線を金ペ
ースト等で熱溶着していたが、その場合、リード線が切
れ昌い詐りでなく、熱溶着の際に圧電センサとリード綿
をサポートする治具の構成が複雑となる等の難点があっ
た。これを改善するため、本発明においては板状の電極
4及び5の一部を突出させ′ζ電極と−・(イ・的に板
状の出力取出し口4)及び5′を形成しである。出力取
出し口4′及び5′の間に電極枠取(=J金具6が固着
され、これに電極棒8が取り付勢」られる。このように
すると、出力取出し口が切れることが75<、電極棒取
付金具6の熱78看も容易となり、更ζこζよ、圧電セ
ンサ全体を封着する陣に用いるプリフA−ムガラスの形
状も簡単になる等々のメリノ1が得られる。
次に、本発明に係る圧電センサの使用例を、渦流量計を
例にとって説明する。
被測定流体が流れる管路内に渦発生体°(ブラノフボデ
ィ)を設け、そのF流にカルマン渦列が生じる際に引き
起される上記渦発生体の振動数から流量を測定する渦流
量計は公知である。この渦発生体の振動数を検知するた
めのセンサとして不発明に係る圧電センづを利用するこ
とができる。
ff17図は、そのよ・)な渦流量計の一実施例を示し
ており、同図中、11はその内部を被測定流体が流れる
管路、12はネジ13.13によって上記管路11の管
壁に取り付けられその主体部が管路内に伸びる例えば三
角柱等の棒状の渦発生体(ブラノフボディ)、14は上
記渦発生体12の内腔12′内に挿入され、その外端の
フランジ部14′がネジ15.15により渦発生体12
の外端フランジ部12N′に固定されると共にその先端
部14“が渦発生体の内腔底部の圧入量12″内に圧入
されたカセットセンサ(検知部材)、16はカセットセ
ンサ14の内部?こガラス等の封肴材17によって固設
された例えば第4図に示す如き本発明に係る圧電センサ
、18はカセットセンサのフランジ部14′を渦発生体
のフランジ部12Mに固定する際両者間に介在せしめら
れるカム・ノドセンサ圧入is整用間座である。
而して、管路11内を流れる流体の流れによって渦発生
体I2の下流域には左右交互にカルマン渦列が発生し、
これに伴って渦発す休12が流れと略直角の方向I!1
1ち第7図中左右方向に振動する。然るときく31、渦
発生体の内腔12’中に挿入されたカセットヒソ→ノ1
4も葛の先☆trsが圧入11!: 12 ″′内に旺
め込ti1−こいるノ、〕め渦発生体12と共に泥勅し
、力cノドレンチ内部に一体的に旧宅され;’S、 L
1g電Q7す1Gも上記振動に対しt> L−で変形し
、七の振動数か電圧変化としζに出されるものである。
jl二人慴調整用間座1Bは、力士ット七ン′4J+4
を交1g1する場合等に、交換後のカセツトセンサの先
耀11圧入部14″か渦発41体の圧入量12“と良々
fに密着しくUるよう+−−を乙ために設りられている
カセットセンサを交換する場る、交1灸後の7Jセツト
セン4ノの先端が交換前のものと同−位恒゛に圧入され
ると、接触が不良となり、出力(1j F及びノーイス
発生の原因となる。反挨の際に力せノドセンサの先端圧
入部14″のり)径の人さメ五も(也゛と順ジ、交換す
る。Lうにしてもよいが、そのために1」、部品官理及
び交換u81数の記U等が必要となり、iD唯であζ。
そこで、第7図にボず実施汐すの如く圧入量@整用間座
18を取り付けておくと、力& 7 +センサ交換時に
この間座を前より曹いイ)のと交換するように1れば、
jJl′人量が前のとさelすω:くなるので上記の如
き間に9が解消される。、第8ぼけこの圧入m調整用間
座j8の平面図であり、同図中18’iJ沼7図中のカ
セットセンサ14が挿通さねる孔、18“。
18“はネジ+515が挿通される孔である。
第9図は、カセットセンサ14の先端圧入部14“を渦
発生体12の圧入量12“に圧入し易くするために、カ
ムノドセンサ14の先端圧入部14″に割り溝14′を
形成した実施例を示している。カセットセンサの先端圧
入部I4“の外径は圧入量12“に適度の圧着力をもっ
て嵌合されるよう極めて厳密に設定されなりれはならず
そのため高精度の加工がl・要とさねるが、第9図に示
す如く割り溝1411’を形成しておけば、圧入部I4
//の外径を圧入量12“の内径よりも幾分大きめにし
ておいても圧入時に圧入部14//が内側に湾曲するの
で、圧入が容易となり、圧入部14//の夕(径を#密
な積度で加工する必要がなくなる。割り溝14′’の方
向は特定するセ・要はない。なお、M7図に示したよう
な圧大量調整用間座を使用した流量針に、第9図に示し
たような割り溝を有するカセットセンサを用いることは
勿論自由である。
而して、第7図に示す如く、m霜センサ16をカセット
センサ12内にガラス等の封着材17によって封着して
用いるとき、本発明圧電センサにおいては第4図ないし
第6図に示す如くその圧電素子端たものにも)幅用可能
”ρあり センサの外形も:中形のものに限らず円!ん
状のものでもよく、従、て本発明はそれらIべての変更
実施例を包摂するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る圧電センサの−′j′、於;例に
11いてハI絶縁廿材料による被覆を旌1′前の状態を
第:3図 第 7 [ツ1

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)導電性の電極間に圧電素子を接合して成る圧電セン
    サにおいて、圧電センサの側面上に露出した上記圧電素
    子の端面と、これに隣接する電極端面の所望の幅の領域
    とを、高絶縁性材料で被覆したことを特徴とする圧電セ
    ンサ。 2)上記高絶縁性材料がセラミックス系のものである特
    許請求の範囲第1項記載の圧電センサ。 3)上記高絶縁性材料による被覆が上記圧電素子の端面
    に沿って所定の幅だけ帯状に施された特許請求の範囲第
    1項または第2項のうちいずれか1に記載の圧電センサ
    。 4)上記高絶縁性の被覆が圧電センサの表面全体に施さ
    れた特許請求の範囲第1項または第2項のうちいずれか
    1に記載の圧電センサ。 5)上記電極が板状の部材から成り、上記電極からの出
    力取出し口が上記板状の部材の一部を突出させて電極と
    一体的に板状に形成されたことを特徴とする特許請求の
    範囲第1項ないし第4項のうちいずれか1に記載の圧電
    センサ。
JP57173250A 1982-10-04 1982-10-04 圧電センサ Granted JPS5963537A (ja)

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US06/534,915 US4511819A (en) 1982-10-04 1983-09-22 Electrode connections for a piezoelectric sensor
KR1019830004528A KR890000690B1 (ko) 1982-10-04 1983-09-27 압전 센서(sensor)
CA000437654A CA1200117A (en) 1982-10-04 1983-09-27 Piezoelectric sensor
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100850644B1 (ko) * 2007-07-03 2008-08-07 한국과학기술연구원 압전액츄에이터를 이용한 파일롯밸브
CN106441665A (zh) * 2016-09-26 2017-02-22 郑州航空工业管理学院 基于压电石英晶片弯曲效应的弯矩测量方法及传感器
EP3844461B1 (en) * 2018-08-30 2023-07-19 Micro Motion, Inc. Non-invasive sensor for vortex flowmeter

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4996257A (ja) * 1972-12-19 1974-09-12

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2289954A (en) * 1942-01-08 1942-07-14 Brush Dev Co Leakage reducing means
US2483677A (en) * 1946-06-24 1949-10-04 Brush Dev Co Moistureproof piezoelectric crystal and method of making same
US2558563A (en) * 1948-10-29 1951-06-26 Gen Electric Piezoelectric strain gauge
FR1098774A (fr) * 1953-02-12 1955-08-22 Philips Nv élément piézo-électrique
GB739632A (en) * 1953-02-12 1955-11-02 Philips Electrical Ind Ltd Improvements in or relating to piezo-electric elements
US3054982A (en) * 1959-02-16 1962-09-18 Robert J Kieser Hydrostatic pressure transducer
US3031591A (en) * 1959-05-27 1962-04-24 Gen Electric Pressure measuring gage
US3509389A (en) * 1969-03-05 1970-04-28 Us Army Piezo-electric crystal construction
US3821747A (en) * 1973-04-23 1974-06-28 Atomic Energy Commission Recording system having piezoelectric stylus drive means
US4093883A (en) * 1975-06-23 1978-06-06 Yujiro Yamamoto Piezoelectric multimorph switches

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4996257A (ja) * 1972-12-19 1974-09-12

Also Published As

Publication number Publication date
EP0105483A2 (en) 1984-04-18
KR890000690B1 (ko) 1989-03-24
EP0105483A3 (en) 1984-09-12
CA1200117A (en) 1986-02-04
JPH0225446B2 (ja) 1990-06-04
EP0105483B1 (en) 1987-09-02
KR840006694A (ko) 1984-12-01
US4511819A (en) 1985-04-16
DE3373384D1 (en) 1987-10-08

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