JPS604118Y2 - パイプ式圧力センサ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はパイプ式圧力センサ、さらに詳細には中空パイ
プの弾性変形を圧カドランスデューサを介して検出する
ことにより中空式パイプに加えられた圧力を検知するパ
イプ式圧力センサに関する。

油圧、空圧等の回路の圧力を計測するには普通ピストン
式又はブルドン管式等の機械式のものと感圧センサ、ス
トレインゲージ等を使った電気式のものがある。

機械式のものはその構造から宿命的に摩擦、摩耗の存在
は避は難く、又その出力を電気系に接続するのにやり難
い等の難点がある。

電気式のものでは感圧センサは現在半導体系のものか水
晶、セラミック等のものが使われているが、前者は長期
安定性に欠けており、水晶素子は高価で破損しやすく、
又セラミック素子は精度の点で難点がある。

ストレインゲージ使用のものは現在ダイヤプラム構造の
ものが使われており、ダイヤプラムの製作、取付に非常
な精度を要求されるため必然的に高価なものになってい
る。

本考案は、これらの欠点は解消し、ストレインゲージを
使い、その感圧部の構造を簡易化することにより安価な
圧力センサを提供するのを目的とする。

本考案によれば、パイプに一端が閉じた中空部が形成さ
れ、そのパイプの一側面の肉厚がこの側面と対向する側
面の肉厚よりも厚く形成される。

このような中空部に圧力媒体から生ずる圧力を加えるこ
とによってパイプは肉厚の厚い側面に弾性変形して屈曲
する。

この弾性変形が各側面に取付けられた圧カドランスデュ
ーサとして機能するストレインゲージを介して検出され
、圧力媒体から生じる圧力が検知される。

次に添付図面を参照して本考案の実施例を詳細に説明す
る。

第１図〜第３図には本考案の第一の実施例が図示されて
いる。

円筒形状をした弾性変形可能な材質、たとえば超硬、超
張力鋼合金、ニッケル・クロム・モリブデン合金からな
るパイプ１の内部に一端が閉じた中空部２が形成される
。

この中空部は第２図に示したように断面が円形状になっ
ており、開放端３から検出すべき圧力媒体が導かれる。

パイプ１には側面４が形成され、それと対向する側に他
の側面５が形成される。

これら側面は本実施例の場合、平面となっており、中空
部２に対する肉厚が異るように形成される。

すなわち側面４に対する中空部２までの肉厚は側面５に
対する中空部２までの肉厚よりも小さくされる。

側面４にはストレインゲージ素子Ａ、 Ｂが互いに平行
に軸方向に配置され、一方他の側面５にも同様に平行に
軸方向に延びる２つのストレインゲージ素子Ｃ，Ｄが配
置される。

（Ａ−Ｄの配置に関しては水平軸に対称であれば特に限
定を要しない。

）これらのストレインゲージ素子Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄはそれ
ぞれ第４図に図示したようにブリッジ回路に形成されパ
イプの弾性変形から生じるストレインゲージ素子の歪み
に応じて電気量に変換され増幅器ＡＭＰを介して出力と
して取出される。

尚６は取付けのためのフランジであり、ねじ部７を介し
て圧力媒体の流れるパイプに接合される。

このように構成されたパイプ式圧力センサの動作を説明
すると、中空部２の開放端３を介して流入された圧力媒
体の圧力によってパイプ１は肉厚の薄い側面４が肉厚の
厚い側面５よりも延びそれによってパイプ１は厚さの厚
い側面５の方に屈曲する。

従って側面４に取付けられたストレインゲージ素子Ａ、
Ｂの歪みが側面５に取付けられたストレインゲージ素
子Ｃ，Ｄよりも大きくなり第４図に示したブリッジ回路
を介してパイプ１の両側面４，５の延びの差によって生
じる変形量ぎ電気量に変えられ増幅器ＡＭＰを介して出
力される。

この出力は例えば電気式圧力計、圧力スイッチ、その他
電気式フィードバック制御系など種々の制御に用いられ
る。

この場合各ストレインゲージ素子はブリッジ回路として
接続されるのでパイプ全体の延びは補正され、温度変動
によるドリフトは補償される。

ストレインゲージ素子は側面４，５に２個設けるのでは
なく１個だけにするようにすることもできる。

この例が第５図、第６図に図示されており側面４′には
ストレインゲージ素子Ａ′が、又側面５′にはストレイ
ンゲージ素子Ｄ′が取付けられる。

これらのストレインゲージ素子Ａ’、 Ｄ’は抵抗Ｒ□
、Ｒ２とともにブリッジ回路として接続されパイプ１の
両側面４’、５’の延びの差によって生じる弾性変形量
が電気量に変換され上述したような種々の制御に用いら
れる。

さらに第７図には他の実施例が図示されておりパイプ１
′は断面が矩形状で、さらにその内部に形成される中空
部３′も同様に矩形状に形成される。

パイプ１′の側面１０の中空部３′に対応する肉厚は側
面１０と対向する側面１１の中空部３′に対する肉厚よ
りも薄く形成されており、中空部３′に圧力媒体が導入
されるとパイプ１′は第１図〜第３図に図示した実施例
と同様に肉厚の大きい側面１１の方向に屈曲する。

この屈曲に伴う弾性変形は第４図に示したようなブリッ
ジ回路に組み込まれかつ側面１０に取付けられたストレ
インゲージ素子Ａ、、 Ｄｌと側面１１に取付けられる
ストレインゲージ素子Ｃ１，Ｂ□を介して電気量に変換
され中空部３′の圧力が検知される。

このように本考案によれば一端が閉じた中空部を備えた
パイプの一側面の肉厚とこの側面と対向する側面の肉厚
を異なるようにしてありパイプの中空部に導入された圧
力媒体によって生じる弾性変形を各側面に各側面の長手
方向に沿って設けた圧カドランスデューサとして機能す
るストレインゲージ素子を介して電気量に変換し圧力媒
体の圧力を検知するようにしているので感圧部の構造が
簡単で、従来よりもより安価かつ小型で高感度な圧力セ
ンサが提供される。

このように本考案によれば製造コストが安くなるととも
に精度よく圧力を検出することができるので汎用性の大
きい圧力センサが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本考案の第一の実施例を示すもので第
１図は側面図、第２図は第１図Ｘ−Ｘ線に沿う断面図、
第３図は第１図を左方向から見た時の側面図、第４図は
圧カドランスデューサの回路図、第５図は本考案に用い
られる他のトランスデユーサの回路図、第６図は本考案
の他の実施例を示す圧力センサの断面図、第７図は本考
案の更に他の実施例を示す圧力センサの断面図である。 １・・・・・・パイプ、２・・・・・・中空部、３・・
・・・・開放端、４、５・・・・・・側面、Ａ、Ｂ、Ｃ
９Ｄ・・・・・・ストレインゲージ素子。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １一端が閉じた中空部を備えたパイプの一側面の肉厚と
   この側面と対向する側面の肉厚を異ならしめ、前記中空
   部に圧力媒体から生ずる圧力を加えることによって肉厚
   の薄い側面を厚い側面よりも延ばしてパイプを肉厚の厚
   い側面に弾性変形させ、この弾性変形を前記各側面に各
   側面の長手方向に沿って設けた圧カドランスデューサを
   介して検出することにより前記圧力を検知するようにし
   たパイプ式圧力センサ。 ２ 圧カドランスデューサはストレインゲージからなり
   ストレインゲージ素子を少なくとも各側面に１側設は各
   ストレインゲージ素子をブリッジに組むことにより弾性
   変形を電気量として検出するようにした実用新案登録請
   求の範囲第１項に記載のパイプ式圧力センサ。 ３ 各側面にそれぞれ２個のストレインゲージ素子を配
   置し、これら４個の素子をブリッジに組むことにより弾
   性変形を電気量として検出するようにした実用新案登録
   請求の範囲第２項に記載のパイプ式圧力センサ。 ４ 中空部が円形である実用新案登録請求の範囲第１項
   、第２項または第３項に記載のパイプ式％式％ ５ 中空部が矩形である実用新案登録請求の範囲第１項
   、第２項または第３項に記載のパイプ式％式％