JPS6123933A - 耐熱耐振型圧力検出器 - Google Patents
耐熱耐振型圧力検出器Info
- Publication number
- JPS6123933A JPS6123933A JP14503784A JP14503784A JPS6123933A JP S6123933 A JPS6123933 A JP S6123933A JP 14503784 A JP14503784 A JP 14503784A JP 14503784 A JP14503784 A JP 14503784A JP S6123933 A JPS6123933 A JP S6123933A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric element
- diaphragm
- case
- resistant
- cooling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
- G01L9/008—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using piezoelectric devices
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
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】
（イ）産業上の利用分野
本発明は、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン等の
内燃機関の燃焼圧力や合成樹脂成形機の射出圧力等を非
冷却において検出できる耐熱耐振型圧力検出器に関する
。
内燃機関の燃焼圧力や合成樹脂成形機の射出圧力等を非
冷却において検出できる耐熱耐振型圧力検出器に関する
。
（ロ）従来の技術
ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン等の白焼機関に
おいては、燃焼状態を監視または制御するために、燃焼
圧力の測定を行うことが行われており、この測定には図
面第１図に示す通り歪ゲージを用いた検出器が多く使わ
れている。
おいては、燃焼状態を監視または制御するために、燃焼
圧力の測定を行うことが行われており、この測定には図
面第１図に示す通り歪ゲージを用いた検出器が多く使わ
れている。
この検出器の前記した歪ゲージは、熱により湿度誤差を
生じたり、破損したりするので、その予防策として水冷
が行われる。水冷の手段としては、−次ダイヤフラム１
と二次ダイヤフラム２が圧力伝達ロッド３により連結さ
れて、−次と二次のダイヤフラム１．２の間にケース４
に囲われる冷却室５があり、この冷却室５に前記ケース
４に設けた入水口６から入って出水ロアへ出る冷却水を
流通させて、前記二次ダイヤフラム２の背面に貼着した
歪ゲージ８に燃焼ガスの温度が伝わらない様にしてあり
、前記歪ゲージ８はリード線９によりコネクター１０に
接続しである。
生じたり、破損したりするので、その予防策として水冷
が行われる。水冷の手段としては、−次ダイヤフラム１
と二次ダイヤフラム２が圧力伝達ロッド３により連結さ
れて、−次と二次のダイヤフラム１．２の間にケース４
に囲われる冷却室５があり、この冷却室５に前記ケース
４に設けた入水口６から入って出水ロアへ出る冷却水を
流通させて、前記二次ダイヤフラム２の背面に貼着した
歪ゲージ８に燃焼ガスの温度が伝わらない様にしてあり
、前記歪ゲージ８はリード線９によりコネクター１０に
接続しである。
（ハ）発明が解決しようとする問題点
前述の歪ゲージを用いる検出器は、冷却水用の配管が必
要となり、取付けが煩雑である。
要となり、取付けが煩雑である。
冷゛却水が止った場合、歪ゲージの破損や、大きな測定
誤差を生ずる。
誤差を生ずる。
冷却水を使用するとディーゼルエンジンの場合、燃料重
油中の硫化物の燃焼により亜硫酸ガスが発生し、−次ダ
イヤフラムには燃焼により生じた水蒸気が凝結した水が
附着し、この水と亜硫酸ガスの作用で一次ダイヤフラム
が腐蝕される。
油中の硫化物の燃焼により亜硫酸ガスが発生し、−次ダ
イヤフラムには燃焼により生じた水蒸気が凝結した水が
附着し、この水と亜硫酸ガスの作用で一次ダイヤフラム
が腐蝕される。
歪ゲージは変形により抵抗が変化するものであり、圧力
の感度を大きくするために変形を大きくする。そのため
歪ゲージが二次側ダイヤフラムから剥離したり、ヒステ
リシスが大きくなって測定誤差を生じる。また歪ませる
ため疲労が大きく長期の使用に耐えない。
の感度を大きくするために変形を大きくする。そのため
歪ゲージが二次側ダイヤフラムから剥離したり、ヒステ
リシスが大きくなって測定誤差を生じる。また歪ませる
ため疲労が大きく長期の使用に耐えない。
一次側ダイヤフラムは冷却されているので、燃焼ガス中
のカーボン等のスラッジが附着し、測定誤差を生じる。
のカーボン等のスラッジが附着し、測定誤差を生じる。
などの多くの問題点を有するものである。
そこで、本発明は非冷却で使用に耐えるダイヤフラムと
、ダイヤフラムの小さい変形で働く圧電素子とを使用す
ることにより、前記した従来の問題点を解決したもので
ある。
、ダイヤフラムの小さい変形で働く圧電素子とを使用す
ることにより、前記した従来の問題点を解決したもので
ある。
に）問題点を解決するための手段
本発明は、ダイヤフラム及びケースをニッケル基、鉄基
の耐熱耐蝕合金か、これと同効質材により形成し、前記
ケース内に収容して前記ダイヤフラムからの受圧により
起電させる圧電素子としてニオブ酸リチユームか、これ
と同効質の高温耐熱形圧電素子を用い、この圧電素子を
前記ケースに熱膨張量を合せた支持手段に支持させて、
非冷却で誤差のない圧力測定を長期間に亘り安定的に行
わせるものである。
の耐熱耐蝕合金か、これと同効質材により形成し、前記
ケース内に収容して前記ダイヤフラムからの受圧により
起電させる圧電素子としてニオブ酸リチユームか、これ
と同効質の高温耐熱形圧電素子を用い、この圧電素子を
前記ケースに熱膨張量を合せた支持手段に支持させて、
非冷却で誤差のない圧力測定を長期間に亘り安定的に行
わせるものである。
（句作用
前記手段に基く本発明は、非冷却で使−用するため、冷
却用の配管を必要としない。
却用の配管を必要としない。
ダイヤフラムが冷却されないため、燃焼により生じた水
蒸気がダイヤフラムに結露せず、従って、重油燃焼によ
って亜硫酸ガスが生じても、ダイヤフラム面に硫酸を生
成さ、せないし、又、冷却されないダイヤフラムは、燃
焼ガス中のカーボン、その他のスラッジを、附着させな
い。
蒸気がダイヤフラムに結露せず、従って、重油燃焼によ
って亜硫酸ガスが生じても、ダイヤフラム面に硫酸を生
成さ、せないし、又、冷却されないダイヤフラムは、燃
焼ガス中のカーボン、その他のスラッジを、附着させな
い。
ダイヤフラムがニッケル基、鉄基の耐熱耐蝕性合金か、
これと同効質材により形成されていて、高温における引
張強さの低下とヤング率の低下を極めて小さくする。
これと同効質材により形成されていて、高温における引
張強さの低下とヤング率の低下を極めて小さくする。
圧電素子はダイヤフラムの僅かな変形により作動し、し
かもキャリ一点が］１５０°Ｃであるーオプ酸リチユー
ムの高温耐熱形圧電素子力・、これと同効質のものを用
いるため、この温度に達する迄は破損せず、温度誤差も
低い。
かもキャリ一点が］１５０°Ｃであるーオプ酸リチユー
ムの高温耐熱形圧電素子力・、これと同効質のものを用
いるため、この温度に達する迄は破損せず、温度誤差も
低い。
圧電素子の支持手段は、その膨張最冷ケースの熱膨張量
に合されていてダイヤフラムと圧！素子との圧力伝達関
係に変化を生じさせない。
に合されていてダイヤフラムと圧！素子との圧力伝達関
係に変化を生じさせない。
という作用を果す。
（へ）実施例
本発明は、図面第２図及び第３図に示す様に実施される
もので、図面第２図において１１はダイヤフラムで、ニ
ッケル基、鉄基のｉｌｌ蝕性合金か、これと同効質材を
用いてケース化と一体形成し、このダイヤフラム】１の
内面中央部に圧力伝達ロッド１３を一体形成しである。
もので、図面第２図において１１はダイヤフラムで、ニ
ッケル基、鉄基のｉｌｌ蝕性合金か、これと同効質材を
用いてケース化と一体形成し、このダイヤフラム】１の
内面中央部に圧力伝達ロッド１３を一体形成しである。
１４は圧電素子で、ニオブ酸゛リチュームの高温耐熱形
素子かこれと同効質のものを用い、この素子１４は前記
したケース辻内に収容し、一方を電極１５と絶縁物１６
とを介して、前記伝達ロッド１３に接合し、他方を電極
１７と絶縁物用とを介して、前記ケース化のダイヤフラ
ム１１とは反対側に設けた開口へ螺合した蓋板１９に接
合したもので、前記した電極１５． 、１７と絶縁物１
６ 、１８とは、各々の熱膨張量が電極１５ 、１７は
ケース化よりも小、絶縁物１６ 、１８はケース賃より
も大と相違するから、電極１５ 、１７と絶縁物１６
、１８とノ長さの組合せにより、電極１５ 、１７と絶
縁物１６ 、１８とにより構成される圧電素子１４の支
持手段Ａ、Ａの熱膨張量は前記したケース１２のそれと
一致される。
素子かこれと同効質のものを用い、この素子１４は前記
したケース辻内に収容し、一方を電極１５と絶縁物１６
とを介して、前記伝達ロッド１３に接合し、他方を電極
１７と絶縁物用とを介して、前記ケース化のダイヤフラ
ム１１とは反対側に設けた開口へ螺合した蓋板１９に接
合したもので、前記した電極１５． 、１７と絶縁物１
６ 、１８とは、各々の熱膨張量が電極１５ 、１７は
ケース化よりも小、絶縁物１６ 、１８はケース賃より
も大と相違するから、電極１５ 、１７と絶縁物１６
、１８とノ長さの組合せにより、電極１５ 、１７と絶
縁物１６ 、１８とにより構成される圧電素子１４の支
持手段Ａ、Ａの熱膨張量は前記したケース１２のそれと
一致される。
加はリード線で前記した電極１５ 、１７に接続し、前
記圧電素子１４に起きた電力を外部へ取出させる。
記圧電素子１４に起きた電力を外部へ取出させる。
２】は前記したケース化の取付部材で、ケース】２に附
設した７ラング匹の押え段おを有するリングナツトを用
い、これによりケースレをダイヤフラム１１が被測定場
所へ臨む様に取付けるものである。
設した７ラング匹の押え段おを有するリングナツトを用
い、これによりケースレをダイヤフラム１１が被測定場
所へ臨む様に取付けるものである。
図面第３図は、本発明の耐熱耐振型検出器を用いた耐熱
耐振型圧力発信器の回路図で、前記した圧電素子１４の
起電力を高インピーダンスアンプ鴎に人力して増巾し、
該アンプ別により、報知用、制御用等の大きな電力を出
力させるもので、同回路図において、５はリード線の静
電容量を、届は感度調整用のコンデンサーを示すもので
ある。
耐振型圧力発信器の回路図で、前記した圧電素子１４の
起電力を高インピーダンスアンプ鴎に人力して増巾し、
該アンプ別により、報知用、制御用等の大きな電力を出
力させるもので、同回路図において、５はリード線の静
電容量を、届は感度調整用のコンデンサーを示すもので
ある。
前記実施例に示す耐熱耐振型圧力検出器は、図面第２図
に示す様に内燃機関の燃焼室へ取付けて使用すると、ダ
イヤフラム１１が受ける燃焼圧力は、伝達ロッドＢと絶
縁物１６．電極１５を介して圧電素子１４に伝えられ、
該圧電素子１４が圧力に比例した電荷を発生して、リー
ド線加により外部へ出力し、燃焼圧力の検出を行うもの
で、この圧力検出動作は非冷却状態において行われる。
に示す様に内燃機関の燃焼室へ取付けて使用すると、ダ
イヤフラム１１が受ける燃焼圧力は、伝達ロッドＢと絶
縁物１６．電極１５を介して圧電素子１４に伝えられ、
該圧電素子１４が圧力に比例した電荷を発生して、リー
ド線加により外部へ出力し、燃焼圧力の検出を行うもの
で、この圧力検出動作は非冷却状態において行われる。
従って、従来の冷却式検出器の様に冷却水が止るために
、検出素子が破損したり、測定誤差を生じたりすること
がなく、又、重油燃料の燃焼により亜硫酸ガスを発生し
ても、ダイヤフラムに燃焼により生じた水蒸気の凝結に
よる水が付くことがないので、亜硫酸ガスと水により硫
酸を生成してダイヤフラムを腐蝕することがない。又、
ケース１２内に圧電素子１４を支持する支持手段Ａ、Ａ
は、熱膨張量の小さい電極１５゜１７と、熱膨張量の大
きい絶縁物１６ 、１８との組合長さの調整で、圧電素
子１４系統の熱膨張量とケース】１の熱膨張量とを一致
させであるため、圧電素子１４とダイヤフラム１１とは
常時一定した圧力の伝達関係を保持して、誤差のない検
出を行って、しかも、ニオブ酸リチユームか、これと同
効質の圧電素子は、前述した通りキューり点が】１５０
°Ｃで、これ以下の燃焼温度では損傷やｉｌｌ！ｌ定誤
差を生ずることがないものである。
、検出素子が破損したり、測定誤差を生じたりすること
がなく、又、重油燃料の燃焼により亜硫酸ガスを発生し
ても、ダイヤフラムに燃焼により生じた水蒸気の凝結に
よる水が付くことがないので、亜硫酸ガスと水により硫
酸を生成してダイヤフラムを腐蝕することがない。又、
ケース１２内に圧電素子１４を支持する支持手段Ａ、Ａ
は、熱膨張量の小さい電極１５゜１７と、熱膨張量の大
きい絶縁物１６ 、１８との組合長さの調整で、圧電素
子１４系統の熱膨張量とケース】１の熱膨張量とを一致
させであるため、圧電素子１４とダイヤフラム１１とは
常時一定した圧力の伝達関係を保持して、誤差のない検
出を行って、しかも、ニオブ酸リチユームか、これと同
効質の圧電素子は、前述した通りキューり点が】１５０
°Ｃで、これ以下の燃焼温度では損傷やｉｌｌ！ｌ定誤
差を生ずることがないものである。
又、この耐熱耐振型圧力検出器は、高温の溶融合成樹脂
の圧力を検出して、射出状態を監視または制御するため
に、摺脂圧力の測定を行うのにも用い得るもので、この
場合も前述の内燃機関の燃焼圧力測定に準じた作用を行
うものである。
の圧力を検出して、射出状態を監視または制御するため
に、摺脂圧力の測定を行うのにも用い得るもので、この
場合も前述の内燃機関の燃焼圧力測定に準じた作用を行
うものである。
（（ホ）発明の効果
前記の様に本発明に関する燃焼圧力検出器は、冷却水用
の配管を必要しないため取付けが簡単である。
の配管を必要しないため取付けが簡単である。
重油燃料を使用するディーゼルエンジンでも硫酸の生成
による夕脅ヤフラムの腐蝕を生じない。
による夕脅ヤフラムの腐蝕を生じない。
ダイヤフラムヘカーボン、その他のスラッジがつかない
ため、これに起因する測定誤差が防止される。
ため、これに起因する測定誤差が防止される。
高温下においても、ダイヤフラムの引張強さの低下や、
ヤング率の低下が少く、従って、測定の精度が高い。
ヤング率の低下が少く、従って、測定の精度が高い。
圧電素子がキューり点１１５０℃と極めて高い耐熱性を
有するた′め、内燃機関の燃焼圧測定は高い安全率を以
って行われ、素子の損傷や（ｌｔｌｌａ誤差を牛じない
。
有するた′め、内燃機関の燃焼圧測定は高い安全率を以
って行われ、素子の損傷や（ｌｔｌｌａ誤差を牛じない
。
圧電素子の支持手段は、その熱膨張がケースのそれに一
致するため、ダイヤフラムと圧電素子との圧力伝達関係
は一定不変で、正確な検出ができ、素子の保護、検出の
精度保持に有効である。
致するため、ダイヤフラムと圧電素子との圧力伝達関係
は一定不変で、正確な検出ができ、素子の保護、検出の
精度保持に有効である。
などの特有効果を奏するものである。
第１図は従来の内燃機関の燃焼圧力検出器を示す原理的
断面図。第２図は本発明に関する耐熱耐振型圧力検出器
の実施の一例を示す原理的断面図。第３図は同上の検出
器を用いた耐熱耐振型圧力発信器の回路図である。 図中１１はダイヤフラム、しはケース、１４は圧２電素
子、Ａ、Ａは支持手段である。 特許出願代理人 加 藤 静 羊 ゛ １ 第
断面図。第２図は本発明に関する耐熱耐振型圧力検出器
の実施の一例を示す原理的断面図。第３図は同上の検出
器を用いた耐熱耐振型圧力発信器の回路図である。 図中１１はダイヤフラム、しはケース、１４は圧２電素
子、Ａ、Ａは支持手段である。 特許出願代理人 加 藤 静 羊 ゛ １ 第
Claims (1)
- ニッケル基、鉄基の耐熱耐蝕合金か、これと同効質材で
形成したケース及びダイヤフラムと、前記ケース内に収
容して、前記ダイヤフラムからの受圧により起電するニ
オブ酸リチユームか、これと同効質の高温耐熱形圧電素
子と、前記ケースに熱膨張量を合せた前記圧電素子の支
持手段とを備えさせたことを特徴とする耐熱耐振型圧力
検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14503784A JPS6123933A (ja) | 1984-07-12 | 1984-07-12 | 耐熱耐振型圧力検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14503784A JPS6123933A (ja) | 1984-07-12 | 1984-07-12 | 耐熱耐振型圧力検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6123933A true JPS6123933A (ja) | 1986-02-01 |
Family
ID=15375937
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14503784A Pending JPS6123933A (ja) | 1984-07-12 | 1984-07-12 | 耐熱耐振型圧力検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6123933A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2625063A1 (fr) * | 1987-12-22 | 1989-06-23 | Atomic Energy Authority Uk | Transducteur ultrasonore |
| EP0511762A2 (en) * | 1991-04-27 | 1992-11-04 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Piezoelectric sensor |
| EP0745835A2 (de) * | 1995-06-02 | 1996-12-04 | AVL Gesellschaft für Verbrennungskraftmaschinen und Messtechnik mbH.Prof.Dr.Dr.h.c. Hans List | Ungekühlter Drucksensor |
| JP2002156302A (ja) * | 2000-11-17 | 2002-05-31 | Surpass Kogyo Kk | 圧力センサー |
| JP2006125982A (ja) * | 2004-10-28 | 2006-05-18 | Denso Corp | 圧力検出装置 |
| US7152482B2 (en) * | 2002-10-01 | 2006-12-26 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | Piezoelectric sensor and input device including same |
| JP2008089492A (ja) * | 2006-10-04 | 2008-04-17 | Denso Corp | 圧力センサおよび圧力センサの取付構造 |
| JP2011149857A (ja) * | 2010-01-22 | 2011-08-04 | Nippon Soken Inc | 圧力センサの取付構造 |
| JP2012527632A (ja) * | 2009-05-25 | 2012-11-08 | ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 内燃機関の燃焼室圧を検出する装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4839753A (ja) * | 1971-09-16 | 1973-06-11 | ||
| JPS5772040A (en) * | 1980-10-22 | 1982-05-06 | Nippon Soken Inc | Pressure detector for cylinder chamber |
-
1984
- 1984-07-12 JP JP14503784A patent/JPS6123933A/ja active Pending
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| EP0745835A3 (de) * | 1995-06-02 | 1997-08-13 | Avl Verbrennungskraft Messtech | Ungekühlter Drucksensor |
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