JPS6136166B2

JPS6136166B2 -

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Publication number: JPS6136166B2
Application number: JP53092464A
Authority: JP
Inventors: Kurenpuru Peeta; Kuraasen Peeta; Risuto Herumuuto
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-07-27
Filing date: 1978-07-27
Publication date: 1986-08-16
Also published as: GB2086584B; ATA550577A; GB2001765B; CH637214A5; DE2831938A1; GB2086584A; CH640346A5; DE2831939C3; FR2399014A1; US4413202A; GB2086582A; JPS5425778A; FR2399014B1; DE2831939A1; DE2831938C2; AT375466B; GB2001765A; GB2086582B; US4216403A; DE2831939B2

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、中空体での機械的特性量、特に管
内の圧力経過、を測定するための、圧電測定素子
を備えた、測定値変換器、にかかるものである。

こうした型式の測定値変換器、特に、ジーゼ
ル・エンジンを主体とする噴射式内燃機関での圧
力経過測定用のもの、は、すでにいろいろなもの
が知られており、そうした対象物での圧力経過か
らは、こういう結果を与えている噴射ポンプや噴
射弁の機能を、逆推理で知ることができるのであ
る。そうした場合に一般に通用する基礎概念をつ
ぎに説明しておく。

ある管内の圧力経過とは、その管体の内部圧力
を時間の関数として表わすことである。管体内圧
力上昇は、その管体の断面増大をひきおこし、そ
れを測定技法によつて感知することができる。噴
射管で生じる圧力脈動を力伝達体を介して（単結
晶とかセラミツクとかの）圧電板へ伝え送る方式
の、圧電式圧力トランスジユーサが知られてい
る。その構成は非常に費用がかさむうえに、比較
的大きな目方のものとなり、その目方が管体の振
動につれて管軸に垂直に強い加速度を受けること
となる、という欠点がある。その際に生じる慣性
力は、組付け具を介して、管体に変形を及ぼすこ
ととなり、それが、純粋圧力脈動にかさなつて、
圧電板へ伝達されるために、測定誤差を生じる恐
れがある。圧力経過を、それによつてひきおこる
管体の変形（おもに膨張）を介して感知するべく
された圧力トランスジユーサで、その質量が、管
体全体の振動に際してその管体に、測定に表われ
るほどの弾性変形を及ぼすものではない、くらい
に十分小さい、とは云えない、というような場合
ならば、そうした難点が常に生じることとなる。
さらにまた、そうした装置自体が、測定素子に対
して、そのような振動によつて生じる変形、を伝
えることがないようにする配慮も必要である。

大きなたわみ振動を伴う管体では、その周辺の
一部分が引つぱられ、他の一部分が押し縮められ
る。その、振動位相に応じて交代する管体表面の
膨張と圧縮、は、圧力に対応して生じて感知対象
とされている管体周辺膨張、よりも大きくなつて
しまうようなこともないとは云えない。したがつ
て、その場合に、周辺の一部分での膨張を感知す
べくされた局地接触式測定値変換器では、そうし
た振動によつて生じた表面変形を同時に感知して
しまうために大きな誤差を含んだ測定結果を与え
る、という欠点がある。

膨張測定細片ストレン・ゲージを管体に張り付
けて、その管体の膨張、ひいては管内圧力経過、
を感知することもすでに公知である。そうした膨
張測定細片は、自由変形性や小質量といつたよう
な一連の好ましい特質を持ち、静的測定にも動的
測定にも非常によく適合する。それはしかし、何
度でも再現可能な予備延伸を確実に施すことので
きる装置を必要とする。この膨張測定細片予備延
伸が、その原因が組付け時にあろうと熱膨張にあ
ろうと、ともかく大きく変動するようなことにな
るならば、所要の高価な測定ブリツジを各測定ご
とに直前に調整合わせするというわずらわしい操
作を付加的に必要とすることとなり、そうした必
要は、特に、測定すべき相対動的膨張が10^-5以下
というオーダーの場合には絶対に避けられないも
のとなる。この難点は、長さ変化を感知するため
の感知変換対象とする膨張測定細片物性が、長さ
の絶対値に相応して変化する、という膨張測定細
片ならば常に生じるものである。さらに膨張測定
細片でまことに大きな欠点となることは、測定対
象導管体上にそれを特殊接着剤で張り付けなけれ
ばならないという必要性である。しつかりしたく
い付きによつて管膨張が膨張測定細片へ確実に伝
達されるべくするには、導管をきわめてきれいに
浄化しなければならず、そのためにも大きな手か
ずを要することとなる。なお、たとえばジーゼ
ル・エンジンの噴射導管は、激しい振動を受ける
ものであるから、そうした膨張測定細片による測
定結果は大きな誤差を含むことが多い。そうした
誤差要因をおさえることは、たとえできるとして
も、たとえば高価な特殊構成膨張測定細片を使つ
てしかも操作に熟達した人だけによつて、という
ように特別な手間ひまをかけてやつと可能となる
ものである。このようなために膨張測定細片は、
いろいろな利点を持つものであるにかかわらず、
工場現場などでのジーゼル・エンジンの噴射系統
の即時診断用には実用に不向きとされるのであ
る。

この発明で課題とすることは、測定用としてと
りたてて特別な装置はなんら必要とせずに、たと
えば管体内の圧力経過といつたような、中空体の
機械的特性量、を大げさな準備作業を必要とせず
に非常に迅速に測定することのできる、測定値変
換器、を提供することである。管体を対象とする
場合、圧力変換器組付けのためにいちいち管をは
ずすことが必要になるというような方式は、その
管の組込まれている装置の運転中断がいつも許さ
れるものでもないし、管をはずすことは手間ひま
がかかるうえに管体汚染の恐れを生じることから
も、避けるべきである。圧力経過の観測によつて
機器の機能を管理しようとするものであるから、
測定値についてこの課題を満足に解決することは
非常に重要であるが、管体が激しい振動にさらさ
れているとき、形や寸法が多種多様であるという
場合とか、には特に難題となる。

この発明は、はじめに述べた型式の測定値変換
器において、その圧電測定素子がしなやかな圧電
膜であつて、その表裏両面がそれぞれ導電接触面
とつながり合う構成とされており、中空体の表面
にしなやかな圧電測定素子を押し当て一定の面積
をもつて密着させることをしなやかなはさみ込み
材によつて行なう着脱可能の取付具が備わつてい
る、ことを特徴とする。

この発明によるそうした測定値変換器の構成に
よつて得られる膨張測定細片の有利な特質を列挙
すると、たとえば、形態のしなやかさ、目方が軽
くそのため高度な時間的追随分解能、可膨張性お
よび膨張感度、であり、さらにこれに同時に付加
されることとなる圧電測定素子一般に付随する有
利な特質をも列挙すると、たとえば、任意に設定
することのできる基準状態からの相対偏位の直接
感知、圧縮感度、変換出力信号の電子的直接処理
容易性、であつて、他方、測定値変換両方式のす
でに述べた難点の排除がなされるのである。数ミ
クロンぐらいの厚さしかないものにすることの好
ましいその圧電膜が蓄電器の誘電材を構成し、導
電接触両面がその蓄電器両電極を構成するので、
この測定素子は、その圧力経過を電気容量方式で
測定するにもこれまた好適なものである。このこ
とは決定的な利点といつてよいことであり、その
わけは、電気容量方式ならば、準静的と云つてよ
いような低周波過程でさえ感知可能であるに反
し、そういつた過程は有限な絶縁抵抗値に左右さ
れて圧電測定には事実上不向きとなるからであ
る。圧力経過測定用変換器の測定素子としてこの
ようにこの発明によつてしなやかな圧電膜を使う
ことで、これまでになかつたはじめての特質とし
て、同一の変換器を圧電式にでも電気容量式にで
も随意択一的にどちらの圧力経過感知方式にも使
うことができ、その際に組付けによけいな手間ひ
まを要することもないのである。

測定素子としてこのようにこの発明によつてし
なやかな圧電膜を使うことで、また、そうした測
定素子を彎曲体面、たとえば円筒面へも密着させ
ることができて、そうした対象体面とその測定素
子とのあいだに、膨張を摩擦式・押しつけ式に伝
える十分な連結がしあげられて良い測定結果が確
実に得られる、という利点も実現される。用いら
れている圧電膜の重量は軽微なものであり、取付
具ならびにしなやかなはさみ込み材も相応して軽
量に形成することができるので、本測定値変換器
は、軽量にて実施することができる。そのためこ
の測定値変換器は迅速にかつ稼動を中断すること
なしに測定箇所、例えば導管に取付けそして取り
はずすことができる箔あるいは膜といつた形のしなやかな誘電材は
いろいろなものが知られており、それらの多く
は、電気分極を半永久的に保持してその外部電場
が半永久的な表面電荷に対応するという、いわゆ
るエレクトレツトと考えてよいものである。そう
した圧電誘電材はIRE規約の軸名称に従うと、ｚ
軸方向に縦圧電効果、ｘやｙ軸方向の応力には横
圧電効果、を示す。そうした圧電エレクトレツト
として知られているおもなものは：ポリふつ化ビ
ニリデン（PVDF）、ポリふつ化ビニル（PVF）、
ポリ塩化ビニル（PVC）、ポリアクリロニトリル
（PAN）、ポリメチルメタクリレート（PMMA）、
ふつ化エチレン・プロピレン（FEP）、ポリスチ
レン、ポリエチレン（PE）およびそのテレフタ
レート、ポリカーボネート、ポリスルフオン、ナ
イロン、などである。

ｚ方向の弾性横収縮が、圧電的や電気容量的の
膨張感度を増強させる効果を示すこととなるの
も、この発明のまたひとつの利点である。なお、
この発明による測定値変換器では、たとえばそう
した管の膨張によつて、その圧電膜に圧力がその
測定素子表面に垂直に使用することとなるように
素子を配設しておけば、その管膨張を縦圧電効果
によつて感知することもできる。この発明による
測定値変換器のいろいろな実施形態例では、その
圧電膜に作用する力が、その膜に、その表面と平
行な膨張も、さらにその表面に垂直な圧縮も生じ
させるものとなる。こうした膨張と圧縮との併合
組合わせが、この発明による測定値変換器の多く
の実施形態例を非常に感度の高いものにすること
となつている。

この発明の好適形態例のひとつとして、その圧
電膜と測定対象体の表面とのあいだにしなやかな
中間層が備えられている、構成のものがある。そ
れらの層は、その圧電膜を、電気的に絶縁した
り、機械的損傷から守つたり、電荷を防いだり、
する働きのものである。

この発明のさらに特徴的な形態例のひとつとし
て、その圧電膜が一軸配向高分子材料で構成され
ているもの、がある。そうした高分子は非常に高
い圧電感度を持つので、この発明による測定素子
として特に好適なものである。

この発明によるさらに特定化された形態例のひ
とつとして、その圧電膜がポリふつ化ビニリデ
ン、好適例としては一軸配向性β型リふつ化ビニ
リデン、で構成されたもの、がある。すでに述べ
た圧電高分子のなかでも、ポリふつ化ビニリデン
は特に高い圧電感度とともに大きな誘電率をも持
つている。通常のPVDFは、α型とβ型の両
PVDF混合物である。そうしたα型とβ型の両
PVDF混合物の膜に非弾性延伸を施して、その延
伸方向に一致した配向方向を持つ一軸配向性β型
に変えることができる。そのような処理を施した
PVDF膜はｘ方向膨張感度が特に大きく、ｙ方向
膨張感度の約十倍の値を示す。この特質は、そう
した高い圧電感度と、非常にすぐれた化学的およ
び物理的の両耐久性とのために、圧電膜として使
うことが特に好ましいものである。

そうした圧電膜の表面へ固着されたうすい導電
層でそれぞれの導電接触面を構成することが特に
好ましい。そうした層は、たとえば蒸着金属また
は導電塗料からなるものとすることができる。

この発明によるさらに好適な形態例のひとつと
して、その圧電膜が一軸配向高分子製予備延伸細
片であつて、その予備延伸方向x′とその膜の圧電
膨張感度最大方向ｘとの角度が45゜以下であるよ
うに構成されたものがある。この膜は対象中空
体、たとえば管、の周面へ張り当てるとか押し当
てるとかして、その接線方向にその予備延伸が生
じるようにするものである。この膜をこのように
配設することによつて、その管の経方向膨張が、
その圧電膜の圧電膨張感度最大方向、すなわち一
軸配向性PVDF製圧電膜ではそのｘ軸におおよそ
沿つたその膜の膨張を生じることとなる。このよ
うに管を巻き込むように測定素子を配設すること
によつて、径方向の、おもに管内圧力によつてひ
きおこされるものだけの、管の膨張が強く検知さ
れ、その管の管軸に平行な、したがつてその膜の
ｙ軸に平行な、寄生的膨張・収縮の方は、その方
向の圧電膨張感度がうんと弱いものであるから、
わずかな外乱しか与えないものとなる。したがつ
て、こうした一軸性PVDFを使う場合の振動外乱
は、ｘ方向もｙ方向も同じという等方性の圧電膜
を使う場合の外乱よりも、1/10に弱めることがで
きることとなる。この利点は、膜の配設方向が、
そうした理想的な配設方向、すなわち圧電膨張感
度最大方向、と鋭角であるならば、なお十分な程
度に効果を示すものである。この発明による測
定値変換器の特に好ましい形態例のひとつとし
て、その、膜と導電層とで構成された測定素子、
が電気絶縁テープ上に固着されている構成のもの
がある。この構成は、任意のはり出し形彎曲面の
膨張測定に、しかし特に任意管径の管の膨張測定
に、適している。たとえばそうした管膨張測定用
には、そのテープをその管体の管周に沿つて接着
して、その張りつけの際のテープ引伸ばしによつ
て、所要の予備延伸が得られるようにする。導電
表面を持つ彎曲面の膨張を測定する場合ならば、
それを介して、その測定面側の電極が共通シヤー
シ母線へつながる、こととなるように、このテー
プを張りつけることが好ましい。そうすれば、測
定は単極式圧電測定値変換器の場合と同様に行う
ことができ、絶縁テープはその測定素子の保護お
おいを構成するものとなる。

この発明の好適形態例のひとつとして、その絶
縁テープの少なくともヘリ部分が、その測定素子
と反対の面に、接着層の施された構成とされてい
るもの、があり、これによれば、なによりも、こ
の測定値変換器の組付けが簡単で安あがりとな
る。

この発明アイデアのさらに特徴的な形態例のひ
とつとして、その、膜の導電層とで構成された測
定素子、が、たがいにくつつけ合わされた２枚の
しなやかなテープなり箔なりのあいだに埋め込ま
れていて、それらとのそうした全体が、測定細片
ストレンゲージを構成するようにされているもの
がある。この測定細片は組付けが簡単、迅速にで
き、こうした測定素子は同時に不測のシヤーシ母
線へのシヨートとか汚染とかの危険からも十分に
保護されているものとなる。

はり付け可能な測定値変換器は固有振動の恐れ
を生じるほどの目方を事実上持たないという大き
な利点があるが、たとえば油のよごれのひどい配
管類などへ組付けるためにはそうした測定箇所を
あらかじめきれいにしておかなければならないも
のである。そのような使用状態の場合に有利な形
態例として、測定細片が、そうした配管類の管周
に少なくとも部分的には張り当て可能な、巻き締
め具、として構成されているもの、がある。そう
した場合、なによりも、組付けの簡単さが特に有
利な、この発明のさらに特微的な形態例のひとつ
として、その巻き締め具がケーブル周組付き締め
具状に構成されているもの、がある。そうしたケ
ーブル周組付き締め具は歯形のひつかかり部とそ
れにかみ合う舌部とを持ち、それらが自動締まり
込み式締め具として働くので、この測定値変換器
は管体の管周を巻き込んで簡単に固着締めつけで
きる。そうしたもののひとつの特定的形態例とし
て、その巻き締め具が、バツクルのような、解放
簡単な締め具、を備えた構成とされているもの、
がある。この構成も比較的目方が軽くて、ごく小
さいし、扱いやすいものである。これは、こうし
た圧電測定値変換器を、いずれも管径の似通つて
いる配管類それぞれの圧力経過測定用として組込
むでき場合に、特に有利なものである。

この発明のさらに特徴的な形態例のひとつとし
て、管を測定対象とするその測定細片の、その対
象管への固着と予備延伸と、が、ばねによつてな
される構成とされているもの、がある。迅速に組
付けできるという利点はいうまでもなくすぐにわ
かるものであり、測定対象物からこの測定値変換
器をなんのじやまもなしにいとも簡単にはずせる
のであるから、この測定値発信器は場所を変えて
あちこちで使うことができる。

そのばねが、その両側端へり部で、半周よりも
広い周面範囲にわたつてその測定対象管を巻き締
めるべくされており、そのばねにくつついている
測定細片が、その対象管の周面の少なくとも一部
分の外周に張り当たるべくされている、という構
成が特に好ましいものである。この形態例は、特
に、ジーゼル・エンジンの噴射系での圧力経過測
定用に適したもので、非常に丈夫である。この測
定値変換器は、ばねの押しつけ力だけでそうした
噴射系へ締め付けることができるものであるか
ら、手に入れにくい箇所への組付けも簡単・迅速
にできるものである。組外しも同様に簡単であ
り、この測定値変換器は、特に、自動車工場での
現場設置用に適している。ただし、ばねの強さと
寸法とを適切に選ぶことは十分な配慮を払い、正
確な膨張測定のための許容範囲内に、ばねの寄生
振動が収まるようにしなければならない。この形
態は、さらに、そのばねがその測定細片上を押し
つけているものではなく、そのだね本体がその測
定素子を守る保護ケースの働きをしている、とい
うことがさらに利点となるものである。この器具
は、その対象管体を、その軸方向でその測定細片
からはずれている２箇所で、締めつけていて、そ
の圧電測定素子は、対象管体とは別個に、この器
具によつて、必要に応じて中間層を介して、その
管体へ押しつけることとなり、その管体の径方向
膨張が、その圧電膜の膨張または押しつけ圧力、
に変えられるべくされている。

なによりも、激しいたわみ振動にさらされてい
る管体での測定用に特に好ましいものとして、そ
の膜の圧電膨張感度最大方向が管軸に平行である
ように、されているもの、があり、そのわけは、
そうしたたわみ振動で生じる信号がこの構成では
無視してよいくらい小さいものとなるからであ
る。そうしたものをさらに完全に補償することの
できるものとしての、この発明の好適形態例のひ
とつとして、その圧電膜がその対象管周面を１回
なり複数整数回なり巻き込んでいる構成とされて
いるもの、がある。これによれば、こうしたたわ
み振動のための管周の径方向たがいに反対側の両
箇所で生じる膨張と圧縮とによるあい反する膨張
信号はたがいに打消し合つて、いとも簡単に補償
が実現されるのである。なお、この測定値変換器
に測定素子が何個も備えられていて、それらが管
軸に対して対称な配置とされている、という構成
のものでも、同様の効果がやはり実現される。

金属中空体、特に管、での測定用として好まし
いものとして、その圧電膜が、導電接着剤によつ
て、その中空体表面へ直接接着されている構成も
の、があるこの構成によれば、その測定素子と
その中空体とのあいだの確実な膨張伝達連結が特
に簡単に実現できる。この組付け方式は、内燃機
関噴射系の大量生産用に特に適している。

この発明による測定値変換器をひとつの管の管
軸に沿つていくつも組付ければ、時間的および場
所的な膨張状態検知が可能となる。そうした膨張
状態は、たとえば、管内圧力とか、管内面全体な
り一部なりに表面を接触させながら管内を動く部
材とか、によつて生じることのあるものである。
特にこの方法によつて、管の内部とか管の内面と
かに、じやまな検知素子とか圧力引出し穴とかを
設ける必要なしに、圧力波動とか衝撃波動とかの
管内伝播を検知することができることとなる。こ
の方式によれば、さらに、管内の部材の動き、た
とえばシリンダ内のピストンの動きとか発射管内
の弾丸の動きとか、を検知することができる。

この発明の別形態例のひとつとして、その対象
管を少なくとも部分的には巻き込んでいる圧電
膜、のひとつの面が、たがいに平行に配置された
複数導電層につながり合う構成とされている構成
のものがある。複数測定値変換器をこのようにひ
とつのユニツトにまとめあげることによつて、各
測定箇所を特に密に寄せ集めてしかも正確な間隔
で並べ合せることができる。この複式測定値変換
器の操作は、それに相応した個数の単式測定値変
換器群の操作よりも迅速・簡単である。そうした
導電層は、たとえば膜表面上へ固着組付けしても
よいものである。それには、印刷配線回路製作用
としてすでに知られている方法が好適である。

つぎに添付図面に示されたいくつかの実施形態
例について、この発明をさらに詳しく説明する。

測定素子を構成する圧電膜１の切断状態を示し
た第１図には接触面２，３および測定素子結晶構
造軸ｘ，ｙ，ｚが示されており、一軸配向高分子
の場合にはそのｘが膜面に平行な膨張感度最大方
向であるように選ぶ。この圧電膜１のそれら接触
面２，３は導電層５′，４′でそれぞれ構成され、
それら層は蒸着金属なり導電塗料からなるものと
することができる。それら導電接触面２，３の少
なくとも一方は、電荷受容接点へなりじかに電気
測定部材へなり、つながつてほかとの絶縁を保た
れている導電線、を備えたもの、とするのがよ
い。

第２図では、しなやかな圧電膜からなる測定素
子５が電気絶縁テープ４上に固着されている。電
荷引し用として導線なり印刷配線なり６，７が、
この測定素子５のそれら導電接触面へじかにつな
がれている。第３図は第２図のそうした測定素子
が管体へ組付けられているものを示し、略図であ
るから、電荷引出し導体６，７は浮いたままの状
態に示されている。テープ４の、少なくとも、そ
の測定素子５からはみ出している部分、はその測
定素子５と反対の面に、接着層が施されていて、
管体８上へそのテープ４をはり付けると、その測
定素子５が摩擦係止式に押し当てられることとな
るようにされている。したがつて、管体径変動は
その管体８とその膜との摩擦係止を介してその測
定素子へ伝えられる。その測定素子５自体は管体
８へはり付けられてはいない。

第４図に示された、この発明による測定値変換
器では、圧電測定素子が、たがいに接着なり溶着
なりし合わされた２枚のプラスチツク・テープ１
０，１１のあいだにはさみ込まれていて、そのテ
ープ１０はケーブル締め具のような構成とされて
いる。この測定素子両電極と埋込み式に組込まれ
た接点ピン１３，１４との電気接続は、同じく埋
込み式に組込まれた金属箔１２を介するとか接点
ピン１４の箔状引出し端１５を介するとかによれ
ばよい。歯形ひつかかり部１６と舌部１７とが、
自動締まり込み式締め具として働くので、この膨
張変換器は管体１８の管周を巻き込んで簡単に固
着締めつけできる。プラスチツク・テープ１１の
方は前記摩擦係止をよくするに適した材質で構成
するのがよい。

第５図に示された形態例でも、２枚の絶縁テー
プ１９，２０とそれらのあいだにはさみ込まれた
圧電素子２１とで、しなやかなテープ構造体が作
りあげられていて、その両端部が、締め具２２，
２３と導線末端２４，２５とでそれぞれ締め込ま
れており、それら絶縁テープ１９，２０の窓のよ
うにあけられた穴２４′，２５′は、この測定素子
２１の両電極面とそれら導線末端２４，２５とそ
れぞれ電気接続するためのものである。締め具２
２にあけられた貫通穴２２′を通して締め具２３
が貫通してかみ込んでおり、ピン２６を軸として
回動可能なバツクル２７によつて、このテープ構
造体延伸方向に締め込むことができる。これによ
つて、管２８の管周に巻き込まれた、このテープ
構造体、に予備延伸を与えて締め込むことができ
る。この締めつけ方式は、なによりも、こうした
圧電測定値変換器を、いずれも管径の似通つてい
る配管類それぞれの圧力経過測定用として組込む
べき場合に、たいへん有利なものである。

第６，７両図に示された、この発明による測定
値変換器形態例は、特にジーゼル・エンジン噴射
系での圧力経過測定用とされているものである。
この測定値変換器形態例では、２枚の電気絶縁テ
ープ２９，３０のあいだにはさみ込まれた圧電膜
３１が、締めつけばね３２によつて、噴射管体３
３の管周へ張り当てられている。その締めつけば
ね３２は、その両側端接当面３２′だけで、半周
よりも広い周面範囲にわたつてその噴射管体３３
を巻き締めている。そのばね３２の中央部分はそ
の噴射管体や測定細片に触れないものとされてお
り、その測定素子を守る保護ケースの働きをして
いる。テープ２９，３０と圧電膜３１との長さ
は、管体上に締めつけられた状態でその管体と締
めつけばねとによつて延伸容易でそれによつてこ
の長さが予備延伸可能であることとなるように、
適切に選ばれている。その圧電膜３１の両電極を
導線末端３４，３５に接触させることは、この場
合にも、両絶縁テープ２９，３０に窓のようにあ
けられた穴３４′，３５′によつている。

第８，９両図は、複数個の個別測定素子がひと
つのユニツトにまとめあげられたものを示してい
る。この圧電膜３７は導電接着剤で管３６上には
り当てられている。その圧電膜の外表面は金属層
でおおわれているが、各個別表面要素間には管周
方向に沿つてそうした層が欠けているようにされ
ていて、各個別要素がそれぞれの場所にたがいに
離しへだてられることとなるようにする役目をは
たしている。導電層３８を備えたその測定素子３
７は、絶縁箔４０によつて、外部の影響を受けな
いように守られている。その絶縁箔４０はその一
端部に導電層３９を備えている。そのような導電
層３９を備えた絶縁箔４０は、たとえば、銅張り
絶縁箔４０を原料として、それら各導電層３９間
のすきまとなるべきところの銅をエツチングで除
き去る、というようにして作ることができる。そ
れら導電層３８，３９と、膜３７や絶縁箔４０
と、もそれぞれ導電接着方式で組付けてもよい。
各測定信号は外部へ導かれて受容感知される。部
材４１は、絶縁箔４０の電気接続部を管３６のと
ころで固着するためのもので、その管３６へ接着
されている。圧電膜３７はその管３６と導電接続
しているのであるから、その管３６は、電荷引出
し電極として働くすべての層３８用の共通シヤー
シ電極の役をする。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明で使われる測定素子の切断
略示図、第２図は、この発明による測定変換器を
平らに伸ばした図、第３図は第２図の測定変換器
を管体に組付けたものの断面図、第４〜６各図
は、この発明のそれぞれ別形態例についての、第
３図と同様の図、第７図は第６図中の線−に
よる長手方向断面図、第８図は第９図中の線−
による断面図、第９図は複式測定値変換器の軸
方向断面図、である。１……圧電膜、２，３……導電接触面、４……
固着機構としての電気絶縁テープ、４′……面３
を構成するうすい導電層、５……測定素子、５′
……面２を構成するうすい導電層、６，７……電
荷引出し導体、８……測定対象管体、９……測定
素子、９′……素子９と柔軟材１０，１１とで構
成された測定細片、１０，１１……素子９はさみ
込み柔軟材、１２……測定素子の一方側電極とピ
ン１３との接続箔、１３，１４……接点ピン、１
５……測定素子の他方側電極に接続するピン１４
の箔状引出し端、１６……固着機構としてのケー
ブル周組付き締め具として構成された柔軟材１０
の歯形ひつかかり部、１７……ひつかかり部１６
にかみ合う同じ柔軟材１０の舌部、１８……測定
対象管体、１９，２０……素子２１はさみ込み柔
軟材、２１……測定素子、２１′……素子２１と
柔軟材１９，２０とで構成された測定細片、２２
……固着機構としての巻き締め具、２２′……締
め具２３を貫通かみ込みさせるために締め具２２
にあけられた貫通穴、２３……固着機構としての
巻き締め具、２４……導線末端、２４′……柔軟
材１９にあけられた貫通穴、２５……導線末端、
２５′……柔軟材２０にあけられた貫通穴、２６
……バツクル２７回動ピン、２７……締め具２
２，２３締め込み操作用バツクル、２８……測定
対象管、２９，３０……素子３１はさみ込み柔軟
材、３１……測定素子、３１′……素子３１と柔
軟材２９，３０とで構成された測定細片、３２…
…固着機構としてのばね、３２′……管体３３に
接当する、ばね３２側端へり部、３３……測定対
象管体、３４……導線末端、３４′……柔軟材２
９にあけられた貫通穴、３５……導線末端、３
５′……柔軟材３０にあけられた貫通穴、３６…
…測定対象中空体、３７……圧電膜、３８……導
電層、３９……箔４０一端部に備えられた導電
層、４０……絶縁箔、４１……箔４０電気接続部
を中空体３６のところで固着するための、管３６
に接着された、部材。

Claims

【特許請求の範囲】１中空体での機械的特性量、特に管内の圧力経
過、の測定用として、圧電測定素子を備え、その
圧電測定素子が圧電膜であり、その表裏両面は薄
い導電接触面との強固な接合を形成しており、リ
ード線を介し指示／評価装置と接続可能である測
定値変換器であり、この測定値変換器を中空体に
むすびつけるための取付装置も備えている測定値
変換器であつて次の特質を全て満していることを
特徴とする。 (ア) 中空体の表面に密着可能なしなやかな圧電測
定素子５，９，２１，３１，３７を使用してい
る。 (イ) 中空体の表面にしなやかな圧電測定素子を押
し当て一定の面積をもつて密着させることをし
なやかなはさみ込み材１０，２０，３０によつ
て行なう着脱可能の取付具を使用している。２特許請求の範囲１項に記載の発明において、
その圧電膜１が一軸配向高分子材料製である、こ
とを特徴とする測定値変換器。３特許請求の範囲１または２に記載の発明にお
いて、その圧電膜１がポリふつ化ビニリデン製で
ある、ことを特徴とする測定値変換器。４特許請求の範囲２または３に記載の発明にお
いて、その圧電膜１が予備延伸細片であつて、そ
の予備延伸方向x′とその膜の圧電膨張感度最大方
向ｘとの角度αが45゜以下である、ことを特徴と
する測定値変換器。５特許請求の範囲１〜３のいずれかに記載の発
明において、その導電接触面２，３が、その圧電
膜１の表面へ固着されたうすい導電層４′，５′で
それぞれ構成されていて、その、膜１と導電層
４′，５′とで構成された測定素子５、が電気絶縁
テープ４上に固着されている、ことを特徴とする
測定値変換器。６特許請求の範囲５に記載の発明において、そ
の絶縁テープ４の少なくともへり部分が、その測
定素子５と反対の面に、接着層の施された構成と
されている、ことを特徴とする測定値変換器。７特許請求の範囲５または６に記載の発明にお
いて、その、膜１と導電層４′，５′とで構成され
た測定素子９，２１，３１、が、たがいにくつつ
け合わされた２枚のしなやかなテープなり箔なり
１０，１１；１９，２０；２９，３０のあいだに
埋め込まれていて、それらとのそうした全体が、
測定細片９′，２１′，３１′を構成している、こ
とを特徴とする測定値変換器。８管を測定対象とする特許請求の範囲７に記載
の発明において、その測定細片９′，２１′，３
１′が、その対象管の管周に少なくとも部分的に
は張り当て可能な、巻き締め具、として構成され
ていて、その巻き締め具２３が、バツクル２７の
ような、解放簡単な締め具、を備えた構成とされ
ている、ことを特徴とする測定変換器。９管を測定対象とする特許請求の範囲７に記載
の発明において、その測定細片の、その対象管３
３への固着と予備延伸と、が、ばね３２によつて
なされる構成とされている、ことを特徴とする測
定値変換器。１０特許請求の範囲９に記載の発明において、
そのばね３２が、その両側端へり部３２′で、半
周よりも広い周面範囲にわたつてその対象管３３
を巻き締めるべくされており、そのばね３２にく
つついている測定細片が、その対象管３３の周囲
に少なくとも一部分の外周に張り当るべくされて
いる、ことを特徴とする測定値変換器。１１管を測定対象とする特許請求の範囲１〜７
のいずれかに記載の発明において、その圧電膜１
がその対象管周面を１回なり複数整数回なり巻き
込んでいる構成とされている、ことを特徴とする
測定値変換器。１２管を測定対象とする特許請求の範囲１〜７
のいずれかに記載の発明において、測定素子が何
個も備えられていて、それらが管軸に対して対称
な配置とされている、ことを特徴とする測定値変
換器。