JPS63290968A - 流体センサ装置 - Google Patents
流体センサ装置Info
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- JPS63290968A JPS63290968A JP12539387A JP12539387A JPS63290968A JP S63290968 A JPS63290968 A JP S63290968A JP 12539387 A JP12539387 A JP 12539387A JP 12539387 A JP12539387 A JP 12539387A JP S63290968 A JPS63290968 A JP S63290968A
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- Pending
Links
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、流路における流体の流れの有無を検出する流
体センサ装置に関するものであり、さらに詳しくは、気
体あるいは液体が配管等の流路内部を移動する際に発生
する音波あるいは圧力変動によって、それらの流体の流
れの有無を検出する流体センサ装置に関するものである
。
体センサ装置に関するものであり、さらに詳しくは、気
体あるいは液体が配管等の流路内部を移動する際に発生
する音波あるいは圧力変動によって、それらの流体の流
れの有無を検出する流体センサ装置に関するものである
。
［従来の技術］
気体あるいは液体が、管内を流れているかどうかを検出
するセンサには、機械的スイッチを作動させるタイプや
、電気的な容量変化から検出するタイプ、光学的に光透
過量から検出するタイプなどが知られている。それらの
うち、機械的タイプには、圧力や流速の変化をセンサで
検出するスイッチ、フロースイッチがあり、従来からよ
く利用されている・ しかし、これらのセンサは構造が複雑で、小型化が困難
であったり、流体の誘電率が変わらないケースには利用
できなかったり、流体の密度が上昇したり、汚れが増加
したりすると、検出が不可能になるなどの問題があり、
構造が簡単で、小型化もでき、しかも高性能なセンサが
望まれている。
するセンサには、機械的スイッチを作動させるタイプや
、電気的な容量変化から検出するタイプ、光学的に光透
過量から検出するタイプなどが知られている。それらの
うち、機械的タイプには、圧力や流速の変化をセンサで
検出するスイッチ、フロースイッチがあり、従来からよ
く利用されている・ しかし、これらのセンサは構造が複雑で、小型化が困難
であったり、流体の誘電率が変わらないケースには利用
できなかったり、流体の密度が上昇したり、汚れが増加
したりすると、検出が不可能になるなどの問題があり、
構造が簡単で、小型化もでき、しかも高性能なセンサが
望まれている。
最近の空気圧回路を例にとれば、方向制御弁やエアシリ
ンダなどの小型化に伴い、配管はマニホールド化するな
ど、高密度に設計することが多くなっている。このよう
な空気圧回路において、所定の通路における流体の流れ
の有無を検出しようとする場合に、先に述べた従来のセ
ンサはいずれも構造的に問題があるため、使用すること
が難しく、特に、小型、高性能で、取扱いも簡便なセン
サが必要になっている。
ンダなどの小型化に伴い、配管はマニホールド化するな
ど、高密度に設計することが多くなっている。このよう
な空気圧回路において、所定の通路における流体の流れ
の有無を検出しようとする場合に、先に述べた従来のセ
ンサはいずれも構造的に問題があるため、使用すること
が難しく、特に、小型、高性能で、取扱いも簡便なセン
サが必要になっている。
［発明が解決しようとする問題点］
本発明の目的は、気体あるいは液体が移動する空間にお
ける雁れの有無を検出するための、小型で、取付けが容
易であり、しかも構造が簡単で取扱いが容易な流体セン
サ装置を得ることにある。
ける雁れの有無を検出するための、小型で、取付けが容
易であり、しかも構造が簡単で取扱いが容易な流体セン
サ装置を得ることにある。
［問題点を解決するだめの手段］
上記目的を達成するための本発明の流体センサ装置は、
流体が移動する流路の壁に、その流体の乱流によって発
生する音波あるいは圧力の変動を検知する圧電素子を付
設することにより構成される。
流体が移動する流路の壁に、その流体の乱流によって発
生する音波あるいは圧力の変動を検知する圧電素子を付
設することにより構成される。
［作 用］
流体が管等の流路内を移動するときには、流路の内壁、
あるいは接続部分などによってしよう乱を受けるため、
理想状態の層流とはならず、時間的、空間的にきわめて
不規則な乱流となっている。このような乱流は、それが
生ずる環境条件にしたがって種々の周波数の弾性波（音
波）を発生している。この周波数が高い場合、超音波と
なる。そして、このような音波の受波には、圧電素子や
電歪素子などの電気機械変換素子が使用できる。
あるいは接続部分などによってしよう乱を受けるため、
理想状態の層流とはならず、時間的、空間的にきわめて
不規則な乱流となっている。このような乱流は、それが
生ずる環境条件にしたがって種々の周波数の弾性波（音
波）を発生している。この周波数が高い場合、超音波と
なる。そして、このような音波の受波には、圧電素子や
電歪素子などの電気機械変換素子が使用できる。
上記流体センサ装置においては、このような流体の発生
する音波に着目し、その検出に圧電素子を用いているの
で、空気圧回路などに簡単に取付けて、その出力により
、流体の流れの有無を検知することができる。しかも、
膜状等に加工することが容易で、構造を単純化、小型化
することが容易である。
する音波に着目し、その検出に圧電素子を用いているの
で、空気圧回路などに簡単に取付けて、その出力により
、流体の流れの有無を検知することができる。しかも、
膜状等に加工することが容易で、構造を単純化、小型化
することが容易である。
［実施例］
第１〜５図は、本発明の流体センサ装置の実施例を示し
たものである。
たものである。
第１図Ａは、内部を流体が流れる管３の外側表面に、接
着剤２を介して圧電素子１を固定した場合を示し、この
場合には、管内の流体によって発生する音波または超音
波を、圧電素子１の圧電位の変化によって検知すること
により、流体の流れの有無が検出される。
着剤２を介して圧電素子１を固定した場合を示し、この
場合には、管内の流体によって発生する音波または超音
波を、圧電素子１の圧電位の変化によって検知すること
により、流体の流れの有無が検出される。
第１図Ｂは、管３内の内側に接着剤２を介して圧電素子
１を固定した構造を示し、圧電素子ｌの圧電位から音波
の発生あるいは圧力の変動を検知するようにしたもので
ある。
１を固定した構造を示し、圧電素子ｌの圧電位から音波
の発生あるいは圧力の変動を検知するようにしたもので
ある。
第２図は、管３の内側に接着剤２を介して圧電素子１の
一部分を固定し、残りの部分が流体の中で遊動できるよ
うにしたもので、第１図の場合と同じく、流体が発生す
る音波、あるいは圧力の変動を、圧電素子１の圧電位の
変化から検知するものである。この実施例の特徴は、圧
電素子ｌが直接流体に触れていること、さらに圧電素子
自身によって流体に乱れを生じさせることにあり、第１
図の例に比較して検出感度の向上が期待できる。
一部分を固定し、残りの部分が流体の中で遊動できるよ
うにしたもので、第１図の場合と同じく、流体が発生す
る音波、あるいは圧力の変動を、圧電素子１の圧電位の
変化から検知するものである。この実施例の特徴は、圧
電素子ｌが直接流体に触れていること、さらに圧電素子
自身によって流体に乱れを生じさせることにあり、第１
図の例に比較して検出感度の向上が期待できる。
第３図の実施例は、基本的な構造は第１図の場合と同様
であるが、管３の一部に凹凸部分４を設け、その外側へ
圧電素子ｌを接着している。上記凹凸部分４は、流体に
乱れを発生せしめ、検出感度の向上を図るようにしたも
のである。
であるが、管３の一部に凹凸部分４を設け、その外側へ
圧電素子ｌを接着している。上記凹凸部分４は、流体に
乱れを発生せしめ、検出感度の向上を図るようにしたも
のである。
第３図のような凹凸部分４を持った管の内側面に圧電素
子１を接着したセンサ装置も、もちろん有用である。
子１を接着したセンサ装置も、もちろん有用である。
第４図は、乱流を積極的に作るための手段を管内壁に付
設した実施例で、流路中における圧電素子１の上流に流
れを妨害する障害物５を設置している。このような障害
物５によって乱流の発生を助長することは、センサ感度
の向上に有効である。
設した実施例で、流路中における圧電素子１の上流に流
れを妨害する障害物５を設置している。このような障害
物５によって乱流の発生を助長することは、センサ感度
の向上に有効である。
なお、第１〜４図の実施例においては、圧電素子を管の
一部分に接着する構造としているが、管の全面に膜を接
着するか、または管の全面あるいは一部に塗布すること
も可能であり、且つ有効である。
一部分に接着する構造としているが、管の全面に膜を接
着するか、または管の全面あるいは一部に塗布すること
も可能であり、且つ有効である。
第５図は、第１〜３図の例が膜状、あるいは板状の圧電
素子で音波を検知するのに対し、管３の内部へ管状のハ
イドロフォン６を挿入し、これによって音波を検知しよ
うとするものである。
素子で音波を検知するのに対し、管３の内部へ管状のハ
イドロフォン６を挿入し、これによって音波を検知しよ
うとするものである。
以上、第１〜５図において本発明の実施例について説明
したが、本発明の流体センサ装置の構造、寸法などはこ
れらの実施例によって限定されることはない。
したが、本発明の流体センサ装置の構造、寸法などはこ
れらの実施例によって限定されることはない。
また、本発明において使用する圧電素子は、圧電定数が
大きく、柔らかくて屈曲性に富み、耐衝撃性に優れ、加
工性に富むなどの特長を有する圧電性高分子材料が最も
適している。但し、本発明の趣旨を逸脱しない限り、圧
電性セラミックスと非圧電性高分子との複合材料、ある
いは水晶、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ２）、チタン
酸バリウム（ＢａＴｉ０３）、チタン酸ジルコン酸鉛［
Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）０３］などの圧電性無機材料を使用
することもできる。
大きく、柔らかくて屈曲性に富み、耐衝撃性に優れ、加
工性に富むなどの特長を有する圧電性高分子材料が最も
適している。但し、本発明の趣旨を逸脱しない限り、圧
電性セラミックスと非圧電性高分子との複合材料、ある
いは水晶、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ２）、チタン
酸バリウム（ＢａＴｉ０３）、チタン酸ジルコン酸鉛［
Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）０３］などの圧電性無機材料を使用
することもできる。
なお、圧電位の計測手段については特に説明しなかった
が、通常の方法によって圧電素子に電極を取付け、電極
間の圧電位差の変化から求めればよい。また、圧電位に
代えて、圧電素子の電荷。
が、通常の方法によって圧電素子に電極を取付け、電極
間の圧電位差の変化から求めればよい。また、圧電位に
代えて、圧電素子の電荷。
電流の計測等によっても同様に流体の検出が可能である
ことはもちろんである。
ことはもちろんである。
［発明の効果］
このような本発明の流体センサ装置によれば、空気圧回
路などに簡単に取付けて、流体の流れの有無を検知する
ことができ、その利用によって空気圧回路を含むプロセ
スの動作確認、あるいは制御を、確実、有効に行うこと
ができる。
路などに簡単に取付けて、流体の流れの有無を検知する
ことができ、その利用によって空気圧回路を含むプロセ
スの動作確認、あるいは制御を、確実、有効に行うこと
ができる。
第１図Ａ、Ｂ、及び第２図ないし第５図は、それぞれ本
発明の流体センサ装置の異なる実施例を示す断面図であ
る。 ｌ・・圧電素子、 ２・・接着剤、 ３番・管。 特許出願人 ニスエムシー株式会社 （外１名） 第２図 蕗３図 籐 ５ 昌
発明の流体センサ装置の異なる実施例を示す断面図であ
る。 ｌ・・圧電素子、 ２・・接着剤、 ３番・管。 特許出願人 ニスエムシー株式会社 （外１名） 第２図 蕗３図 籐 ５ 昌
Claims (1)
- １、流体が移動する流路の壁に、その流体の乱流によっ
て発生する音波あるいは圧力の変動を検知する圧電素子
を付設することにより構成したことを特徴とする流体セ
ンサ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12539387A JPS63290968A (ja) | 1987-05-22 | 1987-05-22 | 流体センサ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12539387A JPS63290968A (ja) | 1987-05-22 | 1987-05-22 | 流体センサ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63290968A true JPS63290968A (ja) | 1988-11-28 |
Family
ID=14909027
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12539387A Pending JPS63290968A (ja) | 1987-05-22 | 1987-05-22 | 流体センサ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63290968A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03109163U (ja) * | 1990-02-22 | 1991-11-08 | ||
| FR2748564A1 (fr) * | 1996-05-10 | 1997-11-14 | Corneal Ind | Dispositif de mesure de la pression d'un liquide circulant dans une tubulure vers ou hors du corps humain |
| JP2006125861A (ja) * | 2004-10-26 | 2006-05-18 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 流体検出装置およびそれを用いた流体検出方法 |
| JP2006300580A (ja) * | 2005-04-18 | 2006-11-02 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 管内圧力センサ |
| KR100850951B1 (ko) | 2007-03-08 | 2008-08-08 | 엘지전자 주식회사 | 배수장치와 이를 구비하는 공기조화기 및 그 제어방법 |
| JP2009074571A (ja) * | 2007-09-19 | 2009-04-09 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 詰まり検出システム |
| WO2012058740A1 (pt) * | 2010-11-04 | 2012-05-10 | Wadih Antonio Garios | Sistema captador, classificador e separador de água pluvial |
| US10060116B2 (en) | 2015-07-01 | 2018-08-28 | Wadih Antonio Garios | Self-cleaning filter device adaptable to the volume of rainwater and a method for its use |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5578214A (en) * | 1978-12-07 | 1980-06-12 | Mitsubishi Electric Corp | Flowmeter with frequency analysis |
-
1987
- 1987-05-22 JP JP12539387A patent/JPS63290968A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5578214A (en) * | 1978-12-07 | 1980-06-12 | Mitsubishi Electric Corp | Flowmeter with frequency analysis |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03109163U (ja) * | 1990-02-22 | 1991-11-08 | ||
| FR2748564A1 (fr) * | 1996-05-10 | 1997-11-14 | Corneal Ind | Dispositif de mesure de la pression d'un liquide circulant dans une tubulure vers ou hors du corps humain |
| JP2006125861A (ja) * | 2004-10-26 | 2006-05-18 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 流体検出装置およびそれを用いた流体検出方法 |
| JP2006300580A (ja) * | 2005-04-18 | 2006-11-02 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 管内圧力センサ |
| KR100850951B1 (ko) | 2007-03-08 | 2008-08-08 | 엘지전자 주식회사 | 배수장치와 이를 구비하는 공기조화기 및 그 제어방법 |
| JP2009074571A (ja) * | 2007-09-19 | 2009-04-09 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 詰まり検出システム |
| WO2012058740A1 (pt) * | 2010-11-04 | 2012-05-10 | Wadih Antonio Garios | Sistema captador, classificador e separador de água pluvial |
| US10060116B2 (en) | 2015-07-01 | 2018-08-28 | Wadih Antonio Garios | Self-cleaning filter device adaptable to the volume of rainwater and a method for its use |
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