TW513565B - Novel piezoelectric transducer assemblies and methods for their use - Google Patents

Novel piezoelectric transducer assemblies and methods for their use Download PDF

Info

Publication number
TW513565B
TW513565B TW091107155A TW91107155A TW513565B TW 513565 B TW513565 B TW 513565B TW 091107155 A TW091107155 A TW 091107155A TW 91107155 A TW91107155 A TW 91107155A TW 513565 B TW513565 B TW 513565B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
piezoelectric transducer
item
scope
patent application
opening
Prior art date
Application number
TW091107155A
Other languages
English (en)
Inventor
John L Brock
Original Assignee
John L Brock
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by John L Brock filed Critical John L Brock
Application granted granted Critical
Publication of TW513565B publication Critical patent/TW513565B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80—Constructional details
    • H10N30/88—Mounts; Supports; Enclosures; Casings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/02—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
    • F04B43/06—Pumps having fluid drive
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00—Testing of engines
    • G01M15/04—Testing internal-combustion engines
    • G01M15/10—Testing internal-combustion engines by monitoring exhaust gases or combustion flame
    • G01M15/102—Testing internal-combustion engines by monitoring exhaust gases or combustion flame by monitoring exhaust gases
    • G01M15/106—Testing internal-combustion engines by monitoring exhaust gases or combustion flame by monitoring exhaust gases using pressure sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/30—Piezoelectric or electrostrictive devices with mechanical input and electrical output, e.g. functioning as generators or sensors
    • H10N30/302—Sensors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2205/00—Fluid parameters
    • F04B2205/05—Pressure after the pump outlet
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2205/00—Fluid parameters
    • F04B2205/06—Pressure in a (hydraulic) circuit

Description

513565 A7 ___B7_____ 五、發明說明（/ ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明在此揭示及主張一種換能器組件，此種換能器 組件可用於監測來自於隔膜(diaphragm)或軟管(bellow)栗浦 的氣體輸出，該泵浦係以空氣、氮氣或二氧化碳作爲運作 媒介，其中此種換能器並非被抽吸物質之輸入或輸出氣流 之整體的一部分，而是用於感測氣動式泵浦之排出氣流， 以控制氣體泵浦。以本發明之目的而言，「氣體泵浦」係 指隔膜式或軟管式脈衝氣體輸出泵浦。 本發明在此揭示之換能器意欲取代目前用於監測氣動 式泵浦所抽吸的物質輸入氣流、物質輸出氣流及/或物質輸 入或輸出氣流之壓力的換能器。舉例而言，此種換能器可 爲磁式霍爾效應換能器、發光二極體或光學換能器及相似 元件。 -線 瞭解在此揭不之發明時，吾人必須牢記：當利用氣動 式泵浦來抽吸物質時，基本上至少有兩種氣流。第一種氣 流係由用於驅動泵浦的氣體所提供，第二種氣流一亦即其 它氣流一則由泵浦所處理的物質來提供，該等物質包括水 、非毒性流體、酸性溶液、液態腐蝕劑，以及其它危險的 有毒物質和其它泵浦破壞性物質等。 關於本發明在此揭示之內容，當提及「流體」時，其 意指所討論的內容主要係針對藉由氣動式泵浦加以處理的 物質流體，而非意指用於驅動氣動式泵浦的氣流，除非另 有指明其爲氣流。 發明背景 在習知技術中，利用壓電換能器來測量、監測和追蹤 I_I__ I 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 513565 A7 _ B7______ 五、發明說明（2 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 各種不同的狀況並非新穎的方法。以目前而言，製造業者 正運用磁式霍爾效應換能器、光學換能器、發光二極體換 能器及相似裝置來監測氣體泵浦，或在運用氣體泵浦的場 合中，利用上述裝置來測量發生於製造過程中的狀況’其 中目前所使用的大部分泵浦爲氣動式栗浦。 一些使用壓電換能器的壓力感測應用包括：壓力之實 際量測；利用加速度計來測量衝擊力；利用麥克風錄音或 聲音之偵測；產生聲音及/或超音波，以及利用換通益串列 來偵測通過的汽車或火車。 線 在氣動式泵浦工業中，在某些重要應用中利用來自操 作栗浦的電子反饋已有許多年的歷史。以典型情況而言， 在氣體運作的泵浦中，通常至少有一部分會往復運動。某 些泵浦製造商使用電子移動式阻氣閥，其位於泵浦內部或 接附於泵浦上。此移動係藉鄰近的換能器來偵測泵浦的往 復部件而完成，或藉由泵浦內通過電眼的往復部件之色彩 對比部分，再將電子訊號傳送到阻氣閥而完成。此運動而 後再使阻氣閥移動。 其它泵浦製造業者使用機械和固態壓力切換器，此類 切換器在需要切換阻氣閥時，從位於泵浦內部的閥門接收 衝擊氣流。機械或固態壓力切換器隨後使衝擊氣流轉變成 電子訊號，此電子訊號而後被送到阻氣閥，以供阻氣閥操 作之用。此外，傳送到阻氣閥的電子訊號可提供電子訊號 至其它用於監測泵浦的裝置，而製造業者亦已選定如此運 用。此等裝置包括內嵌於監測泵浦之工具的循環計數換能 _____4_ 紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ~ 513565 A7 _________B7___—一_ — 五、發明說明（；） §?、轉速計、超出量監測器、不足重監測益和個人笔腦系 統，以及其它裝置等，但不以上述者爲限。 在各種情況中，目前所使用的設備均需要在杲浦本身 當中設置侵入式換能器。如此將會使設置於泵浦內部的零 件造成污染，或者該等零件會受到泵浦施以處理的腐蝕性 物質、酸或其它破壞性化學物質的影響。舉例而言，此類 零件包括··流量計、質流換能器、蹼輪式換能器等，上述 所有裝置均直接設置於泵浦施以處理的物質流體內。在處 理食物方面，此等零件會引發食物受到微量金屬及其它物 質污染的情況。此外，將此等零件設置於泵浦內部亦會引 發另一種情況，其中該等零件成爲藉由泵浦加以處理之物 質流體內的堵塞物或造成堵塞（或部分堵塞）；再者，此等 零件不易進行替換或維修。 在其它情況中，由於上述問題的緣故，泵浦系統完全 無法加以監控，而如此將導致製造過程中產生零件故障， 因而需要停機淸理並引發其它各種問題。在此等情況下， 只有當監控製造過程的人員注意到發生明顯的故障時，泵 浦才會被監控。最終，此類問題會導致泵浦完全停止運作 ，而此情況經常造成人員受傷和設備損壞。 因此，吾人値得擁有一種以非侵入式換能器來監測及/ 或控制氣動泵浦的裝置，其實質上能解決上述所有問題。 發明槪要 在此所揭示及主張之壓電換能器係提供非侵入裝置， 用於監測氣動泵浦之排氣門孔，以解決上述問題。 __5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) - 線· 513565 B7 五、發明說明（* ) 在此揭示及主張的方法係利用上述換能器並結合數位 輸出電子裝置，其中許多數位輸出電子架構係爲當前的習 知技術’藉以提供一種監測氣動泵浦之裝置。此等方法可 提昇泵浦之效能，並且加強泵浦的控制，而不會引發必須 嵌入泵浦本身的換能器所伴隨的問題。本發明之換能器可 設置爲擴散器之一部份，或設置於遠端；例如，當利用泵 浦來處理爆炸性物質時，前述換能器甚至會設置於與泵浦 相距較遠的位置。 本發明之換能器組件及本發明之方法可提供習知換能 器和習知方法所無法達成的多項優點，例如：該等換能器 組件能夠使所有零件與氣體泵浦分離，特別是使金屬零件 與泵浦之隔膜及/或軟管分離；該等換能器組件能夠處理高 純度酸性物質或腐蝕性物質，而不會破壞換能器；由於該 等換能器組件可立即回應氣流情況，其能夠快速啓動或終 止氣體泵浦；該等換能器組件提供精確的流速監控和計量 應用；該等換能器組件能夠檢查氣體泵浦之預備工作和任 何一項或一連串操作之重新啓動的啓始化動作；該等換能 益組件可針舊式或現存的設備進f 了快速且簡易的改裝； 該等換能器組件可檢查氣體泵浦確實運作；該等換能器組 件能夠監控固定流速；該等換能器組件能夠在偏離某些指 定的標準値時關閉泵浦；該等換能器組件可精確控制流體 之計量一例如：加侖、夸脫、公升、盎司或較大或較小的 容量，而運用該等換能器組件一般均能完成較有效率和可 靠的氣體泵浦設計。 ________6_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐)" " Γ 清先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · .線 A7 513565 五、發明說明（r ) 因此，在此實施例中揭示及主張者係爲一種壓電換能 器組件’其包括下列之組合：一嵌入式換能器定位組件及 一接收換能器定位組件，該嵌入式換能器定位組件係包含 具有外表面、前部和後部的外罩。後部具有位於其中心點 的葉轂。中央葉轂具有通過其中心的開口，並整合連接於 該嵌入式換能器定位組件。前述外表面之上具有固定裝置 ’並具有錐形則贿外圍邊緣。 嵌入式換能器定位組件在前部具有第一圓形開口，其 中該第一圓形開口具有一圓形壓電換能器配置於其內。前 述壓電換能器具有底面和頂面。 前述嵌入式換能器定位組件在前部具有第二開口，相 較於第一圓形開口，此第二開口較深，且其直徑較短於第 一圓形開口之直徑。 中央葉轂內之中央開口連續通過換能器定位組件之外 罩’並通入第二開口，以提供通過換能器定位組件的連續 通道，該通道於葉轂之後部通出。前述壓電換能器具有連 接於其底面的電氣導線。 上述接收換能器定位組件亦具有一外罩。接收換能器 定位組件之外罩具有前部和後部，其中後部之中央整合設 置有一葉轂。前述接收換能器定位組件之葉轂具有後部和 則部，且其直徑較短於接收換能器定位組件之外罩直徑。 接收換能器定位組件之前部內設置有一開口。接收換 能器定位組件之開口具有內表面和底部，其中內表面之上 配置有一固定裝置，該固定裝置配接於嵌入式換能器定位 -———_______7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)a4規格（21〇 x 297公釐）---- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · -線- 513565 A7 _____B7_____ 五、發明說明（& ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 組件之固定裝置。前述開口在底部具有錐形外圍邊緣。接 收換能器定位組件內開口之底部下方有一碟形凹陷。碟形 凹陷有一底部。碟形凹陷之頂部表面積係相對於壓電換能 器之頂部表面積，其中表面積關係之比率範圍介於〇至1 :1。 一通道開口從碟形凹陷之底部通向接收換能器定位葉 轂之中央；接收換能器定位葉轂中央具有一配接裝置，用 於將上述接收換能器定位組件配接到一泵浦。該泵浦在此 爲氣體泵浦，其可爲軟管式空氣泵浦或隔膜式空氣泵浦。 在本發明之另一實施例中，壓電換能器之頂部配置有 彈性保護蓋，其一般爲碟盤型式，下文將會詳述此彈性保 護蓋。 1 .線 在本發明之另一實施例中，在換能器定位組件之第二 開口底部內進一步配置有一電子結構，下文將會詳述此電 子結構。 在本發明之另一實施例中，在第二開口內配置有一可 壓縮材料，下文將會詳述此種可壓縮材料。 此外，在本發明之一實施例中，壓電換能器本身覆蓋 有至少一加固碟盤，下文將會詳述此種加固碟盤。 在本發明之另一實施例中，其提供一種系統，該系統 包含一氣體泵浦、一壓電換能器組件，以及一控制系統， 該壓電換能器組件係操作性結合於該泵浦，該控制系統則 用於監控該氣體泵浦。 圖式簡單說明 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 513565 A7 ________B7___ 五、發明說明（？） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖1爲本發明之壓電換能器組件之一個實施例的完整 側視圖。 圖2爲沿圖1之Α-Α直線所取得本發明之壓電換能器 組件之分解剖面視圖，其中換能器之內部零件已被略除’ 以提供簡潔的圖式。 圖3爲本發明之嵌入式換能器定位組件之前視圖，其 顯示位於該組件內的許多開口。 圖4爲沿圖1之Β-Β直線所取得本發明之嵌入式換能 器定位組件之完整剖面側視圖，其顯示一壓電換能器懸置 於嵌入式換能器定位組件內開口之上方。 圖5爲沿圖1之Β-Β直線所取得本發明之嵌入式換能 器定位組件之完整剖面側視圖，其顯示該壓電換能器位於 第一開口內，並停留在擱板上。 •線 圖6爲沿圖1之Β-Β直線所取得本發明之嵌入式換能 器定位組件之完整剖面側視圖，其顯示該壓電換能器位於 第一開口內，並以一保護蓋加以覆蓋。 圖7爲沿圖1之Β-Β直線所取得本發明之嵌入式換能 器定位組件之完整剖面側視圖，其顯示一加固碟盤裝設於 壓電換能器之上。 圖8爲沿圖1之Β-Β直線所取得本發明之嵌入式換能 器定位組件之完整剖面側視圖，其顯示一加固碟盤裝設於 壓電換能器之上，且一保護蓋裝設於該加固碟盤上。 圖9爲沿圖1之Β-Β直線所取得本發明之嵌入式換能 器定位組件之完整剖面側視圖，其顯示第一加固碟盤裝設 ________9_______ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公爱） 513565 A7 ____B7_________ 五、發明說明（S ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 於壓電換能器之上，第二加固碟盤裝設於第一加固碟盤之 上’且一保護蓋裝設於第二加固碟盤上。 圖10爲沿圖1之B-B直線所取得本發明之嵌入式換 能器定位組件之完整剖面側視圖，其顯示一保護蓋覆蓋該 壓電換能器，且一可壓縮材料配置於第二開口內。 圖11爲沿A-A直線所取得本發明之嵌入式換能器定 位組件之分解剖面完整側視圖，其顯示壓電換能器裝設於 電子結構之上，加固碟盤裝設於該壓電換能器之上，保護 蓋則裝設於該加固碟盤之上。 圖12爲沿圖1之B-B直線所取得本發明之嵌入式換 能器定位組件之完整剖面側視圖，其顯示該電子結構被封 裝於配置在第二開口的可壓縮材料內。 圖13A爲沿圖1之B-B直線所取得本發明之嵌入式換 能器定位組件之完整剖面側視圖’其顯示使用膠布來覆蓋 壓電換能器° 圖13B爲圖13A所示本發明之嵌入式換能器定位組件 之完整剖面側視圖，其中增加一加固碟盤3 3，由膠布層之 表面顯示爲分解圖。 圖14係顯示使用本發明之壓電換能器的氣體泵浦之排 氣衝程間所歷經的時間測量値。 圖15爲壓電換能器組件之氣體擴散器的完整剖面側視 圖。 圖16爲圖15所示壓電換能器組件之氣體擴散器的完 整剖面側視圖。 _____ίο ___ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2忉x 297公釐） 513565 A7 _____B7_ 五、發明說明（？） 圖17爲圖15所示壓電換能器組件之氣體擴散器與氣 體泵浦之組合示意圖，其中壓電換能器組件之氣體擴散器 係直接銜接於該氣體泵浦之排氣流。 圖18爲本發明之壓電換能器組件與氣體泵浦之組合示 意圖’該壓電換能器組件係直接銜接於該氣體泵浦之排氣 流。 元件符號說明 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· · -線 1 壓電換能器組件 2 式換能器定傲且件 3 外罩 4 外表面 5 前部 6 後部 7 葉轂 8 開口 9 葉轂後部 10 壓電換能器 11 接收換能器定位組件 12 固定裝置 13 第一開口 14 擱板 15 電子結構 16 第二開口 17 底部 18 前部外表面 19 底部 20 斜面 21 開口 22 嚙合螺紋 23 中央開口 24 葉轂 25 後部 26 外表面 27 外罩 28 前部 29 開口 30 碟形凹陷 31 導線 32 保護蓋 33 加固碟盤 34 可壓縮材料 __11 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 513565 36 底面 38 氣體泵浦 4〇 氣體擴散器 42 氣體入口 44 氣體管線 A7 ____B7 五、發明說明（/〇 35 頂面 37 導線 39 泵浦排氣管線 41 排氣門孔· 43 氣體擴散器 45 膠帶 較佳實施例之詳細說明 現在請參照圖1和圖2，其中圖示本發明之壓電換能 器組件1的完整側視圖。壓電換能器組件1包含兩區段， 其一爲接收換能器定位組件11，另一爲嵌入式換能器定位 組件2，該嵌入式換能器定位組件係包含具外表面4、前部 5和後部6的外罩3。後部6具有位於其中心點的葉轂7， 中央葉轂7具有通過葉轂後部9的開口 8，藉以容納壓電 換能器10之導線31(圖示於圖1和圖4)或電子結構15，如 圖11所示。電子結構15之基本架構將於下文中詳述。壓 電換能器10具有一頂面35和一底面36。 壓電換能器10之直徑通常約介於0.25至2.5英吋， 較佳的尺寸爲小於2英吋，而最佳的直徑範圍約介於3/4 至1又1/8英吋之間。壓電換能器1〇之較佳厚度範圍約 〇·〇〇8至0.20釐米，最佳的範圍約介於〇力1至〇.〇5釐米， 而在本發明中，壓電換能器10之較佳厚度範圍爲〇.〇1至 〇·〇3釐米。本發明所用之壓電換能器10可以購得，且製造 材料通常爲不銹鋼、陶瓷、黃銅和聚合薄膜，較佳的壓電 換能器10爲不銹鋼和聚合薄膜；對整體特性而言，不銹鋼 -—- ___12________ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· · -線 513565 A7 -—----_B7___ 五、發明說明（"） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 尤其較爲理想。薄雙層換能器係最具多種用途之結構，其 可如同單片（由兩層組成）加以運用，並可被用於彎曲或延 伸。當其中一層擴張而另一層收縮時，雙層換能器會形成 曲率。此類換能器通常被稱作彎曲器、雙壓電晶片或彎曲 元件。相較於別種壓電換能器，「彎曲器」能夠達到較大 的撓曲。 圖2爲沿圖1之A-A直線所取得壓電換能器組件1之 剖面視圖，其中不包括至少圖示於圖4的導線和壓電換能 器10 ;圖4則顯示壓電換能器組件1之內部。嵌入式換能 器定位組件2之所以被形容爲嵌入式，係因爲換能器定位 組件2能夠被嵌入接收換能器定位組件11之開口 21內。 嵌入式換能器定位組件2係包含固定裝置12，其圖示 爲一組螺紋，但嵌入式換能器定位組件2與接收換能器定 位組件11之間的固定可藉由任何在使用期間能夠將兩區段 緊密接合的裝置而達成；然而，此種裝置可分離而供檢查 、替換或修理。舉例而言，嵌入式換能器定位組件2之外 表面4可施以黏膠或黏著劑，而使兩區段固定在一起，但 可用手將兩區段分開；或者，可將兩區段以螺栓、栓梢或 螺絲固定在一起。固定兩區段所用的方式和裝置並非關鍵 ，只要兩區段在操作過程中能夠保持固定在一起，並可由 一簡易裝置予以分開即可。 請參照圖3，在嵌入式壓電換能器定位組件2之內部 顯示有一第一圓形開口 13,該第一圓形開口係位於嵌入式 壓電換能器定位組件2之前部5。在嵌入式壓電換能器定 _13 ___ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 513565 A7 _______B7_ 五、發明說明（U ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 位組件2之中間有一第二開口 16，其位於第一開口；π之 正下方。第二開口 16之直徑小於第一圓形開口 13之直徑 ，以提供一擱板14來支撐嵌入式壓電換能器定位組件2內 的壓電換能器1〇。此外，第二開口 16係比第一圓形開口 13爲深，以便在需要時能夠容納可壓縮材料，此種可壓縮 材料將於下文中詳述；另外，若有需要，可提供任何電子 結構所用之外罩’以供壓電換能器1〇之用。 除了開口 13和16之外，另有一開口或通道8，該開 口由第二開口 16處開啓，通過其底部17及葉轂7，並由 葉轂7之後部9通出。換能器組件內所使用的任何導線均 通過此開口 Π ’以連接至電腦所控制的換能器，該換能器 係用於接收來自壓電換能器10或電子結構15的資訊。 .線- 參照圖3可進一步瞭解開口 13、16和8以及擱板η ’該圖爲本發明之嵌入式換能器定位組件2之前端完整視 圖。圖中顯示有外罩3、第一圓形開口 13、第二開口 16、 開口 8，以及由開口 13和開口 16之個別直徑差異所提供 的擱板14。 外罩3之前部外表面18爲傾斜面。應注意的是，接收 換能器定位組件11在開口 21之底部19上具有一互餘斜面 20，該互餘斜面係與嵌入式換能器定位組件2之斜面18相 互嚙合。當兩區段一亦即嵌入式換能器定位組件2和接收 換邊器疋位組件11 一連接在一起時，此種配置方式能夠讓 兩者提供密閉的內部空間。密閉內部空間之完整性在某種 程度上係取決於製造壓電換能器組件1所使用的材料；其 --- 14 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規X 297公爱)" ' -- 513565 A7 ______Β7 _____ 五、發明說明（r)) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 中，某些材料由於其固有的壓縮性或彈性，使其能夠在此 位置上提供良好的密閉效果，但某些材料無法提供此等特 性，因而在本發明之範圍內之各式替換或結合運用情況下 ，可在此接合處使用襯墊，以提供所需的密閉效果。此類 襯墊係爲熟習此項技藝者所熟知；舉例而言，此類襯墊可 包含〇形環，或包含其它此種類型的圓形、矩形或類似截 面結構或平面的襯墊。 -線 現在請參照圖2中的接收換能器定位組件11，圖中顯 示有此種組件11，其中在外罩27之前部28內有一開口 29 。開口 29之底部19內顯示有一斜面20，而在接收換能器 定位組件11之開口 29內部上有嚙合螺紋22，以供嵌入式 換能器定位組件2之固定裝置運用。圖中另顯示有通過底 部19而進入葉轂24內的中央開口 23。葉轂24係位於接 收換能器定位組件11之後部25中央，且如圖所示，葉轂 24具有六角形外表面26之結構，使得壓電換能器1能夠 配接於氣體泵浦（氣體栗浦未予以圖示）之排氣門孔，並且 能夠如同旋轉螺帽一般方便地轉動。中央開口 23能夠讓來 自氣體泵浦的排氣流移動到開口 29，並衝擊壓電換能器10 或任何裝設於壓電換能器10之上的特定碟盤，藉以提供監 測來自氣體泵浦之排氣流所需要的脈衝。 在此應注意位於開口 29之底部中央的碟形凹陷30。 碟形凹陷30在其頂部具有一表面區域，該表面區域係相對 於壓電換能器10之頂部的表面區域，該等表面區域之關係 具有一介於〇至1 : 1的比率範圍，實際上所運用的比率係 _ ___15 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公一 ~ 513565 A7 __B7_____ 五、發明說明（少） 取決於所使用的壓電換能器10、所使用的加固碟盤33之 數目及/或厚度、所使用的加固碟盤33之類型、膠帶之使 用、所使用的壓電換能器10之尺寸等，以上所列將於下文 中詳述。碟形凹陷30係一氣體擴張室，其基本上可容許內 送的排氣流擴散通過壓電換能器10之頂面35，或者設置 於壓電換能器10之上的任一或多個碟盤或膠帶。因此，重 要的是，在碟形凹陷之頂部與壓電換能器10之頂部之間需 提供適當的表面積比率，因爲若由氣體泵浦之排氣流所提 供的脈衝未經適當地分散，則壓電換能器10的回應特徵將 會縮減。 本發明之第一實施例係爲一種壓電換能器組件1，其 中圖4僅顯示來自圖2之嵌入式換能器定位組件2之完整 剖面視圖。嵌入式換能器定位組件2顯示爲碟形壓電換能 器10，其具有電導線31及第二開口 16。圖4所顯示的壓 電換能器10未設置於擱板14上，其乃懸置於擱板之上方 。此圖示僅爲淸楚說明起見，其意指當換能器完整地加以 組合時，壓電換能器10將會完全固定於第一開口 13內， 並且完全由擱板14予以支撐，即如圖5所示者。當壓電換 能器10不需要被保護時，可使用此換能器之實施例；換言 之，在換能器10不需要受到保護而免於嚴酷的材料以及使 用低壓氣體來驅動氣體泵浦的情況下，即可使用此種換能 器。 以本發明之目的而言，「低壓」一詞意指壓力範圍大 於〇至約10 psi。此外，以本發明之目的而言，「中壓」 -----—_34-----^_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ιδΊ* * -線 513565 B7 五、發明說明（W ) 意指壓力範圍介於約10至20 psi，而「局壓」則意指壓力 範圍介於約20至1〇〇 psi。應注意的是，在本實施例中， 開口 16並沒有任何用於壓電換能器10的支撐材料，換能 器10之下方只有氣體而已。圖5係顯示圖2所示嵌入式換 能器定位組件2之完整剖面側視圖，圖中顯示具有壓電換 能器10的嵌入式換能器定位組件2以及電導線31，其中 壓電換能器10係位於第一開口 13內。同樣地，在此實施 例中，開口 16內除了氣體一例如空氣、氮氣或二氧化碳一 之外，並沒有任何支撐材料。 請參照圖6，圖中顯示圖2所示嵌入式換能器定位組 件2之完整剖面側視圖，其中圖示圖5之實施例，但額外 有一保護蓋32，該保護蓋32係位於壓電換能器10之上， 其保護壓電換能器10,以隔離從接收換能器定位組件u 之開口而來並藉由排氣流所挾帶的嚴酷化學物質和類似物 質。此等保護蓋32係由抗化學物質之材料所製成，例如 Teflon®或類似材料（Teflon®係爲位於美國Delaware州 Wilmington巾之杜邦化學公司（DuPont Chemical Co.)的註 冊商標）。舉例而言，可供使用的材料包括：聚乙烯、聚丙 烯或類似材料等，其需視使用壓電換能器組件1的環境而 疋。應注意的是，保護蓋32之直徑大於壓電換能器10， 其理由在於：保護蓋32必須完全覆蓋換能器1〇，而且本 發明亦要求：當壓電換能器組件i組合在一起時，保護蓋 32需藉由斜面18和2〇加以定位，並密封於該等斜面。當 保護蓋32用於壓電換能器組件1時，吾人認爲，在斜面 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 29^釐） ' " (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) «' --線· 513565 A7 ____________B7_____ 五、發明說明（μ ) 18 20之接合處不需要襯墊。在使用低排氣壓力的應用 場合中’當不需保護壓電換能器10時，即可運用此實施例 〇 現^在請參照本發明另一實施例，其爲本發明之重要槪 念’匱I 7顯示圖2所示嵌入式換能器定位組件2之完整剖 面側視圖，其中壓電換能器10位於擱板14上，且一加固 碟盤33覆蓋於壓電換能器10之上。應注意的是，加固碟 盤33之直徑近似於或幾乎近似於壓電換能器10之直徑， 以使壓電換能器10能夠與排氣流相互隔絕。當壓電換能器 組件1組裝完成後，此碟盤之移動必須限制在壓電換能器 1〇之中央。除了密閉功能以外，此碟盤可當作壓電換能器 10所甩的「固定器」，使其不會離開其平面結構而永久彎 曲’而且當加固碟盤33回應於排氣流作用於其上的正向力 而彎曲後，加固碟盤33可縮減壓電換能器10之回復反應 。換言之，加固碟盤33可建立一個緩衝區，用以縮減任何 作用於壓電換能器10上的力，並使其轉入開口 16內。在 本發明所預期的範圍內亦可僅使用單一碟盤33，其中碟盤 33亦可由諸如Teflon等保護材料製成，並可當作加固碟盤 33 〇 在本發明所預期的範圍內可使用厚度範圍介於約0.01 釐米(0.005英吋)至1.2釐米(0.050英吋)的加固碟盤33，較 佳的厚度範圍約介於0.127釐米(〇·〇ΐ〇英吋)至1.016釐米 (0.040英吋），更佳的厚度範圍約介於0.254釐米（〇.1〇英吋 )至0.508釐米(0.020英吋），上述厚度範圍係取決於製造碟 _____------ 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 雄· _線· 513565 A7 五、發明說明（θ 盤33所使用的材料、壓電換能器組件i內所使用的碟盤 33，個數’以及壓電_器組件丨所伴隨之氣體泵浦的應 用場合。 、在本發明所預期的範圍內亦可使用一個以上的加關 盤33，且在此可使用具各種不同材料之各式堆疊結構的加 ^碟盤33，以適應不同應用場合中的操作環境或壓電換能 器10之其它特性。此類碟盤最好由聚合物製成，例如：聚 乙烯、聚丙烯或聚四氟化碳一例如聚四氟乙烯及類似聚合 物。根據ASTM D638標準，此等材料之拉伸模數範圍對 於聚丙烯而言，通常爲130,000至25〇,〇〇〇 psi ;對聚乙烯 而目，其範圍爲25,000至13,〇〇〇 psi ;對氟化聚合物而言 ，其範圍爲38,000至li〇,〇〇〇 psi。氟化聚合物可選自如下 列材料·聚四氟乙燦、氟化乙丙烯膠、perfjuoroalkoxy、 水氯一每乙烯、乙細基-四氟乙烯及聚偏二氟乙烯，只要該 等材料爲固態即可。特別較佳的材料爲聚乙烯、聚丙烯及 聚四氟乙烯。在本發明所預期的範圍內亦可使用拉伸模數 範圍約介於50,000至80,000 psi的砂膠聚合物。 在此所使用的加固碟盤或碟盤33之個數、類型及總厚 度可由簡單的測試來決定，其中加固碟盤33係置於壓電換 能器組件1內，並可操作地將壓電換能器組件1接合至正 受測試的特定泵浦之排氣埠，同時執行測試並繪製由排氣 相對於換能器之動作所代表的泵浦運作之圖表。當壓電換 能器10不需要保護，但卻要使用中壓至高壓排氣壓力時’ 可使用此實施例。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 瓣· 汀· 線· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 513565 A7 _____ B7 五、發明說明（/(?) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在本發明之另一實施例中，圖8顯示阛2所示嵌入式 換能器定位組件2之完整剖面側視圖，其中另顯示壓電換 10位於第一開口 13內，並安置於擱板μ上，壓電換 能器10被加固碟盤33所覆蓋，而後保護棻32再覆蓋加固 碟盤33。當應用場合需要使用到中壓至高趣排氣壓力，且 使用環境要求壓電換能器10需加以保護時，則需要利用此 實施例。 圖9係顯不圖8所示實施例，但圖中另顯示多層加固 碟盤33，其理由在於：此等碟盤係用於高顧排氣的應用場 合。圖9所示結構亦圖示保護蓋32，當處於高壓排氣環境 中，且壓電換能器10需加以保護時，即必須使用到此保護 蓋。 --線· 對於某些中壓至高壓應用場合而言，除了安置於擱板 14上所提供的支撐外，壓電換能器10可能需要額外支撐 ;如圖10所示，其爲圖2所示嵌入式換能器定位組件2之 完整剖面側視圖，其中圖示有一可壓縮材料34位於第二開 口 16內。此可壓縮材料34之壓縮程度能夠使壓電換能器 偏移進入開口 16,但該壓縮程度不會使壓電換能器10 從其所在位置衝出，或從擱板14上被推出而進入開口 16 內。前述可壓縮材料能夠從其所承受高達約1〇〇 psi的高壓 場合中產生反彈或收縮。通常，此種材料係一種彈性體或 砂膠聚合物，但可選自其它種類的聚合物，例如：氟聚合 物、氨基鉀酸酯、環氧化物、壓克力、聚乙烯醇及聚醋酸 乙烯酯，在此僅列舉若干。此種支撐壓電換能器10的方式 1 _ ^—— 2Q ------ --------- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 513565 A7 _ B7_ 五、發明說明（β ) 可避免壓電換能器10解體，且有助於防止壓電換能器組件 1功能異常。 請參照圖11所示本發明之另一實施例，圖中顯示圖1 之壓電換能器組件1之分解剖面視圖，該壓電換能器組件 已經過修改而包含有開口 16內的電子結構15。如圖所示 ，電子結構15具有連接於控制單元(未予以圖示)的導線37 ’以供有運用到壓電換能器組件1的應用場合中使用。電 子結構15可置於開口 16內的任何位置，例如安置於嵌入 式換能器定位組件2之底部π ;或者，如圖12所示，電 子結構15可藉由可壓縮材料34予以懸置。 以本發明之目的而言，「可壓縮」一詞意指任何的彈 性、膠體或類似材料，其可讓壓電換能器10直接回應來自 氣體泵浦之排氣的脈衝而移入可壓縮材料，同時能夠避免 壓電換能器10產生永久彎曲，或者衝出或離開擱板14所 提供的支撐。當泵浦上的氣體壓力超出約20 psi而到達約 100 psi時，通常會使用到可壓縮材料34。氣體壓力低於約 20 psi時，一般不需要使用可壓縮材料34。 圖13A顯示本發明之另一實施例，其中膠帶45覆蓋 於壓電換能器10之上。使用膠帶的目的係爲了將壓電換能 器10緊密固定於擱板14,並有助於使排氣之脈衝能夠在 壓電換能器10上均勻地擴散。以本發明之目的而言，膠帶 45之類型並非特別重要，任何能夠將壓電換能器1〇固定 在定位上，並使來自排氣的脈衝效應能夠有效地被均勻分 散在壓電換能器10的膠帶45均可使用。厚度約3至8密 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 幻· •丨線 513565 A7 _________Β7__ 五、發明說明（〆） 爾(mil)的Teflon係其中一種可使用的膠帶，此種膠帶之後 部有丙烯酸黏著劑。應注意的是，藉由確保膠帶45能夠均 勻地放置且接合於壓電換能器10之頂面，則可獲得最佳的 效果。就本案發明人所知，任何一種膠帶均足以供此應用 ，只要所使用的膠帶能夠黏合於壓電換能器之表面，並在 壓電換能器表面上使脈衝均勻地傳遞即可。若不使用膠帶 ，則上述組件將仍然會容許壓電換能器10之頂面與覆蓋於 壓電換能器10上的任何材料之間存在小間隙。 在某些應用場合中，壓電換能器10需要加以保護，此 時吾人可將Teflon或類似材料所製成的加固碟盤33覆蓋 於膠帶45上，即如圖13B所示者。 壓電換能器組件之外罩部件以及所有連接器和類似零 件等，係以任何其強度足以支撐內部零件的固體材料所製 成。此類材料之選擇條件應視壓電換能器組件和相關的泵 浦之終端應用場合而定，同時應考慮到此類材料之成本、 操作能力、耐用性、加工性及處理能力等特性。舉例而言 ，此類材料可爲：聚乙烯、聚丙烯、聚氟化聚合物、矽膠 聚合物、尼龍、合成樹脂及金屬等，其中聚氟化聚合物可 選自聚四氟乙烯、氟化乙丙烯膠、perfluoroalkoxy、聚氯 三氟乙烯、乙烯基-四氟乙烯及聚偏二氟乙烯，金屬可選自 鋁、銅以及鋁銅合金等。 現在說明本發明之另一實施例，本實施例爲一種監測 氣體泵浦之方法，該方法包含兩個步驟：第一步驟係提供 一具有壓電換能器組件的氣體泵浦，該壓電換能器係可操 ______—22--------- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 雄· •線· 513565 B7 五、發明說明（W ) 作地連接氣體泵浦之排氣口’以使氣體泵浦之排氣脈衝能 直接或間接衝擊壓電換能器組件之壓電換能器；第二步驟 係測量排氣衝程之間所歷經的時間’以便決定每單位時間 內之衝程數。在類似方法中另有第三步驟’其係根據排氣 衝程之間所歷經的時間測量値來調整泵浦之輸入氣流’以 便將泵浦引導進入正常的作業程序。 在此，本案發明人已發現將壓電換能器連接到泵浦之 排氣口的範例。然而，前述泵浦並非氣體泵浦，且其中未 使用本發明之換能器組件1。1997年8月12日獲頒之美國 專利第5,655,357號所揭露的習用裝置，係使用一訊號來 顯示真空處理及/或在被抽吸箱件內建立實質真空狀態後關 閉真空泵浦之過程。本發明之換能器組件1係偵測氣體脈 衝，以建立數位輸出至例如個人電腦。本發明之換能器組 件1所輸出者係針對時間而非習用裝置所針對的壓力。此 外，藉由測量時間一亦即測量排氣衝程之間所歷經的時間 ，即可決定每單位時間內之衝程數；同時，依此方式，吾 人可判斷泵浦是否運作異常，若有運作異常現象，則可加 以調整或關閉，以防止在使用泵浦時發生製造或其它應用 之損害。一般而言，若排氣衝程之間所歷經的時間增加， 則可能是由於防堵過濾器或供給到泵浦的氣壓改變或類似 情況而使流量減少。同樣地，若排氣衝程之間所歷經的時 間縮減’則此表示泵浦換能器或泵浦之管線壓力改變或類 似問題使流量增加。藉由監測每單位時間內之衝程數，吾 人可測量泵浦之流率，進而能夠控制泵浦。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ir^J. •線' 513565 A7 _______Β7_____- 五、發明說明（ν>) 現在請參照圖17，圖中顯示氣體泵浦38之示意圖’ 該氣體泵浦係直接接附於該泵浦之排氣口 39,而本發明之 壓電換能器組件1則設置爲氣體擴散器40。氣體擴散器40 可由圖15加以觀察，其中顯示設置爲氣體擴散器40的本 發明之壓電換能器組件1之完整側視圖，並顯示氣體泵浦 38之排氣所用的排氣門孔41。 圖16顯示沿圖15之C-C直線所示壓電換能器組件之 氣體擴散器40之完整剖面側視圖，其中顯示位於內部的排 氣門孔41之結構。排氣門孔41之位置並非關鍵，只要氣 體泵浦38之排氣能夠進入碟形凹陷30，並透過加固碟盤 33及/或保護蓋32及/或膠帶45而直接或間接擴散和衝擊 到壓電換能器10即可，然後排氣離開接收換能器定位組件 11而不會經過嵌入式換能器定位組件2。依此方式，氣體 擴散器40可排出廢氣，同時保持壓電換能器10之整體性 。此種由氣體泵浦38排出氣體的方式不會劇烈影響壓電換 能器1之運作。圖17亦顯示連接到泵浦38的氣體入口 42 〇 如圖18所示，本發明之壓電換能器組件1亦可操作性 間接繫於泵浦，其中示意圖示泵浦38、氣體入口 42、泵浦 排氣管線39以及泵浦排氣管線39所用之氣體擴散器43。 圖中亦顯示壓電換能器組件1之配置，且不需經過該組件 來排出氣體泵浦之排氣；壓電換能器組件1係與泵浦排氣 管線39連接。當吾人想要從泵浦38卸下壓電換能器組件 1時’可運用圖18所示之間接結構。依此方式，從泵浦排 -----------21 —---- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 嫌 -線· 513565 A7 _B7__ 五、發明說明（乃） 氣管線連接到壓電換能器組件π的氣體管線44可爲長距 離管線，因而能夠在遠離泵浦38和以泵浦38爲配件的製 造操作之處卸下壓電換能器10。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 嫌 .線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

  1. 513565 C8 D8 ' " ~ -—_- — —__ 六、申請專利範圍 I一種壓電換能器組件，其包含： (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) —嵌入式換能器定位組件，其係包含具有外表面、前 部和後部的外罩，該後部具有位於其中心點的葉轂，該中 5葉轂具有通過其中心的中央開口，且該中央葉轂整合連 接於該定位組件，該外表面之上具有一固定裝置，並具有 錐形則端外圍邊緣； 該嵌入式換能器定位組件在該前部具有第一圓形開口 ，該第一圓形開口具有一圓形壓電換能器配置於其內；該 壓電換能器具有一底面和一頂面，且該壓電換能器具有連 接於該底面的電導線； 線 一位於該前部的第二開口，相較於第一圓形開口，該 第二開口較深，且其直徑較短於該第一圓形開口之直徑； 該中央葉轂內之中央開口係連續通過該換能器定位組件之 外罩，並通入該第二開口，以提供通過該換能器定位組件 的連續通道，並於該葉轂之後部通出； 一接收換能器定位組件，其具有一外罩，該接收換能 器定位組件之外罩具有一前部和一後部，該後部之中央整 合設置有一葉轂，該接收換能器定位組件之葉轂具有一後 部和一前部，且其直徑較短於該接收換能器定位組件之外 罩直徑，該接收換能器定位組件之前部內設置有一開口， 該接收換能器定位組件之開口具有一內表面和一底部；該 內表面之上配置有一固定裝置，該固定裝置配接於該嵌入 式換能器定位組件之固定裝置，且該開口在該底部具有一 錐形外圍邊緣； 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐) 513565 C8 D8 六、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 一碟形凹陷，其位於該接收換能器定位組件內開口之 底部下方，該碟形凹陷有一底部，該碟形凹陷之頂部表面 積係相對於該壓電換能器之頂部表面積，且該表面積關係 之比率範圍介於0至1 : 1 ; 一通道開口，其從該碟形凹陷之底部通向該接收換能 器定位葉轂之中央，該接收換能器定位葉轂中央具有一配 接裝置’用於將該接收換能器定位組件配接到一泵浦，該 栗浦爲一氣體泵浦。 2·如申請專利範圍第i項所述之壓電換能器組件，其 中亦有至少一保護碟盤覆蓋該壓電換能器。 3·如申請專利範圍第丨項所述之壓電換能器組件，其 中亦有至少一加固碟盤覆蓋該壓電換能器。 4·如申請專利.範圍第！項所述之壓電換能器組件，其 中亦有至少一膠帶覆蓋該壓電換能器。 線 5·如申請專利範圍第3項所述之壓電換能器組件，其 中該加固碟盤爲一保護碟盤所覆蓋。 6·如申請專利範圍第4項所述之壓電換能器組件，其 中該膠帶爲一保護碟盤所覆蓋。 7·如申請專利範圍第1項所述之壓電換能器組件，其 中在b弟一開口內另有一可壓縮材料。 8.如申請專利範圍第7項所述之壓電換能器組件，其 中該可壓縮材料係選自基本上由下列所組成之群組： ⑴矽膠聚合物， (ii)氨基钾酸酯聚合物， --：---- -2___ 本紙張尺度適用中國國孓標準（CNS)A4規格(210 X 297公爱） 513565 C8 ___—_ D8 六、申請專利範圍 (iii) 環氧聚合物， (iv) 丙烯酸聚合物， (v) 氟聚合物， (vi) 聚乙烯醇聚合物，及 (vii) 聚醋酸乙烯酯聚合物。 9·如申請專利範圍第2項所述之壓電換能器組件，其 中在該第二開口內另包含一可壓縮材料。 !〇·如申請專利範圍第9項所述之壓電換能器組件，其 中該可壓縮材料係選自基本上由下列所組成之群組： (0矽膠聚合物， (i〇氨基鉀酸酯聚合物， (Hi)環氧聚合物， (iv) 丙烯酸聚合物， (v) 氟聚合物， (vi) 聚乙烯醇聚合物，及 (Wi)聚醋酸乙烯酯聚合物。 11.如申請專利範圍第3項所述之壓電換能器組件，其 中在該第二開口內另包含一可壓縮材料。 12·如申請專利範圍第n項所述之壓電換能器組件， 其中該可壓縮材料係選自基本上由下列所組成之群組： ω矽膠聚合物， (ii) 氨基鉀酸酯聚合物， (iii) 環氧聚合物， (iv) 丙烯酸聚合物， ___—--------3______ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 、1T; 線 §88 _ C8 --- —〜D8 /、、申凊專利範圍 (V)氟聚合物， (Vi)聚乙烯醇聚合物，及 (Vii)聚醋酸乙烯酯聚合物。 _13·如申3靑專利範圍第4項所述之壓電換能器組件，其 中在該弟—開Q㈣包含—可壓縮材料。 j4·如申s靑專利範圍第13項所述之壓電換能器組件， 其中該可壓_料係選自基本上由下列所組成之群組： (〇矽膠聚合物， (ii) 氨基鉀酸酯聚合物， (111)環氧聚合物， 〇ν)丙烯酸聚合物， (ν)氟聚合物， (vi) 聚乙烯醇聚合物，及 (vii) 聚醋酸乙烯酯聚合物。 15·如申g靑專利範圍第4項所述之壓電換能器組件，其 中在該第二開口內另包含一可壓縮材料。 16·如申請專利範圍第15項所述之壓電換能器組件， 其中該可壓縮材料係選自基本上由下列所組成之群組： (1)砂膠聚合物， (ϋ)氨基鉀酸酯聚合物， (iii) 環氧聚合物， (iv) 丙烯酸聚合物， (v) 氟聚合物， (vi) 聚乙烯醇聚合物，及 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) :«· 線 中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 2974公营） ------ 513565 S8S ，， 六、申請專利範圍 (Vii)聚醋酸乙烯酯聚合物。 17.—種壓電換能器組件，其包含： 一嵌入式換能器定位組件，其係包含具有外表面、前 部和後部的外罩，該後部具有位於其中心點的葉轂/該中 央葉轂具有通過其中心的中央開口，且該中央葉轂整合連 接於該定位組件，該外表面之上具有一固定裝置，並具有 錐形前端外圍邊緣； 該嵌入式換能器定位組件在該前部具有第一圓形開口 ，該第一圓形開口具有一圓形壓電換能器配置於其內；該 壓電換能器具有一底面和一頂面； 一位於該前部的第二開口，相較於第一圓形開口，該 第二開口較深，且其直徑較短於該第一圓形開口之直徑， 該第二開口具有一底部，該中央葉轂內之中央開口係連續 通過該換能器定位組件之外罩，並通入該第二開口，以提 供通過該換能器定位組件的連續通道，並於該葉轂之後部 通出，該第二開口具有一電子結構配置於其內，該壓電換 能器具有第一電導線，該等第一電導線具有末端和近端， 並在其末端處連接該壓電換能器之底面，該等第一電導線 係於該近端處電性連接至該電子結構； 一第二組電導線，其電性連接至該電子結構，並通過 該連續通道； 一接收換能器定位組件，其具有一外罩，該接收換能 器定位組件之外罩具有一前部和一後部，該後部之中央整 合設置有一葉轂，該接收換能器定位組件之葉轂具有一後 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) -f 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐) 513565 B8 C8 * . D8 六、申請專利範圍 部和一前部，且其直徑較短於該接收換能器定位組件之外 罩直徑，該接收換能器定位組件之前部內設置有一開口， 該接收換能器定位組件之開口具有一內表面和一底部；該 內表面之上配置有一固定裝置，該固定裝置配接於該嵌入 式換能器定位組件之固定裝置，且該開口在該底部具有一 錐形外圍邊緣； 一碟形凹陷’其位於該接收換能器定位組件內開口之 底部下方，該碟形凹陷有一底部，該碟形凹陷之頂部表面 積係相對於該壓電換能器之頂部表面積，且該表面積關係 之比率範圍介於0至1 : 1 ; 一通道開口從該碟形凹陷之底部通向該接收換能器定 位葉轂之中央，該接收換能器定位葉轂中央具有一配接裝 置，用於將該接收換能器定位組件配接到一泵浦，該泵浦 爲一氣體泵浦。 18·如申請專利範圍第17項所述之壓電換能器組件， 其中亦有至少一保護碟盤覆蓋該壓電換能器。 19.如申請專利範圍第π項所述之壓電換能器組件， 其中亦有至少一加固碟盤覆蓋該壓電換能器。 20·如申請專利範圍第19項所述之壓電換能器組件， 其中該加固碟盤爲一保護碟盤所覆蓋。 21·如申請專利範圍第π項所述之壓電換能器組件， 其中在該第二開口內另有一可壓縮材料。 22.如申請專利範圍第18項所述之壓電換能器組件， 其中在該第二開口內另有一可壓縮材料。 本紙張尺度剌f酬家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱)' ----- (請先閱讀背面之注意事項再塡寫本頁) -# 、1T‘ 線 5 6 A8B8C8D8 、申請專利範圍 23.如申請專利範圍第19項所述之壓電換能器組件， 其中在該第二開口內另有一可壓縮材料。 .24.如申請專利範圍第20項所述之壓電換能器組件， 其中在該第二開口內另有一可壓縮材料。 25·如申請專利範圍第1項所述之壓電換能器組件，其 中在該第二開口內另有一可壓縮材料，〜加固碟盤覆蓋該 壓電換能器，且一保護碟盤覆蓋該加固碟盤。 26.如申請專利範圍第1項所述之壓電換能器組件，其 中在該第一開口內另有一可壓縮材料，〜覆蓋該壓電換能 器之膠帶，且一覆蓋該膠帶之加固碟盤。 如申_繼_丨麵述之_難器組件，宜 二開口 _—可壓縮材料，1蓋該壓電換能 雜覆麵膠帶之—覆蓋該加固碟 中該==1==基;難雜件，其 的材料所製成： 卜刃材料所組成之群組 ⑴不銹鋼， (ii) 陶瓷， (iii) 黃銅，及 (iv) 塑膠膜。 29.如申請專利範圍第17項研、'% 其中该壓電換能器係由選自基本上由蹬黾換能器組件， 組的材料所製成·· F列材料所組成之群 本纸張纽適用中國^iF(CNS)A4規格⑽Χ 297ΤΪΓ (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) ,ιέι. 線 513565 A8 B8 —_____ S88 ， · ----------- -------- ►、、申凊專利範圍 ⑴不銹鋼， (ii) 陶瓷， (iii) 黃銅，及 (iv) 塑膠膜。 30·如申請專利範圍第1項所述之壓電換能器組件，其 中該嵌入式換能器定位組件和該接收換能器定位組件係由 一固態材料所製成。 31·如申請專利範圍第30項所述之壓電換能器組件， #中該固態材料係選自基本上由下列所組成之群組： i聚乙烯， 聚丙烯， ϋ聚氟化聚合物，其選自： a·聚四氟乙烯， b.氟化乙丙烯膠， c· perfluoroalkoxy， d·聚氯三氟乙烯， e.乙烯基-四氟乙烯，及 f·聚偏二氟乙烯， iv. 石夕膠聚合物， v. 尼育| J vi. 合成樹脂， vii·金屬，其選自： a·鋁， b.銅，及 ________8______ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格(210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 、\:σ 線 513565 C8 ; D8 y 六、申請專利範圍 C _銘銅合金。 32·$α串請專利範圍第31項所述之壓電換能器組件， 其中該固態材料係爲經過管理機構檢驗或認可的材料，其 中該管理機構係選自基本上由下列所組成之群組·· Α·美國食品暨藥物管理局， Β •美國裊業部， C•加拿大農業部， D.國家公共衛生基金會，及 E· ^A Dairy 〇 33·$[]串請專利範圍第31項所述之壓電換能器組件， 其中該固態材料爲聚四氟乙烯。 34·如甲請專利範圍第17項所述之壓電換能器組件， 其中該嵌入式換能器定位組件和該接收換能器定位組件係 由固態聚四氟乙烯所製成。 35·如申請專利範圍第1項所述之壓電換能器組件，其 中該嵌入式換能器定位組件和該接收換能器定位組件係由 固態聚丙烯所製成。 36.如申請專利範圍第π項所述之壓電換能器組件， 其中該嵌入式換能器定位組件和該接收換能器定位組件係 由固態聚乙烯所製成。 37·—種監測氣體泵浦之方法，該方法包含： ⑴提供一具有壓電換能器組件的氣體泵浦，該壓電換 能器係可操作地連接氣體泵浦之排氣口，以使該氣體泵浦 之排氣脈衝能直接或間接衝擊該壓電換能器組件之壓電換 ^氏張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 、Jdl_ 線 513565 A8 B8 D8 '， 六、申請專利範圍 能器； (II)測量排氣衝程之間所歷經的時間，以便決定每單位 時間內之衝程數° 38·如申請專利範圍第37項所述之監測氣體泵浦之方 法，其中另有第三步驟’其係根據(II)所得到的排氣衝程之 間所歷經的時間測量値來調整該氣體泵浦之輸入氣流。 39·如申請專利範圍第1項所述之壓電換能器組件，其 係被設置爲一氣體泵浦所用之氣體擴散器。 40·如申請專利範圍第37項所述之監測氣體泵浦之方 法，其中該方法係藉由數位輸出電子裝置予以控制。 41·一種氣體泵浦及壓電換能器組件之組合，該壓電換 能器組件係爲如申請專利範圍第1項所述之壓電換能器組 件，其中該氣體泵浦和該壓電換能器組件係可操作地相互 連接，以容許監視該氣體泵浦。 42·—種氣體泵浦及壓電換能器組件之組合，該壓電換 能器組件係爲如申請專利範圍第17項所述之壓電換能器組 件’其中該氣體栗浦和該壓電換能器組件係可操作地相互 連接，以容許監視該氣體泵浦。 43· —種監測氣體泵浦之系統，該系統包含下列組合： ⑴一氣體泵浦， (ii) 如申請專利範圍第丨項所述之壓電換能器組件，以 及 (iii) 該組合所用之控制系統。 44·一種監測氣體泵浦之系統，該系統包含下列組合： ------ 10_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公愛) ---- (請先閱讀背面之注意事項再塡寫本頁) 、\ί(7 線 513565 C8 , D8 ^ 六、申請專利範圍 ⑴一氣體泵浦， (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) (i〇如申請專利範圍第17項所述之壓電換能器組件， 以及 (iii)該組合g之控制系統。 45. —種製作方法，其係使用到至少一個如申請 專利範圍第43 之系統。 46. —種製造_作方法，其係使用到至少一個如申請專 利範圍第44項所述之系統。 47. 如申請專利範圍第45項所述之製造操作方法，其 中使用到硫酸。 . 48. 如申請專利範圍第45項所述之製造操作方法，其 中使用到氫氯酸。 49. 如申請專利範圍第45項所述之製造操作方法，其 中使用到硝酸。 線 50. 如申請專利範圍第45項所述之製造操作方法，其 中使用到苛性鈉。 51. 如申請專利範圍第45項所述之製造操作方法，其 中進行食品加工。 52. 如申請專利範圍第45項所述之製造操作方法，其 中進行食品製造。 _11 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐)
TW091107155A 2001-05-30 2002-04-10 Novel piezoelectric transducer assemblies and methods for their use TW513565B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/870,189 US6484589B1 (en) 2001-05-30 2001-05-30 Piezoelectric transducer assemblies and methods for their use

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW513565B true TW513565B (en) 2002-12-11

Family

ID=25354928

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW091107155A TW513565B (en) 2001-05-30 2002-04-10 Novel piezoelectric transducer assemblies and methods for their use

Country Status (18)

Country Link
US (2) US6484589B1 (zh)
EP (1) EP1417461B1 (zh)
JP (2) JP4309249B2 (zh)
KR (1) KR100835025B1 (zh)
CN (1) CN1311225C (zh)
AT (1) ATE445913T1 (zh)
AU (1) AU2002254313B2 (zh)
BR (1) BR0209730A (zh)
CA (1) CA2446718A1 (zh)
CZ (1) CZ20033483A3 (zh)
DE (1) DE60234035D1 (zh)
HU (1) HUP0400201A2 (zh)
IL (2) IL158816A0 (zh)
MX (1) MXPA03010819A (zh)
PL (1) PL373674A1 (zh)
TW (1) TW513565B (zh)
WO (1) WO2002099852A2 (zh)
YU (1) YU93803A (zh)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6742994B2 (en) * 2001-05-10 2004-06-01 Kioritz Corporation Reciprocating pump with malfunction detecting apparatus
FI116097B (fi) * 2002-08-21 2005-09-15 Heikki Ruotoistenmaeki Voima- tai paineanturi ja menetelmä sen soveltamiseksi
JP2005106796A (ja) * 2003-08-05 2005-04-21 Fuji Koki Corp 圧力センサ
US20050081638A1 (en) * 2003-09-05 2005-04-21 Couch Philip R. Sensing diaphragm for a differential pressure sensor with over-pressure protection and methods
US7040149B2 (en) * 2003-10-24 2006-05-09 Senx Technology, Llc Fuel injection system diagnostic system
US7134334B2 (en) * 2004-05-20 2006-11-14 Analog Devices, Inc. Integrated fastener and motion detector
JP2006329772A (ja) * 2005-05-25 2006-12-07 Shinko Electric Ind Co Ltd 発電装置、及び発電装置を備えるタイヤ空気圧警報システム
US7788981B2 (en) * 2007-03-16 2010-09-07 Csem Centre Suisse D'electronique Et De Microtechnique Sa - Recherche Et Developpement Pressure measurement device and system, and method for manufacturing and using the same
KR100879098B1 (ko) * 2007-07-27 2009-01-15 현대자동차주식회사 가스 리프터의 압력 조절장치
IT1402715B1 (it) * 2010-10-29 2013-09-18 Marposs Spa Sonda di tastaggio
JP5712674B2 (ja) * 2011-02-28 2015-05-07 セイコーエプソン株式会社 力検出器収容ケース、力測定器
CN102213210B (zh) * 2011-06-21 2013-07-17 浙江师范大学 驱动-传感一体化压电晶片泵
JP5912641B2 (ja) * 2012-02-20 2016-04-27 日本ピラー工業株式会社 流体計測用センサーの取付構造
US9279406B2 (en) 2012-06-22 2016-03-08 Illinois Tool Works, Inc. System and method for analyzing carbon build up in an engine
CN104165052A (zh) * 2013-05-17 2014-11-26 贵州航天凯山石油仪器有限公司 一种提高微音器抗腐蚀性能的方法
US9235937B1 (en) 2013-06-05 2016-01-12 Analog Devices, Inc. Mounting method for satellite crash sensors
US9625337B2 (en) * 2014-04-21 2017-04-18 John Brock Piezoelectric transducer assembly
US10774297B2 (en) * 2017-08-03 2020-09-15 Repligen Corporation Method of actuation of an alternating tangential flow diaphragm pump
US11466559B2 (en) 2020-07-31 2022-10-11 Baker Hughes Oilfield Operations Llc Downhole tool sensor arrangements and associated methods and systems

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3473375A (en) * 1967-02-03 1969-10-21 Whittaker Corp Strain gage transducer
US3855129A (en) * 1972-03-06 1974-12-17 Waters Associates Inc Novel pumping apparatus
US4047849A (en) * 1976-01-09 1977-09-13 Thermo Electron Corporation Pneumatic pulsator pumping system with pulsator fluid venting valve
US4086653A (en) * 1976-01-09 1978-04-25 Thermo Electron Corporation Pneumatic pump monitor
DE2712846A1 (de) * 1976-03-24 1977-11-24 Ict Instr Inc Messumformer zum messen von druckunterschieden
US4052628A (en) * 1976-04-19 1977-10-04 Gulton Industries, Inc. Dynamic, shear-mode piezoelectric pressure sensor
US4526513A (en) * 1980-07-18 1985-07-02 Acco Industries Inc. Method and apparatus for control of pipeline compressors
CA1186166A (en) * 1982-02-27 1985-04-30 Katsuhiko Saito Liquid chromatograph
US5388965A (en) * 1990-10-10 1995-02-14 Friedrich Wilhelm Schwing Gmbh Sludge pump with monitoring system
JPS5957020A (ja) * 1982-09-28 1984-04-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 車両空調システムの安全装置
EP0221467B1 (en) * 1985-10-25 1990-08-01 Fuji Electric Co., Ltd. Vibrating type transducer
US4798089A (en) * 1987-03-12 1989-01-17 Rosemount Inc. Isolator apparatus
US4823602A (en) * 1987-06-19 1989-04-25 The Dow Chemical Company Accelerometer mounting device
US4938742A (en) * 1988-02-04 1990-07-03 Smits Johannes G Piezoelectric micropump with microvalves
US5402683A (en) * 1991-10-30 1995-04-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Built-in amplifier-type combustion pressure sensor and manufacturing method thereof
US5771693A (en) * 1992-05-29 1998-06-30 National Power Plc Gas compressor
JPH08503757A (ja) * 1992-08-10 1996-04-23 ダウ、ドイチュラント、インコーポレーテッド． 圧縮機を監視し制御するための方法及び装置
JPH0694561A (ja) * 1992-09-11 1994-04-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 圧電型圧力センサ
US5456581A (en) * 1994-08-12 1995-10-10 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Control system for a multi-piston pump with solenoid valves for the production of constant outlet pressure flow
DE29502825U1 (de) * 1995-02-21 1996-06-20 Keller Ag Fuer Druckmestechnik Piezoresistiver Drucksensor oder Druckaufnehmer
US5655357A (en) 1995-05-02 1997-08-12 Tilia International, Inc. Exhaust flow rate vacuum sensor
US6118282A (en) * 1995-12-19 2000-09-12 Endress & Hauser Gmbh & Co. Sensor apparatus
US5629486A (en) * 1996-01-25 1997-05-13 Delco Electronics Corporation Pressure sensor apparatus with integrated circuit mounted thereon
FR2764345B1 (fr) 1997-06-09 1999-07-09 Inst Francais Du Petrole Systeme de pompage volumetrique alternatif hydraulique
JPH1130559A (ja) * 1997-07-10 1999-02-02 Fuji Koki Corp 圧力センサ
US6202491B1 (en) * 1997-07-22 2001-03-20 Skf Condition Monitoring, Inc. Digital vibration coupling stud
EP0905496A3 (en) * 1997-09-30 1999-10-13 Matsushita Electric Works, Ltd. Pressure sensor
JPH11351990A (ja) * 1998-04-09 1999-12-24 Fujikoki Corp 圧力センサ
JP3613005B2 (ja) * 1998-05-15 2005-01-26 オムロン株式会社 圧力センサ及びドア開閉監視システム
US6255728B1 (en) * 1999-01-15 2001-07-03 Maxim Integrated Products, Inc. Rigid encapsulation package for semiconductor devices
US6604908B1 (en) * 1999-07-20 2003-08-12 Deka Products Limited Partnership Methods and systems for pulsed delivery of fluids from a pump

Also Published As

Publication number Publication date
US20020178835A1 (en) 2002-12-05
JP4309249B2 (ja) 2009-08-05
EP1417461A4 (en) 2007-05-16
MXPA03010819A (es) 2004-11-22
ATE445913T1 (de) 2009-10-15
CN1311225C (zh) 2007-04-18
KR100835025B1 (ko) 2008-06-03
WO2002099852A2 (en) 2002-12-12
CA2446718A1 (en) 2002-12-12
CN1633585A (zh) 2005-06-29
US6823742B2 (en) 2004-11-30
PL373674A1 (en) 2005-09-05
IL158816A (en) 2008-11-26
IL158816A0 (en) 2004-05-12
US20020180309A1 (en) 2002-12-05
US6484589B1 (en) 2002-11-26
CZ20033483A3 (cs) 2004-05-12
BR0209730A (pt) 2006-02-07
AU2002254313B2 (en) 2006-11-30
JP2005514584A (ja) 2005-05-19
KR20040004674A (ko) 2004-01-13
HUP0400201A2 (en) 2006-03-28
JP2008075659A (ja) 2008-04-03
EP1417461B1 (en) 2009-10-14
WO2002099852A3 (en) 2004-02-19
DE60234035D1 (de) 2009-11-26
YU93803A (sh) 2006-08-17
EP1417461A2 (en) 2004-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW513565B (en) Novel piezoelectric transducer assemblies and methods for their use
CN102076367B (zh) 泵性能监控的应用
US20060197412A1 (en) Piezo electric pump and device with such pump
US5681986A (en) Acoustic sensing
JP4762130B2 (ja) 高圧流体ポンプにおける不調を検出するための装置および方法
AU2002254313A1 (en) Novel piezoelectric transducer assemblies and methods for their use
JP2013500455A (ja) 改良したシール性及び漏れ検出を有するダイヤフラムバルブ
US7401500B2 (en) Positive displacement pump monitor
TW200622542A (en) Fluid control device
EP3722770B1 (en) Pump system with leak damage protection
US10221954B2 (en) Check valve with plastic lip seal
US6907816B2 (en) Safety diaphragm for a diaphragm pump
JP2006212287A (ja) 超音波探触子
JPH0915014A (ja) 流体の移送異常検出装置
JP5028802B2 (ja) 圧電型液体搬送器
JP4497021B2 (ja) 圧電ダイヤフラムポンプ
JP2005140295A (ja) 制御弁の分解方法及びそれに使用する制御弁
JPH11132149A (ja) ダイアフラム破損検知装置
Pumps PTFE composite diaphragms introduced
CN115574165A (zh) 消除管道应力的装置及其使用方法
JP2019173795A (ja) 管継手
KR20110001069U (ko) 누설 감지 연결구
JP2006125861A (ja) 流体検出装置およびそれを用いた流体検出方法
WO2019127117A1 (zh) 超声波探头
JP2017223672A (ja) ポンプ装置におけるガスロック検出装置

Legal Events

Date Code Title Description
GD4A Issue of patent certificate for granted invention patent
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees