JP2012194159A - 流速センサー - Google Patents

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Abstract

【課題】流路の狭い領域に配置可能な流速センサーを提供する。
【解決手段】動圧導入口７４を流体の流れる方向に向け、静圧導入口８６、８８を流体の流れる方向とほぼ直交した方向に向けてなるケース１２を有する流速センサー１０であって、第１の圧力導入口１６を封止する第１の第１のベローズ３６と、第２の圧力導入口２４を封止する第２のベローズ４０と、前記第１の受圧手段と前記第２の受圧手段から受ける力の差分を検出する圧力検出手段である仕切り板４６と圧電振動子５０と、前記ケース１２内の第１の圧力導入口１６に対向して配置され前記動圧導入口７４を有する内部空間７０と、前記ケース内の前記第２の圧力導入口２４に対向して配置され前記静圧導入口８６、８８を有する内部空間８２とを有し、前記第１の受圧手段は、前記動圧導入室内の圧力を受圧し、前記第２の受圧手段は、前記内部空間８２の圧力を受圧することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、流体の流速を測定可能な流速センサーに関し、特に小型化に適した流速センサーに関する。
従来から、流体の流速を測定する技術が開示されている。図１７に、特許文献１に記載の水深流速計３００を示す。特許文献１は、流体中に晒される筐体３０２と、この筐体３０２の重心近傍の外部に連結された索条３０４とを備え、前記筐体３０２が水流に平行に設けられた動圧孔３０６及び水流に垂直に設けられた静圧孔３０８とを有する水深流速計３００を開示している。水深流速計３００は、前記索条３０４に併設され、前記筐体３０２内と大気とを連通する大気圧導入管３１０を備え、前記動圧孔３０６に生じる水圧と静圧孔３０８に生じる水圧との差圧を発生させる差圧手段３１２と、前記差圧を検出して出力する圧流速センサー３１４とが設けられている。
図１８に、特許文献２に記載の非満水流量計を示す。特許文献２においては、両側面に鉛直方向に並べられた複数の圧流速センサー４０４が設けられた柱状物体よりなり、管路４０６内を非満水状態で流れる流体４０８の流れの中に挿入されカルマン渦を発生させる渦発生体と、前記圧流速センサー４０４により得られる水位信号として直流成分と、前記カルマン渦に起因する流速信号としての周波数成分とを乗算する乗算手段とを、備え、この乗算手段の出力信号を計測するようにした非満水流量計が開示されている。
図１９に、特許文献３に記載の光ファイバー流速センサーの模式図を示し、図１９（ａ）は全体図、図１９（ｂ）は内部構造図、図１９（ｃ）は図１９（ｂ）の部分詳細図を示す。特許文献３においては、被測定流体中に設置される筐体と、前記筐体５０２の起立した表面の複数個所に張設されたダイアフラム５０４と、この筐体５０２内に前記ダイアフラム５０４と同数収容された複数のブルドン管５０６と、前記ダイアフラム５０４の内側と対応する前記ブルドン管５０６の入口５０８との間を繋ぐ複数のオイル室５１４と、ファイバーブラッググレーティングにより形成され前記ブルドン管５０６の先端５１０と基端５１２との間隙に取り付けられた複数の伸縮センサー５１６と、を有する光ファイバー流速センサー５００が開示されている。この光ファイバー流速センサー５００は、光ファイバー５１８を介して前記複数の伸縮センサー５１６にそれぞれ測定用光を供給する光源と、各伸縮センサー５１６から反射光の波長を測定する波長測定器と、流体圧と反射光の波長変化との関係を予め定めた関係式により、各波長における反射光の波長変化から各ダイアフラム５０４にかかる流体圧を計算し、ダイアフラム５０４間の流体差圧から流速を求める演算部を有する測定装置５２０を備えた構成となっている。
特開平８−８６７９９号公報 特許平９−１９６７２１号公報 特開２００４−１９１３０３号公報
しかし、特許文献２、特許文献３の構成では水圧を検知する構成要素を多数必要とするため小型化は困難であり、特許文献１の構成では、筐体３０２が動圧孔３０６を流体の上流側に向けるための形状を有し、小型化が困難である。よって、上記いずれの構成であっても、特に流路の狭い領域に配置してその流体の流速を測定することは困難である。
そこで、本発明は上記問題点に着目し、小型化を図り流路の狭い流体の流速を測定可能な流速センサーを提供することを目的とする。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の適用例として実現することが可能である。
［適用例１］流体の中に曝される筐体と、前記筐体に設けられた収容空間と、前記筐体の先端部に設けられた動圧導入口と、前記筐体の側面部に設けられた静圧導入口と、を備え、前記動圧導入口を前記流体の流れる方向に向け、前記静圧導入口を前記流体の流れる方向とほぼ直交した方向に向けてなる流速センサーであって、前記収容空間の第１の開口部を封止する第１の受圧手段と、前記収容空間の第２の開口部を封止する第２の受圧手段と、前記第１の受圧手段と前記第２の受圧手段から受ける力の差分を検出する圧力検出手段と、前記筐体内の前記第１の開口部に対向する位置に配置され前記動圧導入口を有する動圧導入室と、前記筐体内の前記第２の開口部に対向する位置に配置され前記静圧導入口を有する静圧導入室と、を有し、前記第１の受圧手段は、前記動圧導入室内の圧力を受圧し、前記第２の受圧手段は、前記静圧導入室内の圧力を受圧することを特徴とする流速センサー。
上記構成により、流速センサーの受圧手段に対向する位置に動圧導入室、静圧導入室を取り付ける構成となるので、流速を測定するための流速センサーの小型化が可能となり、流路の狭い領域における流速を測定することができる。また、動圧導入室には流体の動圧と静圧が印加され、静圧導入室には流体の静圧が印加されるが、このように動圧導入室、静圧導入室を設けることにより波等に起因する流体の圧力の振動成分を低減して、動圧導入室、静圧導入室において正確に静圧を発生させることができる。
［適用例２］前記第１の受圧手段は、前記第１の開口部を開口部として共有する第１のベローズであり、前記第２の受圧手段は、前記第２の開口部を開口部として共有する第２のベローズであり、前記圧力検出手段は、前記第１のベローズと前記第２のベローズとの間に配置され、前記第１のベローズ及び前記第２のベローズから受ける力の合力の方向に力を伝達可能な仕切り板と、前記収容空間の内壁に配置された固定部と、前記収容空間の内壁と前記第１のベローズ及び前記第２のベローズの外壁を境界とする内部空間に配置され、感圧部と前記感圧部の両端に接続される一対の基部とを有し、前記一対の基部を結ぶ方向を検出軸とする感圧素子と、を有し、前記感圧素子は、前記一対の基部の一方の基部が前記仕切り板に接続され、他方の基部が前記固定部に接続され、前記検出軸は前記仕切り板の力の伝達方向と平行であることを特徴とする適用例１に記載の流速センサー。
上記構成により、一つの圧電振動子を用いて流速が測定可能となるためコストを抑制することができるとともに、第１の開口部及び第２の開口部に印加された圧力を確実に仕切り板に伝達することができるので、流速センサーの測定誤差を抑制することができる。
［適用例３］前記第１の受圧手段は、前記第１の開口部を封止する第１ダイアフラムであり、前記第２の受圧手段は、前記第２の開口部を封止する第２ダイアフラムであり、前記圧力検出手段は、前記第１ダイアフラム及び前記第２ダイアフラムに接続され、前記第１ダイアフラム及び前記第２ダイアフラムから受ける力の合力の方向に力を伝達可能な力伝達手段と、前記力伝達手段に固定された可動部と、前記収容空間の内壁に配置された固定部と、感圧部と前記感圧部の両端に接続される一対の基部とを有し、感圧部と前記感圧部の両端に接続される一対の基部とを有し、前記一対の基部を結ぶ方向を検出軸とする感圧素子と、を有し、前記感圧素子は、前記一対の基部の一方の基部が前記可動部に接続され、他方の基部が前記固定部に接続され、前記検出軸は前記力伝達手段の力の伝達方向と平行であることを特徴とする適用例１に記載の流速センサー。
上記構成により、一つの圧電振動子により流速が測定可能となるためコストを抑制することができるとともに、ベローズのような大きな構成要素をケース内に配置することがないので、さらなる小型化が可能となる。
［適用例４］前記第１の受圧手段は、前記第１の開口部を封止する第１ダイアフラムであり、前記第２の受圧手段は、前記第２の開口部を封止する第２ダイアフラムであり、前記圧力検出手段は、前記収容空間の内壁に配置された第１固定部、第２固定部と、感圧部と前記感圧部の両端に接続される一対の基部とを有し、前記一対の基部を結ぶ方向を検出軸とする第１の感圧素子、第２の感圧素子と、を有し、前記第１の感圧素子は、前記一対の基部の一方の基部が前記第１ダイアフラムに接続され、他方の基部が前記第１固定部に接続され、前記検出軸が前記第１ダイアフラムの力の伝達方向と平行であり、前記第２の感圧素子は、前記一対の基部の一方の基部が前記第２ダイアフラムに接続され、他方の基部が前記第２固定部に接続され、前記検出軸が前記第２ダイアフラムの力の伝達方向と平行であることを特徴とする適用例１に記載の流速センサー。
上記構成により、各圧電振動子はダイアフラムに直接接続されるので、ダイアフラムから圧電振動子への力の伝達を確実に行い、流速センサーの測定感度を向上させることができる。
［適用例５］前記収容空間は、前記第１ダイアフラムを境界の一部とし前記第１の感圧素子を包含する空間と、前記第２ダイアフラムを境界の一部とし前記第２の感圧素子を包含する空間とに分離されたことを特徴とする適用例４に記載の流速センサー。
上記構成により、一方のダイアフラムの変位に伴う他方のダイアフラムの変位誤差を抑制して、流速センサーの測定誤差を抑制することができる。
［適用例６］前記第１の受圧手段は、前記第１の開口部を封止する第１ダイアフラムであり、前記第２の受圧手段は、前記第２の開口部を封止する第２ダイアフラムであり、前記圧力検出手段は、前記第１ダイアフラム及び前記第２ダイアフラムに接続され、前記第１ダイアフラム及び前記第２ダイアフラムから受ける力の合力の方向に力を伝達可能な力伝達手段と、感圧部と前記感圧部の両端に接続される一対の基部とを有し、感圧部と前記感圧部の両端に接続される一対の基部とを有し、前記一対の基部を結ぶ方向を検出軸とする感圧素子と、を有し、前記感圧素子は、前記一対の基部が前記第１ダイアフラム及び前記第２ダイアフラムのいずれか一方に接続され、前記検出軸は前記力伝達手段の力の伝達方向と垂直であることを特徴とする適用例１に記載の流速センサー。
上記構成により、一つの圧電振動子により流速が測定可能となるためコストを抑制することができる。さらに圧電振動子の長手方向がダイアフラムの変位方向と垂直になるため、ダイアフラム同士の距離を短くすることができ、筐体を小型化することができる。
［適用例７］前記受圧手段の受圧面側は、シリコンオイルにより覆われたことを特徴とする適用例１乃至６のいずれか１例に記載の流速センサー。
上記構成により、受圧手段の断熱性を高め、圧電振動子が曝される温度の変化を抑制して、高精度な測定を行なうことができる。
［適用例８］前記筐体の外周は断熱材により覆われたことを特徴とする適用例１乃至７のいずれか１例に記載の流速センサー。
上記構成により、筐体の断熱性を高め、圧電振動子が曝される温度の変化を抑制して、圧力等の物理量の測定を高精度に行なうことができる。
［適用例９］前記筐体の壁面は、ダブルハル構造を有することを特徴とする適用例１乃至８のいずれか１例に記載の流速センサー。
上記構成により、筐体の断熱性を高め、圧電振動子が曝される温度の変化を抑制して、圧力等の物理量の測定を高精度に行なうことができる。
［適用例１０］前記感圧素子は、前記感圧部が所定の共振周波数で振動する振動部となる圧電振動子であり、前記収容空間の温度を測定する温度測定手段と、前記圧電振動子を駆動させて発振信号を出力するとともに前記発振信号の温度補償を行う集積回路と、を備え、前記温度測定手段は、前記集積回路と一体に形成され、前記集積回路は、前記収容空間内において前記圧電振動子に隣接して配置されたことを特徴とする適用例１乃至９のいずれか１例に記載の流速センサー。
上記構成により、集積回路は圧電振動子が曝される温度を検知することができるので、圧電振動子の共振周波数の温度補償を高精度に行うことが可能な流速センサーとなる。また、温度測定手段と集積回路が一体に形成されるため、組み立て工程を簡略化してコストを抑制することができる。
［適用例１１］前記感圧素子は、前記感圧部が所定の共振周波数で振動する振動部となる圧電振動子であり、前記収容空間内の温度を測定する温度測定手段と、前記圧電振動子を駆動させて発振信号を出力するとともに前記発振信号の温度補償を行う集積回路と、を備え、前記温度測定手段は、前記圧電振動子と一体に形成された音叉型圧電振動子であり、前記集積回路は、前記音叉型圧電振動子の共振周波数から温度の情報を算出することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の流速センサー。
上記構成により、集積回路は、圧電振動子の温度を直接検知することができるので、高精度な測定が可能となる。
［適用例１２］前記収容空間内にはヒーターが設けられたことを特徴とする適用例１０または１１に記載の流速センサー。
上記構成により、圧電振動子が曝される温度の低下を抑制して、温度低下による測定誤差を抑制することができる。
［適用例１３］前記集積回路は、算出された温度の情報に基づいて前記ヒーターの出力を調整可能とすることを特徴とする適用例１２に記載の流速センサー。
上記構成により、圧電振動子が晒される温度を、圧電振動子の共振周波数の温度変化が最も少ない温度領域に維持することができるので、高精度な温度補償を行うことができる。
［適用例１４］前記流体中に立てられたポールと、前記筐体に接続されるとともに前記ポールを挿通可能な挿通孔を有する支持部と、前記筐体に取り付けられたフロートと、を備えることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の流速センサー。
上記構成により、流体の水位が変化しても流速センサーが常に同一の水深位置において流速を測定することができるので、流速の時間変化を正確に測定することができる。
第１実施形態の流速センサーの縦断面図である。 第１実施形態の流速センサーの縦断面の斜視図である。 第１実施形態の流速センサーの縦分解断面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 第１実施形態の流速センサーを構成する圧電振動子の模式図であり、図５（ａ）は双音叉型圧電振動子を示し、図５（ｂ）はシングルビーム型圧電振動子を示す。 第１実施形態の流速センサーの回路ブロック図である。 第１実施形態の流速センサーの使用形態を示す図であり、図７（ａ）は側面図、図７（ｂ）は下面図である。 第２実施形態の流速センサーを構成し、音叉型圧電振動子と一体に形成された圧電振動子の模式図である。 第２実施形態の流速センサーの回路ブロック図である。 第２実施形態の流速センサーを構成する圧電振動子の変形例の模式図である。 第３実施形態に係る流速センサーの断面図である。 第４実施形態に係る流速センサーの断面図である。 第５実施形態の流速センサーの断面図である。 図１３のＡ―Ａ線断面図である。 第６実施形態の流速センサーの模式図であり、図１５（ａ）は側面図、図１５（ｂ）は上面図である。 第７実施形態の流速センサーの模式図であり、図１６（ａ）は側面図、図１６（ｂ）は底面図である。 特許文献１に記載の水深流速計の模式図である。 特許文献２に記載の非満水流量計の模式図である。 特許文献３に記載の光ファイバー流速センサーの模式図であり、図１９（ａ）は全体図、図１９（ｂ）は内部構造図、図１９（ｃ）は図１９（ｂ）の部分詳細図である。
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。なお、図に示されるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は直交座標系を形成しているものとする。
図１に、第１実施形態の流速センサーの縦断面図を示し、図２に第１実施形態の流速センサーの縦断面の斜視図を示し、図３に、第１実施形態の流速センサーの分解縦断面図を示す。本実施形態の流速センサー１０は、Ｙ軸に平行な方向に中心軸Ｏを有する円筒形の外形を有しており、それぞれ円筒形の外形を有する第１外部ケース６６、ケース１２（第１ケース１４、第２ケース２２）、第２外部ケース７８の順にＹ軸方向に接続され、隣り合うケース同士が互いに螺合して接続されることにより、一つの筐体となる構造を有している。この筐体中には、後述のように内部空間１３、内部空間７０、内部空間８２が形成される。そしてケース１２内には、第１の受圧手段となる第１のベローズ３６、第２の受圧手段となる第２のベローズ４０、仕切り板４６、感圧素子である圧電振動子５０、圧電補強板５８、ヒーター９８、集積回路１００等が配置されている。
ケース１２（第１ケース１４、第２ケース２２）、第１外部ケース６６、第２外部ケース７８は、ステンレス等の金属により形成され、その壁面はダブルハル構造、すなわち、二重壁構造を有しており、二重の壁面の間の隙間１２ａは真空に保たれている。さらに各ケースの外周は熱伝導率の低い樹脂等の材料で形成された断熱材９２で覆われている。このように、各ケースの壁面をダブルハル構造にすること、または／および、各ケースの外周を断熱材９２で覆うこと、により流速センサー１０の内部と外部との間の熱伝導を抑制して圧電振動子５０の温度変化を抑制することができる。
ケース１２（第１ケース１４、第２ケース２２）は、第１のベローズ３６、第２のベローズ４０、圧電振動子５０等を収容する中空の容器である。第１ケース１４は、−Ｙ軸側の端部に雌ネジ部１８を有し、＋Ｙ軸側の端部に雄ネジ部２０を有する。そして第１ケース１４のＸＺ平面を形成する壁面１４ａには第１の開口部が形成され、これがケース１２の第１の圧力導入口１６となる。
第２ケース２２は、−Ｙ軸側の端部に第１ケース１４の雄ネジ部２０と螺合する雌ネジ部２６を有し、＋Ｙ軸側の端部にも雌ネジ部２８を有する。そして第２ケース２２のＸＺ平面を形成する壁面２２ａには第２の開口部が形成され、これがケース１２の第２の圧力導入口２４となる。この第１の圧力導入口１６と第２の圧力導入口２４はＹ軸方向で互いに対向する位置に配置される。
第１外部ケース６６は、＋Ｙ軸方向が開口部となる凹部６８を有する部材である。第１外部ケース６６の＋Ｙ軸方向の端部には第１ケース１４の雌ネジ部１８と螺合する雄ネジ部７２が形成されている。また第１外部ケース６６の−Ｙ軸側の壁面７６（筐体の先端部）には、動圧導入口７４が形成されている。この第１外部ケース６６をケース１２（第１ケース１４）に取り付けることにより、ケース１２の第１の圧力導入口１６に対向する位置に動圧導入室（内部空間７０）が取り付けられたことになる。
動圧導入口７４は第１外部ケース６６において一箇所のみ形成され、流体の上流側に対向する位置に形成される。ここで、動圧導入口７４は、流体の上流側に対向するのであれば、例えば第１外部ケース６６のＸ軸側の壁面に形成してもよい。第１外部ケース６６には、流体が流れ込むための動圧導入口７４は形成されているが、流体が流れ出るための穴は形成されていない。よって、凹部６８が形成する内部空間７０には、流体の静圧のみならず、流体が内部空間７０に流れ込む力に起因する動圧が印加される。したがって、第１外部ケース６６を取り付けた流速センサー１０を流体（水）中に設置した場合、第１外部ケース６６の内部空間７０及び第１空間３８には、大気圧Ｐ０、動圧Ｐ１、静圧（水圧）Ｐ２が印加されることになる。
第２外部ケース７８は、−Ｙ軸方向から開口部となる凹部８０を有する部材である。第２外部ケース７８の−Ｙ軸方向の端部には、第２ケース２２の雌ネジ部２８と螺合する雄ネジ部８４が形成されている。また第２外部ケース７８の側壁面（筐体の側面部）には、静圧導入口８６、静圧導入口８８が形成されている。この第２外部ケース７８をケース１２（第２ケース２２）に取り付けることにより、ケース１２の第２の圧力導入口２４に対向する位置に静圧導入室（内部空間８２）が取り付けられたことになる。
静圧導入口８６、８８は、中心軸Ｏを通るＸ軸に平行な一直線上に並ぶように第２外部ケース７８の側壁面に形成されている。このように、第２外部ケース７８を取り付けた流速センサー１０を流体（水）中に設置した場合、静圧導入口８６、８８を流通する流体は殆どないが、第２外部ケース７８の凹部８０が形成する内部空間８２及び第２空間４２には、大気圧Ｐ０、静圧（水圧）Ｐ２が印加されることになる。また、たとえ静圧導入口８６、８８のいずれか一方が流体の上流側に向いていても静圧導入口８６、８８の他方から流体が排出され、凹部８０により形成される内部空間８２には動圧Ｐ１は印加されない。よって、静圧導入口８６、８８をＸＺ平面上の任意の角度の直線上に並ぶように配置してもよく、また静圧導入口８６、８８を第２外部ケース７８の＋Ｙ軸側の壁面９０に形成してもよい。
また、内部空間７０（動圧導入室）には流体の動圧Ｐ１と静圧Ｐ２（＋大気圧Ｐ０）が印加され、内部空間８２（静圧導入室）には流体の静圧Ｐ２（＋大気Ｐ０）が印加されるが、このように内部空間７０（動圧導入室）、内部空間８２（静圧導入室）を設けることにより波等に起因する流体の圧力の振動成分を低減して、内部空間７０（動圧導入室）、内部空間８２（静圧導入室）において正確に静圧を発生させることができる。
なお、第２ケース２２、第１外部ケース６６、第２外部ケース７８において、それぞれ、動圧導入口７４、静圧導入口８６、８８、挿通孔３４を形成する壁面の位置には隙間１２ａは形成しない。そして、その隙間１２ａを形成しない領域に動圧導入口７４、静圧導入口８６、８８、挿通孔３４を形成し、密閉空間である隙間１２ａが外部に開放しないようにする。
一方、ケース１２（第２ケース２２）の内壁には圧電振動子５０を固定するための固定部３０、圧電補強板５８を固定するための固定部３２が配置される。またケース１２（第２ケース２２）の外壁からケース１２（第２ケース２２）の内壁までを貫通し、後述のハーメチック端子９４を挿通するための挿通孔３４も形成されている。
第１の受圧手段となる第１のベローズ３６は、第１の圧力導入口１６を開口部とし、仕切り板４６を＋Ｙ軸側の端部としてＹ軸方向に伸縮自在な中空の部材である。これにより、第１の圧力導入口１６を開口部とし、第１のベローズ３６及び仕切り板４６を内壁とする第１空間３８が形成される。この第１空間３８は内部空間７０に接続する。
第２の受圧手段となる第２のベローズ４０は、第２の圧力導入口２４を開口部とし、仕切り板４６を−Ｙ軸側の端部としてＹ軸方向に伸縮自在な中空の部材であり、第１のベローズ３６と互いに同一の寸法、伸縮特性を有するものとする。これにより、第２の圧力導入口２４を開口部とし、第２のベローズ４０、仕切り板４６を内壁とする第２空間４２が形成される。この第２空間４２は内部空間８２に接続する。なお第１のベローズ３６、第２のベローズ４０はステンレス等の金属で形成されている。
また第１空間３８及び第２空間４２にはシリコンオイル４４が充填されている。シリコンオイル４４の熱伝導率は水の約１／４程度であるので、流体（水）から第１のベローズ３６、第２のベローズ４０を経由して圧電振動子５０に到達する熱伝導を抑制することができ、圧電振動子５０の温度変化を抑制することができる。
本実施形態では、圧力検出手段として、仕切り板４６、圧電振動子５０等を用いる。仕切り板４６はケース内に配置されるとともに、第１のベローズ３６と第２のベローズ４０とに接続されるものである。そして仕切り板４６は、第１のベローズ３６（第１空間３８）から受ける＋Ｙ軸方向の力と、第２のベローズ４０（第２空間４２）から受ける−Ｙ軸方向の力との合力の方向（±Ｙ軸方向）に力を伝達することができる（変位することができる）。ここで、第１のベローズ３６、第２のベローズ４０は同一の断面積を有するので、第１のベローズ３６（第１空間３８）から受ける＋Ｙ軸方向の圧力と、第２のベローズ４０（第２空間４２）から受ける−Ｙ軸方向の圧力との合力の方向（±Ｙ軸方向）に力を伝達する。また仕切り板４６の端面４８には圧電振動子５０、圧電補強板５８等が接続される。
図５に第１実施形態の流速センサーを構成する圧電振動子の模式図を示し、図５（ａ）は双音叉型圧電振動子を示し、図５（ｂ）はシングルビーム型圧電振動子を示す。感圧素子である圧電振動子５０は、水晶、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム等の圧電材料により形成され、外部からの力を検出する部分となる感圧部となる振動腕５２と、その両端に形成された第１の基部５４と第２の基部５６を有する。第１の基部５４は、仕切り板４６の端面４８に接続され（図１参照）、第２の基部５６は、ケース（第２ケース２２）の内壁に固定された固定部３０に接続される（図１参照）。また、圧電振動子５０は、振動腕５２の長手方向（Ｙ軸方向）、すなわち第１の基部５４と第２の基部とが並ぶ方向を、第１の圧力導入口１６と第２の圧力導入口２４とを結ぶ方向、すなわち仕切り板４６が力を伝達する方向と平行となるように配置され、その力の伝達方向（Ｙ軸に平行な方向）が検出軸となっている（図１参照）。
さらに圧電振動子５０の振動腕５２には励振電極（不図示）が形成され、励振電極（不図示）と電気的に接続する電極部（不図示）を有する。圧電振動子５０の電極部（不図示）は、Ａｕ等で形成されたワイヤー９６を介して集積回路１００と電気的に接続され、集積回路１００から供給される交流電圧により、固有の共振周波数で振動する。そして圧電振動子５０は、その長手方向（Ｙ軸方向）から伸長応力または圧縮応力を受けることにより共振周波数が変動する。
本実施形態においては図５（ａ）に示すように、振動腕５２として双音叉型振動子を適用することができる。双音叉型振動子は、振動腕５２である２つの振動ビームに引張り応力（伸長応力）或いは圧縮応力が印加されると、その共振周波数が印加される応力にほぼ比例して変化するという特性がある。そして双音叉型圧電振動子は、厚みすべり振動子などに比べて、伸長・圧縮応力に対する共振周波数の変化が極めて大きく共振周波数の可変幅が大きいので、わずかな圧力差を用いて流速を検出するような分解能力に優れる流速センサーにおいては好適である。双音叉型圧電振動子は、伸長応力を受けると振動腕５２の共振周波数が高くなり、圧縮応力を受けると振動腕５２の共振周波数は低くなる。
また、図５（ｂ）に示すように、本実施形態においては２つの柱状の振動ビームを有する振動腕５２のみならず、一本の振動ビーム（シングルビーム）からなる振動腕５３を適用することができる。振動腕５３をシングルビーム型の振動子として構成すると、長手方向（検出軸方向）から同一の応力を受けた場合、その変位が２倍になるため、双音叉の場合よりさらに高感度な流速センサーとすることができる。
上記構成において、第１空間３８の圧力が第２空間４２の圧力より大きくなる場合、仕切り板４６は、＋Ｙ軸方向に力を伝達し、これにより圧電振動子５０はＹ軸方向に圧縮応力を受けるため共振周波数が低くなる。逆に第１空間３８の圧力が第２空間４２の圧力より小さくなる場合、仕切り板４６は、−Ｙ軸方向に力を伝達し、これにより圧電振動子５０はＹ軸方向に引張り応力を受けるため共振周波数が高くなる。
なお、上述の圧電材料のうち、双音叉型またはシングルビーム型の圧電振動子５０の圧電基板用としては温度特性に優れた水晶が望ましい。また圧電振動子５０を水晶で形成する場合は、フォトリソ・エッチング加工により形成することが好適である。
図１等に示すように、圧電補強板５８は、圧電振動子５０と同一材料で形成され、その長手方向をＹ軸に平行な方向に有する部材である。圧電補強板５８の長手方向の−Ｙ軸側の第１の端部６０は仕切り板４６の端面４８に接続され、＋Ｙ軸側の第２の端部６２はケース１２（第２ケース２２）に固定された固定部３２に接続される。
図４に、図１のＡ−Ａ線断面図を示す。図４においては、ケース１２内において仕切り板４６を−Ｙ軸方向から見た形状を表している。仕切り板４６は、その両主面において、第１のベローズ３６、第２のベローズ４０にそれぞれ接続されるが、その仕切り板４６の周縁が第１のベローズ３６、第２のベローズ４０からはみ出る寸法を有し、外形が多角形（図４においては六角形）に形成されている。そして仕切り板４６の縁辺を形成する端面４８には圧電振動子５０、圧電補強板５８が接続される。
図１、図４等に示すように、圧電振動子５０、圧電補強板５８は、第２のベローズ４０を挟んで互いに対向する位置に接続される。圧電補強板５８は、圧電振動子５０と同一材料であるため、硬度及び熱膨張係数が一致する。よって仕切り板４６からＹ軸方向の力を受けても圧電振動子５０と圧電補強板５８のＹ軸方向の変位量の圧縮・伸長の度合いは同程度である。また温度変化があった場合も圧電振動子５０と圧電補強板５８のＹ軸方向の圧縮・伸長の度合いは同程度となる。したがって、仕切り板４６から力を圧電振動子５０等に伝達しても、また温度変化があっても、仕切り板４６の主面の法線が傾くことを防止し、圧電振動子５０に伝達すべき力の損失を抑制することができる。
しかし、上述の接続形態の場合、仕切り板４６を圧電振動子５０と圧電補強板５８の２点で支持することになる。よって仕切り板４６が力を受け、力を圧電振動子５０に伝達する場合に、圧電振動子５０と仕切り板４６との接続位置と、圧電補強板５８と仕切り板４６との接続位置と、を結ぶ線（Ｚ軸に平行な線）を軸として回転する虞もある。この場合も、圧電振動子５０に伝達すべき力の損失が発生し、正確な測定が困難となる。
そこで、本実施形態においては、圧電補強板５８は、仕切り板４６において互いに異なる位置に複数接続してもよい。例えば図４に示すように、圧電振動子５０、圧電補強板５８ａ、圧電補強板５８ａの接続位置の３点で三角形を形成するように接続してもよい。これにより、仕切り板４６は回転せずにＹ軸方向のみに力を伝達することができ、圧電振動子５０の検出軸方向（第１の基部５４と第２基部５６とを結ぶ方向）に確実に力を伝達することができる。さらに図４に示すように、仕切り板４６の全ての縁辺に圧電補強板５８を取り付けてもよい。
ただし、この場合、仕切り板４６から圧電振動子５０に伝達する力の割合が小さくなるため、圧電振動子５０の感度が低下する。そこで、圧電補強板５８の取り付け位置の少なくとも１つ以上において、圧電補強板５８に替わって圧電振動子５０を接続し、複数の圧電振動子５０の共振周波数の変化を検出するようにしてもよい。よって、複数接続された圧電振動子５０の信号を足し合わせることにより、流速センサー１０の感度を向上させることができる。もちろん、圧電補強板５８を用いずに、仕切り板４６の全ての端面４８に圧電振動子５０を接続してもよい。また圧電振動子５０を複数接続する場合は周波数特性が互いに一致するものを用いることが好適である。なお固定部３２は圧電補強板５８（圧電振動子５０）のケース１２内での配置位置に対応してケース１２（第２ケース２２）の内壁に固定する。
また図４等に示すように、仕切り板４６とケース１２（第２ケース２２）とを連結するように複数の補強用板バネ６４が配置されている。補強用板バネ６４は、金属その他の弾性部材から形成されている。補強用板バネ６４は、例えば、図４に示すように、仕切り板４６の端面４８おいて９０度の回転間隔で２本ずつ配置されているが、配置や個数は任意に設計することができる。これにより、仕切り板４６のＹ軸方向の変位に対する干渉を最小限に抑制しつつ、流速センサー１０のＸ軸方向、Ｚ軸方向からの衝撃に対する耐久性を高めることができる。
図１等に示すように、ケース１２（第２ケース２２）の内壁にはヒーター９８と集積回路１００が配置されている。ヒーター９８は、セラミック抵抗素子等で形成され、ケース１２の内壁と第１のベローズ３６の外壁、第２のベローズ４０の外壁とに囲まれた内部空間１３を加熱するものであり、この内部空間１３に上述の圧電振動子５０が配置されている。例えばケース１２外部の温度が圧電振動子５０の基準温度（例えば２５℃）より低い場合には、ヒーター９８を用いてこの内部空間１３（図３参照）を加熱することにより、圧電振動子５０の温度環境を圧電振動子５０の基準温度領域にすることができ、後述のように流速センサー１０の温度補償を精度良く行い、高精度な流速測定を行なうことができる。またヒーター９８は、図１、図４等に示すように、内部空間１３において、圧電振動子５０に隣接して（圧電振動子５０に対向する位置に）配置し、圧電振動子５０を効率よく加熱できるようにすることが望ましい。
集積回路１００は、内部空間１３において、圧電振動子５０に隣接して（圧電振動子５０に対向する位置でもよい）配置され、圧電振動子５０及びヒーター９８にワイヤー９６を介して電気的に接続される。また図１に示すようにケース（第２ケース２２）には、ケース（第２ケース２２）に形成された挿通孔３４を封止するようにハーメチック端子９４が配置されている。集積回路１００は、ワイヤー９６を介してこのハーメチック端子９４にも電気的に接続される。ここで、挿通孔３４及びハーメチック端子９４は、集積回路１００のケース外部と接続する端子の数に応じて配置される。
図６に第１実施形態の流速センサーの回路ブロック図を示す。図６に示すように、流速センサー１０は、圧電振動子５０、ヒーター９８、集積回路１００が電気的に接続された回路網を有している。
集積回路１００は、例えば発振回路１０２、可変容量１０４、温度制御回路１０６、温度補償回路１０８、温度測定手段となる温度センサー１１０が一体に形成されたものである。集積回路１００には、例えば電源端子１１２、グランド端子１１４、出力端子１１６、電圧制御端子１１８が設けられ、これらの端子は個別にワイヤー９６を介してハーメチック端子９４に接続され、ケース外部の機器（不図示）と電気的に接続される。また発振回路１０２、温度制御回路１０６、温度補償回路１０８、温度センサー１１０はそれぞれ電源端子１１２、グランド端子１１４に接続される。
発振回路１０２は、例えばコルピッツ型の発振回路であって、圧電振動子５０に可変容量１０４を介して接続され、圧電振動子５０に交流電圧を印加することにより所定の共振周波数で発振させることができ、出力端子１１６から発振信号を出力することができる。また発振回路１０２には、電圧制御端子１１８から入力される電圧に応じて発振回路１０２から出力される発振信号の発振周波数を調整することができる。ところで圧電振動子５０の共振周波数は温度に依存して変化（周波数温度特性を有する）するため、これに対応して発振回路１０２から出力される発振信号の発振周波数も温度に依存して変化する。
可変容量１０４は、発振回路１０２と圧電振動子５０との間に接続され、温度補償回路１０８から入力される温度補償電圧により容量を変化させ、発振信号の温度補償を行うものである。可変容量１０４としては、例えばバラクタダイオードを用いることができる。
温度測定手段となる温度センサー１１０は、例えばサーミスタにより形成することができる。サーミスタは周囲の温度に応じて抵抗値が変化する特性を有するものである。この抵抗値の情報を温度制御回路１０６、温度補償回路１０８に出力する。上記配置においては、温度センサー１１０は、ケース（第１ケース１４、第２ケース２２）の内壁、第１のベローズ３６の外壁、第２のベローズ４０の外壁により囲まれた内部空間１３の温度を測定することになるが、温度センサー１１０は集積回路１００と一体に形成されている。よって、温度センサー１１０も内部空間１３に配置された圧電振動子５０に隣接して配置されることとなり、圧電振動子５０の温度を精度よく測定することができる。また温度センサー１１０を集積回路１００と一体に形成することにより、流速センサー１０の組み立て工程を簡略化してコストを抑制することができる。
温度制御回路１０６は、温度センサー１１０から得られる抵抗値の情報から温度の情報を算出し、その温度の情報に応じてヒーター９８に印加する出力電圧を調整することができる。温度制御回路１０６は、温度の情報が示す温度が圧電振動子５０の基準温度より低くなる場合に、その温度と基準温度との差分に応じて出力電圧を調整する。これにより、圧電振動子５０の温度を基準温度近傍に設定し、後述の温度補償を高精度に行うことができる。
温度補償回路１０８は、温度センサー１１０から抵抗値の情報から温度の情報を算出し、その温度の情報に対応した温度補償電圧を可変容量１０４に出力する。
本実施形態の圧電振動子５０が上述の双音叉型圧電振動子であれば、その共振周波数の温度特性は二次関数的な曲線を描く。よって温度補償回路１０８では、圧電振動子５０の周波数温度特性を近似するための、例えば、０次、１次、２次の温度係数の情報が予め入力されている。そしてこれらの温度係数の情報を用い、圧電振動子５０の周波数温度特性を近似する多項式等による近似曲線の情報を算出する。さらに、この近似曲線の情報において、算出された温度の情報に対応する位置における周波数の情報と基準温度における周波数の情報との差分の情報を算出し、この差分の情報に対応した温度補償電圧を可変容量１０４に出力する。
これにより、可変容量１０４は、発振回路１０２に対して圧電振動子５０とは反対の周波数温度特性を与えることができるので、発振回路１０２において圧電振動子５０の周波数温度特性と可変容量１０４の周波数温度特性とが互いに相殺され、発振信号の発振周波数の温度補償を行うことができる。よって発振回路１０２から出力される発振信号の発振周波数の変化は、専ら圧電振動子５０が受けた応力による共振周波数の変化に起因して発生することになる。したがって、圧電振動子５０の温度の影響を受けることなく圧力（相対圧）を高精度に測定することができる。
このように、本実施形態では圧電振動子５０の温度が変化しても温度補償回路１０８により温度補償を行うことが可能である。一方、基準温度近傍では圧電振動子５０の共振周波数の変動は極めて小さい。このため、ヒーター９８により圧電振動子５０の温度を基準温度近傍にしておくことにより、温度補償電圧の変動幅を極めて小さくすることができ、温度補償電圧の誤差を小さくすることができる。したがって上述のようにヒーター９８を併用することにより、温度補償回路１０８による温度補償をさらに高精度に行うことができる。
本実施形態の流速センサー１０の組み立てについて説明する（図３参照）。まず、第２ケース２２の内壁の圧電振動子５０、圧電補強板５８に対応する位置に固定部３０、固定部３２を接続し、ハーメチック端子９４を挿通孔３４に取り付け、ヒーター９８、集積回路１００を第２ケース２２の内壁に接続する。そして圧電振動子５０の第２の基部５６を固定部３０に接続し、圧電補強板５８の第２の端部６２を固定部３２に接続する。
そして、集積回路１００とハーメチック端子９４との間、集積回路１００と圧電振動子５０との間、集積回路１００とヒーター９８との間をワイヤー９６より電気的に接続する。
次に、第２のベローズ４０の＋Ｙ軸側の端部を第２ケース２２の開口部（第２の圧力導入口２４）に接続し、仕切り板４６を第２ケース２２の−Ｙ軸側から導入して、仕切り板４６の＋Ｙ軸側の主面に第２のベローズ４０の−Ｙ軸側の端部を接続する。そして仕切り板４６の端面４８に圧電振動子５０の第１の基部５４と、圧電補強板５８の第１の端部６０を接続する。さらに仕切り板４６の端面４８と第２ケース２２の内壁とを連結するように補強用板バネ６４を接続する。
次に、仕切り板４６の−Ｙ軸側の主面に第１のベローズ３６の＋Ｙ軸側の端部を接続し、第１ケース１４の雄ネジ部２０と第２ケース２２の雌ネジ部２６とを螺合させるとともに、第１のベローズ３６の−Ｙ軸側の端部を第１ケース１４の開口部（第１の圧力導入口１６）に接続する。なおこの工程を真空中、不活性ガス雰囲気で行なうことにより、ケースの内壁とベローズの外壁に囲まれた内部空間１３、すなわち圧電振動子５０が収容された内部空間１３を真空、あるいは不活性ガス雰囲気にすることができる。
最後に、第１空間３８及び第２空間４２にシリコンオイル４４を充填し、第１外部ケース６６の雄ねじ部７２と第１ケース１４の雌ネジ部１８とを螺合し、第２外部ケース７８の雄ネジ部８４と第２ケース２２の雌ネジ部２８とを螺合することにより流速センサー１０が組み立てられる。
図７に、第１実施形態の流速センサーの使用形態を示し、図７（ａ）は側面図、図７（ｂ）は下面図を示す。上記構成による流速センサー１０の動作について説明する。まず、流速センサー１０を河川（水）等の流体に導入する。このとき、流体は−Ｙ軸に平行な方向を上流とし、＋Ｙ軸に平行な方向を下流として流れているものとする。そして、第１外部ケース６６に形成された動圧導入口７４が流体の上流（−Ｙ軸方向）に向くように配置する。また第１空間３８側の静圧Ｐ２と第２空間４２側の静圧Ｐ２を一致させるため、流速センサー１０のＹ軸方向の両端部でＺ軸方向の高さ（水深）が一致するように配置する。
上記配置とすることにより、内部空間７０及び第１空間３８には、圧力Ｐａ（大気圧Ｐ０＋動圧Ｐ１＋静圧Ｐ２）が印加され、内部空間８２及び第２空間４２には、圧力Ｐｂ（大気圧Ｐ０＋静圧Ｐ２）が印加される。よって、第１空間３８の圧力は、第２空間４２の圧力より高くなるとともに、その圧力の差分が動圧Ｐ１に起因するものとなっている。このとき、仕切り板４６（図１参照）は＋Ｙ軸方向に変位するため、圧電振動子５０には動圧Ｐ１に起因した圧縮応力が印加される。したがって、その応力に起因した圧電振動子５０の共振周波数の変化により流体の流速を測定することができる。
ここで、流体に大気圧が付加されている場合の流速の算出方法について説明する。まず、
Ｐａ：動圧導入口から導入された流体の圧力
Ｐｂ：静圧導入口から導入された流体の圧力
Ｐ０：大気圧
Ｐ１：動圧
Ｐ２：静圧
Ｖ：流体の速度
ｇ：重力加速度
ｗ：流体の単位重量
とすると、
となる。
ここで、流体が水であれば、水の密度は１であるから、
ｗ＝１
より、
となる。従って
となる。
ここで、動圧導入口７４の形状による補正係数をｋとすると、流速Ｖは、
により求めることができる。
また、流体に大気圧が付加されていない場合の流速は、
ここで、流体が水であれば、水の密度は１であるから、
ｗ＝１
より、
となる。従って
となる。
ここで、動圧導入口７４の形状による補正係数をｋとすると、
流速Ｖは、
により求めることができる。上述の演算は集積回路１００の中で行なって外部に流速Ｖの情報を出力して良いし、圧電振動子５０の共振周波数の情報を外部に出力して、外部機器（不図示）において上述の演算を行っても良い。
図８に、第２実施形態の流速センサーを構成し、音叉型圧電振動子と一体に形成された圧電振動子を示し、図９に、第２実施形態の流速センサーの回路ブロック図を示す。第２実施形態の流速センサー１２０は、基本的に第１実施形態と同様の構造を有するが、圧電振動子１２２は、音叉型圧電振動子１３０と一体に形成され、集積回路１３４は、温度測定手段となる音叉型圧電振動子１３０の共振周波数から温度の情報を算出する点で相違する。図８に示すように、双音叉型の圧電振動子１２２は、第１実施形態の圧電振動子５０と同様に、力検出部となる振動腕１２４と、振動腕１２４の長手方向の両端に形成された第１の基部１２６、第２の基部を有する。そして、圧電振動子１２２には、第１の基部１２６（第２の基部１２８でもよい）を基部として共有する形で音叉型圧電振動子１３０が形成されている。音叉型圧電振動子１３０は、２つの振動腕１３２が互いに反対方向に屈曲する形で所定の共振周波数で振動する。この圧電振動子１２２と音叉型圧電振動子１３０との一体構造は上述同様に、フォトリソ・エッチング加工により形成することができる。このように一体形成とすることにより、圧電振動子１２２に音叉型圧電振動子１３０が直接接触する形となるので、両者の温度がほぼ一致する。そして圧電振動子１２２と同様に音叉型圧電振動子１３０もその共振周波数が温度とともに二次関数的に変化するので、その共振周波数の変化を利用して圧電振動子１２２の温度をより正確に測定することができる。
図９に示すように、音叉型圧電振動子１３０は圧電振動子１２２とともに発振回路１３６に接続される。発振回路１３６は圧電振動子１２２及び音叉型圧電振動子１３０にそれぞれ交流電圧を印加して、所定の共振周波数で振動させる。そして、発振回路１３６は、音叉型圧電振動子１３０の共振周波数の情報を温度制御回路１３８、温度補償回路１４０に出力する。温度制御回路１３８は入力された共振周波数の情報から音叉型圧電振動子１３０の温度、すなわち圧電振動子１２２の温度を算出し、ヒーター９８に供給する出力電圧を調整することができる。温度補償回路１４０は入力された共振周波数の情報から同様に圧電振動子１２２の温度を算出し、これにより可変容量１０４に出力する温度補償電圧を算出することができる。
上述のように音叉型（双音叉型）圧電振動子の周波数温度特性は二次関数的な形状を有し、その頂点が基準温度となっている。よって音叉型圧電振動子の基準温度と圧電振動子の基準温度が互いに近接する場合がある。このとき、圧電振動子の基準温度付近の温度を測定すると、音叉型圧電振動子の周波数変化が極めて小さくなるので正確な温度を測定することが困難となる。この場合、音叉型圧電振動子の形状や電極配置の変更など、すなわち音叉型圧電振動子に対する定量的な設計変更を行なうことにより音叉型圧電振動子の基準温度（周波数が極値となる温度）を変化させることは可能であるが、その変化量には限界がある。よって、圧電振動子の基準温度において高精度な温度測定が可能な音叉型圧電振動子を有する変形例を以下に示す。
図１０に、第２実施形態の流速センサーを構成する圧電振動子の変形例を示す。変形例においては、図８と同様に、双音叉型の圧電振動子１４２の第１の基部１４６（第２の基部１４８でもよい）を基部として共有する形で音叉型圧電振動子１５０が形成されている。しかし音叉型圧電振動子１５０の振動腕１５２の長手方向（Ｘ軸方向）、圧電振動子１４２の振動腕１４４の長手方向（Ｙ軸方向）が互いに垂直になるように形成されている。
上記配置とすることにより、音叉型圧電振動子１５０の振動腕１５２の長手方向の結晶方位と、圧電振動子１４２の振動腕１４４の長手方向の結晶方位とが互いに異なる。このように、音叉型圧電振動子１５０の結晶方位の変更、すなわち音叉型圧電振動子１５０に対する定性的な設計変更を行なうことにより圧電振動子１４２の基準温度から大きくずらすことができる。よって圧電振動子１４２の基準温度付近で音叉型圧電振動子１５０の温度変化に伴う周波数変化量を大きくして温度の測定を高精度に行なうことができる。なお、音叉型圧電振動子１５０の基準温度（極値の温度）は圧電振動子１４２の基準温度よりも高くなっても良いし、低くなっても良い。また図１０においては振動腕同士が互いに直交する向きとなるように音叉型圧電振動子１５０を形成しているが、圧電振動子１４２の振動腕１４４と音叉型圧電振動子１５０の振動腕１５２の延長線の交差角が直角以外の他の角度となるように形成しても良い。
図１１に第３実施形態に係る流速センサーの断面図を示す。第３実施形態に係る流速センサー１６０は、ケース１６２の−Ｙ軸側の端部に第１の圧力導入口１６が配置され、＋Ｙ軸側の端部に第２の圧力導入口２４が配置されている。そして、第１の受圧手段として第１の圧力導入口１６に第１のダイアフラム１６４Ａが配置され、第２の受圧手段として第２の圧力導入口２４に第２のダイアフラム１６４Ｂが配置されている。また第１のダイアフラム１６４Ａ、第２のダイアフラム１６４Ｂの受圧面は第１実施形態等と同様の効果を目的としてシリコンオイル４４で覆われている。さらに、ケース１６２の第１の圧力導入口１６に対向する位置に第１外部ケース６６が取り付けられ、第２の圧力導入口２４に対向する位置に第２外部ケース７８が取り付けられる。よって第１のダイアフラム１６４Ａは第１外部ケース６６が形成する内部空間７０に対向し、第２のダイアフラム１６４Ｂは第２外部ケース７８が形成する内部空間８２に対向する。
第１のダイアフラム１６４Ａ、第２のダイアフラム１６４Ｂは、その主面（ＸＺ平面）が力を受けた方向（±Ｙ軸方向）に撓み変形するものであり、互いに同一の寸法及び撓み特性を有するものとする。そして、第１のダイアフラム１６４Ａ、第２のダイアフラム１６４Ｂは力伝達部材となるセンターシャフト１６６により連結されている。センターシャフト１６６は、その長手方向が第１のダイアフラム１６４Ａ、第２のダイアフラム１６４Ｂが力を伝達する方向（撓み変形によりダイアフラムの中央が変位する方向）と平行（同軸）となるように第１のダイアフラム１６４Ａ、第２のダイアフラム１６４Ｂの中央に接続している。そしてセンターシャフト１６６の長手方向の中央部には可動部１６８が配置されている。一方、ケース１６２の内壁にも固定部１７０が配置されている。そして圧電振動子５０は第１の基部５４が可動部１６８に接続され、第２の基部５６が固定部１７０に接続される。よって本実施形態で圧電振動子５０、センターシャフト１６６が圧力検出手段となっている。また固定部１７０には、集積回路１００（温度センサー１１０）、ヒーター９８が配置されている。このとき集積回路１００、ヒーター９８は圧電振動子５０に隣接して配置される。そして集積回路１００は、ヒーター９８、圧電振動子５０にワイヤー９６を介して電気的に接続され、さらにワイヤー９６を介してハーメチック端子９４に電気的に接続される。なおケース１６２の外壁は、第１実施形態等と同様の効果を目的としてダブルハル構造を有するとともに、ケース１６２の外周は断熱材９２により覆われている。
上記構成において、第１外部ケース６６が形成する内部空間７０の圧力が、第２外部ケース７８が形成する内部空間８２の圧力より高い場合は、第１のダイアフラム１６４Ａの＋Ｙ軸方向に伝達する力が、第２のダイアフラム１６４Ｂの−Ｙ軸方向に伝達する力より強くなるため、センターシャフト１６６は＋Ｙ軸方向に力を伝達する。すなわち可動部１６８と固定部１７０との間が狭まる方向にセンターシャフト１６６が力を伝達するため、圧電振動子５０には圧縮応力が印加され共振周波数が低くなる。逆に内部空間７０の圧力が内部空間８２の圧力より低い場合は、第２のダイアフラム１６４Ｂの−Ｙ軸方向に伝達する力が、第１のダイアフラム１６４Ａの＋Ｙ軸方向に伝達する力より強くなるため、センターシャフト１６６は−Ｙ軸方向に力を伝達する。すなわち可動部１６８と固定部１７０との間が広がる方向にセンターシャフト１６６が力を伝達するため、圧電振動子５０には引張応力が印加され共振周波数が高くなる。本実施形態においても、内部空間７０には動圧導入口７４により圧力（Ｐ０＋Ｐ１＋Ｐ２）が印加され、内部空間８２には静圧導入口８６、８８により圧力（Ｐ０＋Ｐ２）が印加される。よって、内部空間７０の圧力は内部空間８２の圧力よりも高くなる。したがって、圧電振動子５０の共振周波数は動圧（Ｐ１）の大きさに応じて低くなる。
上記構成により、一つの圧電振動子５０（圧電振動子１２２、圧電振動子１４２でも良い）により流速が測定可能となるためコストを抑制することができるとともに、ベローズのような大きな構成要素をケース１６２内に配置することがないので、さらなる小型化が可能となる。なお、センターシャフト１６６はセラミック等のように一定の剛性を有し、熱膨張係数の小さい材料を用いることが好ましい。
図１２に第４実施形態に係る流速センサーの断面図を示す。第４実施形態の流速センサー１８０は、ケース１６２内が隔壁１８２によって二つの内部空間に分離され、それぞれ真空封止されている。一方の内部空間１８６においては、圧電振動子５０（第１の圧電振動子）、固定部１７０（第１固定部）、集積回路１００、ヒーター９８が配置されている。そして他方の内部空間１８４においては、圧電振動子５１（第２の圧電振動子）、固定部１７１（第２固定部）、集積回路１０１、ヒーター９９、ハーメチック端子９５が配置されている。ここで圧電振動子５１、固定部１７１、集積回路１０１、ヒーター９９、ハーメチック端子９５は、それぞれ圧電振動子５０、固定部１７０、集積回路１０１、ヒーター９９、ハーメチック端子９５と同様の構成を有するものとする。本実施形態では圧電振動子５０、５１が圧力検出手段となっている。
圧電振動子５０の第１の基部５４は、ケース１６２の内壁に接続された固定部１７０（第１固定部）に接続され、第２の基部５６は、第２のダイアフラム１６４Ｂに接続される。また第３実施形態と同様に固定部１７０には集積回路１００及びヒーター９８が配置され、集積回路１００は、ヒーター９８及び圧電振動子５０にワイヤー９６を介して電気的に接続される。
圧電振動子５１の第１の基部５４は、ケース１６２の内壁に接続された固定部１７１（第２固定部）に接続され、第２の基部５６は、第１のダイアフラム１６４Ａに接続される。また第３実施形態と同様に固定部１７１には集積回路１０１及びヒーター９９が配置され、集積回路１０１は、ヒーター９９及び圧電振動子５１にワイヤー９６を介して電気的に接続される。
上述のようにケース１６２内は、隔壁１８２により、内部空間１８４と内部空間１８６に分離されるため、圧電振動子５０は第２のダイアフラム１６４Ｂからの力を受け、圧電振動子５１は第１のダイアフラム１６４Ａからの力を受けることになり、互いに独立に力を検出することになる。このとき圧電振動子５０はダイアフラムから圧縮応力を受け、圧電振動子５１は第１のダイアフラム１６４Ａから圧縮応力を受けている。そして圧電振動子５０の共振周波数と、圧電振動子５１の共振周波数との差分を算出することにより動圧（Ｐ１）に対応する流速を測定することができる。本実施形態では、第１のダイアフラム１６４Ａ側に第１外部ケース６６が取り付けられているので、第１のダイアフラム１６４Ａのみに動圧（Ｐ１）が印加される。よって圧電振動子５０と圧電振動子５１が同一の特性を有する場合は、圧電振動子５１の共振周波数は圧電振動子５０の共振周波数より低くなり、この共振周波数の差分が動圧（Ｐ１）に対応する。
上記構成において、各圧電振動子はダイアフラムに直接接続されるので、ダイアフラムから圧電振動子への力の伝達を確実に行い、流速センサー１８０の測定感度を向上させることができる。
また、例えば第４実施形態のケース１６２内を真空にした場合でも一定の気圧を有するため、一方のダイアフラムの変位によりケース１６２内の気圧が変化し、他方のダイアフラムの変位量に影響を与えることがある。しかし、本実施形態のように第１のダイアフラム１６４Ａが共有する内部空間１８４と、第２のダイアフラム１６４Ｂが共有する内部空間１８６とを隔壁１８２により分離することにより、一方のダイアフラムの変位に伴う他方のダイアフラムの変位誤差を抑制して、流速センサー１８０の測定誤差を抑制することができる。
図１３に第５実施形態の流速センサーの断面図を示し、図１４に図１３のＡ―Ａ線断面図を示す。第５実施形態の流速センサー１９０は、第１のダイアフラム１６４Ａ、第２のダイアフラム１６４Ｂが力伝達部材１９４により互いに連結されるとともに、圧電振動子５０の第１の基部５４、第２の基部５６がそれぞれ第２のダイアフラム１６４Ｂ（第１のダイアフラム１６４Ａでもよい）に接続されている。そして第２のダイアフラム１６４Ｂには、支持部１９６Ａ、支持部１９６Ｂが配置され、支持部１９６Ａは第１の基部５４に接続され、支持部１９６Ｂは第２の基部５６に接続される。力伝達部材１９４は、上述のセンターシャフト１６６と同様の材料により形成され、支持部１９６Ａ、支持部１９６Ｂ、圧電振動子５０と干渉しない位置に配置される。さらに力伝達部材１９４は、第１のダイアフラム１６４Ａ、第２のダイアフラム１６４Ｂのそれぞれを中心として対称となる複数の位置において第１のダイアフラム１６４Ａと第２のダイアフラム１６４Ｂとを連結しており、その長手方向が第１のダイアフラム１６４Ａ、１６４Ｂの力の伝達方向（変位方向）と平行となるように配置される。本実施形態では圧電振動子５０、力伝達部材１９４が圧力検出手段となっている。
上記構成において、第２のダイアフラム１６４Ｂが受ける圧力が、第１のダイアフラム１６４Ａが受ける圧力よりも高い場合は、第２のダイアフラム１６４Ｂは＋Ｙ軸側に変位し（撓み変形し）、逆に低い場合は−Ｙ軸側に変位する（撓み変形する）。そして第２のダイアフラム１６４Ｂが＋Ｙ軸側に変位する場合は、第２のダイアフラム１６４Ｂに配置された支持部１９６Ａ、支持部１９６Ｂの間隔が短くなるので、圧電振動子５０には圧縮応力が印加され共振周波数が低くなる。逆に、第２のダイアフラム１６４Ｂが−Ｙ軸側に変位する場合は、支持部１９６Ａ、１９６Ｂの間隔が長くなるので、圧電振動子５０には引張応力が印加され共振周波数が高くなる。本実施形態では、第１のダイアフラム１６４Ａ側に第１外部ケース６６が取り付けられているので、第１のダイアフラム１６４Ａのみに動圧（Ｐ１）が印加される。よって第２のダイアフラム１６４Ｂは＋Ｙ軸側に変位するので、圧電振動子５０の共振周波数は動圧（Ｐ１）の大きさに対応して低くなる。
上記構成により、一つの圧電振動子５０により流速が測定可能となるためコストを抑制することができる。さらに圧電振動子５０の長手方向が第１のダイアフラム１６４Ａ、１６４Ｂの変位方向と垂直になるため、ダイアフラム同士の距離を短くすることができ、ケース１９２を小型化することができる。
図１５に第６実施形態の流速センサーの模式図を示し、図１５（ａ）は正面図、図１５（ｂ）は平面図である。第６実施形態においては、第１実施形態乃至第５実施形態の流速センサーに適用できるが、第１実施形態の流速センサー１０を用いて説明する。図１５において、流速の測定対象となる流体は、＋Ｙ軸方向に流れるものとする。また流体が通過する地面には、鉛直方向に延びた３本のポール１９８が配置されている。
そしてケース１２（第１外部ケース６６、第２外部ケース７８）にはポール１９８を挿通する挿通孔２０２を有する支持部２００が接続されている。支持部２００は、第１外部ケース６６の上端と下端となる位置にそれぞれ接続され、第１外部ケース６６から＋Ｘ軸側にはみ出すもの（２個）と−Ｘ軸側にはみ出すもの（２個）がある。また支持部２００は第２外部ケース７８の上端と下端となる位置にそれぞれ接続され第２外部ケース７８から＋Ｙ軸側にはみ出すもの（２個）がある。
これにより、ケース１２は鉛直方向の平行移動が可能であるが、平面方向の平行移動、回転移動は制限される。またこのとき、動圧導入口７４は第１外部ケース６６の流体の上流に対向する向き（−Ｙ軸方向）に配置される。そして静圧導入口８６、静圧導入口８８は第２外部ケース７８において、流体の流れる方向に垂直な方向に並ぶように配置される。さらにケース１２には糸２０６を介してフロート２０４が接続される。ここで流速センサー１０が測定対象の流体（水）より比重より大きいものとし、フロート２０４の浮力は流速センサー１０の流体中の重量より大きいものとする。すると流速センサー１０は、流体中において、流体の水面から一定の深さ位置で浮いた状態となる。したがって、流体の水位が変化しても流速センサー１０が常に同一の水深位置において流速を測定することができるので、流速の時間変化を正確に測定することができる。なお。図１５においてフロート２０４は、流速センサー１０の長手方向（Ｙ軸方向）の中央部に接続されているが、流速センサー１０の長手方向の両端、即ち第１外部ケース６６、第２外部ケース７８にそれぞれ取り付けても良い。
第１実施形態乃至第５実施形態において、第１外部ケース６６と第２外部ケース７８を取り外せば、流速センサーは通常の相対圧センサーとして用いることができる。このとき、第４実施形態を除いて圧電振動子５０は圧縮応力のみならず引張応力も受け得るので、共振周波数は高くなる場合も低くなる場合もある。また第１実施形態において、第１ケース１４、第２ケース２２、第１外部ケース６６、第２外部ケース７８は、螺合することにより接続する構成として説明したが、接着剤或いは溶接により接続してもよい。
さらにいずれの実施形態においても、第１外部ケース６６に動圧導入口７４を形成し、第２外部ケース７８に静圧導入口８６、静圧導入口８８を形成する旨説明したが、第１外部ケース６６に静圧導入口８６、静圧導入口８８を形成し、第２外部ケース７８に動圧導入口７４を形成してもよい。この場合、上述の構成・配置に従えば、内部空間８２に動圧Ｐ１が印加される。よって、第４実施形態を除いて圧電振動子５０には引張応力が印加され、共振周波数が高くなることになる。一方、第４実施形態においては、圧電振動子５０に印加される圧力が圧電振動子５１に印加される圧力より高くなり、圧電振動子５０の共振周波数が圧電振動子の共振周波数より低くなる。また第３実施形態乃至第５実施形態においても、第２実施形態の圧電振動子（１２２、１４２）を適用することができる。
図１６に第７実施形態の流速センサーの使用形態を示し、図１６（ａ）は側面図、図１６（ｂ）は下面図である。第７実施形態の流速センサー２１０は、図１６に示すように、流線型の筐体２１２により全体の外形を有しており、内部に第１実施形態の流速センサー１０（第２実施形態乃至第５実施形態でもよい）の筐体を除いた構成が配置されている。筐体２１２は第１実施形態の第１ケース１４、第２ケース２２、第１外部ケース６６、第２外部ケース７８が一体となったものに相当する。筐体２１２には、筐体２１２のほぼ重心となる位置に接続され鉛直方向を回転軸として回動可能な状態で筐体２１２を流体中で支持する支軸２１４と、筐体２１２の方向を一定の方向に向ける尾翼２１６が取り付けられている。この尾翼２１６により筐体２１２は、常に先端２１２ａが−Ｙ軸側、即ち、流体の上流側に向くように配置される。
また筐体２１２の内部には、収容空間２１８を有している。収容空間２１２は、内部空間７０（図１）、内部空間１３（図１）、内部空間８２（図１）により仕切られる。内部空間７０と内部空間１３とを仕切る壁面（壁面１４ａ、図１参照）には第１の圧力導入口１６が配置され、内部空間１３と内部空間８２とを仕切る壁面（壁面２２ａ、図１参照）には第２の圧力導入口２４が配置される。そして第１の圧力導入口１６と第２の圧力導入口２４とを、両端を開口部とするベローズにより接続されている。そして、ベローズの長手方向の中央部において仕切り板４６を配置し、第１の圧力導入口１６を開口部とする第１のベローズ３６が形成されるとともに第１のベローズ３６内は内部空間７０に接続する第１空間４２となる。また仕切り板４６により、第２の圧力導入口２４を開口部とする第２のベローズ４０が形成されるとともに、第２のベローズ内は内部空間８２に接続する第２空間４４となる。そしてこの内部空間１３において第１実施形態と同様に圧電振動子５０、圧電補強板５８が仕切り板４６に取り付けられ、その他第１実施形態と同様に集積回路（不図示）、ヒーター（不図示）等が取り付けられる。よって仕切り板４６は、内部空間７０及び第１空間４２の圧力Ｐａと、内部空間８２及び第２空間４４の圧力Ｐｂとの差分に起因する合力を受けることになり、これを圧電振動子５０に伝達することができる。このように第７実施形態の流速センサーにおいては、筐体２１２を流線型にしても流速を測定するための構成要素が小さくすることができるので、筐体２１２を小型化することができる。なお、その後の流速を求める手順は第１実施形態と同様なので説明を省略する。
１０………流速センサー、１２………ケース、１２ａ………隙間、１３………内部空間、１４………第１ケース、１４ａ………壁面、１６………第１の圧力導入口、１８………雌ネジ部、２０………雄ネジ部、２２………第２ケース、２２ａ………壁面、２４………第２の圧力導入口、２６………雌ネジ部、２８………雌ネジ部、３０………固定部、３２………固定部、３４………挿通孔、３６………第１のベローズ、３８………第１空間、４０………第２のベローズ、４２………第２空間、４４………シリコンオイル、４６………力伝達板、４８………端面、５０………圧電振動子、５１………圧電振動子、５２………振動腕、５３………振動腕、５４………第１の基部、５６………第２の基部、５８………圧電補強板、６０………第１の端部、６２………第２の端部、６４………補強用板バネ、６６………第１外部ケース、６８………凹部、７０………内部空間、７２………雄ネジ部、７４………動圧導入口、７６………壁面、７８………第２外部ケース、８０………凹部、８２………内部空間、８４………雄ネジ部、８６………静圧導入口、８８………静圧導入口、９０………壁面、９２………断熱材、９４………ハーメチック端子、９５………ハーメチック端子、９６………ワイヤー、９８………ヒーター、９９………ヒーター、１００………集積回路、１０１………集積回路、１０２………発振回路、１０４………可変容量、１０６………温度制御回路、１０８………温度補償回路、１１０………温度センサー、１１２………電源端子、１１４………グランド端子、１１６………出力端子、１１８………電圧制御端子、１２０………流速センサー、１２２………圧電振動子、１２４………振動腕、１２６………第１の基部、１２８………第２の基部、１３０………音叉型圧電振動子、１３２………振動腕、１３４………集積回路、１３６………発振回路、１３８………温度制御回路、１４０………温度補償回路、１４２………圧電振動子、１４４………振動腕、１４６………第１の基部、１４８………第２の基部、１５０………音叉型圧電振動子、１５２………振動腕、１６０………流速センサー、１６２………ケース、１６４Ａ………第２のダイアフラム１６４Ｂ………ダイアフラム、１６６………センターシャフト、１６８………可動部、１７０………固定部、１７１………固定部、１８０………流速センサー、１８２………隔壁、１８４………内部空間、１８６………内部空間、１９０………流速センサー、１９２………ケース、１９４………力伝達部材、１９６Ａ………支持部、１９６Ｂ………支持部、１９８………ポール、２００………支持部、２０２………挿通孔、２０４………フロート、２０６………糸、２１０………流速センサー、２１２………筐体、２１４………支軸、２１６………尾翼、２１８………収容空間、３００………水深流速計、３０２………筐体、３０４………索条、３０６………動圧孔、３０８………静圧孔、３１０………大気圧導入管、３１２………差圧手段、３１４………圧流速センサー、４００………非満水流量計、４０２………渦発生体、４０４………圧流速センサー、４０６………管路、４０８………流体、５００………光ファイバー流速センサー、５０２………筐体、５０４………ダイアフラム、５０６………ブルドン管、５０８………入口、５１０………先端、５１２………基端、５１４………オイル室、５１６………伸縮センサー、５１８………光ファイバー、５２０………測定装置。

Claims (14)

  1. 流体の中に曝される筐体と、
    前記筐体に設けられた収容空間と、
    前記筐体の先端部に設けられた動圧導入口と、
    前記筐体の側面部に設けられた静圧導入口と、を備え、
    前記動圧導入口を前記流体の流れる方向に向け、
    前記静圧導入口を前記流体の流れる方向とほぼ直交した方向に向けてなる流速センサーであって、
    前記収容空間の第１の開口部を封止する第１の受圧手段と、
    前記収容空間の第２の開口部を封止する第２の受圧手段と、
    前記第１の受圧手段と前記第２の受圧手段から受ける力の差分を検出する圧力検出手段と、
    前記筐体内の前記第１の開口部に対向する位置に配置され前記動圧導入口を有する動圧導入室と、
    前記筐体内の前記第２の開口部に対向する位置に配置され前記静圧導入口を有する静圧導入室と、を有し、
    前記第１の受圧手段は、前記動圧導入室内の圧力を受圧し、
    前記第２の受圧手段は、前記静圧導入室内の圧力を受圧することを特徴とする流速センサー。
  2. 前記第１の受圧手段は、
    前記第１の開口部を開口部として共有する第１のベローズであり、
    前記第２の受圧手段は、
    前記第２の開口部を開口部として共有する第２のベローズであり、
    前記圧力検出手段は、
    前記第１のベローズと前記第２のベローズとの間に配置され、前記第１のベローズ及び前記第２のベローズから受ける力の合力の方向に力を伝達可能な仕切り板と、
    前記収容空間の内壁に配置された固定部と、
    前記収容空間の内壁と前記第１のベローズ及び前記第２のベローズの外壁を境界とする内部空間に配置され、感圧部と前記感圧部の両端に接続される一対の基部とを有し、前記一対の基部を結ぶ方向を検出軸とする感圧素子と、を有し、
    前記感圧素子は、
    前記一対の基部の一方の基部が前記仕切り板に接続され、他方の基部が前記固定部に接続され、前記検出軸は前記仕切り板の力の伝達方向と平行であることを特徴とする請求項１に記載の流速センサー。
  3. 前記第１の受圧手段は、
    前記第１の開口部を封止する第１ダイアフラムであり、
    前記第２の受圧手段は、
    前記第２の開口部を封止する第２ダイアフラムであり、
    前記圧力検出手段は、
    前記第１ダイアフラム及び前記第２ダイアフラムに接続され、前記第１ダイアフラム及び前記第２ダイアフラムから受ける力の合力の方向に力を伝達可能な力伝達手段と、
    前記力伝達手段に固定された可動部と、
    前記収容空間の内壁に配置された固定部と、
    感圧部と前記感圧部の両端に接続される一対の基部とを有し、
    感圧部と前記感圧部の両端に接続される一対の基部とを有し、前記一対の基部を結ぶ方向を検出軸とする感圧素子と、を有し、
    前記感圧素子は、
    前記一対の基部の一方の基部が前記可動部に接続され、他方の基部が前記固定部に接続され、前記検出軸は前記力伝達手段の力の伝達方向と平行であることを特徴とする請求項１に記載の流速センサー。
  4. 前記第１の受圧手段は、
    前記第１の開口部を封止する第１ダイアフラムであり、
    前記第２の受圧手段は、
    前記第２の開口部を封止する第２ダイアフラムであり、
    前記圧力検出手段は、
    前記収容空間の内壁に配置された第１固定部、第２固定部と、
    感圧部と前記感圧部の両端に接続される一対の基部とを有し、前記一対の基部を結ぶ方向を検出軸とする第１の感圧素子、第２の感圧素子と、を有し、
    前記第１の感圧素子は、
    前記一対の基部の一方の基部が前記第１ダイアフラムに接続され、他方の基部が前記第１固定部に接続され、前記検出軸が前記第１ダイアフラムの力の伝達方向と平行であり、
    前記第２の感圧素子は、
    前記一対の基部の一方の基部が前記第２ダイアフラムに接続され、他方の基部が前記第２固定部に接続され、前記検出軸が前記第２ダイアフラムの力の伝達方向と平行であることを特徴とする請求項１に記載の流速センサー。
  5. 前記収容空間は、前記第１ダイアフラムを境界の一部とし前記第１の感圧素子を包含する空間と、前記第２ダイアフラムを境界の一部とし前記第２の感圧素子を包含する空間とに分離されたことを特徴とする請求項４に記載の流速センサー。
  6. 前記第１の受圧手段は、
    前記第１の開口部を封止する第１ダイアフラムであり、
    前記第２の受圧手段は、
    前記第２の開口部を封止する第２ダイアフラムであり、
    前記圧力検出手段は、
    前記第１ダイアフラム及び前記第２ダイアフラムに接続され、前記第１ダイアフラム及び前記第２ダイアフラムから受ける力の合力の方向に力を伝達可能な力伝達手段と、
    感圧部と前記感圧部の両端に接続される一対の基部とを有し、
    感圧部と前記感圧部の両端に接続される一対の基部とを有し、前記一対の基部を結ぶ方向を検出軸とする感圧素子と、を有し、
    前記感圧素子は、
    前記一対の基部が前記第１ダイアフラム及び前記第２ダイアフラムのいずれか一方に接続され、前記検出軸は前記力伝達手段の力の伝達方向と垂直であることを特徴とする請求項１に記載の流速センサー。
  7. 前記受圧手段の受圧面側は、シリコンオイルにより覆われたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の流速センサー。
  8. 前記筐体の外周は断熱材により覆われたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の流速センサー。
  9. 前記筐体の壁面は、ダブルハル構造を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の流速センサー。
  10. 前記感圧素子は、
    前記感圧部が所定の共振周波数で振動する振動部となる圧電振動子であり、
    前記収容空間の温度を測定する温度測定手段と、
    前記圧電振動子を駆動させて発振信号を出力するとともに前記発振信号の温度補償を行う集積回路と、を備え、
    前記温度測定手段は、
    前記集積回路と一体に形成され、
    前記集積回路は、
    前記収容空間内において前記圧電振動子に隣接して配置されたことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の流速センサー。
  11. 前記感圧素子は、
    前記感圧部が所定の共振周波数で振動する振動部となる圧電振動子であり、
    前記収容空間内の温度を測定する温度測定手段と、
    前記圧電振動子を駆動させて発振信号を出力するとともに前記発振信号の温度補償を行う集積回路と、を備え、
    前記温度測定手段は、
    前記圧電振動子と一体に形成された音叉型圧電振動子であり、
    前記集積回路は、前記音叉型圧電振動子の共振周波数から温度の情報を算出することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の流速センサー。
  12. 前記収容空間内にはヒーターが設けられたことを特徴とする請求項１０または１１に記載の流速センサー。
  13. 前記集積回路は、算出された温度の情報に基づいて前記ヒーターの出力を調整可能とすることを特徴とする請求項１２に記載の流速センサー。
  14. 前記流体中に立てられたポールと、前記筐体に接続されるとともに前記ポールを挿通可能な挿通孔を有する支持部と、前記筐体に取り付けられたフロートと、を備えることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の流速センサー。
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