JPH01114724A - 振動式トランズジューサ - Google Patents
振動式トランズジューサInfo
- Publication number
- JPH01114724A JPH01114724A JP27393987A JP27393987A JPH01114724A JP H01114724 A JPH01114724 A JP H01114724A JP 27393987 A JP27393987 A JP 27393987A JP 27393987 A JP27393987 A JP 27393987A JP H01114724 A JPH01114724 A JP H01114724A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibrating body
- housing
- annular
- transducer
- vibrating
- 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
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (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
本発明は、機械振動体を含む振動系の共振周波数を検出
して振動体に接触している流体の密度または圧力を測定
する振動式トランスジューサ、特にその機械振動体の支
持構造の改良に関する。
して振動体に接触している流体の密度または圧力を測定
する振動式トランスジューサ、特にその機械振動体の支
持構造の改良に関する。
本件出願人は、この種の従来装置の一つとして、機械振
動体の両側にその振動体のそれぞれの面に対向する空洞
に測定流体を導く導管を兼ねた音響管を設け、これらの
空洞と音響管のデイメンジョンをほぼ等しく設定すると
ともに、２つの音響管を集合してその先端に第３の導管
を接続した音響振動系を設け、この第３の導管を流れて
いる流体中に挿入することにより、機械−音響振動系の
共振周波数が音響管のイナータンスすなわち流体の密度
により変化することを利用した振動式トランスジューサ
を提案している（特願昭６１−３ｏｏ２７３号）。 第４図ないし第７図はこの既提案のトランスジューサを
示す。第４図はこのトランスジューサの外観図、第５図
は第４図のＡ−Ａ断面図、第６図は第５図の要部詳細図
、第７図は第４図の展開図である。 これらの図において、１はその両面に圧電振動子２．３
が接合された円形状基体であり、半径方向に突出する突
出部１ａを有している。この基体１は圧電振動子２，３
とほぼ熱膨張係数が等しい厚さ０．１ ｍｍ程度のコバ
ールやＮｉ−Ｆｅ合金等の金属製薄板で形成されている
。第６図に詳細に示すように、圧電振動子２はＰＺＴ系
材料製の円板状圧電基板２ａと、基板２ａの両面にそれ
ぞれ設けた第１電極２ｂおよび第２電極２ｃとで構成さ
れている。また、圧電振動子３は基板２ａと同じ材料に
より同じ寸法に形成された円板状圧電基板３ａと、基板
３ａの一面に設けた第１電極３ｂと他の面に設けた第２
電極３Ｃとで構成されている。 そうして圧電振動子２，３はいずれも第１電極２ｂ、３
ｂが基体ｌに導電的に接続されるようにしてこの基体に
固定され、かつ、矢印Ｐ方向に分極されている。４は基
体ｌと圧電振動子２．３とから成る振動体である。５は
開口端側につば５ａを有する有底円筒状の第１ハウジン
グで、その底部５ｂの一部に凹部５Ｃを有し、この凹部
５Ｃから直径方向に伸びた断面半月状の溝５ｄが設けら
れている。６は第１ハウジング５とほぼ同形状の第２ハ
ウジングであり第１ハウジング５と同様に開口端側には
つば６ａを有し、底部６ｂの一部６ｃから直径方向に伸
びた溝６″ｄが設けられる。振動体４の基体１もほぼこ
のハウジング５，６の開口端側と同形状に形成されてい
るが、ちょうど溝５ｄ、６ｄの長平方向の一部を覆う長
さとなっている。この基体の周縁部が第１．第２ハウジ
ング５゜６のつば５ａ、６ａによって挟み付けられ、図
示されていないネジによって気密に固定されている。 なお、第１．第２ハウジング５．６の材料は圧電振動子
２．３と熱膨張率が等しい材料から成る。 このように第１ハウジング５．振動体４．第２ハウジン
グ６を積層することによって、振動体４の一面と第１ハ
ウジング５の底部５ｂとの間、および振動体４の他面と
第２ハウジング６の底部６ｂとの間には、はぼ等しい容
積Ｖを有する円板状の空洞８，９が形成される。同時に
、基本１の突出部１ａの両側には第１ハウジング５とこ
の突出部１ａとで囲まれた断面半円形の音響管１０と、
第２ハウジング６とその突出部１ａとで囲まれたほぼ同
形状の音響管１１とが形成され、この２つの音％！ｔｏ
、１１はその先端が第１．第２ハウジング５゜６の溝５
ｄ、６ｄによって形成された導管１２に連通さている。 なお、１３はフィルタで、前記溝５ｄ。 ６ｄに設けられた半円環状の溝５ｅ、６ｅに挟まれて支
持さている。また、１４ａ、 １４ｂはそれぞれ圧電振
動子２，３の第２電極２Ｃ，３Ｃをそれぞれハウジング
６．５に設けた溝６ｆ、５ｆを解して外部に引き出した
リード線で、この溝６ｆ、５ｆは接着材にてシールされ
ている。１５は電極２ｂ。 ２ｃを介して交流電圧を圧電振動子２に印加する増幅器
、１６は圧電振動子３に発生した電圧を電極３Ｃを介し
て増幅器１５に帰還する帰還回路である。
動体の両側にその振動体のそれぞれの面に対向する空洞
に測定流体を導く導管を兼ねた音響管を設け、これらの
空洞と音響管のデイメンジョンをほぼ等しく設定すると
ともに、２つの音響管を集合してその先端に第３の導管
を接続した音響振動系を設け、この第３の導管を流れて
いる流体中に挿入することにより、機械−音響振動系の
共振周波数が音響管のイナータンスすなわち流体の密度
により変化することを利用した振動式トランスジューサ
を提案している（特願昭６１−３ｏｏ２７３号）。 第４図ないし第７図はこの既提案のトランスジューサを
示す。第４図はこのトランスジューサの外観図、第５図
は第４図のＡ−Ａ断面図、第６図は第５図の要部詳細図
、第７図は第４図の展開図である。 これらの図において、１はその両面に圧電振動子２．３
が接合された円形状基体であり、半径方向に突出する突
出部１ａを有している。この基体１は圧電振動子２，３
とほぼ熱膨張係数が等しい厚さ０．１ ｍｍ程度のコバ
ールやＮｉ−Ｆｅ合金等の金属製薄板で形成されている
。第６図に詳細に示すように、圧電振動子２はＰＺＴ系
材料製の円板状圧電基板２ａと、基板２ａの両面にそれ
ぞれ設けた第１電極２ｂおよび第２電極２ｃとで構成さ
れている。また、圧電振動子３は基板２ａと同じ材料に
より同じ寸法に形成された円板状圧電基板３ａと、基板
３ａの一面に設けた第１電極３ｂと他の面に設けた第２
電極３Ｃとで構成されている。 そうして圧電振動子２，３はいずれも第１電極２ｂ、３
ｂが基体ｌに導電的に接続されるようにしてこの基体に
固定され、かつ、矢印Ｐ方向に分極されている。４は基
体ｌと圧電振動子２．３とから成る振動体である。５は
開口端側につば５ａを有する有底円筒状の第１ハウジン
グで、その底部５ｂの一部に凹部５Ｃを有し、この凹部
５Ｃから直径方向に伸びた断面半月状の溝５ｄが設けら
れている。６は第１ハウジング５とほぼ同形状の第２ハ
ウジングであり第１ハウジング５と同様に開口端側には
つば６ａを有し、底部６ｂの一部６ｃから直径方向に伸
びた溝６″ｄが設けられる。振動体４の基体１もほぼこ
のハウジング５，６の開口端側と同形状に形成されてい
るが、ちょうど溝５ｄ、６ｄの長平方向の一部を覆う長
さとなっている。この基体の周縁部が第１．第２ハウジ
ング５゜６のつば５ａ、６ａによって挟み付けられ、図
示されていないネジによって気密に固定されている。 なお、第１．第２ハウジング５．６の材料は圧電振動子
２．３と熱膨張率が等しい材料から成る。 このように第１ハウジング５．振動体４．第２ハウジン
グ６を積層することによって、振動体４の一面と第１ハ
ウジング５の底部５ｂとの間、および振動体４の他面と
第２ハウジング６の底部６ｂとの間には、はぼ等しい容
積Ｖを有する円板状の空洞８，９が形成される。同時に
、基本１の突出部１ａの両側には第１ハウジング５とこ
の突出部１ａとで囲まれた断面半円形の音響管１０と、
第２ハウジング６とその突出部１ａとで囲まれたほぼ同
形状の音響管１１とが形成され、この２つの音％！ｔｏ
、１１はその先端が第１．第２ハウジング５゜６の溝５
ｄ、６ｄによって形成された導管１２に連通さている。 なお、１３はフィルタで、前記溝５ｄ。 ６ｄに設けられた半円環状の溝５ｅ、６ｅに挟まれて支
持さている。また、１４ａ、 １４ｂはそれぞれ圧電振
動子２，３の第２電極２Ｃ，３Ｃをそれぞれハウジング
６．５に設けた溝６ｆ、５ｆを解して外部に引き出した
リード線で、この溝６ｆ、５ｆは接着材にてシールされ
ている。１５は電極２ｂ。 ２ｃを介して交流電圧を圧電振動子２に印加する増幅器
、１６は圧電振動子３に発生した電圧を電極３Ｃを介し
て増幅器１５に帰還する帰還回路である。
しかしながら、このトランスジューサにおいては、振動
体４の両面に設けた空洞部のデイメンジョンをできるだ
け同一にする必要があり、このためには振動板は平坦で
なければならない。ところが、このトランスジューサで
は、平板状の機械振動体４を第１．第２ハウジング５，
６のつば部５ａ、５ａに挟んで固定しているので、素材
の圧延等によって第８図のように機械振動体４の振動面
が変形して、空洞８，９のデイメンジョンが同じになら
ず、圧力変動の影響を受けるという問題があった。 本発明は、このようなトランスジューサの欠点をなくし
、機械振動体を平坦に固定できる構造とした振動式トラ
ンスジューサを提供することを目的とする。
体４の両面に設けた空洞部のデイメンジョンをできるだ
け同一にする必要があり、このためには振動板は平坦で
なければならない。ところが、このトランスジューサで
は、平板状の機械振動体４を第１．第２ハウジング５，
６のつば部５ａ、５ａに挟んで固定しているので、素材
の圧延等によって第８図のように機械振動体４の振動面
が変形して、空洞８，９のデイメンジョンが同じになら
ず、圧力変動の影響を受けるという問題があった。 本発明は、このようなトランスジューサの欠点をなくし
、機械振動体を平坦に固定できる構造とした振動式トラ
ンスジューサを提供することを目的とする。
このような目的を達成するために、本発明は、振動体を
固定するハウジングの一方に環状もしくは、複数に分割
して環状に配置した溝（凹部）を、他方のハウジングに
は、これに対応して噛み合う環状もしくは複数の分割し
て環状に配置した突起（凸部）をそれぞれ設けて、この
部分に振動体を挟み、振動体を変形させながら固定する
ことを特徴とする。
固定するハウジングの一方に環状もしくは、複数に分割
して環状に配置した溝（凹部）を、他方のハウジングに
は、これに対応して噛み合う環状もしくは複数の分割し
て環状に配置した突起（凸部）をそれぞれ設けて、この
部分に振動体を挟み、振動体を変形させながら固定する
ことを特徴とする。
このような構成によれば、振動体に円周方向の張力が与
えられて、素材の歪発生が防止される。
えられて、素材の歪発生が防止される。
次に本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は第１
図の要部詳細図、第３図は第１図の展開図である。 第１図ないし第３図において、等４図ないし第８図の各
部分と同一機能を有する部分にと同一符号が付されてい
る。 しかして、第１図ないし等３図に示されたトランスジュ
ーサと、第４図ないし第８図に示されたトランスジュー
サとが異なる点は、第１ハウジング５のつば５ａにほぼ
環状に形成された張力印加用溝５ｇが設けられ、一方第
２ハウジング６のつば６ａにほぼ環状に形成された張力
印加用突起６ｇが設けられている点である。第１．第２
ハウジング５，６を振動体４を介在させて積層すると、
この振動体４の周縁部が第１．第２ハウジング５゜６の
つば５ａ、６ａに設けられた環状の張力印加部５ｇ、６
ｇによって変形させられながら挟み付けられることによ
り、基体１に張力が加わるので、反りや変形を防止する
ことができ振動面が平坦になる。なお、この積層体は例
えば図示されていないネジ等により気密に固定される。 このように第１ハウジング５．振動体４．第２ハウジン
グ６を積層することによって、振動体４の一面と第１ハ
ウジング５の底部５ｂとの間、および、振動子体の他面
と第２ハウジング６の底部６ｂとの間には、はぼ等しい
容積■を有する円板状の空洞８，９が形成される。また
、基体１の突出部１ａの両側には第１ハウジング５とこ
の突出部１ａとで囲まれた断面半円形の音響管１０と、
第２ハウジング６とその突出部１ａとで囲まれたほぼ同
形状の音響管１１とが形成され、この２つの音響管１０
．１１はその先端が第１．第２ハウジング５゜６の溝５
ｄ、６ｄによって形成された導管１２に連通されている
。 このように空洞の容積をほぼ同一にするとともに流体の
圧力を導入する導管を共通化することによって、振動体
４０両面に加わる流体の乱れによる圧力変動の影響を相
殺する構造としである。 なお、上述の説明では、張力印加用溝および突起は基体
の一部を除いた円周上全ての部分を変形させるよう構成
しであるが、前記溝および突起を複数に分割して部分的
に張力を加える構造としても良く、リード線等の引出し
が容易となる利点がある。この場合分割数はほぼ３等分
とすれば、分割振動モードを抑制できるので、−層好ま
しい結果が得られる。
図の要部詳細図、第３図は第１図の展開図である。 第１図ないし第３図において、等４図ないし第８図の各
部分と同一機能を有する部分にと同一符号が付されてい
る。 しかして、第１図ないし等３図に示されたトランスジュ
ーサと、第４図ないし第８図に示されたトランスジュー
サとが異なる点は、第１ハウジング５のつば５ａにほぼ
環状に形成された張力印加用溝５ｇが設けられ、一方第
２ハウジング６のつば６ａにほぼ環状に形成された張力
印加用突起６ｇが設けられている点である。第１．第２
ハウジング５，６を振動体４を介在させて積層すると、
この振動体４の周縁部が第１．第２ハウジング５゜６の
つば５ａ、６ａに設けられた環状の張力印加部５ｇ、６
ｇによって変形させられながら挟み付けられることによ
り、基体１に張力が加わるので、反りや変形を防止する
ことができ振動面が平坦になる。なお、この積層体は例
えば図示されていないネジ等により気密に固定される。 このように第１ハウジング５．振動体４．第２ハウジン
グ６を積層することによって、振動体４の一面と第１ハ
ウジング５の底部５ｂとの間、および、振動子体の他面
と第２ハウジング６の底部６ｂとの間には、はぼ等しい
容積■を有する円板状の空洞８，９が形成される。また
、基体１の突出部１ａの両側には第１ハウジング５とこ
の突出部１ａとで囲まれた断面半円形の音響管１０と、
第２ハウジング６とその突出部１ａとで囲まれたほぼ同
形状の音響管１１とが形成され、この２つの音響管１０
．１１はその先端が第１．第２ハウジング５゜６の溝５
ｄ、６ｄによって形成された導管１２に連通されている
。 このように空洞の容積をほぼ同一にするとともに流体の
圧力を導入する導管を共通化することによって、振動体
４０両面に加わる流体の乱れによる圧力変動の影響を相
殺する構造としである。 なお、上述の説明では、張力印加用溝および突起は基体
の一部を除いた円周上全ての部分を変形させるよう構成
しであるが、前記溝および突起を複数に分割して部分的
に張力を加える構造としても良く、リード線等の引出し
が容易となる利点がある。この場合分割数はほぼ３等分
とすれば、分割振動モードを抑制できるので、−層好ま
しい結果が得られる。
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ハウジングのっ
ぽ部に凹凸を設けた張力印加部によって振動体の基体周
縁部を変形させながら挟み付けることにより、振動体の
基体に張力が加わり、振動面が平坦になり反りや変形を
防止することができるので、この空洞部のデイメンジョ
ンを同じにでき、流体の乱れによる圧力変動の影響を受
けないという効果が得られる。また、変形を防止したこ
とにより、共振周波数を検出する振動体の寄生振動や高
次振動モードを無くすことができるので、安定した周波
数が得られるという効果も得られる。
ぽ部に凹凸を設けた張力印加部によって振動体の基体周
縁部を変形させながら挟み付けることにより、振動体の
基体に張力が加わり、振動面が平坦になり反りや変形を
防止することができるので、この空洞部のデイメンジョ
ンを同じにでき、流体の乱れによる圧力変動の影響を受
けないという効果が得られる。また、変形を防止したこ
とにより、共振周波数を検出する振動体の寄生振動や高
次振動モードを無くすことができるので、安定した周波
数が得られるという効果も得られる。
第１温は本発明の一実施例の断面図、第２図は第１図の
要部の拡大図、第３図は第１に示した実施例の展開図で
ある。 第４図は本件出願人の既提案に係わるトランスジューサ
の外観図、第５図は第４図のＡ−Ａ断面図、第６図は第
５図の要部詳細図、第７図は第４図に示したトランスジ
ューサの展開図、第８図は第４図に示したトランスジュ
ーサの問題点について説明するための要部の拡大図であ
る。 １・・・基体、２．３・・・圧電振動子、４・・・振動
体、５．６・・・ハウジング、８，９・・・空洞、５ｇ
・・・溝、６ｇ・・・突起。 亮１ｖ 昂２図 蚤３貼 ｂ 子５遡 Ｄ 第７肥
要部の拡大図、第３図は第１に示した実施例の展開図で
ある。 第４図は本件出願人の既提案に係わるトランスジューサ
の外観図、第５図は第４図のＡ−Ａ断面図、第６図は第
５図の要部詳細図、第７図は第４図に示したトランスジ
ューサの展開図、第８図は第４図に示したトランスジュ
ーサの問題点について説明するための要部の拡大図であ
る。 １・・・基体、２．３・・・圧電振動子、４・・・振動
体、５．６・・・ハウジング、８，９・・・空洞、５ｇ
・・・溝、６ｇ・・・突起。 亮１ｖ 昂２図 蚤３貼 ｂ 子５遡 Ｄ 第７肥
Claims (1)
- １）機械振動体の共振周波数の変化により前記振動体に
接触している流体の密度または圧力を測定する振動式ト
ランスジューサにおいて、前記振動体を固定する２つの
ハウジングの一方には環状もしくは、複数に分割して環
状に配置した突起を、他方にはこれとかみ合う環状もし
くは、複数に分割して環状に配置した溝をそれぞれ設け
、この２つのハウジングの間に前記振動体を挟み込んで
、前記振動体の周縁部に一定の張力を付加しながら固定
することを特徴とする振動式トランスジューサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27393987A JPH01114724A (ja) | 1987-10-29 | 1987-10-29 | 振動式トランズジューサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27393987A JPH01114724A (ja) | 1987-10-29 | 1987-10-29 | 振動式トランズジューサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01114724A true JPH01114724A (ja) | 1989-05-08 |
Family
ID=17534670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27393987A Pending JPH01114724A (ja) | 1987-10-29 | 1987-10-29 | 振動式トランズジューサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01114724A (ja) |
-
1987
- 1987-10-29 JP JP27393987A patent/JPH01114724A/ja active Pending
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