JPH02203230A - 管内圧力変化検知変換器 - Google Patents
管内圧力変化検知変換器Info
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- JPH02203230A JPH02203230A JP1023397A JP2339789A JPH02203230A JP H02203230 A JPH02203230 A JP H02203230A JP 1023397 A JP1023397 A JP 1023397A JP 2339789 A JP2339789 A JP 2339789A JP H02203230 A JPH02203230 A JP H02203230A
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- piezoelectric
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/0001—Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M65/00—Testing fuel-injection apparatus, e.g. testing injection timing ; Cleaning of fuel-injection apparatus
- F02M65/003—Measuring variation of fuel pressure in high pressure line
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- Combustion & Propulsion (AREA)
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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、管の変形を検出することによって、たとえば
ディーゼルエンジンの噴射すべき燃料を供給する管およ
び油圧装置の管等の管内部の圧力に変化が生じたことを
検知する管内圧力変化検知−変換器に関する。
ディーゼルエンジンの噴射すべき燃料を供給する管およ
び油圧装置の管等の管内部の圧力に変化が生じたことを
検知する管内圧力変化検知−変換器に関する。
従来の技術
典型的な先行技術は、第１４国に示されている。
圧力変化を検知すべき圧力管１上にバイモルフ構造を有
する圧電素子３が円弧状に配置され、保持材４によって
管１上に押し当てられる。管１には、また保持材５が配
置される。これらの保持材４５は従来では、たとえば合
成ゴムなどの材料から成る。保持材４．５の外側からは
、半割り状のケース６．７が締め付は手段８によって取
付けられる。
する圧電素子３が円弧状に配置され、保持材４によって
管１上に押し当てられる。管１には、また保持材５が配
置される。これらの保持材４５は従来では、たとえば合
成ゴムなどの材料から成る。保持材４．５の外側からは
、半割り状のケース６．７が締め付は手段８によって取
付けられる。
管１内に燃料等が圧送されると、管１の径がそれによっ
て変化する。これによって圧電素子３は、管１の半径の
変化に対応した電圧を発生する。この電圧変化を検出す
ることによって、管１内の圧力変化を検知することがで
きる。
て変化する。これによって圧電素子３は、管１の半径の
変化に対応した電圧を発生する。この電圧変化を検出す
ることによって、管１内の圧力変化を検知することがで
きる。
保持材４は、圧電素子３を管１の表面上にその管径の変
化にできるだけ忠実に追従することができるように押し
当てるための働きを果たす。
化にできるだけ忠実に追従することができるように押し
当てるための働きを果たす。
圧電素子３が自然状態で半径Ｒの状態であるとき、管１
にぴったりと接触しているものとし、このような変換器
を、第１４図く２）で簡略化して示すように前述の管ｌ
よりも大きい半径Ｒ１を有する管１ａに適用したときに
は、圧電素子３の両端部３ａは、その管１ａの表面に密
着し、管ｌａ内の圧力変化を正確に検出することができ
る。
にぴったりと接触しているものとし、このような変換器
を、第１４図く２）で簡略化して示すように前述の管ｌ
よりも大きい半径Ｒ１を有する管１ａに適用したときに
は、圧電素子３の両端部３ａは、その管１ａの表面に密
着し、管ｌａ内の圧力変化を正確に検出することができ
る。
発明が解決すべき課題
このような先行技術において２第１４図（３）で示すよ
うに、管１．ｌａよりも小さい半径Ｒ２を有する管１ｂ
に適用したときには、圧電素子３の両端部３ａが、その
小径の管１ｂの表面との密着不良を生じる恐れがある。
うに、管１．ｌａよりも小さい半径Ｒ２を有する管１ｂ
に適用したときには、圧電素子３の両端部３ａが、その
小径の管１ｂの表面との密着不良を生じる恐れがある。
その理由は、保持材４が前述のように合成ゴムであり、
その圧縮弾性率（ヤング率）が１０〜１０２ｋｇ／ｃｍ
２であって比較的小さく、そのなめ圧電素子３の両端部
３ａが管１ｂの表面に押し付けられる力が小さいためで
あることが、本件発明者によって究明された。
その圧縮弾性率（ヤング率）が１０〜１０２ｋｇ／ｃｍ
２であって比較的小さく、そのなめ圧電素子３の両端部
３ａが管１ｂの表面に押し付けられる力が小さいためで
あることが、本件発明者によって究明された。
したがって本発明の目的は、各種の管径を有する管に共
通に適用することができるようにした管内圧力変化検知
変換器を提供することである。
通に適用することができるようにした管内圧力変化検知
変換器を提供することである。
課題を解決するための手段
本発明は、管の変形を検出することにより、管内の圧力
変化を電気信号に変換して検知する管内圧力変化検知変
換器において、 測定素子にバイモルフ構造を有する圧電素子を使用し、
この圧電素子が圧電体と圧電体との間に中間層を設けた
構造であり、圧電素子を保持材によって管表面上に押し
当てるように構成し、前記保持材は、管の周方向に沿う
圧電素子の両端部が、管の外周面に弾発的に当たるよう
な弾性を有していることを特徴とする管内圧力変化検知
変換器である。
変化を電気信号に変換して検知する管内圧力変化検知変
換器において、 測定素子にバイモルフ構造を有する圧電素子を使用し、
この圧電素子が圧電体と圧電体との間に中間層を設けた
構造であり、圧電素子を保持材によって管表面上に押し
当てるように構成し、前記保持材は、管の周方向に沿う
圧電素子の両端部が、管の外周面に弾発的に当たるよう
な弾性を有していることを特徴とする管内圧力変化検知
変換器である。
また本発明は、保持材の外周面を剛性のケースで覆うこ
とを特徴とする。
とを特徴とする。
さらにまた本発明は、前記保持材は、一対の半円筒状に
形成され、圧縮弾性率が１０２〜１０４ｋｇ ／ ｃ
ｍ ２であることを特徴とする。
形成され、圧縮弾性率が１０２〜１０４ｋｇ ／ ｃ
ｍ ２であることを特徴とする。
また本発明は、前記保持材を、管の外周面に直接に取付
けることを特徴とする。
けることを特徴とする。
さらにまた本発明は、前記保持材は、ポリウレタン、ポ
リエチレン、ポリプロピレン、テトラフルオロエチレン
−ヘキサフルオロプロペン共重合体、テトラフルオロエ
チレン−パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）共重
合体、熱可塑性ポリエステルエラストマーおよびオレフ
ィン系熱可塑性エラストマーから選ばれる１または複数
の材料から成ることを特徴とする。
リエチレン、ポリプロピレン、テトラフルオロエチレン
−ヘキサフルオロプロペン共重合体、テトラフルオロエ
チレン−パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）共重
合体、熱可塑性ポリエステルエラストマーおよびオレフ
ィン系熱可塑性エラストマーから選ばれる１または複数
の材料から成ることを特徴とする。
作 用
本発明によれば、バイモルフ構造を有する圧電素子が、
保持材によって管の表面に押し当てられ、この保持材は
、管の周方向に沿う圧電素子の両端部が、その管の外周
面に弾発的に当たるような弾性を有している。したがっ
て、その圧電素子の両端部が各種の管径を有する管の表
面に密着することが可能となる。そのため管内の圧力を
確実に検出することが可能になる。
保持材によって管の表面に押し当てられ、この保持材は
、管の周方向に沿う圧電素子の両端部が、その管の外周
面に弾発的に当たるような弾性を有している。したがっ
て、その圧電素子の両端部が各種の管径を有する管の表
面に密着することが可能となる。そのため管内の圧力を
確実に検出することが可能になる。
特にこのような保持材の圧縮弾性率は、１０２〜１０４
ｋｇ／ｃｍ２に選ぶことによって、圧電素子を各種の管
径、を有する管の外周面に密着させることが確実になる
。
ｋｇ／ｃｍ２に選ぶことによって、圧電素子を各種の管
径、を有する管の外周面に密着させることが確実になる
。
実施例
第１図は本発明の一実施例の断面図であり、第２図は第
１図の切断面線■−■から見た断面図である。内部の圧
力変化を検知すべきたとえば燃料等が供給される管１１
上には、保護層１２を介して、測定素子としてのバイモ
ルフ構造である圧電素子１３が、本発明に従う保持材１
４によって押し当てられている。保護層１２は、圧電素
子１３を保護する働きをし、たとえば金属箔等から成る
。
１図の切断面線■−■から見た断面図である。内部の圧
力変化を検知すべきたとえば燃料等が供給される管１１
上には、保護層１２を介して、測定素子としてのバイモ
ルフ構造である圧電素子１３が、本発明に従う保持材１
４によって押し当てられている。保護層１２は、圧電素
子１３を保護する働きをし、たとえば金属箔等から成る
。
もう１つの保持材１５は、管１１を直接に保持している
。保持材１４．１５の外側からは、一対の大略的に半円
筒状ケース１６．１７が、後述の第４図に示されるよう
な締め付は手段１８によって取外し可能に取付けられる
。
。保持材１４．１５の外側からは、一対の大略的に半円
筒状ケース１６．１７が、後述の第４図に示されるよう
な締め付は手段１８によって取外し可能に取付けられる
。
第３図は、圧電素子１３の断面図である。この圧電素子
１３は、２枚の圧電体２０．２１を、中間層２２を介し
て貼り合わせた構造を有する。バイモルフには、（１）
２枚の圧電体２０．２１の分極方向を逆になるようにし
て貼り合わせて、その外側にそれぞれ電極を取付けて、
これらの電極を電気端子に結合した直列型バイモルフと
、（２）２枚の圧電体２０．２１の分極方向を同じにな
るようにして、圧電体と圧電体の間に電極を介して貼り
合わせ、その外側にそれぞれ電極を取付けて、この外側
電極を電気的に導通接続して、これと中央の電極をそれ
ぞれ電気端子に結合した並列型のバイモルフの２種類が
あるが、本発明においてはどちらの型のバイモルフも使
用できる。
１３は、２枚の圧電体２０．２１を、中間層２２を介し
て貼り合わせた構造を有する。バイモルフには、（１）
２枚の圧電体２０．２１の分極方向を逆になるようにし
て貼り合わせて、その外側にそれぞれ電極を取付けて、
これらの電極を電気端子に結合した直列型バイモルフと
、（２）２枚の圧電体２０．２１の分極方向を同じにな
るようにして、圧電体と圧電体の間に電極を介して貼り
合わせ、その外側にそれぞれ電極を取付けて、この外側
電極を電気的に導通接続して、これと中央の電極をそれ
ぞれ電気端子に結合した並列型のバイモルフの２種類が
あるが、本発明においてはどちらの型のバイモルフも使
用できる。
バイモルフを構成する圧電体２０．２１は、通常高分子
圧電材料またはセラミック圧電材料と、高分子材料もし
くは高分子圧電材料の混合物からなる複合物圧電材料よ
り成り、たとえば高分子圧電材料としてフッ化ビニリデ
ン系重合体すなわちフッ化ビニリデン単独重合体または
フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体等の
共重合体等を用いることができる。
圧電材料またはセラミック圧電材料と、高分子材料もし
くは高分子圧電材料の混合物からなる複合物圧電材料よ
り成り、たとえば高分子圧電材料としてフッ化ビニリデ
ン系重合体すなわちフッ化ビニリデン単独重合体または
フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体等の
共重合体等を用いることができる。
次に、バイモルフの測定原理について説明する。
バイモルフは、管の内圧変化によって生ずる管径の変化
を電圧の変化によって検知することができる。バイモル
フの出力電圧をＶ、（Ｖ）すると、Ｖ、＝ｃｇｔ ２ｒ
−’ ・・・ （１）Ｃ：圧電
体の弾性率 （Ｎ／ｍ”）ｇ：圧電体の電圧出力係
数（Ｖ−ｍ／Ｎ）ｔ；圧電体（１枚）の厚さ（ｍ） ｒ：曲率半径（管の中心からバイモルフの中央までの距
離） 〔ｍ〕 で表される。この第１式から示されるように、出力電圧
■２は圧電体く１枚）の厚さｔの２乗に比例するので、
圧電体の厚さを厚くすれば、大きな出力電圧が得られ、
検出感度は向上する。
を電圧の変化によって検知することができる。バイモル
フの出力電圧をＶ、（Ｖ）すると、Ｖ、＝ｃｇｔ ２ｒ
−’ ・・・ （１）Ｃ：圧電
体の弾性率 （Ｎ／ｍ”）ｇ：圧電体の電圧出力係
数（Ｖ−ｍ／Ｎ）ｔ；圧電体（１枚）の厚さ（ｍ） ｒ：曲率半径（管の中心からバイモルフの中央までの距
離） 〔ｍ〕 で表される。この第１式から示されるように、出力電圧
■２は圧電体く１枚）の厚さｔの２乗に比例するので、
圧電体の厚さを厚くすれば、大きな出力電圧が得られ、
検出感度は向上する。
圧電体２０と圧電体２１の間に中間層２２を設けること
によって、圧電体２０．２１の厚さを中間層２２の厚さ
分だけ厚くしたと同様の効果が得られ、検出感度を向上
させることができる。中間１２２の材質は、導電体であ
れば特に限定されないが、銅、アルミニウム、リン青銅
等の金属薄板が好適に用いられる。中間層２２の厚さｔ
は、０゜１〜２．０ｍｍ程度が好ましい。
によって、圧電体２０．２１の厚さを中間層２２の厚さ
分だけ厚くしたと同様の効果が得られ、検出感度を向上
させることができる。中間１２２の材質は、導電体であ
れば特に限定されないが、銅、アルミニウム、リン青銅
等の金属薄板が好適に用いられる。中間層２２の厚さｔ
は、０゜１〜２．０ｍｍ程度が好ましい。
第４図は、ケース１６．１７に設けられる締め付は手段
１８を示す斜視図である。ケース１６１７の一方の端部
は、ピン２３によって管１１の管軸に平行な軸線まわり
に角変位可能となっている。ケース１６の他端部では、
ピン２４によって角変位可能な手動レバー２５が枢止さ
れており、この手動レバー２５には連結片２６がその連
結片２６の基端部２７において角変位可能に枢止される
。連結片２６は、もう１つのケース１７の係止溝２８に
嵌まり込んで係止し、手動レバー２５、ピン２４の軸線
まわりに角変位して、ケース１６゜１７を締め付けるこ
とができる０本発明では、このような第４図の構造を有
する締め付は手段１８に限定されることは意図されてい
ない。
１８を示す斜視図である。ケース１６１７の一方の端部
は、ピン２３によって管１１の管軸に平行な軸線まわり
に角変位可能となっている。ケース１６の他端部では、
ピン２４によって角変位可能な手動レバー２５が枢止さ
れており、この手動レバー２５には連結片２６がその連
結片２６の基端部２７において角変位可能に枢止される
。連結片２６は、もう１つのケース１７の係止溝２８に
嵌まり込んで係止し、手動レバー２５、ピン２４の軸線
まわりに角変位して、ケース１６゜１７を締め付けるこ
とができる０本発明では、このような第４図の構造を有
する締め付は手段１８に限定されることは意図されてい
ない。
圧電素子１３が管１１の管径の変化にできるだけ忠実に
追従することができるように管１１の外周面に押し当て
られていることが必要である。そのために、保持材１４
が用いられる。これによって、管内圧力変化等の管内の
圧力変化による微少な管径変化を検出することが可能に
なる０本発明に従えば、保持材１４．１５の材質として
は、ポリウレタン、ポリエチレン（ＰＥ）、ボリプロビ
レン（ＰＰ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオ
ロプロペン共重合体（ＦＥＰ） 、テトラフルオロエチ
レン−パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）共重合
体（ＰＦＡ）、熱可塑性ポリエステルエラストマ（東し
デュポン社製商品名「ハイトレル」として商業的に入手
可能）およびオレフィン系熱可塑性エラストマー（三井
石油化学社製商品名「ミラストラマー」として商業的に
入手可能）のうちの１つまたは複数から成る。この保持
材１４．１５の圧縮弾性率（ヤング率）は、１０２〜１
０４ｋｇ／ｃｍ２が好ましく、さらに好ましくは、約１
０３ｋ ｇ ／ ｃ ｍ ２である。ケース１６１７は
たとえばナイロン等の材料から成り、その圧縮弾性率は
３Ｘ１０４ｋｇ／ａｍ”である。
追従することができるように管１１の外周面に押し当て
られていることが必要である。そのために、保持材１４
が用いられる。これによって、管内圧力変化等の管内の
圧力変化による微少な管径変化を検出することが可能に
なる０本発明に従えば、保持材１４．１５の材質として
は、ポリウレタン、ポリエチレン（ＰＥ）、ボリプロビ
レン（ＰＰ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオ
ロプロペン共重合体（ＦＥＰ） 、テトラフルオロエチ
レン−パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）共重合
体（ＰＦＡ）、熱可塑性ポリエステルエラストマ（東し
デュポン社製商品名「ハイトレル」として商業的に入手
可能）およびオレフィン系熱可塑性エラストマー（三井
石油化学社製商品名「ミラストラマー」として商業的に
入手可能）のうちの１つまたは複数から成る。この保持
材１４．１５の圧縮弾性率（ヤング率）は、１０２〜１
０４ｋｇ／ｃｍ２が好ましく、さらに好ましくは、約１
０３ｋ ｇ ／ ｃ ｍ ２である。ケース１６１７は
たとえばナイロン等の材料から成り、その圧縮弾性率は
３Ｘ１０４ｋｇ／ａｍ”である。
第５図を参照して、圧電素子１３が自然状態で半径Ｒの
管１１の外周面に密着するように構成し、このような構
成を有する検知器を、第５図（２）で示されるように、
半径Ｒよりも大きい半径Ｒ１を有する管１１ａに適用す
れば、圧電素子１３の両端部１３ａは矢符２９のように
広がり、圧電素子１３を保持材１４によって管１１ａの
外周面に密着させることが可能であり、管径の微少な変
化を測定することができる。
管１１の外周面に密着するように構成し、このような構
成を有する検知器を、第５図（２）で示されるように、
半径Ｒよりも大きい半径Ｒ１を有する管１１ａに適用す
れば、圧電素子１３の両端部１３ａは矢符２９のように
広がり、圧電素子１３を保持材１４によって管１１ａの
外周面に密着させることが可能であり、管径の微少な変
化を測定することができる。
この第５図（２）の状態から次に、第５図（３）で示さ
れるように半径Ｒを有する管１１に再び本件変換器を適
用した場合、圧電素子１３は保持材１４が前述のように
比較的大きい圧縮弾性率を有していることによって、そ
の圧縮される保持材１４が大きな力で元の形、すなわち
第５図（１）で示される形に戻る。このことによって発
生する大きな力ｆが、圧電素子１３における管１１の周
方向の両端部１３ａに作用し、管１１の表面に圧電素子
１３が密着する。したがって、管１１内の微少な圧力の
変化、したがって微少な管の変形が検知することが可能
となる。第５図では、図示の簡略化のために保護層１２
を省略しである。この保護層１２は、用いられなくても
よい。
れるように半径Ｒを有する管１１に再び本件変換器を適
用した場合、圧電素子１３は保持材１４が前述のように
比較的大きい圧縮弾性率を有していることによって、そ
の圧縮される保持材１４が大きな力で元の形、すなわち
第５図（１）で示される形に戻る。このことによって発
生する大きな力ｆが、圧電素子１３における管１１の周
方向の両端部１３ａに作用し、管１１の表面に圧電素子
１３が密着する。したがって、管１１内の微少な圧力の
変化、したがって微少な管の変形が検知することが可能
となる。第５図では、図示の簡略化のために保護層１２
を省略しである。この保護層１２は、用いられなくても
よい。
バイモルフである圧電素子１３は、管径の変化に追従す
るように管表面上に押し当てられていればよく、管表面
の変形をすべて正確に伝達するような摩擦力を管と圧電
素子との間における生じさせるような摩擦係合式の押し
当ては必要でない。
るように管表面上に押し当てられていればよく、管表面
の変形をすべて正確に伝達するような摩擦力を管と圧電
素子との間における生じさせるような摩擦係合式の押し
当ては必要でない。
従来のように圧電素子が単なる圧電体の場合は、管の周
辺長の変化を検出するために摩擦係合式の押し当てが必
要であったが、バイモルフを用いる本発明の場合は測定
原理が異なり、管の周辺長の変化ではなく管の直径の変
化を検出するので摩擦係合式の押し当ては不要である。
辺長の変化を検出するために摩擦係合式の押し当てが必
要であったが、バイモルフを用いる本発明の場合は測定
原理が異なり、管の周辺長の変化ではなく管の直径の変
化を検出するので摩擦係合式の押し当ては不要である。
なお２バイモルフの場合は、管の周辺長の変化により管
の周方向へ力が作用しても、バイモルフ中の一方の圧電
体に発生する電荷と、もう一方の圧電体に発生する電荷
がお互いに打ち消し会って、電圧の変化は検出されない
。
の周方向へ力が作用しても、バイモルフ中の一方の圧電
体に発生する電荷と、もう一方の圧電体に発生する電荷
がお互いに打ち消し会って、電圧の変化は検出されない
。
本発明の変換器は、測定素子にバイモルフの圧電素子を
使用しているので、従来の変換器のように測定素子に対
して支持力を引き受ける特別な構造の変換器のケースを
用いなくとも、管の振動時によって生ずる雑音信号の影
響を防ぐことができる。すなわち、管の振動時によって
管とバイモルフの圧電素子との間に慣性力が発生すると
、その慣性力によって圧電素子は、厚さ方向に圧迫され
るが、その場合圧電素子中の一方の圧電体に発生する電
荷と、もう一方の圧電体に発生する電荷が、お互いに打
ち消し合って、電圧の変化は検出されないのである。し
たがって、変換器の構造をより簡易なものにすることが
できる。
使用しているので、従来の変換器のように測定素子に対
して支持力を引き受ける特別な構造の変換器のケースを
用いなくとも、管の振動時によって生ずる雑音信号の影
響を防ぐことができる。すなわち、管の振動時によって
管とバイモルフの圧電素子との間に慣性力が発生すると
、その慣性力によって圧電素子は、厚さ方向に圧迫され
るが、その場合圧電素子中の一方の圧電体に発生する電
荷と、もう一方の圧電体に発生する電荷が、お互いに打
ち消し合って、電圧の変化は検出されないのである。し
たがって、変換器の構造をより簡易なものにすることが
できる。
第６図は、本発明の他の実施例の断面図である。
前述の実施例の対応する部分には同一の讐照符を付す。
ケース３０は、■字状の溝３１を有する。
圧電素子１３は、管１１に対して対称に配置しなくても
よいので、このような簡略な構造とすることが可能であ
る。
よいので、このような簡略な構造とすることが可能であ
る。
第７図は、本発明のさらに他の実施例の断面図である。
ケース３２は、管１１を支持するための大きな曲率半径
を有する内周面３３を有する。
を有する内周面３３を有する。
第８図は、本発明のさらに他の実施例の断面図である。
圧電素子１３を管１１に向けて押し当てるための保持材
３４は、前述のケース１６の働きを兼ねる。この保持材
３４は合成樹脂材料を用い、その厚みｔｌを小さくして
、前述の圧縮弾性率を有する保持材１４と同様な働きを
果たす、もう１つのケース３５は、剛性である。
３４は、前述のケース１６の働きを兼ねる。この保持材
３４は合成樹脂材料を用い、その厚みｔｌを小さくして
、前述の圧縮弾性率を有する保持材１４と同様な働きを
果たす、もう１つのケース３５は、剛性である。
第９図は、本発明の他の実施例の断面図である。
圧電素子１３を保持する保持材３６は、前述のケース１
６と同様な働きを兼ね、その厚みｔ２を大きくする。ケ
ース３７は、保持材３６と同様な材料から成ってもよい
。
６と同様な働きを兼ね、その厚みｔ２を大きくする。ケ
ース３７は、保持材３６と同様な材料から成ってもよい
。
第１０図は本発明の他の実施例の断面図であり、第１１
図は第１０図の切断面線ＸＩ−ＸＩから見た断面図であ
る。伸縮性のバンドから成るバンド４１によって圧電素
子１３は、管１１の表面に押し当てられる。このバンド
４１の両端部は、締め付は手段４５によって連結される
。締め付は手段４５は、締め付は片４２．４３がボルト
４４によって連結される。バンド４１は、前述の保持材
１４と同様な弾性を有する。このような第１０図および
第１１図に示される実施例では、前述のケース１６１７
を必要としないので、構成が簡略化される。
図は第１０図の切断面線ＸＩ−ＸＩから見た断面図であ
る。伸縮性のバンドから成るバンド４１によって圧電素
子１３は、管１１の表面に押し当てられる。このバンド
４１の両端部は、締め付は手段４５によって連結される
。締め付は手段４５は、締め付は片４２．４３がボルト
４４によって連結される。バンド４１は、前述の保持材
１４と同様な弾性を有する。このような第１０図および
第１１図に示される実施例では、前述のケース１６１７
を必要としないので、構成が簡略化される。
第１２図および第１３図を参照して本件発明者の実験結
果を説明する。実験に使用したエンジンは、トヨタ（株
）製の車種名力ムリ（昭和５９年式）のものである。エ
ンジンの回転数は、５，０００ ｒ、ｐ、ｍ、で実験を
行った。なお、変損器は燃料噴射管に取付けた。これら
の第１２図および第１３図は、圧電素子１３の出力を、
高周波ノイズを取り除くために、遮断周波数１２０Ｈｚ
、２４ｄＢ ／ ｏ ｃ ｔバタワースの特性を有する
ローパスフィルタを通過させた後の波形を示す、第１２
図の実施例では、第１図〜第５図の構成において、保持
材１４はハイトレル（商品名）であって、圧縮弾性率９
００ ｋ ｇ ／ ｃ ｍ ”を用いた。圧電素子１３
は、管１１の外径が６．０ｍｍφで、自然状襲。
果を説明する。実験に使用したエンジンは、トヨタ（株
）製の車種名力ムリ（昭和５９年式）のものである。エ
ンジンの回転数は、５，０００ ｒ、ｐ、ｍ、で実験を
行った。なお、変損器は燃料噴射管に取付けた。これら
の第１２図および第１３図は、圧電素子１３の出力を、
高周波ノイズを取り除くために、遮断周波数１２０Ｈｚ
、２４ｄＢ ／ ｏ ｃ ｔバタワースの特性を有する
ローパスフィルタを通過させた後の波形を示す、第１２
図の実施例では、第１図〜第５図の構成において、保持
材１４はハイトレル（商品名）であって、圧縮弾性率９
００ ｋ ｇ ／ ｃ ｍ ”を用いた。圧電素子１３
は、管１１の外径が６．０ｍｍφで、自然状襲。
で密着するように予め構成しておく、第１２図（１）は
、管１１が６．０ｍｍφであるときの検出波形を示す、
管１１内の圧力は、１００〜２００ｋ ｇ ／ ｃ ｍ
２である。第１２図（２）は、同一構成の検出器を用
いて、管１１の外形を６．１２ｍｍφに適用したときの
波形である。第１２図（３）は、上述の６．１２ｍｍφ
の管１１を挟んで測定した後に、再び６．０ｍｍφの管
１１に適用したときの波形である。第１２図（１）およ
び第１２図（３）の出力波形を比較して、圧電素子１３
の両端部１３ａが管１１の表面に密着し、したがって微
少な圧力の変化を正確に検出することができたことが判
る。
、管１１が６．０ｍｍφであるときの検出波形を示す、
管１１内の圧力は、１００〜２００ｋ ｇ ／ ｃ ｍ
２である。第１２図（２）は、同一構成の検出器を用
いて、管１１の外形を６．１２ｍｍφに適用したときの
波形である。第１２図（３）は、上述の６．１２ｍｍφ
の管１１を挟んで測定した後に、再び６．０ｍｍφの管
１１に適用したときの波形である。第１２図（１）およ
び第１２図（３）の出力波形を比較して、圧電素子１３
の両端部１３ａが管１１の表面に密着し、したがって微
少な圧力の変化を正確に検出することができたことが判
る。
第１３図は、比較例を示す。第１３図（１）、第１３図
（２）および第１３図（３）は、前述の第１２図（１）
、第１２図（２）および第１２図（３）と同様な実験を
行った場合であり、この比較例では、保持材として圧縮
弾性率の小さい合成ゴムを用いた。このような比較例に
よれば、第１３図（３）では多くのノイズを含み、管内
圧力の測定が困難であることが判る。
（２）および第１３図（３）は、前述の第１２図（１）
、第１２図（２）および第１２図（３）と同様な実験を
行った場合であり、この比較例では、保持材として圧縮
弾性率の小さい合成ゴムを用いた。このような比較例に
よれば、第１３図（３）では多くのノイズを含み、管内
圧力の測定が困難であることが判る。
発明の効果
以上のように本発明によれば、各種の管径を有する管内
の圧力を共通の構成によって正確に検出することが可能
になる。
の圧力を共通の構成によって正確に検出することが可能
になる。
第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は第１図の
切断面線■−■から見た断面図、第３図は圧電素子１３
の断面図、第４図は締め１寸は手段１８を説明するため
の斜視図、第５図は第１図〜第４図に示された実施例の
動作を説明するための断面図、第６図は本発明の他の実
施例の断面図、第７図は本発明の他の実施例の断面図、
第８図は本発明のさらに他の実施例の断面図、第９図は
本発明の他の実施例の断面図、第１０図は本発明のさら
に他の実施例の断面図、第１１図は第１０ｔ２Ｉの切断
面線Ｋｌ −ＸＩから見た断面図、第１２図は本発明の
第１図〜第５図に示された実施例の本件発明者による実
験結果を示すグラフ、第１３図は比較例の実験結果を示
す波形図、第１４図は先行技術の断面図である。 １１、ｌｌａ・・・管、１２・・・保護層、１３・・・
圧電素子、１４，１５，３４．３６・・・保持材、１６
゜１７．３０，３２，３５．３７・・・ケース、１８・
・・締め付は手段、４１・・・ベルト 代理人 弁理士 西教 圭一部 １５ 図 ■ 第 図 第 図 第 図 篇 麿 篤 図 箪 図 第１０図 第１１
切断面線■−■から見た断面図、第３図は圧電素子１３
の断面図、第４図は締め１寸は手段１８を説明するため
の斜視図、第５図は第１図〜第４図に示された実施例の
動作を説明するための断面図、第６図は本発明の他の実
施例の断面図、第７図は本発明の他の実施例の断面図、
第８図は本発明のさらに他の実施例の断面図、第９図は
本発明の他の実施例の断面図、第１０図は本発明のさら
に他の実施例の断面図、第１１図は第１０ｔ２Ｉの切断
面線Ｋｌ −ＸＩから見た断面図、第１２図は本発明の
第１図〜第５図に示された実施例の本件発明者による実
験結果を示すグラフ、第１３図は比較例の実験結果を示
す波形図、第１４図は先行技術の断面図である。 １１、ｌｌａ・・・管、１２・・・保護層、１３・・・
圧電素子、１４，１５，３４．３６・・・保持材、１６
゜１７．３０，３２，３５．３７・・・ケース、１８・
・・締め付は手段、４１・・・ベルト 代理人 弁理士 西教 圭一部 １５ 図 ■ 第 図 第 図 第 図 篇 麿 篤 図 箪 図 第１０図 第１１
Claims (5)
- （１）管の変形を検出することにより、管内の圧力変化
を電気信号に変換して検知する管内圧力変化検知変換器
において、 測定素子にバイモルフ構造を有する圧電素子を使用し、
この圧電素子が圧電体と圧電体との間に中間層を設けた
構造であり、圧電素子を保持材によつて管表面上に押し
当てるように構成し、前記保持材は、管の周方向に沿う
圧電素子の両端部が、管の外周面に弾発的に当たるよう
な弾性を有していることを特徴とする管内圧力変化検知
変換器。 - （２）保持材の外周面を剛性のケースで覆うことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の管内圧力変化検知変
換器。 - （３）前記保持材は、一対の半円筒状に形成され、圧縮
弾性率が１０＾２〜１０＾４ｋｇ／ｃｍ＾２であること
を特徴とする特許請求の範囲第２項記載の管内圧力変化
検知変換器。 - （４）前記保持材を、管の外周面に直接に取付けること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の管内圧力変化
検知変換器。 - （５）前記保持材は、ポリウレタン、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオ
ロプロペン共重合体、テトラフルオロエチレン−パーフ
ルオロ（アルキルビニルエーテル）共重合体、熱可塑性
ポリエステルエラストマーおよびオレフィン系熱可塑性
エラストマーから選ばれる１または複数の材料から成る
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の管内圧力
変化検知変換器。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1023397A JPH02203230A (ja) | 1989-01-31 | 1989-01-31 | 管内圧力変化検知変換器 |
| DE4002790A DE4002790C2 (de) | 1989-01-31 | 1990-01-31 | Meßwertgeber zum Ermitteln von Druckänderungen in Rohren |
| US07/473,158 US5031460A (en) | 1989-01-31 | 1990-01-31 | Transducer for detecting pressure changes in pipes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1023397A JPH02203230A (ja) | 1989-01-31 | 1989-01-31 | 管内圧力変化検知変換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02203230A true JPH02203230A (ja) | 1990-08-13 |
Family
ID=12109377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1023397A Pending JPH02203230A (ja) | 1989-01-31 | 1989-01-31 | 管内圧力変化検知変換器 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5031460A (ja) |
| JP (1) | JPH02203230A (ja) |
| DE (1) | DE4002790C2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016501629A (ja) * | 2012-12-20 | 2016-01-21 | アシスト・メディカル・システムズ，インコーポレイテッド | 医療用注入システムの圧力感知 |
| JP2020071191A (ja) * | 2018-11-02 | 2020-05-07 | 株式会社日立ハイテク | 分注装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5031460A (en) | 1991-07-16 |
| DE4002790A1 (de) | 1990-08-09 |
| DE4002790C2 (de) | 1994-06-30 |
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