JPH035860Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は、粉粒体又は流体等の流動体レベルを
圧電振動子を介して検知するように構成したレベ
ルセンサに関し、更に詳細に云えば、流動体と圧
電振動子との間の摩擦損失或いは圧電振動子の共
振周波数変化等による悪影響を解消可能であつ
て、温度変化によつて圧電振動子の感度特性を変
化させることなく良好な検知動作を行えるように
した流動体レベルセンサに関する。

「従来の技術」 気体等の圧力を検出する手段として、外部圧力
変化を電気的な出力変化に変換可能な圧電振動子
を使用し、該振動子面に圧力を受けるようにして
気体圧力変化を例えば周波数変化として検知する
ような構造の圧力センは、現今、各種の分野に広
く採用されている。この種の従来の圧力センサで
は、受圧面が実質的には振動子自体となるように
構成されたものが一般的であり、このような振動
子の受圧面該当部分は出来るだけ平滑に形成する
ことにより、受圧面と被検知体との間で生ずる慮
のある摩擦損失等を可及的に排除しながら圧電振
動子に於ける圧力変化感知能を最大限に確保でき
るように構成される。斯かる圧力センサは、気圧
検出器等の他、各種の音圧レベル計などとしても
使用されるものである。

「考案が解決しようとする問題」 しかし、上記従来の圧力検出センサを気体以外
の例えば種々の粉粒体若しくは液体等の流動体の
圧力変化ないしはレベル変化の検出センサとして
使用するような場合には、圧電振動子の受圧面で
流動体との摩擦抵抗が発生するため、この摩擦損
失及びそれによる圧電振動子の共振周波数変化が
原因となつて該振動子のクオリテイ。フアクタを
極端に低下させる慮がある。従つて、このような
状態で流動体のレベル検出動作を行わせた場合に
は、圧電振動子の発振動作は継続不可能となつて
単に発振の開始及び停止動作のみを検知すること
となり、流動体の連続的な圧力変化ないしはレベ
ル変化を検出することは期待できないものとな
る。そこで、レベル検知すべき流動体としての被
検知体を圧電振動子に直接的に接触させることな
く、適当な可撓性部材及び圧力伝達部材を介して
間接的に圧電振動子に流動体圧力を加えるように
構成することにより、上記問題を解消することが
できる。しかし、このような構造の場合、可撓性
部材と圧電振動子との間が密封状態で配装される
と、温度変化並びに圧電振動子の振動に応じてそ
の密封内部圧力も変化するので、これでは圧電振
動子の感度振動子の感度特性を阻害することとな
つて好ましくない。

「問題を解決するための手段」 本考案は、上記の如き粉粒体又は液体等の摩擦
抵抗を伴うような流動体からなる被検出体であつ
てもそのレベル変化を確実に検知可能であつて、
しかも圧電振動子の振動動作を好適に確保可能に
構成した流動体レベルセンサを提供するものであ
る。その為に、本考案によれば、圧電振動子に加
わる圧力変化を該圧電振動子の出力変化として流
動体のレベルを検出するようなレベルセンサに於
いて、前記圧電振動子と流動体との間に間隙を形
成するための可撓性部材を備え、該可撓性部材を
介して前記流動体の圧力変化を前記振動子の振動
節近傍に均一な接触状態で集中的に加えるための
適度な剛性と弾性を有する圧力伝達部材を設け、
前記圧電振動子を自由な振動動作を行えるように
組付けケースに架装する為の弾性の緩衝支持材を
有し、該緩衝支持材に前記間隙と上記ケース外部
との通気用溝を設けるように構成したことを特徴
とするものである。

このような流動体レベルセンサによれば、流動
体を圧電振動子の受圧面に直接的に接触させるこ
となく、可撓性部材で流動体を受けながら該流動
体による圧力を上記可撓性部材及び圧力伝達部材
を介して圧電振動子の振動節近傍に集中荷重とし
て与えることが出来るので、被検知体の種類によ
る悪影響を受けることなく、安定かつ高精度な流
動体レベル検出動作を達成することが可能とな
る。また、本考案では、圧電振動子と可撓性部材
との間に密封空間が形成されないように、圧電振
動子を架装支承する緩衝支持材に通気用溝を設け
てあるので、斯かる密封空間の温度変化に伴う圧
力変化が圧電振動子の感度特性に悪影響を与える
慮を解消しながら、可及的に実質的な流動体圧力
変化を正確に圧電振動子に有効に与えるようにし
て安定．高精度な流動体レベル検知動作を確保す
べく構成されてる。

「実施例」 第１図は、本考案の一実施例による流動体レベ
ルセンサの概念的な要部断面構成図を示し、図
中、１は流動体レベルセンサに於ける円筒状の組
付けケースであつて、その上端に設けた段部４に
は本考案による緩衝支持材３を介して円板状の圧
電振動子２が架装されている。緩衝支持材３は例
えばゴム材の柔軟性部材で構成し、図のように上
向きの突部上に、又はその他の突起或いはリング
状の緩衝支持材上に圧電振動子２の外端部を載置
させるようにして圧電振動子２が上記ケース１の
空洞内で自由な振動動作を行えるように配装され
ている。５は可撓性部材を示し、該可撓性部材５
は圧電振動子２との間に所要の間隙７を形成可能
にその外周の取付部６をケース１の上端に装着し
てあり、図示の如くこの実施例では、可撓性部材
５の中央部裏面に装着した集中荷重変換用の板体
８を介して上記圧電振動子２の外周付近に存在す
る振動節２Ａの位置に合致する態様で流動体圧力
を加え得るように、例えば環状に突出形成した圧
力伝達部材９を有するように構成されている。可
撓性部材５は、例えば、ニツケル又はステンレス
等の耐食性を備えた適当な厚さの金属箔か或いは
耐食性を施したその他の金属箔又は適当なプラス
チツクフイルムを使用することも出来る。可撓性
部材５は、また、図のようにその一部に伸縮自在
な起伏部５Ａを一体又は別体に形成し、流動体圧
力によるそれ自体の応力発生を好適に吸収するよ
うに構成するのが望ましい。圧力伝達部材９は、
適度な剛性を有すると共に弾性をも備えるような
ゴム材で構成して圧電振動子２に好ましくないビ
ビリ動作等を与える慮のないように構成し、ま
た、この圧力伝達部材９の下端部は、圧電振動子
２の振動節２Ａの近傍と一致する部位に接触状態
で配置するのが好ましい。ここに、可撓性部材５
と圧電振動子２との間の間隙７が密封空間を形成
することのないように、緩衝支持材３の起部３Ａ
に第２図の如く適数個の通気用溝３Ｂを設け、振
動子２の振動動作並びに温度変化に伴つて上記密
封空間内の圧力変化が振動子２の感度特性に悪影
響を与えないように自由な通気流Ｃを形成できる
ように構成してある。

斯かる構造の流動体レベルセンサによれば、ケ
ース１の緩衝支持材３上に先ず圧電振動子２を載
置状態で架装したのち、この振動子２の上面に圧
力伝達部材９及び板体８を介して可撓性部材５を
載置するような態様で該可撓性部材５の外周取付
部６をケース１の上端に接合するか又は緩衝材若
しくはベローズ手段等の適当な緩衝構造を介して
装着することにより、圧力伝達部材９と振動子２
との均一な接触状態を確保しながら、、手際良く
アセンブリイ可能となる。なお、圧力伝達部材９
には図示しないがその適数個所に透孔又は切欠を
設けて、該部材９と振動子２との密封状態を防止
するような構造のものも採用することができる。

上記構造の流動体レベルセンサによれば、圧電
振動子２に対してレベル検知すべき粉粒体或いは
液体等の流動体が接触することなく該振動子２と
所要の間隙７を形成する可撓性部材５を介して流
動体の圧力を受け、この流動体圧力を板体８及び
圧力伝達部材９によつて集中荷重として最適にセ
ツトされた圧電振動子２の振動節近傍に与えるよ
うに構成されているので、摩擦低抗を発生するよ
うな流動体であつてもそれが摩擦損失等として圧
電振動子２に何ら悪影響を与える慮はなく、従つ
て、圧電振動子２の共振周波数も流動体の種類に
よつて変動されることなく、安定．確実な流動体
レベル検出動作を達成できる。斯かるレベル検出
動作に於いて、圧電振動子２の為の緩衝支持材３
に形成した通気用溝３Ｂは、間隙７とケース１外
とに自由な通気路を与えるので、温度変化による
間隙７の圧力変化並びに圧電振動子２の振動動作
に伴なう間隙７の圧力変化を好適に解消し、流動
体の圧力変化のみを正確に圧電振動子２側に伝
え、かつ、該振動子２の感度特性を変化させるこ
となく、高精度安定な流動体レベル検出動作を確
保できる。

第３図は、緩衝支持材３の起部３Ａに形成する
通気用溝３Ｂの間隙７に対する通気率Ｅと、流動
体圧力に基づく圧電振動子２への荷重負荷率Ｆと
の関係を示し、通気率Ｅを略10％以上に構成する
ことによつて、荷重負荷率Ｆを100％に保持でき、
従つて、通気率を一定以上にすることにより、流
動体圧力に悪影響を与えることなくその実質値を
圧電振動子２に有効に伝え得ることが分る。

「考案の効果」 本考案に係る流動体レベルセンサは、圧電振動
子との間に間隙を保持可能な可撓性部材を備え、
この可撓性部材及び圧力伝達部材を介して流動体
の圧力変化を圧電振動子の振動節近傍に集中荷重
として有効に与えるように構成したものであり、
従来では不可能であつた粉粒体又は液体等の摩擦
抵抗を伴なう各種の流動体のレベル変化をも好適
に検出できる。また、この流動体レベルセンサの
構造は、可撓性部材と圧電振動子との間隙が密封
空間を形成しないように圧電振動子の為の緩衝支
持材に通気用溝を設け、この通気用溝を以つて圧
電振動子の振動動作及び温度変化に伴なう上記間
隙内の圧力変化を解消できるような通気路を確保
できるので、圧電振動子の固有の感度特性を阻害
することなく安定．高精度な流動体レベル検知動
作を維持可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例による流動体レベ
ルセンサの概念的な断面構成図、第２図は、第１
図の緩衝支持材の平面構成図、そして、第３図
は、緩衝支持材に形成した通気用溝による通気率
と流動体圧力による圧電振動子への荷重負荷率と
の関係を示す図である。 １……組付けケース、２……圧電振動子、３…
…緩衝支持材、３Ａ……緩衝支持材の起部、３Ｂ
……通気用溝、５……可撓性部材、５Ａ……起伏
部、７……間隙、８……荷重変換用板体、９……
圧力伝達部材。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 圧電振動子に加わる圧力変化を該圧電振動子の
   出力変化として流動体のレベルを検出するように
   したレベルセンサに於いて、前記圧電振動子と流
   動体との間に間隙を形成するための可撓性部材を
   備え、該可撓性部材を介して前記流動体の圧力変
   化を前記振動子の振動節近傍に均一な接触状態で
   集中的に加えるための適度な剛性と弾性を有する
   圧力伝達部材を設け、前記圧電振動子を自由な振
   動動作を行えるように組付けケースに架装する為
   の弾性の緩衝支持材を有し、該緩衝支持材に前記
   間隙と上記ケース外部との通気用溝を設けるよう
   に構成したことを特徴とする流動体レベルセン
   サ。