JPH038989Y2 - - 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、圧電振動子に流動体の圧力を適確に伝え得る
ようにして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サは、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
虞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点」 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
極端に低下させる虞がある。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集中的に加え
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、可撓性部材を平担なフイルム部材等で構成し
ようとすると、流動体圧力を受けるフイルム状可
撓性部材は、その外周部に応力集中を生ずる状態
となるので、流動体の圧力変化を圧電振動子に正
確に伝えることが困難となり、適正なレベル計測
を望むことが阻害されることとなる。

「問題点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出可能であつて、
かつ、圧電振動子に被検出体の圧力変化を正確に
伝達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、前記圧電振動子の外方に位置する前記
可撓性部材の部位に伸縮自在な起伏部を形成する
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、このような構造によ
り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。可撓性部材は、適当な
厚さを持つ耐食性を有する金属箔又は耐食性を施
した金属箔若しくは適度な厚さのプラスチツクフ
イルム等で構成することができ、また、このよう
な部材で形成される可撓性部材の受ける流動体圧
力を圧電振動子の振動節近傍に集中的に伝える手
段としての圧力伝達部材は、適度な剛性と弾性と
を有するゴム材等で構成し、その先端部を圧電振
動子に接触状態で配装することが出来る。そし
て、可撓性部材はその一部に伸縮自在な起伏部を
有するので、流動体圧力による可撓性部材の応力
を該起伏部で好適に吸収し、これにより可撓性部
材が流動体の圧力変化に悪影響を与える事態を阻
止しながら、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構成され
ている。

「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
は適当な緩衝支持材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、その形状としては例
えば略Ｕ字形状の一方の突部上に、又はその他の
突起或いはリング状に形成し、その上に圧電振動
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、プラ
スチツクフイルムや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を使用することも出来
る。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虞の
ないように構成するのが望ましく、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。本考案では、可撓性部材５に於け
る板体８の配置部外方に例えば断面上向半円状の
起伏部５Ａを同心状に適数条設け、これら起伏部
５Ａの伸縮作用によつて流動体圧力を受けて生ず
る可撓性部材５の応力を好適に吸収し、以つて、
流動体の圧力変化を正確に圧電振動子２に伝える
ように構成してある。ここで、伸縮自在な起伏部
を可撓性部材５に形成する際、第２図の如くケー
ス１への取付部６及び板体８との隣接部に下向き
の起伏部５Ｂを設けるようにすれば、板体８及び
ケース１への位置決め機能をも備えるようにな
り、組立精度の確保も容易となる。

上記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、可撓性部材５
の起伏部５Ａ，５Ｂの存在と相俟つて手際良くア
センブリイ可能となる。

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、摩擦抵抗を発生するよ
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虞はなく、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こととなる。可撓性
部材５は、斯かる検出動作の際、流動体の圧力を
受けて生ずる応力をその伸縮自在な起伏部５Ａ，
５Ｂで好適に吸収しながら、流動体圧力変化を正
確に圧電振動子２に与えるように機能するもので
ある。伸縮自在な起伏部５Ａ，５Ｂは、従つて、
図示の如き断面半円状のものに限らず、波形状、
方形状又はジヤバラ状等その他適宜形状に形成す
ることもでき、更には、起伏部５Ａ，５Ｂの部分
を他の部分と別体に構成し、それらを同一又は異
なる部材で製作するようにも改変することも可能
である。

「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、流動体圧力を直接的に受ける可撓性部材
に伸縮自在な起伏部を設けるように構成されてい
るので、流動体の圧力を受けて生ずる可撓性部材
の応力を上記起伏部で好適に吸収し、これにより
流動体の圧力変化をより正確に圧電振動子側に伝
えて高い精度の流動体レベル検出動作を行なわせ
ることが可能となる。可撓性部に形成される上記
の如き起伏部は、また、構成部品の組立時に於け
る位置決め機能をも併有するので、組付け精度の
バラツキを有効に阻止しながら組立作業の簡易化
にも寄与するものである。

【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、そして、第２図
は、同じく本考案の他の実施例による上記同様な
断面構成図である。 １……組付けケース、２……圧電振動子、３…
…緩衝支持材、５……可撓性部材、５Ａ……起伏
部、５Ｂ……起伏部、７……所要の間隙、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、前記圧電振動子の外方に位
   置する前記可撓性部材の部位に伸縮自在な起伏部
   を形成す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。