JPH04110665A - 気体レートセンサ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ａ、産業上の利用分野 本発明は、気体レートセンサに関し、特に、ホットワイ
ヤをばね部材で張設し、ホットワイヤのたるみをなくし
、張力変化の少ない張設状態を得るための新規な改良に
関する。

ｂ、従来の技術 従来、用いられていたこの種のガスレートセンサとして
は、種々の構成が採用されているが、その中で代表的な
構成について述べると、第４図から第６図に示される特
開昭６３−８１２７０号明細書の従来例に開示された構
成を挙げることができる。

図において、符号１で示されるものは全体がほぼ円筒状
をなし、その両端が解放された形状からなるケーシング
１であり、このゲージング１の各端部は、ポンプホルダ
２及び中継端子板３によって各々閉塞され、ケーシング
１内が外部から遮断されている。

このポンプホルダ２には、電歪形のセラミック円板から
なる振動板４ａが設けられ、その周縁部がポンプホルダ
２に一体状に固着されることによって、電歪振動ポンプ
４〈気体ポンプ）が形成されている。

又、このゲージング１の内部には、この振動板４ａから
所定距離だけ離開した位置に電極ホルダ５が配置され、
この電極ホルダ５は第５図に示されるように構成されて
いる。

すなわち、電極ホルダ５には、４個のガス案内孔５ａ〜
５ｄが形成され、さらに、４個の電極６ａ〜６ｄが、中
心軸に対して対称的に配置されている。これらの電極６
ａ〜６ｄのうち、電極６ａ及び６ｂ間及び６ｃ及び６ｄ
ｆｔａｌには、ホットワイヤ７ａ及び７ｂが溶着によっ
て接続されている。

さらに、前瀝己ケーシング１内における前記中継端子板
３の近傍位置には、ノズル孔８及び補助孔９を有するノ
ズル板１０が設けられ、この中継端子板３とノズル板１
０との間には、それらのほぼ中間位置にダストプレート
１１が設けられている。

前記電歪振動ポンプ４（気体ポンプ〉の振動板４ａと前
記ポンプホルダ２との間には、ポンプ室１２が形成され
ており、この電歪振動ポンプ４によって送り出されたガ
スは、ガス案内孔５ａ〜５ｄを経てガス流路１３に送ら
れる。

前記ケーシング１の中継端子板３の外方位置には、ＩＣ
からなる信号処理回路部１４が設けられ、この信号処理
回路部１４は、外部から電力を受け、又、ホットワイヤ
７ａ及び７ｂの出力信号を外部へ取り出すための中継端
子板３の中継端子１５に接続されている。

又、前記中継端子板３には、リードビン１６が設けられ
、このリードビン１６は外部ケーシング１７に設けられ
た外部端子１８に接続されている。

前記外部端子１８は、前記電歪振動ポンプ４の作動に要
する電力及び前記ホットワイヤ７ａ及び７ｂを加熱する
ために要する電力を、信号処理回路部１４及びリードビ
ン１６を経ると共に、ケーシング１内の軸方向に配設さ
れた複数のリード線１つを介して、適宜供給する作用を
有している。

又、この外部端子１８は、信号処理回路部１４を経た後
のホットワイヤ７ａ及び７ｂの出力信号を外部に出力す
る作用を有する。

従来のガスレートセンサは、前述したように構成されて
おり、以下に、その動作について説明する。

まず、電歪振動ポンプ４（気体ポンプ）が通電されると
、振動板４ａが振動し、ポンプ室１２内のガスが圧縮さ
れ、この圧縮ガスはこの振動板４ａの吐出口４ｂ及び電
極ホルダ５の吐出口５ｅを介して流路１３に流れ、ノズ
ル板１０とダストプレート１１との間に形成された空間
に導かれ、ノズル孔８と補助口９とを経て、ケーシング
１内の中空円筒部ｌａ内の空間部１ｂ内を、各電極６ａ
〜６ｄに向って噴出される。

前述の圧縮ガスは、各電極６ａ〜６ｄに溶接された各ホ
ットワイヤ７ａ及び７ｂを均等に冷却した後、ガス案内
孔５ａ〜５ｄを経て振動板４ａに向って排出され、この
排出ガスは再び電歪振動ポンプ４（気体ポンプ）の作用
によって、流路１３を経てノズル板１０に戻り、ケーシ
ング１内を矢印の方向に従って循環している。

前述の状態で、ケーシング１に角速度が印加されない場
合には、各ホットワイヤ７ａ及び７ｂは均一に冷却され
るが、外部から角速度が加えられた場合には、ガス流が
ケーシング１内において債位し、各ホットワイヤ７ａ及
び７ｂの間において不均一状態が生じ、そのなめに各ホ
ットワイヤ７ａ及び７ｂ間には、微少な電圧差が発生し
、この電圧差を測定することにより、ケーシングコに加
わる角速度を検出することができる。

Ｃ１発明が解決しようとする課題 従来のガスレートセンサは、以上のように構成されてい
たため、次のような課題が存在していた。

すなわち、各電極間に直接ホットワイヤを溶接し、各電
極は弾性を全く有していない構成であったなめ、溶接の
初期においては、ホットワイヤが各電極間に張設された
状態であるが、ホットワイヤの温度が変化し、又は、時
間が経過して各ホットワイヤに伸びが生じた場合には、
各ホットワイヤにたるみを生じることになり、極めて微
少な温度変化を検出する構成であるが故に、検出精度に
誤差を生じる結果となっていた。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされた
もので、特に、ホットワイヤをばね部材で張設し、ホッ
トワイヤのたるみをなくし、張力変化の少ない張設状態
を得るようにした気体レートセンサを提供することを目
的とする。

ｄ、課題を解決するための手段 本発明による気体レートセンサは、ケーシング内に設け
られ複数の植設した電極を有する電極ホルダと、前記各
電極間に設けられた少なくとも一対のホットワイヤとを
備え、前記各ホットワイヤに気体を供給するようにした
気体レートセンサにおいて、 前記電極上に設けられたばね部材を有し、前記ばね部材
に前記ホットワイヤが接続されている構成である。

さらに詳細には、前記気体は、前記ゲージング内に設け
られた気体ポンプにより形成されている構成である。

さらに詳細には、前記ばね部材は、板状をなしている構
成である。

０１作用 本発明による気体レートセンサにおいては、各ホットワ
イヤが、各電極上に設けられたばね部材上に溶接されて
いるため、各ホットワイヤが自己発熱および周囲の温度
変化等により伸びた場合でも、各ばね部材の弾性作用に
よって各ホットワイヤに適度の張力が作用し、常に、所
定の張力で各ホットワイヤが各電極間に設けられる。

従って、長時間の使用により各ホットワイヤが伸びた場
合でも、各ホットワイヤのたるみをなくし、張力変化を
少なくし、常に安定した高精度の検出特性を維持するこ
とができる。

ｆ、実施例 以下、図面と共に本発明による気体レートセンサの好適
な実施例について詳細に説明する。

尚、従来例と同−又は同等部分には、同一符号を付して
説明する。

図において、符号ｌで示されるものは全体がほぼ円筒状
をなし、その両端が解放された形状からなるケーシング
であり、このゲージング１の各端部は、ポンプホルダ２
及び中継端子板３によって各々閉塞され、ケーシング１
内が外部から遮断されている。

このポンプホルダ２には、電歪形のセラミック円板から
なる振動板４ａが設けられ、その周縁部がポンプホルダ
２に一体状に固着されることによって、電歪振動ポンプ
４（気体ポンプ）が形成されている。

又、このケーシングｌの内部には、この振動板４ａから
所定距離だけ難問した位置に電極ホルダ５が配！され、
この電極ホルダ５は第２図に示されるように構成されて
いる。

すなわち、この電極ホルダ５には、４個のガス案内孔５
ａ〜５ｄが形成され、さらに、４個の電極６ａ〜６ｄが
、軸心にたいして対称的に配置されている。

これらの電極６ａ〜６ｄのうち、電極６ａ、６ｂ間及び
６Ｃ１６ｄ間には、各電極５ａ−６ｄ上に設けられた板
状のばね部材５０を介して、ホットワイヤ７ａ、７ｂが
溶着によって接続されており、各ばね部材５０は、第３
Ａ図で示す矢印Ｂの方向、すなわち、外側方向にばね性
を有するように構成されているため、各ホットワイヤ７
ａ、７ｂは常に張力が与えられるように構成されている
。

１こ さらに、前記ゲージング−内含おける前記中継端子板３
の近傍位置には、ノズル孔８及び補助孔９を有するノズ
ル体１０が設けられ、この中継端子板３とノズル体１０
との間には、それらのほぼ中間位置にダストプレート１
１が設けられている。

前記電歪振動ポンプ４（気体ポンプ〉の振動板４ａと前
記ポンプホルダ２との間には、ポンプ室１２が形成され
ており、この電歪振動ポンプ４によって送り出された気
体としてのガスは、ガス案内孔５ａ〜５ｄを経てガス流
路１３に送られる。

前記ケーシング−の中継端子板３の外方位置には、ＩＣ
からなる信号処理回路部１４が設けられ、この信号処理
回路部１４は、外部から電力を受け、又、ホットワイヤ
７ａ、７ｂの出力信号を外部へ取り出すための中継端子
板３の中継端子１５に接続されている。

また、前記中継端子板３には、リードビン１６が設けら
れ、このリードビン１６は、外部ケーシング１７に設け
られた外部端子１８に接続されている。

前記外部端子１８は、前記電歪振動ポンプ４の作動に要
する電力及び前記ホットワイヤ７ａ、７ｂを加熱するた
めに要する電力を、信号処理回路部１４及びリードビン
１６を経ると共に、ケーシング１内の軸方向に配設され
た複数のリード線１９を介して、適宜供給する作用を有
している。

また、この外部端子１８は、信号処理回路部１４を経た
後のホットワイヤ７ａ、７ｂの出力信号を外部に出力す
る作用を有している。

本発明によるガスレートセンサは、前述したように構成
されており、以下に、その動作について説明する。

まず、電歪振動ポンプ４（気体ポンプ）が通電ａの吐出
口４ｂ及び電極ホルダ５の吐出口５ｅを介して流路１３
に流れ、ノズル板１０とダストプレート１１との間に形
成された空間に導かれ、ノズル孔８と補助口９とを経て
、ケーシング１内の中空円筒部１ａ内の空間部１ｂ内を
、各電極６ａ〜６ｄに向かって噴出される。

前述の圧縮ガスは、各電極６ａ〜６ｄのばね部材５０に
溶接された各ホットワイヤ７ａ、７ｂを均等に冷却した
後、ガス案内孔５ａ〜５ｄを経て振動板４ａに向って排
出され、この排出ガスは再び電歪振動ポンプ４（気体ポ
ンプ）の作用によって、流路１３を経てノズル体１０に
戻り、ケーシング１内を矢印の方向に従って循環してい
る。

前述の状態で、ゲージング１に角速度が引加されない場
合には、各ホットワイヤ７ａ、７ｂは均一に冷却される
が、外部から角速度が加えられた場合には、ガス流がケ
ーシング１内において偏位し、各ホットワイヤ７ａ、７
ｂの間のおいて不均一状態が生じ、それによって、各ホ
ットワイヤ７ａ、７ｂ間には、微少な電圧差が発生し、
この電圧差を測定することにより、ケーシング１に加わ
る角速度を検出することができる。

また、長時間の検出により、自己発熱および周囲の温度
変化等によってホットワイヤ７ａ、７ｂが多少伸縮した
場合でも、ばね部材５０が矢印Ｂの方向に伸びるような
ばね性を有しているため、各ホットワイヤ７ａ、７ｂの
たるみは全く発生することがなく、各ばね部材５０ｒｔ
ａｌの張力変化を最小限に張設されている。

尚、前述の実施例では、各ホットワイヤ７ａ、７ｂに供
給する気体は、ケーシング１内に内設された電歪振動ポ
ンプ４の作用によって得た場合について述べたが、この
実施例に限ることなく、例えば、ポンプ４を用いないで
、ケーシング１を高速飛行体の外周に装着し、この時に
ケーシング１内を通過する気体の流れを各ホットワイヤ
７ａ、７ｂで検出するようにした場合も、同等の作用効
果を得ることができる。

ｇ０発明の効果 本発明による気体レートセンサは、以上のように構成さ
れているため、次のような効果を得ることができる。

すなわち、各電極上に設けられたばね部材上にホットワ
イヤが設けられているため、各ホットワイヤが自己発熱
および周囲の温度変化等により伸びた場合でも、各ばね
部材の弾性作用によって各ホットワイヤに適度の張力が
作用し、各ホ・ソトワイヤのたるみをなくし、張力変化
を最小限におさえ、常に安定した高精度の検出特性を維
持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３Ａ図迄は、本発明による気体レートセン
サを示すためのもので、第１図は全体構成を示す断面図
、第２図は第１図の電極ホルダを示す平面図、第３図は
第２図の拡大斜視図、第３Ａ図は要部を示す拡大側面図
、第４図から第６国道は、従来の構成を示すもので、第
４図は断面図、第５図は要部の平面図、第６図はブロッ
ク図である。 １はゲージング、 ４は気体ポンプ、 ５は電極ナ ルダ、 ６ａ〜６ｄは電極、 ７ａ〜７ｂは電極、 ５０はばね部材である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ケーシング（１）内に設けられ複数の植設した電
   極（６ａ〜６ｄ）を有する電極ホルダ（５）と、前記各
   電極（６ａ〜６ｄ）間に設けられた少なくとも一対のホ
   ットワイヤ（７ａ、７ｂ）とを備え、前記各ホットワイ
   ヤ（７ａ、７ｂ）に気体を供給するようにした気体レー
   トセンサにおいて、 前記電極（６ａ〜６ｄ）上に設けられたばね部材（５０
   ）を有し、前記ばね部材（５０）に前記ホットワイヤ（
   ７ａ、７ｂ）が接続されていることを特徴とする気体レ
   ートセンサ。
2. （２）前記気体は、前記ケーシング（１）内に設けられ
   た気体ポンプ（４）により形成されていることを特徴と
   する請求項１記載の気体レートセンサ。
3. （３）前記ばね部材（５０）は、板状をなしていること
   を特徴とする請求項１又は２記載の気体レートセンサ。