JPH0452686Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ａ 産業上の利用分野 本考案は、ガスレートセンサに関し、特に、ガ
ス流の疎密波によるゆらぎに基づく出力信号の不
安定状態を解消す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
サのうち、代表的な構成としては、本出願人が出
願し、取下処分とした特願昭58−124634号明細書
にて開示したものであつて、第５図から第８図に
て示される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、その両端が開放された形状から
なるケーシングであり、このケーシング１の各端
部は、ポンプホルダ２及び中継端子板３によつて
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、電歪形のセラミツク
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
つて、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１の内部には、この振動板
４ａから所定距離だけ離間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６図及び第
７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６
ａ〜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６ａ〜６ｄのうち、電極６ａ及
び６ｂにより第１電極部６Ａを構成し、電極６ｃ
及び６ｄにより第２電極部６Ｂを構成し、この第
１電極部６Ａにはホツトワイヤからなる１本の感
温素子７ａが溶着によつて設けられると共に、前
記第２電極部６Ｂにはホツトワイヤからなる１本
の感温素子７ｂが溶着によつて設けられている。

さらに、前記ケーシング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１０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
よつて送り出されたガスは、ガス案内孔５ａ〜５
ｄ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、外部へホツトワイヤ７ａ及び７ｂの出力信号
を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３には、リードピン１６が設
けられ、このリードピン１６は外部ケーシング１
７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感温素子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及びリードピン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。又、
この外部端子１８は、信号処理回路部１４を経た
後の各感温素子７ａ及び７ｂの出力信号を外部に
出力させる作用を有する。

従来のガスレートサンサは、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４
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
空間部１ｂ内を、各感温素子７ａ及び７ｂに向つ
て噴出される。

前述の圧縮ガスは、各電極６ａ〜６ｄに溶接さ
れた各感温素子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
つて排出され、この排出ガスは再び電歪振動ポン
プ４（気体ポンプ）の作用によつて、流路１３を
経てノズル板１０に戻り、ケーシング１内を矢印
の方向に従つて循環している。

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、各感温素子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内において偏位し、
各感温素子７ａ及び７ｂの間において冷却の不均
一状態が生じ、そのために各感温素子７ａ及び７
ｂ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。

ｃ 考案が解決しようとする問題点 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、次のような種々の問題点を有し
ていた。

(1) 気体ポンプにより発生したガス流は、この気
体ポンプの振動周波数を有する疎密流を含むた
め、各感温素子を通過するガス流には、この疎
密流によるゆらぎがあり、このゆらぎによつて
各々１本の感温素子から得られる出力信号は、
不安定な状態となつて出力信号の精度にも悪影
響を及ぼしていた。

(2) 従つて、ガスレートセンサによつて、例え
ば、極めて高精度が要求されるロケツト、兵器
等の姿勢及び方位制御を行つた場合、特性上、
問題点が残つていた。又、感温素子は各１本構
成であつたため、必要に応じて感度切換をする
ことは不可能であつた。

本考案は、以上のような問題点を解決するため
になされたもので、特に、ガス流の疎密波による
ゆらぎに基づく出力信号の不安定状態を解消する
と共に、感度切換ができるようにしたガスレート
センサを提供することを目的とする。

ｄ 問題点を解決するための手段 本考案によるガスレートセンサは、ケーシング
内に設けられた気体ポンプと、前記気体ポンプに
隣接して設けられた電極ホルダと、前記電極ホル
ダに対向して設けられ、ノズルを有するノズル板
と、前記電極ホルダに設けられる各々一対の電極
を備えた第１電極部及び第２電極部と、前記第１
及び第２電極部に設けられた少なくとも２本の感
温素子とを備え、前記各感温素子は互いに平行で
且つガス流の方向に直交すると共に、ガス流の流
線上に設けられた構成である。

ｅ 作用 本考案によるガスレートセンサにおいては、各
電極部に設けられた感温素子が、互いに平行且つ
並列な状態の一対構成よりなつているため、一対
の感温素子が疎密流の疎と密の部分に位置し、出
力信号としては極めて平均化された値となり、従
来のようなゆらぎの影響を避けることができる。

又、一対の感温素子にスイツチ手段を設けた場
合には、いずれかの感温素子を選択的に接続する
ことによつて、感温切換を行うことができる。

ｆ 実施例 以下、図面と共に本考案によるガスレートセン
サの好適な実施例について詳細に説明する。

尚、ガスレートセンサの全体構造については、
第５図で示した構成説明と全く同一であるので、
二重説明を避けるために省略するものとし、従来
構成と異なる各電極部の感温素子の構成並びに信
号処理回路部のみについて、第１図から第４図に
従つて説明する。

又、従来例と同一又は同等部分については、同
一符号を用いて説明する。

第１図において符号５で示されるものは、電極
ホルダの要部であり、この電極ホルダ５には４個
のガス案内孔５ａ〜５ｄが形成されると共に、一
対の電極６ａ及び６ｂからなる第１電極部６Ａ並
びに一対の電極６ｃ及び６ｄからなる第２電極部
６Ｂが形成されている。

これらの各電極部６Ａ及び６Ｂには、互いに平
行な状態で形成された一対の感温素子７ａ，７
a′並びに７ｂ，７b′が溶接によつて設けられてい
る。

前述の感温素子７ａ，７a′及び７ｂ，７b′は、
第３図のように接続されており、各感温素子７ａ
と７a′は並列に接続されると共に、各感温素子７
ｂと７b′は並列に接続されている。これらの各感
温素子７ａ，７a′及び７ｂ，７b′は基準抵抗R₁及
びR₂とによつてブリツジ回路２０を構成し、こ
のブリツジ回路２０の入力部２１には電源として
の定電流回路２２が接続され、出力部２３は、図
示しない増巾器へ入力するためのレート出力信号
R_putを出力するレート出力端子２４が接続されて
いる。

又、第４図に示す構成は、ブリツジ回路２０の
他の実施例を示すもので、前記入力部２１にスイ
ツチ手段２５が接続され、切換接片２５ａが前記
各感温素子７ａ，７a′及び７ｂ，７b′の各一端と
選択的に切換可能に構成されている。

他の構成については、第３図と同一であるの
で、同一符号を付し、その説明は省略する。

本考案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、第３図に示す結線状態において、気体ポ
ンプである電歪振動ポンプ４によりガスが振動板
４ａによつて圧縮され、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５
ｅ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
の空間部１ｂ内を、各感温素子７ａ，７a′及び７
ｂ，７b′に向つて噴出される。

前述の空間部１ｂ内におけるガス流の状態をよ
り詳細に示すと、このガス流はその密度が一定で
はなく、第２図に示すように、疎部ａと密部ｂの
繰り返し状態となつており、前記各感温素子７
ａ，７a′及び７ｂ，７b′の間隔Ｄは、疎密波の波
長の1/2程度に設定されている。尚、この場合の
波長は電歪振動ポンプ４の振動数及びガス流の物
理定数により決定される。

従つて、各感温素子７ａ，７a′及び７ｂ，７
b′には、疎部ａと密部ｂが繰り返し連続して供給
されるため、各感温素子７ａ，７a′及び７ｂ，７
b′が第３図のように互いに並列に接続された状態
では、ある瞬間に一方の各感温素子７ａ，７ｂを
通過するガス流が疎であつても、他方の各感温素
子７a′，７b′を通過するガス流は密であり、結果
的には疎密波の影響（ゆらぎ）が殆んどない安定
したレート出力信号R_putを得ることができる。

又、各感温素子７ａ，７a′及び７ｂ，７b′を第
４図のようにスイツチ手段２５を用いて、切替形
として構成した場合には、スイツチ手段２５の切
換接片２５ａを感温素子７ａ，７ｂ側に切換えた
場合と、感温素子７a′，７b′側に切換えた場合と
では、疎部ａと密部ｂに対応した状態では、その
感度が異なることにより、適宜スイツチ手段２５
を切換えて用いることができる。従つて、レート
出力端子２４からは、感度の異なるレート出力信
号（R_put）を得ることができる。

尚、本実施例における感温素子は、各々２本ず
つ設けられているが、例えば、３本以上とした場
合も同じ作用効果が得られる。

ｇ 考案の効果 本考案によるガスレートセンサは、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。

(1) 各電極部には少なくとも２本の感温素子がほ
ぼ平行な状態で設けられているため、疎密波に
よるゆらぎに基づく影響を除去し、安定したレ
ート出力信号を得ることができる。

(2) 又、各感温素子にスイツチ手段を設けた場合
には、ゆらぎのない状態で感度の異なるレート
出力信号を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図は、本考案によるガスレート
センサを示すためのもので、第１図は要部の斜視
図、第２図はガス流の動作状態を示す状態図、第
３図は結線構成を示す回路図、第４図は他の結線
構成を示す回路図、第５図から第８図は従来のガ
スレートセンサを示すためのもので、第５図は断
面図、第６図は要部の正面図、第７図は第６図の
斜視図、第８図は回路図である。 １はケーシング、４は電歪振動ポンプ（気体ポ
ンプ）、５は電極ホルダ、６ａ〜６ｄは電極、６
Ａは第１電極部、６Ｂは第２電極部、７ａ，７
a′，７ｂ，７b′は感温素子、８はノズル孔、１０
はノズル板、２５はスイツチ手段である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) ケーシング１内に設けられた気体ポンプ４
   と、前記気体ポンプ４に隣接して設けられた電
   極ホルダ５と、前記電極ホルダ５に対向して設
   けられ、ノズル孔８を有するノズル板１０と、
   前記電極ホルダ５に設けられ、各々一対の電極
   ６ａ，６ｂと６ｃ，６ｄを備えた第１電極部６
   Ａ及び第２電極部６Ｂと、前記第１及び第２電
   極部６Ａ及び６Ｂに各々設けられた少なくとも
   ２本の感温素子７ａ，７a′と７ｂ，７b′とを備
   え、前記各感温素子７ａ，７a′と７ｂ，７b′は
   互いにほぼ平行で且つガス流の方向に直交する
   と共に、ガス流の流線上に設けられた構成より
   なることを特徴とするガスレートセンサ。 (2) 前記感温素子は、少なくとも３本であること
   を特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記
   載のガスレートセンサ。 (3) 前記各感温素子７ａ，７a′と７ｂ，７b′は、
   互いに並列な状態で接続されていることを特徴
   とする実用新案登録請求の範囲第１項又は第２
   項記載のガスレートセンサ。 (4) 前記各感温素子７ａ，７a′と７ｂ，７b′は、
   スイツチ手段２５によりいずれか一方に選択的
   に切換えることにより、感度切換ができるよう
   に構成されていることを特徴とする実用新案登
   録請求の範囲第１項乃至第３項の何れかに記載
   のガスレートセンサ。