JPH05264302A - Fluid vibration detector - Google Patents

Fluid vibration detector

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Publication number
JPH05264302A
JPH05264302A JP4097133A JP9713392A JPH05264302A JP H05264302 A JPH05264302 A JP H05264302A JP 4097133 A JP4097133 A JP 4097133A JP 9713392 A JP9713392 A JP 9713392A JP H05264302 A JPH05264302 A JP H05264302A
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JP
Japan
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diaphragm
fluid
pressure
piezoelectric
vibration
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4097133A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Michihiko Tsuruoka
亨彦 鶴岡
Takahiro Kudo
高裕 工藤
Naohiro Konosu
直広 鴻巣
Noriyuki Hirayama
則行 平山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP4097133A priority Critical patent/JPH05264302A/en
Publication of JPH05264302A publication Critical patent/JPH05264302A/en
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 外部ノイズの影響を少なくして低速流域での
計測範囲を拡大するとともに耐久性を増す。 【構成】 無機系の圧電体72a,72bを薄い金属板
71a,71bにそれぞれ一体的に取り付けたダイヤフ
ラム70a,70bにより、並設された圧力室61,6
2の中央を仕切る。仕切られた圧力室61,62の両側
にそれぞれ2系統の流体圧P1,P2を互いに交差させ
て導入し、両流体圧の差圧によりダイヤフラム70a,
70bに変位を生じて圧電体72a,72bに電圧を発
生する。これらの電圧をリード線76a,76bにより
取り出して電気的処理を加えることによりノイズを除去
し流体の圧力振動を計測する。
(57) [Summary] [Purpose] To reduce the influence of external noise and expand the measurement range in the low-speed basin while increasing the durability. [Structure] Pressure chambers 61, 6 juxtaposed by diaphragms 70a, 70b in which inorganic piezoelectric bodies 72a, 72b are integrally attached to thin metal plates 71a, 71b, respectively.
Divide the center of 2. Two systems of fluid pressures P1 and P2 are respectively introduced into both sides of the partitioned pressure chambers 61 and 62 so as to intersect with each other, and the diaphragm 70a,
A displacement is generated in 70b and a voltage is generated in the piezoelectric bodies 72a and 72b. These voltages are taken out by the lead wires 76a and 76b and subjected to electrical processing to remove noise and measure the pressure vibration of the fluid.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、流体中に発生する圧力
振動の周波数を検出して流量を計測するカルマン渦流量
計、フルイディック流量計等に用いられる流体振動検出
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fluid vibration detecting device used in a Karman vortex flowmeter, a fluidic flowmeter or the like for measuring the flow rate by detecting the frequency of pressure vibration generated in a fluid.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来例の流体振動検出装置として、特開
平2−268230号公報記載のものが知られている。
この流体振動検出装置は図9に示すように、圧力検出部
を平面状に張設した高分子圧電膜2,3の両面に電極を
形成するとともに、その周縁部を両側からハウジング1
1,13および4,5により押圧または接着して気密に
保持し、さらに高分子圧電膜2,3の両側にそれぞれ流
体の圧力を導入する圧力室6,7および14,19を形
成し、次いで、このように構成された2個の圧力検出部
21,22をそれぞれの高分子圧電膜2,3の取り付け
方向および分極極性が同じくなるように配置したもので
ある。
2. Description of the Related Art As a conventional fluid vibration detecting device, one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-268230 is known.
As shown in FIG. 9, this fluid vibration detecting device has electrodes formed on both surfaces of a polymeric piezoelectric film 2, 3 having a pressure detecting portion stretched in a planar shape, and its peripheral portion from both sides of the housing 1.
1, 13 and 4,5 are pressed or adhered to maintain airtightness, and pressure chambers 6, 7 and 14, 19 for introducing the pressure of the fluid are formed on both sides of the polymeric piezoelectric films 2, 3, respectively, and then The two pressure detecting portions 21 and 22 thus configured are arranged so that the attachment directions and polarization polarities of the polymer piezoelectric films 2 and 3 are the same.

【0003】また高分子圧電膜2,3を隔てて両圧力検
出部21,22にそれぞれ形成された圧力室6,7およ
び14,19は、互いに他の圧力検出部の反対側の圧力
室と連通されている。これら2組の圧力室はそれぞれ入
口ノズル23,24に接続されており、入口ノズル2
3,24を介して送られてくる流体圧力の差を電気信号
として取り出すことにより、その圧力振動数を計測する
ことができる。しかも、この流体振動検出装置は、外部
振動によるノイズの影響を除去してS/N比の良い計測
結果を得ることができる。
Further, the pressure chambers 6, 7 and 14, 19 respectively formed in the pressure detecting portions 21, 22 with the polymer piezoelectric films 2, 3 separated from each other are the pressure chambers on the opposite side of the other pressure detecting portions. It is in communication. These two sets of pressure chambers are connected to the inlet nozzles 23 and 24, respectively.
By taking out the difference in the fluid pressures sent via 3, 24 as an electric signal, the pressure vibration frequency can be measured. Moreover, this fluid vibration detection device can remove the influence of noise due to external vibration and obtain a measurement result with a good S / N ratio.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の流体
振動検出装置では、圧電膜材料として高分子圧電膜2,
3には、一般にPVDF(polyvinylidene fluoride fi
lm) 製の圧電膜が使用されているが、PVDF製の高分
子圧電膜は比重が1.8前後と小さいので、ダイヤフラ
ムとして使用した場合、外部振動により発生する慣性力
の値が小さくなり、その分振動ノイズの出力が小さくな
るという利点がある。しかしながら、圧電膜材料として
高分子材料を用いた場合、次のような問題がある。
By the way, in the conventional fluid vibration detecting device, the polymer piezoelectric film 2 is used as the piezoelectric film material.
3 is generally PVDF (polyvinylidene fluoride fi)
lm) piezoelectric film is used, but the PVDF polymer piezoelectric film has a small specific gravity of around 1.8, so when used as a diaphragm, the value of inertial force generated by external vibration becomes small, There is an advantage that the output of vibration noise is reduced accordingly. However, when a polymer material is used as the piezoelectric film material, there are the following problems.

【0005】(1)高分子材料からなる圧電体は、高温
状態で圧電能力が消失または劣化する。すなわち、高分
子圧電膜は無機系の圧電体に比べると、その1/3の約
100°C前後に圧電性が消失するキューリ点があり、
高温流体に対しては使用できない。
(1) A piezoelectric material made of a polymer material loses or deteriorates its piezoelectric ability in a high temperature state. That is, the piezoelectric polymer film has a Curie point at which the piezoelectricity disappears at about 100 ° C, which is 1/3 of that of the inorganic piezoelectric material.
Cannot be used with high temperature fluids.

【0006】(2)また、常温下の使用であっも屋外で
直射日光に照射されるような場合は、日中の温度上昇に
より経年劣化が早まる。そのため、流量計として用いる
場合は設置箇所に制限を受ける。
(2) In addition, even if it is used at room temperature but is exposed to direct sunlight outdoors, deterioration over time will be accelerated due to a rise in temperature during the day. Therefore, when it is used as a flow meter, the installation location is limited.

【0007】(3)特に、PVDF製の圧電膜の場合、
一軸方向に延伸させて製作するため、寸法に経時変化
(収縮)を生じ、ダイヤフラムの張力を変化させてしま
う。この張力の変化は、圧力感度とダイヤフラムの共振
周波数を変化させるので外部振動に対する応答性、耐震
性およびS/N比についても経時変化を生じてしまう。
(3) In particular, in the case of a PVDF piezoelectric film,
Since it is produced by stretching in the uniaxial direction, the dimension changes with time (contraction), and the tension of the diaphragm changes. Since this change in tension changes the pressure sensitivity and the resonance frequency of the diaphragm, the response to external vibration, the seismic resistance, and the S / N ratio also change over time.

【0008】(4)また、PVDF製の圧電膜は、種々
の特性に異方性がある。なかでも、線膨張率についての
異方性はダイヤフラムの固定を困難にする。
(4) Further, the PVDF piezoelectric film has anisotropy in various characteristics. Above all, the anisotropy of the coefficient of linear expansion makes it difficult to fix the diaphragm.

【0009】(5)さらに、流量計に用いる場合、定常
動作時にはダイヤフラムの両面に測定レベルの圧力差が
導入されてバランスしているが、配管漏れおよび破損等
の異常時や、負荷に急変等があったときは、流体圧が大
きく変動する。この異常な変動に対して、高分子材料の
フィルムでは強度が不足して耐久性に劣る。
(5) Further, when used in a flow meter, the pressure difference at the measurement level is introduced and balanced on both sides of the diaphragm during steady operation, but in the event of abnormalities such as pipe leakage and breakage, sudden changes in load, etc. If there is, the fluid pressure fluctuates greatly. With respect to this abnormal fluctuation, the film made of a polymer material lacks strength and is inferior in durability.

【0010】そこで本発明は上記問題点を解決するため
になされたもので、その目的とするところは、外部ノイ
ズの影響を少なくすることにより低速流域での計測範囲
を拡大するとともに耐久性にすぐれた流体振動検出装置
を提供することにある。
The present invention has been made in order to solve the above problems, and its purpose is to reduce the influence of external noise to expand the measurement range in the low-speed basin and to provide excellent durability. Another object of the present invention is to provide a fluid vibration detecting device.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第1の発明は、ダイヤフラムにより中央を仕切られ
て形成された2つの圧力室にそれぞれ2系統の流体圧を
導入して、両流体圧の差圧により発生するダイヤフラム
の変位を電気信号として取り出して流体の圧力振動を検
出する流体振動検出装置において、金属薄膜の中央部表
面に無機系の圧電体を一体的に接着してダイヤフラムを
形成したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the first aspect of the present invention introduces two systems of fluid pressure into two pressure chambers formed by partitioning the center by a diaphragm. In a fluid vibration detection device that detects the pressure vibration of the fluid by extracting the displacement of the diaphragm generated by the differential pressure of the fluid as an electric signal, the diaphragm is formed by integrally bonding an inorganic piezoelectric body to the surface of the central part of the metal thin film. Is formed.

【0012】第2の発明は、第1の発明の流体振動検出
装置において、ダイヤフラムの外形をほぼ円形にすると
ともに、圧電体の外側であってかつダイヤフラム外周よ
りも内側位置の同心の円周上でダイヤフラムを密着支持
して圧力室を区分する円筒状の支持部を備えたことを特
徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the fluid vibration detecting device of the first aspect, the outer shape of the diaphragm is substantially circular, and on the concentric circumference outside the piezoelectric body and inside the diaphragm. It is characterized in that it is provided with a cylindrical supporting portion for closely supporting the diaphragm and partitioning the pressure chamber.

【0013】第3の発明は、第1または第2の発明の流
体振動検出装置を2個、その圧電体の分極方向を同一と
するとともにダイヤフラムの面方向を一致させて並設
し、両ダイヤフラムに対する一方の側の両圧力室に2系
統の流体圧をそれぞれ導入するとともに、一方の側の両
圧力室に導入された流体圧をそれぞれ分岐し交差させて
から他方の側の圧力室に導入することを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, two fluid vibration detecting devices according to the first or second aspect of the present invention are arranged in such a manner that the piezoelectric elements have the same polarization direction and the plane directions of the diaphragms coincide with each other. To the two pressure chambers on one side, and the fluid pressures introduced to the two pressure chambers on one side are branched and crossed before being introduced to the pressure chamber on the other side. It is characterized by

【0014】第4の発明は、第1、第2または第3の発
明の流体振動検出装置において、圧電体に接続されたリ
ード線を、ダイヤフラム表面およびダイヤフラムの支持
部に固定してから圧力室外部に引き出したことを特徴と
する。
According to a fourth aspect of the present invention, in the fluid vibration detecting apparatus of the first, second or third aspect, the lead wire connected to the piezoelectric body is fixed to the surface of the diaphragm and the support portion of the diaphragm, and then the pressure chamber. It is characterized by being pulled out to the outside.

【0015】[0015]

【作用】第1の発明においては、無機系の圧電体が用い
られたことにより、耐熱性が増して熱的な特性も安定す
るとともに、圧電特性、寸法の経年変化が少なくなる。
また、ダイヤフラム本体が金属であることにより強度が
増し、過大な流体圧力に対しても十分耐えられる。ま
た、圧電体が中央部に配設されたことにより、ダイヤフ
ラム自体が軽量となり、外部振動による慣性力の影響が
少なくなる。
In the first aspect of the present invention, the use of the inorganic piezoelectric material increases the heat resistance, stabilizes the thermal characteristics, and reduces the secular change in the piezoelectric characteristics and dimensions.
Further, since the diaphragm main body is made of metal, its strength is increased, and it can sufficiently withstand an excessive fluid pressure. Further, since the piezoelectric body is arranged in the central portion, the diaphragm itself becomes light in weight, and the influence of inertial force due to external vibration is reduced.

【0016】第2の発明においては、ダイヤフラムの外
形がほぼ円形であるとともに、その内側の同心円上でダ
イヤフラムが支持されているため、支持部の径が適当に
設定されると、垂直方向の外力によりダイヤフラムにノ
イズ発生の原因となる有害な慣性力が発生しても、支持
部の内外でダイヤフラム自体に発生する慣性力によるモ
ーメントがつり合う。それにより、中心部での平面度が
ほぼ保たれて圧電体に発生する歪みが最小限となる。
In the second aspect of the invention, since the outer shape of the diaphragm is substantially circular and the diaphragm is supported on a concentric circle inside the diaphragm, when the diameter of the supporting portion is set appropriately, vertical external force is applied. Therefore, even if a harmful inertial force that causes noise is generated in the diaphragm, the moment due to the inertial force generated in the diaphragm itself is balanced inside and outside the support portion. As a result, the flatness at the center is substantially maintained, and the strain generated in the piezoelectric body is minimized.

【0017】第3の発明においては、流体振動検出装置
が2個並設されたことにより、流体振動検出装置1個だ
けの場合に完全に除去できなかった外力によるノイズ信
号が取り出された後、電気的な加減処理を加えて消去す
ることが可能になる。
In the third aspect of the invention, since the two fluid vibration detecting devices are arranged side by side, after the noise signal due to the external force which could not be completely removed in the case of only one fluid vibration detecting device is taken out, It becomes possible to erase by adding electrical adjustment processing.

【0018】第4の発明においては、圧電体に接続され
るリード線がダイヤフラム表面およびダイヤフラムの支
持部に固定されてから圧力室外部に引き出れることによ
り、リード線が圧力室内で流体圧の変動や外部振動に応
じて移動することがなくなる。
In the fourth aspect of the invention, the lead wire connected to the piezoelectric body is fixed to the surface of the diaphragm and the supporting portion of the diaphragm and then pulled out to the outside of the pressure chamber, so that the lead wire is exposed to fluid pressure in the pressure chamber. It will not move in response to fluctuations or external vibrations.

【0019】[0019]

【実施例】以下、図に沿って本発明の実施例を説明す
る。図1は第1,第3及び第4の発明の実施例を示す断
面図、図2は図1の要部を示す拡大断面図であり、図3
は同実施例の電気的構成を示す回路図である。図におい
て、15はその上面に2個の合同な円形状の凹部16,
17が並べて形成され、かつ下面にそれぞれ凹部16,
17に連通してこれらの凹部に流体圧P1,P2を導入
する第1導圧口8と第2導圧口9とが設けられた厚板状
の第1ハウジングである。18は圧力P1を導圧口8に
流体密に導くようにしたOリング、19は圧力P2を導
圧口9に流体密に導くようにしたOリングである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a sectional view showing an embodiment of the first, third and fourth inventions, and FIG. 2 is an enlarged sectional view showing an essential part of FIG.
FIG. 3 is a circuit diagram showing an electrical configuration of the same embodiment. In the figure, reference numeral 15 designates two congruent circular recesses 16 on its upper surface,
17 are formed side by side, and concave portions 16 and
It is a thick plate-shaped first housing provided with a first pressure guide port 8 and a second pressure guide port 9 communicating with 17 and introducing the fluid pressures P1 and P2 into these recesses. Reference numeral 18 is an O-ring that fluid-tightly guides the pressure P1 to the pressure guide port 8, and 19 is an O-ring that fluid-tightly guides the pressure P2 to the pressure guide port 9.

【0020】70a,70bはチタンやジュラルミン等
の軽量金属製の厚さ20μm前後の金属板71a,71
bとその一面ほぼ中央にPZT圧電セラミック72a,
72bをそれぞれ一体的に固着したダイヤフラムであ
る。圧電セラミック72aは圧電基体73aの両面に電
極74a,75aを備え、同一の向きの分極極性となる
よう金属板71aと電極75aとを電気的に導通させて
接合固定させてある。また圧電セラミック72bも同様
に構成してある。76a,76bは電極74a,74
b、及び75a,75bの出力を外部へ取り出すリード
線である。なお、ダイヤフラム70a,70bは、圧電
セラミック72a,72bを片面だけでなく両面に固着
することも可能である。
Reference numerals 70a and 70b are metal plates 71a and 71 made of lightweight metal such as titanium or duralumin and having a thickness of about 20 μm.
b and the PZT piezoelectric ceramic 72a, approximately in the center of one surface thereof,
The diaphragms 72b are integrally fixed to each other. The piezoelectric ceramic 72a is provided with electrodes 74a and 75a on both surfaces of a piezoelectric substrate 73a, and the metal plate 71a and the electrode 75a are electrically connected to each other so as to be bonded and fixed so as to have polarization polarities in the same direction. The piezoelectric ceramic 72b has the same structure. 76a and 76b are electrodes 74a and 74
It is a lead wire for taking out the outputs of b and 75a, 75b to the outside. The diaphragms 70a and 70b can have the piezoelectric ceramics 72a and 72b fixed to not only one surface but also both surfaces.

【0021】27はその一面に、ハウジング15に形成
された凹部16,17に対応する位置に円形状の凹部2
8,29が形成された厚板状の第2ハウジングである。
図1においては、凹部16,17と凹部28,29とが
いずれも内側を向き、さらに凹部16と28とが対向し
かつ凹部17と29とが対向するようにして、ハウジン
グ15とダイヤフラム70a,70bとの当接部及びハ
ウジング27とハウジング15との当接部が接着剤によ
って流体密に接着されている。
Reference numeral 27 denotes a circular concave portion 2 on one surface thereof at a position corresponding to the concave portions 16 and 17 formed in the housing 15.
It is a thick plate-shaped second housing in which 8, 29 are formed.
In FIG. 1, the recesses 16 and 17 and the recesses 28 and 29 all face inward, the recesses 16 and 28 face each other, and the recesses 17 and 29 face each other, so that the housing 15 and the diaphragm 70a, The contact portion with 70b and the contact portion between the housing 27 and the housing 15 are fluid-tightly bonded with an adhesive.

【0022】ハウジング15,27に形成された凹部1
6と凹部28とからなる第1圧力室61、凹部17と凹
部29とからなる第2圧力室62が、それぞれダイヤフ
ラム70a,70bによって流体密に二分されて第11
圧力室35と第12圧力室41と第21圧力室40と第
22圧力室36とが形成される。
Recessed portion 1 formed in housings 15 and 27
The first pressure chamber 61 composed of 6 and the recess 28 and the second pressure chamber 62 composed of the recess 17 and the recess 29 are fluid-tightly divided into two by the diaphragms 70a and 70b, respectively.
The pressure chamber 35, the 12th pressure chamber 41, the 21st pressure chamber 40, and the 22nd pressure chamber 36 are formed.

【0023】第1連通孔31は、凹部16と凹部17と
の間のハウジング15に形成された貫通孔32と、凹部
28と凹部29との間のハウジング27に形成された貫
通孔34とからなり、ハウジング15及び27が上述の
ように固定されることによって凹部16とダイヤフラム
70aとで形成された第11圧力室35と、凹部29と
ダイヤフラム70bとで形成された第22圧力室36と
を連通させる。第2連通孔37は、ハウジング15に点
線で図示したように形成された貫通孔38と、ハウジン
グ27に点線で図示したように形成された貫通孔39と
からなり、凹部17とダイヤフラム70bとで形成され
た第21圧力室40と、凹部28とダイヤフラム70a
とで形成された第12圧力室41とを連通させる。
The first communication hole 31 includes a through hole 32 formed in the housing 15 between the recess 16 and the recess 17, and a through hole 34 formed in the housing 27 between the recess 28 and the recess 29. By fixing the housings 15 and 27 as described above, the 11th pressure chamber 35 formed by the recess 16 and the diaphragm 70a and the 22nd pressure chamber 36 formed by the recess 29 and the diaphragm 70b are formed. Communicate. The second communication hole 37 includes a through hole 38 formed in the housing 15 as illustrated by a dotted line and a through hole 39 formed in the housing 27 as illustrated by a dotted line, and includes the recess 17 and the diaphragm 70b. The formed 21st pressure chamber 40, the recessed part 28, and the diaphragm 70a.
The 12th pressure chamber 41 formed by and is made to connect.

【0024】また前述のリード線76a,76bはフレ
キシブル絶縁体77の両面に導体78a及び78bを設
けてあり、78aが前記電極74aと、78bが電極7
5aと導通したダイヤフラム70aに導通するよう固定
されている。このようにリード線76a,76bの先端
部は、それぞれダイヤフラム70a,70bと一体構造
とするとともに、その中間部はそれぞれ凹部28,29
の内壁に固定されてからハウジング27を貫通して外部
へ取り出すようにしてあるので、外部振動が加わっても
リード線76a,76bが振動してノイズを発生させる
ことがない。また、47は非反転増幅器12および抵抗
R1,R2,R3からなる電圧検出装置であり、48は
上述した各部により構成される振動圧力検出装置であ
る。
The above-mentioned lead wires 76a and 76b are provided with conductors 78a and 78b on both surfaces of a flexible insulator 77, where 78a is the electrode 74a and 78b is the electrode 7.
It is fixed so as to be electrically connected to the diaphragm 70a which is electrically connected to 5a. Thus, the tip portions of the lead wires 76a and 76b are integrated with the diaphragms 70a and 70b, respectively, and the intermediate portions thereof are recessed portions 28 and 29, respectively.
Since it is fixed to the inner wall of the housing and is taken out through the housing 27, the lead wires 76a and 76b do not vibrate and generate noise even when external vibration is applied. Further, 47 is a voltage detecting device composed of the non-inverting amplifier 12 and resistors R1, R2 and R3, and 48 is an oscillating pressure detecting device constituted by the above-mentioned respective parts.

【0025】図4は上述の装置48をカルマン渦流量計
等に適用した例を示す。渦78は渦発生体77の両側面
後方に交互に発生するので渦の圧力は互いに逆位相の関
係となる。この圧力は導圧口79a,79bを介して第
1導圧口8、第2導圧口9に伝わるのでダイヤフラム7
0aと70bには逆向きの力を受け逆向きに変位する。
ここで圧電セラミック72a,72bは同じ向きに分極
して設けてあるので出力電圧は逆位相となり電極75
a,75bを接続することにより2つの圧電セラミック
72a,72bの出力の和が求められる。
FIG. 4 shows an example in which the above-mentioned device 48 is applied to a Karman vortex flowmeter or the like. Since the vortices 78 are alternately generated behind both side surfaces of the vortex generator 77, the pressures of the vortices have a phase relationship opposite to each other. Since this pressure is transmitted to the first pressure guiding port 8 and the second pressure guiding port 9 via the pressure guiding ports 79a and 79b, the diaphragm 7
0a and 70b receive the opposite forces and are displaced in the opposite directions.
Here, since the piezoelectric ceramics 72a and 72b are provided so as to be polarized in the same direction, the output voltages have opposite phases and the electrode 75
By connecting a and 75b, the sum of the outputs of the two piezoelectric ceramics 72a and 72b can be obtained.

【0026】一方、ダイヤフラム70a,70bは、面
に垂直方向に加わる外部振動に対しては同じ向きに変位
するので、圧電セラミック72a,72bに同位相の出
力が発生するが、その大きさが等しいので電極74a,
74b間には電位差が発生しない。即ち外部振動による
ノイズ出力を電気的な処理により消去することができ
る。
On the other hand, since the diaphragms 70a and 70b are displaced in the same direction with respect to the external vibration applied in the direction perpendicular to the surface, the piezoelectric ceramics 72a and 72b generate the same phase output, but their magnitudes are equal. So electrode 74a,
No potential difference is generated between 74b. That is, noise output due to external vibration can be erased by electrical processing.

【0027】さらにダイヤフラム70a,70bを形成
する金属板にTiやジュラルミン等の軽量の材料を用い
るとともに、変位を検出する圧電セラミック72a,7
2bを最も歪が大きい中央部分にのみ設けたことにより
ダイヤフラム70a,70b全体を軽量化でき、外部振
動によるダイヤフラム70a,70bの変位を小さくす
ることが可能になる。
Further, a light weight material such as Ti or duralumin is used for the metal plates forming the diaphragms 70a, 70b, and the piezoelectric ceramics 72a, 7 for detecting the displacement.
By providing 2b only in the central portion where the strain is the largest, the weight of the diaphragms 70a and 70b can be reduced, and the displacement of the diaphragms 70a and 70b due to external vibration can be reduced.

【0028】このように実施例によれば、カルマン渦や
フルイディック流量計等の流体振動圧力を検出する装置
において、圧力を検出するダイヤフラムを従来のように
高分子圧電膜で形成するのと異なり、軽量の金属製基板
とその少なくとも片面のほぼ中央部に無機系圧電体とを
積層・固定して構成したので高温流体に適用しても、経
時変化の少ない信頼性に優れた特性が得られる。
As described above, according to the embodiment, in a device for detecting a fluid vibration pressure such as a Karman vortex or a fluidic flowmeter, unlike the conventional case where a diaphragm for detecting the pressure is formed of a polymer piezoelectric film. Since a light-weight metal substrate and an inorganic piezoelectric material are laminated and fixed on at least the center of at least one side of the substrate, even when applied to a high temperature fluid, a highly reliable characteristic with little change over time can be obtained. ..

【0029】また、圧力室を2個並設して、それぞれダ
イヤフラムを同一方向にして設置し、流体振動圧力が加
えられると、ダイヤフラムは互いに逆向きに変位させら
れる一方、ダイヤフラム面に垂直に作用する外部振動加
速度に対しては2枚のダイヤフラムが同方向に変位し、
その変位の向きに対応した極性に圧電体の出力が得られ
る。この両出力電圧について、電気的に和と差をとるこ
とで、外部振動加速度に伴うダイヤフラム変位により発
生するノイズ出力が電気的に消去される。それにより、
低流速域の微小信号についても振動の影響を受けずに検
出することができる。
Further, two pressure chambers are arranged side by side, and the diaphragms are installed in the same direction. When a fluid vibration pressure is applied, the diaphragms are displaced in opposite directions, while acting vertically to the diaphragm surface. The two diaphragms are displaced in the same direction with respect to the external vibration acceleration
The output of the piezoelectric body is obtained with the polarity corresponding to the direction of the displacement. By electrically taking the difference between these two output voltages, the noise output generated by the diaphragm displacement due to the external vibration acceleration is electrically erased. Thereby,
Even a small signal in the low flow velocity region can be detected without being affected by vibration.

【0030】また、実施例では、ダイヤフラム70aを
支持する第1室61と、ダイヤフラム70bを支持する
第2室62とを並設しているが、ダイヤフラム70aと
第1室61単独で用いても耐熱性、耐久性のすぐれた流
体振動検出装置を得ることができる。
Further, in the embodiment, the first chamber 61 supporting the diaphragm 70a and the second chamber 62 supporting the diaphragm 70b are arranged in parallel, but the diaphragm 70a and the first chamber 61 may be used alone. It is possible to obtain a fluid vibration detection device having excellent heat resistance and durability.

【0031】次に第2の発明の実施例について図5,図
6,図7により説明する。図5は実施例の断面図であ
り、図6,図7は動作の説明図である。この実施例が図
1の実施例と異なる点は、ダイヤフラムを1個としたこ
とと、ダイヤフラムを外周端でなく外周端よりも内側で
支持することである。なお、図1の実施例と共通する部
分は、同一番号を付して説明を省略する。
Next, an embodiment of the second invention will be described with reference to FIGS. 5, 6 and 7. FIG. 5 is a sectional view of the embodiment, and FIGS. 6 and 7 are explanatory views of the operation. The difference of this embodiment from the embodiment of FIG. 1 is that only one diaphragm is provided and the diaphragm is supported not at the outer peripheral end but at the inner side of the outer peripheral end. The same parts as those in the embodiment of FIG. 1 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0032】図において、ダイヤフラム70はその外周
部で固定されるのではなく外周よりも内側でしかも圧電
セラミック72よりも外側となる円周上で支持される。
すなわち、ダイヤフラム70は両面から同芯上のOリン
グ80,81により挾圧・支持される。このOリング8
0,81は、それぞれハウジング82,83の内側に形
成された円筒状の凸起84,85の先端に保持されて位
置決めされる。
In the figure, the diaphragm 70 is not fixed at its outer peripheral portion, but is supported on the circumference inside the outer circumference and outside the piezoelectric ceramic 72.
That is, the diaphragm 70 is pressed and supported from both sides by the concentric O-rings 80 and 81. This O-ring 8
0 and 81 are held and positioned by the tips of cylindrical protrusions 84 and 85 formed inside the housings 82 and 83, respectively.

【0033】また、ハウジング82,83はその当接面
を貫通する複数個の位置決めピン86により位置決めさ
れてOリング80,81を支持する凸起84,85の相
対位置が保持される。凸起84,85の内側のダイヤフ
ラム70に対向するハウジング82,83の面には断面
円形をした凹部87,88が設けられており、互いに気
密な圧力室89,90が形成されている。
Further, the housings 82 and 83 are positioned by a plurality of positioning pins 86 penetrating the abutting surfaces, and the relative positions of the protrusions 84 and 85 that support the O-rings 80 and 81 are held. Recesses 87 and 88 having a circular cross section are provided on the surfaces of the housings 82 and 83 facing the diaphragm 70 inside the protrusions 84 and 85, and pressure chambers 89 and 90 that are airtight to each other are formed.

【0034】凸起84,85の外側のダイヤフラム70
に対向するハウジング82,83の面には円環状凹溝9
1,92が設けられて、空洞93が形成されている。こ
の空洞93は密閉空間とならないように、外気または測
定流体に連通させる。本実施例では導圧口94によって
圧力室90と連通させてある。圧力室90はハウジング
83及び82に設けた導圧口95及び96を介して、ま
た圧力室89はハウジング82に設けた導圧口97を介
して、フタ98に形成されている導圧口9及び8とそれ
ぞれ連通している。なお、99は圧力室90を気密に保
つフタである。
Diaphragm 70 outside protrusions 84 and 85
The annular groove 9 is formed on the surface of the housing 82, 83 facing the
1, 92 are provided, and a cavity 93 is formed. The cavity 93 communicates with the outside air or the measurement fluid so as not to be a closed space. In this embodiment, the pressure introducing port 94 communicates with the pressure chamber 90. The pressure chamber 90 is provided through the pressure guide ports 95 and 96 provided in the housings 83 and 82, and the pressure chamber 89 is provided through the pressure guide port 97 provided in the housing 82, and the pressure guide port 9 is formed in the lid 98. And 8 respectively. Incidentally, 99 is a lid for keeping the pressure chamber 90 airtight.

【0035】次に、動作について図6,図7により説明
する。カルマン渦流量計等の流体振動圧力は導圧口8,
9を経由して圧力室89,90に伝わる。この伝えられ
る圧力P1,P2は原理的に逆位相の関係にあるのでダ
イヤフラム70を図6の点線のように変形させるので、
圧電セラミック72ではこの変形に対応した正弦波状の
出力電圧が発生する。このとき空洞93には、片側の導
圧口9の圧力P2が導かれているだけなのでダイヤフラ
ム70の外側の部分100には外力が加えられない。
Next, the operation will be described with reference to FIGS. The fluid vibration pressure of the Karman vortex flowmeter, etc.
It is transmitted to the pressure chambers 89 and 90 via 9. Since the transmitted pressures P1 and P2 have an inverse phase relationship in principle, the diaphragm 70 is deformed as shown by the dotted line in FIG.
In the piezoelectric ceramic 72, a sinusoidal output voltage corresponding to this deformation is generated. At this time, since the pressure P2 of the pressure introducing port 9 on one side is only guided to the cavity 93, no external force is applied to the portion 100 outside the diaphragm 70.

【0036】一方、図7のように外部振動が加えられる
と振動加速度はダイヤフラム70の全体に作用するの
で、ダイヤフラム70の内側と外側とでは変形が逆向き
になる。いま図中Aの向きに加速度が加わったとする
と、ダイヤフラム70の中央部101には自身の慣性力
がAの向きに発生し、それに対してダイヤフラム70の
周縁部100に発生する慣性力が、中央部101を逆向
きに変位させるように作用する。
On the other hand, when external vibration is applied as shown in FIG. 7, the vibration acceleration acts on the entire diaphragm 70, so that the deformation is opposite between the inside and outside of the diaphragm 70. If acceleration is applied in the direction A in the figure, the inertial force of itself is generated in the direction A in the central portion 101 of the diaphragm 70, whereas the inertial force generated in the peripheral portion 100 of the diaphragm 70 is in the central direction. It acts so as to displace the portion 101 in the opposite direction.

【0037】従って、この周縁部100の質量あるいは
支点となるOリング80,81の位置を最適に選定する
ことで、振動によりダイヤフラム70の中央部101に
発生する変形を打消すことができ、外部振動によるノイ
ズ発生を防止することができる。また、外部振動がない
場合の流体圧力の変動に対してはダイヤフラム70の周
縁部100両面に均等に圧力が作用し、いわばフリー状
態となるのでダイヤフラム70の中央部101は周縁部
100の影響を受けることがない。
Therefore, by optimally selecting the position of the O-rings 80 and 81 which are the mass or fulcrum of the peripheral portion 100, the deformation generated in the central portion 101 of the diaphragm 70 due to the vibration can be canceled, and the external It is possible to prevent generation of noise due to vibration. Further, the pressure acts evenly on both sides of the peripheral edge portion 100 of the diaphragm 70 in response to the fluctuation of the fluid pressure when there is no external vibration, and it is in a so-called free state, so that the central portion 101 of the diaphragm 70 is affected by the peripheral edge portion 100. Never receive.

【0038】このように実施例によれば、圧力を検出す
るダイヤフラム70を金属基板71とその少なくとも片
面のほぼ中央部に無機系の圧電体である圧電セラミック
72とを積層・固定して構成すると共に、半径方向で少
なくとも片面を気密に円筒状の凸起84,85等により
支持し、ダイヤフラム70の両面に2つの圧力室を形成
し、これらの圧力室にカルマン渦やフルイディック流量
計等の流体振動圧力P1,P2を導くようにしたので、
外部振動によるダイヤフラム70の中央部101の変形
を周縁部100に発生する慣性力の曲げモーメントによ
って打消すことができる。それにより、一枚のダイヤフ
ラム70を用いた構成であっても外部振動の影響を受け
ずに低流速の微小圧力信号を検出できる利点がある。
As described above, according to the embodiment, the diaphragm 70 for detecting the pressure is constructed by laminating and fixing the metal substrate 71 and the piezoelectric ceramic 72, which is an inorganic piezoelectric material, on the substantially central portion of at least one surface thereof. At the same time, at least one side in the radial direction is airtightly supported by cylindrical protrusions 84, 85 and the like, and two pressure chambers are formed on both sides of the diaphragm 70. The Karman vortex and fluidic flowmeters are formed in these pressure chambers. Since the fluid oscillating pressures P1 and P2 are introduced,
The deformation of the central portion 101 of the diaphragm 70 due to external vibration can be canceled by the bending moment of the inertial force generated in the peripheral portion 100. As a result, there is an advantage that even a configuration using one diaphragm 70 can detect a low pressure minute flow pressure signal without being affected by external vibration.

【0039】また、ダイヤフラム70は一枚で良いの
で、構成も簡単でかつコストを低下させる実用的利点が
ある。さらにこの方式は、ダイヤフラム70に加わる慣
性力の曲げモーメントを利用するのでダイヤフラム70
には剛性が必要である。そのため、従来装置のような膜
状体では原理的にも上述したような作用・効果が得られ
ず、金属ダイヤフラムを使用したことにより、初めて振
動を消去できるものである。また、中・高温流体への適
用や、検出圧力が大きく強度が必要な用途にも適用でき
る利点がある。
Since only one diaphragm 70 is required, the structure is simple and the cost is reduced, which is a practical advantage. Further, since this method utilizes the bending moment of the inertial force applied to the diaphragm 70, the diaphragm 70
Requires rigidity. Therefore, the action and effect as described above cannot be obtained in principle with a film-like body such as a conventional device, and vibration can be eliminated only by using a metal diaphragm. Further, there is an advantage that it can be applied to medium and high temperature fluids, and also to applications where a large detected pressure is required and strength is required.

【0040】次に第3の発明の実施例について図8によ
り説明する。なお、図中で前述の実施例と共通する部分
は同一番号を付して説明を省略する。本実施例は第2の
発明の実施例のように構成した圧力検出素子を2つ備え
ており、2つの素子の出力を電気的に加減処理して振動
ノイズと流体振動圧力とのS/N比を一層改善したもの
である。
Next, an embodiment of the third invention will be described with reference to FIG. In the figure, the same parts as those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. The present embodiment is provided with two pressure detecting elements configured as in the second embodiment of the present invention, and the output of the two elements is electrically adjusted to adjust the S / N of vibration noise and fluid vibration pressure. The ratio is further improved.

【0041】図において、ハウジング83の下面側には
ダイヤフラム70a,70bを支持する円筒状の支持体
102a,102bと、その内側の同芯の円形凹部88
a,88bと、外側の円環状の凹溝92a,92bとが
形成されている。またハウジング82の上面側にはダイ
ヤフラム70a,70bに対向した円形の凹部87a,
87bが設けられている。これらのハウジング82とハ
ウジング83とが気密に接着固定されてダイヤフラム7
0a及び70bの両側に圧力室89aと90a及び89
bと90bとがそれぞれ形成される。
In the figure, on the lower surface side of the housing 83, cylindrical supports 102a and 102b for supporting the diaphragms 70a and 70b, and a concentric circular recess 88 inside thereof.
a and 88b and outer annular concave grooves 92a and 92b are formed. Further, on the upper surface side of the housing 82, circular recesses 87a facing the diaphragms 70a, 70b,
87b is provided. The housing 82 and the housing 83 are airtightly adhered and fixed to each other so that the diaphragm 7
0a and 70b on both sides of the pressure chambers 89a and 90a and 89
b and 90b are formed respectively.

【0042】さらに圧力室89aは導圧口8に連通する
と共に導圧孔103a,104bを介して圧力室90b
と、また圧力室89bは導圧口9に連通すると共に導圧
孔103b,104aを介して圧力室90aと連通して
いる。第2の実施例ではダイヤフラム70を両側からO
リング80,81で保持する構造としているが本実施例
のように支持体102a,102bにダイヤフラム70
a,70bの片側を接着固定しても同一機能が得られ
る。
Further, the pressure chamber 89a communicates with the pressure guide port 8 and the pressure chamber 90b through the pressure guide holes 103a and 104b.
Further, the pressure chamber 89b communicates with the pressure guide port 9 and also communicates with the pressure chamber 90a via the pressure guide holes 103b and 104a. In the second embodiment, the diaphragm 70 is O
Although the structure is such that the rings 80 and 81 are used for holding, the diaphragm 70 is attached to the supports 102a and 102b as in the present embodiment.
The same function can be obtained by adhesively fixing one side of a and 70b.

【0043】上記構成において、カルマン渦流量計等の
流体振動圧力を導管79a,79bを介して導圧口8,
9へ導くと、ダイヤフラム70a,70bは互いに逆向
きの圧力を受けて変位する。圧電セラミック72a,7
2bは分極方向を同じにして金属板71a,71bに固
定してあるので、出力電圧は逆位相となり、図3の場合
と同様に電極75a,75bを接続することにより圧電
セラミック72a,72bの出力の和を求めることがで
きる。
In the above structure, the fluid vibration pressure of the Karman vortex flowmeter or the like is introduced through the conduits 79a and 79b into the pressure guide port 8,
When guided to 9, the diaphragms 70a and 70b are displaced by receiving pressures in opposite directions. Piezoelectric ceramics 72a, 7
Since 2b has the same polarization direction and is fixed to the metal plates 71a and 71b, the output voltages have opposite phases. By connecting the electrodes 75a and 75b as in the case of FIG. 3, the outputs of the piezoelectric ceramics 72a and 72b are output. The sum of can be calculated.

【0044】一方、ダイヤフラム70a,70bの面に
垂直方向に加わる外部振動は第2の発明の実施例と同様
にして消去されるのであるが、圧電セラミック72a,
72bは有限な大きさを持っているので、この大きさの
中でダイヤフラム70a,70bの慣性力による変形を
全く無くすことは理論的に不可能でありノイズ除去には
限界がある。しかしながら、外部振動はダイヤフラム7
0a,70bを同じ向きに変位させるので前述のように
圧電セラミック72a,72bの大きさによって生じる
出力の未消去分は同位相となり、前述した第1の発明の
実施例のように各出力線を結線することによりノイズ成
分を打消すことができる。すなわち、一枚のダイヤフラ
ムを使用する場合に比べて信号成分は2倍になると共
に、振動ノイズは消去されるので、S/N比の非常に高
い出力が得られる。
On the other hand, the external vibration applied in the direction perpendicular to the surfaces of the diaphragms 70a and 70b is eliminated in the same manner as in the second embodiment of the present invention.
Since 72b has a finite size, it is theoretically impossible to completely eliminate the deformation of the diaphragms 70a and 70b due to the inertial force within this size, and there is a limit to noise removal. However, external vibration causes the diaphragm 7
Since 0a and 70b are displaced in the same direction, the unerased portions of the output caused by the sizes of the piezoelectric ceramics 72a and 72b have the same phase as described above, and the output lines are connected to each other as in the above-described first embodiment of the invention. The noise component can be canceled by connecting. That is, the signal component is doubled as compared with the case of using one diaphragm, and the vibration noise is eliminated, so that an output with a very high S / N ratio can be obtained.

【0045】この第3の発明の実施例は、第2の発明の
実施例によるダイヤフラムを2個用いて、流体振動圧力
によってダイヤフラムを互いに逆向きに変位させるとと
もに、ダイヤフラム面に垂直に作用する外部振動加速度
に対しては、ダイヤフラムが同じ向きに変位することを
利用して変位の向きに対応した極性を持つ出力が得られ
るように圧電体を配置し、さらに両ダイヤフラムの出力
について電気的に和、及び差をとるようにしたのであ
る。その結果、流体振動圧力の信号は倍になる一方、外
部振動によるダイヤフラムの変形成分の中から圧電体の
大きさにより生じる不平衡成分をも消去できるので、外
部振動の影響をさらに受けないようにして低流速域を検
出できる利点がある。
In the third embodiment of the invention, two diaphragms according to the second embodiment of the invention are used to displace the diaphragms in opposite directions by fluid vibration pressure and to act perpendicularly to the diaphragm surface. For vibration acceleration, a piezoelectric body is placed so that an output with a polarity corresponding to the direction of displacement can be obtained by utilizing the fact that the diaphragms are displaced in the same direction, and the outputs of both diaphragms are electrically summed. , And the difference was taken. As a result, the signal of fluid vibration pressure is doubled, while the unbalanced component generated by the size of the piezoelectric body can be eliminated from the deformation component of the diaphragm due to external vibration, so it is not affected by external vibration. Therefore, there is an advantage that a low flow velocity region can be detected.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上述べたように第1の発明によれば、
無機系の圧電体を用いたことにより、耐熱性が増して熱
的な特性も安定するとともに、圧電特性、寸法の経年変
化が少なくなり耐久性が向上する。同様に、ダイヤフラ
ム本体が金属であるため、強度が増し過渡時の過大圧力
に対しても十分な強度を得ることができて耐久性を増
す。また、圧電体を中央部のみに配設することにより、
ダイヤフラム自体が軽量となり、慣性力の影響が少なく
なり、その分S/N比が改善されて、高精度の計測が可
能になる。特に、軽量金属によりダイヤフラムを形成し
た場合はさらに測定精度が向上する。
As described above, according to the first invention,
By using the inorganic piezoelectric material, the heat resistance is increased, the thermal characteristics are stabilized, and the piezoelectric characteristics and the dimensional change are reduced, and the durability is improved. Similarly, since the diaphragm main body is made of metal, the strength is increased, and sufficient strength can be obtained even against an excessive pressure during a transition, and durability is increased. Further, by disposing the piezoelectric body only in the central portion,
The diaphragm itself becomes light in weight, the influence of inertial force is reduced, and the S / N ratio is improved accordingly, enabling high-precision measurement. In particular, when the diaphragm is made of lightweight metal, the measurement accuracy is further improved.

【0047】第2の発明によれば、ダイヤフラムの外形
をほぼ円形とし、その内側の同心の円周上で支持するこ
とで、ダイヤフラムに垂直方向の外力が加えられて有害
な慣性力が発生した場合、支持部の内外でダイヤフラム
自体に発生する慣性力によるモーメントが釣り合う。そ
れにより、ダイヤフラムの中心部での平面度が保たれる
ことになり、圧電体に発生する歪みが最小限となってノ
イズの発生を最小限度に抑えて、高精度の計測を可能に
する。
According to the second aspect of the present invention, the outer shape of the diaphragm is made substantially circular, and the diaphragm is supported on the concentric circumference, so that a vertical external force is applied to the diaphragm to generate a harmful inertial force. In this case, the moment due to the inertial force generated in the diaphragm itself is balanced inside and outside the support portion. As a result, the flatness at the central portion of the diaphragm is maintained, the strain generated in the piezoelectric body is minimized, and the generation of noise is suppressed to the minimum, enabling highly accurate measurement.

【0048】第3の発明によれば、流体振動検出装置を
2個並設したことにより、流体振動検出装置1個だけで
は除去されなかった外力によるノイズ信号についても電
気的な加減処理を加えると消去することが可能になり、
より高精度の計測を可能にする。
According to the third aspect of the invention, since the two fluid vibration detecting devices are arranged in parallel, the noise signal due to the external force, which is not removed by only one fluid vibration detecting device, can be electrically adjusted. It becomes possible to erase,
Enables more accurate measurement.

【0049】第4の発明によれば、圧電体に接続される
リード線が圧力室内部で固定されることにより、圧力室
内で流体圧の変動や外部振動が加えられてもノイズの発
生原因になることがなくなり、より高精度の計測を可能
にする。以上の各発明では、それぞれ流体振動圧の周波
数を測定する際に、外部振動によるノイズの発生を少な
くし、またそれでも発生したノイズについては、消去す
るようにして、S/N比を改善し、低速流域での計測範
囲を拡大するとともに耐久性を増すことができる。
According to the fourth aspect of the present invention, the lead wire connected to the piezoelectric body is fixed in the pressure chamber, which may cause noise even if fluid pressure fluctuations or external vibrations are applied in the pressure chamber. It becomes possible to measure with higher accuracy. In each of the above inventions, when measuring the frequency of the fluid oscillating pressure, the generation of noise due to external vibration is reduced, and the generated noise is eliminated to improve the S / N ratio. It is possible to extend the measurement range in the low speed basin and increase the durability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】第1および第4の発明の実施例を示す断面図で
ある。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of the first and fourth inventions.

【図2】図1の要部の拡大図ある。FIG. 2 is an enlarged view of a main part of FIG.

【図3】図1の実施例の電気的構成を示す回路図であ
る。
FIG. 3 is a circuit diagram showing an electrical configuration of the embodiment shown in FIG.

【図4】図1の実施例をカルマン渦流量計に適用した状
態を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a state in which the embodiment of FIG. 1 is applied to a Karman vortex flowmeter.

【図5】第2の発明の実施例を示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing an embodiment of the second invention.

【図6】図5の実施例の動作を説明する図である。FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the embodiment of FIG.

【図7】図5の実施例の動作を説明する図である。FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the embodiment of FIG.

【図8】第3の発明の実施例の構成を示す断面図であ
る。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a configuration of an example of the third invention.

【図9】従来例を示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

8 第1導圧口 9 第2導圧口 31 第1連通孔 32,34 貫通孔 35 第11圧力室 36 第22圧力室 37 第2連通孔 38,39 貫通孔 40 第21圧力室 41 第12圧力室 61 第1圧力室 62 第2圧力室 70a,70b ダイヤフラム 71a,71b 金属板 72a,72b 圧電セラミック 73a 圧電基体 74a,74b,75a,75b 電極 76a,76b リード線 80,81 Oリング 84,85 凸起 89,90 圧力室 94,95,96,97 導圧口 100 周縁部 101 中央部 102a,102b 支持体 103a,103b,104a,104b 導圧孔 8 1st pressure port 9 2nd pressure port 31 1st communicating hole 32, 34 through hole 35 11th pressure chamber 36 22nd pressure chamber 37 2nd communicating hole 38, 39 through hole 40 21st pressure chamber 41 12th Pressure chamber 61 First pressure chamber 62 Second pressure chamber 70a, 70b Diaphragm 71a, 71b Metal plate 72a, 72b Piezoelectric ceramic 73a Piezoelectric substrate 74a, 74b, 75a, 75b Electrode 76a, 76b Lead wire 80, 81 O-ring 84, 85 Projection 89,90 Pressure chamber 94,95,96,97 Pressure guide port 100 Peripheral part 101 Central part 102a, 102b Support body 103a, 103b, 104a, 104b Pressure guide hole

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平山 則行 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Noriyuki Hirayama Inventor Noriyuki Hirayama 1-1-1 Tanabe Nitta, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Fuji Electric Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ダイヤフラムにより中央を仕切られて形
成された2つの圧力室にそれぞれ2系統の流体圧を導入
して、両流体圧の差圧により発生するダイヤフラムの変
位を電気信号として取り出して流体の圧力振動を検出す
る流体振動検出装置において、金属薄膜の中央部表面に
無機系の圧電体を一体的に接着してダイヤフラムを形成
したことを特徴とする流体振動検出装置。
1. Fluid pressures of two systems are respectively introduced into two pressure chambers formed by dividing the center by a diaphragm, and the displacement of the diaphragm generated by the differential pressure between the two fluid pressures is taken out as an electric signal to obtain the fluid. In the fluid vibration detecting apparatus for detecting the pressure vibration, the diaphragm is formed by integrally bonding an inorganic piezoelectric material to the surface of the central portion of the metal thin film.
【請求項2】 請求項1記載の流体振動検出装置におい
て、ダイヤフラムの外形をほぼ円形にするとともに、圧
電体の外側であってかつダイヤフラム外周よりも内側位
置の同心の円周上でダイヤフラムを密着支持して圧力室
を区分する円筒状の支持部を備えたことを特徴とする流
体振動検出装置。
2. The fluid vibration detection device according to claim 1, wherein the outer shape of the diaphragm is substantially circular, and the diaphragm is closely contacted on the outer circumference of the piezoelectric body and on the concentric circumference inside the outer circumference of the diaphragm. A fluid vibration detection device comprising a cylindrical support portion that supports and divides a pressure chamber.
【請求項3】 請求項1または2記載の流体振動検出装
置を2個、その圧電体の分極方向を同一とするとともに
ダイヤフラムの面方向を一致させて並設し、両ダイヤフ
ラムに対する一方の側の両圧力室に2系統の流体圧をそ
れぞれ導入するとともに、一方の側の両圧力室に導入さ
れた流体圧をそれぞれ分岐し交差させてから他方の側の
圧力室に導入することを特徴とする流体振動検出装置。
3. The two fluid vibration detection devices according to claim 1 or 2, wherein the piezoelectric bodies have the same polarization direction and the diaphragms are arranged in parallel so that the surface directions of the diaphragms coincide with each other. It is characterized in that two systems of fluid pressures are respectively introduced into both pressure chambers, and the fluid pressures introduced into both pressure chambers on one side are branched and crossed before being introduced into the pressure chambers on the other side. Fluid vibration detector.
【請求項4】 請求項1,2または3記載の流体振動検
出装置において、圧電体に接続されたリード線を、ダイ
ヤフラム表面およびダイヤフラムの支持部に固定してか
ら圧力室外部に引き出したことを特徴とする流体振動検
出装置。
4. The fluid vibration detection device according to claim 1, 2, or 3, wherein the lead wire connected to the piezoelectric body is fixed to the surface of the diaphragm and the supporting portion of the diaphragm and then pulled out to the outside of the pressure chamber. Characteristic fluid vibration detection device.
JP4097133A 1992-03-23 1992-03-23 Fluid vibration detector Withdrawn JPH05264302A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100981280B1 (en) * 2008-08-12 2010-09-10 한국과학기술원 Method of manufacturing a fluid velocity sensor and a measuring sensor manufactured by the method and a method of measuring the fluid velocity using the same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100981280B1 (en) * 2008-08-12 2010-09-10 한국과학기술원 Method of manufacturing a fluid velocity sensor and a measuring sensor manufactured by the method and a method of measuring the fluid velocity using the same

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