JPH0614920U - 体積測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 圧電素子を取付けた振動板とプリント基板との間にマイ
ク空気室を形成したマイクロホンを具備せしめる体積測
定装置において、そのマイク空気室を密閉構造となし
て、該マイク空気室内に蒸気が侵入されることがないよ
うにして耐久性、信頼性を高めたマイクロホンを設備す
る体積測定装置を提供することにある。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、タンク内に入れられた液体の体積（容量）を、メインタンクと補正 タンクとに夫々設けた第１のマイクロホン及び第２のマイクロホンと、メインタ ンクと補正タンクとの体積を変化せしめる体積変化手段を用いて測定する体積測 定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

この種の体積測定装置として、例えば特願平１−２７８０８号（特開平２−２ ０６７２３号公報）による出願を済ませている。この考案の理解を容易ならしめ るため、上記出願の体積測定装置の基本構造を図１に基いて説明する。

【０００３】 １はスピーカ（体積変化手段）であり、この体積変化手段には増幅器２を介し て発振器３が接続されている。この体積変化手段によりメインタンク４と補正タ ンク５が仕切られるように構成されている。さらにそのメインタンク４側にはコ ンデンサマイク（第１のマイクロホン）６が設けられ、また補正タンク５側には 上記第１のマイクロホンより感度が低いダイナミックマイクロホン（第２のマイ クロホン）７が設けられている。（なお第２のマイクロホンは、コンデンサマイ クロホンの受信面の全面に、例えば微細孔を有するテープ等を貼着して、ダイナ ミックマイクロホンと同等の感度を持たせて構成してもよい。）また前記スピー カ１は、所定の角周波数ω₀ で駆動する。

【０００４】 ここで補正タンク５の容積をＶ₂ 、メインタンク４内の気体の体積をＶ₁ 、メ インタンク４内の液体の体積をＶ_L 、メインタンク４内の気体の体積Ｖ₁ とメイ ンタンク４内の液体の体積Ｖ_L の和をＶ_T （メインタンク４の全容積）とする。

【０００５】 補正タンク５の圧力変化ΔＰ₂ （ｔ）は、

【０００６】

【数１】

【０００７】 となる。

【０００８】 またメインタンクの圧力変化ΔＰ₁ （ｔ）は、

【０００９】

【数２】

【００１０】 となる。

【００１１】 ここで、補正タンク５の圧力変化の振幅値をＡ₂ 、メインタンク４の圧力変化の 振幅値をＡ₁ とすると、これらの振幅値の比は式（３ａ），（３ｂ）より

【００１２】

【数３】

【００１３】 となる。

【００１４】 これより

【００１５】

【数４】

【００１６】 となり、メインタンク４内に収納された液体の体積Ｖ_L は

【００１７】

【数５】

【００１８】 となる。

【００１９】 なお、ΔＶは予め実験により求めておくものとする。

【００２０】 次に上記原理に基づいて本発明による具体的実施例の説明をする。

【００２１】 補正タンク５とメインタンク４との間にスピーカ（体積変化手段）１を置いた もので、また、メインタンク４と補正タンク５の静圧を等しくするため、両タン ク５，４間がオリフィス１３を有する細いパイプ１４で接続され、メインタンク ４と補正タンク５とが大気圧の影響を受けないように、略完全に閉じられた系と なっているため、スピーカ１の駆動角周波数ω₀ がゆっくりした大気圧の変化に 比べて非常に大きく、また通気孔１５における流体抵抗が非常に大きいことによ り、スピーカ１の駆動中は通気孔１５が塞がれているように作用するので、タン ク４，５内の気圧はタンク４，５内外の気圧差による影響を全く受けない。ここ でこのパイプ１４の圧力伝達の時定数は、スピーカ１による補正タンク５の圧力 変化の時定数よりも十分大きく、またタンク４，５外の大気圧、すなわち絶対圧 力の圧力変化の時定数より十分小さいものとする前提のもので、スピーカ１を角 周波数ω₀ で駆動すると、補正タンク５の圧力変化ΔＰ₂ （ｔ）は、

【００２２】

【数６】

【００２３】 となる。メインタンク（４）が剛体のとき圧力変化ΔＰ₁ （ｔ）は次のようにな る。

【００２４】

【数７】

【００２５】 となる。

【００２６】 すなわち、スピーカ１によって、メインタンク４と補正タンク５の夫々の体積 がｖ₀ ｓｉｎω₀ ｔだけ角周波数ω₀ で規則的に変動させられると、メインタン ク４内と補正タンク５内の夫々の圧力変動は夫々のタンク４，５に取付けられた コンデンサマイクロホン６、ダイナミックマイクロホン７によって検出され、メ インタンク４の圧力変動を検出したコンデンサマイクロホン６の出力は、ゲイン １、中心角周波数ω₀ のバンドパスフィルタ８によって角周波数ω₀ の信号成分 が抽出され、その後、第２の振幅検出器９に供給され、

【００２７】

【数８】

【００２８】 が検出され出力される。また補正タンク５の圧力変動を検出したダイナミックマ イクロホン７の出力は、ゲインＶ₁ 倍、中心角周波数ω₀ のバンドパスフィルタ １０によって角周波数ω₀ の信号成分のみがＶ₁ 倍されて抽出され、その後第１ の振幅検出器１１に供給され、γＰ₀ ｖ₀ が検出され出力される。その後、第１ の振幅検出器１１からの出力γＰ₀ ｖ₀ は、第２の振幅検出器９からの出力

【００２９】

【数９】

【００３０】 で割算器１２によって除算され、メインタンク４の気体の体積Ｖ₁ が算出され、 その演算結果は、引算器２４に供給され、設定されたメインタンク４の全容積Ｖ _T から引算され、その結果メインタンク４内に収納された液体等の体積Ｖ_L が算 出される。

【００３１】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、上記構成の体積測定装置に用いられている第１のマイクロホン６及 び第２のマイクロホン７の構造（上記第１のマイクロホンはコンデンサマイクロ ホンであり、また第２のマイクロホンはダイナミックマイクロホンを使用してい るものであるが、そのコンデンサマイクロホン及びダイナミックマイクロホンの いずれにおいても、何等かの形でセラミックマイクロホンにおけるオリフィスと 同等のオリフィスが設けられているものであるから、以下の説明においては、マ イク空気室とオリフィスとの関係構造が明らかである図２のセラミックマイクロ ホンに置換えて説明をする。）は、図２に示すように、両端が開口する円筒状ケ ース１６の一側開口内部に、圧電素子１７を適宜接着剤により固定した振動板１ ８の周縁部が、支持部材１９により固定保持されており、また上記ケース１６の 他側開口内部には、図３に示す如き回路素子２０を配線してなるプリント基板２ １の周縁が固定されている。そして上記振動板１８とプリント基板２１との間は マイク空気室２２に形成されていて、このマイク空気室２２は、プリント基板２ １に設けられたオリフィス２３によりマイクロホン外部に通じ、このオリフィス ２３マイクロホンの内部と外部との気圧を静的に均一化せしめる構造となってい るために、上記体積測定装置を、例えば自動車用燃料量の計測用として用いた場 合に、上記オリフィス２３を通じてマイクロホンの空気室２２内に燃料（ガソリ ン）が侵入しやすいという不具合がある。つまり、多くの場合、燃料が燃料ポン プによりエンジン付近まで送出され、その後還元するため、この還元燃料がエン ジンの発熱を受けて加熱され、燃料蒸気となって空気室２２内に侵入し、次いで エンジン停止後、燃料蒸気が冷却されることにより、マイク空気室２２内で液化 される。液化された燃料の一部は、外部へ放出されるが多くは、マイク空気室２ ２内に蓄積され、この蓄積燃料は、振動板１８と、圧電素子１７の接着力を衰退 させ、これによってマイクの耐久性が低下し、マイク故障の原因となるという問 題点があった。

【００３２】

【課題を解決するための手段】

本考案はかかる問題点に着目してなされたもので、圧電素子を取付けた振動板 とプリント基板との間にマイク空気室を形成したマイクロホンを具備せしめる体 積測定装置において、そのマイク空気室を密閉構造となして、該マイク空気室内 に蒸気が侵入されることがないようにして耐久性、信頼性を高めたマイクロホン を設備する体積測定装置を提供することにある。

【００３３】

【実施例】

以下に本考案を図面に示す実施例に基いて詳細に説明する。

【００３４】 図４において、３０は上記体積測定装置に使用されるマイクロホンであって、 この体積測定装置に使用し得るマイクロホンとしてはコンデンサマイクロホン、 ダイナミックマイクロホン、セラミックマイクロホンのいずれかを選択的に使用 することができるが、本実施例においてはセラミックマイクロホンを例として説 明する。３１は両端が開口する円筒状のマイクケースを示し、この円筒状マイク ケース３１の一側開口内部には圧電素子３２を接着剤により固着せしめた振動板 ３３の周縁部が支持部材３４により気密に固定保持されている。また上記ケース ３１の他側開口内部には、従来例で述べたと同様の回路素子３５を配設してなる プリント基板３６の周縁部が気密に固定されており、従って振動板３３とプリン ト基板３６との間に形成されるマイク空気室３７内部は、気密に保持されている ものである。

【００３５】 このように本実施例のマイクロホン３０にあっては、マイク空気室３７が、マ イク空気室外部と通じることがない気密構造であることから、該マイク空気室３ ７内に蒸気が侵入されることがなく、従って、そのマイク空気室内で、振動板３ ３に固定している圧電素子３２の接着剤が、前記蒸気又はその凝結液により阻害 されることがなく、接着剤の劣化が防止できるので、耐久性と、信頼性に優れた マイクロホンが提供できる。

【００３６】

【考案の効果】

以上のように本考案は、メインタンク４と該メインタンクの容積よりも小さい 容積の補正タンク５との間に介装されかつメインタンク及び補正タンクの夫々の 体積を所定の周波数で変動せしめる体積変化手段１と、前記メインタンク内の圧 力変動を検出する第１のマイクロホン６と、前記補正タンク内の圧力変動を検出 する第２のマイクロホン７と、前記第１のマイクロホンの検出信号の振幅値を検 出する第１の振幅検出回路９と、前記第２のマイクロホンの検出信号の振幅値を 検出する第２の振幅検出回路１１と、該第２の振幅検出回路の出力を前記第１の 振幅検出回路の出力で除算する割算器１２とを備え、該割算器の出力に基づいて 前記メインタンクに収納された被測定体の体積を測定する体積測定装置において 、圧電素子３２を接着した振動板３３と、プリント基板３６との間で形成される マイク空気室３７が密閉構造であるマイクロホン３０を用いた体積測定装置であ るから、これによれば、そのマイクロホン３０にあっては、マイク空気室３７が 、マイク空気室外部と通じることがない気密構造であることから、該マイク空気 室３７内に蒸気が侵入されることがなく、従って、そのマイク空気室内で、振動 板３３に固定している圧電素子３２の接着剤が、前記蒸気又はその凝結液により 阻害されることがなく、接着剤の劣化が防止できるので、このマイクロホン３０ を使用することにより耐久性、信頼性に優れた体積測定装置が提供できるという 効果が得られる

【図面の簡単な説明】

【図１】体積測定装置の全体構造説明図。

【図２】体積測定装置に使用されている従来例のマイク
ロホン構造説明図。

【図３】マイクロホンに設けられている回路説明図。

【図４】本考案実施例のマイクロホンの構造説明図。

【符号の説明】

３０…マイクロホン ３１…マイクケース ３２…圧電素子 ３３…振動板 ３４…支持部材 ３５…回路素子 ３６…プリント基板 ３７…マイク空気室

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 メインタンク（４）と該メインタンクの
   容積よりも小さい容積の補正タンク（５）との間に介装
   されかつメインタンク及び補正タンクの夫々の体積を所
   定の周波数で変動せしめる体積変化手段（１）と、前記
   メインタンク内の圧力変動を検出する第１のマイクロホ
   ン（６）と、前記補正タンク内の圧力変動を検出する第
   ２のマイクロホン（７）と、前記第１のマイクロホンの
   検出信号の振幅値を検出する第１の振幅検出回路（９）
   と、前記第２のマイクロホンの検出信号の振幅値を検出
   する第２の振幅検出回路（１１）と、該第２の振幅検出
   回路の出力を前記第１の振幅検出回路の出力で除算する
   割算器（１２）とを備え、該割算器の出力に基づいて前
   記メインタンクに収納された被測定体の体積を測定する
   体積測定装置において、圧電素子（３２）を接着した振
   動板（３３）と、プリント基板（３６）との間で形成さ
   れるマイク空気室（３７）が密閉構造であるマイクロホ
   ン（３０）を用いたことを特徴とする体積測定装置。