JPH09178712A - 気泡検出装置および気泡検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 写真乳剤の供給システムで使用可能で、気泡
が存在しないとき気泡の存在を表示せず、かつ、気泡が
存在するとき信頼のある検出を可能とする気泡検出装置
を提供すること。 【解決手段】 流体が流通する管路１０に音波または超
音波変換器１６により音波または超音波を伝達し、変換
器１６に交流電気信号を供給し、変換器１６がこれに対
応した音波または超音波エネルギを管路１０に発生し、
変換器１６の交流インピーダンスを検出し、該インピー
ダンスの変化から管路１８を流通する液体中の気泡の存
在を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は管路を流通する液体
中の気泡を検出する装置に関し、特に、音波または超音
波により気泡を検出する装置に関する。本発明は、これ
に限定されないが、実用上、写真フィルムまたは写真紙
に乳剤を塗布する塗布システムへ流入する液体状の写真
乳剤中の気泡を検出するために適用することができる。

【０００２】

【従来の技術】写真材料に気泡が存在すると、周知のよ
うに、製造された写真材料に重大な欠陥を生じる。従っ
て、こうした写真材料を製造する上で液体乳剤中の気泡
の存在を検出し適切に対処することが重要である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この目的に対して種々
の形態の気泡検出装置が開発されている。こうした気泡
検出装置には、超音波を利用するものがある。特に、超
音波減衰法を利用した超音波検出装置が写真乳剤の供給
システムで利用されてきた。理想的には、写真乳剤の塗
布システムでは、フィルムや紙に塗布された乳剤に気泡
が全く存在すべきではなく、完成した製品に検出可能な
欠陥を作るサイズの気泡は存在してはならない。

【０００４】塗布工程での気泡の出現は、一般的に、直
ちに塗布工程の上流のシステム、例えば、弁またはシー
ルに欠陥が生じ空気が進入していることを意味してい
る。然しながら、写真乳剤供給システム用の公知の気泡
検出装置は、信頼性の高い気泡検出を行なわない。超音
波減衰法を利用したこれまでの検出装置は、一方で液体
中の固体粒子および乱流に対して感受性があり、他方で
検査体積中に「死点」が形成され、十分に気泡の検出が
できない。

【０００５】気泡が存在すると考えられる事態となった
とき、写真乳剤供給システムおよび塗布システムには、
各塗布トラックの停止、乳剤およびストックの実質的な
損失量、システムの分解、組立と、それに引き続き通常
の製造が再開される前の洗浄を含む人手によるシステム
の検査など比較的抜本的な補修作業が必要となり、気泡
の検出を誤ると製造コストに非常に重い不利益を被る。
従って、気泡の発生を即座に検出することを失敗する
と、欠陥のある写真材料が流通、販売され、四条に重大
な結果を生じる。

【０００６】従って、写真乳剤の供給システムで使用可
能で、気泡が存在しないとき気泡の存在を表示せず、か
つ、気泡が存在するとき信頼のある検出を可能とする気
泡検出装置に対する大きな需要がある。本発明は、こう
した需要に適合するように改良した気泡検出装置および
気泡検出方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の特徴によ
れば、音波または超音波式気泡検出装置において、流体
が流通する管路に音波または超音波を伝達するように配
設された音波または超音波変換器と、前記変換器に交流
電気信号を供給して前記変換器から対応する音波または
超音波エネルギを前記管路に向けて或いは管路を横断す
るように発生させる手段と、前記変換器の交流インピー
ダンスを検出し、該インピーダンスの変化から前記管路
を流通する液体中の気泡の存在を検出する気泡検出装置
が提供される。

【０００８】本発明の第２の特徴によれば、平坦で概ね
平行に対設された壁部を有する、監視すべき流体のため
の管路と、前記壁部の一方と係合して、超音波周波数で
該壁部を交互に該壁部に対して概ね垂直な方向に変位さ
せ、前記管路を通過する液体に音波または超音波を伝達
する変換器とを具備する気泡検出装置が提供される。

【０００９】本発明の上記の特徴によれば、前記対設さ
れた平行壁部の各々に係合させるようにして２つの変換
器を互いに反対側に配設することが可能であり、この場
合、一方が発振器として、そして他方が受振器として作
用する。更に、本発明の上記の特徴によれば、２つの変
換器を管路に沿って離間配置することもでき、この場合
も一方が発振器として、そして他方が受振器として作用
する。然しながら、本発明の第１の特徴によれば、単一
の変換器を発振器、受振器として用いることが好まし
く、これにより、独立した発振器、受振器を使用する場
合に通常生じる２つの変換器間の整合、調整が必要なく
なる。

【００１０】更に本発明の第３の特徴によれば、液体媒
体中の気泡の存在を検出する方法において、１００ｋＨ
ｚ以下の周波数で音波または超音波を照射することによ
り、前記液体媒体の圧縮性を測定することを含む気泡検
出方法が提供される。

【００１１】従来の超音波気泡検出装置で使用されたい
た非常に高い周波数ではなく、５０ｋＨｚのオーダの周
波数を写真乳剤塗布システム中の気泡検出に使用するこ
とにより、気泡と固体中止との間の優れた識別を可能と
しながら、写真乳剤塗布システムにおける問題となり得
る大きな気泡、６０μｍ以上の気泡を検出可能となるこ
とを発見した。非常に高い周波数を利用する超音波気泡
検出装置は乳剤中の固体粒子に対する感受性があること
を発見した。写真乳剤中の大きな固体粒子も望ましくな
いが、固体粒子が存在する場合および存在したときの補
修作業は、気泡が存在した場合と著しく異なっており、
固体粒子に対する気泡であるかのごとき検出装置の反応
は役に立たない。用いられる超音波信号の周波数の下限
は、検出すべき最小の気泡の共振周波数よりも低くなっ
てはならず、６０μｍの気泡の共振周波数は約５０ｋＨ
ｚであることを発見した。

【００１２】本発明は写真塗布の分野以外の分野にも適
用することが可能である。例えば、輸血などで本発明の
気泡検出装置を利用することが可能であろう。同様に、
気泡、すなわち、滅菌されていない如何なる気泡も食品
製造または菓子製造の分野では望ましくなく、食品処理
システムまたは菓子製造設備に本発明が有効である。

【００１３】本発明の他の適用分野では、関心のある気
泡サイズおよび／または媒体中に存在するであろう固体
粒子サイズによっては、写真乳剤中の気泡を検出するた
めに理想的な周波数である５０ｋＨｚよりも低い或いは
高い周波数が有利な場合もあろう。

【００１４】

【発明の実施の形態】添付図面を参照すると、装置は所
定長さの金属管から成る管路としてのセンサ管１０を有
している。センサ管は、概ねその長手方向に円形断面を
有しているが、中央部分が２つの平行な壁部により平坦
化されている。金属管の平坦化されている部分の範囲
は、前記２つの平坦な壁部の間の領域における管の断面
積が実質的に低下することなく、従って、管の長手方向
に流れの状態が実質的に変化しないように、こうした平
坦部分が十分な幅を以て確保されるように選択される。
超音波変換器ヘッド１６が、管１０の中央部において平
坦壁部の一方に取り付けられている。超音波変換器ヘッ
ド１６は、管１０の長手方向の中心軸線に対して概ね垂
直に管１０から突出している。ゴムよりなる管状の超音
波吸収部１８が、管１０に緊密に取り付けられ、かつ、
前記超音波変換器ヘッドまで延びている。

【００１５】本発明の１実施態様において、センサ管１
０は、その両端近傍で１５ｍｍの直径を有し、かつ、そ
の中央部において平坦壁部の間に約６ｍｍのギャップが
形成されるように平坦化されている。

【００１６】以下に説明するように、超音波変換器ヘッ
ドは、５０ｋＨｚの作動周波数を有している。センサ管
１０は、同じ周波数に同調する大きさを有している。図
１から図４の装置において、センサ管１０の両端は、該
装置のハウジング１３の両端壁を貫通し該両端壁に固定
された管スタッド１１の先端との間に短い間隙が形成さ
れるようになっている。管スタッド１１はセンサ管１０
と同心に配置されている。

【００１７】ゴムよる成る管状の超音波吸収部１８は、
センサ管の両端部を越えて延設され、かつ、管スタッド
１１の隣接する端部を包むように延びており、センサ管
１０と管スタッド１１とを連通させている。超音波吸収
部１８は、クリップ１５により管スタッド１１とセンサ
管１０とにクランプされる。使用に際して、該装置は、
監視すべき液体のためのパイプラインに接続される。す
なわち、例えば液体の写真乳剤が管スタッド１１に接続
されたパイプラインを流通する。代替的に、超音波吸収
部１８として強化ゴム管を用いて、クリップ１５の利用
を省いてもよい。このゴム管により管スタッド１１とセ
ンサ管１０との間が気密に接続され、センサ管１０の振
動を制してセンサ管１０を超音波に関して管スタッド１
１から隔離する。該ゴム管は、また、センサ管１０およ
び超音波変換器を、接続されたパイプラインを介して該
装置に伝達される機械振動から隔離する。該ゴム管は、
更に、以下に説明するシステムのＱ値を低下させる重要
な目的を果たす。

【００１８】前記超音波変換器ヘッドは、超音波伝導要
素２０（以下、ホーン２０と記載する）にボルト止めさ
れた「ランジュヴァンサンドイッチ (Langevin sandwic
h)」型の変換器より成る。ホーン２０はテーパ状に形成
された金属バーまたは金属棒より成り、細くなった先端
においてセンサ管１０に固定されている。前記超音波変
換器ヘッドは周波数５０ｋＨｚで共振する。ホーン２０
およびセンサ管１０もまた同じ周波数５０ｋＨｚで共振
するように設計、調節されている。超音波変換器ヘッド
は、機械の振動に対しては比較的敏感ではないが、外部
振動から隔離するためにゴム継手により取り付けること
が好ましい。

【００１９】超音波変換器とホーンから成る集成体を詳
細に説明する。ホーン２０は、太い側の端面から長手方
向に延びるネジ孔を有しており、該ネジ孔にボルト２４
が螺合される。ボルト２４は、アルミニウムガスケット
１７と、金属製の第１の環状体２６と、第１の圧電結晶
２８と、前記ボルトから隔離されるように配設され半径
方向に広がる端子タブを有する第１の環状端子プレート
３０と、第２の環状の圧電結晶３２と、半径方向に広が
る端子タブを有する第２の環状端子プレート３４と、金
属製の第２の環状体３６とから成る環状積層体を貫通し
ている。第１と第２の環状体２６、３６は同じ直径を有
しており、かつ、第１と第２の圧電結晶２８、３２は、
第１と第２の環状体２６、３６よりも僅かに小さな直径
を有している。前記ホーンの太い側、すなわち、超音波
変換器に隣接する側の端部の直径は前記環状体の各々の
直径に概ね等しくなっている。圧電結晶２８、３０は、
周知の方法にて環状体２６、３６と同様に機械加工され
る。ボルト２４は、ホーン２０により構成される同調要
素の一部を効果的に形成し、かつ、ホーンの共振周波数
の設計、調節に際し考慮される。第２の環状体３６は、
平滑な孔部を有しているのに対して、第１の環状体２６
は、ボルトのネジ部とネジ係合する内ネジが形成された
孔部を有している。こうして、第１の環状体２６は、ま
た、前記ボルトに螺合されるナットとして作用し、第１
と第２の圧電結晶２８、３２、端子プレート３０、３
４、第２の環状体３６が前記ボルトの頭部と第１の環状
体２６の間に緊密に挟持される。ボルト２４は、こうし
て第１と第２の圧電結晶２８、３２と、第１と第２の環
状体２６、３６から成る超音波変換器集成体を支持し、
かつ、該集成体を第１の環状体がホーン２０の端面に当
接するまでホーン２０にねじ込み螺着する。然しなが
ら、ホーン２０に対して非常に緊密にねじ込み過ぎる必
要はなく、前記超音波変換器集成体をホーン２０に螺着
するために要求されるトルクは、第２の環状体と、第１
と第２の圧電結晶２８、３２を挟持するために第１の環
状体２６を前記ボルトに螺合するために必要なトルクよ
りも小さい。この特徴により、特殊工具を用いずに、か
つ、前記センサ管またはホーンとセンサ管との接合部分
を損傷する危険なく、交換のために必要に応じて超音波
変換器集成体をホーンから分離し、新たな超音波変換器
集成体をホーンに螺着することが可能となる。

【００２０】使用する圧電結晶の寸法は、超音波変換器
の望ましい最終的な作動周波数よりも少なくとも５０％
高い「結晶だけの (crystal only) 」共振を与えるよう
にしなければならないことが発見された。使用に際して
は、以下に説明する駆動回路により５０ｋＨｚの交流信
号が第１と第２の端子プレート３０、３４の間に与えら
れる。

【００２１】ランジュヴァンサンドイッチを形成する前
記環状の集成体の長さは、好ましくは、その直径よりも
少なくとも５０％長くなっている。最終的に完了した集
成体は、湿気を遮断するためにポリウレタンワニスによ
り覆われる。

【００２２】前記ホーンの先端はセンサ管１０の平坦壁
部の一方に銀ろう付けされており、そしてそれは、前記
超音波変換器への整合負荷のように作用する。上述した
ように、前記ホーンとセンサ管１０は、超音波変換器の
共振周波数に独立にチューニングされる。

【００２３】ゴム管より成る超音波吸収部１８は、超音
波変換器ヘッドのＱ値を約２５まで低下させるように選
択される。ここでＱ値は同調応答の鮮鋭度を示す値であ
り、ピーク振幅値の半分での帯域幅で中央周波数を除し
た値である。Ｑ値を２５とすることにより、小さな周波
数ドリフトが重大な問題とならなくなるので、超音波変
換器を駆動する駆動回路を非常に単純化することが可能
となる。このようにしてＱ値を低減することにより超音
波変換器ヘッドの感度が低下するが、Ｑ値が２５であれ
ば依然として小さな気泡に対して良好なＳ／Ｎ比を与
え、超音波変換器は効果的に作用する。更に、Ｑ値をこ
のように低下させることにより、表示上同一の超音波変
換器とホーンとセンサ管の個々の集成体間に生じるであ
ろうＱ値の実質的な変化の効果を無視することが可能と
なり、該装置のセットアップまたは装置を使用する際に
必要となる調整をすることなく、気泡検出装置の実用的
な大量生産が可能となる。

【００２４】センサ管１０の寸法の一例を示すと、セン
サ管１０の最大断面寸法は、使用される５０ｋＨｚの超
音波の液体乳剤における１波長よりも実質的に小さくな
っている。従って、横断方向の定常波は形成されず、検
出可能な気泡が検出されずに通過する「死空間」が形成
されることはない。

【００２５】センサ管１０においてホーン２０が取り付
けられている平坦部は、ホーンの取付を容易にするため
のものではなく、ホーン２０が取り付けられた管壁をダ
イヤフラムのように作用させ、ホーン２０により伝達さ
れた超音波エネルギの大部分がセンサ管の金属に制限さ
れずに、確実にセンサ管内の液体に伝達されるようにす
るためである。既述したように、こうしたセンサ管を平
坦にする程度は、管の断面積が実質的に低下して、該セ
ンサ管を流通する流体の流れがこの平坦部分により阻害
されない程度までである。

【００２６】超音波変換器の電気的インピーダンスは、
特に、センサ管１０に満たされた流体を含めた系の力学
的インピーダンスに依存している。この力学的インピー
ダンスは気泡がホーン２０の先端部の液体中に存在する
か否か、および、存在する場合には、こうした気泡の大
きさ、数により変化する。超音波変換器に関連する検出
回路が、超音波変換器のインピーダンスの変化を検出
し、こうした変化を代表する信号をチャート式記録器ま
たは他の表示装置に送信する。

【００２７】図５、６、７に示す変形実施形態は、図１
から図４の実施形態と、センサ管１０′および管スタッ
ド１１′が一体となっており、すなわち、センサ管１
０′がハウジングの両側に突出しており、センサ管１
０′の端部分が、適当なユニオン継手（図示せず）を介
しての乳剤パイプライン上流、下流との接続用の管スタ
ッド１１′を構成している。この変形実施形態では、ゴ
ム管より成る超音波吸収部が、特定の目的に応ずるよう
に形成されたゴムスリーブ１８′により置換されてい
る。ゴムスリーブ１８′は、超音波変換器のホーンから
離反する端部に環状フランジ１９を有している。この変
形実施形態では、スリーブ１８′は、ハウジングの両側
壁に形成された開口部を通して外側からセンサ管の各端
部の上に延び、ハウジングの各側壁と環状ワッシャ２１
との間に挟持されている。超音波変換器集成体の構成を
図５に図３よりも明確に示す。

【００２８】図５から図７の変形実施形態は、図１から
図４の実施形態よりも接続されたパイプラインからの振
動に対して僅かに感受性があるが、実際上は、こうした
振動源から発生する振動に対して十分に不感受性であ
り、かつ、例えば、図１から図４の実施形態を長期間使
用したときにゴム管の老化のためにハウジング内で生じ
るであろう漏洩に対して完全なシールを保証する。

【００２９】図８を参照すると、超音波変換器１６はブ
リッジ回路６０に１つのアームとして電気的に接続され
ている。他のアームは、抵抗器Ｒ2 、Ｒ3 およびブリッ
ジをバランスさせるために調節される可変抵抗器ＶＲ5
である。可変抵抗器ＶＲ5 にたいして並列接続されたコ
ンデンサＣ1 は超音波変換器の容量性部分とバランスす
るように作用する。発生器（図１０参照）からの超音波
交流信号が、前記ブリッジ回路６０の点６２、６４（点
６４はアースされている）に該ブリッジ回路を横断して
伝達され、各ラインドライバ増幅器ＩＣ1 、ＩＣ2 の入
力がブリッジ回路６０の点６６、６８に接続されてい
る。ブリッジ回路６０およびリニアドライバ増幅器ＩＣ
1 、ＩＣ2 は、混信を最小限とするためにハウジング１
３内において超音波変換器に近接させて取り付けられて
いる。リニアドライバ増幅器ＩＣ1、ＩＣ2 の各々はア
ースされた共通入出力端子を有しており、点６４および
リニアドライバ増幅器ＩＣ1 、ＩＣ2 のアースされた端
子はハウジング１３内の共通アース点に接続されてい
る。リニアドライバ増幅器ＩＣ1 、ＩＣ2 は、各々の出
力を同軸ケーブルに出力する。該同軸ケーブルは、図
９、１０に示す、遠隔配置された増幅、処理回路まで延
びている。

【００３０】この増幅、処理回路は２つの増幅、検出チ
ャンネルを備えた平衡増幅、検出装置を具備している。
この２つの増幅、検出チャンネルは一方で演算増幅器Ｉ
Ｃ3、ＩＣ5 を、他方で演算増幅器ＩＣ4 、ＩＣ6 を具
備している。これら２つの増幅、検出チャンネルはアー
スに対してバランスしており、リニアドライバ増幅器Ｉ
Ｃ1 、ＩＣ2 の各々からの信号が該チャンネルの各々に
伝達される。上記チャンネルの各々は、演算増幅器ＩＣ
3 、ＩＣ4 と関連する増幅器ステージと、演算増幅器Ｉ
Ｃ5 、ＩＣ6 、ダイオードＤ3 、Ｄ4 、Ｄ5 、Ｄ6 およ
びコンデンサＣ13、Ｃ21と関連する検出装置ステージと
を有している。

【００３１】演算増幅器ＩＣ3 、ＩＣ4 と関連し２．５
の利得を有する増幅器は、また、９の値のＱ値を有する
アクティブフィルタである。作動周波数である５０ｋＨ
ｚの望ましくない高調波を拒絶する。この高調波は、検
出装置ヘッドを粒子に対して鋭敏にする。演算増幅器Ｉ
Ｃ3 、ＩＣ4 と関連する増幅器ステージで増幅された
後、リニアドライバ増幅器ＩＣ1 、ＩＣ2 からの５０ｋ
Ｈｚの信号は、ダイオードＤ3 、Ｄ4 、Ｄ5 、Ｄ6 を含
む検出装置ステージへ伝達され、該検出装置ステージ
が、３０の利得を有する差動増幅器ＩＣ7 に直流信号を
伝達する。差動増幅器の前に検出装置ステージを設ける
ことにより、リニアドライバ増幅器ＩＣ1 、ＩＣ2 から
の５０ｋＨｚの信号間の位相差に対して回路が不感受性
となる。前記センサ管を通過する１つの気泡により発生
した差動増幅器ＩＣ7 からの信号は、通常の「気泡無」
信号を代表するベースラインからの逸脱とベースライン
への復帰の形態となる。信号がベースラインから逸脱し
ている時間は流速に依存しており、気泡が超音波変換器
ヘッドの検出領域に滞在する時間に一致している。信号
のベースラインからの逸脱の大きさは気泡の大きさに依
存している。差動増幅器ＩＣ7 に永久的に接続されたメ
ータが入力回路のバランス状態の有益な表示を出力す
る。低価格で緩慢な応答時間チャートレコーダに入力す
るために、差動増幅器ＩＣ7 からの信号は演算増幅器Ｉ
Ｃ8a、ＩＣ8bを含む全波整流器により結合、整流された
交流信号でなければならない。コンデンサＣ24に関連し
た全波整流器がピーク検出装置を構成し、その出力が増
幅器ＩＣ10、ＩＣ11に関連する出力ドライバステージを
通過する。ピーク検出装置の目的は、チャートレコーダ
表示装置を流量とは独立にするためである。コンデンサ
Ｃ24と抵抗器Ｒ41は、ピーク検出装置の減衰時間定数を
与える。

【００３２】該装置の作用を説明する。超音波変換器が
同時に超音波の発振器と受信器として作用する。センサ
管１０内の液体のように有限の媒体では、液体により超
音波変換器に生じた力学的インピーダンスが、気泡が存
在するか否かにより僅かに変化し、この変化に対応して
超音波変換器の電気的インピーダンスが変化し、この電
気的インピーダンスの変化が、バランス調整されたブリ
ッジ回路により検出され、これが気泡検出の基礎とな
る。

【００３３】超音波変換器を横断して生じる電圧は、超
音波変換器の端面の動作の大きさ、従って、センサ管１
０の検出領域の流体の圧縮性により変化する。ブリッジ
回路は、流体中に気泡が存在しない状態でバランス調整
されており、センサ管１０の検出領域に気泡が存在する
と、気泡大きさ、数に応じてバランスのくずれたブリッ
ジ電圧が発生する。

【００３４】この特定の適用例、つまり、写真乳剤流の
気泡の検出との関連では、使用する超音波周波数の高調
波を発生させないことが重要であり、高調波が発生する
と定常波が形成され、固体粒子に対して感受性を備える
こととなる。

【００３５】本発明の好ましい実施形態では、比較的低
い超音波周波数が利用され、対応する流体中の波長が、
センサ管の断面に関連する長さよりも非常に大きくな
る。然しながら、この周波数は、検出すべき気泡の最小
サイズの共振周波数よりも引くなければならない。直径
６０μｍ程度の気泡を検出するためには、少なくとも５
０ｋＨｚの周波数を用いなければならない。周波数が高
くなると固体粒子に対する鋭敏性が高くなる。

【００３６】試験によれば、１８ｋＨｚで粒子を完全に
検出しなくなる。また、個々の気泡に対する感度は気泡
のサイズに概ね比例することを発見した。ブリッジ回路
は、上述した感度に加えて、平衡電送路を利用できるよ
うに、ノイズを除去した平衡電気信号を超音波変換器か
ら数メートル離間した回路の主要部分に提供するように
してもよい。

【００３７】本発明では、気泡の数が少ない場合、感度
は流量に依存していないことが発見された。写真乳剤中
の気泡を検出することとの関連では、気泡が検出されず
に検出装置を通過しないことが非常に望ましい。そのた
めに、用いられる超音波の波長はセンサ管の断面寸法よ
りも大きく、或いは、少なくとも実質的に断面寸法以上
でなければならない。然しながら、気泡の割合を検出す
れば十分であるような他の分野では、用いられる波長の
数倍の長さの直径を有するセンサ管を用いることができ
る。

【００３８】既述した本発明の好ましい実施形態では、
使用される超音波は概ね５０ｋＨｚ程度の周波数を有し
ていたが、関心のある気泡の最小サイズが大きく、可聴
範囲の周波数、例えば、１０ｋＨｚまたはそれ以下の周
波数が望ましい分野もあり、可聴範囲の周波数も本発明
の範囲に含まれる。

【００３９】既述した本発明の実施形態には以下の利点
がある。 １）６０μｍ以上の直径を有する全ての気泡を検出可能
である。 ２）出力信号は、単一の気泡に対しては気泡サイズに比
例する。 ３）実際的な流量範囲では、単一の気泡または少数の気
泡に対して出力信号は流速に依存しない。 ４）雲状の多数の気泡を検出した信号は、センサ管内の
空気の全体積とセンサ管を流通する流量に比例する。 ５）同じサイズの気泡に対する感度の変化の最大幅は約
２から１である。 ６）直径１ｍｍの粒子の場合で、気泡に対する粒子の最
小拒絶応答は３０：１である。 ７）装置は圧力および圧力変動に対して不感受性であ
る。 ８）装置は温度に対して不感受性である ９）装置は乱流に対して不感受性である。 １０）気泡検出ヘッドは頑丈であり機械的衝撃や振動に
実質的に不感受性である。 １１）装置は製品を損傷せず、また、じゃまをしない。 １２）装置は残滓を捕らえない。 １３）正規運転中は調節やチューニングは必要ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による気泡検出装置の部分
側面図である。

【図２】図１の装置の平面図である。

【図３】図２の矢視線III-III すなわち、センサ管の中
心軸線に沿う断面図である。

【図４】図１から図３の装置の端面図である。

【図５】本発明の他の実施形態による気泡検出装置の部
分側面図である。

【図６】図５の検出装置の端面図である。

【図７】図６の矢視線VII-VII すなわち、センサ管の中
心軸線に沿う断面図である。

【図８】電気回路図である。

【図９】電気回路図である。

【図１０】電気回路図である。

【図１１】電気回路図である。

【符号の説明】

１０…センサ管 １６…超音波変換器 ２０…ホーン ２８…第１の圧電結晶 ３４…第２の圧電結晶 ６０…ブリッジ回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 音波または超音波式気泡検出装置におい
   て、 流体が流通する管路に音波または超音波を伝達するよう
   に配設された音波または超音波変換器と、 前記変換器に交流電気信号を供給して前記変換器から対
   応する音波または超音波エネルギを前記管路に向けて或
   いは管路を横断するように発生させる手段と、 前記変換器の交流インピーダンスを検出し、該インピー
   ダンスの変化から前記管路を流通する液体中の気泡の存
   在を検出する気泡検出装置。
2. 【請求項２】 平坦で概ね平行に対設された壁部を有す
   る、監視すべき流体のための管路と、 前記壁部の一方と係合して、超音波周波数で該壁部を交
   互に該壁部に対して概ね垂直な方向に変位させ、前記管
   路を通過する液体に音波または超音波を伝達する変換器
   とを具備する気泡検出装置。
3. 【請求項３】 液体媒体中の気泡の存在を検出する方法
   において、１００ｋＨｚ以下の周波数で音波または超音
   波を照射することにより、前記液体媒体の圧縮性を測定
   することを含む気泡検出方法。