JPS6097227A - 面圧分布計 - Google Patents

面圧分布計

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Publication number
JPS6097227A
JPS6097227A JP20537683A JP20537683A JPS6097227A JP S6097227 A JPS6097227 A JP S6097227A JP 20537683 A JP20537683 A JP 20537683A JP 20537683 A JP20537683 A JP 20537683A JP S6097227 A JPS6097227 A JP S6097227A
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JP
Japan
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pressure
electrode
film
piezoelectric film
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Pending
Application number
JP20537683A
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English (en)
Inventor
Kunihiko Kurokawa
黒川 国彦
Hiroshi Takami
高見 浩
Kenji Nakajima
中島 研治
Hidenori Okuyama
奥山 英憲
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.)
Mitsubishi Chemical Corp
MEC Techno Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Petrochemical Co Ltd
Misuzu Erie Co Ltd
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Petrochemical Co Ltd, Misuzu Erie Co Ltd filed Critical Mitsubishi Petrochemical Co Ltd
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Publication of JPS6097227A publication Critical patent/JPS6097227A/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/08Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of piezoelectric devices, i.e. electric circuits therefor

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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】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は圧力を測定する圧力計に係り、特に面圧力の分
布を測定する面圧分布計に関する。
〔従来技術〕
従来の圧力計は装置またはプロセスのある点の圧力を測
定し、その近傍の圧力を代表させて表示している。蒸溜
設備9反応器内の圧力は一点の圧力で代表しても装置を
運転す右上で支障をきたすことがなかった訳である。そ
れは静圧力を測定しているだめである。このように圧力
の測定は一般に静圧力を測定して圧力としており、大気
の圧力。
水深の深さを測定する水圧力、プロパンガスのボンベの
圧力、化学装置の圧力、真空管の真空圧力等はこの静圧
力を測定している。
液体や気体の運動エネルギーに起因する現象を把握する
方法として動圧力の測定が必要である。
流速を測定するピトー管は静圧力と動圧力を測定し、そ
の差から流速を測定する装置であり、動圧測定の代表格
である。
従来、動圧力測定は点または点に近い面積で測定せざる
を得なかったため広い面積での動圧力の測定は不可能で
ある。例えば噴霧ノズルからの噴霧状態を測定する場合
、ノズルの背圧から噴N量を算出することが可能である
が、ノズルが閉塞気味であったり、片寄りが発生してい
たりした場合は正確に噴霧状態を把握することが不可能
である。
〔発明の目的〕
そこでノズルからの噴霧状態を直接測定するには、ある
面積でその受ける動圧を測定することでr9!霧状態を
測定する方法が最適である。一方、近年高分子物質の研
究・開発の進歩は著しいものがあり、圧電樹脂フィルム
を応用することにより、広い面積(100mm2〜10
’ mm2)で圧力を測定することが可能となった。
本発明はこの点に着目してなされたものであって、高分
子系圧電フィルムの圧電特性を利用して動圧力を測定す
ること及び該圧電フィルム上に検出電極膜を複数個配列
することにより面圧力の分布を測定することが可能な面
圧分布計を得ることを目的とする。
〔発明の構成〕
本発明面圧分布計は、広い面積の圧力と圧力分布を測定
するもので、第1図示のように高分子系圧電フィルム1
の両面に電極膜2,3を形成し、少なくともその一方の
電極膜3を所要間隔に画成された複数の検出電極膜とす
ると共に、この各検出電極膜3に集電用電極4を導通可
能な状態で接着してなる。
高分子系圧電フィルム1としては、ポリフッ化ビニリデ
ン、あるいはシアノビニリデン系重合体等をフィルムに
成形した後、分極処理した圧電フィルム、または、ポリ
アセタール、ポリアミド、ポリフッ化ビニリデン等の熱
可塑性樹脂にチタン酸鉛・チタン酸バリウム等の圧電性
セラミックス粉体を混練してフィルム状に成形した後、
分極処理したもの等を用いることができる。
他方の電極膜2は一方の複数の電極膜3に対して共通の
1個の電極膜であってもよいが、一方の複数の電極膜3
にそれぞれ対応する複数の電極膜であってもよい。
各電極膜と集電用電極の装着は両者が部分的に接触する
よう絶縁性接着剤で部分接着するが、捷たけ導電性接着
剤で接着する。5は導電性接着剤層である。
なお、各電極膜3にリード線を接着し、これより信号を
取出すことも考えられるが、リード線の接着が容易では
なく手数がかかること、接着部が機械的に弱いこと及び
電極膜3が切断して複数部分に分断している場合にはリ
ード線に接続されていない部分からの信号取出しが不可
能となる等の欠点を回避するため、本発明のように各電
極膜3に集電用電極4を導通可能な状態で接着すること
が望ましい。
この場合、導電性接着剤を用いるときは隣接する電極と
のリークを避けるべく接着することは勿論である。
〔実施例の構成〕
以下図面によって本発明の一実施例を説明する。
第1図(a)は本発明面圧分布計の一実施例の構成。
を示す縦断正面図、第1図(b)は同じくその横断平面
図である。
第1図に示す面圧分布計7は圧電性高分子またはその複
合体からなる膜状圧電体(高分子系圧電フィルム)1を
感圧素子として使用している。
この素子は従来セラミックス圧電体や水晶圧電体では困
難であった薄膜化(100μm以下)、大面積化が可能
であること、プラスチックス特有の柔軟性があること及
び成形加工性に秀れていること等の特徴があり、素子形
状(2)でのフルキシプル性が大である。
このような特徴を生かした本発明実施の面圧分布計は、
例えば巾500++m、縦50叫のプリント基板6上に
、巾5 tm 、縦30■の銅箔製の集電用電極4を8
0個、1.25m間隔でアレイ状(く膜状)に印刷法等
により配設すると共に、同じ大きさの高分子系圧電フィ
ルム1の一面にアルミ電極膜2を蒸着法により形成し、
該圧電フィルム1の他面には上記各集電用電極4に対応
する80個のアルミ製の検出電極膜3を蒸着法により形
成し、この各検出電極膜3と集電用電極4を導電性接着
剤層5を介して接着せしめる。
圧力は面圧分布計7の高分子系圧電フィルム1のアルミ
電極膜2を共通のアース電極としてこれで受圧し、高分
子系圧電フィルム1の各検出電極膜3より各受圧部の圧
力をこれに比例した電気信号(圧力信号)として検出す
る。この各圧力信号は集電用電極4より取出すことがで
き、この各圧力信号の大きさを計測することにより共通
のアルミ電極膜2に作用した圧力の大きさ及び分布を知
ることができる。この実施例では80分割しであるので
、80分割分(80チャンネル分)の圧力分布を知るこ
とができるが、これに限定されることなく、任意の面積
、任意の分割数に製作すれば、所望の分割分の圧力分布
を知ることができる。
圧力に対して本発明面圧分布計7が出力する電気量は基
本的に圧電フィルム1の圧縮力に対して厚み方向に出現
する電気量となる訳であるが、圧電フィルム1の検出電
極膜3側の構造を工夫すれば、長さ方向の圧電出力亀加
えられることになり、より高感度とすることができる。
このような本発明面圧分布計7を用いて面圧分布を計測
するには例えば第2図に示すような構成とすることがで
きる。
第2図はその計測システムの構成の一例を示すブロック
線図である。本発明面圧分布計7は電気的に低周波領域
でハイインピーダンス出力であるため、計測ユニット9
へ接続するためには、それ相応の考慮が必要である。本
例では各集電用電極4にインピーダンス整合用のマツチ
ングアンプZt+Z21・・・・・・znを接続し、こ
の各マツチングアンプZ1〜znにその出力を時分割で
切換出力するスキャニング用マルチプレクサMPX ’
H接゛X続せしめ、このマルチプレクサMPXにアナロ
グアンプM、を接続してこれらを面圧分布計7に一体に
組込んでセンサユニット8を構成している。
マルチプレクサMPXはマツチングアンプ21〜znの
出力を入力し、計測ユニット9側からの切換信号により
分布状態を、例えば図形表示するような場合に適するス
キャニング速度で入力信号を適宜、計測ユニット9側に
アナログアンプAAを介して切換出力するものである。
このマルチプレクサMPXを採用することにより、面圧
分布計7の出力分割数が多くなっても簡単に、また電気
的ノイズに保護された形で高品質の出力信号を計測ユニ
ット9に供給することができる。
計測ユニット9はアナログアンプIAAの出力をデジタ
ル信号に変換するアナログ−デジタル変換器A/D C
以下〜も変換器と記す)と、この人/D変換器の出力を
入力して該入力信号をスムージング。
ピークホールド、フィルタリングの処理を行うと共に上
記マルチプレクサMPXに切換信号を出力するマイクロ
プロセッサ等のプロセッサCPUと、このプロセッサC
PUによって処理された圧力値を記憶するディスクメモ
リ等のメモリMMYと、同じくプロセッサCPUによっ
て処理された圧力値を入力して圧力分布図を表示する陰
極線管等のディスプレイ装置DSYと、同圧力値を入力
して紙に印字するドツトプリンタ等のプリンタPRTと
よりなる。
ディスプレイ装置DSYとしては白黒、カラーのいずれ
のものも使用でき、パターン化も棒グラ乙円形表示等任
意の図形で表示させることが可能である。
また、面圧分布計7の各検出電極膜3の出力の零点にバ
ラツキがあると、計測値に誤差を生じるので、各出力の
零点のバラツキをプロセッサCPUにより次の方法で事
前に自動補正している。
即ち、n個に分割した検出電極膜3にある一定の一様な
圧力をかけた状態で、各検出電極膜3がらの出力信号を
マルチプレクサMPX等を介してプロセッサCPUに入
力し、メモリMMYに記憶した定数テーブルの定数を結
果が一様になるように変更することによ抄各検出電極膜
3の出力の零点のバラツキを自動補正する。
自動的に定数を変更する補間式は Y = AX2+ BX + C・・・・・・・・・・
・・・・・ (1)または を使用する。一般には(1)式を用いる。
上式においてA、B、Cは定数、Xは面圧分布計7の共
通のアルミ電極膜2と各検出電極膜3間に一定の一様な
圧力をかけたとき、各検出w2極膜3より得られる信号
X1〜Xnで、プロセッサCPUの入力となる。Yは各
検出電極膜3の出力信号X1〜為を入力したときのプロ
セッサCPUの出力信号で、この値が一様になるように
定数A、B、Cを自動変更することになる。
〔実施例の作用〕
次にその作用を説明する。圧力を面圧分布計7の共通の
アルミ電極膜2で受圧すると、各受圧部の圧力は複数に
分割された各検出電極膜3より電気信号として検出され
る。
この各圧力信号はマツチングアンプ21〜znにより増
幅されてマルチプレクサMPXに入力され、プロセッサ
CPUより出力される切換信号により切換えられて順次
アナログアンプAAに入力されて増幅される。このアナ
ログアンプ晶より出力される圧力信号は順次〜小麦換器
によりデジタル信号に変換されてプロセッサCPUに入
力され、各受圧部の圧力値がめられる。
とれらの圧力値はメモリMMYに入力されて記憶され、
またディスプレイ装置DSYに入力されて圧力分布図が
表示されると共にプリンタPRTにも入力されて紙に印
字される。
圧力が大気圧力や水圧力等の静圧力の場合は各圧力値は
等しくなり、またノズルからの噴霧状態を測定する場合
のように動圧力の場合には各受圧部の圧力は異なるので
測定した各圧力値も異なることに々る。このように各受
圧部の圧力値の測定と圧力分布の測定ができる。
例えば複数個の噴霧ノズルの目詰り、即ち噴霧量のバラ
ツキを測定することができ、従来困難であった圧力の分
布状態を簡単に一目瞭然に測定することができる。
ノズル背圧の異常、ノズルの閉塞、ノズルの取付位置、
方向の異常、噴霧粒径の異常の把握を可能とするために
は、圧電フィルム1の取付方法、圧電信号のデータ処理
、表示方法等の工夫が大切であるが、高分子系または、
高分子複合系の圧電フィルム1を使用した本発明面圧分
布計7を用いれば、大面積の共通電極2で圧力を受圧し
、その各受圧部の圧力を複数分割した検出電極膜3より
電気信号として簡単に検出できるから面圧の分布を測定
し、表示させることも容易にできる。
〔発明の効果〕
上述のように本発明によれば、高分子系圧電フィルム1
の両面に電極膜2.3を形成し、少なくともその一方の
電極膜3を所要間隔に画成された複数の検出電極膜とす
ると共に、この各検出電極膜3に集電用電極4を導電可
能な状態で接着してなる面圧分布計7であるから、静圧
力の測定は勿論、動圧力の測定及び圧力分布の測定が容
易にできるばかりで力く、常に一定面積の高分子系圧電
フィルムの起電力を取出すことができ再現性に優れると
共に検出電極膜3が切断して複数部分に分断していても
集電用電極4より信号を取出すことができ、かつ各検出
電極膜3と集電用電極4の接着も容易であり、接着部の
機械的強度も向上できる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図(a>は本発明面圧分布計の一実施例の構成を示
す縦断正面図、第1図(b)は同じくその横断平面図、
第2図は本発明面圧分布計を用いた計測システムの一例
を示すブロック線図である。 1・・・・・・高分子系圧電フィルム、2・・・・・・
アルミ電極膜(アース電極膜)、3・・・・・・検出型
、極膜、4・・・・・・集電用電極膜、5・・・・・・
導電性接着剤層、6・・・・・・プリント板、7・・・
・・・面圧分布計、8・・・・・・センサユニット、9
・・・・・・計測ユニット、Zs−Zn・・・・・・マ
ツチングアンプ、MPX・・・・・・マルチプレクサ、
AA・・・・・・アナログアンプ、VD・・・・・・ア
ナログ−デジタル変換器、CPU・・・・・・プロセッ
サ、MMY・・・・・・メモリ、DSY・・・・・・デ
ィスプレイ装置、PRT・・・・・・プリンタ。 簿10 (a) 簿2圏

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 高分子系圧電フィルムの両面に電極膜を形成し、少なく
    ともその一方の電極膜を所要間隔に画成された複数の検
    出電極膜とすると共に、この各検出電極膜に集電用電極
    を導電可能な状態で接着して女る面圧分布計。
JP20537683A 1983-10-31 1983-10-31 面圧分布計 Pending JPS6097227A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20537683A JPS6097227A (ja) 1983-10-31 1983-10-31 面圧分布計

Applications Claiming Priority (1)

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JP20537683A JPS6097227A (ja) 1983-10-31 1983-10-31 面圧分布計

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JPS6097227A true JPS6097227A (ja) 1985-05-31

Family

ID=16505799

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP20537683A Pending JPS6097227A (ja) 1983-10-31 1983-10-31 面圧分布計

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JP (1) JPS6097227A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4934197A (en) * 1987-09-03 1990-06-19 Wolfgang Nitsche Method of measuring pressures and forces acting on arbitrarily shaped bodies

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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