JPS6336445B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6336445B2 JPS6336445B2 JP57016671A JP1667182A JPS6336445B2 JP S6336445 B2 JPS6336445 B2 JP S6336445B2 JP 57016671 A JP57016671 A JP 57016671A JP 1667182 A JP1667182 A JP 1667182A JP S6336445 B2 JPS6336445 B2 JP S6336445B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- short
- electrodes
- generated
- piezoelectric
- temperature change
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K3/00—Thermometers giving results other than momentary value of temperature
- G01K3/08—Thermometers giving results other than momentary value of temperature giving differences of values; giving differentiated values
- G01K3/10—Thermometers giving results other than momentary value of temperature giving differences of values; giving differentiated values in respect of time, e.g. reacting only to a quick change of temperature
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、温度の変化量を検出する検出器に関
するものである。
するものである。
本発明の目的は、圧電材料の特性を巧みに利用
し、温度の変化量を検出する新規な温度変化量検
出器を提供することにある。
し、温度の変化量を検出する新規な温度変化量検
出器を提供することにある。
以下図面を用いて本発明を詳しく説明する。通
常の圧電材料、特に圧電セラミツク（例えば、
PZT−5A、D51C材）などは圧電性とともに良好
な焦電性をも有することが知られている。この焦
電性の特性を有することから、圧電セラミツクに
不均一な温度分布が生ずると電荷の再配分が起
る。第１図に示すような円板状（円板状に限定さ
れない）の圧電体（圧電セラミツクTD）に、熱
平衝状態から突然にもしくは徐々に電極間方向へ
温度差を与えると、両電極P1，P2間に電荷が生
ずる。この電荷は圧電セラミツクTDのそれ自体
の容量Ｃに応じて電位差の形で把握され得る。例
えば、圧電セラミツクTDとして20φ、１mm厚さ
のD51C材を使用し、常温から一方の電極側健突
然100〜150℃に加熱すると、両電極間に一気に数
百〜数千Ｖの電圧が発生する。両電極間に接続し
た短絡手段So（通常は機械的スイツチ）により蓄
積された電荷を瞬時に放電させると、このとき圧
電セラミツクTDから超音波パルスpwが発生す
る。この超音波パルスの音のエネルギーは焦電性
によつて発生したエネルギーに比例し、超音波パ
ルスの振幅や極性は温度勾配に比例する。短絡手
段Soを定期的あるいは必要に応じたタイミング
でONにすれば、前回の短絡の時点からその時ま
でに溜つた電荷に比例した強さの超音波パルスが
圧電セラミツクTDから発生する。この超音波パ
ルスは圧電セラミツクTDの電極面に接合された
音響学的媒体Ｍを介して圧電素子PZなどにより
検出する。この媒体Ｍと圧電素子PZはどちらの
電極面側に設けてもあるいは両方に設けてもよ
い。この圧電素子PZは検知した超音波パルスを
電極信号に変換する。この電気信号を評価するこ
とにより圧電セラミツクTDに与えられた温度の
変化量を知ることができる。
常の圧電材料、特に圧電セラミツク（例えば、
PZT−5A、D51C材）などは圧電性とともに良好
な焦電性をも有することが知られている。この焦
電性の特性を有することから、圧電セラミツクに
不均一な温度分布が生ずると電荷の再配分が起
る。第１図に示すような円板状（円板状に限定さ
れない）の圧電体（圧電セラミツクTD）に、熱
平衝状態から突然にもしくは徐々に電極間方向へ
温度差を与えると、両電極P1，P2間に電荷が生
ずる。この電荷は圧電セラミツクTDのそれ自体
の容量Ｃに応じて電位差の形で把握され得る。例
えば、圧電セラミツクTDとして20φ、１mm厚さ
のD51C材を使用し、常温から一方の電極側健突
然100〜150℃に加熱すると、両電極間に一気に数
百〜数千Ｖの電圧が発生する。両電極間に接続し
た短絡手段So（通常は機械的スイツチ）により蓄
積された電荷を瞬時に放電させると、このとき圧
電セラミツクTDから超音波パルスpwが発生す
る。この超音波パルスの音のエネルギーは焦電性
によつて発生したエネルギーに比例し、超音波パ
ルスの振幅や極性は温度勾配に比例する。短絡手
段Soを定期的あるいは必要に応じたタイミング
でONにすれば、前回の短絡の時点からその時ま
でに溜つた電荷に比例した強さの超音波パルスが
圧電セラミツクTDから発生する。この超音波パ
ルスは圧電セラミツクTDの電極面に接合された
音響学的媒体Ｍを介して圧電素子PZなどにより
検出する。この媒体Ｍと圧電素子PZはどちらの
電極面側に設けてもあるいは両方に設けてもよ
い。この圧電素子PZは検知した超音波パルスを
電極信号に変換する。この電気信号を評価するこ
とにより圧電セラミツクTDに与えられた温度の
変化量を知ることができる。
なお、短絡手段Soを１回限り短絡する場合は、
その時発生する超音波パルスの大きさや極性は累
積された温度の変化量に比例する。
その時発生する超音波パルスの大きさや極性は累
積された温度の変化量に比例する。
また、圧電セラミツクもその周辺もそれ自体を
介して電極に蓄積された電荷が放電しない程度に
十分高絶縁でなければならない。また、このよう
な放電による測定は圧電セラミツクTDを介して
熱伝導により両電極間の温度差が解消し平衡状態
ととなる以前に行なう必要がある。
介して電極に蓄積された電荷が放電しない程度に
十分高絶縁でなければならない。また、このよう
な放電による測定は圧電セラミツクTDを介して
熱伝導により両電極間の温度差が解消し平衡状態
ととなる以前に行なう必要がある。
第２図は本発明の他の実施例を示す電気的構成
図である。同図において、C1は外部コンデンサ
で、ダイオードD1とスイツチS1の並列回路を介
してTDに接続されている。TDに生じた電荷は、
TDでの直流リーク（抵抗ｇを介して流れる電
流）が多少大であつても、その何割かはダイオー
ドD1を経由して高絶縁性のコンデンサC1に蓄え
られ、後ほどS1を閉じたとき上述した超音波パル
スが発せられる。なお、この場合は片方向向きの
温度勾配しか検出できない。第３図は両方向の温
度勾配に対して検出可能な構成図である。すなわ
ち、TDに生ずる電荷の極性に応じてダイオード
D1又はD2を介してコンデンサC1又はC2に電荷が
蓄積され、蓄積された電荷はスイツチS1又はS2に
よつて瞬時に放電されるようになつている。ま
た、第４図に示すようにダイオードブリツジを構
成し、これを介してコンデンサを充電するように
すれば、コンデンサは１個に減らすことができ
る。この場合、コンデンサC3の両端とTDの両端
とはそれぞれスイツチS3及びS4で接続し、同時に
２つのスイツチS3，S4を短絡することにより、
TDより超音波パルスを発生させる。
図である。同図において、C1は外部コンデンサ
で、ダイオードD1とスイツチS1の並列回路を介
してTDに接続されている。TDに生じた電荷は、
TDでの直流リーク（抵抗ｇを介して流れる電
流）が多少大であつても、その何割かはダイオー
ドD1を経由して高絶縁性のコンデンサC1に蓄え
られ、後ほどS1を閉じたとき上述した超音波パル
スが発せられる。なお、この場合は片方向向きの
温度勾配しか検出できない。第３図は両方向の温
度勾配に対して検出可能な構成図である。すなわ
ち、TDに生ずる電荷の極性に応じてダイオード
D1又はD2を介してコンデンサC1又はC2に電荷が
蓄積され、蓄積された電荷はスイツチS1又はS2に
よつて瞬時に放電されるようになつている。ま
た、第４図に示すようにダイオードブリツジを構
成し、これを介してコンデンサを充電するように
すれば、コンデンサは１個に減らすことができ
る。この場合、コンデンサC3の両端とTDの両端
とはそれぞれスイツチS3及びS4で接続し、同時に
２つのスイツチS3，S4を短絡することにより、
TDより超音波パルスを発生させる。
以上説明したように、本発明によれば、定常的
な温度勾配には影響されず、温度変化に対してそ
の変化量のみを検出することができ、また該検出
は媒体Ｍを介して非接触的に行うことができる。
このような性質は広く熱器具類の温度変化特性の
観察や監視あるいは熱的事故のアラーム手段とし
て用いて便利である。
な温度勾配には影響されず、温度変化に対してそ
の変化量のみを検出することができ、また該検出
は媒体Ｍを介して非接触的に行うことができる。
このような性質は広く熱器具類の温度変化特性の
観察や監視あるいは熱的事故のアラーム手段とし
て用いて便利である。
第１図は本発明の原理を説明するための構成
図、第２図は本発明に係る検出器の電気的構成
図、第３図及び第４図は本発明の他の実施例を示
す電気的構成図である。 TD……圧電セラミツク、P1，P2……電極、So
〜S4……短絡手段、Ｍ……音響学的媒体、PZ…
…圧電素子、D1〜D6……ダイオード、C1〜C3…
…コンデンサ。
図、第２図は本発明に係る検出器の電気的構成
図、第３図及び第４図は本発明の他の実施例を示
す電気的構成図である。 TD……圧電セラミツク、P1，P2……電極、So
〜S4……短絡手段、Ｍ……音響学的媒体、PZ…
…圧電素子、D1〜D6……ダイオード、C1〜C3…
…コンデンサ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 平板状に形成されその対向面に電極が設けら
れてなり、圧電性及び焦電性を有する圧電体と、 前記電極間を短絡するための短絡手段と、 音響学的媒体を介して前記一方の電極面に対向
して取り付けられ、音響学的媒体経由で伝播され
た前記圧電体からの超音波パルスを受波しこれを
電気信号に変換して出力する圧電素子と を具備し、前記圧電体に電極間に与えられた温度
変化により生じた電荷を前記短絡手段により短絡
し、この短絡に呼応して発生する超音波パルスを
受けた前記圧電素子より前記電極間に与えられた
温度変化に対応した電気信号を得るようにしたこ
とを特徴とする温度変化量検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1667182A JPS58135429A (ja) | 1982-02-04 | 1982-02-04 | 温度変化量検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1667182A JPS58135429A (ja) | 1982-02-04 | 1982-02-04 | 温度変化量検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58135429A JPS58135429A (ja) | 1983-08-12 |
| JPS6336445B2 true JPS6336445B2 (ja) | 1988-07-20 |
Family
ID=11922774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1667182A Granted JPS58135429A (ja) | 1982-02-04 | 1982-02-04 | 温度変化量検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58135429A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2516747B2 (ja) * | 1986-09-09 | 1996-07-24 | 東洋通信機株式会社 | 超音波利用温度／圧力センサ |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49125081A (ja) * | 1973-04-03 | 1974-11-29 |
-
1982
- 1982-02-04 JP JP1667182A patent/JPS58135429A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58135429A (ja) | 1983-08-12 |
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