CN103728083A - 压力测定装置以及液体处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及压力测定装置以及液体处理装置，提供测定液体的压力的技术。该压力测定装置是测定液体的压力的压力测定装置，具备：具有流路电阻的流路；与流路连通的规定容积的液体收纳室；变更液体收纳室的压力的压力变更部；对在流路和液体收纳室内收纳了液体的状态下，压力变更部动作时产生的液体收纳室的液体的压力波成为规定值时至下次成为该规定值为止的期间进行测定的测定部；以及基于测定出的期间来获取压力的获取部。

Description

压力测定装置以及液体处理装置

技术领域

本发明涉及测定液体的压力的技术。

背景技术

以往，作为测定液体的压力的技术，例如已知有下述专利文献1的技术。专利文献1记载有通过音叉型压电振子的CI值（等效串联电阻）来测量压力的技术。

专利文献1：日本特开2010－85377号公报

然而，在专利文献1的压力测定技术中，CI值很大程度取决于音叉型压电振子的物理特性。因此，被指出存在如下问题，即，若要准确测定压力，需要高精度地控制音叉型振子的形状及大小、需要准确地把握并控制音叉型振子的电气特性等，在制造时被要求非常高的精度的问题。另外，还被指出在使用时也需要频繁地进行校准的问题。还被指出由于音叉型压电振子的举动受空气中的尘埃等的影响而变动，所以在构造上也要求精密的构造，并且，使用环境受到限制的问题。这些问题是测定液体的压力的技术一般共有的问题。除此以外，在测定液体的压力的装置中，期望小型化、低成本化、节约资源化、制造容易化、使用便利性提高等。

发明内容

本发明是为了解决上述课题的至少一部分而完成的，能够作为以下方式实现。

（1）根据本发明的一方式，提供测定液体的压力的压力测定装置。该压力测定装置具备：具有流路电阻的流路；与所述流路连通的规定容积的液体收纳室；变更所述液体收纳室的压力的压力变更部；对在所述流路和所述液体收纳室内收纳了所述液体的状态下，所述压力变更部动作时产生的所述液体收纳室的液体的压力波成为规定值时至下次成为该规定值为止的期间进行测定的测定部；以及基于测定出的所述期间来获取所述液体的压力的获取部。根据该压力测定装置，基于由压力变更部的压力的变更而产生的液体的压力波成为规定值时至下次成为该规定值为止的期间来测定液体的压力，所以能够避免在直接测定压力时所需的构造的限制，能够使构造简单。

（2）根据本发明的其他方式，提供测定液体的压力的压力测定装置。该压力测定装置具备：具有流路电阻的流路；与所述流路连通的规定容积的液体收纳室；变更所述液体收纳室的压力的压力变更部；对在所述流路和所述液体收纳室内收纳了所述液体的状态下，所述压力变更部动作时产生的所述液体收纳室的液体的压力波成为峰值时至下次成为与该峰值相同的极性的峰值为止的期间进行测定的测定部；以及基于测定出的所述期间来获取所述液体的压力的获取部。根据该压力测定装置，由于测定由压力变更部的压力的变更而产生的液体收纳室的液体的压力波成为峰值时至下次成为与该峰值相同的极性的峰值为止的期间，所以能够避免直接测定压力时所需的构造的限制，能够使构造简单。上述期间例如也可以是通过上述压力的变更，而上述液体收纳室的液体的压力波成为极大时至下次上述液体收纳室的液体的压力波成为极大为止的期间。因此，能够通过比较简单的方法来测定液体的压力。

（3）在上述方式的压力测定装置中，上述压力变更部也可以具备压电元件，通过上述压电元件的应力来变更上述液体收纳室的压力。根据该压力测定装置，能够电控制压力的变化。

（4）在上述方式的压力测定装置中，上述压电元件还可以根据上述液体收纳室的压力变化而产生形变；上述测定部基于上述压电元件的形变来测定上述期间。根据该压力测定装置，能够通过一个压电元件来进行液体收纳室的液体的压力的变化、和液体的压力波成为规定值时至下次成为该规定值为止的期间的测定。

（5）在上述实施方式的压力测定装置中，上述测定部也可以驱动上述压电元件，检测流过上述压电元件的电流，并基于流过上述压电元件的电流来测定上述期间。根据该压力测定装置，能够比较容易地测定液体的压力波成为规定值时至下次成为该规定值为止的期间。

（6）在上述实施方式的压力测定装置中，上述测定部也可以在驱动上述压电元件的期间停止流过上述压电元件的电流的检测，并在结束上述压电元件的驱动后，检测流过上述压电元件的电流。根据该压力测定装置，由于在驱动压电元件的期间停止流过压电元件的电流的检测，所以由电流检测引起的驱动损失减少，能够提高消耗电力。另外，结束压电元件的驱动后，检测流过压电元件的电流，所以能够不给压电元件的驱动效率带来影响地提高电流检测的S／N比。

（7）在上述实施方式的压力测定装置中，上述测定部也可以具备用于测定流过上述压电元件的电流的电阻电路；对是否使流过上述压电元件的电流流过上述电阻电路进行控制的开关电路。根据该压力测定装置，在驱动压电元件的期间，不使流过压电元件的电流流过电阻电路，结束压电元件的驱动后，使流过压电元件的电流流过电阻电路，从而能够容易地选择是否停止电流检测。例如，也可以将开关电路与电阻电路并联连接，在开关电路接通时，使流过压电元件的电流不流过电阻电路。另外，例如，也可以将开关电路与电阻电路串联连接，在开关电路断开时，使流过压电元件的电流不流过电阻电路。

（8）在上述实施方式的压力测定装置中，也可以是上述液体被收纳在容器内；上述液体收纳室与上述流路的一端连通；上述流路的另一端与上述容器连接。根据该压力测定装置，能够测定收纳在容器内的液体的压力。

（9）在上述实施方式的压力测定装置中，上述流路的另一端也可以以可拆装的方式与上述容器连接。根据该压力测定装置，由于能够拆装于容器，所以能够简单地测定压力。

（10）另外，根据本发明的其他方式，提供使用了压力测定装置的液体处理装置。根据该液体处理装置，能够不经由状态变化后的状态而根据液体直接地进行测定。因此，能够缓和与测定对象、测定环境相关的限制。

上述的本发明的各方式所具有的多个构成要素不是全部都是必需的，为了解决上述课题的一部分或者全部，或为了实现本说明书所记载的效果的一部分或者全部，能够适当地对上述多个构成要素的一部分的构成要素进行变更、删除、与新的其他构成要素的更换，限定内容的一部分的削除。另外，为了解决上述课题的一部分或者全部，或为了实现本说明书所记载的效果的一部分或者全部，也能够将上述的本发明的一方式所包含的技术特征的一部分或者全部与上述的本发明的其他方式所包含的技术特征的一部分或者全部组合，从而成为本发明的独立的另一方式。另外，根据这样的方式，能够解决装置的小型化、低成本化、节约资源化、制造容易化、使用便利性提高等各种课题的至少一个。

此外，本发明能够通过各种方式实现。例如，能够通过压力计、水压计、水深计、压力测定***、压力测定方法等方式实现。

附图说明

图1是说明测定***10的说明图。

图2是说明第1实施方式中的驱动电路50的构成的框图。

图3是例示了压力信号Vp以及检测信号DS的说明图。

图4是表示负压期间T和容器20内的压力的关系的实测结果。

图5是说明第2实施方式中的驱动电路50的构成的框图。

图6是表示驱动电路50的信号波形的图。

图7是例示了泵室40的内部压力的变化的说明图。

图8是表示第1期间和容器20内的压力的关系的实测结果。

图9是表示作为变形例2的压力测定装置的方式的说明图。

具体实施方式

以下，利用附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。此外，以下说明的实施方式并不对权利要求所记载的本发明的内容进行不当限定。而且，以下说明的构成的全部未必均是本发明的必须构成要件。

A.第1实施方式：

（A1）***构成：

图1是对使用了作为本发明的第1实施方式的压力测定装置30的测定***10进行说明的说明图。压力测定装置30是测定液体的压力的装置。测定***10具备收纳有测定对象的液体Lq的容器20、和压力测定装置30。在本实施方式中，容器20所收纳的液体Lq是水。容器20的内部保持规定的压力。

压力测定装置30具备框体32、流路34、隔板36、压电元件38、及驱动电路50。框体32在内部具有泵室40。泵室40由框体32的内壁和隔板36形成。流路34与容器20连接，连通泵室40和容器20。因此，在流路34和泵室40中充满测定对象的液体Lq（在本实施方式中为水）。为了使泵室40充满液体Lq，泵室40也可以具备用于测定前抽出存在于泵室40内的空气的带盖的空气抽出孔。在本实施方式中，容器20以及框体32由非常坚固的部件构成。例如可以采用不锈钢。

压电元件38的一端被固定在隔板36上，另一端被固定在框体32的内壁上。在本实施方式中，作为压电元件38，使用层叠型的压电元件。另外，并不局限于此，也可以采用单压电晶片、双压电晶片的压电元件。压电元件38与驱动电路50连接，根据从驱动电路50施加的驱动信号（电力）而伸缩。压电元件38通过伸缩应力推拉隔板36，使泵室40的容积变化，从而间接地对泵室40内的水进行加压以及减压。隔板36和压电元件38对应权利要求所记载的压力变更部。

驱动电路50对压电元件38施加驱动信号，并且，检测泵室40的内部压力的变化。具体而言，若泵室40的压力变化，则经由隔板36向压电元件38施加力。压电元件38通过压电效应产生电压。驱动电路50通过检测压电元件38产生的电压来检测泵室40的内部压力的变化。如后述，驱动电路50基于在规定条件下检测出的泵室40的内部压力的变化，来测定作为测定对象的水的举动。

图2是说明驱动电路50的构成的框图。驱动电路50具备输出驱动波形信号Vin的控制部52、以放大率G放大驱动波形信号Vin而输出驱动信号Vout的放大电路54、检测泵室40的内部压力的压力检测部60、将检测出的内部压力与规定的阈值进行比较的比较部56、及显示部70。压力检测部60具备检测压电元件38的驱动电流的电流检测电路62、对检测出的驱动电流进行积分的积分电路64、输出积分电路64的输出和驱动波形信号Vin的差分的减法电路66。

驱动电路50按以下方式对表示泵室40的内部压力的压力信号Vp进行检测。控制部52输出驱动波形信号Vin。驱动波形信号Vin被放大电路54放大，作为驱动信号Vout施加给压电元件38。此时，向压电元件38流入与驱动信号Vout对应的驱动电流Iout。在压电元件38的另一端连接有用于电流检测的电阻r。电阻r的另一端与基准电位连接。电流检测电路62通过将由驱动电流Iout产生的电阻r端子间的电位差除以电阻r的电阻值而转换成第1信号Vi，并输入至积分电路64。积分电路64通过利用积分器对输入的第1信号Vi进行积分，输出与压电元件38所蓄积的电荷量对应的值的电荷信号Vq。

流入压电元件38的驱动电流Iout（第1信号Vi）与压电元件38的位移速度成比例。因此，压电元件38所蓄积的电荷量（电荷信号Vq）与压电元件38的位移成比例。在压电元件38可自由伸缩的状态下，压电元件38的位移几乎与驱动信号成比例。另一方面，若泵室40的内部压力变化，则压电元件38经由隔板36接受压力的变化。此时，压电元件38与接受的压力的变化成比例地伸缩（位移变化），所以接受了泵室40的压力变化的情况下的压电元件38的位移和原来的压电元件38的位移的差（与未接受压力时的差）与压电元件38接受的压力（泵室40的内部压力）成比例。

压力检测部60将利用积分电路64的积分器得到的电荷信号Vq除以压电元件38的等价静电电容c以及放大电路54的放大率G来获取电压信号Vx。压力检测部60利用减法电路66计算与压电元件38的实际位移对应的电压信号Vx和驱动波形信号Vin的差分，从而获取与泵室40的内部压力对应的压力信号Vp。

压力检测部60将获取的压力信号Vp输入至比较部56。比较部56通过与规定的阈值进行比较，生成被二值化的检测信号DS，并输入至控制部52。控制部52具备查找表LUT。控制部52基于输入的检测信号DS和查找表LUT获取水的压力。而且，将获取的压力值显示在显示部70上，使用户能够视觉确认。此外，后述基于查找表LUT以及检测信号DS获取压力的方法。

（A2）压力振动：

图3是例示了在将驱动信号Vout施加至压电元件38时，在压力检测部60得到的压力信号Vp以及在比较部56得到的检测信号DS的说明图。图3（a）表示施加至压电元件38的驱动信号Vout。图3（b）表示在压力检测部60得到的压力信号Vp。图3（c）表示在比较部56得到的检测信号DS。

如图3（a）所示，在本实施方式中，从控制部52输出1个脉冲的Vin，并对压电元件38施加驱动信号Vout。若驱动信号Vout的电压（驱动电压）上升则压电元件38伸长，并经由隔板36对泵室40的液体Lq进行加压。其结果，如图3（b）所示，驱动信号Vout的电压上升，并且泵室40的内部压力急剧上升。在驱动电压被保持在规定的高电压的期间，压电元件38的位移不变。因此，在泵室40的液体Lq和容器20的液体之间产生压力差，液体Lq从泵室40向容器20流出（参照图1）。泵室40的内部压力随着液体Lq流出至容器20而减少。此时，通过流路34的惯性，对经过流路34的液体Lq作用惯性力，液体Lq欲继续从泵室40向容器20流入。其结果，泵室40的内部压力成为比容器20的压力低的压力（负压），而且，泵室40的内部压力降低至测定对象的液体Lq（在本实施方式中为水）的饱和蒸气压附近，则产生空泡，内部压力几乎被保持恒定。此外，后面详细说明惯性。

而且，若内部压力成为负压，则泵室40从容器20吸入液体Lq。因此，液体Lq从容器20流入泵室40。该情况下，也如上述说明那样，通过基于流路的惯性的惯性力，液体Lq欲继续从容器20向泵室40流入。因此，如图3（b）所示，泵室40的内部压力上升。这样，通过源于流路34的惯性的惯性力，泵室40的内部压力振动。从图3（b）可知，泵室40的内部压力的振动具有规定的周期。

这里，如图3（b）所示，将由对压电元件38施加驱动信号Vout引起的泵室40的内部压力的1次上升和下降构成的压力振动的波称作第1波。将其后的继第1波的压力振动的波称作第2波、第3波、第4波…。如图3（c）所示，检测信号DS成为与泵室40的压力振动的波（第1波、第2波…等）对应的信号。将与各压力振动对应的检测信号DS的脉冲称作第1脉冲、第2脉冲…。

如图3（c）所示，在继检测信号DS的第1脉冲而检测出第2脉冲的情况下，产生第1脉冲至产生第2脉冲的期间的长度具有与容器20内的液体Lq的压力相关的信息。压力信号Vp的第2波是由于在流路34内从泵室40流向容器20的液体Lq因泵室40和容器20的压力差而被引回至泵室40而产生的。因此，若泵室40和容器20的压力差变大，则泵室40引回容器20内的液体Lq的力变大，所以第2波较快地产生，其结果，检测信号DS中的第2脉冲也较快地产生。

从图3（b）可知，从第1波产生后至第2波的产生，泵室40内大体成为液体Lq的饱和蒸气压。而且，泵室40除了与容器20连通以外，没有液体Lq的出入，所以在至第2波产生的期间，泵室40的压力不会大幅变动。因此，在第1波结束至第2波产生的期间（以下，也称负压期间T）的容器20和泵室40的压力差主要由容器20内的压力决定。具体而言，随着容器20内的压力变高，负压期间T变短。换句话说，可以说负压期间T越短，容器20的压力越高。另外，通过实验确立，第1波产生至结束的时间，即第1脉冲的脉冲宽度不取决于泵室40的压力，几乎不变化。

接下来，通过实测示出泵室40的负压期间取决于容器20的压力。具体而言，示出随着容器20内的压力变高，负压期间变短。图4是表示第1脉冲至第2脉冲的负压期间T、和容器20内的压力的关系的实测结果。图4的图表的横轴为负压期间T，纵轴为容器20的压力。在该实验中，容器20的压力利用独立设置的压力计测定。如图4所示可知，随着容器20的压力变高，负压期间T变短。即，能够通过检测负压期间T，来检测测定对象的液体Lq（在本实施方式中为容器20）的压力。

（A3）压力测定：

控制部52在流路34和泵室40内收纳了液体Lq的状态下，测定隔板36和压电元件38动作时产生的液体Lq的压力波成为规定值时至下次成为该规定值的负压期间T，并基于负压期间T，获取液体Lq的压力。在本实施方式中，压力测定装置30将与上述说明的图4的图表对应的查找表LUT存储到控制部52（参照图2）。即，控制部52具备使负压期间T的各值和基于测定对象的压力的实测的值相对应的查找表LUT。实际测定测定对象的液体Lq的压力时，控制部52对压电元件38施加1个脉冲的驱动信号Vout，使在泵室40内产生压力振动，从检测出的检测信号DS提取负压期间T。而且，将获取的负压期间T输入至查找表LUT。控制部52获取与负压期间T对应地从查找表LUT输出的压力值。

然后，控制部52将获取的压力值显示于显示部70，使用户能够视觉确认。控制部52也可以具备水、规定的油、规定的有机溶剂等各种液体的查找表LUT。对于各液体，能够通过实测负压期间T和测定对象的液体Lq的压力的关联，并生成查找表来实现。

接下来，对用于本实施方式的说明的惯性进行说明。所谓的惯性是流路的特性值。具体而言，表示通过对流路的一端施加压力而使流路内的流体流动时的流体的流动难易程度。例如，假设对剖面积为S，长度为L的流路充满密度的流体（在本实施方式中为液体Lq），对流路的一端施加压力P（在两端的压力差）。对流路内的流体作用P×S的力。其结果，流路内的液体Lq流出。若将流体的加速度设为a，则下述式（1）的运动方程式成立。

式1

P×S＝ρ×S×L×a…(1)

若将在流路流动的体积流量设为Q，将在流路流动的流体的流速设为v，则得到下述式（2）以及式（3）。

式2

Q＝v×S…(2)

式3

dQ/dt＝a×S…(3)

能够从式（2）以及式（3）得到下述式（4）。

式4

P＝(ρ×L/S)×(dQ/dt)…(4)

式（4）表示若施加相同的压力P，则（ρ×L／S）越小，dQ／dt越大（即，流速变化较大）。该（ρ×L／S）是被称作惯性的值。以上，对惯性进行了说明。

如以上说明的那样，压力测定装置30能够利用容器20和泵室40之间的压力振动来测定测定对象的液体Lq的压力。因此，在压力测定装置30中，若对压电元件38施加驱动信号，在泵室40和容器20之间产生压力振动，能够获取泵室40的内部压力的变化，则能够测定测定对象的液体Lq的压力。如上述那样，泵室40的内部压力是液体Lq的饱和蒸气压，所以根据与测定对象的液体Lq的压力的差而变化的“负压期间”相当于测定距离饱和蒸气压的相对压。因此，“负压期间”不易受到压电元件的特性偏差的影响，所以无需必须进行压电元件的校准。另外，能够通过简易的构造进行压力测定。其结果，能够为在测定压力时，不易受外部的尘埃、温度变化等压力测定装置30的外部的变化的影响的、耐久性高的构成。因此，在比较恶劣的测定环境中也能够进行压力测定，所以能够成为适用于工业的压力计。例如，在收纳液体的工业用罐、作为工业用液体流路的配管通常设置温度计的***用的贯通孔、排水管拔出用贯通孔。通过在这样的贯通孔上连接压力测定装置30的流路34，能够测定罐内、配管内的压力。另外，在本实施方式中，利用一个压电元件38进行泵室40的加压、和泵室40的内部压力的测定，所以与分别通过独立的元件、装置来进行的情况相比较，能够实现构造的简单化、小型化、低成本化。

作为与权利要求的对应关系，泵室40与权利要求所记载的液体收纳室对应。隔板36以及压电元件38与权利要求所记载的压力变更部对应。压电元件38以及驱动电路50与权利要求所记载的测定部对应。驱动电路50（控制部52）与权利要求所记载的获取部对应。

B.第2实施方式：

（B1）***构成：

使用了作为本发明的第2实施方式的压力测定装置30的测定***10的构成与第1实施方式（图1）相同，所以省略其图示以及说明。但是，在第2实施方式中，驱动电路50的构成与第1实施方式不同。

图5是说明第2实施方式中的驱动电路50的构成的框图。另外，图6是表示驱动电路50的信号波形的图。驱动电路50具备输出驱动波形信号Vin的控制部52、以放大率G放大驱动波形信号Vin并输出驱动信号Vout的放大电路54、检测泵室40的内部压力的变化速度的压力变化速度检测部80、将检测出的内部压力的变化速度与规定的阈值Vth进行比较的比较部56、及显示部70。压力变化速度检测部80具备检测压电元件38的驱动电流的电流检测电路82、用于从表示检测出的驱动电流的电压信号去除DC成分和高频噪声的带通滤波器84。

驱动电路50按以下方式检测表示泵室40的内部压力的变化速度的第2信号Vix。控制部52输出驱动波形信号Vin。驱动波形信号Vin被放大电路54放大，作为驱动信号Vout施加给压电元件38。此时，向压电元件38流入与驱动信号Vout对应的驱动电流Iout。在压电元件38的另一端连接有用于电流检测的电阻r和开关sw。电阻r的另一端和开关sw的另一端均与基准电位连接。开关sw是根据控制信号Vsw的电压电平进行开/关的开关，例如，能够通过对MOS晶体管的栅极输入控制信号Vsw来实现。

控制部52控制控制信号Vsw的电压电平，在开关sw接通时输出驱动波形信号Vin，由此，压电元件38被施加驱动信号Vout而流入驱动电流Iout。控制部52在结束驱动波形信号Vin的输出后，断开开关sw。图6（a）示出驱动信号Vout、驱动电流Iout以及控制信号Vsw的波形的一个例子。

电流检测电路82将在开关sw接通的期间通过驱动电流Iout和开关sw的接通电阻产生的电位差转换为第1信号Vi，将开关sw断开的期间通过驱动电流Iout产生的电阻r端子间的电位差转换为第1信号Vi，并输入至带通滤波器84。图6（b）示出第1信号Vi的波形的一个例子。

带通滤波器84使输入的第1信号Vi所包含的所希望的频带的信号通过，并输出第2信号Vix。该带通滤波器84的频带被设定成包括泵室40的压力振动的频带。图6（c）示出第2信号Vix以及比较部56的阈值Vth的波形的一个例子。

若泵室40的内部压力变化，则压电元件38经由隔板36接受压力的变化。此时，压电元件38与接受的压力的变化成比例地伸缩（位移变化），所以压电元件38的位移速度与泵室40的内部压力的变化速度成比例。总而言之，将驱动电流Iout转换为电压值而得到的第2信号Vix是表示泵室40的内部压力的变化速度的信号。因此，压电元件38的位移速度、泵室40的内部压力的变化速度、和第2信号Vix成比例关系。因此，在第2信号Vix为规定的基准电压时，泵室40的内部压力的变化速度为0，即、泵室40的内部压力为峰值（极大或者极小）。这里，在通过放大电路54驱动压电元件38的期间，第2信号Vix比基准电压高时为压电元件38伸长的方向，所以与泵室40的内部压力正在上升的状态对应。第2信号Vix比基准电压低时为压电元件收缩的方向，所以与泵室40的内部压力正在降低的状态对应。因此，表示在第2信号Vix相对于基准电压从正切换成负的时刻，泵室40的内部压力成为极大值。另外，在未通过放大电路54驱动压电元件38时，第2信号Vix比基准电压低时为压电元件38收缩的方向，所以与泵室40的内部压力正在上升的状态对应。另一方面，在第2信号Vix比基准电压高时为压电元件38伸长的方向，所以与泵室40的内部压力正在降低的状态对应，所以，表示在第2信号Vix相对于基准电压从负切换成正的时刻，泵室40的内部压力成为极大值。

压力变化速度检测部80将获取的第2信号Vix输入至比较部56。比较部56通过与规定的阈值vth进行比较，生成被二值化的检测信号DS，并输入至控制部52。该阈值vth与泵室40的内部压力的变化速度为0时的第2信号Vix的电压（基准电压）一致。图6（d）示出检测信号DS的波形的一个例子。如图6（d）所示，检测信号DS包括基于泵室40的压力振动的多个脉冲（第1脉冲、第2脉冲…）。

控制部52具备查找表LUT。控制部52基于输入的检测信号DS和查找表LUT获取水的压力。而且，将获取的压力值显示于显示部70，使用户能够视觉确认。

（B2）压力测定：

图7是例示了将驱动信号Vout施加至压电元件38时的泵室40的内部压力的变化的说明图。图7（a）表示施加至压电元件38的驱动信号Vout。图7（b）表示泵室40的内部压力的变化。在第1实施方式（图3）中已经说明了泵室40的内部压力的变动，所以这里省略说明。在本实施方式中，也与第1实施方式相同，将由对压电元件38施加驱动信号Vout引起的泵室40的内部压力的1次上升和下降构成的压力振动的波称作第1波，将其后的继第1波的压力振动波称作第2波、第3波、第4波…。

如已经说明的那样，泵室40的压力振动的第1波结束至第2波产生为止的期间（负压期间）越短，容器20的压力越高。因此，压力振动的第1波的峰值点（极大点）和第2波的峰值点（极大点）之间的时间（以下称“第1期间”）也包括负压期间，所以认为第1期间和容器20的压力之间相关（参照图7（b））。图8是表示第1期间和容器20内的压力的关系的实测结果。图8的图表的横轴为第1期间，纵轴为容器20的压力。在该实验中，容器20的压力利用独立设置的压力计测定。如图8所示可知，随着容器20的压力变高，第1期间变短。即，能够通过检测第1期间，来检测测定对象的液体Lq（在本实施方式中为容器20）的压力。

控制部52测定在流路34和泵室40内收纳了液体Lq的状态下，隔板36以及压电元件38动作时产生的液体Lq的压力波成为峰值时至下次成为与该峰值相同的极性的峰值为止的第1期间，并基于第1期间获取液体Lq的压力。在本实施方式中，压力测定装置30将与上述说明的图8的图表对应的查找表LUT储存到控制部52（参照图5）。即，控制部52具备使第1期间的各值、和基于测定对象的压力的实测的值对应的查找表LUT。在实际测定测定对象的液体Lq的压力时，控制部52对压电元件38施加1个脉冲的驱动信号Vout，使泵室40内产生压力振动，从检测出的检测信号DS提取第1期间。而且，将获取的第1期间输入至查找表LUT。控制部52获取与第1期间对应地从查找表LUT输出的压力值。第1期间与检测出检测信号DS的第1脉冲至第1脉冲的检测结束为止的时间对应（参照图6（d））。

然后，控制部52将获取的压力值显示于显示部70，使用户能够视觉确认。控制部52也可以具备水、规定的油、规定的有机溶剂等各种液体的查找表LUT。对于各液体，能够通过实测第1期间和测定对象的液体Lq的压力的关联并生成查找表来实现。

如以上说明的那样，第2实施方式的压力测定装置30与第1实施方式相同，能够利用容器20和泵室40之间的压力振动的共振来测定测定对象的液体Lq的压力。如上述那样，泵室40的内部压力为液体Lq的饱和蒸气压，所以根据与测定对象的液体Lq的压力的差而变化的“负压期间”相当于测定距离饱和蒸气压的相对压。因此，“负压期间”不取决于压电元件的特性偏差，所以无需必须进行压电元件的校准。另外，能够通过简易的构造进行压力测定。其结果，能够为在测定压力时，不易受外部的尘埃、温度变化等压力测定装置30的外部的变化的影响的、耐久性高的构成。因此，在比较恶劣的测定环境中也能够进行压力测定，所以能够成为适用于工业的压力计。例如，在收纳液体的工业用罐、作为工业用液体流路的配管上通常设置温度计的***用贯通孔、排水管拔出用的贯通孔。通过在这样的贯通孔上连接压力测定装置30的流路34，能够测定罐内、配管内的压力。另外，在本实施方式中，能够利用一个压电元件38进行泵室40的加压、和泵室40的内部压力的测定，所以与分别通过独立的元件、装置进行的情况相比较，能够实现构造的简单化、小型化、低成本化。

并且，在第2实施方式的压力测定装置30中，在对压电元件38施加驱动信号Vout时，将开关sw接通，从而电阻r端子间的电位差为0（实际也有通过开关sw的接通电阻产生一点电位差的情况），所以压电元件38的端子间的电位差与驱动信号Vout的电压几乎一致，能够毫不浪费地向压电元件38流入驱动电流Iout。另外，在对压电元件38施加了驱动信号Vout后，将开关sw断开，从而得到与电阻r端子间的电位差对应的第1信号Vi。因此，根据第2实施方式的压力测定装置30，能够不借助电阻r的电阻值，降低压电元件38的驱动损失，提高消耗电力效率，并且，通过使电阻r的电阻值增大，能够使检测的S／N比提高。

C.变形例：

此外，本发明并不局限于上述的实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够实施各种方式，例如也能够进行以下变形。

（C1）变形例1：

在上述各实施方式中，测定了收纳在容器20内的水的压力，但并不局限于测定对象的液体Lq被收纳在密封的容器内的情况，也可以收纳在配管、开口的容器内。在这样的情况下，压力测定装置30也能够测定液体Lq的压力。

（C2）变形例2：

压力测定装置30的方式并不局限于图1所示的方式，能够采用各种方式。图9是表示作为变形例2的压力测定装置的方式的说明图。如图所示，为流路34的前端呈锐利的形状，用于刺破容器20的方式。在收纳有测定对象的液体Lq的容器20设置有用于刺破流路34而使与容器20的内部连通的***部22。***部22由厚壁的橡胶部件构成。拔出流路34后形成的***部22的孔因橡胶部件的弹力而被塞住。

如图所示，压力测定装置30具有显示部70、和用于测定开始的开始按钮、用于指示测定值的记录的操作按钮等，各种操作按钮72。在显示部70显示测定出的压力值，使用户能够视觉确认。通过将压力测定装置30设为这样的方式，用户能够简单地测定被容器20收纳的液体Lq的压力。

（C3）变形例3：

在上述各实施方式中，压电元件38使压力振动产生，并且，测定了泵室40的内部压力，但是，也可以分别使用独立的压电元件。换句话说，压力测定装置30也可以分别独立地具备作为压力差产生部的压电元件、和作为测定部的压电元件。另外，在上述实施方式中，作为压力差产生部采用了压电元件，但也可以代替压电元件，使用磁致伸缩元件等能够在泵室40和容器20之间产生压力差的元件、装置。磁致伸缩元件的基于形变的位移较大，所以能够产生更大的压力振动。这样，也能够得到与上述各实施方式相同的效果。

（C4）变形例4：

在上述各实施方式中，使用查找表LUT根据负压期间T或第1期间获取液体Lq的压力，但是，也可以利用其他的方法获取压力。例如，也可以使用表示图4的图表所示的负压期间T或第1期间和压力的相关的规定函数。控制部52通过将负压期间T或第1期间代入规定的函数来计算液体Lq的压力从而实现。

（C5）变形例5：

在上述各实施方式中，以负压期间T能够测定的液体Lq的压力为距离液体Lq的饱和蒸气压的相对压，但也能够通过预先获取液体Lq的饱和蒸气压，来测定液体Lq的绝对压。

（C6）变形例6：

在上述各实施方式中，作为液体Lq采用了水，但并不局限于此，也能够采用规定的油（例如，硅油）、规定的有机溶剂（例如，乙醇）等各种液体。该情况下，控制部52能够通过除了水，还具备规定的油、规定的有机溶剂等各种液体的查找表LUT来实现。

（C7）变形例7：

在上述各实施方式中，作为压力变更部，采用了压电元件38以及隔板36，但并不局限于此，也能够采用能够使泵室40的压力变更的各种构成。例如，也可以通过从外部向泵室40注入液体，变更泵室40的压力。除此以外，也可以在泵室40内具备激光射出部，通过向泵室40内的水照射激光来产生气泡，通过该气泡来变更压力。这样，也能够得到与上述各实施方式相同的效果。

（C8）变形例8：

在上述第2实施方式中，在压电元件38的端子和地之间并联连接电阻r和开关sw，在开关sw接通时，流入压电元件38的电流流入电阻r，但是，也可以在压电元件38的端子和地之间串联连接电阻r和开关sw，在开关sw断开时，流入压电元件38的电流流入电阻r。

（C9）变形例9：

在上述各实施方式中，对压电元件38施加正脉冲的驱动信号Vout，使压电元件38伸长，从而使泵室40的内部压力上升，从而产生压力振动，但是，也可以对压电元件38施加负脉冲的驱动信号Vout，使压电元件38收缩，降低泵室40的内部压力，从而产生压力振动。

（C10）变形例10：

在上述各实施方式中，使用查找表LUT根据负压期间T或第1期间获取液体Lq的压力，但并不局限于此。也可以测定压电元件38和驱动电路50为负压期间T或第1期间以外的液体收纳室内的液体的举动，驱动电路50（控制部52）使用该测定结果来获取液体Lq中的压力。作为负压期间T或第1期间以外的液体的举动，能够采用液体的压力波、流量、流速、移动度等与液体相关的各种参数。

（D1）应用例1：

通过将本发明的压力测定装置30用于净水处理装置、纯净水处理装置、排水处理装置等液体处理装置，能够以低成本测量压力，所以能够提供低成本的液体处理装置。

另外，上述的实施方式以及变形例是一个例子，并不局限于这些实施方式以及变形例。例如，也能够适当地组合各实施方式以及各变形例。

本发明包括与在实施方式中说明的构成实质相同的构成（例如，功能、方法以及结果相同的构成，或目的以及效果相同的构成）。另外，本发明包括置换了在实施方式中说明的构成的非本质的部分而成的构成。另外，本发明包括能够起到与在实施方式中说明的构成相同的作用效果的构成或者能够实现相同目的的构成。另外，本发明包括对在实施方式中说明的构成附加了公知技术的构成。

符号说明

10…测定***；20…容器；22…***部；30…压力测定装置；32…框体；34…流路；36…隔板；38…压电元件；40…泵室；50…驱动电路；52…控制部；54…放大电路；56…比较部；60…压力检测部；62…电流检测电路；64…积分电路；66…减法电路；70…显示部；72…操作按钮；80…压力变化速度检测部；82…电流检测电路；84…带通滤波器；Lq…液体；LUT…查找表。

Claims (17)

1.一种压力测定装置，是测定液体的压力的压力测定装置，其特征在于，具备：

具有流路电阻的流路；

与所述流路连通的规定容积的液体收纳室；

变更所述液体收纳室的压力的压力变更部；

对在所述流路和所述液体收纳室内收纳了所述液体的状态下，所述压力变更部动作时产生的所述液体收纳室的液体的压力波成为规定值时至下次成为该规定值为止的期间进行测定的测定部；以及

基于测定出的所述期间来获取所述液体的压力的获取部。

2.根据权利要求1所述的压力测定装置，其特征在于，

所述压力变更部具备压电元件，通过所述压电元件的应力来变更所述液体收纳室的压力。

3.根据权利要求2所述的压力测定装置，其特征在于，

所述压电元件还根据所述液体收纳室的压力变化而产生形变，

所述测定部基于所述压电元件的形变来测定所述期间。

4.根据权利要求2或者3所述的压力测定装置，其特征在于，

所述测定部驱动所述压电元件，检测流过所述压电元件的电流，并基于流过所述压电元件的电流来测定所述期间。

5.根据权利要求4所述的压力测定装置，其特征在于，

所述测定部在驱动所述压电元件的期间停止流过所述压电元件的电流的检测，并在结束所述压电元件的驱动后，检测流过所述压电元件的电流。

6.根据权利要求5所述的压力测定装置，其特征在于，

所述测定部具备用于测定流过所述压电元件的电流的电阻电路、和对是否使流过所述压电元件的电流流过所述电阻电路进行控制的开关电路。

7.根据权利要求1～6中任意一项所述的压力测定装置，其特征在于，

所述液体被收纳在容器内，

所述液体收纳室与所述流路的一端连通，

所述流路的另一端与所述容器连接。

8.根据权利要求7所述的压力测定装置，其特征在于，

所述流路的另一端以可拆装的方式与所述容器连接。

9.一种压力测定装置，是测定液体的压力的压力测定装置，其特征在于，具备：

具有流路电阻的流路；

与所述流路连通的规定容积的液体收纳室；

变更所述液体收纳室的压力的压力变更部；

对在所述流路和所述液体收纳室内收纳了所述液体的状态下，所述压力变更部动作时产生的所述液体收纳室的液体的压力波成为峰值时至下次成为与该峰值相同的极性的峰值为止的期间进行测定的测定部；以及

基于测定出的所述期间来获取所述液体的压力的获取部。

10.根据权利要求9所述的压力测定装置，其特征在于，

所述压力变更部具备压电元件，通过所述压电元件的应力来变更所述液体收纳室的压力。

11.根据权利要求10所述的压力测定装置，其特征在于，

所述压电元件还根据所述液体收纳室的压力变化而产生形变，

所述测定部基于所述压电元件的形变来测定所述期间。

12.根据权利要求10或者11所述的压力测定装置，其特征在于，

所述测定部驱动所述压电元件，检测流过所述压电元件的电流，并基于流过所述压电元件的电流来测定所述期间。

13.根据权利要求12所述的压力测定装置，其特征在于，

所述测定部在驱动所述压电元件的期间停止流过所述压电元件的电流的检测，并在结束所述压电元件的驱动后，检测流过所述压电元件的电流。

14.根据权利要求13所述的压力测定装置，其特征在于，

所述测定部具备用于测定流过所述压电元件的电流的电阻电路、和对是否使流过所述压电元件的电流流过所述电阻电路进行控制的开关电路。

15.根据权利要求9～14中任意一项所述的压力测定装置，其特征在于，

所述液体被收纳在容器内，

所述液体收纳室与所述流路的一端连通，

所述流路的另一端与所述容器连接。

16.根据权利要求15所述的压力测定装置，其特征在于，

所述流路的另一端以可拆装的方式与所述容器连接。

17.一种液体处理装置，其特征在于，使用权利要求1所述的压力测定装置。

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