JPH08247876A - Piezo electric film and both fluid vibration detection sensor and fluidic flow meter employing the piezo electric film - Google Patents
Piezo electric film and both fluid vibration detection sensor and fluidic flow meter employing the piezo electric filmInfo
- Publication number
- JPH08247876A JPH08247876A JP7448895A JP7448895A JPH08247876A JP H08247876 A JPH08247876 A JP H08247876A JP 7448895 A JP7448895 A JP 7448895A JP 7448895 A JP7448895 A JP 7448895A JP H08247876 A JPH08247876 A JP H08247876A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric film
- pressure
- fluid
- fluid vibration
- pressure chamber
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、流体振動に基づく差圧
により振動し、差圧に応じた電気信号を出力する圧電性
膜、およびこれを用いた流体振動検出センサ並びにフル
イディック流量計に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric film which vibrates due to a differential pressure based on fluid vibration and outputs an electric signal in accordance with the differential pressure, a fluid vibration detection sensor using the same, and a fluidic flowmeter. .
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、この種の圧電性膜としては、フル
イディック流量計に適用されたものが知られている。こ
のフルイディック流量計は、圧力変動検出部の2つの圧
力室間に圧電性膜を張設させると共に、一対のフィード
バック流路を交互に流れる流体の流体振動に応じた圧力
を2つの圧力室に導入し、2つの圧力室間の差圧に応じ
て圧電性膜を振動させるもので、圧電性膜の圧電性を利
用して流体振動に応じた電気信号を出力するものであ
る。2. Description of the Related Art Conventionally, as this type of piezoelectric film, one applied to a fluidic flowmeter has been known. In this fluidic flow meter, a piezoelectric film is stretched between two pressure chambers of a pressure fluctuation detection unit, and a pressure corresponding to fluid vibration of a fluid alternately flowing through a pair of feedback channels is applied to the two pressure chambers. The piezoelectric film is introduced to vibrate the piezoelectric film according to the pressure difference between the two pressure chambers, and the piezoelectricity of the piezoelectric film is used to output an electric signal corresponding to the fluid vibration.
【0003】この流体振動検出センサとして、例えば実
開平1−58119号公報に開示されたように、同相の
圧力変動および外部からの機械的振動などのノイズを除
去する目的で、一対の圧力変動検出部を備えたものがあ
る。この流体振動センサでは、流体振動による圧力が2
つの圧電性膜間では互いに逆方向となるように加わるの
に対し、同相の圧力変動および外部からの機械的振動な
どによる圧力の場合には各々同一方向となることを利用
し、2つの圧電性膜の出力を相殺させることによりその
影響を排除している。従って、この種の流体振動センサ
では、その検出精度を確保するために、2つの圧力変動
検出部それぞれにおいて、圧電性膜の均一性、並びに圧
力室に対する取付状態が均一である必要がある。As this fluid vibration detection sensor, for example, as disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 1-58119, a pair of pressure fluctuation detection is performed for the purpose of removing noise such as in-phase pressure fluctuation and external mechanical vibration. Some have parts. With this fluid vibration sensor, the pressure due to fluid vibration is 2
The two piezoelectric films are applied in opposite directions, whereas in the case of in-phase pressure fluctuation and pressure due to external mechanical vibration, they are in the same direction. The effect is eliminated by offsetting the output of the membrane. Therefore, in this type of fluid vibration sensor, in order to ensure the detection accuracy, the uniformity of the piezoelectric film and the attachment state with respect to the pressure chamber must be uniform in each of the two pressure fluctuation detection units.
【0004】ところで、従来の流体振動検出センサで
は、その圧電性膜は、平らで大きなシート状態のものか
ら円形状に打ち抜くことにより製造されており、打ち抜
き後においては、図11に示したように、圧電性膜13
5は打ち抜き方向に球面状に反り返った状態となる。一
方、図12および図13に示したように、圧電性膜本体
135aの周縁部135bを両面から把持するための筒
状支持部材136A,136Bにおける把持面136
a,136bは水平面であり、これら把持面136a,
136bにより圧電性膜135を固定させるようにして
いた。By the way, in the conventional fluid vibration detection sensor, the piezoelectric film is manufactured by punching a flat and large sheet into a circular shape, and after punching, as shown in FIG. , Piezoelectric film 13
5 is in a state of being curved back in a spherical shape in the punching direction. On the other hand, as shown in FIGS. 12 and 13, the gripping surface 136 of the cylindrical support members 136A and 136B for gripping the peripheral edge portion 135b of the piezoelectric film body 135a from both sides.
a, 136b are horizontal surfaces, and these gripping surfaces 136a,
The piezoelectric film 135 is fixed by 136b.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の方法では、2つの圧力変動検出部に用いる圧電性膜
135各々を互いに均一に形成したとしても、圧電性膜
135は反り返ったままの柔軟性に乏しい状態であるた
め、2つの圧力変動検出部間では取付状態(取付時の圧
電性膜135に生ずる張力、球面度の差など)を完全に
同じにすることは困難であった。そのため、2つの圧電
性膜135それぞれの機械的特性が大きく異なり、前述
の同相の圧力変動や外部からの機械的振動などのノイズ
が生じた場合には、これらの影響を十分に排除すること
ができないという問題があった。However, in this conventional method, even if the piezoelectric films 135 used for the two pressure fluctuation detecting portions are formed uniformly with each other, the flexibility of the piezoelectric film 135 remains warped. Since it is a poor state, it is difficult to make the two pressure fluctuation detecting portions have completely the same mounting state (tension generated in the piezoelectric film 135 during mounting, difference in sphericity, etc.). Therefore, when the mechanical properties of the two piezoelectric films 135 are greatly different from each other and noise such as the above-described in-phase pressure fluctuation or mechanical vibration from the outside occurs, these influences can be sufficiently eliminated. There was a problem that I could not.
【0006】また、筒状支持部材136A,136Bに
対する圧電性膜135の取付作業も煩雑であるという問
題があった。Further, there is a problem that the work of attaching the piezoelectric film 135 to the cylindrical support members 136A and 136B is complicated.
【0007】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その第1の目的は、打ち抜き加工後の柔軟性が高
まり、流体振動センサの筒状支持部材に対して無理なく
取り付けることができ、取付作業が容易になると共に、
本体に加わる張力などの取付状態を実質的に均一にする
ことができる圧電性膜を提供することにある。The present invention has been made in view of the above problems. A first object of the present invention is to improve flexibility after punching and to attach the fluid vibration sensor to a tubular support member without difficulty. , Easy to install,
An object of the present invention is to provide a piezoelectric film capable of making the attachment state such as tension applied to the main body substantially uniform.
【0008】また、本発明の第2の目的は、筒状支持部
材の工作作業が容易であり、かつ圧電性膜の筒状支持部
材への取付作業も簡易とでき、更には同相の圧力変動お
よび外部から加わる機械的振動などの影響を充分に排除
することが可能であり、検出精度の向上した流体振動検
出センサを提供することにある。A second object of the present invention is to facilitate the work of working the tubular support member, to easily attach the piezoelectric film to the tubular support member, and to further reduce in-phase pressure fluctuations. Another object of the present invention is to provide a fluid vibration detection sensor capable of sufficiently eliminating the influence of mechanical vibration applied from the outside and improving detection accuracy.
【0009】更に、本発明の第3の目的は、本発明の流
体振動検出センサを用いることにより、流体振動を精度
良く検出して正確な流量を演算できるフルイディック流
量計を提供することにある。Further, a third object of the present invention is to provide a fluidic flowmeter which can detect a fluid vibration with high accuracy and calculate an accurate flow rate by using the fluid vibration detection sensor of the present invention. .
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明の圧電性膜は、シ
ート状圧電性材料を打ち抜き加工することにより形成さ
れる圧電性膜であって、圧電性膜本体と、この圧電性膜
本体の周縁部に沿うと共に、前記圧電膜本体の表面から
突出するように弯曲形成された少なくとも1条の襞部と
を有するものである。A piezoelectric film according to the present invention is a piezoelectric film formed by punching a sheet-shaped piezoelectric material, the piezoelectric film body and the piezoelectric film body. It has at least one fold that is curved and formed so as to protrude from the surface of the piezoelectric film main body along the peripheral portion.
【0011】この圧電性膜では、圧電性膜本体に対して
襞部が形成されているため、打ち抜きにより反り返った
状態に形成されたとしても、襞部により圧電性膜本体全
体の柔軟性が高まる。従って、筒状支持体に対して無理
なく取り付けることができ、取付作業が容易になると共
に、圧電性膜の取付状態(すなわち圧電性膜本体に生ず
る張力など)を均一にすることが可能になる。In this piezoelectric film, since the folds are formed on the piezoelectric film main body, the folds increase the flexibility of the entire piezoelectric film main body even if the piezoelectric film is formed in a warped state by punching. . Therefore, it can be easily attached to the tubular support, the attachment work is facilitated, and the attachment state of the piezoelectric film (that is, the tension generated in the piezoelectric film main body) can be made uniform. .
【0012】なお、圧電膜本体に形成する襞部は、複数
条の襞部がともに圧電膜本体の表面から同一方向に突出
してなる態様、複数条の襞部の隣接する襞部同士が互い
に圧電膜本体の表面から異なる方向に突出してなる態
様、複数条の襞部の隣接する襞部同士が互いに連続して
設けられてなる態様、複数条の襞部のうち隣接する襞部
同士が互いに一定の距離を隔てて設けられてなる態様の
いずれとしてもよい。The pleats formed on the piezoelectric film main body are such that a plurality of folds of the pleats both project from the surface of the piezoelectric film main body in the same direction, and the folds of the plurality of pleats adjacent to each other are piezoelectric. A mode in which different ridges protrude from the surface of the membrane body in different directions, a mode in which adjacent folds of a plurality of folds are continuously provided, and adjacent folds of a plurality of folds are constant to each other It is possible to adopt any of the modes in which they are provided apart from each other.
【0013】本発明の流体振動センサは、互いに対向配
置された一対の圧力室間の差圧変動を基に流体振動を検
出するための流体振動検出センサであって、前記一対の
圧力室間に配設されると共に前記2つの圧力室間の差圧
変動に応じて振動する請求項1ないし5のいずれか1に
記載の圧電性膜と、各々前記圧電性膜との接触面が前記
圧電性膜の配設方向に対して実質的に平行な平坦面とな
るように形成され、これら平坦面により前記圧電性膜の
周縁部を両面から把持する一対の筒状支持部材とを備え
たものである。The fluid vibration sensor of the present invention is a fluid vibration detection sensor for detecting fluid vibration based on a differential pressure fluctuation between a pair of pressure chambers arranged opposite to each other, and between the pair of pressure chambers. The piezoelectric film according to any one of claims 1 to 5, which is disposed and vibrates in response to fluctuations in the differential pressure between the two pressure chambers, and a contact surface between the piezoelectric film and the piezoelectric film is the piezoelectric film. A pair of cylindrical support members that are formed to be flat surfaces substantially parallel to the direction in which the film is arranged and that hold the peripheral edge of the piezoelectric film from both sides by these flat surfaces. is there.
【0014】この流体振動検出センサでは、柔軟性の増
した本発明の圧電性膜を用いるため、一対の筒状支持部
材各々の圧電性膜との接触面(把持面)が圧電性膜の配
設方向に対して実質的に平行な平坦面となるように形成
しても、圧電性膜を筒状支持部材へ容易に取り付けるこ
とができる。すなわち、筒状支持部材の圧電性膜との接
触面を、打ち抜き加工後の圧電性膜の形状に対応させた
傾斜面としなくてもよく、よって、筒状支持部材の工作
作業が容易であり、かつ圧電性膜の筒状支持部材への取
付作業も簡易になる。In this fluid vibration detecting sensor, since the piezoelectric film of the present invention having an increased flexibility is used, the contact surface (holding surface) with each piezoelectric film of each of the pair of cylindrical supporting members is the arrangement of the piezoelectric film. Even if the piezoelectric film is formed to have a flat surface substantially parallel to the installation direction, the piezoelectric film can be easily attached to the cylindrical support member. That is, the contact surface of the tubular support member with the piezoelectric film does not have to be an inclined surface corresponding to the shape of the piezoelectric film after punching, and therefore the work of the tubular support member is easy. Also, the work of attaching the piezoelectric film to the tubular support member is simplified.
【0015】また、本発明の流体振動検出センサは、第
1の圧力室および第2の圧力室を有する第1の圧力変動
検出部と、この第1の圧力変動検出部の第1の圧力室お
よび第2の圧力室に対して互いに位置関係が逆に設定さ
れた第1の圧力室および第2の圧力室を有する第2の圧
力変動検出部とを備え、流体が交互に流れる2つの流路
のうちの一方の流路の流体振動に基づく圧力を前記第1
の圧力変動検出部および前記第2の圧力変動検出部の第
1の圧力室に導入し、かつ他方の流路の流体振動に基づ
く圧力を前記第1の圧力変動検出部および前記第2の圧
力変動検出部の第2の圧力室に導入するようにしてなる
流体振動検出センサであって、前記第1の圧力変動検出
部および第2の圧力変動検出部それぞれにおいて第1の
圧力室と第2の圧力室との間に本発明の圧電性膜を配設
させたものである。Further, the fluid vibration detecting sensor of the present invention comprises a first pressure fluctuation detecting section having a first pressure chamber and a second pressure chamber, and a first pressure chamber of the first pressure fluctuation detecting section. And a second pressure fluctuation detection unit having a first pressure chamber and a second pressure chamber whose positional relationship is set opposite to each other with respect to the second pressure chamber, and two flows in which fluids alternately flow The pressure based on the fluid vibration of one of the channels is set to the first value.
Of the first pressure fluctuation detecting section and the second pressure which are introduced into the first pressure chambers of the pressure fluctuation detecting section and the second pressure fluctuation detecting section and which are based on the fluid vibration of the other flow path. A fluid vibration detecting sensor adapted to be introduced into a second pressure chamber of a fluctuation detecting unit, wherein the first pressure fluctuation detecting unit and the second pressure fluctuation detecting unit respectively include a first pressure chamber and a second pressure chamber. The piezoelectric film of the present invention is disposed between the pressure chamber and the pressure chamber.
【0016】この流体振動検出センサでは、第1の圧力
変動検出部および第1の圧力変動検出部各々において、
差圧変動により各圧電性膜が振動する。ここで、第1の
圧力変動検出部および第1の圧力変動検出部において、
第1の圧力室同士および第2の圧力室同士の位置関係が
互いに逆となるように設定されていることから、各圧電
性膜が互いに逆方向に振動して流体振動に応じた電気信
号が出力される。一方、同相の圧力変動が生じたり外部
から機械的振動などが加わると、2つの圧電性膜はとも
に同一方向に振動することから、流体振動の場合と区別
される。In this fluid vibration detecting sensor, in the first pressure fluctuation detecting section and the first pressure fluctuation detecting section,
Each piezoelectric film vibrates due to the differential pressure fluctuation. Here, in the first pressure fluctuation detection unit and the first pressure fluctuation detection unit,
Since the positional relationships between the first pressure chambers and the second pressure chambers are set to be opposite to each other, the piezoelectric films vibrate in mutually opposite directions and an electric signal corresponding to the fluid vibration is generated. Is output. On the other hand, when pressure fluctuations in the same phase occur or mechanical vibration or the like is applied from the outside, the two piezoelectric films both vibrate in the same direction, and therefore, it is distinguished from the case of fluid vibration.
【0017】このとき、本発明の流体振動検出センサで
は、第1の圧力変動検出部および第2の圧力変動検出部
それぞれにおいて本発明の圧電性膜を用いているため、
2つの圧電性膜の取付状態(圧電性膜に加わる張力等)
の個々の差が減少して、実質的に均一、すなわちその機
械的特性が同じになる。このため、同相の圧力変動や外
部から加わる機械的振動などの影響を十分に排除でき、
その結果、流体振動の検出精度が向上する。At this time, in the fluid vibration detecting sensor of the present invention, the piezoelectric film of the present invention is used in each of the first pressure fluctuation detecting section and the second pressure fluctuation detecting section.
Attachment state of two piezoelectric films (tension applied to the piezoelectric film, etc.)
Individual differences are reduced to be substantially uniform, ie their mechanical properties are the same. For this reason, it is possible to sufficiently eliminate the effects of in-phase pressure fluctuations and external mechanical vibration.
As a result, the accuracy of fluid vibration detection is improved.
【0018】本発明のフルイディック流量計は、流体を
受け入れる入口部と、この入口部より受け入れた流体を
通過させて噴流を発生させるノズル部と、このノズル部
を通過した流体をノズル部の噴出口側へ導く一対のフィ
ードバック流路と、この一対のフィードバック流路を交
互に流れる流体を導入して流体振動を検出する請求項6
または7記載の流体振動検出センサと、この流体振動検
出センサによって検出された流体振動に基づいて前記入
口部より受け入れた流体の流量を演算する流量演算手段
とを備えたものである。The fluidic flow meter of the present invention comprises an inlet part for receiving a fluid, a nozzle part for passing the fluid received from the inlet part to generate a jet flow, and a fluid for passing through the nozzle part 7. A fluid vibration is detected by introducing a pair of feedback flow paths leading to the outlet side and a fluid alternately flowing through the pair of feedback flow paths.
Alternatively, the fluid vibration detecting sensor described in 7 and the flow rate calculating means for calculating the flow rate of the fluid received from the inlet portion based on the fluid vibration detected by the fluid vibration detecting sensor.
【0019】このフルイディック流量計では、入口部よ
り受け入た流体がノズル部を通過して噴流となり、この
噴流が一対のフィードバック流路を交互に流れる。この
一対のフィードバック流路を交互に流れる流体の流体振
動が、本発明の流体振動検出センサによって検出され
る。更に、この検出した流体振動に基づいて入口部より
受け入れた流体の流量が演算される。本発明のフルイデ
ィック流量計では、流体振動の検出精度の向上した本発
明の流体振動検出センサを用いているため、流量検出精
度が向上する。In this fluidic flow meter, the fluid received from the inlet portion passes through the nozzle portion and becomes a jet flow, and the jet flow alternately flows through the pair of feedback flow paths. The fluid vibration of the fluid that alternately flows through the pair of feedback flow paths is detected by the fluid vibration detection sensor of the present invention. Further, the flow rate of the fluid received from the inlet portion is calculated based on the detected fluid vibration. Since the fluidic flow meter of the present invention uses the fluid vibration detection sensor of the present invention with improved fluid vibration detection accuracy, the flow rate detection accuracy is improved.
【0020】[0020]
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0021】図1は本発明の一実施例に係るフルイディ
ック流量計の概略構成を表すものである。このフルイデ
ィック流量計は、流量計本体10の内部に形成された一
対のフィードバック流路21,22を交互に流れる流体
の流体振動を、流体振動検出センサ30によって検出
し、この流体振動が流体の流量と相関関係があることに
基づいて流量演算部60により流体の流量を演算するも
のである。FIG. 1 shows a schematic structure of a fluidic flowmeter according to an embodiment of the present invention. This fluidic flowmeter detects fluid vibration of a fluid alternately flowing through a pair of feedback flow paths 21 and 22 formed inside the flowmeter main body 10 by a fluid vibration detection sensor 30, and this fluid vibration causes a fluid vibration. The flow rate calculator 60 calculates the flow rate of the fluid based on the correlation with the flow rate.
【0022】図2は本実施例に係る流量計本体10の断
面構成を表すものである。流量計本体10は、流体を受
け入れる入口部11と流体を排出する出口部12とを有
している。流量計本体10内には、入口部11と出口部
12との間に流体流路13が形成されている。流体流路
13内には、入口部11から受け入れられた流体を通過
させて噴流を発生させるためのノズル部14が設けられ
ている。ノズル部14の下流側には、拡大された流路を
形成する一対の側壁16,17が設けられている。これ
らの側壁16,17の間には、所定の間隔を開けて、上
流側にターゲット18、下流側にターゲット19がそれ
ぞれ配設されている。側壁16,17の外側には、ノズ
ル部14を通過した流体を各側壁16,17の外周部に
沿ってノズル部14の噴出口側へ帰還させる一対のフィ
ードバック流路21,22を形成するリターンガイド2
3が配設されている。フィードバック流路21,22の
各出口部分と出口部12との間には、リターンガイド2
3の背面と流量計本体10とによって、一対の排出路2
4,25が形成されている。ノズル部14の噴出口の近
傍にはフィードバック流路21,22に対応して導圧孔
26,27が設けられている。これら導圧孔26,27
は、後述の流体振動検出センサ30(図3参照)に連通
されている。FIG. 2 shows a sectional structure of the flowmeter main body 10 according to this embodiment. The flowmeter main body 10 has an inlet 11 for receiving a fluid and an outlet 12 for discharging the fluid. A fluid flow path 13 is formed in the flowmeter body 10 between the inlet portion 11 and the outlet portion 12. In the fluid passage 13, there is provided a nozzle portion 14 for passing the fluid received from the inlet portion 11 to generate a jet flow. On the downstream side of the nozzle portion 14, a pair of side walls 16 and 17 forming an enlarged flow path are provided. A target 18 is provided on the upstream side and a target 19 is provided on the downstream side with a predetermined space between the side walls 16 and 17. A pair of feedback channels 21 and 22 are formed outside the side walls 16 and 17 to return the fluid that has passed through the nozzle portion 14 to the ejection port side of the nozzle portion 14 along the outer peripheral portions of the side walls 16 and 17. Guide 2
3 are provided. The return guide 2 is provided between each outlet portion of the feedback flow paths 21 and 22 and the outlet portion 12.
By the rear surface of 3 and the flowmeter main body 10, a pair of discharge paths 2
4, 25 are formed. Pressure guiding holes 26 and 27 are provided in the vicinity of the ejection port of the nozzle portion 14 so as to correspond to the feedback flow paths 21 and 22. These pressure guiding holes 26, 27
Is communicated with a fluid vibration detection sensor 30 (see FIG. 3) described later.
【0023】図3は本実施例に係る流体振動検出センサ
30の断面構成を表すものである。この流体振動検出セ
ンサ30は密閉容器31を備え、この密閉容器31の内
部空間が中容器32によって第1の圧力変動検出部とし
ての圧力変動検出部33および第2の圧力変動検出部と
しての圧力変動検出部34に区画されている。中容器3
2は絶縁性の合成樹脂により形成されている。中容器3
2と密閉容器31との間には図示しないシール部材(O
リング)が配設されており、圧力変動検出部33,34
各々の気密性をそれぞれ確保している。FIG. 3 shows a sectional structure of the fluid vibration detecting sensor 30 according to this embodiment. The fluid vibration detection sensor 30 includes an airtight container 31, and an inner space of the airtight container 31 is formed by an inner container 32 so that a pressure change detection unit 33 as a first pressure change detection unit and a pressure change detection unit as a second pressure change detection unit. It is partitioned into the fluctuation detecting unit 34. Medium container 3
2 is formed of an insulating synthetic resin. Medium container 3
2 and the closed container 31 have a seal member (O
Ring) is provided, and the pressure fluctuation detection units 33, 34 are provided.
Each airtightness is secured.
【0024】圧力変動検出部33は第1の圧力室として
の圧力室33Aおよび第2の圧力室としての圧力室33
Bを有しており、これら圧力室33A,33Bの間は圧
電性膜35によって仕切られている。同様に、圧力変動
検出部34は第1の圧力室としての圧力室34Aおよび
第2の圧力室としての圧力室34Bを有しており、これ
ら圧力室34A,34Bの間も圧電性膜35によって仕
切られている。The pressure fluctuation detector 33 includes a pressure chamber 33A as a first pressure chamber and a pressure chamber 33 as a second pressure chamber.
B, and the pressure chambers 33A and 33B are partitioned by a piezoelectric film 35. Similarly, the pressure fluctuation detection unit 34 has a pressure chamber 34A as a first pressure chamber and a pressure chamber 34B as a second pressure chamber, and the piezoelectric film 35 is provided between these pressure chambers 34A and 34B. It is partitioned.
【0025】圧電性膜35は、2つの圧力室間の隔壁を
なすと共に、圧力変動検出部33,34内に導入された
圧力変動に基づく2つの圧力室間の差圧の変動による圧
力を受けて、それを電気信号に変換して出力するもの
で、膜状の圧電性材料によって形成される。具体的に
は、例えばポリビニリデン・フロライド(PVDF)膜
等の高分子圧電膜が用いられる。圧電性膜35の両表面
にはそれぞれアルミニウムなどの金属を蒸着することに
より電極が形成されている。なお、これら電極の表面は
腐食を防止する目的で、図示しない被覆膜によって被覆
されている。The piezoelectric film 35 forms a partition wall between the two pressure chambers and receives the pressure due to the fluctuation of the differential pressure between the two pressure chambers based on the pressure fluctuations introduced into the pressure fluctuation detecting portions 33 and 34. Then, it is converted into an electric signal and outputted, and is formed of a film-shaped piezoelectric material. Specifically, for example, a polymeric piezoelectric film such as a polyvinylidene fluoride (PVDF) film is used. Electrodes are formed on both surfaces of the piezoelectric film 35 by depositing a metal such as aluminum. The surfaces of these electrodes are coated with a coating film (not shown) for the purpose of preventing corrosion.
【0026】この圧電性膜35は圧電性膜本体35aを
有し、その圧電性膜本体35aの周縁部35bが、円筒
形状の筒状支持部材36A,36Bによって両面から把
持されると共に、圧力室33A,33B間および圧力室
34A,34B間にそれぞれ張設された状態となってい
る。筒状支持部材36A,36Bは圧力変動検出部3
3,34各々の内周面に沿って配設されている。圧電性
膜35と筒状支持部材36A,36Bとの間には図示し
ないシール部材(Oリング)が配設されており、圧力室
33Aと圧力室33Bとの間、および圧力室34Aと圧
力室34Bとの間の気密性をそれぞれ確保している。The piezoelectric film 35 has a piezoelectric film main body 35a, and the peripheral edge portion 35b of the piezoelectric film main body 35a is grasped from both sides by cylindrical tubular support members 36A and 36B and the pressure chamber 33A and 33B and between the pressure chambers 34A and 34B, respectively. The cylindrical support members 36A and 36B are the pressure fluctuation detection unit 3
It is arranged along the inner peripheral surface of each of the parts 3, 34. A seal member (O-ring) (not shown) is provided between the piezoelectric film 35 and the cylindrical support members 36A and 36B, and is provided between the pressure chamber 33A and the pressure chamber 33B and between the pressure chamber 34A and the pressure chamber 34A. Airtightness with 34B is secured respectively.
【0027】図4は圧電性膜35の半径方向に沿った断
面形状を表すものである。圧電性膜本体35aの周縁部
35bの近傍には、周縁部35bに沿って例えば1条の
襞部35cが形成されている。この襞部35cは、圧電
性膜本体35aの表面から上方にに向かって(すなわ
ち、一面(一方の分極極性の面)から他面(他方の分極
極性の面)に向かって突出するように弯曲形成されてい
る。FIG. 4 shows the sectional shape of the piezoelectric film 35 along the radial direction. In the vicinity of the peripheral edge portion 35b of the piezoelectric film main body 35a, for example, a single fold portion 35c is formed along the peripheral edge portion 35b. The fold portion 35c is curved so as to project upward from the surface of the piezoelectric film body 35a (that is, from one surface (surface of one polarization polarity) to the other surface (surface of the other polarization polarity). Has been formed.
【0028】この襞部35cの平面形状は、本実施例に
おいては圧電性膜本体35aの平面形状が円形であるた
め、圧電性膜35の周縁部35bと同心円をなすように
円形(リング状)に形成されている。ここで、この圧電
性膜35は、シート状に形成された圧電性材料を適宜の
大きさの形状(本実施例においては円形)に打ち抜くこ
とにより形成されるもので、圧力変動検出部33,34
内に取り付けられる前は図4に示したように球面状に反
り返っていることは前述の通りである。The planar shape of the fold portion 35c is circular (ring-shaped) so as to be concentric with the peripheral edge portion 35b of the piezoelectric film 35 because the planar shape of the piezoelectric film body 35a is circular in this embodiment. Is formed in. Here, the piezoelectric film 35 is formed by punching out a sheet-shaped piezoelectric material into a shape (circular shape in this embodiment) of an appropriate size. 34
As described above, it is warped into a spherical shape as shown in FIG. 4 before being mounted inside.
【0029】図5は筒状支持部材36A,36Bを取り
出して表すものである。筒状支持部材36Aは圧力室3
3Aおよび圧力室34A各々を構成し、筒状支持部材3
6Bは圧力室33Bおよび圧力室34B各々を構成して
いる。筒状支持部材36A,36Bの対向面はそれぞれ
把持面36a、36bとなっており、これら把持面36
a、36bはそれぞれ圧電性膜35の配設方向に対して
実質的に平行な平坦面となっている。FIG. 5 shows the cylindrical support members 36A and 36B taken out. The cylindrical support member 36A is the pressure chamber 3
3A and the pressure chamber 34A respectively, and the cylindrical support member 3
6B constitutes each of the pressure chamber 33B and the pressure chamber 34B. Opposing surfaces of the cylindrical support members 36A and 36B are gripping surfaces 36a and 36b, respectively.
Each of a and 36b is a flat surface that is substantially parallel to the arrangement direction of the piezoelectric film 35.
【0030】本実施例の圧電性膜35は襞部35cの形
成により柔軟性が増しており、その周縁部35bが筒状
支持部材36A,36Bに把持されると、図4に二点鎖
線で示したように、圧電性膜本体35aの打ち抜き加工
による反り返りの状態が修正され、全体としてほぼ水平
に張設された状態となる。なお、この圧電性膜35は図
示しない導線を介して後述の回路基板40に接続され
る。The piezoelectric film 35 of this embodiment has increased flexibility due to the formation of the fold portion 35c, and when the peripheral edge portion 35b is gripped by the cylindrical support members 36A and 36B, it is indicated by a chain double-dashed line in FIG. As shown, the warped state of the piezoelectric film main body 35a due to punching is corrected, and the piezoelectric film main body 35a is stretched substantially horizontally as a whole. The piezoelectric film 35 is connected to a circuit board 40, which will be described later, via a lead wire (not shown).
【0031】図3に戻って説明を続けると、圧力変動検
出部33の圧力室33Aおよび圧力変動検出部33の圧
力室34Aは、中容器32に形成された導圧孔32Aお
よび密閉容器31に形成された導圧口31Aを介して、
流量計本体10の一方のフィードバック流路21に形成
された導圧孔26に対しそれぞれ連通され、フィードバ
ック流路21を流れる流体の流量に応じた圧力がそれぞ
れ導入されるようになっている。3, the pressure chamber 33A of the pressure fluctuation detection unit 33 and the pressure chamber 34A of the pressure fluctuation detection unit 33 are provided in the pressure guiding hole 32A formed in the middle container 32 and the closed container 31. Through the formed pressure guide port 31A,
The pressure guide holes 26 formed in one of the feedback channels 21 of the flowmeter main body 10 are communicated with each other, and pressures corresponding to the flow rates of fluids flowing through the feedback channels 21 are introduced.
【0032】圧力変動検出部33の圧力室33Bおよび
圧力変動検出部33の圧力室34Bは、中容器32に形
成された導圧孔32Bおよび密閉容器31に形成された
導圧口31Bを介して、流量計本体10の他方のフィー
ドバック流路22に形成された導圧孔27に対してそれ
ぞれ連通され、他方のフィードバック流路22を流れる
流体の流量に応じた圧力がそれぞれ導入されるようにな
っている。すなわち、一対のフィードバック流路21,
22を交互に流れる流体の流体変動により、圧力変動検
出部33では圧力室33Aと圧力室33Bとの間、圧力
変動検出部33では圧力室34Aと圧力室34Bとの間
の差圧が変動し、これにより圧電性膜35が中央部を中
心にして振動するようになっている。The pressure chamber 33B of the pressure fluctuation detecting unit 33 and the pressure chamber 34B of the pressure fluctuation detecting unit 33 are connected via a pressure guiding hole 32B formed in the middle container 32 and a pressure guiding port 31B formed in the closed container 31. , The pressure guide holes 27 formed in the other feedback flow path 22 of the flowmeter body 10 are respectively communicated, and the pressures corresponding to the flow rates of the fluids flowing in the other feedback flow paths 22 are introduced. ing. That is, the pair of feedback flow paths 21,
Due to the fluid fluctuation of the fluid alternately flowing through 22, the differential pressure between the pressure chamber 33A and the pressure chamber 33B in the pressure fluctuation detection unit 33 and the differential pressure between the pressure chamber 34A and the pressure chamber 34B in the pressure fluctuation detection unit 33 varies. As a result, the piezoelectric film 35 vibrates around the central portion.
【0033】なお、圧力変動検出部33,34は同一の
大きさであり、かつ各圧電性膜35は互いに平行に配設
されており、一方のフィードバック流路21を流れる流
体の圧力が同時に導入される圧力室33Aと圧力室34
Aとは、この圧電性膜35に対して上下方向の位置が互
いに逆になるように設定されている。すなわち、本実施
例では、圧力室33Aが圧電性膜35に対して上、圧力
室34Aが圧電性膜35に対して下の位置に設定されて
いる。また、他方のフィードバック流路22を流れる流
体の圧力が同時に導入される圧力室33Bと圧力室34
Bとの圧電性膜35に対する関係も、圧力室33Aと圧
力室34Aとの関係と同様になっている。なお、2つの
圧電性膜35は同一方向の面が互いに逆の分極極性とな
るよう配設されている。すなわち、圧力室33A,34
Aが各圧電性膜35の一面(一方の分極極性の面)にそ
れぞれ面し、圧力室33B,34Bが各圧電性膜35の
他面(他方の分極極性の面)にそれぞれ面している。The pressure fluctuation detectors 33 and 34 have the same size, and the piezoelectric films 35 are arranged in parallel with each other, so that the pressure of the fluid flowing through one of the feedback channels 21 is introduced at the same time. Pressure chamber 33A and pressure chamber 34
The position A is set so that the vertical positions of the piezoelectric film 35 are opposite to each other. That is, in this embodiment, the pressure chamber 33A is set above the piezoelectric film 35, and the pressure chamber 34A is set below the piezoelectric film 35. Further, the pressure chamber 33B and the pressure chamber 34B into which the pressure of the fluid flowing through the other feedback flow channel 22 is simultaneously introduced.
The relationship between B and the piezoelectric film 35 is similar to the relationship between the pressure chamber 33A and the pressure chamber 34A. The two piezoelectric films 35 are arranged so that the surfaces in the same direction have polarization polarities opposite to each other. That is, the pressure chambers 33A, 34
A faces one surface (one polarization surface) of each piezoelectric film 35, and the pressure chambers 33B and 34B respectively face the other surface (other polarization surface) of each piezoelectric film 35. .
【0034】密閉容器31内には中容器32によって区
画された空間部31Cが設けられている。空間部31C
内には上述の圧電性膜35から出力された電気信号を検
出するための回路基板40が配設されている。回路基板
40は中容器32に対してリードネジ41により固定さ
れている。A space 31C defined by an inner container 32 is provided in the closed container 31. Space part 31C
A circuit board 40 for detecting the electric signal output from the above-mentioned piezoelectric film 35 is provided therein. The circuit board 40 is fixed to the inner container 32 by a lead screw 41.
【0035】図6はこの回路基板40の具体的な回路構
成を表すものである。この回路基板40には、圧力変動
検出部33,34各々の圧電性膜35から出力された電
気信号を増幅するための増幅回路45A,45Bと、こ
れら増幅回路45A,45B各々から出力された増幅信
号をそれぞれ検出するための信号検出回路42A,42
Bと、これら信号検出回路42A,42B各々の出力を
加算するための加算回路43と、この加算回路43の出
力に基づいて流体振動の周波数(すなわち流体が一対の
フィードバック流路21,22を交互に流れる切り換わ
り周波数;フルイディック発信周波数ともいう)を演算
するための演算回路44とが形成されている。FIG. 6 shows a concrete circuit configuration of the circuit board 40. On the circuit board 40, amplification circuits 45A and 45B for amplifying the electric signals output from the piezoelectric films 35 of the pressure fluctuation detection units 33 and 34, and amplifications output from the amplification circuits 45A and 45B, respectively. Signal detection circuits 42A and 42 for respectively detecting signals
B, an adding circuit 43 for adding the outputs of the signal detecting circuits 42A and 42B, and a frequency of fluid vibration based on the output of the adding circuit 43 (that is, the fluid alternately flows through the pair of feedback flow paths 21 and 22). An arithmetic circuit 44 for arithmetically operating a switching frequency that flows in (i.e., also called a fluidic transmission frequency).
【0036】演算回路44の出力端は図1で示した流量
演算部60の入力端に接続されており、演算した周波数
信号を流量演算部60に対して出力するようになってい
る。The output end of the arithmetic circuit 44 is connected to the input end of the flow rate calculating section 60 shown in FIG. 1, and outputs the calculated frequency signal to the flow rate calculating section 60.
【0037】このような構成を有する流体振動検出セン
サ30は次のようにして製造される。まず、シート状の
圧電性材料を適宜の大きさの形状(円形)に打ち抜くこ
とにより圧電性膜本体35aを形成すると、前述のよう
に圧電性膜本体35aが反り返った状態となる。次い
で、加圧成形によって圧電性膜本体35aの周縁部35
b近傍に襞部35cを形成する。そののち、圧電性膜3
5の両表面にそれぞれ金属を蒸着して電極を形成する。The fluid vibration detecting sensor 30 having such a structure is manufactured as follows. First, when the piezoelectric film main body 35a is formed by punching out a sheet-shaped piezoelectric material into a shape (circular shape) having an appropriate size, the piezoelectric film main body 35a becomes warped as described above. Then, the peripheral edge portion 35 of the piezoelectric film main body 35a is formed by pressure molding.
A fold portion 35c is formed near b. After that, the piezoelectric film 3
Electrodes are formed by vapor-depositing metal on both surfaces of 5.
【0038】そして、この圧電性膜本体35の周縁部3
5bをその両面から筒状支持部材36A,36Bの把持
面36a,36bで挟むように取り付け、圧電性膜35
を圧力変動検出部33,34内にそれぞれ配設させる。Then, the peripheral portion 3 of the piezoelectric film body 35.
5b is attached from both sides so as to be sandwiched by the gripping surfaces 36a and 36b of the cylindrical support members 36A and 36B, and the piezoelectric film 35 is attached.
Are arranged in the pressure fluctuation detection units 33 and 34, respectively.
【0039】このとき本実施例では、圧電性膜本体35
aに襞部35cが形成されているため、この襞部35c
により圧電性膜35全体の柔軟性が増している。従っ
て、把持面36a,36bが圧電性膜35の配設方向
(水平方向)に対して実質的に平行な平坦面となるよう
に形成された筒状支持部材36A,36Bに対して圧電
性膜35を容易に取り付けることができる。すなわち、
圧電性膜35との接触面を打ち抜き加工後の圧電性膜3
5の形状に対応させた傾斜面としなくてもよく、よっ
て、筒状支持部材36A,36Bの工作作業が容易であ
り、かつ圧電性膜35を水平状態に保持した状態で、無
理なく、筒状支持部材36A,36Bに対して取り付け
ることができるので、その取付作業も簡易になる。従っ
て、圧力変動検出部33,34における2つの圧電性膜
35の取付状態(張力など)にばらつきがなくなる。At this time, in this embodiment, the piezoelectric film main body 35 is used.
Since the fold portion 35c is formed in a, this fold portion 35c
This increases the flexibility of the piezoelectric film 35 as a whole. Therefore, the piezoelectric films are formed on the cylindrical support members 36A and 36B formed so that the gripping surfaces 36a and 36b are flat surfaces substantially parallel to the arrangement direction (horizontal direction) of the piezoelectric film 35. 35 can be easily attached. That is,
Piezoelectric film 3 after punching the contact surface with piezoelectric film 35
5 does not need to be an inclined surface corresponding to the shape of the cylindrical support members 36A and 36B, so that the cylindrical support members 36A and 36B can be easily machined and the piezoelectric film 35 can be held in a horizontal state without difficulty. Since it can be attached to the supporting members 36A and 36B, the attaching work is also simplified. Therefore, there is no variation in the attachment state (tension or the like) of the two piezoelectric films 35 in the pressure fluctuation detection units 33 and 34.
【0040】次に、本実施例に係るフルイディック流量
計の動作について説明する。Next, the operation of the fluidic flow meter according to this embodiment will be described.
【0041】まず、フルイディック流量計が流体を受け
入れていないときは、流量計本体10の一対のフィード
バック流路21,22には流体が流れておらず、流体振
動検出センサ30の圧力室33A,34Aと圧力室33
B,34Bのいずれの室内圧も変動しない。従って、こ
の状態では、圧電性膜35は差圧を受けることがなく、
図3に示したように、圧電性膜35は平衡状態を保持し
ている(以下、初期状態という)。First, when the fluidic flowmeter does not receive the fluid, the fluid does not flow through the pair of feedback flow paths 21 and 22 of the flowmeter main body 10, and the pressure chamber 33A of the fluid vibration detecting sensor 30 34A and pressure chamber 33
The room pressures of B and 34B do not change. Therefore, in this state, the piezoelectric film 35 does not receive the differential pressure,
As shown in FIG. 3, the piezoelectric film 35 maintains an equilibrium state (hereinafter, referred to as an initial state).
【0042】フルイディック流量計が流体を受け入れる
と、流量計本体10の入口部11から受け入れられた流
体は、流体流路13を経てノズル部14に入る。ノズル
部14を通過した流体は、噴流となって噴出口14より
噴出される。噴出口14より噴出された流体は、一対の
フィードバック流路21,22を交互に流れる。When the fluidic flowmeter receives the fluid, the fluid received from the inlet portion 11 of the flowmeter body 10 enters the nozzle portion 14 through the fluid flow path 13. The fluid that has passed through the nozzle portion 14 becomes a jet stream and is jetted from the jet outlet 14. The fluid ejected from the ejection port 14 alternately flows through the pair of feedback channels 21 and 22.
【0043】ここで、一方のフィードバック流路21に
流体が流れると、圧力変動検出部33の圧力室33Aお
よび圧力変動検出部34の圧力室34A各々の室内圧は
初期状態に比べて低くなる。これに対して、圧力変動検
出部33の圧力室33Bおよび圧力変動検出部34の圧
力室34B各々の室内圧は初期状態と同じである。従っ
て、圧力変動検出部33,34では、その差圧により圧
電性膜35が圧力室33A,34A側に向かって(すな
わち互いに逆方向に向かって)それぞれ変位する。When the fluid flows through one of the feedback flow paths 21, the pressure inside the pressure chamber 33A of the pressure fluctuation detecting unit 33 and the pressure inside the pressure chamber 34A of the pressure fluctuation detecting unit 34 become lower than in the initial state. On the other hand, the room pressure of each of the pressure chamber 33B of the pressure fluctuation detection unit 33 and the pressure chamber 34B of the pressure fluctuation detection unit 34 is the same as that in the initial state. Therefore, in the pressure fluctuation detection units 33 and 34, the piezoelectric film 35 is displaced toward the pressure chambers 33A and 34A side (that is, in the opposite directions) by the pressure difference.
【0044】逆に、他方のフィードバック流路22に流
体が流れると、圧力変動検出部33側の圧力室33Bお
よび圧力変動検出部34側の圧力室34Bの室内圧が初
期状態に比べて低くなる。これに対し、圧力室33A,
34Aの室内圧は初期状態と同じになっているので、各
圧電性膜35は圧力室33B,34B側に向かって(す
なわち互いに逆方向に向かって)それぞれ変位する。以
下、同様の動作により圧電性膜35が流体振動に応じて
上下に振動する。On the contrary, when the fluid flows through the other feedback flow path 22, the pressure inside the pressure chamber 33B on the side of the pressure fluctuation detection unit 33 and the pressure chamber 34B on the side of the pressure fluctuation detection unit 34 becomes lower than in the initial state. . On the other hand, the pressure chamber 33A,
Since the room pressure in 34A is the same as in the initial state, the piezoelectric films 35 are displaced toward the pressure chambers 33B and 34B (that is, in the opposite directions). Thereafter, the same operation causes the piezoelectric film 35 to vibrate up and down in response to fluid vibration.
【0045】このような圧電性膜35の振動に応じて、
2つの圧電性膜35から電気信号が出力される。2つの
圧電性膜35から出力された電気信号は、それぞれ増幅
回路45A,45Bにより所定の大きさにそれぞれ増幅
された後、信号検出回路42A,42Bによって検出さ
れる。そして、これらの信号検出回路42A,42Bに
よって検出された信号は加算回路43に対してそれぞれ
出力される。加算回路43は、信号検出回路42A,4
2Bの各出力信号を加算したのち、その加算値を演算回
路44に対して出力する。演算回路44は、加算回路4
3の出力に基づき、一対のフィードバック流路21,2
2を流れる流体の流体振動の周波数(すなわちフルイデ
ィック発振周波数)を演算し、その周波数を流量演算部
50に対して出力する。流量演算部50は、一対のフィ
ードバック流路21,22を流れる流体の流体振動が流
体の流量と相関関係があることに基づいて、演算回路4
4の出力から流体の流量を演算する。In response to such vibration of the piezoelectric film 35,
An electric signal is output from the two piezoelectric films 35. The electric signals output from the two piezoelectric films 35 are respectively amplified by the amplification circuits 45A and 45B to a predetermined magnitude, and then detected by the signal detection circuits 42A and 42B. Then, the signals detected by these signal detection circuits 42A and 42B are output to the addition circuit 43, respectively. The adder circuit 43 includes signal detection circuits 42A and 4A.
After adding the output signals of 2B, the added value is output to the arithmetic circuit 44. The arithmetic circuit 44 is the addition circuit 4
Based on the output of 3, the pair of feedback channels 21, 2
The frequency of fluid vibration of the fluid flowing through 2 (that is, fluidic oscillation frequency) is calculated, and the frequency is output to the flow rate calculation unit 50. The flow rate calculation unit 50 calculates the flow rate of the fluid flowing through the pair of feedback channels 21 and 22 based on the fact that the fluid vibration of the fluid correlates with the flow rate of the fluid.
The flow rate of the fluid is calculated from the output of 4.
【0046】このとき、流体振動に加えて外部から機械
的振動などの影響を受けると、各圧電性膜35は、流体
振動による圧力の他に、この機械的振動などによる圧力
も受ける。この機械的振動などによる圧力は、流体振動
による圧力とは異なり、各圧電性膜35に対してともに
同一方向に加わる。従って、一方の圧電性膜35には外
部からの機械的振動などによる圧力に応じた分だけ増加
した信号が発生し、他方の圧電性膜35には外部からの
機械的振動などによる圧力に応じた分だけ減少した信号
が発生する。At this time, when mechanical vibration or the like is externally applied in addition to the fluid vibration, each piezoelectric film 35 receives not only the pressure due to the fluid vibration but also the pressure due to the mechanical vibration. Unlike the pressure due to the fluid vibration, the pressure due to the mechanical vibration or the like is applied to the respective piezoelectric films 35 in the same direction. Therefore, a signal increased by an amount corresponding to the pressure due to mechanical vibration from the outside is generated on one piezoelectric film 35, and a signal corresponding to the pressure due to the mechanical vibration from the outside is generated on the other piezoelectric film 35. A signal reduced by that amount is generated.
【0047】ここにおいて本実施例の流体振動検出セン
サでは、前述のように圧電性膜本体35aに襞部35c
が形成され、圧電性膜本体35aの柔軟性が高まってい
るので、取り付け時において、2つの圧力変動検出部3
3,34間において、圧電性膜35に生ずる張力を同じ
にすることが容易である。従って、圧電性膜35が受け
る圧力と発生する電気信号との関係が2つの圧電性膜3
5では同じとなる。すなわち、外部からの機械的振動な
どの影響を受けたときの一方の圧電性膜35から出力さ
れる電気信号の増加量と他方の圧電性膜35から出力さ
れる電気信号の減少量とが同じになる。従って、信号検
出回路42A,42Bによってそれぞれ検出された電気
信号を、加算回路43によって加算することにより、外
部からの機械的振動などの影響を排除でき、そのため検
出精度が向上する。Here, in the fluid vibration detecting sensor of this embodiment, as described above, the fold portion 35c is formed on the piezoelectric film body 35a.
Is formed and the flexibility of the piezoelectric film main body 35a is increased, the two pressure fluctuation detecting portions 3 are attached at the time of attachment.
It is easy to make the tensions generated in the piezoelectric film 35 equal between 3 and 34. Therefore, the relationship between the pressure applied to the piezoelectric film 35 and the generated electric signal is two piezoelectric films 3.
5 is the same. That is, the amount of increase in the electric signal output from one piezoelectric film 35 and the amount of decrease in the electric signal output from the other piezoelectric film 35 are the same when they are affected by mechanical vibration from the outside. become. Therefore, by adding the electric signals respectively detected by the signal detection circuits 42A and 42B by the addition circuit 43, it is possible to eliminate the influence of mechanical vibration from the outside, thereby improving the detection accuracy.
【0048】なお、本実施例においては圧電性膜本体3
5aに対して襞部35cを1条形成したが、図7に示し
たように、複数条の襞部35cを圧電性膜本体35aの
周縁部35bと同心円をなすように形成するようにして
もよい。In this embodiment, the piezoelectric film body 3
Although one fold portion 35c is formed for 5a, as shown in FIG. 7, a plurality of fold portions 35c may be formed so as to be concentric with the peripheral edge portion 35b of the piezoelectric film body 35a. Good.
【0049】また、複数の襞部35cの突出方向は同じ
方向に限らず、互いに異なる方向に突出させるようにし
てもよい。そして、この場合、図8に示したように、襞
部35cに対して反対方向に突出する襞部35dを襞部
35cと隣接して形成するようにしても良く、また、図
9に示したように、襞部35dを襞部35cと所定の距
離を隔てて形成するようにしてもよい。更には、図10
に示したように、上述の襞部35cと襞部35dとの組
み合わせを複数(図では2条づつ)形成するようにして
もよい。The protruding directions of the plurality of folds 35c are not limited to the same direction, and they may be projected in different directions. Then, in this case, as shown in FIG. 8, a fold portion 35d protruding in the opposite direction to the fold portion 35c may be formed adjacent to the fold portion 35c, and as shown in FIG. Thus, the folds 35d may be formed so as to be separated from the folds 35c by a predetermined distance. Furthermore, FIG.
As shown in FIG. 5, a plurality of combinations (two in the figure) of the above-mentioned folds 35c and folds 35d may be formed.
【0050】このように、圧電性膜35aに対して互い
に反対方向に突出する襞部35cと襞部35dとを形成
することにより、圧電性膜35が一方向に変形した場合
と他方向に変形した場合とで機械的特性を同じにするこ
とができ、その結果、同相の圧力変動や外部からの機械
的振動などによる影響をより有効に排除することができ
る。As described above, by forming the pleats 35c and the pleats 35d projecting in opposite directions with respect to the piezoelectric film 35a, the piezoelectric film 35 is deformed in one direction and in the other direction. The mechanical characteristics can be made the same as in the case described above, and as a result, it is possible to more effectively eliminate the effects of in-phase pressure fluctuation, external mechanical vibration, and the like.
【0051】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の均等の範囲内で、種々変形可能で
ある。例えば、上記実施例では、2つの圧電性膜35を
同一方向の面がそれぞれ逆の分極極性となるよう並設し
たが、同一方向の面がそれぞれ同一の分極極性となるよ
う並設してもよい。また、上記実施例では、圧電性膜3
5の平面形状を円形としたが、圧力室の形状に合わせて
その他の形状としてもよい。The present invention is not limited to the above embodiments, but can be variously modified within the scope of equivalents of the present invention. For example, in the above embodiment, the two piezoelectric films 35 are arranged side by side so that the planes in the same direction have opposite polarization polarities, but they may be arranged side by side so that the planes in the same direction have the same polarization polarity. Good. In the above embodiment, the piezoelectric film 3
Although the planar shape of 5 is circular, other shapes may be adopted depending on the shape of the pressure chamber.
【0052】[0052]
【発明の効果】以上説明したように請求項1ないし5の
いずれかに記載の圧電性膜によれば、圧電性膜本体の周
縁部に沿って少なくとも1条の襞部を設けるようにした
ので、圧電性膜本体が打ち抜きにより反り返った状態に
形成されたとしても、襞部により圧電性膜本体全体とし
ての柔軟性が高まる。従って、流体振動検出センサの筒
状支持体に対する取付作業が容易になると共に、圧電性
膜本体に加わる張力などの取付状態を同じにすることが
可能になるという効果を奏する。As described above, according to the piezoelectric film of any one of claims 1 to 5, at least one fold is provided along the peripheral edge of the piezoelectric film main body. Even if the piezoelectric film body is formed in a warped state by punching, the folds increase the flexibility of the piezoelectric film body as a whole. Therefore, there is an effect that the work of mounting the fluid vibration detection sensor on the cylindrical support becomes easy, and the mounting state such as tension applied to the piezoelectric film main body can be made the same.
【0053】また、請求項6記載の流体振動検出センサ
によれば、柔軟性の増した本発明の圧電性膜を用いるた
め、一対の筒状支持部材各々の圧電性膜との接触面を、
圧電性膜の配設方向に対して実質的に平行な平坦面とな
るように形成しても、圧電性膜を筒状支持部材へ容易に
取り付けることができる。すなわち、圧電性膜との接触
面を打ち抜き加工後の圧電性膜の形状に対応させた傾斜
面としなくてもよく、よって、筒状支持部材の工作作業
が容易であり、かつ圧電性膜の筒状支持部材への取付作
業も簡易になるという効果を奏する。Further, according to the fluid vibration detecting sensor of the sixth aspect, since the piezoelectric film of the present invention having increased flexibility is used, the contact surface of each of the pair of cylindrical supporting members with the piezoelectric film is
Even if the piezoelectric film is formed so as to have a flat surface that is substantially parallel to the arrangement direction of the piezoelectric film, the piezoelectric film can be easily attached to the tubular support member. That is, the contact surface with the piezoelectric film does not have to be an inclined surface corresponding to the shape of the piezoelectric film after punching, and therefore, the work of working the cylindrical support member is easy and the piezoelectric film There is an effect that the attachment work to the cylindrical support member is also simplified.
【0054】また、請求項7記載の流体振動検出センサ
によれば、第1の圧力変動検出部および第2の圧力変動
検出部それぞれにおいて第1の圧力室と第2の圧力室と
の間に本発明の圧電性膜を配設させるようにしたので、
2つの圧電性膜の取付状態(張力等)が均一、すなわち
その機械的特性が均一になり、同相の圧力変動や外部か
ら加わる機械的振動などの影響を十分に排除することが
可能となり、これにより従来に比べて流体振動の検出精
度が向上する。Further, according to the fluid vibration detecting sensor of the seventh aspect, between the first pressure chamber and the second pressure chamber in each of the first pressure fluctuation detecting section and the second pressure fluctuation detecting section. Since the piezoelectric film of the present invention is arranged,
The attachment state (tension, etc.) of the two piezoelectric films is uniform, that is, their mechanical characteristics are uniform, and it is possible to sufficiently eliminate the effects of in-phase pressure fluctuations and external mechanical vibrations. As a result, the accuracy of fluid vibration detection is improved compared to the conventional case.
【0055】特に、この流体振動検出センサに請求項3
記載の圧電性膜を用いた場合には、襞部が圧電性膜本体
の両面それぞれから突出するように形成されているの
で、圧電性膜本体の両面間での機械的特性に差がなくな
る。従って、同相の圧力変動や外部からの機械的振動な
どによる影響をより有効に排除することができ、より検
出精度が向上する。In particular, the fluid vibration detection sensor according to claim 3
When the described piezoelectric film is used, since the folds are formed so as to project from both sides of the piezoelectric film body, there is no difference in mechanical characteristics between the two surfaces of the piezoelectric film body. Therefore, it is possible to more effectively eliminate the influence of pressure fluctuations in the same phase, mechanical vibration from the outside, etc., and the detection accuracy is further improved.
【0056】更に、請求項8記載のフルイディック流量
計によれば、流体振動の検出精度の向上した本発明の流
体振動検出センサを用いるようにしたので、流量検出精
度が向上するという効果を奏する。Further, according to the fluidic flowmeter of the eighth aspect, since the fluid vibration detection sensor of the present invention having improved fluid vibration detection accuracy is used, the flow rate detection accuracy is improved. .
【図1】本発明の一実施例に係るフルイディック流量計
の概略構成を表すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a fluidic flow meter according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1に示したフルイディック流量計における流
量計本体の構成を表す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of a flow meter main body in the fluidic flow meter shown in FIG.
【図3】図1に示したフルイディック流量計における流
体振動検出センサの構成を表す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration of a fluid vibration detection sensor in the fluidic flow meter shown in FIG.
【図4】図3に示した流体振動検出センサの圧電性膜を
取り出して表す断面図である。4 is a cross-sectional view showing a piezoelectric film of the fluid vibration detection sensor shown in FIG.
【図5】図3に示した流体振動検出センサの筒状支持部
材を取り出して表す分解斜視図である。FIG. 5 is an exploded perspective view showing a tubular support member of the fluid vibration detection sensor shown in FIG.
【図6】図3に示した流体振動検出センサの回路構成を
表すブロック図である。6 is a block diagram showing a circuit configuration of the fluid vibration detection sensor shown in FIG.
【図7】図4に示した圧電性膜の変形例を表す断面図で
ある。7 is a cross-sectional view showing a modified example of the piezoelectric film shown in FIG.
【図8】図4に示した圧電性膜の他の変形例を表す断面
図である。8 is a cross-sectional view showing another modification of the piezoelectric film shown in FIG.
【図9】図4に示した圧電性膜の他の変形例を表す断面
図である。9 is a cross-sectional view showing another modification of the piezoelectric film shown in FIG.
【図10】図4に示した圧電性膜の他の変形例を表す断
面図である。10 is a cross-sectional view showing another modification of the piezoelectric film shown in FIG.
【図11】従来の圧電性膜の構成を表す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a configuration of a conventional piezoelectric film.
【図12】従来の圧電性膜の筒状支持部材に対する取付
前の状態を表す断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view showing a state before attachment of a conventional piezoelectric film to a tubular support member.
【図13】従来の圧電性膜の筒状支持部材に対する取付
後の状態を表す断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view showing a state after attachment of a conventional piezoelectric film to a cylindrical support member.
10 流量計本体 11 入口部 14 ノズル部 21,22 フィードバック流路 30 流体振動検出センサ 33,34 圧力変動検出部 33A,34A 圧力室(第1の圧力室) 33B,34B 圧力室(第2の圧力室) 35 圧電性膜 35a 圧電性膜本体 35c,35d 襞部 36A,36B 筒状支持部材 36a,36b 把持面 50 流量演算部 10 Flowmeter main body 11 Inlet part 14 Nozzle part 21, 22 Feedback flow path 30 Fluid vibration detection sensor 33, 34 Pressure fluctuation detection part 33A, 34A Pressure chamber (first pressure chamber) 33B, 34B Pressure chamber (second pressure) Chamber 35 Piezoelectric film 35a Piezoelectric film main body 35c, 35d Folds 36A, 36B Cylindrical support members 36a, 36b Gripping surface 50 Flow rate calculation unit
Claims (8)
ことにより形成される圧電性膜であって、 圧電性膜本体と、 この圧電性膜本体の周縁部に沿うと共に、前記圧電膜本
体の表面から突出するように弯曲形成された少なくとも
1条の襞部とを有することを特徴とする圧電性膜。1. A piezoelectric film formed by punching out a sheet-shaped piezoelectric material, comprising: a piezoelectric film main body, a peripheral surface of the piezoelectric film main body, and a surface of the piezoelectric film main body. A piezoelectric film having at least one fold portion curvedly formed so as to project from the piezoelectric film.
に前記圧電膜本体の表面から同一方向に突出してなる請
求項1記載の圧電性膜。2. The piezoelectric film according to claim 1, wherein the piezoelectric film has a plurality of folds, and these folds both project from the surface of the piezoelectric film main body in the same direction.
する襞部同士が互いに前記圧電膜本体の表面から異なる
方向に突出してなる請求項1記載の圧電性膜。3. The piezoelectric film according to claim 1, wherein the piezoelectric film has a plurality of folds, and the adjacent folds of the folds protrude in different directions from each other on the surface of the piezoelectric film body.
に連続して設けられてなる請求項2または3記載の圧電
性膜。4. The piezoelectric film according to claim 2 or 3, wherein adjacent folds of a plurality of folds are continuously provided.
互いに一定の距離を隔てて設けられてなる請求項2また
は3記載の圧電性膜。5. The piezoelectric film according to claim 2 or 3, wherein adjacent folds among a plurality of folds are provided at a fixed distance from each other.
差圧変動を基に流体振動を検出するための流体振動検出
センサであって、 前記一対の圧力室間に配設されると共に前記2つの圧力
室間の差圧変動に応じて振動する請求項1ないし5のい
ずれか1に記載の圧電性膜と、 各々前記圧電性膜との接触面が前記圧電性膜の配設方向
に対して実質的に平行な平坦面となるように形成され、
これら平坦面により前記圧電性膜の周縁部を両面から把
持する一対の筒状支持部材とを備えたことを特徴とする
請求項1記載の流体振動検出センサ。6. A fluid vibration detection sensor for detecting a fluid vibration based on a differential pressure fluctuation between a pair of pressure chambers arranged opposite to each other, the fluid vibration detection sensor being disposed between the pair of pressure chambers. The piezoelectric film according to any one of claims 1 to 5, which vibrates in response to fluctuations in differential pressure between the two pressure chambers, and contact surfaces of the piezoelectric film and the piezoelectric film are arranged in a direction in which the piezoelectric film is arranged. It is formed to be a flat surface that is substantially parallel to
The fluid vibration detection sensor according to claim 1, further comprising a pair of cylindrical support members that grip the peripheral portion of the piezoelectric film from both sides by these flat surfaces.
る第1の圧力変動検出部と、この第1の圧力変動検出部
の第1の圧力室および第2の圧力室に対して互いに位置
関係が逆に設定された第1の圧力室および第2の圧力室
を有する第2の圧力変動検出部とを備え、流体が交互に
流れる2つの流路のうちの一方の流路の流体振動に基づ
く圧力を前記第1の圧力変動検出部および前記第2の圧
力変動検出部の第1の圧力室に導入し、かつ他方の流路
の流体振動に基づく圧力を前記第1の圧力変動検出部お
よび前記第2の圧力変動検出部の第2の圧力室に導入す
るようにしてなる流体振動検出センサであって、 前記第1の圧力変動検出部および第2の圧力変動検出部
それぞれにおいて第1の圧力室と第2の圧力室との間に
請求項1ないし5のいずれか1に記載の圧電性膜を配設
させたことを特徴とする流体振動検出センサ。7. A first pressure fluctuation detecting unit having a first pressure chamber and a second pressure chamber, and a first pressure chamber and a second pressure chamber of the first pressure fluctuation detecting unit. A second pressure fluctuation detection unit having a first pressure chamber and a second pressure chamber whose positional relations are set to be opposite to each other, and one of the two flow paths in which the fluid flows alternately The pressure based on the fluid vibration is introduced into the first pressure chambers of the first pressure fluctuation detection unit and the second pressure fluctuation detection unit, and the pressure based on the fluid vibration of the other channel is applied to the first pressure chamber. A fluid vibration detection sensor adapted to be introduced into a second pressure chamber of the fluctuation detection unit and the second pressure fluctuation detection unit, wherein the first pressure fluctuation detection unit and the second pressure fluctuation detection unit are respectively In any one of claims 1 to 5, between the first pressure chamber and the second pressure chamber. Fluid vibration detection sensors which is characterized in that is provided a piezoelectric film according to one.
させるノズル部と、 このノズル部を通過した流体をノズル部の噴出口側へ導
く一対のフィードバック流路と、 この一対のフィードバック流路を交互に流れる流体を導
入して流体振動を検出する請求項7記載の流体振動検出
センサと、 この流体振動検出センサによって検出された流体振動に
基づいて前記入口部より受け入れた流体の流量を演算す
る流量演算手段とを備えたことを特徴とするフルイディ
ック流量計。8. An inlet portion for receiving a fluid, a nozzle portion for passing the fluid received from the inlet portion to generate a jet flow, and a pair of feedbacks for guiding the fluid passing through the nozzle portion to the jet outlet side of the nozzle portion. A fluid vibration detection sensor according to claim 7, which detects a fluid vibration by introducing a fluid that alternately flows through the flow passage and the pair of feedback fluid passages, and the fluid vibration detection sensor based on the fluid vibration detected by the fluid vibration detection sensor. A fluidic flow meter, comprising: a flow rate calculating means for calculating a flow rate of a fluid received from an inlet portion.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7448895A JPH08247876A (en) | 1995-03-07 | 1995-03-07 | Piezo electric film and both fluid vibration detection sensor and fluidic flow meter employing the piezo electric film |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7448895A JPH08247876A (en) | 1995-03-07 | 1995-03-07 | Piezo electric film and both fluid vibration detection sensor and fluidic flow meter employing the piezo electric film |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08247876A true JPH08247876A (en) | 1996-09-27 |
Family
ID=13548734
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7448895A Pending JPH08247876A (en) | 1995-03-07 | 1995-03-07 | Piezo electric film and both fluid vibration detection sensor and fluidic flow meter employing the piezo electric film |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08247876A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018017733A (en) * | 2016-07-26 | 2018-02-01 | キストラー ホールディング アクチエンゲゼルシャフト | WIM sensor with sensor package |
CN115036594A (en) * | 2022-08-09 | 2022-09-09 | 中国第一汽车股份有限公司 | Battery abnormity monitoring device and method, battery assembly and electric vehicle |
-
1995
- 1995-03-07 JP JP7448895A patent/JPH08247876A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018017733A (en) * | 2016-07-26 | 2018-02-01 | キストラー ホールディング アクチエンゲゼルシャフト | WIM sensor with sensor package |
US10378974B2 (en) | 2016-07-26 | 2019-08-13 | Kistler Holding Ag | WIM sensor with sensor package |
CN115036594A (en) * | 2022-08-09 | 2022-09-09 | 中国第一汽车股份有限公司 | Battery abnormity monitoring device and method, battery assembly and electric vehicle |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109642812B (en) | Flow meter | |
JPH08247876A (en) | Piezo electric film and both fluid vibration detection sensor and fluidic flow meter employing the piezo electric film | |
US6536290B2 (en) | Ultrasonic flowmeter and gas flowmeter using the same | |
JPH08159861A (en) | Fluid vibration detector sensor and fluidic flow meter using it | |
JP3267448B2 (en) | Fluidic flow meter and fluidic oscillation detector | |
JPH08159828A (en) | Fluid vibration detection sensor and fluidic flow meter using it | |
JPH08166283A (en) | Fluid vibration detecting sensor and fluidic flow meter using the same | |
JPH06201419A (en) | Pressure sensor | |
JPH07151326A (en) | Combustion device | |
JPH0862001A (en) | Flowmeter | |
JPH09178519A (en) | Pressure sensor | |
JP3295520B2 (en) | Fluid flow meter | |
JPH074997A (en) | Fluid vibration detection sensor in fluid vibration type flow meter | |
JP3267447B2 (en) | Fluid flow meter | |
JPH11118543A (en) | Vibration detecting sensor for fluidic type flowmeter | |
JPH10132628A (en) | Fluidic flowmeter | |
KR20230049268A (en) | Apparatus for controling fluid and method for controling fluid | |
JPH0854266A (en) | Flowmeter | |
JPH10115540A (en) | Flowmeter making use of differential pressure | |
JPH0747699Y2 (en) | Fluidic flow meter | |
JP2530824B2 (en) | Fluid logic element type flow meter | |
JP3024873B2 (en) | Fluidic gas shut-off device | |
JPH02268229A (en) | Pressure sensor and gas flowmeter using it | |
JPH08327416A (en) | Fluid-vibration detection sensor | |
JPH05164638A (en) | Pressure sensor |