JPS63308528A - 流体トランスジューサ - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は流体トランスジューサに係り、より詳細には、
振動素子センサを有する流体トランスジューサに関する
。

従来の技術 このようなセンサは、密度や圧力のようなパラメータを
、これらが振動素子に影響を及ぼしてその共振周波数を
変えるようにさせることによって測定する。この振動素
子は、通常は、ビームモードで共振するチューブである
か、又はフープモードで共振する円筒である。いずれの
場合にも、振動は、変位又は歪或いはその時間導関数を
感知することによって監視され、駆動システムが励起力
を供給する。選択された振動モードの共振は、ピックア
ップ側と駆動側との間に適当なフィードバック増幅器を
配置してループを閉じることによって維持される。この
増幅器は、ピックアップ信号を増幅してそれを正しい位
相で駆動システムに供給する。

振動素子の共振周波数は、流体の密度によって質量的な
負荷がか＼る。振動素子は、随伴流体の量によって決ま
る量だけその質量が増加したかのようにみえ、従って、
共振周波数は、密度に独特に関係付けされる。

これらの原理に基づいて動作するトランスジューサが英
国特許ＧＢＩ、２６４−、３１７号；ＧＢｌ、１７５，
５８６号；及びＧＢ２，０６２゜８６５号に開示されて
いる。

この形式のトランスジューサの重要な用途は、例えば、
パイプラインに流れる液体において流体パラメータを測
定することである。それ故、このようなトランスジュー
サは、できるだけ流れを妨害しないようにすることが望
ましい。流れ全体を便利にも単一のチューブトランスジ
ューサに通すことができる場合には、流れの妨害はほと
んど生じない。然し、不都合なことに、実際のトランス
ジューサの寸法は、許容できない圧力低下を生じること
なく全ての流れを受は入れるに充分な大きさであること
は滅多になく、従って、複雑で且つ不所望な分流器にし
ばしば頼ることになり、流れの一部分がサンプリング用
のトランスジューサに向けられるか或いは流れ全体が複
数の並列のＩ−ランスジューサによって測定されること
になる。

発明が解決しようとする課題 ）−ランスジューサの分野においては、流れにあまり妨
害を与えずに流体の計測を行なうことのできるトランス
ジューサを提供することが周知の目的となっている。浸
漬式のトランスジューサ（即ち、流体そのものの中に入
れられるトランスジューサ）は、振動円筒センサと共に
実用的ではあるが、しばしば許容できないような流れの
妨害を生じさせ、然も、振動素子に非常に接近させて励
起及びピックアップ手段を支持することが必要であり、
このため、構造体が振動チューブ自体よりもしばしば非
常に大きなものとなってしまう。

課題を解決するための手段 本発明によれば、流体内に浸漬される感知素子を具備し
、この感知素子は一対の枝を有し、これらの枝は、共通
のヨークから延びていて該ヨークによって互いに結合さ
れると共に、共通の周波数において互いに逆位相で共振
振動するようになっており、更に、上記の枝に上記共振
逆位相振動を励起する手段と、上記振動の周波数を感知
する手段とを具備し、上記の励起手段及び感知手段が上
記感知素子の少なくとも」一つの空胴内に収容されたこ
とを特徴とする流体トランスジューサが提供される。

好ましくは、上記励起手段は、連続的な励起（共振点に
おけるのが便利である）を与えるように構成される。

本発明による流体１ヘランスジユーサは、その好ましい
実施例において、２つの枝の各々に別々の励起手段及び
ピックアップ手段を備えているが、１つの枝励起及び／
又は１つの枝ピックアップ手段を用いてもよい。

又、励起手段及び感知手段は、圧電式のものであるのが
便利である。

本発明による流体トランスジューサは、好ましくはＣ字
型断面のような凹面をもたせるか或いは枝のチップ部分
の付近に空胴を設けることによって密度に対する感度を
高めるように枝を整形することにより密度側として構成
することができる。

本発明の特徴及び効果を更に理解するために、添付図面
を参照して本発明の実施例を一例として詳細に説明する
。

実施例 第１図に示された流体トランスジューサ１０において、
フォーク状の感知素子は、ヨーク部分１１と、該ヨーク
部分から実質的に平行な関係で延びている２つの振動す
る枝１２．１．４とを備えている。ヨーク部分１１は、
フォークのベース部分を形成するのに加えて、支持フラ
ンジ１５に接続することにより枝のための支持体として
も働き、この接続はベロー１６を介して行なわれる。ベ
ロー１６は、支持フランジ１５に対しフォークの振動分
離作用を果たす。

枝１４には、その根本部分に空胴１７が形成されており
、その内面には圧電セラミック素子」８が接着剤によっ
て付着されている。ヨーク］］、ベロー１６及び支持フ
ランジ１５は、内部空胴（詳細には示さず）を有してい
て、１群のワイヤ１９を内部に通せるようになっており
、その一対は圧電素子１８に接続され、それ故、この素
子はフォーク構造体に振動を励起するように電気的に励
起される。第２の圧電素子２ｏが空胴１７の隣接面に接
合され、この素子への電気的な接続により、枝１４の振
動を表わす信号が得られる。枝１２は空胴２１を有し、
この空胴には２つの圧電素子が同様に取り付けられて、
枝１２に対する励起及びピックアップ信号を発生する。

作動中に、トランスジューサは、計測されるべき流体中
に枝が完全に浸漬されるように配置される。振動は、各
枝に１つづつある２つの励起圧電素子を付勢することに
よって励起され、そしてこれも又、各枝に１つづつある
２つのピックアップ圧電素子がフォーク構造体の振動特
性を表わす信号を発生する。枝の励起は、枝の振動が互
いに逆の基本的な片持梁モードとなるように構成される
。これは、構造体の質量の中心が動かない状態で振動が
バランスされるという利点を有する。これに対し、例え
ば、外部の振動によって中心質量が強制的に動かされた
場合には、フォークの振動性能に最小限の影響しか及ば
ない。

枝が動く時には、それを取り巻く若干の液体が変位され
る。枝の有効質量は、この運動区分に随伴する流体の量
によって決定される量だけ増力（Ｉされ、従って、その
作用は流体の密度に関係したものとなり、密度計が形成
される。密度の変化に対する応答は、随伴流体の量が枝
の質量に対して増加するにつれて大きくなる。このため
、枝１２及び１４は、対向する凹面２０．２］を有する
Ｃ字型断面（第２図）のものであり、これらの面は、流
体随伴表面積を増加すると共に、断面体積を減少して、
枝により多くの流体が随伴されるようにし、これによっ
て、密度に対する感度を増加するように働く。ｒＤＪ字
型断面又は簡単なバーのような他の断面の枝を使用する
こともできるが、凹面を有する断面が好ましい。他の断
面を使用する場合には、枝の先端部に閉じた空胴又は開
いた空胴を形成することにより、移動する流体の質量と
枝の質量との比を改善することができる。

任意に設けられるシュラウド」、０３がフォーク素子１
０を取り巻いている。シュラウド１０３を取り付ける場
合には、細長い支持フランジ１０４が使用される。シュ
ラウド１０３は、当該周波数範囲にわたって共振しない
ように配置されており、例えば、甚だしく流れを妨げず
にフォーク構造体を保護するためにワイヤメツシュ構造
にされる。このような保護は、計測される流体内に含ま
れた異物が枝に当たることが考えられる場合に重要であ
る。

ここに述べる実施例のトランスジューサを首尾よく動作
させて使用できる前に、校正を行なわなければならない
。製造されたトランスジューサは、通常、少なくとも１
つの既知の液体中で、実質的に境界制限のない条件が適
用されるに充分な容積部において校正される。然し乍ら
、使用に際しては、フォーク構造体の近くに境界やバリ
アがあることは不可避であり、計測される流体の付近の
面が流体に加えられる質量を実際上増加させるので、校
正が無効となってしまう。

別の形状のシュラウド１０３をトランスジューサに設け
れば、この問題は解決される。シュラウド１．０３は、
フォーク構造体の周りに本質的に固体の円筒を形成する
ことによって作ることができ、シュラウド１０３は支持
フランジ１０４にしっかりと取り付けられる。オリフィ
ス１０５は、。

計測されるべき流体を入れたり出したりできるようにす
る。この形式のシュラウドは、既知の再現可能な境界を
画成するように働き、それ故、フォークトランスジュー
サをそのシュラウドと共に校正することができ、計測領
域の付近に境界が存在しても校正状態は有効に保たれる
。

振動素子トランスジューサは、使用する材料のヤングの
係数の変化と、温度及びその熱膨張とに基づいた温度特
性を有している。実際のトランスジューサの場合、温度
の影響を補償するためには温度に対して校正を行なうの
が効果的である。

このため、音叉型のトランスジューサ１ｏには、その内
部に温度センサ」０６が取り付けられており、これに対
してワイヤ束１９によって電気的な接続が行なわれる。

本発明は、比較的簡単に構成することのできる流体トラ
ンスジューサを提供する。例えば、オイルの計測を行な
う場合、フォーク構造体ｌＯは、長さが１００ｍｍで直
径が３５ｍｍの金属の円柱３０（第３図）から加工され
る。先ず第１に、外側の枝面とヨーク部分１５とを画成
するように外面部分３６が切削される。次いで、スロッ
ト３１が、技の最終的な長さを決定する深さまで延びる
ように且つ穴のあいた端面の直径を横切るように形成さ
れる（円柱３０の端面の平面図である第３図（ｃ）を参
照されたい）。このスロット３１は、核間の分離を確立
するように働く。

スロットの設けられた端面に穴３２が形成され、その反
対面に更に別の穴３３．３４及び３５が形成される（円
柱３ｏの反対の端面の平面図である第３図（ａ）を参照
されたい）。スロッ）・３１に重畳する深さまで延びる
穴３３及び３４は、圧電素子を後で導入するために枝の
根本部分に空胴を確立する。穴３３及び３５は、大きな
直径の枝根本部の空胴に効果的に延びる大きなボア（各
々３９，３００）に掘削される。穴３４は、温度センサ
を受は入れる。穴３２は、最終的な枝に凹面を画成する
ように働き、従って、ｒＤＪ型断面となる。穴３２は、
枝の全長にわたって延びるのが好ましい。

ここで、圧電素子が穴３３及び３５内の位置に接合され
そして温度センサが穴３４に接合される。これは、等価
空胴１７．１０２及び１０６（第１図）から明らかであ
る。或いは又、穴３４及び２５は、圧電素子を接合する
各空胴に対向する平らな面を形成するように更に複雑な
スロッ）〜形状３７．３８（第３図に概略を示す）であ
ってもよい。このような複雑な形状は、金属フォークの
場合には火花蝕刻プロセスによって形成することができ
る。

ベロー１６は、薄壁の円筒として形成され、２つの折り
返された部分１０７，１０８によって弾力性が与えられ
る。ベロー１６は、嵌合周囲１０９に沿ってトランスジ
ューサ１０のヨーク部分１１に溶接される。

支持プレート１５（ＩＱ４、及びシュラウド）は、便利
な形状であればいかなる形状でもよく、例えば、流体パ
イプに入れられて、ねじ切りされた部分１１０と「０」
リング１．１１とによって流体パイプのタップでシール
される。ベロー３．６は、）４Ｎ１１２に沿ってそこに
溶接される。シュラウド１０３も（もし取り付けられる
場合は）溶接される。支持プレート１５の空胴、ベロー
１６の中空部及び枝の根本の空Ｊｌ）１１１７．１０２
の延長部は、電気信号を中継するワイヤを配置するため
の経路として働く内部の中空部を形成する。ワイヤ束１
９の出口はシールされ、中空部には既知の不活性ガスが
充填され、例えば、水が凝結したり内部で腐食したりす
るのを防止する。或いは又、中空部を排気することもで
きる。

本発明を例えば流体密度トランスジューサとして構成す
る場合に利用される前記装置の特性は、＝１５− 随伴流体の密度の変化に伴う振動周波数（例えば、共振
周波数）の変化である。周波数を測定するためには、多
数の態様が利用できるが、その１つについて一例として
説明する。

枝上の高い歪（振動が生じたとき）の点に取り付けられ
て固有の軸からずらされた圧電装置、例えば、圧電素子
１８に、電圧を印加することによって振動が励起される
。このように電圧を印加すると、圧電素子は、その収縮
及び接合によって枝の根本部に歪を加えたり弛緩したり
し、これによって、振動が励起される。これに対し、歪
の変更点において構造体に接続された圧電素子は、回収
できる歪変化を表わす信号を発生する。従って、圧電素
子を駆動することによっていったん振動が確立されると
、駆動力を除去することができ、確保された振動を表わ
す信号が回収される。或いは又、第１の圧電素子を振動
の励起に使用し、第２の圧電素子を振動信号の回収に使
用することができる。同様に、単一の素子又は個別の駆
動素子と、個別のピックアップ素子を多枝に１つづつ配
置することもできる。間欠的な励起に代わるものとして
、１つ又は２つの素子及び１つ又は２つのピックアップ
による連続的な励起を使用することができる。

第４図に示す本発明の好ましい実施例では。

流体密度トランスジューサ４０は、枝４３及び４４の各
空胴の外面に取り付けられた圧電駆動素子４１及び４２
によって連続的な励起を受ける。圧電素子４１の接続部
４５のような電気的な接続部がハウジング４７内に収容
された電子基板４６まで確立される。これらの接続部は
、ａがらｊまで示されている。この電子基板の機能は、
素子４１−及び４２に励起信号を供給することであり、
従って、これらの素子は、並列に接続されていて保持増
幅器５０（第５図）によって駆動される。増幅器５ｏの
入力信号は、枝４３及び４４の空胴に各々取り付けられ
た圧電ピックアップ４７及び４８から得られる。これら
ピックアップ４７及び４８からの信号は、二重入力の差
の増幅器５１の非反転及び反転入力に各々接続される。

ピックアップからの信号は互いに逆の方向で互いに逆の
極性の入力に接続されるので、共通モードのノイズが除
去される。増幅器５１の出力は、整相回路５２を経て保
持増幅器５０の入力に接続され、励起された振動と感知
された振動との間にフィードバックが確立される。この
ようにして、トランスジューサ４ｏは、連続的な振動状
態に維持される。フィードバック路の整相回路５２は、
以下で詳細に述べるように、正しい振動モードが持続さ
れるように確保する。

入力の差の増幅器５１の出力は、流体トランスジューサ
素子の振動周波数を表わす周期的な信号である。前記し
たように、この出力は、温度に基づくものであり、温度
センサ４００からの信号に応答してオフセット５３を加
えることにより信号が温度に対して補正される。加えら
れた補正の程度は、各トランスジューサごとに個々に校
正される。補正された信号は、例えば、出力信号にとし
て外部電気コネクタ４９を経て送られる。従って、この
信号（即ち、Ｋと１との間）は、トランスジューサを取
り巻く流体の密度を表わす。或いは又、無補正の信号が
補正及び校正値を記憶する外部の割算手段へ出力され送
られてもよい。

入力増幅器５１、整相回路５２及び保持増幅器５０を通
るフィードバック路は、トランスジューサの多枝４７．
４８がその基本的な片持梁モードでバランスして振動す
るように構成される。２つの駆動素子と２つのピックア
ップを使用することにより、素子が確実に正しくバラン
スした振動モードに入るようにするという問題を容易に
解決できるようにする。これは、整相回路５２の調整に
よって達成できると分かっている。又、整相回路は、も
し所望ならば、他の振動モードを促進するように調整す
ることもできる。

以上の説明から、本発明の多数の効果が明らかとなろう
。

トランスジューサは、測定されるべき流体に対して内実
な表面を呈するので、内部が汚染されたり電子基板のシ
ール構成の信頼性が損なわれたりするという問題が回避
される。更に、この内実−１９＝ 性により、測定されるべき流体の圧力に依存しなくても
よくなる。このような依存性は、内部と外部の圧力差に
よる圧力効果を得ていた中空チューブや円筒型のトラン
スジューサの特徴である。トランスジューサの設置は非
常に簡単であり、例えば、パイプ又はタンクの壁を貫通
して行なわれる。

トランスジューサ４０は、固定フランジ４０２によって
パイプのＷ２Ｏ３に取り付けられる。成る用途では、振
動を分離する必要がなく、トランスジューサ４０がフラ
ンジ４０２に直接溶接され、簡単で且つ非常に堅牢な構
造がもたらされる。

異物が表面に当たったり表面の近くを通ったりすること
が予想される場合には、前記したような適当な形式の任
意のシュラウドを取り付けることができる。シュラウド
が効果を奏する別の環境としては、衝撃の防止により枝
の動きから潜在的に危険な高い電圧が高インピーダンス
の圧電素子によってもはや発生されないように確保する
真に安全なトランスジューサが挙げられる。このような
シュラウＩく付きの校正されたトランスジューサは、ポ
ータプル式の流体メータとして使用することができ、こ
れは、そのバランスのとられた振動により、手持ち操作
で誘起されることの成る振動に対して構造体が実質的に
不感であるから、本質的に、計量棒として使用できる。

２つのピックアップ素子を使用する特定の効果は、送信
中に現われる共通モード信号を除去するように感知信号
を接続できることである。

本発明の更に別の重要な効果は、流れている流体に露出
される部分が小さいことである。例えば、パイプ４０１
を方向４０３に流れている流体に対してトランスジュー
サ４０により露出される部分は、オイル計測の場合、パ
イプの全断面積が８０５００ｎｗｎ２であるのに対して
典型的に７０Ｘ２．５ｍｍ２の１つの枝の部分だけであ
り、流れを妨げることはほとんどなくなる。これらの寸
法の枝が金属で形成されたフォーク状構造体は、］ＫＨ
ｚの範囲の周波数において自由に空気共振する。

このフォーク状構造体を９０°回転して取り付けること
により流れを妨げる部分が更に小さくなることが明らか
であろう。細いベースバイブロ０（直径が約５０■）内
の流れを計測しようとするときの好ましい態様において
は、第６図に示すように、フォーク状の構造体６１をエ
ルボ部分６２に取り付ける。従って、パイプの直径より
大きな枝の長さを受は入れることができる。このフォー
ク状の構造体を流路に導入した場合に生じる圧力の低下
は、エルボによって元々化じるものよりも著しく大きく
はない。エルボの部分にはプローブ挿入のための検査プ
レートがしばしば取り付けられ、トランスジューサのフ
ランジ６３をこれに容易に適用できるという効果が与え
られる。

枝が液体中で振動すると、枝は剪断方向に流体に抗力を
及ぼす。それ故、振動は、流体の耐剪断性、ひいては、
その粘性に基づくものとなる。

一般に、密度計の枝は、上記のｒｃＪ断面及び中空の枝
の場合と同様に、抗力に対して随伴流体の体積を最大に
することにより粘性の影響を最小にするように設計され
ている。小さな粘性範囲（例えば、オイルの場合には、
典型的に、±１０Ｃｐ）のみにわたって計測することが
必要な多くの用途では、粘性の影響を無視することがで
きる。然し乍ら、大きな粘性の変化が予想される場合に
は、追加の補正及び校正を行なうのが効果的である。

励起信号とピックアップ信号との位相差は、一般に、粘
性と共に増加するので、整相回路５２が一定の位相を維
持するように構成することにより、粘性についての感度
を下げることができる。

別々の密度／周波数及び粘度／周波数特性を各々示す２
つの振動モードを励起して、系統の同時式を導出し、そ
こから粘性を排除することができる。

この２モード解決策の詳細な説明が英国特許出願節８６
　２４３３９号（英国特許第２１．８２４３９号）に示
されている。これとは別の補正解決策は、粘性の高い液
体ではより大きな制動作用が生じるので系統のＱが変化
するときに粘度と共に変化する振動の振幅を測定するこ
とである。このような補正は、トランスジューサごとに
個々に校正されねばならない。

更に考えられることは、異なった密度／周波数及び粘度
／周波数特性を各々示す２つのトランスジューサを使用
することである。

本発明の別の態様においては、粘度に対する感度を」二
げて液体粘度計を形成するように枝断面が構成される。

それ故、体積が小さくて抗力に対する表面積が大きい枝
断面が効果的である。枝６０及び６１　（第７図）は、
液体をほとんど随伴せず、それらの長手方向の平面にお
いて振動されたときに抗力（ひいては、粘性）によって
影響を受ける。それ故、このような断面の枝を有するト
ランスジューサは、上記の流体密度計と同様の液体粘度
計をもたらすことが明らかであろう。

以」二に述べた本発明の全ての実施例においては、圧電
励起素子が技の空胴内に接合された。然し乍ら、所定の
圧縮状態のもとて圧電励起素子をそれらの空胴内に取り
付けて使用することもできる。これを達成する１つのや
り方が第８図及び第９図に示されている。

従って、第８図のトランスジューサにおいては、枝８０
１．８０２の各々の上端に、ヨーク８ｏ３の上部から円
筒状の空胴が加工されている。

各々のくぼみは、中空の円筒状の圧電励起素子８０４．
８０５を含み、その１つが第９図に詳細に示されている
。素子８０４，８０５は、それらの各々の空胴に半径方
向にぴったりと嵌合され（即ち、それらの空胴と実質的
に同じ直径である）、ヨーク８０３の上部がら空胴にね
し込まれた各々のプラグ８０６．８０７によって所定の
軸方向圧縮状態に保持される。

第９図の圧電素子８０４は、実質的にその内面全体に延
びる第１電極と、その外面の直径方向に対向する領域に
設けられた２つの更に別の電極８０９．８１０とを有し
ている。これらの電極８０９．８１０は、その一方が枝
８０１の外面８１１付近の空胴の部分にありそしてその
他方が内面８１２付近の空胴の部分にあるように配置さ
れ、両方の電極８０９．８１０は空胴の壁から絶縁され
ている。作動に際し、１．８０　’位相差のある各々の
交流電圧が電極８０８に対して電極８０９．８１、０に
印加される。これは、素子８０４の片側が膨張しようと
し、一方その他側が収縮しようとしそしてこれと反対の
状態が生じるように作用し、これにより、枝８０１を片
側から他側へと撓めてこれを振動させる。更に、素子８
０５も同様に付勢され、枝８０２を枝８０１とは逆の位
相で振動させる。

又、圧電励起素子は、枝ではなくてトランスジューサの
ヨークに取り付けることもできる。従って、第１０図の
トランスジューサでは、円筒状の空胴８２０がヨーク８
２１に形成され、プレートの形態の圧電素子８２２が所
定の圧縮状態のもとで空胴内に取り付けられる。これは
、ヨークを２つの別々の部片で形成し、圧電素子を収容
するように互いに溶接することによって行なうことがで
きる。圧電素子８２２は、ここでも、空胴８２０の壁か
ら絶縁され、枝８２３．８２４に対して空胴内に対称的
に配置される。プレート８２２に交流電圧が印加された
ときには、プレーｊ−が垂直方向に（第１０図で見て）
交互に膨張及び収縮し、ヨーク８２１の下面を撓めて、
枝８２３．８２４振動させる。圧電プレート素子８２２
は、枝８２３．８２４を結ぶ線に対して垂直方向に細長
くなっていてもよいし、この線の方向に細長くなってい
てもよい。いずれの構成においても、枝を所望通りに逆
位相で振動させることができる。

第１１図のトランスジューサは、第１０図のトランスジ
ューサに若干類似しているが、第１０図のトランスジュ
ーサの圧電プレート素子に代わって、環状の圧電素子８
３０がその空胴８３２と同軸的に設けられている（この
場合も、所定の圧縮状態のもとで取り付けられる）。素
子８３０の直径は、枝８３４．８３５の内面８３２．８
３３がヨーク８３６に合流するヨークの高ストレス領域
の付近の空胴８３１の領域を通過するような大きさであ
る。この場合にも、素子８３０の垂直方向（第］−１図
で見て）における交互の膨張及び収縮により枝８３４．
８３５が逆位相で振動する。

更に、第１２図のトランスジューサにおいては、枝８４
５．８４６の内面８４３．８４４がヨ−クに合流する高
ストレス領域に隣接して各々のプレート状の圧電励起素
子８４０．８４１がヨーク８４２に設けられている。素
子８４０．８４」。

は、上からヨーク８４２に開けられた各空胴内に配置さ
れ、ヨーク８４２の上部からこれら空胴にねじ込まれた
各プラグ８４７．８４８によって所定の圧縮状態に保持
される。この場合も、素子８４０．８４１に交流電圧を
印加すると、枝８４５．８４６が逆位相で振動する。

第８図ないし第１２図の全ての実施例において、圧電感
知素子は、枝の振動によって撓んでこの振動を感知する
ところの枝又はヨーク内の便利な位置に配置することが
できる。更に、これらの実施例では、第１２図に示す形
態の振動分離手段を組み込むことができる。この振動分
離手段は、円錐台形の部材８４９より成り、その底部は
ヨークの上部に溶接され、そしてその細い端は、例えば
、フランジ部材（又は非常に短いパイプ部分）に固定さ
れる。そしてこのフランジ部材は、トランスジューサを
浸漬しようとする流体を送給しているコンジットの流れ
の中に接続される。

第８図ないし第１２図のトランスジューサは、全て、そ
れらの各ヨークの上部から圧電励起手段及び感知手段へ
電気的な接続をなすために適当な通路を有しているが、
これらの通路は、図示明瞭化のために第８図ないし第１
２図では全て省略されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による流体密度計の部分断面図、 第２図は、第１図の密度計の一部分を形成する枝の断面
図、 第３図は、第１図のトランスジューサの構造を概略的に
示す図、 第４図は、本発明によるトランスジューサをパイプに設
置したところを示した図、 第５図は、第４図のトランスジューサに関連した電気回
路図、 第６図は、本発明による流体トランスジューサの別の取
付構成を概略的に示す図、 第７図は、本発明による粘度計のフォーク状の枝を示す
断面図、 第８図及び第９図は、本発明による別の流体トランスジ
ューサを概略的に示す図、そして第１０図ないし第１２
図は、本発明による流体トランスジューサの更に別の実
施例を示す概略図である。 １０・・・流体トランスジューサ １１・・・ヨーク １２．１４・・・振動技 １５・・・支持フランジ １６・・・ベロー　　　１７．２１・・・空月同１８．
２ｏ・・・圧電セラミック素子 ３ｏ・・・円筒 ３１・・・スロット ３２．３３．３４．３５・・・穴 １０３・・・シュラウド １１０・・・ねじ切りされた部分 １１１・・・　「○」リング Ｆ１ａ、８　　　　Ｆ７ａ、９　　　　Ｆｔｏ、１０手
続補正書く方式） １、事件の表示　　　昭和６３年特許願第５８１１０号
２、発明の名称　　　流体トランスジューサ３、補正を
する者 事件との関係　　出願人 ４、代理人 願書に最初に添付した図面の浄書・別紙のと七り（内容
に変更なし）

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. （１）流体内に浸漬される感知素子を具備し、この感知
   素子は一対の枝を有しそしてこれらの枝は、共通のヨー
   クから延びていて該ヨークによって互いに結合されてい
   ると共に、共通の周波数において互いに逆位相で共振振
   動するようになっており、 更に、上記の枝に上記共振逆位相振動を励起する手段と
   、 上記振動の周波数を感知する手段とを具備し、上記励起
   手段及び感知手段が上記感知素子の少なくとも１つの空
   胴内に収容されたことを特徴とする流体トランスジュー
   サ。
2. （２）上記励起手段は連続的な励起を与えるように構成
   された請求項１に記載の流体トランスジューサ。
3. （３）上記励起手段は圧電式のものである請求項１又は
   ２に記載のトランスジューサ。
4. （４）上記励起手段は上記空胴の壁に接合される請求項
   ３に記載のトランスジューサ。
5. （５）上記励起手段は上記空胴に圧縮状態で取り付けら
   れる請求項３に記載のトランスジューサ。
6. （６）上記空胴は１つの枝にある請求項３ないし５のい
   ずれかに記載のトランスジューサ。
7. （７）上記空胴は上記共通のヨークにある請求項３ない
   し５のいずれかに記載のトランスジューサ。
8. （８）上記空胴は上記枝に対し上記ヨークに対称的に配
   置される請求項７に記載のトランスジューサ。
9. （９）上記感知手段は圧電式のものである請求項のいず
   れかに記載のトランスジューサ。
10. （１０）上記感知手段は他の枝の空胴内に配置される請
    求項６及び９に記載のトランスジューサ。
11. （１１）上記感知手段は、励起手段と同じ空胴内に配置
    される請求項６及び９に記載のトランスジューサ。
12. （１２）上記感知手段を取り巻くシュラウドを更に備え
    ている請求項のいずれかに記載のトランスジューサ。
13. （１３）上記感知素子は、シュラウドが周りに配置され
    た状態で校正される請求項１２に記載のトランスジュー
    サ。
14. （１４）流体内に浸漬するように感知素子を取り付ける
    取付手段と、感知素子をこの取付手段から分離する振動
    分離手段とを更に備えている請求項のいずれかに記載の
    トランスジューサ。
15. （１５）上記振動分離手段はベローより成る請求項１４
    に記載のトランスジューサ。
16. （１６）上記振動分離手段は、円錐台形部材を備えてい
    て、その底部が上記共通のヨークに固定されると共にそ
    の細い方の端が上記取付手段に固定される請求項１４に
    記載のトランスジューサ。
17. （１７）各々の枝は、流体の密度に対する感知素子の感
    度を高めるような形状にされる請求項のいずれかに記載
    のトランスジューサ。
18. （１８）各々の枝は、振動の方向に向いた凹面を有して
    いる請求項１７に記載のトランスジューサ。
19. （１９）各々の枝は、流体の粘度に対する感知素子の感
    度を高めるような形状にされている請求項１ないし１６
    のいずれかに記載のトランスジューサ。
20. （２０）各々の枝は、一般的に楕円形の断面を有し、そ
    の楕円断面の長軸はその枝の振動方向に延びている請求
    項１９に記載のトランスジューサ。