圧力センサ及びこれを用いた分布型圧力センサ

開放特許情報番号
L2011004670
開放特許情報登録日
2011/9/2
最新更新日
2011/9/2

基本情報

出願番号 特願2007-186545
出願日 2007/7/18
出願人 国立大学法人広島大学
公開番号 特開2009-025065
公開日 2009/2/5
発明の名称 圧力センサ及びこれを用いた分布型圧力センサ
技術分野 その他
機能 検査・検出
適用製品 圧力センサ及びこれを用いた分布型圧力センサ
目的 圧力レベルが1kPa程度の微小な圧力を測定でき、且つ1kPa〜100kPaの広範囲の変動圧力を測定できるとともに壊れにくい小型の圧力センサと、圧力分布を高密度に測定できる分布型圧力センサを提供する。
効果 大きな表面積の受圧板で力を集め、この力を圧電薄板の小さな端面に集約させて圧電薄板を歪ませるので、感度が高く、微小な圧力を検出することができる。弾性部材は圧電薄板よりも弾性率が小さいものから構成しているため、受圧板が受ける力のほとんどは弾性部材ではなく、圧電薄板にかかる。このため、受圧板の受ける力のほとんどが圧電薄板を延伸方向に歪ませることになり、感度が高い圧力センサを提供できる。
技術概要
圧電材料からなる圧電薄板と、圧電薄板の端面に配置し、圧電薄板の端面の断面積よりも大きな面積を有する受圧板とを備え、受圧板で受けた圧力を圧電薄板の端面に垂直に加えて微小圧力を検出する圧力センサである。圧電薄板を挟持する弾性部材を設け、弾性部材の弾性率を圧電薄板の弾性率よりも小さくし、受圧板で受けた力を圧電薄板に集中させて加える。弾性部材の弾性率は圧電薄板の弾性率の1/100〜1/2000である。弾性部材は、天然ゴム、合成ゴム、シリコンゴム、スポンジゴム等から選択される。圧電薄板は圧電材料を延伸して形成され、圧電薄板の延伸方向の端面に受圧板を配置する。圧電薄板はポリフッ化ビニリデン或いはシアン化ビニリデンから形成する。受圧板の面積を圧電薄板の端面の面積の20倍以上とする。高分子圧電材料を延伸して形成した圧電薄板10の両面に、一対の弾性部材30を接合し、圧電薄板10の端面に受圧板40を接合する。圧電薄板10端面の断面積よりも受圧板40の表面積を大きく構成することにより、大きな受圧板40で受けた圧力を圧電薄板10の薄い切断面に圧力を集約して作用させ、微小な変動圧力を高感度に測定できる。
実施実績 【試作】   
許諾実績 【無】   
特許権譲渡 【否】
特許権実施許諾 【可】

アピール情報

導入メリット 【 】
改善効果1 圧電薄板の両面は弾性部材で挟持されており、撓みを抑制している。圧電薄板を延伸方向にのみ歪ませるので、加わった力と歪み量が比例関係をなすため、撓みによる測定誤差がなく、正確な変動圧力を検出ができる利点がある。圧電薄板の延伸方向に力を加えて圧力を検出している。圧電薄板は主として延伸方向の歪み量に応じて電荷信号を発生することから、加わる力が直接的に無駄なく圧電薄板を延伸方向に歪ませるため、1kPa(0.1g/mm↑2)程度の微小な圧力でも感度良く検出できる利点を有する。
改善効果2 圧電薄板の両面を弾性部材で挟持していることから、圧電薄板が破けることがなく、強度の高い圧力センサを実現している。外部に金属等、硬度の高い函体で覆っていることから、より強度を増した圧力センサを提供できる利点がある。複数の圧電薄板を配置しているため、受圧板が傾くことが無く、受圧板の受けた力が圧電薄板に伝達されるので、感度良く圧力を検出することができる。
改善効果3 大きな圧電薄板を用いなくても高感度で圧力検出できるため、小型の圧力センサを提供できる。全てを固体物から構成しているため、取扱い易く、壊れにくいという利点がある。更に、受圧板を矩形等、所望の形状にして用いることができ、受圧板を矩形形状にした圧力センサを複数個隣接して配置した分布型圧力センサとすることができる。これにより、各圧力センサ間に隙間ができないため、正確な圧力分布の計測を実現できる。

登録者情報

その他の情報

関連特許
国内 【無】
国外 【無】   
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