JP5386482B2 - 所定の状態によって作動または停止する機械的振動体 - Google Patents
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Description
この実施態様においては、融解体要素が実質的に剛性の要素[50]から構成される。この実施態様においては、リンクが2つの腕[40]の先端を剛的に連結している(図2−aおよび図2−b)。図2−aにおいては、リンクは消耗可能であり、腕に溶接される。図2−bにおいては、リンクは消耗可能でない。図2−bのリンクは、消耗(融解)可能な材料であるエポキシによって腕に取り付けられる。この両方の場合の剛性リンクは腕の振動を阻止する。融解体の材料(金属または非金属)および寸法は検知用途によって決定される。図2−aにおいては、融解体(消耗材料)はリンクそのものである。図2−bにおいては、融解体は実際にはエポキシ[70]である。腐食/浸食用途の場合には、通常、融解体の材料は対象とする当該材料と同じ材料になるであろう。ある場合には、それを圧力境界の材料とすることができる。他の場合には、それを内部構成部品の材料とすることができるであろう。材料の寸法は、問題となる材料損失の量(例えば警報点)に基づいて選択することになる。腐食/浸食が融解体を破損させると、振動体の振幅は、ゼロまたは非常に低い値から大幅な上昇を遂げるであろう。共鳴パラメータ(例えば振幅またはQ)を監視することによって、所定の状態に到達したという警報が発せられることになる。
別の非常に好ましい実施態様においては、腕の運動を可能(または不可能)にするために膨張(または収縮)することができる融解要素[80]が用いられる。この融解要素は支持構造[90]によって位置決めされる。図4に示すこの実施態様は、プロセスストリームにおける低濃度の汚染流体の検知が望まれる用途用として特に好ましい。剛性の支持具[90]はダイアフラムを支持する部分に装着される。例えば、工業プロセスは、多管式熱交換器における冷却流体として水を使用する場合が多い。冷却水およびプロセス流体間の境界における破損孔を素早く検知することが、多くの場合非常に望ましい。この例においては、プロセス流体の冷却水への進入によって、プロセス流体が汚染物質となる状況が惹起される。炭化水素に曝露されると拡大する融解要素を選定することによって、融解要素が腕に接触すると、振動が停止することになるであろう。
更に別の好ましい実施態様においては、融解要素がベローに取り付けられる。ベローはプロセス流体の圧力に応じて圧縮または拡大することができる。図5に示すように、ベロー[110]には制動材料[100]が取り付けられる。圧力に応じてベローの圧縮量が変化するであろう。ベローの圧縮量の変化と共に制動材料が動く。制動材料が腕と接触する程度に圧縮されると、腕の運動は不可能になるであろう。圧力およびベロー圧縮における変化が適切であれば、制動材料が腕から離れるように動き、その運動が可能になるであろう。制動材料の基本的な場合(例えば大気圧の場合)の位置は、制動材料が腕と接触する位置か、または腕から分離する位置のいずれかとすることができる。制動材料の大気圧の位置決めは、特定の用途に応じて決められることになり、装置が圧力条件超過の場合または下回る場合のいずれの警報用として用いられかを決定するであろう。
更に別の非常に好ましい実施態様においては、図6に示す融解要素[120]が腕の先端に装着される。この融解要素は腐食性または汚染性の流体に適合しない。腕は作動環境流体に適合する材料から製作される。融解材料の質量および厚さは、溶着後に、知られているかおよび/または測定される。同様に、共鳴パラメータ(周波数、振幅およびQ)も融解体材料の装着の前後に測定される。装置は、融解材料の相当量の除去に対応する所定量だけ共鳴パラメータが変化する場合に警報モードに移行する。その感度または警報限界値は融解体の溶着量によって調整できる。即ち、溶着量を減少させると、除去される材料が少ないので限界感度は高くなる。この実施態様の1つの例はフッ化水素(HF)検知器の製作である。融解体溶着材料としてガラスを使用することによって、HFの存在のために所定量のガラスが溶解されると、センサーが警報を発するであろう。薄膜ガラスエッチング型のHFセンサーは曝露後には再使用不可能であるが、本発明は、このセンサーとは違って、すべてのガラスが消尽されない限り再装備可能である。HFセンサーは、また、図3−a/bに示すような剛性のガラス融解体によっても製作できるであろう。剛性の連結体を有するこの実施態様においては、センサー再利用の前に融解体の取替えが必要であろう。
Claims (12)
- 流体媒体中における特定の状態の存在を検知するセンサーであって、
(a)ダイアフラムに取り付けられ、かつ共鳴周波数を有する腕を有する音叉、および
(b)前記音叉の腕に固定される融解体であって、前記特定の状態の存在によって活性化される材料で構成されており、かつ前記特定の状態が存在すると、前記腕の振幅が、前記共鳴周波数における振幅に変化するか、或いは前記共鳴周波数における振幅から変化する融解体、
を含むセンサー。 - 前記融解体が、前記腕を連結する部材であることを特徴とする請求項1に記載のセンサー。
- 前記融解体が、前記腕の運動を阻止するように、前記ダイアフラムに固定される支持具によって前記音叉に固定されることを特徴とする請求項1に記載のセンサー。
- 前記融解体が、前記腕の運動を可能にするように、前記ダイアフラムに固定される支持具によって前記音叉に固定されることを特徴とする請求項1に記載のセンサー。
- 前記支持具が、拡大可能な部材を含むことを特徴とする請求項4に記載のセンサー。
- 前記支持具が、収縮可能な部材を含むことを特徴とする請求項3に記載のセンサー。
- 前記融解要素が、前記腕の末端に溶着された材料であることを特徴とする請求項1に記載のセンサー。
- 前記融解体の材料が、前記流体媒体中における腐食性材料の存在によって活性化されることを特徴とする請求項1に記載のセンサー。
- 前記融解体の材料が、前記流体媒体中における異物材料の存在によって活性化されることを特徴とする請求項1に記載のセンサー。
- 前記融解体の材料が、前記流体媒体中における浸食性材料の存在によって活性化されることを特徴とする請求項1に記載のセンサー。
- 前記腕が、圧縮状態にあることを特徴とする請求項2に記載のセンサー。
- 前記腕が、引張状態にあることを特徴とする請求項2に記載のセンサー。
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