(57)【要約】【課題】環境によらず優れた精度で物理量を検出し得る物理量検出器、この物理量検出器を備えた液位計および警報システムを提供すること。【解決手段】液位計１は、ハウジング２と、ハウジング２内に配置された感圧部（圧力検出部）３および回路基板４１を含む回路ユニット４と、回路ユニット４に接続されハウジング２から延出するケーブル６と、を有している。感圧部３は、保持部材、ダイアフラム等を有しており、保持部材はハウジング２に接合されている。したがって、ハウジング２は、感圧部３を固定する固定部材としての役割を担う。また、回路基板４１は、接着剤４６、４７によりハウジング２の内壁面に固定されている。一方、回路基板４１は、感圧部３と離間するよう配置されている。すなわち、回路基板４１は、接着剤４６、４７によりハウジング２に固定されている一方、感圧部３の各部には直接接触しないよう配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力を検出する圧力検出部と、
前記圧力検出部と電気的に接続されている回路基板と、
前記圧力検出部を固定する固定部材と、を有し、
前記圧力検出部と前記回路基板とが離間していることを特徴とする物理量検出器。
【請求項２】
前記回路基板は、接着剤を介して前記固定部材に固定されている請求項１に記載の物理量検出器。
【請求項３】
前記回路基板は、中間材を介して前記固定部材に固定されている請求項１または２に記載の物理量検出器。
【請求項４】
前記圧力検出部は、
２つの基部、および前記２つの基部の間に挟まれている振動腕、を含む感圧素子と、
前記２つの基部の一方に固定され、前記２つの基部同士を結ぶ方向に変位する感圧部と、
前記感圧部の外周を保持する保持部材と、
前記２つの基部の他方と前記保持部材とを接続する支持体と、を備えている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の物理量検出器。
【請求項５】
前記感圧素子は、２本の前記振動腕を有し、
前記２本の振動腕が含まれる平面と前記回路基板の表面が含まれる平面とが同じ方向に拡がっている請求項４に記載の物理量検出器。
【請求項６】
前記保持部材は、前記固定部材に固定されている請求項４または５に記載の物理量検出器。
【請求項７】
前記圧力検出部は、可撓性を有する金属線を介して前記回路基板と電気的に接続されている請求項１ないし６のいずれか１項に記載の物理量検出器。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の物理量検出器を備えることを特徴とする液位計。
【請求項９】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の物理量検出器を備えることを特徴とする警報システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量検出器、液位計および警報システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水位を計測する方法としては、例えば、水圧式、フロート式、電波式、超音波式等が知られている。このうち、特許文献１には、衝動板を挟んで設けられた２つの水晶振動子と、揺動板を挟んで設けられた２つのベローズ型の加圧体と、これらを収納する圧力計ケースと、一方の加圧体に大気圧を伝えるパイプと、他方の加圧体に水圧を伝えるパイプと、２つの水晶振動子をそれぞれ発振させる発振回路と、を備えた水圧式水位計が開示されている。この水位計では、圧力計ケースを水中に沈めた状態で、一方の加圧体に加わった大気圧によって生じる水晶振動子の周波数の変化に応じて大気圧を求めるとともに、他方の加圧体に加わった水圧と大気圧の和の圧力によって生じる水晶振動子の周波数の変化に応じて和の圧力を求める。そして、この和の圧力から大気圧を差し引くことにより、水圧を求め、さらに水位を算出することができる。
また、圧力計ケースには、ケーブルの一端部が水密的に取り付けられており、その中には、一方の加圧体に大気圧を伝えるパイプや発振回路との間を電気的に接続する通信線が設けられている。これらのパイプや通信線は、水面上に設けられる圧力計と接続されている。
【０００３】
特許文献１に開示されたこのような水位計は、ケーブルによって圧力計ケースを吊り下げた状態で使用されることとなる。このため、水流等によってケーブルに力が加わると、その力がケーブルやその内部に設けられたパイプ、通信線等を経て、圧力計ケース内に伝わってしまう。これにより、圧力計ケース内の収納品に応力が発生して、加圧体の変位量や水晶振動子の発振周波数に意図しない変化が生じてしまう。その結果、圧力の計測精度を低下させることとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２５７８５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、環境によらず優れた精度で物理量を検出し得る物理量検出器、この物理量検出器を備えた液位計および警報システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の適用例として実現することが可能である。
［適用例１］
本発明の物理量検出器は、圧力を検出する圧力検出部と、
前記圧力検出部と電気的に接続されている回路基板と、
前記圧力検出部を固定する固定部材と、を有し、
前記圧力検出部と前記回路基板とが離間していることを特徴とする。
これにより、機械的な影響や熱的な影響が回路基板から圧力検出部へと伝達されるのを抑制することができるため、環境によらず優れた精度で物理量を検出し得る物理量検出器が得られる。
【０００７】
［適用例２］
本発明の物理量検出器では、前記回路基板は、接着剤を介して前記固定部材に固定されていることが好ましい。
これにより、機械的な影響や熱的な影響が接着剤で遮断され易くなるため、圧力検出部の出力値がこれらの影響を受け難い構造となり、そのような構造を備えた信頼性の高い物理量検出器が得られる。
【０００８】
［適用例３］
本発明の物理量検出器では、前記回路基板は、中間材を介して前記固定部材に固定されていることが好ましい。
これにより、回路基板の位置を正確に決めるとともに回路基板を確実に固定することができる。その結果、回路基板が固定部材に対してずれることにより不具合が発生するのを防止することができる。
【０００９】
［適用例４］
本発明の物理量検出器では、前記圧力検出部は、
２つの基部、および前記２つの基部の間に挟まれている振動腕、を含む感圧素子と、
前記２つの基部の一方に固定され、前記２つの基部同士を結ぶ方向に変位する感圧部と、
前記感圧部の外周を保持する保持部材と、
前記２つの基部の他方と前記保持部材とを接続する支持体と、を備えていることが好ましい。
これにより、検出精度の高い物理量検出器が得られる。
【００１０】
［適用例５］
本発明の物理量検出器では、前記感圧素子は、２本の前記振動腕を有し、
前記２本の振動腕が含まれる平面と前記回路基板の表面が含まれる平面とが同じ方向に拡がっていることが好ましい。
これにより、感圧素子に対する応力集中が緩和され、検出精度の低下を最小限に抑えることができる。
【００１１】
［適用例６］
本発明の物理量検出器では、前記保持部材は、前記固定部材に固定されていることが好ましい。
これにより、感圧素子の発振安定性がより向上する。
［適用例７］
本発明の物理量検出器では、前記圧力検出部は、可撓性を有する金属線を介して前記回路基板と電気的に接続されていることが好ましい。
これにより、圧力検出部と回路基板との間で機械的な影響が相互に及ばないようにしつつ、圧力検出部と回路基板との間を電気的に接続することができる。
【００１２】
［適用例８］
本発明の液位計は、本発明の物理量検出器を備えることを特徴とする。
これにより、優れた精度で液位を検出し得る信頼性の高い液位計が得られる。
［適用例９］
本発明の警報システムは、本発明の物理量検出器を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い警報システムが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る液位計の断面斜視図である。
【図２】図１に示す液位計が有する感圧部の断面斜視図である。
【図３】図２に示す感圧部が有する圧電振動素子の斜視図である。
【図４】図１に示す液位計のＡ−Ａ線断面図の一部である。
【図５】図１に示す液位計の使用状態を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る液位計の断面斜視図である。
【図７】図６に示す液位計のＡ−Ａ線断面図の一部である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る液位計の断面斜視図である。
【図９】図８に示す液位計のＡ−Ａ線断面図の一部である。
【図１０】本発明の第４実施形態に係る物理量検出器（流速計）の断面図である。
【図１１】本発明の警報システムの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の物理量検出器、液位計および警報システムについて、添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
［液位計］
まず、本発明の液位計および本発明の物理量検出器について説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る液位計の断面斜視図、図２は、図１に示す液位計が有する感圧部の断面斜視図、図３は、図２に示す感圧部が有する圧電振動素子の斜視図、図４は、図１に示す液位計のＡ−Ａ線断面図の一部、図５は、図１に示す液位計の使用状態を示す図である。なお、以下では、説明の便宜上、図１に示すように、互いに直交する３軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸に平行な方向を、それぞれＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向ともいう。
【００１５】
図１に示す液位計１は、ハウジング２と、ハウジング２内に配置された感圧部３および回路ユニット４と、ハウジング２に装着されたキャップ５と、回路ユニット４に接続されハウジング２から延出するケーブル６と、を有している。このうち、ハウジング２とキャップ５によって液位計１の外装部８が構成され、この外装部８と回路ユニット４と感圧部３とによって液圧計（本発明の物理量検出器）１０が構成されている。
【００１６】
この液位計１は、例えば、海、河川、湖、ダム（ダム湖）、貯留池、農業用水、工業用水等に配置して使用され、感圧部３が受ける液圧に基づいてその液位を検知する装置である。なお、液位計１は、この他にも、液位を検知する手段として各種分野に広く用いることができ、例えば、タンカーのバラストタンク内に配置すれば、バラスト水の水位を検知することができる。また、液位計１を用いることができる液体としては、特に限定されず、例えば、海水、淡水等の各種水、ホルムアルデヒド水溶液（ホルマリン）、ナトリウム水溶液等の各種化学薬品等が挙げられる。
【００１７】
以下、液位計１を構成する各部について順に説明する。
（ハウジング）
図１に示すように、ハウジング２は、有底筒状をなし、その内側に感圧部３および回路ユニット４を収納、配置するための収納空間Ｓ１を有している。また、ハウジング２の底部（図１に示すハウジング２の上端部）には、収納空間Ｓ１の内外を挿通し、ケーブル６を挿通するための貫通孔２１が形成されている。ケーブル６と貫通孔２１との間には封止部材２２が設けられており、この封止部材２２によって貫通孔２１を介した収納空間Ｓ１内への液体Ｌの侵入が防止される。また、収納空間Ｓ１の開口部（図１に示すハウジング２の下端部）には、感圧部３が設けられており、この感圧部３によって収納空間Ｓ１の開口が液密的に封止されている。このように液位計１では、収納空間Ｓ１が液密空間（気密空間）となっている。なお、収納空間Ｓ１は、例えば、減圧状態（真空状態）であってもよいし、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスを充填したガス充填状態であってもよい。このように収納空間Ｓ１を減圧状態やガス充てん状態とすることによって、感圧部３の駆動がより安定する。
【００１８】
ハウジング２の構成材料としては、検知対象となる液体Ｌの種類によっても異なるが、液体Ｌへの耐腐食性を有していれば特に限定されない。このような材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミド、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、アクリロニトリル−スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド、ポリアセタール（ＰＯＭ）等の各種樹脂材料、鉄、ニッケル、コバルト、銅、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛等の各種金属材料（ステンレス鋼、インコネル、ジェラルミン等の各種合金を含む。）、アルミナ、チタニア、窒化珪素、窒化アルミ、窒化チタン等の各種セラミックス等が挙げられる。
【００１９】
なお、ハウジング２の長さや径は、特に限定されず、感圧部３の大きさ等によっても異なるが、例えば、長さは、５ｃｍ以上、１０ｃｍ以下程度であるのが好ましく、径は、２ｃｍ以上、５ｃｍ以下程度であるのが好ましい。この程度のサイズとすることによって、液位計１の小型化を図ることができる。また、例えば、細い管の中にも挿入可能な利便性の高い液位計１となる。
【００２０】
（キャップ）
図１に示すように、キャップ５は、ハウジング２から露出しているダイアフラム３２を覆うように、ハウジング２に装着されている。キャップ５は、例えば螺合や嵌合といった方法によって着脱自在に装着されていてもよいし、圧入、固着、接着といった方法によって着脱不可に装着されていてもよい。
【００２１】
キャップ５がハウジング２に装着されている状態において、キャップ５の内面とダイアフラム３２との間やキャップ５の内面とハウジング２の下端部側面との間には、液体Ｌが浸入する内部空間Ｓ２が形成されている。言い換えれば、外装部８は、液体Ｌが浸入する内部空間Ｓ２を有しており、この内部空間Ｓ２に露出する（臨む）ようにダイアフラム３２が設けられている。また、キャップ５には内部空間Ｓ２の内外を連通する複数の孔５１が形成されている。この複数の孔５１には、内部空間Ｓ２内に液体Ｌを導入するための導入孔と、内部空間Ｓ２から空気や液体Ｌを排出するための排出孔とが、それぞれ少なくとも１つ含まれている。このような孔５１を複数設けることにより、内部空間Ｓ２を偏りなく均一に液体Ｌで満たすことができる。すなわち、内部空間Ｓ２に空気が残存するのを防止することができる。その結果、計測精度の低下を防止し得る液位計１が得られる。
【００２２】
キャップ５の構成材料としては、特に限定されず、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミド、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、アクリロニトリル−スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド、ポリオキシメチレン等のポリアセタール（ＰＯＭ）等の各種樹脂材料、鉄、ニッケル、コバルト、銅、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛等の各種金属材料（ステンレス鋼、インコネル、ジェラルミン等の各種合金を含む）、アルミナ、チタニア、窒化珪素、窒化アルミ、窒化チタン等の各種セラミックス等が挙げられる。
【００２３】
（感圧部）
図２に示すように、感圧部３は、保持部材３１と、ダイアフラム３２と、変位伝達部材３３と、圧電振動素子（感圧素子）３４と、支持体３５と、を有している。感圧部３は、液位計１において、液体から受ける圧力を検出する圧力検出部として機能する。このような構造の感圧部３は、感圧精度の高いものとなり、かかる感圧部３を備えた液位計１は、液位の検出精度の高いものとなる。
【００２４】
−保持部材−
保持部材３１は、板状の基部３１１と、基部３１１の上面の縁部を除く中央部から突出形成された突出部３１２と、基部３１１および突出部３１２の中央部を貫通する貫通孔３１３と、基部３１１の下面の縁部に立設された環状の側壁部３１４と、側壁部３１４の下面に立設された円環状の凸条３１５と、を有している。このような保持部材３１は、その外周面がハウジング２の開口部の内周面と液密的に接合されている。接合方法としては、液密的に接合することができれば、特に限定されず、例えば、溶接や、ろう材、接着剤等を用いた方法が挙げられる。
【００２５】
突出部３１２の上面には、有底の溝３１２ａが形成されており、溝３１２ａは、貫通孔３１３と重なるように設けられている。この溝３１２ａの側面は、Ｚ軸に平行な面（ＸＺ平面）で構成されており、後述するように、支持体３５を固定するための固定部として機能する。なお、図１、２では、この溝３１２ａに沿ってカットされたカットモデルを図示している。
【００２６】
また、凸条３１５は、その内周面が側壁部３１４の内周面と連続するように形成されている。また、凸条３１５は、後述するように、ダイアフラム３２と溶接により接合される部分であるため、薄肉に形成して溶接に必要な熱量を抑えている。なお、凸条３１５の幅（肉厚）および高さは、ダイアフラム３２のサイズによって異なるが、例えば、幅は、０．１ｍｍ以上、１ｍｍ以下程度であるのが好ましく、高さは、０．１ｍｍ以上、２ｍｍ以下程度であるのが好ましい。このような幅および高さとすることにより、凸条３１５とダイアフラム３２の溶接に必要な熱量を十分に抑えることができる。溶接時の熱量が大きくなると残留応力が大きくなる傾向を示すため、前述のように溶接時の熱量を抑えることによって、感圧部３の残留応力を抑え、感圧部３の感圧精度の低下を抑制することができる。
【００２７】
保持部材３１の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、耐腐食性に優れた材料を用いるのが好ましい。このような材料としては、例えば、ステンレス鋼等の金属材料、アルミナ、チタニア、窒化珪素、窒化アルミ、窒化チタン等の各種セラミックスが挙げられる。また、保持部材３１の構成材料としては、例えば、ダイアフラム３２の構成材料と同一または近似した熱膨張係数を有する材料を用いるのが好ましい。さらには、支持体３５の後述する梁部材３５３の構成材料と同一または近似した熱膨張係数を有する材料を用いるのが好ましい。これにより、各部の熱膨張の差を小さくし、ダイアフラム３２の熱歪みを防止または抑制することができる。
【００２８】
−ダイアフラム−
図１および図２に示すように、ダイアフラム３２は、ハウジング２の外部に臨む（露出する）ように設けられている。このようなダイアフラム３２は、外部からの圧力を受けることによりＺ軸方向に変位する変位部（受圧部）３２１と、変位部３２１の縁部から下側へ突出する外周部３２２とを有している。変位部３２１は、保持部材３１の基部３１１とＺ軸方向に離間して配置されている。また、変位部３２１は、平板状の中央部がＺ軸方向（厚さ方向）に変位し得るように、外周部が波打った形状で構成され、撓み変形可能となっている。
【００２９】
一方の外周部３２２は、保持部材３１の凸条３１５と溶接により接合される部位である。このような外周部３２２を設けることによって、ダイアフラム３２の剛性を高めることができ、ダイアフラム３２の不本意な変形を防止または抑制することができる。また、ダイアフラム３２と保持部材３１との接合面積を十分に確保することができる。特に、外周部３２２は、薄肉に形成されているのが好ましく、これにより、比較的少ない熱量でダイアフラム３２と保持部材３１とを溶接により接合することができる。また、外周部３２２は、その外周の周方向全域にて凸条３１５と液密的に接合されている。これにより、ダイアフラム３２と保持部材３１の隙間および貫通孔３１３を介して液体が収納空間Ｓ１内に侵入するのを防止している。
【００３０】
ダイアフラム３２（変位部３２１および外周部３２２）の厚みは、特に限定されないが、０．１ｍｍ以上、２ｍｍ以下程度であるのが好ましく、０．１ｍｍ以上、１ｍｍ以下程度であるのがより好ましい。これにより、変位部３２１が十分に変位し易くなるとともに、保持部材３１との接合強度も十分に確保することができる。さらには、製造容易性の観点から、変位部３２１および外周部３２２の厚さが互いに等しいのが好ましい。なお、ダイアフラム３２の厚みが上記下限値未満であると、例えば、ダイアフラム３２のサイズ、材質等によっては、ダイアフラム３２の機械的強度や保持部材３１との接合強度が低下する場合がある。反対に、ダイアフラム３２の厚みが上記上限値を超えると、ダイアフラム３２のサイズ、材質等によっては、ダイアフラム３２が変形し難くなって受圧感度が低下したり、保持部材３１とダイアフラム３２との溶接時の熱量が大きくなり、ダイアフラム３２に生じる残留応力が大きくなったりするおそれがある。
【００３１】
このようなダイアフラム３２の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、耐腐食性に優れた材料を用いるのが好ましい。このような材料としては、例えば、ステンレス鋼等の金属材料、アルミナ、チタニア、窒化珪素、窒化アルミ、窒化チタン等の各種セラミックス、水晶、Ｓｉ（シリコン）等の単結晶体が挙げられる。なお、耐腐食性に乏しい材料であっても、その表面に、各種めっき処理を施して耐腐食性を付与することによって、ダイアフラム３２の構成材料として用いることもできる。ダイアフラム３２を上記金属材料で構成する場合には、金属板をプレス加工することによって簡単にダイアフラム３２を得ることができる。また、ダイアフラム３２を上記単結晶体で構成する場合には、単結晶体をエッチング（ウエットエッチング、ドライエッチング）することによって簡単にダイアフラム３２を得ることができる。
【００３２】
−変位伝達部材−
変位伝達部材３３は、ダイアフラム３２の変位部３２１の中央部に接合（固着）されている。そのため、変位伝達部材３３は、変位部３２１の変位ととともにＺ軸方向に変位する。また、変位伝達部材３３は、保持部材３１の貫通孔３１３内に挿通した状態で配置されている。また、変位伝達部材３３は、Ｚ軸に平行な固定面（ＸＺ平面）３３１を有しており、この固定面３３１に圧電振動素子３４の下端部が接合されている。
このような変位伝達部材３３の構成材料としては、特に限定されないが、熱歪みの観点から、例えば、ダイアフラム３２の構成材料と同一または近似した熱膨張係数を有する材料を用いるのが好ましい。
【００３３】
−支持体−
支持体３５は、Ｚ軸方向に延在する一対の柱部材３５１、３５２と、梁部材３５３とを有している。柱部材３５１、３５２は、それぞれ、Ｚ軸方向に延在する長板状をなしており、その下端部が溝３１２ａの側面（ＸＺ平面）に接合されている。また、柱部材３５１、３５２は、貫通孔３１３を介して互いにＸ軸方向の反対側に配置されている。また、柱部材３５１、３５２は、ＸＹ平面視（変位部３２１の変位方向から見た平面視）にて、変位部３２１の内側に位置している。一方、梁部材３５３は、Ｘ軸方向に延在する長板状をなしており、柱部材３５１、３５２の上端部同士を接続している。言い換えると、梁部材３５３は、その一端が柱部材３５１の上端部と接合され、他端部が柱部材３５２の上端部と接合されている。これにより、圧電振動素子３４は支持体３５を介して保持部材３１に接続される。なお、柱部材３５１、３５２と溝３１２ａの側面との接合部同士の離間距離Ｌ１と、柱部材３５１、３５２と梁部材３５３との接合部同士の離間距離Ｌ２はほぼ等しい。また、梁部材３５３の一方の主面（ＸＺ面）３５３ａは、変位伝達部材３３の固定面３３１とＺ軸方向に離間し、かつ同一面内に位置しており、その中央部に圧電振動素子３４の上端部が接合されている。
【００３４】
前述のように、ＸＹ平面視にて、柱部材３５１、３５２を変位部３２１の内側に位置させることによって、柱部材３５１、３５２の過度な外側への飛び出しを抑制することができ、感圧部３の小型化を図ることができる。また、柱部材３５１、３５２の離間距離が短くなる分、梁部材３５３の長さを短くすることができる。そのため、梁部材３５３の剛性が高まり、梁部材３５３のＺ軸方向への撓みを抑制することができる。その結果、変位部３２１の変位によって圧電振動素子３４に加わるテンションが梁部材３５３の撓みでキャンセルされてしまうのを効果的に防止でき、優れた受圧感度を発揮することのできる感圧部３となる。
なお、柱部材３５１、３５２の長さとしては、特に限定されないが、その熱膨張量が圧電振動素子３４の熱膨張量と等しくなる長さとされているのが好ましい。これにより、圧電振動素子３４の熱歪みを効果的に防止または抑制することができ、優れた感圧精度を有する感圧部３となる。
【００３５】
柱部材３５１、３５２の構成材料としては、特に限定されないが、圧電振動素子３４の後述する圧電基板３４１を構成する材料と同一または近似した熱膨張係数を有する材料であるのが好ましく、圧電基板３４１の構成材料と同じ材料であるのがより好ましい。このように、柱部材３５１、３５２の材料として、圧電基板３４１を構成する材料と同一または近似した熱膨張係数を有する材料を用いる場合には、柱部材３５１、３５２を圧電振動素子３４と同じ長さとすることにより、比較的簡単に、前述したように、柱部材３５１、３５２と圧電振動素子３４の熱膨張量を等しくすることができる。
【００３６】
一方、梁部材３５３の構成材料としては、特に限定されないが、前述した保持部材３１またはダイアフラム３２の構成材料と同一または近似した熱膨張係数を有する材料であるのが好ましい。前述したように、離間距離Ｌ１、Ｌ２が等しく設定されているため、梁部材３５３を上記のような材料で構成することによって、梁部材３５３、保持部材３１またはダイアフラム３２の熱歪みが抑制され、その結果、これら部材を介した圧電振動素子３４の熱歪みを効果的に防止または抑制することができる。
【００３７】
−圧電振動素子−
図２および図３に示すように、圧電振動素子３４は、圧電基板３４１と、圧電基板３４１に形成された一対の励振電極３４６、３４７とを有している。
圧電基板３４１は、Ｚ軸方向に離間して配置された一対の基部３４２、３４３と、基部３４２、３４３の間に設けられ（挟まれ）、これらを連結する一対の振動腕３４４、３４５とを有している。基部３４２、３４３のうち、上側に位置する基部３４２は、前述したように梁部材３５３の主面３５３ａに接合されており、下側に位置する基部３４３は、前述したように変位伝達部材３３の固定面３３１に接合されている。また、振動腕３４４、３４５は、それぞれ、Ｚ軸方向に延在する棒状をなしており、これらの上端がそれぞれ基部３４２に接続され、下端がそれぞれ基部３４３に接続されている。また、振動腕３４４、３４５は、Ｘ軸方向に並んで設けられている。
【００３８】
このような圧電基板３４１の構成材料としては、例えば、水晶、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム等の各種圧電材料を用いることができる。これらの中でも、圧電基板３４１の構成材料としては、水晶を用いることが好ましい。圧電基板３４１を水晶で構成することによって、他の材料で構成した場合と比較して、温度特性に優れた圧電振動素子３４となる。
【００３９】
図３に示すように、励振電極３４６は、振動腕３４４、３４５上に形成された複数の電極片３４６ａと、基部３４２上に形成され、各電極片３４６ａと電気的に接続されている端子電極３４６ｂとを有している。同様に、励振電極３４７は、振動腕３４４、３４５上に形成された複数の電極片３４７ａと、基部３４２上に形成され、各電極片３４７ａと電気的に接続されている端子電極３４７ｂとを有している。
【００４０】
電極片３４６ａ、３４７ａは、振動腕３４４、３４５の長手方向および周方向のそれぞれの方向について交互に位置するように形成されており、かつ、振動腕３４４と振動腕３４５とで配置が逆となるように形成されている。また、電極片３４６ａ、３４７ａは、振動腕３４４、３４５の長手方向に沿って交互に計３つ形成されている。言い換えれば、振動腕３４４、３４５は、それぞれ、長手方向に並ぶ３つの振動領域を有しており、振動領域度毎に、電極片３４６ａ、３４７ａが形成されている。このように、振動腕３４４、３４５に、３つの振動領域を形成することにより、より効率的に振動腕３４４、３４５を振動させることができる。そのため、優れた受圧感度を発揮することのできる感圧部３となる。
【００４１】
このような励振電極３４６、３４７の構成としては、特に限定されないが、例えば、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｒ（クロム）等からなる下地層と、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）等からなる電極層とが積層した積層構造とするのが好ましい。このような構成によれば、圧電基板３４１との密着性に優れ、かつ、導電性に優れた励振電極３４６、３４７を形成することができる。
【００４２】
以上、圧電振動素子３４の構成について説明したが、このような圧電振動素子３４では、励振電極３４６、３４７間に交番電圧を印加すると、振動腕３４４、３４５が接近、離間を繰り返すように、固有の共振周波数にて面内振動（ＸＺ平面内振動）する。ここで、前述のように、基部３４３は、ダイアフラム３２の変位部３２１と共にＺ軸方向に変位する変位伝達部材３３に固定されている。そのため、変位部３２１がＺ軸方向に変位すると、振動腕３４４、３４５に圧縮応力または引張応力が加わって、加わった応力に応じて振動腕３４４、３４５の共振周波数が変化する。具体的には、変位部３２１が＋Ｚ軸方向に変位すれば、振動腕３４４、３４５に圧縮応力が加わり、振動腕３４４、３４５の共振周波数が小さくなり、反対に、変位部３２１が−Ｚ軸方向に変位すれば、振動腕３４４、３４５に引張応力（伸長応力）が加わり、振動腕３４４、３４５の共振周波数が大きくなる。そのため、振動腕３４４、３４５の共振周波数の変化に基づいて、ダイアフラム３２が受けた圧力（水圧）を検出することができる。特に、本実施形態では、圧電振動素子３４として双音叉振動素子を用いているが、この双音叉振動素子は、ＡＴカット振動素子等の厚み滑り振動素子と比較して、引張、圧縮応力に対する共振周波数の変化量が大きく、さらには、共振周波数の可変幅が大きい。そのため、他の構成の圧電振動素子を用いる場合と比較して分解能力に優れた感圧部３となる。
【００４３】
なお、本実施形態では圧電振動素子が２本の振動腕を有しているが、振動腕の数は、特に限定されず、１本であってもよいし、３本以上であってもよい。また、本実施形態の圧電振動素子は、双音叉振動素子であるが、その構成としては、受けた応力に応じて共振周波数が変化するものであれば特に限定されない。例えば、双音叉振動素子に替えて、ＡＴカット振動素子、ＢＴカット振動素子等の厚み滑り型の振動素子や、ＳＡＷ（表面弾性波）共振子などを用いてもよい。特に、ＡＴカット振動素子は、その周波数特性が３次曲線となるため、周波数特性が２次曲線である双音叉型振動素子よりも温度特性に優れた圧電振動素子となる。また、ＳＡＷ共振子を用いる場合には、圧電基板の一方の主面にのみＩＤＴ（櫛歯電極）や反射器を形成すればよいため、双音叉振動素子、厚み滑り振動素子等と比較して圧電振動素子の製造コスト化を低減することができる。
【００４４】
なお、保持部材３１がハウジング２に接合されていることにより、保持部材３１に保持されているダイアフラム３２、ダイアフラム３２に連結されている圧電振動素子３４等で構成される感圧部（圧力検出部）３も、結局のところハウジング２に固定されることとなる。したがって、ハウジング２は、感圧部３を固定する固定部材としての役割を担う。
このような構造であれば、圧電振動素子３４は、回路基板４１との間において、少なくとも保持部材３１とハウジング２とで隔てられていることとなる。このため、保持部材３１があることによって、圧電振動素子３４の発振安定性はより向上する。
【００４５】
（ケーブル）
ケーブル６は、貫通孔２１を介して、ハウジング２の内側から外側へ引き出されている。このようなケーブル６の一端（ハウジング２の内側に位置する端）は、回路ユニット４に接続されている。また、ケーブル６の他端には、図示しないが、例えば、コネクターが設けられている。そして、このコネクターを図示しない外部機器（例えばコンピューター）に接続することにより、外部機器にて、液位計１の検知結果を取得することができる。
【００４６】
（回路基板）
図１に示すように、回路ユニット４は、回路基板４１と、回路基板４１に配置されたＩＣチップ４２とを有している。回路基板４１は、その主面が細長い長方形をなす板状体であり、有底筒状をなすハウジング２の軸線に平行な長軸を有している。
また、回路ユニット４は、回路基板４１の長軸の一端部に配置されたコネクター４５を有している。このコネクター４５とケーブル６の一端とが接続されることにより、回路ユニット４の電気回路が、ケーブル６を介して外部機器と電気的に接続されている。
【００４７】
また、回路基板４１では、ボンディングワイヤー（金属線）４３、４４によって、長軸の他端側と圧電振動素子３４の端子電極３４６ｂ、３４７ｂとが電気的に接続されている。このような回路ユニット４は、励振電極３４６、３４７間に交番電圧を印加して圧電振動素子３４を励振させる機能と、圧電振動素子３４からの出力（共振周波数）に基づいてダイアフラム３２が受ける水圧を検出する機能とを有している。
【００４８】
また、回路基板４１は、接着剤４６、４７により、ハウジング２の内壁面に固定されている。具体的には、図１に示す回路基板４１の４つの側面のうち、主面の２つの長辺に対応する側面の一端側の２か所が、接着剤４６によりハウジング２の内壁面に固定されている。また、これらの側面のうち、それぞれの他端側の２か所は、接着剤４７によりハウジング２の内壁面に固定されている。
【００４９】
一方、回路基板４１は、感圧部（圧力検出部）３と離間するよう配置されている。すなわち、回路基板４１は、接着剤４６、４７によりハウジング２に接着されることで固定されている一方、感圧部３の各部には直接接触しないように配置されている。例えば図４に示すように、回路基板４１と支持体３５との間は、隙間４１１によって隔てられており、相互に機械的な影響が直接及ばないようになっている。感圧部３と回路基板４１とがこのように離間していることにより、例えばケーブル６に対して外力が加わった場合でも、その外力が感圧部３に直接的に伝達されてしまうのを防止することができる。これにより、外力の影響によって感圧部３が意図しない値を出力してしまい、圧力の計測精度が低下するのを防止することができる。また、回路基板４１では、通電によって電気配線やＩＣチップ４２から発熱が生じ、この熱が感圧部３に悪影響を及ぼすおそれもある。しかしながら、感圧部３と回路基板４１とが離間していることにより、隙間４１１によってこの熱伝達が遮断される。これにより、熱の影響によって感圧部３が意図しない値を出力してしまうのを防止することができる。
【００５０】
なお、本発明における、感圧部３と回路基板４１との間が離間している状態とは、機械的な影響が相互に及ばない状態を指す。したがって、感圧部３と回路基板４１とがボンディングワイヤー４３、４４によって電気的に接続されていたとしても、これらのボンディングワイヤー４３、４４が非常に可撓性（柔軟性）に富んでいる場合には、感圧部３と回路基板４１との間では機械的な影響が相互に及ばないといえる。なお、一般には、ボンディングワイヤー４３、４４は、線径が非常に細く（１００μｍ以下）、曲げ剛性が非常に小さいものであることから、そのほとんどが上記場合に該当すると思われる。
また、ボンディングワイヤー４３、４４の構成材料としては、例えば、金、銀、銅、白金、アルミニウム、ニッケルの単体またはこれらの元素を主とする合金等が挙げられる。
【００５１】
また、隙間４１１の最小距離は、特に限定されないが、０．３〜１０ｍｍ程度に設定されるのが好ましく、０．５〜７ｍｍ程度に設定されるのがより好ましい。隙間４１１の最小距離を前記範囲内に設定することにより、例えば何らかの影響によって回路基板４１や感圧部３が大きく撓んだりした場合であっても、両者が接触するおそれがなく、接触に伴う圧力の計測精度の低下を防止することができる。また、回路基板４１が発熱したとしても、その熱影響から感圧部３がより保護され易くなる。
【００５２】
その一方、回路基板４１は、接着剤４６、４７やハウジング２を介して感圧部３と間接的には固定されているとも言える。しかしながら、両者が直接接触している場合に比べて、相互に機械的な影響が及んだり熱的な影響が及んだりする可能性は非常に小さい。それに加え、ハウジング２のように剛性が高くかつ体積が大きな部材を介していることにより、例えばケーブル６から回路基板４１へと伝達した外力は、ハウジング２において大きく減衰する。その結果、感圧部３を外力の影響から隔離することができる。同様に、ハウジング２は熱容量が大きいので、回路基板４１から発生した熱を吸収し、感圧部３に熱が伝達されるのを確実に防止することができる。
【００５３】
また、接着剤４６、４７は、一般に樹脂材料で構成され、無機材料等に比べて硬度や弾性率といった機械的強度あるいは熱伝導率が小さい。このため、機械的な影響や熱の影響は、接着剤４６、４７で遮断され易くなり、この観点からも、本実施形態に係る液位計１の構造は、感圧部３の出力値が機械的および熱的な影響を受け難く、出力値の信頼性を高められる構造であると言える。
【００５４】
接着剤４６、４７の構成材料としては、例えば、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂のような各種樹脂材料が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を含むものが用いられる。また、これらの樹脂材料の他、接着剤４６、４７には、必要に応じて、例えば金属粒子、セラミック粒子、ガラス粒子、炭素粒子のような各種フィラーが添加されていてもよい。
【００５５】
接着剤４６、４７の弾性率は、特に限定されないが、５０ＭＰａ以上６０００ＭＰａ以下であるのが好ましく、１００ＭＰａ以上５０００ＭＰａ以下であるのがより好ましく、２００ＭＰａ以上４０００ＭＰａ以下であるのがさらに好ましい。接着剤４６、４７の弾性率を前記範囲内に設定することにより、感圧部３と回路基板４１との間において、機械的な影響をさらに遮断し易くなる。
【００５６】
なお、接着剤で固定する位置や数は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、回路基板４１の主面の長辺に対応する側面のうち、１か所のみを接着剤で固定するようにしてもよく、３か所以上を固定するようにしてもよい。また、回路基板４１のうち、主面の短辺に対応する側面がハウジング２の内壁面に対して接着剤で固定されていてもよい。
【００５７】
また、感圧部３と回路基板４１とを電気的に接続する方法は、相互に機械的な影響を及ぼさない方法であれば、上述したボンディングワイヤー４３、４４を用いる方法に代替することができる。このような方法としては、例えば、ハウジング２の内壁面に電気配線を形成するとともに、接着剤４６、４７として導電性接着剤を用いることによって、ボンディングワイヤー４３、４４が担っていた回路を迂回させる方法が挙げられる。
【００５８】
また、本実施形態では、ハウジング２が、それ単独で感圧部３を固定する固定部材としての役割を担っているが、固定部材の形態はこれに限定されない。例えば、ハウジング２は複数の部材からなる複合体であってもよい。
また、本実施形態では、図１に示すように、回路基板４１の主面を平面視したとき、感圧部３の一部と回路基板４１の一部とが重なっているが、本発明の実施形態はこのような形態に限定されず、感圧部３と回路基板４１とが重なっていなくてもよい。なお、本実施形態のように重なっている場合には、ボンディングワイヤー４３、４４による電気的接続を図り易いという利点がある。
また、２本の振動腕３４４、３４５は、好ましくは同一平面上に配置される。これにより、１枚の基板から振動腕３４４、３４５を形成することができ、品質の高いものが得られる。
【００５９】
なお、この場合、２本の振動腕３４４、３４５が含まれる平面と、回路基板４１の表面が含まれる平面とが、互いに同じ方向に拡がっているのが好ましい。これにより、仮に回路基板４１から感圧部３に対し、ハウジング２等を介して機械的な影響や熱的な影響が及んだとしても、それによって感圧部３には比較的均一に分散した応力が発生する。換言すれば、両平面が互いに同じ方向に拡がっていることにより、仮に回路基板４１が原因となる応力が感圧部３に発生したとしても、その応力分布に偏りが生じ難い。したがって、応力集中が抑制され、感圧部３における検出精度の低下を最小限に抑えることができる。
なお、両平面が互いに同じ方向に拡がっているとは、両平面が互いに離間し、かつ、ハウジング２内で交差しない程度に平行である状態をいう。
【００６０】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の液位計および本発明の物理量検出器の第２実施形態について説明する。
図６は、本発明の第２実施形態に係る液位計の断面斜視図、図７は、図６に示す液位計のＡ−Ａ線断面図の一部である。
以下、第２実施形態について説明するが、以下の説明では、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第２実施形態は、ハウジング２に対する回路基板４１の固定方法が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００６１】
第１実施形態では、接着剤４６、４７により回路基板４１をハウジング２に固定していたが、第２実施形態では、それらに代えて、図６、７に示すように、ハウジング２内に設けられた内ケース（中間材）２３により回路基板４１が固定されている。内ケース２３は有底筒状をなし、その外壁面がハウジング２の内壁面に摺接するように、ハウジング２内に挿入されている（図７参照）。なお、図６に示すハウジング２内には、内ケース２３の底部がケーブル６側になるよう挿入されている。
【００６２】
一方、保持部材３１は、基部３１１の上面のうち、突出部３１２の外側には、上面を突出部３１２の外縁に沿って凹没させた円環状の溝３１６を有している。そして、内ケース２３の開口端がこの溝３１６に突き当てられるようにして、感圧部３と内ケース２３とが組み立てられている。これにより、内ケース２３は、基部３１１の上面から立設するよう設けられることとなり、その内部には、感圧部３のうちの圧電振動素子３４や支持体３５等が収納される。
【００６３】
また、内ケース２３の底部には、内ケース２３の内外を貫通する貫通孔２３１が形成されている。そして、この貫通孔２３１に回路基板４１が挿入されている。これにより、回路基板４１のＸＹ平面における位置を貫通孔２３１の形成位置によって規制し、固定することができる。したがって、貫通孔２３１を、その開口部の形状が、回路基板４１の横断面形状とほぼ同じになるように形成することで、回路基板４１の位置を正確に決めるとともに回路基板４１を確実に固定することができる。
【００６４】
また、内ケース２３についても、その外壁面をハウジング２の内壁面に対して確実に摺接させることにより、内ケース２３の位置を一意に定めるとともに、ハウジング２に対して内ケース２３を確実に固定することができる。その結果、回路基板４１がハウジング２に対してずれることによる不具合、例えばボンディングワイヤー４３、４４が外れてしまう等の不具合が発生するのを防止することができる。なお、内ケース２３とハウジング２との固定方法は、特に限定されず、摺接抵抗を利用して固定する方法の他、接着剤を用いる方法、ハウジング２の内壁面の一部と内ケース２３の外壁面の一部とを係合させる係合部（キーおよびキー溝等）を介して固定する方法等が挙げられる。
さらに、内ケース２３を剛性の高い材料で構成することにより、例えば液位計１に振動や衝撃が付加された場合でも、ハウジング２に対する回路基板４１の固定状態を確実に維持することができる。
内ケース２３の構成材料としては、例えば、前述したハウジング２の構成材料と同様のものが挙げられる。
【００６５】
以上のような第２実施形態においても、第１実施形態と同様の作用、効果が得られる。すなわち、本実施形態においても、感圧部３と回路基板４１とが離間しているので、相互の機械的な影響や熱的な影響を最小限に抑えることができる。
加えて、内ケース２３を用いて回路基板４１をハウジング２に固定するようにしたため、液位計１の構造の簡略化を図ることができる。
なお、内ケース２３の形態は、図６、７に示すものに限定されず、例えば、内ケース２３は溝３１６に嵌っていなくてもよいし、また、内ケース２３が複数段の底部とそこに形成された複数の貫通孔２３１を有し、回路基板４１がこれら複数の貫通孔２３１に挿入されていてもよい。
【００６６】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の液位計および本発明の物理量検出器の第３実施形態について説明する。
図８は、本発明の第３実施形態に係る液位計の断面斜視図、図９は、図８に示す液位計のＡ−Ａ線断面図の一部である。
以下、第３実施形態について説明するが、以下の説明では、前述した第１、第２実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第３実施形態は、ハウジング２に対する回路基板４１の固定方法が異なる以外は、前述した第１、第２実施形態と同様である。なお、前述した第１、第２実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００６７】
第１実施形態では、接着剤４６、４７により回路基板４１をハウジング２に固定し、第２実施形態では、内ケース２３を用いて回路基板４１をハウジング２に固定していたが、第３実施形態では、これらの双方を用いて回路基板４１をハウジング２に固定する。具体的には、図８、９に示すように、接着剤４６により回路基板４１をハウジング２に固定するとともに、内ケース２３を用いて回路基板４１をハウジング２に固定する。
【００６８】
このように接着剤４６と内ケース２３の双方を用いて固定することにより、第１実施形態と第２実施形態の双方の作用、効果を相乗的に得ることができる。すなわち、接着剤４６を用いることにより、回路基板４１からハウジング２へと伝達される機械的あるいは熱的な影響を、接着剤４６において遮断し易くなり、感圧部３の出力値がこれらの影響を受け難くなる。その結果、水流等による外力を受けたり、急激な液温変化が生じたりした場合でも、高い精度で圧力を計測し、高い液位値を出力し得る液位計１が得られる。また、内ケース２３を用いることにより、回路基板４１の位置を一意に定めるとともに、ハウジング２に対して回路基板４１をより確実に固定することが可能になる。これにより、回路基板４１がハウジング２に対してずれることによる不具合の発生をより確実に防止することができ、信頼性の高い液位計１が得られる。
なお、接着剤で固定する位置や数は、本実施形態に限定されるものではない。例えば、回路基板４１の主面の長辺に対応する側面のうち、１か所のみを接着剤で固定するようにしてもよく、３か所以上を固定するようにしてもよい。また、回路基板４１のうち、主面の短辺に対応する側面がハウジング２の内壁面に対して接着剤で固定されていてもよい。
【００６９】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の物理量検出器の第４実施形態について説明する。
図１０は、本発明の第４実施形態に係る物理量検出器（流速計）の断面図である。
以下、第４実施形態について説明するが、以下の説明では、前述した第１〜第３実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第４実施形態は、前述した第１実施形態に係る物理量検出器（液圧計１０）の感圧部３を用いて構成した流速計である。なお、図１０では、前述した第１実施形態と同様の構成について、同一符号が付されている。
【００７０】
流速計１０’は、液圧に基づいて流速を検出するセンサーであり、図１０に示すように、ハウジング２’と、２つの感圧部３と、１つの回路ユニット４と、ハウジング２’に装着された２つのキャップ５３、５４と、回路ユニット４に接続されハウジング２’から延出するケーブル（図示せず）と、を有している。
ハウジング２’は、筒状をなしており、その内側に２つの感圧部３と回路ユニット４とを収納、配置するための収納空間Ｓ１を有している。
また、収納空間Ｓ１の双方の開口部には、それぞれ感圧部３が設けられており、この感圧部３によって収納空間Ｓ１の双方の開口が液密的に封止されている。なお、図１０に示す感圧部３は、それぞれ１本の振動腕３４４を備えたものである。
【００７１】
また、ハウジング２’の一方の端部（図１０にて左側）には、キャップ５３が取り付けられており、他方の端部（図１０にて右側）には、キャップ５４が取り付けられている。キャップ５３には、ハウジング２’の軸線（中心軸）に平行な方向に液体Ｌが流通可能な孔５１３が形成されている。これにより、孔５１３を介してキャップ５３内へ流入する液体Ｌの圧力が一方（図１０にて左側）の感圧部３のダイアフラム３２に印加される。また、キャップ５４には、ハウジング２’の軸線（中心軸）に垂直な方向に液体Ｌが流通可能な孔５１４が形成されている。これにより、孔５１４を介してキャップ５４内へ流入する液体Ｌの圧力が他方（図１０にて右側）の感圧部３のダイアフラム３２に印加される。
また、回路ユニット４が備える回路基板４１は、接着剤４６、４７により、ハウジング２’の内壁面に固定されている。一方、回路基板４１は、２つの感圧部３からそれぞれ離間するよう配置されている。そして、各感圧部３と回路基板４１との間は、それぞれボンディングワイヤー４３、４４を介して電気的に接続されている。
【００７２】
このような流速計１０’では、孔５１３が液体Ｌの流れる方向ｖを向くとともに、孔５１４が液体Ｌの流れる方向ｖに対して垂直な方向に向くよう設置される。そして、２つの感圧部３のうち、キャップ５３の内側に位置する感圧部３（図１０にて左側の感圧部３）のダイアフラム３２には、大気圧、動圧および静圧が作用する。また、キャップ５４の内側に位置する感圧部３（図１０にて右側の感圧部３）のダイアフラム３２には、大気圧および静圧が作用する。
【００７３】
したがって、流速計１０’では、一方の感圧部３のダイアフラム３２に印加される圧力と、他方の感圧部３のダイアフラム３２に印加される圧力との差分により動圧を求めることができる。その結果、ベルヌーイの定理により、流速を求めることができる。
以上説明したような第４実施形態に係る物理量検出器（流速計１０’）によっても、高い精度で物理量（流速）を検出（計測）することができる。
【００７４】
［警報システム］
次に、前述した液位計を備えた警報システム（本発明の警報システム）について説明する。
図１１は、本発明の警報システムの一例を示す図である。
図１１に示す警報システム１００は、前述した液位計１と、液位計１に接続され、例えば監視室に配置されたコンピューター１１０とを有している。液位計１は、例えば、河川２００内に配置されており、前述した仕組みによって水圧を検知し、検知結果を例えば監視センター３００内に設置されたコンピューター１１０に送信する。コンピューター１１０は、液位計１からの圧力に関する信号から河川の水位を取得し、取得した水位を基にして、監視員が河川の状況を把握する。例えば、大雨等によって河川が増水（水位が上昇）し、堤防が決壊するおそれがあるような危険水域Ｄに達した場合には、コンピューター１１０は、モニターに警告画面を表示したり、スピーカーから警告音を発生させたりすることにより、監視員に危険を報知する。そして、これを受けた監視員は、例えば、屋外スピーカーなどを用いて周辺住民に避難を呼びかける。このような警報システム１００によれば、液位計１によって河川の水位を正確に把握できるため、より正確な警報が可能となる。
なお、警報システム１００を、河川の増水を監視するシステムに適用する場合について説明したが、警報システム１００は、この他に、例えば、液位計１を海中に配置することによって津波を検知するシステムに適用することができ、また、地中の水位を検出することによって地滑りを検知するシステムにも適用することができる。
【００７５】
以上、本発明の物理量検出器、液位計および警報システムについて、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、本発明の物理量検出器および液位計では、前述した各実施形態を適宜組み合わせてもよい。
【００７６】
また、前述した各実施形態では、内ケースとして有底筒状をなすものを例に説明したが、内ケースの形態はこれに限定されず、回路基板の位置決めおよび固定が可能な他の形態のもので代替されてもよく、各実施形態に係る内ケースに対し回路基板の位置決めおよび固定を補助するその他の部位が付加された形態であってもよい。
また、感圧部と回路基板とを電気的に接続する部材は、ボンディングワイヤーに限定されず、例えばフレキシブル配線板等であってもよい。
また、前述した各実施形態では、ハウジングとキャップとが別体で形成されている構成について説明したが、ハウジングとキャップは一体的に形成されていてもよい。
また、本発明の物理量検出器は、圧力を検出することによって求められる物理量であれば、圧力や流速以外の物理量を検出し得るものであってもよい。
【符号の説明】
【００７７】
１…液位計  ２、２’…ハウジング  ２１…貫通孔  ２２…封止部材  ２３…内ケース  ２３１…貫通孔  ３…感圧部  ３１…保持部材  ３１１…基部  ３１２…突出部  ３１２ａ…溝  ３１３…貫通孔  ３１４…側壁部  ３１５…凸条  ３１６…溝  ３２…ダイアフラム  ３２１…変位部  ３２２…外周部  ３３…変位伝達部材  ３３１…固定面  ３４…圧電振動素子  ３４１…圧電基板  ３４２、３４３…基部  ３４４、３４５…振動腕  ３４６、３４７…励振電極  ３４６ａ、３４７ａ…電極片  ３４６ｂ、３４７ｂ…端子電極  ３５…支持体  ３５１、３５２…柱部材  ３５３…梁部材  ３５３ａ…主面  ４…回路ユニット  ４１…回路基板  ４１１…隙間  ４２…ＩＣチップ  ４３、４４…ボンディングワイヤー  ４５…コネクター  ４６、４７…接着剤  ５、５３、５４…キャップ  ５１、５１３、５１４…孔  ６…ケーブル  ８…外装部  １０…液圧計  １０’…流速計  １００…警報システム  １１０…コンピューター  ２００…河川  ３００…監視センター    Ｓ１…収納空間  Ｓ２…内部空間  Ｌ…液体  Ｌ１、Ｌ２…離間距離  Ｄ…危険水域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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