CN110323586B - 气密端子及传感器单元 - Google Patents

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Abstract

气密端子(110)具有：分隔壁(12)，其与框体(11)接合；主体(15)，其经由第1绝缘体(13)而固定于分隔壁(12)，与信号接地连接；以及信号线(16)，其将主体(15)贯通，经由第2绝缘体(14)而固定于主体(15)，在分隔壁(12)与框体(11)接合的状态下，在与主体(15)中位于框体(11)的内部侧的端面(29)相交叉的面(31)和框体(11)的内壁之间，具有空间(28)。

Description

气密端子及传感器单元
技术领域
本申请要求日本专利申请2018－068438号(2018年3月30日申请)的优先权，在这里为了参照而引入该申请的公开整体。
背景技术
本公开涉及在对物理量进行测定的传感器单元的框体安装的气密端子及传感器单元。
以往，在车间的工艺控制中，已知对各种物理量进行测定的传感器单元。有时在传感器单元的框体安装气密端子，该气密端子用于进行来自在传感器单元中气密封装或真空封装的设备元件等的信号的输入输出。例如，在专利文献1中，作为传感器单元而公开了用于对液体压力进行检测的液封型压力传感器。
专利文献1：日本特开2004－12406号公报
为了确保使用传感器单元的车间等的现场中的安全性、及物理量的测定的稳定性，要求尽可能减少测定中的误动作。传感器单元有时在高压环境下、爆炸性气氛中被使用，并且有时在存在从旋转机、动力源等产生的噪声的场所被使用。因此，传感器单元及气密端子被要求构成为确保抗噪性，并且满足在使用环境中所要求的耐高压性及防爆性。
发明内容
本公开的目的在于，提供能够使抗噪性提高，能够在爆炸性气氛中使用，能够使耐高压性提高的气密端子及传感器单元。
几个实施方式所涉及的气密端子具有：分隔壁，其与框体接合；主体，其经由第1绝缘体而固定于所述分隔壁，与信号接地连接；以及信号线，其将所述主体贯通，经由第2绝缘体而固定于所述主体，在所述分隔壁与所述框体接合的状态下，在与所述主体中位于所述框体的内部侧的端面交叉的面和所述框体的内壁之间，具有空间。根据如上所述的结构，能够减小框体和信号线的寄生电容，因此抗噪性提高。另外，容易满足防爆标准所要求的框体和信号线的间隔相关的规定，因此能够成为爆炸性气氛中的规格。另外，第2绝缘体被施加的应力变弱，因此破坏耐性提高，耐高压化提高。
在一个实施方式所涉及的气密端子中，所述主体相对于所述分隔壁，在所述分隔壁与所述框体接合的状态下与所述分隔壁相比固定于在所述框体的内部侧配置的位置。根据如上所述的结构，由于能够确保与主体的内部侧的端面交叉的面和框体的内壁之间的空间，因此第2绝缘体被施加的应力变弱，耐高压化提高。
在一个实施方式所涉及的气密端子中，所述分隔壁具有开口，所述主体以将所述开口堵塞的方式经由所述第1绝缘体而固定于所述分隔壁。根据如上所述的结构，在具备具有开口的分隔壁的气密端子中，能够使抗噪性提高，能够成为爆炸性气氛中的规格，能够使耐高压化提高。
在一个实施方式所涉及的气密端子中，所述第2绝缘体与所述第1绝缘体相比，能够设置于所述框体的内部侧。根据如上所述的结构，第2绝缘体设置于空间存在的高度所包含的范围。由此，第2绝缘体被施加的应力变弱，因此破坏耐性提高，耐高压化提高。
在一个实施方式所涉及的气密端子中，所述第2绝缘体的从内部侧的端部至外部侧的端部为止的长度，可以比该气密端子的从内部侧的端部至外部侧的端部为止的长度与将所述分隔壁接合于所述框体的接合金属的从内部侧的端部至外部侧的端部为止的长度之差小。根据如上所述的结构，能够确保框体和内壁之间的空间，因此第2绝缘体被施加的应力变弱，耐高压化提高。
在一个实施方式所涉及的气密端子中，该气密端子的从内部侧的端部至外部侧的端部为止的长度与从所述第2绝缘体的内部侧的端部至所述主体的内部侧的端部为止的长度之差，可以比将所述分隔壁接合于所述框体的接合金属的从内部侧的端部至外部侧的端部为止的长度大。根据如上所述的结构，与主体的内部侧的端面交叉的面被施加的压力，容易传递至第2绝缘体。因此，第2绝缘体被施加的应力变弱，耐高压化提高。
一个实施方式所涉及的气密端子能够具有多个所述信号线，还具有将所述多个信号线进行电连接的阻抗元件。根据如上所述的结构，气密端子的框体和信号线之间的寄生电容减少，因此抗噪性提高。
一个实施方式所涉及的气密端子，还能够具有导电性材料，该导电性材料安装于所述主体，将所述阻抗元件覆盖。根据如上所述的结构，主体和导电性材料不仅使从信号线混入的噪声、还使从框体混入的噪声向信号接地流动，作为针对噪声的屏蔽部起作用。由此，抗噪性提高。
一个实施方式所涉及的气密端子，还能够具有绝缘体，该绝缘体将所述导电性材料的周围覆盖。根据如上所述的结构，在规定的标准中能够通过绝缘体缩短分隔距离，因此能够缩短框体和经由导电性材料而与信号接地连接的主体的距离。由此，能够将气密端子小型化。
几个实施方式所涉及的传感器单元，具有上述的气密端子。根据如上所述的结构，能够减小框体和信号线的寄生电容，因此抗噪性提高。另外，容易满足防爆标准所要求的与框体和信号线的间隔相关的规定，因此能够成为爆炸性气氛中的规格。另外，第2绝缘体被施加的应力变弱，因此破坏耐性提高，耐高压化提高。
发明的效果
根据本公开，能够提供能够使抗噪性提高，能够在爆炸性气氛中使用，能够使耐高压性提高的气密端子及传感器单元。
附图说明
图1是表示传感器单元的概略结构的一个例子的功能框图。
图2是对比例的气密端子的剖视图。
图3是其它对比例的气密端子的剖视图。
图4是对通过对比例的气密端子实现的信号传递处理进行说明的图。
图5是本公开的第1实施方式所涉及的气密端子的剖视图。
图6是表示图5的气密端子的等价电路的图。
图7是表示对比例的气密端子和第1实施方式所涉及的气密端子的寄生电容的图。
图8是表示图5的气密端子所承受的压力的图。
图9是本公开的第2实施方式所涉及的气密端子的剖视图。
图10是表示图9的气密端子的等价电路的图。
图11是表示对比例的气密端子和第2实施方式所涉及的气密端子的寄生电容的图。
图12是表示图9的气密端子所承受的压力的图。
图13是表示第1实施方式所涉及的气密端子的一个变形例的图。
图14是表示第2实施方式所涉及的气密端子的一个变形例的图。
图15是表示第1实施方式所涉及的气密端子的另一个变形例的图。
图16是表示第2实施方式所涉及的气密端子的另一个变形例的图。
图17是表示第1实施方式所涉及的气密端子的其它一个变形例的图。
图18是表示第2实施方式所涉及的气密端子的其它一个变形例的图。
标号的说明
1、11、17、51 框体
2、30、33 焊接金属
3 密封材料
4 螺钉
5、15、21 主体
6、16、22 信号线
7、13、14、19、20、27 绝缘体
8 工艺压力导入孔
9 压力容器室
52、100、101、110、120、130 气密端子
12、18 分隔壁
23、24、32 空孔
25 阻抗元件
26 导电性材料
28、36 空间
29、34 端面
31、35 面
50 传感器单元
53 设备元件
具体实施方式
下面，参照附图，对几个实施方式进行说明。
本公开涉及气密端子及传感器单元。图1是表示传感器单元的概略结构的一个例子的功能框图。传感器单元50是在车间等的工艺控制等中，为了对各种物理量进行测定而使用的测定单元。传感器单元50例如在压差传送器、压力传送器或其它压力计中被使用。压差传送器对液体、气体或蒸汽的流量、液位、密度及压力等进行测定，输出与测定结果相对应的信号。压力传送器对液体、气体或蒸汽的压力进行测定，输出与测定结果相对应的信号。但是，传感器单元50并不限定于这里示出的例子，也可以在其它任意的仪器中被使用。传感器单元50通过框体51对其外形进行规定。气密端子52能够应用于传感器单元50。气密端子52能够进行来自在传感器单元50中气密封装或真空封装的设备元件53等的信号的输入输出。此外，作为车间，除了化学等的工业车间以外，还存在对气田、油田等的钻井、其周边进行管理控制的车间、对水力·火力·核能等的发电进行管理控制的车间、对太阳光、风力等的环境发电进行管理控制的车间、对给排水、水坝等进行管理控制的车间等。
图2是对比例的气密端子100的剖视图。例如，图2所示的对比例的气密端子100，安装于传感器单元的框体1。框体1接地于地面(大地或土地)。在框体1设置有孔。气密端子100以将框体1的孔堵塞的方式安装于框体1。气密端子100例如进行焊接，由此经由焊接金属2而与框体1接合。框体1是传感器单元的容器，在图2中，气密端子100的上侧是传感器单元的框体1的外部，气密端子100的下侧是传感器单元的框体1的内部。
气密端子100具有主体5。在主体5设置有空孔24。在图2所示的例子中，主体5具有2个空孔24。在空孔24中分别贯通有1根信号线6。信号线6通过例如玻璃等绝缘体7固定于主体5，并且与主体5电绝缘。
图3是其它对比例的气密端子101的剖视图。图3所示的气密端子101具有与图2所示的气密端子100相同的构造。即，气密端子101具有主体5、将主体5的空孔24贯通的信号线6、以及将信号线6固定于主体5的绝缘体7。图3所示的气密端子101也与图2所示的气密端子100同样地，与框体1接合。但是，图3所示的气密端子101不同于图2所示的气密端子100，取代焊接金属2而使用螺钉4，通过例如O型密封圈等密封材料3将主体5和框体1之间密封，通过螺钉紧固而固定于框体1。
图4是对通过对比例的气密端子100实现的信号传递处理进行说明的图。在图4中，示出气密端子100及框体1的一部分的剖视图。如图4所示，在框体1内设置有压力容器室9。在压力容器室9内，设置对例如压力等的特定的物理量进行测定的设备元件，与信号线6电连接。压力容器室9具有压力容器室9、以及位于压力容器室9的外部且与框体1的内部连通的工艺压力导入孔8。向压力容器室9，经由工艺压力导入孔8而传递工艺的压力。工艺的压力例如可以通过工艺的气体或液体直接经由工艺压力导入孔8而供给至压力容器室9，由此传递至压力容器室9。工艺的压力，例如可以经由硅油等中间介质而传递至压力容器室9。压力容器室9内的设备元件，对被传递的工艺的压力进行检测，生成与检测出的压力相对应的信号。生成的信号经由信号线6而传递至框体1的外部的信号处理电路(未图示)。
从压力等物理量的测定的稳定性的观点出发，要求在气密端子的信号传递中，尽可能减少测定中的误动作。即，优选使气密端子的抗噪性提高。并且，传感器单元有时在高压环境下、爆炸性气氛中被使用，因此优选能够在气密端子的爆炸性气氛中使用，并且能够使耐高压性提高。
在这里，为了实现高压化，考虑减小气密端子所承受的压力。即，减小气密端子从压力容器室9受到压力的面的面积即可。但是，如果减小气密端子，则接地于地面的框体1和信号线6的距离会变得更近。因此，框体1和信号线6之间的寄生电容变大，因此施加至框体1的噪声，容易叠加于与经由信号线6传递的压力相对应的信号。
另外，为了能够在爆炸性气氛中使用，气密端子被要求具有按照例如IEC(International Electrotechnical Commission)标准、FM(Factory Mutual)标准或CSA(Canadian Standard Association)标准等规定的防爆标准的规定而形成的结构。在防爆标准中，有时设置与接地于地面的框体1和信号线6的间隔相关的规定。在该情况下，在框体1和信号线6之间，需要确保防爆标准所要求的间隔。但是，如果为了确保框体1和信号线6的间隔而增大气密端子，则气密端子从压力容器室9内受到的压力变大，难以实现耐高压性。
(第1实施方式)
图5是本公开的第1实施方式所涉及的气密端子110的剖视图。图5所示的第1实施方式所涉及的气密端子110安装于传感器单元的框体11。框体11接地于地面。在框体11设置有孔。气密端子110以将框体11的孔堵塞的方式安装于框体11。在图5中，气密端子110的上侧是传感器单元的框体11的外部，气密端子110的下侧是传感器单元的框体11的内部。气密端子110的下侧的空间，例如可以是压力容器室。压力容器室例如由对工艺的压力进行传递的硅油等中间介质充满。
气密端子110具有分隔壁12。在分隔壁12，经由绝缘体13而在框体11的内部侧固定有主体15。主体15与信号接地(SG，例如框体外部的信号处理电路中的共通电位)连接。分隔壁12及主体15例如是圆盘形状。在分隔壁12及主体15，设置有将分隔壁12及主体15贯通的空孔23。在图5所示的例子中，分隔壁12及主体15具有2个空孔23。在分隔壁12及主体15的空孔23中分别贯通有1根信号线16。信号线16经由绝缘体14而固定于主体15，并且与主体15电绝缘。例如信号线16是对与压力相对应的信号进行传递的导体即可。
气密端子110例如通过进行焊接，从而经由焊接金属30而固定于框体11。气密端子110的分隔壁12经由焊接金属30而与框体11接合。即，气密端子110的主体15没有与框体11接合。主体15固定于分隔壁12的内部侧，因此在与主体15的内部侧的端面29相交叉的面31和框体11的内壁之间，存在空间28。
在气密端子110中，绝缘体14设置于主体15的空孔23，因此与绝缘体13相比，设置于框体11的内部侧。即，在气密端子110中，如果将外部侧的端面和内部侧的端面的方向设为高度方向，则绝缘体14设置于空间28存在的高度所包含的范围。
图6是表示图5的气密端子110的等价电路的图。如图6所示，将隔着绝缘体13的分隔壁12和主体15之间的电容设为C13，将隔着绝缘体14的主体15和信号线16之间的电容设为C14，将分隔壁12和信号线16之间的空孔23的电容设为C23。另外，在图6中，Vn表示噪声电压。
在气密端子110中，主体15与信号接地连接，因此针对从框体11的接地部及信号线16混入的噪声，主体15作为屏蔽部起作用。由此，框体11和信号线16之间的寄生电容减少。
在这里，参照图2及图5，对各气密端子100及110的寄生电容进行说明。将气密端子100及110的厚度设为L。气密端子的厚度是从内部侧的端部至外部侧的端部为止的长度。即，在对比例的气密端子100中，如图2所示，主体5的从内部侧的面至外部侧的面为止的长度成为气密端子100的厚度L。另一方面，在本实施方式所涉及的气密端子110中，如图5所示，从分隔壁12的外部侧的面至主体15的内部侧的面为止的长度，成为气密端子110的厚度L。另外，将分别固定信号线6及16的绝缘体7及14的长度设为L1。在这里，绝缘体7及14的长度，是从内部侧的端部至外部侧的端部为止的长度。因此，在图2及图5所示的例子中，绝缘体7及14的长度是指信号线6及16延伸的方向的长度。另外，将从绝缘体7及14的内部侧的端部至各个主体5及15的内部侧的端面为止的长度(距离)设为L2。另外，将信号线6及16的直径设为a，将空孔23及24的直径设为b。
将绝缘体7及14的相对介电常数设为εr1，将压力容器室内的中间介质的相对介电常数设为εr2。另外，框体1及11的外部设为是大气气氛。即，将框体1及11的外部的气体的相对介电常数设为1。
此时，图2所示的对比例的气密端子100的框体1和信号线6之间的寄生电容C1，使用系数k，按照下式(1)表示。
【式1】
Figure BDA0002012203600000091
如根据式(1)理解的那样，寄生电容C1与具有气密端子的长度L的项、具有绝缘体的长度L1的项与具有从绝缘体7的内部侧的端部至主体5的内部侧的端面为止的长度L2的项之和成正比。因此，例如在将长度L和长度L2设为恒定的情况下，越增大长度L1，则寄生电容C1变得越大。
另一方面，图5所示的本实施方式所涉及的气密端子110的框体11和信号线16之间的寄生电容C2，使用系数k，按照下式(2)表示。
【式2】
Figure BDA0002012203600000092
在式(2)中，L3是焊接金属30的长度。在气密端子110中，主体15与信号接地连接，因此绝缘体14和地面间的电容成为0。另外，绝缘体14的长度L1越长，则分隔壁12和信号线16之间的空孔23的寄生电容C23越减少。并且，地面间的电容成为0，因此从绝缘体14的内部侧的端部至主体15的内部侧的端部(即，端面29)为止的长度L2下的电容，不对寄生电容C2造成影响。根据这些理由，在本实施方式所涉及的气密端子110中，如根据式(2)理解的那样，绝缘体14的长度L1越长，则寄生电容C2变得越小。
图7是表示对比例的气密端子100和第1实施方式所涉及的气密端子110的寄生电容C1及C2的图。图7所示的图，示出气密端子的长度L为10mm、从绝缘体的内部侧的端部至主体的内部侧的端部为止的长度L2为0mm、直径b的长度相对于直径a的比即b/a为3、绝缘体的相对介电常数εr1为4.6的情况下的绝缘体的长度L1和寄生电容C1及寄生电容C2的关系。
如图7所示，对比例的气密端子100的寄生电容C1，比本实施方式所涉及的气密端子110的寄生电容C2大。另外，绝缘体的长度L1变得越长，则对比例的气密端子100的寄生电容C1变得越大，与此相对，本实施方式所涉及的气密端子110的寄生电容C2取恒定值。因此，绝缘体的长度L1变得越长，则寄生电容C1和寄生电容C2之差变得越大。此外，长度L1有时在气密端子110的制造中在将绝缘体14封入至空孔23时会变动，因此在图7中使用了横轴。
如上所述，根据本实施方式所涉及的气密端子110，能够减小寄生电容C2。因此，根据气密端子110，抗噪性提高。
另外，在本实施方式所涉及的气密端子110中，在接地于地面的框体11和信号线16之间对分隔壁12进行配置。在防爆标准中，有时设置与接地于地面的框体11和信号线16的间隔相关的规定，但根据气密端子110，通过配置分隔壁12，从而在接地于地面的框体11和信号线16之间设置恒定的距离。因此，根据气密端子110，容易满足由防爆标准所要求的、与框体11和信号线16的间隔相关的规定。由此，气密端子110能够在爆炸性气氛中使用。
另外，在本实施方式所涉及的气密端子110中，分隔壁12经由焊接金属30而与框体11接合，与分隔壁12相比固定于内部侧的主体15，没有与框体11接合。因此，关于焊接金属30的长度L3，L＞L3成立。在这里，焊接金属30的长度L3，是从内部侧的端部至外部侧的端部为止的长度。另外，绝缘体14的长度L1成为L1＜L－L3。
在这里，如图5所示，在气密端子110和框体11之间，形成长度L－L3的空间28。图8是图示出向图5的气密端子110施加的压力的图。因此，气密端子110如图8的箭头所示，在端面29及面31，从压力容器室侧受到压力。即，例如对比例的气密端子100仅在主体的内部侧的端面受到来自压力容器室侧的压力，与此相对，本实施方式所涉及的气密端子110除了端面29以外，在与端面29相交叉的面31也被施加压力。例如，在满足L－L2＞L3的情况下，施加至面31的压力，容易传递至绝缘体14。
在对比例的气密端子100中，由于来自压力容器室侧的压力，在绝缘体7产生从框体1的内部朝向外部方向的压力σ1。在本实施方式所涉及的气密端子110中，如果从框体的内部朝向外部方向的压力设为相等，则在气密端子110中，绝缘体14与绝缘体13相比设置于框体11的内部侧，因此由于来自压力容器室侧的压力，在绝缘体14产生从框体11的内部向外部方向的压力σ1。但是，在气密端子110，如图8所示在面31也被施加压力。由于该压力，在气密端子110的绝缘体14，进一步被施加从空间28侧向气密端子110的中央侧的压缩应力σc1。如上所述，在压力σ1的基础上，如果将被施加有压缩应力σc1的状态下的绝缘体14所承受的应力设为σ2，则通过压缩应力σc1的作用，成为σ1＞σ2。即，与对比例的气密端子100的绝缘体7被施加的压力相比较，本实施方式所涉及的气密端子110的绝缘体14被施加的应力变弱。因此，根据本实施方式所涉及的气密端子110，绝缘体14的破坏耐性提高。其结果，耐高压化提高。
如上所述，根据本实施方式所涉及的气密端子110，能够使抗噪性提高，并且能够在爆炸性气氛中使用，能够进一步使耐高压性提高。
(第2实施方式)
图9是本公开的第2实施方式所涉及的气密端子120的剖视图。图9所示的第2实施方式所涉及的气密端子120，安装于传感器单元的框体17。框体17接地于地面。在框体17设置有孔。气密端子120以将框体17的孔堵塞的方式安装于框体17。在图9中，气密端子120的上侧是传感器单元的框体17的外部，气密端子120的下侧是传感器单元的框体17的内部。气密端子120的下侧的空间例如可以是压力容器室。压力容器室例如由对工艺的压力进行传递的硅油等中间介质充满。
气密端子120具有分隔壁18。分隔壁18是例如在中央具有圆形开口的圆环形状。在分隔壁18，经由绝缘体19以将圆环形状的分隔壁18的中央的开口堵塞的方式固定有主体21。主体21例如直径小于分隔壁18的中央的开口的直径，是圆筒形状。此外，分隔壁18所具有的开口不必是圆形，也可以是其它形状。主体21与信号接地连接。在主体21设置有将主体21贯通的空孔32。在图9所示的例子中，主体21具有2个空孔32。在主体21的空孔32中分别贯通有1根信号线22。信号线22经由绝缘体20而固定于主体21，并且与主体21电绝缘。例如信号线22只要是对与压力相对应的信号进行传递的导体即可。
气密端子120例如通过进行焊接，从而经由焊接金属33而与框体17接合。气密端子120的分隔壁18经由焊接金属33而与框体17接合。气密端子120的主体21没有与框体17接合。在本实施方式中，主体21的高度比分隔壁18的高度高。在这里，高度是指从外部侧的端面至内部侧的端面为止的长度。因此，主体21的高度是图9所示的L，分隔壁18的高度是图9所示的L3。主体21以主体21的内部侧的端面34与分隔壁18的内部侧的端面相比位于框体17的内部侧的方式固定于分隔壁18。在图9所示的例子中，以分隔壁18的外侧的端面和主体21的外侧的端面成为同一面的方式将主体21固定于分隔壁18。因此，主体21在与内部侧的端面34相交叉的面35和框体17的内壁之间，存在空间36。
在气密端子120中，绝缘体20与绝缘体19相比设置于框体17的内部侧。即，在气密端子120中，绝缘体20在高度方向上，设置于空间36存在的高度所包含的范围。例如，绝缘体20如图9所示，在气密端子120中，设置于端面34的附近。
图10是表示图9的气密端子120的等价电路的图。如图10所示，将隔着绝缘体19的分隔壁18和主体21之间的电容设为C19，将隔着绝缘体20的主体21和信号线22之间的电容设为C20。另外，在图10中，Vn表示噪声电压。
在气密端子120中，主体21与信号接地连接，因此针对从框体17的接地部及信号线22混入的噪声，主体21作为屏蔽部起作用。由此，框体17和信号线22之间的寄生电容减少。
在这里，将气密端子120的厚度设为L。即，如图9所示，从分隔壁18及主体21的外部侧的面至主体15的内部侧的面即端面34为止的长度，成为气密端子120的厚度L。另外，将对信号线22进行固定的绝缘体20的长度设为L1。绝缘体20的长度如图9所示，是从内部侧的端部至外部侧的端部为止的长度。另外，将从绝缘体20的内部侧的端部至主体21的内部侧的端面即端面34为止的长度(距离)设为L2。另外，将信号线22的直径设为a，将空孔32的直径设为b。
在这里，主体21与信号接地连接，因此主体21和信号线22之间的寄生电容C20实质上成为0，可以忽略。因此，如果将分隔壁18和信号线22之间的分隔距离设为r，则图9所示的本实施方式所涉及的气密端子120的框体17和信号线22之间的寄生电容C3，使用系数k，按照下式(3)表示。
【式3】
Figure BDA0002012203600000131
在气密端子120中，主体21与信号接地连接，因此无论绝缘体20的长度L1、从绝缘体20的内部侧的端部至主体21的内部侧的端部(即端面34)为止的长度L2如何，都不产生主体21和信号线22之间的寄生电容。因此，如根据式(3)理解的那样，寄生电容C3仅由分隔壁18与信号线22的分隔距离r和长度L决定，与长度L1及L2无关而取恒定值。
图11是表示对比例的气密端子100和第2实施方式所涉及的气密端子120的寄生电容C1及C3的图。图11所示的图，示出气密端子的长度L为10mm、从绝缘体的内部侧的端部至主体的内部侧的端部为止的长度L2为0mm、直径b的长度相对于直径a的比即b/a为3、绝缘体的相对介电常数εr1为4.6、式(3)中的
Figure BDA0002012203600000141
为1的情况下的、绝缘体的长度L1和寄生电容C1及寄生电容C3的关系。
如图11所示，对比例的气密端子100的寄生电容C1，比本实施方式所涉及的气密端子120的寄生电容C3大。另外，绝缘体的长度L1变得越长，则对比例的气密端子100的寄生电容C1变得越大，与此相对，本实施方式所涉及的气密端子130的寄生电容C3，与绝缘体的长度L1的长度无关而取恒定值。因此，绝缘体的长度L1变得越长，则寄生电容C1和寄生电容C3之差变得越大。此外，长度L1有时在气密端子120的制造中将绝缘体20封入至空孔32时会变动，因此在图11中使用了横轴。
如上所述，根据本实施方式所涉及的气密端子120，能够将寄生电容C3设为恒定值。因此，根据气密端子120，抗噪性提高。
另外，在本实施方式所涉及的气密端子120中，在接地于地面的框体17和信号线22之间对分隔壁18进行配置。在防爆标准中，有时设置与接地于地面的框体17和信号线22的间隔相关的规定，但根据气密端子120，通过配置分隔壁18，从而在接地于地面的框体17和信号线22之间设置恒定的距离。因此，根据气密端子120，容易满足由防爆标准所要求的、与框体17和信号线22的间隔相关的规定。由此，气密端子120能够在爆炸性气氛中使用。
另外，在本实施方式所涉及的气密端子120中，以主体21的内部侧的端面34与分隔壁18的内部侧的端面相比位于框体17的内部侧，分隔壁18的外侧的端面和主体21的外侧的端面成为同一面的方式，主体21经由绝缘体19而固定于分隔壁18。因此，如图9所示，如果将焊接金属33的长度设为L3，则L＞L3成立。焊接金属33的长度L3是从内部侧的端部至外部侧的端部为止的长度。绝缘体20的长度L1，例如能够设为L1＜L－L3。
在这里，如图9所示，在气密端子120和框体17之间，形成长度至少为L－L3的空间36。图12图示出图9的气密端子120被施加的压力。在气密端子120中，绝缘体20与绝缘体19相比设置于框体17的内部侧，因此气密端子120如图12的箭头所示，在端面34及面35中，从压力容器室侧受到压力。即，例如对比例的气密端子100仅在主体的内部侧的端面受到来自压力容器室侧的压力，与此相对，本实施方式所涉及的气密端子120，在端面34的基础上，在与端面34相交叉的面35也被施加压力。例如，在满足L－L2＞L3的情况下，面35被施加的压力容易传递至绝缘体20。因此，根据与在第1实施方式中说明的内容相同的原理，与对比例的气密端子100的绝缘体7被施加的应力相比较，本实施方式所涉及的气密端子120的绝缘体20被施加的应力变弱。因此，根据本实施方式所涉及的气密端子120，绝缘体20的破坏耐性提高。其结果，耐高压化提高。
如上所述，根据本实施方式所涉及的气密端子120，能够使抗噪性提高，并且能够在爆炸性气氛中使用，能够进一步使耐高压性提高。
图13及图14是分别表示第1实施方式及第2实施方式所涉及的气密端子的一个变形例的图。在图13及图14所示的变形例中，在压力容器室内，2根信号线16彼此及22彼此分别通过电阻等阻抗元件25而电连接。阻抗元件25可以是具有能够将框体和信号线之间的寄生电容减小的阻抗的元件。在图13及图14所示的变形例中，通过阻抗元件25，气密端子的框体和信号线之间的寄生电容减少，因此抗噪性进一步提高。
图15及图16是分别表示第1实施方式及第2实施方式所涉及的气密端子的另一个变形例的图。在图15及图16所示的变形例中，分别在图13及图14所示的结构的基础上，气密端子还具有以将阻抗元件25覆盖的方式安装于主体15及21的导电性材料26。在这些变形例中，导电性材料26与信号接地连接。如上所述，在气密端子具有将阻抗元件25覆盖的导电性材料26的情况下，主体15或21和导电性材料26，不仅使从信号线16或22混入的噪声、还使从框体11或17混入的噪声向信号接地流动，作为针对噪声的屏蔽部起作用。由此，抗噪性进一步提高。
图17及图18是分别表示第1实施方式及第2实施方式所涉及的气密端子的其它一个变形例的图。在图17及图18所示的变形例中，分别在图15及图16所示的结构的基础上，气密端子还具有将导电性材料26的周围覆盖的绝缘体27。如上所述，在主体15或21由绝缘体27覆盖的情况下，框体11或17和经由导电性材料26而与信号接地连接的主体15或21被电绝缘。因此，例如在规定的标准中，即使在框体11或17和经由导电性材料26而与信号接地连接的主体15或21的分隔距离已被确定的情况下，在规定的标准中也能够通过绝缘体27而缩短分隔距离，因此能够缩短框体11或17和经由导电性材料26而与信号接地连接的主体15或21的距离。由此，能够将气密端子小型化。
以上，参照附图对本公开的实施方式进行了说明，但具体的结构并不限定于该实施方式，还包含有在不脱离本公开的主旨的范围中的各种变更。

Claims (18)

1.一种气密端子，其具有：
分隔壁，其与传感器单元的框体接合；
主体，其经由第1绝缘体而固定于所述分隔壁，与信号接地连接；以及
信号线，其将所述主体贯通，经由第2绝缘体而固定于所述主体，
在所述分隔壁与所述框体接合的状态下，在与所述主体中位于所述框体的内部侧的端面相交叉的面和所述框体的内壁之间，具有空间，
所述主体相对于所述分隔壁，在所述分隔壁与所述框体接合的状态下，与所述分隔壁相比固定于在所述框体的内部侧配置的位置，
所述第2绝缘体与所述第1绝缘体相比，设置于所述框体的内部侧。
2.一种气密端子，其具有：
分隔壁，其与传感器单元的框体接合；
主体，其经由第1绝缘体而固定于所述分隔壁，与信号接地连接；以及
信号线，其将所述主体贯通，经由第2绝缘体而固定于所述主体，
在所述分隔壁与所述框体接合的状态下，在与所述主体中位于所述框体的内部侧的端面相交叉的面和所述框体的内壁之间，具有空间，
所述分隔壁具有开口，
所述主体以将所述开口堵塞的方式经由所述第1绝缘体而固定于所述分隔壁，
所述第2绝缘体与所述第1绝缘体相比，设置于所述框体的内部侧。
3.根据权利要求1或2所述的气密端子，其中，
所述第2绝缘体的从内部侧的端部至外部侧的端部为止的长度，比该气密端子的从内部侧的端部至外部侧的端部为止的长度与将所述分隔壁接合于所述框体的接合金属的从内部侧的端部至外部侧的端部为止的长度之差小。
4.根据权利要求1或2所述的气密端子，其中，
该气密端子的从内部侧的端部至外部侧的端部为止的长度与从所述第2绝缘体的内部侧的端部至所述主体的内部侧的端部为止的长度之差，比将所述分隔壁接合于所述框体的接合金属的从内部侧的端部至外部侧的端部为止的长度大。
5.根据权利要求3所述的气密端子，其中，
该气密端子的从内部侧的端部至外部侧的端部为止的长度与从所述第2绝缘体的内部侧的端部至所述主体的内部侧的端部为止的长度之差，比将所述分隔壁接合于所述框体的接合金属的从内部侧的端部至外部侧的端部为止的长度大。
6.根据权利要求1或2所述的气密端子，其中，
具有多个所述信号线，还具有将所述多个信号线进行电连接的阻抗元件。
7.根据权利要求3所述的气密端子，其中，
具有多个所述信号线，还具有将所述多个信号线进行电连接的阻抗元件。
8.根据权利要求4所述的气密端子，其中，
具有多个所述信号线，还具有将所述多个信号线进行电连接的阻抗元件。
9.根据权利要求5所述的气密端子，其中，
具有多个所述信号线，还具有将所述多个信号线进行电连接的阻抗元件。
10.根据权利要求6所述的气密端子，其中，
还具有导电性材料，该导电性材料安装于所述主体，将所述阻抗元件覆盖。
11.根据权利要求7所述的气密端子，其中，
还具有导电性材料，该导电性材料安装于所述主体，将所述阻抗元件覆盖。
12.根据权利要求8所述的气密端子，其中，
还具有导电性材料，该导电性材料安装于所述主体，将所述阻抗元件覆盖。
13.根据权利要求9所述的气密端子，其中，
还具有导电性材料，该导电性材料安装于所述主体，将所述阻抗元件覆盖。
14.根据权利要求10所述的气密端子，其中，
还具有绝缘体，该绝缘体将所述导电性材料的周围覆盖。
15.根据权利要求11所述的气密端子，其中，
还具有绝缘体，该绝缘体将所述导电性材料的周围覆盖。
16.根据权利要求12所述的气密端子，其中，
还具有绝缘体，该绝缘体将所述导电性材料的周围覆盖。
17.根据权利要求13所述的气密端子，其中，
还具有绝缘体，该绝缘体将所述导电性材料的周围覆盖。
18.一种传感器单元，其具有所述权利要求1至17中任一项所述的气密端子。
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