JP2000065667A - 差圧測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 組み立てに基づく特性の変動が回避出来、組
み立てが容易で、歩留りが向上してコストダウンが図れ
る差圧測定装置を実現する。 【解決手段】 ブロック状の受圧部に一方の面の周縁部
が溶接固定される隔液ダイアフラムと、隔液ダイアフラ
ムの他方の面の周縁部を押圧シールするカバーフランジ
とを具備する差圧測定装置において、隔液ダイアフラム
の周縁を受圧部にリング状に抵抗溶接して形成される外
側抵抗溶接部と、外側抵抗溶接部より内側に設けられ隔
液ダイアフラムの周縁部を受圧部に耐食材よりなる間材
リングを介してリング状に抵抗溶接して形成される内側
抵抗溶接部と、内側抵抗溶接部と外側抵抗溶接部との間
にリング状に受圧部に設けられた段部と、段部に対応し
て隔液ダイアフラムに設けられた深絞り部と、隔液ダイ
アフラムの他方の面の深絞り部より周縁側を押圧シール
するカバーフランジとを具備したことを特徴とする差圧
測定装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、組み立てに基づく
特性の変動が回避出来、組み立てが容易で、歩留りが向
上してコストダウンが図れる差圧測定装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図３は、従来より一般に使用されている
従来例の構成説明図で、例えば、実開昭６０―１８１６
４２号に示されている。

【０００３】図において、１はハウジングで、円柱状の
首部１Ａと、首部１Ａの端部外周縁部１Ｃにおいて溶接
接続されたブロック状の受圧部１Ｂとよりなる。首部１
Ａと受圧部１Ｂとは、この場合は、ステンレス材よりな
る。

【０００４】ハウジング１の両側に高圧側カバーフラン
ジ２、低圧側カバーフランジ３が溶接等によって固定さ
れており、両カバーフランジ２，３には測定せんとする
圧力Ｐ_H の高圧流体の導入口４、圧力Ｐ_L の低圧流体の
導入口５が設けられている。

【０００５】ハウジング１内に圧力測定室６が形成され
ており、この圧力測定室６内にセンタダイアフラム７と
シリコンダイアフラム８が設けられている。

【０００６】センタダイアフラム７とシリコンダイアフ
ラム８はそれぞれ別個に圧力測定室６の壁に固定されて
おり、センタダイアフラム７とシリコンダイアフラム８
の両者でもって圧力測定室６を２分している。

【０００７】センタダイアフラム７と対向する圧力測定
室６の壁には、バックプレ―ト６Ａ，６Ｂが形成されて
いる。センタダイアフラム７は周縁部をハウジング１に
溶接されている。

【０００８】シリコンダイアフラム８は全体が単結晶の
シリコン基板から形成されている。シリコン基板の一方
の面にボロン等の不純物を選択拡散して４っのストレン
ゲ―ジ８０を形成し、他方の面を機械加工、エッチング
し、全体が凹形のダイアフラムを形成する。

【０００９】４っのストレインゲ―ジ８０は、シリコン
ダイアフラム８が差圧ΔＰを受けてたわむ時、２つが引
張り、２つが圧縮を受けるようになっており、これらが
ホイ―トストン・ブリッジ回路に接続され、抵抗変化が
差圧ΔＰの変化として検出される。

【００１０】シリコンダイアフラム８は、首部１Ａを２
個のセンサ室８１，８２に分ける。支持体９の圧力測定
室６側端面に、低融点ガラス接続等の方法でシリコンダ
イアフラム８が接着固定されている。

【００１１】ハウジング１と高圧側カバーフランジ２、
および低圧側カバーフランジ３との間に、圧力導入室１
０，１１が形成されている。この圧力導入室１０，１１
内に隔液ダイアフラム１２，１３を設け、この隔液ダイ
アフラム１２，１３と対向するハウジング１の壁１０
Ａ，１１Ａに隔液ダイアフラム１２，１３と類似の形状
のバックプレ―トが形成されている。

【００１２】隔液ダイアフラム１２，１３は、受圧部１
Ｂに、隔液リング１２１，１３１により周縁部が溶接さ
れている。この場合は、隔液ダイアフラム１２，１３
と、隔液リング１２１，１３１とはステンレス材よりな
る。

【００１３】隔液ダイアフラム１２，１３とバックプレ
―ト１０Ａ，１１Ａとで形成される空間と、圧力測定室
６は、連通孔１４，１５を介して導通している。

【００１４】そして、隔液ダイアフラム１２，１３間に
シリコンオイル等の封入液１０１，１０２が満たされ、
この封入液が連通孔１６，１７を介してシリコンダイア
フラム８の上下面にまで至っている。

【００１５】封入液１０１，１０２は、センタダイアフ
ラム７とシリコンダイアフラム８とによって２分されて
いるが、その量が、ほぼ均等になるように配慮されてい
る。１８は、受圧部１Ｂとカバーフランジ２，３との間
に設けられたガスケットで、この場合は、Ｏリングが使
用されている。

【００１６】以上の構成において、高圧側から圧力が作
用した場合、隔液ダイアフラム１２に作用する圧力が封
入液１０１によってシリコンダイアフラム８に伝達され
る。一方、低圧側から圧力が作用した場合、隔液ダイア
フラム１３に作用する圧力が封入液１０２によってシリ
コンダイアフラム８に伝達される。

【００１７】この結果、高圧側と低圧側との圧力差に応
じてシリコンダイアフラム８が歪み、この歪み量がスト
レインゲ―ジ８０によって電気的に取出され、差圧の測
定が行なわれる。

【００１８】図４は従来より一般に使用されている他の
従来例の構成説明図で、測定流体が高腐蝕性流体の場合
である。

【００１９】測定流体が高腐蝕性流体の場合は、第１の
隔液ダイアフラム１２，１３と第１の隔液リング１２
１，１３１とを覆って、高耐腐蝕性材、例えば、タンタ
ル、ハステロイ材からなる、第２の隔液ダイアフラム２
１，２２と第２の隔液リング２１１，２２１とが使用さ
れる。

【００２０】この場合、タンタル、ハステロイ材からな
る第２の隔液ダイアフラム２１，２２は、ステンレスよ
りなる受圧部１Ｂに溶接固定され難いので、例えば、ニ
ッケルよりなる間材リング２３，２４を介して溶接固定
される。

【００２１】図４に示す如く、第１の隔液ダイアフラム
１２，１３と第１の隔液リング１２１，１３１と受圧部
１Ｂとの間、第２の隔液ダイアフラム２１，２２と第２
の隔液リング２１１，２２１と間材リング２３，２４と
の間、間材リング２３，２４と受圧部１Ｂとの間には、
溶接部Ｄが設けられている。、

【００２２】この場合は、Ｔｉｇ溶接がされている。ま
た、第２の隔液ダイアフラム２１，２２と第２の隔液リ
ング２１１，２２１との間には、電子ビーム溶接Ｅがな
されている。ガスケット３０は、受圧部１Ｂとカバーフ
ランジ２，３とをシールする。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
な高腐蝕性の装置においては、 （１）カバーフランジ２，３は、圧力導入室１０，１１
の耐圧を確保出来るようにするために、例えば、貫通ボ
ルト、ナツトを使用して隔液リング１２１，１３１を強
く押圧し締め付ける。

【００２４】締め付け面とダイアフラム１２，１３、２
１，２２との面が、同一面上にあるため、ダイアフラム
１２，１３、２１，２２の初期張力に影響が及び、装置
の特性がばらつく事になる。

【００２５】（２）第２の隔液ダイアフラム２１，２
２、第２の隔液リング２１，２２や間材リング２３，２
４を必要とするため、溶接個所や部品点数が多くなって
しまい、大幅なコストアップとなってしまう。

【００２６】本発明は、この問題点を、解決するもので
ある。本発明の目的は、組み立てに基づく特性の変動が
回避出来、組み立てが容易で、歩留りが向上してコスト
ダウンが図れる差圧測定装置を提供するにある。

【００２７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、 （１）ブロック状の受圧部に一方の面の周縁部が溶接固
定される隔液ダイアフラムと、この隔液ダイアフラムの
他方の面の周縁部を押圧シールするカバーフランジとを
具備する差圧測定装置において、前記隔液ダイアフラム
の周縁を前記受圧部にリング状に抵抗溶接して形成され
る外側抵抗溶接部と、この外側抵抗溶接部より内側に設
けられ前記隔液ダイアフラムの周縁部を前記受圧部に耐
食材よりなる間材リングを介してリング状に抵抗溶接し
て形成される内側抵抗溶接部と、この内側抵抗溶接部と
前記外側抵抗溶接部との間にリング状に前記受圧部に設
けられた段部と、この段部に対応して前記隔液ダイアフ
ラムに設けられた深絞り部と、前記隔液ダイアフラムの
他方の面のこの深絞り部より周縁側を押圧シールするカ
バーフランジとを具備したことを特徴とする差圧測定装
置。 （２）前記抵抗溶接としてシーム溶接が使用された事を
特徴とする請求項１記載の差圧測定装置。 （３）前記間材リングとしてニッケルが使用された事を
特徴とする請求項１又は請求項２記載の差圧測定装置。
を構成したものである。

【００２８】

【作用】以上の構成において、高圧側から圧力が作用し
た場合、隔液ダイアフラムに作用する圧力が、封入液に
よってシリコンダイアフラムに伝達される。一方、低圧
側から圧力が作用した場合、隔液ダイアフラムに作用す
る圧力が封入液によってシリコンダイアフラムに伝達さ
れる。

【００２９】従って、高圧側と低圧側との圧力差に応じ
て、シリコンダイアフラムが歪み、この歪み量がストレ
インゲ―ジによって電気的に取出され、差圧の測定が行
なわれる。

【００３０】而して、受圧部に隔液ダイアフラムを組み
立てるには、隔液ダイアフラムの深絞り部を、受圧部の
段部に取付ける。次に、間材リングを介してた内側抵抗
溶接部と、外側抵抗溶接部とを、シーム溶接により形成
する。以下、実施例に基づき詳細に説明する。

【００３１】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例の要部構
成説明図、図２は図１の要部詳細図である。図におい
て、図３と同一記号の構成は同一機能を表わす。以下、
図３と相違部分のみ説明する。

【００３２】外側抵抗溶接部３１，３２は、隔液ダイア
フラム３３，３４の周縁を、受圧部１Ｂにリング状にシ
ーム溶接して形成される。隔液ダイアフラム３３，３４
は、この場合は、耐食材であるタンタルやハステロイ材
が使用されている。

【００３３】受圧部１Ｂは、この場合は、ステンレス材
が使用されている。耐食材であるタンタルやハステロイ
材は、ステンレス材に対して、溶接性は良くない。

【００３４】内側抵抗溶接部３５，３６は、図２に示す
如く、外側抵抗溶接部３１，３２より内側に設けられ、
隔液ダイアフラム３３，３４の周縁部分を、受圧部１Ｂ
に、耐食材よりなる間材リング３７，３８を介して、リ
ング状にシーム溶接して形成される。

【００３５】この場合は、間材リング３７，３８は、ニ
ッケル材よりなる。ニッケル材は、耐食材であるタンタ
ルやハステロイ材に対して、溶接性が良く、又ステンレ
ス材に対しても、溶接性が良い。

【００３６】段部３９，４１は、内側抵抗溶接部３５，
３６と外側抵抗溶接部３１，３２との間にリング状に受
圧部１Ｂに設けられている。深絞り部４２，４３は、段
部３７，３８に対応して、隔液ダイアフラム３３，３４
に設けられている。

【００３７】カバーフランジ２，３は、隔液ダイアフラ
ム３３，３４の深絞り部４２，４３より周縁側を押圧シ
ールする。

【００３８】以上の構成において、高圧側から圧力が作
用した場合、隔液ダイアフラム３３に作用する圧力が、
封入液１０１によって、シリコンダイアフラム８に伝達
される。一方、低圧側から圧力が作用した場合、隔液ダ
イアフラム３４に作用する圧力が封入液１０２によって
シリコンダイアフラム８に伝達される。

【００３９】従って、高圧側と低圧側との圧力差に応じ
て、シリコンダイアフラム８が歪み、この歪み量がスト
レインゲ―ジ８０によって電気的に取出され、差圧の測
定が行なわれる。

【００４０】而して、受圧部１Ｂに、隔液ダイアフラム
３３，３４を組み立てるには、隔液ダイアフラム３３，
３４の深絞り部４２，４３を、受圧部１Ｂの段部３９，
４１に取付ける。

【００４１】次に、間材リング３７，３８を介した内側
抵抗溶接部３５，３６と、外側抵抗溶接部３１，３２と
を、シーム溶接により形成して、隔液ダイアフラム３
３，３４を受圧部１Ｂに取付る。

【００４２】この結果、 （１）カバーフランジ２，３は、圧力導入室１０，１１
の耐圧を確保出来るようにするために、受圧部１Ｂを強
く押圧し、締め付ける。締め付け面とダイアフラム３
３，３４との面が、同一面上にあると、ダイアフラム３
３，３４の初期張力に影響が及び、装置の特性がばらつ
く恐れがある。

【００４３】しかし、本発明においては、深絞り部４
２，４３が設けられたので、深絞り部４２，４３で、カ
バーフランジ２，３による押圧力が吸収され、ダイアフ
ラム３３，３４の初期張力に影響が及ぶことがなく、装
置の特性がばらつく恐れがない差圧測定装置が得られ
る。

【００４４】（２）抵抗溶接を採用したので、隔液ダイ
アフラム３３，３４を、受圧部１Ｂに直接溶接可能とな
り、図３従来例の如き、第２の隔液ダイアフラム２１，
２２、第２の隔液リング２１，２２や間材リング２３，
２４が必要でなくなった。

【００４５】このため、溶接個所や部品点数が減少出来
て、大幅なコストダウンが可能となり、安価な差圧測定
装置が得られる。

【００４６】（３）段部３９，４１に、深絞り部４２，
４３を配置することにより、組み立て治具等を必要とせ
ず、溶接時の芯出し固定が容易に出来るので、溶接作業
が容易に出来、溶接加工コストの大幅な低減が可能とな
り、安価な差圧測定装置が得られる。

【００４７】（４）隔液ダイアフラム３３，３４の周縁
に、外側抵抗溶接部３１，３２がされるので、耐食部分
が広く形成され、耐食性が向上された、差圧測定装置が
得られる。

【００４８】（５）内側抵抗溶接部３５，３６は、隔液
ダイアフラム３３，３４の周縁部分を、受圧部１Ｂに、
耐食材よりなる間材リング３７，３８を介してリング状
に抵抗溶接して形成される。

【００４９】したがって、溶接部外表面に、高耐食材で
ある隔液ダイアフラム３３，３４と間材リング３７，３
８の材料以外の、被溶接部分１Ｂの材料が溶出する恐れ
が、更に、確実になくなり、歩留が向上され安価な差圧
測定装置が得られる。

【００５０】特に、内側抵抗溶接部３５，３６は、高腐
蝕性の測定流体に露出するため、被溶接部分１Ｂの材料
が溶出する恐れが、更に、確実になくなる効果は大き
い。

【００５１】（６）抵抗溶接３１，３２，３５，３６と
して、シーム溶接が使用されれば、溶接部外表面に、高
耐食材である隔液ダイアフラム３３，３４の材料以外
の、被溶接部分１Ｂの材料が溶出する恐れがなく、且
つ、連続した溶接であるので、溶接部３１，３２，３
５，３６のシールの信頼性が高く確実な差圧測定装置が
得られる。

【００５２】（７）間材リング３７，３８に、ニッケル
材が使用されれば、ニッケル材は、耐食材であるタンタ
ルやハステロイ材に対して、溶接性が良く、又ステンレ
ス材に対しても、溶接性が良い。

【００５３】したがって、隔液ダイアフラム３３，３４
を、受圧部１Ｂに内側抵抗溶接部３５，３６にて、抵抗
溶接する場合に、更に、溶接性が向上され、歩留が向上
されて、安価な差圧測定装置が得られる。

【００５４】なお、前述の実施例においては、抵抗溶接
３１，３２，３５，３６として、シーム溶接３１，３
２，３５，３６が使用されている、と説明したが、これ
に限ることはなく、例えば、スポット溶接でも良い。

【００５５】要するに、溶接部外表面に、隔液ダイアフ
ラム３３，３４の高耐食材以外の、被溶接部の材料が溶
出する恐れがなければ良い。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
によれば、 （１）カバーフランジは、圧力導入室の耐圧を確保出来
るようにするために、隔液リングを強く押圧し、締め付
ける。

【００５７】締め付け面とダイアフラムとの面が、同一
面上にあると、ダイアフラムの初期張力に影響が及び、
装置の特性がばらつく恐れがある。

【００５８】しかし、本発明においては、深絞り部が設
けられたので、深絞り部で、カバーフランジによる押圧
力が吸収され、ダイアフラムの初期張力に影響が及ぶこ
とがなく、装置の特性がばらつく恐れがない差圧測定装
置が得られる。

【００５９】（２）抵抗溶接を採用したので、隔液ダイ
アフラムを受圧部に直接溶接可能となり、従来例の如
き、第２の隔液ダイアフラム、第２の隔液リングや間材
リングが必要でなくなった。

【００６０】このため、溶接個所や部品点数が減少出来
て、大幅なコストダウンが可能となり、安価な差圧測定
装置が得られる。

【００６１】（３）段部に、深絞り部を配置することに
より、組み立て治具等を必要とせず、溶接時の芯出し固
定が容易に出来るので、溶接作業が容易に出来、溶接加
工コストの大幅な低減が可能となり、安価な差圧測定装
置が得られる。

【００６２】（４）隔液ダイアフラムの周縁に、外側抵
抗溶接部が形成されるので、耐食部分が広く形成され、
耐食性が向上された差圧測定装置が得られる。

【００６３】（５）内側抵抗溶接部は、隔液ダイアフラ
ムの周縁部分を、受圧部に、耐食材よりなる間材リング
を介してリング状に抵抗溶接して形成される。

【００６４】したがって、溶接部外表面に、高耐食材で
ある隔液ダイアフラムと間材リングの材料以外の、被溶
接部分の材料が溶出する恐れが、更に、確実になくな
り、歩留が向上され安価な差圧測定装置が得られる。

【００６５】特に、内側抵抗溶接部は、高腐蝕性の測定
流体に露出するため、被溶接部分の材料が溶出する恐れ
が、更に、確実になくなる効果は大きい。

【００６６】本発明の請求項２によれば、抵抗溶接とし
て、シーム溶接が使用されたので、溶接部外表面に、隔
液ダイアフラムの高耐食材以外の、被溶接部の材料が溶
出する恐れがなく、且つ、連続した溶接であるので、溶
接部のシールの信頼性が高く確実な差圧測定装置が得ら
れる。

【００６７】本発明の請求項３によれば、間材リング
に、ニッケル材が使用されたので、ニッケル材は、耐食
材であるタンタルやハステロイ材に対して、溶接性が良
く、又ステンレス材に対しても、溶接性が良い。

【００６８】したがって、隔液ダイアフラムを、受圧部
に内側抵抗溶接部にて、抵抗溶接する場合に、更に、溶
接性が向上され、歩留が向上されて、安価な差圧測定装
置が得られる。

【００６９】従って、本発明によれば、組み立てに基づ
く特性の変動が回避出来、組み立てが容易で、歩留りが
向上してコストダウンが図れる差圧測定装置を実現する
ことが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の要部構成説明図である。

【図２】図１の要部詳細図である。

【図３】従来より一般に使用されている従来例の構成説
明図である。

【図４】従来より一般に使用されている他の従来例の構
成説明図である。

【符号の説明】

１ ハウジング １Ａ 首部 １Ｂ 受圧部 １Ｃ 溶接部 ２ 高圧側カバーフランジ ３ 低圧側カバーフランジ ４ 導入口 ５ 導入口 ６ 圧力測定室 ６Ａ バックプレ―ト ６Ｂ バックプレ―ト ７ センタダイアフラム ８ シリコンダイアフラム ９ 支持体 １０ 圧力導入室 １０Ａ バックプレ―ト １１ 圧力導入室 １１Ａ バックプレ―ト １４ 連通孔 １５ 連通孔 １６ 連通孔 １７ 連通孔 １８ Ｏリング ３１ 外側抵抗溶接部 ３２ 外側抵抗溶接部 ３３ 隔液ダイアフラム ３４ 隔液ダイアフラム ３５ 内側抵抗溶接部 ３６ 内側抵抗溶接部 ３７ 間材リング ３８ 間材リング ３９ 段部 ４１ 段部 ４２ 深絞り部 ４３ 深絞り部 ８０ ストレインゲ―ジ ８１ センサ室 ８２ センサ室 １０１ 封入液 １０２ 封入液

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ブロック状の受圧部に一方の面の周縁部が
   溶接固定される隔液ダイアフラムと、 この隔液ダイアフラムの他方の面の周縁部を押圧シール
   するカバーフランジとを具備する差圧測定装置におい
   て、 前記隔液ダイアフラムの周縁を前記受圧部にリング状に
   抵抗溶接して形成される外側抵抗溶接部と、 この外側抵抗溶接部より内側に設けられ前記隔液ダイア
   フラムの周縁部を前記受圧部に耐食材よりなる間材リン
   グを介してリング状に抵抗溶接して形成される内側抵抗
   溶接部と、 この内側抵抗溶接部と前記外側抵抗溶接部との間にリン
   グ状に前記受圧部に設けられた段部と、 この段部に対応して前記隔液ダイアフラムに設けられた
   深絞り部と、 前記隔液ダイアフラムの他方の面のこの深絞り部より周
   縁側を押圧シールするカバーフランジとを具備したこと
   を特徴とする差圧測定装置。
2. 【請求項２】前記抵抗溶接としてシーム溶接が使用され
   た事を特徴とする請求項１記載の差圧測定装置。
3. 【請求項３】前記間材リングとしてニッケルが使用され
   た事を特徴とする請求項１又は請求項２記載の差圧測定
   装置。