JP2000131164A - 絶対圧力伝送器 - Google Patents
絶対圧力伝送器Info
- Publication number
- JP2000131164A JP2000131164A JP10306672A JP30667298A JP2000131164A JP 2000131164 A JP2000131164 A JP 2000131164A JP 10306672 A JP10306672 A JP 10306672A JP 30667298 A JP30667298 A JP 30667298A JP 2000131164 A JP2000131164 A JP 2000131164A
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- JP
- Japan
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- pressure
- chamber
- liq
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】液封形伝送器で高真空を測定すると封入液室に
気泡が発生し測定が不可能となってしまうという問題が
あった。片側液封形高感度絶対圧力伝送器では気泡発生
を抑えるために封入液室を加圧しておくことは温度変化
等の影響が大きく実現できなかった。 【解決手段】封入液室と基準圧力室を等しく加圧状態で
形成することにより、測定圧力に関係なく、伝送器の内
部圧力は一定以下にならないため、気泡が発生せず、ま
た圧力センサが平衡になっているため、広い温度範囲で
影響の少ない絶対圧力伝送器が実現出来た。
気泡が発生し測定が不可能となってしまうという問題が
あった。片側液封形高感度絶対圧力伝送器では気泡発生
を抑えるために封入液室を加圧しておくことは温度変化
等の影響が大きく実現できなかった。 【解決手段】封入液室と基準圧力室を等しく加圧状態で
形成することにより、測定圧力に関係なく、伝送器の内
部圧力は一定以下にならないため、気泡が発生せず、ま
た圧力センサが平衡になっているため、広い温度範囲で
影響の少ない絶対圧力伝送器が実現出来た。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は絶対圧力伝送器に係
り、特に耐真空性を向上させた液封形絶対圧力伝送器の
性能向上に関する。
り、特に耐真空性を向上させた液封形絶対圧力伝送器の
性能向上に関する。
【０００２】
【従来の技術】絶対真空を基準とした圧力を計測する絶
対圧力伝送器は、特開昭59−228141号公報に記載された
ように測定流体を受圧するシールダイアフラムと、受圧
部本体に設置した半導体圧力センサの間は封入液で充填
されているもので、シールダイアフラムによって受圧し
た測定圧力は封入液を介して、前記半導体圧力センサに
伝達される。前記半導体センサの一方の側は真空基準圧
力室を形成してあり、半導体圧力センサは測定圧力と前
記真空基準圧力室との圧力差を検出する。
対圧力伝送器は、特開昭59−228141号公報に記載された
ように測定流体を受圧するシールダイアフラムと、受圧
部本体に設置した半導体圧力センサの間は封入液で充填
されているもので、シールダイアフラムによって受圧し
た測定圧力は封入液を介して、前記半導体圧力センサに
伝達される。前記半導体センサの一方の側は真空基準圧
力室を形成してあり、半導体圧力センサは測定圧力と前
記真空基準圧力室との圧力差を検出する。
【０００３】本構造の伝送器は測定流体にセンサが直接
接触しないため産業用の計測に多く用いられ、大気圧測
定など比較的高い絶対圧力を測定するのに有効である。
しかし、基準圧力室が真空に保持されているのに対し
て、測定圧力を伝達する隔離室には絶縁性液体が充填さ
れているため周囲の温度変化に対して、熱膨張により出
力が変化する。また測定圧力が低くなると封入液は測定
圧力に等しい真空になるため気泡が発生し、シールダイ
アフラムで受けた流体圧力が半導体圧力センサに正確に
伝達されなくなるという問題があった。
接触しないため産業用の計測に多く用いられ、大気圧測
定など比較的高い絶対圧力を測定するのに有効である。
しかし、基準圧力室が真空に保持されているのに対し
て、測定圧力を伝達する隔離室には絶縁性液体が充填さ
れているため周囲の温度変化に対して、熱膨張により出
力が変化する。また測定圧力が低くなると封入液は測定
圧力に等しい真空になるため気泡が発生し、シールダイ
アフラムで受けた流体圧力が半導体圧力センサに正確に
伝達されなくなるという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】気泡発生の問題は、あ
らゆる測定環境で封入液が一定圧力以下の圧力にならな
いようにすればよい。このために封入液室では封入液は
シールダイアフラムの剛性の反力により、常に一定の圧
力が加わった状態にし、封入液の圧力が測定圧力より常
に高い気泡発生しない圧力であれば問題は解決する。
らゆる測定環境で封入液が一定圧力以下の圧力にならな
いようにすればよい。このために封入液室では封入液は
シールダイアフラムの剛性の反力により、常に一定の圧
力が加わった状態にし、封入液の圧力が測定圧力より常
に高い気泡発生しない圧力であれば問題は解決する。
【０００５】しかし、半導体圧力センサの片面側をシー
ルダイアフラムで液封した構造でシールダイアフラムの
剛性による反力によって、封入液室の圧力を高く保持す
るにはシールダイアフラムの剛性を大きくし、かつ封入
液量を増加させる必要がある。この結果、ゼロ点オフセ
ットが増大し、温度影響が大きくなるなどの特性悪化が
大きく信頼性の高い、安定な測定が出来る絶対圧力伝送
器が実現できなかった。
ルダイアフラムで液封した構造でシールダイアフラムの
剛性による反力によって、封入液室の圧力を高く保持す
るにはシールダイアフラムの剛性を大きくし、かつ封入
液量を増加させる必要がある。この結果、ゼロ点オフセ
ットが増大し、温度影響が大きくなるなどの特性悪化が
大きく信頼性の高い、安定な測定が出来る絶対圧力伝送
器が実現できなかった。
【０００６】本発明の目的は、上記欠点を鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは封入液室に気泡の発
生がなく、広い温度範囲で耐真空性を向上させた液封形
絶対圧力伝送器を提供するものである。
たもので、その目的とするところは封入液室に気泡の発
生がなく、広い温度範囲で耐真空性を向上させた液封形
絶対圧力伝送器を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の絶対圧力伝送器においては封入液室の圧力
を常に測定圧力より高い圧力とし、基準圧力室の圧力を
封入液室の圧力と同様に高めて形成したものである。
め、本発明の絶対圧力伝送器においては封入液室の圧力
を常に測定圧力より高い圧力とし、基準圧力室の圧力を
封入液室の圧力と同様に高めて形成したものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施例を図に基づい
て説明する。図１は絶対圧力伝送器の一実施例を示す断
面図で、受圧部本体１にはシール金具５４のシリコンダ
イアフラム形圧力センサ５１と共に封入液室３を形成す
るようにシールダイアフラム２を溶接している。封入液
室３には絶縁性があり非圧縮性の液体、例えばシリコー
ンオイルのような封入液４を封入している。
て説明する。図１は絶対圧力伝送器の一実施例を示す断
面図で、受圧部本体１にはシール金具５４のシリコンダ
イアフラム形圧力センサ５１と共に封入液室３を形成す
るようにシールダイアフラム２を溶接している。封入液
室３には絶縁性があり非圧縮性の液体、例えばシリコー
ンオイルのような封入液４を封入している。
【０００９】この封入液４は計測時隔離室３の圧力を測
定圧力より常に一定の高い圧力で保持するために前記シ
ールダイアフラム２の中立状態より多量に封入してあ
る。封入液量と圧力の関係は（１）式で示される。
定圧力より常に一定の高い圧力で保持するために前記シ
ールダイアフラム２の中立状態より多量に封入してあ
る。封入液量と圧力の関係は（１）式で示される。
【００１０】
【数１】 ΔＶ＝Ｐｂ／Ｋ …（１） ここで、ΔＶはシールダイアフラムの中立状態からの増
加封入液量、Ｐｂは増加封入液量による隔離室内の上昇
圧力、Ｋはシールダイアフラムの体積−圧力係数であ
る。本実施例の場合、シールダイアフラムの体積−圧力
係数Ｋ＝３.１５×１０4Ｐａ／cc で上昇圧力Ｐｂ＝２.
６７×１０4Ｐａとするために増加液量ΔＶ＝０.８５cc
となり、シールダイアフラムの中立状態での封入液室
３の容積Ｖｏ＝３ccから封入液量を３.８５cc を封入液
室３に封入し、封入液室３の圧力を常時２.６７×１０4
Ｐａ以下には下がらない構造としている。
加封入液量、Ｐｂは増加封入液量による隔離室内の上昇
圧力、Ｋはシールダイアフラムの体積−圧力係数であ
る。本実施例の場合、シールダイアフラムの体積−圧力
係数Ｋ＝３.１５×１０4Ｐａ／cc で上昇圧力Ｐｂ＝２.
６７×１０4Ｐａとするために増加液量ΔＶ＝０.８５cc
となり、シールダイアフラムの中立状態での封入液室
３の容積Ｖｏ＝３ccから封入液量を３.８５cc を封入液
室３に封入し、封入液室３の圧力を常時２.６７×１０4
Ｐａ以下には下がらない構造としている。
【００１１】センサ５０はゲージ抵抗が拡散形成された
面と、反対の周辺部分を肉厚に形成したシリコンダイア
フラム形圧力センサ５１と、該圧力センサ５１の周縁部
分を介してそれを支持する固定台５２と、前記圧力セン
サ５１の電気信号を外部に取り出すハーメチックシール
されたリード部５８を有するシール金具５４から成り、
本体１に溶接している。前記固定台５２は前記圧力セン
サ５１を形成するシリコンと近似した熱膨張係数を持つ
材料例えばホウ珪酸ガラスより成り、前記圧力センサ５
１と陽極接合により接合している。陽極接合は封入液室
の初期圧力に等しい圧力の気体雰囲気、例えば窒素雰囲
気中で行い、基準圧力室５５は接合雰囲気圧力と同じ圧
力の窒素ガスが封じ込められている。固定台５２の圧力
センサ５１が接合されている面と反対の面には支持体を
接合し、この支持体５３を介して圧力センサ５１をシー
ル金具５４に溶接固着している。
面と、反対の周辺部分を肉厚に形成したシリコンダイア
フラム形圧力センサ５１と、該圧力センサ５１の周縁部
分を介してそれを支持する固定台５２と、前記圧力セン
サ５１の電気信号を外部に取り出すハーメチックシール
されたリード部５８を有するシール金具５４から成り、
本体１に溶接している。前記固定台５２は前記圧力セン
サ５１を形成するシリコンと近似した熱膨張係数を持つ
材料例えばホウ珪酸ガラスより成り、前記圧力センサ５
１と陽極接合により接合している。陽極接合は封入液室
の初期圧力に等しい圧力の気体雰囲気、例えば窒素雰囲
気中で行い、基準圧力室５５は接合雰囲気圧力と同じ圧
力の窒素ガスが封じ込められている。固定台５２の圧力
センサ５１が接合されている面と反対の面には支持体を
接合し、この支持体５３を介して圧力センサ５１をシー
ル金具５４に溶接固着している。
【００１２】前記シール金具５４の圧力センサ５１を取
付ける面と反対側の面には前記ハーメチックリード線が
前記封入液室３から貫通してあり、増幅器１１のプリン
ト基板に接続したコネクタ６とリード線で電気的に接続
している。
付ける面と反対側の面には前記ハーメチックリード線が
前記封入液室３から貫通してあり、増幅器１１のプリン
ト基板に接続したコネクタ６とリード線で電気的に接続
している。
【００１３】
【発明の効果】本発明の絶対圧力伝送器によれば、測定
圧力が絶対真空のような非常に低い圧力であっても、圧
力を伝達する封入液室の圧力は任意の高い圧力以下にな
らない為、封入液の気化等による気泡の発生がなく、信
頼性の高い安定な測定が可能となる。また、基準圧力室
も封入液室と同等の圧力で形成されているので、片側の
みの液封によるゼロ点オフセットがないため、オフセッ
ト補正の必要がなく構成が簡単となる。さらに温度変化
による封入液の膨張，収縮で発生する出力誤差は基準圧
力室に封じた気体の膨張，収縮により補正されるため広
い温度範囲で影響の少ない安定な測定が可能となる。
圧力が絶対真空のような非常に低い圧力であっても、圧
力を伝達する封入液室の圧力は任意の高い圧力以下にな
らない為、封入液の気化等による気泡の発生がなく、信
頼性の高い安定な測定が可能となる。また、基準圧力室
も封入液室と同等の圧力で形成されているので、片側の
みの液封によるゼロ点オフセットがないため、オフセッ
ト補正の必要がなく構成が簡単となる。さらに温度変化
による封入液の膨張，収縮で発生する出力誤差は基準圧
力室に封じた気体の膨張，収縮により補正されるため広
い温度範囲で影響の少ない安定な測定が可能となる。
【図１】本発明の一実施例を示す絶対圧力伝送器の断面
図。
図。
１…受圧部本体、２…シールダイアフラム、３…封入液
室、４…封入液、５…カバー、６…コネクタ、１１…増
幅器ケース、２２…フランジ、２５…測定圧力導入口、
２６…測定圧力室、５０…圧力センサ、５１…シリコン
ダイアフラム形圧力センサ、５２…固定台、５３…支持
体、５４…シール金具、５５…基準圧力室。
室、４…封入液、５…カバー、６…コネクタ、１１…増
幅器ケース、２２…フランジ、２５…測定圧力導入口、
２６…測定圧力室、５０…圧力センサ、５１…シリコン
ダイアフラム形圧力センサ、５２…固定台、５３…支持
体、５４…シール金具、５５…基準圧力室。
Claims (5)
- 【請求項１】測定圧力を受圧するシールダイアフラム
と、該シールダイアフラムが受圧した圧力を圧力検出手
段に伝達する封入液体に満たされた封入液室と該圧力検
出手段に前記測定圧力と、比較する基準圧力室を備えた
絶対圧力伝送器において、前記封入液室内の圧力が測定
圧力より常に高い圧力となるように封入液を封じ、前記
基準圧力室は真空より高い封入圧力で封入したことを特
徴とする絶対圧力伝送器。 - 【請求項２】請求項１の絶対圧力伝送器において、前記
基準圧力室の封入圧力は気体を封じ込めて形成すること
を特徴とする絶対圧力伝送器。 - 【請求項３】請求項２の絶対圧力伝送器において、前記
圧力検出手段が固定台に陽極接合により形成された半導
体圧力センサであることを特徴とする絶対圧力伝送器。 - 【請求項４】請求項３の絶対圧力伝送器において、基準
圧力室の気体封入圧力が前記静電接合時に同時形成され
ることを特徴とする絶対圧力伝送器。 - 【請求項５】請求項４の絶対圧力伝送器において、前記
基準圧力室の前記気体の封入圧力が前記封入液室の封入
圧力と同じ圧力であることを特徴とする絶対圧力伝送
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10306672A JP2000131164A (ja) | 1998-10-28 | 1998-10-28 | 絶対圧力伝送器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10306672A JP2000131164A (ja) | 1998-10-28 | 1998-10-28 | 絶対圧力伝送器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000131164A true JP2000131164A (ja) | 2000-05-12 |
Family
ID=17959939
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10306672A Pending JP2000131164A (ja) | 1998-10-28 | 1998-10-28 | 絶対圧力伝送器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000131164A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107976279A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-05-01 | 北京创昱科技有限公司 | 一种真空测量装置 |
-
1998
- 1998-10-28 JP JP10306672A patent/JP2000131164A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107976279A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-05-01 | 北京创昱科技有限公司 | 一种真空测量装置 |
| WO2019114243A1 (zh) * | 2017-12-15 | 2019-06-20 | 北京创昱科技有限公司 | 真空测量装置 |
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