JP2000321010A - 渦電流式変位計 - Google Patents

渦電流式変位計

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JP2000321010A
JP2000321010A JP11131942A JP13194299A JP2000321010A JP 2000321010 A JP2000321010 A JP 2000321010A JP 11131942 A JP11131942 A JP 11131942A JP 13194299 A JP13194299 A JP 13194299A JP 2000321010 A JP2000321010 A JP 2000321010A
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JP
Japan
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displacement meter
eddy current
head case
washer
meter according
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JP11131942A
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English (en)
Inventor
Shuichiro Honda
修一郎 本田
Hideki Jinno
秀基 神野
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Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 十分な計測精度が得られると共に、高温・高
圧の流体環境下でも十分な耐食性が得られ、且つ十分な
機械的な強度を確保することができる渦電流式変位計を
提供する。 【解決手段】 材質にSiCを用いて計測部11を収納
したヘッドケース部12と、前記ヘッドケース部を支持
する金属製の基体ケース部13と、前記ヘッドケース部
と基体ケース部とのそれぞれその外径よりも大きな薄肉
シール部材15,16をロウ付けにより接着し、両薄肉
シール部材の外周部17にて溶融接合した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、被測定対象物の変
位を磁気信号に基づいて非接触で計測する渦電流式変位
計に係り、特に高温・高圧の流体等の環境下でも使用す
ることができる変位計に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、高温・高圧の流体中で使用可能な
渦電流式変位計は、ほとんどの場合が全金属製のケース
により、磁気信号を発生する変位計測部を被覆して保護
している。渦電流式変位計は、被測定対象物の変位を、
磁気信号を被測定対象物に及ぼし、計測された渦電流に
より非接触で計測する。この変位計測部が金属製ケース
で被覆されると、変位計測部で形成される磁気信号が金
属製のケースを通過する際に、磁気信号自体が減衰され
るという問題がある。この結果、変位計のS/N比の悪
化が生じ、結果として検出精度の劣化につながる。この
ため、一部の渦電流式変位計では金属製のケースに替え
て、Si、又はAl等のセラミックス材が
用いられている。このようなセラミックス材は、磁気信
号が形成される変位計測部を絶縁体でカバーすることが
でき、その結果として計測精度の劣化が防止される。そ
して、これらのセラミックス材は渦電流式変位計のベー
スとなる金属部分とのロウ付け結合が比較的容易であ
る。しかしながら、これらのセラミックス材のうち、S
を用いたものは、高温の水中で腐食が生じ易い
ため、その使用範囲が限定されている。又、同様にAl
からなるセラミックス材は、高温の酸又はアルカ
リ環境下で同様に腐食するため、その使用範囲にも制限
がある。
【0003】ところで、SiCからなるセラミックス材
は、高温の水中、又は高温の酸或いはアルカリ環境下で
腐食に対して強い特性を有することが知られている。し
かしながら、SiCは金属とのロウ付け強度が他のセラ
ミックス材より劣り、又、Siに比べて強度や靱
性が小さいため、ロウ付けにより金属と接合しても、セ
ラミックスと金属との線膨張係数の相違による熱膨張差
が存在し、剥がれや割れが生じやすいという問題があっ
た。このため、SiCは、従来は高温・高圧の流体中の
環境下で使用される渦電流式変位計には、採用すること
は困難であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した事情
に鑑みて為されたもので、十分な計測精度が得られると
共に、高温・高圧の流体環境下でも十分な耐食性が得ら
れ、且つ十分な機械的な強度を確保することができる渦
電流式変位計を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の渦電流式変位計
は、材質にSiCを用いて計測部を収納したヘッドケー
ス部と、前記ヘッドケース部を支持する金属製の基体ケ
ース部と、前記ヘッドケース部と基体ケース部とのそれ
ぞれの外径よりも大きな薄肉シール部材をロウ付けによ
り接着し、両薄肉シール部材の外周部にて溶融接合した
ことを特徴とする。
【0006】上述した本発明によれば、計測部がSiC
からなるセラミックス材を用いて被覆保護されているの
で、変位計測部が生成する磁気信号を減衰させることな
く、渦電流式変位計として高いS/N比が得られ、高い
計測制度を維持することができる。そして、計測部を被
覆・保護するヘッドケース部にSiCからなるセラミッ
クス材を用いたので、高温の流体環境下でも高い耐食性
が得られる。更に、金属製の基体ケース部とSiC製の
ヘッドケース部とをそれぞれ薄肉のシール部材を介して
溶融接合により封止したので、過大な熱応力の発生を防
止して、機械的な両者間の接続強度を高めることができ
る。これにより機械的な安定性が高く、且つ比較的低コ
ストで上述の渦電流式変位計を製造することができる。
【0007】又、前記薄肉シール部材は、銅、銅合金、
銀、又はコバールであり、1mm以下の肉厚であること
が好ましい。又、前記外周部の溶融接合は、電子ビーム
溶接、レーザビーム溶接、又はマイクロTIG溶接にて
形成されることが好ましい。又、前記ヘッドケース部
は、前記基体ケース部に更に押さえキャップを介して固
定されることが好ましい。又、前記ヘッドケース部と押
さえキャップとの間に応力緩和座金を間挿することが好
ましい。又、前記ヘッドケース部と押さえキャップとの
間に潤滑座金を間挿することが好ましい。又、前記ヘッ
ドケース部と押さえキャップとの間にばね機能を有する
座金を間挿することが好ましい。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
【0009】図1は、本発明の実施の形態の渦電流式変
位計を示す。この渦電流式変位計は、材質にSiCを用
いて計測部11を内蔵したヘッドケース部12と、ヘッ
ドケース部12を支持するステンレス材等の金属製の基
体ケース部13とから主に構成されている。計測部11
は、変位計測のための磁気信号を生成する部分であり、
図示しない信号線が基体ケース部13の端子に接続さ
れ、その端子からケーブル等により信号が外部に取り出
されるようになっている。SiCからなるヘッドケース
部12は、絶縁体であり、計測部11が生成する磁気信
号を減衰させることはない。従って、従来の金属製のケ
ースと比較して、大幅にS/N比が改善され、計測精度
を高めることができる。又、この材料は高温の流体環境
下でも、水分及び酸又はアルカリ溶液に対して高い耐食
性を有している。
【0010】そして、ヘッドケース部12には、薄肉の
シール部材15がロウ付けにより接続され、又基体ケー
ス部にも同様に薄肉シール部材16がロウ付けにより接
続されている。そして、これらの薄肉シール部材15,
16は、それぞれヘッドケース部12及び基体ケース部
13の外径よりも大きなサイズとなっている。そして両
薄肉シール部材15,16の外周部17にて溶融接合に
より気密封止されている。ここで、薄肉シール部材1
5,16は、銅、銅合金、銀等の弾性率や降伏応力が小
さい金属、又はコバール等の線膨張係数がSiCに近い
金属で構成されており、その厚さは1mm以下と薄肉で
ある。
【0011】図2は、薄肉シール部材15,16のヘッ
ドケース部と基体ケース部とのロウ付け及び両者の外周
部における溶融接合を示している。即ち、図2(a)に
示すように、薄板リング状のシール部材16は、金属製
の基体ケース部13の上面へロウ付けにより接着固定さ
れている。そして図2(b)に示すように、同様に薄板
リング状のシール部材15は、SiC製のヘッドケース
部12の下面に同様にロウ付けにより接着固定されてい
る。そして図2(c)に示すように、ヘッドケース部1
2に接着固定された薄肉シール部材15と、基体ケース
部13に接着固定された薄肉シール部材16とは、それ
ぞれが密着され、外周部17において溶融接合され、気
密に封止されている。この溶融接合部17は、入熱量が
少ない電子ビーム溶接、レーザビーム溶接、マイクロT
IG(Tungsten Inert Gas)溶接にて形成されている。
これにより薄肉シール部材15,16の外周部17のみ
が確実に融着して完全な気密封止が得られる。仮に入熱
量が大きな溶接手段を用いると、図示するような外周部
のみの局部的な溶融接合が困難となる。
【0012】又、この渦電流式変位計は図1に示すよう
に押さえキャップ20を用いてヘッドケース部12が基
体ケース部13に固定され、これにより両者間の組立剛
性を高めている。この押さえキャップ20は、ステンレ
ス材等の金属製であり、ネジ部20aにより同様にステ
ンレス材等の金属製の基体ケース部13に螺合されてい
る。そして押さえキャップ部20とヘッドケース部12
の受け部12aとの間に応力緩和用座金21を介在させ
ている。この座金21は、銅や銀等の変形しやすい材料
が用いられており、これにより、不均一接触や局部応力
による不均一な応力を吸収するようにしている。従っ
て、押さえキャップの締め付け時のSiCからなるヘッ
ドケース部に対する片当たりや局部接触による破損を防
止している。
【0013】又、この実施例においては押さえキャップ
20とヘッドケース12の押さえ部12aとの間に、潤
滑剤を塗布した潤滑座金もしくは自己潤滑性のある材質
の潤滑座金22を介在させている。従って、SiCから
なるヘッドケース部12を、押さえキャップ20を用い
て締め付ける時に、応力緩和用座金21と潤滑座金22
との間に回転方向の滑りを生じさせて、薄肉シール部材
15,16の溶接部17に回転力が付加されるのを防止
することができる。
【0014】又、図示するように押さえキャップ20と
ヘッドケース部の受け部12aとの間にばね機能を有す
る弾性座金23を介在させ、部品間の熱膨張差による軸
方向の固定力の喪失を防止するようにしている。
【0015】上述した渦電流式変位計によれば、SiC
製のヘッドケース部は、薄肉シール部材とロウ付けによ
り接合されるが、薄肉シール部材は弾性率や降伏応力が
小さい銅又は銀等の金属か、線膨張係数がSiCに近い
コバール等の金属で製作されている。そして、その肉厚
が薄いため、SiCからなるヘッドケース部には周囲に
高温の流体が存在しても、熱膨張による部品間の歪みは
薄肉シール部材に吸収され、過大な熱応力が発生せず、
ロウ付けの剥がれやクラック等が発生しない。そしてヘ
ッドケース部と基体ケース部とにそれぞれ接続された薄
肉シール部材が外周部にて入熱量が少ない溶接手段によ
り溶融接合されるが、入熱量が少ないため事前にロウ付
けされた部分に熱影響が及ぶことがない。
【0016】又、ヘッドケース部と基体ケース部とは押
さえキャップを介して固定されているので、高温高圧の
流体環境下においても、組立剛性が高く、組立時等に変
位計の計測部がヘッドケース部を押すようなことがあっ
ても、ケース全体が変形することが防止される。そして
押さえキャップにてヘッドケース部を基体ケース部に螺
合により締結する際にヘッドケース部と押さえキャップ
との間に応力緩和用座金を挿入することで、銅や銀等か
らなる材料の座金が適度に変形し、SiCからなるヘッ
ドケース部に過大な不均一接触や局部的な応力を与える
ことがない。
【0017】又、押さえキャップとヘッドケース部との
受け部との間に潤滑剤を塗布した、もしくは自己潤滑性
がある材質の潤滑座金を間挿することで、応力緩和用座
金との間に回転方向の滑りが生じ、押さえキャップ締め
付け時の薄肉シール部材の溶接部への回転力の負荷がか
かることが防止され、比較的容易にこの変位計を組み立
てることが可能である。又、ばね機能を有する座金を押
さえキャップとヘッドケース部の受け部との間に挿入す
ることにより、高温高圧下の環境においても部品間の熱
膨張差による変形を防止し、安定にこの変位計を動作さ
せることができる。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、高
温高圧の環境下において、電気・磁気的な特性を損なう
ことなく、安定に動作可能な渦電流式変位計を提供する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の渦電流式変位計の要部を
示す断面図である。
【図2】図1の部分を示す断面図であり、(a)は基体
ケース部への薄肉シール部材の接合を示し、(b)はヘ
ッドケース部への薄肉シール部材の接合を示し、(c)
は両薄肉シール部材の外周部の溶接接合を示す。
【符号の説明】
11 変位計測部 12 ヘッドケース部 13 基体ケース部 15,16 薄肉シール部材 17 外周部(溶融接合部) 20 押さえキャップ 21 応力緩和用座金 22 潤滑座金 23 ばね機能を有する座金
フロントページの続き Fターム(参考) 2F063 AA02 CA08 CA30 DA01 EB24 EB27 GA08 GA78 GA79 PA01 PA03 PA05 ZA01 2F077 AA21 AA41 FF31 VV02 VV03 VV11 VV31 VV33

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 材質にSiCを用いて計測部を収納した
    ヘッドケース部と、前記ヘッドケース部を支持する金属
    製の基体ケース部と、前記ヘッドケース部と基体ケース
    部とのそれぞれの外径よりも大きな薄肉シール部材をロ
    ウ付けにより接着し、両薄肉シール部材の外周部にて溶
    融接合したことを特徴とする渦電流式変位計。
  2. 【請求項2】 前記薄肉シール部材は、銅、銅合金、
    銀、又はコバールであり、1mm以下の肉厚であること
    を特徴とする請求項1に記載の渦電流式変位計。
  3. 【請求項3】 前記外周部の溶融接合は、電子ビーム溶
    接、レーザビーム溶接、又はマイクロTIG溶接にて形
    成されたことを特徴とする請求項2に記載の渦電流式変
    位計。
  4. 【請求項4】 前記ヘッドケース部は、前記基体ケース
    部に更に押さえキャップを介して固定されたことを特徴
    とする請求項1に記載の渦電流式変位計。
  5. 【請求項5】 前記ヘッドケース部と押さえキャップと
    の間に応力緩和座金を間挿したことを特徴とする請求項
    4に記載の渦電流式変位計。
  6. 【請求項6】 前記ヘッドケース部と押さえキャップと
    の間に潤滑座金を間挿したことを特徴とする請求項4に
    記載の渦電流式変位計。
  7. 【請求項7】 前記ヘッドケース部と押さえキャップと
    の間にばね機能を有する座金を間挿したことを特徴とす
    る請求項4に記載の渦電流式変位計。
JP11131942A 1999-05-12 1999-05-12 渦電流式変位計 Pending JP2000321010A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011069658A (ja) * 2009-09-24 2011-04-07 Nippon Seiki Co Ltd 回転角度検出装置
JP2014202735A (ja) * 2013-04-10 2014-10-27 Dmg森精機株式会社 測長装置

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