JP2004037307A - Remote sealed differential pressure transmitter - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明は、例えばタンクの液位を検出するのに適したリモートシール型差圧発信器に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来よりタンクの液位を検出するに当たって差圧発信器が一般に用いられている。そして、タンク上部から導圧管を差圧発信器まで直接配設するタイプの構造にかえて、コスト低減の観点からリモートシール型差圧発信器を使用する場合が多くなっている。
【0003】
かかるリモートシール型差圧センサをタンクの液位検出に用いた場合を図4に示す。この構成は、差圧発信器に液圧測定側キャピラリチューブ51と大気圧測定側キャピラリチューブ52とが接続され、液圧測定側キャピラリチューブ51の端部には検出対象物である液体と受圧面を接した液圧検出用ダイアフラム53を備えている。一方、大気圧測定側キャピラリチューブ52の端部は、タンク上方部に設置された大気圧測定用ダイアフラム54に接続され、タンク近傍の大気圧を測定するようになっている。
【0004】
また、各キャピラリチューブ内には、それぞれシリコンオイルからなる封入液(図示せず)が充填され、各ダイアフラム53,54によって受圧された圧力は封入液を介して差圧センサ55に伝達される。
【0005】
差圧センサ55は、ピエゾ抵抗式半導体圧力センサや容量式圧力センサからなり、上述の封入液間の圧力差に応じて液体の液位を検出するようになっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上述したタンク内液位検出の構造は、大気圧測定用の受圧ダイアフラム54がタンク上部に設けられ、液圧測定用ダイアフラム53がタンク下部に設けられているので、各キャピラリチューブ51,52の全長が長くなる。従って、各キャピラリチューブ内に封入された封入液の体積も大きくなり、キャピラリチューブ近傍の温度に応じて熱膨張の程度に違いが生じ、これが差圧センサ55の出力誤差要因となっている。
【0007】
具体的には、図4に示す構造において、一方のキャピラリチューブ52が直射日光(図中、矢印参照)のあたる場所に配索され、他方のキャピラリチューブ51が日陰などの直射日光のあたらない場所に配索された場合、両キャピラリチューブ間の温度差が大きくなり、これに応じて封入液の膨張量にも違いが生じて差圧センサ55の出力を偏移させ、これが検出出力(検出液位)の誤差発生を招いていた。
【0008】
一方、大気開放側のダイアフラム54にキャピラリチューブを介さず直接差圧センサ55の大気圧測定部分を接続する構成も考えられる。しかしながら、この構成によると、液圧測定側のダイアフラム53にのみキャピラリチューブ51が接続されていることになり、このキャピラリチューブ内の封入液の温度変化による体積変化を上述の二つキャピラリチューブを備えたタイプの差圧発信器のように相殺することができない。そのため、このタイプもやはり温度変化による出力誤差が生じてしまう。
【0009】
本発明の目的は、設置場所の周囲環境から悪影響を受けることなく、正確な液位を検出するのに適した液位検出用リモートシール型差圧発信器を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために本発明に係るリモートシール型差圧発信器は、受圧する圧力に応じて変位する第1のダイアフラムと、第1のダイアフラムに密閉接続され、内部に封入液を充填した第1のキャピラリチューブと、受圧面が大気に開放された第2のダイアフラムと、第2のダイアフラムに密閉接続され、内部に封入液を充填した第2のキャピラリチューブと、第1のキャピラリチューブと第2のキャピラリチューブのそれぞれの封入液の圧力差を検出する差圧圧力センサとを備えている。
【0011】
そして、第1のキャピラリチューブと第2のキャピラリチューブとが互いに近傍に配索されるようになっている。
【0012】
第1のキャピラリチューブと第2のキャピラリチューブが互いに近傍に配索されているので、それぞれのキャピラリチューブにおいて周囲環境から受ける影響は各々同様のものとなり、これらの影響を互いに相殺しあって差圧センサに出力誤差が生じるのを防止する。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態に係る液位検出用リモートシール型差圧発信器について説明する。
本発明の一実施形態に係る液位検出用リモートシール型差圧発信器(以下、単に「差圧発信器」とする)1は、図1に示すように、タンク内の液圧を受圧する液圧測定用ダイアフラム(第1のダイアフラム)11と、液圧測定用ダイアフラム11に密閉接続され、内部に封入液を充填した液圧測定側キャピラリチューブ(第1のキャピラリチューブ)21と、受圧面が大気に開放された大気圧測定用ダイアフラム(第2のダイアフラム)12と、大気圧測定用ダイアフラム12に密閉接続され、内部に封入液を充填した大気圧測定側キャピラリチューブ(第2のキャピラリチューブ)22と、液圧測定側キャピラリチューブ21と大気圧測定側キャピラリチューブ22のそれぞれの封入液に伝達された圧力を介してダイアフラム間の測定圧力差を検出する差圧圧力センサ23とを備えている。
【0014】
そして、液圧測定側キャピラリチューブ21と大気圧測定側キャピラリチューブ22とは互いに近傍に配索されている。
【0015】
なお、液圧測定用ダイアフラム11はステンレスでできており、図1に示すように、円筒状突き出し部分31の端部に固定された受圧部41の一面に形成されている。受圧部41には液圧測定用ダイアフラム11に対応する表面形状のダイアフラム受け面41aが形成され、液圧測定用ダイアフラム11とダイアフラム受け面41aとの間の空間AにはシリコンオイルS1が充填されている。なお、この封入液S1は、受圧部41の周面に形成された封入液充填孔41bから封入されるようになっている。
【0016】
空間Aのほぼ中央部にはステンレスでできたキャピラリチューブ21の一端が接続され、キャピラリチューブ21は突き出し部31内部及び円板状に形成されたステンレス製のチューブ導出部45を経て、円筒状に形成されたステンレス製のチューブ導出端47から外部に導出されている。チューブ導出端47は、図2に詳細に示すように、内部に大径空間47aと小径空間47bとを備え、大径空間47a側の外周端部がチューブ導出部45に密嵌されている。大径空間47aにはキャピラリ押え用スペーサ49が螺合され、キャピラリチューブ21をしっかりと保持している。
【0017】
一方、小径空間47bには一端にフランジ部を形成したスペーサホルダ81を介して、アーマードチューブ82が固定され、アーマードチューブ82はチューブ導出端47から導出している。キャピラリチューブ21はアーマードチューブ82の内部に挿通され、アーマードチューブ82によって外部から保護されている。
【0018】
そして、キャピラリチューブ21の他端はピエゾ抵抗式半導体圧力センサもしくは容量式圧力センサからなる差圧センサ23の一方の受圧部23a(図1)に接続されている。尚、キャピラリチューブ21とダイアフラム側の空間Aは導通しており、キャピラリチューブ内もシリコンオイルS1で満たされている。
【0019】
チューブ導出部45の反対側には、図1に示すように、ドレンリング91を挟んでチューブ導出部45と同様の外形を有したステンレス製の大気圧受圧部42が形成されている。ドレンリング91はステンレスでできており、文字通りリング形状を有し、その周面の一部に大気と連通する連通孔91aを有し、当該連通孔91aにはドレンアダプタ92が取り付けられている。
【0020】
大気圧受圧部42にはドレンリング側にステンレス製の大気圧測定用ダイアフラム12が設けられるとともに、大気圧受圧部42の一側面には大気圧測定用ダイアフラム12と対応する表面形状を有したダイアフラム受け面42aが形成されている。そして、ダイアフラム受け面42aと大気圧測定用ダイアフラム12との間の空間Bには図示しない封入液充填孔を介してシリコンオイル(封入液)S2が封入されている。そして、大気圧受圧部42の内部にはチューブ導出孔42bが形成されるとともに、このチューブ導出孔42bには一端が空間に連結され他端が大気圧受圧部の周面に設けたチューブ導出端44から外部に導出されたキャピラリチューブ22が収容されている。そして、キャピラリチューブ22と空間Bとは連通しており、キャピラリチューブ22内もシリコンオイルS2で満たされている。
【0021】
キャピラリチューブ22の他端は、上述した差圧センサ23の大気圧受圧側23bに接続されている。そして、大気圧測定用ダイアフラム12によって受圧された大気圧は、空間B内とキャピラリチューブ22に充填されたシリコンオイルS2を介して差圧センサ23に伝達されるようになっている。
【0022】
尚、大気圧受圧部42、チューブ導出部45及びドレンリング91は二つのキャリアプレート93,94及びこれを締結するボルト95によってしっかりと挟みこまれている。また、これらの間にはシールパッキンが適所に介装され、液密性を確保している。
【0023】
そして、一方のキャリアプレート93はタンクの壁位検出部から外方に突出した取付け部96に溶接固定されている。従って、図1においては、液圧測定用ダイアフラム11が突き出し部31を介してタンクTの内周面と面一に取り付けられ、キャピラリチューブ内の封入液S1がタンク内の液体Rからの温度影響を受けないようになっている。
【0024】
本実施形態にかかるリモートシール型差圧発信器1は以上の構成を有しているので、封入液S1,S2がそれぞれ封入された液圧検出用のキャピラリチューブ11と大気圧検出用のキャピラリチューブ22の全長が共に短く、且つ互いに近傍に配索されている。従って、片方のキャピラリチューブのみが、例えば日光による輻射熱や発信器近傍の発熱体からの熱影響によって温度上昇するようなことが無い。同様に、片方のキャピラリチューブのみが外部雰囲気によって冷やされることも悪い。従って、両キャピラリチューブ内の封入液に同様の温度変化が生じ、当該温度変化に伴う封入液の体積膨張を相殺することができる。その為、本実施形態のリモートシール型差圧発信器1を用いれば、この設置場所のいかんに関わらず、常に正確な液位検出を行うことができる。
【0025】
尚、上述の実施形態に係るリモートシール型差圧発信器とは異なり、図3に示すように、全長の短いキャピラリチューブ24を介して大気圧受圧部42aを液位検出部の近傍に配置する構成をとっても良い。この場合であっても、大気圧受圧部によって受圧された圧力が第1の封入液によって差圧センサの一方に伝達され、液圧受圧部によって受圧された圧力が第2の封入液によって差圧センサの他方に伝達される。そして、それぞれの封入液が封入されたキャピラリチューブは互いに近傍に配索されているので、上述の実施形態と同様に互いのキャピラリチューブに外部環境に起因する温度差が生じることはなく、常に正確な液位検出を行うことができる。
【0026】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る液位検出用リモートシール型差圧発信器は第1のキャピラリチューブと第2のキャピラリチューブが互いに近傍に配索されているので、それぞれのキャピラリチューブ間に周囲環境から受ける影響は各々同様のものとなり、これらの影響を互いに相殺しあって差圧センサに出力誤差が生じるのを防止する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るリモートシール型差圧発信器をタンクに取り付けた状態で示す一部断面図である。
【図2】図1に示した差圧発信器のチューブ導出部を拡大して示した一部断面図である。
【図3】図1のキャピラリチューブの変形例を示す一部断面図である。
【図4】従来のリモートシール型差圧発信器をタンクに取り付けた状態を示す概略図である。
【符号の説明】
1 差圧発信器
11 液圧測定用ダイアフラム
12 大気圧測定用ダイアフラム
21 液圧測定側キャピラリチューブ
22 大気圧測定側キャピラリチューブ
24 キャピラリチューブ
31 突き出し部分
41 受圧部
41a ダイアフラム受け面
41b 封入液充填孔
42 大気圧受圧部
42a ダイアフラム受け面
42b チューブ導出孔
45 チューブ導出部
45 チューブ導出部
47 チューブ導出端
47a 大径空間
47b 小径空間
81 スペーサホルダ
82 アーマードチューブ
91 ドレンリング
91a 連通孔
92 ドレンアダプタ
93,94 キャリアプレート
95 ボルト
96 取付け部
A 空間
B 空間
S1 封入液
S1 シリコンオイル
S2 シリコンオイル(封入液)
T タンク[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a remote seal type differential pressure transmitter suitable for detecting a liquid level in a tank, for example.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a differential pressure transmitter has been generally used for detecting a liquid level in a tank. Then, instead of the structure in which the pressure guide tube is directly disposed from the upper part of the tank to the differential pressure transmitter, a remote seal type differential pressure transmitter is often used from the viewpoint of cost reduction.
[0003]
FIG. 4 shows a case where such a remote seal type differential pressure sensor is used for detecting the liquid level in a tank. In this configuration, a liquid pressure measurement side capillary tube 51 and an atmospheric pressure measurement side capillary tube 52 are connected to a differential pressure transmitter, and a liquid to be detected and a pressure receiving surface are provided at an end of the liquid pressure measurement side capillary tube 51. Is provided with a diaphragm 53 for detecting hydraulic pressure. On the other hand, the end of the capillary tube 52 on the atmospheric pressure measurement side is connected to an atmospheric pressure measurement diaphragm 54 installed above the tank to measure the atmospheric pressure near the tank.
[0004]
Each capillary tube is filled with a filling liquid (not shown) made of silicon oil, and the pressure received by each of the diaphragms 53 and 54 is transmitted to the differential pressure sensor 55 via the filling liquid.
[0005]
The differential pressure sensor 55 is composed of a piezoresistive semiconductor pressure sensor or a capacitive pressure sensor, and detects the liquid level of the liquid according to the above-mentioned pressure difference between the sealed liquids.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described structure for detecting the liquid level in the tank, the pressure receiving diaphragm 54 for measuring the atmospheric pressure is provided at the upper part of the tank, and the diaphragm 53 for measuring the liquid pressure is provided at the lower part of the tank. Becomes longer. Therefore, the volume of the sealed liquid sealed in each capillary tube also increases, and the degree of thermal expansion varies depending on the temperature in the vicinity of the capillary tubes, which causes an output error of the differential pressure sensor 55.
[0007]
Specifically, in the structure shown in FIG. 4, one of the capillary tubes 52 is routed in a place exposed to direct sunlight (see an arrow in the figure), and the other capillary tube 51 is placed in a place not exposed to direct sunlight such as shade. In this case, the temperature difference between the two capillary tubes becomes large, and accordingly the amount of expansion of the sealed liquid also differs, causing the output of the differential pressure sensor 55 to shift. Error).
[0008]
On the other hand, a configuration is also conceivable in which the atmospheric pressure measurement portion of the differential pressure sensor 55 is directly connected to the diaphragm 54 on the open-to-atmosphere side without using a capillary tube. However, according to this configuration, the capillary tube 51 is connected only to the diaphragm 53 on the hydraulic pressure measurement side, and the volume change due to the temperature change of the sealed liquid in the capillary tube is provided with the above-described two capillary tubes. It cannot be offset like a differential pressure transmitter of a different type. Therefore, this type also causes an output error due to a temperature change.
[0009]
An object of the present invention is to provide a remote seal type differential pressure transmitter for detecting a liquid level, which is suitable for detecting an accurate liquid level without being adversely affected by the surrounding environment of the installation place.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, a remote seal type differential pressure transmitter according to the present invention includes a first diaphragm that is displaced in accordance with a pressure to be received, and is hermetically connected to the first diaphragm, and is filled with a sealed liquid. A first capillary tube, a second diaphragm having a pressure-receiving surface open to the atmosphere, a second capillary tube hermetically connected to the second diaphragm and filled with a sealed liquid, and a first capillary tube. And a differential pressure sensor for detecting a pressure difference between the respective sealed liquids of the second capillary tube.
[0011]
Then, the first capillary tube and the second capillary tube are arranged close to each other.
[0012]
Since the first capillary tube and the second capillary tube are routed close to each other, the effects of the respective capillary tubes from the surrounding environment are the same, and these effects cancel each other out and the differential pressure This prevents an output error from occurring in the sensor.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a remote seal type differential pressure transmitter for liquid level detection according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, a remote seal type differential pressure transmitter for liquid level detection (hereinafter, simply referred to as a "differential pressure transmitter") 1 according to an embodiment of the present invention receives a liquid pressure in a tank. A fluid pressure measurement diaphragm (first diaphragm) 11, a fluid pressure measurement side capillary tube (first capillary tube) 21 which is hermetically connected to the fluid
[0014]
The
[0015]
The hydraulic
[0016]
One end of a
[0017]
On the other hand, an
[0018]
The other end of the
[0019]
As shown in FIG. 1, a stainless steel atmospheric
[0020]
The atmospheric
[0021]
The other end of the
[0022]
The atmospheric
[0023]
One
[0024]
Since the remote seal type differential pressure transmitter 1 according to the present embodiment has the above configuration, the
[0025]
Note that, unlike the remote seal type differential pressure transmitter according to the above-described embodiment, as shown in FIG. 3, the atmospheric
[0026]
【The invention's effect】
As described above, in the remote seal type differential pressure transmitter for liquid level detection according to the present invention, since the first capillary tube and the second capillary tube are routed close to each other, a space between each capillary tube is provided. The influences from the surrounding environment are the same, and these effects cancel each other to prevent an output error from occurring in the differential pressure sensor.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial sectional view showing a state in which a remote seal type differential pressure transmitter according to an embodiment of the present invention is attached to a tank.
FIG. 2 is an enlarged partial sectional view of a tube lead-out portion of the differential pressure transmitter shown in FIG.
FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing a modification of the capillary tube of FIG.
FIG. 4 is a schematic view showing a state where a conventional remote seal type differential pressure transmitter is attached to a tank.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
T tank
Claims (1)
前記第1のダイアフラムに密閉接続され、内部に封入液を充填した第1のキャピラリチューブと、
受圧面が大気に開放された第2のダイアフラムと、
前記第2のダイアフラムに密閉接続され、内部に封入液を充填した第2のキャピラリチューブと、
前記第1のキャピラリチューブと前記第2のキャピラリチューブのそれぞれの封入液の圧力差を検出する差圧圧力センサとを備えたリモートシール型差圧発信器において、
前記第1のキャピラリチューブと前記第2のキャピラリチューブとが互いに近傍に配索されるようになったことを特徴とするリモートシール型差圧発信器。A first diaphragm that is displaced in accordance with the pressure received;
A first capillary tube hermetically connected to the first diaphragm and filled with a sealed liquid therein;
A second diaphragm having a pressure-receiving surface open to the atmosphere;
A second capillary tube hermetically connected to the second diaphragm and filled with a sealed liquid therein;
In a remote seal type differential pressure transmitter including a differential pressure sensor for detecting a pressure difference between a sealed liquid of each of the first capillary tube and the second capillary tube,
A remote seal type differential pressure transmitter, wherein the first capillary tube and the second capillary tube are arranged close to each other.
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