JP2009180621A - 差圧測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化でき、更に、電気絶縁性、温度特性が向上された差圧測定装置を実現する。
【解決手段】本体ボディに設けられたセンサ部取り付け穴にセンサ部が取り付けられる差圧測定装置において、前記センサ部取り付け穴に挿入固定される絶縁材よりなるセンサ台座と、このセンサ台座の一面に取り付けられたセンサチップと、このセンサチップの周囲の前記センサセンサ台座にもうけられたリードピン穴と、このリードピン穴に貫通挿入され前記センサチップの検出信号を伝達する金属よりなるリードピンと、前記リードピン穴に前記リードピンを封着する封着体とを備えるセンサ部を具備したことを特徴とする差圧測定装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、差圧測定装置に関するものである。
更に詳述すれば、小型化が図れ、電気絶縁性、温度特性が向上された差圧測定装置に関するものである。

差圧測定装置に関連する先行技術文献としては次のようなものがある。

実開昭６０−１８１６４２号公報

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―１８１６４２号に示されている。
図４は図３の要部詳細説明図、図５は図４の要部詳細平面図である。

図において、１は本体ボディで、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１Ａと受圧部１Ｂとは、この場合は、ステンレス材よりなる。

本体ボディ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、測定せんとする高圧側圧力ＰＨの高圧流体の導入口４、低圧側圧力ＰＬの低圧流体の導入口５が設けられている。

本体ボディ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が設けられている。
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は周縁部を本体ボディ１に溶接されている。

シリコンダイアフラム８は単結晶のシリコンからなるセンサチップ８Ａから形成されている。
シリコンダイアフラム８の一方の面に差圧センサ素子８０が形成され、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８を形成する。

シリコンダイアフラム８の両側には、それぞれセンサ室８１，８２が設けられている。
センサ台座９のセンサ室８２側に、低融点ガラス接続等の方法でセンサチップ８Ａが接着固定されている。

そして、センサ台座９は、本体ボディ１に設けられたセンサ取り付け穴９Ａに挿入溶接固定９Ｂされている。
センサ台座９は、金属材、この場合は、コバール材が使用されている。
図４，図５に示す如く、リードピン穴９Ｃは、センサチップ８Ａの周囲のセンサ台座９に設けられている。

リードピン９Ｄは、リードピン穴９Ｃに貫通挿入され、センサチップ８Ａの検出信号を伝達し金属よりなる。
封着ガラス９Ｅは、リードピン穴９Ｃにリードピン９Ｄを封着する。
ワイヤ９Ｆは、センサチップ８Ａとリードピン９Ｄとを電気的に接続する。
図３に戻り、本体ボディ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１０，１１が形成されている。

この圧力導入室１０，１１内に高圧側，低圧側シールダイアフラム１２，１３を設け、このシールダイアフラム１２，１３と対向する本体ボディ１の壁にシールダイアフラム１２，１３と類似の形状のバックプレ―ト１０Ａ，１１Ａが形成されている。
シールダイアフラム１２，１３と高圧側，低圧側バックプレ―ト１０Ａ，１１Ａとにより、高圧側，低圧側シールダイアフラム室１２Ａ，１３Ａが構成される。

シールダイアフラム１２，１３は、受圧部１Ｂに、シールリング１２１，１３１により周縁部が溶接されている。
この場合は、シールダイアフラム１２，１３と、シールリング１２１，１３１とはステンレス材よりなる。
シールダイアフラム室１２Ａ，１３Ａと圧力測定室６とは、連通孔１４，１５を介して導通されている。

そして、シールダイアフラム室１２Ａ，１３Ａ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１０１，１０２が高圧側，低圧側伝導穴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。
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。

以上の構成において、高圧側から圧力が作用した場合、高圧側シールダイアフラム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、低圧側シールダイアフラム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。

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、この歪み量が差圧センサ素子８０によって電気的に取出され、差圧の測定が行なわれる。

このような装置においては、以下の間題点がある。
金属材よりなるセンサ台座９とリードピン９Ｄとは、電気的に絶縁されていることが必要で、絶縁を確保するためにセンサ台座９とリードピン９Ｄとの間隙Ｓは１ｍｍ以上が必要になる。

複数本のリードピン９Ｄをひとつのガラスで絶縁封着すると、ガラス面積が広がり耐圧力が下がってしまう。そのため、リードピン９Ｄ毎に封着する必要があり、金属のセンサ台座９が小さくできない。

また，差圧測定装置に封入されているオイル量は、この金属のセンサ台座９の大きさに関係して、オイルの量を減らすことができない。
その結果，差圧測定装置全体のサイズを小型化し難く、且つ、封入されているオイル量で決まっている温度特性の改善ができない。

本発明の目的は、上記の課題を解決するもので、
本発明によって、差圧測定装置を小型化でき、更に、電気絶縁性、温度特性が向上された差圧測定装置を提供することにある。

このような課題を達成するために、本発明では、請求項１の差圧測定装置においては、
本体ボディに設けられたセンサ部取り付け穴にセンサ部が取り付けられる差圧測定装置において、前記センサ部取り付け穴に挿入固定される絶縁材よりなるセンサ台座と、このセンサ台座の一面に取り付けられたセンサチップと、このセンサチップの周囲の前記センサセンサ台座に設けられたリードピン穴と、このリードピン穴に貫通挿入され前記センサチップの検出信号を伝達する金属よりなるリードピンと、前記リードピン穴に前記リードピンを封着する封着体とを備えるセンサ部を具備したことを特徴とする。

本発明の請求項２の差圧測定装置においては、請求項１記載の差圧測定装置において、
前記センサ台座は、セラミックスが使用されたことを特徴とする。

本発明の請求項３の差圧測定装置においては、請求項１又は請求項２記載の差圧測定装置において、
前記封着体は銀蝋が使用されたことを特徴とする。

本発明の請求項４の差圧測定装置においては、請求項１乃至請求項３の何れかに記載の差圧測定装置において、
前記封着体はメッキ体が使用されたことを特徴とする。

本発明の請求項１によれば、次のような効果がある。
センサ台座自体を絶縁材で構成したので、センサ台座自体で絶縁が確保でき、リードピンの封着ガラスが不要になり、絶縁を確保するための間隙を取る必要がなくなり、蝋付け等で良いので、封着ガラスによる制約がなくなり、センサ台座の小型化が出来る、このため全体として小型化が図れ、更に、電気絶縁性、温度特性が向上された差圧測定装置が得られる。

本発明の請求項２によれば、次のような効果がある。
センサ台座は、セラミックスが使用されたので、セラミックスは強度もあり、強度が確保できる差圧測定装置が得られる。

本発明の請求項３によれば、次のような効果がある。
封着体は銀蝋が使用されたので、銀蝋は市場性があり、容易に入手でき、安価な差圧測定装置が得られる。

本発明の請求項４によれば、次のような効果がある。
封着体はメッキ体が使用されたので、メッキ作業により一度に複数のリードピンが封着でき、作業性の良好な差圧測定装置が得られる。

以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例の要部構成説明図、図２は図１の動作説明図である。
図において、図３と同一記号の構成は同一機能を表す。
以下、図３との相違部分のみ説明する。

図１において、本体ボディ１に設けられたセンサ部取り付け穴９Ａに、センサ部２０が蝋付け２０Ａ取り付けられている。
この場合は、銀蝋付け２０Ａが使用されている。
センサ部２０は、センサ台座２１、センサチップ８Ａ、リードピン穴２２、リードピン２３、封着体２４を有する。

センサ台座２１は、センサ部取り付け穴９Ａに挿入固定され、所定の耐圧強度を有する絶縁材よりなる。即ち、装置が使用される測定流体圧に充分耐えられる絶縁材であることが必要である。
この場合は、センサ台座２１は、セラミックスが使用されている。
センサチップ８Ａは、センサ台座２１の一面に取り付けられている。

リードピン穴２２は、センサチップ８Ａの周囲のセンサ台座２１に設けられている。
リードピン２３は、リードピン穴２２に貫通挿入され、センサチップ８Ａの検出信号を伝達し金属よりなる。
封着体２４は、リードピン穴２２にリードピン２３を封着する。
この場合は、封着体２４は銀蝋が使用されている。

この結果、センサ台座２１自体を絶縁材で構成したので、センサ台座自体で絶縁が確保でき、リードピン２３の封着ガラスが不要になり、絶縁を確保するための間隙を取る必要がなくなり、蝋付け２４等で良く、センサ台座２１の小型化が出来る、このため全体として小型化が図れ、更に、電気絶縁性、温度特性が向上された差圧測定装置が得られる。

具体的には、センサ台座２１とリードピン２３の接着（この場合は銀ロウ）の寸法の制約は作製方法に依存することになり、隙間は、０．１ｍｍ程度までは可能になる。
それによって，台座の小型化が可能になる。

センサ台座２１は、セラミックスが使用されたので、セラミックスは強度もあり、強度が確保できる差圧測定装置が得られる。

封着体２４は銀蝋が使用されたので、銀蝋は市場性があり、容易に入手でき、安価な差圧測定装置が得られる。

なお、前述の実施例においては、センサ台座２１に付いて、セラミックスが使用されていると説明したが、これに限ることはなく、要するに、所定の耐圧強度を有し絶縁性がある材料であれば良い。

なお、前述の実施例においては、封着体２４に付いて、銀蝋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、メッキ体であっても良く、要するに、リードピン穴２２にリードピン２３を封着出来るものであれば良い。
封着体２４にメッキ体が使用されれば、メッキ作業により一度に複数のリードピン２３が封着でき、作業性の良好な差圧測定装置が得られる。
なお、封着体２４は、ガラスが使用されても良いことは勿論である。

なお、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。
したがって本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形をも含むものである。

本発明の一実施例の要部構成説明図である。 図１の要部構成説明図である。 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３の要部構成説明図である。 図４の要部詳細平面図である。

符号の説明

１ 本体ボディ
１Ａ 首部
１Ｂ 受圧部
１Ｃ 外周縁部
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
８Ａ センサチップ
８０ 差圧センサ素子
８１ センサ室
８２ センサ室
９ センサ台座
９Ａ センサ取り付け穴
９Ｂ 溶接
９Ｃ リードピン穴
９Ｄ リードピン
９Ｅ 封着ガラス
９Ｆ ワイヤ
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
１２ 高圧側シールダイアフラム
１２Ａ 高圧側シールダイアフラム室
１２１ シールリング
１３ 低圧側シールダイアフラム
１３Ａ 低圧側シールダイアフラム室
１３１ シールリング
１４ 連通孔
１５ 連通孔
１６ 高圧側伝導穴
１７ 低圧側伝導穴
２０ センサ部
２０Ａ 蝋付け
２１ センサ台座
２２ リードピン穴
２３ リードピン
２４ 封着体
１０１ 封入液
１０２ 封入液
Ｓ 間隙

Claims (4)

1. 本体ボディに設けられたセンサ部取り付け穴にセンサ部が取り付けられる差圧測定装置において、
   前記センサ部取り付け穴に挿入固定され所定の耐圧強度を有する絶縁材よりなるセンサ台座と、
   このセンサ台座の一面に取り付けられたセンサチップと、
   このセンサチップの周囲の前記センサ台座に設けられたリードピン穴と、
   このリードピン穴に貫通挿入され前記センサチップの検出信号を伝達する金属よりなるリードピンと、
   前記リードピン穴に前記リードピンを封着する封着体と
   を備えるセンサ部
   を具備したことを特徴とする差圧測定装置。
2. 前記センサ台座は、セラミックスが使用されたこと
   を特徴とする請求項１記載の差圧測定装置。
3. 前記封着体は銀蝋が使用されたこと
   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。
4. 前記封着体はメッキ体が使用されたこと
   を特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の差圧測定装置。

Images