JP2546012B2 - 差圧検出装置 - Google Patents
差圧検出装置Info
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- JP2546012B2 JP2546012B2 JP2051967A JP5196790A JP2546012B2 JP 2546012 B2 JP2546012 B2 JP 2546012B2 JP 2051967 A JP2051967 A JP 2051967A JP 5196790 A JP5196790 A JP 5196790A JP 2546012 B2 JP2546012 B2 JP 2546012B2
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Description
この発明は、測定すべき差圧に応じた信号を出力する
検出部と、この検出部に外設され差圧を生じる各導入圧
力に対して検出部を保護するための保護ダイヤフラムと
を具備する検出装置であって、とくにゼロ点変動を抑制
するように改善した差圧検出装置に関する。なお、この
差圧検出装置は、導入圧力の一方が大気圧または真空で
あることによって、ゲージ圧用または絶対圧用の圧力検
出装置になる。
検出部と、この検出部に外設され差圧を生じる各導入圧
力に対して検出部を保護するための保護ダイヤフラムと
を具備する検出装置であって、とくにゼロ点変動を抑制
するように改善した差圧検出装置に関する。なお、この
差圧検出装置は、導入圧力の一方が大気圧または真空で
あることによって、ゲージ圧用または絶対圧用の圧力検
出装置になる。
従来装置について、その側断面図である第５図を参照
しながら説明する。第５図において、従来装置は大別す
ると、検出部20と保護部30とからなり、これらは各導圧
管6,7を介して連結される。検出部20は測定すべき差圧
を電気信号に変換して出力し、保護部30は詳しく後述す
るように、導入圧力に対して検出部20を保護する。この
検出部20の構成は周知のとおりであるから、その説明は
省略する。なお、検出部20を保護部３に内設させる構成
にした別の従来装置もあるが、前記の従来装置のよう
に、検出部20を保護部30に外設させる構成にした目的
は、測定流体が高温度の場合にその温度の影響が検出部
20に及ばないようにするためである。 ところで、保護部30は主として、各本体31,32、保護
ダイヤフラム３、各シールダイヤフラム4,5、Ｏリング
８およびカバー９からなる。ここで、各本体31,32およ
び各シールダイヤフラム4,5の各同一名称の部材同士は
同じであり、Ｏリング８およびカバー９はそれぞれ２個
である。保護ダイヤフラム３を挟んで、左右にそれぞれ
各本体31,32が配設され、それぞれの外周ないし周縁部
で互いに接合される。 また、各本体31,32には、それぞれ同じ各凹部11,21、
各孔14,24および各孔45,55が形成される。さらに詳しく
は、右側の本体31で代表して述べると、次のとおりであ
る。凹部11は本体31の左側面にこれと導軸の擂鉢状に形
成され、孔14は本体31をその軸線に沿って貫通し、孔45
は一方では凹部11の外周近傍に開口し、他方では導圧管
６を貫通して検出部20の図示してない導圧空間に連通す
る。本体31の右側面は断面が波形に形成され、この波形
とほぼ同じ形状のシールダイヤフラム４が、本体31の右
側面との間に空間をもってその周縁で固着される。本体
31の右側の、シールダイヤフラム４のさらに外方の周縁
部にＯリング８を介してカバー９が取り付けられる。 以上のことは、左側の本体32についても実質的に同様
である。そして、各シールダイヤフラム4,5と接する空
間、各孔14,24、各凹部11,21および孔45,55からなる空
間には、それぞれ圧力伝達用流体としてのシリコーンオ
イル（封入液）が充填される。 この従来装置の作用は次のとおりである。差圧流量
計、たとえばオリフィスの両側の各導入圧力（静圧を含
む）が、それぞれ各シールダイヤフラム4,5で受圧され
ると、その各導入圧力は、シールダイヤフラム４に接す
る空間，孔14,凹部11,孔45をへて検出部20の一方の導圧
空間に、またシールダイヤフラム５に接する空間，孔2
4,凹部21,孔55をへて検出部20の他方の導圧空間とにそ
れぞれ伝達される。なお、各シールダイヤフラム4,5は
そのバネ定数が極めて小さく（軟らかく）、検出部の図
示してない検出用ダイヤフラムはそのバネ定数が極めて
大きく（剛く）、保護ダイヤフラム３はそのバネ定数が
前記の二つの中間値をとる。検出部20では、各導入圧力
に基づく差圧が周知の方式、たとえば静電容量方式によ
って電気信号に変換され出力される。以上は正常な圧力
導入操作がおこなわれた場合である。 ところが、誤操作によって右側のシールダイヤフラム
４だけが受圧したとすると、もし保護部30がなければ、
検出部20は大きい片圧を受けてセンサが破壊されるおそ
れがある。オリフィスの両側の各圧力の導入に誤操作が
あって、たとえ一方の圧力だけがシールダイヤフラムで
受圧されたとしても、保護部30は次に述べるような動作
によって検出部20を保護する。 第５図において、シールダイヤフラム４だけが受圧し
たとすると、この圧力は、封入液を介して孔14,凹部11
から一方では、保護ダイヤフラム３を介して左側の凹部
21,孔24を経て伝達されシールダイヤフラム５を膨らま
せる。また他方では、孔45を経て検出部20の右側の導圧
空間に伝達される。しかも、この伝達圧力は、シールダ
イヤフラム４が対向する本体31の右側の波形表面と当接
することによってある値以下に制限されるから、センサ
が破壊されるおそれはなく、保護機能が働いたことにな
る。
しながら説明する。第５図において、従来装置は大別す
ると、検出部20と保護部30とからなり、これらは各導圧
管6,7を介して連結される。検出部20は測定すべき差圧
を電気信号に変換して出力し、保護部30は詳しく後述す
るように、導入圧力に対して検出部20を保護する。この
検出部20の構成は周知のとおりであるから、その説明は
省略する。なお、検出部20を保護部３に内設させる構成
にした別の従来装置もあるが、前記の従来装置のよう
に、検出部20を保護部30に外設させる構成にした目的
は、測定流体が高温度の場合にその温度の影響が検出部
20に及ばないようにするためである。 ところで、保護部30は主として、各本体31,32、保護
ダイヤフラム３、各シールダイヤフラム4,5、Ｏリング
８およびカバー９からなる。ここで、各本体31,32およ
び各シールダイヤフラム4,5の各同一名称の部材同士は
同じであり、Ｏリング８およびカバー９はそれぞれ２個
である。保護ダイヤフラム３を挟んで、左右にそれぞれ
各本体31,32が配設され、それぞれの外周ないし周縁部
で互いに接合される。 また、各本体31,32には、それぞれ同じ各凹部11,21、
各孔14,24および各孔45,55が形成される。さらに詳しく
は、右側の本体31で代表して述べると、次のとおりであ
る。凹部11は本体31の左側面にこれと導軸の擂鉢状に形
成され、孔14は本体31をその軸線に沿って貫通し、孔45
は一方では凹部11の外周近傍に開口し、他方では導圧管
６を貫通して検出部20の図示してない導圧空間に連通す
る。本体31の右側面は断面が波形に形成され、この波形
とほぼ同じ形状のシールダイヤフラム４が、本体31の右
側面との間に空間をもってその周縁で固着される。本体
31の右側の、シールダイヤフラム４のさらに外方の周縁
部にＯリング８を介してカバー９が取り付けられる。 以上のことは、左側の本体32についても実質的に同様
である。そして、各シールダイヤフラム4,5と接する空
間、各孔14,24、各凹部11,21および孔45,55からなる空
間には、それぞれ圧力伝達用流体としてのシリコーンオ
イル（封入液）が充填される。 この従来装置の作用は次のとおりである。差圧流量
計、たとえばオリフィスの両側の各導入圧力（静圧を含
む）が、それぞれ各シールダイヤフラム4,5で受圧され
ると、その各導入圧力は、シールダイヤフラム４に接す
る空間，孔14,凹部11,孔45をへて検出部20の一方の導圧
空間に、またシールダイヤフラム５に接する空間，孔2
4,凹部21,孔55をへて検出部20の他方の導圧空間とにそ
れぞれ伝達される。なお、各シールダイヤフラム4,5は
そのバネ定数が極めて小さく（軟らかく）、検出部の図
示してない検出用ダイヤフラムはそのバネ定数が極めて
大きく（剛く）、保護ダイヤフラム３はそのバネ定数が
前記の二つの中間値をとる。検出部20では、各導入圧力
に基づく差圧が周知の方式、たとえば静電容量方式によ
って電気信号に変換され出力される。以上は正常な圧力
導入操作がおこなわれた場合である。 ところが、誤操作によって右側のシールダイヤフラム
４だけが受圧したとすると、もし保護部30がなければ、
検出部20は大きい片圧を受けてセンサが破壊されるおそ
れがある。オリフィスの両側の各圧力の導入に誤操作が
あって、たとえ一方の圧力だけがシールダイヤフラムで
受圧されたとしても、保護部30は次に述べるような動作
によって検出部20を保護する。 第５図において、シールダイヤフラム４だけが受圧し
たとすると、この圧力は、封入液を介して孔14,凹部11
から一方では、保護ダイヤフラム３を介して左側の凹部
21,孔24を経て伝達されシールダイヤフラム５を膨らま
せる。また他方では、孔45を経て検出部20の右側の導圧
空間に伝達される。しかも、この伝達圧力は、シールダ
イヤフラム４が対向する本体31の右側の波形表面と当接
することによってある値以下に制限されるから、センサ
が破壊されるおそれはなく、保護機能が働いたことにな
る。
以上説明したように、従来の技術では、保護ダイヤフ
ラム３は、できるだけ軟らかく、いいかえれば小さい圧
力で大きく変位するように作れば、検出部20に伝達され
る片圧を抑えることができる。しかも、そのとき保護ダ
イヤフラム３は、自身に生じる応力を大きくしないよう
にして破損から守必要がある。 そのため従来、保護ダイヤフラムとして、複数個のダ
イヤフラムを積層して構成する方式がとられることがあ
る。しかし、この方式では互いに隣接するダイヤフラム
間の面摩擦のために、作用する片圧が除去されたとき完
全に初期位置に復帰せず、つまり残留変位が生じ、その
結果ゼロ点変動を生じるという問題がある。 この発明の課題は、従来の技術がもつ以上の問題点を
解消し、保護機能が十分に発揮され、しかもゼロ点変動
を抑制するように改善した差圧検出装置を提供すること
にある。
ラム３は、できるだけ軟らかく、いいかえれば小さい圧
力で大きく変位するように作れば、検出部20に伝達され
る片圧を抑えることができる。しかも、そのとき保護ダ
イヤフラム３は、自身に生じる応力を大きくしないよう
にして破損から守必要がある。 そのため従来、保護ダイヤフラムとして、複数個のダ
イヤフラムを積層して構成する方式がとられることがあ
る。しかし、この方式では互いに隣接するダイヤフラム
間の面摩擦のために、作用する片圧が除去されたとき完
全に初期位置に復帰せず、つまり残留変位が生じ、その
結果ゼロ点変動を生じるという問題がある。 この発明の課題は、従来の技術がもつ以上の問題点を
解消し、保護機能が十分に発揮され、しかもゼロ点変動
を抑制するように改善した差圧検出装置を提供すること
にある。
この課題を解決するために、本発明に係る差圧検出装
置は、 測定すべき差圧に応じた信号を出力する検出部と、こ
の検出部に外設され前記差圧を生じる各導入圧力に対し
て前記検出部を保護するための保護ダイヤフラムとを具
備する検出装置において、 前記保護ダイヤフラムは、 円盤状をなす１個の中央ダイヤフラムと； この中央ダイヤフラムの両面の各側に配置され中心部
に円形穴を有し前記中央ダイヤフラムと同径の円盤状を
なすとともにこの中央ダイヤフラムの中心部に向かい凸
状に湾曲形成される側ダイヤフラムと； この各側ダイヤフラムと前記中央ダイヤフラムとの中
間に挿入，積層されこの中央ダイヤフラムと同径の円盤
状をなし中心部に円形穴を有しかつこの円形穴の外周か
ら放射状にスリットが切られるスペーサと；を備える。
置は、 測定すべき差圧に応じた信号を出力する検出部と、こ
の検出部に外設され前記差圧を生じる各導入圧力に対し
て前記検出部を保護するための保護ダイヤフラムとを具
備する検出装置において、 前記保護ダイヤフラムは、 円盤状をなす１個の中央ダイヤフラムと； この中央ダイヤフラムの両面の各側に配置され中心部
に円形穴を有し前記中央ダイヤフラムと同径の円盤状を
なすとともにこの中央ダイヤフラムの中心部に向かい凸
状に湾曲形成される側ダイヤフラムと； この各側ダイヤフラムと前記中央ダイヤフラムとの中
間に挿入，積層されこの中央ダイヤフラムと同径の円盤
状をなし中心部に円形穴を有しかつこの円形穴の外周か
ら放射状にスリットが切られるスペーサと；を備える。
【作 用】 本発明に係る差圧検出装置では、中央ダイヤフラム
と、スペーサと、側ダイヤフラムとの互いに隣接する同
士間の中心部における変形時の半径方向のずれに基づき
起こり得る摩擦が除去されるとともに、前記の隣接する
各部材間が加圧接触状態になるため、密着度が増し、各
部材間の面摩擦力が減少する。さらにスリットを介し
て、圧力が中央ダイヤフラムほぼ全面に伝達されるか
ら、急激に作用する過大な片圧に対して、保護ダイヤフ
ラムは迅速，柔軟に変位することができる。
と、スペーサと、側ダイヤフラムとの互いに隣接する同
士間の中心部における変形時の半径方向のずれに基づき
起こり得る摩擦が除去されるとともに、前記の隣接する
各部材間が加圧接触状態になるため、密着度が増し、各
部材間の面摩擦力が減少する。さらにスリットを介し
て、圧力が中央ダイヤフラムほぼ全面に伝達されるか
ら、急激に作用する過大な片圧に対して、保護ダイヤフ
ラムは迅速，柔軟に変位することができる。
本発明に係る差圧検出装置の実施例について、以下に
図を参照しながら説明する。第１図はこの実施例におけ
る保護ダイヤフラムの側断面図、第２図は同じくその正
面図である。 第１図，第２図において、保護ダイヤフラム90は、１
個の中央ダイヤフラム91と、その各側に配置されるスペ
ーサ93と、さらにその各外側に配置される側ダイヤフラ
ム92とからなる。中央ダイヤフラム91,スペーサ93,側ダ
イヤフラム92はいずれも同じ直径の円盤状である。中央
ダイヤフラム91には中心部に穴がなく、スペーサ93,側
ダイヤフラム92には中心部にそれぞれ各穴93a,92aがあ
る。また、側ダイヤフラム92は、中央ダイヤフラム91に
向かって凸に湾曲形成される。 また、とくにスペーサ93には、その正面図である第３
図に示すように、穴93aの外周から放射状にスリット93b
が切られている。 したがって、１個の中央ダイヤフラム91、各２個のス
ペーサ93,側ダイヤフラム92を積層して組み立てたと
き、各穴92a,93aの存在によって、中央ダイヤフラム91
と、スペーサ93と、側ダイヤフラム92との互いに隣接す
る同士間の中心部における変形時の半径方向のずれに基
づき起こり得る摩擦が除去されるとともに、前記の隣接
する各部材間が加圧接触状態になるため、密着度が増
し、各部材間の面摩擦力が減少する。その結果、保護ダ
イヤフラム90は、これに作用する片圧が除去されたとき
に、ほぼ完全に初期位置に復帰してゼロ点変動が抑制さ
れる。 さらに、スペーサ93のスリット93bを介して片圧が中
央ダイヤフラム91のほぼ全面に伝達されるから、急激に
作用する過大な片圧に対しても、保護ダイヤフラム90は
迅速，柔軟に変位することができ、差圧検出装置として
の過大圧に対する保護機能が十分に働く。 第４図はこの実施例の動作を示す伝達圧力に係る特性
図である。同図では、横軸に時間Ｔを縦軸に伝達圧力Ｐ
をそれぞれとって、急激に作用する片圧によって伝達圧
力Ｐが時間Ｔとともにどのように変化するかが示され
る。実線表示は実施例による伝達圧力の時間的変化で、
伝達圧力の急速な立ち上がり時におけるオーバシュート
（行き過ぎ量）が非常に小さく、保護機能が十分に働く
ことを示している。これに対して、破線表示は従来例に
おけるもので、伝達圧力の急速な立ち上がり時における
オーバシュート非常に大きく、保護機能が不十分で検出
部に破損を生じるおそれがあることを示している。
図を参照しながら説明する。第１図はこの実施例におけ
る保護ダイヤフラムの側断面図、第２図は同じくその正
面図である。 第１図，第２図において、保護ダイヤフラム90は、１
個の中央ダイヤフラム91と、その各側に配置されるスペ
ーサ93と、さらにその各外側に配置される側ダイヤフラ
ム92とからなる。中央ダイヤフラム91,スペーサ93,側ダ
イヤフラム92はいずれも同じ直径の円盤状である。中央
ダイヤフラム91には中心部に穴がなく、スペーサ93,側
ダイヤフラム92には中心部にそれぞれ各穴93a,92aがあ
る。また、側ダイヤフラム92は、中央ダイヤフラム91に
向かって凸に湾曲形成される。 また、とくにスペーサ93には、その正面図である第３
図に示すように、穴93aの外周から放射状にスリット93b
が切られている。 したがって、１個の中央ダイヤフラム91、各２個のス
ペーサ93,側ダイヤフラム92を積層して組み立てたと
き、各穴92a,93aの存在によって、中央ダイヤフラム91
と、スペーサ93と、側ダイヤフラム92との互いに隣接す
る同士間の中心部における変形時の半径方向のずれに基
づき起こり得る摩擦が除去されるとともに、前記の隣接
する各部材間が加圧接触状態になるため、密着度が増
し、各部材間の面摩擦力が減少する。その結果、保護ダ
イヤフラム90は、これに作用する片圧が除去されたとき
に、ほぼ完全に初期位置に復帰してゼロ点変動が抑制さ
れる。 さらに、スペーサ93のスリット93bを介して片圧が中
央ダイヤフラム91のほぼ全面に伝達されるから、急激に
作用する過大な片圧に対しても、保護ダイヤフラム90は
迅速，柔軟に変位することができ、差圧検出装置として
の過大圧に対する保護機能が十分に働く。 第４図はこの実施例の動作を示す伝達圧力に係る特性
図である。同図では、横軸に時間Ｔを縦軸に伝達圧力Ｐ
をそれぞれとって、急激に作用する片圧によって伝達圧
力Ｐが時間Ｔとともにどのように変化するかが示され
る。実線表示は実施例による伝達圧力の時間的変化で、
伝達圧力の急速な立ち上がり時におけるオーバシュート
（行き過ぎ量）が非常に小さく、保護機能が十分に働く
ことを示している。これに対して、破線表示は従来例に
おけるもので、伝達圧力の急速な立ち上がり時における
オーバシュート非常に大きく、保護機能が不十分で検出
部に破損を生じるおそれがあることを示している。
以上説明したように、この発明において、中央ダイヤ
フラムと、スペーサと、側ダイヤフラムとの互いに隣接
する同士間の中心部における変形時の半径方向のずれに
基づき起こり得る摩擦が除去されるとともに、前記の隣
接する各部材間が加圧接触状態になるため、密着度が増
して各部材間の面摩擦力が減少し、またスリットを介し
て圧力が中央ダイヤフラムのほぼ全面に伝達されるか
ら、急激に作用する過大な片圧に対して、保護ダイヤフ
ラムは迅速，柔軟に変位することができる。 したがって、この発明によれば、保護ダイヤフラム
はこれに作用する片圧が除去されたとき、ほぼ完全に初
期位置に復帰するから、ゼロ点変動が抑制できる、急
速に加えられる過大な片圧に対して検出部に対して保護
機能が十分に発揮される−−というすぐれた効果があ
る。
フラムと、スペーサと、側ダイヤフラムとの互いに隣接
する同士間の中心部における変形時の半径方向のずれに
基づき起こり得る摩擦が除去されるとともに、前記の隣
接する各部材間が加圧接触状態になるため、密着度が増
して各部材間の面摩擦力が減少し、またスリットを介し
て圧力が中央ダイヤフラムのほぼ全面に伝達されるか
ら、急激に作用する過大な片圧に対して、保護ダイヤフ
ラムは迅速，柔軟に変位することができる。 したがって、この発明によれば、保護ダイヤフラム
はこれに作用する片圧が除去されたとき、ほぼ完全に初
期位置に復帰するから、ゼロ点変動が抑制できる、急
速に加えられる過大な片圧に対して検出部に対して保護
機能が十分に発揮される−−というすぐれた効果があ
る。
第１図は本発明に係る実施例における保護ダイヤフラム
の組立前の側断面図、 第２図は同じくその正面図、 第３図は同じくその主要部材の正面図、 第４図はこの実施例における伝達圧力の特性図、 第５図は従来例の側断面図である。 符号説明 90:保護ダイヤフラム、91:中央ダイヤフラム、 92:側ダイヤフラム、 92a93a:穴、93:スペーサ、 93b:スリット。
の組立前の側断面図、 第２図は同じくその正面図、 第３図は同じくその主要部材の正面図、 第４図はこの実施例における伝達圧力の特性図、 第５図は従来例の側断面図である。 符号説明 90:保護ダイヤフラム、91:中央ダイヤフラム、 92:側ダイヤフラム、 92a93a:穴、93:スペーサ、 93b:スリット。
Claims (1)
- 【請求項１】測定すべき差圧に応じた信号を出力する検
出部と、この検出部に外設され前記差圧を生じる各導入
圧力に対して前記検出部を保護するための保護ダイヤフ
ラムとを具備する検出装置において、前記保護ダイヤフ
ラムは、円盤状をなす１個の中央ダイヤフラムと；この
中央ダイヤフラムの両面の各側に配置され中心部に円形
穴を有し前記中央ダイヤフラムと同径の円盤状をなすと
ともにこの中央ダイヤフラムの中心部に向かい凸状に湾
曲形成される側ダイヤフラムと；この各側ダイヤフラム
と前記中央ダイヤフラムとの中間に挿入，積層されこの
中央ダイヤフラムと同径の円盤状をなし中心部に円形穴
を有しかつこの円形穴の外周から放射状にスリットが切
られるスペーサと；を備えることを特徴とする差圧検出
装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18987089 | 1989-07-21 | ||
| JP1-189870 | 1989-07-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03150437A JPH03150437A (ja) | 1991-06-26 |
| JP2546012B2 true JP2546012B2 (ja) | 1996-10-23 |
Family
ID=16248554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2051967A Expired - Fee Related JP2546012B2 (ja) | 1989-07-21 | 1990-03-03 | 差圧検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2546012B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7188529B2 (en) * | 2005-01-25 | 2007-03-13 | Yokogawa Electric Corporation | Differential pressure measuring apparatus |
| DE102010043043A1 (de) * | 2010-10-28 | 2012-05-03 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Druckmesswandler |
-
1990
- 1990-03-03 JP JP2051967A patent/JP2546012B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03150437A (ja) | 1991-06-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
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