JP2852602B2 - 圧力測定装置 - Google Patents
圧力測定装置Info
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- JP2852602B2 JP2852602B2 JP6071268A JP7126894A JP2852602B2 JP 2852602 B2 JP2852602 B2 JP 2852602B2 JP 6071268 A JP6071268 A JP 6071268A JP 7126894 A JP7126894 A JP 7126894A JP 2852602 B2 JP2852602 B2 JP 2852602B2
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L13/00—Devices or apparatus for measuring differences of two or more fluid pressure values
- G01L13/02—Devices or apparatus for measuring differences of two or more fluid pressure values using elastically-deformable members or pistons as sensing elements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
- G01L19/06—Means for preventing overload or deleterious influence of the measured medium on the measuring device or vice versa
- G01L19/0627—Protection against aggressive medium in general
- G01L19/0645—Protection against aggressive medium in general using isolation membranes, specially adapted for protection
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
- G01L19/0007—Fluidic connecting means
- G01L19/0038—Fluidic connecting means being part of the housing
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はダイヤフラムの変位によ
って差圧、圧力等を測定する圧力測定装置に関し、特に
ダイヤフラムの表面構造の改良に関するものである。
って差圧、圧力等を測定する圧力測定装置に関し、特に
ダイヤフラムの表面構造の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の圧力測定装置の代表的なものと
しては、２点間の差圧を測定してプロセス制御流体の圧
力を測定する差圧・圧力発信器が知られている。この種
の差圧・圧力発信器は一般に高圧側および低圧側のシー
ルダイヤフラムに各プロセス流体圧を与え、検出器ボデ
ィ内における封入液の移動を封入回路を仕切って設けた
半導体圧力センサの歪みにより電気的な出力として取り
出すように構成されている（例：実公昭５９−３０４４
４号等）。
しては、２点間の差圧を測定してプロセス制御流体の圧
力を測定する差圧・圧力発信器が知られている。この種
の差圧・圧力発信器は一般に高圧側および低圧側のシー
ルダイヤフラムに各プロセス流体圧を与え、検出器ボデ
ィ内における封入液の移動を封入回路を仕切って設けた
半導体圧力センサの歪みにより電気的な出力として取り
出すように構成されている（例：実公昭５９−３０４４
４号等）。
【０００３】図２はかかる差圧・圧力発信器の従来例を
示すもので、これを概略説明すると、１は高圧側ボディ
２と低圧側ボディ３を電子ビーム等によって一体的に接
合して形成された円板状の検出器ボディ、４は検出器ボ
ディ１の溶接部、５，６は検出器ボディ１の高圧，低圧
側の各受圧側面７，８に周縁部を溶接固定されて配設さ
れたシールダイヤフラムである。シールダイヤフラム
５，６の素材としては、耐食性が要求される場合、タン
タル、チタン、ステンレス鋼、Ｎｉ基合金等によって皿
状に形成され、受圧側面７，８に対向する中央部がこれ
ら受圧側面と同形の同心円状波形面を形成している。９
は検出器ボディ１の中央接合部に設けた内室１０を高圧
側ボディ内室１０Ａと低圧側ボディ内室１０Ｂとに仕切
るセンターダイヤフラム、１１は検出器ボディ１の上部
外周面に加工形成されたヘッダーカバー取付部１２に溶
接固定されたヘッダーカバー、１３はヘッダーカバー１
１内に組み込まれた差圧測定用圧力センサで、この圧力
センサ１３の半導体ダイヤフラム１４の表裏面にプロセ
ス流体の高圧ＰＨと、低圧ＰＬを、検出器ボディ１内の
封入回路１５，１６に封入したシリコンオイル等の圧力
伝達用封入液１７Ａ，１７Ｂを介してそれぞれ伝達する
ようにしている。封入回路１５，１６にはリストリクタ
１８が圧入固定されており、これによってプロセス流体
の急激な圧力変動や脈動を抑制し、前記ダイヤフラム
５，６，９および圧力センサ１３を保護している。な
お、１９，２０は検出器ボディ１の各側面に嵌合固定さ
れシールダイヤフラム５，６を保護するカバーである。
示すもので、これを概略説明すると、１は高圧側ボディ
２と低圧側ボディ３を電子ビーム等によって一体的に接
合して形成された円板状の検出器ボディ、４は検出器ボ
ディ１の溶接部、５，６は検出器ボディ１の高圧，低圧
側の各受圧側面７，８に周縁部を溶接固定されて配設さ
れたシールダイヤフラムである。シールダイヤフラム
５，６の素材としては、耐食性が要求される場合、タン
タル、チタン、ステンレス鋼、Ｎｉ基合金等によって皿
状に形成され、受圧側面７，８に対向する中央部がこれ
ら受圧側面と同形の同心円状波形面を形成している。９
は検出器ボディ１の中央接合部に設けた内室１０を高圧
側ボディ内室１０Ａと低圧側ボディ内室１０Ｂとに仕切
るセンターダイヤフラム、１１は検出器ボディ１の上部
外周面に加工形成されたヘッダーカバー取付部１２に溶
接固定されたヘッダーカバー、１３はヘッダーカバー１
１内に組み込まれた差圧測定用圧力センサで、この圧力
センサ１３の半導体ダイヤフラム１４の表裏面にプロセ
ス流体の高圧ＰＨと、低圧ＰＬを、検出器ボディ１内の
封入回路１５，１６に封入したシリコンオイル等の圧力
伝達用封入液１７Ａ，１７Ｂを介してそれぞれ伝達する
ようにしている。封入回路１５，１６にはリストリクタ
１８が圧入固定されており、これによってプロセス流体
の急激な圧力変動や脈動を抑制し、前記ダイヤフラム
５，６，９および圧力センサ１３を保護している。な
お、１９，２０は検出器ボディ１の各側面に嵌合固定さ
れシールダイヤフラム５，６を保護するカバーである。
【０００４】このような構成からなる差圧・圧力発信器
において、シールダイヤフラム５，６にプロセス流体の
高圧ＰH と、低圧ＰL をそれぞれ印加すると、この時の
差圧（ＰH −ＰL ）に応じてこれら両ダイヤフラム５，
６が変位し、その変位により封入液１７Ａ，１７Ｂが移
動してセンターダイヤフラム９を変位させ、さらにセン
ターダイヤフラム９の変位が封入液１７Ａ，１７Ｂを介
して圧力センサ１３の半導体ダイヤフラム１４に加えら
れる。したがって、半導体ダイヤフラム１４はその差圧
に応じて変形し、その変形量が電気信号として取り出さ
れることで差圧測定が行われる。
において、シールダイヤフラム５，６にプロセス流体の
高圧ＰH と、低圧ＰL をそれぞれ印加すると、この時の
差圧（ＰH −ＰL ）に応じてこれら両ダイヤフラム５，
６が変位し、その変位により封入液１７Ａ，１７Ｂが移
動してセンターダイヤフラム９を変位させ、さらにセン
ターダイヤフラム９の変位が封入液１７Ａ，１７Ｂを介
して圧力センサ１３の半導体ダイヤフラム１４に加えら
れる。したがって、半導体ダイヤフラム１４はその差圧
に応じて変形し、その変形量が電気信号として取り出さ
れることで差圧測定が行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した差
圧・圧力発信器において、被測定流体中に含まれている
水素原子の一部がシールダイヤフラム７，８を透過して
封入液１７Ａ，１７Ｂ中に侵入し、水素ガスとなって溜
まると、封入液１７Ａ，１７Ｂの圧力が変化するため、
正確な差圧測定ができなくなったり、水素脆性によって
ダイヤフラム７，８自体が劣化し、測定不能になるとい
う問題があった。また、被測定流体中には各種の正の金
属イオン（例えばＺｎ++ ，Ａｌ+++等）が存在し、従来
はこれらがダイヤフラムに付着すると、局部電池を形成
し、腐食を起こすという問題もあった。
圧・圧力発信器において、被測定流体中に含まれている
水素原子の一部がシールダイヤフラム７，８を透過して
封入液１７Ａ，１７Ｂ中に侵入し、水素ガスとなって溜
まると、封入液１７Ａ，１７Ｂの圧力が変化するため、
正確な差圧測定ができなくなったり、水素脆性によって
ダイヤフラム７，８自体が劣化し、測定不能になるとい
う問題があった。また、被測定流体中には各種の正の金
属イオン（例えばＺｎ++ ，Ａｌ+++等）が存在し、従来
はこれらがダイヤフラムに付着すると、局部電池を形成
し、腐食を起こすという問題もあった。
【０００６】水素原子の封入液内への侵入、滞留のメカ
ニズムは、次のように推定される。すなわち、シールダ
イヤフラム７，８の金属より検出器ボディ１、カバー１
９，２０等の金属（ステンレス，炭素鋼等）の方が卑
（イオン化傾向が大きい）であると、次式で示すように
検出器ボディ１やカバー１９，２０の金属（Ｍ）が、被
測定流体内に溶出して電子を放出する。 Ｍ→Ｍ ２＋ ＋２ｅ− ・・・・（１） 次いで、起こる反応は、次式に基づくものが主になる。 ２Ｈ＋＋２ｅ−→２Ｈ ・・・・（２） したがって、シールダイヤフラム７，８側に上記式
（２）の反応が起これば、その表面に吸着した水素原子
は、その大部分が、次式に基づいて分子状の水素とな
り、水素ガスとなる。 ２Ｈ→Ｈ２ ・・・・（３） この水素ガスＨ２は、分子の大きさからダイヤフラムを
透過することは不可能であるが、一部の水素原子Ｈは、
上式（２）における水素原子の状態のときにダイヤフラ
ム中を拡散、透過し、封入液中に侵入して水素ガスとな
る。
ニズムは、次のように推定される。すなわち、シールダ
イヤフラム７，８の金属より検出器ボディ１、カバー１
９，２０等の金属（ステンレス，炭素鋼等）の方が卑
（イオン化傾向が大きい）であると、次式で示すように
検出器ボディ１やカバー１９，２０の金属（Ｍ）が、被
測定流体内に溶出して電子を放出する。 Ｍ→Ｍ ２＋ ＋２ｅ− ・・・・（１） 次いで、起こる反応は、次式に基づくものが主になる。 ２Ｈ＋＋２ｅ−→２Ｈ ・・・・（２） したがって、シールダイヤフラム７，８側に上記式
（２）の反応が起これば、その表面に吸着した水素原子
は、その大部分が、次式に基づいて分子状の水素とな
り、水素ガスとなる。 ２Ｈ→Ｈ２ ・・・・（３） この水素ガスＨ２は、分子の大きさからダイヤフラムを
透過することは不可能であるが、一部の水素原子Ｈは、
上式（２）における水素原子の状態のときにダイヤフラ
ム中を拡散、透過し、封入液中に侵入して水素ガスとな
る。
【０００７】そこで、このような水素原子Ｈの透過を防
止するために、ダイヤフラムの表面に金（Ａｕ）をメッ
キ等によりコーティングしたり（実開昭６２−８６５２
８号公報）、あるいはまた金属層と絶縁層とで多層コー
ティングする方法（特開平５−２０９８００号公報）が
提案されている。
止するために、ダイヤフラムの表面に金（Ａｕ）をメッ
キ等によりコーティングしたり（実開昭６２−８６５２
８号公報）、あるいはまた金属層と絶縁層とで多層コー
ティングする方法（特開平５−２０９８００号公報）が
提案されている。
【０００８】しかしながら、このような方法においても
以下に述べるような問題があった。Ａｕをコーティング
する方法は、Ａｕ自体が密度が小さくイオントラップ機
能を有し、吸着水素原子の拡散、透過を防止する効果を
有するものであるが、ダイヤフラムの応答性の面からそ
の膜厚に限界があり、水素原子の透過を完全には防止す
ることができない。また、検出器ボディ１、カバー１
９，２０等の金属よりもイオン化傾向が小さいＡｕをコ
ーティングすると、例えばＡｕとカバーとの間でその電
位差に起因する電気回路が形成され、Ａｕコーティング
にピンホールがあると、このピーンホールにより被測定
流体とダイヤフラムが直接接触するため、前記電気回路
による局部電池が形成され、ダイヤフラム自身が局部的
に腐食を起こす。ダイヤフラムは、厚さが通常０．１ｍ
ｍ程度であるため、腐食により孔が明くと、測定不能に
なる。
以下に述べるような問題があった。Ａｕをコーティング
する方法は、Ａｕ自体が密度が小さくイオントラップ機
能を有し、吸着水素原子の拡散、透過を防止する効果を
有するものであるが、ダイヤフラムの応答性の面からそ
の膜厚に限界があり、水素原子の透過を完全には防止す
ることができない。また、検出器ボディ１、カバー１
９，２０等の金属よりもイオン化傾向が小さいＡｕをコ
ーティングすると、例えばＡｕとカバーとの間でその電
位差に起因する電気回路が形成され、Ａｕコーティング
にピンホールがあると、このピーンホールにより被測定
流体とダイヤフラムが直接接触するため、前記電気回路
による局部電池が形成され、ダイヤフラム自身が局部的
に腐食を起こす。ダイヤフラムは、厚さが通常０．１ｍ
ｍ程度であるため、腐食により孔が明くと、測定不能に
なる。
【０００９】一方、上記特開平５−２０９８００号公報
に開示された多層コーティング方法Ｄは、図３に示すよ
うにシールダイヤフラム２５の被測定流体と接する面
に、水素透過防止金属層２６、中間金属層２７および絶
縁層２８を順次積層コーティングし、水素透過防止金属
層２６によって水素原子の透過を防止するように構成し
たものである。中間金属層２７は、水素透過防止金属層
２６と絶縁層２８との線膨張係数の差による応力を緩和
し、コーティング層の密着性を向上させるもので、水素
透過防止金属層２６を構成する金属（例：金，タングス
テン）よりもイオン化傾向が大きく、かつ水素透過防止
金属層２６を構成する金属の線膨張係数と絶縁層２８を
構成する材料の線膨張係数との中間の線膨張係数を有す
る金属（例：チタン，タングステン，クロム，モリブデ
ン等）が用いられる。これによりシールダイヤフラム２
５と水素透過防止金属層２６の電位差が低減され、局部
電池の形成による腐食を低減防止する。絶縁層２８はダ
イヤフラム２５の耐食性を確保すると共に、被測定流体
側表面での電気化学反応を防止するもので、セラミック
ス、特にＳｉＣ，Ａｌ２Ｏ３，ＡｌＮ，ＳｉＯ２等で形
成される。なお、３０は封入液、３１は被測定流体であ
る。
に開示された多層コーティング方法Ｄは、図３に示すよ
うにシールダイヤフラム２５の被測定流体と接する面
に、水素透過防止金属層２６、中間金属層２７および絶
縁層２８を順次積層コーティングし、水素透過防止金属
層２６によって水素原子の透過を防止するように構成し
たものである。中間金属層２７は、水素透過防止金属層
２６と絶縁層２８との線膨張係数の差による応力を緩和
し、コーティング層の密着性を向上させるもので、水素
透過防止金属層２６を構成する金属（例：金，タングス
テン）よりもイオン化傾向が大きく、かつ水素透過防止
金属層２６を構成する金属の線膨張係数と絶縁層２８を
構成する材料の線膨張係数との中間の線膨張係数を有す
る金属（例：チタン，タングステン，クロム，モリブデ
ン等）が用いられる。これによりシールダイヤフラム２
５と水素透過防止金属層２６の電位差が低減され、局部
電池の形成による腐食を低減防止する。絶縁層２８はダ
イヤフラム２５の耐食性を確保すると共に、被測定流体
側表面での電気化学反応を防止するもので、セラミック
ス、特にＳｉＣ，Ａｌ２Ｏ３，ＡｌＮ，ＳｉＯ２等で形
成される。なお、３０は封入液、３１は被測定流体であ
る。
【００１０】しかしながら、このようなダイヤフラムの
表面構造においては、シールダイヤフラム２５の被測定
流体３１と接する面に、水素透過防止金属層２６、中間
金属層２７および絶縁層２８を順次積層コーティングす
る必要があるので、膜形成工程が３工程と多く、製作に
時間がかかるという問題があった。また、水素原子の透
過を防止するため、各層の膜厚を厚く形成すると、それ
だけ時間を要するばかりか、ダイヤフラム自体の剛性が
増大し、ダイヤフラムの応答特性を損なうという問題も
あった。
表面構造においては、シールダイヤフラム２５の被測定
流体３１と接する面に、水素透過防止金属層２６、中間
金属層２７および絶縁層２８を順次積層コーティングす
る必要があるので、膜形成工程が３工程と多く、製作に
時間がかかるという問題があった。また、水素原子の透
過を防止するため、各層の膜厚を厚く形成すると、それ
だけ時間を要するばかりか、ダイヤフラム自体の剛性が
増大し、ダイヤフラムの応答特性を損なうという問題も
あった。
【００１１】本発明は上記したような従来の問題点に鑑
みてなされたものであり、その目的とするところは、膜
形成工程数が少なく、膜形成時間を短縮すると共に、水
素原子の拡散、透過およびダイヤフラムの水素脆性をよ
り確実に防止することができるようにした圧力測定装置
を提供することにある。
みてなされたものであり、その目的とするところは、膜
形成工程数が少なく、膜形成時間を短縮すると共に、水
素原子の拡散、透過およびダイヤフラムの水素脆性をよ
り確実に防止することができるようにした圧力測定装置
を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、一面が被測定流体と接し、他面が圧力伝達用
封入液に接するダイヤフラムを有し、このダイヤフラム
の変位により被測定流体の圧力を測定する圧力測定装置
において、前記ダイヤフラムの一面側に絶縁膜を形成す
ると共に、この絶縁膜上にｐ型半導体被膜を形成したこ
とを特徴とするものである。
するため、一面が被測定流体と接し、他面が圧力伝達用
封入液に接するダイヤフラムを有し、このダイヤフラム
の変位により被測定流体の圧力を測定する圧力測定装置
において、前記ダイヤフラムの一面側に絶縁膜を形成す
ると共に、この絶縁膜上にｐ型半導体被膜を形成したこ
とを特徴とするものである。
【００１３】
【作用】ｐ型半導体は、シリコン，ゲルマニウム等の真
性半導体にIII 族の元素（ガリウム，インジウム，アル
ミニウム等）を不純物として加えた不純物半導体であ
る。III 族の不純物は、等極結合をつくる際に他から電
子を奪い、イオン化する。そのため、電子を奪われたと
ころは正に帯電し正孔となる。こうした不純物をアクセ
プタといい、正孔による電導が支配的である半導体をｐ
型半導体と呼んでいる。このようなｐ型半導体被膜に対
して上記（１）式のｅ- は引かれ、（２）式のＨ+ は近
づけない。したがって、ダイヤフラム近傍では（２）式
の反応が起こり難い状態となる。その結果、Ｈが発生し
ないので、Ｈの透過もない。ｐ型半導体被膜に流れた上
記ｅ- についてはアースを設けることで何等問題ない。
性半導体にIII 族の元素（ガリウム，インジウム，アル
ミニウム等）を不純物として加えた不純物半導体であ
る。III 族の不純物は、等極結合をつくる際に他から電
子を奪い、イオン化する。そのため、電子を奪われたと
ころは正に帯電し正孔となる。こうした不純物をアクセ
プタといい、正孔による電導が支配的である半導体をｐ
型半導体と呼んでいる。このようなｐ型半導体被膜に対
して上記（１）式のｅ- は引かれ、（２）式のＨ+ は近
づけない。したがって、ダイヤフラム近傍では（２）式
の反応が起こり難い状態となる。その結果、Ｈが発生し
ないので、Ｈの透過もない。ｐ型半導体被膜に流れた上
記ｅ- についてはアースを設けることで何等問題ない。
【００１４】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
１は本発明に係る圧力測定装置の一実施例を示す要部拡
大断面図である。なお、図中図３と同一構成部材のもの
に対しては同一符号をもって示す。同図において、本発
明はダイヤフラム２５の被測定流体３１と接する面に絶
縁膜４０を形成し、さらにその上にｐ型半導体被膜４１
を形成したものである。その他の構成は図２に示した従
来構造と同様である。
１は本発明に係る圧力測定装置の一実施例を示す要部拡
大断面図である。なお、図中図３と同一構成部材のもの
に対しては同一符号をもって示す。同図において、本発
明はダイヤフラム２５の被測定流体３１と接する面に絶
縁膜４０を形成し、さらにその上にｐ型半導体被膜４１
を形成したものである。その他の構成は図２に示した従
来構造と同様である。
【００１５】絶縁膜４０は、ｐ型半導体被膜４１をダイ
ヤフラム２５に直接形成すると、電気が流れる可能性が
あるので、これを防止するためｐ型半導体４１を純粋に
電気的に絶縁するためのものである。絶縁膜４０の材料
としては、Ａｌ2 Ｏ3 ，ＴｉＯ2 ，ＳｉＯ2 等の非導電
性セラミックが用いられ、厚さはミクロンオーダーとさ
れる。
ヤフラム２５に直接形成すると、電気が流れる可能性が
あるので、これを防止するためｐ型半導体４１を純粋に
電気的に絶縁するためのものである。絶縁膜４０の材料
としては、Ａｌ2 Ｏ3 ，ＴｉＯ2 ，ＳｉＯ2 等の非導電
性セラミックが用いられ、厚さはミクロンオーダーとさ
れる。
【００１６】ｐ型半導体被膜４１としては、Ｓｉ＋Ｂ，
Ｃｒ2 Ｏ3 、有機化合物半導体等が挙げられる。被膜４
１の膜厚としては絶縁膜４０と同様、ミクロンオーダー
とされる。このようなｐ型半導体被膜４１および前記絶
縁膜４０は、蒸着、ＣＶＤ、スパッタ等により形成する
ことが好ましい。
Ｃｒ2 Ｏ3 、有機化合物半導体等が挙げられる。被膜４
１の膜厚としては絶縁膜４０と同様、ミクロンオーダー
とされる。このようなｐ型半導体被膜４１および前記絶
縁膜４０は、蒸着、ＣＶＤ、スパッタ等により形成する
ことが好ましい。
【００１７】かくしてこのような構成からなるダイヤフ
ラム２５を備えた差圧・圧力発信器においては、ダイヤ
フラム２５の水素脆性による劣化、水素原子の透過、局
部電池によるダイヤフラムの腐食等を確実に防止するこ
とができる。すなわち、ｐ型半導体被膜４１は、真性半
導体にIII 族の元素を不純物として加えた不純物半導体
で、等極結合をつくる際に他から電子を奪い、イオン化
する。そのため、電子を奪われたところは正に帯電した
正孔となる。こうした不純物をアクセプタといい、正孔
による電導が支配的である半導体をｐ型半導体と呼んで
いる。このようなｐ型半導体被膜に対して上記（１）式
のｅ- は引かれ、（２）式のＨ+ は近づけない。したが
って、ダイヤフラム近傍では（２）式の反応が起こり難
い状態となる。その結果、Ｈが発生しないので、Ｈの透
過もない。この場合、ｐ型半導体被膜に流れた上記ｅ-
についてはアースを設ければよい。また、上記した通り
被測定流体３１中に存在するプラスの各種金属イオン
（例えばＺｎ++ ，Ａｌ+++等）がダイヤフラム２５に付
着すると、局部電池を形成し、腐食を起こすが、本発明
においては、これら金属イオンもＨ+ と同様、正孔と反
発し合ってｐ型半導体被膜４１に付着することができな
いので、ダイヤフラム２５との間で局部電池を形成する
ことがなく、腐食を防止することができる。また、本発
明においては、絶縁膜４０とｐ型半導体被膜４１の２層
を形成するだけでよいので、図３に示した従来のダイヤ
フラム構造に比べて膜形成工程数が１工程少なく、短時
間で製作することができるばかりか、Ａｕを使用する必
要がないので、安価である。
ラム２５を備えた差圧・圧力発信器においては、ダイヤ
フラム２５の水素脆性による劣化、水素原子の透過、局
部電池によるダイヤフラムの腐食等を確実に防止するこ
とができる。すなわち、ｐ型半導体被膜４１は、真性半
導体にIII 族の元素を不純物として加えた不純物半導体
で、等極結合をつくる際に他から電子を奪い、イオン化
する。そのため、電子を奪われたところは正に帯電した
正孔となる。こうした不純物をアクセプタといい、正孔
による電導が支配的である半導体をｐ型半導体と呼んで
いる。このようなｐ型半導体被膜に対して上記（１）式
のｅ- は引かれ、（２）式のＨ+ は近づけない。したが
って、ダイヤフラム近傍では（２）式の反応が起こり難
い状態となる。その結果、Ｈが発生しないので、Ｈの透
過もない。この場合、ｐ型半導体被膜に流れた上記ｅ-
についてはアースを設ければよい。また、上記した通り
被測定流体３１中に存在するプラスの各種金属イオン
（例えばＺｎ++ ，Ａｌ+++等）がダイヤフラム２５に付
着すると、局部電池を形成し、腐食を起こすが、本発明
においては、これら金属イオンもＨ+ と同様、正孔と反
発し合ってｐ型半導体被膜４１に付着することができな
いので、ダイヤフラム２５との間で局部電池を形成する
ことがなく、腐食を防止することができる。また、本発
明においては、絶縁膜４０とｐ型半導体被膜４１の２層
を形成するだけでよいので、図３に示した従来のダイヤ
フラム構造に比べて膜形成工程数が１工程少なく、短時
間で製作することができるばかりか、Ａｕを使用する必
要がないので、安価である。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る圧力測
定装置によれば、ダイヤフラムの被測定流体に接する面
に絶縁膜を介してｐ型半導体被膜を形成して構成したの
で、プラスの水素原子がｐ型半導体被膜と電気的に反発
して、被膜表面に近づかず、したがって、（２）式の反
応がダイヤフラム付近で起こり難い状態となる。その結
果、水素原子が発生しないので、水素原子がダイヤフラ
ムを透過して封入液中に侵入し、ガス化するのを確実に
防止することができる。したがって、正確な測定が行
え、また水素原子が透過しなければダイヤフラムが水素
脆性を起こさず、耐久性を向上させることができる。ま
た、被測定流体中のプラスの金属イオンがｐ型半導体被
膜の表面に付着することもないので、ダイヤフラムとの
間で局部電池を形成することがなく、腐食を防止するこ
とができる。さらにまた、本発明においては、絶縁膜と
ｐ型半導体被覆の２層を形成するだけでよいので、膜形
成工程数が少なく、また金等の貴金属を使用する必要が
ないので、安価に製作、提供することができる。
定装置によれば、ダイヤフラムの被測定流体に接する面
に絶縁膜を介してｐ型半導体被膜を形成して構成したの
で、プラスの水素原子がｐ型半導体被膜と電気的に反発
して、被膜表面に近づかず、したがって、（２）式の反
応がダイヤフラム付近で起こり難い状態となる。その結
果、水素原子が発生しないので、水素原子がダイヤフラ
ムを透過して封入液中に侵入し、ガス化するのを確実に
防止することができる。したがって、正確な測定が行
え、また水素原子が透過しなければダイヤフラムが水素
脆性を起こさず、耐久性を向上させることができる。ま
た、被測定流体中のプラスの金属イオンがｐ型半導体被
膜の表面に付着することもないので、ダイヤフラムとの
間で局部電池を形成することがなく、腐食を防止するこ
とができる。さらにまた、本発明においては、絶縁膜と
ｐ型半導体被覆の２層を形成するだけでよいので、膜形
成工程数が少なく、また金等の貴金属を使用する必要が
ないので、安価に製作、提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る圧力測定装置の一実施例を示す
要部の拡大断面図である。
要部の拡大断面図である。
【図２】 差圧・圧力発信器の従来例を示す断面図であ
る。
る。
【図３】 シールダイヤフラムの従来構造を示す要部拡
大断面図である。
大断面図である。
１…検出部ボディ、１ａ…バックプレート面、２…検出
部ボディ、２ａ…バックプレート面、３…波状のシール
ダイヤフラム、４…波状のシールダイヤフラム、５…測
圧室、６…測圧室、７…センタダイヤフラム、８ａ…圧
力媒体流通用通孔、９ａ…圧力媒体流通用通孔、１０…
封入回路、１１…封入回路、１３…センサ部、１４…半
導体感圧センサ、２５…シールダイヤフラム、３０…封
入液、４０…絶縁膜、４１…ｐ型半導体被膜。
部ボディ、２ａ…バックプレート面、３…波状のシール
ダイヤフラム、４…波状のシールダイヤフラム、５…測
圧室、６…測圧室、７…センタダイヤフラム、８ａ…圧
力媒体流通用通孔、９ａ…圧力媒体流通用通孔、１０…
封入回路、１１…封入回路、１３…センサ部、１４…半
導体感圧センサ、２５…シールダイヤフラム、３０…封
入液、４０…絶縁膜、４１…ｐ型半導体被膜。
Claims (1)
- 【請求項１】 一面が被測定流体と接し、他面が圧力伝
達用封入液に接するダイヤフラムを有し、このダイヤフ
ラムの変位により被測定流体の圧力を測定する圧力測定
装置において、 前記ダイヤフラムの一面側に絶縁膜を形成すると共に、
この絶縁膜上にｐ型半導体被膜を形成したことを特徴と
する圧力測定装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6071268A JP2852602B2 (ja) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | 圧力測定装置 |
| US08/398,805 US5578760A (en) | 1994-03-17 | 1995-03-06 | Seal diaphragm structure for pressure measuring device |
| DE19510688A DE19510688C2 (de) | 1994-03-17 | 1995-03-14 | Dichtungsdiaphragmastruktur für eine Druckmessvorrichtung |
| CN95103521A CN1080878C (zh) | 1994-03-17 | 1995-03-17 | 用于压力测量装置的密封膜结构 |
| KR1019950005537A KR0158764B1 (ko) | 1994-03-17 | 1995-03-17 | 압력측정기용 밀봉식 다이아프램 구조물 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6071268A JP2852602B2 (ja) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | 圧力測定装置 |
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|---|---|
| JPH07260613A JPH07260613A (ja) | 1995-10-13 |
| JP2852602B2 true JP2852602B2 (ja) | 1999-02-03 |
Family
ID=13455811
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6071268A Expired - Fee Related JP2852602B2 (ja) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | 圧力測定装置 |
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| DE (1) | DE19510688C2 (ja) |
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| CN107796555A (zh) * | 2017-09-23 | 2018-03-13 | 南京律智诚专利技术开发有限公司 | 一种高温压力变送器 |
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|---|---|---|---|---|
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| JPS6286528A (ja) * | 1985-10-11 | 1987-04-21 | Hitachi Metals Ltd | 浮上型磁気ヘツド |
| DE4022782A1 (de) * | 1990-07-18 | 1992-01-23 | Bosch Gmbh Robert | Druckgeber zur druckerfassung im brennraum von brennkraftmaschinen |
| KR0163443B1 (ko) * | 1991-07-04 | 1999-03-30 | 나까오 다께시 | 압력측정장치 |
| US5230248A (en) * | 1991-07-12 | 1993-07-27 | Rosemount Inc. | Corrosion resistant isolator |
| JP2765333B2 (ja) * | 1992-01-30 | 1998-06-11 | 三井造船株式会社 | 圧力測定装置 |
| JPH06286528A (ja) * | 1993-03-30 | 1994-10-11 | Biito Sonitsuku:Kk | 車両用キャリングケース |
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-
1994
- 1994-03-17 JP JP6071268A patent/JP2852602B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-03-06 US US08/398,805 patent/US5578760A/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-03-14 DE DE19510688A patent/DE19510688C2/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-03-17 KR KR1019950005537A patent/KR0158764B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1995-03-17 CN CN95103521A patent/CN1080878C/zh not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR0158764B1 (ko) | 1999-03-30 |
| CN1080878C (zh) | 2002-03-13 |
| DE19510688C2 (de) | 1999-12-02 |
| KR950027378A (ko) | 1995-10-16 |
| US5578760A (en) | 1996-11-26 |
| JPH07260613A (ja) | 1995-10-13 |
| DE19510688A1 (de) | 1995-09-21 |
| CN1127355A (zh) | 1996-07-24 |
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