JP3962610B2 - 差圧検出器、その差圧検出器を備えた流量計および液面計 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧力が異なる２箇所の圧力差を検出する差圧検出器、その差圧検出器を備えた流量計および液面計に関する。
【背景技術】
圧力が異なる２箇所の圧力差を検出する差圧検出器が知られており、この差圧検出器は、例えば、水やガス等の流体の流量測定や、タンクの液面測定等に用いられている。
図９には、内部に封入された封入液を介して異なる２箇所の圧力差を検出する封入式差圧検出器９０の従来例が示されている。
この封入式差圧検出器９０は、圧力の異なる２箇所から被測定流体の圧力を受ける受圧部１１０と、この受圧部１１０の圧力差を検出する差圧検出部１２０とを有して構成されている。受圧部１１０は、取付部材９１に固定された本体９２を備え、この本体９２の両側面には、前記被測定流体の圧力をシールする第１、第２シールダイアフラム９７，９８が取り付けられている。また、本体９２の両側面には、各シールダイアフラム９７，９８に臨む凹部内に充満され、各シールダイアフラム９７，９８から異なる圧力が伝達される第１、第２の封入液９９，１００が充満されている。
【０００２】
本体９２の第１シールダイアフラム９７の外側には、例えば高圧の圧力を導入する第１圧力導入部材（高圧用フランジ）９３が設けられ、第２シールダイアフラム９８の外側には、例えば低圧の圧力を導入する第２圧力導入部材（低圧用フランジ）９４が設けられている。各フランジ９３，９４には、それぞれ、図略の第１圧力導入口、第２圧力導入口が設けられている。本体９２は、高圧用フランジ９３と低圧用フランジ９４で挟み込まれ、かつ、各フランジの四隅をボルト１０１で締め付けることにより、本体９２と各フランジ９３，９４とが、直接、メタルタッチ、かつ、面接触して固定されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の封入式差圧検出器９０によれば、高圧用フランジ９３および低圧用フランジ９４と本体９２との固定が、４箇所のボルト締め付けによる固定であるため、締め付けを厳密に均一に行うことが難しい。このため、本体９２を局部的に強く締め付けてしまうと、本体９２が局部的に歪むおそれがある。このような状態で、封入式差圧検出器９０のゼロ点設定を行った後、ボルト１０１を締め直す必要が生じた場合に、各ボルト１０１の締め付け力が変化することにより生じる本体９２の局部的な歪みも変化し、測定値の出力が変化するという問題があり、その結果、ゼロ点変化を起こしてしまう。
【０００４】
本発明の目的は、検出器組立時における締め付けの影響を防止し、測定値の出力変化をなくすことができる差圧検出器を提供することにある。
【０００５】
本発明の他の目的は、組立時の締め付け力の影響による出力変化のない差圧検出器を備えた流量計および液面計を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、所定の厚さを有する本体と、この本体の２側面に所定間隔をあけてそれぞれ周縁部を気密に固定された第１、第２のシールダイアフラムと、前記本体と前記第１、第２のシールダイアフラムとの間に形成された隙間内に充満され、各シールダイアフラムを介して第１、第２の圧力がそれぞれ伝達される第１、第２の封入液と、前記第１のシールダイアフラムに対向して設けられ当該第１のシールダイアフラムに前記第１の圧力を導入する第１圧力導入部材と、前記第２のシールダイアフラムに対向して設けられ前記第２の圧力を導入する第２圧力導入部材と、前記第１、第２の封入液の圧力差を検出する検出部と、を備えた差圧検出器であって、前記第１および第２の圧力導入部材は、前記本体の厚さ寸法より長く形成された複数本のスペーサ部材を介して隅部同士が連結固定され、前記本体と前記第１および第２の圧力導入部材とは弾性シール部品を介して支持され、前記スペーサ部材は筒状に形成され、このスペーサ部材の内部空間と、前記第１圧力導入部材の隅部および第２圧力導入部材の隅部にそれぞれ形成された孔部とには前記第１の圧力導入部材と前記第２の圧力導入部材とを連結するためのボルトが挿通され、前記第１の圧力導入部材および前記第２の圧力導入部材の前記本体と対向する面にはそれぞれスペーサガイドが設けられ、これらのスペーサガイドは前記本体に対向して形成され、かつ、前記孔部を囲うようにとともに前記本体とは非接触状態で配置されていることを特徴とする差圧検出器である。
【０００７】
このような本発明によれば、本体の厚さ寸法より長く形成された複数本のスペーサ部材を介して、第１、第２圧力導入部材が支持されているので、第１、第２圧力導入部材を連結固定する際の影響が本体側に及ばない。その結果、第１、第２圧力導入部材の連結固定時に、本体が歪んだりすることがなくなるので、本体の局部的な歪みの影響によって生じる測定値の出力の変化を防止することができ、これにより、ゼロ点変化を防止することができる。
【０００８】
以上の本発明において、被測定流体とは、水、溶液等の液体や、ガス、エア等の気体を含むものである。また、封入液としては、非圧縮性流体である例えばシリコンオイルを使用することが好ましいが、シリコンオイルと同等の効果を得ることができるものであれば、他のものを使用してもよい。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の差圧検出器において、前記本体は取付部材に固定されるとともに、前記第１、第２の圧力導入部材のうちの少なくとも一方と前記取付部材との対向面は、隙間を介して、または直接当接するように対向され、前記圧力導入部材および本体の相対回転時に所定回転角以上の回転が不可能となるように形成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
このような本発明によれば、本体と各圧力導入部材とが弾性シール部品を介して支持されていることから、過大な力が作用したとき、本体と各フランジとが回転する可能性があるが、第１、第２の圧力導入部材のうちの少なくとも一方と取付部材との対向面により、両者の相対回転時に所定回転角以上は回転しないようにできているので、容易に回り止めとすることができ、圧力導入部材の圧力導入口に取り付けられる測定体用器具等に悪影響を及ぼすおそれがない。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の差圧検出器において、前記第１、台２の圧力導入部材の少なくとも一方は、直方体状に形成され、この直方体状の二辺は同一長さ寸法とされ、残りの一辺は前記二辺と異なる長さ寸法とされ、前記同一長さ寸法の二辺に囲まれた面と直交する４面が、それぞれ前記対向面となっていることを特徴とするものである。
このような本発明によれば、圧力導入部材の固定位置を９０度単位で変えた場合でも、取付部材と圧力導入部材との対向面同士が当接可能となり、容易に回り止めとすることができる。従って、圧力導入部材に設けられる圧力導入口を、前述の９０度単位の回転の中心位置以外に設けた場合、圧力導入口の位置を容易に変更できる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の差圧検出器を備えていることを特徴とする流量計である。
このような本発明によれば、差圧検出器で圧力の異なる２箇所の位置の圧力を検出し、この検出値に基づいて流量を計測することができるので、水、溶液等の液体や、ガス等の気体の配管、その他の流量の測定が容易となる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の差圧検出器を備えたことを特徴とする液面計である。
このような本発明によれば、差圧検出器で圧力の異なる２箇所の位置の圧力を検出し、この検出値に基づいて液面を計測することができるので、各種プロセス等における密閉タンク等の液面の測定が容易となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１〜５には、第１実施形態の差圧検出器１が示されている。
この差圧検出器１は、異なる２箇所の場所における被測定流体の圧力を受ける受圧部１０と、この受圧部１０の圧力差を検出する差圧検出部４０とを有して構成されている。
【００１５】
受圧部１０は、例えば板状の取付部材１１に固定された本体１２と、この本体１２の両側面のうち、一方側の外側に対向して設けられる第１圧力導入部材である高圧用フランジ１３と、本体１２の他方側の外側に対向して設けられる第２圧力導入部材である低圧用フランジ１４と、を備えて構成されている。
取付部材１１の対向面（裏面）１１Ａ側には、本体１２と、高圧用フランジ１３および低圧用フランジ１４が配置され、取付部材１１の表面側には、前記差圧検出部４０が配置されている。
【００１６】
本体１２は、例えば、所定厚さの円柱部材で形成されている。この本体１２において高圧用フランジ１３側の側面には、所定深さ寸法の隙間を形成する凹部１５が形成されており、この凹部１５内には、後にも言及する第１の封入液である高圧用封入液１７が充満されている。また、本体１２において低圧用フランジ１４側の側面には所定深さ寸法の隙間を形成する凹部１６が形成されており、この凹部１６内には、後にも言及する第２の封入液である低圧用封入液１８が充満されている。これらの封入液１７，１８としては、例えば、非圧縮性流体であるシリコンオイルが使用されている。
【００１７】
本体１２の凹部１５の外周縁部には、当該凹部１５に対向して第１のシールダイアフラムとしての高圧用シールダイアフラム１９が配置され、このシールダイアフラム１９の周縁部は、凹部１５の周囲と気密に溶接されている。これにより、シールダイアフラム１９は、前記被測定流体をシールするとともに凹部１５内の高圧用封入液１７に圧力を伝達することができるようになっている。
また、本体１２の凹部１６の外周縁部には、上記と同じように、凹部１６を塞ぎ、かつ、内部に封入された低圧用封入液１８に被測定流体の圧力を伝達する第２のシールダイアフラムとしての低圧用シールダイアフラム２０が溶接により気密に取り付けられている。
これらのシールダイアフラム１９，２０は、ステンレス等の金属薄板製とされ、封入液１７，１８の温度上昇による膨張方向の変位、凹部方向の変位に対し、測定差圧に影響を与えないように、高圧側、低圧側の剛性を低くし、かつ、そのバランスをとるように設定されている。
【００１８】
本体１２の高圧用フランジ１３側内部には、高圧用封入液導通路２１が設けられ、この高圧用封入液導通路２１は、第１通路２１Ａと、第２通路２１Ｂとを含み構成されている。第１通路２１Ａの一端は、本体１２の一部に外側に向けて形成された高圧用封入液導入口２１Ｃに連通するとともに、他端は、凹部１５に連通し、第２通路２１Ｂの一端は、本体１２の一部に差圧検出部４０に向けて形成された出口２１Ｄに連通するとともに、他端は、凹部１５に連通している。そして、このような第１通路２１Ａと、第２通路２１Ｂ内には前記高圧用封入液１７が充満されている。
【００１９】
本体１２の低圧用フランジ１４側内部には、低圧用封入液導通路２２が設けられ、この低圧用封入液導通路２２は、第１通路２２Ａと、第２通路２２Ｂとを含み構成されている。第１通路２２Ａの一端は、本体１２の一部に外側に向けて形成された低圧用封入液導入口２２Ｃに連通するとともに、他端は、凹部１６に連通し、第２通路２２Ｂの一端は、本体１２の一部に差圧検出部４０に向けて形成された出口２２Ｄに連通するとともに、他端は、凹部１６に連通している。そして、このような第１通路２２Ａと、第２通路２２Ｂ内には前記低圧用封入液１８が充満されている。
なお、各封入液導入口２１Ｃ，２２Ｃには、凹部１５，１６等所定の部位に必要な量の封入液１７，１８が充満された後、例えば鋼球２３が押し込まれ、封入液１７，１８が漏れ出さないようになっている。
【００２０】
また、本体１２の高圧用フランジ１３側の側面には、シールダイアフラム１９の外側に、Ｏリング溝２４が形成されるとともに、このＯリング溝２４内に弾性シール部材であるＯリング２５が装着され、本体１２の低圧用フランジ１４側の側面には、シールダイアフラム２０の外側に、Ｏリング溝２６が形成されるとともに、このＯリング溝２６内にＯリング２７が装着されている。
このようなＯリング２５，２７は、高圧用フランジ１３と低圧用フランジ１４のシール面１３Ａ，１４Ａ（図５参照）と、Ｏリング溝２４，２６によって潰され、所定のシール面圧で各シール面１３Ａ，１４Ａと接触することにより、被測定流体をシールするようになっている。
【００２１】
このような本体１２と取付部材１１との固定は、図３に示すように、取付部材１１の所定の位置にバーリング加工を施して円筒部１１Ｂを形成し、この円筒部１１Ｂを、本体１２の一部に形成された平坦部に当接させ、かつ、溶接して行われている。
【００２２】
本体１２は、前述のように、高圧用フランジ１３と低圧用フランジ１４の間に配置されており、各フランジ１３，１４は、図１に示すように、スペーサ部材３０を介してボルト３１の締め付けにより本体１２に固定されている。
図２，５に示すように、各フランジ１３，１４は、直方体状に形成されている。この直方体状の二辺は同一長さ寸法とされるとともに、残りの一辺は異なる長さ寸法とされており、同一長さ寸法の二辺に囲まれた面と直交する４面が、それぞれ対向面１３Ｆ，１４Ｆとなっている。
【００２３】
また、各フランジ１３，１４の四隅には、それぞれ対角線上にボルト穴１３Ｃ，１４Ｃと、ねじ穴１３Ｂ，１４Ｂとがあけられている。そして、スペーサ部材３０を、例えばフランジ１３のボルト穴１３Ｃとフランジ１４のねじ穴１４Ｂとの位置に合わせ、フランジ１３のボルト穴１３Ｃからボルト３１をスペーサ部材３０に差し込み、フランジ１４のねじ穴１４Ｂに螺合させて各フランジ１３，１４同士を結合し、これらのフランジ１３，１４と本体１２とを固定するようになっている。
このとき、フランジ１３，１４の前記対向面１３Ｆ、１４Ｆと取付部材１１の前記対向面１１Ａとは、Ｌ寸法の隙間となっており、この隙間Ｌは、例えば０．５ｍｍ以内の微小な寸法の間隔となるように設定されている。
【００２４】
また、図１に示すように、高圧用フランジ１３と低圧用フランジ１４との間隔Ｈ１はスペーサ部材３０の長さによって決められ、この間隔Ｈ１、つまり、スペーサ部材３０の長さは、本体１２の幅Ｈ２より大きく、例えば、０．０５〜０．２ｍｍ大きく設定されている。
その結果、本体１２と高圧用フランジ１３および低圧用フランジ１４とは直接接触せず、それぞれ弾性シール部材であるＯリング２５，２７を介して取り付けられており、これにより、本体１２は、フローティング状態で支持されていることになる。
【００２５】
各フランジ１３，１４には、図３に示すように、それぞれ、被測定流体の第１の圧力である高圧の圧力を導入する圧力導入口１３Ｄ、第２の圧力である低圧の圧力を導入する圧力導入口１４Ｄが設けられ、さらに、常時は閉止され、必要時に開放されるドレン排出口１４Ｇ（図２参照）が設けられている。また、各フランジ１３，１４の内面の四隅には、フランジ１３，１４を裏面から見た図５に詳細を示すように、スペーサ部材３０を取り付ける際のガイドとなる２本ずつのスペーサガイド１３Ｅ，１４Ｅがそれぞれ設けられている。これらのスペーサガイド１３Ｅ，１４Ｅは、所定高さに形成され、フランジ１３，１４の端面から、ボルト穴１３Ｃまたはねじ穴１３Ｂを囲うように、それぞれ、シール面１３Ａ，１４Ａ近傍まで延びている。ただし、各スペーサガイド１３Ｅ，１４Ｅは、本体１２とは干渉（接触）しないようになっている。
なお、各スペーサガイド１３Ｅ，１４Ｅは、対向面１３Ｆ、１４Ｆと平行になっていてもよいし、互いの先端が近づくように斜めに設けられていてもよい。
【００２６】
ここで、ボルト３１の固定力は、例えば、Ｍ４サイズのねじが４本ある場合、６０００〜１００００Ｎであり、この力が、スペーサ部材３０とＯリング２５，２７とを圧縮する力となる。
一方、Ｏリング２５，２７のつぶし力は、Ｏリング２５，２７の外径が例えば２８ｍｍの場合、５０〜１００Ｎであり、ボルト３１の固定力からＯリングのつぶし力を差し引いた残りの力が、スペーサ部材３０を圧縮する力となる。従って、本体１２にかかる力も５０〜１００Ｎとなり、この力は、従来の、ボルトでフランジを締め付けて固定する方法に比較して約１／８０に低減されている。このため、本体１２の歪みは無視してもよいほど小さくなり、また、締め付け場所による加重の差がなくなるので、フランジ１３，１４の締め付けによる本体１２の歪み、さらには、これに基づく測定値の出力変化がなくなる。
【００２７】
前記差圧検出部４０は、図３，４に示すように、台座としてのハーメチック台座４１と、このハーメチック台座４１に接着等で取り付けられるセンサ台４２と、このセンサ台４２に接着等により取り付けられたセンサ４３と、センサ台４２およびセンサ４３を覆うとともに高圧側を密閉し、かつ、ハーメチック台座４１に設けられたキャップ４４とを含んで構成され、この差圧検出部４０で検出された検出値は、その検出値を所定の出力信号に変換する回路部５２に送られるようになっている。この回路部５２は、例えば金属板、又はガラスエポキシ等から構成された基板５５、コネクタ５９等を含み構成され、回路部５２からの出力信号は、表示装置６０に送出され、表示されるようになっている。
【００２８】
差圧検出部４０は、細径の高圧用パイプ４５および大径の低圧用パイプ４６により本体１２に支持されている。
すなわち、高圧用パイプ４５の一端（センサ４３側）は、ハーメチック台座４１を貫通し、センサ台４２にあけられた封入液導通路４２Ａの途中まで差し込まれ、高圧用パイプ４５の他端は、スリーブ４７に挿通されるとともに、本体１２にあけられた前記第２通路２１Ｂの出口２１Ｄの途中まで差し込まれている。なお、上記封入液導通路４２Ａは、キャップ４４とセンサ台４２とで形成された空間５３に臨んでいる。そして、前記高圧用封入液１７は、前記第１通路２１Ａ、凹部１５、第２通路２１Ｂ、パイプ４５の内部、封入液導通路４２Ａおよび空間５３内に充満され、これにより、センサ４３の一端側に高圧用封入液１７が充満されていることになる。
【００２９】
一方、低圧用パイプ４６の一端は、前記ハーメチック台座４１を貫通し、センサ台４２の下端に密着され、他端は、スリーブ４８に挿通されるとともに、本体１２にあけられた前記第２通路２２Ｂの出口２２Ｄの途中まで差し込まれている。
また、パイプ４６の一端とセンサ４３との間には、センサ台４２および受台５４に囲まれた空間５３Ａが形成されている。そして、前記低圧用封入液１８は、前記第１通路２２Ａ、凹部１６、第２通路２２Ｂ、パイプ４６の内部および空間５３Ａ内に充満され、これにより、センサ４３の他端側に低圧用封入液１８が充満されていることになる。
【００３０】
スリーブ４７，４８の先端は、本体１２から取付部材１１を越える高さに形成され、一方、基端は本体１２の所定位置に例えばプロジェクション溶接により取り付けられている。スリーブ４７，４８の取付部材１１側端部の内径は、パイプ４５，４６を挿通させた後、これらのパイプ４５，４６とスリーブ４７，４８とを固定するためロウ付けされ、高圧側、低圧側の封入液１７，１８が、本体１２の各出口２１Ｄ、２２Ｄと各パイプ４５，４６との間から漏出することがないようになっている。なお、各スリーブ４７，４８の内径開口部は、ロウ付けしやすいようにサラ穴状に形成されている。
【００３１】
ハーメチック台座４１において、高圧用パイプ４５、低圧用パイプ４６および、センサ４３の静電容量変化を回路部５２に送信する電極４９等は、ガラス５０を用いて絶縁シール（ハーメチックシール）されている。また、センサ４３と電極４９とは、金線５１で接続されており、センサ４３からの静電容量変化は、外部にある上記回路部５２で所定の信号に増幅し、かつ、変換し、その値を表示装置６０で表示できるようになっている。
なお、電極４９は複数本設けられ、各電極４９は、センサ４３およびハーメチック台座４１の決められた所定の場所をそれぞれ回路部５２に接続する。
【００３２】
センサ４３は、前述のように、圧力の変化を静電容量の変化で検出するものであり、センサ台４２の内部に嵌め込まれた受台５４の上に接着等で設けられている。また、センサ４３は、図４に詳細を示すように、可動電極部（ダイヤフラム）を有するシリコン部材５６と、このシリコン部材５６を両側から挟み込むとともに、ガラス等の絶縁材で形成された固定電極部材５７，５８とを含み構成され、上記可動電極部に向けて高圧用封入液１７および低圧用封入液１８を導通させる導通穴５７Ａ、５８Ａが、中心とその周囲に複数個設けられている。
そのため、例えば高圧用封入液１７に押圧されて、可動電極部が低圧側固定電極部材５８の平面部に張り付くことがあるが、この場合、次に低圧用封入液１８が可動電極部に向けて送り込まれようとしたとき、上述の張り付き力が大きく、中心の導通穴５８Ａから送り込めないときでも、周囲の導通穴５８Ａから送り込めるので、可動電極部の正常な作動を確保し、センサ４３の正常な測定が確保される。
なお、このような差圧検出部４０を覆うケース５が前記取付部材１１に取り付けられている。
【００３３】
差圧検出部４０での正確な差圧検出のためには、高圧側と低圧側とで封入液量が等しくなっていることが必要である。
そのため、本実施形態では、高圧用パイプ４５と低圧用パイプ４６との内径は異なった太さに形成されている。
すなわち、差圧検出部４０内における高圧側の封入液１７が封入される空間５３と、低圧側の封入液１８が封入される空間５３Ａとでは、その容積が異なり、高圧側の空間５３の方が大きい。そのため、もし、長さがほぼ等しい高圧用パイプ４５と低圧用パイプ４６との内径の太さを等しくすると、低圧用封入液１８の封入液量が少なくなってしまう。そこで、差圧検出部４０における高圧側の空間５３内の封入液量と、低圧側における空間５３Ａ内の封入液量との差と等しい量だけ、高圧用パイプ４５は低圧用パイプ４６に比較して内容積が小さくなるように内径が細く設定されている。その結果、高圧用パイプ４５内の封入液量と高圧側の空間５３内の封入液量とを合計した高圧側の封入液量は、低圧用パイプ４６内の封入液量と低圧側の空間５３Ａ内の封入液量とを合計した封入液量とほぼ等しくなる。
【００３４】
ここで、高圧用パイプ４５と低圧用パイプ４６との関係について説明する。
いま、高圧側と低圧側とにおいて、高圧用パイプ４５と低圧用パイプ４６との各パイプ内容積を除く部分の容積の差、つまり、高圧側空間５３や高圧側の封入液導通路４２Ａと、低圧側空間５３Ａや低圧側の導通路等と容積の差をＶｄ、
両パイプ４５，４６の長さが実質的に等しいとしてパイプ長さをＬｐ、
高圧用パイプ４５の断面積をＡｈ、
低圧用パイプ４６の断面積をＡｌとすると、高圧用パイプ４５と低圧用パイプ４６との内径は、
Ａｌ−Ａｈ＝Ｖｄ／Ｌｐ （１）式
で表される関係となるように設定される。
【００３５】
次に、シールダイアフラム１９，２０と、封入液１７，１８と、圧力および温度との相互関係を説明する。
シールダイアフラム１９，２０にそれぞれ被測定流体の圧力が加わると、これらの圧力は、それぞれ封入液１７，１８を介して、センサ４３の高圧側、低圧側に伝わり、その圧力差がセンサ４３によって検出される。
この際、圧力が加わったときのシールダイアフラム１９，２０自身の変位量はごく小さい。また、封入液１７，１８は、被圧縮性であるとはいえ、厳密にはわずかに圧縮性を有しているが、その圧縮率は小さく、測定に影響を及ぼす程のものではない。さらに、検出部４０におけるセンサ４３の可動電極部（ダイヤフラム）の容量変化は極めて小さく、無視できる程度のものである。
一方、温度による封入液の膨張は１℃あたり０．１％あり、封入液量が、例えば２００μＬの場合、５０℃の温度変化によって１０μＬの液量変化となる。
従って、高圧側、低圧側の封入液量の熱膨張による圧力変化は、シールダイアフラム１９，２０の剛性を１ＫＰａあたり１５μＬとすると、約６７０Ｐａになる。そのため、高圧側、低圧側の封入液量の差を、例えば１０％とすると、５０℃の温度変化のとき、高圧側、低圧側では６７Ｐａの圧力差が生じてしまうことになり、正確な圧力測定に大きな影響を及ぼす。
【００３６】
以上の説明からわかるように、封入液量は高圧側と低圧側とでできるだけ同じとなるようにする必要がある。
本願発明では、前記（１）式で表される関係となるように、高圧用パイプ４５と低圧用パイプ４６の断面積に差を持たせることで、高圧側と低圧側の封入液量に差がないように構成されている。
【００３７】
前記表示装置６０は、前述のようにケース５に設けられており、図６に示すように、演算部６１と、メモリ部６２と、表示部６３と、スイッチ部６４とを有している。
そして、スイッチ部６４を押すと、前記回路部５２から送られる電気信号を、演算部６１で、メモリ部６２に記憶された電気信号と差圧との対応表に基づいて表示値に演算し、その結果を表示部６３に表示させるようになっている。
【００３８】
このような本実施形態によれば、次のような効果がある。
(1) 高圧用フランジ１３および低圧用フランジ１４が、本体１２の厚さより長く形成された複数本のスペーサ部材３０を介して、ボルト３１を締め付けることにより固定されているので、フランジ１３，１４のボルト締めの影響は本体１２側に及ばない。その結果、各フランジ１３，１４の連結固定時に、本体１２が歪んだりすることがなくなるので、本体１２の局部的な歪みの影響によって生じる測定値の出力の変化を防止することができ、これにより、ゼロ点変化を防止することができる。
【００３９】
(2) 本体１２と各フランジ１３，１４とがＯリング２５，２７を介して支持されていることから、本体１２と各フランジ１３，１４との間に過大な力が加わると、本体１２と各フランジ１３，１４とが回転する可能性がある。しかし、取付部材１１の対向面１１Ａと、フランジ１３，１４の対向面１３Ｆ、１４Ｆとが、０．５ｍｍ以内の微小隙間で取り付けられているため、回転しようとすると、フランジ１３，１４の対向面１３Ｆ、１４Ｆと取付部材１１の対向面１１Ａとが当接し、それ以上回転しないので、微小な回転角度で容易に回り止めとすることができる。従って、フランジ１３，１４の圧力導入口１３Ｄ、１４Ｄに取り付けられる測定体用器具等に悪影響を及ぼすおそれがない。
【００４０】
(3) 高圧用フランジ１３および低圧用フランジ１４は、それぞれ直方体状に形成され、この直方体状の同一長さ寸法の二辺に囲まれた面と直交する４面が、それぞれ対向面１３Ｆ、１４Ｆとなっているので、各フランジ１３，１４の固定位置を９０度単位で変えた場合でも、取付部材１１の対向面１１Ａとフランジ１３の対向面１３Ｆおよびフランジ１４の対向面１４Ｆ同士が当接可能となり、その結果、どの向きでも容易に取り付けることができる。
【００４１】
(4) 第１のパイプである高圧用パイプ４５の内径を、第２のパイプである低圧用パイプ４６の内径に比較して内容積が小さくなるように細く設定するだけで、高圧側の封入液量と低圧側の封入液量とをほぼ同じとすることができるので、高圧側の空間５３の容積と等しい容積を確保するために、低圧側の空間５３Ａを拡げたりせずにすむ。その結果、センサ台４２を大きくしたり、高くしたりせずにすみ、差圧検出部４０、ひいては差圧検出器１の小型化を図れる。
【００４２】
(5) 各フランジ１３，１４の対向面（内側面）の四隅には、ボルト穴１３Ｂ，１４Ｂ、ねじ穴１３Ｃ，１４Ｃを囲むように、２本ずつのスペーサガイド１３Ｅ，１４Ｅがそれぞれ設けられているので、スペーサ部材３０を挟み込んで両フランジ１３，１４の連結固定を行うとき、スペーサ部材３０の位置決めをし易く、これにより、フランジ１３，１４の連結作業が容易となる。
【００４３】
(6) 間にシリコン部材５６を挟みセンサ４３を構成する固定電極部材５７，５８には、シリコン部材５６の可動電極部（ダイアフラム）に向けて、高圧用封入液１７および低圧用封入液１８を導通させる導通穴５７Ａ、５８Ａが、中心とその周囲に複数個設けられているので、例えば高圧用封入液１７に押圧されて、可動電極部が低圧側固定電極部材５８の平面部に張り付くことがあり、次に低圧用封入液１８が可動電極部に向けて送り込まれようとしたとき、上述の張り付き力が大きく、中心の導通穴５８Ａから送り込めないときでも、低圧用封入液１８を周囲の導通穴５８Ａから送り込めるので、可動電極部の正常な作動を確保でき、センサ４３の正常な測定を確保することができる。
【００４４】
(7) 高圧用パイプ４５および低圧用パイプ４６は、その他端一部が、それぞれスリーブ４７，４８内に挿通されるとともに、端部は本体１２内の第２通路２１Ｂの出口２１Ｄ、第２通路２２Ｂの出口２２Ｄに差し込まれ、さらに、スリーブ４７，４８は本体１２に固定されているので、強度が確保され、安定した状態を確保できる。また、スリーブ４７，４８の取付部材１１側端部の内径は、パイプ４５，４６を挿通させた後、これらのパイプ４５，４６とスリーブ４７，４８とを固定するためロウ付けされるが、スリーブ４７，４８の先端が、本体１２から取付部材１１を越える高さに形成されているので、スリーブ４７，４８とパイプ４５，４６とのロウ付けが容易となる。
【００４５】
次に、図７に基づいて、本発明の第２実施形態を説明する。
本実施形態は、前記第１実施形態の差圧検出器１を取り付けた流量計７０としたものである。
前記差圧検出器１では、表示装置６０における演算部６１で、回路部５２から送られる電気信号を、メモリ部６２に記憶された電気信号と差圧との対応表に基づいて演算し、その結果を表示部６３に表示させるようになっていたが、本第２実施形態では、表示装置7０Ａの演算部により、電気信号を流量に演算できるようにしたものである。
【００４６】
すなわち、表示装置7０Ａの演算部では、回路部５２から送られる電気信号を、メモリ部に記憶された電気信号と流量との対応表に基づいて演算し、その結果を表示部に表示させるようになっている。
このような流量計７０は、ベンチュリ管７５を含んで構成され、ベンチュリ管７５の径が細くなった部位に前記差圧検出器１の低圧用圧力導入口１４Ｄを接続させるとともに、径の大きな部位に高圧用圧力導入口１３Ｄを接続させてあり、圧力の異なる２つの部位の圧力を検出できるようになっている。そして、前述のように、検出した値を回路部５２で所定の出力信号として表示装置６０Ａの演算部に送り、演算部で流量を求め、かつ、ベンチュリ管７５の流量として表示することができる。従って、流量計７０を他の配管等に接続することで、その配管等の流量を容易に知ることができる。
【００４７】
このような第２実施形態によれば、前記(1) 〜(7) と同様の効果の他、次のような効果がある。
(8) 例えば、差圧検出器１で圧力が異なる２箇所の位置の圧力を検出し、この検出値に基づいて流量を計測することができるので、水、溶液等の液体の配管や、ガス管等の流量の測定が容易となる。また、例えば、ドレン排出口１４Ｇは被測定流体によってその位置を変える必要があるが、フランジ締め付けによるゼロ点変化がないので、ドレン排出口１４Ｇの位置の変更が容易にできる。
【００４８】
次に、図８に基づいて、本発明の第３実施形態を説明する。
本実施形態は、前記第１実施形態の差圧検出器１を取り付けた液面計８０としたものである。
本第３実施形態では、例えば表示装置８０Ａの演算部により、電気信号を液面高さに演算できるようにしたものである。
すなわち、表示装置８０Ａの演算部では、回路部５２から送られる電気信号を、メモリ部に記憶された電気信号と液面との対応表に基づいて演算し、その結果を表示部に表示させるようになっている。
このような液面計８０は、密閉タンク８５に接続する２本の接続管８１，８２を含んで構成され、密閉タンク８５の圧力の高い部位に前記差圧検出器１の高圧用圧力導入口１３Ｄを接続させるとともに、圧力の低い部位に前記差圧検出器１の低圧用圧力導入口１４Ｄを接続させてあり、圧力の異なる２つの部位の圧力を検出できるようになっている。そして、前述のように、検出した値を回路部５２で所定の出力信号として表示装置８０Ａの演算部に送り、演算部で液面高さを求め、かつ、密閉タンク８５の液面高さとして表示することができる。従って、液面計８０を例えば密閉タンク８５等に接続することで、そのタンクの液面高さを容易に知ることができる。
【００４９】
このような第３実施形態によれば、前記(1) 〜(7) と同様の効果の他、次のような効果がある。
(9) 差圧検出器１で圧力が異なる２箇所の位置の圧力を検出し、この検出値に基づいて液面を計測することができるので、各種プロセス等における密閉タンク等の液面の測定が容易となる。また、例えば、ドレン排出口１４Ｇの位置を変える必要がある場合でも、フランジ締め付けによるゼロ点変化がないので、ドレン排出口１４Ｇの位置の変更が容易にできる。
【００５０】
なお、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、これに限定されるものではない。
すなわち、本発明は、主に特定の実施の形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施の形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものでる。従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものでないから、それらの形状、材質などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【００５１】
例えば、前記第各実施形態では、高圧用フランジ１３および低圧用フランジ１４の圧力導入口１３Ｄ、１４Ｄは、各フランジ１３，１４の外側表面から裏面に向けて形成されているが、これに限らない。所定の側面１３Ｆ、１４Ｆからフランジ１３，１４の表裏面に沿って穴をあけ、その穴を途中から裏面に向けるように形成してもよい。
【００５２】
また、前記各実施形態では、高圧用フランジ１３および低圧用フランジ１４を直方体に形成し、その対向面１３Ｆ，１４Ｆを取付部材１１の平面部１１Ａ裏面に０．５ｍｍ以内に接近させて設けたが、この０．５ｍｍ以内の間隔は、密着状態を含むものであり、各フランジ１３，１４を取付部材１１に密着させて設けてもよい。要は、各フランジ１３，１４と本体１２との相対的回転を防止することができればよい。
【００５３】
さらに、取付部材１１と各フランジ１３，１４との間隔を接近させて形成するにあたり、各フランジ１３，１４の四隅位置、かつ、例えば一端面上に、所定の高さの突起部を設け、この突起部が取付部材１１の平面部１１Ａに０．５ｍｍ以内に接近するように設け、この突起部が回転に際して平面部１１Ａに当接可能としてもよい。要は、各フランジ１３，１４と本体１２との相対的回転を防止することができればよい。
【００５４】
また、前記各実施形態では、第１シールダイアフラム１９側を高圧用とし、第２シールダイアフラム２０側を低圧用として用いたが、これに限らず、第１シールダイアフラム１９側を低圧用とし、第２シールダイアフラム２０側を高圧用として用いてもよく、第１、第２の用語と高圧、低圧の用語とは、一対一に対応するものではない。さらに、被測定流体としては、必ずしも１つの流体あるいは２つの異なる流体のいずれかに限定されるものではなく、第２、第３実施形態からも理解できるように、１つあるいは２つの流体のいずれでもよい。
【００５５】
また、前記第１実施形態では、差圧検出器１は圧力の異なる２つの場所における圧力を測定し、電気信号として送られた測定値を表示装置６０の演算部６１で演算し、差圧値として表示し、第２実施形態では、電気信号として送られた測定値を表示装置６０の演算部で演算し、流量値として表示し、第３実施形態では、電気信号として送られた測定値を表示装置８０Ａの演算部で演算し、液面高さとして表示するようになっているが、これらを一体にまとめてもよい。
すなわち、差圧検出器１の表示装置６０のメモリ部６２を、第２実施形態のメモリ部の内容（流量に関する）、および第３実施形態のメモリ部の内容（液面に関する）を含むものとするとともに、スイッチ部６４により、各モード（差圧検出器、流量計、液面計）を選択可能とし、所定のモードが選択されると、演算部によりそのモードに対応する演算値が表示されるようにしてもよい。
このようにすれば、一つの機器を複数の用途に使用することができる。
【００５６】
また、第２実施形態での、電気信号の流量への変換、演算、および第３実施形態での、電気信号の液面高さへの変換、演算は、回路部５２の演算部６１で行ってもよい。
【００５７】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の差圧検出器によれば、第１、第２圧力導入部材が、本体の厚さ寸法より長く形成された複数本のスペーサ部材を介して支持されているので、第１、第２圧力導入部材を連結固定する際の影響が本体側に及ばない。その結果、第１、第２圧力導入部材の連結固定時に、本体が歪んだりすることがなくなるので、本体の局部的な歪みの影響によって生じる測定値の出力の変化を防止することができ、これにより、ゼロ点変化を防止することができる。
【００５８】
また、本発明の流量計によれば、差圧検出器で圧力の異なる２箇所の位置の圧力を検出し、この検出値に基づいて流量を計測することができるので、水、溶液等の液体や、ガス等の気体の配管、その他の流量の測定が容易となる。
【００５９】
さらに、本発明の液面計によれば、差圧検出器で圧力の異なる２箇所の位置の圧力を検出し、この検出値に基づいて液面を計測することができるので、各種プロセス等における密閉タンク等の液面の測定が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施形態の差圧検出器を示す一部を切り欠いた外観図である。
【図２】図１におけるII方向からの矢視図である。
【図３】前記実施形態の差圧検出器を示す縦断面図である。
【図４】前記実施形態の差圧検出器の要部を示す縦断面図である。
【図５】前記実施形態のフランジを裏面から見た状態の正面図である。
【図６】前記実施形態の要部を示す構成図である。
【図７】本発明に係る第２実施形態の流量計を示す図である。
【図８】本発明に係る第３実施形態の液面計およびその使用状態を示す図である。
【図９】従来の差圧検出器を示す一部断面の外観図である。
【符号の説明】
１ 差圧検出器
１０ 受圧部
１１ 取付部材
１２ 本体
１３ 第１圧力導入部材である高圧用フランジ
１４ 第１圧力導入部材である低圧用フランジ
１７ 第１の封入液である高圧用封入液
１８ 第２の封入液である低圧用封入液
１９ 第１のシールダイアフラムである高圧用シールダイアフラム
２０ 第２のシールダイアフラムである低圧用シールダイアフラム
２５ 弾性シール部材である高圧用Ｏリング
２７ 弾性シール部材である低圧用Ｏリング
３０ スペーサ
３１ ボルト
４０ 差圧検出部
４３ センサ
６０ 表示装置
７０ 流量計
８０ 液面計

Claims (5)

1. 所定の厚さを有する本体と、この本体の２側面に所定間隔をあけてそれぞれ周縁部を気密に固定された第１、第２のシールダイアフラムと、前記本体と前記第１、第２のシールダイアフラムとの間に形成された隙間内に充満され、各シールダイアフラムを介して第１、第２の圧力がそれぞれ伝達される第１、第２の封入液と、前記第１のシールダイアフラムに対向して設けられ当該第１のシールダイアフラムに前記第１の圧力を導入する第１圧力導入部材と、前記第２のシールダイアフラムに対向して設けられ前記第２の圧力を導入する第２圧力導入部材と、前記第１、第２の封入液の圧力差を検出する検出部と、を備えた差圧検出器であって、
   前記第１および第２の圧力導入部材は、前記本体の厚さ寸法より長く形成された複数本のスペーサ部材を介して隅部同士が連結固定され、前記本体と前記第１および第２の圧力導入部材とは弾性シール部品を介して支持され、前記スペーサ部材は筒状に形成され、このスペーサ部材の内部空間と、前記第１圧力導入部材の隅部および第２圧力導入部材の隅部にそれぞれ形成された孔部とには前記第１の圧力導入部材と前記第２の圧力導入部材とを連結するためのボルトが挿通され、前記第１の圧力導入部材および前記第２の圧力導入部材の前記本体と対向する面にはそれぞれスペーサガイドが設けられ、これらのスペーサガイドは前記本体に対向して形成され、かつ、前記孔部を囲うようにとともに前記本体とは非接触状態で配置されていることを特徴とする差圧検出器。
2. 請求項１記載の差圧検出器において、前記本体は取付部材に固定されるとともに、前記第１、第２の圧力導入部材のうちの少なくとも一方と前記取付部材との対向面は、隙間を介して、または、直接当接するように対向され、前記圧力導入部材および本体の相対回転時に所定回転角以上の回転が不可能となるように形成されていることを特徴とする差圧検出器。
3. 請求項２に記載の差圧検出器において、
   前記第１、第２の圧力導入部材の少なくとも一方は、直方体状に形成され、この直方体状の二辺は同一長さ寸法とされ、残りの一辺は前記二辺と異なる長さ寸法とされ、前記同一長さ寸法の二辺に囲まれた面と直交する４面が、それぞれ前記対向面となっていることを特徴とする差圧検出器。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の差圧検出器を備えていることを特徴とする流量計。
5. 請求項１〜３のいずれかに記載の差圧検出器を備えていることを特徴とする液面計。

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