JPH02190731A - 圧力変換器の高圧パッケージ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は圧力変換器の高圧パッケージに関するもので、
［１バー１−・ビー・ごショップその他のａカセンリ゛
−に対する１９８８年１２月２日付出願の一連番号第１
７３７６号に関連する−６のである。

即ち、本発明は圧力変換器の包装技術に関し、更に詳し
くは約３５０ＫＩ／ｃｔｘ２（約５０００ｐｓｉ）まで
の範囲の高圧を測定出来る圧力変換器のパッケージに関
する。

［従来の技術］ 圧力変換器を含む圧力感知ｖｔｆｆは公知であって、こ
れの典型的な装置は米国特許用４，７１６．４９２号及
び第４，７７４．６２６号に記載されている。

従来技術の圧力変換器は一般に電子回路に与えられる圧
力に応答する可変キャパシターの形状の圧力感知モジュ
ールを形成することによって製造されていた。電子回路
はキャパシターの静電容量を感知して、プラスティック
の電気コネクターを介して感知された圧力を指示する出
力を与えるようになっていた。変換器の素子は、一端部
に測定される圧力の流体を受入れる開口又は圧力入口を
有する金属カップ組立体が、又内部にガスケットによっ
て前記入口から離隔された圧力感知モジュールを含むよ
うに配置され、電′ＦＦｉ回路及びコネクターが又前記
金属カップ内に内蔵されるようになっていた。これらの
部品は金属カップをプラスティックコネクター上に緊縮
させることによって金属カップ内に共に保持され、プラ
スティックコネクターが支持部材として使用されるよう
になっていた。

前述の圧力変換器は３５乃至４２に９／α２（５００乃
至６００ｐｓｉ）までの範囲の低圧及び中位の圧力にて
作動される時には著しく満足を与えるものであった。し
かし、約２１０乃至３５０ＫＢ／１２　（約３０００乃
至５０００１）ｓｉ）及びそれ以上の範囲の圧力入口に
於ける圧力を受ける時には上述の圧力変換器は故障する
傾向を有していた。

若干の故障の原因があり、これらの原因はプラスティッ
クコネクターが受ける高圧に耐える能力がないことによ
るのである。更に詳しくは金属カップに於ける緊縮（ｃ
ｒｉｓｐ　）が電気コネクターを緊縮して保持出来ない
で、コネクターがカップから外れて変換器の故障を生じ
させる結果となる。更に他の故障の理由は高圧にてガス
ケットを剪断し、又は圧縮して解放さｕ１圧力状態のガ
スを解放させるプラスティックコネクター自体にあるの
である。従って上述の型式の従来技術の圧力変換器が高
圧状態で信頼性のある作動を行い冑ないことｌよ明らか
である。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は、上述のような従来技術の圧力変換器の
欠点を排除した優れた性能のｌｆ力変換器を提供するこ
とである。

［Ｘ％！題を解決する為の手段及び作用］本発明によっ
て、［述の従来技術の問題点は最少限になされて克服さ
れ、約３５０Ｋｇ／ｄ２　（約５０００ｐｓｉ）及び恐
らくそれ以上までの高圧範囲の作動圧力、耐圧力及び破
壊圧力に耐えることの出来る圧力変換器が提供されるの
である。

簡単に言えば、本発明によって圧力感知素子は総て金属
で囲まれた空所内に配置されることによってコネクター
から絶縁され、これによってプラスティックコネクター
が圧力感知１１−’７から絶縁され（°高圧流体によっ
て生ずる角筒を支持しないようになされるのである。こ
のことは圧力感知素子及びプラスティックコネクターの
間に配置される金属部材によって行われ、これにより圧
力変換器に生ずる高圧が決してプラグコネクターには与
えられないようになされるのである。

本発明の第１の実施例によれば、支持リングが合成カッ
プ、又は罐内に、圧力感知素子及びプラスティックコネ
クターの間に配置され、電気回路がコネクターと圧力感
知素子の間でリングの開放部分に配置されるようになさ
れるのである。この配置に於て、金属カップ又は罐は金
属支持リング及びこれの内部に配置されるプラスティッ
クコネクターの両者の上に緊縮されて、これらのものを
定位薗に保持し、圧力感知モジュールを罐内に確実に固
定するようになされる。ガスケット及び圧力感知モジュ
ールは、Ｆ述の従来技術に於けるように圧力感知素子が
金属支持リングに当接して必要な支持を与えるようにな
す。支持リングは、上述されたように圧力感知素子から
電子回路網に対する電気供給路を与えるように中央範囲
で開放され、又は充実されて孔又は溝が設番）られるこ
とが出来る。罐はねじ嵌合部を有する１つの部片で変換
器が使用される装置上の圧力ボートに組合されるように
なっている。六角形の形状がこの部分に形成されて、装
ｄ本体に対してレンチを使用出来るようになされている
。分離された罐及びボート嵌合部とは反対に１つの部片
を使用することは七１の利−点がある。例えば、部品の
数及び組立作業が少なくなされ、又２つの部品の結合に
よって生ずる潜在的な漏洩路が排除されるのである。こ
の組立体の形態は圧力感知素子をコネクターとは別個に
固定し、しかも組立の間に一方の端部から構成要素の装
填を可能にするが、このことは費用及び複雑さの観点か
ら有利である。

本発明の第２の実施例によれば、圧力感知素子の独立し
た固定が保たれる。この場合、罐が「力感知素子を包囲
するのに使用される。この鑓は感知される装置に対する
取付けを許す六角形ボートの上に緊縮される。罐の他端
部は隆起した壁部を有し、これがプラスティックコネク
ターの上に緊縮されて、」ネクターを定位置に保持して
電気回路網を包囲するのである。電気の供給の為に必要
７Ｚだ【プ孔又は溝が鐘に設けられ、必蚊な場所にはガ
スケット及び／又はシールが使用されて内部の構成要素
を保護するようになっている。

第３の実施例によれば、第２の実施例の単一の鉗の代り
に２つの安価な金属賭が使用される。第１の鑓は圧力感
知素子を固定して六角形ポートの上に緊縮するのに使用
される。第２の罐は一端部で第１の罐の土に、又他端部
でプラスティックコネクターの上に緊縮され−Ｕｌ子回
路網を包囲して組立体を共に保持するのに使用される。

これらの実施例は電子回路網の取付は面として可撓性回
路を使用するのが望ましい。このことは装置の製造の罐
に組立体の折返しを可能になす。

更に、可撓性回路はワイヤー及び製造に必要な製造部を
附加することなくセラミック感知素子及びコネクター上
のビンに対する直接の製造を可能にな′９．．可撓性回
路は又回路モジュールから罐に対する直接の製造を可能
になす。このことは変換器の接地ピンを金属罐に連結し
て（装置の接地）、装置の電磁的適合性（ＥＭＦ）を改
善することによって行われるのである。このことは可撓
性回路の導電性１尾部」をコネクターの縁部の上に折返
して罐をその上に緊縮して電気的接触を行わせることに
よって行われるのである。

［実施例］ 先ず第１ａ図及び第１ｂ図を参照し、従来技術による圧
力変換器１が示されている。この変換器は１つの面に圧
力人口５を有する外側金属罐又はヤヤップ３を含み、又
この罐の内部にあってガスケット又は０リング９によっ
て前記入口からＷｉ隔されている圧力感知モジュール７
を含んでいる。

電子回路網１１がモジュール７に接触して配置され、そ
の他の部分はｖ１３が緊縮されるフランジ部分１５を有
するプラスティックの電気」ネクター１３によって包囲
されている。環境封止剤１７が罐３及びコネクター１３
の接合部に配置されて汚染物が諸及びコネクターの間を
移動して電子回路網１１に侵入するのをｌ止している。

３つのターミナル２３．２４及び２５がコネクターの後
部から外方に伸長し、電子回路網に接続されてこれから
出力しくりるようになっている。圧力感知モジュール７
は互いに間隔をおかれた一対のピラミック層１９及び２
１より構成されていて、夫々の層は対向面に導電性コー
ティングを有し、主１１バシターを形成している。層１
９は圧力入口５に流入する流体の力を受けて、ダイヤフ
ラムとして働いて両方のｉ＃電性コーティングの間の距
離を変化させて与えられる圧力の関数としてキャパシタ
ーの静電容量を変化させるようになっている。既述のよ
うに、上述の圧力変換器は約４２に’ｊ／α２　（約６
００ｐｓｉ）の圧力入口に於ける圧力に対して卓越した
結果を与える。しかし、２１０に９／ｃＩＲ２（３００
０ｐｓｌ）及びそれ以上のような高圧に於ては、コネク
ター上の緊縮及びコネクターの解除運動によって故障が
生ずる。又コネクターの圧縮及び鑵及び人口流体が漏洩
によって変換器の後部を通って逃げ、るのを許すコネク
ターの間のガスケットの運動によって故障が生ずるので
ある。

さて、第１図のものと同様の総ての構造が同じ符号を有
する第２図を参照し、本発明による第１の実施例が示さ
れている。この実施例は、約３５０に９／ｌｓ２　（約
５０００ｐｓｉ）までの範囲の圧力に耐えることの出来
る金属支持リング３１が圧力感知モジュール７及び電気
コネクター１３の間に配置されて電気コネクター及び電
子回路網１１を圧力人口５に与えられる高圧から絶縁す
るようになされている以外は、第１ａ図及び第１ｂ図に
関して説明されたと同様である。この実施例に於ては、
罐３は支持リング３１及びコネクター１３の７ランジー
′［石の両者の上に緊縮されて示されている。又Ｏリン
グ９がポリテトラフルオロエチレン（商標名テフロン）
より成るのが望ましい剛性的な支持リン・グ３３に関連
して使用されて０リングが感知素子７及び罐３の間で運
動しないように阻止しているａ注目すべきことは、例え
ばガスケット、リップシール、金属シール及び同様のも
ののようなＯリング以外の封止装置が使用され得ること
である。その結果は、金属が金属の上に緊縮されて変換
器の故障を生ずる高圧に耐える能力を与えるのである。

圧力人口５の外面はねじを切られて組合うねじ部材（図
示ヒず）を受けることが出来るようになっている。

さて、第１ａ図、第１ｂ図及び第２図と同様の総ての構
造が同じ符号を有する第３図を参照し、本発明の第２の
実施例が示されている。この実施例によれば、金属部４
１は反対両端部に１組の緊縮７ランジ４３及び４５を含
み、緊縮７ランジ４３は少なくとも２１０Ｋｔ／ｃｔｒ
２乃至３５０に’Ｊ／　ｔｙａ２（３０００ｐｓｉ乃至
５０００１）ｓｉ　）＋７）ｆｆＥ力に耐え得る金属の
六角形ボート４７のＬに緊縮されている。この六角形ボ
ート４７は測定される高圧流体の変換器内への流入を行
う為の中央圧力入口通路５を含んでいる。ガスケット９
又はＯリング及び支持リング３３が罐４１の内部に配置
されて圧力感知素子７を六角形ボート４７から間隔を与
えていて、この素子７の他面は罐の内壁部に当接してい
る。電子回路網１１は［４１の外部で圧力感知素子７が
当接する壁部上に配置されている。プラスティックの電
気コネクター１３は電子回路網１１の上に配ｄされ、緊
縮フランジ４５がコネクターのフランジ１５の上に緊縮
されて完成した圧力変換器を形成するようになっている
。圧力感知素子及び総ての高圧を受ける部分が、与えら
れる圧力に耐え得る金属部材によって物理的に電子回路
網及び電気コネクターから離隔されていることが判る。

さて、前述にて使用されたものに対応する総ての符号が
同様の構造を示すようになされている第４図を参照し、
本発明による第３の実施例が示されている。この実施例
は７ランジ４３と同様のフランジ６３を含む第１の内部
金属部６１を含み、圧力人口５と共に六角形ボート４７
の上に緊縮されている。ここで６圧力感知モジユール７
はガスケット９によって入口５から間隔をおかれていて
、モジュール７が圧力入口から遠い方の罐６１の内壁部
に当接している。第２の金属部６５が１１６１の上にＲ
ａされ、反対両縁に緊縮フランジ６７及び６９を含んで
いる。緊縮７ランジ６７は１１６１及びこれの緊縮７ラ
ンジ６３の上に緊縮されている。電子Ｕ路網１１は圧力
感知モジュール７を支持］る罐壁の外部に当接して配置
され、プラスティックの電気コネクター１３ににって取
囲まれている。フランジ６９はコネクターのフランジ１
５−トに緊縮されて完成した圧ツノ変換器を形成してい
る。ここでも又電子回路網及び電気コネクターが、与え
られる圧力に耐え得る金属部材によって高圧範囲から絶
縁されていることが判る。

さて、既述のものに対応する総ての符号が同じ又は同様
の構造に使用されている第５図を参照し、電子回路網１
１及び金属部の間の直接の接続が行われている第４の実
施例が示されている。このことは、回路モジュール及び
罐の間に直接の接続を行って変換器の接地ビン（回路の
接地）が金属部（装置の接地）に連結され得るようにな
すことによって行われる。このことは変換器のｆｆｆｌ
的適合性（ＥＭＣ）を改善する。このことは可撓性導電
体の形態で、電子回路の接地に接続されたＳ電性尾部７
１をコネクター１３のフランジ１５上に折返し、次に金
ｆｉ１１を７ランジ及び７ランジと鰺との間に配置され
る北部又は可撓性導電体７１の上に緊縮することによっ
て行われる。判るように、このことは所望のように、装
置の接地と回路の接地との間の筒車な相互接続を与える
のである。

本発明は望ましい特別な実施例に関して説明されたが、
当業者には多くの変形及び修正が明らかに判るところで
ある。従って、特許請求の範囲が従来技術に鑑みて可能
な限り広範にこれらの変形及び修正を総て包含すること
が企図されている。

［発明の効果］ 本発明は上述のように構成されているから、従４゜ 来技術の圧力変Ｊ！１１器の欠点を排除して、約３５０
に９／α２　（約５０００ｔｌＳｉ）及び恐らくそれ以
上までの高圧範囲の作動圧力、耐圧力及び破壊圧力に耐
えることの出来る優れた性能の圧力変ｌｋ器が提供され
るのである。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は従来技術の圧力変換器の断面図。 第１ｂ図は第１ａ図のＮ１ｂ−１ｂに沿う図面。 第２図は本発明の第１の実施例による圧力変換器の断面
図。 第３図は本発明の第２の実施例による圧力変換器の断面
図。 第１Ｉ図は本発明の第３の実ｍ例によるＤカ変換器の断
面図。 第５図は本発明の第３の実施例にＪこる圧力変換器の断
面図。 １・・・・・・・・・圧力変換器 ３．４１．６５・・・外側金属舖即ちキャップ５・・・
・・・・・・圧力入口 ア・・・・・・・・・圧力感知モジュール１１　・ １３　φ １７　・ １９゜ ２３゜ ３１　・ ３３　・ ４７　・ ７１　・

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ａ）高圧流体入口を有するハウジング装置と、
   （ｂ）前記流体入口に連通して前記ハウジング装置内に
   配置される圧力感知素子と、 （ｃ）前記ハウジング内に固定されて前記圧力感知素子
   を当接支持する、前記ハウジングの圧力入口部分に生ず
   る圧力を支持出来る支持部材と、（ｄ）前記支持部材及
   び前記ハウジングの内の少なくとも一方に固定され、前
   記支持部材によつて前記圧力感知素子から絶縁されてい
   る電気コネクターと、 を組合せて含んでいる圧力変換器。
2. （２）前記支持部材が中空の中央区域及び前記中空の中
   央区域内に配置された電子回路モジュールを含んでいる
   請求項１に記載された圧力変換器。
3. （３）前記電気コネクターが前記ハウジング装置及び前
   記支持部材よりも高圧により更に容易に変形可能の材料
   によつて形成されている請求項２に記載された圧力変換
   器。