JPH02251727A - 差圧計 - Google Patents

差圧計

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JPH02251727A
JPH02251727A JP7194189A JP7194189A JPH02251727A JP H02251727 A JPH02251727 A JP H02251727A JP 7194189 A JP7194189 A JP 7194189A JP 7194189 A JP7194189 A JP 7194189A JP H02251727 A JPH02251727 A JP H02251727A
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pressure
magnet
differential pressure
fluid
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JP7194189A
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Naoto Miyano
宮野　直人
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Taisei Kogyo KK
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Taisei Kogyo KK
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/34—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure
    • G01F1/36—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure the pressure or differential pressure being created by the use of flow constriction
    • G01F1/38—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure the pressure or differential pressure being created by the use of flow constriction the pressure or differential pressure being measured by means of a movable element, e.g. diaphragm, piston, Bourdon tube or flexible capsule
    • G01F1/383—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure the pressure or differential pressure being created by the use of flow constriction the pressure or differential pressure being measured by means of a movable element, e.g. diaphragm, piston, Bourdon tube or flexible capsule with electrical or electro-mechanical indication
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    • G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/20—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow
    • G01F1/28—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow by drag-force, e.g. vane type or impact flowmeter
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/14—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means involving the displacement of magnets, e.g. electromagnets

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］ 本発明は差圧計に関する。
〔従来の技術〕
差圧計は２点間の流体の圧力差を計測する圧力ィルタを
設けた場合に、フィルタに対して流体の流れの一次側（
二次側）と−次側（二次側）との圧力差を計測してフィ
ルタの目詰り状態を調べるために使用されている。
従来、この差圧計として、流体が流れる管路に連通ずる
シリンダの内部にピストンを設けてシリンダ内部を高圧
側洗体部と低圧側液体部とに区切り、ピストンの一部を
シリンダの端部に形成した孔部を通して外部に突出させ
、シリンダの外部に設けたマイクロスイッチを動作させ
る形式のものがある。すなわち、高圧側゛流体と低圧側
流体との圧力差によりシリンダが移動してマイクロスイ
ッチを動作させ、このマイクロッスイッチからの電気信
号を利用して差圧を計測するものである。
しかし、この形式の差圧計では、シリンダに形成した孔
部にシールリングを取付け、孔部と該孔部を通るピスト
ンとの間をシールしてシリンダ内部の流体の漏出を防止
する必要がある。ピストンが動作する時にシリンダの孔
部に取付けたシールリングが摺接して摩擦抵抗となるの
で、差圧を計測する上で、この摩擦抵抗が障害となって
摩擦抵抗より小さい差圧を測定することができなくなる
。
また、他の形式の差圧計として、区画壁により高圧側液
体室と低圧側液体室とに区画した容器の各室を流体の管
路に接続し、容器の内部の区画壁にストレンゲージを取
付けたものがある。すなわち、容器の各室に存在する流
体の圧力差により区画壁に生じる歪みをストレンゲージ
で計測し、このストレンゲージからの電気信号を利用し
て差圧を計測するものである。
しかし、この形式の差圧計では、ストレンゲージの電気
信号をシリンダの外部に設けた回路に伝送するためにス
トレンゲージに接続したリード線をシリンダに形成した
孔部に通して外部に導出しているので、後部にシールリ
ンングを取り付けてリード線に対してシール構造とする
必要がある。
さらに区画壁の歪みを感度良く検出するために区画壁の
厚さを薄くする必要があるが、そうすると容器の内部の
差圧が大きいと区画壁が強度１耐えられずに破損する恐
れがあるので、区画壁の厚さをあまり薄くすることがで
きず、この結果差圧感度良く計測することができない。
なお、前者の形式は一定値の差圧のみを計測するもので
あり、後者の形式は差圧を連続して計測できるものであ
る。
［発明が解決しようとする課題］ このように従来の差圧計は流体が存在する容器にシール
部を設ける必要があるので経済性が悪く、また差圧を計
測する能力にも限界があるという問題がある。
本発明は前記事情に基づいてなされたもので、差圧を感
度良く広い範囲にわたって計測することができ、且つ容
器にシール部を設ける必要がなく経済性が高い差圧計を
提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するために本発明の差圧計は、流体が存
在する容器と、この容器の内部に設けられ該容器の内部
を高圧側流体部分と低圧側流体部分とに区切るとともに
、高圧側流体部分と低圧側流体部分との圧力差に応動し
て変位動作する動作体と、この動作体に取付けられた磁
石と、前記容器の外部に取付けられ前記動作体の磁石の
位置変化による該磁石の磁気の強さの変化に応じて電圧
値が変化する感磁性素子と、この感磁性素子からの電気
信号により前記容器内部の高圧側流体と低圧側流体との
圧力差を計測する計測回路とを具備することを特徴とす
るものである。
［作用］ この構成により、容器内部の流体の圧力差に応動して作
動体が変位動作すると、磁石が一体に変位して容器外部
に取付けた感磁性素子に対する位置が変化し、これに伴
い磁石の磁力が感磁性素子に作用する度合いが変化して
感磁性素子の電圧値が変化する。そして、計測回路によ
り感磁性素子の抵抗値の変化を計測して容器内部の高圧
側流体と低圧側流体との圧力差を計測する。従って、容
器内部の作動体と容器外部の感磁性素子とは容器の壁に
より隔絶され、作動体が容器の壁部を貫通して外部に突
出していないので、容器にシール部を設ける必要がない
。そして、作動体は従来のような摩擦抵抗を受けること
なく変位動作し、また作動体が流体の圧力を受けて破損
することがないので、容器内部の流体の差圧を測定でき
る範囲が制限されることがなく広い範囲にわたり差圧を
測定することができる。
［実施例］ 以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。
本発明の差圧計の一実施例を第１図を参照して説明する
。
この実施例は液体を流す管路に装着して使用する場合に
適用したものである。
図中１は容器で、この容゛器１は液体が流れる管路２に
取り付けられている。管路２の内部は区画壁３により一
次側通路部４と二次側通路部５とに区画され、液体が一
次側通路部４から例えば区画壁３に形成した孔部を通っ
て二次側通路部５に流れている。また、管路２には容器
１を取付けるための凹部６が形成されている。容器１は
端部を開放し、他端部を閉成した円筒形をなすもので、
開放した端部を下側にして当てた状態で下部を管路２の
凹部６に嵌合して設けられ、取付はボルト７により管路
２に取り付けられている。そして、容器１の上半部は、
容器１の壁部に形成した連通孔８および管路２の壁部に
形成した連通孔９を介して管路２の一次側通路部４と連
通しており、容器２の下半部は管路２の壁部に形成した
連通孔１０よ を介して管路２の二次側通路部Ｉと連通している、。
なお、容器１は非磁性材料例えばステンレス鋼で形成さ
れている。１１は作動体で、この作動体１１は円柱形を
なし、下部が大径部として形成されている。この作動体
１１は容器１の内部には上下移動自在に設けられており
、容器１の内部の下部に配置された圧縮コイルばね１２
に下側から支持されて押上げられて大径部が容器１の中
間部に形成した段部１ａに衝突して上方への移動を規制
されている。これにより作動体１１は容器１の内部の上
半部を管路２の一次側通路部４に連通する高圧側液体部
１３として、下半部を二次側通路５に連通ずる低圧側液
体部１４として区分している。
１５は磁石で、作動体１１の上端部に取り付けられてい
る。この磁石１５は永久磁石からなるもので、容器１の
壁部を通して後述するホール素子に対して磁力を作用さ
せるものである。１６はホール素子で、容器１の外部に
おける上端面およびこの上端面に近接した外周面に夫々
適宜な絶縁材を介して取付けられている。このホール素
子１６は作動体１１に取付けられた磁石１５の磁力を受
けてホール効果により起電力を発生するもので、磁石１
５の磁力の大きさの変化により発生する起電力の大きさ
が変化する。１７は計測回路で、ホール素子１６におけ
る起電力め大きさの変化に伴うホール素子１６を流れる
電流の電圧値の変化の信号を受け、容器１の内部の高圧
側液体部の液体圧力と低圧側液体部１４の液体圧力との
差を計測するものである。なお、磁石１５はホール素子
１６に対して充分磁力を作用し、且つホール素子１６は
磁石１５からの磁力を受けて確実に反応して抵抗が変化
するように夫々特性および大きさを選択する。磁石１５
とホール素子１６は磁石１５がホール素子１６に対して
充分磁力を作用し、ホール素子１６が磁石１５からの磁
力を受けて確実に反は容器１および作動体１１に夫々取
付けられている。
このように構成した差圧計の動作について説明する。
容器１の内部の高圧側液体部１３には管路２の一次側通
路４を通る液体が連通孔８，９を介して流入し、低圧側
液体部１４は管路２の二次側通路部５を通る液体が連通
孔１０を介して流入する。
二次側通路５を通る液体は一次側通路部４を通る液体よ
り低圧である。そして、容器１の高圧側液体部１３に存
在する液体の圧力と低圧側液体部１４に存在する液体の
圧力との差に応じた距離をもって作動体１１がコイルば
ね１２のばね力に抗して下降する。なお、コイルば・ね
１２のばね力は液体の差圧の計測に影響を与えないよう
に設定する。作動体１１が下降すると磁石１５も一緒に
下降し、容器１に取付けたホール素子１６に対する磁石
１５の位置が予め設定した基準位置に対して連続的に変
化する。ここで、磁石１５の磁力は容器１の壁部を通し
て外部に設けたホール素子１６に磁力を作用しているの
で、磁石１５の磁力がホール素子１６に対して作用する
度合いが連続的に変化する。ここで、予めホール素子１
６に電流を流しておくと、磁石１５の磁力がホール素子
１６に対して作用する割合が変化するに伴いホール素子
１６において発生する起電力が予め設定した基準値に対
して連続的に変化する。この結果、ホール素子１６を流
れる電流の重圧値が連続的に変化し、この電圧値の連続
的な変化を計測回路１７が計測して容器１内部の液体の
圧力差を算出する。
すなわち、計測回路１７では容器１内部での高圧側液体
と低圧側液体との間の基準の圧力差に対するホール素子
１６の基準の起電力すなわち電圧値を設定しておき、こ
の基準値に対する起電力すなわち電圧値の変化から容器
１内部での高圧側液体と低圧側液体との間の基準の圧力
差を連続的に計謝する。具体的には、第４図の線図に示
すように磁石１５とホール素子１６との間の距離が大き
く開くにつれて磁石１５がホール素子１６に対して作用
する磁力が連続的に小さくなり、これに伴いホール素子
１６において発生する起電力の大きさが連続的に低下し
、この結果ホール素子１６を流れる電流の電圧値が連続
的に低下する。すなわち、容器１内部の液体の圧力差が
大きくなるに連れて電圧値が低下することになる。これ
により圧力差を連続的に計測できる。
しかして、この実施例の差圧計は、容器１の内部に設け
た磁石１５が容器１の壁を介して外部に設けたホール素
子１６に磁力を作用させる形式のものであるから、容器
１の壁部を介して内部の作動体１１および磁石１５と外
部のホール素子１６とが全く分離され、作動体１１およ
び磁石１５が容器１の壁部を貫通して外部に導出させる
必要がないので、容器１の壁部にシール部を設けること
がなく構造が簡素化されて経済的である。また、従来の
ように作動体１１が移動する時に容器１の壁部の孔部に
設けたシールリングの摩擦抵抗を受けることがないので
、この摩擦抵抗に制限されることなく微少な液体の圧力
差も敏感に反応して計測することができる。磁石１５の
磁力の変化を電気信号に変換するホール素子１６は、容
器１の外部に設けられていて容器１内部の液体とは全く
隔絶されているので、液体の圧力を受けることがない。
このため、液体がかなり高い圧力であっても全くその影
響を受けずに差圧を計測することができる。
なお、第１図では液体の圧力差に応動して移動する作動
体としてシリンダ形のものを用いたが°、これに限定さ
れず第２図に示すようにダイヤフラムを用いても良いｉ
すなわち、図中１８はダイヤフラム、１９はダイヤフラ
ム押え、２０はダイヤフラム押え１９をダイヤフラム１
８に固定するボルトである。
前述した実施例では容器内部の液体の圧力差で作動体が
移動する形式について述べたが、これに限定されずに容
器内部の液体の圧力差で作動体が回動する形式であって
も良い。
第３図はこの形式を採用した差圧計の実施例を示してい
る。すなわち、図中２１は管路形をなす容器で、この容
器２１は図示しない管路に接続された図示矢印方向に液
体が流れるようになっている。あるいはこの容器２１は
液体が流れる管路をそのまま利用しても良い。２２は作
動体で、この作動体２２は容器２１の断面形状に応じた
形状をなす板材からなるものである。この作動体２２は
容器２１の内部に配置され、一部が枢軸２３により容器
２１に図示矢印方向に回動するように支持されており、
さらに引張りコイルばね２４により液体の流れ方向に対
して反対向きに方向に向けて回動力を与えている。こよ
うに設けた作動体２２は容器２１の内部を高圧側液体部
２５と低圧側液体部２６とに区分している。なお、作動
体２２には液体を逃して作動体２２の回動を可能とする
ために孔部２２ａが形成されている。２７は磁石で、こ
の磁石２７は作動体２２の先端部には取付けられている
。２８は容器２１の外部に取付けられたホール素子であ
る。なお、容器２１の内部には作動体２２の回動を規制
する段部２１ａが形成されている。
このように構成した差圧計は、容器２１における液体の
圧力差に応じて作動体２２が回動することにより前述し
た実施例と同じ作用により液体の圧力差の計測が行なわ
れる。
これらの各実施例では感磁性素子としてホール素子が使
用されているが、これに限定されずに他の素子を使用す
ることができる。例えば作動アンプを使用することがで
きる。この場合には、作動アンプの検出コイルをホール
素子の代りに容器の外部に装着する。
圧力差を検出する対象の流体は液体に限定されず、気体
であっても良い。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明の差圧計によれば、容器の内
部に設けた磁石が容器の壁を介して外部に設けた感磁性
素子に磁力を作用させる形式のものであるから、作動体
が容器の壁部を貫通して外部に導出させる必要がないの
で、容器の壁部にシール部を設けることがなく構造が簡
素化されて経済的であるとともに、作動体が移動する時
に容器の壁部の孔部に設けたシールリングの摩擦抵抗を
受けるということがないので、微少な液体の圧力差にも
敏感に反応して計測することができる。感磁性素子は容
器の外部に設けられていて容器内部の液体とは全く隔絶
されていて液体の圧力を受けることがないので、液体が
かなり高い圧力であっても全くその影響を受けずに差圧
を計測することができる。従って、広い範囲の液体の圧
力差をを計測することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の差圧計の一実施例を示す断面図、第２
図は他の実施例を示す断面図、第３図は異なる他の実施
例を示す断面図、第４図は磁石と感磁性素子との間の距
離と感磁性素子を流れる電流の電圧の関係を示す線図で
ある。 １・・・容器、２・・・管路、１１・・・作動体、１５
・・・磁石、１７・・・ホール素子、２１・・・容器、
２２・・・作動体、２７・・・磁石、 ２８・・・ホール素子。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 流体が存在する容器と、この容器の内部に設けられ該容
    器の内部を高圧側流体部分と低圧側流体部分とに区切る
    とともに、高圧側流体部分と低圧側流体部分との圧力差
    に応動して変位動作する動作体と、この動作体に取付け
    られた磁石と、前記容器の外部に取付けられ前記動作体
    の磁石の位置変化による該磁石の磁気の強さの変化に応
    じて電圧値が変化する感磁性素子と、この感磁性素子か
    らの信号を受けて前記容器内部の高圧側流体と低圧側流
    体との圧力差を計測する計測回路とを具備することを特
    徴とする差圧計。
JP7194189A 1989-03-27 1989-03-27 差圧計 Pending JPH02251727A (ja)

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