JPH0411141Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は差圧測定装置に関するものである。

更に詳述すれば、本考案は静圧特性あるいは過
大圧特性の改良に関するものである。

（従来の技術） 第３図は従来より一般に使用されている従来例
の構成説明図である。

図において、１はブロツク状の本体、１１は本
体１の内部に設けられた室である。２１は室１１
を第１測定室１２と第２測定室１３とに分ける測
定ダイアフラムで、移動電極としても機能する。
２２，２３は測定ダイアフラム２に対向して絶縁
体２４，２５を介して室１の壁に設けられた固定
電極である。３１はリング状のハウジングで、本
体１が挿入固定されている。４は内部空所４１に
ハウジング３１が配置されたケーシングである。
３２は内部空所４１にハウジング３１が〓間をも
つて配置されるように一端がハウジング３１に固
定され、他端がケーシング４に固定された支持ば
ねである。５１，５２はケーシング４の両外側面
に設けられケーシング４とシール室５３，５４を
構成するシールダイアフラムである。５５，５６
はシールダイアフラム５１，５２に対向して本体
１に構成されたバツクアツプネストである。１
４，１５はシール室５３，５４と第１、第２測定
室１２，１３とを連通する連通孔である。１０
１，１０２，は第１、第２測定室１２，１３と内
部空所４１とシール室５３，５４と連通孔１４，
１５とで構成される二個の室にそれぞれ充填され
た非圧縮性の封入液体である。

以上の構成において図の左右から測定圧力P₁，
P₂が加わると、差圧に対応してシールダイアフ
ラム５１，５２が変位し、封入液体１０１，１０
２を介して測定ダイアフラム２１が変位し、固定
電極２２，２３との間隙が変わり、電極間の容量
が差動的に変化する。この容量変化により差圧に
対応した電気信号出力を得ることができる。

（考案が解決しようとする問題点） このようなものにおいては、容量変化を検出す
る部分が、支持ばね３２により非圧縮性封入液体
１０１，１０２内に吊られた構造となつている。
而して、検出部分は差圧に応動して変位する。

したがつて、検出部分からの静電容量変化信号
の取り出しに、特別の配慮が必要で、通常は、ば
ねが用いられており、構造が複雑となり、また、
信頼性に欠ける。

本考案はこの問題点を解決するものである。

本考案の目的は、静圧による測定差圧のスパン
変化、過大圧によるヒステリシスが少く、また、
カバーの締付力の変化や温度変化の影響を受けな
い、検出部からのリード取り出しの容易な差圧測
定装置を提供するにある。

（問題点を解決するための手段） この目的を達成するために、本考案は、ブロツ
ク状のケーシングと、該ケーシングの外側面に設
けられシール室を構成するシールダイアフラム
と、該シールダイアフラムと前記ケーシングとを
覆いカバー室を構成するカバーと、前記ケーシン
グ内に設けられた内部空所と、該内部空所に設け
られた本体と、該本体の外側面を覆いキヤツプ室
を構成するキヤツプと、該キヤツプと前記本体と
を前記内部空所に〓間を保つて支持するように該
キヤツプに一端が接続され他端が前記ケーシング
に接続されたチユーブと、前記本体の内部に設け
られた室と、該室を第１、第２測定室に分け移動
電極としても機能する測定ダイアフラムと、該測
定ダイアフラムに対向して絶縁体を介して前記室
壁に設けられた固定電極と、前記本体の外表面に
設けられオーバーレンジ室を構成するオーバーレ
ンジダイアフラムと、該オーバーレンジダイアフ
ラムに対向して前記本体に設けられたバツクアツ
プネストと、前記オーバーレンジ室と前記第１測
定室あるいは第２測定室とを連通する連通孔と、
該連通孔と前記シール室とを前記チユーブを通つ
て連結する連通孔と、前記キヤツプに設けられ前
記内部空所と前記キヤツプ室とを接続する接続孔
と、前記第１、第２測定室と前記内部空所と前記
オーバーレンジ室と前記キヤツプ室と前記シール
室と前記連結孔と前記連通孔と前記接続孔とで構
成される三個の室にそれぞれ充填された封入液体
とを具備してなる差圧測定装置を構成したもので
ある。

（作用） 以上の構成において、シールダイアフラムに測
定圧力が加わると、差圧に対応してシールダイア
フラムが変位し、封入液体を介して測定ダイアフ
ラムが変位し、固定電極との間隙が変わり、電極
間の容量が差動的に変化する。この容量変化によ
り差圧に対応した電気信号出力を得ることができ
る。

過大圧が加わつた場合には、過大圧の加わつた
側のシールダイアフラムが変位する。シールダイ
アフラムが変位すると封入液が移動する。封入液
の移動量に見合うように測定ダイアフラムとオー
バーレンジダイアフラムが変位する。オーバーレ
ンジダイアフラムと同じ変位が、過大圧の加わつ
た側の反対側のオーバーレンジダイアフラムに生
じ、過大圧の加わつた側の反対側のオーバーレン
ジダイアフラムは最終的にバツクアツプネストに
接触する。以上の如くして、内部空所と本体内部
の室とは、ほぼ過大圧と等しくなる。

高静圧が加わつた場合には、封入液の圧力は全
て同じになり、本体は静圧中にチユーブで支持さ
れている状態にある。

組立て時のボルトによるカバーの締付力の影響
は、本体はケーシングにチユーブで支持されてお
り、本体への影響はチユーブにより絶縁される。

ハウジングの過大圧印加時の変形や、ハウジン
グと本体等の熱膨張係数の違いによる熱変形は、
キヤツプの変形について吸収される。

以下、実施例について詳細に説明する。

（実施例） 第１図は、本考案の一実施例の構成説明図であ
る。

図において、第３図と同一記号は同一機能を示
す。

以下、第３図と相違部分のみ説明する。

６１，６２は本体１の外側面を覆いキヤツプ室
６３，６４を構成するキヤツプである。６５，６
６はキヤツプ６１，６２と本体１とを内部空所４
１に〓間を保つて支持するように、キヤツプ６
１，６２に一端が接続され、他端がケーシング４
に接続されたチユーブである。７１，７２は本体
１の外表面に設けられオーバーレンジ室７３，７
４を構成するオーバーレンジダイアフラムであ
る。７５，７６はオーバーレンジダイアフラム７
１，７２に、それぞれ対向して本体１に設けられ
たバツクアツプネストである。１６，１７は第
１、第２測定室１２，１３とオーバーレンジ室７
３，７４とを連通する連通孔である。６７，６８
は連通孔１６，１７とシール室５３，５４とをチ
ユーブ６５，６６を通つて連結する連結孔であ
る。６１１，６２１はキヤツプ６１，６２に設け
られ内部空所４１とキヤツプ６３，６４とを接続
する接続孔である。１０３はシール室５３と連結
孔６７と連通孔１６とオーバーレンジ室７３と第
１測定室１２とに充填された封入液体である。１
０４は内部空所４１と接続孔６１１，６２１とキ
ヤツプ室６３，６４とに充填された封入液体であ
る。１０５は第２測定室１３と連通孔１７と連結
孔６８とオーバーレンジ室７４とシール室５４と
に封入された封入液である。封入液１０３，１０
４，１０５は、この場合はシリコンオイルが用い
られている。８１，８２はケーシング４とシール
ダイアフラム５１，５２とを覆い、カバー室８１
１，８２１を構成するカバーである。カバー室８
１１，８２１には、それぞれ、測定圧力P₁，P₂
が導入される。

以上の構成において、第１図に示す如く、図の
左右から測定圧力P₁，P₂が加わる。測定圧力P₁
が測定圧力P₂より高圧とすると、シールダイア
フラム５２を図の左方に変位させる。これにより
移動する封入液１０５の容積は、測定ダイアフラ
ム２１を図の左方に移動させ、オーバーレンジダ
イアフラム７２を図の右方に変位させる。オーバ
ーレンジダイアフラム７２の変位によつてオーバ
ーレンジダイアフラム７１が同じ量だけ右方に変
位する。これによる封入液体１０３の移動量と測
定ダイアフラム２１の移動量とを合わせた量に見
合うだけシールダイアフラム５１が変位する。す
なわち、測定ダイアフラム２１は差圧に比例した
変位をする。而して、測定ダイアフラム２１と固
定電極２２，２３との間隙が変わり、電極間の容
量が差動的に変化する。この容量変化により、差
圧に対応した電気信号出力を得ることができる。

次に、過大圧が高圧側から作用した場合につい
て説明する。

シールダイアフラム５２が変位し、封入液１０
５が移動する。封入液１０５の移動量に見合うよ
うに、測定ダイアフラム２１とオーバーレンジダ
イアフラム７２が変位する。オーバーレンジダイ
アフラム７２と同じ変位が、オーバーレンジダイ
アフラム７１に生じ、オーバーレンジダイアフラ
ム７１は、バツクアツプネスト７５に接触する。
測定ダイアフラム２１が第１測定室１２の壁に接
触すると同時に、オーバーレンジダイアフラム７
１がバツクアツプネスト７５に接触するように設
計されるのが理想的であるが、実際上は、測定ダ
イアフラム２１とオーバーレンジダイアフラム７
１のいずれが先に接触しても問題にはならない。
その理由を説明する。オーバーレンジダイアフラ
ムの特性がバラついて、接触する圧力の上限、下
限がそれぞれ最大測定圧力の２倍、１倍程度にな
るとする。一方、測定ダイアフラム２１が第１測
定室１２の壁に接触する圧力は、最大測定圧力の
1.5倍程度に設計される。そうすると、両ダイア
フラムの接触圧力に差が生じてもその差は最大で
も最大測定圧力の1/2程度であり、この圧力によ
る本体の曲げ変形は十分に許容できる範囲内であ
る。いずれにしても、本体１の内外の圧力は、ほ
ぼ過大圧と等しくなり、測定室１２，１３の球面
状の室壁に過大圧が作用することによる曲げ変形
は小さくできる。

また、オーバーレンジダイアフラム７１，７２
の容積変化率を、シールダイアフラム５１，５２
の容積変化率の100分の１程度になるようにすれ
ば、オーバーレンジダイアフラム７１，７２に過
大圧に基づくヒステリシスが生じても、測定ダイ
アフラム２１はシールダイアフラム５１，５２に
比して容積変化率は非常に小さいので、測定ダイ
アフラム２１を変位させるほどの内圧の上昇を生
じさせない。シールダイアフラム５１，５２が、
変位することにより吸収されるからである。した
がつて、オーバーレンジダイアフラム７１，７２
は、設計の自由度の高いものが得られる。

次に、静圧が加わつた場合について説明する。
静圧が加わると、すべての内部室が、ほぼ同じ圧
力になる。本体１に注目すると、本体１は静圧の
中に吊られた格好になるので、測定ダイアフラム
２１には、測定差圧スパンを変化させるような張
力の変化は生じない。

而して、本体１をチユーブ６５，６６で支持す
る構造となつているので、ケーシング４のカバー
８１，８２の締付力が変化することによる影響、
あるいは、周囲温度変化に基づくケーシング４の
変形の影響は、すべてチユーブ６１，６２によつ
て吸収されるので、本体１には、上記変形の影響
は伝わらない。

キヤツプ６１，６２は、ケーシング４の過大圧
印加時の変形や、本体１とケーシング４の熱膨張
係数の違いに起因する熱変形に対して、第２図に
示す如く変形して、本体１に、これらの影響を伝
達しない。即ち、第２図に示す如く、キヤツプ６
１，６２のプレート部６１２，６２２は、ケーシ
ング４に引張られて変形する。あるいは、本体１
との溶接部分近くが矢印Ａで示す如く開くからで
ある。但し、ケーシング４が図の右方に変形する
場合には、溶接部分近くの開き（矢印Ａ部分）は
ないので、プレート部６１２，６２２の、変形の
みとなる。また、キヤツプ６１，６２を使用する
事により、ドーナツ板状でなく、円板状のオーバ
ーレンジダイアフラム７１，７２が使用できる。

この結果 静圧による測定差のスパン変化が生じない。

過大圧による本体１の曲げ変形が少いので、
過大圧によるヒステリシスが小さく、検出部の
信頼性が向上する。

チユーブ６５，６６により、本体１は機械的
に絶縁された形となつているので、ケーシング
４の締付けの影響、温度膨張係数の相違等によ
り、本体１に加わる機械的外乱が少い。即ち、
ケーシング４の半径方向の機械的変形の吸収が
できる。

キヤツプ６１，６２により、本体１にケーシ
ング４の過大圧印加時の変形や、本体１とケー
シング４の熱膨張係数の違いに起因する熱変形
の影響が伝達されるのを防止することができ
る。即ち、ケーシング４の軸方向の機械的変形
の吸収ができる。

本体１が第３図従来例の如く、差圧に応じて
移動しないので、検出部から電気信号の取り出
し構造が簡素化できる。

（考案の効果） 以上説明したように、本考案は、ブロツク状の
ケーシングと、該ケーシングの外側面に設けられ
シール室を構成するシールダイアフラムと、該シ
ールダイアフラムと前記ケーシングとを覆いカバ
ー室を構成するカバーと、前記ケーシング内に設
けられた内部空所と、該内部空所に設けられた本
体と、該本体の外側面を覆いキヤツプ室を構成す
るキヤツプと、該キヤツプと前記本体とを前記内
部空所に隙間を保つて支持するように該キヤツプ
に一端が接続され他端が前記ケーシングに接続さ
れたチユーブと、前記本体の内部に設けられた室
と、該室を第１、第２測定室に分け移動電極とし
ても機能する測定ダイアフラムと、該測定ダイア
フラムに対向して絶縁体を介して前記室壁に設け
られた固定電極と、前記本体の外表面に設けられ
オーバーレンジ室を構成するオーバーレンジダイ
アフラムと、該オーバーレンジダイアフラムに対
向して前記本体に設けられたバツクアツプネスト
と、前記オーバーレンジ室と前記第１測定室ある
いは第２測定室とを連通する連通孔と、該連通孔
と前記シール室とを前記チユーブを通つて連結す
る連通孔と、前記キヤツプに設けられ前記内部空
所と前記キヤツプ室とを接続する接続孔と、前記
第１、第２測定室と前記内部空所と前記オーバー
レンジ室と前記キヤツプ室と前記シール室と前記
連通孔と前記連結孔と前記接続孔とで構成される
三個の室にそれぞれ充填された封入液体とを具備
してなる差圧測定装置を構成したので、静圧によ
る測定差のスパン変化が生じない。過大圧による
本体１の曲げ変形が少いので、過大圧によるヒス
テリシスが小さく、検出部の信頼性が向上する。
チユーブ６５，６６により、本体１は機械的に絶
縁された形となつているので、ケーシング４の締
付けの影響、温度膨張係数の相違等により、本体
１に加わる機械的外乱が少ない。即ち、ケーシン
グ４の半径方向の機械的変形の吸収ができる。キ
ヤツプ６１，６２により、本体１に、ケーシング
４の過大圧印加時の変形や、本体１とケーシング
４の熱膨張係数の違いに起因する熱変形の影響が
伝達されるのを防止することができる。即ち、ケ
ーシング４の軸方向の機械的変形の吸収ができ
る。本体１が第３図従来例の如く、差圧に応じて
移動しないので、検出部から電気信号の取り出し
構造が簡素化できるものが得られる。

したがつて、本考案によれば、静圧による測定
差圧のスパン変化、過大圧によるヒステリシスが
少く、また、カバーの締付力の変化や温度変化の
影響を受けない、検出部からのリード取り出しの
容易な差圧測定装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の構成説明図、第２
図は第１図の要部動作説明図、第３図は従来より
一般に使用されている従来例の構成説明図。 １……本体、１０３，１０４，１０５……封入
液体、１１……室、１２……第１測定室、１３…
…第２測定室、１６，１７……連通孔、２１……
測定ダイアフラム、２２，２３……固定電極、２
４，２５……絶縁体、４……ケーシング、４１…
…内部空所、５１，５２……シールダイアフラ
ム、５３，５４……シール室、６１，６２……キ
ヤツプ、６１１，６２１……接続孔、６２１，６
２２……プレート部、６３，６４……キヤツプ
室、６５，６６……チユーブ、６７，６８……連
結孔、７１，７２……オーバーレンジダイアフラ
ム、７３，７４……オーバーレンジ室、７５，７
６……バツクアツプネスト、８１，８２……カバ
ー、８１１，８１２……カバー室。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ブロツク状のケーシングと、該ケーシングの外
   側面に設けられシール室を構成するシールダイア
   フラムと、該シールダイアフラムと前記ケーシン
   グとを覆いカバー室を構成するカバーと、前記ケ
   ーシング内に設けられた内部空所と、該内部空所
   に設けられた本体と、該本体の外側面を覆いキヤ
   ツプ室を構成するキヤツプと、前記キヤツプと前
   記本体とを前記内部空所に隙間を保つて支持する
   ように該キヤツプに一端が接続され他端が前記ケ
   ーシングに接続されたチユーブと、前記本体の内
   部に設けられた室と、該室を第１，第２測定室に
   分け移動電極としても機能する測定ダイアフラム
   と、該測定ダイアフラムに対向して絶縁体を介し
   て前記室壁に設けられた固定電極と、前記本体の
   外表面に設けられオーバーレンジ室を構成するオ
   ーバーレンジダイアフラムと、該オーバーレンジ
   ダイアフラムに対向して前記本体に設けられたバ
   ツクアツプネストと、前記オーバーレンジ室と前
   記第１測定室あるいは第２測定室とを連通する連
   通孔と、該連通孔と前記シール室とを前記チユー
   ブを通つて連結する連通孔と、前記キヤツプに設
   けられ前記内部空所と前記キヤツプ室とを接続す
   る接続孔と、前記第１，第２測定室と前記内部空
   所と前記オーバーレンジ室と前記キヤツプ室と前
   記シール室と前記連通孔と前記連結孔と前記接続
   孔とで構成される三個の室にそれぞれ充填された
   封入液体とを具備してなる差圧測定装置。