JPH0436425Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は圧力伝送器に関するものである。

更に詳述すれば、本考案は、圧力伝送器におけ
る過大圧力に対するダイアフラムの保護に関する
ものである。

（従来の技術） 第４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、第５図は第４図の要部拡大図であ
る。

図において、１は圧力測定部の本体、１１は本
体１の内部に設けられ封入液１０１が充填された
室である。封入液１０１は、この場合、シリコン
オイルが用いられている。１２，１３は室２より
本体１の両側へ開口する貫通孔である。２は室１
１に設けられ周縁が本体１に固定された板ばねで
ある。板ばね２には貫通孔（図示せず）が設けら
れ室１１内において封入液１０１が自由に流通す
る。４１，４２は、板ばね２に対向して絶縁体４
３，４４を介して室１１の室壁に固定された固定
電極である。３１は板ばね３に取付けられた移動
電極である。而して、固定電極４１，４２と移動
電極３１とにより静電容量電極が構成される。３
２，３３は移動電極３１に一端が固定された連結
軸である。３４，３５は連結軸３２，３３の他端
に取付けられた板状のデイスクである。５１，５
２は中央部においてデイスク３４，３５に、プレ
ート５３，５４と共に溶接固定され、外周縁部を
シールリング５５，５６と共に、本体１の両側に
固定された受圧ダイアフラムである。１４，１５
は、本体１の受圧ダイアフラム５１，５２と対向
する面に形成されたバツクアツプネストで、過大
測定圧が加わつた場合に、受圧ダイアフラム５
１，５２を保護するような形状に形成されてい
る。１６，１７はデイスク３４，３５に対応して
本体１に形成された凹部である。

以上の構成において、第４図に示す如く、本体
１の一方側から測定圧P_Hが、他方側から測定圧
P_Lが加わる。受圧ダイアフラム５１，５２の有
効面積をAeとして、連結軸３２，３３に次式で
表わされる力Ｆが作用する。

Ｆ＝（P_H−P_L）Ae (1) 板ばね２のばね定数をＫとすると、板ばね２は
次式で表わされる変位Δxだけ移動する。

Δx＝Ｆ／Ｋ (2) したがつて、固定電極４１，４２と移動電極３
１との間の静電容量変化を変換回路（図示せず）
によつて検出すれば、圧力P_H，P_Lの差圧を求め
ることができる。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、このような装置においては、過
大圧Poが加わると、受圧ダイアフラム５１又は
５２が撓み、かつ、連結軸３２，３３、デイスク
３４，３５と共に変位して、バツクアツプネスト
１４又は１５に当り、同時にデイスク３４又は３
５は、凹部１６あるいは１７に当る。以上によつ
て、受圧ダイアフラム５１あるいは５２には、測
定可能範囲圧力より僅かに大きい圧力以下の圧力
しか加わらない。また、板ばね２は過大に変位し
ないように設計され、過大圧から、受圧ダイアフ
ラム５１，５２を保護している。

しかし、変位するデイスク３４，３５と本体１
との間には第６図に示す如く、間隙Ａがあり、こ
の部分にはバツクアツプネスト１４，１５はな
い。受圧ダイアフラム５１，５２は、この部分に
おいては、過大圧力をそのまま受けることになる
が、間隙はごく僅かであり、通常の過大圧では問
題はない。しかし、過大圧力が非常に高くなり、
間隙の部分のダイアフラムに発生する応力が材料
の降伏点を越えると、ダイアフラムは塑性変形
し、有効面積Aeが変化し、以下に示す様な出力
変化を生じる。さらに圧力が高くなればダイアフ
ラムは破断してしまう。したがつて、従来の構成
では、最高使用圧力には限界があつた。特に、ダ
イアフラムの板厚の薄い場合には顕著である。

有効面積Aeが変化すると次のような出力変化
を生じる。

周囲温度が変化すると、室１１の封入液１０
１の体積が変化するので、受圧ダイアフラム５
１，５２が撓み、この変化の大部分を吸収する
が、室１１内部の圧力も僅かに変化する。ここ
で、高圧側P_Hあるいは低圧側P_Lから過大圧が
加わり、有効面積がΔAeだけ変化したとし、
室１１内部の圧力変化をΔPとすると、次式で
表わされるΔFが発生する。

ΔF＝ΔAe×ΔP (3) したがつて、板ばね２は、次式で表わされる変
位Δxzだけ移動するので、ゼロ点が変化する。

Δxz＝ΔF／Ｋ (4) さらに、この様な状態で、(1)式と同様の差圧
が加わると次式で表わされる力Fαが発生する。

Fα＝（P_H−P_L）×（Ae＋ΔAe） (5) 板ばね２の変位Δxαは、次式の様になり、(2)
式の変位Δxとの差がスパン変化となる。

Δxα＝Fα／Ｋ (6) 本考案の目的は、簡単な構成により、過大圧が
加わつても、受圧ダイアフラムの塑性変形、ある
いは、破断を防止して、精度の良好な高耐圧形の
圧力伝送器を提供するにある。

（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、圧力測
定部の本体と、該本体の内部に設けられ封入液が
充填された室と、該室より前記本体の両側へ開口
する貫通孔と、前記本体の外側面に取付けられ該
貫通孔を覆う受圧ダイアフラムと、該受圧ダイア
フラムに対向して前記本体の外側面に設けられた
バツクアツプネストとを具備する圧力伝送器にお
いて、前記貫通孔の開口部に設けられた平面部
と、該平面部に対向して前記受圧ダイアフラムに
設けられ過大圧が加わつた場合に該平面部に密着
して前記貫通孔の開口部を塞ぎ前記バツクアツプ
ネストの一部を構成するデイスクと、前記受圧ダ
イアフラムの中央部分を該デイスクの外側面に固
着するプレートとを具備したことを特徴とする圧
力伝送器を構成したものである。

（作用） 以上の構成において、本体の両側から測定圧が
受圧ダイアフラムに加わると、受圧ダイアフラム
は差圧に応じて変位し、差圧は圧力測定部本体に
伝わり差圧が測定される。

一方、受圧ダイアフラムに過大測定圧が加わる
と、受圧ダイアフラムは変位して、デイスクがバ
ツクアツプネストの平面部につき当り密着する。

以下、実施例について説明する。

（実施例） 第１図は本考案の一実施例の要部構成説明図で
ある。

図において、第４図と同一記号は同一機能を示
す。

以下、第４図と相違部分のみ説明する。

６１，６２は、バツクアツプネスト１４，１５
の貫通孔１２，１３の開口部に設けられた平面部
である。７１，７２は、平面部６１，６２に対向
して受圧ダイアフラム５１，５２に設けられ過大
圧が加わつた場合に、平面部６１，６２に密着し
て、貫通孔１２，１３の開口部を塞ぎ、バツクア
ツプネスト１４，１５の一部を構成するデイスク
である。

５３，５４は、受圧ダイアフラム５１，５２の
中央部分をデイスク３４，３５の外側面に固着す
るプレートである。

以上の構成において、本体１の両側から測定圧
P_H，P_Lが受圧ダイアフラム５１，５２に加わる
と、受圧ダイアフラム５１，５２は差圧に応じて
変位し、差圧は圧力測定部の本体１に伝わり差圧
が測定される。

一方、受圧ダイアフラム５１，５２に過大測定
圧Poが加わると、第２図に示す如く、受圧ダイ
アフラム５１，５２は変位して、デイスク７１，
７２が平面部６１，６２に密着する。

この結果、デイスク７１，７２と本体１との間
には間隙がないので、過大測定圧Poが加わつた
場合に、受圧ダイアフラム５１，５２が塑性変形
する、あるいは破断するおそれのないものが得ら
れる。したがつて、測定可能最高圧を高めること
ができる。

更に、受圧ダイアフラム５１，５２の中央部分
をデイスク３４，３５の外側面に固着するプレー
ト５３，５４が設けられているので、デイスク３
４，３５の内側面に受圧ダイアフラム５１，５２
の中央部分が固着された場合の如く、固着部分、
例えば、溶接によるビート部分によつてデイスク
３４，３５が平面部６１，６２に密着するのを妨
げられるおそれのないものが得られる。

第３図は本考案の他の実施例の構成説明図であ
る。

本実施例においては、デイスク７１，７２を長
くしたものである。

なお、前述の実施例においては、圧力測定部の
本体１としては、静電容量検出方式のものについ
て説明したが、これに限ることはなく、たとえ
ば、コイルを用いたインダクタンス変化検出方式
のものでもよく、要するに差圧が検出できるもの
であればよい。

（考案の効果） 以上説明したように、本考案は、圧力測定部の
本体と、該本体の内部に設けられ封入液が充填さ
れた室と、該室より前記本体の両側へ開口する貫
通孔と、前記本体の外側面に取付けられ該貫通孔
を覆う受圧ダイアフラムと、該受圧ダイアフラム
に対向して前記本体の外側面に設けられたバツク
アツプネストとを具備する圧力伝送器において、
前記貫通孔の開口部に設けられた平面部と、該平
面部に対向して前記受圧ダイアフラムに設けられ
過大圧が加わつた場合に該平面部に密着して前記
貫通孔の開口部を塞ぎ前記バツクアツプネストの
一部を構成するデイスクと、前記受圧ダイアフラ
ムの中央部分を該デイスクの外側面に固着するプ
レートとを具備したことを特徴とする圧力伝送器
を構成したので、デイスクと本体との間には、過
大圧が加わつた場合に、間隙がないので、受圧ダ
イアフラムが塑性変形する、あるいは、破断する
恐れのないものが得られる。

更に、受圧ダイアフラムの中央部分をデイスク
の外側面に固着するプレートが設けられているの
で、デイスクの内側面に受圧ダイアフラムの中央
部分が固着された場合の如く、固着部分によつて
デイスクが平面部に密着するのを妨げられるおそ
れのないものが得られる。

したがつて、本考案によれば、簡単な構成によ
り、精度の良好な、高耐圧形の圧力伝送器を実現
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要部構成説明図、
第２図は第１図の動作説明図、第３図は本考案の
他の実施例の構成説明図、第４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、第５図は
第４図の要部構成説明図、第６図は第５図の動作
説明図である。 １……本体、１１……室、１０１……封入液、
１２，１３……貫通孔、１４，１５……バツクア
ツプネスト、２……板ばね、３１……移動電極、
３２，３３……連結軸、４１，４２……固定電
極、４３，４４……絶縁体、５１、５２……受圧
ダイアフラム、５３，５４……プレート、５５，
５６……シールリング、６１，６２……凹部、７
１，７２……デイスク。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 圧力測定部の本体と、該本体の内部に設けられ
   封入液が充填された室と、該室より前記本体の両
   側へ開口する貫通孔と、前記本体の外側面に取付
   けられ該貫通孔を覆う受圧ダイアフラムと、該受
   圧ダイアフラムに対向して前記本体の外側面に設
   けられたバツクアツプネストとを具備する圧力伝
   送器において、前記バツクアツプネストの貫通孔
   の開口部に設けられた平面部と、該平面部に対向
   して前記受圧ダイアフラムに設けられ過大圧が加
   わつた場合に該平面部に密着して前記貫通孔の開
   口部を塞ぎ前記バツクアツプネストの一部を構成
   するデイスクと、前記受圧ダイアフラムの中央部
   分を該デイスクの外側面に固着するプレートとを
   具備したことを特徴とする圧力伝送器。