JPH0450742A - 差圧伝送器 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は各種のプラント等で使用される差圧伝送器に関
する。

（従来の技術） 各種のプラント等で使用される差圧伝送器の１つとして
、従来、第５図に示すものが知られている。

この図に示す差圧伝送器は厚板状に形成されるブロック
部１０１と、このブロック部１０１の両側に各々設けら
れる受圧フランジ部１０２とを備えており、各受圧フラ
ンジ部１０２に接続された各プロセス配管１０３ａ、１
０３ｂの圧力差を検出してこれを外部に伝送する。

ブロック部１０１は厚板状に形成されるブロック本体１
０５と、このブロック本体１０５の両面に形成された各
凹部１０６を各々覆うように設けられる隔壁ダイヤフラ
ム１０７と、前記各凹部１０６を連通させるように前記
ブロック本体１０５内に形成された圧力媒体通路１０８
のほぼ中央部分に設けられる差圧検出素子１０９と、前
記圧力媒体通路１０８と前記ブロック本体１０５の上部
とを貫通するように前記ブロック本体１０５内に形成さ
れた信号線用穴１１０に褌通され前記差圧検出素子１０
９の出力を外部に導く信号線１１１と、前記ブロック本
体１０５の前記信号線用穴１１０を塞ぎながら前記信号
線１１１を外部に導くハーメチックシール１１２と、前
記各隔壁ダイヤフラム１０７によって密閉された前記圧
力媒体通路１０８内および信号線用穴１１０に充填され
るシリコーンオイル、エチレングリコール等の圧力媒体
１１３とを備えている。

また、各受圧フランジ部１０２は各々前記ブロック本体
１０５の各面を覆うように設けられる厚板状のフランジ
本体１１５と、このフランジ本体１１５の前記隔壁ダイ
ヤフラム１０７側に形成された周囲溝１１６内に嵌入さ
れるパツキン１１７と、これらの各フランジ本体１１５
を前記ブロック本体１０５の両面に密着させるボルトナ
ツト機構１１８とを備えており、前記プロセス配管１０
３ａ、１０３ｂの圧力を前記フランジ本体１１５の上部
に形成された通路穴１１９を介して前記フランジ本体１
１５の前記隔壁ダイヤフラム側に形成された凹部１２０
に導く。

そして、各プロセス配管１０３ａ、１０３ｂからの圧力
によって各隔壁ダイヤフラム１０７が歪めば、これに応
じて差圧検品素子１０９の各面に加えられる圧力に差が
生じて、これが差圧検出素子１０９によって検出され、
この検品結果が信号線１１１を介して外部に出力される
。

また、このような差圧伝送器以外にも、種々の構造のも
のも知られているが、原理的には同様な測定原理に基づ
いている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながらこのような差圧伝送器では、経年変化や過
大圧力等によってと（わずかな永久歪みが生じ、これが
原因で零点ドリフトを起こすことがある。

そこで、このような差圧伝送器においては、据付は時に
各プロセス配管１０３ａ、１０３ｂに予めバイパス管１
２１を掛は渡すとともに、これら各プロセス配管１０３
ａ、１０３ｂおよびバイパス管１２１にストップ弁１２
２ａ、１２２ｂ、１２２ｃを取り付けて三岐弁機構を構
成し、零点調整時にはバイパス管１２１に設けられたス
トップ弁１２２ｃを開状態にするとともに、各プロセス
配管１０３ａ、１０３ｂに設けられたストップ弁１２２
ａ、１２２ｂを閉状態にして差圧検出素子１０９に加え
られる圧力を同一にしてこの差圧検出素子１０９から出
力される信号のオフセット量を測定した後、バイパス管
１２１に設けられたストップ弁１２２ｃを閉状態にする
とともに、各プロセス配管１０３ａ、１０３ｂに設けら
れたストップ弁１２２ａ、１２２ｂを開状態にして差圧
測定を行なうようにしている。

しかしながら、このような方法では、遠隔地から三岐弁
機構を操作することができないため、零点調整時には差
圧伝送器が設置されている場所まで行って三岐弁機構を
操作しなければならず、不便であった。

本発明は上記の事情に鑑み、差圧伝送器外に設置しであ
る三岐弁機構を操作しなくても、遠隔地において誤差の
少ない零点調整を行なうことができる差圧伝送器を提供
することを目的としている。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために本発明による差圧伝送器は
、ブロック本体内に形成された圧力媒体通路を遮る位置
に設けられる差圧検出素子と、前記圧力媒体通路の両端
を各々閉じる隔壁ダイヤフラムと、前記圧力媒体通路の
差圧検出素子の各面側をバイパスするバイパス路と、前
記圧力媒体通路の前記バイパス路より隔壁ダイヤフラム
側に設けられる絞りと、前記バイパス路中に設けられ、
バイパス路の開通と遮断とを切り替える弁機構とを備え
たことを特徴としている。

（作用） 上記の構成において、差圧検出時には弁機構によってバ
イパス路を閉じて各隔壁ダイヤフラムに加えられた圧力
を差圧検出素子の各面に導き、また零点調整時には弁機
構によってバイパス路を短時間だけ開通させて絞りによ
り圧力媒体通路内の圧力媒体移動を最小にしながら差圧
検出素子の両面に加わる圧力を同じにする。

（実施例） 第１図は本発明による差圧伝送器の一実施例を示す断面
図である。

この図に示す差圧伝送器は厚板状に形成されるブロック
部１と、このブロック部１の両側に各々設けられる受圧
フランジ部２と、前記ブロック部１の駆動およびこのブ
ロック部１からの信号処理を行なう信号処理回路３とを
備えており、各受圧フランジ部２に接続された各プロセ
ス配管４ａ、４ｂの圧力差を検出してこれを信号処理回
路３を介して外部に伝送する。また、外部から零点調整
信号が供給されたときには信号処理回路３によってブロ
ック部１を駆動して零点調整を行なわせる。

ブロック部１は厚板状に形成されるブロック本体５と、
このブロック本体５の両面に形成された各凹部６を各々
覆うように設けられる隔壁ダイヤフラム７と、前記各凹
部６を連通させるように前記ブロック本体５内に形成さ
れた絞り８を有するＵ字型圧力媒体通路９の中央部分に
設けられる半導体式の差圧検出素子１０と、この差圧検
出素子１０の各面を連通させるように前記ブロック本体
５内に形成された前記Ｕ字型圧力媒体通路９の所要部分
を連通させるバイパス路１１の中央部分に設けられる弁
機構１２とを備えている。

さらに、前記ブロック部１は前記Ｕ字型圧力媒体通路９
と前記ブロック本体５の上部とを貫通するように前記ブ
ロック本体５内に形成された信号線用穴１３に挿通され
前記差圧検出素子１０の出力を外部の信号処理回路３に
導く信号線１４と、前記信号線用穴１３に挿通され前記
信号処理回路３の駆動電圧を前記弁機構１２に導く信号
線１５と、前記ブロック本体５の前記信号線用穴１３を
塞ぎながら前記各信号線１４．１５を外部に導くハーメ
チックシール１６と、前記各隔壁ダイヤフラム７によっ
て密閉された前記Ｕ字型圧力媒体通路９内およびバイパ
ス路１１内、信号線用穴１３内に充填されるシリコーン
オイル、エチレングリコール等の圧力伝達媒体１７とを
備えている。

前記弁機構１２は第２図に示す如くバイパス路１１に形
成されたクランク部１８に設けられた穴部２０に矢印Ａ
、Ｂ方向にスライド自在に挿通される弁１９と、前記穴
部２ｏ内に収納され弁１９を矢印Ａ方向に付勢して前記
弁１９に形成されたニードル部１９ａによって前記バイ
パス路１１の低圧側を閉じさせるバネ２２と、前記穴部
２０の周囲に埋設され前記信号線１５を介して駆動電圧
が供給されたとき前記弁１９を矢印Ｂ方向に付勢して前
記弁１９のニードルｍ　１９　ａをバイパス路１１から
引き抜きバイパス路１１を開かせる駆動コイル２３とを
備えている。

また、各絞り８は穴加工によって穴径が小さくなるよう
に形成されており、各々Ｕ字型圧力媒体通路９の高圧側
上流部分９ａａから高圧側下流部分９ａｂへ圧力伝達媒
体１７が急激に流れ込まないようにするとともに、Ｕ字
型圧力媒体通路９の低圧側上流部分９ｈａから低圧側下
流部分９ｂｂへ圧力伝達媒体１７が急激に流れ込まない
ようにする。

また、各受圧フランジ部２は各々前記ブロック本体５の
各面を覆うように設けられる厚板状のフランジ本体２６
と、このフランジ本体２６の前記隔壁ダイヤフラム７側
に形成された周囲溝２７内に嵌入されるパツキン２８と
、これらの各フランジ本体２６を前記ブロック本体５の
両面に密着させるボルトナツト機構２９とを備えており
、前記プロセス配管４ａ、４ｂの圧力を前記フランジ本
体２６の上部に形成された通路穴３０を介して前記フラ
ンジ本体２６の前記隔壁ダイヤフラム７側に形成された
凹部３１に導く。

また、信号処理回路３は第３図に示す如く前記信号線１
４を介して供給される前記差圧検出素子１０からの差圧
検出信号を増幅する増幅増幅器３５と、Ａ／Ｄ変換部３
４を持ち前記増幅器３５から供給される差圧検出信号を
Ａ／Ｄ変換した後、予め設定されている各種の補正処理
、演算処理を行なうマイクロプロセッサ３６と、このマ
イクロプロセッサ３６の作業エリア等として使用される
メモリ３７とを備えている。

さらに、前記信号処理回路３は前記マイクロプロセッサ
３６の処理結果をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器３８と、
このＤ／Ａ変換器３８の出力に基づいて２線式伝送ライ
ン４１を介して外部から供給された電流を変調して差圧
検出信号を外部に伝送する変調器３９と、外部から入力
された零点調整信号によって動作するスイッチ４３と、
このスイッチ４３が零点調整位置になっているとき駆動
電圧を発生して前記弁機構１２の駆動コイル２３を通電
状態にする弁駆動回路４０とを備えている。

次に、この実施例の差圧検出動作と、零点調整動作とを
順次説明する。

まず、差圧検出時においては、駆動コイル２３が通電さ
れていないので、第２図に示す如（バネ２２によって弁
１９が矢印Ａ方向に付勢されて弁１９のニードル部１９
ａによりバイパス路１１が閉じられ、前記Ｕ型圧力媒体
通路９の高圧側と、前記Ｕ字型圧力媒体通路９の低圧側
とが不連通状態にされる。

この状態で、高圧側に圧力Ｐａが加われば、これが隔壁
ダイヤフラム７を介して圧力伝達媒体１７に伝達された
後、この圧力伝達媒体１７が充填されているＵ字型圧力
媒体通路９の高圧側上流部分９ａａ、高圧側下流部分９
ａｂを介して差圧検品素子１０の一面側に伝えられ、ま
た低圧側に圧力Ｐｂが加われば、これが隔壁タイヤフラ
ム７を介して圧力伝達媒体１７に伝達された後、この圧
力伝達媒体１７が充填されているＵ字型圧力媒体通路９
の低圧側上流部分９ｂａ、低圧側下流部分９ｂｂを介し
て差圧検出素子１０の他面側に伝えられる。

そして、差圧検出素子１０はその両面に加えられている
圧力Ｐａ、Ｐｂの差圧に応じた値の差圧検出信号を発生
するとともに、これを信号線１４を介して信号処理回路
３に供給する。

信号処理回路３のマイクロプロセッサ３６は増幅器３５
を介して差圧検出信号が供給されると。

これをＡ／Ｄ変換して取り込むとともに、補正処理、演
算処理等を行なった後、Ｄ／Ａ変換器３８に供給してＤ
／Ａ変換させて変調器３９に供給させる。

これによって、変調器３９は外部から供給される電流を
変調して前記Ｄ／Ａ変換器３８から供給された差圧検出
信号を外部に伝える。

また、零点調整動作時には、まず外部からの指示によっ
てスイッチ４３が零点調整位置にされ、これに対応して
弁駆動回路４０が駆動コイル２３をごく短時間だけ通電
状態にして弁１９を矢印Ｂ方向に短時間だけ付勢し弁１
９のニードル部１９ａをバイパス路１１から引き抜かせ
てこのバイパス路１１を開かせＵ字型圧力媒体通路９の
高圧側下流部分９ａｂと、Ｕ字型圧力媒体通路９の低圧
側下流部分９ｂｂとを連通させる。

そしてこのとき、Ｕ字型圧力媒体通路９の高圧側上流部
分９ａａと、低圧側上流部分９ｂａとに設けられた絞り
８によってＵ字型圧力媒体通路９の高圧側上流部分９ａ
ａと、高圧側下流部分９ａｂとの間の圧力伝達媒体１７
の移動およびＵ字型圧力媒体通路９の低圧側上流部分９
ｂａと、低圧側下流部分９ｂｂとの間の圧力伝達媒体１
７の移動が抑制される。

この結果、駆動コイル２３が通電されている間、バイパ
ス路１１を介してＵ字型圧力媒体通路９の低圧側下流部
分９ｂｂとＵ字型圧力媒体通路９の高圧側下流部分９ａ
ｂとが連通してこれらの平均圧力が差圧検出素子１ｏの
各面に加わり、この差圧検出素子１０から差圧が零のと
きにおける差圧検出信号が出力され、これが信号線１４
を介して信号処理回路３に供給されて増幅された後、Ａ
／Ｄ変換されてデジタル処理による補正処理、演算処理
等が行われた後、Ｄ／Ａ変換されて変調器３９を介して
外部に８力される。

このようにこの実施例においては、バイパス路１１の中
央部分に弁機構１２を設け、差圧検出時には弁機構１２
によってバイパス路を閉じてＵ字型圧力媒体通路９の高
圧側と、Ｕ字型圧力媒体通路９の低圧側とを分離し、各
隔壁ダイヤフラム７に加えられた圧力Ｐａ、Ｐｂを差圧
検出素子１０の各面に導き、また零点調整時には弁機構
１２を動作させてごく短時間だけバイパス路１１を開通
させＵ字型圧力媒体通路９の低圧側下流部分９ｂｂと、
Ｕ字型圧力媒体通路９の高圧側下流部分９ａｂとを連通
させて差圧検品素子１０の各面に同じ圧力が加わるよう
にしたので、差圧伝送器外に設置しである三核弁機構を
操作しなくても、外部からスイッチ４３を制御するだけ
で遠隔地からの制御で誤差の少ない零点調整を行なうこ
とができる。

また、この実施例においては、１つの弁機構１２の１動
作でＵ字型圧力媒体通路９の低圧側下流部分９ｂｂと、
Ｕ字型圧力媒体通路９の高圧側下流部分９ａｂとの連通
、遮断を行なうことができるので、三岐弁機構を用いる
場合より構造を簡単にすることができるとともに、低消
炎電力で駆動することができる。

また、この実施例においては、弁機構１２を動作させて
もＵ字型圧力媒体通路９内やバイパス路１１内にある圧
力伝達媒体１７がほとんど移動しないので、誤差を最小
にすることができる。

また、この実施例においては、Ｕ字型圧力媒体通路９の
高圧側上流部分９ａａと低圧側上流部分９ｂａとに絞り
８を設けているので、零点調整を行なったとき、圧力伝
達媒体１７の移動を少なくして差圧が零になるまでの時
間を短くすることができる。

さらに、ブロック本体５内部に弁機構１２を設けている
ので、外部に弁機構を設けたときのように、プロセス配
ｅｔ４　ａ、４ｂ内の流体中に含まる異物等による詰ま
りゃ腐蝕による誤動作の恐れを完全に無くすことができ
る。

また、上述した実施例においては、穴加工によってＵ字
型圧力媒体通路９に絞り８を形成するようにしているが
、第４図に示す如くＵ字型圧力媒体通路９にパイプ等の
円筒部材４５を嵌入させて絞り８を形成するようにして
も良い。

また、上述した実施例においては、差圧検出素子１０と
して半導体感圧素子を使用するようにしているが、静電
容量式の差圧検出素子を使用するようにしても良い。

また、上述した実施例においては、各プロセス配管４ａ
、４ｂ中にある流体の差圧を検品するようにしているが
、低圧側を大気に開放するようにして大気との差圧を検
品するようにしても良い。

また、上述した実施例においては、ニードル式の弁１９
を使用するようにしているが、同様の機能を有する弁、
例えば○−リングシール式の弁等を使用するようにして
も良い。

また、上述した実施例においては、駆動コイル２３によ
って弁１９を駆動するようにしているが、他の駆動機構
、例えば圧電素子等を使用した駆動機構によって弁１９
を駆動するようにしても良い。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、差圧伝送器外に設
置しである三核弁機構を操作しなくても、遠隔地におい
て誤差の少ない零点調整を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明による差圧伝送器の一実施例を示す断面
図、ｇＪ２図は第１図に示す弁機構の詳細な断面図、第
３図は第１図に示す信号処理回路の詳細なブロック図、
第４図は本発明による差圧伝送器の他の実施例を示す断
面図、第５図は従来から知られている差圧伝送器の一例
を示す断面図である。 １・・・ブロック部 ２・・・受圧フランジ部 ５・・・ブロック本体 ７・・・隔壁ダイヤフラム ８・・・絞り ９・・・圧力媒体通路 １０・・・差圧検出素子 １１・・・バイパス路 １２・・・弁機構

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ブロック本体内に形成された圧力媒体通路を遮る
   位置に設けられる差圧検出素子と、 前記圧力媒体通路の両端を各々閉じる隔壁ダイヤフラム
   と、 前記圧力媒体通路の差圧検出素子の各面側をバイパスす
   るバイパス路と、 前記圧力媒体通路の前記バイパス路より隔壁ダイヤフラ
   ム側に設けられる絞りと、 前記バイパス路中に設けられ、バイパス路の開通と遮断
   とを切り替える弁機構と、 を備えたことを特徴とする差圧伝送器。