JPH0469536A

JPH0469536A - 差圧測定装置

Info

Publication number: JPH0469536A
Application number: JP18206490A
Authority: JP
Inventors: Kyoichi Ikeda; 恭一池田
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1990-07-10
Filing date: 1990-07-10
Publication date: 1992-03-04

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、耐衝撃波測定圧特性か良好で、高い周波数応
答を示し、温度特性か良好で、小形化が容易な差圧測定
装置に関するものである。

〈従来の技術〉第５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、例えば、実開昭６０−１．８１．６４２号に示
されている。

図において、ハウジング１の両側に高圧側フランジ２、
低圧側フランジ３が溶接等によって固定されており、両
フランジ２．３には測定せんとする圧力ＰＨの高圧流体
の導入口４、圧力ｐＬの低圧流体の導入口５が設けられ
ている。ハウジング１内に圧力測定室６が形成されてお
り、この圧力測定室６内にセンタダイアフラム７とシリ
コンタイアフラム８が設けられている。センタダイアフ
ラム７とシリコンダイアフラム８はそれぞれ別個に圧力
測定室６の壁に固定されており、センタダイアフラム７
とシリコンダイアフラム８の両者でもって圧力測定室６
を２分している。センタダイアフラム７と対向する圧力
測定室６の壁には、バックプレート６Ａ、６Ｂか形成さ
れている。

センタダイアフラム７は周縁部をハウジング１に溶接さ
れている。

シリコンタイアフラム８は全体が単結晶のシリコン基板
から形成されている。シリコン基板の一方の面にホロン
等の不純物を選択拡散して４つのストレンゲージ８０を
形成し、他方の面を機械加工、エツチングし、全体か凹
形のダイアフラムを形成する。４つのストレインゲージ
８０は、シリコンダイアフラム８か差圧ΔＰを受けてた
わむ時、２つが引張り、２つが圧縮を受けるようになっ
ており、これらがホイートストン・ブリッジ回路に接続
され、抵抗変化が差圧ΔＰの変化として検出される。

８１は、ストレインゲージ８０に一端が取付けられたリ
ードである。

８２は、リード８１の他端が接続されたハーメチック端
子である。

支持体９は、ハーメチック端子を備えており、支持体９
の圧力測定室６側端面に低融点カラス接続等の方法でシ
リコンダイアフラム８か接着固定されている。

ハウジング１と高圧側フランジ２、および低圧側フラン
ジ３との間に、圧力導入室１０．１１が形成されている
。この圧力導入室１０，１．１内に隔液ダイアフラム１
２，１３を設け、この隔液ダイアフラム１２，１３と対
向するハウジング１の壁１０Ａ、１１Ａに隔液ダイアフ
ラム１２．１３と類似の形状のバックプレートが形成さ
れている。

隔液ダイアフラム１２．１３とバックプレート１０Ａ、
ＩＩＡとで形成される空間と、圧力測定室６は、連通孔
１４．１５を介して導逆している。

そして、隔液ダイアフラム１２，１３間にシリコンオイ
ル等の封入液１０１，１．０２が満たされ、この封入液
が連通孔１６，１７を介してシリコンダイアフラム８の
上下面にまで至っている、封入１１０１，１０２はセン
タダイアフラム７とシリコンダイアフラム８とによって
２分されているか、その量か、はぼ均等になるように配
慮されている。

以上の構成において、高圧側から圧力が作用した場合、
隔液ダイアフラム１２に作用する圧力が封入ｆｉｌｏＩ
によってシリコンタイアフラム８に伝達される。

一方、低圧側から圧力が作用した場合、隔液ダイアフラ
ム１３に作用する圧力か封入１１０２によってシリコン
ダイアフラム８に伝達される。

この結果、高圧側と低圧側との圧力差に応じてシリコン
タイアフラム８が歪み、この歪み量がストレインゲージ
８０に因って電気的に取出され、差圧の測定が行なわれ
る。

〈発明が解決しようとする課題〉しかしながら、この様な装置においては、衝撃性の測定
圧に対しては、連通孔１６．１７に絞りＲを設け、シリ
コンタイアフラム８の回りの圧力測定室６の容積Ｃに因
って、適切な時定数を設けて、衝撃性の測定圧によるシ
リコンダイアフラム８の破壊を防止している。

一般に、シリコンダイアフラム８は共振特性を有してい
るため、衝撃性の測定圧力で破壊しないように、以下の
ように設計されている。

ます、第６図に示す如く、シリコンタイアフラム８の周
波数特性を調べる。

第６図において、縦軸はｄＢ、横軸は周波数を現す。ｆ
ｏはシリコンタイアフラム８の共振周波数、Ｇｏは共振
点での振幅比である。

次に、第７図に示す如く、導圧ラインの周波数特性を調
べる。

第７図において、縦軸はｄＢ、横軸は周波数を現す。ｆ
Ｃは導圧ラインの遮断周波数、ＧＬは振幅比、Ｃは容積
、Ｒは絞１つを現す。

総合特性を第８図に示す、而して、Ｇ０士Ｇ［≦ＯｄＢとなるように、導圧ライン
周波数特性を設計しなければならない。

この場合、（１）導圧ラインの遮断周波数ｆｃが低くなり、応答が
悪くなる。

（２）大きな絞りＲか必要となる。

（３）容積Ｃを大きくしなければならす、温度特性か悪
くなる。

本発明は、この問題点を、解決するものである。

本発明の目的は、耐衝撃波測定圧特性が良好で、高い周
波数応答を示し、温度特性が良好で、小形化が容易な差
圧測定装置を提供するにある。

く問題を解決するための手段〉この目的を達成するなめに、本発明は、ハウジング内に
設けられた測定室と、前記ハウジングの両側面に設けら
れ前記測定室と測定流体とを仕切る隔液タイアフラムと
、前記ハウジング内に設けられ前記測定室を２室に分け
るシリコンよりなる測定タイアフラムとセンタタイアフ
ラムと、前記２室にそれぞれ封入された封入液とを具備
する差圧測定装置において、前記測定タイアフラムに対向して所定の隙間を保って配
置された剛体壁と、前記隙間の間隔寸法と該隙間に介在
する前記封入液の粘性抵抗とにより衝撃性の測定圧力に
対して前記測定ダイアフラムの周波数応答特性が臨界減
衰以下になるように構成されたことを特徴とする差圧測
定装置を構成したものである。

く作用〉以上の構成において、高圧側から圧力が作用した場合、
隔液ダイアフラムに作用する圧力が封入液によってシリ
コンタイアフラムに伝達される。

一方、低圧側から圧力が作用した場合、隔液ダイアプラ
ムに作用する圧力が封入液によってシリコンダイアプラ
ムに伝達される。

この結果、高圧側と低圧側との圧力差に応じてシリコン
タイアフラムが歪み、この歪み量がストレインゲージに
因って電気的に取出され、差圧の測定が行なわれる。

而して、測定ダイアフラムに対向して所定の隙間を保っ
て配置された剛体壁と、所定の隙間の間隔寸法と隙間に
介在する封入液の粘性抵抗とにより衝撃波測定圧力に対
して測定タイアフラムの周波数応答特性が臨界減衰以下
になるように構成されなので、完全にダンピングされて
、測定ダイアフラムの共振周波数までフラットな周波数
応答が得られる。

以下、実施例に基づき詳細に説明する。

〈実施例〉第１図は本発明の一実施例の要部構成説明図である。

図において、第５図と同一記号の構成は同一機能を表わ
す。

以下、第５図と相違部分のみ説明する。

２１は測定ダイアフラム８に対向して所定の隙間２２を
保って配置された剛体壁である。

而して、所定の隙間２２の間隔寸法りと隙間に介在する
封入液１０１の粘性抵抗とにより衝撃波測定圧力に対し
て測定ダイアフラム８の周波数応答特性が臨界減衰以下
になるように構成されている。

以上の構成において、高圧側から圧力が作用した場合、
隔液ダイアフラム１２に作用する圧力が封入Ｋｊ　１０
１によってシリコンダイアフラム８に伝達される。

一方、低圧側から圧力が作用した場合、隔液ダイアフラ
ム１３に作用する圧力が封入液１０２によってシリコン
ダイアフラム８に伝達される。

而して、測定タイアフラム８に対向して所定の隙間２２
を保って配置された剛体壁２１と、所定の隙間２２の間
隔寸法りと隙間に介在する封入液１０１の粘性抵抗とに
より衝撃波測定圧力に対して測定タイアフラム８の周波
数応答特性か臨界減衰以下になるように構成されたので
、完全にタンピングされて、測定タイアフラム８の共振
周波数までフラットな周波数応答が得られる。

この結果、衝撃性の測定圧力か装置に加わっても測定ダ
イアフラム８が破壊される事がない。

すなわち、（１）衝撃性の測定圧力によって測定ダイアフラム８が
破壊される事がなく、高い周波数応答を示す差圧測定装
置が得られる。

（２）絞りＲと容積Ｃを小さくでき、温度特性が良好で
、小形化が容易となる。

第２図に隙間寸法りと装置の周波数特性の関係を示す。

隙間ｈｃで示す周波数特性曲線が本発明の周波数特性曲
線を示す。

第３図は本発明の他の実施例の要部構成説明図である。

本実施例においては、シリコンタイアフラム８の内側面
に対向して剛体壁２３を設けたものである。

第４図は本発明の他の実施例の要部構成説明図である。

本実施例においては、シリコンダイアフラム８と剛体壁
２４とを一体構成に設けたものである。

〈発明の効果〉以上説明したように、本発明は、ハウジング内に設けら
れた測定室と、前記ハウジングの両側面に設けられ前記
測定室と測定流体とを仕切る隔液ダイアフラムと、前記
ハウジング内に設けられ前記測定室を２室に分けるシリ
コンよりなる測定ダイアフラムとセンタダイアフラムと
、前記２室にそれぞれ封入された封入液とを共面する差
圧測定装置において、前記測定タイアフラムに対向して所定の隙間を保って配
置された剛体壁と、前記隙間の間隔寸法と該隙間に介在
する前記封入液の粘性抵抗とにより衝撃性の測定圧力に
対して前記測定タイアフラムの周波数応答特性が臨界減
衰以下になるように構成されたことを特徴とする差圧測
定装置を構成した。

この結果、高圧側と低圧側との圧力差に応じてシリコン
ダイアフラムが歪み、この歪み藍がストレインゲージに
因って電気的に取出され、差圧の測定が行なわれる。

而して、測定ダイアフラムに対向して所定の隙間を保っ
て配置された剛体壁と、所定の隙間の間隔寸法と隙間に
介在する封入液の粘性抵抗とにより衝撃波測定圧力に対
して測定ダイアフラムの周波数応答特性が臨界減衰以下
になるように構成されたので、完全にダンピンクされて
、測定タイアフラムの共振周波数までフラットな周波数
応答が得られる。

この結果、衝撃性の測定圧力が装置に加わっても測定タ
イアフラムが破壊さ、れる事がない。

すなわち、（１）衝撃性の測定圧力によって測定ダイアフラムが破
壊される事がなく、高い周波数応答を示す差圧測定装置
が得られる。

（２）絞りと容積を小さくでき、温度特性が良好で、小
形化が容易となる。

従って、本発明によれば、耐衝撃波測定圧特性が良好で
、高い周波数応答を示し、温度特性が良好で、小形化が
容易な差圧測定装置を実現することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明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図は本発明の他の実施例の要
部構成説明図、第４図は本発明の他の実施例の要部構成
説明図、第５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６図、第７図、第８図は第５図の動作
説明図である。１・・・ハウジング、２・・・高圧側フランジ、３・・
・低圧側フランジ、４．５・・・導入口、６・・・圧力
測定室、６Ａ、６Ｂ、ＩＯＡ、１．１．Ａ・・・バック
プレート、７・・・センタダイアフラム、８・・・シリ
コンタイアフラム、９・・・支持体、１０．１１・・・
圧力導入室、１２．１３・・・隔液タイアフラム、１４
，１．５．１６１７・・・連通孔、２１，２２．２３・
・・剛体壁、２２・・・隙間。第１図第２図第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】　ハウジング内に設けられた測定室と、前記ハウジングの両側面に設けられ前記測定室と測定流
体とを仕切る隔液ダイアフラムと、前記ハウジング内に
設けられ前記測定室を２室に分けるシリコンよりなる測
定ダイアフラムとセンタダイアフラムと、前記２室にそれぞれ封入された封入液とを具備する差圧測定装置において、前記測定ダイアフラムに対向して所定の隙間を保つて配
置された剛体壁と、前記隙間の間隔寸法と該隙間に介在する前記封入液の粘
性抵抗とにより衝撃性の測定圧力に対して前記測定ダイ
アフラムの周波数応答特性が臨界減衰以下になるように
構成されたことを特徴とする差圧測定装置。