JPH052042U - 差圧測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 センタダイアフラムと隔液ダイアフラムの強
度が強化された差圧測定装置を提供するにある。 【構成】 首部と受圧部とよりなり金属よりなるハウジ
ングと、前記首部に設けられた圧力―電気信号変換素子
と、前記受圧部に周縁部が溶接固定されるセンタダイア
フラムと、前記受圧部の両側面に設けられた隔液ダイア
フラムとを具備する差圧測定装置において、前記センタ
ダイアフラムおよび隔液ダイアフラムの表面に設けられ
該センタダイアフラムと前記隔液ダイアフラムとを前記
受圧部に溶接固定後に窒化処理により形成された窒化膜
を具備したことを特徴とする差圧測定装置である。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、センタダイアフラムと隔液ダイアフラムの強度が強化された差圧測 定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図３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―１８１６４２号に示されている。 図において、 １はハウジングで、円柱状の首部１Ａと、首部１Ａの端部外周縁部１Ｃにおい て、溶接接続されたブロック状の受圧部１Ｂとよりなる。 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。

【０００３】 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とシリコンダイアフラム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―ト６Ａ ，６Ｂが形成されている。

【０００４】 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。 シリコンダイアフラム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ボロン等の不純物を選択拡散して４っのストレン ゲ―ジ８０を形成し、他方の面を機械加工、エッチングし、全体が凹形のダイア フラムを形成する。 ４っのストレインゲ―ジ８０は、シリコンダイアフラム８が差圧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 ―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。

【０００５】 ８１は、ストレインゲ―ジ８０に一端が取付けられたリ―ドである。 ８２は、リ―ド８１の他端が接続されたハ―メチック端子である。 支持体９はハ―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 低融点ガラス接続等の方法でシリコンダイアフラム８が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。

【０００６】 この圧力導入室１０，１１内に隔液ダイアフラム１２，１３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―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―ト１０Ａ，１１Ａとで形成される 空間と、圧力測定室６は、連通孔１４，１５を介して導通している。

【０００７】 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， １０２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、 封入液１０１，１０２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分されているが、その量が、ほぼ均等になるように配慮されている。 ２１は、受圧部１Ｂに設けられ封入液１０１，１０２をハウジング１内に封入 する封入手段である。 この場合は、封入孔２１１と封入ボ―ル２１２と封止捩子２１３とよりなる。

【０００８】 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、封入液１０１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。

【０００９】 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８が歪み 、この歪み量がストレインゲ―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。

【００１０】

【考案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、過大圧印加時に、センタダイアフラ ム７に非常に大きな応力が発生する。 このため、繰返し過大圧印加による疲労破壊が問題となる。 このセンタダイアフラム７の強化のために、溶接による組立ての前に、窒化処 理が行なわれる。 しかし、溶接部分に窒化膜があると、溶接時に気泡が発生する為、溶接部分に 窒化膜が付かないように、マスキングして窒化処理を行なわねばならない。 しかし、最も大きな応力が発生するのは、まさに、この溶接部との境目であり 、この部分をマスキングしたのでは、窒化処理の効果が、余り期待出来ない。 本考案は、この問題点を、解決するものである。

【００１１】 本考案の目的は、センタダイアフラムと隔液ダイアフラムの強度が強化された 差圧測定装置を提供するにある。

【００１２】

【課題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、首部と受圧部とよりなり金属よりなる ハウジングと、前記首部に設けられた圧力―電気信号変換素子と、前記受圧部に 周縁部が溶接固定されるセンタダイアフラムと、前記受圧部の両側面に設けられ た隔液ダイアフラムとを具備する差圧測定装置において、 前記センタダイアフラムおよび隔液ダイアフラムの表面に設けられ該センタダ イアフラムと前記隔液ダイアフラムとを前記受圧部に溶接固定後に窒化処理によ り形成された窒化膜を具備し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。

【００１３】

【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ダ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、隔液ダイアフラムに作用する圧力が封 入液によってシリコンダイアフラムに伝達される。 この結果、高圧側と低圧側との圧力差に応じてシリコンダイアフラムが歪み、 この歪み量がストレインゲ―ジに因って電気的に取出され、差圧の測定が行なわ れる。

【００１４】 而して、センタダイアフラムおよび隔液ダイアフラムの表面に設けられ、セン タダイアフラムと隔液ダイアフラムとを、受圧部に溶接固定後に窒化処理により 形成された窒化膜が設けられたので、センタダイアフラム７の最も大きな応力の 発生する溶接部分との境目にも窒化膜が付くため、窒化処理の効果が大きい。 また、同時に隔液ダイアフラムの裏面にも、窒化膜が付くために、隔液ダイア フラムの強化にもなる。 以下、実施例に基づき詳細に説明する。

【００１５】

【実施例】

図１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、図３と同一記号の構成は同一機能を表わす。 以下、図３と相違部分のみ説明する。 ３１は、センタダイアフラム７および隔液ダイアフラム１２，１３の表面に設 けられ、センタダイアフラム７と隔液ダイアフラム１２，１３とを、受圧部１Ｂ に溶接固定後に、窒化処理により形成された窒化膜である。

【００１６】 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、封入液１０１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。 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８が歪み 、この歪み量がストレインゲ―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。

【００１７】 而して、センタダイアフラム７および隔液ダイアフラム１２，１３の表面に設 けられ、センタダイアフラム７と隔液ダイアフラム１２，１３とを、受圧部１Ｂ に溶接固定後に、窒化処理により形成された窒化膜３１が設けられたので、セン タダイアフラム７の最も大きな応力の発生する溶接部分との境目にも窒化膜３１ が付くため、窒化処理の効果が大きい。 また、同時に、隔液ダイアフラム１２，１３の裏面にも、窒化膜３１が付くた めに、隔液ダイアフラム１２，１３の強化にもなる。

【００１８】 この結果、センタダイアフラム７および隔液ダイアフラム１２，１３の強度が 強化された差圧測定装置が得られる。

【００１９】 この様な装置は、図２に示す如く、センタダイアフラム７と隔液ダイアフラム １２，１３とを、受圧部１Ｂに溶接固定後に、封入孔２１１等を利用して、継手 ４１を用いて、窒化処理用ガスＡ（Ｈ₂ 、Ｎ₂ 、ＮＨ₃ ）をハウジング１内に流 しながら熱処理を行い、窒化処理する。

【００２０】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案は、首部と受圧部とよりなり金属よりなるハウジ ングと、前記首部に設けられた圧力―電気信号変換素子と、前記受圧部に周縁部 が溶接固定されるセンタダイアフラムと、前記受圧部の両側面に設けられた隔液 ダイアフラムとを具備する差圧測定装置において、 前記センタダイアフラムおよび隔液ダイアフラムの表面に設けられ該センタダ イアフラムと前記隔液ダイアフラムとを前記受圧部に溶接固定後に窒化処理によ り形成された窒化膜を具備したことを特徴とする差圧測定装置を構成した。

【００２１】 而して、センタダイアフラム７および隔液ダイアフラム１２，１３の表面に設 けられ、センタダイアフラム７と隔液ダイアフラム１２，１３とを、受圧部１Ｂ に溶接固定後に、窒化処理により形成された窒化膜３１が設けられたので、セン タダイアフラム７の最も大きな応力の発生する溶接部分との境目にも窒化膜３１ が付くため、窒化処理の効果が大きい。 また、同時に隔液ダイアフラム１２，１３の裏面にも、窒化膜３１が付くため に、隔液ダイアフラム１２，１３の強化にもなる。

【００２２】 従って、本考案によれば、センタダイアフラムと隔液ダイアフラムの強度が強 化された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】

【図１】本考案の一実施例の要部構成説明図である。

【図２】図１の動作説明図である。

【図３】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。

【符号の説明】

１…ハウジング １Ａ…首部 １Ｂ…受圧部 １Ｃ…溶接 ２…高圧側フランジ ３…低圧側フランジ ４…導入口 ５…導入口 ６…圧力測定室 ６Ａ…バックプレ―ト ６Ｂ…バックプレ―ト ７…センタダイアフラム ８…シリコンダイアフラム ９…支持体 １０…圧力導入室 １０Ａ…バックプレ―ト １１…圧力導入室 １１Ａ…バックプレ―ト １２…隔液ダイアフラム １３…隔液ダイアフラム １４…連通孔 １５…連通孔 １６…連通孔 １７…連通孔 ２１…封入手段 ２１１…封入孔 ２１２…封入ボ―ル ２１３…封止捩子 ３１…窒化膜 ４１…継手 ８０…ストレインゲ―ジ ８１…リ―ド ８２…ハ―メチック端子 １０１…封入液 １０２…封入液

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】首部と受圧部とよりなり金属よりなるハウ
   ジングと、前記首部に設けられた圧力―電気信号変換素
   子と、前記受圧部に周縁部が溶接固定されるセンタダイ
   アフラムと、前記受圧部の両側面に設けられた隔液ダイ
   アフラムとを具備する差圧測定装置において、前記セン
   タダイアフラムおよび隔液ダイアフラムの表面に設けら
   れ該センタダイアフラムと前記隔液ダイアフラムとを前
   記受圧部に溶接固定後に窒化処理により形成された窒化
   膜を具備したことを特徴とする差圧測定装置。