JPH052043U

JPH052043U - 差圧測定装置

Info

Publication number: JPH052043U
Application number: JP4767191U
Authority: JP
Inventors: 隆史宮下
Original assignee: 横河電機株式会社
Priority date: 1991-06-24
Filing date: 1991-06-24
Publication date: 1993-01-14

Abstract

(57)【要約】【目的】温度特性が良好で、高精度な差圧測定装置を
実現する。【構成】受圧部と熱膨脹係数が異なり波形を成すセン
タダイアフラムと、該センタダイアフラムとシリコンダ
イアフラムとにより２分された封入液室とを具備してな
る差圧測定装置において、温度変化によるセンタダイア
フラムの変位による内圧変化を小さくするように前記２
個の封入液室の液量が相違するようにされた封入液を具
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、温度特性が良好で、高精度な差圧測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図５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。

【０００３】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Ｐ_Hの高圧流体の導入口４、圧力Ｐ_Lの低圧流体の導入口５が設けられている。

【０００４】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。

【０００５】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。

【０００６】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を受けて撓む時、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。シリコンダイアフラム８は、首部１Ａを２個のセンサ室８１，８２に分ける。

【０００７】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。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。

【０００８】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。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。１８は、受圧部１Ｂとフランジ２，３との間に設けられたガスケットで、この場合は、Ｏリングが使用されている。

【０００９】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。

【００１０】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によって電気的に取出され、差圧の測定が行なわれる。

【００１１】

【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、受圧部１Ｂは普通ＳＵＳ３０４，３１６等のステンレスが使用され、センタダイアフラム７には恒弾性材や高張力鋼が多く使われている。また、シリコンダイアフラム８は耐圧が低く、および、直線性を良くするために、センタダイアフラム７には波形が付けられ、高温過大圧印加時にシリコンダイアフラム８に加わる圧力を低く押えている。この様な構成において、周囲温度が変化すると、受圧部１Ｂとセンタダイアフラム７の熱膨脹係数差により、センタダイアフラム７に引張りあるいは圧縮の力が加わるため、センタダイアフラム７は、隔液ダイアフラム１２、あるいは、隔液ダイアフラム１３側に移動し、ゼロ点がシフトする問題を有する。

【００１２】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、温度特性が良好で、高精度な差圧測定装置を提供するにある。

【００１３】

【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、受圧部と熱膨脹係数が異なり波形を成すセンタダイアフラムと、該センタダイアフラムとシリコンダイアフラムとにより２分された封入液室とを具備してなる差圧測定装置において、温度変化によるセンタダイアフラムの変位による内圧変化を小さくするように前記２個の封入液室の液量が相違するようにされた封入液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。

【００１４】

【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。従って、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―ジによって電気的に取出され、差圧の測定が行なわれる。

【００１５】而して、温度変化によるセンタダイアフラムの変位による内圧変化を小さくするように２個の封入液室の液量が相違するようにされた封入液が設けられたので、温度変化によるセンタダイアフラムの変位による出力変化を打消す事ができる。以下、実施例に基づき詳細に説明する。

【００１６】

【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。

【００１７】図において、１０３，１０４は、温度変化によるセンタダイアフラム７の変位による内圧変化を小さくするように、２個の封入液室の液量が相違するようにされた封入液である。

【００１８】この場合は、隔液ダイアフラム１２側の封入液１０３は、隔液ダイアフラム１３側の封入液１０４より封入液量がより多く調整されている。即ち、温度変化時に封入液１０３と封入液１０４の封入液量の差により生じる内圧変化量と、センタダイアフラム７の変位により生ずる内圧変化量とが、大きさが同じで、符号が逆になるように調節されている。

【００１９】また、この場合は、受圧部１Ｂは、ＳＵＳ３１６ステンレス、センタダイアフラム７は高張力鋼が使用されている。センタダイアフラム７は、一般に、図２に示す如く、平板を一方向に変形させて、波形を成形する為、図３に示す如く、外周部から半径方向に圧縮力が加わると、点線のように変形する。図４に示す如く、外周部から半径方向に引張り力が加わると、点線のように変形する。図２において、点線は成形前の平板、実線は成形後の状態を示す。

【００２０】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１０３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１０４によってシリコンダイアフラム８に伝達される。

【００２１】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によって電気的に取出され、差圧の測定が行なわれる。

【００２２】而して、温度変化によるセンタダイアフラム７の変位による内圧変化を小さくするように２個の封入液室の液量が相違するようにされた封入液１０３，１０４が設けられたので、温度変化によるセンタダイアフラム７の変位による出力変化を打消す事ができる。

【００２３】この結果、封入液１０３と封入液１０４との封入液量差を、温度変化によるセンタダイアフラム７の変位による出力変化を打消すような量に調整したので、温度特性の良好な、高精度な差圧測定装置が得られる。

【００２４】一例として、受圧部１Ｂ材質：ステンレス鋼（SUS 316、線膨脹係数 16x10^-6／℃) センタダイアフラム７材質：高張力鋼（マルエ―ジング鋼、線膨脹係数 10x 10^-6／℃) とし、温度が１００℃上昇したとすると、膨脹係数差からセンタダイアフラム７には、引張力が働き、隔液ダイアフラム１３の方向に変位する。その変位による斥容積を１００mm³とし、隔液ダイアフラム１２，１３の容積変化率を４mm³／ mmＨ₂Ｏとすると、Ｐi ＝（２×１００）／４＝５０mmＨ₂Ｏ（１）の内圧変化を生じ、差圧測定装置の出力としては、マイナスの出力変化となる。

【００２５】これに対して、封入液１０１の封入液量を、封入液１０２の封入液量より２０００mm³多く封入して置けば、封入液１０１，１０２の膨脹係数を１×１０^-3／ ℃とすると、Ｐi ＝（２０００×１０^-3×１００）／４＝５０mmＨ₂Ｏ（２）でプラスの出力変化となるため、（１）式と相殺されて、出力変化は現れない。

【００２６】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案は、受圧部と熱膨脹係数が異なり波形を成すセンタダイアフラムと、該センタダイアフラムとシリコンダイアフラムとにより２分された封入液室とを具備してなる差圧測定装置において、温度変化によるセンタダイアフラムの変位による内圧変化を小さくするように前記２個の封入液室の液量が相違するようにされた封入液を具備したことを特徴とする差圧測定装置を構成した。

【００２７】この結果、封入液と封入液との封入液量差を、温度変化によるセンタダイアフラムの変位による出力変化を打消すような量に調整したので、温度特性の良好な、高精度な差圧測定装置が得られる。

【００２８】従って、本考案によれば、温度特性が良好で、高精度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】

【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の要部構成説明図である。

【図３】図１の動作説明図である。

【図４】図１の動作説明図である。

【図５】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…溶接部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１８…Ｏリング８０…ストレインゲ―ジ８１…センサ室８２…センサ室１０３，１０４…封入液

Claims

【実用新案登録請求の範囲】【請求項１】受圧部と熱膨脹係数が異なり波形を成すセ
ンタダイアフラムと、該センタダイアフラムとシリコン
ダイアフラムとにより２分された封入液室とを具備して
なる差圧測定装置において、温度変化によるセンタダイ
アフラムの変位による内圧変化を小さくするように前記
２個の封入液室の液量が相違するようにされた封入液を
具備したことを特徴とする差圧測定装置。