JPH05264385A - 静電容量圧力変換装置及びそのセル - Google Patents
静電容量圧力変換装置及びそのセルInfo
- Publication number
- JPH05264385A JPH05264385A JP4339256A JP33925692A JPH05264385A JP H05264385 A JPH05264385 A JP H05264385A JP 4339256 A JP4339256 A JP 4339256A JP 33925692 A JP33925692 A JP 33925692A JP H05264385 A JPH05264385 A JP H05264385A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tension ring
- diaphragm
- cell housing
- cell
- enclosure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
- G01L19/06—Means for preventing overload or deleterious influence of the measured medium on the measuring device or vice versa
- G01L19/0627—Protection against aggressive medium in general
- G01L19/0654—Protection against aggressive medium in general against moisture or humidity
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
- G01L19/06—Means for preventing overload or deleterious influence of the measured medium on the measuring device or vice versa
- G01L19/0627—Protection against aggressive medium in general
- G01L19/0636—Protection against aggressive medium in general using particle filters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
- G01L19/06—Means for preventing overload or deleterious influence of the measured medium on the measuring device or vice versa
- G01L19/0681—Protection against excessive heat
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
- G01L9/0072—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in capacitance
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 気体の圧力を測定する静電容量圧力変換装置
の性能を向上させる。 【構成】 平行平面コンデンサ板を包含するセルハウジ
ング14と吸気管32とで形成されているセル12を、
吸気管32のみによって外部保護カバーに接続する。セ
ルハウジング14を大気圧の変化から隔離するように、
十分な剛性を有して吸気管のみによって支持されている
気密の環境的囲い体106内にセルハウジング14を収
容する。平行平面コンデンサ板を、周辺がテンションリ
ング40に接続された円形ダイアフラム36と、テンシ
ョンリング40内に配置された電極ディスク38とで形
成する。コンデンサ板を、テンションリング40自体よ
りも可撓性が大きくてテンションリング40とセルハウ
ジングとの間にある接続部と、電極ディスク38のため
の取付け部とによって機械的に隔離する。
の性能を向上させる。 【構成】 平行平面コンデンサ板を包含するセルハウジ
ング14と吸気管32とで形成されているセル12を、
吸気管32のみによって外部保護カバーに接続する。セ
ルハウジング14を大気圧の変化から隔離するように、
十分な剛性を有して吸気管のみによって支持されている
気密の環境的囲い体106内にセルハウジング14を収
容する。平行平面コンデンサ板を、周辺がテンションリ
ング40に接続された円形ダイアフラム36と、テンシ
ョンリング40内に配置された電極ディスク38とで形
成する。コンデンサ板を、テンションリング40自体よ
りも可撓性が大きくてテンションリング40とセルハウ
ジングとの間にある接続部と、電極ディスク38のため
の取付け部とによって機械的に隔離する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は気体の圧力測定するため
の静電容量圧力変換装置に関する。
の静電容量圧力変換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】静電容量圧力変換装置は、ダイアフラム
張力支持リング(以下、テンションリングという)に支
持されたダイアフラム(通例は金属膜)によって形成さ
れた平行平面コンデンサ板、及び電極ディスク(通例は
セラミックを導電材に堆積させたもの)を取り巻いて構
成される。このダイアフラムは、気体圧力が加わると電
極ディスクに対して撓み、この気体圧力に直接に相関す
る静電容量を発生する。この静電容量はこの気体圧力の
読取り測定値に電子的に変換される。
張力支持リング(以下、テンションリングという)に支
持されたダイアフラム(通例は金属膜)によって形成さ
れた平行平面コンデンサ板、及び電極ディスク(通例は
セラミックを導電材に堆積させたもの)を取り巻いて構
成される。このダイアフラムは、気体圧力が加わると電
極ディスクに対して撓み、この気体圧力に直接に相関す
る静電容量を発生する。この静電容量はこの気体圧力の
読取り測定値に電子的に変換される。
【0003】平行平面コンデンサはセルを形成するよう
に囲われる。セルは、平行平面板コンデンサを内蔵する
セルハウジング及び吸気管によって形成され、披測定気
体はこの吸気管を通ってセルハウジングに入る。従来、
セルハウジングに対向する端面カバーが設けられ、この
カバーは、ダイアフラム取付け点又はその近くでテンシ
ョンリングに溶接される。電極ディスクは、テンション
リング上に設けられた基準面に対し、ばねによって所定
位置に保持される。この電極ディスクの取付けは、ダイ
アフラムに対する電極ディスクの適正な位置決めを保持
しながら、テンションリングと電極ディスクとの間の差
分熱膨張を考慮して行なわれる。板又はワイヤメッシュ
スクリーンによって形成されたバッフルが吸気管のダイ
アフラム端部に配置されている。このバッフルは、ダイ
アフラムに対する熱放射遮蔽体として働く。このバッフ
ルは、吸気管を落下する物体からダイアフラムを保護す
るという二次的目的を有す。
に囲われる。セルは、平行平面板コンデンサを内蔵する
セルハウジング及び吸気管によって形成され、披測定気
体はこの吸気管を通ってセルハウジングに入る。従来、
セルハウジングに対向する端面カバーが設けられ、この
カバーは、ダイアフラム取付け点又はその近くでテンシ
ョンリングに溶接される。電極ディスクは、テンション
リング上に設けられた基準面に対し、ばねによって所定
位置に保持される。この電極ディスクの取付けは、ダイ
アフラムに対する電極ディスクの適正な位置決めを保持
しながら、テンションリングと電極ディスクとの間の差
分熱膨張を考慮して行なわれる。板又はワイヤメッシュ
スクリーンによって形成されたバッフルが吸気管のダイ
アフラム端部に配置されている。このバッフルは、ダイ
アフラムに対する熱放射遮蔽体として働く。このバッフ
ルは、吸気管を落下する物体からダイアフラムを保護す
るという二次的目的を有す。
【0004】従来の静電容量圧力変換装置においては、
セルを機械的に保護するため、及び電子式気体圧力測定
を行なうのに用いる電気部品を取付けるため、外部囲い
体を設けてある。セルハウジング及び吸気管はこの外部
囲い体に接続される。また、セルハウジングを格納する
ため、薄延伸構造の被加熱内部囲い体を外部囲い体内に
設けてある。セルハウジング及びこのセルハウジングに
収容されている構成部材を、被加熱囲い体内で、周囲温
度よりも高いほぼ一定の温度に保持し、周囲温度の変化
がセルハウジングに収容されている圧力応動性部材に熱
による変化を引き起こすことのないようにしてある。
セルを機械的に保護するため、及び電子式気体圧力測定
を行なうのに用いる電気部品を取付けるため、外部囲い
体を設けてある。セルハウジング及び吸気管はこの外部
囲い体に接続される。また、セルハウジングを格納する
ため、薄延伸構造の被加熱内部囲い体を外部囲い体内に
設けてある。セルハウジング及びこのセルハウジングに
収容されている構成部材を、被加熱囲い体内で、周囲温
度よりも高いほぼ一定の温度に保持し、周囲温度の変化
がセルハウジングに収容されている圧力応動性部材に熱
による変化を引き起こすことのないようにしてある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、従来の静
電容量圧力変換装置にあるいくつかの因子が従来の装置
の動作特性を劣化させているということを見いだした。
本発明は、従来の装置にあったこれら因子を除去し、改
良された動作特性を有する静電容量圧力変換装置を提供
することを目的とする。
電容量圧力変換装置にあるいくつかの因子が従来の装置
の動作特性を劣化させているということを見いだした。
本発明は、従来の装置にあったこれら因子を除去し、改
良された動作特性を有する静電容量圧力変換装置を提供
することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の静電容量圧力変
換装置は、外部囲い体、前記外部囲い体内に配置された
気密の環境的囲い体、ならびにセルハウジング及び該セ
ルハウジングに接続された吸気管を有するセルを備えて
いる。前記セルハウジングは前記気密の環境的囲い体内
に配置され、前記吸気管は、前記の外部囲い体及び環境
的囲い体に形成されて互いに整合している外部及び内部
の吸気管開口部を貫通する。
換装置は、外部囲い体、前記外部囲い体内に配置された
気密の環境的囲い体、ならびにセルハウジング及び該セ
ルハウジングに接続された吸気管を有するセルを備えて
いる。前記セルハウジングは前記気密の環境的囲い体内
に配置され、前記吸気管は、前記の外部囲い体及び環境
的囲い体に形成されて互いに整合している外部及び内部
の吸気管開口部を貫通する。
【0007】ここで、従来の静電容量圧力変換装置の設
計においては、大気圧の影響からセルを隔離しようとす
ることが行なわれていなかったのである。本発明者は、
大気圧の変化がセルハウジングを変形させ、これが、電
極ディスクに対するダイアフラムの位置調整及びダイア
フラムの張力に影響を与えておったということを見いだ
した。その結果、従来のセルは、厳しい動作条件の下で
はドリフトのない安定した挙動を示さなかったのであ
る、ということが解った。この欠陥を補正するため、本
発明においては、気密の環境的囲い体を、大気圧の変化
に応動して変形することのないような十分の剛性を持つ
ように設計してある。セルハウジングをこの環境的囲い
体内に配置し、これにより、大気圧の変化がセルハウジ
ングを変形させることのないようにする。
計においては、大気圧の影響からセルを隔離しようとす
ることが行なわれていなかったのである。本発明者は、
大気圧の変化がセルハウジングを変形させ、これが、電
極ディスクに対するダイアフラムの位置調整及びダイア
フラムの張力に影響を与えておったということを見いだ
した。その結果、従来のセルは、厳しい動作条件の下で
はドリフトのない安定した挙動を示さなかったのであ
る、ということが解った。この欠陥を補正するため、本
発明においては、気密の環境的囲い体を、大気圧の変化
に応動して変形することのないような十分の剛性を持つ
ように設計してある。セルハウジングをこの環境的囲い
体内に配置し、これにより、大気圧の変化がセルハウジ
ングを変形させることのないようにする。
【0008】本発明におけるセルハウジングは、テンシ
ョンリング、及び周辺がこのテンションリングに接続さ
れた円形ダイアフラムを有す。電極ディスクを、このテ
ンションリング内に配置し、ダイアフラムとともに平行
平面コンデンサを形成するように位置決めする。従来の
装置におけるセルハウジングへのテンションリングの溶
接による取付け、及びセルハウジング内の電極ディスク
の取付けは、性能に影響する問題を含んでおった、とい
うことが解った。即ち、従来のセルハウジングへのテン
ションリングの溶接による取付けは、テンションリング
とセルハウジングとの間に溶接線に沿ってテンションリ
ングのまわりに円形の応力帯域を生じさせる。この応力
帯域は、ダイアフラムの張力に、及びダイアフラムの取
付け平面に、応力及び歪みを生じさせる可能性がある。
その結果、ダイアフラムの張力制御が低下し、ダイアフ
ラムの張力が均一でなくなり、ダイアフラムが平面状で
なくなり、機器ドリフトを引き起こす可能性のある長期
の材料応力クリープが生じたのである。また、従来のハ
ウジング内の電極ディスクのばねによる取付けでは、電
極ディスクがテンションリング内で滑りによって移動す
る可能性があった。即ち、電極ディスクは、色々の位置
をとる非固定的の状態となり、そのため、センサの静電
容量の変化が圧力測定値に関係しなくなった。即ち、こ
のように電極ディスクが非固定状態で色々の位置をとる
ということは、熱的ヒステリシスの源として作用すると
いう可能性があったのである。
ョンリング、及び周辺がこのテンションリングに接続さ
れた円形ダイアフラムを有す。電極ディスクを、このテ
ンションリング内に配置し、ダイアフラムとともに平行
平面コンデンサを形成するように位置決めする。従来の
装置におけるセルハウジングへのテンションリングの溶
接による取付け、及びセルハウジング内の電極ディスク
の取付けは、性能に影響する問題を含んでおった、とい
うことが解った。即ち、従来のセルハウジングへのテン
ションリングの溶接による取付けは、テンションリング
とセルハウジングとの間に溶接線に沿ってテンションリ
ングのまわりに円形の応力帯域を生じさせる。この応力
帯域は、ダイアフラムの張力に、及びダイアフラムの取
付け平面に、応力及び歪みを生じさせる可能性がある。
その結果、ダイアフラムの張力制御が低下し、ダイアフ
ラムの張力が均一でなくなり、ダイアフラムが平面状で
なくなり、機器ドリフトを引き起こす可能性のある長期
の材料応力クリープが生じたのである。また、従来のハ
ウジング内の電極ディスクのばねによる取付けでは、電
極ディスクがテンションリング内で滑りによって移動す
る可能性があった。即ち、電極ディスクは、色々の位置
をとる非固定的の状態となり、そのため、センサの静電
容量の変化が圧力測定値に関係しなくなった。即ち、こ
のように電極ディスクが非固定状態で色々の位置をとる
ということは、熱的ヒステリシスの源として作用すると
いう可能性があったのである。
【0009】従来のテンションリング取付けの問題を克
服するため、本発明においては、テンションリングをセ
ルハウジングに取付けるための改良されたテンションリ
ング接続手段を設ける。本発明にかかるテンションリン
グ接続手段はテンションリングよりも剛性が低く、これ
により、セルハウジングを介してテンションリングに加
えられる熱的負荷及び機械的負荷が、テンションリング
自体、従ってまたダイアフラムにおいてではなしに、テ
ンションリング接続手段内で本質的に応力及び歪みを生
じさせるようになっている。また、従来の電極ディスク
取付けに付随していた問題を軽減するため、本発明にお
いては、改良された電極ディスク接続手段を設ける。本
発明にかかる電極ディスク接続手段においては、電極デ
ィスクをテンションリングのみに接続してあり、これに
より、電極ディスクをダイアフラムに対する固定位置に
保持し、そして、差分熱膨張を電極ディスクとテンショ
ンリングとの間に生じさせるようになっている。本発明
にかかるテンションリング接続手段が動くと、テンショ
ンリングに動きが生じる。しかし、電極ディスクはテン
ションリングのみに接続されているので、電極ディスク
はテンションリングとともに単一体として動かされる。
電極ディスクはダイアフラムに対する固定位置に保持さ
れているから、ダイアフラムと電極ディスクとの間の整
合は、熱的及び機械的に引き起こされる作用の時間中こ
れを通じて保持され、従来の電極ディスクが色々の位置
をとるという問題は実質的に克服される。
服するため、本発明においては、テンションリングをセ
ルハウジングに取付けるための改良されたテンションリ
ング接続手段を設ける。本発明にかかるテンションリン
グ接続手段はテンションリングよりも剛性が低く、これ
により、セルハウジングを介してテンションリングに加
えられる熱的負荷及び機械的負荷が、テンションリング
自体、従ってまたダイアフラムにおいてではなしに、テ
ンションリング接続手段内で本質的に応力及び歪みを生
じさせるようになっている。また、従来の電極ディスク
取付けに付随していた問題を軽減するため、本発明にお
いては、改良された電極ディスク接続手段を設ける。本
発明にかかる電極ディスク接続手段においては、電極デ
ィスクをテンションリングのみに接続してあり、これに
より、電極ディスクをダイアフラムに対する固定位置に
保持し、そして、差分熱膨張を電極ディスクとテンショ
ンリングとの間に生じさせるようになっている。本発明
にかかるテンションリング接続手段が動くと、テンショ
ンリングに動きが生じる。しかし、電極ディスクはテン
ションリングのみに接続されているので、電極ディスク
はテンションリングとともに単一体として動かされる。
電極ディスクはダイアフラムに対する固定位置に保持さ
れているから、ダイアフラムと電極ディスクとの間の整
合は、熱的及び機械的に引き起こされる作用の時間中こ
れを通じて保持され、従来の電極ディスクが色々の位置
をとるという問題は実質的に克服される。
【0010】本発明にかかるセルの吸気管は、ダイアフ
ラムを被測定気体にさらすため、セルハウジングの内部
と連通している。従来の装置におけるセルは、吸気管及
びセルハウジングの両方において外部囲い体に接続され
ていた。外部囲い体に対するセルのこのような多点接続
は、外部囲い体に加わる外部の力及びトルクをセルハウ
ジング、従ってまたダイアフラムへ伝達させる可能性が
あった。そのため、被測定圧力とは全く無関係な変動が
圧力読取り値に生ずる可能性があった。従来の装置にお
けるこの多点接続の他の欠点は、熱放散のための集中点
が生じ、そのためにセルハウジング内に有害な温度勾配
が生ずるということであった。これら従来の問題は、本
発明においては、吸気管を外部囲い体に対するセルハウ
ジングの唯一の接続体として働かせ、これにより、セル
を外部のトルク又は温度勾配から隔離して保持するよう
にすることによって克服される。
ラムを被測定気体にさらすため、セルハウジングの内部
と連通している。従来の装置におけるセルは、吸気管及
びセルハウジングの両方において外部囲い体に接続され
ていた。外部囲い体に対するセルのこのような多点接続
は、外部囲い体に加わる外部の力及びトルクをセルハウ
ジング、従ってまたダイアフラムへ伝達させる可能性が
あった。そのため、被測定圧力とは全く無関係な変動が
圧力読取り値に生ずる可能性があった。従来の装置にお
けるこの多点接続の他の欠点は、熱放散のための集中点
が生じ、そのためにセルハウジング内に有害な温度勾配
が生ずるということであった。これら従来の問題は、本
発明においては、吸気管を外部囲い体に対するセルハウ
ジングの唯一の接続体として働かせ、これにより、セル
を外部のトルク又は温度勾配から隔離して保持するよう
にすることによって克服される。
【0011】本発明においてはまたバッフル手段を提供
する。従来の装置におけるバッフル設計は変換装置の性
能を劣化させる原因となる可能性があった。従来の装置
におけるバッフルプレートは、気体中の温度勾配がセル
内に存在する機会を与えるという問題を提起した。この
ような温度勾配はダイアフラムに悪影響を与えてその張
力を変化させ、従って気体圧力測定値の精度を変化させ
る可能性がある。また、従来の装置のバッフルは、セル
を周囲温度よりも高い温度に保持することから生ずるサ
ーマルトランスピレーション誤差を減少させるというこ
とはほとんどなかった。一つの重要な特徴として、本発
明にかかるバッフル手段は、セルハウジングを、吸気管
とダイアフラムとの間で、ダイアフラムに隣接するダイ
アフラムチャンバと、このダイアフラムチャンバと吸気
管との間に位置するバッフルチャンバとに分割する。気
体はバッフルチャンバを通り、そして次にダイアフラム
チャンバを通る。このようにして、気体は、ダイアフラ
ムに到達する前にセルに対して熱的平衡状態になる。こ
のようにして、ダイアフラムにかかる張力に変化が生ず
ることを防止するため、ダイアフラムと気体との間の熱
の移動を実質的になくする。後述するように、バッフル
チャンバ及び吸気管を気体分子の平均自由行程よりも大
きい特性的寸法に設計してサーマルトランスピレーショ
ン効果を実質的に除去することができる。
する。従来の装置におけるバッフル設計は変換装置の性
能を劣化させる原因となる可能性があった。従来の装置
におけるバッフルプレートは、気体中の温度勾配がセル
内に存在する機会を与えるという問題を提起した。この
ような温度勾配はダイアフラムに悪影響を与えてその張
力を変化させ、従って気体圧力測定値の精度を変化させ
る可能性がある。また、従来の装置のバッフルは、セル
を周囲温度よりも高い温度に保持することから生ずるサ
ーマルトランスピレーション誤差を減少させるというこ
とはほとんどなかった。一つの重要な特徴として、本発
明にかかるバッフル手段は、セルハウジングを、吸気管
とダイアフラムとの間で、ダイアフラムに隣接するダイ
アフラムチャンバと、このダイアフラムチャンバと吸気
管との間に位置するバッフルチャンバとに分割する。気
体はバッフルチャンバを通り、そして次にダイアフラム
チャンバを通る。このようにして、気体は、ダイアフラ
ムに到達する前にセルに対して熱的平衡状態になる。こ
のようにして、ダイアフラムにかかる張力に変化が生ず
ることを防止するため、ダイアフラムと気体との間の熱
の移動を実質的になくする。後述するように、バッフル
チャンバ及び吸気管を気体分子の平均自由行程よりも大
きい特性的寸法に設計してサーマルトランスピレーショ
ン効果を実質的に除去することができる。
【0012】他の態様においては、本発明は、前述した
テンションリング及び電極ディスク接続手段を具備する
静電容量圧力変換装置のためのセルを提供する。本発明
のこの態様によれば、セルは、セルハウジング、及び一
端がセルハウジングの内部と連通している吸気管を有
す。テンションリングをセルハウジング内に配置し、円
形ダイアフラムの周辺をテンションリングに接続する。
テンションリングをセルハウジングに接続するため、テ
ンションリング接続手段を設ける。セルハウジングに加
えられる熱的及び機械的負荷が、テンションリング従っ
てまたダイアフラムにおいてではなしにテンションリン
グ接続手段において変形を生じさせるように、テンショ
ンリング接続手段はテンションリングよりも低い剛性を
有す。電極ディスクを、テンションリング内に配置し、
そしてダイアフラムとともに平行平面コンデンサ板を形
成するように位置決めする。電極ディスクをダイアフラ
ムに対する固定位置に保持し、且つ差分熱膨張を電極デ
ィスクとテンションリングとの間に生じさせるように、
電極ディスクをテンションリングのみに接続するための
電極ディスク接続手段を設ける。
テンションリング及び電極ディスク接続手段を具備する
静電容量圧力変換装置のためのセルを提供する。本発明
のこの態様によれば、セルは、セルハウジング、及び一
端がセルハウジングの内部と連通している吸気管を有
す。テンションリングをセルハウジング内に配置し、円
形ダイアフラムの周辺をテンションリングに接続する。
テンションリングをセルハウジングに接続するため、テ
ンションリング接続手段を設ける。セルハウジングに加
えられる熱的及び機械的負荷が、テンションリング従っ
てまたダイアフラムにおいてではなしにテンションリン
グ接続手段において変形を生じさせるように、テンショ
ンリング接続手段はテンションリングよりも低い剛性を
有す。電極ディスクを、テンションリング内に配置し、
そしてダイアフラムとともに平行平面コンデンサ板を形
成するように位置決めする。電極ディスクをダイアフラ
ムに対する固定位置に保持し、且つ差分熱膨張を電極デ
ィスクとテンションリングとの間に生じさせるように、
電極ディスクをテンションリングのみに接続するための
電極ディスク接続手段を設ける。
【0013】前述した本発明にかかるテンションリング
とセルハウジングとの間の接続手段、電極ディスクとテ
ンションリングとの間の接続手段、バッフル、環境的囲
い体、及び他の態様は、これを個別に従来の静電容量圧
力変換装置に組み込んで読みの安定性及び精度を向上さ
せることができる。即ち、本発明のかかる態様の全ては
それ自体で独立の発明を構成することができるものであ
る。例えば、本発明はまた、セルハウジング、セルハウ
ジング内に配置されたテンションリング、及び周辺がテ
ンションリングに接続された円形ダイアフラムを具備す
る静電容量圧力変換装置のためのセルを提供するもので
ある。電極ディスクを、ダイアフラムとともに平衡平面
板コンデンサを形成するように位置決めする。テンショ
ンリングをセルハウジングに接続するためのテンション
リング接続手段を設ける。このテンションリング接続手
段は、セルハウジングに加えられる熱的及び機械的負荷
がテンションリング従ってまたダイアフラムにおいてで
はなしにテンションリング接続手段において本質的に変
形を生じさせるように、テンションリングよりも低い剛
性を有す。また、本発明は、気体の圧力を測定するた
め、静電容量圧力変換装置のためのセルを提供する。こ
のセルは、セルハウジング、このセルハウジングに接続
されてその内部に配置されているテンションリング、及
び、周辺がテンションリングに接続され、平行平面コン
デンサ板を形成するように位置決めされた円形ダイアフ
ラムを具備する。前記電極ディスクをダイアフラムに対
する固定位置に保持するように環状支持部材によって前
記電極ディスクをテンションリングに接続する。この環
状支持部材は、この環状支持部材の半径方向に向く複数
の窓割り部を有す。この窓割り部は、環状支持部材を、
テンションリングと電極ディスクとの間に差分膨張が生
じた場合に撓むことのできる複数の領域に分割する。
とセルハウジングとの間の接続手段、電極ディスクとテ
ンションリングとの間の接続手段、バッフル、環境的囲
い体、及び他の態様は、これを個別に従来の静電容量圧
力変換装置に組み込んで読みの安定性及び精度を向上さ
せることができる。即ち、本発明のかかる態様の全ては
それ自体で独立の発明を構成することができるものであ
る。例えば、本発明はまた、セルハウジング、セルハウ
ジング内に配置されたテンションリング、及び周辺がテ
ンションリングに接続された円形ダイアフラムを具備す
る静電容量圧力変換装置のためのセルを提供するもので
ある。電極ディスクを、ダイアフラムとともに平衡平面
板コンデンサを形成するように位置決めする。テンショ
ンリングをセルハウジングに接続するためのテンション
リング接続手段を設ける。このテンションリング接続手
段は、セルハウジングに加えられる熱的及び機械的負荷
がテンションリング従ってまたダイアフラムにおいてで
はなしにテンションリング接続手段において本質的に変
形を生じさせるように、テンションリングよりも低い剛
性を有す。また、本発明は、気体の圧力を測定するた
め、静電容量圧力変換装置のためのセルを提供する。こ
のセルは、セルハウジング、このセルハウジングに接続
されてその内部に配置されているテンションリング、及
び、周辺がテンションリングに接続され、平行平面コン
デンサ板を形成するように位置決めされた円形ダイアフ
ラムを具備する。前記電極ディスクをダイアフラムに対
する固定位置に保持するように環状支持部材によって前
記電極ディスクをテンションリングに接続する。この環
状支持部材は、この環状支持部材の半径方向に向く複数
の窓割り部を有す。この窓割り部は、環状支持部材を、
テンションリングと電極ディスクとの間に差分膨張が生
じた場合に撓むことのできる複数の領域に分割する。
【0014】本発明はまた、気体の圧力を測定するた
め、ダイアフラムを含む平行平面コンデンサ板を有する
静電容量圧力変換装置のためのセルを提供する。この平
行平面コンデンサ板をセルハウジング内に配置し、吸気
管を、一端をハウジングの内部と連通させて設ける。バ
ッフル手段が、セルハウジングを、吸気管とダイアフラ
ムとの間で、ダイアフラムに隣接するダイアフラムチャ
ンバと、このダイアフラムチャンバと吸気管との間に位
置するバッフルチャンバとに分割する。気体はバッフル
チャンバを通り、そして次にダイアフラムチャンバに入
る。このようにして、気体は、ダイアフラムに到達する
前に、セルに対して熱的平衡状態になる。
め、ダイアフラムを含む平行平面コンデンサ板を有する
静電容量圧力変換装置のためのセルを提供する。この平
行平面コンデンサ板をセルハウジング内に配置し、吸気
管を、一端をハウジングの内部と連通させて設ける。バ
ッフル手段が、セルハウジングを、吸気管とダイアフラ
ムとの間で、ダイアフラムに隣接するダイアフラムチャ
ンバと、このダイアフラムチャンバと吸気管との間に位
置するバッフルチャンバとに分割する。気体はバッフル
チャンバを通り、そして次にダイアフラムチャンバに入
る。このようにして、気体は、ダイアフラムに到達する
前に、セルに対して熱的平衡状態になる。
【0015】本発明の更に他の態様は、これも読みの安
定性及び精度を向上させるためのセルの取付け及び格納
に関するものである。即ち、静電容量圧力変換装置は外
部囲い体及びセルを有す。このセルは、外部囲い体内に
配置されておって平行平面コンデンサ板を包含している
セルハウジング、及び吸気管を有す。この吸気管は、セ
ルハウジングに接続され、セルハウジングの内部と連通
し、外部囲い体を貫通している。セルハウジングは吸気
管のみによって外部囲い体に接続されている。更に他の
態様においては、本発明の静電容量圧力変換装置は外部
囲い体及びセルを有す。このセルは、平行平面コンデン
サ板を包含しているセルハウジング、及び、セルハウジ
ングに接続されておって外部囲い体を貫通する吸気管を
有す。気密の環境囲い体が外部囲い体内に配置されてお
ってセルハウジングを囲い込んでおり、このセルハウジ
ングから吸気管が延びている。環境的囲い体は、大気圧
の変化がセルハウジングの変形を引き起こさないよう
に、大気圧が変化しても実質的に変形しないように構成
されている。環境的囲い体は、円筒状の側壁、及び周辺
部をこの側壁内に密に嵌合させている円形蓋体を有す。
この側壁及び蓋体は相対向する溝を有し、Oリングが、
この側壁及び蓋体の相対向する溝内に同時に着座するよ
うに、そして蓋体を側壁に気密且つ自己係止的に接続す
るように形成されている。
定性及び精度を向上させるためのセルの取付け及び格納
に関するものである。即ち、静電容量圧力変換装置は外
部囲い体及びセルを有す。このセルは、外部囲い体内に
配置されておって平行平面コンデンサ板を包含している
セルハウジング、及び吸気管を有す。この吸気管は、セ
ルハウジングに接続され、セルハウジングの内部と連通
し、外部囲い体を貫通している。セルハウジングは吸気
管のみによって外部囲い体に接続されている。更に他の
態様においては、本発明の静電容量圧力変換装置は外部
囲い体及びセルを有す。このセルは、平行平面コンデン
サ板を包含しているセルハウジング、及び、セルハウジ
ングに接続されておって外部囲い体を貫通する吸気管を
有す。気密の環境囲い体が外部囲い体内に配置されてお
ってセルハウジングを囲い込んでおり、このセルハウジ
ングから吸気管が延びている。環境的囲い体は、大気圧
の変化がセルハウジングの変形を引き起こさないよう
に、大気圧が変化しても実質的に変形しないように構成
されている。環境的囲い体は、円筒状の側壁、及び周辺
部をこの側壁内に密に嵌合させている円形蓋体を有す。
この側壁及び蓋体は相対向する溝を有し、Oリングが、
この側壁及び蓋体の相対向する溝内に同時に着座するよ
うに、そして蓋体を側壁に気密且つ自己係止的に接続す
るように形成されている。
【0016】本発明の更に他の態様は、環境的囲い体の
温度規制に関するものである。本発明のこの態様によれ
ば、静電容量圧力変換装置は外部囲い体及びセルを有
す。このセルは、平行平面コンデンサ板を包含している
セルハウジング、及び、セルハウジングに接続されてお
って外部囲い体から延びる吸気管を有す。また、環境的
囲い体が外部囲い体内に配置されておってセルハウジン
グを囲い込んでおり、このセルハウジングから吸気管が
延びている。環境的囲い体、従ってまたセルハウジング
及び平行平面コンデンサ板を周囲温度よりも高い温度に
加熱するための電気加熱手段が設けられている。環境的
囲い体の温度に基づく信号を発生するため、環境的囲い
体に接続された温度感知手段が設けられている。電気加
熱手段を制御する際にこの信号を用い、これにより、環
境的囲い体の温度を一定に保つ。導電手段がこの信号を
温度制御装置へ送る。この導電手段は、環境的囲い体に
接続されてこれと良好な熱的接触をなしており、このよ
うにして環境的囲い体から温度感知手段へ熱をそらすこ
とによって温度感知手段の冷却を防止する。かかる冷却
防止により、温度感知手段によって発生される信号は、
周囲温度の変化に依存することがなく、常に確実に環境
的囲い体の温度に基づくものとなる。
温度規制に関するものである。本発明のこの態様によれ
ば、静電容量圧力変換装置は外部囲い体及びセルを有
す。このセルは、平行平面コンデンサ板を包含している
セルハウジング、及び、セルハウジングに接続されてお
って外部囲い体から延びる吸気管を有す。また、環境的
囲い体が外部囲い体内に配置されておってセルハウジン
グを囲い込んでおり、このセルハウジングから吸気管が
延びている。環境的囲い体、従ってまたセルハウジング
及び平行平面コンデンサ板を周囲温度よりも高い温度に
加熱するための電気加熱手段が設けられている。環境的
囲い体の温度に基づく信号を発生するため、環境的囲い
体に接続された温度感知手段が設けられている。電気加
熱手段を制御する際にこの信号を用い、これにより、環
境的囲い体の温度を一定に保つ。導電手段がこの信号を
温度制御装置へ送る。この導電手段は、環境的囲い体に
接続されてこれと良好な熱的接触をなしており、このよ
うにして環境的囲い体から温度感知手段へ熱をそらすこ
とによって温度感知手段の冷却を防止する。かかる冷却
防止により、温度感知手段によって発生される信号は、
周囲温度の変化に依存することがなく、常に確実に環境
的囲い体の温度に基づくものとなる。
【0017】以下、本発明をその実施例について図面を
参照して詳細に説明する。
参照して詳細に説明する。
【0018】
【実施例】本発明の静電容量圧力変換装置10を図1に
示す。静電容量圧力変換装置10はセル12を備えてい
る。セル12はセルハウジング14を有し、このセルハ
ウジングは円形前面カバー16及び筒状側面カバー18
を有す。図示のように、筒状側面カバー18は一端が前
面カバー16に接続されている。セルハウジング14は
また背面カバー20を備えており、この背面カバーは、
側面カバー18の内側に間隔をおいて嵌合するように形
成されたスカート22を有す。背面カバー20の凹状円
形端面壁24は、スカート22と一体に形成することに
より、その周辺がスカートに接続されている。
示す。静電容量圧力変換装置10はセル12を備えてい
る。セル12はセルハウジング14を有し、このセルハ
ウジングは円形前面カバー16及び筒状側面カバー18
を有す。図示のように、筒状側面カバー18は一端が前
面カバー16に接続されている。セルハウジング14は
また背面カバー20を備えており、この背面カバーは、
側面カバー18の内側に間隔をおいて嵌合するように形
成されたスカート22を有す。背面カバー20の凹状円
形端面壁24は、スカート22と一体に形成することに
より、その周辺がスカートに接続されている。
【0019】静電容量圧力変換装置10は絶対圧力を測
定するように設計されている。それで、セルハウジング
14内(ダイアフラムの下)に基準真空を保持するた
め、ジルコニウム粉末で形成されたプラグ状ゲッタ26
が設けられ、セルハウジング14内の構成部材から放出
される気体を吸収するようになっている。プラグ状ゲッ
タ26は、円形端面壁24の中央開口部28を通じて露
出させられ、そして中空部材30で覆われている。中空
部材30は背面カバー20の端面壁24に溶接されてい
る。
定するように設計されている。それで、セルハウジング
14内(ダイアフラムの下)に基準真空を保持するた
め、ジルコニウム粉末で形成されたプラグ状ゲッタ26
が設けられ、セルハウジング14内の構成部材から放出
される気体を吸収するようになっている。プラグ状ゲッ
タ26は、円形端面壁24の中央開口部28を通じて露
出させられ、そして中空部材30で覆われている。中空
部材30は背面カバー20の端面壁24に溶接されてい
る。
【0020】セル12はまた吸気管32を有し、この吸
気管は、円形前面カバー16に形成された開口部34内
に配置されるようにセルハウジング14の前面カバー1
6に接続されている。吸気管32は気体をセル12に入
らせ、この気体の圧力が圧力変換装置10によって測定
されるのである。セル12は、吸気管34のみによって
外部囲い体(参照番号154で示してあり、これについ
ては後で説明する)に接続されている。このことの利点
は、外部囲い体に圧力が加わってもセル12内に偶力を
発生させないということである。また、前記のような一
点取付け構造は、セル12内に有害な温度勾配が形成さ
れるのを防止する助けとなる。
気管は、円形前面カバー16に形成された開口部34内
に配置されるようにセルハウジング14の前面カバー1
6に接続されている。吸気管32は気体をセル12に入
らせ、この気体の圧力が圧力変換装置10によって測定
されるのである。セル12は、吸気管34のみによって
外部囲い体(参照番号154で示してあり、これについ
ては後で説明する)に接続されている。このことの利点
は、外部囲い体に圧力が加わってもセル12内に偶力を
発生させないということである。また、前記のような一
点取付け構造は、セル12内に有害な温度勾配が形成さ
れるのを防止する助けとなる。
【0021】気体の圧力は、セルハウジング14内に配
置された感圧性平行平面板コンデンサにより、電子的に
測定される。この平板コンデンサは、電極ディスク38
の電極の上に横たわっているダイアフラム36によって
形成される。ダイアフラム36は導電性であり、電極デ
ィスク38は、被覆された中央及び外部の円形電極をダ
イアフラム36の下に通例の仕方で支持している。ダイ
アフラム36と電極ディスク38の電極との間には小さ
なギャップがあり、これにより、ダイアフラム36と電
極ディスク38の電極との間に静電容量が形成される。
気体の圧力が増すと、ダイアフラム36が電極ディスク
38の方へ撓んで静電容量が増し、この静電容量は測定
されて気体の圧力と相関させられる。
置された感圧性平行平面板コンデンサにより、電子的に
測定される。この平板コンデンサは、電極ディスク38
の電極の上に横たわっているダイアフラム36によって
形成される。ダイアフラム36は導電性であり、電極デ
ィスク38は、被覆された中央及び外部の円形電極をダ
イアフラム36の下に通例の仕方で支持している。ダイ
アフラム36と電極ディスク38の電極との間には小さ
なギャップがあり、これにより、ダイアフラム36と電
極ディスク38の電極との間に静電容量が形成される。
気体の圧力が増すと、ダイアフラム36が電極ディスク
38の方へ撓んで静電容量が増し、この静電容量は測定
されて気体の圧力と相関させられる。
【0022】次に図2について説明すると、ダイアフラ
ム36はステッチ溶接によってテンションリング40に
接続されている。テンションリング40は、環状部42
(これにダイアフラム36が接続される)、及び環状部
42と一体に形成された柔軟なシェル状部44を有す。
シェル状部44は、セルハウジング14の筒状側面カバ
ー18と筒状スカート22との間に配置されている。背
面カバー20の筒状スカート22及びセルハウジング1
4の側面カバー18は、内方へ向く位置決め突出部46
及び48を有す。テンションリング40は、側面カバー
18及び筒状スカート22の内向き突出部46及び48
と係合する位置決め脚部52を有する環状端部50で終
端する。即ち、側面カバー18、筒状スカート22、及
びシェル状部44は、突出部46及び48ならびに位置
決め脚部52における溶接によって溶接部53によって
接続される前に、互いに固定された関係に保持される。
テンションリング40の側面カバー18、スカート2
2、及びシェル状部44を接続すると、背面カバー20
とダイアフラム36との間に或る容積が形成されて基準
真空が形成される。
ム36はステッチ溶接によってテンションリング40に
接続されている。テンションリング40は、環状部42
(これにダイアフラム36が接続される)、及び環状部
42と一体に形成された柔軟なシェル状部44を有す。
シェル状部44は、セルハウジング14の筒状側面カバ
ー18と筒状スカート22との間に配置されている。背
面カバー20の筒状スカート22及びセルハウジング1
4の側面カバー18は、内方へ向く位置決め突出部46
及び48を有す。テンションリング40は、側面カバー
18及び筒状スカート22の内向き突出部46及び48
と係合する位置決め脚部52を有する環状端部50で終
端する。即ち、側面カバー18、筒状スカート22、及
びシェル状部44は、突出部46及び48ならびに位置
決め脚部52における溶接によって溶接部53によって
接続される前に、互いに固定された関係に保持される。
テンションリング40の側面カバー18、スカート2
2、及びシェル状部44を接続すると、背面カバー20
とダイアフラム36との間に或る容積が形成されて基準
真空が形成される。
【0023】明らかに解るように、シェル状部44は、
テンションリング40のもっと厚い環状部42よりも剛
性が小さい。即ち、可撓性又は柔軟性が大きい。従っ
て、セルハウジング14の溶接から生ずる熱応力は、比
較的剛性の大きい環状部42従ってまたダイアフラム3
6ではなく、可撓性の大きいシェル状部44を変形させ
易い。また、このことは、使用中にセルハウジング14
に加えられる機械的力についても同様であり、環状部4
2ではなしにシェル状部44が変形させられる。テンシ
ョンリング40の環状部42従ってまたダイアフラム3
6の変形は、側面カバー18及び背面カバー20をテン
ションリング40の環状部42よりも大きい可撓性を持
つように作ることにより、避けることができる。これ
は、本実施例においては、セルハウジング14に用いら
れる壁厚及び材料を選択することによって行なわれてい
る。
テンションリング40のもっと厚い環状部42よりも剛
性が小さい。即ち、可撓性又は柔軟性が大きい。従っ
て、セルハウジング14の溶接から生ずる熱応力は、比
較的剛性の大きい環状部42従ってまたダイアフラム3
6ではなく、可撓性の大きいシェル状部44を変形させ
易い。また、このことは、使用中にセルハウジング14
に加えられる機械的力についても同様であり、環状部4
2ではなしにシェル状部44が変形させられる。テンシ
ョンリング40の環状部42従ってまたダイアフラム3
6の変形は、側面カバー18及び背面カバー20をテン
ションリング40の環状部42よりも大きい可撓性を持
つように作ることにより、避けることができる。これ
は、本実施例においては、セルハウジング14に用いら
れる壁厚及び材料を選択することによって行なわれてい
る。
【0024】図示の実施例においては、テンションリン
グ40のシェル状部44及び筒状側面カバー18は、各
々が、その接続点付近で約0.75mmの公称壁厚を有す。
環状部42は約4.5mmの公称壁厚を有す。また、テンシ
ョンリング40の環状部42及びシェル状部44は、各
々が、約54mmの外径を有し、筒状側面カバー18は約
56mmの外径を有す。前述の全ての構成部材はインコネ
ル(Inconnel) で作られている。テンションリング40
は、荒機械加工され、約760℃(約1400°F)で
約2時間熱処理され、次いで、約1.5時間にわたって約
149℃(約300°F)に冷却される。その後、テン
ションリング40は最終機械仕上げされる。その後、テ
ンションリング40は最終機械仕上げされる。
グ40のシェル状部44及び筒状側面カバー18は、各
々が、その接続点付近で約0.75mmの公称壁厚を有す。
環状部42は約4.5mmの公称壁厚を有す。また、テンシ
ョンリング40の環状部42及びシェル状部44は、各
々が、約54mmの外径を有し、筒状側面カバー18は約
56mmの外径を有す。前述の全ての構成部材はインコネ
ル(Inconnel) で作られている。テンションリング40
は、荒機械加工され、約760℃(約1400°F)で
約2時間熱処理され、次いで、約1.5時間にわたって約
149℃(約300°F)に冷却される。その後、テン
ションリング40は最終機械仕上げされる。その後、テ
ンションリング40は最終機械仕上げされる。
【0025】図示してはないが、業界に知られているよ
うに、電極ディスク38には、ダイアフラム36の下に
横たわっている表面とその反対の裏面との間を連通する
穴が設けられている。この穴は導電材で被覆され、電極
の被覆が、電極ディスク38を貫通する穴内の被覆と連
続するようになっている。電極ディスク38の電極に必
要な電圧を加えるため、フィードスルー56及び58な
らびにフィードスルー56及び58のピン70及び72
と係合するばね状導電体60、62、64、68によ
り、電極ディスク38と回路盤54の構成部材との間に
電気的接続が行なわれている。回路盤54は、ねじ山付
き植込みボルト74及び76によって背面カバー20の
凹状円形端面壁24に接続され、そして、座金83及び
84を押す止め座金81及び82によって回路盤54に
対して所定位置に固定されている。ゲッタ26の中空部
材30を受け入れるため、中央開口部85が回路盤54
内に設けられている。
うに、電極ディスク38には、ダイアフラム36の下に
横たわっている表面とその反対の裏面との間を連通する
穴が設けられている。この穴は導電材で被覆され、電極
の被覆が、電極ディスク38を貫通する穴内の被覆と連
続するようになっている。電極ディスク38の電極に必
要な電圧を加えるため、フィードスルー56及び58な
らびにフィードスルー56及び58のピン70及び72
と係合するばね状導電体60、62、64、68によ
り、電極ディスク38と回路盤54の構成部材との間に
電気的接続が行なわれている。回路盤54は、ねじ山付
き植込みボルト74及び76によって背面カバー20の
凹状円形端面壁24に接続され、そして、座金83及び
84を押す止め座金81及び82によって回路盤54に
対して所定位置に固定されている。ゲッタ26の中空部
材30を受け入れるため、中央開口部85が回路盤54
内に設けられている。
【0026】前述したように、テンションリング40の
環状部42従ってまたダイアフラム36は可撓性取付け
体を有している。電極ディスク38をダイアフラム36
に対する固定位置に保持するため、電極ディスク38を
テンションリング40のみに取付けるように取付け体が
設けられている。即ち、電極ディスク38はテンション
リング40とともに動き、ダイアフラム36に対する固
定位置に保持される。電極ディスク38をその固定位置
に保持するのに用いられる取付け体は環状支持部材86
である。環状支持部材86は、その互いに反対の環状端
部がテンションリング40及び電極ディスク38に接続
されている。更に図3について説明すると、テンション
リング40には環状内側肩部88が設けられている。電
極ディスク38には、テンションリング40の環状内側
肩部88の向かい側に配置された環状内側棚部90が設
けられている。環状支持部材86の互いに反対の環状端
部は、環状内側肩部88に溶接された環状上方フランジ
部92、及び、例えばガラスフレット接合材によってセ
ラミックディスク即ち電極ディスク38の内側環状棚部
90に接合された環状L字形部94によって形成されて
いる。
環状部42従ってまたダイアフラム36は可撓性取付け
体を有している。電極ディスク38をダイアフラム36
に対する固定位置に保持するため、電極ディスク38を
テンションリング40のみに取付けるように取付け体が
設けられている。即ち、電極ディスク38はテンション
リング40とともに動き、ダイアフラム36に対する固
定位置に保持される。電極ディスク38をその固定位置
に保持するのに用いられる取付け体は環状支持部材86
である。環状支持部材86は、その互いに反対の環状端
部がテンションリング40及び電極ディスク38に接続
されている。更に図3について説明すると、テンション
リング40には環状内側肩部88が設けられている。電
極ディスク38には、テンションリング40の環状内側
肩部88の向かい側に配置された環状内側棚部90が設
けられている。環状支持部材86の互いに反対の環状端
部は、環状内側肩部88に溶接された環状上方フランジ
部92、及び、例えばガラスフレット接合材によってセ
ラミックディスク即ち電極ディスク38の内側環状棚部
90に接合された環状L字形部94によって形成されて
いる。
【0027】電極ディスク38はセラミックで作られて
おり、テンションリング40はインコネルで作られてい
る。電極ディスク38と環状支持部材86との間の接合
部にかかる応力を最小にするため、環状支持部材86
を、電極ディスク38を形成しているセラミックと同じ
熱膨張係数を有するスチールで作ってある。図示のよう
に、環状支持部材86の上方フランジ部92及びL字形
部94は中央シェル状ウェブ部96によって接続されて
いる。テンションリング40は、インコネルで作られて
おり、電極ディスク38(セラミック製)及び環状支持
部材86とは異なる熱膨張係数を有す。これら構成部材
の差分熱膨張を考慮し、環状支持部材86の半径方向に
複数の窓割り部98を設けてある。窓割り部98は環状
支持部材86の環状上方フランジ部92及びウェブ部9
6を貫通している。窓割り部98は、環状支持部材86
を、差分膨張が生じたときに撓むことのできる複数の領
域に分割している。図示の実施例においては、8つの等
間隔の窓割り部98が設けられており、シェル状ウェブ
部98は約4.5cmの直径及び約0.60mmの厚さを有す。
当業者は解るように、設計上の考慮から窓割り部の数を
増減してもよい。また、窓割り部98を環状支持部材8
6のL字形部94内(又は環状支持部材86の高さ)に
まで延ばし、環状支持部材86の剛性を更に減らすこと
ができる。
おり、テンションリング40はインコネルで作られてい
る。電極ディスク38と環状支持部材86との間の接合
部にかかる応力を最小にするため、環状支持部材86
を、電極ディスク38を形成しているセラミックと同じ
熱膨張係数を有するスチールで作ってある。図示のよう
に、環状支持部材86の上方フランジ部92及びL字形
部94は中央シェル状ウェブ部96によって接続されて
いる。テンションリング40は、インコネルで作られて
おり、電極ディスク38(セラミック製)及び環状支持
部材86とは異なる熱膨張係数を有す。これら構成部材
の差分熱膨張を考慮し、環状支持部材86の半径方向に
複数の窓割り部98を設けてある。窓割り部98は環状
支持部材86の環状上方フランジ部92及びウェブ部9
6を貫通している。窓割り部98は、環状支持部材86
を、差分膨張が生じたときに撓むことのできる複数の領
域に分割している。図示の実施例においては、8つの等
間隔の窓割り部98が設けられており、シェル状ウェブ
部98は約4.5cmの直径及び約0.60mmの厚さを有す。
当業者は解るように、設計上の考慮から窓割り部の数を
増減してもよい。また、窓割り部98を環状支持部材8
6のL字形部94内(又は環状支持部材86の高さ)に
まで延ばし、環状支持部材86の剛性を更に減らすこと
ができる。
【0028】図5について説明すると、ダイアフラム3
6を損傷から保護し且つダイアフラム36を熱的に保護
するために円形バッフルプレート99が設けられてい
る。バッフルプレート99は円形ディスク102を具備
しており、この円形ディスクは、セルハウジング14の
側面カバー18と一体成形することにより、周辺がこの
カバーに接続されている。ダイアフラム36を気体にさ
らすため、円形ディスク102には複数の周辺開口部1
04が設けられている。要すれば、周辺開口部102の
各々をメッシュスクリーンで覆い、固形粒子を濾過する
ようにする。このようにすれば、ダイアフラム36は、
吸気管32を通って入ってくる気体及び粒状汚染物に直
接さらされることがなくなる。また、バッフルプレート
99は、ダイアフラムからの熱移動を防ぐために遮熱板
として働く。更に重要な特徴として、バッフルプレート
99は、セルハウジング14を、ダイアフラム36に隣
接して配置されたダイアフラムチャンバ100と、ダイ
アフラムチャンバ100と吸気管32との間にあるバッ
フルチャンバ101とに分割する。バッフルチャンバ1
01を設けることにより、ダイアフラム36に到達する
前の被測定気体の滞留時間を、この気体がセル12に対
する熱的平行に到達するように、増大させられる。これ
により、ダイアフラムと気体との間の熱移動、従ってま
た、被測定気体の温度によって生ずるダイアフラムの張
力の変化、従ってまたダイアフラムの撓みが防止され
る。
6を損傷から保護し且つダイアフラム36を熱的に保護
するために円形バッフルプレート99が設けられてい
る。バッフルプレート99は円形ディスク102を具備
しており、この円形ディスクは、セルハウジング14の
側面カバー18と一体成形することにより、周辺がこの
カバーに接続されている。ダイアフラム36を気体にさ
らすため、円形ディスク102には複数の周辺開口部1
04が設けられている。要すれば、周辺開口部102の
各々をメッシュスクリーンで覆い、固形粒子を濾過する
ようにする。このようにすれば、ダイアフラム36は、
吸気管32を通って入ってくる気体及び粒状汚染物に直
接さらされることがなくなる。また、バッフルプレート
99は、ダイアフラムからの熱移動を防ぐために遮熱板
として働く。更に重要な特徴として、バッフルプレート
99は、セルハウジング14を、ダイアフラム36に隣
接して配置されたダイアフラムチャンバ100と、ダイ
アフラムチャンバ100と吸気管32との間にあるバッ
フルチャンバ101とに分割する。バッフルチャンバ1
01を設けることにより、ダイアフラム36に到達する
前の被測定気体の滞留時間を、この気体がセル12に対
する熱的平行に到達するように、増大させられる。これ
により、ダイアフラムと気体との間の熱移動、従ってま
た、被測定気体の温度によって生ずるダイアフラムの張
力の変化、従ってまたダイアフラムの撓みが防止され
る。
【0029】セル12を周囲温度よりも高温に保持する
ことによって該セルを熱的の隔離するため、気密の環境
的囲い体106が設けられている。前述したように、大
気圧が変化すると、従来のセルハウジングはその影響を
受けて若干変形し、従ってダイアフラムの整合及び/又
は張力が影響を受ける可能性があった。気密の環境的囲
い体106はまた、大気圧が変化しても変形することの
ないように、十分な剛性を持つように設計されている。
セルハウジング14は気密の環境的囲い体106内に囲
われているから、大気圧が変化してもセルハウジング1
4はその作用を受けず、従ってセルハウジング14内に
配置されている構成部材もその作用を受けることがな
い。また、後述するように、気密の環境的囲い体106
はまたセル12及びその付属の電子工学装置に対して低
湿度環境を提供する。
ことによって該セルを熱的の隔離するため、気密の環境
的囲い体106が設けられている。前述したように、大
気圧が変化すると、従来のセルハウジングはその影響を
受けて若干変形し、従ってダイアフラムの整合及び/又
は張力が影響を受ける可能性があった。気密の環境的囲
い体106はまた、大気圧が変化しても変形することの
ないように、十分な剛性を持つように設計されている。
セルハウジング14は気密の環境的囲い体106内に囲
われているから、大気圧が変化してもセルハウジング1
4はその作用を受けず、従ってセルハウジング14内に
配置されている構成部材もその作用を受けることがな
い。また、後述するように、気密の環境的囲い体106
はまたセル12及びその付属の電子工学装置に対して低
湿度環境を提供する。
【0030】気密の環境的囲い体106は、その端面壁
109にセルハウジング14の開口部34と整合して形
成された内部吸気管開口部108を有す。吸気管32は
内部吸気管開口部108を貫通し、直角に取付けられた
2つの止めねじによって所定位置に保持される。これら
止めねじのうちの一つを図1に参照番号110で示す。
吸気管32と中間の開口部即ち内部吸気管開口部108
との間には、Oリング112による気密シールが行なわ
れている。即ち、吸気管32は環境的囲い体106の唯
一の支持体として働き、温度勾配が環境的囲い体106
に作用することを防ぐ。気密の環境的囲い体106の熱
的安定性に役立つものとして、吸気管32に肉薄部11
1があり、また、図示してはないが、絶縁用フォームが
全ての継目を密封している。実際上は、気密の環境的囲
い体106を絶縁用フォームでとり囲む。
109にセルハウジング14の開口部34と整合して形
成された内部吸気管開口部108を有す。吸気管32は
内部吸気管開口部108を貫通し、直角に取付けられた
2つの止めねじによって所定位置に保持される。これら
止めねじのうちの一つを図1に参照番号110で示す。
吸気管32と中間の開口部即ち内部吸気管開口部108
との間には、Oリング112による気密シールが行なわ
れている。即ち、吸気管32は環境的囲い体106の唯
一の支持体として働き、温度勾配が環境的囲い体106
に作用することを防ぐ。気密の環境的囲い体106の熱
的安定性に役立つものとして、吸気管32に肉薄部11
1があり、また、図示してはないが、絶縁用フォームが
全ての継目を密封している。実際上は、気密の環境的囲
い体106を絶縁用フォームでとり囲む。
【0031】気密の環境的囲い体106にはまた、円筒
状の側壁114、及び側壁114内に密に嵌合するよう
に形成された周辺部118を有する蓋体116が設けら
れている。端面壁109、側壁114、及び蓋体116
は、環境的囲い体106に所要の剛性を与え、且つ囲い
体内の温度勾配の存在を最小にするように、厚く機械加
工されている。図示の実施例においては、円筒状側壁1
14は肉厚が2.54mmであり、アルミニウム1100で
作られている。
状の側壁114、及び側壁114内に密に嵌合するよう
に形成された周辺部118を有する蓋体116が設けら
れている。端面壁109、側壁114、及び蓋体116
は、環境的囲い体106に所要の剛性を与え、且つ囲い
体内の温度勾配の存在を最小にするように、厚く機械加
工されている。図示の実施例においては、円筒状側壁1
14は肉厚が2.54mmであり、アルミニウム1100で
作られている。
【0032】図6について説明すると、側壁114、及
び蓋体116の周辺部118には1対の相対抗する溝1
20及び122が設けられている。環境的囲い体106
の蓋体116と側壁114との間を密封するため、溝1
20及び122内に同時に着座するようにOリング12
4が形成されている。また、Oリング124は蓋体11
4を側壁114に自己係止的に接続させる役をなす。回
路盤54に手が届くようにするため、蓋体116には、
ねじ山付き開口部126、及びOリング130を押すね
じ山付きプラグ128が設けられている。
び蓋体116の周辺部118には1対の相対抗する溝1
20及び122が設けられている。環境的囲い体106
の蓋体116と側壁114との間を密封するため、溝1
20及び122内に同時に着座するようにOリング12
4が形成されている。また、Oリング124は蓋体11
4を側壁114に自己係止的に接続させる役をなす。回
路盤54に手が届くようにするため、蓋体116には、
ねじ山付き開口部126、及びOリング130を押すね
じ山付きプラグ128が設けられている。
【0033】静電容量圧力変換装置に用いられる電子回
路は周知であり、本発明の対象ではない。前述した回路
盤54と、環境的囲い体106の下にある回路盤132
との間は分離されている。回路盤54と132との間の
接続を行なうため、リボン状ケーブル134が設けられ
ている。ケーブル134は十分に薄く、環境的囲い体1
06から過大の導熱を行なわないようになっている。業
界に周知の仕方で、ケーブル134は、電気プラグ状接
続体136及び138により、回路盤54と132との
間を接続する。電気ケーブル134のフィードスルー
は、エポキシ樹脂を充填した凹部140を有する蓋体1
16によって行なわれる。ケーブル134は、蓋体11
6の開口部及び凹部142を通過してエポキシ樹脂14
2によって係止され、このようにしてフィードスルーが
行なわれる。係止材を通過するケーブル134の小部分
は絶縁体が剥がされている。
路は周知であり、本発明の対象ではない。前述した回路
盤54と、環境的囲い体106の下にある回路盤132
との間は分離されている。回路盤54と132との間の
接続を行なうため、リボン状ケーブル134が設けられ
ている。ケーブル134は十分に薄く、環境的囲い体1
06から過大の導熱を行なわないようになっている。業
界に周知の仕方で、ケーブル134は、電気プラグ状接
続体136及び138により、回路盤54と132との
間を接続する。電気ケーブル134のフィードスルー
は、エポキシ樹脂を充填した凹部140を有する蓋体1
16によって行なわれる。ケーブル134は、蓋体11
6の開口部及び凹部142を通過してエポキシ樹脂14
2によって係止され、このようにしてフィードスルーが
行なわれる。係止材を通過するケーブル134の小部分
は絶縁体が剥がされている。
【0034】図7及び図8について説明すると、カプト
ン (KAPTON) 絶縁体に形成された箔抵抗加熱部材144
が、箔抵抗加熱部材144の裏側に塗布された感圧接着
剤によって環境的囲い体106に接着されている。この
箔抵抗加熱部材は、抵抗値約160オームであって約4
5℃の動作温度を有し、環境的囲い体106及びセルハ
ウジング14を同様な一定温度に保持する。カプトン絶
縁体は、これに埋設された電気加熱部材を電気的に絶縁
する。好ましくは、前記絶縁体は厚さ約0.05mmであ
り、発生した熱を気密の環境的囲い体106へ導くこと
のできるようになっている。図示してはないが、箔抵抗
加熱部材144は電源によって給電され、回路盤132
上に設けられた電子式制御回路によって規制されるよう
になっている。
ン (KAPTON) 絶縁体に形成された箔抵抗加熱部材144
が、箔抵抗加熱部材144の裏側に塗布された感圧接着
剤によって環境的囲い体106に接着されている。この
箔抵抗加熱部材は、抵抗値約160オームであって約4
5℃の動作温度を有し、環境的囲い体106及びセルハ
ウジング14を同様な一定温度に保持する。カプトン絶
縁体は、これに埋設された電気加熱部材を電気的に絶縁
する。好ましくは、前記絶縁体は厚さ約0.05mmであ
り、発生した熱を気密の環境的囲い体106へ導くこと
のできるようになっている。図示してはないが、箔抵抗
加熱部材144は電源によって給電され、回路盤132
上に設けられた電子式制御回路によって規制されるよう
になっている。
【0035】抵抗加熱部材144の出力は、回路盤13
2上に設けられた通例の電子式制御回路により、前述の
動作温度を保持するように規制される。導熱性接着剤に
よって環境的囲い体106の端面壁109に接続された
2つのサーミスタ146及び148が設けられ、気密の
環境的囲い体106の温度に基づく信号を発生するよう
になっている。この信号は、抵抗加熱部材144の出力
を規制するために前記電子式制御回路によって用いられ
る。サーミスタ146及び148に接続されているリー
ド線は、前記温度に基づく信号がこのリード線に沿って
導かれるのであるが、環境的囲い体106の端面壁10
9上の導熱性接続剤に埋設されているカプトン絶縁導電
体150及び152によって環境的囲い体106に熱的
に固定されている。このカプトン絶縁体も厚さ0.05mm
である。
2上に設けられた通例の電子式制御回路により、前述の
動作温度を保持するように規制される。導熱性接着剤に
よって環境的囲い体106の端面壁109に接続された
2つのサーミスタ146及び148が設けられ、気密の
環境的囲い体106の温度に基づく信号を発生するよう
になっている。この信号は、抵抗加熱部材144の出力
を規制するために前記電子式制御回路によって用いられ
る。サーミスタ146及び148に接続されているリー
ド線は、前記温度に基づく信号がこのリード線に沿って
導かれるのであるが、環境的囲い体106の端面壁10
9上の導熱性接続剤に埋設されているカプトン絶縁導電
体150及び152によって環境的囲い体106に熱的
に固定されている。このカプトン絶縁体も厚さ0.05mm
である。
【0036】導電体150及び152は、環境的囲い体
106からの熱をねじれリード線の対154及び156
へそらし、このようにしてサーミスタ146及び148
の冷却を防ぐ作用をなす。低導熱性の電気的に絶縁され
たねじれリード線の対154及び156は、回路盤13
2に対して設けられた最後の接続体である。前述したよ
うに、環境的囲い体106は室温よりも高い温度に保持
されているから、熱がサーミスタ146及び148から
その電気的接続体を介して伝導される可能性がある。そ
のため、サーミスタ146及び148は常に実際の温度
よりも低い読みを示すという可能性がある。前述の導電
体150及び152ならびにねじれリード線の対154
及び156の取付け構造により、このような熱の移動、
従ってまたサーミスタ146及び148の冷却が避けら
れる。
106からの熱をねじれリード線の対154及び156
へそらし、このようにしてサーミスタ146及び148
の冷却を防ぐ作用をなす。低導熱性の電気的に絶縁され
たねじれリード線の対154及び156は、回路盤13
2に対して設けられた最後の接続体である。前述したよ
うに、環境的囲い体106は室温よりも高い温度に保持
されているから、熱がサーミスタ146及び148から
その電気的接続体を介して伝導される可能性がある。そ
のため、サーミスタ146及び148は常に実際の温度
よりも低い読みを示すという可能性がある。前述の導電
体150及び152ならびにねじれリード線の対154
及び156の取付け構造により、このような熱の移動、
従ってまたサーミスタ146及び148の冷却が避けら
れる。
【0037】セル12は45℃の一定温度に保持されて
いるが、どのような一定温度であってもセル12及びそ
の構成部材に熱的安定性を与える。そのため、低い圧力
においては、披測定気体は圧力が上昇するという場合が
ある。業界で呼ばれている「サーマルトランスピレーシ
ョン」に基づくこのような圧力の上昇があると、気体圧
力の測定値に誤りが生ずる。しかし、バッフルチャンバ
101及び吸気管32を、セル12によって測定される
最低圧力における気体分子の平均自由行程の値よりも大
きい特性的寸法(即ち最小寸法)を持つように設計する
ことにより、サーマルトランスピレーションの効果は抑
制される。当業者には解るように、いうまでもなく、こ
の特性的寸法は、セル12と披測定気体との間にある温
度差、及びセル12によって測定される気体圧力に伴っ
て変化する。
いるが、どのような一定温度であってもセル12及びそ
の構成部材に熱的安定性を与える。そのため、低い圧力
においては、披測定気体は圧力が上昇するという場合が
ある。業界で呼ばれている「サーマルトランスピレーシ
ョン」に基づくこのような圧力の上昇があると、気体圧
力の測定値に誤りが生ずる。しかし、バッフルチャンバ
101及び吸気管32を、セル12によって測定される
最低圧力における気体分子の平均自由行程の値よりも大
きい特性的寸法(即ち最小寸法)を持つように設計する
ことにより、サーマルトランスピレーションの効果は抑
制される。当業者には解るように、いうまでもなく、こ
の特性的寸法は、セル12と披測定気体との間にある温
度差、及びセル12によって測定される気体圧力に伴っ
て変化する。
【0038】湿気を吸収するため、乾燥剤150が背面
カバー20の端面壁24に取付けられて環境的囲い体1
06内に収容されている。湿気があると、回路盤54内
の電子部品が悪影響を受ける可能性があるのである。こ
の電子部品に影響を与える可能性のある漂遊容量の変化
を抑制するため、乾燥剤150は、金属スクリーン15
2により、回路盤152内の電子部品から電子的に遮蔽
されている。
カバー20の端面壁24に取付けられて環境的囲い体1
06内に収容されている。湿気があると、回路盤54内
の電子部品が悪影響を受ける可能性があるのである。こ
の電子部品に影響を与える可能性のある漂遊容量の変化
を抑制するため、乾燥剤150は、金属スクリーン15
2により、回路盤152内の電子部品から電子的に遮蔽
されている。
【0039】環境的囲い体106を取り巻く絶縁用フォ
ームを機械的に保護するため、外部囲い体154が設け
られている。この外部囲い体はまた、環境的囲い体10
6の外側にある電子部品及び制御装置を格納する役をな
す。外部囲い体154は、環境的囲い体106の内部吸
気管開口部108及びセルハウジング14の開口部34
と整合する外部吸気管開口部156を有す。吸気管32
は、外部囲い体154の穴160内に固定された止めね
じ158によって外部囲い体154に接続されている。
外部囲い体154の反対端部において、回路盤132
が、ねじ166及び168によって1対の内部ねじ山付
きロッド163及び164に接続されている。これらの
ねじは、止め座金170及び172ならびに座金174
及び176によって所定位置に係止されている。内部ね
じ山付きロッド163及び164は、止め座金186及
び188によって所定位置に係止されたねじ182及び
184により、外部囲い体154に接続されている。静
電容量圧力変換装置10の零位調整のため、業界に周知
の零位調整装置190が外部囲い体154から突出して
いる。
ームを機械的に保護するため、外部囲い体154が設け
られている。この外部囲い体はまた、環境的囲い体10
6の外側にある電子部品及び制御装置を格納する役をな
す。外部囲い体154は、環境的囲い体106の内部吸
気管開口部108及びセルハウジング14の開口部34
と整合する外部吸気管開口部156を有す。吸気管32
は、外部囲い体154の穴160内に固定された止めね
じ158によって外部囲い体154に接続されている。
外部囲い体154の反対端部において、回路盤132
が、ねじ166及び168によって1対の内部ねじ山付
きロッド163及び164に接続されている。これらの
ねじは、止め座金170及び172ならびに座金174
及び176によって所定位置に係止されている。内部ね
じ山付きロッド163及び164は、止め座金186及
び188によって所定位置に係止されたねじ182及び
184により、外部囲い体154に接続されている。静
電容量圧力変換装置10の零位調整のため、業界に周知
の零位調整装置190が外部囲い体154から突出して
いる。
【0040】以上、本発明をその実施例について説明し
たが、当業者には解るように、本発明の精神及び範囲を
逸脱することなしに種々の追加、省略及び変更を行なう
ことができる。
たが、当業者には解るように、本発明の精神及び範囲を
逸脱することなしに種々の追加、省略及び変更を行なう
ことができる。
【図1】本発明の静電容量圧力変換装置の断面図であ
る。
る。
【図2】図1に示す静電容量圧力変換装置において用い
られるセルハウジングとテンションリングとの間の接続
部の一部拡大断面図である。
られるセルハウジングとテンションリングとの間の接続
部の一部拡大断面図である。
【図3】図1に示す静電容量圧力変換装置において用い
られる電極ディスクとテンションリングとの間の接続部
の一部拡大断面図である。
られる電極ディスクとテンションリングとの間の接続部
の一部拡大断面図である。
【図4】図3に示す電極ディスクをテンションリングに
接続するために用いられる環状支持部材の立面図であ
る。
接続するために用いられる環状支持部材の立面図であ
る。
【図5】図1に示す静電容量圧力変換装置において用い
られるバッフルプレートの上面図である。
られるバッフルプレートの上面図である。
【図6】図1に示す静電容量圧力変換装置において用い
られる環境的囲い体の側壁と蓋体との間の接続部の一部
拡大断面図である。
られる環境的囲い体の側壁と蓋体との間の接続部の一部
拡大断面図である。
【図7】図1に示す静電容量圧力変換装置において用い
られる環境的囲い体の一部立面図である。
られる環境的囲い体の一部立面図である。
【図8】図7に示す環境的囲い体の上面図である。
14 セルハウジング 32 吸気管 36 ダイアフラム 38 電極ディスク 40 テンションリング 86 テンションリングと電極ディスクとの間の環状支
持部材 99 バッフルプレート 106 環境的囲い体 110、158 止めねじ 112、124 Oリング 116 蓋体 144 加熱部材 146、148 サーミスタ 150 乾燥剤 150、154 導電体 154 外部囲い体
持部材 99 バッフルプレート 106 環境的囲い体 110、158 止めねじ 112、124 Oリング 116 蓋体 144 加熱部材 146、148 サーミスタ 150 乾燥剤 150、154 導電体 154 外部囲い体
Claims (17)
- 【請求項1】 気体の圧力を測定するための静電容量圧
力変換装置において、 外部吸気管開口部を有する外部囲い体と、 前記外部囲い体の外部吸気管開口部と整合する内部吸気
管開口部と、大気圧の変化に応動して本質的に変形する
ことのないような十分の剛性とを有しておって前記外部
囲い体内に配置された気密の環境的囲い体と、 セルとを備えて成り、前記セルは、 大気圧の変化によって変形させられることのないように
前記環境的囲い体内に配置されたセルハウジングと、 前記セルハウジング内に配置されたテンションリング
と、 周辺が前記テンションリングに接続された円形ダイアフ
ラムと、 前記テンションリングを前記セルハウジングに接続する
ためのテンションリング接続手段とを含んでおり、前記
テンションリング接続手段は、前記セルハウジングに加
えられる熱的及び機械的負荷が、前記テンションリング
従ってまた前記ダイアフラムにおいてではなしに前記テ
ンションリング接続手段において実質的に変形を生じさ
せるように、前記テンションリングよりも低い剛性を有
しており、更に、 前記テンションリング内に配置されてダイアフラムとと
もに平行平面コンデンサ板を形成するように位置決めさ
れた電極ディスクと、 前記電極ディスクを前記ダイアフラムに対する固定位置
に保持し、及び差分熱膨張を前記電極ディスクとテンシ
ョンリングとの間に生じさせるように、前記電極ディス
クを前記テンションリングのみに接続するための電極デ
ィスク接続手段と、 前記外部囲い体に対する前記セルハウジングの唯一の接
続体として働く吸気管とを含んでおり、前記吸気管は、
一端が前記ダイアフラムと反対の側で前記セルハウジン
グの内部と連通し、且つ、前記環境的囲い体及び外部囲
い体の内部吸気管開口部及び外部吸気管開口部を貫通し
ており、更に、 前記セルハウジングを、前記吸気管とダイアフラムとの
間で、前記ダイアフラムに隣接するダイアフラムチャン
バと、前記ダイアフラムチャンバと吸気管との間に位置
するバッフルチャンバとに分割するバッフル手段を含ん
でおり、気体は、前記ダイアフラムに到達する前に前記
セルに対する熱的平衡に到達するように、前記ダイアフ
ラムチャンバに到達する前に前記バッフルチャンバを通
って流れるように構成されていることを特徴とする静電
容量圧力変換装置。 - 【請求項2】 気体の圧力を測定する静電容量圧力変換
装置のためのセルにおいて、 セルハウジングと、 前記セルハウジング内に配置されたテンションリング
と、 周辺が前記テンションリングに接続された円形ダイアフ
ラムと、 前記テンションリングを前記セルハウジングに接続する
ためのテンションリング接続手段とを備え、前記テンシ
ョンリング接続手段は、前記セルハウジングに加えられ
る熱的及び機械的負荷が、前記テンションリングにおい
てではなしに前記テンションリング接続手段において実
質的に変形を生じさせるように、前記テンションリング
よりも低い剛性を有しており、更に、 前記テンションリング内に配置されて前記ダイアフラム
とともに平行平面コンデンサ板を形成するように位置決
めされている電極ディスクと、 前記電極ディスクを前記ダイアフラムに対する固定位置
に保持し、及び差分熱膨張を前記電極ディスクとテンシ
ョンリングとの間に生じさせるように、前記電極ディス
クを前記テンションリングのみに接続するための電極デ
ィスク接続手段と、 一端が前記セルハウジングの内部と連通している吸気管
とを備えて成るセル。 - 【請求項3】 セルハウジングと、前記セルハウジング
内に配置されたテンションリングと、周辺が前記テンシ
ョンリングに接続された円形ダイアフラムと、前記ダイ
アフラムとともに平行平面コンデンサ板を形成するよう
に位置決めされた電極ディスクとを有している気体の圧
力を測定する静電容量圧力変換装置のためのセルにおい
て、 前記テンションリングを前記セルハウジングに接続する
ためのテンションリング接続手段を備えて成り、前記テ
ンションリング接続手段は、前記セルハウジングに加え
られる熱的及び機械的負荷が、前記テンションリングに
おいてではなしに前記テンションリング接続手段におい
て実質的に変形を生じさせるように、前記テンションリ
ングよりも低い剛性を有していることを特徴とするセ
ル。 - 【請求項4】 セルハウジングと、前記セルハウジング
に接続されてその内部に配置されたテンションリング
と、周辺が前記テンションリングに接続された円形ダイ
アフラムと、前記テンションリング内に配置され、前記
ダイアフラムとともに平行平面コンデンサ板を形成する
ように位置決めされた電極ディスクとを有している気体
の圧力を測定する静電容量圧力変換装置のためのセルに
おいて、 互いに反対の環状端部において前記テンションリングを
前記電極ディスクに接続する環状支持部材を備えて成
り、前記環状支持部材は前記環状支持部材の半径方向に
向く複数の窓割り部を有し、前記窓割り部は、前記環状
支持部材を、前記テンションリングと電極ディスクとの
間に差分膨張が生じたときに撓むことのできる複数の領
域に分割していることを特徴とするセル。 - 【請求項5】 電極ディスク接続手段は、互いに反対の
環状端部においてテンションリングを電極ディスクに接
続する環状支持部材を具備しており、前記環状支持部材
は前記環状支持部材の半径方向に向く複数の窓割り部を
有し、前記窓割り部は、前記環状支持部材を、前記テン
ションリングと電極ディスクとの間に差分膨張が生じた
ときに撓むことのできる複数の領域に分割している請求
項1又は請求項2記載の静電容量圧力変換装置。 - 【請求項6】 テンションリングはスチールで作られて
おり、 電極ディスクはセラミックで作られており、 環状支持部材は、前記電極ディスクを形成しているセラ
ミックと実質的に同じ膨張係数を有するステンレススチ
ールで作られており、 前記環状支持部材は、前記環状支持部材の互いに反対の
環状端部において前記テンションリングに溶接及び前記
電極ディスクに接合されている請求項4又は請求項5記
載の静電容量圧力変換装置。 - 【請求項7】 セルハウジングと、ダイアフラムを含む
平行平面コンデンサ板と、一端において前記セルハウジ
ングの内部と連通する吸気管とを有している気体の圧力
を測定するための静電容量圧力変換装置のセルにおい
て、 前記セルハウジングを、前記吸気管とダイアフラムとの
間で、前記ダイアフラムに隣接するダイアフラムチャン
バと、前記ダイアフラムチャンバと吸気管との間に位置
するバッフルチャンバとに分割するバッフル手段を備え
て成り、気体は、前記ダイアフラムに到達する前にセル
に対する熱的平衡に到達するように、前記ダイアフラム
チャンバに到達する前に前記バッフルチャンバを通って
流れるように構成されていることを特徴とするセル。 - 【請求項8】 セルハウジングを、吸気管とダイアフラ
ムとの間で、前記ダイアフラムに隣接するダイアフラム
チャンバと、前記ダイアフラムチャンバと吸気管との間
に位置するバッフルチャンバとに分割するバッフル手段
を更に含んでおり、気体は、前記ダイアフラムに到達す
る前にセルに対する熱的平衡に到達するように、前記ダ
イアフラムチャンバに到達する前に前記バッフルチャン
バを通って流れるように構成されている請求項2記載の
セル。 - 【請求項9】 バッフル手段は、バッフルチャンバから
ダイアフラムチャンバへの気体の通過のための複数の周
辺開口部を有する円形ディスクを具備している請求項
1、請求項7又は請求項8記載の静電容量圧力変換装
置。 - 【請求項10】 サーマルトランスピレーション効果を
抑制するため、バッフルチャンバ及び吸気管は、各々
が、測定されるべき最低圧力における気体の分子の平均
自由行程よりも大きい特性的寸法を有している請求項1
記載の静電容量圧力変換装置。 - 【請求項11】 外部囲い体と、平行平面コンデンサ板
を包含するセルハウジング、及び前記セルハウジングに
接続されて前記外部囲い体から延びる吸気管を含むセル
とを有する静電容量圧力変換装置において、 吸気管がそこから延びているセルハウジングを囲ってお
って前記外部囲い体内に配置されている気密の環境囲い
体を備えて成り、前記環境的囲い体は、大気圧の変化に
応動して本質的に変形することのないような十分の剛性
を有し、もって、大気圧の変化が前記セルハウジングを
変形させることを防止するようになっており、前記環境
的囲い体は、 円筒状の側壁と、 前記側壁内に密に嵌合するように形成された周辺部を有
する円形蓋体とを有し、前記側壁及び前記蓋体の周辺部
は相対向する溝を有しており、更に、 前記相対向する溝内に同時に着座するように、及び前記
蓋体を前記側壁に気密且つ自己係止的に接続するように
形成されたOリングを有していることを特徴とする静電
容量圧力変換装置。 - 【請求項12】 環境的囲い体は、 少なくとも1つの側壁と、 前記少なくとも1つの側壁内に密に嵌合するように形成
された周辺部を有する蓋体とを有し、 前記側壁及び前記蓋体の周辺部は相対向する溝を有して
おり、更に、 前記側壁及び前記蓋体の相対向する溝内に同時に着座す
るように、及び前記蓋体を前記側壁に気密且つ自己係止
的に接続するように形成されたOリングと、 前記蓋体と反対の側で前記少なくとも1つの側壁に接続
された端面壁とを有し、前記端面壁は、これに形成され
た内部吸気管開口部と、前記吸気管における外部囲い体
に対する前記環境的囲い体の単一の取付け点とを有して
いる請求項1記載の静電容量圧力変換装置。 - 【請求項13】 外部囲い体と、平行平面コンデンサ板
を包含するセルハウジング、及び前記セルハウジングに
接続されて前記外部囲い体から延びる吸気管を含むセル
と、吸気管がそこから延びている前記セルハウジングを
囲っておって前記外部囲い体内に配置されている環境的
囲い体と、前記環境的囲い体を、従ってまた前記セルハ
ウジング及び平行平面コンデンサ板を周囲温度よりも高
い温度に加熱するための電気加熱手段と、前記環境的囲
い体の温度に基づく信号を発生するために前記環境的囲
い体に接続された温度感知手段とを有しており、前記信
号は前記環境的囲い体の温度が一定になるように前記電
気加熱手段を制御する際に用いられるようになっている
静電容量圧力変換装置において、 前記信号を温度制御装置へ伝導するための電気的伝導手
段を備えて成り、 前記電気的伝導手段は、前記環境的囲い体からの熱を前
記温度感知手段へそらすため、及びこれによってその冷
却を防止するため、前記環境的囲い体に接続され、且つ
これとの良好な熱的接触状態にあることを特徴とする静
電容量圧力変換装置。 - 【請求項14】 環境的囲い体は気密であり、且つ、大
気圧の変化に応動して本質的に変形することがないよう
に、及びこれにより、大気圧の変化がセルハウジングを
変形させることを防止するように、十分な剛性を有して
いる請求項11又は請求項13記載の静電容量圧力変換
装置。 - 【請求項15】 環境的囲い体内に収容されるようにセ
ルハウジングに取付けられて電気的に遮蔽された乾燥剤
を更に備えている請求項1、請求項11又は請求項13
記載の静電容量圧力変換装置。 - 【請求項16】 環境的囲い体は、吸気管がまた貫通し
ている吸気管開口部と、前記吸気管において前記環境的
囲い体を密封するための密封手段と、前記吸気管のみに
よって前記環境的囲い体を外部囲い体に取付けるための
取付け手段とを有しておって側壁によって蓋体に接続さ
れた反対側の端面壁をまた有している請求項11又は請
求項12記載の静電容量圧力変換装置。 - 【請求項17】 外部囲い体と、前記外部囲い体内に配
置されて平行平面コンデンサ板を包含しているセルハウ
ジング、及び、前記セルハウジングに接続され、前記セ
ルハウジングの内部と連通し、前記外部囲い体を貫通し
ている吸気管を含むセルとを有する静電容量圧力変換装
置において、前記セルハウジングは前記吸気管のみによ
って前記外部囲い体に接続されていることを特徴とする
静電容量圧力変換装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/812785 | 1991-12-23 | ||
US07/812,785 US5271277A (en) | 1991-12-23 | 1991-12-23 | Capacitance pressure transducer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05264385A true JPH05264385A (ja) | 1993-10-12 |
JPH0743291B2 JPH0743291B2 (ja) | 1995-05-15 |
Family
ID=25210617
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4339256A Expired - Lifetime JPH0743291B2 (ja) | 1991-12-23 | 1992-12-18 | 静電容量圧力変換装置及びそのセル |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5271277A (ja) |
EP (1) | EP0549229B1 (ja) |
JP (1) | JPH0743291B2 (ja) |
CA (1) | CA2085302C (ja) |
DE (1) | DE69213904T2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019109216A (ja) * | 2017-12-15 | 2019-07-04 | 東泰高科装備科技有限公司Dongtai Hi−Tech Equipment Technology Co., Ltd | 真空測定装置 |
JP2021131298A (ja) * | 2020-02-19 | 2021-09-09 | アズビル株式会社 | 圧力センサ |
WO2022196438A1 (ja) * | 2021-03-15 | 2022-09-22 | Semitec株式会社 | 気圧検出センサ、気圧検出装置及び気圧検出装置の製造方法 |
Families Citing this family (33)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE516716C2 (sv) * | 1994-04-14 | 2002-02-19 | Mks Instr | Tryckgivare för mätning av trycket hos en fluid |
US6484585B1 (en) | 1995-02-28 | 2002-11-26 | Rosemount Inc. | Pressure sensor for a pressure transmitter |
US5637802A (en) | 1995-02-28 | 1997-06-10 | Rosemount Inc. | Capacitive pressure sensor for a pressure transmitted where electric field emanates substantially from back sides of plates |
US5808206A (en) * | 1996-01-16 | 1998-09-15 | Mks Instruments, Inc. | Heated pressure transducer assembly |
US5625152A (en) * | 1996-01-16 | 1997-04-29 | Mks Instruments, Inc. | Heated pressure transducer assembly |
US5939639A (en) * | 1997-12-04 | 1999-08-17 | Setra Systems, Inc. | Pressure transducer housing with barometric pressure isolation |
US20040099061A1 (en) | 1997-12-22 | 2004-05-27 | Mks Instruments | Pressure sensor for detecting small pressure differences and low pressures |
US6443015B1 (en) * | 1999-09-10 | 2002-09-03 | Mks Instruments, Inc. | Baffle for a capacitive pressure sensor |
US6508129B1 (en) | 2000-01-06 | 2003-01-21 | Rosemount Inc. | Pressure sensor capsule with improved isolation |
CN1151367C (zh) | 2000-01-06 | 2004-05-26 | 罗斯蒙德公司 | 微机电系统(mems)用的电互联的晶粒生长 |
US6505516B1 (en) | 2000-01-06 | 2003-01-14 | Rosemount Inc. | Capacitive pressure sensing with moving dielectric |
US6520020B1 (en) | 2000-01-06 | 2003-02-18 | Rosemount Inc. | Method and apparatus for a direct bonded isolated pressure sensor |
US6561038B2 (en) | 2000-01-06 | 2003-05-13 | Rosemount Inc. | Sensor with fluid isolation barrier |
US6328647B1 (en) | 2000-04-06 | 2001-12-11 | Jon E. Traudt | Pressure differential detecting system, and method of use |
US7252011B2 (en) | 2002-03-11 | 2007-08-07 | Mks Instruments, Inc. | Surface area deposition trap |
JP4159895B2 (ja) * | 2003-02-17 | 2008-10-01 | キヤノンアネルバ株式会社 | 静電容量型圧力センサ及びその製造方法 |
US6837112B2 (en) * | 2003-03-22 | 2005-01-04 | Stec Inc. | Capacitance manometer having a relatively thick flush diaphragm under tension to provide low hysteresis |
US6993973B2 (en) * | 2003-05-16 | 2006-02-07 | Mks Instruments, Inc. | Contaminant deposition control baffle for a capacitive pressure transducer |
US7201057B2 (en) | 2004-09-30 | 2007-04-10 | Mks Instruments, Inc. | High-temperature reduced size manometer |
US7213464B1 (en) | 2004-10-25 | 2007-05-08 | Traudt Jon E | System for visually monitoring pressure in an enclosed space |
US7204150B2 (en) | 2005-01-14 | 2007-04-17 | Mks Instruments, Inc. | Turbo sump for use with capacitive pressure sensor |
CH697766B1 (de) * | 2005-11-25 | 2009-02-13 | Inficon Gmbh | Blendenanordnung für eine Vakuummesszelle. |
DE102006022377B4 (de) * | 2006-05-12 | 2016-03-03 | Robert Bosch Gmbh | Mikromechanische Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer mikromechanischen Vorrichtung |
US20090015269A1 (en) * | 2007-07-13 | 2009-01-15 | Pinto Gino A | Stray Capacitance Compensation for a Capacitive Sensor |
EP2201346B1 (en) * | 2007-09-28 | 2013-08-21 | Meggitt (San Juan Capistrano), Inc. | Silicon sensing structure to detect through-plane motion a plane of material with thermal expansion substantially different from that of silicon |
KR101588714B1 (ko) | 2011-09-29 | 2016-01-26 | 엠케이에스 인스트루먼츠, 인코포레이티드 | 개선된 전극 구조를 가진 용량성 압력 센서 |
KR101588725B1 (ko) * | 2011-10-11 | 2016-01-26 | 엠케이에스 인스트루먼츠, 인코포레이티드 | 압력 센서 |
TW201331564A (zh) * | 2012-01-20 | 2013-08-01 | sen-mu Gao | 以空氣壓力感測元件感測液體壓力之結構 |
DE102013015218A1 (de) | 2013-09-13 | 2015-03-19 | Hella Kgaa Hueck & Co. | Gassensor und Kraftfahrzeug mit einem Gassensor |
DE102016124026A1 (de) * | 2016-12-12 | 2018-06-14 | Endress+Hauser SE+Co. KG | Drucksensor zur Ermittlung eines Differenzdruckes |
CN110132484A (zh) * | 2019-05-31 | 2019-08-16 | 江苏鲁汶仪器有限公司 | 一种离子束刻蚀系统的真空测量工具的保护装置 |
US11287342B2 (en) | 2020-03-20 | 2022-03-29 | Mks Instruments, Inc. | Capacitance manometer with improved baffle for improved detection accuracy |
CN115144124B (zh) * | 2021-03-30 | 2024-09-13 | 杭州三花研究院有限公司 | 传感器和阀组件 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3195028A (en) * | 1961-02-13 | 1965-07-13 | Rosemount Eng Co Ltd | Capacitance pressure gage |
US3968694A (en) * | 1975-04-21 | 1976-07-13 | Geophysical Research Corporation | Gauge for remotely indicating the pressure of a subterranean formation |
US4238964A (en) * | 1979-09-20 | 1980-12-16 | Teledyne Industries, Inc. | Vacuum gauge |
US4370890A (en) * | 1980-10-06 | 1983-02-01 | Rosemount Inc. | Capacitive pressure transducer with isolated sensing diaphragm |
US4358814A (en) * | 1980-10-27 | 1982-11-09 | Setra Systems, Inc. | Capacitive pressure sensor |
US4389895A (en) * | 1981-07-27 | 1983-06-28 | Rosemount Inc. | Capacitance pressure sensor |
US4426769A (en) * | 1981-08-14 | 1984-01-24 | Amp Incorporated | Moisture getter for integrated circuit packages |
US4414851A (en) * | 1981-08-28 | 1983-11-15 | Motorola, Inc. | Gauge pressure sensor |
JPH0812123B2 (ja) * | 1987-11-27 | 1996-02-07 | 日本碍子株式会社 | 圧力センサ |
US4823603A (en) * | 1988-05-03 | 1989-04-25 | Vacuum General, Inc. | Capacitance manometer having stress relief for fixed electrode |
SE461300B (sv) * | 1988-05-17 | 1990-01-29 | Hydrolab Ab | Tryckmaetare |
US5134887A (en) * | 1989-09-22 | 1992-08-04 | Bell Robert L | Pressure sensors |
-
1991
- 1991-12-23 US US07/812,785 patent/US5271277A/en not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-12-14 EP EP92311399A patent/EP0549229B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-12-14 CA CA002085302A patent/CA2085302C/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-12-14 DE DE69213904T patent/DE69213904T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-12-18 JP JP4339256A patent/JPH0743291B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019109216A (ja) * | 2017-12-15 | 2019-07-04 | 東泰高科装備科技有限公司Dongtai Hi−Tech Equipment Technology Co., Ltd | 真空測定装置 |
JP2021131298A (ja) * | 2020-02-19 | 2021-09-09 | アズビル株式会社 | 圧力センサ |
WO2022196438A1 (ja) * | 2021-03-15 | 2022-09-22 | Semitec株式会社 | 気圧検出センサ、気圧検出装置及び気圧検出装置の製造方法 |
JPWO2022196438A1 (ja) * | 2021-03-15 | 2022-09-22 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0743291B2 (ja) | 1995-05-15 |
EP0549229A3 (en) | 1993-07-21 |
EP0549229B1 (en) | 1996-09-18 |
DE69213904D1 (de) | 1996-10-24 |
DE69213904T2 (de) | 1997-02-06 |
EP0549229A2 (en) | 1993-06-30 |
US5271277A (en) | 1993-12-21 |
CA2085302A1 (en) | 1993-06-24 |
CA2085302C (en) | 1996-08-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH05264385A (ja) | 静電容量圧力変換装置及びそのセル | |
US4176557A (en) | Pressure sensor | |
EP0473109B1 (en) | A pressure sensor | |
US4358814A (en) | Capacitive pressure sensor | |
JP4208295B2 (ja) | 組合せ式流体圧力および温度センサ装置 | |
US5150275A (en) | Capacitive pressure sensor | |
US5396803A (en) | Dual balanced capacitance manometers for suppressing vibration effects | |
US5939639A (en) | Pressure transducer housing with barometric pressure isolation | |
US20050056097A1 (en) | Pressure sensor | |
JP3431603B2 (ja) | 圧力センサ | |
US4774626A (en) | Pressure sensor with improved capacitive pressure transducer | |
JPH02189435A (ja) | 圧力センサー | |
JPH06132545A (ja) | 圧力検出装置 | |
JP2001174353A (ja) | 圧力測定装置 | |
KR20080031669A (ko) | 가열된 압력 변환기용 열 장착 플레이트 | |
US6363790B1 (en) | Pressure sensor | |
US2714703A (en) | Transducer | |
US6612176B2 (en) | Pressure transducer assembly with thermal shield | |
US5249469A (en) | Pressure gauge | |
US4202081A (en) | Method of assembling a pressure sensor | |
JP4766771B2 (ja) | ロードセル | |
GB1578935A (en) | Pressure sensor | |
JP2002195895A (ja) | ロードセル | |
US4134304A (en) | Air pressure transducer of diffusion type | |
JPH04258730A (ja) | ダイアフラム型変換器 |