JPH055666A - Differential pressure measuring device - Google Patents

Differential pressure measuring device

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Publication number
JPH055666A
JPH055666A JP15873591A JP15873591A JPH055666A JP H055666 A JPH055666 A JP H055666A JP 15873591 A JP15873591 A JP 15873591A JP 15873591 A JP15873591 A JP 15873591A JP H055666 A JPH055666 A JP H055666A
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JP
Japan
Prior art keywords
diaphragm
pressure
pressure receiving
measuring device
diaphragms
Prior art date
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Pending
Application number
JP15873591A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tatsuhiko Miyauchi
龍彦 宮内
Takashi Miyashita
隆史 宮下
Tadao Mikami
忠生 三上
Kenichi Yoshioka
賢一 吉岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
Priority to JP15873591A priority Critical patent/JPH055666A/en
Publication of JPH055666A publication Critical patent/JPH055666A/en
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  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain the differential pressure measuring device enhanced in hysteresis and durability. CONSTITUTION:A sealing liquid type differential pressure measuring device is equipped with a housing consisting of a neck part 1A and a pressure receiving part 1B, the pressure-electric signal converter element provided to the neck part 1A, the center diaphragm 7 provided to the pressure receiving part 1B, the liquid separating diaphragms 12, 13 provided to both side surfaces of the pressure receiving part 1B and the back plates 6A, 6B provided to the pressure receiving part 1B in opposed relation to the liquid separating diaphragms 12, 13. The back plates 6A, 6B formed so that the reference positions of the liquid separating diaphragms 12, 13 at room temp. become a recessed state on the side of the center diaphragm 7 from the natural shapes of the liquid separating diaphragms 12, 13 are mounted.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高温過大圧時の隔液ダ
イアフラムに発生する応力の低下が図られ、ヒステリシ
スおよび耐久性が向上された差圧測定装置に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a differential pressure measuring device in which stress generated in a diaphragm of a diaphragm at a high temperature and overpressure is reduced, and hysteresis and durability are improved.

【0002】[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―1816
42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。
2. Description of the Related Art FIG. 3 is an explanatory view of the configuration of a conventional example which has been generally used, for example, in the actual Japanese Utility Model Laid-Open No. 60-1816.
No. 42. In the figure, reference numeral 1 denotes a housing, which has a cylindrical neck portion 1A and an end outer peripheral edge portion 1C of the neck portion 1A.
In, the pressure receiving portion 1B is connected by welding and has a block shape. The high-pressure side flange 2 and the low-pressure side flange 3 are fixed to both sides of the housing 1 by welding or the like. The high-pressure fluid inlet port 4 of the pressure PH to be measured and the low-pressure fluid pressure PL An introduction port 5 is provided.

【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。
A pressure measuring chamber 6 is formed in the housing 1, and a center diaphragm 7 and a silicon diaphragm 8 are provided in the pressure measuring chamber 6. The center diaphragm 7 and the silicon diaphragm 8 are separately fixed to the wall of the pressure measuring chamber 6, and the center diaphragm 7 and the silicon diaphragm 8 both divide the pressure measuring chamber 6 into two parts. Back plates 6A and 6B are formed on the wall of the pressure measuring chamber 6 facing the center diaphragm 7.

【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。
A peripheral portion of the center diaphragm 7 is welded to the housing 1. The silicon diaphragm 8 is entirely formed of a single crystal silicon substrate. Selectively diffuse impurities such as boron on one surface of the silicon substrate 4
Then, a strain gauge 80 is formed, and the other surface is machined and etched to form a diaphragm having an overall concave shape. When the silicon diaphragm 8 bends under the pressure difference ΔP, two strain gages 80 pull two
Are connected to a Wheatstone bridge circuit, and the resistance change is a differential pressure ΔP.
Is detected as a change in.

【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。
Reference numeral 81 is a lead whose one end is attached to the strain gauge 80. Reference numeral 82 is a hermetic terminal to which the other end of the lead 81 is connected. The support 9 has a hermetic terminal,
A silicon diaphragm 8 is adhesively fixed to the end surface of the support 9 on the pressure measurement chamber 6 side by a method such as low-melting glass connection.
Pressure introducing chambers 10 and 11 are formed between the housing 1 and the high pressure side flange 2 and the low pressure side flange 3.

【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。
Separating diaphragms 12 and 13 are provided in the pressure introducing chambers 10 and 11, respectively.
A back plate having a shape similar to that of the diaphragms 12 and 13 is formed on the walls 10 A and 11 A of the housing 1 facing the housing 13. The space formed by the liquid diaphragms 12 and 13 and the back plates 10A and 11A and the pressure measuring chamber 6 are in communication with each other through communication holes 14 and 15.

【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101,1
02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。
Filling liquid 101, 102 such as silicone oil is filled between the diaphragms 12, 13.
The filled liquid 101, 1 reaches the upper and lower surfaces of the silicon diaphragm 8 through the communication holes 16, 17.
02 is a center diaphragm 7 and a silicon diaphragm 8
It is divided into two by and, but the amount is considered to be almost equal.

【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。
In the above structure, when pressure is applied from the high pressure side, the pressure acting on the diaphragm 12 is
It is transmitted to the silicon diaphragm 8 by the enclosed liquid 101. On the other hand, when pressure acts from the low pressure side, the pressure acting on the diaphragm diaphragm 13 is transmitted to the silicon diaphragm 8 by the enclosed liquid 102.

【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。
As a result, the silicon diaphragm 8 is distorted according to the pressure difference between the high pressure side and the low pressure side, and the strain amount is electrically taken out by the strain gauge 80, and the differential pressure is measured. ..

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】この様な装置におい
て、原理的構成説明図を図4に、原理説明図を図5に示
す。 ここにおいて、VB1は、隔液ダイアフラムとバッ
クプレ―ト間の封入液の量、Vs は、センタダイアフラ
ム回りの封入液の量、VB1は、センサ部分の回りおよび
連通孔の封入液の量である。ここで、図示のごとく、隔
液ダイアフラム12が圧力Pを受けると、圧力Pは封入
液101を介してセンタダイアフラム7およびシリコン
ダイアフラム8に伝達され、センタダイアフラム7は、
図の右側に凸状に変形する。したがって、センタダイア
フラム7の排除容積だけ、図の左側のVB1は減少し、図
の右側のVB1は増加する。圧力Pが、あらかじめ設定さ
れた圧力P1 に達すると、隔液ダイアフラム12はバッ
クプレ―ト10Aに密着し、これ以上の圧力をシリコン
ダイアフラム8に伝達せず、センサ部分は保護される。
この場合、隔液ダイアフラム12,13の初期位置は、
隔液ダイアフラムの自然状態での形状の位置となってい
る。常温においては、次の関係が成立つ。 (1)左側の隔液ダイアフラムの排除容積=センタダイ
アフラムの排除容積=右側の隔液ダイアフラムの排除容
積 (2)各ダイアフラムの排除容積の最大値=VB1 今、温度が上昇すると、封入液101,102の膨脹係
数は、一般に金属に比べて非常に大きい為、封入液10
1,102の容積は、体積膨脹分だけ増加する。封入液
の体積膨脹係数をαとすると、温度がΔTだけ上昇した
ときのVB1は次の様になる。 VB1 at T ℃=VB1+(VB1+Vs +VB2)×α×ΔT (3 ) これは、圧力が零で、すでに隔液ダイアフラム12,13は (VB1+Vs +VB2)×α×ΔT (4) だけ凸になっている事を示す。更に、過大圧P1 を受け
る事により、各ダイアフラム12,13は、 VB1 at T ℃ (5 )だけの容積を排除する。 よって、図の右側の隔液ダイアフラム13は、(4)+
(5)だけ図の右に凸となる。 (4)+(5) =(VB1+Vs +VB2)×α×ΔT+VB1 at T ℃ =(VB1+Vs +VB2)×α×ΔT +VB1+(VB1+Vs +VB2)×α×ΔT =VB1+2(VB1+Vs +VB2)×α×ΔT (6) 以上により隔液ダイアフラムの最大排除容積は次のよう
になる。隔液ダイアフラム13(この際は、凸状になっ
ている。)=(6)式 =VB1+2(VB1+Vs +VB2)×α×ΔT (7) 隔液ダイアフラム12(この際は、凹状になってい
る。) =VB1 atRT (VB1 atRT でバックプレ―ト10Aに密着する。) (8) よって、隔液ダイアフラム13側(凸側)が隔液ダイア
フラム12側(凹側)より、2(VB1+Vs +VB2)×
α×ΔTだけ封入液を多く排除する。図6に、隔液ダイ
アフラムの排除容積と最大応力の関係を示す。排除容積
の増加に従って、応力は指数関数的に増加し、応力の増
加にしたがって、隔液ダイアフラムは塑性変型し、差圧
測定装置としては、入出力ヒステリシスとして表われ
る。このヒステリシスが最も大きくなるのは排斥容積が
最大となる高温過大圧時であり、このときのヒステリシ
スは主として凸となる隔液ダイアフラムにより発生す
る。この為、常温における隔液ダイアフラムの基準位置
を、隔液ダイアフラムの自然形状位置とした従来構造で
は、全体の封入液が多い場合には、封入液の膨脹量も大
きくなり、高温過大圧時の凸になる側の隔液ダイアフラ
ムの応力が大きくなり、ヒステリシスが大きくなり、ま
た耐久性も低下する。センタダイアフラム方式を採用し
た差圧測定装置では、どうしても封入液が多くなり上述
の問題点が発生する。また、高精度、例えば、全体誤差
±0.1%の差圧測定装置では、上述のヒステリシスの
存在が全体誤差に及ぼす影響は大きくなり、ヒステリシ
スを出来るだけ小さくする事が必要となる。本発明は、
この問題点を、解決するものである。
In such an apparatus, a principle configuration explanatory view is shown in FIG. 4 and a principle explanatory view is shown in FIG. Here, VB1 is the amount of the enclosed liquid between the diaphragm and the back plate, Vs is the amount of the enclosed liquid around the center diaphragm, and VB1 is the amount of the enclosed liquid around the sensor portion and in the communication hole. .. Here, as shown in the figure, when the liquid diaphragm 12 receives the pressure P, the pressure P is transmitted to the center diaphragm 7 and the silicon diaphragm 8 via the filled liquid 101, and the center diaphragm 7 is
It deforms convexly on the right side of the figure. Therefore, VB1 on the left side of the figure decreases and VB1 on the right side of the figure increases by the excluded volume of the center diaphragm 7. When the pressure P reaches a preset pressure P1, the diaphragm diaphragm 12 comes into close contact with the back plate 10A, and no further pressure is transmitted to the silicon diaphragm 8, and the sensor portion is protected.
In this case, the initial positions of the diaphragms 12 and 13 are
It is the position of the shape of the diaphragm in its natural state. The following relationships are established at room temperature. (1) Excluded Volume of Left Separating Diaphragm = Excluded Volume of Center Diaphragm = Excluded Volume of Right Diaphragm Diaphragm (2) Maximum value of excluded volume of each diaphragm = VB1 Now, when the temperature rises, the enclosed liquid 101, Since the expansion coefficient of 102 is generally much larger than that of metal, the filling liquid 10
The volume of 1,102 increases by the volume expansion. When the volume expansion coefficient of the enclosed liquid is α, VB1 when the temperature rises by ΔT is as follows. VB1 at T ℃ = VB1 + (VB1 + Vs + VB2) × α × ΔT (3) This is because the pressure is zero and the diaphragms 12 and 13 are already convex by (VB1 + Vs + VB2) × α × ΔT (4). Show a thing. Further, by receiving the overpressure P1, each of the diaphragms 12 and 13 eliminates the volume of VB1 at T ° C. (5). Therefore, the diaphragm diaphragm 13 on the right side of the figure is (4) +
Only (5) is convex to the right of the figure. (4) + (5) = (VB1 + Vs + VB2) × α × ΔT + VB1 at T ° C. = (VB1 + Vs + VB2) × α × ΔT + VB1 + (VB1 + Vs + VB2) × α × ΔT = VB1 + 2 (VB1 + VS2) × VB1 + VB2 + Vs2 From the above, the maximum excluded volume of the diaphragm is as follows. Separating diaphragm 13 (convex in this case) = (6) formula = VB1 + 2 (VB1 + Vs + VB2) × α × ΔT (7) Separating diaphragm 12 (concave in this case). ) = VB1 atRT (contacts the back plate 10A at VB1 atRT.) (8) Therefore, the diaphragm diaphragm 13 side (convex side) is more than the diaphragm diaphragm 12 side (concave side) 2 (VB1 + Vs + VB2) ×
Exclude a large amount of enclosed liquid by α × ΔT. FIG. 6 shows the relationship between the excluded volume of the diaphragm and the maximum stress. As the excluded volume increases, the stress increases exponentially, and as the stress increases, the diaphragm of the diaphragm deforms plastically, which appears as input / output hysteresis in the differential pressure measuring device. This hysteresis becomes the largest at the time of high temperature and pressure at which the repulsion volume becomes maximum, and the hysteresis at this time is mainly generated by the convex diaphragm. Therefore, in the conventional structure in which the reference position of the diaphragm at normal temperature is the natural shape of the diaphragm, the expansion amount of the enclosed liquid is large when the whole enclosed liquid is large, and the expansion amount at high temperature and overpressure is large. The stress of the diaphragm on the convex side increases, the hysteresis increases, and the durability decreases. In the differential pressure measuring device adopting the center diaphragm method, the amount of filled liquid is inevitably increased and the above-mentioned problems occur. Further, in a high-accuracy, for example, differential pressure measuring device having an overall error of ± 0.1%, the influence of the presence of the above-mentioned hysteresis on the overall error becomes large, and it is necessary to make the hysteresis as small as possible. The present invention is
This problem is solved.

【0011】本発明の目的は、高温過大圧時の隔液ダイ
アフラムに発生する応力の低下が図られ、ヒステリシス
および耐久性が向上された差圧測定装置を提供するにあ
る。
An object of the present invention is to provide a differential pressure measuring device in which the stress generated in the diaphragm of the diaphragm at a high temperature and overpressure is reduced, and the hysteresis and durability are improved.

【0012】[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、本発明は、首部と受圧部と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
受圧部に設けられた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、該隔液ダイ
アフラムに対向して前記受圧部に設けられたバックプレ
―トとを具備する封入液型の差圧測定装置において、常
温における前記隔液ダイアフラムの基準位置が隔液ダイ
アフラムの自然形状より前記センタダイアフラム側に凹
となるように形成されたバックプレ―トを具備したこと
を特徴とする差圧測定装置を構成したものである。
To achieve this object, the present invention provides a housing comprising a neck portion and a pressure receiving portion,
A pressure-electrical signal conversion element provided on the neck portion, a center diaphragm provided on the pressure receiving portion, a liquid diaphragm provided on both side surfaces of the pressure receiving portion, and the pressure receiving surface facing the liquid diaphragm. In a sealed liquid type differential pressure measuring device having a back plate provided in the section, the reference position of the diaphragm of the diaphragm at room temperature is concave to the center diaphragm side from the natural shape of the diaphragm of diaphragm. The differential pressure measuring device is characterized by comprising the formed back plate.

【0013】[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。
In the above structure, when pressure is applied from the high pressure side, the pressure acting on the diaphragm is transmitted to the silicon diaphragm by the enclosed liquid. On the other hand, when pressure acts from the low pressure side, the pressure acting on the diaphragm is transmitted to the silicon diaphragm by the enclosed liquid. As a result, the silicon diaphragm is distorted according to the pressure difference between the high pressure side and the low pressure side, and this strain amount is a strain gauge.
It is taken out electrically and the differential pressure is measured.

【0014】而して、常温における隔液ダイアフラムの
基準位置が隔液ダイアフラムの自然形状より受圧部側に
凹となるようにバックプレ―トが、形成されているの
で、高温過大圧時に隔液ダイアフラムに発生する応力を
従来例より小さくする事が出来る。以下、実施例に基づ
き詳細に説明する。
Since the back plate is formed so that the reference position of the diaphragm at room temperature is concave toward the pressure receiving portion side from the natural shape of the diaphragm, the diaphragm is separated at high temperature and overpressure. The stress generated in the diaphragm can be made smaller than in the conventional example. Hereinafter, detailed description will be given based on examples.

【0015】[0015]

【実施例】図1は本発明の一実施例の要部構成説明図、
図2は図1の原理説明図である。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。21,22は、常温における隔液ダイ
アフラム12,13の基準位置が隔液ダイアフラム1
2,13の自然形状よりセンタダイアフラム7側に凹と
なるように形成されたバックプレ―トである。図2にお
いて、点線は隔液ダイアフラム12,13の自然状態に
おける形状を示す。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is an explanatory view of the essential structure of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of the principle of FIG. In the figure, the same symbols as those in FIG. 3 represent the same functions. Only parts different from FIG. 3 will be described below. The reference positions of the diaphragms 12 and 13 of the diaphragms 21 and 13 at room temperature are the diaphragms 1 and 21.
The back plate is formed so as to be concave toward the center diaphragm 7 side from the natural shapes 2 and 13. In FIG. 2, the dotted line shows the shape of the diaphragms 12 and 13 in the natural state.

【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。
In the above structure, when pressure is applied from the high pressure side, the pressure acting on the diaphragm 12 is
It is transmitted to the silicon diaphragm 8 by the enclosed liquid 101. On the other hand, when pressure acts from the low pressure side, the pressure acting on the diaphragm diaphragm 13 is transmitted to the silicon diaphragm 8 by the enclosed liquid 102. As a result, depending on the pressure difference between the high pressure side and the low pressure side, the silicon diaphragm 8
Is strained, and the strain amount is electrically taken out by the strain gauge 80, and the differential pressure is measured.

【0017】而して、常温における隔液ダイアフラム1
2,13の基準位置が隔液ダイアフラム12,13の自
然形状よりセンタダイアフラム側に凹となるようにバッ
クプレ―ト12,13が、形成されているので、高温過
大圧時に隔液ダイアフラムに発生する応力を従来例より
小さくする事が出来る。すなわち、(7)(8)式より
隔液ダイアフラムが凸に変形する最大の排除容積は、凹
に変形する時の排除容積より2(VB1+Vs +VB2)×
α×ΔTだけ多い。よって、凸量と凹量を同じにするに
は、隔液ダイアフラム12,13の初期位置を自然形状
より(VB1+Vs +VB2)×α×ΔTになるようにバッ
クプレ―ト21,22を設計する。この場合は、ΔT=
100℃として設計されている。高温過大圧時の隔液ダ
イアフラムの凸状に変形した側の排除容積は、(6)式
より VB1 atT℃=VB1 atRT +2(VB1+Vs +VB2)×α×ΔT であるが、これは隔液ダイアフラムの初期位置が凹なの
で、自然形状から見ると 、 VB1+2(VB1+Vs +VB2)×α×ΔT−(VB1+Vs +VB2)×α×Δ T =VB1+(VB1+Vs +VB2)×α×ΔT しか排除していない為、従来例より発生応力を小さくす
る事が出来る。
Thus, the diaphragm 1 at room temperature
Since the back plates 12 and 13 are formed such that the reference positions of 2 and 13 are recessed toward the center diaphragm side from the natural shape of the diaphragms 12 and 13, they are generated in the diaphragm at high temperature and overpressure. The applied stress can be made smaller than in the conventional example. That is, according to the equations (7) and (8), the maximum excluded volume in which the diaphragm is deformed into a convex shape is 2 (VB1 + Vs + VB2) times the excluded volume in the case of being deformed into a concave shape.
There are many α × ΔT. Therefore, in order to make the convex amount and the concave amount the same, the back plates 21 and 22 are designed so that the initial positions of the diaphragms 12 and 13 are (VB1 + Vs + VB2) × α × ΔT from the natural shape. In this case, ΔT =
Designed as 100 ° C. The displacement volume on the convexly deformed side of the diaphragm at high temperature and overpressure is VB1 at T ° C = VB1 atRT + 2 (VB1 + Vs + VB2) × α × ΔT according to equation (6), which is the diaphragm diaphragm. Since the initial position is concave, when viewed from the natural shape, only VB1 + 2 (VB1 + Vs + VB2) × α × ΔT− (VB1 + Vs + VB2) × α × ΔT = VB1 + (VB1 + Vs + VB2) × α × ΔT are excluded. The generated stress can be further reduced.

【0018】この結果、高温過大圧時に隔液ダイアフラ
ム12,13に発生する応力を小さくする事が出来るた
めに、高温過大圧ヒステリシスを小さくする事が出来、
かつ、耐久性が向上する。
As a result, the stress generated in the diaphragms 12 and 13 at high temperature and high pressure can be reduced, so that the high temperature and overpressure hysteresis can be reduced.
And durability is improved.

【0019】なお、前述の実施例においては、バックプ
レ―ト21,22は、ΔTを100℃として設計したも
のについて説明したが、これに限ることはなく、要する
に、常温における前記隔液ダイアフラムの基準位置が、
隔液ダイアフラムの自然形状よりセンタダイアフラム7
側に凹となるように形成されたバックプレ―トで、あれ
ば良い。隔液ダイアフラム12,13が凹状に組立てら
れていれば過大圧力時の応力を少しでも減ずる事が出来
るからである。
In the above-mentioned embodiments, the back plates 21 and 22 are designed to have a ΔT of 100 ° C., but the invention is not limited to this. The reference position is
Center diaphragm 7 based on the natural shape of the diaphragm
It is sufficient if the back plate is formed so as to be concave on the side. This is because if the diaphragms 12 and 13 are assembled in a concave shape, the stress at the time of excessive pressure can be reduced as much as possible.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、首部と
受圧部と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、前記受圧部に設けられたセ
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、該隔液ダイアフラムに対向して前
記受圧部に設けられたバックプレ―トとを具備する封入
液型の差圧測定装置において、常温における前記隔液ダ
イアフラムの基準位置が隔液ダイアフラムの自然形状よ
り前記センタダイアフラム側に凹となるように形成され
たバックプレ―トを具備したことを特徴とする差圧測定
装置を構成した。
As described above, according to the present invention, a housing including a neck portion and a pressure receiving portion, a pressure-electric signal converting element provided on the neck portion, a center diaphragm provided on the pressure receiving portion, A sealed liquid type differential pressure measuring device comprising a diaphragm diaphragm provided on both side surfaces of the pressure receiving portion and a back plate provided on the pressure receiving portion facing the diaphragm diaphragm, at room temperature. A differential pressure measuring device comprising a back plate formed such that a reference position of the diaphragm is concave toward the center diaphragm with respect to a natural shape of the diaphragm.

【0021】而して、常温における隔液ダイアフラム基
準位置が隔液ダイアフラムの自然形状よりセンタダイア
フラム側に凹となるようにバックプレ―トが、形成され
ているので、高温過大圧時に隔液ダイアフラムに発生す
る応力を従来例より小さくする事が出来る。
Since the back plate is formed such that the reference position of the diaphragm at room temperature is concave to the center diaphragm side from the natural shape of the diaphragm, the diaphragm diaphragm at high temperature and overpressure is formed. It is possible to reduce the stress generated in the case compared to the conventional example.

【0022】この結果、高温過大圧時に隔液ダイアフラ
ムに発生する応力を小さくする事が出来るために、高温
過大圧ヒステリシスを小さくする事が出来、かつ、耐久
性が向上する。
As a result, the stress generated in the diaphragm at high temperature and high pressure can be reduced, so that the high temperature and high pressure hysteresis can be reduced and the durability can be improved.

【0023】従って、本発明によれば、高温過大圧時の
隔液ダイアフラムに発生する応力の低下が図られ、ヒス
テリシスおよび耐久性が向上された差圧測定装置を実現
することが出来る。
Therefore, according to the present invention, it is possible to realize the differential pressure measuring device in which the stress generated in the diaphragm of the diaphragm at the time of high temperature and overpressure is reduced, and the hysteresis and the durability are improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例の要部構成説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a main part configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】図1の原理説明図である。FIG. 2 is an explanatory view of the principle of FIG.

【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。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a conventional example that is generally used in the past.

【図4】図3の原理的構成説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of the principle configuration of FIG.

【図5】図3の原理説明図である。5 is a diagram illustrating the principle of FIG.

【図6】図3の動作説明図である。FIG. 6 is an operation explanatory diagram of FIG. 3;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 11…圧力導入室 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…バックプレ―ト 22…バックプレ―ト 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 1 ... Housing 1A ... Neck 1B ... Pressure receiving part 1C ... Welding 2 ... High pressure side flange 3 ... Low pressure side flange 4 ... Inlet port 5 ... Inlet port 6 ... Pressure measuring chamber 6A ... Back plate 6B ... Back plate 7 ... Center diaphragm 8 ... Silicon diaphragm 9 ... Support 10 ... Pressure introducing chamber 11 ... Pressure introducing chamber 12 ... Separating diaphragm 13 ... Separating diaphragm 14 ... Communication hole 15 ... Communication hole 16 ... Communication hole 17 ... Communication hole 21 ... Back prep -Tote 22 ... Back plate 80 ... Strain gauge 81 ... Lead 82 ... Hermetic terminal 101 ... Encapsulating liquid 102 ... Encapsulating liquid

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉岡 賢一 東京都武蔵野市中町2丁目9番32号 横河 電機株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kenichi Yoshioka 2-9-32 Nakamachi, Musashino-shi, Tokyo Yokogawa Electric Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】首部と受圧部と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
圧部に設けられた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、該隔液ダイア
フラムに対向して前記受圧部に設けられたバックプレ―
トとを具備する封入液型の差圧測定装置において、常温
における前記隔液ダイアフラムの基準位置が隔液ダイア
フラムの自然形状より前記センタダイアフラム側に凹と
なるように形成されたバックプレ―トを具備したことを
特徴とする差圧測定装置。
Claim: What is claimed is: 1. A housing comprising a neck portion and a pressure receiving portion, a pressure-electric signal conversion element provided on the neck portion, a center diaphragm provided on the pressure receiving portion, and a pressure receiving portion of the pressure receiving portion. Separating diaphragms provided on both side surfaces, and a back plate provided on the pressure receiving portion so as to face the separating diaphragms.
And a back plate formed so that the reference position of the diaphragm at room temperature is concave toward the center diaphragm from the natural shape of the diaphragm. A differential pressure measuring device characterized by being provided.
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