JPH07218367A - 差圧測定装置 - Google Patents
差圧測定装置Info
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- JPH07218367A JPH07218367A JP1526894A JP1526894A JPH07218367A JP H07218367 A JPH07218367 A JP H07218367A JP 1526894 A JP1526894 A JP 1526894A JP 1526894 A JP1526894 A JP 1526894A JP H07218367 A JPH07218367 A JP H07218367A
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- housing
- differential pressure
- diaphragm
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高差圧で過大圧防止機能を有する装置であっ
てもセンタダイアフラムに塑性変形が生じず，ヒステリ
シスが小さく特性の優れた差圧測定装置を提供する。 【構成】 内部に封入液が満たされたハウジング１と，
該ハウジングの両側に設けられた一対の隔液ダイアフラ
ム１２，１３と，該隔液ダイアフラムが一定以上ハウジ
ング側に変位しないように設けられた移動阻止手段１０
Ａ，１０Ｂと，前記ハウジング内に設けられ前記封入液
が満たされた圧力測定室を高圧側と低圧側に２分すると
共に主受圧部となる厚肉部２０ａの外周に薄肉部２０ｂ
を有するセンタダイアフラム２０と，前記高圧側と低圧
側の差圧を検出する差圧検出手段２１と，を具備し，前
記差圧に基づく前記センタダイアフラムの移動に際して
は，前記薄肉部２０ｂが僅かに変位した後，前記厚肉部
２０ａの外周が該厚肉部に対向する前記ハウジングに当
接するようにした。
てもセンタダイアフラムに塑性変形が生じず，ヒステリ
シスが小さく特性の優れた差圧測定装置を提供する。 【構成】 内部に封入液が満たされたハウジング１と，
該ハウジングの両側に設けられた一対の隔液ダイアフラ
ム１２，１３と，該隔液ダイアフラムが一定以上ハウジ
ング側に変位しないように設けられた移動阻止手段１０
Ａ，１０Ｂと，前記ハウジング内に設けられ前記封入液
が満たされた圧力測定室を高圧側と低圧側に２分すると
共に主受圧部となる厚肉部２０ａの外周に薄肉部２０ｂ
を有するセンタダイアフラム２０と，前記高圧側と低圧
側の差圧を検出する差圧検出手段２１と，を具備し，前
記差圧に基づく前記センタダイアフラムの移動に際して
は，前記薄肉部２０ｂが僅かに変位した後，前記厚肉部
２０ａの外周が該厚肉部に対向する前記ハウジングに当
接するようにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，圧力変化を電気信号と
して検出する差圧測定装置に関し，特に高差圧を受ける
装置の改良に関するものである。
して検出する差圧測定装置に関し，特に高差圧を受ける
装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図６はセンタダイアフラムとして平板を
用いた従来の差圧測定装置の一例を示す断面構成図であ
る。図において，１はハウジングであり，このハウジン
グ１の両側には高圧側隔液ダイアフラム１２，低圧側隔
液ダイアフラムフランジ１３が溶接等によって固定され
ている。そして，両ダイアフラムに対向するハウジング
面にはバックプレート１０Ａ及び１１Ａが形成されてい
る。ハウジング１内には封入液が満たされた圧力測定室
６が形成されており，この圧力測定室内を２分してセン
タダイアフラム２が配置されている。２１は差圧検出手
段であり，圧力測定室６に連通する連通口１６，１７を
介して差圧が伝達される。
用いた従来の差圧測定装置の一例を示す断面構成図であ
る。図において，１はハウジングであり，このハウジン
グ１の両側には高圧側隔液ダイアフラム１２，低圧側隔
液ダイアフラムフランジ１３が溶接等によって固定され
ている。そして，両ダイアフラムに対向するハウジング
面にはバックプレート１０Ａ及び１１Ａが形成されてい
る。ハウジング１内には封入液が満たされた圧力測定室
６が形成されており，この圧力測定室内を２分してセン
タダイアフラム２が配置されている。２１は差圧検出手
段であり，圧力測定室６に連通する連通口１６，１７を
介して差圧が伝達される。
【０００３】以上の構成において，高圧（Ｈｐ）側から
圧力が印加された場合には，隔液ダイアフラム１２がバ
ックプレート１０Ａ側に変位する。そして，これらの変
位が一定以上になり過大圧が印加されると，隔液ダイア
フラム１２がバックプレート１０ａに密着しそれ以上の
圧力は印加されない。次に低圧（ＰL）側から圧力が印
加された場合には，隔液ダイアフラム１３がバックプレ
ート１１Ａ側に変位する。そして，これらの変位が一定
以上になり過大圧が印加されると，隔液ダイアフラム１
３がバックプレート１１Ａに密着しそれ以上の圧力は印
加されない。上記の構成により過大圧保護機構が機能す
る構造を得ることができる。
圧力が印加された場合には，隔液ダイアフラム１２がバ
ックプレート１０Ａ側に変位する。そして，これらの変
位が一定以上になり過大圧が印加されると，隔液ダイア
フラム１２がバックプレート１０ａに密着しそれ以上の
圧力は印加されない。次に低圧（ＰL）側から圧力が印
加された場合には，隔液ダイアフラム１３がバックプレ
ート１１Ａ側に変位する。そして，これらの変位が一定
以上になり過大圧が印加されると，隔液ダイアフラム１
３がバックプレート１１Ａに密着しそれ以上の圧力は印
加されない。上記の構成により過大圧保護機構が機能す
る構造を得ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような構造では測
定差圧によらず隔液ダイアフラム１２，１３とバックプ
レート１０Ａ，１１Ａ間の封入液の量は所定の量が必要
である。即ちこれらの間の間隔は差圧ゼロの状態から測
定差圧に応じて変位する距離と，更に過大圧を受けて変
位するための距離が必要であり，また，封入液は周囲温
度によって膨張／収縮するのでこの間の距離が少ないと
収縮時に隔液ダイアフラムと１２，１３とバックプレー
ト１０Ａ，１１Ａが接触し差圧が検出できなくなる。
定差圧によらず隔液ダイアフラム１２，１３とバックプ
レート１０Ａ，１１Ａ間の封入液の量は所定の量が必要
である。即ちこれらの間の間隔は差圧ゼロの状態から測
定差圧に応じて変位する距離と，更に過大圧を受けて変
位するための距離が必要であり，また，封入液は周囲温
度によって膨張／収縮するのでこの間の距離が少ないと
収縮時に隔液ダイアフラムと１２，１３とバックプレー
ト１０Ａ，１１Ａが接触し差圧が検出できなくなる。
【０００５】ところで，ダイアフラムは測定差圧が高く
なると，受圧径を一定とした場合板厚を厚くする必要が
ある。従って，過大圧が印加された場合には，ダイアフ
ラムは板厚によらず所定の量だけ変位しなければならな
いため，板厚が厚くなると変位による応力が高くなる。
そのため測定差圧には限界があるという問題があった。
また，厚いセンタダイアフラムをハウジングに挟んで固
定すると，ダイアフラムが圧力により変形したときに図
６のＡで示す支点部の応力が高くなり，変形時にこの部
分の摩擦によりヒステリシスが発生し特性誤差が生じる
という問題があった。さらに，板厚の厚い平板は，圧力
ー変位（＝体積）特性の非線形が大きいため，測定圧力
範囲内の圧力が印加されているときの変位が大きく，こ
れがシールダイアフラムの圧力損失の増加，及びヒステ
リシスの増加となり，特性誤差を生じるという問題があ
った。本発明は上記従来技術の問題点を解決するために
成されたもので，高差圧で過大圧防止機能を有する装置
であってもセンタダイアフラムに塑性変形が生じず，ヒ
ステリシスが小さく，特性の優れた差圧測定装置を提供
することを目的とする。
なると，受圧径を一定とした場合板厚を厚くする必要が
ある。従って，過大圧が印加された場合には，ダイアフ
ラムは板厚によらず所定の量だけ変位しなければならな
いため，板厚が厚くなると変位による応力が高くなる。
そのため測定差圧には限界があるという問題があった。
また，厚いセンタダイアフラムをハウジングに挟んで固
定すると，ダイアフラムが圧力により変形したときに図
６のＡで示す支点部の応力が高くなり，変形時にこの部
分の摩擦によりヒステリシスが発生し特性誤差が生じる
という問題があった。さらに，板厚の厚い平板は，圧力
ー変位（＝体積）特性の非線形が大きいため，測定圧力
範囲内の圧力が印加されているときの変位が大きく，こ
れがシールダイアフラムの圧力損失の増加，及びヒステ
リシスの増加となり，特性誤差を生じるという問題があ
った。本発明は上記従来技術の問題点を解決するために
成されたもので，高差圧で過大圧防止機能を有する装置
であってもセンタダイアフラムに塑性変形が生じず，ヒ
ステリシスが小さく，特性の優れた差圧測定装置を提供
することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は，内部に封入液が満たされたハウジングと，
該ハウジングの両側に設けられた一対の隔液ダイアフラ
ムと，該隔液ダイアフラムが一定以上ハウジング側に変
位しないように設けられた移動阻止手段と，前記ハウジ
ング内に設けられ前記封入液が満たされた圧力測定室を
高圧側と低圧側に２分すると共に主受圧部となる厚肉部
の外周に薄肉部を有するセンタダイアフラムと，前記高
圧側と低圧側の差圧を検出する差圧検出手段と，を具備
し，前記差圧に基づく前記センタダイアフラムの移動に
際しては，前記薄肉部が僅かに変位した後，前記厚肉部
の外周が該厚肉部に対向する前記ハウジングに当接する
ようにしたことを特徴とするものである。
に本発明は，内部に封入液が満たされたハウジングと，
該ハウジングの両側に設けられた一対の隔液ダイアフラ
ムと，該隔液ダイアフラムが一定以上ハウジング側に変
位しないように設けられた移動阻止手段と，前記ハウジ
ング内に設けられ前記封入液が満たされた圧力測定室を
高圧側と低圧側に２分すると共に主受圧部となる厚肉部
の外周に薄肉部を有するセンタダイアフラムと，前記高
圧側と低圧側の差圧を検出する差圧検出手段と，を具備
し，前記差圧に基づく前記センタダイアフラムの移動に
際しては，前記薄肉部が僅かに変位した後，前記厚肉部
の外周が該厚肉部に対向する前記ハウジングに当接する
ようにしたことを特徴とするものである。
【０００７】
【作用】高低圧側から圧力が印加されると，僅かの圧力
でセンタダイアフラムの厚肉部がボディに当たりそこを
支点として厚肉部が変形する。その場合，ダイアフラム
の外周が薄肉となっているため中央部に対して剛性が小
さい。従って厚肉部は単純支持円板の様に変形する。
でセンタダイアフラムの厚肉部がボディに当たりそこを
支点として厚肉部が変形する。その場合，ダイアフラム
の外周が薄肉となっているため中央部に対して剛性が小
さい。従って厚肉部は単純支持円板の様に変形する。
【０００８】
【実施例】以下図面を用いて本発明を説明する。図１は
本発明の差圧測定装置の一実施例を示す要部断面構成図
である。図において図６に示す従来例と同一要素には同
一符号を付して重複する説明は省略する。図において２
０は本発明で使用するセンタダイアフラムであり，この
ダイアフラムは中央に厚肉部２０ａが形成され，その外
周に薄肉部２０ｂが，更にその外周部に厚肉部２０ｃが
形成されている。そしてセンタダイアフラム２０は最外
周の厚肉部２０ｃがハウジング１に挟まれて外周が溶接
により固定されている。Ｄ，Ｄ’はセンタダイアフラム
の厚肉部２０ａの内周に位置し，ダイアフラムが差圧を
受けて変位した際に当接する部分である。
本発明の差圧測定装置の一実施例を示す要部断面構成図
である。図において図６に示す従来例と同一要素には同
一符号を付して重複する説明は省略する。図において２
０は本発明で使用するセンタダイアフラムであり，この
ダイアフラムは中央に厚肉部２０ａが形成され，その外
周に薄肉部２０ｂが，更にその外周部に厚肉部２０ｃが
形成されている。そしてセンタダイアフラム２０は最外
周の厚肉部２０ｃがハウジング１に挟まれて外周が溶接
により固定されている。Ｄ，Ｄ’はセンタダイアフラム
の厚肉部２０ａの内周に位置し，ダイアフラムが差圧を
受けて変位した際に当接する部分である。
【０００９】図２は装置が高圧側から過大圧を印加され
た状態を示す要部断面構成図であり，隔液ダイアフラム
１２がバックプレート１０Ａに密着し，センタダイアフ
ラムの厚肉部２０ａが前記Ｄ，Ｄ’部に当接している状
態を示している。この様な状態ではダイアフラムの厚肉
部２０ａは外周部２０ｂが薄肉になっているため中央の
厚肉部に対して剛性が小さくなる。従って厚肉部２０ａ
は単にＤ，Ｄ’部で支持された単純支持円板とみなすこ
とができる。一方図６で示す従来例のセンタダイアフラ
ム２は固定支持円板とみなすことができる。
た状態を示す要部断面構成図であり，隔液ダイアフラム
１２がバックプレート１０Ａに密着し，センタダイアフ
ラムの厚肉部２０ａが前記Ｄ，Ｄ’部に当接している状
態を示している。この様な状態ではダイアフラムの厚肉
部２０ａは外周部２０ｂが薄肉になっているため中央の
厚肉部に対して剛性が小さくなる。従って厚肉部２０ａ
は単にＤ，Ｄ’部で支持された単純支持円板とみなすこ
とができる。一方図６で示す従来例のセンタダイアフラ
ム２は固定支持円板とみなすことができる。
【００１０】ここで，同一径，同一厚さの両方の板に同
一の圧力が印加されたときの応力と中心の変位量を円板
の式により計算し，固定支持板側を基準として比較する
と下記の通りとなる。 即ち，変位を同じとすれば単純支持円板は固定支持円板
に対して応力はおよそ４割程度になり，薄肉部を設けた
ことによりハウジングに挟まれた厚肉部の応力も低下す
る。
一の圧力が印加されたときの応力と中心の変位量を円板
の式により計算し，固定支持板側を基準として比較する
と下記の通りとなる。 即ち，変位を同じとすれば単純支持円板は固定支持円板
に対して応力はおよそ４割程度になり，薄肉部を設けた
ことによりハウジングに挟まれた厚肉部の応力も低下す
る。
【００１１】図３（ａ）は単純支持円板と固定支持円板
に圧力を印加した場合の変位（ΔＶ）と応力（σ）の関
係を示す図，（ｂ）は同じく変位（ΔＶ）と測定範囲
（SPAN）の関係を示す図である。図３において（ａ）は
単純支持板は変位に対して応力の発生が少なく，（ｂ）
は測定範囲に対して変位量がより直線的になっているこ
とが分かる。
に圧力を印加した場合の変位（ΔＶ）と応力（σ）の関
係を示す図，（ｂ）は同じく変位（ΔＶ）と測定範囲
（SPAN）の関係を示す図である。図３において（ａ）は
単純支持板は変位に対して応力の発生が少なく，（ｂ）
は測定範囲に対して変位量がより直線的になっているこ
とが分かる。
【００１２】図４（ａ）はセンタダイアフラムの厚肉部
２０ａが当接するハウジング１のＤ，Ｄ’部の径（φ
Ａ，φＢ）を異ならせたものであり，このような構成に
よれば図４（ｂ）に示すように変位（ΔＶ）に対する測
定範囲（ΔＰ）をかえることができる。図（ｂ）は印加
された差圧に対する変位（ΔＶ1，ΔＶ2）が同じ場合，
高圧側では測定範囲がΔＰ1となり低圧側ではΔＰ2とな
ることを示している。
２０ａが当接するハウジング１のＤ，Ｄ’部の径（φ
Ａ，φＢ）を異ならせたものであり，このような構成に
よれば図４（ｂ）に示すように変位（ΔＶ）に対する測
定範囲（ΔＰ）をかえることができる。図（ｂ）は印加
された差圧に対する変位（ΔＶ1，ΔＶ2）が同じ場合，
高圧側では測定範囲がΔＰ1となり低圧側ではΔＰ2とな
ることを示している。
【００１３】図５はセンタダイアフラムの他の実施例を
示すもので（ａ）は薄板部となる溝を片側から設けたも
の。（ｂ），（ｃ）は溝を交互に複数個設けたもの（溝
の数に制限はない）。（ｅ）は厚板部の縁部中央に薄板
部を設けたもの，（ｆ）は厚板部の端部片側を薄板部と
したものである。これらの構成のうち（ｅ）〜（ｈ）の
ものは溶接部の板厚が薄いため溶接固定が容易になり，
（ｂ），（ｃ）（ｇ），（ｈ）に示すものは径方向の力
による剛性変化が小さくなるためハウジング１と膨張係
数の異なる材料を用いても周囲温度変化時の測定範囲の
変化を小さくすることができる。
示すもので（ａ）は薄板部となる溝を片側から設けたも
の。（ｂ），（ｃ）は溝を交互に複数個設けたもの（溝
の数に制限はない）。（ｅ）は厚板部の縁部中央に薄板
部を設けたもの，（ｆ）は厚板部の端部片側を薄板部と
したものである。これらの構成のうち（ｅ）〜（ｈ）の
ものは溶接部の板厚が薄いため溶接固定が容易になり，
（ｂ），（ｃ）（ｇ），（ｈ）に示すものは径方向の力
による剛性変化が小さくなるためハウジング１と膨張係
数の異なる材料を用いても周囲温度変化時の測定範囲の
変化を小さくすることができる。
【００１４】
【発明の効果】以上実施例とともに具体的に説明したよ
うに本発明によれば，センタダイアフラムの外周部の剛
性を中央部（主受圧部）より小さくし，圧力による変形
を中央部に持たせるようにした。そのため中央部が単純
支持円板に近い変形となる。その結果，固定支持円板に
比較して発生応力を低く（若しくは小型化）することが
可能となる。また，ハウジングとダイアフラムの挟み込
み部の応力が小さくなるためヒステリシスが小さくなっ
て特性が向上する。更に測定範囲内の圧力印加時の変位
が小さくなるため，隔液ダイアフラムの圧力損失も小さ
くなる。
うに本発明によれば，センタダイアフラムの外周部の剛
性を中央部（主受圧部）より小さくし，圧力による変形
を中央部に持たせるようにした。そのため中央部が単純
支持円板に近い変形となる。その結果，固定支持円板に
比較して発生応力を低く（若しくは小型化）することが
可能となる。また，ハウジングとダイアフラムの挟み込
み部の応力が小さくなるためヒステリシスが小さくなっ
て特性が向上する。更に測定範囲内の圧力印加時の変位
が小さくなるため，隔液ダイアフラムの圧力損失も小さ
くなる。
【図１】本発明の差圧測定装置の一実施例を示す断面構
成図
成図
【図２】高圧側から過大圧が印加された状態を示す要部
断面図である。
断面図である。
【図３】単純支持円板と固定支持円板に圧力を印加した
場合の変位（ΔＶ）と応力（σ）の関係を示す図
（ａ），同じく変位（ΔＶ）と測定範囲（SPAN）の関係
を示す図（ｂ）である。
場合の変位（ΔＶ）と応力（σ）の関係を示す図
（ａ），同じく変位（ΔＶ）と測定範囲（SPAN）の関係
を示す図（ｂ）である。
【図４】センタダイアフラムの厚肉部２０ａが当接する
ハウジング１のＤ，Ｄ’部の径（φＡ，φＢ）を異なら
せた本発明の他の実施例を示す図である。
ハウジング１のＤ，Ｄ’部の径（φＡ，φＢ）を異なら
せた本発明の他の実施例を示す図である。
【図５】センタダイアフラムの他の実施例を示す図であ
る。
る。
【図６】従来例を示す断面構成図である。
１ ハウジング １０Ａ，１０Ｂ バックプレート １２，１３ 隔液ダイアフラム １６，１７ 連通口 ２０ センタダイアフラム ２０ａ，２０ｃ 厚肉部 ２０ｂ 薄肉部 ２１ 差圧検出手段
Claims (1)
- 【請求項１】 内部に封入液が満たされたハウジング
と，該ハウジングの両側に設けられた一対の隔液ダイア
フラムと，該隔液ダイアフラムが一定以上ハウジング側
に変位しないように設けられた移動阻止手段と，前記ハ
ウジング内に設けられ前記封入液が満たされた圧力測定
室を高圧側と低圧側に２分すると共に主受圧部となる厚
肉部の外周に薄肉部を有するセンタダイアフラムと，前
記高圧側と低圧側の差圧を検出する差圧検出手段と，を
具備し，前記差圧に基づく前記センタダイアフラムの移
動に際しては，前記薄肉部が僅かに変位した後，前記厚
肉部の外周が該厚肉部に対向する前記ハウジングに当接
するようにしたことを特徴とする差圧測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1526894A JPH07218367A (ja) | 1994-02-09 | 1994-02-09 | 差圧測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1526894A JPH07218367A (ja) | 1994-02-09 | 1994-02-09 | 差圧測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07218367A true JPH07218367A (ja) | 1995-08-18 |
Family
ID=11884120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1526894A Pending JPH07218367A (ja) | 1994-02-09 | 1994-02-09 | 差圧測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07218367A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017187368A (ja) * | 2016-04-05 | 2017-10-12 | 日本電産コパル電子株式会社 | 荷重センサ |
-
1994
- 1994-02-09 JP JP1526894A patent/JPH07218367A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017187368A (ja) * | 2016-04-05 | 2017-10-12 | 日本電産コパル電子株式会社 | 荷重センサ |
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