JPH0783778A - Differential pressure measuring device - Google Patents

Differential pressure measuring device

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JPH0783778A
JPH0783778A JP5225697A JP22569793A JPH0783778A JP H0783778 A JPH0783778 A JP H0783778A JP 5225697 A JP5225697 A JP 5225697A JP 22569793 A JP22569793 A JP 22569793A JP H0783778 A JPH0783778 A JP H0783778A
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JP
Japan
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diaphragm
center
pressure
pressure side
housing
Prior art date
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Pending
Application number
JP5225697A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideki Kuwayama
秀樹 桑山
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To prevent the welding inferiority of center diaphragms by moving a seal liquid through the communication hole of the second center diaphragm having a smaller diameter fixed to a first center diaphragm. CONSTITUTION:When pressure is applied on the high pressure side, the center part of a first center diaphragm 21 is prevented from deformation by the second center diaphragm 24 attached to the first center diaphragm 21 and deformation is mainly generated in the outer peripheral part of the diaphragm 21 to suppress the quantity of the deformation of the diaphragm 21 low. When pressure is applied on a low pressure side, a seal liquid 102 is moved through the communication hole 26 of the diaphragm 24 and the overlapped part of the diaphragms 21, 24 is deformed to obtain the large quantity of displacement. Therefore, the volumetric change quantity based on the deformation of the diaphragms 21, 24 due to the pressures on the high and low pressure sides is made high on the high pressure side and low on the low pressure side in order to obtain definite displacement. As a result, since only one thin diaphragm 21 is held between housings to be welded and fixed, welding and fixing become easy and welding inferiority can be prevented.

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、瞬間的な過大圧に対し
てセンサ本体部分を保護出来、かつセンターダイアフラ
ムのハウジングへの溶接不良の発生を防止出来、また、
ヒステリシスを減少し得る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 can protect the sensor main body from instantaneous overpressure, and prevent the occurrence of welding defects in the housing of the center diaphragm.
The present invention relates to a differential pressure measuring device capable of reducing hysteresis.

【0002】[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、特開昭55―1221
26号に示されている。この構造は、半導体ダイアフラ
ムに印加される圧力の方向によって耐圧強度がが異なる
ために、高圧側と低圧側とで異なる過大圧保護特性を有
する様にした差圧測定装置の構造を示す。
2. Description of the Related Art FIG. 5 is a structural explanatory view of a conventional example which has been generally used, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 55-1221.
No. 26 is shown. This structure shows a structure of a differential pressure measuring device that has different overpressure protection characteristics on the high-pressure side and the low-pressure side because the pressure resistance strength varies depending on the direction of the pressure applied to the semiconductor diaphragm.

【0003】図において、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PLの低圧流体の導入口5
が設けられている。
In the figure, a high pressure side flange 2 and a low pressure side flange 3 are fixed to both sides of a housing 1 by welding or the like, and a pressure P to be measured on both flanges 2 and 3 is measured.
Inlet 4 for high-pressure fluid H and inlet 5 for low-pressure fluid P L
Is provided.

【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内に受圧ダイアフラム7とシ
リコンダイアフラム8が設けられている。受圧ダイアフ
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、受圧ダイアフラム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。
A pressure measuring chamber 6 is formed in the housing 1, and a pressure receiving diaphragm 7 and a silicon diaphragm 8 are provided in the pressure measuring chamber 6. The pressure receiving diaphragm 7 and the silicon diaphragm 8 are separately fixed to the wall of the pressure measuring chamber 6, and the pressure measuring chamber 6 is divided into two by both the pressure receiving diaphragm 7 and the silicon diaphragm 8.

【0005】受圧ダイアフラム7は、ダイアフラム7A
と孔70を有するダイアフラム7Bの2枚から構成され
ている。勿論ダイアフラムの数は3枚以上でもよく、ま
た、穴の直径は小さい方が好ましく、その数には制限は
無い。孔70は平坦な面に形成した方が加工上有利であ
る。ダイアフラム7Aと7Bの間隙は出来るだけ小さく
なるようにし、差圧ΔP(=圧力PH―圧力PL)がダイ
アフラム7A側から作用した時、即座に2枚のダイアフ
ラム7A,7Bで受けるようにする。
The pressure receiving diaphragm 7 is a diaphragm 7A.
And a diaphragm 7B having a hole 70. Of course, the number of diaphragms may be three or more, and the diameter of the hole is preferably small, and the number is not limited. It is advantageous in processing that the hole 70 is formed on a flat surface. The gap between the diaphragms 7A and 7B should be as small as possible so that when the differential pressure ΔP (= pressure P H -pressure P L ) acts from the diaphragm 7A side, it is immediately received by the two diaphragms 7A and 7B. .

【0006】また、ダイアフラム7Aと7Bは類似の形
状に形成し、両ダイアフラム間で形成する空間を少なく
するようにする。ダイアフラム7A,7Bと対向する圧
力測定室6の壁6A,6Bには、ダイアフラム7A,7
Bと類似の形状のバックプレ―トが形成されている。こ
のバックプレ―ト6A,6Bは、圧力測定室6の容積を
減少させるのに有効である。
Further, the diaphragms 7A and 7B are formed in a similar shape so that the space formed between both diaphragms is reduced. The walls 7A and 6B of the pressure measuring chamber 6 facing the diaphragms 7A and 7B have diaphragms 7A and 7B, respectively.
A back plate similar in shape to B is formed. The back plates 6A and 6B are effective in reducing the volume of the pressure measuring chamber 6.

【0007】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Δ
P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。
The silicon diaphragm 8 is entirely formed of a single crystal silicon substrate. Impurities such as boron are selectively diffused on one surface of the silicon substrate to form four strain gauges 80, and the other surface is machined and etched to form a diaphragm having an overall concave shape. In the 4 strain gauge 80, the silicon diaphragm 8 has a differential pressure Δ.
When P is bent and deflected, two are pulled and two are compressed. These are connected to a Wheatstone bridge circuit, and a resistance change is detected as a change in the differential pressure ΔP.

【0008】ハウジング1は一般にステンレス鋼で作ら
れており、シリコンダイアフラム8とではかなりの熱膨
脹係数の違いがある。このためハウジング1とシリコン
ダイアフラム8との間に、シリコンと大体同じ熱膨脹係
数を有する中空の支持体9を設け、シリコンダイアフラ
ム8を圧力測定室6内に突出させるようにする。支持体
9に硼圭ガラス等の耐熱ガラスを使えば、シリコンダイ
アフラム8、支持体9、ハウジング1の3陽極結合法で
接合出来、各部材間の接着面の滑りのない強固な接着が
出来る。
The housing 1 is generally made of stainless steel, and has a considerable difference in coefficient of thermal expansion from the silicon diaphragm 8. Therefore, between the housing 1 and the silicon diaphragm 8, a hollow support 9 having a thermal expansion coefficient substantially the same as that of silicon is provided so that the silicon diaphragm 8 projects into the pressure measuring chamber 6. If a heat-resistant glass such as borokei glass is used for the support 9, the silicon diaphragm 8, the support 9 and the housing 1 can be bonded by the three-anodic bonding method, and firm bonding can be achieved without slippage of the bonding surface between the respective members.

【0009】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1
2,13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。
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. Separating diaphragms 12 and 13 are provided in the pressure introducing chambers 10 and 11, and the separating diaphragm 1 is provided.
A back plate having a shape similar to that of the diaphragms 12 and 13 is formed on the walls 10A and 11A of the housing 1 which are opposed to the diaphragms 2 and 13.

【0010】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は受圧ダイア
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。
The space defined by the 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. Then, filled liquid 101, 102 such as silicone oil is filled between the diaphragms 12, 13, and the filled liquid reaches the upper and lower surfaces of the silicon diaphragm 8 through the communication holes 16, 17. Although 102 is divided into two by the pressure receiving diaphragm 7 and the silicon diaphragm 8, it is taken into consideration that the amounts are substantially equal.

【0011】封入液101,102の量は、周囲の温度
変化の影響を出来るだけ少なくする上で少ない方が好ま
しいが、バックプレ―ト6A,6B,10A,11Aが
封入液量を少なくするのに役立っている。
The amount of the enclosed liquid 101, 102 is preferably as small as possible in order to reduce the influence of the ambient temperature change as much as possible, but the back plates 6A, 6B, 10A, 11A reduce the amount of the enclosed liquid. Is useful to.

【0012】隔液ダイアフラム12,13のスチフネス
は、圧力に対する応答性、および封入液の熱膨脹を吸収
する上で小さい方が好ましい。受圧ダイアフラム7と隔
液ダイアフラム12,13との間には、隔液ダイアフラ
ム12,13がバックプレ―ト10A,11Aに当接す
る前に受圧ダイアフラム7がバックプレ―ト6A,6B
に当接しないような関係にしておく。
The stiffness of the diaphragms 12 and 13 is preferably as small as possible in terms of responsiveness to pressure and absorption of thermal expansion of the enclosed liquid. Between the pressure receiving diaphragm 7 and the diaphragms 12 and 13, the pressure receiving diaphragm 7 is provided between the back plates 6A and 6B before the diaphragms 12 and 13 come into contact with the back plates 10A and 11A.
Make sure that the relationship does not come into contact with.

【0013】かかる差圧変換器において、導入口4,5
から圧力PHの被測定流体、圧力PLの被測定流体がハウ
ジング1内に導入された場合、流体の圧力PH,PLはそ
れぞれ隔液ダイアフラム12,13を介して封入液10
1,102に伝達され、シリコンダイアフラム8により
両流体の差圧ΔP=|PH−PL|が検出される事にな
る。
In such a differential pressure converter, the inlets 4, 5
When the fluid to be measured having the pressure P H and the fluid to be measured having the pressure P L are introduced into the housing 1 from the above, the pressures P H and P L of the fluid are respectively filled via the diaphragms 12 and 13.
1, 102, and the silicon diaphragm 8 detects the differential pressure ΔP = | P H −P L | between the two fluids.

【0014】この時、PH>PLとすると、隔液ダイアフ
ラム12および受圧ダイアフラム7は図の右方に移動す
る。そして、圧力測定室6の左側半分の容積変化量をΔ
H,ΔPH=PHーPLとすると、ΔPHとΔVHの関係は
図5のイとなる。
At this time, if P H > P L , the diaphragm 12 and the pressure receiving diaphragm 7 move to the right in the figure. Then, the volume change amount of the left half of the pressure measurement chamber 6 is set to Δ
If V H , ΔP H = P H −P L , then the relationship between ΔP H and ΔV H is as shown in FIG.

【0015】すなわち、ΔPHの増加と共にΔVHも増加
するが、a点(ΔP1,ΔV1)を境にΔVHは増加しな
い。このa点が隔液ダイアフラム12がバックプレ―ト
10aに当接した時点であり、それ以上隔液ダイアフラ
ム12が右方へ移動しないためΔVHは増加せず、また
シリコンダイアフラム8にもΔP1以上の圧力は加わら
ないことになる。
[0015] That is, [Delta] V H also increases with increasing [Delta] P H, a point (ΔP 1, ΔV 1) ΔV H does not increase the boundary. This point a is the time when the diaphragm diaphragm 12 comes into contact with the back plate 10a, and since the diaphragm diaphragm 12 does not move to the right any more, ΔV H does not increase, and the silicon diaphragm 8 also has ΔP 1 The above pressure will not be applied.

【0016】同様に、PL>PH、ΔPL=PL―PH、圧
力測定室6の右半分の容積変化量をΔVLとすると、Δ
LとΔVLの関係は図5のロとなる。b点(ΔP2,Δ
2)は隔液ダイアフラム13がバックプレ―ト11A
に当接した時点である。
Similarly, if P L > P H , ΔP L = P L −P H , and the volume change amount of the right half of the pressure measuring chamber 6 is ΔV L , Δ
The relationship between P L and ΔV L is shown in FIG. Point b (ΔP 2 , Δ
In V 2 ), the diaphragm 13 has a back plate 11A.
Is the point of contact with.

【0017】図5から理解出来るように、シリコンダイ
アフラムの強度が強い方に対しては大きい差圧ΔP1
または弱い方に対しては小さい差圧ΔP2が加わるよう
にすることができ、ΔP1〜ΔP2の広く入出力特性の向
上された範囲の差圧を検出することができる。また、シ
リコンダイアフラムには、ΔP1あるいはΔP2以上の圧
力が加わらないため、測定流体の圧力に関係なく差圧測
定が可能となる。
As can be seen from FIG. 5, a large differential pressure ΔP 1 ,
Alternatively, a small differential pressure ΔP 2 can be applied to the weaker one, and a differential pressure in a wide range of ΔP 1 to ΔP 2 with improved input / output characteristics can be detected. Further, since the pressure of ΔP 1 or ΔP 2 or more is not applied to the silicon diaphragm, the differential pressure measurement can be performed regardless of the pressure of the measurement fluid.

【0018】[0018]

【発明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、測定差圧が大きく、一枚のセンター
ダイアフラムでは、十分な剛さが得られないため、ダイ
アフラム7Aの他に、孔70を有する一枚のダイアフラ
ム7Bを合わせて使用している。
However, in such an apparatus, since the measured differential pressure is large and a single center diaphragm cannot provide sufficient rigidity, the hole 70 is provided in addition to the diaphragm 7A. The one diaphragm 7B which it has is used together.

【0019】この二枚のダイアフラム7A,7Bは、重
ね合わされて、外周部分がハウジング1に挟まれて溶接
固定されている。測定差圧の高い機種では、ダイアフラ
ム7Bの厚さは厚くなり、ダイアフラム7Aと合わせる
と数mmにもなる。
The two diaphragms 7A and 7B are overlapped with each other and the outer peripheral portion is sandwiched between the housings 1 and fixed by welding. In a model with a high measured differential pressure, the thickness of the diaphragm 7B becomes thicker, and when combined with the diaphragm 7A, it becomes several mm.

【0020】このため次の様な問題が生じる。 (1)数mmもある二枚のダイアフラム7A,7Bをハ
ウジング1で挟み、一緒に溶接固定Aする。この溶接固
定を確実にするために、溶接溶け込み深さは、一定以上
必要である。この深い溶接のために、例えば、電子ビー
ムが用いられるが、一定以上の溶接幅を安定に確保する
ことが難しく、溶接不良が頻発する。
Therefore, the following problems occur. (1) Two diaphragms 7A and 7B having a size of several mm are sandwiched by the housing 1 and welded and fixed together A. In order to ensure this welding fixation, the weld penetration depth needs to be a certain level or more. For this deep welding, for example, an electron beam is used, but it is difficult to stably secure a welding width above a certain level, and welding defects frequently occur.

【0021】(2)厚板状のダイアフラム7Aは、溶接
により、ハウジング1に挟まれ固定され、差圧が印加さ
れると変位するが、変位時に支点部(B点)の応力が大
きくなり、変位時にヒステリシス、ゼロドリフト、入出
力誤差等の特性誤差要因となる。
(2) The thick plate-shaped diaphragm 7A is sandwiched and fixed in the housing 1 by welding, and is displaced when a differential pressure is applied, but the stress at the fulcrum portion (point B) increases during displacement, At the time of displacement, it becomes a characteristic error factor such as hysteresis, zero drift, and input / output error.

【0022】本発明は、この問題点を、解決するもので
ある。本発明の目的は、瞬間的な過大圧に対してセンサ
本体部分を保護出来、かつセンターダイアフラムのハウ
ジングへの溶接不良の発生を防止出来、また、ヒステリ
シスを減少し得る差圧測定装置を提供するにある。
The present invention solves this problem. An object of the present invention is to provide a differential pressure measuring device capable of protecting the sensor main body portion against a momentary excessive pressure, preventing occurrence of welding failure in the housing of the center diaphragm, and reducing hysteresis. It is in.

【0023】[0023]

【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、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変位制限手段と、前記ハ
ウジング内に設けられ圧力―電気変換素子を有するシリ
コンダイアフラムとを具備する差圧測定装置において、
前記ハウジング内に該シリコンダイアフラムと共に高圧
側室と低圧側室とに2分するように設けられた第1セン
タダイアフラムと、前記低圧側室内に設けられ外周部分
が前記第1センターダイアフラムに固定され前記第1セ
ンターダイアフラムよりも直径が小さくて測定時には前
記低圧側室の室壁に接することがない第2センターダイ
アフラムと、該第2センターダイアフラムを貫通して設
けられ封入液が移動可能な連通孔と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。
In order to achieve this object, the present invention provides a housing filled with an enclosed liquid, a pair of diaphragms provided on both sides of the housing, and the diaphragm. In a differential pressure measuring device comprising a displacement limiting means provided so that the diaphragm is not displaced toward the housing side by a certain amount or more, and a silicon diaphragm having a pressure-electric conversion element provided in the housing,
A first center diaphragm provided in the housing along with the silicon diaphragm so as to be divided into a high-pressure side chamber and a low-pressure side chamber, and an outer peripheral portion provided in the low-pressure side chamber and fixed to the first center diaphragm. A second center diaphragm having a diameter smaller than that of the center diaphragm and not contacting the chamber wall of the low-pressure side chamber at the time of measurement, and a communication hole penetrating the second center diaphragm and capable of moving the enclosed liquid are provided. A differential pressure measuring device characterized by the above.

【0024】[0024]

【作用】以上の構成において、高圧側から圧力が印加さ
れた場合には、第1センタダイアフラムは第2センター
ダイアフラムに拘束され、第1センターダイアフラムの
中心部は変形が妨げられる。従って、第1センターダイ
アフラムの変形は、第2センターダイアフラムが取り付
けられている部分よりも、外周部分の変形が主体とな
り、変位量が小さく抑えられる。
In the above structure, when pressure is applied from the high pressure side, the first center diaphragm is restrained by the second center diaphragm, and the center portion of the first center diaphragm is prevented from being deformed. Therefore, the deformation of the first center diaphragm is mainly caused by the deformation of the outer peripheral portion than the portion where the second center diaphragm is attached, and the displacement amount can be suppressed to be small.

【0025】低圧側から圧力が印加された場合には、第
2センタダイアフラムの連通孔を通じて封入液が移動
し、第1センターダイアフラムの第2センターダイアフ
ラムとの重なり部分が変形し、高圧側から圧力が印加さ
れた場合に比して、大きな変位量が得られる。
When the pressure is applied from the low pressure side, the enclosed liquid moves through the communication hole of the second center diaphragm, the overlapping portion of the first center diaphragm and the second center diaphragm is deformed, and the pressure from the high pressure side is changed. A large displacement amount can be obtained as compared with the case where is applied.

【0026】従って、高圧側、低圧側の圧力による、セ
ンターダイアフラムの変形に基づく容積の変化量は、一
定の変位を得るための圧力(過大圧保護出来る圧力)は
高圧側では高く、低圧側では低く抑える事が出来る。以
下、実施例に基づき詳細に説明する。
Therefore, the amount of change in the volume due to the deformation of the center diaphragm due to the pressure on the high pressure side and the pressure on the low pressure side, the pressure for obtaining a constant displacement (the pressure capable of protecting against excessive pressure) is high on the high pressure side, and on the low pressure side. It can be kept low. Hereinafter, detailed description will be given based on examples.

【0027】[0027]

【実施例】図1は本発明の一実施例の要部構成説明図で
ある。図において、図5と同一記号の構成は同一機能を
表わす。以下、図5と相違部分のみ説明する。21は、
ハウジング1内に、シリコンダイアフラム8と共に、高
圧側室22と低圧側室23とに2分するように設けられ
た第1センタダイアフラムである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is an explanatory view of the essential structure of an embodiment of the present invention. In the figure, the same symbols as those in FIG. 5 represent the same functions. Only parts different from FIG. 5 will be described below. 21 is
The first center diaphragm is provided in the housing 1 along with the silicon diaphragm 8 so as to be divided into a high pressure side chamber 22 and a low pressure side chamber 23.

【0028】24は、低圧側室23内に設けられ、外周
部分が第1センターダイアフラム21に溶接固定25さ
れ、第1センターダイアフラム21よりも直径が小さく
て、測定時には低圧側室23の室壁であるバックプレー
ト6Bに、接することがない第2センターダイアフラム
である。26は、第2センターダイアフラム24を貫通
して設けられ、封入液102が移動可能な連通孔であ
る。
Reference numeral 24 denotes a chamber wall of the low pressure side chamber 23, which is provided in the low pressure side chamber 23, has an outer peripheral portion welded and fixed to the first center diaphragm 21, and has a diameter smaller than that of the first center diaphragm 21. The second center diaphragm is not in contact with the back plate 6B. Reference numeral 26 is a communication hole which is provided so as to penetrate the second center diaphragm 24 and through which the enclosed liquid 102 can move.

【0029】以上の構成において、高圧側から圧力が印
加された場合には、図2に示す如く、第1センタダイア
フラム21は第2センターダイアフラム24に拘束さ
れ、第1センターダイアフラム21の中心部は変形が妨
げられる。従って、第1センターダイアフラム21の変
形は、第2センターダイアフラム24が取り付けられて
いる部分よりも、外周部分の変形が主体となり、変位量
が小さく抑えられる。
In the above structure, when pressure is applied from the high pressure side, as shown in FIG. 2, the first center diaphragm 21 is constrained by the second center diaphragm 24, and the central portion of the first center diaphragm 21 is Deformation is hindered. Therefore, the deformation of the first center diaphragm 21 is mainly due to the deformation of the outer peripheral portion rather than the portion where the second center diaphragm 24 is attached, and the displacement amount can be suppressed to be small.

【0030】低圧側から圧力が印加された場合には、図
3に示す如く、第2センタダイアフラム24の連通孔2
5を通じて封入液102が移動し、第1センターダイア
フラム21の第2センターダイアフラム24との重なり
部分が変形し、高圧側から圧力が印加された場合に比し
て、大きな変位量が得られる。
When the pressure is applied from the low pressure side, as shown in FIG. 3, the communication hole 2 of the second center diaphragm 24 is formed.
The filled liquid 102 moves through 5, and the overlapping portion of the first center diaphragm 21 with the second center diaphragm 24 is deformed, so that a large displacement amount can be obtained as compared with the case where pressure is applied from the high pressure side.

【0031】従って、高圧側、低圧側の圧力による、セ
ンターダイアフラム21,24の変形に基づく容積の変
化量は、図4に示す如く、一定の変位を得るための圧力
(過大圧保護出来る圧力)は高圧側ではΔP1と高く、
低圧側ではΔP2と低く抑える事が出来る。図4におい
て、ΔV1=ΔV2である。
Therefore, the amount of change in the volume due to the deformation of the center diaphragms 21 and 24 due to the pressure on the high pressure side and the pressure on the low pressure side is, as shown in FIG. 4, a pressure for obtaining a constant displacement (pressure capable of protecting against excessive pressure). Is as high as ΔP 1 on the high pressure side,
It can be kept as low as ΔP 2 on the low voltage side. In FIG. 4, ΔV 1 = ΔV 2 .

【0032】この結果、 (1)高圧側と低圧側の過大圧保護は、従来例と同様に
できる。 (2)センターダイアフラムの固定部分は従来と異な
り、一枚の薄いセンターダイアフラム21のみを、ハウ
ジング1に挟んで溶接固定する様にしたので、溶接固定
が容易になり、従来例の様な溶接不良が発生せず、溶接
の信頼性がたかく、歩留が向上されるので、製造コスト
を低減出来る。
As a result, (1) the overpressure protection on the high pressure side and the low pressure side can be performed in the same manner as in the conventional example. (2) Unlike the conventional case, the fixed part of the center diaphragm is configured such that only one thin center diaphragm 21 is sandwiched in the housing 1 and fixed by welding. Does not occur, the welding reliability is high, and the yield is improved, so that the manufacturing cost can be reduced.

【0033】(3)センターダイアフラム21が固定さ
れている支点部分のセンターダイアフラム21の変形が
小さくなったため、従来例の様な変形摩擦に起因するヒ
ステリシスが減少し、ヒステリシス特性が大幅に向上さ
れる。なお、前述の実施例においては、動作説明を分か
り易くするために、平板状のダイアフラムに付いて説明
したが、これに限ることはなく、例えば、コルゲートを
有する波形ダイアフラムでも良く、要するに、ダイアフ
ラムであればよい。
(3) Since the deformation of the center diaphragm 21 at the fulcrum portion to which the center diaphragm 21 is fixed is reduced, the hysteresis caused by the deformation friction as in the conventional example is reduced and the hysteresis characteristic is greatly improved. . In addition, in the above-mentioned embodiment, in order to make the explanation of the operation easy to understand, the explanation has been made with respect to the flat plate-shaped diaphragm, but the present invention is not limited to this, and for example, a corrugated corrugated diaphragm may be used. I wish I had it.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上説明したように、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
られた変位制限手段と、前記ハウジング内に設けられ圧
力―電気変換素子を有するシリコンダイアフラムとを具
備する差圧測定装置において、前記ハウジング内に該シ
リコンダイアフラムと共に高圧側室と低圧側室とに2分
するように設けられた第1センタダイアフラムと、前記
低圧側室内に設けられ外周部分が前記第1センターダイ
アフラムに固定され前記第1センターダイアフラムより
も直径が小さくて測定時には前記低圧側室の室壁に接す
ることがない第2センターダイアフラムと、該第2セン
ターダイアフラムを貫通して設けられ封入液が移動可能
な連通孔と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, the housing filled with the filled liquid, the pair of diaphragms provided on both sides of the housing, and the diaphragms having a certain number or more on the housing side. In a differential pressure measuring device comprising a displacement limiting means provided so as not to be displaced to a high pressure side and a silicon diaphragm having a pressure-electricity conversion element provided in the housing, a high pressure side chamber and a low pressure chamber together with the silicon diaphragm in the housing A first center diaphragm provided so as to divide into a side chamber and an outer peripheral portion provided in the low pressure side chamber and fixed to the first center diaphragm and having a diameter smaller than that of the first center diaphragm. A second center diaphragm that does not contact the chamber wall of the side chamber, and the second center diaphragm Filled liquid provided through constituted the differential pressure measuring apparatus characterized by comprising a movable passage.

【0035】この結果、 (1)高圧側と低圧側の過大圧保護は、従来例と同様に
できる。 (2)センターダイアフラムの固定部分は従来と異な
り、一枚の薄いセンターダイアフラム21のみを、ハウ
ジング1に挟んで溶接固定する様にしたので、溶接固定
が容易になり、従来例の様な溶接不良が発生せず、溶接
の信頼性がたかく、歩留が向上されるので、製造コスト
を低減出来る。
As a result, (1) the overpressure protection on the high pressure side and the low pressure side can be performed in the same manner as in the conventional example. (2) Unlike the conventional case, the fixed part of the center diaphragm is configured such that only one thin center diaphragm 21 is sandwiched in the housing 1 and fixed by welding. Does not occur, the welding reliability is high, and the yield is improved, so that the manufacturing cost can be reduced.

【0036】(3)センターダイアフラム21が固定さ
れている支点部分のセンターダイアフラム21の変形が
小さくなったため、従来例の様な変形摩擦に起因するヒ
ステリシス、ゼロドリフト、入出力誤差等の特性が大幅
に向上される。
(3) Since the deformation of the center diaphragm 21 at the fulcrum portion to which the center diaphragm 21 is fixed is small, the characteristics such as hysteresis, zero drift, input / output error, etc. due to deformation friction as in the conventional example are large. Will be improved.

【0037】従って、本発明によれば、瞬間的な過大圧
に対してセンサ本体部分を保護出来、かつセンターダイ
アフラムのハウジングへの溶接不良の発生を防止出来、
また、ヒステリシスを減少し得る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 protect the sensor main body portion against a momentary excessive pressure and prevent the welding failure of the center diaphragm to the housing.
Further, it is possible to realize a differential pressure measuring device that can reduce hysteresis.

【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の動作説明図である。FIG. 2 is an operation explanatory diagram of FIG.

【図3】図1の動作説明図である。FIG. 3 is an operation explanatory diagram of FIG. 1.

【図4】図1の動作説明図である。FIG. 4 is an operation explanatory diagram of FIG. 1.

【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。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a configuration of a conventional example that is generally used in the past.

【図6】図5の動作説明図である。FIG. 6 is an operation explanatory diagram of FIG. 5;

【符号の説明】 1…ハウジング 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 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…第1センターダイアフラム 22…高圧側室 23…低圧側室 24…第2センターダイアフラム 25…溶接固定 26…連通孔 80…ストレインゲ―ジ[Explanation of Codes] 1 ... Housing 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 8 ... Silicon diaphragm 9 ... Support Body 10 ... Pressure introducing chamber 10A ... Back plate 11 ... Pressure introducing chamber 11A ... Back plate 12 ... Separating diaphragm 13 ... Separating diaphragm 14 ... Communication hole 15 ... Communication hole 16 ... Communication hole 17 ... Communication hole 21 ... 1st center diaphragm 22 ... High pressure side chamber 23 ... Low pressure side chamber 24 ... Second center diaphragm 25 ... Welding fixing 26 ... Communication hole 80 ... Strain gauge

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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変位制限手段と、前記ハウジ
ング内に設けられ圧力―電気変換素子を有するシリコン
ダイアフラムとを具備する差圧測定装置において、 前記ハウジング内に該シリコンダイアフラムと共に高圧
側室と低圧側室とに2分するように設けられた第1セン
タダイアフラムと、 前記低圧側室内に設けられ外周部分が前記第1センター
ダイアフラムに固定され前記第1センターダイアフラム
よりも直径が小さくて測定時には前記低圧側室の室壁に
接することがない第2センターダイアフラムと、 該第2センターダイアフラムを貫通して設けられ封入液
が移動可能な連通孔とを具備したことを特徴とする差圧
測定装置。
1. A housing in which a filled liquid is filled,
A pair of liquid diaphragms provided on both sides of the housing, a displacement limiting means provided so that the liquid diaphragms are not displaced toward the housing side by a certain amount or more, and a pressure-electricity conversion element provided in the housing. In a differential pressure measuring device including a silicon diaphragm, a first center diaphragm provided in the housing so as to be divided into a high pressure side chamber and a low pressure side chamber together with the silicon diaphragm, and an outer peripheral portion provided in the low pressure side chamber. Is fixed to the first center diaphragm, has a diameter smaller than that of the first center diaphragm, and does not come into contact with the chamber wall of the low-pressure side chamber at the time of measurement, and is provided so as to penetrate the second center diaphragm. A differential pressure measuring device having a communication hole through which the filled liquid can move. .
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