JPH0833334B2 - 差圧伝送器 - Google Patents

差圧伝送器

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JPH0833334B2
JPH0833334B2 JP5989886A JP5989886A JPH0833334B2 JP H0833334 B2 JPH0833334 B2 JP H0833334B2 JP 5989886 A JP5989886 A JP 5989886A JP 5989886 A JP5989886 A JP 5989886A JP H0833334 B2 JPH0833334 B2 JP H0833334B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 この発明は、プロセス制御系等における差圧を検出し
て伝送する差圧伝送器に関し、特に、片圧保護機構に係
るものである。
(ロ)従来の技術 一般に、この種の差圧伝送器においては静圧誤差を無
くすることが重要である。従来、この差圧伝送器には、
第2図に示すように、ハウジングaに検出室bが形成さ
れ、この検出室bに断面コ字状の検出ダイアフラムcが
設けられて検出室bが左右の入力側に区画され、この検
出室bに通路d、eを介して高圧PHと低圧PLとが印加さ
れるように構成されているものがある。従って、検出ダ
イアフラムcは両側より高圧PHと低圧PLとが作用し、そ
の差圧(PH−PL)により歪み、この歪みを電気的に検出
し、リード線fを介して導出し、差圧を検出している。
(ハ)発明が解決しょうとする問題点 上述した差圧伝送器においては、検出ダイアフラムc
等の警鐘が左右非対称であるため、静圧誤差が生じる虞
れがあった。また、高圧PH或いは低圧PLが過大圧(片
圧)となって検出ダイアフラムcに作用すると、破損す
るという問題があった。この破損を防止するためには片
圧保護機構が必要となるが、構造が複雑となり、構成が
難しいという問題がある。
この発明は、斯かる為に鑑み、左右対称構造の圧力セ
ンサを静圧下に保持すると共に2つの補助室を設けて圧
力センサのき外側より導入圧の高い方が作用するように
した差圧伝送器を提供するものである。
(ニ)問題点を解決するための手段及び作用 この発明は、ボディに圧力の第1導入室と第2導入室
とが両側に形成されると共に、1つの静圧室と静圧の第
1補助室及び第2補助室とが形成され、前記各導入室に
隔壁が設けられて各導入室が圧力の導入側と検出側とに
区画され、前記静圧室に圧力センサが設けられ、この圧
力センサの本体内に検出室が形成され、この検出室に検
出ダイアフラムが壁面離接自在に設けられて検出室が左
右の入力側に区画され、この圧力センサ本体とボディ間
に2本の導管が連接されて圧力センサが浮遊状態に支持
される一方、前記各補助室にシールダイアフラムが設け
られて各補助室が加圧側と静圧側とに区画され、この加
圧側壁面が静圧側壁面よりシールダイアフラムに近接形
成され、シールダイアフラムが加圧側壁面に離接自在に
且つ前記検出ダイアフラムより大なる弾性を備えて形成
され、前記第1及び第2の導入室の検出側が第1及び第
2補助室の加圧側を経て検出室の各入力側に導管を介し
て連通され、他方、両補助室の静圧側が静圧室に連通さ
れ、各導入室から検出室に亘って封入液が充填されると
共に、静圧室から両補助室の静圧側に亘って封入液が充
填されて構成されている。
従って、両導入室に導入された圧力は隔壁を介して封
入液に伝達され、検出ダイアフラムに両側より作用する
一方、シールダイアフラムを介して静圧室にも伝達さ
れ、圧力センサに外側より作用し、差圧が生じると検出
ダイアフラムが変位してその差圧を検出し、過大な片圧
が作用すると、シールダイアフラムが変位し、低圧側シ
ールダイアフラムが壁面に当接し、静圧室が片圧とほぼ
等しい圧力となって圧力センサに作用し破損が防止され
るように成っている。
(ホ)実施例 以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。
第1図に示すように、1は差圧伝送器であって、プロ
セス制御系などにおいて差圧を検出して伝送するもので
ある。
この差圧伝送器1のボディ2の両側にはフランジ3、
3が設けられ、このボディ2とフランジ3、3間に第1
導入室4aと第2導入室4bとが形成されている。この両導
入室4a、4bは、隔壁5a、5bが設けられて外側の圧力導入
側と圧力検出側とに区画され、第1導入室4aに高圧P
Hが、第2導入室4bに低圧PLが導入されている。
前記ボディ2には、上部に静圧室6が、下部に第1補
助室7a、7bがそれぞれ形成されている。この静圧室6に
は圧力センサ8が設けられており、この圧力センサは静
電容量式で左右対称に構成され、差圧伝送器1自体も左
右対称に構成されている。この圧力センサ8は本体8aに
検出室8bが形成され、この検出室8bに検出ダイアフラム
8cが設けられ、この検出室8bが左右の入力側に区画され
て構成されている。この検出ダイアフラム8cはSiウエハ
など弾性特性に優れた単結晶で形成され、ガラス等によ
って左右の本体8aに挟持接着されている。また、検出室
8bの壁面は検出ダイアフラム8cの変位形状に倣って成形
され、検出ダイアフラム8cが接離自在に構成され、図示
しないが、検出ダイアフラム8cに可動電極が、検出室8b
壁面に固定電極が設けられている。更に、圧力センサ本
体8aとボディ2との間には2本の導管9a、9bが両側に設
けられ、圧力センサ8が静圧室6内に浮遊状態に保持さ
れている。
前記両補助室7a、7bはそれぞれシールダイアフラム10
a、10bが設けられて加圧側と静圧側とに区画され、この
シールダイアフラム10a、10bの曲げ剛さ(弾性)は検出
ダイアフラム8bに比して10倍乃至数十倍に設定されてい
る。また、加圧側壁面11a、11b及び静圧側壁面12a、12b
はシールダイアフラム10a、10bの変位形状に倣って成形
され、しかも、静圧側が加圧側より大容量に形成され、
加圧側壁面11a、11bが静圧側壁面12a、12bよりシールダ
イアフラム10a、10bに近接成形されてシールダイアフラ
ム10a、10bが離接自在に構成されている。
この各補助室7a、7bの静圧側は静圧室6に通路13を介
して連通され、加圧側は各導入室4a、4bの検出側に通路
14a、14bを介して、更に検出室8aの各入力側に通路15
a、15b及び導管9a、9bを介してそれぞれ連通されてい
る。そして、この導入室4a、4bの検出側から各補助室7
a、7bの加圧側を介して検出室8bに亘って封入液16が充
填されると共に、静圧室6から各補助室7a、7bの静圧側
に亘って封入液17が充填され、圧力センサ8がフローテ
ィング(Floating)状態に支持されている。
この差圧伝送器1の仕様として静圧は最大500kgf/cm2
程度に、測定差圧は0〜40000mmH2Oである。
尚、18は各電極に接続されたリード線で、ハーメチッ
クシール19でシールされている。
次に、この差圧伝送器1の検出動作について説明す
る。
先ず、プロセス圧等の高圧PH及び低圧PLは、各導入室
4a、4bの導入側に導かれ、隔壁5a、5bを介して封入液16
に伝達され、圧力センサ8の検出ダイアフラム8cに両側
より作用すると同時に、補助室7a、7bのシールダイアフ
ラム10a、10bを介して封入液17に伝達され、静圧室6に
導かれて圧力センサ8に外側より作用している。この高
圧PHと低圧PLとの差(PH−PL)により検出ダイアフラム
8cが低圧側に変位し、可動電極と固定電極間の静電容量
が変化し、この容量変化をリード線18を介して導出し、
差圧を検出して伝送する。
この差圧が測定レンジ内である場合、シールダイアフ
ラム10a、10bは検出ダイアフラム8cに比して剛性が大き
いのでほとんど変位せず、封入液16の移動はほとんどな
く、検出ダイアフラム8cの変位による移動は無視できる
程度で誤差の発生は生じない。
この差圧が測定レンジを越えると、検出ダイアフラム
8cは検出室8b壁面に当接し破損が防止される。
更に過大な差圧、例えば、高圧PHのみ作用したような
場合、検出ダイアフラム8cは壁面に当接しており、第1
補助室7aのシールダイアフラム10aは静圧側(第1図に
おいて左側)に、第2補助室7bのシールダイアフラム10
bは加圧側(第1図において右側)にそれぞれ変位し、
更に、第2補助室7bのシールダイアフラム10bは加圧側
壁面11bに当接する。一方、第1補助室7aのシールダイ
アフラム10aは静圧側壁面12aが加圧側壁面11aより離れ
ているので当接せず、高圧PHが静圧室6に伝達される。
この静圧室6の圧力は高圧PH(片圧)よりシールダイア
フラム10aの曲げ剛さ分(変位による圧力吸収分)低い
値となっており、この圧力でもって圧力センサ8が外側
より押圧されている。従って、圧力センサ8の検出室8b
内では高圧PHが左右の本体8aを剥がす方向(外側方向)
に作用する一方、圧力センサ8の外側では静圧室6の圧
力が左右の本体8aを合わせる方向(内側方向)に作用し
ている。この高圧PHと静圧室6の圧力との差が圧力セン
サ8における左右の本体8aの接合力より小さく設定され
ているので、圧力センサ8が片圧より保護される。
尚、低圧PLのみが作用した片圧の場合も同様に保護さ
れる。
また、圧力センサ8は静電容量式に限られず、検出ダ
イアフラム8cの変位を電気的に検出できるものであれば
よい。
(ヘ)発明の効果 以上のように、この発明の差圧伝送器によれば、左右
対称構造の圧力センサを静圧室の封入液中に浮遊状態で
支持し、2つの補助室からこの封入液に導入圧の高い方
を作用させるようにしたために、圧力センサが導入圧の
高い方の圧力にほぼ等しい静圧で外側より均一に押圧さ
れるので、圧力センサの破損を確実に防止することがで
きる。
また、片圧が作用した場合、小さい領域においては検
出ダイアフラムが壁面に当接し、大きい領域においては
シールダイアフラムが移動して圧力センサが保護される
ことになる。
また、差圧が少なくとも測定レンジ内の場合、シール
ダイアフラムの変位がほとんどなく、封入液がほとんど
移動しないので、リニアリティ特性が良好なものとな
る。更に、左右対称構造とすることができるので、静圧
誤差や片圧誤差等を非常に小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の一実施例を示す差圧伝送器の中央
縦断面図、第2図は、従来の差圧伝送器を示す要部の断
面図である。 1:差圧伝送器、2:ボディ、 4a・4b:導入室、5a・5b:隔壁、 6:静圧室、7a・7b:補助室、 8:圧力センサ、8a:本体、 8b:検出室、8c:検出ダイアフラム、 9:導管、 10a・10b:シールダイアフラム、 11a・11b・12a・12b:壁面、 16・17:封入液。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ボディに圧力の第1導入室と第2導入室と
    が両側に形成されると共に、1つの静圧室と静圧の第1
    補助室及び第2補助室とが形成され、前記各導入室に隔
    壁が設けられて各導入室が圧力の導入側と検出側とに区
    画され、前記静圧室に圧力センサが設けられ、この圧力
    センサの本体内に検出室が形成され、この検出室に検出
    ダイアフラムが壁面離接自在に設けられて検出室が左右
    の入力側に区画され、この圧力センサ本体とボディ間に
    2本の導管が連接されて圧力センサが浮遊状態に支持さ
    れる一方、前記各補助室にシールダイアフラムが設けら
    れて各補助室が加圧側と静圧側とに区画され、この加圧
    側壁面が静圧側壁面よりシールダイアフラムに近接形成
    され、シールダイアフラムが加圧側壁面に離接自在に且
    つ前記検出ダイアフラムより大なる弾性を備えて形成さ
    れ、前記第1及び第2導入室の検出側が第1及び第2補
    助室の加圧側を経て検出室の各入力側に導管を介して連
    通され、他方、両補助室の静圧側が静圧室に連通され、
    各導入室から検出室に亘って封入液が充填されると共
    に、静圧室から両補助室の静圧側に亘って封入液が充填
    されて成り、前記圧力センサが静圧下に保持されている
    ことを特徴とする差圧伝送器。
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