JPH09145518A - 差圧・圧力発信器 - Google Patents

差圧・圧力発信器

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JPH09145518A
JPH09145518A JP30017995A JP30017995A JPH09145518A JP H09145518 A JPH09145518 A JP H09145518A JP 30017995 A JP30017995 A JP 30017995A JP 30017995 A JP30017995 A JP 30017995A JP H09145518 A JPH09145518 A JP H09145518A
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JP
Japan
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diaphragm
pressure
transmitter
liquid
capillary tube
Prior art date
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Pending
Application number
JP30017995A
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English (en)
Inventor
Koichiro Nakazawa
恒一郎 中澤
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.)
Azbil Corp
Original Assignee
Azbil Corp
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Publication date
Application filed by Azbil Corp filed Critical Azbil Corp
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Publication of JPH09145518A publication Critical patent/JPH09145518A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 応答性と温度特性を向上させる。 【解決手段】 受圧器3の検出器ボディ17の両側面に
接液ダイヤフラム15と過負荷保護用ダイヤフラム35
を対称的に設ける。これら両ダイヤフラム15,35に
よって形成されるダイヤフラム室16と37を連通路3
8によって互いに連通させる。また、連通路38を封入
液通路18を介してキャピラリチューブ5に接続する。
過負荷保護用ダイヤフラム35のコンプライアンスを接
液ダイヤフラム15のコンプライアンスより小さく設定
する。接液ダイヤフラム15が変位すると、ダイヤフラ
ム室16内の封入液20は連通路38を通ってダイヤフ
ラム室37に移動し、過負荷保護用ダイヤフラム35を
変位させる。この時の圧力のみがキャピラリチューブ5
を介して発振器本体2に伝わる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、差圧・圧力発信器
に関し、特に発信器本体と受圧器をキャピラリチューブ
によって接続した差圧・圧力発信器に関する。
【0002】
【従来の技術】石油、石油化学、化学プラントなどにお
いて、プロセス流体の流量、圧力、液位、比重などを測
定するために用いられる差圧・圧力発信器は、プロセス
流体が高温、高粘度、腐食性、凝固性の流体である場
合、受圧器と発信器本体を封入液が封入されたキャピラ
リチューブによって接続し、プロセス流体圧を受圧器の
接液ダイヤフラムで受け、この接液ダイヤフラムの変位
を封入液を介して発信器本体に導くようにした、所謂リ
モート・シール型差圧・圧力発信器が用いられる。この
ようなリモート・シール型差圧・圧力発信器としては、
実開昭55−108947号公報、実開昭62−889
31号公報、実開昭63−33437号公報等に開示さ
れているように従来から種々提案されている。
【0003】図3は上記した実開昭55−108947
号公報に開示されているリモート・シール型差圧発信器
を説明するための断面図である。同図において、リモー
ト・シール型差圧発信器1は、発信器本体2と、同一構
造からなる2つの受圧器3と、発信器本体2と各受圧器
3をそれぞれ接続する2本のキャピラリチューブ5とを
備えている。発信器本体2は、内室7がセンターダイヤ
フラム6によって2つの室7a,7bに仕切られ、両側
面にシールダイヤフラム8がそれぞれ設けられた発信器
ボディ9と、この発信器ボディ9の両側面を覆うカバー
10とを備え、また発信器ボディ9の上面には半導体圧
力センサ11を収納するヘッド部12が一体的に取り付
けられている。センターダイヤフラム6によって仕切ら
れた2つの室7a,7bは、シリコーンオイル等の封入
液13がそれぞれ封入されるとともに、各シールダイヤ
フラム8と発信器ボディ9の側面との間に形成されたダ
イヤフラム室14に通路aを介してそれぞれ連通してい
る。
【0004】受圧器3は、検出器ボディ17の一側面に
設けられた接液ダイヤフラム15と、この接液ダイヤフ
ラム15と検出器ボディ17の側面との間に形成された
ダイヤフラム室16に一端が連通する封入液通路18を
有し、この封入液通路18の他端に前記キャピラリチュ
ーブ5の一端が接続されている。キャピラリチューブ5
の他端は、前記カバー10に接続されている。キャピラ
リチューブ5、カバーの内部10、ダイヤフラム室16
および封入液通路18には、封入液20が封入されてい
る。
【0005】このような構造からなるリモート・シール
型差圧発信器1において、各受圧器3の接液ダイヤフラ
ム15に低圧側と高圧側の被測定圧力PL 、PH がそれ
ぞれ加わると、接液ダイヤフラム15が変位し、この変
位を封入液20を介して各シールダイヤフラム8に伝達
し、室7a,7b内の封入液13を移動させる。このた
め、センターダイヤフラム6がこの時の差圧(PH −P
L )に応じて変位し、この変位とバランスがとれた圧力
が封入液13を介して半導体圧力センサ11に加えられ
る。したがって、半導体圧力センサ11はその差圧に応
じて歪み、その歪量が電気信号に変換されて取り出され
ることで差圧が測定される。プロセス側から接液ダイヤ
フラム15に測定限界圧以上の過大圧力が加わった場合
は、この接液ダイヤフラム15が塑性変形により過大圧
力を吸収するより前にセンターダイヤフラム6および半
導体圧力センサ11の破損等を防止するためにシールダ
イヤフラム8が検出器ボディ9の側面に着底し、これに
より過負荷防止機構を構成している。なお、以上の説明
は、差圧発信器について述べたが、圧力発信器において
も全く同じことがいえる。したがって、以下、両発信器
を総称して差圧・圧力発信器という。
【0006】このような過負荷防止機構を備えた従来の
リモート・シール型差圧・圧力発信器における応答性
(T)は、次式で表される。 T=K・C・R ・・・・(1) R=K1 ・l/d4 ただし:K,K1 は定数、Rは抵抗、Cはセンターダイ
ヤフラムのコンプライアンス、lはキャピラリチューブ
の長さ、dはキャピラリチューブの内径である。差圧・
圧力発信器の性質上、応答性Tは小さい値ほどよい。し
たがって、応答性Tを損なわないようにするためには、
Rを小さく、言い換えればキャピラリチューブ5の長さ
lを短くし、内径dを大きくすればよい。しかしなが
ら、長さlを短くすると、設置条件が大きく制約され、
内径dを大きくすると、封入液20の量が増加する。ま
た、封入液20の量が増加すると、周囲の環境変化によ
る封入液20の体積膨張が大きくなるため、零点がずれ
たり、測定誤差が発生する。したがって、封入液20の
体積量を可能な限り少なくするためには、キャピラリチ
ューブ5の内径dが小さいことが望ましい。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
リモート・シール型差圧・圧力発信器においては、キャ
ピラリチューブ5の内径dを可能な限り小さくして封入
液20の量を少なくすることが好ましいが、内径dをあ
まり小さくするとキャピラリチューブ5の内面と封入液
20との間で生じる抵抗や封入液自体の粘性のために圧
力伝達が遅くなるため(時定数が大きくなる)、応答性
が低下するという問題があった。したがって、差圧・圧
力発信器の設計に際しては、キャピラリチューブ5の長
さ、使用温度、応答性、性能のいずれかもしくは全てに
制限を加えなければならないという問題があった。
【0008】本発明は、上記した従来の問題点を解決す
るためになされたもので、その目的とするところは、応
答性および温度特性に優れ、キャピラリチューブを長く
細くすることができるようにした差圧・圧力発信器を提
供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、シールダイヤフラムを有し封入液が封入され
た発信器本体と、接液ダイヤフラムを有し封入液が封入
された受圧器と、この受圧器と前記発信器本体を接続す
るキャピラリチューブを備えた差圧・圧力発信器におい
て、前記受圧器の接液ダイヤフラムと対称な部位に過負
荷保護用ダイヤフラムを設け、これら両ダイヤフラムに
よって形成されたダイヤフラム室間を前記受圧器内に設
けた連通路によって連通するとともに、前記キャピラリ
チューブに接続したことを特徴とする。
【0010】本発明において、通常測定時は、接液ダイ
ヤフラムは撓むが、シールダイヤフラムは撓まないた
め、適正な圧力を伝達し、これを測定することができる
が、過大圧力が加わると、接液ダイヤフラムが塑性変形
を起こして検出器ボディの側面に着底する前に、シール
ダイヤフラムが弾性変形を起こし、これが十分着底する
前に過大圧を吸収することができる。接液ダイヤフラム
によって形成されたダイヤフラム室内の封入液は、連通
路を通り過負荷保護用ダイヤフラムによって形成された
ダイヤフラム室内に流れ込み、接液ダイヤフラムは着底
し、過大圧力を吸収する。したがって、過大圧力は検出
器本体側には伝わらなくなる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施の
形態に基づいて詳細に説明する。図1は本発明に係る差
圧・圧力発信器の実施の形態を示す断面図である。な
お、図中従来技術の欄で示した構成部品等と同一のもの
については同一の符号をもって示し、その説明を省略す
る。同図において、発信器本体2の発信器ボディ9は、
両側面に設けられたシールダイヤフラム8と、これらの
シールダイヤフラム8によって形成されたダイヤフラム
室14に一端がそれぞれ連通する封入液通路31を有
し、ダイヤフラム室14および封入液通路31に封入さ
れた封入液13を介して各シールダイヤフラム8の変位
を半導体圧力センサ11に伝達するように構成されてい
る。したがって、発信器本体2は、図3に示したセンタ
ーダイヤフラム6および内室7を備えていない。
【0012】発信器本体2にキャピラリチューブ5を介
してそれぞれ接続される低圧側と高圧側の受圧器3は、
その検出器ボディ17の一側面に設けられた接液ダイヤ
フラム15と、この接液ダイヤフラム15と対称な部位
となるように他側面に設けられた過負荷保護用ダイヤフ
ラム35をそれぞれ備えている。検出器ボディ17の側
面と接液ダイヤフラム15および過負荷保護用ダイヤフ
ラム35によってそれぞれ形成されたダイヤフラム室1
6,37は、連通路38によって互いに連通しており、
またこの連通路38は封入液通路18を介して前記キャ
ピラリチューブ5に接続されている。過負荷保護用ダイ
ヤフラム35のコンプライアンス(外力が加わったとき
の変形と力の比で、ダイヤフラムの変形し易さ、撓み易
さを表す)は、接液ダイヤフラム15のコンプライアン
スより小さく設定されている。言い換えれば、過負荷保
護用ダイヤフラム35は、接液ダイヤフラム15より撓
み難く製作されている。なお、40はキャピラリチュー
ブ5を発信器ボディ9と検出器ボディ11に接続するた
めの接続具、41はキャピラリチューブ5の接続端部を
覆う保護カバー、42は信号処理回路、43はカバー1
0を発信器ボディ9に固定するボルトである。その他の
構成は図3に示した従来の差圧・圧力発信器と同様であ
る。
【0013】このような構造からなるリモート・シール
型の差圧・圧力発信器において、測定流体の低圧側およ
び高圧側の圧力PL ,PH が低圧側、高圧側の受圧器3
の接液ダイヤフラム15にそれぞれ加わると、これらの
接液ダイヤフラム15はその圧力に応じて変位する。そ
のため、ダイヤフラム室16内の封入液20の一部は、
連通路38を通ってダイヤフラム室37へ移動する。こ
の時、通常測定時においては、接液ダイヤフラム15が
検出器ボディ17の側面に着底せず、ダイヤフラム室1
6の容積は零にならない。このダイヤフラム室16内の
封入液20は、連通路38を通ってダイヤフラム室37
に流れ込み、過負荷保護用ダイヤフラム35を変位させ
る。したがって、この時の圧力のみが封入液20を介し
て発信器本体2に導かれ、シールダイヤフラム8を変位
させる。そして、このシールダイヤフラム8の変位は、
封入液13を介して半導体圧力センサ11に導かれ、そ
の差圧が測定される。
【0014】一方、たとえば低圧側受圧器3の接液ダイ
ヤフラム15に測定限界圧以上の過大圧力が加わると、
この接液ダイヤフラム15は変位して検出器ボディ17
の側面に着底し、ダイヤフラム室16の容積を零にす
る。そのため、ダイヤフラム室16内の封入液20は全
て連通路38を通ってダイヤフラム室37内へ移動し、
過負荷保護用ダイヤフラム35を変位させる。過負荷保
護用ダイヤフラム35は、コンプライアンスが小さい
が、接液ダイヤフラムが通常の弾性域を越えて塑性域に
入る状態よりは撓み易いので、十分に変位してダイヤフ
ラム室16内の封入液20をダイヤフラム室37内に受
け入れ、過大圧力を吸収する。したがって、過大圧力は
発信器本体2側には伝わらず、シールダイヤフラム8お
よび半導体圧力センサ11が破損することはない。高圧
側受圧器3の接液ダイヤフラム15に過大圧力が加わっ
た時も同様に、高圧側の過負荷保護用ダイヤフラム37
が変位して過負荷を吸収することにより、過大圧力が発
信器本体2側に伝わらず、シールダイヤフラム8および
半導体圧力センサ11の破損を防止する。
【0015】上記したように本発明に係る差圧・圧力発
信器においては、接液ダイヤフラム15の裏側室を形成
するダイヤフラム室16内の封入液20を過負荷保護用
ダイヤフラム35の裏側室を形成するダイヤフラム室3
7内に移動させるようにしているので、封入液20がキ
ャピラリチューブ5を通って発信器本体2側に殆ど移動
せず、圧力のみを発信器本体2側に伝えることができ
る。このような差圧・圧力発信器における応答性は次式
によって示される。 T=K・R1・C1 ・・・・(2) R1=K3・l2 /d04 ただし、R1 は抵抗、K3は定数、C1 は過負荷保護用
ダイヤフラムのコンプライアンス、l2 は連通路38の
長さ、d0 は連通路38の内径である。ここで、抵抗R
1 は、キャピラリチューブ5の長さおよび内径に全く依
存せず、また上記(1)式に示した抵抗Rに比べて十分
小さいので、応答性Tを向上させることができる。ま
た、キャピラリチューブ5に依存しなければ、封入液2
0の総量を変えないでキャピラリチューブ5の長さおよ
び内径を自由に変えることができ、環境変化による影響
を少なくすることができる。
【0016】図2は本発明の他の実施の形態を示す断面
図である。この実施の形態においては、低圧側と高圧側
の受圧器3のダイヤフラム室37をパイプ50によって
連通させている。51は密閉タンクである。その他の構
成は上記した実施の形態と同一である。このような構造
において、パイプ50の長さをL、キャピラリチューブ
5の長さをl3 とすると、L《l3 のアプリケーション
の時、静圧が高い状況下でも測定が可能である。このと
き、過負荷保護用ダイヤフラム35は、差圧によって動
作する。このときの応答性は、上記した(2)式中のR
1 (=K3 ・l2 /d04)を、 R1 =K3 ・L/d04 に置き換えればよい。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る差圧・
圧力発信器は、シールダイヤフラムを有し封入液が封入
された発信器本体と、接液ダイヤフラムを有し封入液が
封入された受圧器と、この受圧器と前記発信器本体を接
続するキャピラリチューブを備えた差圧・圧力発信器に
おいて、前記受圧器の接液ダイヤフラムと対称な部位に
過負荷保護用ダイヤフラムを設け、これら両ダイヤフラ
ムによって形成されたダイヤフラム室間を前記受圧器内
に設けた連通路によって連通するとともに、前記キャピ
ラリチューブに接続し、過負荷保護用ダイヤフラムのコ
ンプライアンスを接液ダイヤフラムのコンプライアンス
より小さく設定したので、キャピラリチューブ内での封
入液の移動が殆どなく、圧力のみを発信器本体に伝達す
ることができる。したがって、キャピラリチューブの長
さおよび内径に依存せず、差圧・圧力発信器の応答性お
よび温度特性を向上させることができ、キャピラリチュ
ーブの長さおよび内径を自由に変更し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る差圧・圧力発信器の実施の形態
を示す断面図である。
【図2】 本発明の他の実施の形態を示す断面図であ
る。
【図3】 従来のリモート・シール型差圧発信器の断面
図である。
【符号の説明】
1…差圧発信器、2…発信器本体、3…受圧器、5…キ
ャピラリチューブ、6…センターダイヤフラム、8…シ
ールダイヤフラム、13…封入液、15…接液ダイヤフ
ラム、16…ダイヤフラム室、18…封入液通路、20
…封入液、35…過負荷保護用ダイヤフラム、37…ダ
イヤフラム室、38…連通路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シールダイヤフラムを有し封入液が封入
    された発信器本体と、接液ダイヤフラムを有し封入液が
    封入された受圧器と、この受圧器と前記発信器本体を接
    続するキャピラリチューブを備えた差圧・圧力発信器に
    おいて、前記受圧器の接液ダイヤフラムと対称な部位に
    過負荷保護用ダイヤフラムを設け、これら両ダイヤフラ
    ムによって形成されたダイヤフラム室間を前記受圧器内
    に設けた連通路によって連通するとともに、前記キャピ
    ラリチューブに接続したことを特徴とする差圧・圧力発
    信器。
JP30017995A 1995-11-17 1995-11-17 差圧・圧力発信器 Pending JPH09145518A (ja)

Priority Applications (1)

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JP30017995A JPH09145518A (ja) 1995-11-17 1995-11-17 差圧・圧力発信器

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JP30017995A JPH09145518A (ja) 1995-11-17 1995-11-17 差圧・圧力発信器

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JP30017995A Pending JPH09145518A (ja) 1995-11-17 1995-11-17 差圧・圧力発信器

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006177829A (ja) * 2004-12-24 2006-07-06 Yokogawa Electric Corp ダイアフラムシール付伝送器
WO2007126503A2 (en) 2006-04-10 2007-11-08 Rosemount Inc. Industrial process pressure transmitter with field repairable remote seals
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