JPH09311086A - 差圧伝送器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】差圧伝送器の差圧を正確に検出する。 【解決手段】測定流体受圧室１７，１８は単一部品から
なる圧力受圧部材２０のシールダイアフラム取付け孔部
２１，２２と栓３５，３６で形成され、シールダイアフ
ラム６，７は圧力受圧部材の両端に平行に取り付ける過
負荷保護ダイアフラム４とセンサ部組２はシールダイア
フラム６,７と直角方向に設け、受圧室２０１,２０２と
隔離室２０３，２０４，半導体センサは導通路により連
通する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は差圧伝送器に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の差圧伝送器は、一般的には、特開
昭60−185131号公報に記載されたように、圧力受圧部材
は本体Ｈ，本体Ｌの二つの部品で構成され、本体Ｈの片
面には第一のシールダイアフラムを固定し、もう一方の
面にはセンサ部と過負荷保護ダイアフラムとして機能す
るセンタダイアフラムが固定されている。

【０００３】本体Ｌの片面にも第二のシールダイアフラ
ムが固定され、もう一方の面は本体Ｈのセンタダイアフ
ラムを押し付けるように、本体Ｈと本体Ｌを重ね外周を
溶接する。更に、本体Ｈ，Ｌで構成された本体の両側
に、第一，第二の流体を受圧するシールダイアフラムに
よって形成された第一，第二の受圧室を構成し、そして
本体Ｈ，センサ部組，センタダイアフラム，本体Ｌによ
って第一，第二の隔離室を設け、さらに第一の受圧部と
第一の隔離室をつなぐ導圧路，第一の隔離室と半導体差
圧センサをつなぐ導圧路，第二の受圧室と第二の隔離室
をつなぐ導圧路，第二の隔離室と半導体差圧センサをつ
なぐ導圧路を構成している。

【０００４】これら第一の受圧室，第一の隔離室，半導
体差圧センサ，これらをつなぐ導圧路内には封入液が充
填されている。同様に第二の受圧室，第二の隔離室，半
導体差圧センサ，これらをつなぐ導圧路内にも封入液が
充填され、圧力が半導体差圧センサの表裏面に伝達され
る。

【０００５】また、本体Ｈ，Ｌを二個のフランジで両側
よりはさみ込み、ボルト，ナットによって締め付け固定
することにより、測定流体受圧室が本体Ｈの第一のシー
ルダイアフラムとフランジとの間及び本体Ｌの第二のシ
ールダイアフラムとフランジとの間に形成される。

【０００６】一方、従来技術の差圧伝送器より測定精度
を向上させるものとして、特開平6−194247号公報に記
載の差圧伝送器がある。この差圧伝送器では、過負荷保
護ダイアフラムとしてのセンタダイアフラムを本体部材
に設ける際に、第一及び第二のシールダイアフラムの受
圧方向に対してセンタダイアフラムの受圧方向が異なる
よう、例えば直角方向に設けている。また、測定流体の
受圧室や封入液の受圧室単体の受圧部材内に形成される
ため、フランジやフランジを締め付けるボルト，ナット
を必要としない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
には次のような問題がある。

【０００８】特開昭60−185131号公報に記載の差圧伝送
器では、第一及び第二のシールダイアフラムと受圧部材
との接合部は、図２のようになっているので、この形で
コンパクト形差圧伝送器用極薄ダイアフラムを溶接で接
合すると極薄ダイアフラムだけが溶けてしまいとても接
合は困難であった。

【０００９】また、溶接出来ても動作支点が従来のＡ部
からＢ部になってしまい測定精度を悪くしていた。この
ため、特開平6−194247 号公報に記載の差圧伝送器で
は、図３の形をとることで接合が可能となったがダイア
フラムが移動する場合の動作支点位置が変ってしまい、
正確な差圧測定の障害となっていた。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の差圧伝送器では、第一，第二のシールダイ
アフラムの動作支点を固定するために、次の構成を採用
する。すなわち、受圧部材に取り付けられた第一のダイ
アフラムによって形成され、第一の検出流体が封入され
た第一の受圧室と、前記受圧部材に取り付けられた第二
のダイアフラムによって形成され、第二の検出流体が封
入された第二の受圧室と、前記受圧部材内に配置された
差圧検出センサと、前記第一及び第二のダイアフラムと
異なる方向、例えば直角に前記受圧部材に取り付けられ
た第三のダイアフラムによって形成され、前記第一の受
圧室に導通する第一の隔離室と、前記第三のダイアフラ
ムの外周部を固定するよう前記受圧部材に取り付けられ
た密封部材と前記第三のダイアフラムとによって形成さ
れ、前記第二のダイアフラムに第二の測定流体の圧力を
印加して前記第一及び第二の受圧室に導通する第一及び
第二の隔離室の圧力を前記差圧検出センサに印加し両圧
力の差を差圧検出センサで検出する差圧伝送器で、前記
第一，第二，第三のダイアフラムの動作支点を固定する
方法を設ける構成とする。固定方法は、リングを用いる
ことで一方の固定支点を前記受圧部材に、もう一方の固
定支点をリングにする方法である。

【００１１】好ましくは、前記固定方法は前記ダイアフ
ラムと前記リングを同時に前記受圧部材に接合すること
である。

【００１２】以上のように構成した本発明の差圧伝送器
では、基本的には特開平6−194247号公報に記載の差圧
伝送器と同様な構造ではあるが、本発明の特徴としてダ
イアフラム動作支点を固定することができるため、再現
よく高精度な差圧測定が可能となる。

【００１３】また、この場合第二の測定流体の圧力によ
る第二の隔離室の変形により、過負荷保護ダイアフラム
の動作支点が動くことがなくなり測定精度を悪くするこ
とも無い。

【００１４】さらに、極薄（１０〜２０ミクロン）ダイ
アフラムを受圧部材に溶接で接合する場合などは、リン
グと同時に接合することが出来るようになり極薄ダイア
フラムの接合も可能にするという作用もある。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の差圧伝送器を図を
用いて説明する。

【００１６】図１は本発明の差圧伝送器の一実施例を示
したものであり、この差圧伝送器は主に、圧力受圧部材
２０，センサ部組２，シールダイアフラム６，７，過負
荷保護ダイアフラム４，第一，第二の圧力室２０１，２
０２，第一，第二の隔離室２０３，２０４で構成されて
いる。

【００１７】図４に図１で示した圧力受圧部材２０の構
造図を示す。圧力受圧部材２０は単一の部材からなり、
圧力受圧部材２０の両端には対称にシールダイアフラム
６，７を取り付けるための孔部２１，２２を設け、底面
にはシールダイアフラム６，７と同一形状に加工を施
し、孔部２１，２２の入口には栓３５，３６を固定する
ためのシールダイアフラム６，７より大きな径のねじ部
３７，３８を形成している。

【００１８】また、圧力受圧部材２０の中心軸上には、
過負荷保護ダイアフラム４，センサ部組２を収納するた
めの段付孔部２３が、シールダイアフラム６，７と直角
方向に設けてある。段付孔２３の小径側には、増幅器を
取り付けるための孔９が、また大径側には過負荷保護ダ
イアフラム４を固定するための固定金具８を取り付ける
ための孔１０が設けてある。

【００１９】そして、シールダイアフラム６，７，過負
荷保護ダイアフラム４，センサ部組２の間を導通路２
４，２５，２６，２７，６０，６１，６２，６３で接続
している。

【００２０】本発明の一実施例の差圧伝送器における受
圧室２０１，受圧室２０２，隔離室２０３，隔離室２０
４の構造を図１を用いて説明する。

【００２１】本実施例の差圧伝送器では、圧力受圧部材
２０の孔部２１，２２からシールダイアフラム６，７と
一緒にリング１１，１２を組み込み、シールダイアフラ
ム６，７の面が平行となるように同時に溶接して、受圧
室２０１，２０２を形成する。そして、このリング１
１，１２によりシールダイアフラム６，７の運動支点は
明確化される。

【００２２】次に栓３５，３６を圧力受圧部材２０のね
じ孔にねじこみ、その端面部分を溶接で接合，封止し測
定流体受圧室１７，１８を形成する。

【００２３】圧力受圧部材２０の中心段付孔部２３に
は、径の大きな方向よりセンサ部組２を挿入し、センサ
部組２の導通路６０と圧力受圧部材２０の導通路２５が
導通するように組み込み、センサ部組２の両端を溶接す
る。

【００２４】その後、センタ金具５をセンタ金具５の導
通路６１と圧力受圧部材２０の導通部２４が導通するよ
うな位置に、また過負荷保護ダイアフラム４の波形状と
同一に加工した面を過負荷保護ダイアフラム４側に向け
て取り付け、さらに過不過保護ダイアフラム４をリング
１３と一緒に圧力受圧部材２０に溶接し、隔離室203を
形成する。センタ金具５の中心には過負荷保護ダイアフ
ラム４から半導体センサ４４へ圧力を伝達するための導
通路６３が設けてある。

【００２５】固定金具取り付け孔１０に固定金具８の導
通路６２と圧力受圧部材２０の導通路２６が導通するよ
うに、また過負荷保護ダイアフラム４の波形状と同一に
加工した面を過負荷保護ダイアフラム４側に向けて取り
付け、固定金具８と圧力受圧部材２０を溶接にて封止し
隔離室２０４を形成する。

【００２６】そして、シールダイアフラム６，過負荷保
護ダイアフラム４，センサ部組２，導通路２４，６１，
６３，液封口のシールピン５１で囲まれた空間には、封
入液１５が充填してあり、同様にシールダイアフラム
７，過負荷保護ダイアフラム４，センサ部組２，導通路
２５，２６，２７，６０，６２，液封口のシールピン５
２で囲まれた空間にも封入液１６が充填してある。

【００２７】図５は図１の過負荷保護ダイアフラム４，
リング１３と圧力受圧部材２０と固定金具８の部分を詳
細に示した図である。過負荷保護ダイアフラム４はリン
グ１３と一緒に圧力受圧部材２０に押しつけられ電子ビ
ーム溶接で溶接され、封止される。したがって、センタ
ダイアフラムの運動支点は強固に押しつけられるため、
歪の影響が無く、その運動支点は常時明確化される。こ
のために、従来のリングが無い場合のような圧力負荷時
に隔離室２０４と固定金具端面（大気側）では大きな差
圧が発生し固定金具８が弾性変形し、過負荷保護ダイア
フラムの運動支点が動くということがない。

【００２８】このような構成からなる差圧伝送器の差圧
検出動作を図１を用いて説明する。シールダイアフラム
６にプロセス流体からの圧力が印加すると、シールダイ
アフラム６を介してシールダイアフラム６の裏側の受圧
室２０１の封入液１５に測定流体の圧力が伝達される。
さらにこの圧力は導通路２４，６１を通って過負荷保護
ダイアフラム４とセンタ金具５の間に形成された隔離室
２０３に伝達され、さらにセンタ金具５の導通路６３を
通って半導体センサ４４に伝達される。またプロセス流
体からの圧力がシールダイアフラム７に印加した場合も
同様にシールダイアフラム７を介して受圧室２０２の封
入液１６に測定流体の圧力が伝達され、圧力は導通路２
５，２６，２７によって過負荷保護ダイアフラム４と固
定金具８の間で形成された隔離室２０４と、導通路６０
によってセンサの裏面へ伝達される。このように半導体
センサ４４はセンタダイアフラムの表，裏に伝達した測
定流体の圧力を検出し、半導体センサ４４の出力はハー
メチックシールピン４５より大気開放側に取り出され、
ＦＰＣ４６を介して増幅器に伝送される。

【００２９】そして、この過負荷保護ダイアフラム４に
伝達した圧力差により過負荷保護ダイアフラム４が移動
する。この時、一方のシールダイアフラムが膨らむ（外
側）方向に移動する場合には、もう一方のシールダイア
フラムはへこむ（内側）方向へ移動する。このため運動
支点が異なると誤差を生じる。図６に図１のシールダア
フラム７とリング１２と受圧部材２０の部分の詳細図を
示す。

【００３０】以上のように本発明の差圧伝送器によれ
ば、シールダイアフラムの運動支点変化をなくすことが
出来、さらに、静圧印加時の測定流体の場合の過負荷保
護ダイアフラムの運動支点の変化をなくすことができる
ため差圧を正確に測定することができる。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、シールダイアフラムの
運動支点を固定し、かつ過負荷保護ダイアフラムの運動
支点をも固定することにより、測定流体圧力が加わった
場合にも正確な差圧を検出することが出来る。

【００３２】また、本発明ではリングと一緒に接合され
るため極薄ダイアフラムの接合も可能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の差圧伝送器の一実施例を示す縦断面
図。

【図２】一般的な差圧伝送器のシールダイアフラムの縦
断面図。

【図３】従来の差圧伝送器のシールダイアフラム接合部
の説明図。

【図４】図１の圧力受圧部材の縦断面図。

【図５】本発明の差圧伝送器の過負荷保護ダイアフラム
部の縦断面図。

【図６】本発明の差圧伝送器のシールダイアフラム部の
縦断面図。

【符号の説明】

２…センサ部組、４…過負荷保護ダイアフラム、５…セ
ンタ金具、６，７…シールダイアフラム、８…固定金
具、１５，１６…封入液、１７，１８…測定流体受圧
室、２０…圧力受圧部材、２４，２５，２６，２７，６
０，６１，６２，６３…導通路、３５，３６…栓、４４
…半導体差圧センサ、４５…ハーメチックシールピン、
４６…ＦＰＣ、５１，５２…シールピン、２０１，２０
２…受圧室、２０３，２０４…隔離室。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第一の検出流体が封入された第一の受圧室
   と、第一のダイアフラム，第二のダイアフラムによって
   形成され、第二の検出流体が封入された第二の受圧室と
   を備え、前記第一のダイアフラムに第一の測定流体の圧
   力、前記第二のダイアフラムに第二の測定流体の圧力を
   印加して両圧力の差を差圧検出センサで検出する差圧伝
   送器において、前記第一の受圧室に導通する第一の隔離
   室と、前記第二の受圧室に導通する第二の隔離室とを、
   前記第一のダイアフラム，前記第二のダイアフラムと異
   なる方向に配置された第三のダイアフラムで構成し、前
   記第一の隔離室，第二の隔離室に導通する前記第一の検
   出流体，前記第二の検出流体を前記差圧検出センサに印
   加する構造の差圧伝送器において、前記第一のダイアフ
   ラム，前記第二のダイアフラム，前記第三のダイアフラ
   ムの動作支点を一定にすることを特徴とする差圧伝送
   器。
2. 【請求項２】請求項１において、前記ダイアフラムの動
   作支点を一定にするためリングを用いる差圧伝送器。
3. 【請求項３】請求項２において、前記ダイアフラムと前
   記リングを同時に固定する差圧伝送器。