JPH11304622A - 差圧測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 組み立てに基づく特性の変動が回避出来、組
み立てが容易で、コストダウンが図れる差圧測定装置を
実現する。 【解決手段】 ブロック状の受圧部に一方の面の周縁部
が溶接固定される隔液ダイアフラムと、この隔液ダイア
フラムの他方の面の周縁部を押圧シールするカバーフラ
ンジとを具備する差圧測定装置において、前記隔液ダイ
アフラムの周縁を前記受圧部にリング状に抵抗溶接して
形成される外側抵抗溶接部と、この外側抵抗溶接部より
内側に設けられ前記隔液ダイアフラムの周縁部を前記受
圧部にリング状に抵抗溶接して形成される内側抵抗溶接
部と、この内側抵抗溶接部と前記外側抵抗溶接部との間
にリング状に前記受圧部に設けられた段部と、この段部
に対応して前記隔液ダイアフラムに設けられた深絞り部
と、前記隔液ダイアフラムの他方の面のこの深絞り部よ
り周縁側を押圧シールするカバーフランジとを具備した
ことを特徴とする差圧測定装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、組み立てに基づく
特性の変動が回避出来、組み立てが容易で、コストダウ
ンが図れる差圧測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２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、実開昭６０―１８１６
４２号に示されている。

【０００３】図において、１はハウジングで、円柱状の
首部１Ａと、首部１Ａの端部外周縁部１Ｃにおいて溶接
接続されたブロック状の受圧部１Ｂとよりなる。首部１
Ａと受圧部１Ｂとは、この場合は、ステンレス材よりな
る。

【０００４】ハウジング１の両側に高圧側カバーフラン
ジ２、低圧側カバーフランジ３が溶接等によって固定さ
れており、両カバーフランジ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Ｐ_L の低圧流体の
導入口５が設けられている。

【０００５】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内にセンタダイアフラム７と
シリコンダイアフラム８が設けられている。

【０００６】センタダイアフラム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、センタダイアフラム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。

【０００７】センタダイアフラム７と対向する圧力測定
室６の壁には、バックプレ―ト６Ａ，６Ｂが形成されて
いる。センタダイアフラム７は周縁部をハウジング１に
溶接されている。

【０００８】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。

【０００９】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ΔＰ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。

【００１０】シリコンダイアフラム８は、首部１Ａを２
個のセンサ室８１，８２に分ける。支持体９の圧力測定
室６側端面に、低融点ガラス接続等の方法でシリコンダ
イアフラム８が接着固定されている。

【００１１】ハウジング１と高圧側カバーフランジ２、
および低圧側カバーフランジ３との間に、圧力導入室１
０，１１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１２，１３と対向するハウジング１の壁１０
Ａ，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。

【００１２】隔液ダイアフラム１２，１３は、受圧部１
Ｂに、隔液リング１２１，１３１により周縁部が溶接さ
れている。この場合は、隔液ダイアフラム１２，１３
と、隔液リング１２１，１３１とはステンレス材よりな
る。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】封入液１０１，１０２は、センタダイアフ
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。１８は、受圧部１Ｂとカバーフランジ２，３との間
に設けられたガスケットで、この場合は、Ｏリングが使
用されている。

【００１６】以上の構成において、高圧側から圧力が作
用した場合、隔液ダイアフラム１２に作用する圧力が封
入液１０１によってシリコンダイアフラム８に伝達され
る。一方、低圧側から圧力が作用した場合、隔液ダイア
フラム１３に作用する圧力が封入液１０２によってシリ
コンダイアフラム８に伝達される。

【００１７】この結果、高圧側と低圧側との圧力差に応
じてシリコンダイアフラム８が歪み、この歪み量がスト
レインゲ―ジ８０によって電気的に取出され、差圧の測
定が行なわれる。

【００１８】図３は従来より一般に使用されている他の
従来例の構成説明図で、測定流体が高腐蝕性流体の場合
である。

【００１９】測定流体が高腐蝕性流体の場合は、第１の
隔液ダイアフラム１２，１３と第１の隔液リング１２
１，１３１とを覆って、高耐腐蝕性材、例えば、タンタ
ル、ハステロイ材からなる、第２の隔液ダイアフラム２
１，２２と第２の隔液リング２１１，２２１とが使用さ
れる。

【００２０】この場合、タンタル、ハステロイ材からな
る第２の隔液ダイアフラム２１，２２は、ステンレスよ
りなる受圧部１Ｂに溶接固定され難いので、例えば、ニ
ッケルよりなる間材リング２３，２４を介して溶接固定
される。

【００２１】図３に示す如く、第１の隔液ダイアフラム
１２，１３と第１の隔液リング１２１，１３１と受圧部
１Ｂとの間、第２の隔液ダイアフラム２１，２２と第２
の隔液リング２１１，２２１と間材リング２３，２４と
の間、間材リング２３，２４と受圧部１Ｂとの間には、
溶接部Ｄが設けられている。、

【００２２】この場合は、Ｔｉｇ溶接がされている。ま
た、第２の隔液ダイアフラム２１，２２と第２の隔液リ
ング２１１，２２１との間には、電子ビーム溶接Ｅがな
されている。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
な高腐蝕性の装置においては、 （１）カバーフランジ２，３は、圧力導入室１０，１１
の耐圧を確保出来るようにするために、例えば、貫通ボ
ルト、ナツトを使用して隔液リング１２１，１３１を強
く押圧し締め付ける。

【００２４】締め付け面とダイアフラム１２，１３、２
１，２２との面が、同一面上にあるため、ダイアフラム
１２，１３、２１，２２の初期張力に影響が及び、装置
の特性がばらつく事になる。

【００２５】（２）第２の隔液ダイアフラム２１，２
２、第２の隔液リング２１，２２や間材リング２３，２
４を必要とするため、溶接個所や部品点数が多くなって
しまい、大幅なコストアップとなってしまう。

【００２６】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、組み立てに基づく特性の変動が
回避出来、組み立てが容易で、コストダウンが図れる差
圧測定装置を提供するにある。

【００２７】

【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、 （１）ブロック状の受圧部に一方の面の周縁部が溶接固
定される隔液ダイアフラムと、この隔液ダイアフラムの
他方の面の周縁部を押圧シールするカバーフランジとを
具備する差圧測定装置において、前記隔液ダイアフラム
の周縁を前記受圧部にリング状に抵抗溶接して形成され
る外側抵抗溶接部と、この外側抵抗溶接部より内側に設
けられ前記隔液ダイアフラムの周縁部を前記受圧部にリ
ング状に抵抗溶接して形成される内側抵抗溶接部と、こ
の内側抵抗溶接部と前記外側抵抗溶接部との間にリング
状に前記受圧部に設けられた段部と、この段部に対応し
て前記隔液ダイアフラムに設けられた深絞り部と、前記
隔液ダイアフラムの他方の面のこの深絞り部より周縁側
を押圧シールするカバーフランジとを具備したことを特
徴とする差圧測定装置。 （２）前記抵抗溶接としてシーム溶接が使用された事を
特徴とする請求項１記載の差圧測定装置。を構成したも
のである。

【００２８】

【作用】以上の構成において、高圧側から圧力が作用し
た場合、隔液ダイアフラムに作用する圧力が、封入液に
よってシリコンダイアフラムに伝達される。一方、低圧
側から圧力が作用した場合、隔液ダイアフラムに作用す
る圧力が封入液によってシリコンダイアフラムに伝達さ
れる。

【００２９】従って、高圧側と低圧側との圧力差に応じ
て、シリコンダイアフラムが歪み、この歪み量がストレ
インゲ―ジによって電気的に取出され、差圧の測定が行
なわれる。

【００３０】而して、受圧部に隔液ダイアフラムを組み
立てるには、隔液ダイアフラムの深絞り部を、受圧部の
段部に取付ける。次に、内側抵抗溶接部と外側抵抗溶接
部とを、シーム溶接により形成する。以下、実施例に基
づき詳細に説明する。

【００３１】

【発明の実施の形態】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２と同一記号の構成は
同一機能を表わす。以下、図２と相違部分のみ説明す
る。

【００３２】外側抵抗溶接部３１，３２は、隔液ダイア
フラム３３，３４の周縁を、受圧部１Ｂにリング状にシ
ーム溶接して形成される。隔液ダイアフラム３３，３４
は、この場合は、タンタルやハステロイ材が使用されて
いる。

【００３３】内側抵抗溶接部３５，３６は、外側抵抗溶
接部３１，３２より内側に設けられ、隔液ダイアフラム
３３，３４の周縁部分を、受圧部１Ｂにリング状にシー
ム溶接して形成される。

【００３４】段部３７，３８は、内側抵抗溶接部３５，
３６と外側抵抗溶接部３１，３２との間にリング状に受
圧部１Ｂに設けられている。深絞り部３９，４１は、段
部３７，３８に対応して、隔液ダイアフラム３３，３４
に設けられている。

【００３５】カバーフランジ２，３は、隔液ダイアフラ
ム３３，３４の深絞り部３９より周縁側を押圧シールす
る。

【００３６】以上の構成において、高圧側から圧力が作
用した場合、隔液ダイアフラム３３に作用する圧力が、
封入液１０１によって、シリコンダイアフラム８に伝達
される。一方、低圧側から圧力が作用した場合、隔液ダ
イアフラム３４に作用する圧力が封入液１０２によって
シリコンダイアフラム８に伝達される。

【００３７】従って、高圧側と低圧側との圧力差に応じ
て、シリコンダイアフラム８が歪み、この歪み量がスト
レインゲ―ジ８０によって電気的に取出され、差圧の測
定が行なわれる。

【００３８】而して、受圧部１Ｂに隔液ダイアフラム３
３，３４を組み立てるには、隔液ダイアフラム３３，３
４の深絞り部３９，４１を、受圧部１Ｂの段部３７，３
８に取付ける。

【００３９】次に、内側抵抗溶接部３５，３６と外側抵
抗溶接部３１，３２とを、シーム溶接により形成する。

【００４０】この結果、 （１）カバーフランジ２，３は、圧力導入室１０，１１
の耐圧を確保出来るようにするために、隔液リング１２
１，１３１を強く押圧し、締め付ける。

【００４１】締め付け面とダイアフラム３３，３４との
面が、同一面上にあると、ダイアフラム３３，３４の初
期張力に影響が及び、装置の特性がばらつく恐れがあ
る。

【００４２】しかし、本発明においては、深絞り部３
９，４１が設けられたので、深絞り部３９，４１で、カ
バーフランジ２，３による押圧力が吸収され、ダイアフ
ラム３３，３４の初期張力に影響が及ぶことがなく、装
置の特性がばらつく恐れがない差圧測定装置が得られ
る。

【００４３】（２）抵抗溶接を採用したので、隔液ダイ
アフラム３３，３４を受圧部１Ｂに直接溶接可能とな
り、図３従来例の如き、第２の隔液ダイアフラム２１，
２２、第２の隔液リング２１，２２や間材リング２３，
２４が必要でなくなった。

【００４４】このため、溶接個所や部品点数が減少出来
て、大幅なコストダウンが可能となり、安価な差圧測定
装置が得られる。

【００４５】（３）段部３７，３８に、深絞り部３９，
４１を配置することにより、組み立て治具等を必要とせ
ず、溶接時の芯出し固定が容易に出来るので、溶接作業
が容易に出来、溶接加工コストの大幅な低減が可能とな
り、安価な差圧測定装置が得られる。

【００４６】（４）隔液ダイアフラム３３，３４の周縁
に、外側抵抗溶接部が形成されるので、耐食部分が広く
形成され、耐食性が向上された差圧測定装置が得られ
る。

【００４７】（５）抵抗溶接３１，３２，３５，３６と
して、シーム溶接が使用されれば、溶接部外表面に、隔
液ダイアフラムの高耐食材以外の、被溶接部の材料が溶
出する恐れがなく、且つ、連続した溶接であるので、溶
接部３１，３２，３５，３６のシールの信頼性が高く確
実な差圧測定装置が得られる。

【００４８】なお、前述の実施例においては、抵抗溶接
３１，３２，３５，３６として、シーム溶接３１，３
２，３５，３６が使用されている、と説明したが、これ
に限ることはなく、例えば、スポット溶接でも良い。

【００４９】要するに、溶接部外表面に、隔液ダイアフ
ラムの高耐食材以外の、被溶接部の材料が溶出する恐れ
がなければ良い。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
によれば、 （１）カバーフランジは、圧力導入室の耐圧を確保出来
るようにするために、隔液リングを強く押圧し、締め付
ける。

【００５１】締め付け面とダイアフラムとの面が、同一
面上にあると、ダイアフラムの初期張力に影響が及び、
装置の特性がばらつく恐れがある。

【００５２】しかし、本発明においては、深絞り部が設
けられたので、深絞り部で、カバーフランジによる押圧
力が吸収され、ダイアフラムの初期張力に影響が及ぶこ
とがなく、装置の特性がばらつく恐れがない差圧測定装
置が得られる。

【００５３】（２）抵抗溶接を採用したので、隔液ダイ
アフラムを受圧部に直接溶接可能となり、従来例の如
き、第２の隔液ダイアフラム、第２の隔液リングや間材
リングが必要でなくなった。

【００５４】このため、溶接個所や部品点数が減少出来
て、大幅なコストダウンが可能となり、安価な差圧測定
装置が得られる。

【００５５】（３）段部に、深絞り部を配置することに
より、組み立て治具等を必要とせず、溶接時の芯出し固
定が容易に出来るので、溶接作業が容易に出来、溶接加
工コストの大幅な低減が可能となり、安価な差圧測定装
置が得られる。

【００５６】（４）隔液ダイアフラムの周縁に、外側抵
抗溶接部が形成されるので、耐食部分が広く形成され、
耐食性が向上された差圧測定装置が得られる。

【００５７】本発明の請求項２によれば、抵抗溶接とし
て、シーム溶接が使用されたので、溶接部外表面に、隔
液ダイアフラムの高耐食材以外の、被溶接部の材料が溶
出する恐れがなく、且つ、連続した溶接であるので、溶
接部のシールの信頼性が高く確実な差圧測定装置が得ら
れる。

【００５８】従って、本発明によれば、組み立てに基づ
く特性の変動が回避出来、組み立てが容易で、コストダ
ウンが図れる差圧測定装置を実現することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の要部構成説明図である。

【図２】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。

【図３】従来より一般に使用されている他の従来例の構
成説明図である。

【符号の説明】

１ ハウジング １Ａ 首部 １Ｂ 受圧部 １Ｃ 溶接部 ２ 高圧側カバーフランジ ３ 低圧側カバーフランジ 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 ７ センタダイアフラム 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 １４ 連通孔 １５ 連通孔 １６ 連通孔 １７ 連通孔 １８ Ｏリング ３１ 外側抵抗溶接部 ３２ 外側抵抗溶接部 ３３ 隔液ダイアフラム ３４ 隔液ダイアフラム ３５ 内側抵抗溶接部 ３６ 内側抵抗溶接部 ３７ 段部 ３８ 段部 ３９ 深絞り部 ４１ 深絞り部 ８０ ストレインゲ―ジ ８１ センサ室 ８２ センサ室 １０１ 封入液 １０２ 封入液

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ブロック状の受圧部に一方の面の周縁部が
   溶接固定される隔液ダイアフラムと、 この隔液ダイアフラムの他方の面の周縁部を押圧シール
   するカバーフランジとを具備する差圧測定装置におい
   て、 前記隔液ダイアフラムの周縁を前記受圧部にリング状に
   抵抗溶接して形成される外側抵抗溶接部と、 この外側抵抗溶接部より内側に設けられ前記隔液ダイア
   フラムの周縁部を前記受圧部にリング状に抵抗溶接して
   形成される内側抵抗溶接部と、 この内側抵抗溶接部と前記外側抵抗溶接部との間にリン
   グ状に前記受圧部に設けられた段部と、 この段部に対応して前記隔液ダイアフラムに設けられた
   深絞り部と、 前記隔液ダイアフラムの他方の面のこの深絞り部より周
   縁側を押圧シールするカバーフランジとを具備したこと
   を特徴とする差圧測定装置。
2. 【請求項２】前記抵抗溶接としてシーム溶接が使用され
   た事を特徴とする請求項１記載の差圧測定装置。