JPS58193432A

JPS58193432A - 圧力センサ

Info

Publication number: JPS58193432A
Application number: JP7551182A
Authority: JP
Inventors: Ryo Fukuda; 僚福田
Original assignee: Fukuda Co Ltd
Current assignee: Fukuda Co Ltd
Priority date: 1982-05-07
Filing date: 1982-05-07
Publication date: 1983-11-11
Also published as: JPS648291B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】この発明は圧カセ／すに関し、とくに簡易に動作チェッ
ク等を行えるようにしたものである。

圧力を磁性材料製のダイヤスラムの変位に変換し、さら
にこの変位を検出コイルのインダクタンスの変化として
検出する圧力センサが知られている。この圧力センナは
ニアリークディテクタやマノメータ等測定器のセンサと
して多く用いられる。

ところで、このような圧力センサを用いた測定器におい
て、圧力センサの動作や測定器の回路系のチェックを行
なうには、基準圧力源を用意し、この基準圧力源の既知
の圧力を圧力センサに供給させる必要がある。そして、
測定器を実際に動作させて正規の測定結果を得られるか
どうかを判断する。

しかし、このようなチェックでは基準圧力源を用意する
分作業も煩雑となってしまう。

他方、測定器の回路系のみのチェックを行うには、擬似
的な信号を圧力センサの出力として回路系に供給して測
定結果を監視するだけで済む。しかし、この場合には圧
力センサの動作をチェックすることにならないので、正
確なチェックとはならない。

この発明はこのような事情を考慮してなされたもの、で
あ如、基準圧力源を用いることなく正確なチェックを簡
易に行える圧力センサを提供することを目的としている
。

この発明ではこのような目的を達成するために、駆動コ
イルの磁力によシダイヤフラムを強制的に変位させうる
ようＫしている。

以下、この発明の実施例について図面を参照しながら説
明する。

第１図および第２図は本例圧力センナを示すもので、こ
れらの図において、ケース半体１，２が合体固定される
ことによシケース３が構成されている。これらケース半
休１．２間にはダイヤフラム２０が保持されている。ケ
ース半体１は厚肉な円盤形状をしてお如、その−面に凹
部１ａが形成されている（第２図）。ケース半体２も同
様の形状であシ、その−面に凹部２ｍが形成されている
。

上述の合体固定はこれら凹部１ｍ、２ｍが重なるように
行われ、これら凹部１ｍ、２ｍによシ空洞３ａが構成さ
れている。この場合、ダイヤフラム　　　−２０が凹部
１ｍ、２ｍを異なる室部、すなわち第１室および第２室
に分離している。そして、このダイヤフラム２０はその
一部に磁性材料を有するものとする。ダイヤ７−ｙムク
０全体を磁性材料から形成してもよいし、それに磁性体
製のシートを貼付したシしてもよい。

ケース半体１．“２の凹部１ｍ、２ａにはこれらケース
半体１，２のそれぞれの他端側から圧力人力口４，５が
連通されている。これら圧力入力口４．５にはそれぞれ
圧力が供給されるように々つておシ、これら圧力の差に
応じてダイヤフラム２０が変位するようになっている。

他方、ケース半体１，２の凹部１ａ、２ａにはそれぞれ
の中央位置の配置で検出部としての検出コイル６．７が
設けられている。具体的には、Ｅアヤ。３ア８，９゜６
３イ２６，７カ１□イゎ　　”□′巻装されている。そ
して、検出コイル６．７がともに磁性体製のダイヤフラ
ム２０を含んで磁路を形成するようになっている。上述
のようにダイヤフラム２０が変位すると当然ながら検出
コイル６゜７の磁路のリラクタンス換言すれば検出コイ
ル６゜７の自己インダクタンスが変化する。

これら自己インダクタンスの変化を検出するには、たと
えば第３図に示すブリッジ回路１０を用いることができ
る。ブリッジ回路１０は検出コイル６．７、ダイオード
１１，１２、抵抗器１３゜１４、可変抵抗器１５および
フィルタ１７からなる。交流電圧源１６をこのブリッジ
回路１００入力端間に供給すれば、その出力端１０ｍ、
１０ｂから検出コイル６．７のインダクタンスの差分に
応じた不平衡な出力を得ることに説明を要しないであろ
う。

第１図および第２図において、本例では検出コイル６．
７の周囲にそれぞれ駆動コイル１８．１９を設けている
。これら駆動コイル１８．１９には電流を供給しうるよ
うにし、適宜駆動コイル１８゜１９を電磁石として駆動
できるようにしている。

これら駆動コイル１８．１９の磁力によシダイヤ７ラム
２０を第１図の左右方向に強制的に変位させることがで
きる。

なお、図中６ｍ、７ｍ、１８ｍ、１９ｍは非磁性体から
なる耐蝕性のシール部材である。

本例圧力センサにおいては、圧力入力口４，５の圧力差
がダイヤフラム２０の変位に変換される。

すでに述べたようにダイヤフラム２°Ｏは磁性材料を有
し、これが検出コイル６．７の磁路中に配されるので、
ダイヤフラム２０の変位は検出コイル６．７のインダク
タンスの変化に変換される。そして、このインダクタン
スの変化がたとえば第３図のブリッジ回路１０によって
電圧信号とされ、この結果、最終的に上述の圧力差が検
出される。

すなわち、予め電圧信号の圧力差依存を測定しておくこ
とにより、電圧信号から圧力差を求めることができるよ
うＫなる。

また、本例では駆動コイル１８．１９を設けている。仁
のため、圧力入力口４．５に圧力を供給することなく、
駆動コイル１８．１９の磁力によりダイヤフラム２０を
強制的に変位させる仁とができる。しかも、駆動コイル
１８．１９への駆動電流とダイヤフラム２０の変位との
相関を予め測定しておけば、駆動電流を加減してダイヤ
フラム２０の変位を任意に設定することができる。換言
すれば、見かけ上は所望の圧力差を圧力入力口４．５に
供給したことと等価となる。

し九がって、本例では圧力センサ自体およびそれを用い
た測定器の回路系をチェックする場合に、駆動コイル１
８．１９に所定の電流を供給するという簡易な作業を行
うだけで済む。

つぎに、本例圧力センナを所定の測定器に組み込んだ場
合を例に挙げて、そのチェック動作について触れておく
こととする。

第４図は本例圧力センサをニアリークディテクタ２１に
用いた場合を示し、この図において、２２は圧力センサ
を示す。ニアリークディテクタ２１にはフィルタ２３を
介して空圧源２４が接続されるとともに、フィルタ２５
およびパルプ２６を介して基準物（たとえば洩れの々い
正規な容器）２７が接続される。同様に被検物（たとえ
ば製品としての容器）２８がフィルタ２９およびパルプ
３０を介して接続される。ニアリークディテクタ２１で
は空圧源２４からの空圧が減圧弁３１で減圧されたのち
電磁弁３２．３３．３４を介して圧力センサ２２の圧力
入力口５，４（第１図）に供給され、さらに適宜基準物
２７および被検物２８に供給されるようになっている。

他方、圧力センサ２２からの検出出力は破線で示すよう
にアンプ３５で増幅されたのちメータ３６およびコント
ローラ３７に供給されるようになっている。そして、チ
ェック信号入力端子３８から圧力センサ２２の駆動コイ
ル１８．１９（第１図）にチェック信号としての駆動電
流が供給されるようになっている。

・このニアリークディテクタ２１では加圧、Ｐ衡および
検出のシーケンスを繰り返して順次被検物２８のニアリ
ークを検出していく。このシーケンスはコントローラ３
７内のタイマにより行われる。

すなわち、基準物２７および被検物２８をセツティング
したのちパルプ２６．３０を開成し、こののちコントロ
ーラ３７にスタート信号を送出する。

そうすると、電磁弁３２，３３．３４がともに開成され
、基準物２７および被検物２８が最初は同圧力で加圧さ
れる。この加圧ののち後段の電磁弁３３．３４を閉成し
、圧力センサ２２．基準物２７および被検物２８の系を
空圧源２４から孤立させてこの系を平衡状態に移行させ
る。系が平衡するのに十分な時間が経過したならば、圧
力センサ２２の圧力差を検出する。この場合、検出開始
時点に圧力センサ２２の出力をゼロクランプしてゼロ点
の補正を行うことが好ましい、検出ののちは電磁弁３２
を制御して圧力センサ２２側を大気側に開成してリセッ
トを行う。

コントローラ３７は以上のスタートからリセットのシー
ケンスの九びに圧力センサ２２の検出出力を監視し、こ
の検出出力が所定のレベルを超え九ときにリークがあっ
たものとしてＮ、Ｇ（ノーグツド）の判定出力を発生さ
せ、干うでないときＫＯＫの判定出力を発生させる。

このニアリークディグ２２２１０校正を行うＫは、チェ
ック信号入力端子３８にチェック信号を供給すればよい
。なお、圧力センサ２２に圧力差がないようにこの校正
はリセット時等に行う。チェック信号が駆動コイル１８
．１９に供給されると圧力センサ２２のダイヤフラム２
０（第１図）が強制的に変位させられ、この結果、メー
タ３６やコントローラ３７にそれに応じた検出出力が供
給される。そしてこの検出出力が正規なものとなるか否
かをチェックし校正する。チェック信号としてはメータ
３６のスパン点に対応した電流を選定して正確な校正を
行ってもよいし、それ以上がＮ、Ｇとされる所定のレベ
ルの圧力差に対応した電流を選定してコントローラ３７
からＮ、Ｇの判別出力が生じるかどうかを判別するよう
にしてもよい。

なお、以上の操作においては圧力センサ２２自体の動作
チェックのみならず回路系の動作チェックをも行えるこ
とはもちろんである。

第５図は本例圧力センサ２２をマノメータ４１に用いた
場合を示す。この図において、基準圧力が圧力センサ２
２の一方の圧力入力口４に供給され、被測定圧力が他方
の圧力入力口５に供給されるようになっている。この場
合、基準圧力を大気圧とし上記圧力入力口４を大気側に
解放してもよい。圧力センサ２２の検出出力はアンプ４
２を介して判定回路４３およびメータ４４に送出されて
いる。判定回路４３は、たとえば圧力センサ２２の検出
出力のレベルを弁別してランプ４５ａ、４５ｂ。

４５ｃを点灯表示等させるものである。

この第５図のマノメータ４１の場合にもチェック信号入
力端子３８にチェック信号としての駆動電流を駆動コイ
ル１８．１９に供給することによシ校正を行えることは
容易に理解できるであろう。

以上述べたように、この発明によればダイヤフラムを駆
動コイルの磁力で強制的に変位させうるようにしている
ため、単に駆動コイルに電流を供給するだけで圧力セン
サの状態を基準圧力源を接続した状態にすることができ
る。したがって、基準圧力源を用いることなく校正や動
作チェックを行え、コストや作業性のうえで有利となる
。しかも、その校正や動作チェックは単に回路系に関す
るものでなく、圧力センサをも含め九ものなので、極め
て信頼性の高いものとなる。

なお、この発明は上述実施例に制約されるものではなく
、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。

たとえば、上述の実施例では検出コイル６．７を囲むよ
うにループを形成する駆動コイル１８．１９を用い九が
、第６図および第７図に示すように、小さな駆動コイル
５１ａ〜５１ｄ。

５２ａ〜５２ｄを検出コイル６．７の周囲に配置して、
駆動コイル５１ａ〜５１ｄ　、５２ａ〜５２ｄの形成す
るループ内に検出コイル６．７を配置しないようにして
もよい。なお、第６図および第７図において第１図およ
び第２図と対応する箇所には対応する符号を付してそれ
ぞれの詳細説明を省略した。

また、第１図および第２図の実施例では検出コイルおよ
び駆動コイルの個数をそれぞれケース半体に１′ず９と
したがケース半体の一方にのみ設　　　　　１　・。

けるようにしてもよい。

さらに、上記実施例ではダイヤフラムの変位を電気的信
号として検出する検出部を、検出コイルによシ構成した
が、この検出部については種々の構成を採用することが
できる。たとえば、ダイヤスラムに対してほぼ平行に電
極板を配置し、ダイヤスラムの変位を静電容量の変化と
して検出するようにしてもよい。また、ダイヤフラムに
ストレインゲージをはりつけ、ダイヤフラムの変位を電
気抵抗の変化として検出するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す断面図、第２図は第
１図の■−■矢視線の方向から見たシール部材を省略し
た状態のケース半体１の正面図、第３図は上述実施例を
説明する丸めの回路図、第４図は上述実施例をニアリー
クディテクタに適用した例を示す系統図、第５図は上述
実施例をマノメータに適用した例を示す系統図、第６図
および第７図は上述実施例の変形例を示す第１図、第２
図相当図である。１ａ・・・・・・凹部（第１室）、２麿・・・・・・凹
部（第２室）、３・・・・・・ケース、３ｍ・・・・・
・空洞、４．５・・・・・・圧力人力口、６，７・・・
・・・検出コイル（検出部）、１８．１９・・・・・・
駆動コイル、２０・・・・・・ダイヤフラム。出鯨人株式会社フクダ代理人弁理士渡　辺　　昇第６図第７図

Claims

【特許請求の範囲】

空洞を形成するケースと、上記空洞を第１室および第２
室に分割するとともに磁性材料を少なくとも一部に含ん
でなるダイヤフラムと、上記第１室および第２室にそれ
ぞれ連通するとともにそれぞれの圧力差に応じて上記ダ
イヤフラムを変位させる第１の圧力入力口および第２の
圧力入力口と、上記ダイヤフラムの変位を電気的信号と
して検出する少なくとも１つの検出部と、上記ダイヤフ
ラムを磁力によシ変位させる少なくとも１つの駆動コイ
ルとを有し、この駆動コイルにチェック用の信号を供給
して上記ダイヤ７２ムを強制的に変位させ上記検出コイ
ルから正規の信号を取シ出せるかどうかを判別しうるよ
うにしたことを特徴とする圧力センサ。