JPS586901B2

JPS586901B2 - サアツオウドウソウチ

Info

Publication number: JPS586901B2
Application number: JP50104579A
Authority: JP
Inventors: 西原正
Original assignee: Yokogawa Electric Works Ltd
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1975-08-29
Filing date: 1975-08-29
Publication date: 1983-02-07
Also published as: JPS5229265A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、測定ダイアフラムとして平板を用いた３要素
式差圧応動装置に関するものである。

一般に平板測定ダイアフラムを用いる差圧応動装置にお
いては、カバーを固定するボルト、ナットの締付力でカ
バーやその内部のハウジング、ボデイ等の構造物が固定
されている。

したがって、締付力が変動するとボデイの受ける力が変
化しボデイ内部の測定ダイアフラムの張力が変わる。

このため、単位圧力に対する測定ダイアフラムの変位（
以下スパンと記す）が締付力の大きさに応じて変化する
。

また、この締付力のほかに、温度が変化すると、カバー
、ハウジング、ポデイ等の膨張係数の相違からボデイの
受ける力が変わシ、測定ダイアフラムの張力、すなわち
スパン、が変化する。

これらのスパン変化（以下スパンシフトと記す）は、ド
リフトや温度誤差等で示されるもので、工業計器にとっ
ては致命的な欠点となる。

本発明の目的は、このような従来装置の欠点を｝除去し
た３要素差圧応動装置を簡単な構成で実現することにあ
る。

以下図面によって本発明を説明する。

第１図は本発明装置の一実施例の構成を示す断面図であ
る。

図において、１は平板でなる測定ダイアフラム、２はボ
デイである。

ボデイ２は、測定ダイアフラム１に関して左右の２つの
ブロック２Ａ，２Ｂに分けられる。

ブロック２Ａ，２Ｂ内の座ぐり穴にはガラスのよう彦剛
性のある絶縁物２１．２２が充填され、この絶縁物２１
，２２の表面は測定ダイアヲラム１の変位曲面とほぼ等
しい球状凹面になっている。

この凹面には薄い金属皮膜２３，２４が施されている。

ボデイ２の組立は、測定ダイアフラム１に一定の張力を
かけて張り、この測定ダイアフラム１の両側を２つのブ
ロック２Ａ，２Ｂで押さえ、図の２５部分を全周にわた
って溶接することによって行なわれる。

したがって、ボデイ２内には、測定ダイアフラム１によ
って、２つの内部室２６，２７が形成される。

また、金属皮膜２３，２４は一方のコンデンサ板を、測
定ダイアフラム１は他方のコンデンサ板をそれぞれ形成
する。

２８，２９は金属皮膜２３，２４に接続されたリード線
である。

なお、測定ダイアフラム１とボデイ２は、膨張係数がほ
ぼ等しい材料（同一材料を含む）で構成されている。

３はハウジングであり、このハウジングは、測定ダイア
フラム１の平面に関して、ブロック３Ａ，３Ｂに分けら
れる。

ブロック３Ａには、内側から座ぐり穴３１、外側から座
ぐり穴３３、および貫通孔３５７’ｌＥ同軸的に設けら
れている。

ブロック３Ｂには、内側から座ぐり穴３２、外側から座
ぐシ穴３４、および貫通孔３６が同軸的に設けられてい
る。

ブロック３は、ボデイ２を座ぐり穴３１３２が形成する
内部空所内に配置した後、３７部分を溶接することによ
シ組み立てられる。

４１．４２は弾性部材であシ、図においては、貫通孔３
５，３６に挿入されたチューブが示さしている。

このチューブ４１，４２はそｔぞれブロック２Ａ，２Ｂ
と一体に形成されている。

また、こｌ，らチューブ４１，４２の先端部は、４３．
４４部分でブロック３Ａ，３Ｂに溶接されている。

しだがって、ボディ２はチューブ４１，４２によってハ
ウジング３の内部空所に吊られた状態になる。

５１．５２はスペーサであり、ハウジング３の座ぐり穴
３３．３４に挿入固定されている。

６１６２は、それぞれスペーサ５１，５２と同軸的に、
ハウジング３にシーム溶接等の手段で取り付けられたシ
ールダイアフラムである。

この実施例ではシールダイアフラム６１，６２として平
板を用いるため、これらシールダイアフラム６１，６２
とハウジング３とはほぼ膨張係薮の等しい材料で構成さ
れている。

この材料としてはステンレス鋼が適している。

シールダイアフラム６１，６２とスペーサ５１，５２等
が形成する隔室６３，６４は、それぞれボデイ２の内部
室２６，２７に連通しており、これらの空間はシリコン
オイル等の封入液体で満たさわている。

７１，７２はカバー、８１はナット、８２はボルトであ
る。

ナット８１とボルト８２の締付力によって、カバー７１
．７２は、その周縁部７３，７４がシールダイアフラム
６１，６２を覆うように、ハウジング３の表面に押圧さ
れている。

これによって、カバー７１．７２とシールダイアフラム
６１，６２は密閉された室７５，７６を形成し、この室
７５，７６のそれぞれに被測定圧力が導かれる。

なお、周縁部７３．７４の内径はハウジング３の座ぐり
穴３１，３２の直径より大きい方が４よい。

また、シールダイアフラム６１，６２の外径を周縁部７
３，７４の内径より大きくしてもよい。

このような装置の動作を次に述べる。

室７５，７６に導かれた被測定圧力はそれぞれシールダ
イアフラム６１，６２および封入液体を介して内部室２
６，２７に伝えられる。

このため、測定ダイアフラム１が被測定圧力の差に応じ
た変位を生ずる。

したがって、この変位から差圧を求めることができる。

この実症例では、この変位を容量変化として検出してい
る。

過圧に対しては、測定ダイアフラム１が金属皮膜２３，
２４が形成されている凹面に密着するので、測定ダイア
フラム１には過度の応力が生じない。

このような構成の本発明装置は、ナット８１とボルト８
２による締付力変動や温度変化があっても、スパンシフ
トは生じない。

以下、これについて説明する。

締付力変動や温度変化によってハウジング３は軸方向に
変形するが、この変形のほとんどはチューブ４１，４２
によって吸収される。

したがって、ポデイ２に加わる軸方向の力は変化しない
。

また、ハウジング３は半径方向にも変形するが、この変
形もチューブ４１，４２によって大部分吸収されボデイ
には半径方向の力も加わらない。

さらに、ボデイ２とダイアフラム１とは膨張係数が等し
い材料を用いているので、両者の間にダイアフラム１の
張力が変化する要素はない。

結局、ボデイ２は外部から力の変動を受けず、また自ら
も発生しないので、測定ダイアフラム１の張力変動は生
ぜず、スパンシフトはない。

また、本発明装置はハウジング３にシールダイアフラム
６１，６２を取り付ける構成であるため、ハウジング３
とシールダイアフラム６１，６２の材質をそろえること
により平板のシールダイアフラム６１，６２を用いるこ
とができるばかりでなく、シールダイアフラム６１，６
２の外径を大きく選べるなどの利点もある。

第２図は本発明装置の他の実施例の構成を示す断面図で
ある。

この第２図実施例と第１図実施例との相違点は、ボデイ
２をハウジング３内に配置するだめの弾性部材として、
第１図実施例のチューブ４１，４２の他に金属Ｏリング
９１，９２をも用いたことにある（第１図に対応する部
分には同一符号を付す。

なお、チューブ４１，４２としてはボデイ２と別個に構
成したものを示す）。

本実施例は静圧によって溶接部２５に加わる力を減少さ
せるだめの手段を構したものである。

すなわち、金属Ｏリング９１，９２をボデイ２とハウジ
ング３０間に配置したものである。

一般に金属Ｏリングのつぶし量とそれに要する力の関係
は第３図のような特性曲線で示される。

第２図実施例では、この金属Ｏリング９１，９２は、そ
のつぶし量か第３図特性曲線上の平担部分に対応したつ
ぶし量αとなるように取り付けられているこのため、
ボデイ２は静圧が零のときつぶし量に対応する力Ｆ（初
期圧縮力）で圧縮された状態にあり、その溶接部２５は
この初期圧縮力Ｆを受けている。

したがって、初期圧縮力Ｆを、Ｆ＝０の場合に最大静圧
Ｐによって溶接部２５が受ける引張力ＥＰの、ほぼ半分
の大きさになるように選べば第４図からも明らかなよう
に、静圧により溶接部２５が受ける引張力の最大値を半
減することができる。

第３図の特性を示す他の弾性部材として皿ばねがある。

上記金属Ｏリング９１，９２のかわりに皿ばねを用いて
も同様の効果が得られる。

なお、第１図および第２図実施例における弾性部材のう
ち、チューブ４１，４２についてはゴム等で構成しても
よい。

この場合、コンデンサ板をハウジング３から電気的に絶
縁することもできる。

々お、上記各実施例においては、測定ダイアフラム１の
変位を容量変化として検出するものを示したが、これに
限定されるものではない。

以上説明したように、本発明装置は、ボデイ２を弾性部
材を用いてハウジング内に配置し、このハウジング３に
シールダイアフラム６１，６２を取り付けたものであり
、締付力変動や温度変化の影響を受けない簡単な構成の
差圧応動装置となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例の構成を示す断面図、第
２図は本発明装置の他の実施例の構成を示す断面図、第
３図は金属Ｏリングのつぶし量とそれに要する力との関
係を示す図、第４図は第２図実施例の静圧に関する説明
図である。１・・・・・・測定ダイアフラム、２・・・・・・ボデ
イ、２６，２７・・・・・・内部室、３・・・・・・ハ
ウジング、６１，６２・・・・・・シールダイアフラム
、４Ｌ４２・・・・・・チューブ（弾性部材）、９１，
９２・・・・・・金属Ｏリング（弾性部材）、６３，６
４・・・・・・隔室。

Claims

【特許請求の範囲】

１平板でなる測定ダイアフラムと、この測定ダイアフ
ラムによって形成された２つの内部室を有するボデイと
、内部空所を有するハウジングと、該ハウジングに隔室
を形成するように取り付けられた２枚のシールダイアフ
ラムと、弾性材で構成されていて前記ハウジングの内部
空所に前記ボデーを支持し対応する隔室と内部室を連通
ずる２本のチューブとを具備し、前記隔室、チューブお
よび内部室内の封入液体を介して前記２枚のシールダイ
アフラムの圧力が内部室にそれぞれ伝えられ、前記測定
ダイアフラムの変位から前記２枚のシー、ルダイアフラ
ムが受ける圧力の差が求められることを特徴とする差圧
応動装置。