JPS5932914Y2 - 圧力計 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は圧力計に関するものである。

更に詳述すれば、測定流体の圧力に対応して変位するダ
イアフラムを移動容量電極とし、このダイアフラムに対
向して固定容量電極が配置され、測定流体の圧力の変動
によるダイアフラムの変位を静電容量変化として検出す
るようにされた圧力計に関するものである。

本考案の目的は、簡単な構成により、測定流体の静圧に
よるスパン変化を防止し得る圧力計を提供するにある。

第１図は本考案の一実施例の構成説明図である。

図において、１は、この場合は、チタン材よりなる円板
状の測定ダイアフラム。

２はこの場合は、ステンレスよりなり測定ダイアフラム
１の周辺部を挟持固定する（この場合は、溶接１２によ
り固定する）円柱状のボデーで、局面には凹部２１が設
けられている。

２２．２３はボデー２の測定ダイアフラム１の両側に設
けられた球面状の凹部である。

２４．２５は凹部と外部とを連結する連結孔である。

而して、連結孔２４，２５の直径Ｄ２は、後述する如く
、ボデーの外直径Ｄ１と所要の比をなしている。

３１．３２は凹部２２，２３の測定ダイアフラム１と対
向する面に設けられた固定容量電極である。

４は固定容量電極３１．３２をボデー２より絶縁する絶
縁体で、この場合は、ガラス材が用いられている。

５は円筒状のハウジングで、筒内にはボデー２が挿入固
定される。

５１は凹部２１に対向してハウジング５に設けられた凹
部である。

而して、凹部２１と凹部５１とにより室５２が構成され
ている。

６，７はボデー２及びハウジング５の外平面を覆い、そ
れぞれ室６１゜７１を形成するシールダイアフラムであ
る。

６２゜７２は、それぞれシールダイアフラム６．７の周
縁をハウジング５に固定する押えリングである。

６３．７３は、それぞれ凹部２２，２３と連通孔２４．
２５及び室６１，７１を満す、シリコンオイル等の封入
液である。

８，９は、それぞれ、シールダイアフラム６．７と押え
リング６２．７２を覆い、測定室８１．９１を形成する
カバーである。

１０．１１はカバー８，９を緊締するボルトとナツトで
ある。

このようなものにおいて、たとえば測定室８１に低い測
定圧力ＰＬが導入され、測定室９１に高い測定圧ＰＨが
導入されると、それぞれの圧力は、シールダイアフラム
６．７、封入液６３．７３を介して測定ダイアフラム１
の両面に加えられ、測定ダイアフラム１は差圧に応じて
変位する。

この変位を、測定ダイアフラム１を移動容量電極とし、
固定容量電極３１．３２との静電容量の差を検出するこ
とにより電気信号として検出することができる。

この場合、測定量は差圧ＡＰであるが、一般に差圧ＪＰ
＜＜静圧Ｐｓ（−低い測定圧ＰＬ＋ あるいは、高い
測定圧ＰＨ）であるため、測定出力は静圧Ｐｓの影響を
受ける。

この場合のダイアフラム１とボデー２の原理的状態図を
示すと第２図の如くなる。

ダイアフラム１は静圧によって半径方向Ｓ にε１−〔ν１伸びる。

ここでε１：ひずみ、Ｅｌ：ヤング率、シュ：ポアソン
比である。

ボデー２は従来一般的にはダイアフラム１と同材質が用
いられているので、同様の伸びを示し、ダイアフラム１
のこわさは変化しないと考えられる。

しかしながら、第３図に示す如くボデー２には、実際に
は連結孔２４ 、２５が存在しているためε１＋ε０の
伸びを示す。

ε０は静圧Ｐｓ、ヤング’ＪＥ、 、ポアソン比ν１と
、「連結孔２４，２５の直径Ｄ２ ｊと「ボデー２の外
直径り、」との比、によって決るものである。

ここでダイアフラム１はボデー２に周縁部で固定されて
いるので、ダイアフラム１はε０だけ伸ばされ、かたく
なり、マイナスのスパンシフトを生ずることになる。

本考案においては、ダイアフラム１にはチタンが用いら
れ、ボデー２にはステンレスが用いられている。

チタンのヤング率はステンレスのヤング率の約１／２で
ある。

また、ポアソン比は金属においては約０．３程度で材質
によってはほとんど変らない。

ここで、εＤ：ダイアフラム１の半径方向のひずみεＢ
：ボデー２の半径方向のひずみ ＥＤ：ダイアフラム１の材料のヤング率 ＥＢ：ボデー２の材料のヤング率 シＤ：ダイアフラム１の材料のポアソン比νＢ：ボデー
２の材料のポアソン比 とすれば Ｓ εＤ−−シＤ（１） ＥＤ ｓ εＢ−−シＢ（２） Ｂ ダイアフラム１にはチタン、ボデー２にはステ、１ ンレスが用いられているので、ＥＤ＝−７ＥＢしたがっ
て εＢ−−εＤ（３） となる。

ダイアフラム１はボデー２に円周縁部で溶接されている
ので、実際のダイアフラム１のひずみはボデー２によっ
て制限される。

即ち、グイ１ アフラム１は７εＤ分伸び、残り７εゎ分は伸びること
ができないので、逆に、ダイアフラム１に対して圧縮の
ひずみとして作用することになる。

この圧縮力によりダイアフラム１はやわらかくなりプラ
スのスパンシフトを生ずることになる。

一方、前述した如く、連通孔２４．２５に起因するボデ
ー２のひずみε０によるマイナスのスパンシフトが存在
する。

したがそて、プラスとマイナスのスパンシフトを相互に
有効に打消すことができる。

更に、より厳密にスパンシフトを打消すには、材料の選
択によってヤング率は自動的に決るので、ダイアフラム
のひずみεＢは材料の選択によって固定される。

一方、ひずみε０は静圧Ｐｓ、ヤング率Ｅ１、ポアソン
比 、と、「連結孔２４．２５の直径Ｄ２ ｊと「ボデ
ー２の外直径Ｄ１」との比によって決る。

そこで、直径Ｄ２と直径Ｄ１の比を適当に選べはスパン
シフトをより厳密に有効に打消すことができる。

なお、前述の実施例においては、ダイアフラム１はチタ
ン材よりなり、ボデー２はステンレスよりなると説明し
たが、これに限ることはなく、要するに、ボデー２の材
料よりダイアフラム１の材料のヤング率が小さければよ
い。

以上説明したように、本考案は、ボデーに存在する連通
孔に静圧が作用することによってマイナスのスパンシフ
トが生ずるのを、ボデーの材料ノヤング率より小さいヤ
ング率の材料をダイアフラムに採用することによって、
プラスのスパンシフトを生じさせ、全体としてスパンシ
フトの発生を打消すように構成した。

また、更に加えるに、連結孔の直径とボデーの外直径と
を適切に選択すればより厳密に有効にスパン変化を生じ
ないようにできる。

したがって、本考案によれば、簡単な構成によリ、測定
流体の静圧によるスパン変化を防止し得る圧力計を実現
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の構成説明図、第２図、第３
図は第１図の状態説明図である。 １・・・・・・ダイアフラム、２・・・・・・ボデー、
２Ｌ２２゜２３・・・・・・凹部、２４，２５・・・・
・・連結孔、３１，３２・・・・・・固定容量電極、４
・・・・・・絶縁体、５・・・・・・ハウジング、６，
７・・・・・・シールダイアフラム、８，９・・・カバ
ー、１０・・・・・・ボルト、１１・・・・・・ナツト
、１２・・・・・・溶接。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）板状の測定ダイアフラムと、該ダイアフラムの両
   側に構成された測定室と、前記それぞれの測定室と外部
   とを連通ずる連絡孔とを具えるボデーとを具備する圧力
   計において、前記ボデーの材料のヤング率より小さなり
   フグ率の材料よりなる前記ダイアフラムを具備したこと
   を特徴とする圧力計。
2. （２）連通孔の直径とボデーの外直径とが所要の比をな
   すことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載
   の圧力計。