JPS6013454B2 - 圧力測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は圧力測定装置に関する。

圧力を電気量に変換すれば表示および制御に便利である
。

第１図は従釆の圧力測定装置の縦断面図である。図にお
いて円筒状の外筒１の内面に円板状の絶縁体２が取付け
られている。絶縁体２の両端面は球欠状凹面３Ａ，３Ｂ
に形成され、これら凹面３Ａ，３Ｂに金属箔の電極４Ａ
，４８が設けられている。電極４Ａ，４８１こ接続され
たりード線５Ａ，５Ｂは絶縁体２の内部と、外筒１の側
面の孔６を密閉する絶縁物７の内部を通り外部に導かれ
ている。絶縁体２には両端面３Ａ，３Ｂを蓮適する貫通
孔８が設けられている。外節１の両端面には圧力測定用
ダイアフラム９Ａ，９８が溶接により液密に取付けられ
ている。外筒１および圧力測定用ダイアフラム９Ａ，９
８によって密閉された空間には絶縁液（例へばシリコン
オイル）が満たされている。この絶縁液は電極４Ａ，４
８と圧力測定用ダイアフラム９Ａ，９Ｂとの電気的絶縁
をなし、また圧力測定用ダイアフラム９Ａ，９８の内側
の面間の圧力伝達を行なう。鰭極４Ａ，４Ｂと圧力測定
用ダイアフラム９Ａ，３８とはそれぞれ絶縁液を介して
対向し、コソデンサを形成している。以上述べた圧力測
定装置の両端面の圧力測定用ダイアフラム９Ａ，９８の
外側の面に、凹部１０Ａおよび貫通孔１１Ａを持つ接続
板１２Ａと、凹部１０Ｂを持つ閉鎖板１２Ｂとをボルト
１３およびナット１４で緒付けて取付け、凹部１０Ｂと
圧力測定用ダイアフラム９Ｂとで形成される空間を基準
圧力に保持し、貫通孔１１Ａより被測定圧を付加すると
、これらの圧力の差の圧力によって、強い圧力側の圧力
測定用ダイアフラムは凹に、弱い圧力側の圧力測定用ダ
イアフラムは凸に変形し、電極４Ａ，４Ｂとの間のコン
デンサ容量が変化するので、これによって圧力差を知り
、被測定圧知ることができる。このような圧力測定装置
は周囲温度の上昇によりその絶縁液が膨張すると圧力測
定用ダイアフラム９Ａ，９Ｂは外側に押し拡げられ、電
極４Ａ，４Ｂとのコンデンサ葵量が変化し、圧力の測定
に誤差を生じるという欠点があった。

また、周囲温度が大きく下がり絶縁液の収縮が大きいと
圧力測定用ダイアフラムが前記収縮に追従して変形する
ことができなくなり、絶縁液を密閉した部分にトリチェ
リの真空と称する真空部分が形成され、絶縁液が正確な
圧力の伝達をすることができなくなり、圧力の測定に誤
差を生じるという欠点があった。また、一般に外筒１は
ステンレス鋼で、圧力測定用ダイアフラム９Ａ，９Ｂは
弾性限の高い材料で作られ、それらの温度による膨張係
数が異なるので、圧力測定用ダイアフラム９Ａ，９Ｂの
周縁部とそれを取付けている外筒１の両端面との温度に
よる半径方向の膨張収縮の量が異なり、このために圧力
測定用ダイアフラムを半径方向に引張る力が変化し、圧
力の測定に誤差を生じるという欠点があった。

また、圧力測定用ダイアフラム９Ａ，９Ｂに圧力を付加
するために接続板１２Ａおよび閉鎖板１２８をボルト１
３およびナット１４によって取付けると、ボルト１３お
よびナット１４の縦付け力によって外筒１は軸万向に収
縮し、従って電極４Ａ，４８と圧力測定用ダイアフラム
８Ａ，８８との櫨機が変化し、圧力の測定に誤差を生じ
るというク０点があった。

この発明は上記のような欠点を除去して精度の高い技力
測定装遭を提供することを目的とする。

この発明によれば上記の目的は圧力測定装置において、
円筒状の内筒と、両端面間で外周部に麹心に直角な当た
り面を設け、この当たり面を内筒側に向けて内筒の一端
側に取付けたダイアフラム台と、ダイアフラム台の内筒
側の端面に取付けた圧力測定用ダイアフラムと「内筒と
圧力測定用ダイアフラムとの間に位置し、一端が前記当
たり面に当援する間隔円筒と、両端面を蓮適する貫通孔
を備え、両端面にそれぞれ金属箔の電極を設け、一端面
が間隔円筒の池端に当接する円板状の絶縁体と、両端面
を薫通する貫通孔を備え、一端面を絶縁体の他端面に設
けた電極に一定の距離を保って対向させ内範の他端側に
取付けた円板状の基準電極板とよりなる検出部と、一端
側に底を設け、内部にダイアフラム台を底側にして検出
部を収納した有底円筒状の外筒と、外筒の他端側を閉鎖
し、測定圧力を印加するシールダイアフラムよりなり、
ダイアフラム台と圧力測定用ダイアフラムとによって形
成した空間を基準圧力に保持し、この空間を除き、外筒
とシールダイアフラムとにより成る密閉区画内に絶縁液
を満たしたことによって蓮せられる。以下この発明の実
施例を図面にもとづいて説明する。

第２図はこの発明の−実施例による圧力測定装置の縦断
面図、第３図は第２図の圧力測定装置の検出部の部品の
縦断面図である。内節２１は円筒状に形成され、内面か
ら外面に通じる引世孔２２が備えられている。ダイアフ
ラム台２３は円板状に形成され、両端面２４Ａ，２４Ｂ
間で外周部に鞠心に直角な当たり面２５が設けられ、こ
の当り面２５を内筒２１側に向けて内筒２１の一端２６
に熔接によって取付けられている。圧力測定用ダイアフ
ラム２７は円板状に形成され、ダイアフラム台２３の内
筒２１側の端面２４Ｂにその周縁部２８で溶接によって
取付けられている。間隔円筒２９は内節２１の内面と圧
力測定用ダイアフラム２７との間に位置し、一端３０が
当たり面２５に接している。絶縁体３１は円板状に形成
されており、端面３２Ａ，３２８を蓮適する貫通孔３３
が備えられ、端面３２Ａ，３２８にそれぞれ金属箔の電
極３４Ａ，３４Ｂが設けられ、内筒２１内にはめ込まれ
、端面３２Ａが間隔円筒２９の他端３５に接している。
このことによって電極３４Ａと圧力測定用ダイアフラム
２７の洩り圧部３６とは一定の距離を保って対向してい
る。基準電極板３７は円板状に形成されており、端面３
８Ａ，３８Ｂを蓮適する貫通孔３９が備えられ、端面３
８Ａに設けた突出部４０が絶縁体３１の端面３２８に接
し、端面３８Ａが電極３４Ｂに一定の距離を保って対向
するように内筒２１の池端４１に溶接によって取付けら
れている。以上述べたように検出部が構成されている。
外筒４２は一端側に底４３が設けられ、内面より外面に
通じる引出孔４４が設けられ、内部にダイアフラム台２
３を底４３側にして検出部を収納している。シールダイ
アフラム４５は外筒４２の池端４６にその周縁部で溶接
によって取付けられ、外面に測定圧力が印加される。引
出装置は金属円筒４７と、金属円筒４７内に充填された
ハーメチックシール４８とハーメチックシール４８を貫
通して設けられた引出導体４９Ａ，４９Ｂと、引出導体
４９Ａ，４９Ｂの先端に設けられた弾怪接触子５０Ａ，
５０Ｂとより構成されている。この引出装置を弾性接触
子５０Ａ，５０８の方より引出孔４４，２２を通して差
し込み、絶縁体３１の薄肉部５１に導びかれた電極３４
Ａ，３４Ｂに弾性接触子５０Ａ，５０８を接触させ、電
極３４Ａ，３４Ｂを外部に導びき、金属円筒４７を外筒
４２に溶接によって取付け引出孔４４を閉鎖している。
ダイアフラム台２３と圧力測定用ダイアフラム２７とに
よって形成された空間５２は基準圧力、例えば真空また
は一気圧または基準となる圧力に保持され、空間５２を
除く、外筒４２とシールダイアフラム４５とによる密閉
区画内に絶縁液が満たされている。また、内筒２１とダ
イアフラム台２３と圧力測定用ダイアフラム２７と間隔
円筒２９と絶縁体３１と基準電極板３７とはそれぞれ等
しいか、またはほぼ等しい熱堀彰張係数の材料で構成さ
れている。特に、内筒２１、ダイアフラム台２３、ダイ
アフラム２７および間隔円筒２９は同一の金属たとえば
商品名ニッケルースパン−Ｃによって形成され、ほぼ（
８．０土０．４）ｘｌｏ−６／℃の熱膨張係数を有して
いる。一方、絶縁体３１はたとえばフオルステラィトに
よって成形され、ほぼ（８．０土０．３）×１０‐６／
℃の熱側彰張係数を有している。従って、本発明におい
ては、検出部全体の熱膨張係数をほぼ（８．０土０．０
５）×１０‐６／℃に設定できる。さらに、本発明にお
いては、シールダイアフラム４５の弾性硬さが圧力測定
用ダイアフラム２７に比較して数１０倍ないし数１０ｑ
音の秦かさとなるように成形されている。以上述べた圧
力測定装置のシールダイアフラム４５側の端面に、凹部
５３と貫通孔５４を持つ接続板５５を様面で接しさせ、
池側の端面に押え板５６を当て、ボルト５７およびナッ
ト５８で縦付けて取付け、貫通孔５４より測定圧力を印
加する。

この測定圧力はシールダイアフラム５４によって絶縁液
に伝えられ、貫通孔３９，３３を経て圧力測定用ダイア
フラム２７の左側に達し、この測定圧力と空間５２内の
基準圧力との差によって圧力測定用ダイアフラム２７が
変形する。このために圧力測定用ダイアフラム２７と電
極３４Ａ，とのコンデンサ容量が変化する。このコンデ
ンサ容量を基準電極板３７と電極３４Ｂとの間の変化し
ないコンデンサ容量と比較して、その変化量を測定する
。これによって被測定圧力を知ることができる。この圧
力測定装置ではシールダイアフラムの弾性硬さが充分に
柔かいように成形されているので、温度変化による絶縁
液の膨張収縮に充分に追従できるので、圧力測定用ダイ
アフラムを変形させたり、トリチェリの真空を発生させ
たりすることはない。

また内筒とダイアフラム台と圧力測定用ダイアフラムと
間隔円筒と絶縁体と基準電極板とをそれぞれ等しいか、
またはほぼ等しい熱膨張係数の材料で構成すると検出部
には温度変化によって内部応力が生せず、圧力測定用ダ
イアフラムを半径方向に引張る力が変化しない。また外
筒が軸方向の力を受けても、この力が検出部に伝わらな
いので、圧力測定用ダイアフラムおよび基準電極板と電
極との距離は変化しない。したがって圧力の測定に誤差
を生じることがなく、精度が高し・。また、圧力測定用
ダイアフラムは左右の圧力に差があると轡曲し、周綾部
を中心方向に引きつけて変形する。この変形部分（圧力
測定用ダイアフラムの周緑部およびダイアフラム台の圧
力測定用ダイアフラム取付部の近傍）が絶縁体の端面に
接触していると、圧力が変化する度びに、両者間に摩擦
が起り、これによる摩耗や永久変形によって電極と圧力
測定用ダイアフラムとの距離が変化して、精度が低下し
ていく。しかしこの発明による圧力測定装置では、間隔
円筒によって電極と圧力測定用ダイアフラムとの距離を
一定に保っているので、圧力測定用ダイアフラムの周縁
部およびダイアフラム台の圧力測定用ダイアフラム取付
部の近傍を他のものに接触させる必要がない。したがっ
て電極と圧力測定用ダイアフラムとの距離は変化せず、
精度は低下しない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の圧力測定装置の縦断面図、第２図はこの
発明の一実施例による圧力測定装置の縦断面図、第３図
は第２図の圧力測定装置の検出部の部品の縦断面図であ
る。 ２１……内筒、２３……ダイアフラム台、２４Ａ，２４
８・・・・・・ダイアフラム台の端面、２５・・…・当
たり面、２６，４１……内筒の端、２７……圧力測定用
ダイアフラム、２９・・・・・・間隔円筒、３０，３５
・・・・・・間隔円筒の端、３１・・・・・・絶縁体、
３２Ａ，３２Ｂ・・・・・・絶縁体の様面、３３・・・
・・・絶縁体の貫通孔、３４Ａ，３４Ｂ・・・・・・電
極、３７・・・・・・基準電極板、３８Ａ，３８Ｂ・・
・・・・基準電極板の端面、３９……基準電極板の貫通
孔、４２……外節、４３……底、４５……シールダイア
フラム、４６・・・・・・外筒の端、５２・・・・・・
空間。 努ノ図努２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 円筒状の内筒と両端面間で外周部に軸心に直角な当
   り面を設け、この当たり面を内筒側に向けて内筒の一端
   側に取付けたダイアフラム台と、ダイアフラム台の内筒
   側の端面に取付けた圧力測定用ダイアフラムと、内筒と
   圧力測定用ダイアフラムとの間に位置し、一端が前記当
   たり面に当接する間隔円筒と、両端面を連通する貫通孔
   を備え、両端面にそれぞれ金属箔の電極を設け、一端面
   が間隔円筒の他端に当接する円板状の絶縁体と、両端面
   を連通する貫通孔を備え、一端面を絶縁体の他端面に設
   けた電極に一定の距離を保って対向させ内筒の他端側に
   取付けた円板状の基準電極板とよりなる検出部と；一端
   側に底を設け、内部にダイアフラム台を底側にして検出
   部を収納した有底円筒状の外筒と；外筒の他端側を閉鎖
   し、測定圧力を印加するシールダイアフラムと；よりな
   り、ダイアフラム台と圧力測定用ダイアフラムとによっ
   て形成した空間を基準圧力に保持し、この空間を除き、
   外筒とシールダイアフラムとにより成る密閉区画内に絶
   縁液を満たしたことを特徴とする圧力測定装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の圧力測定装置において
   、内筒とダイアフラム台と圧力測定用ダイアフラムとの
   間隔円筒と絶縁体と基準電極板とをそれぞれ等しいか、
   またはほぼ等しい熱膨張係数の材料で構成したことを特
   徴とする圧力測定測置。 ３ 特許請求の範囲第１項もしくは第２項記載の圧力測
   定装置において、シールダイアフラムの弾性硬さを圧力
   測定用ダイアフラムに比較して数１０倍ないし数１００
   倍の軟かさとなるように成形したことを特徴とする圧力
   測定装置。 ４ 特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかの項
   に記載の圧力測定装置において、基準圧力を真空とした
   ことを特徴とする圧力測定装置。 ５ 特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかの項
   に記載の圧力測定装置において、基準圧力を１気圧とし
   たことを特徴とする圧力測定装置。