JPS6073426A

JPS6073426A - 差圧伝送器

Info

Publication number: JPS6073426A
Application number: JP18262083A
Authority: JP
Inventors: Akira Ishii; 明石井
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1983-09-30
Filing date: 1983-09-30
Publication date: 1985-04-25

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】〔発明の技術分野〕本発明は差圧伝送器の改良に関する。

〔発明の技術的背景〕

第１図は従来の差圧伝送器の構成を示す図である。同図
において１は本体ケース、１ａ及び１ｂは弁座、２ａ及
び２ｂはそれぞれ被検出圧力を導入する７ランノ、３ａ
及び３ｂは受圧ダイアフラム、４は半導体感圧素子、５
は過圧防護用ベローズ、６ａ及び６ｂは弁、７ａ及び７
ｂはＱ　ＩＪソング８は前記過圧保獲用ベローズ５０曲
りを矯正するための板バネ、９は過圧保獲用補助ベロー
ズ、１０ｍ及び１０ｂはシリコーン油などの圧力伝達媒
体、Ｐａは高圧側被検出圧力、ｐｂは低圧側被検出圧力
をそれぞれ示している。

このように構成された差圧伝送器の高圧側に検出範囲以
上の圧力Ｐａが加わったとすると、過圧保護用ベローズ
５が圧縮され、弁＋５ｍ。

６ｂは図示右方に変位し、０リング７ａが本体ケース１
の弁座１ａに当接する。これによシ圧力伝達媒体１０ｂ
は受圧ダイアフラム３ｂｌＯリング７ａとの間の部分と
Ｏリング７ａと感圧素子４との間の部分に分離され、後
者の部分の圧力伝達媒体は閉塞され、非圧縮性流体の場
合は、高圧側にそれ以上の圧力が加わってもその分だけ
前記閉塞された部分の圧力伝達媒体の内圧が大きくなシ
、感圧素子４にはＯリング７ａが弁座１ａに当接する直
前の差圧が加わった状態で保持される。過圧保護用補助
ベローズ９は、０リング７ａが弁座１ａに当接後、完全
に圧縮されるまで過圧防護用ベローズ５が変位した場合
に前述の閉塞された部分の圧力伝達媒体に発生する内圧
の増加を吸収するためのものである。

低圧側に過大な圧力が加わった場合も前述と同様な動作
を行なう。

ところで、上記の動作は、被検出圧力Ｐ１゜Ｐ２が静的
に加わった例について説明したものであるが、実際のグ
２ントにおいてはさまざまな周期の圧力変動（以下脈動
圧と言う）がフランジ２ｈ＋２ｂを通って受圧ダイアフ
ラム３ａ。

３ｂに印加される。この脈動圧は、通常の場合でも検出
したい差圧に比べて無視できないほど大きく、差圧伝送
器の出力に変動を生じさせるものであるため除去する必
要がある。この脈動圧の除去手段としては、感圧素子４
の出力端に電気的なフィルターを接続して除去するもの
と、流体側に絞シを設け、差圧伝送器本体の圧力変化に
対する圧力伝達媒体１０ａ、１０ｂの容積移動を利用し
て除去するものとがある。前者の手段は簡便ではあるが
、差圧伝送器本体内部や感圧素子４には脈動圧が加わる
ため、伝送器本体の耐久性を考慮すると、後者の手段も
しくは２つの手段を併用することが望ましい。

流体側に絞りを設けるものとして、プロセス流体ライン
から差圧伝送器人口１での配管系に絞シを入れたものが
あるが、これでは被測定用の流体によっては目づま９を
起すこと、配管内の気泡の抜き具合によって絞りの効果
がかわること、さらに被測定流体の粘度にも影響される
等、実際の使用に際して種々の制限が伴なってくる。ま
た、本体ケース１内部の媒体通路例えば第１図に示すよ
うに補助ベローズ９から感圧素子４へ連通する圧力伝達
通路の壁部に絞ｐ部１１を設けたものが公知となってい
る。

〔背景技術の問題点〕

しかし、圧力伝達通路に絞シ部を設けたものは、圧力伝
達媒体を封入する際に真空中で脱気し注入するのが一般
的であるが、圧力伝達通路内に絞シ部１１があるために
脱気、注入が困難であシ、場合によっては残存気泡によ
って差圧伝送器の性能が低下する恐れがある。特に、従
来の差圧伝送器の構造は、感圧素子４の体積変化率が極
めて小さいため、感圧素子４の面と絞り部１ノとで囲ま
れた部分に気泡が残存していると、感圧素子４の反対面
に瞬間的に過大圧が加わったときに感圧素子４が過大変
位し、破損する恐れがある。また、外部から絞シを可変
可能とした構造のものも公知であるが、この場合には外
部と内部との間のシール性を保持しながら絞９を可変す
るために可動部を可動させなければならないので、全体
的に構造が複雑になシ、コスト高となシ、かつシール部
が増えることによって信頼性が低下する欠点がある◇ 〔発明の目的〕本発明は上記実情にかんがみてなされたもので、圧力伝
達媒体の封入時において脱気、封入が円滑に行なえ、残
存気泡によって性能が低下するようなことがなく、同時
に加わるライン圧力の変動を吸収して差圧が生じないよ
うにする差圧伝送器を提供することにある。

〔発明の概要〕

不発明は、各受圧ダイアフラムから過圧防護用ベローズ
へ連絡する圧力伝達通路の延長上または過圧防護用ベロ
ーズから内圧変動吸収用ベローズへ連絡する連通孔の延
長上に封入口を設けて圧力伝達媒体を注入するとともに
、この封入口に圧力伝達通路または連通孔を絞る絞シ体
を挿入して封入する差圧伝送器である。

〔発明の実施例〕

第２図は本発明の一実施例としての構成を示す図である
。同図において２ノは両側部に凹部２１　ａ　ｒ　２１
　ｂ　ｅ形成してなる本体ケースであって、この本体ケ
ース２ノの両側部には四部２１ａ、２１ｂを閉塞するよ
うに装架された受圧ダイアフラム２２ａ　、２２ｂの端
部を挾むようにそれぞれフランジ２３ｍ　、２３ｂが密
着固定されている。２４ａは被検出圧力Ｐａｆ：４人す
る高圧側の圧力導入口、２４ｂは被検出圧力ｐｂを導入
する低圧側の圧力導入口である◇前記本体ケース２ノの
内部には両受圧ダイアフラム２２ａ、２２ｂと直交する
方向に圧力伝達通路２５が形成され、この圧力伝達通路
２５の両端部と前記凹部２１ｍ、２１ｂとの連絡する延
長上に圧力伝達媒体の封入口２６ａ、２６ｂが設けられ
ている。この圧力伝達通路２５の内部には圧力伝達媒体
２７が充填されているばかシでなく、該通路２５を２つ
の室に分割するように過圧防護機構２８が取付けられて
いる。この過圧防し機構２７は、板体２９を挾んで連通
されている高圧側弁３０ａ及び低圧側弁３０ｂと、前記
板体２９と本体ケース２１とに取付けて、圧力伝達通路
２５を仕切る過圧防護用ベローズ３１と、これらの両弁
３０ａ＋３θｂを本体ケース２ノに支持する板バネ３２
ａ、３２ｂと、過圧防護用ベローズ３１の変位によって
圧力伝達通路２５を閉寒せしめるために動作する各弁３
０ａ、３０ｂのシール性を高めるＯリング３３ａ、３３
ｂなどによって構成されている。

図中、３４ａ、３４ｂは弁座である。

さらに、過圧防護用ベローズ３１を挟んで２つの室と連
絡するように本体ケース２１内に高圧側連通孔３５ａ及
び低圧側連通孔３５ｂが形成されている。３６は両速通
孔３５　ａ　、　３．５　ｂひいては２つの室の間を仕
切るように設けられ、過大差圧によって過圧防護用ベロ
ーズ３１が固定された状態での内圧変動を吸収する内圧
変動吸収用ベローズである。３７は同じく２つの室を仕
切るように設けられ、被検出圧力Ｐａ　＋　Ｐｂの圧力
差を検出して電気信号に変換し外部へ出力する感圧素子
である。

一方、前記耐入口２６ａ、２６ｂＶＣｈつては、第３図
に示すように本体ケース２１の凹部２１ａ。

２１ｂと連絡する第１の通路４０ｍ　、４０ｂと、過圧
防護機構２８を収納する圧力伝達通路２５と連絡する第
２の通路４１ａ、４１ｂと、第１の通路４０ａ、４−Ｏ
ｈと第２の通路４１ａ、４１ｂとを連絡し、絞り体４２
ａ、４２ｂｆ挿入したときに媒体２７の通路となる第３
の通路４３ａ。

４Ｊｂとで構成されている。そして、この導入口２６ａ
、２６ｂにはそれぞれ絞９体４２ａ。

４２ｂおよび封止体４４　ａ　、　４４　ｂ　（７）　
ｌ１ｉｆｆｌ序テ挿入され、この封止体４４ａ　、４４
ｂは本体ケース２１の外部よりネジなどの封止体抑え４
５ａ。

４５ｂによって抑えられて液密に封止されるようになっ
ている。

絞シ体４２ａ、４２ｂは、第１の通路４０ａ。

４０ｂおよび第２の通路４１ａ、４１ｂに相応する部分
を除いてその両端部分および第３の通路４３ａ、４３ｂ
に相応する部分が同通路４３ａ。

４３ｂよシ僅かにその外径を小さくした程度の比較的大
径の例えば中空体または充実体によって構成されたもの
である。特に、絞シ体４２ａ。

４２ｂが中空体で構成されたものは、軽量で浮遊力があ
るので第４図のように圧力変動に対応して図示イのよう
に可動し、よって低周波領域での圧力変動に対する応答
性を改善することができる。なお、外部からの圧力変化
に対し、圧力伝達媒体２７は図示矢印で示すように第１
の通路４０ａ、４０ｂ、絞り体４２ａ、４２ｂの外周通
路となる第３の通路４３ａ、４３ｂｚ第２の通路４１ａ
、４１ｂを通って過圧防護機構２８側へ送られる。

次に、以上のように構成された差圧伝送器の作用につい
て説明する。先ず、封入口２６ａ。

２６ｂよシ圧力伝達媒体２７（通常、シリコン油など）
を注入し、よって圧力伝達通路２５および連通孔３５ａ
、３５ｂに圧力伝達媒体２７を充填する。この場合、通
路２５および連通孔３５ｍ　、３５ｂ内に圧力伝達媒体
２７を封入し終るまでは、封入口２６ａ、２６ｂに絞シ
体４２ａ、４２ｂを挿入しないようにし、これによって
絞シ抵抗を出来るだけ小さくし、媒体封入時における圧
力伝達媒体２７の注入および脱気を円滑に行なうもので
ある。そして、圧力伝達媒体２７を注入、脱気した後、
封入口２６ａ。

２６ｂに絞シ体４２ｇ、４２ｂを挿入し、しかる後、封
止体４４ａ、４４ｂを挿入してこの封止体４４ａ、４４
ｂを封止体抑え４５ａ、４５ｂで抑えて封止するもので
ある。なお、この絞シ体４２ａ、４２ｂを挿入すること
によって過圧保護機構２８の機能に何ら影響を与えるも
のではなく、むしろ過圧保護機構２８に加わる高周波の
過大圧変動を絞シ体４２ａ、４２ｂによって減衰させる
ことができ、しかも前述したように絞シ体４２ｍ、４２
ｂを一部圧力伝達通路２５として機能する封止口２６ｈ
、２６ｂに拘束せずに圧力の変動に応じて可動するよう
にしておけば、低周波領域での圧力変動に対しても応答
性を改善できる。

しかして、以上のようにして圧力伝達媒体２２を封止し
た後、被検出圧力Ｐａ　、　Ｐｂの差圧測定が行なわれ
る。今、高圧側に被検出圧力Ｐａ、低圧側に被検出圧力
Ｐｂが同時に加わったとすると、高圧側の圧力Ｐａは、
受圧ダイアフラム２２ａを介して、第１．第２．第３の
通路４０ａｒ４３ａ＋４１ａを経て過圧防護用ベローズ
３ノの一面に伝達されるとともに、連通孔３５ａを通っ
て感圧素子３７の一方の面にも伝達される。一方、低圧
側の圧力ｐｂも全く同様に過圧防護用ベローズ３ノ及び
感圧素子３７の他方の面に伝達される。過圧防護用ベロ
ーズ３ノ及び感圧素子３７は鬼へ（七色−Ｐ０　に応じ
て変位するが、拳會感圧素子３７における単位圧力に対する体積変位率は、
ベローズ３１．３６に比べて極めて小さいので、両ベロ
ーズ３１，３６の体積変位と、絞シ体４２ａ、４２ｂの
絞シ抵抗で、感圧素子３７の出力の応答特性が決るもの
である。したがって、両ベローズ３１．３６の体積変位
が一定であれば、絞シ抵抗が大きいほど応答は遅くなる
ものである。

なお１本発明は上記実施例に限定されることなる種々変
形実施可能である。上記実施例では、封入口２６ａ、２
６ｂを、受圧ダイアフラム２２ｈと過圧防護用ベローズ
３）との間の圧力伝達通路２５の延長上に設けだが、過
圧防護用ベローズ３１と内圧変動吸収用ベローズ３６お
よび感圧素子３７の分岐部との間の連通孔３５ａ。

３５ｂの延長上に設けてもよく、或いは併用させてもよ
いものである。また、絞り体４２ａ。

４２ｂとして中空体又は充実体のものを用いたが、第５
図および第６図のように円管体４２ａ’。

４２ｂ’、若しくは球体４２ｈ”、４２ｂ“のものでも
よい。また、絞シ体４２ａ、４２ｂと封止体４４ａ、４
４ｂとは別体としたが、第７図のように一体としてもよ
いものである。

〔発明の効果〕

従って、本発明は以上のように構成したことによシ、次
のような種々の効果を奏する。

（１）圧力伝達媒体の封入時に、圧力伝達通路に絞ｐ体
を挿入しないので、注入、脱気を円滑に行なうことがで
き、残存気泡によって機器の性能が低下するようなこと
はない。

（２）絞シの程度は絞シ体の形状、寸法などで任意に可
変でき、本体ケース側の加工は絞りの程度に拘らず共用
化できる。

（３）絞夛体の挿入後、封止体によって封止口を封止す
るため、絞シ体の挿入によってシール性が損なうことが
ない。

（４）圧力伝達通路が高圧側と低圧側とで異なっていて
も、一対の絞シ体の形状、寸法等を調整することで高圧
側と低圧側の絞シ抵抗を等しくすることができ、高圧側
と低圧側とに同時に加わるライン圧力の変動に対して差
圧を生じないようにすることができる。

（５）　また、絞り体の挿入によシ、過圧防護用ベロー
ズ、内圧変動吸収用ベローズおよび感圧素子の何れに対
しても脈動圧から保護することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の差圧伝送器の断面図、第２図は本発明に
係る差圧伝送器の一実施例を示す断面図、第３図および
第４図は絞シ体の構成および機能説明図、第５図ないし
第７図は絞り体の変形例を示す図である。２１・・・本体ケース、２２ａ＋２２ｂ・・・受圧ダイ
アフラム、２３ｍ、２３ｂ・・・７ランノ、２５・・・
圧力伝達通路、２６ａ、２６ｂ・・・封止口、２７・・
・圧力伝達媒体、２８・・・過圧防箇機構、３１・・・
過圧防護用ベローズ、３５ａ、３５ｂ・・・連通孔、３
６・・・内圧変動吸収用ベローズ、３７・・・感圧素子
、４０ｍ、４０ｂ・・・第１の通路、４１　ａ　、　４
　ｌ　ｂ−第２の通路、４２　ａ’　＋　４２１１’＋
４２ａ“、４２ｂ　、４２ｂ’　、４２ｂ“・・・絞り
体、４３　ａ　、　４３　ｂ−第３の通路、４４ａ、４
４ｂ・・・封止体、４５ａ　、４５ｂ・・・封止体抑え
。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　本体ケースと、この本体ケースの両側にそれぞ
れ受圧ダイアフラムを挾んで密着固定された被検出圧力
導入用の一対のフランジと、前記一対の受圧ダイアフラ
ムに跨がるように形成されかつ圧力伝達媒体が充填され
る前記本体ケース内の圧力伝達通路を２つの室に分割す
るように設けられ、前記一対のフランジを介して導入さ
れた被検出圧力の差圧に応動する過圧防護用ベローズと
、前記２つの室に連通ずるように形成されかつ前記圧力
伝達媒体が充填される連通孔を仕切不ように配置され、
過大差圧によって前記過圧防護用ベローズが固定された
状態での内圧変動を吸収する内圧変動吸収用ベローズお
よび前記２つの室の圧力差を検出して電気信号に変換し
て外部へ出力する感圧素子とを有する差圧伝送器におい
て、前記各受圧ダイアフラムと過圧防護用ベローズとの
間の圧力伝達通路の延長上、または前記過圧防護用ベロ
ーズと前記内圧変動吸収用ベローズおよび前記感圧素子
の分岐部との間の前記連通孔の延長上に圧力伝達媒体の
封入口を設け、かつこの封入口には前記圧力伝達通路ま
たは前記連通孔を絞る絞υ体を挿入したことを特徴とす
る差圧伝送器。
（２）絞シ体は、封入口よシ前記圧力伝達通路または前
記連通孔に中空状、充実状、円管状、球状の何れか１つ
の部材を挿入したものである特許請求の範囲第１項記載
の差圧伝送器。
（３）絞９体は、前記封入口を封止するだめに封入口に
挿入される封止体と一体になっていることを特徴とする
特許請求の範囲第１項または第２項記載の差圧伝送器。
（４）絞シ体は、圧力伝達通路または連通孔内で拘束さ
れずに圧力の変動に応じて可動するようにしたことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の差圧伝送器。