JPS62175638A - 差圧伝送器 - Google Patents

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】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、プロセス制御系等における差圧を検出して
伝送する差圧伝送器に関し、特に圧力センサの支持構造
に係るものである。

（ロ）従来の技術 一般に、この種の差圧伝送器においては、圧力センサ部
分より生起する静圧誤差を防止するために、圧力センサ
の全周に静圧を作用させ、この状態で圧力センサに印加
される静圧の差を検出することが最良である。そこで、
従来、第２図に示すように、ハウジングａに圧力センサ
ｂの収納部Ｃが形成され、この収納部Ｃに基台ｄと共に
圧力センサｂが収納され、この基台ｄに圧力センサｂが
接合される一方、基台ｄがパイプｅを介してハウジング
ａに接合され、圧力センサｂ及び基台ｄとハウジング３
間に少隙が形成されている。そして、圧力センサｂの外
側より高圧Ｐｏが、内側より通路ｆを介して低圧ＰＬが
作用し、その差圧（Ｐ）ｌＰＬ）を検出し、リード線ｇ
を介して導出するように成っている。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 上述した差圧伝送器において、圧力センサｂはほぼ全周
より静圧が作用しているので、静圧誤差の発生は防止す
ることができるが、過大な片圧が印加されると、圧力セ
ンサｂのみでは耐圧性能が不足し、破壊されるという問
題があった。そこで、過圧保護機構が必要となるが、機
構が極めて複雑であり、全体の構成が難しいという欠点
がある。

（ニ）問題点を解決するための手段及び作用この発明は
、ボディに圧力の第１導入室と第２導入室とが両側に形
成されると共に、１つの静圧室が形成され、且つ静圧の
第１補助室と第２補助室とが形成され、前記各導入室に
シールダイヤフラムが設けられて導入側と検出側とに区
画され、前記静圧室に圧力センサが設けられ、前記各補
助室に可動隔壁が設けられて加圧側と静圧側とに区画さ
れ、前記圧力センサの本体内に検出室が形成され、この
検出室に可動ダイヤフラムが壁面に離接自在に設けられ
て左右に区画されると共に、可動ダイヤフラムに可動電
極が、両側壁に固定電極が設けられ、この圧力センサ本
体とボディ間に２本のキャピラリが連接されて圧力セン
サが浮遊状態に支持されると共に、このキャピラリを介
して前記各導入室の検出側と圧力センサの検出室とが連
通される一方、各補助室の静圧側と静圧室とが、第１補
助室と第１導入室及び第２検出室と第２導入室の加圧側
と検出側とがそれぞれ連通され、前記両補助室の静圧側
から静圧室に亘って加圧封入液が充填され、前記各導入
室の検出側から各補助室の加圧側及び圧力センサの検出
室に亘って封入液が充填され、さらに前記両補助室の可
動隔壁の一方が加圧側壁面に押圧保持され、他方が壁面
より離隔した浮遊状態に保持されて構成されている。

従って、両翼入室に圧力が印加されると、圧力センサの
可動ダイヤフラムが変位して差圧を検出すると共に、過
大な片圧に対して可動ダイヤフラムが本体壁に当接して
保護される一方、圧力センサが加圧封入液で静圧下に保
持され、且つ両補助室より外部圧力の大きい方の圧力が
静圧として作用し、静圧誤差の発生が防止されている。

（ホ）実施例 以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図に示すように、１は差圧伝送器であって、プロセ
ス制御系などにおいて差圧を検出して伝送するものであ
る。

この差圧伝送器１のボディ２の両側にはフランジ３．３
が設けられ、このボディ２とフランジ３．３間に第１Ｒ
人室４ａと第２導入室４ｂとが形成されている。この両
翼入室４ａ、４ｂにはシールダイヤフラム５ａ、５ｂが
設けられて、外側の圧力導入側と内側の圧力検出側とに
区画され、第１導入室４ａに高圧Ｐ、が、第２導入室４
ｂに低圧Ｐｔが導入されている。

前記ボディ２には、中央部に静圧室６が、上部に第１補
助室７ａが、第２導入室４ｂ側の側部に第２補助室７ｂ
がそれぞれ形成されている。この静圧室６には圧力セン
サ８が設けられており、この圧力センサ８は静電容量式
センサで、本体８ａ内に検出室８ｂが形成されると共に
、検出室８ｂを左右に区画する可動ダイヤフラム８Ｃが
左右の本体８ａで挟持されて構成されている。この検出
室８ｂの本体壁面８ｄは、可動ダイヤフラム８ｃの変位
形状に形成されて可動ダイヤフラム８ｃが離接自在に設
けられ、図示しないが、この可動ダイヤフラム８ｃの側
面に可動電極が、本体壁面８ｄに固定電極が取付けられ
ている。更に、圧力センサ本体８ａとボディ２には両側
２本のキャピラＩ７９．９が連接され、圧力センサ８が
静圧室６内に浮遊状態に保持されている。各キャピラリ
９．９の一端は各導入室４ａ、４ｂの検出側に、他端は
検出室８ｂに開口され、各導入室４ａ、４ｂと検出室８
ｂとが連通されている。

前記第１補助室７ａには加圧ベローズ（可動隔壁）１０
が、第２補助室７ｂには加圧ダイヤフラム（可動隔壁）
１１がそれぞれ設けられて、加圧側と静圧側とに区画さ
れている。加圧ベローズ１０は天板１０ａに蛇腹部１０
ｂが連接されて成り、第１補助室７ａの加圧側は第１導
入室４ａの検出側に、静圧側は静圧室６に、また第２補
助室７ｂの加圧側は第２導入室４ｂの検出側に、静圧側
は静圧室６にそれぞれ通路１２ａ、１２ｂ、１２ｃ。

１２ｄを介して連通されている。そして、この両補助室
７ａ、７ｂの静圧側から静圧室６に亘って加圧封入液１
３が充填されている。この加圧封入液１３は非圧縮性で
、測定レンジの１．５〜１０倍に加圧（例えば２〜３倍
）されている。一方、各導入室４ａ、４ｂの検出側から
検出室６及び各補助室７ａ、７ｂの加圧側に亘って非圧
縮性の封入液１４が充填され、前記加圧ダイヤフラム１
１は加圧側壁面に押圧されて通路１２Ｃが閉塞され、加
圧ベローズ１０の天板１０ａは壁面より離隔して浮遊状
態に保持されている。

１５は、各電極に１妾続されたリード線で、バー　　　
　゛メチツクシール１６でシールされている。

次に、この差圧伝送器ｌの検出動作について説明する。

先ず、プロセス圧等の高圧Ｐ、及び低圧ＰＬは、各導入
室４ａ、４ｂの導入側に導入され、シールダイヤフラム
５ａ、５ｂを介して封入液１４に伝達され、検出室８ｂ
の可動ダイヤフラム８Ｃに両側より作用する。更に、封
入液１４より各補助室７ａ、７ｂの加圧ベローズ１０及
び加圧ダイヤフラム１１に作用している。

この高圧ｐＨと低圧ＰＬとの差（ＰＨ−ｐｔ　）により
、可動ダイヤフラム８Ｃが変位し、可ｉＪＪ電極と固定
電極間の静電容量が変化し、この容量変化をリード線１
５を介して導出し、差圧を検出して伝送する。

また、この高圧Ｐ、又は低圧ＰＬの片方が過大になると
、可動ダイヤフラム８ｃは本体壁面８ｄに当接し、破損
等が防止される。

一方、圧力センサ８は加圧封入液１３中に浮遊して静圧
が周囲より作用し、静圧誤差等の発生が防止されている
。この加圧封入液１３は高圧ＰＨのみが作用すると、第
１補助室７ａの加圧ベローズ１０を介して加圧され、高
圧Ｐ８の圧力になる。

また、低圧ＰＬのみ作用すると、第２補助室７ｂの加圧
ダイヤフラム１１を介して加圧され、そして、低圧ＰＬ
が加圧封入液１３の初期加圧以上になると、加圧ベロー
ズ１０の天板１０ａが変位し、通路１２ａを閉塞するこ
とになる。この加圧封入液１３の圧力は、低圧ＰＬより
加圧ダイヤフラム１１の圧力降下分のみ低い圧力となる
。従って、加圧封入液１３は低圧ＰＬが高圧Ｐ、より大
きくなり、その差が初期加圧以上になると移動すること
になり、圧力センサ８の周囲は外部圧力ｐＨ及びＰｔの
大きい方の圧力が作用している。

また、加圧封入液１３及び封入液１４は温度変化で膨縮
するが、加圧へローズｌＯの変位で吸収される。

尚、この実施例において、可動隔壁は加圧ベローズ１０
と加圧ダイヤフラム１１としたが、逆に設けてもよく、
また双方とも加圧ベローズ或いは加圧ダイヤフラムとし
てもよい。その際、片方が壁面に押圧され、片方が浮遊
状態であればよい。

（へ）発明の効果 以上のように、この発明の差圧伝送器によれば、圧力セ
ンサが静圧室に加圧封入液中に浮遊状態で保持され、こ
の加圧封入液に両補助室から外部圧力を作用させるよう
にしたために、圧力センサは外部圧力のうち大きい圧力
が静圧として外側より作用しているので、静圧誤差等の
発生が確実に防止されると共に、接合部等の破損も防止
することができる。

また、差圧が測定レンジ内の場合、加圧した加圧封入液
の移動が生じないから、圧力センサの可動ダイヤプラム
の変位による封入液のみの移動となり、極めて微量であ
り、シールダイヤフラムの硬直によるノンリニアリティ
等が生じることがなく、正確な測定を行うことができる
。

また片圧が作用すると、可動ダイヤフラムが本体壁に当
接するから、破損等が確実に防止される。

また、可動隔壁の圧力・変位特性にノンリニアリティや
ヒステリシス等が生じても、圧力センサ出力は何らの影
響も受けないので、常に正確な測定を行うことができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示す差圧伝送器の中央
縦断面図、第２図は、従来の差圧伝送器を示す要部の断
面図である。 ｌ：差圧伝送器、　２：ボディ、 ４ａ・４ｂ：導入室、 ５ａ・５ｂ：シールダイヤフラム、 ６：静圧室、　　　　７ａ・７ｂ：補助室、８：圧力セ
ンサ、　８ａ：本体、 ８ｂ：検出室、　　８ｃ：可動ダイヤフラム、９：キャ
ピラリ、　　１０：加圧ベローズ、１１：加圧ダイヤフ
ラム、 １３：加圧封入液、１４：封入液。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ボディに圧力の第１導入室と第２導入室とが両側
   に形成されると共に、１つの静圧室が形成され且つ静圧
   の第１補助室と第２補助室とが形成され、前記各導入室
   にシールダイヤフラムが設けられて導入側と検出側とに
   区画され、前記静圧室に圧力センサが設けられ、前記各
   補助室に可動隔壁が設けられて加圧側と静圧側とに区画
   され、前記圧力センサの本体内に検出室が形成され、こ
   の検出室に可動ダイヤフラムが壁面に離接自在に設けら
   れて左右に区画されると共に、可動ダイヤフラムに可動
   電極が、両側壁に固定電極が設けられ、この圧力センサ
   本体とボディとの間に２本のキャピラリが連接されて圧
   力センサが浮遊状態に支持されると共に、このキャピラ
   リを介して前記各導入室の検出側と圧力センサの検出室
   とが連通される一方、各補助室の静圧側と静圧室とが、
   第１補助室と第１導入室及び第２検出室と第２導入室の
   加圧側と検出側とがそれぞれ連通され、前記両補助室の
   静圧側から静圧室に亘って加圧封入液が充填され、前記
   各導入室の検出側から各補助室の加圧側及び圧力センサ
   の検出室に亘って封入液が充填され、さらに前記両補助
   室の可動隔壁の一方が加圧側壁面に押圧保持され、他方
   が壁面より離隔した浮遊状態に保持されて成り、前記圧
   力センサが静圧下に保持されていることを特徴とする差
   圧伝送器。