JPS63163132A - 差圧・圧力発信器の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は各種プロセス流体の圧力等を検出するための差
圧・圧力発信器に関し、特にこの発信器検出部ボディの
ボディ材料中などに吸蔵されている水素、その他の吸蔵
ガスの脱ガス効率を向玉させ得るようにしてなる差圧・
圧力発信器の製造方法の改良に関する。

〔従来の技術〕

各種プロセス流体の圧力等を検出するため差圧・圧力発
信器としては、従来から種々の構造、形式を有するもの
が提案されている。この種の差圧・圧力発信器として一
般によく知られている差圧発信器は、その検出部ボディ
の両側面部に一対をなす測圧用バリアダイヤフラムを設
け、このダイヤフラムによりシリコンオイル等といった
圧力伝達媒体となる封入液が封入される一対の圧力室を
形成するとともに、これら各圧力室にそれぞれ連通され
る封入回路としての連通路を検出部ボディ内に設け、さ
らにこの検出部ボディに連設されるセンサ収納部に内設
した半導体感圧センサを圧力検出手段として前記両側の
連通路に接続される通路間を仕切るようにして配設して
なる構成とされている。そして、この半導体感圧センサ
のひずみにより前記両圧力室間での差圧を検出し、その
測定値に応じた種々の検出信号を主機器側に発信するも
のであった。

ところで、上述したような差圧・圧力発信器において検
出部ボディは一般にステンレス鋼材で構成されており、
このステンレス鋼材中には、水素、その他の各種ガスが
吸蔵されているのが許通−である。そして、これら水素
等の吸蔵ガスは、発信器使用中において長期間経過する
間に、ボディ材料中から徐々に外部に放出されるもので
、この場合に次のような不具合を生じている。すなわち
、これらの吸蔵ガスは、検出部ボディ内に形成された封
入回路としての圧力室や連通路内の圧力伝達媒体である
シリコンオイル中にも放出され、このシリコンオイル中
に気泡となって混合してしまうことがある。そして、こ
のような状態となると、半導体感圧センサに伝達される
圧力が変化し、正確な圧力検出が不可能となるもので、
発信器のドリフトを招く等といった問題をもつものであ
った。特に、上述した構成の差圧発信器において一方の
圧力室が真空圧等による基準圧室となっている絶対圧力
発信器である場合には、この基準圧室内にも上述した吸
蔵ガスが放出され、この基準圧室内の基準圧力が変化し
てしまう結果となる等の問題があった。

このため、この種差圧ｅ圧力発信器において、検出部ボ
ディ内での吸蔵ガスによる不具合を防止し得るように、
検出部ボディを真空中でベーキング（焼く）することに
よりボディ内から水素、その他の吸蔵ガスをガス抜きす
るという脱ガス作業が従来から行なわれており、これに
よりボディ内からの水素等のシリコンオイル側への混入
を防１トするうえである程度の効果を期待し得るもので
あった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来一般には、上述したベーキングによ
る脱ガス作業を、発信器検出部全体を組立てる前つまり
半導体感圧センサを有するセンサ収容部を連設する以前
に、測圧用バリヤダイヤフラムのみを溶接固定してなる
検出部ボディに対して行なっており、このためこのベー
キング処理を行なった後に検出部ボディに対し前記セン
サ収容部を溶接して連設した場合に、次のような問題を
もつものであった。

すなわち、上述したベーキング処理は高温中で行なわれ
るため、半導体感圧センサ等のように熱に弱い部分を加
熱するとセンサが破壊される虞れがあることから、従来
はこのセンサを内設してなるセンサ収容部を後工程で検
出部ボディ側に溶接固定している。しかし、このような
センサ収容部のボディ側への溶接部分には、その溶接時
において各種のガスが封入される傾向にある等の理由か
ら、特に集中的に争議に吸蔵されてしまうことが多いも
のであり、この溶接作業をベーキング処理の後り程とし
て行なうと、この溶接部分からの脱ガスが行なえないと
いう問題を生じる。そして、このようにガスが貯蔵され
ている溶接部分を、そのままの状態で使用するき、吸蔵
されている各種のガスが溶接部付近からシリコンオイル
や真空室中に徐々に放出されて混入してしまうもので、
前述したような発信器出力のドリフト等の問題を生じて
しまうもので、これらの問題点を一掃し得る何らかの対
策を講じることが必要とされている。

〔問題点を解決するための手段〕

上述した要請に応えるために、本発明に係る差圧・圧力
発信器の製造方法は、測圧用ダイヤフラム等が付設され
る検出部ボディに対し、半導体感圧センサを内設したセ
ンサ収納部を溶接固定した後、このセンサ収納部を冷却
水等で冷却することにより半導体感圧センサ部分の過加
熱を防止しながら、他の部分を真空中で高温加熱（ベー
キング）することで検出部ボディ中の脱ガス処理を行な
うようにしたものである。

〔作用〕

本発明によれば、半導体感圧センサを内設してなるセン
サ収納部の検出部ボディに対する溶接部分についても充
分な脱ガス処理が可能で、しかもセンサ収納部内の半導
体感圧センサの過加熱による破壊も適切かつ確実に防！
ヒし得るものである。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示した実施例を用いて詳細に説明
する。

第１図および第２図は本発明に係る差圧−圧力発信器の
製造方法を絶対圧力発信器における検出部に適用した一
実施例を示すものであり、まず、この発信器検出部の概
略構成を簡単に説明すると、図中符号ｌは検出部ボディ
で、その両側面すなわち受圧面１ａ、ｌｂには略々波形
円板状に形成された基準側および被測定側のバリアダイ
ヤフラム２，３が装着されている。そして、これら各バ
リアダイヤフラム２，３とその各受圧面１ａ。

ｉｂとの間には、圧力伝達用の封入液と１．てのシリコ
ンオイルが封入される基準側圧力室４および被測定側圧
力室５が形成されている。ここで、６は＋ｉｉｆ記基準
側圧力室４側のバリアダイヤフラム２に対し基準圧力と
して真空圧を与えるためのＸ準圧力室で、この基準圧力
室６は真空状態（または不活性ガスをａｔに封入）とさ
れている、なお、７ａはこの）＆準圧力室６を形成する
蓋体、７ｂはこの蓋体７ａに設けられた真空引きチュー
ブで、このチューブ７ｂ先端は真空引き処理後に封ＩＦ
される。また、前記被測定側圧力室５のバリアダイヤフ
ラム３外側には、被測定圧としてのプロセス流体圧力が
作用するように構成されている。

８はｌ１ｉｉ記検出部ボディ１上端部に溶接接合される
ことで連設される内筒と外筒とからなるヘッダとしての
センサ収納部で、その内部には前記基準側圧力室４およ
び被測定側圧力室５から連通路４ａ、５ａを介して導か
れた通路４ｂ、５ｂによる封入回路を仕切るようにして
圧力検出手段としての半導体感圧センサ８ａが内設され
ている。なお１図中９ａ、９ｂは前記各圧力室４．５に
対しシリコンオイルを封入するための封入通路で、その
封入端はポール、行栓等で密封される。

このような構成による絶対圧力発信器によれば、バリア
ダイヤフラム２に対し作用される基準圧力としての真空
圧を基準として、バリアダイヤフラム３側に作用する被
測定側のプロセス流体圧力が、感圧センサ８ａの変形量
に応じた′Ｆ！気的性的信号て取り出され、図示せぬ増
幅器で増幅された後、計器などに表示されたり、遠隔発
信されるような構成とされているものである。

さて、本発明によれば、−Ｅ述した構成による絶対圧力
発信器において、測圧用ダイヤフラム２゜３等が付設さ
れる検出部ボディｌに対し、半導体感圧センサ８ａを内
設したセンサ収納部８を溶接固定した後、このセンサ収
納部８を冷却水等で冷却することにより半導体感圧セン
サ８ａ部分の過加熱を防出しながら、他の部分すなわち
検出部ボディ１やこのボディ１に対するセンサ収納部８
の溶接接合部分等を真空炉１０内の真空中で高温加熱（
ベーキング）することで、検出部ボディｌ中の税ガス処
理を行なうようにしたところに特徴を有している。

ここで、本実施例においては、前記検出部ボディｌに対
し溶接接合されるセンナ収納部８における半導体感圧セ
ンサ８ａを、このセンサ収納部８のネック部８ｂを長尺
に形成することで、検出部ボディ１側から離間して配設
させるようにし、かつべ一午ング処理時において検出部
ボディ１側を真空炉１０内に収容するとともに、前記セ
ンサ収納部８をこの真空炉壁１０ａに設けた貫通孔１１
から外部に突出させ、この突出部分を水冷により冷却す
ることで、内部の半導体感圧センサ８ａの熟影ツによる
破壊等といった問題を防止するようにしている。なお、
図中１０ｂは真空炉壁１０ａの内側に付設されている断
熱材、ｌｌａは前記貫通孔１１内側でセンサ収納部８の
ネー２り部８ｂを気密状態を保って外部に引き出すため
の０リングである。

さらに、１２は前記真空炉１０外部に突出しているセン
サ収納部８を覆うように嵌装される冷水冷却用容器で、
この容器ｌｚ内に入口１２ａから出口１２ｂにかけて冷
却水を給送し、前記センサ収納部８における半導体感圧
センサ８ａ内設部分を冷水冷却することで、検出部ボデ
ィｌ側を真空炉１０内でベーキング処理しているときに
おける過加熱を防止するような構成としている。なお、
１３ａ、１３ｂはシール用の０リングである。

そして、このような構成によれば、半導体感圧センサ８
ａを内設してなるセンサ収納部８におけるネック部８ｂ
の検出部ボディ１に対する溶接部分についても充分な脱
ガス処理が可能で、脱ガス効率を従来に比べて大幅に向
上させることができ、これにより発信器出力のドリフト
等といった問題を一掃し得るもので、しかもセンサ収納
部８内の半導体感圧センサ８ａの過加熱による破壊も適
切かつ確実に防止し得るものである。

なお、本発明は上述した実施例構造に限定されず、各部
の形状、構造等を、適宜変形、変更することは自由で、
たとえば検出部ボディ１やセンサ収納部８の構造形状等
としても種々の変形例が考えられる。さらに、前述した
実施例では、センサ収納部８に長尺なネック部８ｂを設
け、このネック部８ｂを介して検出部ボディ１側に溶接
接合する場合を説明したが１本発明はこれに限定されず
、要は検出部ボディｌ側をセンサ収納部８との溶接部を
含めて真空炉ｌＯ内に収容し、ベーキング処理を行なえ
るとともに、半導体感圧センサ８ａを収納したセンサ収
納部８部分を冷却水等で冷却し得る構成とすればよいも
ので、勿論冷却手段としても種々の変形例が考えられる
。

また、本発明は上述した実施例における絶対圧力発信器
に限定されず、たとえば高、低圧を測定することで差圧
を検出する差圧発信器を始め、従来から周知の差圧・圧
力発信器であれば適用して効果を発揮し得ることは容易
に理解されよう。

〔発明の効果〕 以ヒ説明したように、本発明に係る差圧・圧力発信器の
製造方法によれば、測圧用ダイヤプラム等が付設される
検出部ボディに対し、半導体感圧センサを内設したセン
サ収納部を溶接固定した後、このセンサ収納部を冷却水
等で冷却することにより半導体感圧センサ部分の過加熱
を防止しながら、他の部分を真空中で高温加熱（ベーキ
ング）することで検出部ボディ中の脱ガス処理を行なう
ようにしたので、簡単かつ安価な方法にもかかわらず、
ベーキング処理時において半導体感圧センサを内設して
なるセンサ収納部の検出部ボディに対する溶接部分につ
いても充分な脱ガス処理が可能で、これによりこの発信
器出力としての測定値のドリフト等を防止し、ＩＪＡ定
性能を向トさせ得るばかりでなく、センサ収納部内の半
導体感圧センサの過加熱による破壊も適切かつ確実に防
止し得る等の種々優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る差圧・圧力発信器の製造方法を適
用してなる絶対圧力発信器検出部のベーキング処理時の
一実施例を示す概略断面図、第２図はそのＵ−■線断面
図である。 ｌ・・・・検出部ボディ、２．３・・・・基準圧、被測
定圧の測圧用バリアダイヤフラム、４・・・・基準側圧
力室、５・・・・被測定側圧力室、４ａ、５ａ・・・・
連通路（射入回路）、４ｂ、５ｂ・・・・通路、６・・
・・基準圧力室、８・・・・センサ収納部、８ａ・・・
・感圧センサ（圧力検出手段）、８ｂ・・・・ネック部
。 １０・・・・真空炉、１０ａ・・・・真空炉壁、１１・
・・・け通孔、ｌｌａ・・・・０リング、１２・・・・
冷水冷却用容器、１３ａ、１３ｂ・・・・０リング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 測圧用ダイヤフラムが付設されるとともに圧力伝達媒体
   封入用の封入回路が形成されている検出部ボディに対し
   、前記封入回路により伝達される流体圧を測圧する半導
   体感圧センサが内設されたセンサ収納部を溶接固定して
   なる差圧・圧力発信器において、前記検出部ボディに対
   し前記センサ収納部を溶接して固定した後、前記センサ
   収納部を部分的に冷却しながら残りの部分を真空中で高
   温加熱することにより、検出部ボディ内の脱ガス処理を
   行なうことを特徴とする差圧・圧力発信器の製造方法。