JPS6333148Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はプロセス変量である２点間の圧力差を
測定する差圧発信器に関するものである。

例えば管内流体の流量を測定しようとする場
合、管内にオリフイス板を設けて流体抵抗とし、
その上流側と下流側との圧力差を測定して所定の
演算式に基づき流量を算定することが行なわれて
いる。この種の圧力差測定に用いられる差圧発信
器は、高圧側と低圧側との受圧ダイヤフラムに各
測定圧力を与え、この圧力による内封液の移動
を、封入回路を仕切つて設けた半導体センサの歪
により電気的出力として取出すように構成されて
いる。

ところが、この種の差圧発信器においては、プ
ロセスの測定仕様に応じた適切な寸法、強度、材
料などを備えた受圧ダイヤフラムが選定されて用
いられたとしても、時には過大圧力を受けること
があり、この過圧が半導体センサに及んでこれを
損傷させることにより爾後の測定を不可能にする
ことがある。そこで従来この過大圧力からセンサ
を保護する各種の装置が提案されて差圧発信器に
付設されている。

この種の過大圧力保護装置の一種として、ボデ
イ内室をセンタダイヤフラムで２室に仕切つて一
方の室内にスペーサとばね部材とを設け、平常の
測定圧力下ではスペーサをダイヤフラムに密着さ
せるとともに、過大圧力印加時にはスペーサをセ
ンタダイヤフラムから離間させ受圧ダイヤフラム
をボデイに着座させてセンサへの過大圧力の印加
を防止するようにしたものが用いられている。こ
のような装置では、過大圧力発生時に、センタダ
イヤフラムまたはその中心部に設けた面積板から
スペーサを急激に離間させる必要があり、このた
めに、スペーサまたは面積板の対接平面に液通路
が設けられる。そしてこの液通路としては、フラ
イス加工等によつて十字状またはＩ字状の溝を切
ることが行われているが、加工が面倒で加工費が
嵩むばかりでなく、封入液が溝全体に移動してダ
イアフラムを押すので、ダイアフラムが動き難
く、過負荷防止装置としての機能が期待できない
という問題があつた。

本考案は以上のような点に鑑みなされたもの
で、ボデイ内室内にダイアフラムで隔成された２
室のうちの１室内に収納されてばね部材でダイア
フラム側に付勢された連通孔付きスペーサのダイ
アフラム対向面中央部に、塑性加工でほゞ等高に
形成された複数個の突起を設け、隣接する突起間
で液通路を形成させることにより、簡単で安価な
加工により過大圧力発生時におけるダイアフラム
とスペーサとの離間を容易にすることを可能にし
た差圧発信器を提供するものである。以下、本考
案の実施例を図面に基いて詳細に説明する。

第１図は本考案に係る差圧発信器の実施例の断
面図である。図において差圧発信器１のボデイ２
は、厚さ方向中央部に達する円形凹部を備えた低
圧側のバツクプレート２ａとその凹部に嵌合され
た高圧側のバツクプレート２ｂとで一体的に形成
されており、各バツクプレート２ａ，２ｂの側部
受圧凹陥面には、波形円板状に形成された低圧側
のバリアダイヤフラム３と高圧側のバリアダイヤ
フラム４とが、同形状の受圧底面との間にすき間
５，６を残して周縁部をボデイ２側に固定されて
いる。また各バツクプレート２ａ，２ｂには、図
示しないカバーが接合されており、バリアダイヤ
フラム３，４にはカバーの孔から流入する流体の
低圧と高圧とがそれぞれ印加されている。すき間
５，６は両端部に絞りを有するバイパス７で連結
されており、このバイパス７上であるバツクプレ
ート２ａ，２ｂの接合部には、ボデイ内室８が大
部分をバツクプレート２ａ側に位置させ一部をバ
ツクプレート２ｂ側に位置させて設けられてい
る。

符号９で示すものは、断面波形の円板状に形成
されボデイ内室８内に低圧側の内室と高圧側の内
室との２室を隔成するセンタダイヤフラムであつ
て、周縁部をバツクプレート２ｂに溶着されてお
り、バツクプレート２ｂの内壁面はこのセンタダ
イヤフラム９と同形状に形成されている。そして
センタダイヤフラム９とバツクプレート２ａの内
壁面との間に形成された低圧側の内室内には、セ
ンタダイヤフラム９に対する遠近方向へ進退自在
なスペーサ１０と、これをセンタダイヤフラム９
側に付勢するばね部材としての皿ばね１１とが配
設されている。スペーサ１０は円板状に形成され
ていてそのセンタダイヤフラム９側の側面はセン
タダイヤフラム９に密着するようにこれと同形状
に形成されている。そして、前記すき間５，６、
バイパス７および内室８内には封入孔１２，１３
から注入された内封液１４が封入されており、ス
ペーサ１０には、この内封液１４をスペーサ１０
の両側間で移動させるための連通手段としての複
数個の連通孔１５が穿設されている。さらに内封
液１４内の対接面であるスペーサ１０のセンタダ
イヤフラム９側側面のうち中心部の円形状平面に
は、複数個の突起１６が設けられている。この突
起１６は、塑性加工の一種として一般に星打ち加
工と呼ばれているように、ポンチ状の工具で環状
凹部の中心に突起を絞り出す加工法によつて形成
されおり、すべての突起１６は等高に形成されて
隣接する突起１６間が内封液１４の通路となつて
いる。さらに前記皿ばね１１は低い裁頭円錐形に
形成されており、高圧側からの差圧が所定圧以下
のときにはこれに打ち勝つてスペーサ１０をセン
タダイヤフラム９に密着させ、所定圧以上のとき
にはスペーサ１０に押されて圧縮するようにその
ばね圧が設定されている。

一方、ボデイ２に一体的に接合されたセンサカ
プセル１７内には、図示しない半導体センサと基
板とが周縁部を接合させて載置固定された状態で
配設されており、センサの高圧側は液通路１８に
よつてボデイ内室８の高圧側内室と連通されてい
る。また、センサの低圧側は液通路１９によつて
ボデイ内室８の低圧側内室と連通されている。

以上のように構成された差圧発信器の動作を説
明する。バリアダイヤフラム３，４にプロセスか
らの高圧と低圧とがそれぞれ印加されると、バリ
アダイヤフラム３，４が凹んでその圧縮分だけ内
封液１４が、ボデイ内室８の高圧側内室―連通路
１８の径路と、ボデイ側内室の低圧側内室―連通
路１９の径路とでそれぞれ移動し、それぞれの圧
力がセンサの高圧側と低圧側とに印加される。セ
ンサは両側の圧力差を検出してこれを電気信号と
して発信することにより差圧が測定される。この
場合、プロセスからの圧力は、高圧側のバリアダ
イヤフラム４に印加される圧力が低圧側のバリア
ダイヤフラム３に印加される圧力よりも高い場合
が多く、先ずこの場合について説明する。高圧側
に印加される圧力と低圧側に印加される圧力との
圧力差が、過大圧力と呼ばれる所定圧力以下の場
合には、スペーサ１０が皿ばね１１で弾発されて
センタダイアフラム９に密着しており、前記の通
り内封液はセンサ方向へのみ移動して差圧に比例
した圧力がセンサに印加される。そして高圧側の
バリアダイアフラム４に過大圧力が印加される
と、センタダイアフラム９が低圧側へ押され、こ
れに伴つてスペーサ１０が皿ばね１１の弾発力に
抗して低圧側へ移動することによつて内封液１４
が移動し、バリアダイアフラム４がバツクプレー
ト２ｂに着座するので、センサに過大圧力がかか
るのが防止される。

次に低圧側のバリアダイヤフラム３への圧力が
高圧側のバリアダイヤフラム４への圧力よりも大
きい場合について説明する。差圧が低圧側に印加
されると、すき間５内の内封液１４はバイパス７
と連通路１５を通つてセンタダイヤフラム９とス
ペーサ１０との間へ移動し、センタダイヤフラム
９が高圧側へ変位してこれがセンサに伝達され
る。そして、低圧側のバリアダイアフラム３に過
大圧力が印加されると、すき間５内の内封液１４
は連通孔１５を通つてセンタダイアフラム９を高
圧側へ移動させるとともに内封液１４を移動さ
せ、低圧側のバリアダイアフラム３がバツクプレ
ート２ａの受圧面に着座するので、これ以上の圧
力が伝達されず、センサに過大圧力がかかるのが
防止される。この場合、過大圧力が作用した瞬
間、内封液１４が連通路１５内をセンタダイヤフ
ラム９側に移動してセンタダイヤフラム９を押す
ことによりその反力でスペーサ１０が皿ばね１１
を圧縮させることになるが、スペーサ１０には突
起１６によつて液通路が形成されているので、こ
の液通路へ内封液１４が流れ込んでセンタダイヤ
フラム９とスペーサ１０との離間を促進させ、セ
ンタダイヤフラム９が容易に高圧側へ移動するこ
とにより過大圧力がセンサへ向うことがない。

特に、突起１６がスペーサ１０の中央部に設け
られていることにより、内封液がスペーサ１０の
中心部にのみ集中してセンタダイアフラム９の支
点から最も遠い箇所を押すので、センタダイアフ
ラム９がきわめて容易に動き、確実な過負荷防止
機能が働く。

なお前述した動作から明らかなように、高圧側
の過大圧力に対しては、センタダイアフラム９と
皿ばね１１との弾性力を越える過大圧力がかかつ
たときに過大圧力防止機能が働き、低圧側の過大
圧力に対しては、センタダイアフラム９の弾性力
のみを越える過大圧力がかかつたときに過大圧力
防止機能が働く。すなわち皿ばね１１のはね力を
選択することにより高圧側と低圧側との過負荷防
止機能が働く荷重を変えることができる。

一般に圧力センサであるバリアダイアフラムは
高圧側の方が低圧側よりも耐圧が高く、図示の構
成をとることにより最適な圧力センサを用いるこ
とができる。仮に本考案のような構成をとつてお
らないで、過負荷防止機能が働く荷重が高圧側と
低圧側とで同じだとすると、圧力センサの選択を
低圧側に合わせて行わなければならないので、前
記のように適切なセンサを使用することができず
無駄である。

なお、本実施例ではスペーサ１０の突起１６
を、星打ち加工によつて形成した例を示したが、
スペーサ１０などが薄い場合や突起をセンタダイ
ヤフラム９側に設ける場合等においては裏面から
プレス加工で突起を設けるなど、突起を塑性加工
で形成するものであれば、いかなる加工法を用い
てもよい。

以上の説明により明らかなように、本考案によ
れば差圧発信器においてボデイ内室内にダイアフ
ラムで隔成された２室のうちの１室内に収納され
てばね部材でダイアフラム側に付勢された連通孔
付きスペーサのダイアフラム対向面中央部に、塑
性加工でほゞ等高に形成された複数個の突起を設
け、隣接する突起間で液通路を形成させることに
より、内封液が、スペーサの中央部にのみ集中し
てダイアフラムの支点から最も遠い箇所を押すこ
とになり、過大圧力発生時における平面間の離間
が容易になるので、センサを過大圧力から完全に
保護することができることはもとより、従来の溝
加工によるものと比較して加工がきわめて容易に
なり、これを安価に提供することができる。ま
た、一般に星打ち加工等の加工方法は元来平面度
を出すための加工方法であるから、これによつて
平面度が矯正され、安定した接触を確保すること
ができる。さらに液通路が各方向へ向つて形成さ
れるので、従来の溝加工に比べて圧力変化に対す
る応答性が良好であり、計器の性能が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る差圧発信器の実施例を示
す断面図である。 １……差圧発信器、９……センタダイヤフラ
ム、１０……スペーサ、１４……内封液、１６…
…突起。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ボデイ内室内に液封の高圧側室と底圧側室とを
   隔成するダイアフラムと、前記２室のうちの一方
   の室内にばね部材で前記ダイアフラム側に付勢さ
   れて収納され表裏を貫通する連通孔を有する板状
   のスペーサとを備えた差圧発信器において、前記
   スペーサの前記ダイアフラム対向面中央部に、塑
   性加工によりほゞ等高に形成され対向面間に液通
   路を形成する複数個の突起を設けたことを特徴と
   する差圧発信器。