KR860000776B1 - Differential pressure transmitter - Google Patents
Differential pressure transmitter Download PDFInfo
- Publication number
- KR860000776B1 KR860000776B1 KR1019800004597A KR800004597A KR860000776B1 KR 860000776 B1 KR860000776 B1 KR 860000776B1 KR 1019800004597 A KR1019800004597 A KR 1019800004597A KR 800004597 A KR800004597 A KR 800004597A KR 860000776 B1 KR860000776 B1 KR 860000776B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- pressure
- semiconductor sensor
- sensor
- hydraulic
- fluid
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
- G01L9/0042—Constructional details associated with semiconductive diaphragm sensors, e.g. etching, or constructional details of non-semiconductive diaphragms
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L13/00—Devices or apparatus for measuring differences of two or more fluid pressure values
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
- G01L19/0061—Electrical connection means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
Description
제1도는 본원발명의 일심시예인 차압전송기의 구조 단면도.1 is a structural cross-sectional view of a differential pressure transmitter as one exemplary embodiment of the present invention.
제2도는 제1도의 센서부의 상세도.2 is a detailed view of the sensor part of FIG.
제3도는 제1도의 시일금속체의 상세도.3 is a detailed view of the seal metal body of FIG.
제4도는 제1도의 수압부(水壓部)의 일부 확대도.4 is an enlarged view of a part of the pressure receiving part of FIG.
제5도는 용접깊이와 오차와의 관계를 나타낸 도면.5 is a view showing the relationship between the welding depth and the error.
제6도는 용접폭과 중심 다이어프램의 장력과의 관계를 나타낸 도면.6 shows the relationship between the weld width and the tension of the central diaphragm.
제7도는 제1도의 고압측 시일다이어프램을 장착하지 않은 상태에 있어서의 수압부 본체를 나타낸 도면.FIG. 7 is a view showing the pressure receiving part main body in a state in which the high pressure side seal diaphragm of FIG. 1 is not mounted. FIG.
본원 발명은 고압유체와 저압유체의 차(差)의 압력을 반도체 센서의 의해서 전기신호로 변환하는 차압전송기에 관한 것이다.The present invention relates to a differential pressure transmitter for converting a pressure difference between a high pressure fluid and a low pressure fluid into an electrical signal by a semiconductor sensor.
이 종류의 차압전송기의 반도체센서는 확산기술에 의해서 실리콘 등의 반도체 기판에 형성된 저항패턴을 가지고 있다. 이 반도체센서의 한쪽면에는 고압유체의 압력이 고압측 시일다이어프램과 고압측 봉입액을 통해서 가해지며, 또 다른쪽 면에는 저압유체의 압력이 저압측 시일다이어프램과 저압측 봉입액을 통해서 가해진다. 이 결과, 고압유체의 차의 압력이 반도체센서의 저항브리지에 의해서 전기신호로 변환된다.The semiconductor sensor of this type of differential pressure transmitter has a resistance pattern formed on a semiconductor substrate such as silicon by a diffusion technique. On one side of the semiconductor sensor the pressure of the high pressure fluid is applied through the high pressure side diaphragm and the high pressure side encapsulation liquid, and on the other side the pressure of the low pressure fluid is applied through the low pressure side diaphragm and the low pressure side encapsulation liquid. As a result, the pressure of the difference of the high pressure fluid is converted into an electric signal by the resistance bridge of the semiconductor sensor.
그런데, 이와같은 차압전송기는 반도체센서를 사용함으로써, 정밀도나 신뢰성의 향상에 공헌했지만, 안정성이 뛰어나고 콤팩트화 된 차압전송기로서는 다음과 같은 요구가 있다.By the way, although such a differential pressure transmitter contributed to the improvement of the precision and reliability by using a semiconductor sensor, the differential pressure transmitter which was excellent in stability and compacted has the following requirements.
먼저 첫째로 봉입액이 채워지는 영역내에 0링이나 가요성 프린트판 등의 유기재료가 일체 존재하지 않을 것.First, there should be no organic materials such as 0-rings or flexible printed plates in the area filled with the encapsulating liquid.
예를 들면 반도체센서의 전기신호를 외부로 꺼내는데 유연성 있는 프린트판을 사용하거나 또는 밀봉을 위해서 0링 등의 유기재료를 사용하면, 이들 유기재료가 봉입액에 의해서 논는다. 유기재료가 녹은 봉입액은 반도체센서의 저항패턴에 오손 또는 부식 등 악영향을 주어 정확한 전기신호를 얻을 수 없다.For example, when a flexible printed plate is used to take out an electrical signal of a semiconductor sensor or an organic material such as zero ring is used for sealing, these organic materials are played by the encapsulation liquid. The encapsulating liquid in which the organic material is melted may adversely affect the resistance pattern of the semiconductor sensor such as contamination or corrosion, and thus an accurate electrical signal cannot be obtained.
둘째로 편압(片壓) 영향이나 정압(靜壓)영향이 되도록 작을 것.Secondly, it should be small so as to be influenced by partial pressure or static pressure.
편압영향이란 반도체센서의 양면에 한쪽면씩 교대로 최대사용유체를 작용시킨 후, 그것을 제거했을 때의 각각의 영점의 변동폭을 말한다. 도 정압영향이란 반도체센서의 양면에 유체압력을 작용시키지 않을 때의 영점에 대한 그 양면에 최대 사용 유체압력을 사용시켰을 때의 영점의 변동폭을 말한다.The polarization effect refers to the fluctuation range of each zero point when the maximum working fluid is alternately applied to both sides of the semiconductor sensor and then removed. The positive pressure influence refers to the variation in the zero point when the maximum used fluid pressure is used on both sides of the zero point when no fluid pressure is applied to both sides of the semiconductor sensor.
셋째로 반도체선서의 양면에는 넓은 압력범위에 걸쳐서 유체압력이 가해지므로, 과대한 도입유체의 압력에 의해서 반도체센서가 과도하게 변위되어서 손상이나 파괴되는 따위의 사태를 방지하는 과부하보호가 필요한 것.Third, since both sides of the semiconductor oath are subjected to fluid pressure over a wide pressure range, overload protection is required to prevent such a situation that the semiconductor sensor is excessively displaced and damaged or destroyed due to excessive introduction fluid pressure.
넷째로 수압부와 센서부를 분리구조로 하고, 센서부로부터의 전기신호를 꺼내기가 용이하고, 제작이 쉬우며 콤팩트할 것.Fourth, the hydraulic unit and the sensor unit should be separated, and the electrical signal from the sensor unit can be easily taken out, easy to manufacture, and compact.
본원 발명은 상기 요구를 만족시키는 안정성이 뛰어나고, 콤팩트한 반고체센서를 사용한 차압전송기를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.An object of the present invention is to provide a differential pressure transmitter using a compact, semi-solid sensor having excellent stability that satisfies the above requirements.
본원 발명에 의한 차압전송기는 수압부와 센서부가 분리된 구조로 되어 있고, 센서부에 설치되는 반도체 센서는 저항이 형성된 면의 반대측면의 둘레주위 부분과 중심부분이 두껍게 형성된 단결정(單結晶)의 실리콘다이어프램과, 이 실리콘다이어프램의 둘레주위부분을 통해서 그것을 지지하는 지지체로 이루어지며, 한편 수압부에는 그 양측면에 설치한 고압과 저압유체에 면하는 시일다이어프램 외에, 수압부 내부에 반도체 센서의 과부하 보호를 위한 중심다이어프램이 설치되어 있다. 유체압력은 수압부와 센서부에 설치된 도압로(導壓路)를 통해서 반도체센서의 양면에 인도된다.The differential pressure transmitter according to the present invention has a structure in which the pressure receiving part and the sensor part are separated, and the semiconductor sensor installed in the sensor part has a single crystal with a thick circumferential part and a central part on the opposite side of the surface on which the resistance is formed. It consists of a silicon diaphragm and a support for supporting it through the circumferential portion of the silicon diaphragm, while the hydraulic pressure section is provided with overload protection of the semiconductor sensor inside the hydraulic section, in addition to the seal diaphragms facing the high and low pressure fluids installed on both sides thereof. The center diaphragm is installed. The fluid pressure is directed to both sides of the semiconductor sensor through the pressure passages provided in the hydraulic pressure section and the sensor section.
센서부에 있어서는 반도체센서의 저항이 형성된 면이 수압부쪽에 면하도록 배치되어 있다.In the sensor section, the surface on which the semiconductor sensor resistance is formed is disposed so as to face the pressure receiving section.
제1도는 본원 발명의 일실시에인 차압전송기의 구조단면도이다.1 is a structural cross-sectional view of a differential pressure transmitter according to an embodiment of the present invention.
도면에 있어서, 차압전송기는 수압부(1)와 센서부(100)가 분리구조로 되어 있다. 수압부 (1)는 두개의 수압부본체(2), (3)를 가지며, 이들은 예를 들면 스테인레스강으로 만들어져 있다. 수압부본체는(2)는 도면에 나타낸 바와 같이 그 단면이 대략 ㄷ자형으로 형성되고, 수압부본체(3)가 수압부본체(2)에 끼워 맞추어지도록 구성되어 있다. 수압부본체(2), (3) 사이에는 파형가요성(波形可撓性)의 중심다이어프램(4)이 설치되며 이것에 의해서 수압부본체(2), (3)와의 사이에 두개의 격리실(5), (6)이 형성된다. 이 중심다이어프램(4)은 후술하는 고압측 시일다이어프램(7)과 저압측 시일다이어프램(8)보다도 강성(剛性)이 큰 스테인레스강으로 만들어져 있다. 중심다이어프램(4)의 둘레주위부분은 수압부본체(2)에 전자비임 용접되고 다시 수압부본체(3)가 수압부본체(2)에 끼워 맞춘 상태로 전자비임 용접된다.In the figure, in the differential pressure transmitter, the
수압부본체(2) 및 (3)의 바깥쪽에도 파형가요성의 고압측 시일다이어프램(7)과 저압측 시일다이어프램(8)이 설치되고, 각기 본체(2), (3)와의 사이에 고압수압실(9)과 저압수압실(10)을 형성한다. 양 다이어프램(7) ,(8)은 각기 내식성내식성(耐蝕性)이 좋은 스테인레스강으로 만들어지며, 둘레주위부분은 본체(2), (3)에 전자비임 용접에 의해서 고정된다. 고압측 격리실(5)과 고압측 수압실(9)과는 도압로(11)에 의해서 연통되며, 마찬가지로 저압측 격리실(6)과 저압측 수압실(10)과는 도압로(12)에 의해서 연통되어 있다. 고압측의 도압로(11)에는 고압유체의 급격한 압력변동이나 맥동(脈動)을 억제하는 고정댐퍼(13)가 형성되어 있다.The corrugated high pressure side seal diaphragm 7 and the low pressure side seal diaphragm 8 are provided outside the hydraulic part
이와 같이 세개의 다이어프램(4), (7), (8)을 갖는 수압부본체는 패킹(30), (31)을 통해서 고압측 플랜지(14), 저압측 플랜지(15)에 보출트(16), 너트(17)에 의해서 죄어져서 고착된다. 고압측 플랜지(14)는 고압유체가 유입하는 고압유체도압구(導壓口)(18)을 가지며, 유입된 고압유체가 시일다이어프램(7)에 압력을 가하는 실, 즉 고압유체실(19)을 형성한다. 또 마찬가지로 저압측 플랜지((5)도 저압유체 도압구(20)을 가지며, 저압유체실(21)을 형성한다. 그리고 수압부본체(2), (3)는 고압측, 저압측의 격리실(5), (6)의 유체압력을 후술하는 반도체센서(108)에 가하기 위한 고압측 도압로(22)와 저압측 도압로(23)를 가지고 있다.In this way, the hydraulic part body having three diaphragms (4), (7), and (8) is connected to the high pressure side flange (14) and the low pressure side flange (15) through the packings (30) and (31). ) Is fixed by the nut 17. The high pressure side flange 14 has a high pressure fluid guide port 18 through which a high pressure fluid flows, and a chamber in which the high pressure fluid is applied to the seal diaphragm 7, that is, a high pressure fluid chamber 19. To form. Similarly, the low pressure side flange (5) also has a low pressure fluid pressure port 20, and forms a low pressure fluid chamber 21. The hydraulic pressure
상술한 바와 같이, 한쪽의 수압부본체(2)는 대략 ㄷ자형으로 형성되고, 다른쪽의 수압부본체(3)가 수압부본체(2)에 끼워 맞추어지도록 구성되며, 또한 고압측 플랜지(14) 및 저압측 플랜지(15)는 수압부본체(2)에만 죄어져서 고정되어 있기 때문에, 이 죄어붙임에 의해서 중심다이어프램(4)이 변형하는 등의 악영향을 극히 적게 할 수 있다.As described above, one
여기서, 수압부본체(2), (3)와 세개의 다이어프램(4) ,(7), (8)으로 형성되는 실(5), (6), (9), (10)이나 도압로(11), (12) ,(22), (23)나 후술하는 반도체센서(108)의 양면에는 예를 들면 실리콘오일 등의 절연성이 좋고, 비압축성의 액체가, 액봉로(液封路)(24), (25)를 통해서 봉입된다. 봉입후는 액봉로(24), (25)가 마개(26), (27)에 의해서 밀봉된다. 그리고 고압측의 액봉로(24)의 중심다이어프램(4)에 면하는 쪽에는 강구(鋼球)(28)가 삽입된다. 이강구(28)의 직경은 액봉로(24)의 직경보다 크게되어 있다.Here, the chambers (5), (6), (9), (10) formed by the hydraulic body (2), (3) and three diaphragms (4), (7), and (8) or the pressure path ( 11), (12), (22), (23) and both surfaces of the
다음에 센서부(100)에 대해서 설명한다. 센서부(100)는 전체적으로 연결금속체(102)와 시일금속체(103)와 연결기류수납부(104)의 세부분으로 구성되어 있다. 연결금속체(102)에는 수압부본체(2), (3)의 고압측의 도압로(22)와 연통하는 도압로(105)와 저압측의 도압로(23)와 연통하는 도압로(106)를 가진다. 연결금속체(102)는 스테인레스강으로 만들어지는 것으로서, 수압부본체(2)와의 접촉면은 전자비임용접에 의해서 접합된다. 본 실시예에 나타낸 차압전송기는 그것이 장착되는 배관의 직경에 따라서 플랜지(14), (15)만을 교환해서 사용하므로, 연결금속체(102)의 치수는 사용배관의 최대 직경에 따라 결정된다.Next, the sensor unit 100 will be described. The sensor unit 100 is composed of the connecting metal body 102, the
다음에 시일금속체(103)에 대해서 설명한다. 그 상세한 점은 제2도에 나타낸 바와 같으며, 제2(a)도는 제1도 시일금속체의 확대도, 제2(b)도는 화살표 A방향에서 보았을 때의 시일금속체의 도면이다.Next, the
먼저, 예를 들면 Fe-Ni합금 또는 Fe-Ni-Co 합금으로 이루어진 중공(中空)으로 되어 있는 지지체(107)에 실리콘단결정으로 된 반도체센서(108)가 접합되어 있다. 양자와 접합법은 금-실리콘 공정합금(共晶合金) 등의 접합체를 사용해도 좋지만, 특히 양자의 접합면 사이에 얇은 유리층을 개재시켜, 반도체센서(108), 유리층, 지지체(107)를 주지의 양극 접합법에 의해 접합하는 것이 기밀성, 정압(靜壓), 편압영향면에서 효과적이다. 지지체(107)는 반도체센서(108)와 열팽창계수가 대략 같으며, 또한 영률(Young's modulus)도 대략 같은 성질을 지닌 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 한편, 반도체센서(108)는 지지체(107)에 접합되는 둘레주위부분과 중심부분이 두꺼운 형상으로 되어 있고, 저항패턴은 지지체(107)와는 반대면, 즉 세라믹 보호커버(110)측의 면으로서, 살이 두꺼운 중심부분과 둘레주위부분에 보다 가까운 얇은 부분으로 형성된다. 또한 반도체센서(108)는 n형단결정실리콘으로서 결정면이(110)면이며, 저항패턴은 p형 게이지로 감도가 최대로 되는 〈111〉축 방향의 직경방향에 따라서 형성되는 것이 바람직하다. 저항패턴은 휘이트스톤 브리지(Wheatstone bridge)를 형성하도록 반도체센서(108)의 둘레를 둘러싸도록 시일금속체(103) 위에 배치된 도우넛형상의 세라믹기판(109)에 의해서 배선된다. 반도체센서(108)와 세라믹기판(109)과의 사이의 배선은 와이어로 결합된 리이드선(111)에 의해 이루어진다. 한편 세라믹기판(109)에서 외부로 전기신호를 꺼내는 리이드선(113)은 시일금속체(103)를 뚫고 외부로 한쪽끝부분이 나와 있으며, 시일금속체(103)와 외부와의 시일은 하아메틱시일(114)에 의해서 행해진다. 리이드선(113)은 다른 끝부분은 세라믹기판(109)에 납땜된다. 반도체센서(108)의 저항패턴이나 리이드선(111)을 보호하기 위한 세라믹보호커버가 압핀(112)에 의해서 시일금속체(103)에 장착되어 있다.First, a
이와 같이 해서 반도체센서(108)가 장착된 시일금속체(103)는 연결금속체(102)와 전자비임용접에 의해 접합되고, 그 다음에 플레이트(115)가 역시 전자비임 용접에 의해서 시일금속체(103)에 접합된다. 시일금속체(103)나 플레이트(115)는 스테인레스강으로 만드는 것이 바람직하다.In this way, the
그 결과, 반도체센서(108)의 양면에 작용하는 고압유체압력과 저압유체압력이 작용하는 공간은 완전히 구획되고, 또한 외부와도 완전히 밀봉되며, 양 공간은 상술한 바와 같이 봉입된다. 저압측의 유체압력은 도압로(106), 밀봉금속체(103)와 플레이트(115)로 형성되는 도압로(116), 지지체(107)의 중공부를 통해서 반도체센서(108)의 한쪽면에 작용한다. 한편, 고압측의 유체압력은 도압로(105), 연결금속체(102)와 세라믹보호커버(110)로 구획된 공간, 세라믹보호커버(110)와 반도체센서(108)의 다른쪽면으로 구획된 공간을 통해서 반도체센서(108)의 다른쪽면에 작용한다.As a result, the space in which the high pressure fluid pressure and the low pressure fluid pressure acting on both surfaces of the
이와 같은 구조로 함으로써, 봉입액이 채워지는 공간에는 유기물이 일체 존재하지 않으므로, 유기물에 의한 반도체센서(108)에 대한 악영향을 방지할 수 있다. 또, 반도체센서(108)의 중심부분을 두껍게 함으로써 편압영향이나 정압영향이 매우 작다고 하는 양호한 결과가 얻어졌다. 이것은 다음과 같은 이유에 의한 것으로 생각된다.With such a structure, since no organic substance exists at all in the space filled with the encapsulating liquid, adverse effects on the
즉, 반도체센서(108)에 정압이 걸리면 두꺼운 부분의 작용에 의한 저항패턴에는 압축되는 변형성분과 직경방향으로 인장되는 변형성분이 발생한다. 그러나 이들 두가지의 변형성분이 서로 상쇄됨으로써 결과적으로 출력에 변동을 일으키지 않게 된다. 물론 편압에 대해서도 마찬가지이다.That is, when a positive pressure is applied to the
이와 같이 중심부분을 두껍게 한 반도체센서는 차압전송기로서 다음과 같은 이점이 생긴다. 고압유체도입구와 저압유체도입구와는 항상 고정되어 있는 것으로 한정되지 않으며, 고압과 저압을 전환해서 사용하는 경우가 있다. 이 경우, 종래의 장치에서는 전환하면 저압을 작용시켰을 때와 고압을 작용시켰을 때와는 같은 출력특성이 되지 않으므로, 이것을 조절하는 조절기구를 별도로 설치할 필요가 있으며, 그 조절에 시간이 걸리는 번거로움이 있었다. 그러나 본 실시예를 채용하면 저압, 고압 어느쪽을 작용시켰을 때에도 출력 특성에 변화가 없으므로 종래와 같은 조절기구는 불필요하며, 번잡스럽지도 않다.Thus, the semiconductor sensor with a thick central portion has the following advantages as a differential pressure transmitter. The high pressure fluid inlet and the low pressure fluid inlet are not always fixed, and may be used by switching between high pressure and low pressure. In this case, the conventional device does not have the same output characteristics as when the low pressure is applied and when the high pressure is applied, so it is necessary to install a control mechanism for adjusting this, and the time-consuming adjustment is necessary. there was. However, if the present embodiment is employed, the output characteristics do not change even when either low or high pressure is applied, so that the conventional adjusting mechanism is unnecessary and not cumbersome.
여기서, 과부하보호에 대해서 설명한다. 중심다이어프램(4)은)고압측 시일다이어프램(7)과 저압측 시일다이어프램(8)의 어느 한쪽에 과대한 유체압력이 작용하고, 과대압력이 작용한 시일다이어프램이 수압부본체(2) 또는 (3)에 착좌해도 중심다이어프램(4)이 수압부본체(2) 또는 (3)에 착좌하지 않도록 소정의 크기의 강성을 갖는다. 또, 고압측 수입실(9)과 고압측 격리심(5) 또는 저압측 수압실(10)과 저압측 격리실(6)의 용적은, 격리실쪽이 커지도록 형성되어 있다. 따라서, 고압측 또는 저압측 시일다이어프램(7) ,(8)이 과부하압력에 의해서 수압부본체(2), (3)에 착좌해도 중심다이어프램(4)은 수압부본체(2), (3)에 착좌하지 않는다. 이 결과, 봉입액의 압력상승이 저지되기 때문에 반도체센서(108)에는 과부하압력이 작용하는 일은 없고, 반도체센서(108)의 특성열화, 손상을 방지할 수 있다.Here, the overload protection will be described. The central diaphragm 4 is a
그리고 프로세스유체 등의 고압유체가 고압측 플랜지(14)의 고압유체도구(18)로부터 도입되면, 고압유체의 압력은 고압측 시일다이어프램(7), 도압로(11), 고압측 격리실(5), 도압로(22), (105)를 통해서 반도체센서(108)의 한쪽면에 작용하낟. 또 저압유체도 마찬가지로 저압측 플랜지(15)의 저압유체도입구(20)로부터 도입되면 저압유체의 압력은 저압측 시일다이어프램(8), 도압로(12), 저압측 격리실(6), 도압로(23), (106), (116)를 통해서 반도체센서(108)의 다른 쪽면에 작용한다. 이 결과 반도체센서(108)의 압력차에 따라서 휘어지고, 그것에 의해서 저항패턴의 저항치가 변화한다. 이 저항변화는 리이드선(111), 세라믹기판(109), 리이드선(113)을 통해서 증폭부에 이르러 압력차가 표시된다. 이것에 의해서 반도체센서(108)의 어느 한쪽면에 과대한 유체압력이 봉입액을 통해서 전달되는 것이 저지되므로, 반도체센서(108)의 손상 또는 파괴가 방지된다.Then, when a high pressure fluid such as a process fluid is introduced from the high pressure fluid tool 18 of the high pressure side flange 14, the pressure of the high pressure fluid is the high pressure side diaphragm 7, the pressure path 11, and the high pressure side isolation chamber 5. And acts on one side of the
그리고 제1도에 나타낸 바와 같이 시일금속체(103)가 스테인레스강 등의 내식성이 좋은 재료를 사용해도 하아메틱시일(114)시에 있어서 고온화에 노출되거나, 용접개소가 수개소에 이르는 것 등에 의해, 내식성이 저하할 염려가 있다. 차압전송기는 화학플랜트 등의 사용환경이 그다지 좋지 않은 장소에서 사용되는 일이 많이 있으며, 내식성에 대해서도 고려하지 않으면 안된다. 제1도의 시일금속체커버(117)가 그 목적을 위해서 사용하는 스테인레스강의 보호커버이다. 이 시일금속체커버(117)의 상세도를 제3도에 나타낸다. 제3(a)도는 그 단면도, 제3(b)도는 화살표 B방향에서 보았을 때의 도면이고, 도면에 나타낸 바와 같이 두꺼운 부분과 얇은 부분으로 이루어지고, 두꺼운 부분에는 0링(122)을 꼿는 홈이 형성되어 있다. 그리고 얇은 부분의 끝부분이 제1도에 나타낸 연결금속체(102)에 전자비임용접에 의해서 접합된다.And as shown in FIG. 1, even if the sealing
이 시일금속체커버117)의 두꺼운 부분의 끝부분에 제1도에 나타낸 바와 같이 연결기커버(118)가 전자비임 용접되고, 연결기커버(118)에 의해서 연결기류수납부(104)가 형성된다. 이 연결기류수납부(104)에는 리이드선(113)과, 이 리이드선(113)에서 언어지는 반도체센서(108)의 전기신호를 온도에 의해서 보상하는 더어미스터류가 장착된 보상기판(120)과, 이들을 전기적으로 접속하는 가요성 프린트 회로판(119)과, 또한 증폭부(도시하지 않음)와 전기적으로 접속하기 위한 결기(121)가 있다. 증폭부는 증폭부본체케이스(200)에 수납되는 것이다. 증폭부는 반도체센서(108)에 의해서 검출된 고압유체와 저압유체의 차압에 대응하는 전기신호를 증폭해서 미터에 표시하는 신호를 작성하거나, 외부로 전송하기 위한 출력신호를 작성하거나 하는 것이다.As shown in FIG. 1, the connector cover 118 is electromagnetic beam welded to the end of the thick portion of the
증폭부본체케이스(200)는 0링(122)를 개재하여 고정나사(201)에 의해서 연결금속체(102)에 고착된다.The amplification part body case 200 is fixed to the connecting metal body 102 by a fixing
제4도는 수압부의 일부 상세도이다. 상술한 바와 같이, 수압부본체(2)는 대략 ㄷ자형으로 형성되고, 수압부본체(3)가 수압부본체(2)에 끼워 맞추어져서 전자비임용접으로 양자가 접합되어 있다. 전자비임용접은 정압, 편압의 상태하에 있어서, 수압부본체가 변형하는 것을 방지한다. 즉 본체의 강성을 증가시키기 위한 것이다. 그러나 압력이 비교적 낮을 경우는 문제가 없지만, 고압이 되면 특히 수압부본체(2)의 상하면 부분이 변형하여, 오차가 나타난다. 이것을 막기 위해서는 본체의 강성을 증가시킨다. 즉 본체의 두께를 두껍게 하면 되지만, 대형화된다고 하는 문제가 있다. 이 때문에 전자비임용접깊이(D)를 깊게 하면 되고, 더구나 차압전송기로서 장기 안정성능을 유지하는데 요구되는 오차 0.2%이내를 언는데는 용접깊이(D)를 4mm 이상으로 하면 좋다는 것을 알았다.4 is a partial detailed view of the hydraulic unit. As described above, the
다음에 중심다이어프램(4)의 장착에 대해서 설명한다. 중심다이어프램으로서 요구되는 것은 고압측과 저압측으로부터 같은 압력을 인가했을 때에 같은 특성이 언어지는 것이며, 이를 위해서는 다음 두가지의 과제를 해결할 필요가 있다.Next, mounting of the center diaphragm 4 is demonstrated. What is required as the center diaphragm is that the same characteristics are applied when the same pressure is applied from the high pressure side and the low pressure side, and for this purpose, it is necessary to solve the following two problems.
(1) 중심다이어프램의 가동면적을 고압측 및 저압측과 일치시킨다.(1) Match the movable area of the center diaphragm with the high pressure side and the low pressure side.
(2) 중심다이어프램에 장력을 부여하여, 중심다이어프램의 휘는 것을 제거한다.(2) Tension is applied to the center diaphragm to remove the deflection of the center diaphragm.
이를 위해서, 과제(1)에 대해서는 수압부본체(3)에 돌출부(3A)를 설치하고, 이 돌출부(3A)로 중심다이어프램(4)의 용접부의 안쪽을 눌러 붙이도록 한 것이다. 이 결과, 중심다이어프램(4)의 가동면적은 돌출부(3A)에 의해서 결정되기 때문에, 고압측 및 저압측과도 일치시킬 수 있다. 또 과제(2)에 대해서는 중심다이어프램의 수압부본체(2)에 대한 용접폭(W)을 최적치로 설정함으로써 달성했다. 즉, 제6도에 나타낸 바와 같이, 용접폭(W)을 넓게 하면 중심다이어프램의 장력이 증가한다. 중심다이어프램(4)의 이상적인 장력은 5-10kg/mm2이며, 이 장력을 언기 위한 용접폭(W)은 중심다이어프램(4)의 판두게(B)와 같게 하는 것이 바람직하며, 용접폭(W)을 중심다이어프램(4)의 판두께의 0.5-2배로 하면 제7도의 이상적인 장력범위로 할 수 있다.For this purpose, the projected part 3 is provided with the protrusion part 3A in the hydraulic-pressure part main body 3, and it presses the inside of the welding part of the center diaphragm 4 with this protrusion part 3A. As a result, since the movable area of the center diaphragm 4 is determined by the protrusion part 3A, it can match with the high pressure side and the low pressure side. Moreover, about the subject (2), it achieved by setting the welding width W with respect to the hydraulic part
이상 설명한 바와 같이 수압부본체(2), (3)를 갖는 수압부(1)와, 연결금속체(102), 시일금속체(103) 및 연결기류수납부(104)를 갖는 센서부(100)가 각기 기능별로 분리되어 겹쳐 쌓여짐으로써 차압전송기가 구성되므로, 제작하기 쉽고, 또한 콤팩트한 구조이다.As described above, the
제7도는 제1도에 있어서 고압측 시일다이어프램을 장착하지 않은 상태에서 수압부본체(2)의 수압면을 본 도면이다. 즉, 댐퍼(13)와 액봉로(24)를 지나는 직경방향에 따라서 홈(29)을 형성한 것이다 예를 들면, 홈(29)이 설치되어 있지 않은 구조에서는 고압측 수압실(9)과 고압측 격리실(5)을 연통하는 도압로는 수압부본체(2)의 중심부에 설치된 단 하나의 도압로(11)이다. 이 때문에 유체압력이 작용했을 때 수압실(9)내에 봉입된 봉입액의 전달이 늦어지고, 응답성이 나빠지는 일이 있다. 이 때문에 제7도에 나타낸 바와 같이 수압부본체(2)에 홈(29)을 형성함으로써 봉입액의 전달의 지연을 개선하고 있다.FIG. 7 is a view of the pressure-receiving surface of the pressure-receiving portion
물론, 제7도에서는 고압측의 수압부본체(2)에 대해서 나타냈지만, 저압측의 수압부본체(3)에도 같은 홈이 형성된다.Of course, in Fig. 7, the pressure receiving
이상 설명한 바와 같이 본원발명에 의하면,As described above, according to the present invention,
첫째로, 봉입액이 채워지는 공간에는 유기물이 일체 존재하지 않는다.First, there is no organic substance in the space filled with the encapsulation liquid.
둘째로, 편압영향, 정압영향이 매우 작다.Second, the bias and static pressure effects are very small.
셋째로, 과부하보호 기능을 갖추었다.Third, it has overload protection.
라고 하는 안정성이 뛰어날 뿐만 아니라, 제작하기 쉽고 또한 콤팩트화한 반도체센서를 사용한 차압전송기를 얻을 수 있다.In addition to excellent stability, a differential pressure transmitter using a semiconductor sensor which is easy to manufacture and compact can be obtained.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019800004597A KR860000776B1 (en) | 1980-12-02 | 1980-12-02 | Differential pressure transmitter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019800004597A KR860000776B1 (en) | 1980-12-02 | 1980-12-02 | Differential pressure transmitter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR830004599A KR830004599A (en) | 1983-07-16 |
KR860000776B1 true KR860000776B1 (en) | 1986-06-23 |
Family
ID=19218395
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1019800004597A KR860000776B1 (en) | 1980-12-02 | 1980-12-02 | Differential pressure transmitter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR860000776B1 (en) |
-
1980
- 1980-12-02 KR KR1019800004597A patent/KR860000776B1/en active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR830004599A (en) | 1983-07-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4342231A (en) | Differential pressure transmitter | |
US4364276A (en) | Differential pressure measuring transducer assembly | |
US3817107A (en) | Semiconductor pressure transducer | |
US5157972A (en) | Pressure sensor with high modules support | |
US6550337B1 (en) | Isolation technique for pressure sensing structure | |
US5412994A (en) | Offset pressure sensor | |
US7258018B2 (en) | High accuracy, high temperature, redundant media protected differential transducers | |
US4527428A (en) | Semiconductor pressure transducer | |
US4321578A (en) | Pressure transducer | |
US4542435A (en) | Pressure transducer and mounting | |
WO1992017757A1 (en) | Differential pressure device | |
JPH05149814A (en) | Double diaphragm type semiconductor pressure sensor | |
US7698951B2 (en) | Pressure-sensor apparatus | |
US5264820A (en) | Diaphragm mounting system for a pressure transducer | |
GB2040456A (en) | Differential pressure transducer | |
US4782703A (en) | Temperature compensated pressure signal generator | |
JPS59203936A (en) | Semiconductor differential pressure transmitter | |
KR860000776B1 (en) | Differential pressure transmitter | |
EP0080186B1 (en) | Semiconductor pressure transducer | |
US4570498A (en) | Differential pressure measuring transducer assembly | |
JPS6147370B2 (en) | ||
JP3105087B2 (en) | Differential pressure detector | |
EP0157599B1 (en) | Pressure transducer | |
JPS6136610B2 (en) | ||
JPH05346363A (en) | Difference pressure transmitter |