KR950013299B1 - 압력 변환기 - Google Patents

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와레함 윌리엄
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다이니스코, 인크.
로저 이. 브룩스
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Abstract

내용 없음.

Description

압력 변환기
제 1 도는 본 발명의 원리에 따라 구성된 유체 충전 압력 변환기의 한 형태의 단면도.
제 1a 도는 선단 충전재편(snout filler piece)의 다른 사용예를 도시한 압력 변환기의 일부분의 확대 단면도.
제 2 도는 제 1 도에 도시한 감지 부재의 사시도.
제 3 도는 제 3 도는 제 1 도에 도시한 감지 부재의 확대 단면도.
제 4 도는 제 1 도의 선 4-4를 따라 절취하여 감지 부재의 세부를 도시한 단면도.
제 5a 도 및 제 5b 도는 각각 일체 비임을 갖고 있는 캡 부재의 평면도.
제 6 도는 스트레인 게이지 위치 및 배선 단자들을 도시한 감지 부재의 평면도.
제 7 도는 제 6 도의 스트레인 게이지 회로를 도시한 개략도.
제 8 도는 본 발명의 입력 변환기로 제공되는 향상된 선형성을 도시한 비선형성 대 입력 압력의 그래프.
제 9 도는 비임이 확대 단부를 갖는 비임 구조의 평면도.
제 10 도는 본 발명의 원리에 따라 구성된 유체 충전 압력 변환기의 다른 형태의 단면도.
제 11 도는 제 10 도에 도시한 감지 부재의 사시도.
제 12 도는 제 10 도의 선(12-12)를 따라 절취하여 도시한 제 1 도에 도시한 감지 부재의 확대 단면도.
제 13 도는 제 12 도의 선(13-13)을 절취하여 비임 및 대향 배치된 요부를 도시한 단면도.
제 14 도는 제 13 도와 유사하지만 격막이 응력을 받은 위치를 도시한 단면도.
제 15 도는 격막이 응력을 받은 위치를 도시한 제 14 도의 선(15-15)를 따라 절취하여 도시한 단면도.
제 16 도는 편향가능한 격막을 형성하고 비임과 인접 배치된 요부를 도시한, 본 발명에 따른 캡 부재의 평면도.
제 17 도는 제 13 도와 유사하지만 요부들이 캡 부재 내부로부터 형성되어 있는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 단면도.
제 18 도는 스트레인 게이지 위치 및 배선 단자들을 도시한 감지 부재의 평면도.
제 19 도는 제 18 도의 스트레인 게이지 회로를 도시한 개략도.
제 20 도는 본 발명의 변환기로 제공하는 향상된 선형성을 도시한 비선형성 대 입력 압력의 그래프.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 주 프레임 12 : 감지 부재
14 : 모세관 16 : 커플러 격막
18 : 긴 통로 20 : 챔버
22 : 상부 편 26 : 기부
30 : 캡 부재 32 : 디스크형 격실
34 : 충전관 36 : 플러그
42 : 비임 44 : 상부 게이지 수용 표면
G1 내지 G4 : 스트레인 게이지 C1 내지 C6 : 접점
50, 52, 60, 62 : 요부 70 : 선단 충전재 편
본 발명은 주로 압력 변환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게 설명하면 1967년 10월 31일자 파스탄(Pastan)의 미합중국 특허 제3,349,623호, 및 1972년 7월 25일자 에글스톤(Eggleston) 등의 미합중국 특허 제3,678,753호에 기술된 형태의 압력 변환기와 같은 액체 충전 압력 변환기에 관한 것이다. 더욱 상세하게 말하자면, 본 발명은 비교적 낮은 용융 압력 변환기에 관한 것이다.
파스탄 특허와 에글스톤 등의 특허내에 기술되어 있는 바와 같이, 유체 충전(fluid-filled) 압력 변환기는 측정돌 매질이 기구내로 들어가는 것이 바람직하지 못한 시스템내에 사용되기 위해 설계된다. 이러한 경우에, 기구 자체는 격막(diaphragm) 또는 소정의 다른 장치에 의해 압력을 측정할 매질에 연결되는 유체로 충전된다. 기구를 충전시키는 유체는 매질의 압력을 감지 장치로 직접 전송한다. 전형적인 변환기용 유치는 수은이다.
에글스톤 등의 미합중국 특허 제3,678,753호에는 긴 프레임 및 이 프레임을 통해 연장되고 프레임의 한단부에 인접한 한 단부까지 연장되는 모세관을 포함하는 압력 변환기가 기술되어 있다. 커플러(coupler)는 프레임의 이 단부를 폐쇄시키고, 이 프레임으로 모세관과 통하는 챔버(chamber)를 한정한다. 모세관의 다른 단부는 전 작동 범위에 걸쳐 작은 편향(deflection)이 이루어지는 감지 장치와 연통되어 있다. 감지 장치는 내부에 리세스(recess)를 갖고 있고 프레임의 일부분에 의해 한정되는 변형가능한 캡 부재, 및 디스크형태로 되어 있고 모세관의 다른 단부와 통하는 얇은 감지기 격실의 형태로 되어 있다. 액체, 양호하게는 수은은 압력 측정을 하기 위해 커플러에 인가된 압력을 감지 장치로 직접 전송시키도록 얇은 감지기 격실과 챔버 및 모세관을 충전시킨다.
그러나, 에글스톤 등의 압력 변환기는 주로 약 105.5kg/㎝(약 1500psi) 이하의 압력용으로 설계된다. 이 종래기술의 변환기에 있어서, 105.5kg/㎠(1500psi) 이하의 압력은 효율적으로 측정되지 못하는데, 그 이유는 캡 부재의 편향가능한 벽 또는 격막이 너무 얇게 구성되어 장치의 제조와 파손되는 문제점을 갖기 때문이다.
따라서, 본 발명의 목적은 17.6 내지 105.5kg/㎠(250 내지 1500psi) 범위내의 압력과 같은 저압을 측정하기에 특히 적합한 개량된 유체 충전 압력 변환기를 제공하기 위한 것이다. 더욱 상세히 말하자면, 본 발명은 많은 구성부품 설계를 필요로 하지 않고서 이 저압 측정을 실행한다. 특히, 본 발명은 표준 1.27㎝(1/2인치)-20개 나사선 선단(snout)을 사용하는 저압 측정을 실행한다.
본 발명의 다른 목적은 구조가 비교적 저렴하게 제조될 수 있는 개량된 낮은 용융 압력 변환기를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 감지 장치를 구성하기 위한 개량된 기술을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 소자 격막 양단의 장력을 감소시키므로 격막의 비 선형 분포를 감소시키도록 구성되는 개량된 저 용융 압력 변환기를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 상승 비임을 따라 위치한 대향 형성 요부를 갖고 있는 에글스톤 등 형태로 되어 있는 개량된 저 용융 압력 변환기를 제공하기 위한 것인데, 요부들은 비임이 편향될 때 비임식 격막 양단의 장력을 감소시키므로 비임이 보다 자유롭게 만곡되고 격막의 비선형 분포를 감소시키게 된다.
본 발명의 목적, 특징 및 장점을 달성하기 위해, 본 발명은 긴 통로를 한정하는 수단을 갖고 있는 프레임과, 프레임을 통해 연장되고 프레임의 대향 단부들에서 종단되는 모세관과, 프레임의 한 단부를 폐쇄시키고 프레임으로 모세관이 한 단부와 연통되는 챔버를 한정하는 커플러로 구성되는 저압 측정용 압력 변환기가 제공된다. 액체 충전 변형가능한 감지 부재는 상부벽내에 내부 리세스를 갖는 캡 부재를 포함한다. 이 리세스는 모세관의 다른 단부와 액체로 통하는 프레임의 다른 단부에서 얇은 디스크평 격실을 한정한다. 액체는 커플러에 인가된 압력을 감지 부재에 인가시키기 위해 모세관, 챔버 및 격실을 충전시킨다. 본 발명에 따르면, 캡 부재는 상부 표면을 가로 질러 연장되고 위에 게이지(gage) 수용 표면을 갖고 직경 방향으로 위치한 상승 비임을 갖고 있는 얇은 격막을 형성하는 캡 부재 상부벽에 의해 한정되는 외부 상부 표면을 갖고 이다. 스트레인 게이지(strain gage) 수단은 비임의 게이지 수용 표면에 부착된다. 양호한 실시예에서는 비임을 따라 종방향으로 배치된 다수의 스트레인 게이지들이 제공된다. 양호하게는 4개의 게이지들이 제공되는데, 2개는 압축 변형률을 측정하기 위한 것이고, 다른 2개는 인장 변형률을 측정하기 위한 것이다. 비임은 양호하게 캡 부재의 전체 폭을 가로질러 연장되고, 양호하게는 일정한 폭을 갖는다. 본 발명의 다른 실시예내에서, 비임은 확대 단부들을 가질 수 있다. 비임의 두께는 양호하게는 얇은 격막벽 두께의 최소한 2개 정도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 캡 부재 상부 표면은 상승 비임의 어느 한 측면상에 있고, 이 상승 비임의 종방향으로 연장되는 요부를 갖는다. 이 인접 배치 요부들은 비임이 편향될 때 격막 양단의 장력을 감소시키도록 작용하여 비임이 더욱 자유롭게 만곡되도록 한다. 비임의 이 향상된 자유운동은 전체 편향 비임 격막의 비선형 분포를 감소시킨다.
본 발명의 구성 방법에 따르면, 비임을 구성할 때, 에글스톤 등의 특허내에 기술된 바와 같은 평평한 격막 표면으로부터 시작할 수 도 있고, 비임을 한정하도록 제어된 방식으로 표면을 간단히 제거할 수도 있다. 캡 부재의 상부벽 일부분의 제거 또는 절단은 양호하게 인접한 얇은 두께의 약 2 배인 두께의 비임을 제공하도록 한다. 더욱이, R/4의 범위를 갖도록 변경되었다. 다른 실시예에서, 상승 비임의 어느 한 측면 상에 인접한 캡 부재의 비교적 얇은 평평한 상부 표면을 스탬핑(stamping)함으로써 종방향으로 연장되는 요부들이 형성된다. 발명의 양호한 실시예내에서, 요부들은 외부로부터 스탬프된다. 그러나, 본 발명의 다른 실시예내에서, 요부들은 캡 부재의 내부로부터 스탬프될 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 여러 다른 목적, 특징 및 장점들에 대해서 기술하겠다.
이제부터, 주 프레임(10)과, 프레임의 상단부에 제공된 감지 부재(12)와, 프레임을 통해 연장되는 모세관(14), 및 프레임의 하단부를 둘러싸는 부분에 고정된 커플러 격막(16)을 포함하는 본 발명에 따른 압력 변환기의 단면도인 제 1 도를 참조한다. 프레임(10) 하부는 미합중국 특허 제3,678,753호에 도시된 구조와 유사한 방식으로 구성될 수 있다. 기본적으로, 주 프레임을 통해 연장되고 모세관(14)를 수용하기 위한 긴 통로가 있다. 모세관(14)의 하단부는 격막(16)에 의해 폐쇄되는 비교적 작은 챔버(20)까지 연장된다.
프레임(10)의 상단부에는 프레임의 일부로서 모세관(14)과 연장되는 상부편(22)가 포함된다. 이 상부편(22)는 도면에 도시한 위치내에 감지 부재(12)를 지지하기 위한 것이다. 감지 부재(12)는 상부편에 응접됨으로써 상부편(22)내의 제위치에 고정될 수 있다.
제 1 도에서, 감지 부재(12)는 기부(26) 및 캡 부재(30)으로 구성되는 것으로 도시되어 있다. 캡 부재(30)은 기부(26)에 용접되고, 이들 사이에서 얇은 디스크형 격실(32)가 한정된다. 또한, 제 1 도는 충전관(34) 및 이에 관련된 충전 플러그(36)을 도시하고 있다. 충전관(32)는 얇은 디스크형 격실(32)와 연통되어 있다. 챔버(20), 격실(32) 및 모세관(14)내의 충전재를 포함하는 장치내에서의 액체 충전재는 모든 영역들의 수은으로 완전히 충전되도록 소정의 압력하에서 충전판(34)를 통해 유입된다. 그 다음, 관(34)는 플러그(36)에 의해 캡식 폐쇄된다.
이제부터, 상술한 바와 같은 감지 부재(12)를 더욱 상세하게 도시한 제 2 도 내지 제 4 도에 의하면, 이 감지 부재(12)는 기부(26) 및 캡 부재(30)을 포함한다. 캡 부재(30)은 제 3 도 및 제 4 도에 도시한 바와 같이 용접부(35)에서 기부(26)에 용접된다. 이에 관련하여, 환상 용접부(35)를 도시한 제 2 도가 참고된다. 제 3 도는 얇은 디스크형 격실을 도시한 것인데, 제 4 도도 유사하다. 또한, 제 3 도 및 제 4 도에 의하면, 모세관의 상단부는 얇은 디스크형 격실실(32)까지 연장되는 것으로 도시되어 있다. 또한, 제 3 도 및 제 4 도에는 모세관(14)의 상부가 기부(26)의 최상부 표면(33)에 용접되는 용접부(37)이 도시되어 있다.
캡 부재(30)은 얇은 격막을 형성하는 캡 부재 상부벽(40)에 의해 한정된 외부 상부 표면을 갖는다. 상부 표면을 가로질러 연장되고 상부 게이지 수용 표면(44)를 갖고 있는 직경방향으로 위치한 상승 비임(42)가 벽(40)과 일체로 되어 있다. 격막은 비임에 의해 이송된 힘을 증가시키기 위해 내부 압력의 힘-집중기(force-collector)로서 작용한다. 이것은 비임을 더 두꺼워지게 하므로 제 8 도에 관련하여 다음에 설명한 바와 같이 적절한 선형성을 갖도록 한다.
비임을 구비한 캡 부재(30)에 의해 형성된 감지 격막은 특히 17.6, 35.2, 52.8, 70.4 및 105.5kg/㎠(250, 500, 750, 1000 및 1500psi) 범위와 같은 저압 범위에 걸쳐 동작할 수 있는 구조물을 제공한다. 이 구조는 격막(40)의 강성도를 감소시켜 비임부가 동일한 범위의 평평한 격막보다 두껍게 되게 한다. 예를 들어, 52.8kg/㎠(750psi) 범위의 경우에, 비임의 두께는 0.0450㎝(0.0177인치)로 될 수 있고, 동일한 압력 범위의 경우의 평평한 격막의 두께는 0.0254㎝(0.0100인치)로, 너무 얇고 파괴 및 비선형성의 영향을 받게된다. 이에 관련하여, 표 Ⅰ을 참조하라.
이제부터, 캡 부재(30)만을 도시한 제 5a 도 및 제 5b 도를 참조하겠다. 제 5b 도는 치수 T1 및 T2가 제공되어 있다. 치수 T1은 비임(42)의 두께이고, 치수 T2는 격막(40)의 두께이다. 양호하게, 이 칫수들 사이의 상호관계는 소정의 범위에 해당된다. 가능한 얇은 격막(40) 두께를 갖는 것이 바람직하지만, 이것은 너무 얇게 제조할 수 없거나 파괴되는 문제점이 발생한다. 양호하게, 비임(42)의 두께는 가능한 두껍게 되지만, 너무 두껍게 되면 장치의 감도가 떨어진다. T1/T2비는 양호하게 2.0정도로 되어야 한다. 이것은 제 3 도 및 제 5b 도에 도시되어 있는데, 제 3 도에 도시한 절단부는 격막(40)의 깊이가 비임(42)의 두께의 약 1/2이 되도록, 평평한 초기 캡 부재 형태를 초기에 상부상에서 1/2 깊이로 절단된다.
[표Ⅰ]
Figure kpo00002
일예로써 17.6kg/㎠(250psi)의 압력 범위의 경우에, 치수 T1은 0.0251/ 0.0264㎝(0.0099/0.0104인치)범위에 있다. 치수 T2 0.0112/0.0127(0.0044/0.0050인치) 범위내에 있다. 각각의 범위의 평균을 취하면, 이것은 2.18의 T1/T2비를 제공하게 된다. 다른 예에서, 70.4kg/㎠(1000psi)의 범위의 경우에, 치수 T1은 0.0559/0.0575㎝(0.0220/0.0226인치) 범위내에 있다. 치수 T2는 0.0254/ 0.0279㎝(0.0100/0.0110인치)의 범위내에 있다. 다시 각각의 치수의 평균을 취하면, T1/T2비는 1.92이다. T1/T2비의 범위는 양호하게 1.5 내지 4.0이다.
상술한 바와 같이, 비임(42)는 상부 게이지 수용 표면(44)를 갖는다. 이에 관련하여, 4개의 스트레인 게이지(G1 내지 G4)를 도시하는 제 2 도 및 제 4 도를 참조한다. 각각의 이 스트레인 게이지들은 종래의 설계로 될 수 있고, "D"합금 박판(foil) 재료 형태로 될 수 있다. 게이지 저항은 350Ω이다. 스트레인 게이지 배치에 관련하여, 이제부터 캡 부재(30)의 비임(42)를 따라 배치된 이 4개의 게이지들을 도시한 제 6 도를 참조하면, 게이지(G1 및 G4)는 압축 변형율을 측정하고, 게이지(G2 및 G3)을 인장 변형율을 측정한다. 그러므로, 게이지(G1 및 G4)는 부(－) 유도 변형율을 측정하고, 게이지(G2 및 G3)은 캡 부재의 중심에 대하여 대칭적으로 서로 밀접하게 간격을 두고 배치된다. 게이지(G1 및 G4)는 게이지(G2 및 G3)와 일직선으로 종방향으로 배치된다. 제 6 도에 도시한 바와 같이, 게이지(G1)은 게이지(G2)로부터 간격을 두고 배치되고, 게이지(G4)는 게이지(G30)로부터 간격을 두고 배치된다.
게이지(G1 내지 G4)는 제 7 도에 도시한 바와 같은 회로로 접속된다. 제 7 도에서, 저항(R1 내지 R4)는 게이지(G1 내지 G4)에 각각 대응한다.
제 6 도에서, 게이지(G1 내지 G4)는 제 7 도의 회로에 대응하는 방식으로 상호접속된다. 이 접속시에, 비임(42)의 한 측면상에 도전성 접점(C1 내지 C3) 및 비임(42)의 다른 측상에 접점(C4 내지 C6)이 마련된다. 도전성 회로는 스트레인 게이지를 전기접점(C1 내지 C6)에 상호 접속시킨다. 다시, 상호 접속은 제 7 도에 도시한 바와 같은 회로를 형성한다.
제 7 도는 한 쌍의 압력 단자들이 한 측에 접속되고 한 쌍의 출력 단자들이 다른 축에 연결된 브릿지 구조로 접속된 바와 같이 게이지들을 도시한 것이다. 입력 신호는 입력 단자들 양단에 인가되고, 압력 응답 전압은 출력 단자들 양단에서 측정된다.
제 1 도에 관련하여, 격막(16)에 의해 폐쇄되는 작은 챔버(20)에서 종단되는 하단부에서의 모세관(14)에 관해서는 이미 기술하였다. 그러나, 본 발명의 양호한 실시예내에서는, 제 1a 도에 충전재편(70)으로 도시한 바와 같은 충전재가 제공된다. 이에 관련하여, 제 1a 도는 본래 온도 보상 목적을 위해 사용되는 선단 충전재편(70)을 도시한 장치의 선단부에 대한 양호한 실시예를 확대 도시한 단면도이다. 이 충전재편은 코바(Kovar) 또는 인바(Invar) 또는 인바(Invar)로 구성될 수 있다. 선택적으로, 이것은 소정의 매우 낮은 팽창 계수의 재료로 구성될 수 있다. 이는 스테인레스 스틸 프레임의 팽창계수보다 낮은 팽창계수를 갖는 것이 양호하다. 이 충전재편(70)은 챔버(20)내의 공극을 온도 변화 중 액체와 동일한 비율로 팽창시킨다. 제 1a 도에 도시한 충전재편(70)은 팁(tip)이 가열되거나 압력이 전혀 인가되지 않을 때 내부 충전 압력을 감소시키도록 작용한다.
그러므로, 충전재편은 제 1a 도에 도시한 챔버(20)과 함께 필요한 열적으로 보상된 내부 체적을 제공한다. 또한, 상술한 바와 같은 충전재편은 온도가 양호하게 수은인 내부 유체와 통상적으로 스테인레스 스틸인 변환기의 주본체 사이의 차등 열 팽창 계수를 변환기가 보상하게 하는 열특성을 갖도록 선택된다. 상술한 바와 같이, 프레임 재료의 온도 팽창계수에 비해 낮은 온도 팽창계수를 갖는 것이 양호하다.
이제부터, 비선형성 실물(full scale)% 대 입력 압력 실물 %의 그래프인 제 8 도를 참조한다. 제 8 도내에는 2개의 곡선, 즉 곡선 C1 및 C2가 도시되어 있다. 곡선 C1은 표준 평평한 격막을 나타내고 전형적으로 동작시에 거의 비선형성을 나타낸다. 곡선 C2는 본 발명의 구조를 나타낸다. 곡선 C2는 본 발명의 구조를 나타낸다. 곡선 C2내에서, 이 곡선 C2는 필요한 선형성으로부터 약간만 벗어난다[제로 억세스(zero access)].
본 발명의 양호한 실시예내에서, 비임(42)는 감지 부재의 좌우로 직경방향으로 대칭 연장된다. 제 9 도는 비임(42)가 확대 단부들을 가지므로 거의 일정한 폭을 갖는 중심부(42A) 및 대향 확대 단부(42B)를 포함하는 선택적인 실시예를 도시한 것이다. 또한, 이 구조는 제 8 도내에 곡선 C2로 도시한 동작과 동작을 제공한다. 단지 평면도인 제 9 도의 실시에내에서, 비임을 형성하는 벽들은 기본적으로 수직 직립 벽이다.
커플러 격막(16)에 관련하여, 코바를 온도 보상용으로 삽입시키는 것 외에, 상당히 두꺼운 평평하게 가공된 커플러 격막을 사용하는 것도 양호하다. 얇게 형성되고 용접된 격막을 사용하는 기존 것에 비해, 격막이 두껍게 가공될수록 더욱 단단해지고 측정 매질에 평면을 제공한다. 두꺼운 격막은 수은 충전재를 사용함으로써 감소된 변위로 인해 가능해진다.
본 명세서내에 기술된 변환기가 약 399℃(750℉)의 최대치를 갖고 있는 온도 범위내에서 사용될 때, 장치를 충전시키기에 양호한 유치는 수은이다. 수은은 저압축률 및 371℃(700℉)를 초과하는 비등점을 갖고 있으므로, 이 작동 범위 내에서 챔버(32)의 2차 팽창이 캡 부재(30)이 벽(40) 및 비임(42)를 파괴시키는 증기압이 전혀 발생되지 않는다. 본 발명의 장치에 사용될 수 있는 선택적인 충전재는 NaK 충전재로서 언급된 나트륨-칼륨 충전재이다. 물론, 이것은 액체 형태이다.
이제부터, 본 발명에 따른 압력 변환기의 다른 실시예의 단면도인 제 10 도를 참조하겠다. 제 10 도 내지 제 20 도내에서는 제 1 도 내지 제 9 도의 설명과 관련하여 사용된 것과 동일한 참조번호가 사용되었다. 그러므로, 제 10 도에서, 얍력 변환기는 주 프레임(10)과, 이 프레임의 상단부에 제공된 감지 부재(12)와, 프레임을 통해 연장되는 모세관(14), 및 프레임 하단부를 둘러싸는 부분에 커플러 격막(16)을 포함한다. 프레임(10)의 하부는 미합중국 특허 제3,678,735호에 도시된 구조와 유사한 방식으로 구성될 수 있다. 기본적으로, 주 프레임을 통해 연장되고 모세관(14)를 수영하기 위한 긴 통로가 있다. 모세관(14)의 하단부는 격막(16)에 의해 폐쇄되는 비교적 작은 챔버(20)까지 연장된다.
프레임(10)의 상단부에는 프레임의 일부로서 모세관(14)가 연장되는 상부편(22)가 포함된다. 이 상부편(22)는 도면에 도시한 위치내에 감지 부재(12)를 지지하기 위한 것이다. 감지 부재(12)는 상부편에 용접됨으로써 상부편(22)내의 제위치에 고정될 수 있다.
제 10 도내에서, 감지 부재(12)는 기부(26) 및 캡 부재(30)으로 구성되는 것으로 도시되어 있다. 캡부재(30)은 기부(26)에 용접되고, 이들 사이에서 얇은 디스크형 격실(32)가 한정된다. 또한, 제 1 도는 충전관(34) 및 이에 관련된 충전 플러그(36)을 도시한 것이다. 충전관(34)는 얇은 관련된 충전 플러그(36)을 도시한 것이다. 충전관(34)는 얇은 디스크형 격실(32)과 연통한다. 챔버(20)과, 격실(32) 및 모세관(14)내의 충전재를 포함하는 장치내의 액체 충전재는 모든 영역들이 수은으로 완전히 충전되도록 소정의 압력하에서 충전관(34)를 통해 유입된다. 그 다음, 충전관(34)는 플러그(36)에 의해 캡식 폐쇄된다.
이제부터, 감지 부재(12)를 더욱 상세하세 도시한 제 11 도 내지 제 16 도에 의하면 이 감지 부재(12)는 기부(26) 및 캡 부재(30)을 포함한다. 캡 부재(30)은 제 12 도 및 제 13 도에 도시한 바와 같이 용접부(35)에서 기부(26)에 용접된다. 이에 관련하여, 환상 용접부(35)를 도시한 제 11 도를 참조하라, 제 3 도는 얇은 디스크형 격실을 도시한 것으로, 제 13 도도 유사하다. 또한 제 12 도 및 제 13 도에서 모세관의 상단부가 얇은 디스크형 격실(32)에서 연장된 것으로 도시되어 있다. 또한, 제 12 도 및 제 13 도에서 연장된 것으로 도시되어 있다. 또한, 제 12 도 및 제 13 도에는 모세관(14)의 상부가 기부(26)의 최상부 표면(33)에 용접되는 용접부(37)이 도시되어 있다.
캡 부재(30)은 얇은 격막을 형성하는 캡 부재 상부벽(40)에 의해 한정된 외부 상부 표면을 갖는다. 상부 표면을 가로질러 연장되고 상부 게이지 수용 표면(44)를 갖고 직경방향으로 위치한 상승 비임(42)가 벽(40)과 일체로 되어 이다. 격막은 비임에 의해 이송된 힘을 증가시키기 위해 내부 압력의 힘-집중기로서 작용한다. 이것은 비임이 더 두꺼워지게 하므로 제 20 도에 관련하여 다음에 설명한 바와 같이 적절한 선형성을 갖도록 한다.
비임을 갖고 있는 캡 부재(30)에 의해 형성되는 감지 격막은 특히 17.6, 35.2, 52.8, 70.4 및 105.5kg/㎠(250, 500, 750, 1000 및 1500psi) 범위와 같은 저압 범위에 걸쳐 동작할 수 있는 구조물을 제공한다. 이 구조는 격막(40)의 강성도를 감소시켜 비임부가 동일한 범위의 평평한 격막보다 두껍게 되게 한다. 예를 들어, 52.8kg/㎠(750psi) 범위의 경우에, 비임의 두께는 0.0450(0.0177인치)로 될 수 있고, 동일한 압력 범위의 경우의 평평한 격막의 두께는 0.054cm(6.0100인치)로 )너무 얇고 파괴 및 비선형성의 영향을 받게 된다. 이에 관련하여, 표 Ⅰ이 참고된다.
이제부터, 캡 부재(30)만을 도시한 제 13 도를 참조하겠다. 제 13 도에는 치수 T1 및 T2가 제공되어 있다. 치수 T1은 비임(42)의 두께이고, 치수 T2는 격막(20)가 두께이다. 양호하게, 이 치수들 사이의 상호관계는 소정의 범위에 해당된다. 가능한 얇은 격막(40) 두께를 갖는 것이 바람직하지만, 이것은 너무 얇게 제조할 수 없거나 파괴되는 문제점이 발생한다. 양호하게, 비임(42)의 두께는 가능한 두껍게 되지만, 너무 두껍게 되면 장치의 감도가 떨어진다. T1/T2비는 양호하게 2.0 정도로 되어야 한다. 이것은 제 13 도에 도시되어 있는데, 절단부는 격막(40)의 깊이가 비임(42)의 두께의 약 1/2이 되도록 평평한 초기 캡 부재 형태를 초기에 상부상에서 1/2 깊이로 절단한다.
하기에서는 치수 T1 및 T2를 도시한 표 Ⅰ을 다시 기재하였다.
[표1]
Figure kpo00003
일예로써, 17.6kg/㎠(250psi)의 압력 범위의 경우에, 치수 T1은 0.0251 /0.0264㎝(0.0099/0.0104인치)범위내에 있다. 치수 T2는 0.0112/0.0127㎝(0.0044 /0.0050인치) 범위내에 있다. 각각의 범위의 평균을 취하면, 이것은 2.18의 T1/T2비를 제공하게 된다.
다른 예에서, 70.4kg/㎠(1000psi)의 범위의 경우에, 치수 T1은 0.0550/ 0.0575㎝(0.0220/0.0226인치)범위내에 있다. 치수 T2는 0.0254/0.0279㎝(0.0100/ 0.0110인치)의 범위내에 있다. 다시, 각각의 치수의 평균의 취하면, T1/T2비는 1.92이다. T1/T2비의 범위는 양호하게 1.5 내지 4.0이다.
상술한 바와 같이, 비임(42)는 상부 게이지 수용 표면(44)를 갖는다. 이에 관련하여, 4개의 스트레인 게이지(G1 내지 G4)를 도시하는 제 11 도, 제 12 도, 제 15 도 및 제 16 도를 참조한다. 각각의 이 스트레인 게이지들은 종래의 설계로 될 수 있고, "D"합금 박판 재료 형태로 될 수 있다. 게이지 저항은 350Ω이다. 스트레인 게이지 배치에 관련하여, 이제부터 캡 부재(30)의 비임(42)를 따라 배치된 이 4개의 게이지들을 도시한 제 18 도를 참조하면, 게이지(G1 및 G4)는 압축 변형율을 측정하고, 게이지(G2 및 G3)은 인장 변형율을 측정한다. 그러므로, 게이지(G1 및 G4)는 부(－)유도 변형율을 측정하고, 게이지(G2 및 G3)은 캡 부재의 중심에 대하여 대칭적으로 서로 밀접하게 간격을 두고 배치된다. 게이지(G1 및 G4)는 게이지(G2 및 G3)과 일직선으로 종방향으로 배치된다. 제 18 도에 도시한 바와 같이, 게이지(G1)은 게이지(G2)로부터 간격을 두고 배치되고, 게이지(G4)는 게이지(G3)로부터 간격을 두고 배치된다.
게이지(G1 내지 G4)는 제 19 도에 도시한 바와 같은 회로내에 접속된다. 제 19 도에서, 저항(R1 내지 R4)는 게이트(G1 내지 G4)에 각각 대응한다.
제 18 도에서, 게이지(G1 내지 G4)는 제 19 도의 회로에 대응하는 방식으로 상호접속된다. 이 접속시에, 비임(42)의 한 측면상에 도전성 접점(C1 내지 C3) 비임(42)의 다른 측상에 접점(C4 내지 C6)이 마련된다. 도전성 회로는 스트레인 게이지를 전기 접점(C1 내지 C6)에 상호 접속시킨다. 다시, 상호접속은 제 19 도에 도시한 바와 같은 회로를 형성한다.
제 19 도는 한 쌍의 입력 단자들이 한 측에 접속되고 한 쌍의 출력 단자들이 다른 측에 연결된 브릿지 구조로 접속된 바와 같은 게이지들을 도시한 것이다. 입력 신호는 입력 단자들 양단에 인가되고, 압력 응답 전압은 출력 단자들 양단에서 측정된다.
본 발명에 따르면 캡 부재(30)는, 특히 캡 부재 상부벽(40)에는, 상승 비임(42)의 종방향 연장부의 어느 한 측면 상에 요부들이 형성되어 있다. 이에 관련하여, 종방향 연장 요부(50 및 52)를 설명하기 위해 제 16 도와 함께 제 11 도 내지 제 14 도를 참조하겠다. 제 12 도는 이 긴 요부들을 도시한 것이다. 또한, 제 11 도 및 제 14 도는 요부들 및 이 요부들의 길이 연장상태를 도시한 것이다. 이 요부들은 디스크형 격실(32)상에 놓여있는 비임부의 길이를 연장시킨다(제 12 도 참조).
제 13 도의 단면도는 응력을 받지 않은 위치에서의 비임식 격막을 도시한 것이다. 한편, 제 14 도는 화살표(54)로 도시한 바와 같이 액체 매질로부터 압력이 인가된 비임식 격막을 도시한 것이다. 이것은 비임식 격막을 편향시킨다. 제 14 도에 도시한 바와 같이, 이 만곡된 요부들로 인해, 벽(40)이 어느정도 크기로 만곡되므로, 격막 양단에 장력을 발생시키지 않고서 웨브 벽(40)이 팽창 또는 수축되게 한다. 이 요부들은 격막양단의 장력을 감속시키므로 비임이 편향되어 이 비임이 더욱 자유롭게 만곡하게 된다. 이것은 전체 감지장치내의 격막의 비선형 분포를 감소시킨다.
제 14 도에는 본 발명의 양호한 실시예가 도시되어 있고, 제 17 도에는 본 발명의 선택적인 실시예가 도시되어 있다. 제 17 도는 요부(60 및 62)들이 캡 부재(30)의 내부로부터 형성되는 점이 제 13 도 및 제 14 도의 실시예와 상이하다. 그러므로, 이 요부들은 실제로 격막이 외부 표면에 있어서는 외향으로 연장된다. 그러나, 이 요부들은 웨브 또는 벽(40)이 인장 상태로 되는 것을 방지하는 만곡 영역을 제공한다. 벽(40)이 인장 상태로 되면, 이 장력의 함수인 비선형성이 얻어진다. 그러므로, 만곡 영역을 요부등의 형태로 제공함으로써, 웨브는 웨브 또는 벽(40)내에서 소정의 장력을 발생시키지 않고서 팽창 또는 수축할 수 있다.
본 명세서 내에 기술된 실시예들 중 어느 한 실시예내에서는, 요부들이 비임의 각 측면상의 단일 연속 요부의 형태로 길게 되는 것이 양호하고, 또한 요부들이 비임에 밀접하게 인접하는 것이 양호하다. 이것은 2가지 형태의 요부들이 비임의 측면들에 거의 인접한 제 13 도 및 제 17 도에 명확히 도시되어 있다. 또한, 이에 관련하여, 제 16 도 및 제 18 도에는 요부들의 위치가 도시되어 있다.
이제부터, 비선형성 실물% 대 입력 압력 실물%의 그래프인 제 20 도를 참조하겠다. 제 20 도 내에는 2개의 곡선, 즉 곡선 C1 및 C2가 도시되어 있다. 곡선 C1은 표준 평평한 격막을 나타내고 전형적으로 작동시에 거의 비선형성을 나타낸다. 곡선 C2는 본 발명의 구조를 나타낸다. 곡선 C2내에서, 이 곡선 C2는 필요한 선형성으로부터 약간만 벗어난다(제로 억세스).
커플러 격막(16)에 관련하여, 이것이 상당히 두꺼운 평평하게 가공된 커플러 격막의 형태로 되는 것이 양호하다. 얇게 형성되고 용접된 격막을 사용하는 기존 것에 비해, 격막이 두껍게 가공될수록 더욱 단단해지고 측정 매질에 평면을 제공한다. 두꺼운 격막은 수은 충전재를 사용함으로써 감소된 변위로 인해 가능해진다.
본 명세서 내에 기술된 변환기가 약 399℃(750℉)의 최대치를 갖고 있는 온도 범위내에서 사용될 때, 장치를 충전시키기에 양호한 유체는 수은이다. 수은은 저압축률 및 371℃(700℉)를 초과하는 끊는점을 갖고 있으므로, 이 작동 범위내에서 챔버(32)의 2차 팽창이 캡 부재(30)의 벽(40) 및 비임(42)를 파괴시키는 증기압의 전혀 발생되지 않는다. 본 발명의 장치에 사용될 수 있는 선택적인 충전재는 NaK 충전재로서 언급된 나트륨-칼륨 충전재이다. 물론, 이것은 액체 형태이다.
지금까지, 본 발명의 제한된 수의 실시예에 대해서 기술하였지만, 본 분야에 숙련된 기술자들은 첨부한 특허청구의 범위를 벗어나지 않고 본 발명을 여러가지 형태로 변형시킬 수 있다.

Claims (50)

  1. 저압 측정용 압력 변환기에 있어서, 통로(18)을 한정하는 수단과 한 단부상의 평면(330과 이 평면에 인접한 맞물림 수단은 구비한 긴 프레임(10)과, 프레임(10)을 통해 연장되고 프레임의 다른 단부에 인접한 단부까지 연장된 모세관(140)와, 프레임의 다른 단부를 둘러싸고 모세관(14)와 연통되는 챔버(20)을 프레임과 함께 한정하는 커플러(16)과, 프레임의 맞물림 수단과 연결되도록 리세스에 인접한 맞물림 수단과 그 안의 내부 리세스를 구비한 캡 부재(30)을 포함하고, 상기 리세스와 평면(33)이 모세관(14)의 다른 단부와 연통된 얇은 디스크형 격실(32)를 한정하도록 구성되고, 상기 캡 부재(30)이 게이지 수용표면(44)를 한정하고 상부 표면을 가로질러 연장되는 반경 방향으로 위치한 상승 비임(42)를 구비한 외부 상부 평면을 구비하도록 구성된, 액체 충전 변형가능한 감지 부재(12)와, 커플러(16)에 인가된 압력을 감지 부재(12)로 가하도록 모세관(14)와 챔버(20) 그리고 격실(32)를 충전시키는 액체와, 게이지 수용 표면(44)에 부착되고 상기 상승 비임(42)를 따라 이격되어 선형으로 연장되고, 적어도 하나가 압축 변형율을 감지하고 디스크형 격실(32)의 외주연 위에 위치하고, 적어도 다른 하나가 인장 변형율을 감지하고 디스크형 격실(32)의 중심위의 영역에 위치하도록 구성된 다수의 별도로 위치한 스트레인 게이지 수단(G1 내지 G4)를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  2. 제 1 항에 있어서, 캡 부재(30)이 리세스 및 격실(30)의 한 측면을 한정하는 얇은 편향가능한 벽을 한정하고, 프레임(10)이 평면(30) 및 격실의 다른 측면을 한정하는 상향 연장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  3. 제 1 항에 있어서, 액체에 의해 벽(40)에 인가된 압력을 측정하기 위해 비임(40)의 상부 표면(44)에 집척된 스트레인 게이지 권선들을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  4. 제 3 항에 있어서, 4개의 활성 스트레인 게이지 권선들이 브릿지 회로망으로 배열되는 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  5. 제 1 항에 있어서, 커플러(16)이 연성의 가요성 격막으로 구성되는 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  6. 제 1 항에 있어서, 액체가 수은인 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  7. 제 1 항에 있어서, 압축 변형율을 감지하기 위한 2개의 스트레인 게이지 수단(G1, G4)와, 인장 변형율을 감지하기 위한 2개의 스트레인 게이지 수단(G2, G3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 압축 게이지 수단(G1, G4)가 디스크형 격실(32)의 외주연 외에 그 양측면상에 인장 게이지 수단(G2, G3)의 외측으로 대칭으로 위치하고, 인장 게이지 수단이 디스크형 격실의 중앙 위에 대칭으로 위치하는 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  9. 제 1 항에 있어서, 비임(42)가 캡 부재(30)의 전체 폭을 가로질러 연장되는 것을 특징으로 하는 압력변환기.
  10. 제 1 항에 있어서, 비임(42)가 캡 부재(30)을 가로질러 일정한 폭을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  11. 제 1 항에 있어서, 비임(42)가 확대 단부(42B)를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  12. 제 1 항에 있어서, 캡 부재 상부 표면이 비임(42)의 양 측면상에 위치한 부분을 갖는 얇은 격막을 형성하는 캡부재 상부벽(40)에 의해 한정되는 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  13. 제 12 항에 있어서, 비임(42)의 두께가 얇은 격막벽의 두께의 적어도 2배인 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  14. 저압 측정용 압력 변환기에 있어서, 긴 통로(18)을 한정하는 수단을 구비한 긴 프레임(10)과, 프레임 통로를 통해 연장되고 프레임의 양 단부까지 연장되는 모세관(14)와, 프레임의 한 단부를 둘러싸고 모세관의 한 단부와 연통되는 챔버(20)을 프레임과 함께 한정하는 커플러(16)과, 내부 리세트 및 상부벽(40)을 구비한 캡 부재(30)을 포함하고, 상기 리세스가 모세관(14)의 다른 단부와 연통된 프레임의 다른 단부상의 얇은 디스크형 격실(32)를 한정하도록 구성되고, 상기 캡부재(30)이 게이지 수용 표면(44)를 구비하고 상부 표면을 가로질러 연장된 직경 방향으로 위치한 상승 비임(42)를 구비한 얇은 격막을 형성한 캡 부재 상부벽(40)에 의해 한정되는 외부 상부 표면을 구비하도록 구성되고, 상기 비임(42)와 박막(40)이 두께 비(T1/T2)가 1.5 내지 2.4 범위인 두께(T1 및 T2)를 각각 갖도록 구성된 액체 충전 변형가능한 감지 부재(12)와, 커플러(16)에 인가된 감지 부재(12)로 가하도록 모세관(14)와 챔버(20) 그리고 격실(32)를 충전시키는 액체와, 상기 게이지 표면에 부착된 별도로 위치한 스트레인 게이지 수단(G1 내지 G4)를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  15. 제 14 항에 있어서, 압축 변형률을 감지하기 위한 2개의 스트레인 게이지 수단(G1, G4)와, 인장 변형률을 감지하기 위한 2개의 스트레인 게이지 수단(G2, G3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 압축 게이지 수단(G1, G4)가 디스크형 격실(32)의 외주연 위에 그 양측면상에 인장 게이지 수단(G2, G3)의 외측으로 대칭으로 위치하고, 인장 게이지 수단이 디스크형 격실의 중앙위에 대칭으로 위치하는 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  17. 제 14 항에 있어서, 비임(42)가 캡 부재(30)을 가로질러 일정한 폭을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  18. 제 14 항에 있어서, 비임(42)가 확대 단부(42B)를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  19. 제 14 항에 있어서, 캡 부재 상부 표면이 비임(42)의 양측면상에 위치한 부분을 갖는 얇은 격막을 형성하는 캡 부재 상부벽(40)에 의해 한정되는 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  20. 제 19 항에 있어서, 비임(42)의 두께가 얇은 격막벽(40)의 두께의 적어도 2배인 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  21. 모세관(14)를 통해 커플러에 상호 연결된 동시에 격막을 형성하는 캡 부재 상부벽(40)에 의해 한정되는 외부 상부 표면을 갖는 (30)을 포함하는 감지 부재를 구비한 저압 측정용 압력 변환기에서, 상부 표면을 가로질러 연장되고 게이지 수용 표면(44)를 갖는 직경 방향으로 위치한 두께(T1)의 상승 비임(42)를 형성하는 방법에 있어서, 상기 격막(40)이 두께 비(T1/T2)가 1.5 내지 4.0의 범위인 두께(T2)를 남기도록, 캡부재 상부벽의 대향 위치한 부분들을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 격막에 액체 압력이 인가되도록 구성되고 액체로 충전된 압력 변환기용 격막(40)에 있어서, 상기 격막이, 상부 표면을 가로질러 연장되고 게이지 수용 표면(44)를 한정하는 직경 방향으로 위치한 상승 비임(42)를 갖는 평면인 외부 표면을 구비하고, 두께 비(T1/T2)가 1.5 내지 4.0이 되도록 비임과 격벽이 각각 T1 및 T2를 갖는 것을 특징으로 하는 격막.
  23. 저압 측정용 압력 변환기에 있어서, 통로(18)을 한정하는 수단과 한 단부상의 평면(33)가 이 평면에 인접한 맞물림 수단을 구비한 긴 프레임(10)가, 프레임(10)을 통해 연장되고 프레임의 다른 단부에 인접한 한 단부까지 연장된 모세관(14)와, 프레임의 다른 단부를 둘러싸고 모세관(14)와 연통되는 챔버(20)을 프레임과 함께 한정하는 커플러(16)과, 프레임의 맞물림 수단과 연결되도록 리세스에 인접한 맞물림 수단과 그 안의 내부 리세스를 구비한 캡 부재(30)을 포함하고, 상기 리세스와 평면(33)이 모세관의 다른 단부와 연통된 얇은 디스크형 격실(32)를 한정하도록 구성되고, 상기 캡 부재(30)이 게이지 수용 표면(44)를 한정하고 상부 표면을 가로질러 연장되는 반경 방향으로 위치한 상승 비임(42)를 구비한 외부 상부 평면벽을 구비하도록 구성되고, 상기 캡 부재 상부벽이 그 어느 한 측면상에 상승 비임(42)의 종방향으로 연장되는 요부(50/60, 52/62)를 구비하도록 구성된 액체 충전 변형가능한 감지 부재(12)와, 커플러(16)에 인가된 압력을 감지 부재(12)로 가하도록 모세관(14)와 챔버(20) 그리고 격실(32)를 충전시키는 액체를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  24. 제 23 항에 있어서, 캡 부재(30)이 리세스 및 구획실의 한 측면을 한정하는 얇은 편향가능한 벽(40)을 한정하고, 프레임이 평면(33) 및 격실의 다른 측면을 한정하는 상향 연장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  25. 제 23 항에 있어서, 액체에 의해 벽(40)에 인가된 압력을 측정하기 위해 비임(42)의 상부 표면에 접착된 스트레인 게이지 권선들을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  26. 제 25 항에 있어서, 4개의 활성 스트레인 게이지 권선들이 브릿지 회로망으로 배열되는 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  27. 제 23 항에 있어서, 커플러(15)의 연성의 가요성 격막으로 구성되는 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  28. 제 23 항에 있어서, 액체가 수은인 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  29. 제 23 항에 있어서, 비임(42)의 게이지 수용 표면(44)에 부착된 스트레인 게이지 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  30. 제 29 항에 있어서, 다수의 게이지 수단(G1 내지 G4)가 비임(42)를 따라 종방향으로 배치된 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  31. 제 30 항에 있어서, 압축 변형율을 측정하는 2개의 스트레인 게이지(G1, G2)와 인장 변형율을 측정하는 2개의 스트레인 게이지(G2, G3)로 구성된, 4개의 스트레인 게이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  32. 제 23 항에 있어서, 비임(42)가 캡 부재(30)의 전체 폭을 가로질러 연장되는 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  33. 제 23 항에 있어서, 비임(42)가 캡 부재(30)을 가로질러 일정한 폭을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  34. 제 23 항에 있어서, 캡부재 상부 표면이 비임(42)의 양 측면상에 배치된 부분을 갖는 얇은 격막을 형성하는 캡 부재 상부벽(40)에 의해 한정되는 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  35. 제 34 항에 있어서, 비임(42)의 두께가 얇은 격막 벽의 두께의 적어도 2배 정도인 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  36. 제 23 항에 있어서, 상기 요부(50, 52)들이 캡 부재 상부벽(40)의 상부상에 형성되는 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  37. 제 23 항에 있어서, 상기 요부(60, 62)들이 캡 부재 상부벽(40)의 표면상에 형성되는 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  38. 제 23 항에 있어서, 각각의 요부(50/60, 52/62)들이 바로 인접한 비임(42)를 따라 종방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  39. 제 38 항에 있어서, 각각의 요부(50/60, 52/62)들이 연속되어 있고 비임(42)의 길이를 따라 연장되는 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  40. 저압 측정용 압력 변환기에 있어서, 통로(18)을 한정하는 수단을 구비한 긴 프레임(10)과, 프레임(10)을 통해 연장되고 프레임의 다른 단부에 인접한 한 단부까지 연장된 모세관(14)와, 프레임의 다른 단부를 둘러싸고 모세관의 한 단부와 연통되는 챔버(20)을 프레임과 함께 한정하는 커플러(16)과, 내부 리세스와 상부벽(40)을 구비한 캡 부재(30)을 포함하고, 상기 리세스가 모세관(14)의 다른 단부와 연통된 프레임의 다른 단부상의 얇은 디스크형 격실(32)를 한정하도록 구성되고, 상기 캡 부재(30)이 게이지 수용 표면(44)를 한정하고 상부 표면을 가로질러 연장되는 반경 방향으로 위치한 상승 비임(42)를 구비한 얇은 격막을 형성한 캡 부재 상부벽(40)에 의해 한정되는 외부 상부 표면을 갖도록 구성되고, 상기 캡부재 상부벽이 그 어느 한 측면상에 상승 비임(42)의 종방향으로 연장되는 요부(50/60, 52/62)를 구비하도록 구성된, 액체 충전 변형가능한 감지 부재(12)와, 커플러(16)에 인가된 압력을 감지 부재(12)로 가하도록 모세관(14)와 챔버(20) 그리고 격실(32)를 충전시키는 액체를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  41. 제40항에 있어서, 비임의 게이지 수용 표면(44)에 부착된 스트레인 게이지 수단(G1 내지 G4)를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  42. 제41항에 있어서, 다수의 게이지 수단(G1 내지 G4)가 비임을 따라 종방향으로 배치된 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  43. 제42항에 있어서, 압축 변형율을 측정하는 2개의 스트레인 게이지(G1 , G4)와 인장 변형율을 측정하는 2개의 스트레인 게이지(G2, G4)로 구성된 4개의 스트레인 게이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  44. 제40항에 있어서, 비임(42)가 캡 부재를 가로질러 일정한 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  45. 제40항에 있어서, 캡 부재 상부 표면이 비임(42)의 양 측면상에 배치된 부분을 갖고 있는 얇은 격막을 형성하는 캡부재 상부벽(40)에 한정되는 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  46. 모세관(14)를 통해 커플러(16)에 상호 연결된 동시에 격막을 형성하는 캡 부재 상부벽(40)에 의해 한정되는 외부 상부 표면을 갖는 캡 부재(30)을 포함하는 감지 부재(12)를 구비한 저압 측정용 압력 변환기에서, 상부 표면을 가로질러 연장되고 게이지 수용 표면(44)를 갖는 직경 방향으로 위치한 상승 비임(42)를 형성하는 방법에 있어서, 격막 두께가 전체 상부벽 두께의 1/2의 되도록 캡부재 상부벽(40)의 대향하여 위치한 부분을 제거하는 단계와, 캡 부재 상부벽 안에, 형성된 상승 비임(42)의 어느 한 측면상에 종 방향으로 연장되는 요부(60/60, 52/62)를 마련하는 단계를 포함하는 것을 특징으로하는 방법.
  47. 제46항에 있어서, 요부(50,52)들이 캡 부재의 상부벽(40)의 상부 표면상에 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  48. 제46항에 있어서, 요부(60,62)들이 캡 부재의 상부벽(40)의 하부 표면상에 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  49. 격막에 액체 압력이 인가되도록 구성되고 액체 충전된 압력 변환기용 격막(40)에 있어서, 상기 격막이, 상부 표면을 가로질러 연장되고 게이지 수용 표면(44)을 한정하는 직경 방향으로 위치한 상승 비임(42)를 갖는 거의 평면이 외부 표면과, 상승 비임의 어느 한 측면상에 종방향으로 연장되는 격막내의 한 쌍의 요부(50/60, 52/62)를 구비한 것을 특징으로 하는 격막.
  50. 제49항에 있어서, 요부(50/60, 52/62)들이 액체 감지 격실의 한 단부로부터 다른 단부로 연장되고 비임에 밀접하게 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 격막.
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