JPH0322572B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0322572B2 JPH0322572B2 JP57166079A JP16607982A JPH0322572B2 JP H0322572 B2 JPH0322572 B2 JP H0322572B2 JP 57166079 A JP57166079 A JP 57166079A JP 16607982 A JP16607982 A JP 16607982A JP H0322572 B2 JPH0322572 B2 JP H0322572B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- central partition
- receiving
- partition wall
- fixed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- 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
- G01L13/02—Devices or apparatus for measuring differences of two or more fluid pressure values using elastically-deformable members or pistons as sensing elements
- G01L13/025—Devices or apparatus for measuring differences of two or more fluid pressure values using elastically-deformable members or pistons as sensing elements using diaphragms
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明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。
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。
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
があつてこの過圧が半導体センサに及び、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。このような構造をもつ差圧発信
器として、例えば特開昭56−87372号公報によつ
て提案されたものがある。
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
があつてこの過圧が半導体センサに及び、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。このような構造をもつ差圧発信
器として、例えば特開昭56−87372号公報によつ
て提案されたものがある。
しかしながら従来の過大圧力保護装置を備えた
差圧発信器においては、過大圧力が作用しない平
常の測定圧力範囲下でも内封液がセンサ方向だけ
でなくセンタダイヤフラムを変位させる方向へも
移動し、バリアダイヤフラムに対する圧力がその
ままセンサに伝達されないので、電圧効率が低く
応答性が悪いばかりでなく、センタダイヤフラム
が内室内において何物によつても保持されておら
ず、いわゆる揺動自在に周縁部が保持されている
に過ぎないから、反復変位によるヒステリシスが
大きくて測定精度が低下するという欠点があつ
た。
差圧発信器においては、過大圧力が作用しない平
常の測定圧力範囲下でも内封液がセンサ方向だけ
でなくセンタダイヤフラムを変位させる方向へも
移動し、バリアダイヤフラムに対する圧力がその
ままセンサに伝達されないので、電圧効率が低く
応答性が悪いばかりでなく、センタダイヤフラム
が内室内において何物によつても保持されておら
ず、いわゆる揺動自在に周縁部が保持されている
に過ぎないから、反復変位によるヒステリシスが
大きくて測定精度が低下するという欠点があつ
た。
本発明は以上のような点に鑑みなされたもの
で、ボデイ内の中央隔壁を高圧側と低圧側とに２
分してその間に形成した受圧室内に受圧素子を配
設し、この受圧素子の中心部可動端に固定した移
動子を中央隔壁の中心部貫通孔に軸方向へ移動自
在に係入させるとともに、中央隔壁の両側面に板
ばねを弾力調節自在に止着して過大圧力印加時に
受圧素子と移動子とを介し弾性変形させかつ受圧
ダイヤフラムをボデイ側に着座させるように構成
することにより、測定範囲内での内部封入液の移
動を規制して伝達効率、応答性、測定精度ならび
に過大圧力保護機能の向上を計つた差圧発信器を
提供するものである。以下、本発明の実施例を図
面に基づいて詳細に説明する。
で、ボデイ内の中央隔壁を高圧側と低圧側とに２
分してその間に形成した受圧室内に受圧素子を配
設し、この受圧素子の中心部可動端に固定した移
動子を中央隔壁の中心部貫通孔に軸方向へ移動自
在に係入させるとともに、中央隔壁の両側面に板
ばねを弾力調節自在に止着して過大圧力印加時に
受圧素子と移動子とを介し弾性変形させかつ受圧
ダイヤフラムをボデイ側に着座させるように構成
することにより、測定範囲内での内部封入液の移
動を規制して伝達効率、応答性、測定精度ならび
に過大圧力保護機能の向上を計つた差圧発信器を
提供するものである。以下、本発明の実施例を図
面に基づいて詳細に説明する。
第１図ないし第４図は本発明に係る差圧発信器
の実施例を示し、第１図はその断面図、第２図は
板ばねの正面図と側面図、第３図は過大圧力印加
時における差圧発信器の断面図、第４図は受圧ダ
イヤフラムへの印加圧力とセンサへの圧力との関
係線図である。図において、差圧発信器１は円筒
部とその両端開口部を閉塞する円板部とで一体形
成されたボデイ２を備えており、その上方には密
閉状のセンサ室３が一体形成されている。ボデイ
２の両側円板部側面には、断面波形の円板状に形
成された高圧側のバリアダイヤフラム４と低圧側
のバリアダイヤフラム５とが、これとほヾ同形状
のボデイ２側面との間にすき間を設けて周縁部を
固定されている。６および７はボデイ２の両側面
にそれぞれボルトで接合されたカバーであつて、
バリアダイヤフラム４，５との間の受圧室８，９
へ向つて開口する孔１０，１１を備えており、孔
１０，１１はプロセス流体管路の高圧側と低圧側
とそれぞれ連通されている。またバリアダイヤフ
ラム４，５裏のすき間とボデイ２の内室との間は
液通路１２，１３で連通されており、さらにセン
サ室３の内部とボデイ２の内室との間は導同じく
液通路１４，１５で連通されている。
の実施例を示し、第１図はその断面図、第２図は
板ばねの正面図と側面図、第３図は過大圧力印加
時における差圧発信器の断面図、第４図は受圧ダ
イヤフラムへの印加圧力とセンサへの圧力との関
係線図である。図において、差圧発信器１は円筒
部とその両端開口部を閉塞する円板部とで一体形
成されたボデイ２を備えており、その上方には密
閉状のセンサ室３が一体形成されている。ボデイ
２の両側円板部側面には、断面波形の円板状に形
成された高圧側のバリアダイヤフラム４と低圧側
のバリアダイヤフラム５とが、これとほヾ同形状
のボデイ２側面との間にすき間を設けて周縁部を
固定されている。６および７はボデイ２の両側面
にそれぞれボルトで接合されたカバーであつて、
バリアダイヤフラム４，５との間の受圧室８，９
へ向つて開口する孔１０，１１を備えており、孔
１０，１１はプロセス流体管路の高圧側と低圧側
とそれぞれ連通されている。またバリアダイヤフ
ラム４，５裏のすき間とボデイ２の内室との間は
液通路１２，１３で連通されており、さらにセン
サ室３の内部とボデイ２の内室との間は導同じく
液通路１４，１５で連通されている。
ボデイ２の内室には、ボデイ２に外周部を溶着
された中央隔壁１６によつて高圧側の内室１７と
底圧側の内室１８とが隔成されており、さらに中
央隔壁１６は高圧側と低圧側とに２分されてその
間には受圧室１９が形成されている。一方、前記
センサ室３内には、端子２０に接続された半導体
センサ２１が基板２２々上に載置固定されてお
り、ボデイ２内の高圧側内室１７へ開口する前記
液通路１４はセンサ２１の高圧側へ開口されてい
る。またボデイ２内の低圧側内室１８へ開口する
前記液通路１５はセンサ２１の低圧側へ開口され
ている。
された中央隔壁１６によつて高圧側の内室１７と
底圧側の内室１８とが隔成されており、さらに中
央隔壁１６は高圧側と低圧側とに２分されてその
間には受圧室１９が形成されている。一方、前記
センサ室３内には、端子２０に接続された半導体
センサ２１が基板２２々上に載置固定されてお
り、ボデイ２内の高圧側内室１７へ開口する前記
液通路１４はセンサ２１の高圧側へ開口されてい
る。またボデイ２内の低圧側内室１８へ開口する
前記液通路１５はセンサ２１の低圧側へ開口され
ている。
符号２３で示すものは断面波形の円板状に形成
されて前記受圧室１９に２室を隔成する受圧素子
としてのセンタダイヤフラムであつて、周縁の固
定端を中央隔壁１６に固定されており、可動端で
ある中心部には、円板状鍔付きの移動子２４が固
定されている。移動子２４の軸部は、中央隔壁１
６の中心部を貫通して穿設した連通孔２５に軸方
向へ移動自在に係入されており、軸部の端面は無
負荷時に中央隔壁１６の外面とほヾ同一平面上に
位置するように設定されている。さらに中央隔壁
１６の両側面には、第２図に示すように弾性材で
側面視円弧状の十字形に形成された一対の板ばね
２６，２７がそれぞれ４個の止ねじ２８で弾発力
調節自在に止着されており、その弾性によつて移
動子２４の軸方向への移動を規制している。
されて前記受圧室１９に２室を隔成する受圧素子
としてのセンタダイヤフラムであつて、周縁の固
定端を中央隔壁１６に固定されており、可動端で
ある中心部には、円板状鍔付きの移動子２４が固
定されている。移動子２４の軸部は、中央隔壁１
６の中心部を貫通して穿設した連通孔２５に軸方
向へ移動自在に係入されており、軸部の端面は無
負荷時に中央隔壁１６の外面とほヾ同一平面上に
位置するように設定されている。さらに中央隔壁
１６の両側面には、第２図に示すように弾性材で
側面視円弧状の十字形に形成された一対の板ばね
２６，２７がそれぞれ４個の止ねじ２８で弾発力
調節自在に止着されており、その弾性によつて移
動子２４の軸方向への移動を規制している。
このように構成された差圧発信器１のバリアダ
イヤフラム４，５とボデイ２とのすき間、液通路
１２，１３、内室１７，１８、連通孔２５、受圧
室１９の２室、液通路１４，１５およびセンサ２
１の高圧側、低圧側にはシリコンオイル等の内封
液２９が封入されている。そして各ダイヤフラム
４，５，２３の剛性および板ばね２６，２７のば
ね圧は次のように設定されている。すなわち、所
定の測定圧範囲内ではセンタダイフラム２３が撓
まず、また板ばね２６，２７は中央隔壁１６に圧
接されて移動子２４の軸方向への移動を規制して
おり、バイアダイヤフラム４，５とボデイ２との
間にはすき間が形成されている。そして例えば高
圧側のバリアダイヤフラム４に所定圧以上の過大
圧力が印加された場合には、センタダイヤフラム
２３が撓み、移動子２４が低圧側の板ばね２７を
押して弾性変形させたのち高圧側のバリアダイヤ
フラム４がボデイ２に着座して内封液２９の移動
を停止させる。
イヤフラム４，５とボデイ２とのすき間、液通路
１２，１３、内室１７，１８、連通孔２５、受圧
室１９の２室、液通路１４，１５およびセンサ２
１の高圧側、低圧側にはシリコンオイル等の内封
液２９が封入されている。そして各ダイヤフラム
４，５，２３の剛性および板ばね２６，２７のば
ね圧は次のように設定されている。すなわち、所
定の測定圧範囲内ではセンタダイフラム２３が撓
まず、また板ばね２６，２７は中央隔壁１６に圧
接されて移動子２４の軸方向への移動を規制して
おり、バイアダイヤフラム４，５とボデイ２との
間にはすき間が形成されている。そして例えば高
圧側のバリアダイヤフラム４に所定圧以上の過大
圧力が印加された場合には、センタダイヤフラム
２３が撓み、移動子２４が低圧側の板ばね２７を
押して弾性変形させたのち高圧側のバリアダイヤ
フラム４がボデイ２に着座して内封液２９の移動
を停止させる。
以上のように構成された差圧発信器の動作を説
明する。第１図において、プロセス管路の高圧側
と孔１０で連通された高圧側のダイヤフラム４に
は高圧が印加され、また低圧側と孔１１で連通さ
れた低圧側のダイヤフラム５には低圧が印加され
る。この場合板ばね２６，２７は中央隔壁１６に
圧接されており、バリアダイヤフラム４，５への
圧力印加により内封液２９はセンサ２１側へ移動
する。このときセンサ２１の高圧側と低圧側とで
内封液２９の移動により圧力が異なることにより
この圧力差をセンサ２１が検出し電気信号に変換
して発信することにより、これを入力して演算す
れば流量、液位等を測定することができる。
明する。第１図において、プロセス管路の高圧側
と孔１０で連通された高圧側のダイヤフラム４に
は高圧が印加され、また低圧側と孔１１で連通さ
れた低圧側のダイヤフラム５には低圧が印加され
る。この場合板ばね２６，２７は中央隔壁１６に
圧接されており、バリアダイヤフラム４，５への
圧力印加により内封液２９はセンサ２１側へ移動
する。このときセンサ２１の高圧側と低圧側とで
内封液２９の移動により圧力が異なることにより
この圧力差をセンサ２１が検出し電気信号に変換
して発信することにより、これを入力して演算す
れば流量、液位等を測定することができる。
そして例えば高圧側に所定圧力以上の過大圧力
が発生して高圧側のバリアダイヤフラム４に印加
されると、第３図に示すように室内１７の内封液
２９は受圧室１９側へ移動してセンタダイヤフラ
ム２３を撓ませ、移動子２４が軸方向へ移動して
低圧側の板ばね２７を弾性変形させるとともに、
高圧側のバリアダイヤフラム４がボデイ２に着座
して内封液２９の移動を停止させる。したがつて
センサ２１に過大圧力が作用することがなくこれ
を保護することができる。低圧側に過大圧力が発
生した場合も全く同様に動作する。
が発生して高圧側のバリアダイヤフラム４に印加
されると、第３図に示すように室内１７の内封液
２９は受圧室１９側へ移動してセンタダイヤフラ
ム２３を撓ませ、移動子２４が軸方向へ移動して
低圧側の板ばね２７を弾性変形させるとともに、
高圧側のバリアダイヤフラム４がボデイ２に着座
して内封液２９の移動を停止させる。したがつて
センサ２１に過大圧力が作用することがなくこれ
を保護することができる。低圧側に過大圧力が発
生した場合も全く同様に動作する。
第４図は横軸にバリアダイヤフラムへの差圧
ΔP、縦軸にセンサへの作用圧力Ｐをとつて示す
圧力の関係線図であつて、点P1は過大圧力が印
加されて過大圧力保護装置が作動を開始した点を
示しており、点P2はこの作動が終了した点を示
している。図において明らかなように、点P1ま
での測定範囲を越えて過大圧力が印加されるとセ
ンサへの圧力Ｐはわずかに上昇するが、センサを
破壊するに至らず、保護装置の作動終了後すなわ
ちバリアダイヤフラム４，５が着座したのちはこ
の圧力より上昇することがない。そして、測定範
囲内においては圧力が変化しても板ばね２６，２
７およびセンタダイヤフラム２３、移動子２４は
静止しており、内封液２９はセンサ２１側へのみ
移動するから、機械的なヒステリシスによるエラ
ーが除去でき、測定圧力に正しく比例した圧力を
センサに加えることができるとともに、測定差圧
ΔPの変化に対する応答性がきわめて良好である。
ΔP、縦軸にセンサへの作用圧力Ｐをとつて示す
圧力の関係線図であつて、点P1は過大圧力が印
加されて過大圧力保護装置が作動を開始した点を
示しており、点P2はこの作動が終了した点を示
している。図において明らかなように、点P1ま
での測定範囲を越えて過大圧力が印加されるとセ
ンサへの圧力Ｐはわずかに上昇するが、センサを
破壊するに至らず、保護装置の作動終了後すなわ
ちバリアダイヤフラム４，５が着座したのちはこ
の圧力より上昇することがない。そして、測定範
囲内においては圧力が変化しても板ばね２６，２
７およびセンタダイヤフラム２３、移動子２４は
静止しており、内封液２９はセンサ２１側へのみ
移動するから、機械的なヒステリシスによるエラ
ーが除去でき、測定圧力に正しく比例した圧力を
センサに加えることができるとともに、測定差圧
ΔPの変化に対する応答性がきわめて良好である。
さらに、板ばね２６，２７は上ねじ２８を回動
進退させることによりそのばね圧が調節可能に構
成されており、各発信器ごとに調節が行なわれ
る。これは移動子２４の移動を規制する板ばね２
４のばね圧が測定レンジに対応して決められてい
ても、各部品の製造誤差や機械のばらつきによつ
て各発信ごとに差が出るのでこれを調節するもの
であり、この調節によつてばらつきを容易に吸収
することができる。
進退させることによりそのばね圧が調節可能に構
成されており、各発信器ごとに調節が行なわれ
る。これは移動子２４の移動を規制する板ばね２
４のばね圧が測定レンジに対応して決められてい
ても、各部品の製造誤差や機械のばらつきによつ
て各発信ごとに差が出るのでこれを調節するもの
であり、この調節によつてばらつきを容易に吸収
することができる。
以上の説明により明らかなように、本発明によ
れば差圧発信器においてボデイ内の中央隔壁を高
圧側と低圧側とに２分してその間に形成した受圧
室内に受圧素子を配設し、この受圧素子の中心部
可動端に固定した移動子を中央隔壁の中心部貫通
孔に軸方向へ移動自在に係入させるとともに、中
央隔壁の両側面に板ばねを弾力調節自在に止着し
て過大圧力印加時に受圧素子と移動子とを介し弾
性変形させ、かつ受圧ダイヤフラムをボデイ側に
着座させるように構成することにより、測定範囲
内では板ばねで移動子の移動を規制してボデイ内
の各部材の移動を規制し、内封液のセンサ方向以
外への移動がなくなるので、伝達効率が高く、流
体圧力の変化に対する応答性がきわめて良好であ
る。また、測定範囲内では受圧素子が周縁部のみ
ならず中央部が保持されることになるから、機械
的なヒステリシスによるエラーの発生を抑制する
ことができ、流体圧力に比例したきわめて正確な
圧力が測定できて測定精度を著しく向上させるこ
とができる。さらに、板ばねのばね圧を調節する
ことができるので、部品の製造誤差や機能のばら
つきを容易に吸収することができ、過大圧力保護
機能が向上する。
れば差圧発信器においてボデイ内の中央隔壁を高
圧側と低圧側とに２分してその間に形成した受圧
室内に受圧素子を配設し、この受圧素子の中心部
可動端に固定した移動子を中央隔壁の中心部貫通
孔に軸方向へ移動自在に係入させるとともに、中
央隔壁の両側面に板ばねを弾力調節自在に止着し
て過大圧力印加時に受圧素子と移動子とを介し弾
性変形させ、かつ受圧ダイヤフラムをボデイ側に
着座させるように構成することにより、測定範囲
内では板ばねで移動子の移動を規制してボデイ内
の各部材の移動を規制し、内封液のセンサ方向以
外への移動がなくなるので、伝達効率が高く、流
体圧力の変化に対する応答性がきわめて良好であ
る。また、測定範囲内では受圧素子が周縁部のみ
ならず中央部が保持されることになるから、機械
的なヒステリシスによるエラーの発生を抑制する
ことができ、流体圧力に比例したきわめて正確な
圧力が測定できて測定精度を著しく向上させるこ
とができる。さらに、板ばねのばね圧を調節する
ことができるので、部品の製造誤差や機能のばら
つきを容易に吸収することができ、過大圧力保護
機能が向上する。
第１図ないし第４図は本発明に係る差圧発信器
の実施例を示し、第１図はその断面図、第２図は
板ばねの正面図と断面図、第３図は過大圧力印加
時における差圧発信器の断面図、第４図は受圧ダ
イヤフラムへの印加圧力とセンサに作用する圧力
との関係線図である。 １……差圧発信器、２……ボデイ、４，５……
バリアダイヤフラム、１４，１５……液通路、１
６……中央隔壁、１７，１８……内室、１９……
受圧室、２１……センサ、２３……センタダイヤ
フラム、２４……移動子、２５……連通孔、２
６，２７……板ばね、２８……止ねじ。
の実施例を示し、第１図はその断面図、第２図は
板ばねの正面図と断面図、第３図は過大圧力印加
時における差圧発信器の断面図、第４図は受圧ダ
イヤフラムへの印加圧力とセンサに作用する圧力
との関係線図である。 １……差圧発信器、２……ボデイ、４，５……
バリアダイヤフラム、１４，１５……液通路、１
６……中央隔壁、１７，１８……内室、１９……
受圧室、２１……センサ、２３……センタダイヤ
フラム、２４……移動子、２５……連通孔、２
６，２７……板ばね、２８……止ねじ。
Claims (1)
- １ 中央隔壁で隔成されセンサの高圧側と低圧側
との間をそれぞれ液通路で連通された液封入型の
２室を有するボデイと、このボデイの両側受圧面
にそれぞれ配設された受圧ダイヤフラムとを備え
た差圧発信器において、前記中央隔壁を高圧側と
低圧側とに２分してその間に受圧室を形成し、周
縁部固定端が前記中央隔壁側に固定され中心部可
動端がその変位方向に中央隔壁を貫通する連通孔
内の移動子に固定された受圧素子を前記受圧室内
に配設するとともに、通常測定圧力範囲内では弾
性で前記移動子の移動を規制し前記受圧素子への
過大圧力印加時には前記移動子に押されて弾性変
形する板ばねを前記中央隔壁の両側面に弾発力調
節自在に止着し、かつ前記受圧ダイヤフラムの弾
性を過大圧力印加時に前記ボデイ側に着座するよ
うに設定したことを特徴とする差圧発信器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16607982A JPS5956136A (ja) | 1982-09-24 | 1982-09-24 | 差圧発信器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16607982A JPS5956136A (ja) | 1982-09-24 | 1982-09-24 | 差圧発信器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5956136A JPS5956136A (ja) | 1984-03-31 |
| JPH0322572B2 true JPH0322572B2 (ja) | 1991-03-27 |
Family
ID=15824586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16607982A Granted JPS5956136A (ja) | 1982-09-24 | 1982-09-24 | 差圧発信器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5956136A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4285244A (en) * | 1980-02-13 | 1981-08-25 | Honeywell Inc. | Non-symmetrical overload protection device for differential pressure transmitter |
-
1982
- 1982-09-24 JP JP16607982A patent/JPS5956136A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5956136A (ja) | 1984-03-31 |
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