JPH0444221B2

JPH0444221B2 -

Info

Publication number: JPH0444221B2
Application number: JP22085487A
Authority: JP
Inventors: Saichiro Morita; Ryuzo Asada; Kenichi Yoshioka
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1987-09-03
Filing date: 1987-09-03
Publication date: 1992-07-21
Also published as: JPS6463833A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明は静電容量形差圧測定装置に関するもの
である。

更に詳述すれば、静圧による測定圧力のスパン
の変化が生じないような静電容量形差圧測定装置
に関するものである。

＜従来の技術＞第６図は従来より一般に使用されている従来例
の構成説明図である。

図において、この装置は、主として差圧感知部
１０ａ、第一カバーフランジ１１ａ及び第二カバ
ーフランジ１２ａから構成されている。第一カバ
ーフランジ１１ａ及び第二カバーフランジ１２ａ
はそれぞれ第一圧力室１５ａ及び第二圧力室１６
ａを有し、第一圧力室１５ａには第一圧力導入孔
１３ａを介して圧力P₁を持つ第一の測定流体が
導かれ、また第二圧力室１６ａには第二圧力導入
孔１４ａを介して圧力P₂を持つ第二の測定流体
が導かれている。第一カバーフランジ１１ａ及び
第二カバーフランジ１２ａは差圧感知部１０ａに
Ｏリングを介して取付けられている。

差圧感知部１０ａは、主として、第一ケーシン
グ１９ａ、第二ケーシング２０ａ及び差圧発振部
２６ａから構成される。第一ケーシング１９ａに
は空所２１ａが形成され、この空所２１ａと反対
側には第一シールダイアフラム２２ａが設けられ
ている。第一シールダイアフラム２２ａは第一ケ
ーシング１９ａと共に第一シール室２４ａを形成
し、第一圧力室１５ａに導かれる圧力P₁の作用
を受ける。更に、第一ケーシング１９ａには空所
２１ａと第一シール室２４ａとを連通する連通路
３０ａが形成されている。また、第二ケーシング
２０ａには差圧発振部２６ａが溶着され、この差
圧発振部２６ａと反対側に第二シールダイアフラ
ム２３ａが設けられている。第二シールダイアフ
ラム２３ａは第二ケーシング２０ａと共に第二シ
ール室２５ａを形成し、第二圧力室１６ａに導か
れる圧力P₂の作用を受ける。この第二ケーシン
グ２０ａには、後述する差圧発振部２６ａの第二
測定室と第二シール室２５ａとを連通する連通路
３３ａが形成されている。第一ケーシング１９ａ
と第二ケーシング２０ａとは、第二ケーシング２
０ａに溶着された差圧発振部２６ａが第一ケーシ
ング１９ａの空所２１ａ内に配置され、その際
に、差圧発振部２６ａと第一ケーシング１９ａと
の間に空間２９ａが形成される様に溶着される。
このようにして、差圧発振部２６ａは第一ケーシ
ング１９ａと第二ケーシング２０ａとによつて形
成される空間内に固定的に配置される。

差圧発振部２６ａは、第７図にその拡大断面図
を示すごとく、第一ハウジング２７ａ及び第二ハ
ウジング２８ａを有し、ハウジング２７ａ，２８
ａにはそれぞれ空所が形成され、この空所には絶
縁体３５ａ，３６ａが充填されている。絶縁体３
５ａ，３６ａの互いに対向する面には固定電極３
７ａ，３８ａが設けられている。第一ハウジング
２７ａと第二ハウジング２８ａとの間には測定ダ
イアフラム３４ａが配置され、測定ダイアフラム
の周面は、第一ハウジング２７ａ及び第二ハウジ
ング２８ａに溶着されている。而して絶縁体３５
ａと測定ダイアフラム３４ａとによつて第一測定
室４２ａが構成され、また絶縁体３６ａと測定ダ
イアフラム３４ａとによつて第二測定室４３ａが
構成される。更に、第一ハウジング２７ａには、
第一測定室４２ａと第一シール室２４ａとを連通
路３０ａを介して連通するための連通路３１ａが
形成され、連通路３１ａと空間２９ａとを連通す
る溝４１ａが設けられている。また、第二ハウジ
ング２８ａには第二測定室４３ａと第二シール室
２５ａとを連通路３３ａを介して連通する連通路
３２ａが形成されている。而して、差圧発振部の
第二ハウジング２８ａが第二ケーシング２０ａに
溶着される。第一シール室２４ａ、第二シール室
２５ａ、連通路３０ａ，３１ａ，３２ａ，３３
ａ、第一測定室４２ａ、第二測定室４３ａと空間
２９ａとで構成される二個の室には封入液１０１
ａ，１０２ａが満たされている。

以上の構成において、測定圧力P₁，P₂の差圧
が、所定の測定範囲内にあるときは、シールダイ
アフラム２２ａ，２３ａが測定圧力P₁，P₂を受
圧すると、封入液１０１ａ，１０２ａを介して測
定ダイアフラム３４ａは差圧に対応して変位し、
測定ダイアフラム３４ａと固定電極３７ａ，３８
ａ間の静電容量が変化する。

この結果、測定圧P₁，P₂の差圧に対応した電
気信号が得られる。

次に、第一圧力室１５ａ（または第二圧力室１
６ａ）に過大圧が加わつた場合には、測定ダイア
フラム３４ａが第二ハウジング２８ａ（または第
一ハウジング２７ａ）に密着する事により、過大
圧に対する保護が行なわれる。

差圧発振部２６ａは、第一ケーシング１９ａと
第二ケーシング２０ａとによつて、第一ケーシン
グ１９ａの空所２１ａに形成された空間２９ａに
配置されている。

従つて、差圧発振部２６ａの外側と内側、即
ち、空間２９ａと第一測定室４２ａ及び第二測定
室４３ａとは、溝４１ａを介して、ほぼ同圧にな
る。それ故、測定圧力P₁，P₂が高静圧であつて
も、第一ハウジング２７ａや第二ハウジング２８
ａがその内側から外側に脹らもうとすることはな
い。

よつて、測定ダイアフラム３４ａが、静圧の為
にその半径方向に引張り力を受けることもなく、
静圧により測定差圧のスパンが変化することもな
い。

＜発明が解決しようとする問題点＞しかしながら、このようなものにおいては、封
入液１０１ａは空間２９ａにも封入されているの
で、封入液がアンバランスとなり、これを補正す
るためには、封入液１０２ａの量を増しバランス
をとる必要がある。この結果、全体として封入液
が増加する事になり、封入液増の結果、温度変化
時の封入室内圧の変化が大きくなり、両側のシー
ルダイアフラムの容積変化量の差から、温度ゼロ
変化を大きくする結果となり、温度特性等を低下
させることになる。

また、第二圧力室側に過大圧が加わつた場合に
は、過大圧を有効に防止できない。

本発明は、この問題点を、解決するものであ
る。

本発明の目的は、全体構成を対称構造とし、温
度誤差等の誤差要因を除去して良好な特性を得る
とともに、センタダイアフラム室の体積を小さく
し、封入液を少なくして封入液の膨脹収縮の影響
を少なくした静電容量形差圧測定装置を提供する
にある。

＜問題を解決するための手段＞この目的を達成するために、本発明は、ブロツ
ク状のボデイと、該ボデイ内部に設けられた内部
室と、該内部室を２個のセンタ室に分け２個のセ
ンタダイアフラムと該２個のセンタダイアフラム
により形成されるセンタダイアフラム室とよりな
るセンダイアフラムユニツトと、前記ボデイの外
側面に設けられ該ボデイとシール室を構成するシ
ールダイアフラムと、該シールダイアフラムに対
向して前記ボデイに設けられたバツクアツプネス
トと、前記シール室と前記センタ室を連通する連
通路と、前記ボデイの外側面を覆うカバーフラン
ジと、内部空所を有するハウジングと、該内部空
所に設けられ絶縁材よりなるデイスクと該デイス
クの周面に取付けられた金属材よりなるリングと
よりなる本体と、前記デイスク内に設けられた室
と、該室を２個の測定室に分け移動電極として機
能する測定ダイアフラムと、該測定ダイアフラム
に対向して前記測定室壁に設けられた固定電極
と、前記本体を前記内部空所に隙間を保つて支持
するように該本体に一端が接続され途中が前記ハ
ウジングに固定され他端が前記ボデイに接続され
前記測定室と前記センタ室とを連通するチユーブ
と、前記内部空所と前記センタダイアフラム室と
を連通する接続管と、前記シール室、連通路、セ
ンタ室、センタダイアフラム室、接続管、チユー
ブ、内部空所と測定室とで構成される３個の室に
それぞれ封入される封入液とを具備したことを特
徴とする静電容量形差圧測定装置を構成したもの
である。

＜作用＞以上の構成において、測定圧力の差圧が、所定
の測定範囲内にあるときは、シールダイアフラム
が測定圧力を受圧すると、封入液を介して測定ダ
イアフラムは差圧に対応して変位し、測定ダイア
フラムと固定電極間の静電容量が変化する。

この結果、測定圧の差圧に対応した電気信号が
得られる。

以下、実施例に基づき詳細に説明する。

＜実施例＞第１図は本発明の一実施例の構成説明図であ
る。

図において、１はブロツク状のボデイである。
１１はボデイ１内部に設けられた内部室である。
２は内部室１１を２個のセンタ室１２，１３に分
けるセンタダイアフラムユニツトである。センタ
ダイアフラムユニツト２は、第２図に示すごと
く、２個のセンタダイアフラム２１，２２と、リ
ング状のスペーサー２３と、センタダイアフラム
２１，２２とスペーサー２３とにより形成される
センタダイアフラム室２４とよりなるセンダイア
フラムユニツトである。３１，３２はボデイ１の
外側面に設けられボデイ１とシール室３１１，３
２１を構成するシールダイアフラムである。３１
２，３２２はシールダイアフラム３１１，３２１
に対向してボデイ１に設けられたバツクアツプネ
ストである。３３，３４はシール室３１１，３２
１とセンタ室１２，１３を連通する連通路であ
る。４はボデイ１の外側面を覆うカバーフランジ
である。５は内部空所５１を有するハウジングで
ある。６は内部空所５１に設けられ絶縁材よりな
るデイスク６１とデイスク６１の周面に取付けら
れた金属材よりなるリング６２とよりなる本体で
ある。第３図に示す如く、６１１はデイスク６１
内に設けられた室である。６３は室６１１を２個
の測定室６３１，６３２に分け移動電極として機
能する測定ダイアフラムである。６４は測定ダイ
アフラム６３に対向して測定室６３１，６３２の
壁に設けられた固定電極である。６５は本体６を
内部空所５１に隙間を保つて支持するように本体
６に一端が接続され途中がハウジング５に固定さ
れ他端がボデイ１に接続され測定室６３１，６３
２とセンタ室１２，１３とを連通するチユーブで
ある。６６は内部空所５１とセンタダイアフラム
室２４とを連通する接続管である。１０１，１０
２，１０３はシール室３１１，３２１、連通路３
３，３４、センタ室１２，１３、センタダイアフ
ラム室２４、接続管６６、チユーブ６５、内部空
所５１と測定室６３１，６３２とで構成される３
個の室にそれぞれ封入される封入液である。

以上の構成において、測定圧力P₁，P₂の差圧
が、所定の測定範囲内にあるときは、シールダイ
アフラム３１，３２が測定圧力を受圧すると、封
入液１０１，１０２，１０３を介して測定ダイア
フラム６３は差圧に対応して変位し、測定ダイア
フラム６３と固定電極６４間の静電容量が変化す
る。

したがつて、測定圧の差圧に対応した電気信号
が得られる。

また、センタダイアフラム室２４の圧力は、ほ
ぼ（P₁＋P₂）／２に等しい圧力となる。従つて、
センタダイアフラム２１，２２には（P₁−
P₂）／２の差圧が加わる。

また、測定室６３１に測定圧力P₁、測定室６
３２に測定圧P₂が加わり、内部空所５１に（P₁
＋P₂）／２の圧力が加わるので、デイスク６１、
リング６２には静圧は加わらず、測定圧P₁，P₂
の差圧の1/2しか加わらず、変形による静圧スパ
ンシフトがない。

この結果、 (1) 全体構成を対称構造としたので封入液１０
１，１０２の量がバランスし温度特性等の良好
なものが得られる。

(2) センタダイアフラム２１，２２に加わる差圧
が、センタダイアフラム一枚の場合に比べて1/
２となり応力的に有利となる。

(3) センタダイアフラム２１，２２を密接して二
枚配置するようにしたので、第４図に示す如
く、離して配置した場合に比して封入液１０３
の量を減らす事ができ、センタダイアフラムの
応力減が図れるとともに、小形化ができる。

(4) リング６２には、測定圧の差圧の1/2しか加
わらず、内部空所５１に、片側の封入液１０
１、あるいは、１０２を導入する場合いに比べ
て有利である。

第５図は本発明の他の実施例の構成説明図であ
る。

本実施例では、ダイアフラムユニツト２をボデ
イ７内に配置し、ボデイ７を、ボデイ１内に隙間
７１を保つて配置するようにしたものである。

このようにすれば、カバーフランジ４等でボデ
イ１が締付けられた時の悪影響が、ダイアフラム
ユニツト２に加わるのを防げ、ゼロ点やスパン変
動の少ないものが得られる。

＜発明の効果＞以上説明したように、本発明は、ブロツク状の
ボデイと、該ボデイ内部に設けられた内部室と、
該内部室を２個のセンタ室に分け２個のセンタダ
イアフラムと該２個のセンタダイアフラムにより
形成されるセンタダイアフラム室とよりなるセン
ダイアフラムユニツトと、前記ボデイの外側面に
設けられ該ボデイとシール室を構成するシールダ
イアフラムと、該シールダイアフラムに対向して
前記ボデイに設けられたバツクアツプネストと、
前記シール室と前記センタ室を連通する連通路
と、前記ボデイの外側面を覆うカバーフランジ
と、内部空所を有するハウジングと、該内部空所
に設けられ絶縁材よりなるデイスクと該デイスク
の周面に取付けられた金属材よりなるリングとよ
りなる本体と、前記デイスク内に設けられた室
と、該室を２個の測定室に分け移動電極として機
能する測定ダイアフラムと、該測定ダイアフラム
に対向して前記測定室壁に設けられた固定電極
と、前記本体を前記内部空所に隙間を保つて支持
するように該本体に一端が接続され途中が前記ハ
ウジングに固定され他端が前記ボデイに接続され
前記測定室と前記センタ室とを連通するチユーブ
と、前記内部空所と前記センタダイアフラム室と
を連通する接続管と、前記シール室、連通路、セ
ンタ室、センタダイアフラム室、接続管、チユー
ブ、内部空所と測定室とで構成される３個の室に
それぞれ封入される封入液とを具備したことを特
徴とする静電容量形差圧測定装置を構成したの
で、 (1) 全体構成を対称構造としたので、封入液の量
がバランスし温度特性等の良好なものが得られ
る。

(2) センタダイアフラムに加わる差圧が、センタ
ダイアフラム一枚の場合に比べて1/2となり応
力的に有利となる。

(3) センタダイアフラムを密接して二枚配置する
ようにしたので、離して配置した場合いに比し
て、封入液の量を減らす事ができ、センタダイ
アフラムの応力減が図れるとともに、小形化が
できる。

(4) リングには、測定圧の差圧の1/2しか加わら
ず、内部空所に片側の封入液を導入する場合に
比べて有利である。

従つて、本発明によれば、全体構成を対称構造
とし、温度誤差等の誤差要因を除去して良好な特
性を得るとともに、センタダイアフラム室の体積
を小さくし、封入液を少なくして封入液の膨脹収
縮の影響を少なくした静電容量形差圧測定装置を
実現することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成説明図、第２
図、第３図は第１図の要部構成説明図、第４図は
第１図の効果説明図、第５図は本発明の他の実施
例の構成説明図、第６図は従来より一般に使用さ
れている従来例の構成説明図、第７図は第６図の
要部構成説明図である。１…ボデイ、１０１，１０２，１０３…封入
液、１１…内部室、１２，１３…センタ室、２…
ダイアフラムユニツト、２１，２２…センタダイ
アフラム、２３…スペーサ、２４…センタダイア
フラム室、３１，３２…シールダイアフラム、３
１１，３２１…シール室、３１２，３２２…バツ
クアツプネスト、３３，３４…連通路、４…カバ
ーフランジ、５…ハウジング、５１…内部空所、
６…本体、６１…デイスク、６１１…室、６２…
リング、６３…測定ダイアフラム、６３１，６３
２…測定室、６４…固定電極、６５…チユーブ、
６６…接続管、７…ボデイ、７１…隙間。

Claims

【特許請求の範囲】

１ブロツク状のボデイと、該ボデイ内部に設け
られた内部室と、該内部室を２個のセンタ室に分
け２個のセンタダイアフラムと該２個のセンタダ
イアフラムにより形成されるセンタダイアフラム
室とよりなるセンダイアフラムユニツトと、前記
ボデイの外側面に設けられ該ボデイとシール室を
構成するシールダイアフラムと、該シールダイア
フラムに対向して前記ボデイに設けられたバツク
アツプネストと、前記シール室と前記センタ室を
連通する連通路と、前記ボデイの外側面を覆うカ
バーフランジと、内部空所を有するハウジング
と、該内部空所に設けられ絶縁材よりなるデイス
クと該デイスクの周面に取付けられた金属材より
なるリングとよりなる本体と、前記デイスク内に
設けられた室と、該室を２個の測定室に分け移動
電極として機能する測定ダイアフラムと、該測定
ダイアフラムに対向して前記測定室壁に設けられ
た固定電極と、前記本体を前記内部空所に隙間を
保つて支持するように該本体に一端が接続され途
中が前記ハウジングに固定され他端が前記ボデイ
に接続され前記測定室と前記センタ室とを連通す
るチユーブと、前記内部空所と前記センタダイア
フラム室とを連通する接続管と、前記シール室、
連通路、センタ室、センタダイアフラム室、接続
管、チユーブ、内部空所と測定室とで構成される
３個の室にそれぞれ封入される封入液とを具備し
たことを特徴とする静電容量形差圧測定装置。