JPH0450743A - 差圧伝送器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は各種のプラント等で使用される差圧伝送器に関
する。

（従来の技術） 各種のプラント等で使用される差圧伝送器の１つとして
、従来、第４図に示すものが知られている。

この図に示す差圧伝送器は厚板状に形成されるブロック
部１０１と、このブロック部１０１の両側に各々設けら
れる受圧フランジ部１０２とを備えており、各受圧フラ
ンジ部１０２に接続された各プロセス配管工０３ａ、１
０３ｂの圧力差を検出してこれを外部に伝送する。

ブロック部１０１は厚板状に形成されるブロック本体１
０５と、このブロック本体１０５の両面に形成された各
凹部１０６を各々覆うように設けられる隔壁ダイヤフラ
ム１０７と、前記各凹部１０６を連通させるように前記
ブロック本体１０５内に形成された圧力媒体通路１０８
のほぼ中央部分に設けられる差圧検出素子１０９と、前
記圧力媒体通路１０８と前記ブロック本体１０５の上部
とを貫通するように前記ブロック本体１０５内に形成さ
れた信号線用穴１１０に挿通され前記差圧検出素子１０
９の出力を外部に導く信号線１１１と、前記ブロック本
体１０５の前記信号線用穴１１０を塞ぎながら前記信号
線１１１を外部に導くハーメチックシール１１２と、前
記各隔壁ダイヤフラム１０７によって密閉された前記圧
力媒体通路１０８内および信号線用穴１１０に充填され
るシリコーンオイル、エチレングリコール等の圧力媒体
１１３とを備えている。

また、各受圧フランジ部１０２は各々前記ブロック本体
１０５の各面を覆うように設けられる厚板状のフランジ
本体１１５と、このフランジ本体１１５の前記隔壁ダイ
ヤフラム１０７側に形成された周囲溝１１６内に嵌入さ
れるパツキン１１７と、これらの各フランジ本体１１５
を前記ブロック本体１０５の画面に密着させるボルトナ
ンド機構１１８とを備えており、前記プロセス配管１０
３ａ、１０３ｂの圧力を前記フランジ本体１１５の上部
に形成された通路穴１１９を介して前記フランジ本体１
１５の前記隔壁ダイヤフラム側に形成された凹部１２０
に導く。

そして、各プロセス配管１０３ａ、１０３ｂからの圧力
によって各隔壁ダイヤフラム１０７が歪めば、これに応
じて差圧検出素子１０９の各両番こ加えられる圧力に差
が生じて、これが差圧検出素子１０９によって検出され
、この検呂結果が信号線１１１を介して外部に８力され
る。

また、このような差圧伝送器以外にも、種々の構造のも
のも知られているが、原理的には間様な測定原理に基づ
いている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながらこのような差圧伝送器では、経年変化や過
大圧力等によってごくわずかな永久歪みが生じ、これが
原因で零点ドリフトを起こすことがある。

そこで、このような差圧伝送器においては、据付は時に
各プロセス配管１０３ａ、１０３ｂに予めバイパス管１
２１を掛は渡すとともに、これら各プロセス配管１０３
ａ、１０３ｂおよびバイパス管１２１にストップ弁１２
２ａ、１２２ｂ、１２２ｃを各々取り付けて三岐弁機構
を構成し、零点調整時にはバイパス管１２１に設けられ
たストップ弁１２２ｃを開状態にするとともに、各プロ
セス配管１０３ａ、１０３ｂに設けられたストップ弁１
２２ａ、１２２ｂを閉状態にして差圧検出素子１０９に
加えられる圧力を同一にし、この差圧検出素子１０９か
ら出力される信号のオフセット量を測定した後、バイパ
ス管１２１に設けられたストップ弁１２２ｃを閉状態に
するとともに、各プロセス配管１０３ａ、１０３ｂに設
けられたストップ弁１２２ａ、１２２ｂを開状態にして
差圧測定を行なうようにしている。

しかしながら、このような方法では、遠隔地から三岐弁
機構を操作することができないため、零点調整時には差
圧伝送器が設置されている場所まで行って三岐弁機構を
操作しなければならず、不便であった。

本発明は上記の事情に鑑み、差圧伝送器外に設置しであ
る三岐弁機構を操作しなくても、遠隔地において誤差の
少ない零点調整を行なうことができる差圧伝送器を提供
することを目的としている。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために本発明による差圧伝送器は
、ブロック本体内に形成された圧力媒体通路を遮る位置
に設けられる差圧検出素子と、前記圧力媒体通路の両端
を各々閉じる隔壁ダイヤフラムと、前記圧力媒体通路の
差圧検出素子の各面側をバイパスするバイパス路と、こ
のバイパス路と前記圧力媒体通路の接続部分に設けられ
、バイパス路の開通および圧力媒体通路の遮断と、バイ
パス路の遮断および圧力媒体通路の開通とを切り替える
弁機構とを備えたことを特徴としている。

（作用） 上記の構成において、差圧検出時には弁機構によってバ
イパス路を閉じるとともに、圧力媒体通路を開いて各隔
壁ダイヤフラムに加えられた圧力を差圧検出素子の各面
に導き、また零点調整時には弁機構を切り替えて圧力媒
体通路の一方を閉じるとともに、バイパス路を開いて差
圧検出素子の両面に加わる圧力を同じにする。

（実施例） 第１図は本発明による差圧伝送器の一実施例を示す断面
図である。

この図に示す差圧伝送器は厚板状に形成されるブロック
部１と、このブロック部１の両側に各々設けられる受圧
フランジ部２と、前記ブロック部１の駆動およびこのブ
ロック部１からの信号処理を行なう信号処理回路３とを
備えており、各受圧フランジ部２に接続された各プロセ
ス配管４ａ、４ｂの圧力差を検出してこれを信号処理回
路３を介して外部に伝送する。また、外部から零点調整
信号が供給されたときには信号処理回路３によってブロ
ック部１を駆動して零点調整を行なわせる。

ブロック部１は厚板状に形成されるブロック本体５と、
このブロック本体５の両面に形成された各凹部６を各々
覆うように設けられる隔壁ダイヤフラム７と、前記各凹
部６を連通させるように前記ブロック本体５内に形成さ
れた絞り８を有するＵ字型圧力媒体通路９の中央部分に
設けられる半導体式の差圧検出素子１０と、この差圧検
出素子１０の各面を連通させるように前記Ｕ字型圧力媒
体通路９の所要部分を連通させるバイパス路１１と前記
Ｕ字型圧力媒体通路９との接続部分に設けられる弁機構
１２とを備えている。

さらに、前記ブロック部１は前記Ｕ字型圧力媒体通路９
と前記ブロック本体５の上部とを貫通するように前記ブ
ロック本体５内に形成された信号線用穴１３に挿通され
前記差圧検出素子１０の出力を外部の信号処理回路３に
導く信号線１４と、前記信号線用穴１３に挿通され前記
信号処理回路３の駆動電圧を前記弁機構１２に導く信号
線１５と、前記ブロック本体５の前記信号線用穴１３を
塞ぎながら前記各信号１！１４．１５を外部に導くハー
メチックシール１６と、前記各隔壁ダイヤフラム７によ
って密閉された前記Ｕ字型圧力媒体通路９内およびバイ
パス路１１内、信号線用穴１３内に充填されるシリコー
ンオイル、エチレングリコール等の圧力伝達媒体１７と
を備えている。

前記弁機構１２は第２図（ａ）に示す如くバイパス路１
１とＵ字型圧力媒体通路９との接続部分に形成されたチ
ャンバー１８内に収納される弁１９と、前記チャンバー
１８に設けられた穴部２゜にスライド自在に挿通され前
記弁１９を矢印Ａ、Ｂ方向にスライド自在に支持する駆
動軸２１と、前記穴部２０内に収納され駆動軸２１を矢
印Ａ方向に付勢して前記弁１９に形成された一方の二ド
ル部１９ａによって前記Ｕ字型圧力媒体通路９の高圧側
上流部分９ａａを閉じさせるとともに、前記バイパス路
１１と前記Ｕ字型圧カ媒体通路９の高圧側下流部分９ａ
ｂとを連通させるバネ２２とを備えている。

さらに、前記弁機構１２は前記穴部２０の周囲に埋設さ
れ前記信号線１５を介して駆動電圧が供給されたとき前
記駆動軸２１を矢βμＢ方向に付勢して前記弁１９に形
成された他方のニードル部１９ｂによってバイパス路１
１を閉じさせるとともに、前記Ｕ字型圧力媒体通路９の
高圧側上流部９ａａを開いてこのＵ字型圧力媒体通路９
の高圧側と流部９ａａと高圧側下流部分９ａｂとを連通
させる駆動コイル２３とを備えている。

また、各受圧フランジ部２は各々前記ブロック本体５の
各面を覆うように設けられる厚板状のフランジ本体２６
と、このフランジ本体２６の前記隔壁ダイヤフラム７側
に形成された周囲溝２７内に嵌入されるパツキン２８と
、これらの各フランジ本体２６を前記ブロック本体５の
両面に密着させるボルトナツト機構２９とを備えており
、前記プロセス配管４ａ、４ｂの圧力を前記フランジ本
体２６の上部に形成された通路穴３０を介して前記フラ
ンジ本体２６の前記隔壁ダイヤフラム７側に形成された
凹部３１に導く。

また、信号処理回路３は第３図に示す如く前記信号線１
４を介して供給される前記差圧検出素子１０からの差圧
検出信号を増幅する増幅増幅器３５と、Ａ／Ｄ変換部３
４を持ち前記増幅器３５から供給される差圧検出信号を
Ａ／Ｄ変換した後、予め設定されている各種の補正処理
、演算処理を行なうマイクロプロセッサ３６と、このマ
イクロプロセッサ３６の作業エリア等として使用される
メモリ３７とを備えている。

さらに、前記信号処理回路３は前記マイクロプロセッサ
３６の処理結果をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器３８と、
このＤ／Ａ変換器３８の高力に基づいて２線式伝送ライ
ン４１を介して外部から供給された電流を変調して差圧
検出信号を外部に伝送する変調器３９と、外部から入力
された零点調整信号によって動作するスイッチ４３と、
このスイッチ４３が零点調整位置になっているとき駆動
電圧の発生を停止して前記弁機構１２の駆動コイル２３
への通電を停止する弁駆動回路４０とを備えている。

次に、この実施例の差圧検出動作と、零点調整動作とを
順次説明する。

まず、差圧検出動作においては、高圧側に加わった圧力
Ｐａは隔壁ダイヤフラム７を介して圧力伝達媒体１７に
伝達された後、この圧力伝達媒体１７が充填されている
Ｕ字型圧力媒体通路９の高圧側上流部分９ａａを介して
弁機構１２に伝達される。

ここで、差圧横比時には第２図（ｂ）に示す如く駆動コ
イル２３によって駆動軸２１が矢印Ｂ方向に付勢され、
弁１９のニードル部１９ｂがバイパス路１１を閉じると
ともに、前記Ｕ空圧力媒体通路９の高圧側上流部分９ａ
ａを開いているので、Ｕ字型圧力媒体通路９の高圧側上
流部分９ａａからの圧力はＵ字型圧力媒体通路９の低圧
側上流部分９ｂａおよび低圧側下流部分９ｂｂには伝わ
らずに、Ｕ字型圧力媒体通路９の高圧側下流部分９ａｂ
を介して差圧検出素子１ｏの一面側にのみ伝えられる。

一方、低圧側に加わった圧力ｐｂは隔壁ダイヤフラム７
を介して圧力伝達媒体１７に伝達された後、この圧力伝
達媒体１７が充填されているＵ字型圧力媒体通路９の低
圧側上流部分９ｂａ、低圧側下流部分９ｂｂを介して差
圧検出素子１０の他面側に伝えられる。

このとき、弁機構１２によってバイパス路１１が閉じら
れているので、Ｕ字型圧力媒体通路９の低圧側の圧力は
Ｕ字型圧力媒体通路９の高圧側には伝わらない。

したがって、この状態では差圧検出素子１０はその両面
に加えられている圧力Ｐａ、Ｐｂの差圧に応じた値の差
圧検出信号を発生するとともに、これを信号線１４を介
して信号処理回路３に供給する。

そして、信号処理回路３のマイクロプロセッサ３６は増
幅器３５を介して差圧検出信号が供給されると、これを
Ａ／Ｄ変換して取り込むとともに、補正処理、演算処理
等を施した後、Ｄ／Ａ変換器３８に供給してＤ／Ａ変換
させて変調器３９に供給させる。

これによって、変調器３９は外部から供給される電流を
変調して前記Ｄ／Ａ変換器３８から供給された差圧検出
信号を外部に伝える。

また、零点調整動作時には、まず外部からの指示によっ
てスイッチ４３が零点調整位置にされ、これに対応して
弁駆動回路４０は駆動コイル２３への通電を停止する。

これによって、第２図（ａ）に示す如くバネ２２によっ
て駆動軸２１が矢印Ａ方向に付勢され、弁１９のニード
ル部１９ａがＵ字型圧力媒体通路９の高圧側上流部分９
ａａを閉じるとともに、バイパス路１１とＵ字型圧力媒
体通路９の高圧側下流部分９ａｂとを連通させる。

この結果、Ｕ字型圧力媒体通路９の高圧側上流部分９ａ
ａからの圧力はＵ字型圧力媒体通路９の高圧側下流部分
９ａｂには伝わらずに、Ｕ字型圧力媒体通路９の低圧側
下流部分９ｂｂの圧力がＵ字型圧力媒体通路９の高圧側
下流部分９ａｂに伝わり、差圧検出素子１０の両面に圧
力ｐｂが加わる。またこのとき、Ｕ字型圧力媒体通路９
の高圧側上流部分９ａａと、低圧側上流部分９ｈａとに
設けられた絞り８によってＵ字型圧力媒体通路９の高圧
側上流部分Ｑａａ側および低圧側上流部分９ｂａ側から
Ｕ字型圧力媒体通路９の高圧側下流部分Ｑａｂ側および
低圧側下流部分９ｂｂ側に流れ込む圧力伝達媒体１７の
移動が抑制される。

したがって、この状態では差圧検出素子１０から差圧が
零のときにおける差圧検出信号が出力され、これが信号
線１４を介して信号処理回路３に供給されて増幅された
後、Ａ／Ｄ変換されてデジタル処理による補正処理、演
算処理等が施された後、Ｄ／Ａ変換されて変調器３９を
介して外部に出力される。

このようにこの実施例においては、Ｕ字型圧力媒体通路
９とバイパス路１１との接続部分に弁機構１２を設け、
差圧検出時には弁機構１２によってＵ字型圧力媒体通路
９の高圧側上流部分９ａａと、Ｕ字型圧力媒体通路９の
高圧側下流部分９ａｂとを連通させるとともに、バイパ
ス路１１を閉じて各隔壁ダイヤフラム７に加えられた圧
力Ｐａ、Ｐｂを差圧検出素子１０の各面に導き、また零
点調整時には弁機構１２を切り替えてＵ字型圧力媒体通
路９の高圧側上流部分９ａａを閉じるとともに、バイパ
ス路１１を開いてＵ字型圧力媒体通路９の低圧側下流部
分９ｂｂと、Ｕ字型圧力媒体通路９の高圧側下流部分ａ
ｂとを連通させて差圧検出素子１０の各面に圧力ｐｂが
加わるようにしたので、差圧伝送器外に設置しである三
核弁機構を操作しなくても、外部からスイッチ４３を制
御するだけで遠隔地において誤差の少ない零点調整を行
なうことができる。

また、この実施例においては、１つの弁機構１２の１動
作でＵ字型圧力媒体通路９の高圧側上流部分９ａａの遮
断と、バイパス路１１の開通とを行なうことができるの
で、土岐弁機構を用いる場合より構造を簡単にすること
ができるとともに、低消費電力で駆動することができる
。

また、この実施例においては、弁機構１２を動作させて
もＵ字型圧力媒体通路９内やバイパス路１１内にある圧
力伝達媒体１７がほとんど移動しないので、誤差の発生
を最小にすることができる。

また、この実施例においては、Ｕ字型圧力媒体通路９の
高圧側上流部分９ａａと低圧側上流部分９ｂａとに絞り
８を設けているので、零点調整を行なったとき、圧力伝
達媒体１７の移動を少なくして差圧が零になるまでの時
間を短くすることができる。

さらに、ブロック本体５内部に弁機構１２を設けている
ので、外部に弁機構を設けたときのように、プロセス配
管４ａ、４ｂ内の流体中に含まる異物等による詰まりゃ
腐蝕による誤動作の恐れを完全に無くすことができる。

また、上述した実施例においては、差圧検出素子１０と
して半導体感圧素子を使用するようにしているが、静電
容量式の差圧検出素子を使用するようにしても良い。

また、上述した実施例においては、各プロセス配管４ａ
、４ｂ中にある流体の差圧を検出するようにしているが
、低圧側を大気に開放するようにして大気との差圧を検
出するようにしても良い。

また、上述した実施例においては、ニードル式の弁１９
を使用するようにしているが、同様の機能を有する弁、
例えば０−リングシール式の弁などを使用するようにし
ても良い。

また、上述した実施例においては、Ｕ字型圧力媒体通路
９の高圧側と、バイパス路１１との接続部分に弁機構１
２を設けるようにしているが、Ｕ字型圧力媒体通路９の
低圧側と、バイパス路１ｉとの接続部分に弁機構１２を
設けるようにしても良い。

また、上述した実施例においては、駆動コイル２３によ
って弁１９を駆動するようにしているが、他の駆動機構
、例えば圧電素子等を使用した駆動機構によって弁１９
を駆動するようにしても良い。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、差圧伝送器外に設
置しである土岐弁機構を操作しなくても、遠隔地におい
て誤差の少ない零点調整を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による差圧伝送器の一実施例を示す断面
図、第２図は第１図に示す弁機構の詳細な断面図、第３
図は第１図に示す信号処理回路の詳細なブロック図、第
４図は従来から知られている差圧伝送器の一例を示す断
面図である。 １・・・ブロック部 ２・・・受圧フランジ部 ５・・・ブロック本体 ７・・・隔壁ダイヤフラム ８・・・絞り ９・・ 圧力媒体通路 １０・・・差圧検出素子 １−・・ バイパス路 １２・・・弁機構

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ブロック本体内に形成された圧力媒体通路を遮る
   位置に設けられる差圧検出素子と、 前記圧力媒体通路の両端を各々閉じる隔壁ダイヤフラム
   と、 前記圧力媒体通路の差圧検出素子の各面側をバイパスす
   るバイパス路と、 このバイパス路と前記圧力媒体通路の接続部分に設けら
   れ、バイパス路の開通および圧力媒体通路の遮断と、バ
   イパス路の遮断および圧力媒体通路の開通とを切り替え
   る弁機構と、 を備えたことを特徴とする差圧伝送器。
2. （２）前記圧力媒体通路のうち、前記圧力媒体通路と前
   記バイパス路との接続部分より隔壁ダイヤフラム側の所
   定部分に絞りを形成した請求項１記載の差圧伝送器。