JPH05196530A - 差圧・圧力発信器および封入液封入方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 封入液の封入に使用され封入後切断されて検
出器ボデイ側に残ったパイプによって検出器ボデイの外
観を損なったり、パイプが外力を受けて外れたりする虞
れがなく、また検出器ボデイの内部を真空状態に保った
ままパイプを封止することができ、空気、水分等が封入
液中に侵入するのを確実に防止し得るようにする。 【構成】 検出器ボデイ５９の外周に設けられた封入孔
６１に封入液封入用パイプ３２’の一端を接続してな
り、このパイプ３２’は封入液の封入に供された後、前
記封入孔６１側端部付近を圧縮変形されて封止切断さ
れ、検出器ボデイ５９の外周面に設けられた凹部６４内
に折り曲げ収納されているものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種プロセス流体の２
点間の圧力差を連続して測定する差圧・圧力発信器およ
び封入液封入方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、管内流体の流量を測定しよう
とする場合、管内にオリフィス板を設置して流体抵抗と
し、この抵抗の上下流における圧力差を測定し、所定の
演算式に基づき流量を導き出すことが行われている。そ
のため、従来のこの種の差圧・圧力発信器は一般に高圧
側および低圧側のバリアダイヤフラムに各プロセス流体
圧を与え、検出器ボディ内における封入液の移動を封入
回路を仕切って設けた半導体圧力センサの歪みにより電
気的な出力として取り出すように構成されている（例：
実公昭５９−３０４４４号等）。図７はこの種の差圧・
圧力発信器の従来例を示すもので、これを概略説明する
と、１は円板状の検出器ボディで、この検出器ボディ１
は高圧側ボディ２と低圧側ボディ３を互いに背中合わせ
に密接して接合外周部を電子ビーム溶接等によって一体
的に接合して形成されている。４は溶接部、５、６は検
出器ボディ１の、高圧、低圧側の各受圧側面７、８に周
縁部を溶接固定されて配設されたバリアダイヤフラム、
９は検出器ボディ１の中央接合部に設けた内室１０を高
圧側ボディ内室１０Ａと低圧側ボディ内室１０Ｂとに仕
切るセンターダイヤフラム、１１は検出器ボディ１の上
部外周面に加工形成されたヘッダーカバー取付部１２に
溶接固定されたセンサ支持部材としてのヘッダーカバ
ー、１３はヘッダーカバー１１内に組み込まれた差圧測
定用圧力センサで、この圧力センサ１３の半導体ダイヤ
フラム１４の表裏面にプロセス流体の高圧ＰH と、低圧
ＰL を、検出器ボディ１内に設けた第１、第２の封入回
路１５ａ、１５ｂ、１６ａ、１６ｂに封入したシリコン
オイル等の内封液１７Ａ、１７Ｂを介してそれぞれ伝達
するようにしている。第１、第２の封入回路１５ａ、１
６ａは、受圧側面５、６とバリアダイヤフラム７、８と
の間に形成されたダイヤフラム室２０、２１と、高圧、
低圧側ボデイ内室１０Ａ、１０Ｂとを連通し、プロセス
流体の急激な圧力変動や脈動を抑制し前記ダイヤフラム
５、６、９および圧力センサ１３を保護するリストリク
タ１８が所要箇所に圧入固定されている。一方、封入回
路１５ｂ、１６ｂは、高圧、低圧側ボデイ内室１０Ａ、
１０Ｂと、圧力センサ１３のダイヤフラム１４の内、外
側室とを連通している。封入液１７Ａ、１７Ｂは検出器
ボデイ１の外周面下部に設けられた封入孔２３ａ、２３
ｂから充填され、充填後ボール２４とねじ体２５によっ
てそれぞれ気密に封止される。

【０００３】このような構成からなる差圧・圧力発信器
において、バリアダイヤフラム５、６にプロセス流体の
高圧ＰH と、低圧ＰL をそれぞれ印加すると、この時の
差圧（ＰH −ＰL ）に応じてこれら両ダイヤフラム５、
６が変位し、その変位により内封液１７Ａ、１７Ｂが移
動してセンターダイヤフラム９を変位させ、圧力センサ
１３の半導体ダイヤフラム１４に前記差圧（ＰH −ＰL
）が伝達される。したがって、半導体ダイヤフラム１
４はその差圧に応じて変形し、その変形量が電気信号に
変換されることで差圧測定が行われる。

【０００４】図８は上記構成からなる差圧・圧力発信器
における封入液１７Ａ、１７Ｂの封入方法を示す図であ
る。封入液の封入に際しては、予め検出器ボデイ１の各
封入孔２３ａ、２３ｂを真空ポンプ３０と封入液１７の
貯蔵タンク３１に封入液封入兼真空排気用のパイプ３
２、３３によってそれぞれ接続し、先ず真空ポンプ３０
により検出器ボデイ１の内部を真空排気すると共に、貯
蔵タンク３１内を減圧して脱気する。検出器ボデイ１の
内部を真空排気した後、バルブ３４、３５を閉じてバル
ブ３６を開き、真空状態を維持したまま貯蔵タンク３１
内の封入液１７を自重によって各封入孔２３ａ、２３ｂ
から検出器ボデイ１内、すなわち高圧側ボディ内室１０
Ａ、低圧側ボディ内室１０Ｂ、封入回路１５ａ、１５
ｂ、１６ａ、１６ｂおよびダイヤフラム室２０、２１
（図７）にそれぞれ充填する。そして、封入液を所定量
充填し終わると、バルブ３６を閉じて各パイプ３２、３
３を各封入孔２３ａ、２３ｂから抜き取り、しかる後ボ
ール２４を各封入孔２３ａ、２３ｂに嵌挿し、これを各
封入孔２３ａ、２３ｂにねじ込まれるねじ体２５で押圧
して封入孔２３ａ、２３ｂを封止することにより封入液
１７Ａ、１７Ｂの封入作業を完了する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の差圧・圧力発信器における封入液封入方法にあ
っては、封入液１７Ａ、１７Ｂの封入後、パイプ３２、
３３を各封入孔２３ａ、２３ｂから抜き取ると、封入孔
２３ａ、２３ｂが一時的に開放されて内部が大気圧に戻
るため、空気、大気中の水分等が封入孔２３ａ、２３ｂ
内の封入液１７Ａ、１７Ｂ中に入り込み、その結果とし
て封入液１７Ａ、１７Ｂが劣化し、また封入液１７Ａ、
１７Ｂ内に入った空気や水分は、内圧と外圧との差、外
部温度等によって膨張したり蒸気となると、その圧力の
ため測定誤差を生じるという問題があった。

【０００６】そこで、このような問題を解決する方法と
して図８に示した前記パイプ３２、３３を用いて封止す
る方法がある。この封止方法は、ステンレス等からなる
パイプ３２、３３の一端を封入孔２３ａ、２３ｂに接続
固定し、封入液の封入後、パイプ３２、３３を潰して切
断し、封入孔２３ａ、２３ｂ側に残っているパイプの切
断端を溶接することにより封止するようにしたものであ
る。しかし、このような封止方法においては、パイプ３
２を潰した際、図９に示すように内面全体を密接させる
ことが難しく、内部両側に隙間３８ができてしまうた
め、完全には気密に封止することができず、この隙間か
ら空気が侵入し、また溶接時の熱によって内部の封入液
が前記隙間から吹き出すといった問題があった。さら
に、切断されたパイプは検出器ボデイに残って、外側に
突出しているため、体裁が悪い上、大きな外力が加わる
と、封入孔から外れたりする虞れがあった。

【０００７】したがって、本発明は上記したような従来
の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするとこ
ろは、封入液の封入に使用され封入後切断されて検出器
ボデイ側に残ったパイプによって検出器ボデイの外観を
損なったり、パイプが外力を受けて外れたりする虞れが
なく、また検出器ボデイの内部を真空状態に保ったまま
パイプを封止することができ、空気、水分等が封入液中
に侵入するのを確実に防止し得るようにした差圧・圧力
発信器および封入液封入方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するためになされたもので、請求項１記載の発明におい
ては、検出器ボデイ内に封入した封入液の移動によって
差圧を測定する差圧・圧力発信器において、前記検出器
ボデイの外周に設けられた封入孔に封入液封入用パイプ
の一端を接続してなり、このパイプは封入液の封入後前
記封入孔側端部付近を封止切断され、前記検出器ボデイ
の外周面に設けられた凹部内に折り曲げ収納されている
ものである。

【０００９】請求項２記載の発明においては、検出器ボ
デイ内に封入した封入液の移動によって差圧を測定する
差圧・圧力発信器の封入液封入方法において、前記検出
器ボデイの外周に設けられた封入孔に封入液封入用パイ
プの一端を接続し、このパイプを介して前記検出器ボデ
イ内を真空排気して封入液を充填し、充填後この状態の
ままで前記パイプの封入孔側端部付近を圧縮変形させ、
しかる後この圧縮変形部若しくは圧縮変形部付近で反検
出器ボデイ側パイプ部分を切断し、その切断端をシール
溶接するようにしたものである。

【００１０】請求項３記載の発明においては、検出器ボ
デイ内に封入した封入液の移動によって差圧を測定する
差圧・圧力発信器の封入液封入方法において、前記検出
器ボデイの外周に設けられた封入孔に封入液封入用パイ
プの一端を接続し、このパイプを介して前記検出器ボデ
イ内を真空排気して封入液を充填し、充填後この状態の
ままで前記パイプの封入孔側端部付近を押圧手段によっ
て圧縮変形させ、更にこの圧縮変形部を押圧手段によっ
て圧縮した状態のままで切断し、しかる後切断端をシー
ル溶接するようにしたものである。

【００１１】

【作用】請求項１記載の発明では、検出器ボデイの外周
に設けられて封入孔に一端が接続された封入液封入用パ
イプは、封入液の封入後封入孔側端部付近を封止切断さ
れ、封入孔側に残った残存パイプが折り曲げられて検出
器ボデイの外周面に設けられた凹部に収納されること
で、検出器ボデイの突起物を形成しない。

【００１２】請求項２記載の発明では、検出器ボデイの
外周に設けられた封入孔に一端が接続された封入液封入
用パイプは、検出器ボデイ内部の真空排気および封入液
の充填に供され、充填後このままの状態で封入孔側端部
付近が圧縮変形され、しかる後圧縮変形部若しくは圧縮
変形部付近で反検出器ボデイ側パイプ部分が切断され、
シール溶接されることで封止され、検出器ボデイ内部を
真空に維持する。

【００１３】請求項３記載の発明では、検出器ボデイの
外周に設けられた封入孔に一端が接続された封入液封入
用パイプは、検出器ボデイ内部の真空排気および封入液
の充填に供され、充填後このままの状態で封入孔側端部
付近が押圧手段によって圧縮変形され、しかる後圧縮変
形部が切断され、且つ封入液封入孔側に残っている残存
パイプの切断端がシール溶接される。押圧手段はパイプ
切断時に圧縮変形部を押圧保持することで、内部に隙間
が生じるのを防止する。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて
詳細に説明する。図１は本発明をリモートシール型差圧
・圧力発信器に適用した場合の一実施例を示す概略断面
図、図２は検出器ボデイの要部断面図、図３は受圧部の
要部断面図である。図１において、リモートシール型差
圧・圧力発信器４０は石油精製プラントなどにおける密
閉タンク４１内の液体４２の液面高さｈを測定するもの
で（例：実開昭６２−８８９３０号公報等）、タンク４
１の側面に上下に離間して設けられた２つの圧力取出用
孔４３、４４にそれぞれ接続される高圧、低圧側受圧部
４６、４７と、受圧部４６、４７の差圧を検出する検出
部４８とを備え、これらをキャピラリチューブ４９、５
０によってそれぞれ接続している。受圧部４６、４７
は、それぞれ受圧ダイヤフラム（バリアダイヤフラム）
５１、５２によって画成されたダイヤフラム室５３、５
４を有し、低圧側受圧部４６の受圧ダイヤフラム５１が
タンク４１内の液体４２に接液され、高圧側受圧部４７
の受圧ダイヤフラム５２がタンク４１内に臨んで液面の
上方に位置している。検出部４８は、内部が２つの受圧
空間５７、５８に仕切られた検出器ボデイ５９および圧
力センサ６０等を備え、各受圧空間５７、５８が前記キ
ャピラリチューブ４９、５０によって各受圧部４６、４
７のダイヤフラム室５３、５４にそれぞれ接続され、ま
たダイヤフラム室５３、５４、キャピラリチューブ４
９、５０および受圧空間５７、５８内にはシリコンオイ
ル等の封入液１７Ａ、１７Ｂがそれぞれ封入されてい
る。キャピラリチューブ４９、５０は、両圧力測定系で
の圧力伝達が等しくなるように等長、等径のものが用い
られている。

【００１５】図２において、検出器ボデイ５９の外周面
に各受圧空間５７、５８にそれぞれ連通するよう形成さ
れた封入孔６１には封入液の充填時に用いられたパイプ
３２’が残っており、このパイプ３２’は外端部が略直
角に折曲されて検出器ボデイ５９の外周面に凹設された
凹部６４内に収納され、且つカバー６５によって覆われ
ている。

【００１６】図３において、受圧部４６（４７）の外周
面に形成されダイヤフラム室５３に連通する封入孔６６
には同じく封入液１７Ａの充填時に用いられたパイプ６
３’が残っており、このパイプ６３’は受圧部４６の外
周面にねじ体６８を介して取付けられた筒状のキャップ
６９によって覆われている。ねじ体６８はパイプ６３’
と共に予め受圧部４６に取付けられ、パイプ６３’の封
止切断後キャップ６９がねじ体６８に螺合される。

【００１７】このような構成において、タンク４１の下
方に設置された低圧側受圧部４６の受圧ダイヤフラム５
１が液面高さｈによるヘッド圧によって変形してキャピ
ラリチューブ４９内の封入液１７Ａを移動させ、上方に
設置された高圧側受圧部４７の受圧ダイヤフラム５２が
タンク内圧によって変形してキャピラリチューブ５０内
の封入液１７Ｂを移動させると、検出部４８の圧力検出
センサ６０は、その差圧を検出して電気信号に変換し、
この電気信号を処理回路によって演算処理することで液
面高さｈが測定される。

【００１８】次に、上記構成からなるリモートシール型
差圧・圧力発信器における封入液の封入方法を図４に基
づいて説明する。同図において、封入液が封入されてい
ない検出器ボデイ５９の受圧空間５７、５８をパイプ３
２、３３によって真空ポンプ３０と貯蔵タンク３１に接
続する。同じく、受圧部４６、４７のダイヤフラム室５
３、５４をパイプ６３、６７によって真空ポンプ３０に
それぞれ接続すると共に、パイプ７１、７２によってロ
ータリポンプ７３、７４に接続する。これらのロータリ
ポンプ７３、７４は真空排気時に受圧ダイヤフラム５
１、５２の外側をダイヤフラム室５３、５４と同圧にし
て受圧ダイヤフラム５１、５２の変形を防止するために
用いられるものである。７５、７６は受圧ダイヤフラム
５１、５２の外側を覆うカバーである。なお、その他の
構成は図８と同一であるため同一構成部材のものについ
ては同一符号を付することによりその説明は省略する。

【００１９】封入液の封入に際しては、バルブ３４、３
５、８０を開き、真空ポンプ３１により各受圧部４６、
４７のダイヤフラム室５３、５４、キャピラリチューブ
４９、５０および検出器ボデイ５９内の受圧空間５７、
５８を真空排気すると共に、タンク３１内を減圧して脱
気する。同時にバルブ７８、７９を開き、ロータリポン
プ７３、７４によって受圧ダイヤフラム５１、５２とカ
バー７５、７６との間の空間を真空排気する。受圧部４
６、４７および検出器ボデイ５９の内部を真空排気した
後、バルブ３４、３５、８０を閉じてバルブ３６を開
き、真空状態を維持したままタンク３１内の封入液１７
を自重によって前記キャピラリチューブ４９、５０、ダ
イヤフラム室５３、５４および受圧空間５７、５８にそ
れぞれ充填する。そして、封入液を所定量充填し終わる
と、真空状態を保持したままバルブ３６を閉じ、しかる
後各パイプ３２、３３、６３、６７の受圧部４６、４
７、検出器ボデイ５９側端部付近を順次圧縮変形させて
封止し、その圧縮変形部を切断し、且つ切断端をシール
溶接して気密に閉鎖する。

【００２０】パイプ３２（３３、６３、６７も同様）の
圧縮変形に際しては図５(a) 〜(d)に示すように適宜な
治具（押圧手段）８１によって所要長さをパイプ３２の
両側から押し潰して圧縮変形部８３を形成し（(a)
図）、この圧縮変形部８３の検出器ボデイ５９とは反対
側端部をカッター８４で切断する（(b) 図）。この時、
治具８１は圧縮変形部８３を挾持したままの状態に保持
され、これによって圧縮変形部８３のスプリングバック
を防止する。したがって、図９に示したパイプの場合と
異なり、圧縮変形部８３の内面全体が密着して内部両側
に隙間を生じず、圧縮変形部８３の封止が確実であり、
内部に空気、水分等が侵入するのを確実に防止し得る。
そして切断後、検出器ボデイ５９の封入孔６１（図２）
側に残っている比較的短い残存パイプ３２’の切断端
を、シール溶接して封止する（(c) 図）。なお、８６は
溶接部である。シール溶接に際して、前記治具８１は圧
縮変形部８３を挟持した状態に放置されることにより、
圧縮変形部８３のスプリングバックを防止する機能と、
溶接熱を放熱する機能を有する。溶接後、治具８１を取
り除くと圧縮変形部８３は若干スプリングバックによっ
て戻るが、切断端はシール溶接されているので、パイプ
内部に空気が侵入することはない。溶接後、治具８１を
圧縮変形部８３から取り除き、残存パイプ３２’を略直
角に折り曲げ（(d)図）、図２に示したように検出器ボ
デイ５９の外周面に形成した長溝状の凹部６４内に挿入
し、しかる後検出器ボデイ５９にカバー６５を嵌合固定
する。凹部６４内への収納に際しては、図６に示すよう
に樹脂９１によって残存パイプ３２’をモールドしても
よく、この場合には残存パイプ３２’を外気から遮断す
るため、シール溶接部８６の酸化腐食を防止することが
できる利点を有する。なお、圧縮変形部８３の長さが短
い場合は、非圧縮変形部でこの圧縮変形部８３より反検
出器ボデイ側パイプ部分を切断してシール溶接してもよ
い。

【００２１】一方、封入液の充填に用いられ受圧部４６
（４７）に残っているパイプ６３’（図３）について
は、上記した通りねじ体６８を介して受圧部４６に取付
けられたキャップ６９によって覆われ、外部から視認さ
れないようになっている。この場合、キャップ６９の代
わりに検出器ボデイ４８と同様、受圧部外周面に凹部を
形成してその中に収納することも可能であることは勿論
である。

【００２２】なお、上記実施例はリモートシール型差圧
・圧力発信器に適用した場合について説明したが、本発
明はこれに何等特定されるものではなく、図７に示した
ダイヤフラム室２０、２１を検出器ボデイ１の両側面に
設けた差圧・圧力発信器に対してもそのまま適用実施し
得ることは勿論である。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
に係る差圧・圧力発信器によれば、封入液の封入に用い
たパイプの検出ボデイ側に残っている残存パイプを検出
器ボデイに凹設した凹部に折り曲げて収納するようにし
たので、検出器ボデイの外部に突出せず、外観体裁が良
好で、外力によって残存パイプが曲がったり、外れたり
することがなく、安全である。

【００２４】請求項２記載の封入液封入方法において
は、検出器ボデイの外周に開口する封入孔に一端が接続
された封入液封入用パイプを、検出器ボデイ内部の真空
排気および封入液の充填に用い、充填後は真空状態を保
持したままの状態でパイプの封入孔側端部付近を圧縮変
形し、しかる後圧縮変形部を切断し、切断端をシール溶
接するようにしているので、パイプの封止が確実で、封
止作業時に空気や水分がボデイ内部に侵入することがな
く、空気、水分等による封入液の劣化、測定誤差の発生
等を防止することができる。

【００２５】請求項３記載の封入液封入方法において
は、検出器ボデイの外周に開口する封入孔に一端が接続
された封入液封入用パイプを、検出器ボデイ内部の真空
排気および封入液の充填に用い、充填後真空状態を保っ
たままの状態でパイプの封入孔側端部付近を圧縮変形
し、しかる後圧縮変形部を押圧手段によって圧縮したま
まの状態で切断し、且つ封入液封入孔側に残っている残
存パイプの切断端をシール溶接するようにしたので、切
断端の封止が確実で、検出器ボデイ内部の真空を良好に
維持することができ、封止作業時に空気、水分等がボデ
イ内部に侵入することがなく、空気、水分等による封入
液の劣化、測定誤差の発生等を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】リモートシール型差圧・圧力発信器に適用した
場合の一実施例を示す概略断面図である。

【図２】検出器ボデイの要部断面図である。

【図３】受圧部の要部断面図である。

【図４】本発明による封入液封入方法を説明するための
図である。

【図５】(a) 〜(d)はパイプの封止、切断手順を説明す
るための図である。

【図６】パイプを樹脂でモールドした例を示す断面図で
ある。

【図７】差圧・圧力発信器の従来例を示す断面図であ
る。

【図８】従来の封入液封入方法を示す図である。

【図９】パイプを押し潰した状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 検出器ボデイ ７、８ バリアダイヤフラム ９ センターダイヤフラム １０ ボデイ内室 １３ 圧力センサ １７Ａ、１７Ｂ 封入液 ２０、２１ ダイヤフラム室 ２３ａ、２３ｂ 封入孔 ３０ 真空ポンプ ３２、３３、３２’パイプ ５９ 検出器ボデイ ６４ 凹部 ８１ 治具 ８３ 圧縮変形部

フロントページの続き (72)発明者 西 健 東京都大田区西六郷四丁目28番１号 山武 ハネウエル株式会社蒲田工場内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検出器ボデイ内に封入した封入液の移動
   によって差圧を測定する差圧・圧力発信器において、前
   記検出器ボデイの外周に設けられた封入孔に封入液封入
   用パイプの一端を接続してなり、このパイプは封入液の
   封入後前記封入孔側端部付近を封止切断され、前記検出
   器ボデイの外周面に設けられた凹部内に折り曲げ収納さ
   れていることを特徴とする差圧・圧力発信器。
2. 【請求項２】 検出器ボデイ内に封入した封入液の移動
   によって差圧を測定する差圧・圧力発信器の封入液封入
   方法において、前記検出器ボデイの外周に設けられた封
   入孔に封入液封入用パイプの一端を接続し、このパイプ
   を介して前記検出器ボデイ内を真空排気して封入液を充
   填し、充填後この状態のままで前記パイプの封入孔側端
   部付近を圧縮変形させ、しかる後この圧縮変形部若しく
   は圧縮変形部付近で反検出器ボデイ側パイプ部分を切断
   し、その切断端をシール溶接するようにしたことを特徴
   とする差圧・圧力発信器の封入液封入方法。
3. 【請求項３】 検出器ボデイ内に封入した封入液の移動
   によって差圧を測定する差圧・圧力発信器の封入液封入
   方法において、前記検出器ボデイの外周に設けられた封
   入孔に封入液封入用パイプの一端を接続し、このパイプ
   を介して前記検出器ボデイ内を真空排気して封入液を充
   填し、充填後この状態のままで前記パイプの封入孔側端
   部付近を押圧手段によって圧縮変形させ、更にこの圧縮
   変形部を押圧手段によって圧縮した状態のままで切断
   し、しかる後切断端をシール溶接するようにしたことを
   特徴とする差圧・圧力発信器の封入液封入方法。