JPH0529051B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は流体、特にガスの極めて高い精度をも
つた圧力の測定に関する。

本発明は絶対圧力ばかりでなく相対圧力（大気
圧に対する）、または圧力間の差（２つの流体の
圧力間の差）さえも用いた極めて精密な測定がで
きる装置を提供することを目的とする。

本発明の装置は、特に圧力ゲージ、または圧力
センサもしくは圧力伝送器を点検及び校正するた
めの圧力標準を形成する。

1980年４月30日付、本出願人により出願人され
たフランス特許2481801に、測定された圧力の表
示を用いた極めて正確な流体圧力の測定が述べら
れ、この特許は、垂直シリンダと、このシリンダ
内を粘性摩擦をもつて滑動するように構成された
ピストンでこのピストンの上面に測定される圧力
が作用され、さらに前記ピストンを前記シリンダ
内で回転される装置と、測定される力が作用され
る軸を含む精密電磁式動力計型表示平衡装置また
は目盛装置と、測定される圧力によつてピストン
の上面に作用された力を平衡装置の前記軸に最大
力を制限しつつ伝達する装置を含む。

この従来型のフランス特許に開示された装置
は、実際には相対圧力、すなわちこのピストンの
下面に作用される大気圧に対する前記ピストンの
上面に作用された流体の圧力を測定するものであ
る。

相対圧力の測定用の別の測定装置は書評誌
「Control and Instrumentation」第11巻第５号
（ロンドン、1975年５月）、第29ページ及び31ペー
ジに発表された記事の中に記述されている。出願
人の一人、すなわち商会DESGRANGESET
HUOT（その頭文字はＤ＆Ｈ）によつて製造され
た、この装置は、例えば配管によつて連結された
レセプタクルを提供することによつて（この論文
の31ページ、第２Ｂ図参照）、回転するピストン
と固定シリンダ間の間隙内に良好な潤滑を与えつ
つ測定シリンダ内でピストンを回転する装置を含
み、前記レセプタクルは一方においてその下方部
分において前記間隙に、及び他方においてその上
方部分においてピストンの下側に配置されかつ測
定される圧力に接続された室に連結され、前記レ
セプタクルはレセプタクルの下方部分を前記間隙
に連結する配管と同様に潤滑剤をもつて満たされ
る。この装置において、前記室内に進入している
ピストンの下面は測定される圧力を受け、一方、
ピストンの上面は周囲大気圧を受け、これによつ
て差圧測定を実施させる。

さらに、1984年７月４日発行のヨーロツパ特許
0112647に開示された圧力測定装置は、測定され
る圧力をその一端に受けかつ他端を精密平衡装置
の可動部分と当接するピストンを含み、前記ピス
トンは回転しているスリーブ内を縦方向に可動で
あり、ピストン自身は回転に対しては抑制されて
いる。このような装置は、実質的には上記フラン
ス特許2481801に記載の装置の一変形であり、こ
の特許2481801において提供されたこのシリンダ
内でのピストンの回転は、ヨーロツパ特許出願
0112647におけるピストンまわりのスリーブ（シ
リンダとしての役割りを果す）の回転によつて置
換されている。

これら３種の従来文献（フランス特許2481801、
論文Control and Instrumentation及びヨーロツ
パ特許出願0112647）において、ピストンはその
一方の面に測定される圧力を受け、かつその他方
の面は精密平衡装置の可動部分上に作用し（上記
引用特許及び特許出願）、あるいは校正された重
量に作用する（上記引用論文）。このように、相
対圧力測定が大気圧に対して実施される。

本発明は、この従来の思想とは異なり、測定さ
れる圧力の付与をシリンダ内で回転している圧力
測定ピストンの上面に与え、同時に圧力測定ピス
トンの下面に、所望の適用目的に応じて、真空
（絶対圧力測定実施用）か、大気圧（この大気圧
に対する相対圧力測定用）か、あるいは他の所望
の圧力（差圧測定用）かを作用する。

このために、本発明は測定された圧力の表示を
有する流体圧力の極めて正確な測定用装置を提供
し、本装置は、垂直シリンダと、上方空間すなわ
ち上方包囲室内でその上面で測定される圧力が作
用する粘性摩擦をもつてこのシリンダ内を滑動す
るように構成されたピストンと、前記シリンダ内
で前記ピストンを回転する装置と、測定される力
が作用される部材を含む精密電磁式動力計型表示
平衡装置と、平衡装置の前記部材に測定される圧
力によつてピストンに作用された力を、最大力を
制限しつつ伝達する装置とを含み、本装置はシリ
ンダ・ピストン組立体と、シリンダ・ピストン組
立体の下方部分に位置しかつ空虚化または所望圧
力（大気圧または流体の圧力）に与圧可能な下方
密封空間すなわち下方密封包囲室と、たとえ前記
上方及び下方包囲室が空虚化されてもシリンダ内
のピストンの正しい心合わせを保証するためにピ
ストンとシリンダ間の間隙に常時、流体を供給す
る装置の組み合わせ構造体を特徴とする。

前記装置は、特にシリンダの中央レベルに形成
されかつ大気圧で清浄かつ乾燥ガスが給送される
環状溝を具備することが好適である。

本装置はさらに好適に、シリンダ・ピストン組
立体のレベルにおいて温度の測定装置、及びその
測定された温度の関数として測定された圧力の値
を修正する装置を含む。

本発明の単なる説明用として特別に提供された
説明補助用の図面を参照しての以下の説明から、
いずれにせよ本発明は十分に理解されるであろ
う。

本発明及び同様にその種々の好適部品の実施例
の発明によつて、例えばもし高精度の流体圧力の
測定装置の製造を望むならば、以下にその装置に
ついて説明する。

第１図について、まず本発明による圧力測定装
置の全般構造の概略を説明するが、該全般構造は
既述のフランス特許の範囲内に含まれるものであ
る。

この装置は、三つの主要部分から成り、すなわ
ち、Ａ部分はピストン１及びシリンダ２を有する
本質的に測定要素を構成する組立体、Ｂ部分は、
測定される力を受け入れるための部材３を具備す
る電磁式平衡装置を構成し、Ｃ部分は組立体Ａの
ピストン１の力を平衡装置Ｂの部材３に伝達する
連結装置である。

まず、Ａ部分は上記のように、垂直シリンダ２
とシリンダ２内を滑動するピストン１を含み、こ
のピストン・シリンダ組立体は言わば測定要素を
形成し、圧力または圧力差を、Ｃ部分を介して電
磁式平衡装置Ｂに伝達するための変成機能を保証
する。

電磁式平衡装置は、例えばデイジタル型の、電
磁式再平衡型動力計によつて形成され、ピストン
１によつて伝達された力に比例する大きさを、直
接または間接読取り用のデイジタル表示をもつて
送出し、あるいはインターフエイスを介してコン
ピユータに伝達する。

第１図において、動力計のコイル４が略示され
ている。

動力計の部材３の垂直軸線Ｘ−Ｘ（Ｂ部分）に
沿つたピストン１（Ａ部分の）との並進的な連結
は、連結ブロツク６に収容されたリンク５によつ
て提供され、リンク５とソケツト５ｂ間に嵌装さ
れたＯシール７がリンク５とブロツク６間の可撓
連結を提供すると同時に、ブロツク６内でのリン
ク５のわずかな角運動を許す。

連結ブロツク６の下方端には軸線XXをもつ円
錐形凹部（截頭円錐形の細い方の末端を上方に向
けて）が形成され、この中に連結部材Ｃを形成す
る截頭円錐形部材８が嵌入し、該部材の末端には
ねじ山付き棒状部分９が形成されて動力計の部材
３内に螺合される。連結ブロツク６の上方部分は
ピストン１の頭部６ａと協働し、該頭部６ａ内に
はハウジング１０とそれに連続する凹部１０ａが
形成され、該凹部内にピストン１の下方端が把捉
されている。リンク５のロツド５ａの上端とタン
グステンカーバイド製のボール１１が接触配置さ
れているがピストン１とは接触しない。ボール１
１は、ボールをピストン１から隔つてかつボール
１１上に中心をもつように半径方向に対して自由
に取付けられた上方ボール止め１２ａと、ピスト
ン１の軸線に対してボール１１を中心合わせる下
方ボール受け１２ｂ間に配置される。

このような組立体は、ピストン１とリンク５間
で、たとえば可成りな大きさの力であつても破損
や軸方向の騒音を誘起する心配なく、力の伝達を
保証する。

ワツシヤ１３がボール止め１２ａをピストンの
頭部６ａ内に保持し、一方、ボール受１２ｂはピ
ストン頭部６ａに対するボール１１心合わせを保
証する。このボール受１２ｂは、その内方リング
を除き、ピストン頭部６ａ及びピストン１自身と
共にこのボール受の内方リングまわりに回転可能
であり、前記内方リングはそれが取り囲んでいる
ボール１１と同様に回転に対しては抑制されてい
る。

このような配置において、ピストン１まずリン
ク５への垂直並進力の伝達を保証しつつ自由に回
転し、該リンクを介して截頭円錐形部材８及びね
じ山付きロツド９に、さらに動力計の部材３に力
を伝達する。

ピストン１の回転は（第１，５及び６図参照）、
ピストン頭部６ａに取付けられた２つのフインガ
１５ａ，１５ｂによつて与えられ、各フインガ１
５ａ，１５ｂは軸受１６ａ，１６ｂそれぞれを具
備し、滑車１８内に形成されたハウジング１７内
でピストン頭部６ａが自由に滑動するように軸線
Ｘ−Ｘまわりに回転式に固定され、そのような滑
り運動はフインガ１５ａ，１５ｂがピストン１の
軸線XXに沿つて並進移動するためのそれらのフ
インガの自由度を保証する。冠歯車１９が固定さ
れたプーリ１８には内側クラウン１８ａを受入れ
るための内孔が形成され、部品１８と１８ａとの
間の間隙はそのハウジングに対してクラウン１８
ａが半径方向に運動できるだけ十分な大きさをも
ち、十字形に配置された４個のばね１８ｂがクラ
ウン１８ａをプーリ１８の中心に保持する。

各ばね１８ｂは、スタツド１８ｃ上でプーリ１
８側に配設されかつばねの予負荷状態を調節させ
るスクリユー１８ｄに形成された内孔内にクラウ
ン側において心合わされている。

クラウン１８ａは４個のシユー１８ｅ（例えば
ポリテトラフルオロエチレン製の）上に載置され
る。２個の肩付きスクリユー１８ｆがクラウン１
８ａとプーリ１８間に、これら２部品の半径方向
の相対運動を妨げずに、軸方向の機能用間隙を形
成する。ポリテトラフルオロエチレンのワツシヤ
１８ｇが各スクリユー１８ｆの頭部の下側に配置
される。

クラウン１８ａには２つのハウジング１４ａ，
１４ｂが形成され、これらは駆動フインガ１５
ａ，１５ｂ及びそれらの軸受１６ａ，１６ｂを受
け入れる。

このような構造をこのシステムは加工上のばら
つきがあつても内側クラウン１８ａとピストン頭
部６ａ間の対称的な複合接触を保証する。ワツシ
ヤ１８ｇ及びシユー１８ｅはクラウン１８ａとプ
ーリ１８間の接触摩擦を制限する。

このような組立体において、回転駆動フインガ
１５ａ，１５ｂによつて付与された回転トルクは
解除されもしくは少くとも制限される。

さらに、コイル４の破損を避けるように、コイ
ル４に伝達される力を制限するため、リンク５は
連結ブロツクの二重穴によつて案内されるソケツ
ト５ｂ上に、ピストン１によつてリンクに作用さ
れた力を作用する。サークリツプ５ｄによつて保
持されたワツシヤ５ｃはソケツト５ｂ及びリンク
５の上向き並進運動を制限する。

ソケツト５ｂを取り囲むばね５ｅがその一端を
連結ブロツク６上に、及びその他端をソケツト５
ｂの肩部上に当接する。ばね５ｅの剛性及び予負
荷によつて定められた力に対しその下向きの並進
運動を防止する。

リンク５によつて加えられた力が例えば６Kgよ
り大きければ、ソケツトはばね５ｅを圧縮する。
駆動フインガ１５ａ，１５ｂの軸受はプーリ１８
と当接するに至る。

歯車１９は電気モータ２１によつて回転駆動さ
れる傘歯車と噛み合い、モータ２１の回転速度の
逓降は組立体２０，１９によつてプーリ１８、次
いでピストン１に伝達される。２つの軸受１８，
１８₂はプーリ１８の容易な回転を保証するため
に設けられる。

上記の構造は、動力計の部材３と圧力測定ピス
トン１間の如何なる整合上の欠陥も克服し、同時
にモータ２１の回転速度よりも低い回転速度での
このピストンの回転を保証し、この構造はさら
に、ピストン１を運動部品によつて生じた諸影
響、特に振動、から絶縁する。

実際の場合、部材３、連結ブロツク、リンク
５、リンク１１及び軸受１２ｂの外方リング（ボ
ールを案内するリング）は、回転に対しては抑止
されるがピストンの力を動作計に伝達する部品の
組立体の垂直並進方向には可動な部分を形成し、
他方において、ピストン１、その頭部６及び内方
リングを除く軸受１２ｂは、ピストンの力をコイ
ルに伝達するこの組立体の回転部分を形成する。

動力計の構造及びその自己校正に関する限り上
記のフランス特許第2481801が参照できる。

このフランス特許に示すように、局地地球重力
及び使用する測定装置組体立体（ピスト１・シリ
ンダ２）の圧力／力変換係数の関数として測定範
囲または尺度を調節するために、動力計の最大範
囲に対応する標準質量が用いられ、これらの標準
質量は点検される動力計の直線的関連性を許す。

本発明を用いることにより、絶対測定または差
動測定を実施することが可能であることについて
以下述べるが、上記フランス特許におけるよう
に、測定される圧力（真空に対する絶体圧力また
は相対圧力）はピストン１の上面２３の上方の上
部包囲室２２に加えられ、ここにフランジ２４は
測定される圧力源との連結部を提供する。この部
分の後方に構成された下部包囲室内にはピストン
１の下方部分のその下面２５が進入され、該包囲
室は真空か、大気圧か、もしくはピストン１の上
面２３に作用される圧力と下面２５作用される圧
力との間の差を測定したい場合には第２圧力を用
いる基準圧力を受ける。

本発明によれば、空虚にでき或は適正に定めら
れた所望の圧力状態に密封されなければならな
い。

下記包囲室２２ａ，４４ａ〜４４ｄは２つの部
分に形成され、すなわち、一つ部分は中間胴体２
６であつて、その中にピストン１にモータ２１の
回転を伝達する装置の一部分、及び部材３へのピ
ストンの線形運動を伝達する装置の既述の一部分
が収容され、他の部分は主胴体２７であつて、動
力計の活動部分（部材３及びコイル４）を含む。

組立体３，４は３個の柱状体２９（三角形に配
置され）によつて主胴体２７に固定された基板２
８上で「空気中に」取付けられる。基台３０は主
胴体２７を閉じ、Ｏシール３１は主胴体２７と基
台３０間の密封を提供し、類似のＯシール３２は
中間胴体２６と主胴体２７間の密封を提供する。
取外し可能な基台３０の組立体は動力計のコイル
への良好な接近性を提供し、調節スクリユー３３
によつてコイル４を底板２８上の正しい位置に固
定することができる。

動力計のコイル４と動力計の電子装置間の電気
的な接続はガラスカツプ３４によつて提供され、
動力計のコイル及びその電子装置間に接続された
接続ワイヤ３６及び３７を接続したピン３５がこ
のガラスカツプを貫通する。フランジ３８がガラ
スコツプ３４を覆い、Ｏシール３９がハーネス４
０を形態をもつて最後に装置を離れる電気的接続
部の通過のための密封部分を提供する。

さらに、外部の電気モータ２１が純粋に半径方
向への磁気効果をもつ磁気カツプリング４１を介
して歯付きピニオン２０の駆動を保証し、これに
よつて前記ピニオンには軸方向反力を与えずに摩
擦損失を制約し、この磁気カツプリングはまた、
トルク制限器の機能及び過荷重の場合の電気モー
タ２１の保護機能を保証する。磁気カツプリング
４１はケース４２内に収容され、Ｏシール４３が
ケース４２と中間胴体２６間の密封を提供する。

胴体２６及び２７間の下部包囲室の体積は最小
限に減縮されていることが分り、本質的に空所４
４ａ，４４ｂ，４４ｃ及び４４ｄで形成される。
これにより、絶対圧力測定方法を実施したい場合
に、基準包囲室の空虚化を容易にさせる。

すべてのスクリユー及び柱状体には内孔を設け
ることが好適で、その中にガスを通すことによつ
て下部包囲室の空虚化作用を緩徐にできる。包囲
室の密封を提供するＯシールについては、シリコ
ールグリースで被覆されて密封の完全を期すると
同時に、その低い蒸気圧のために真空に対してす
ぐれた性質をもつ。

下部包囲室２２ａ，４４ａ〜４４ｄの連結は２
つのフランジ、第１図にはそのうちの１つのみが
示される、によつて実施され、主胴体２７に固定
されたこのフランジ４５は外向きに突出しかつ真
空ポンプ、大気圧または上方フランジ２４に作用
される圧力を測定するのに所望される圧力に接続
されるが、他方のフランジ４５（第３図に示す）
は真空計に接続され、その指示はケーシングの前
面において視認できる真空指示器によつて指示さ
れる（以下、第３図を参照されたい）。

上記の下部包囲室４４ａ〜４４ｄは、フランジ
２４によつてピストン１の上面２３に作用される
圧力を精密に測定（場合に応じて絶対圧力、相対
圧力または差圧）させるつぎの特徴をもち、すな
わち、 取外しが容易であると同時に密封性が保たれ、 部材３の軸線とピストン１の軸線間での同軸性
の調節を妨げず、 動力計のコイル４とその電子装置間の電気的情
報の通過を許し、 密封損失を伴なわずにピストン１の回転の伝達
を許し、 絶対圧力式測定を実施するため装置が真空状態
にあるように望まれるとき装置からのガスの除去
が容易であり、 所望の基準圧力の付与用の接続手段をもち、 残留真空を査定するための真空プローブ接続用
の取出し部をもつ。

つぎに、ピストン１及びシリンダ２について、
これらはタングステンカーバイドで造ることが好
適である。数セツトのピストン・シリンダが提供
され、これらのセツトはピストンの断面の値、従
つてシリンダの内径が互いに相違している。

これらのピストン・シリンダ組立体は、種々の
圧力範囲を定め、圧力範囲の増大は、当然に、測
定された圧力または圧力差のデイジタル表示の感
度の低下を来たす。他方、種々のセツトのシリン
ダの外郭寸法は同一であるので、シリンダを受け
る本装置の部材２ａ内において種々のセツトを交
換することが可能である。

ピストン・シリンダ組立体の交換は、この組立
体の各部品、すなわちピストンとシリンダを除去
する必要なく実施でき、これは極めて有利なこと
であり、さもなければそれを清浄にするのに困難
な問題をもたらす。ゆえに、この組立体は単体を
なし、かつシリンダ２は、紛失のおそれがないス
クリユー４８によつて固定された２つの下方及び
上方フランジ４６及び４７によつて部材２ａ内の
そのハウジング内に保持される。これらのフラン
ジはそれぞれＯシール４６ａ，４７ａを含む。連
結部２４を含む上方フランジ４７はここに作用す
る多数の力に耐えるようにステンレス鋼で造るこ
とが好ましい。

絶対圧力の測定は、低い値（10bar未満）に対
して特に興味がある。これより高い値に対して
は、大気圧を用いた、相対圧力測定及び絶対圧力
測定に区分することが簡易である。この２つの測
定の和は所望の絶対圧力を与える。これはピスト
ン・シリンダ組立体をグリースを用いずにガスで
作用することの選択の前提となる。この作用様態
は圧力が低い値であつてもピストンの良好な運動
性を保証する。

ピストンが適切に求心されるために、シリンダ
とピストン間の間隙は常に与えられなければなら
ない。１つの特別の装置が使用形式の如何に拘ら
ずこの機能が保証される。これによりピストンが
シリンダ内で引つかかるのを防ぐ。

第４Ａ図から第４Ｆ図までを参照してこの特別
な装置について以下に述べるが、その前に装置の
全般を第２図及び第３図について説明する。

圧力測定の精度を増すために、測定の温度を適
切に考慮すべきであり、なぜならば温度の変動は
ピストン・シリンダ組立体を大きい程度あるいは
少ない程度に膨張させ、これによりピストンの有
効断面積を変化させる。

正規圧力／力変換係数のついてと同様に、この
問題については、既述のフランス特許2481801を
参照にすることができる。

この温度は、ピストン１・シリンダ２組立体に
できる限り近づけしかもそれには固定されずに配
置される温度プローブ４９（第２図）を用いて測
定される。

プローブ４９は、チユーブ４６ｂ内にそれ自身
はめ込まれた銅製の末端部材４９ａ内に導入され
る。熱収縮性させ４９ｃがプローブのワイヤを保
護しかつチユーブ４９ｂの自由端を囲む。プロー
ブ全体は支持棒４９ｄ内に接着され、該支持棒は
中間胴体２６のカラー４９ｅの下側に空気中で取
付けられる。プローブ４９を突出させる穴が設け
られる。

この温度プローブ４９は、一方において上記イ
ンターフエイスを介して動力計からデイジタル測
定情報を受けかつ他方において別のインターフエ
イス（前記インターフエイスと集積することもで
きる）を介して温度プローブ４９へのケーブル５
０によつて接続された不図示のデイジタル電圧計
のデイジタル表示を受けるプロセツサを介しての
計算によつて圧力の値を修正させる。よつて、プ
ロセツサは常時、測定に望まれる絶対圧力、相対
圧力または差圧の修正されたデイジタル値を与え
る。

つぎに第３図において、既述の装置の全般構造
を第１図及び第２図を参照して説明する。

この装置は３個のスクリユーによつてケーシン
グ５２内に懸吊され、振動に対する絶縁は、３個
の固定スクリユーに取り付けられた例えば
「Rylsan」から造られた３個の肩付きリングによ
ると同様に、中間胴体２６とケーシング５２間に
配置された例えば「Klingerit」から造られた振
動絶縁材料のワツシヤによつて提供される。

第３図には、ピストン１・シリンダ２測定部、
磁気カツプリング４４、電気駆動モータ４５及び
中間胴体２６・主胴体２７組立体が概略示されて
いる。

真空ゲート５３は直接にフランジ４５ａに連結
される（このフランジはフランジ４５と同様に主
胴体２７によつて支持されている）。

制御板５４がケーシング５２の前方傾斜面５５
によつて担持される。制御板５４は、一方におい
てダイヤル５６ａ及び他方において一連のスイツ
チ及び指示器を有する真空指示装置を含み、ここ
において装置の起動制御用としての指示灯５８及
びスイツチ５９、真空指示装置のスイツチ
「ON」制御用の指示灯６０及びスイツチ６１、
及び最後に表示をリセツトするスイツチ６２が例
示され、このスイツチは装置の校正作業中に用い
られる。

装置の後面６３には、閉鎖板を含み、該閉鎖板
はケーシングに適切に取付けられている。この閉
鎖板は電気接続部、すなわち温度プローブを読取
りかつ残余の圧力を読取る出力部５０ａ、本装置
の電気システムを保護するフユーズ６４、主部に
接続する出力部６５、及び最後に窓５７内にデイ
ジタル式に表示された温度の影響に対して修正さ
れた圧力値を決定するプロセツサへのこの装置の
接続用二重インターフエイス６６を担持するブラ
ケツトを内蔵する。

主胴体の下側に配置された印刷回路は種々の電
気要素間の接続を提供する。

４個の止めねじ６７が本装置の頂部に配設され
たアルコール水準器６８の指示を基礎にしてピス
トンの軸線にの垂直性を調節するのに用いられ
る。

２つのハンドル５２ａが装置を持ち上げるため
に設けられる。これらのハンドルハは装置の質量
が均等に分布される位置に取付けられる。

本装置の全体寸法は、高さが290mm、幅が400
mm、長さが490mmである。

再びピストン１・シリンダ２測定組立体につい
て、上述のように、シリンダ２の内孔内を垂直方
向に並進（軸線XXに沿つて）可動でかつモータ
２１によつて軸線XXまわりに回転されるピスト
ン１は、その２つの面、すなわち上面２３及び下
面２５に、上部包囲室２２及び下部包囲室４４
ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄ内にそれぞれ占める
圧力を受ける。

包囲室２２を占める圧力は、真空が下部包囲室
内を占めるときの絶対圧力法、もしくは大気圧が
下部包囲室内を占めるときの相対圧力法のいずれ
かにおいて測定される圧力であり、さらに、フラ
ンジ２４か包囲室２２内へ到来する第１流体の圧
力と、フランジ４５から下部居包囲室４４ａ〜４
４ｄ内に到来する第２流体の圧力との間で測られ
る差圧である。下部包囲室４４ａ〜４４ｄ内を占
める圧力（ゼロ、大気圧または第流体圧力）は以
下基準圧力P₁と称し、一方、包囲室２２内を占
める圧力は測定圧力P₂と称し、かつ同様に包囲
室２２は測定包囲室、包囲室４４ａ〜４４ｄは基
準包囲室と称する。

特別な測定が行われない場合、 一方において、ピストン１とシリンダ２間に存
在する間隙を通る測定包囲室と基準包囲室間のガ
ス漏洩は、測定圧力の値によつて左右され、間隙
が大きい程漏洩流量は大きく、この流量は基準圧
力の値を乱し、かつ 他方において、動力計の校正中に、上方及び下
方の２つの包囲室を基準圧力値、すなわち真空に
設定することが必要で、ピストン１がシリンダ２
内を回転するという原則のために、シリンダとピ
ストンとの間に接触を避けるための恒久的な流量
を必要とし、駆動回転されるピストンの求心作用
は漏洩流体によつて提供され、もしこの流体が消
滅すればピストン１はシリンダ２内で必然的に引
き掛かることになるであろう。

本発明の目的は、測定組立体に関する限り、 基準包囲室が空虚になつたとき測定包囲室内に
導入された圧力にその残留圧力が左右され、及び 真空校正法のような低圧の測定時に、ピストン
がそのシリンダ内で引つかかることを避けること
とにある。

よつて、本発明は、 実施される作業の形式の如何に拘らず、前記間
隙内のガスの流量を保証し、かつ 清浄でかつ乾燥したガスを供給して、ピストン
の汚染によつてピストンを引つかからせ、かつ湿
度をもつ不純物が測定を妨げないように、ピスト
ン１とシリンダ２間の間隙内にガスを供給するこ
とにある。

上記目的を達成するために、シリンダ２の内孔
は、例えばシリンダ２の中間の高さに円形溝６９
と、溝６９と同一高さにおいて部材２ａに環状溝
７１を含む。これらの２つ溝は、シリンダ２に形
成された単数または複数（特に２つ）の溝７０を
介して連通する。互いに直交する通路７２及び７
３が形成され、環状溝７１、従つて（通路７０に
よつて）溝状溝６９を中間胴体２６に形成された
ねじ山付き流出部７４と連通させる。連結プラグ
７５がこの清浄目的のために設けられ、一方、Ｏ
シール７６が中間胴体２６を通つて部材２ａの通
過部において通路７３の密封を提供する。

可撓性チユーブ７７か流出部７４に固定され、
この可撓性チユーブ７７はフイルタ７８に末端を
連結し、該フイルタは乾燥材の結晶を含むフラス
コ７９内に突入する。フラスコ７９はボルト８０
によつて主胴体２７に固定されかつ大気を取入れ
るためのオリフイスを含む。

溝６９は、この実施例では、シリンダ２の両端
から等距離に位置し、かつピストン１とシリンダ
２間の間隙はい構造上シリンダの全長に亘つて同
一であるので、この間隙内の流量は、溝６９内の
ガスの圧力、すなわち大気圧Paと、関連する上
方または下方端の圧力との間の差に比例する。

もしQ₁を間隙の下方部分内の流量、Q₂を間隙
の上方部分内の流量、すなわちそれぞれ下方及び
上方溝６９及び各通路７０内の流量とすれば、
Q₁はP₁−Paに比例し、一方ＱはP₂−Paに比例し
かつP₁及びPaよりも大きいか小さい値である。

シリンダ２内のピストン１の絶対に確実な回転
を提供するために詳細について上記した装置の任
務について、第４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅ及
び４Ｆ図について以下に説明するが、これらの図
は、測定される圧力P₂の種々の値に対応するも
のであつて、これらの値は第４Ａ図から第４Ｆ図
に移るに従つて漸次に増大するが、圧力Pa及び
P₁＝０は一定に保たれかつゼロである。

第４Ａ図 この図は、測定包囲室２２及び基準包囲室４４
ａ〜４４ｄが共にゼロ圧力で、共に連結されて空
虚化される場合の動力計の校正に関するものであ
る。ピストンの２つの面２３及び２５は、従つて
同一の圧力を受け、ピストン１・シリンダ２組立
体の上方及び下方の２つの半部内の流量Q₁及び
Q₂は同一でかつ方向が反対であり、その理由は、
供給圧力（Pa）と両端部圧力（P₁＝P₂）間の圧
力差は大気圧に等しくPa−P₁＝Pa−P₂＝1atmで
あるからである。

第４Ｂ図 測定包囲室内の圧力P₂は、この場合、基準包
囲室内の圧力P₁＝０よりも高く、同時に大気圧
Paより低く保たれる。

第４Ｂ図場合の流量Q₂は、圧力P₂及びゼロ圧
力間の差に比例して、第４Ａ図の場合における流
量Q₂に対して減少する。

これに反し、流量Q₁は不変のままであり、な
ぜならば各通路７０と基準包囲室間の圧力差は第
４Ａ図の場合と変わらないからである。

最後に、通路７０に対する供給流量Q₁＋Q₂は
流量Q₂の場合と同様に減少する。

第４Ｃ図 圧力P₂を増加し続けることによつて大気圧Pa
に達する。この場合、流量Q₂はP₂＝Paであるか
らゼロである。流量Q₁はPaとP₁が変化しないの
で、第４Ａ図及び第４Ｂ図に対して不変のままで
ある。

第４Ｃ図か分あるよあうに、全供給流量は間隙
の下方部分を通つてのみ流れ（流量Q₁）、この間
隙の上方部分内には流量が生じない（Q₂−０）。

第４Ｄ図 この場合、P₂（増大し続ける）は、大気圧を超
え、しかも大気圧の２倍、2Pa、よりも低く保た
れる。

上方半部間〓内の流量は、方向を変更し、流量
Q₂はもはやゼロにならず、流量Q₁は上例の場合
と同一の理由にで不変であり、流量Q₂が流量Q₁
を形成するために合流されるので供給流量は減少
する。

第４Ｅ図 この場合、圧力P₂は大気圧の２倍P₂＝2Paに等
しい。上方半部間隙が受ける圧力差は大気圧に等
しく、従つて流量Q₂は流量Q₁に等しい。この結
果、供給流量は各通路７０内ではゼロである。

第４Ｆ図 圧力P₂を増加し続けて、この場合は、大気圧
の２倍よりも高くする。

従つて、流量Q₂は流量Q₁よりも大きく、かつ
各通路７０内の流れは反転する。

下方包囲室内を真空が占めかつ各通路７０内に
大気圧が保たれる状態での、第４Ａ図から第４Ｆ
図までのすべての場合に、流量Q₁は測定圧力P₂
の値の如何に拘らず同一であることが分かるので
あろう。

基準圧力のレベルにおけるこの流量によつて生
じる散乱は一定である。これは決定しかつ考慮に
入れられる。

ピストン１とシリンダ２間に特にガスが存在す
るすべての場合に、ピストンとシリンダ間の間〓
内での流体薄膜の破壊によるピストンの引つかか
りは、このようにして避けられる。

測定圧力P₂が大気圧より数倍も、例えば10倍
も高いときは、相対測定方式（大気圧に対する）
を実施して、この大気圧の正確な値を決定するこ
とが有効であると理解さえるであろう。

既述の説明から明らかでかつさらに理解される
ように、本発明は、本文において特別に考察した
その適用態様及び実施例に限定するものでなは
く、それらのすべての変更態様を含むものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による装置の作用諸要素の説
明用合成図で、種々の垂直切断平面を通る種々の
断面図で形成され、第２図は、温度の影響を修正
する装置の構成を示す垂直平面を通る部分断面
図、第３図は、本装置の種々の要素の配置を示す
概略外形平面図、第４ａ図から第４ｆ図までは、
種々の測定圧力に対するピストンとシリンダ間の
間〓に恒久的に流体を供給する装置の作動説明用
のピストン・シリンダ組立体の拡大断面図、第５
図及び第６図は軸線XX及び第５図の線−そ
れぞれに垂直な平面を通るピストン回転システム
の拡大断面図である。 １：ピストン、２：シリンダ、２ａ：部材、
３：平衡装置部材、４：コイル、５：リンク、５
ａ：ロツド、６：連結ブロツク、６ａ：ピストン
頭部、７：Ｏシール、８：截頭円錐形部材、９：
ねじ付きロツド、１０：ハウジング、１０ａ：凹
部、１１：ボール、１２ａ：ボール止め、１２
ｂ：玉軸受、１３：ワツシヤ、１４ａ，１４ｂ：
ハウジング、１５ａ，１５ｂ：フインガ、１６
ａ，１６ｂ：軸受、１７：ハウジング、１８：プ
ーリ、１８₁，１８₂：軸受、１８ａ：クラウン、
１８ｂ：ばね、１８ｃ：スタツド、１８ｄ：スク
リユー、１８ｅ：シユー、１８ｆ：肩付きスクリ
ユー、１８ｇ：ワツシヤ、１９：歯車、２０：ピ
ニオン、２１：電気モータ、２２：上部包囲室、
２２ａ：下部包囲室部分、２３：ピストン上面、
２４：フランジ、２５：ピストン下面、２６：中
間胴体、２７：主胴体、２８：底板、２９：柱状
体、３０：基台、３１：Ｏシール、３２：Ｏシー
ル、３３：調節スクリユー、３４：ガラスカツ
プ、３５：ピン、３６，３７：接続ワイヤ、３
８：フランジ、３９：Ｏシール、４０：ハーネ
ス、４１：磁気カツプリング、４２：ケース、４
３：Ｏシール、４４：磁気カツプリング、４４
ａ，ｂ，ｃ，ｄ：空所、４５：フランジ、４６：
下方フランジ、４６ａ：Ｏシール、４７：上方フ
ランジ、４７ａ：Ｏシール、４８：スクリユー、
４９：温度プローブ、４９ａ：末端部材、４９
ｂ：チユーブ、４９ｃ：さや、４９ｄ：支持棒、
４９ｅ：カラー、５０：ケーブル、５０ａ：出力
部、５２：ケーシング、５２ａ：ハンドル、５
３：真空ゲージ、５４：制御板、５５：前方傾斜
面、５６：真空指示器、５６ａ：ダイヤル、５
７：窓、５８：指示灯、５９：スイツチ、６０：
指示灯、６１：スイツチ、６２：スイツチ、６
３：後面、６４：フユーズ、６５：出力部、６
６：インターフエイス、６７：止めねじ、６８：
アルコール水準器、６９：円形溝、７０：通路、
７１：環状溝、７２，７３：通路、７４：流出
部、７５：プラグ、７６：Ｏシール、７７：可撓
チユーブ、７８：フイルタ、７９：フラスコ、８
０：ボルト。

【特許請求の範囲】

１ ブロツク状の本体と、該本体内に設けられた
内部室と、該内部室を二つの受圧室に分けるセン
ターダイアフラムと、前記本体の外側面に設けら
れ該本体とシール室を構成し、図２は図１の側面
図である。測定圧力を受圧するシールダイアフラ
ムと、前記シール室と前記受圧室とを連通する連
通孔と、該連通孔と前記シール室と前記受圧室と
をそれぞれ満たす二封入液と、該封入液がそれぞ
れ両側に導かれて差圧を検出する差圧検出機構と
をとを具備するする差圧測定装置において、 外周側と内周側とが逆方向の皿形状をなし該逆
方向の二個の皿形状の接続部と中心部に屈曲部を
有する弾性材よりなるセンターダイアフラムと、
該屈曲部の曲率の中心方向の前記受圧室の壁と該
屈曲部との間に設けられ前記センターダイアフラ
ムをそれぞれ所定圧力で押圧する２個のスプリン
グとを具備したことを特徴とする差圧測定装置。

Claims (1)

1. ２ 前記間〓に流体を供給する前記装置が、シリ
   ンダ内に形成された第一の環状流路６９によつて
   形成される大気圧のような一定圧力をもつ清浄か
   つ乾燥ガスを供給する特許請求の範囲第１項記載
   の流体圧力の高精度測定装置。 ３ 清浄かつ乾燥ガスを前記第一の環状流路６９
   内に供給する前記装置が、前記シリンダ２を囲み
   かつ一方において前記第一の環状流路６９と連通
   され、かつ他方において本装置に穿設されかつ湿
   気をもつ製品及び不純物をろ過する製品を含む物
   質をレシーバ７９から供給される通路と連通され
   る部材２ａの周辺に加工された第２の環状流路７
   １を含み、前記レシーバが大気を供給される特許
   請求の範囲第２項記載の流体圧力の高精度測定装
   置。 ４ 前記測定装置が、ピストン１によつて平衡装
   置Ｂの部材３に伝達される力を制限する弾性装置
   ５ｅを含む、特許請求の範囲第１項ないし第３項
   のいずれか１項記載の流体圧力の高精度測定装
   置。 ５ 前記測定装置が、シリンダ・ピストン組立体
   のレベルにおける温度測定装置４９と、前記測定
   温度の関数として測定された圧力の値を修正する
   装置と、を含む特許請求の範囲第１項ないし第４
   項のいずれか１項記載の流体圧力の高精度測定装
   置。 ６ 前記粗測定装置が、ピストン１を回転駆動す
   るモータ２１と、前記ピストンに接続されかつピ
   ストンとともに回転される機械的装置と、の間の
   磁気連結装置４１を含む特許請求の範囲第１項な
   いし第５項のいずれか１項記載の流体圧力の高精
   度測定装置。 ７ 前記測定装置が、動力計型平衡装置からのデ
   イジタルデータと、好ましくは前記温度測定装置
   ４９からのデータと、を受けるコンピユータに連
   結された少なくとも１つの接続インターフエイス
   を含む特許請求の範囲第５項または第６項記載の
   液体圧力の高精度測定装置。 ８ 前記測定装置が、モータ２１とピストン１間
   に対称型可橈性機械的駆動装置１４ａ，１４ｂ；
   １５ａ，１５ｂ；１６ａ，１６ｂ；１８ｂ，１８
   ｃ，１８ｄ，１８ｅ，１８ｆ，１８ｇを含む特許
   請求の範囲第１項ないし第７項のいずれか１項記
   載の流体圧力の高精度測定装置。