JPH055666A - 差圧測定装置 - Google Patents
差圧測定装置Info
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- JPH055666A JPH055666A JP15873591A JP15873591A JPH055666A JP H055666 A JPH055666 A JP H055666A JP 15873591 A JP15873591 A JP 15873591A JP 15873591 A JP15873591 A JP 15873591A JP H055666 A JPH055666 A JP H055666A
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- pressure
- receiving portion
- measuring device
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ヒステリシスおよび耐久性が向上された差圧
測定装置を提供するにある。 【構成】 首部と受圧部とよりなるハウジングと、前記
首部に設けられた圧力―電気信号変換素子と、前記受圧
部に設けられたセンタダイアフラムと、前記受圧部の両
側面に設けられた隔液ダイアフラムと、該隔液ダイアフ
ラムに対向して前記受圧部に設けられたバックプレ―ト
とを具備する封入液型の差圧測定装置において、常温に
おける前記隔液ダイアフラムの基準位置が隔液ダイアフ
ラムの自然形状より前記センタダイアフラム側に凹とな
るように形成されたバックプレ―トを具備したことを特
徴とする差圧測定装置である。
測定装置を提供するにある。 【構成】 首部と受圧部とよりなるハウジングと、前記
首部に設けられた圧力―電気信号変換素子と、前記受圧
部に設けられたセンタダイアフラムと、前記受圧部の両
側面に設けられた隔液ダイアフラムと、該隔液ダイアフ
ラムに対向して前記受圧部に設けられたバックプレ―ト
とを具備する封入液型の差圧測定装置において、常温に
おける前記隔液ダイアフラムの基準位置が隔液ダイアフ
ラムの自然形状より前記センタダイアフラム側に凹とな
るように形成されたバックプレ―トを具備したことを特
徴とする差圧測定装置である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高温過大圧時の隔液ダ
イアフラムに発生する応力の低下が図られ、ヒステリシ
スおよび耐久性が向上された差圧測定装置に関するもの
である。
イアフラムに発生する応力の低下が図られ、ヒステリシ
スおよび耐久性が向上された差圧測定装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】図３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、例えば、実開昭６０―１８１６
４２号に示されている。図において、１はハウジング
で、円柱状の首部１Ａと、首部１Ａの端部外周縁部１Ｃ
において、溶接接続されたブロック状の受圧部１Ｂとよ
りなる。ハウジング１の両側に高圧側フランジ２、低圧
側フランジ３が溶接等によって固定されており、両フラ
ンジ２，３には測定せんとする圧力ＰH の高圧流体の導
入口４、圧力ＰL の低圧流体の導入口５が設けられてい
る。
従来例の構成説明図で、例えば、実開昭６０―１８１６
４２号に示されている。図において、１はハウジング
で、円柱状の首部１Ａと、首部１Ａの端部外周縁部１Ｃ
において、溶接接続されたブロック状の受圧部１Ｂとよ
りなる。ハウジング１の両側に高圧側フランジ２、低圧
側フランジ３が溶接等によって固定されており、両フラ
ンジ２，３には測定せんとする圧力ＰH の高圧流体の導
入口４、圧力ＰL の低圧流体の導入口５が設けられてい
る。
【０００３】ハウジング１内に圧力測定室６が形成され
ており、この圧力測定室６内にセンタダイアフラム７と
シリコンダイアフラム８が設けられている。センタダイ
アフラム７とシリコンダイアフラム８はそれぞれ別個に
圧力測定室６の壁に固定されており、センタダイアフラ
ム７とシリコンダイアフラム８の両者でもって圧力測定
室６を２分している。センタダイアフラム７と対向する
圧力測定室６の壁には、バックプレ―ト６Ａ，６Ｂが形
成されている。
ており、この圧力測定室６内にセンタダイアフラム７と
シリコンダイアフラム８が設けられている。センタダイ
アフラム７とシリコンダイアフラム８はそれぞれ別個に
圧力測定室６の壁に固定されており、センタダイアフラ
ム７とシリコンダイアフラム８の両者でもって圧力測定
室６を２分している。センタダイアフラム７と対向する
圧力測定室６の壁には、バックプレ―ト６Ａ，６Ｂが形
成されている。
【０００４】センタダイアフラム７は周縁部をハウジン
グ１に溶接されている。シリコンダイアフラム８は、全
体が単結晶のシリコン基板から形成されている。シリコ
ン基板の一方の面にボロン等の不純物を選択拡散して４
っのストレンゲ―ジ８０を形成し、他方の面を機械加
工、エッチングし、全体が凹形のダイアフラムを形成す
る。４っのストレインゲ―ジ８０は、シリコンダイアフ
ラム８が差圧ΔＰを受けてたわむ時、２つが引張り、２
つが圧縮を受けるようになっており、これらがホイ―ト
ストン・ブリッジ回路に接続され、抵抗変化が差圧ΔＰ
の変化として検出される。
グ１に溶接されている。シリコンダイアフラム８は、全
体が単結晶のシリコン基板から形成されている。シリコ
ン基板の一方の面にボロン等の不純物を選択拡散して４
っのストレンゲ―ジ８０を形成し、他方の面を機械加
工、エッチングし、全体が凹形のダイアフラムを形成す
る。４っのストレインゲ―ジ８０は、シリコンダイアフ
ラム８が差圧ΔＰを受けてたわむ時、２つが引張り、２
つが圧縮を受けるようになっており、これらがホイ―ト
ストン・ブリッジ回路に接続され、抵抗変化が差圧ΔＰ
の変化として検出される。
【０００５】８１は、ストレインゲ―ジ８０に一端が取
付けられたリ―ドである。 ８２は、リ―ド８１の他端が接続されたハ―メチック端
子である。支持体９はハ―メチック端子を備えており、
支持体９の圧力測定室６側端面に低融点ガラス接続等の
方法でシリコンダイアフラム８が接着固定されている。
ハウジング１と高圧側フランジ２、および低圧側フラン
ジ３との間に、圧力導入室１０，１１が形成されてい
る。
付けられたリ―ドである。 ８２は、リ―ド８１の他端が接続されたハ―メチック端
子である。支持体９はハ―メチック端子を備えており、
支持体９の圧力測定室６側端面に低融点ガラス接続等の
方法でシリコンダイアフラム８が接着固定されている。
ハウジング１と高圧側フランジ２、および低圧側フラン
ジ３との間に、圧力導入室１０，１１が形成されてい
る。
【０００６】この圧力導入室１０，１１内に隔液ダイア
フラム１２，１３を設け、この隔液ダイアフラム１２，
１３と対向するハウジング１の壁１０Ａ，１１Ａに隔液
ダイアフラム１２，１３と類似の形状のバックプレ―ト
が形成されている。隔液ダイアフラム１２，１３とバッ
クプレ―ト１０Ａ，１１Ａとで形成される空間と、圧力
測定室６は、連通孔１４，１５を介して導通している。
フラム１２，１３を設け、この隔液ダイアフラム１２，
１３と対向するハウジング１の壁１０Ａ，１１Ａに隔液
ダイアフラム１２，１３と類似の形状のバックプレ―ト
が形成されている。隔液ダイアフラム１２，１３とバッ
クプレ―ト１０Ａ，１１Ａとで形成される空間と、圧力
測定室６は、連通孔１４，１５を介して導通している。
【０００７】そして、隔液ダイアフラム１２，１３間に
シリコンオイル等の封入液１０１，１０２が満たされ、
この封入液が連通孔１６，１７を介してシリコンダイア
フラム８の上下面にまで至っている、封入液１０１，１
０２はセンタダイアフラム７とシリコンダイアフラム８
とによって２分されているが、その量が、ほぼ均等にな
るように配慮されている。
シリコンオイル等の封入液１０１，１０２が満たされ、
この封入液が連通孔１６，１７を介してシリコンダイア
フラム８の上下面にまで至っている、封入液１０１，１
０２はセンタダイアフラム７とシリコンダイアフラム８
とによって２分されているが、その量が、ほぼ均等にな
るように配慮されている。
【０００８】以上の構成において、高圧側から圧力が作
用した場合、隔液ダイアフラム１２に作用する圧力が、
封入液１０１によって、シリコンダイアフラム８に伝達
される。一方、低圧側から圧力が作用した場合、隔液ダ
イアフラム１３に作用する圧力が封入液１０２によって
シリコンダイアフラム８に伝達される。
用した場合、隔液ダイアフラム１２に作用する圧力が、
封入液１０１によって、シリコンダイアフラム８に伝達
される。一方、低圧側から圧力が作用した場合、隔液ダ
イアフラム１３に作用する圧力が封入液１０２によって
シリコンダイアフラム８に伝達される。
【０００９】この結果、高圧側と低圧側との圧力差に応
じてシリコンダイアフラム８が歪み、この歪み量がスト
レインゲ―ジ８０に因って電気的に取出され、差圧の測
定が行なわれる。
じてシリコンダイアフラム８が歪み、この歪み量がスト
レインゲ―ジ８０に因って電気的に取出され、差圧の測
定が行なわれる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】この様な装置におい
て、原理的構成説明図を図４に、原理説明図を図５に示
す。 ここにおいて、ＶB1は、隔液ダイアフラムとバッ
クプレ―ト間の封入液の量、Ｖs は、センタダイアフラ
ム回りの封入液の量、ＶB1は、センサ部分の回りおよび
連通孔の封入液の量である。ここで、図示のごとく、隔
液ダイアフラム１２が圧力Ｐを受けると、圧力Ｐは封入
液１０１を介してセンタダイアフラム７およびシリコン
ダイアフラム８に伝達され、センタダイアフラム７は、
図の右側に凸状に変形する。したがって、センタダイア
フラム７の排除容積だけ、図の左側のＶB1は減少し、図
の右側のＶB1は増加する。圧力Ｐが、あらかじめ設定さ
れた圧力Ｐ1 に達すると、隔液ダイアフラム１２はバッ
クプレ―ト１０Ａに密着し、これ以上の圧力をシリコン
ダイアフラム８に伝達せず、センサ部分は保護される。
この場合、隔液ダイアフラム１２，１３の初期位置は、
隔液ダイアフラムの自然状態での形状の位置となってい
る。常温においては、次の関係が成立つ。 （１）左側の隔液ダイアフラムの排除容積＝センタダイ
アフラムの排除容積＝右側の隔液ダイアフラムの排除容
積 （２）各ダイアフラムの排除容積の最大値＝ＶB1 今、温度が上昇すると、封入液１０１，１０２の膨脹係
数は、一般に金属に比べて非常に大きい為、封入液１０
１，１０２の容積は、体積膨脹分だけ増加する。封入液
の体積膨脹係数をαとすると、温度がΔＴだけ上昇した
ときのＶB1は次の様になる。 ＶB1 at T ℃＝ＶB1＋（ＶB1＋Ｖs ＋ＶB2）×α×ΔＴ （３ ） これは、圧力が零で、すでに隔液ダイアフラム１２，１３は （ＶB1＋Ｖs ＋ＶB2）×α×ΔＴ （４） だけ凸になっている事を示す。更に、過大圧Ｐ1 を受け
る事により、各ダイアフラム１２，１３は、 ＶB1 at T ℃ （５ ）だけの容積を排除する。 よって、図の右側の隔液ダイアフラム１３は、（４）＋
（５）だけ図の右に凸となる。 （４）＋（５） ＝（ＶB1＋Ｖs ＋ＶB2）×α×ΔＴ＋ＶB1 at T ℃ ＝（ＶB1＋Ｖs ＋ＶB2）×α×ΔＴ ＋ＶB1＋（ＶB1＋Ｖs ＋ＶB2）×α×ΔＴ ＝ＶB1＋２（ＶB1＋Ｖs ＋ＶB2）×α×ΔＴ （６） 以上により隔液ダイアフラムの最大排除容積は次のよう
になる。隔液ダイアフラム１３（この際は、凸状になっ
ている。）＝（６）式 ＝ＶB1＋２（ＶB1＋Ｖs ＋ＶB2）×α×ΔＴ （７） 隔液ダイアフラム１２（この際は、凹状になってい
る。） ＝ＶB1 atRT （ＶB1 atRT でバックプレ―ト１０Ａに密着する。） （８） よって、隔液ダイアフラム１３側（凸側）が隔液ダイア
フラム１２側（凹側）より、２（ＶB1＋Ｖs ＋ＶB2）×
α×ΔＴだけ封入液を多く排除する。図６に、隔液ダイ
アフラムの排除容積と最大応力の関係を示す。排除容積
の増加に従って、応力は指数関数的に増加し、応力の増
加にしたがって、隔液ダイアフラムは塑性変型し、差圧
測定装置としては、入出力ヒステリシスとして表われ
る。このヒステリシスが最も大きくなるのは排斥容積が
最大となる高温過大圧時であり、このときのヒステリシ
スは主として凸となる隔液ダイアフラムにより発生す
る。この為、常温における隔液ダイアフラムの基準位置
を、隔液ダイアフラムの自然形状位置とした従来構造で
は、全体の封入液が多い場合には、封入液の膨脹量も大
きくなり、高温過大圧時の凸になる側の隔液ダイアフラ
ムの応力が大きくなり、ヒステリシスが大きくなり、ま
た耐久性も低下する。センタダイアフラム方式を採用し
た差圧測定装置では、どうしても封入液が多くなり上述
の問題点が発生する。また、高精度、例えば、全体誤差
±０．１％の差圧測定装置では、上述のヒステリシスの
存在が全体誤差に及ぼす影響は大きくなり、ヒステリシ
スを出来るだけ小さくする事が必要となる。本発明は、
この問題点を、解決するものである。
て、原理的構成説明図を図４に、原理説明図を図５に示
す。 ここにおいて、ＶB1は、隔液ダイアフラムとバッ
クプレ―ト間の封入液の量、Ｖs は、センタダイアフラ
ム回りの封入液の量、ＶB1は、センサ部分の回りおよび
連通孔の封入液の量である。ここで、図示のごとく、隔
液ダイアフラム１２が圧力Ｐを受けると、圧力Ｐは封入
液１０１を介してセンタダイアフラム７およびシリコン
ダイアフラム８に伝達され、センタダイアフラム７は、
図の右側に凸状に変形する。したがって、センタダイア
フラム７の排除容積だけ、図の左側のＶB1は減少し、図
の右側のＶB1は増加する。圧力Ｐが、あらかじめ設定さ
れた圧力Ｐ1 に達すると、隔液ダイアフラム１２はバッ
クプレ―ト１０Ａに密着し、これ以上の圧力をシリコン
ダイアフラム８に伝達せず、センサ部分は保護される。
この場合、隔液ダイアフラム１２，１３の初期位置は、
隔液ダイアフラムの自然状態での形状の位置となってい
る。常温においては、次の関係が成立つ。 （１）左側の隔液ダイアフラムの排除容積＝センタダイ
アフラムの排除容積＝右側の隔液ダイアフラムの排除容
積 （２）各ダイアフラムの排除容積の最大値＝ＶB1 今、温度が上昇すると、封入液１０１，１０２の膨脹係
数は、一般に金属に比べて非常に大きい為、封入液１０
１，１０２の容積は、体積膨脹分だけ増加する。封入液
の体積膨脹係数をαとすると、温度がΔＴだけ上昇した
ときのＶB1は次の様になる。 ＶB1 at T ℃＝ＶB1＋（ＶB1＋Ｖs ＋ＶB2）×α×ΔＴ （３ ） これは、圧力が零で、すでに隔液ダイアフラム１２，１３は （ＶB1＋Ｖs ＋ＶB2）×α×ΔＴ （４） だけ凸になっている事を示す。更に、過大圧Ｐ1 を受け
る事により、各ダイアフラム１２，１３は、 ＶB1 at T ℃ （５ ）だけの容積を排除する。 よって、図の右側の隔液ダイアフラム１３は、（４）＋
（５）だけ図の右に凸となる。 （４）＋（５） ＝（ＶB1＋Ｖs ＋ＶB2）×α×ΔＴ＋ＶB1 at T ℃ ＝（ＶB1＋Ｖs ＋ＶB2）×α×ΔＴ ＋ＶB1＋（ＶB1＋Ｖs ＋ＶB2）×α×ΔＴ ＝ＶB1＋２（ＶB1＋Ｖs ＋ＶB2）×α×ΔＴ （６） 以上により隔液ダイアフラムの最大排除容積は次のよう
になる。隔液ダイアフラム１３（この際は、凸状になっ
ている。）＝（６）式 ＝ＶB1＋２（ＶB1＋Ｖs ＋ＶB2）×α×ΔＴ （７） 隔液ダイアフラム１２（この際は、凹状になってい
る。） ＝ＶB1 atRT （ＶB1 atRT でバックプレ―ト１０Ａに密着する。） （８） よって、隔液ダイアフラム１３側（凸側）が隔液ダイア
フラム１２側（凹側）より、２（ＶB1＋Ｖs ＋ＶB2）×
α×ΔＴだけ封入液を多く排除する。図６に、隔液ダイ
アフラムの排除容積と最大応力の関係を示す。排除容積
の増加に従って、応力は指数関数的に増加し、応力の増
加にしたがって、隔液ダイアフラムは塑性変型し、差圧
測定装置としては、入出力ヒステリシスとして表われ
る。このヒステリシスが最も大きくなるのは排斥容積が
最大となる高温過大圧時であり、このときのヒステリシ
スは主として凸となる隔液ダイアフラムにより発生す
る。この為、常温における隔液ダイアフラムの基準位置
を、隔液ダイアフラムの自然形状位置とした従来構造で
は、全体の封入液が多い場合には、封入液の膨脹量も大
きくなり、高温過大圧時の凸になる側の隔液ダイアフラ
ムの応力が大きくなり、ヒステリシスが大きくなり、ま
た耐久性も低下する。センタダイアフラム方式を採用し
た差圧測定装置では、どうしても封入液が多くなり上述
の問題点が発生する。また、高精度、例えば、全体誤差
±０．１％の差圧測定装置では、上述のヒステリシスの
存在が全体誤差に及ぼす影響は大きくなり、ヒステリシ
スを出来るだけ小さくする事が必要となる。本発明は、
この問題点を、解決するものである。
【００１１】本発明の目的は、高温過大圧時の隔液ダイ
アフラムに発生する応力の低下が図られ、ヒステリシス
および耐久性が向上された差圧測定装置を提供するにあ
る。
アフラムに発生する応力の低下が図られ、ヒステリシス
および耐久性が向上された差圧測定装置を提供するにあ
る。
【００１２】
【課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、首部と受圧部とよりなるハウジングと、
前記首部に設けられた圧力―電気信号変換素子と、前記
受圧部に設けられたセンタダイアフラムと、前記受圧部
の両側面に設けられた隔液ダイアフラムと、該隔液ダイ
アフラムに対向して前記受圧部に設けられたバックプレ
―トとを具備する封入液型の差圧測定装置において、常
温における前記隔液ダイアフラムの基準位置が隔液ダイ
アフラムの自然形状より前記センタダイアフラム側に凹
となるように形成されたバックプレ―トを具備したこと
を特徴とする差圧測定装置を構成したものである。
に、本発明は、首部と受圧部とよりなるハウジングと、
前記首部に設けられた圧力―電気信号変換素子と、前記
受圧部に設けられたセンタダイアフラムと、前記受圧部
の両側面に設けられた隔液ダイアフラムと、該隔液ダイ
アフラムに対向して前記受圧部に設けられたバックプレ
―トとを具備する封入液型の差圧測定装置において、常
温における前記隔液ダイアフラムの基準位置が隔液ダイ
アフラムの自然形状より前記センタダイアフラム側に凹
となるように形成されたバックプレ―トを具備したこと
を特徴とする差圧測定装置を構成したものである。
【００１３】
【作用】以上の構成において、高圧側から圧力が作用し
た場合、隔液ダイアフラムに作用する圧力が封入液によ
ってシリコンダイアフラムに伝達される。一方、低圧側
から圧力が作用した場合、隔液ダイアフラムに作用する
圧力が封入液によってシリコンダイアフラムに伝達され
る。この結果、高圧側と低圧側との圧力差に応じてシリ
コンダイアフラムが歪み、この歪み量がストレインゲ―
ジに因って電気的に取出され、差圧の測定が行なわれ
る。
た場合、隔液ダイアフラムに作用する圧力が封入液によ
ってシリコンダイアフラムに伝達される。一方、低圧側
から圧力が作用した場合、隔液ダイアフラムに作用する
圧力が封入液によってシリコンダイアフラムに伝達され
る。この結果、高圧側と低圧側との圧力差に応じてシリ
コンダイアフラムが歪み、この歪み量がストレインゲ―
ジに因って電気的に取出され、差圧の測定が行なわれ
る。
【００１４】而して、常温における隔液ダイアフラムの
基準位置が隔液ダイアフラムの自然形状より受圧部側に
凹となるようにバックプレ―トが、形成されているの
で、高温過大圧時に隔液ダイアフラムに発生する応力を
従来例より小さくする事が出来る。以下、実施例に基づ
き詳細に説明する。
基準位置が隔液ダイアフラムの自然形状より受圧部側に
凹となるようにバックプレ―トが、形成されているの
で、高温過大圧時に隔液ダイアフラムに発生する応力を
従来例より小さくする事が出来る。以下、実施例に基づ
き詳細に説明する。
【００１５】
【実施例】図１は本発明の一実施例の要部構成説明図、
図２は図１の原理説明図である。図において、図３と同
一記号の構成は同一機能を表わす。以下、図３と相違部
分のみ説明する。２１，２２は、常温における隔液ダイ
アフラム１２，１３の基準位置が隔液ダイアフラム１
２，１３の自然形状よりセンタダイアフラム７側に凹と
なるように形成されたバックプレ―トである。図２にお
いて、点線は隔液ダイアフラム１２，１３の自然状態に
おける形状を示す。
図２は図１の原理説明図である。図において、図３と同
一記号の構成は同一機能を表わす。以下、図３と相違部
分のみ説明する。２１，２２は、常温における隔液ダイ
アフラム１２，１３の基準位置が隔液ダイアフラム１
２，１３の自然形状よりセンタダイアフラム７側に凹と
なるように形成されたバックプレ―トである。図２にお
いて、点線は隔液ダイアフラム１２，１３の自然状態に
おける形状を示す。
【００１６】以上の構成において、高圧側から圧力が作
用した場合、隔液ダイアフラム１２に作用する圧力が、
封入液１０１によって、シリコンダイアフラム８に伝達
される。一方、低圧側から圧力が作用した場合、隔液ダ
イアフラム１３に作用する圧力が封入液１０２によって
シリコンダイアフラム８に伝達される。この結果、高圧
側と低圧側との圧力差に応じてシリコンダイアフラム８
が歪み、この歪み量がストレインゲ―ジ８０に因って電
気的に取出され、差圧の測定が行なわれる。
用した場合、隔液ダイアフラム１２に作用する圧力が、
封入液１０１によって、シリコンダイアフラム８に伝達
される。一方、低圧側から圧力が作用した場合、隔液ダ
イアフラム１３に作用する圧力が封入液１０２によって
シリコンダイアフラム８に伝達される。この結果、高圧
側と低圧側との圧力差に応じてシリコンダイアフラム８
が歪み、この歪み量がストレインゲ―ジ８０に因って電
気的に取出され、差圧の測定が行なわれる。
【００１７】而して、常温における隔液ダイアフラム１
２，１３の基準位置が隔液ダイアフラム１２，１３の自
然形状よりセンタダイアフラム側に凹となるようにバッ
クプレ―ト１２，１３が、形成されているので、高温過
大圧時に隔液ダイアフラムに発生する応力を従来例より
小さくする事が出来る。すなわち、（７）（８）式より
隔液ダイアフラムが凸に変形する最大の排除容積は、凹
に変形する時の排除容積より２（ＶB1＋Ｖs ＋ＶB2）×
α×ΔＴだけ多い。よって、凸量と凹量を同じにするに
は、隔液ダイアフラム１２，１３の初期位置を自然形状
より（ＶB1＋Ｖs ＋ＶB2）×α×ΔＴになるようにバッ
クプレ―ト２１，２２を設計する。この場合は、ΔＴ＝
１００℃として設計されている。高温過大圧時の隔液ダ
イアフラムの凸状に変形した側の排除容積は、（６）式
より ＶB1 atT℃＝ＶB1 atRT ＋２（ＶB1＋Ｖs ＋ＶB2）×α×ΔＴ であるが、これは隔液ダイアフラムの初期位置が凹なの
で、自然形状から見ると 、 ＶB1＋２（ＶB1＋Ｖs ＋ＶB2）×α×ΔＴ−（ＶB1＋Ｖs ＋ＶB2）×α×Δ Ｔ ＝ＶB1＋（ＶB1＋Ｖs ＋ＶB2）×α×ΔＴ しか排除していない為、従来例より発生応力を小さくす
る事が出来る。
２，１３の基準位置が隔液ダイアフラム１２，１３の自
然形状よりセンタダイアフラム側に凹となるようにバッ
クプレ―ト１２，１３が、形成されているので、高温過
大圧時に隔液ダイアフラムに発生する応力を従来例より
小さくする事が出来る。すなわち、（７）（８）式より
隔液ダイアフラムが凸に変形する最大の排除容積は、凹
に変形する時の排除容積より２（ＶB1＋Ｖs ＋ＶB2）×
α×ΔＴだけ多い。よって、凸量と凹量を同じにするに
は、隔液ダイアフラム１２，１３の初期位置を自然形状
より（ＶB1＋Ｖs ＋ＶB2）×α×ΔＴになるようにバッ
クプレ―ト２１，２２を設計する。この場合は、ΔＴ＝
１００℃として設計されている。高温過大圧時の隔液ダ
イアフラムの凸状に変形した側の排除容積は、（６）式
より ＶB1 atT℃＝ＶB1 atRT ＋２（ＶB1＋Ｖs ＋ＶB2）×α×ΔＴ であるが、これは隔液ダイアフラムの初期位置が凹なの
で、自然形状から見ると 、 ＶB1＋２（ＶB1＋Ｖs ＋ＶB2）×α×ΔＴ−（ＶB1＋Ｖs ＋ＶB2）×α×Δ Ｔ ＝ＶB1＋（ＶB1＋Ｖs ＋ＶB2）×α×ΔＴ しか排除していない為、従来例より発生応力を小さくす
る事が出来る。
【００１８】この結果、高温過大圧時に隔液ダイアフラ
ム１２，１３に発生する応力を小さくする事が出来るた
めに、高温過大圧ヒステリシスを小さくする事が出来、
かつ、耐久性が向上する。
ム１２，１３に発生する応力を小さくする事が出来るた
めに、高温過大圧ヒステリシスを小さくする事が出来、
かつ、耐久性が向上する。
【００１９】なお、前述の実施例においては、バックプ
レ―ト２１，２２は、ΔＴを１００℃として設計したも
のについて説明したが、これに限ることはなく、要する
に、常温における前記隔液ダイアフラムの基準位置が、
隔液ダイアフラムの自然形状よりセンタダイアフラム７
側に凹となるように形成されたバックプレ―トで、あれ
ば良い。隔液ダイアフラム１２，１３が凹状に組立てら
れていれば過大圧力時の応力を少しでも減ずる事が出来
るからである。
レ―ト２１，２２は、ΔＴを１００℃として設計したも
のについて説明したが、これに限ることはなく、要する
に、常温における前記隔液ダイアフラムの基準位置が、
隔液ダイアフラムの自然形状よりセンタダイアフラム７
側に凹となるように形成されたバックプレ―トで、あれ
ば良い。隔液ダイアフラム１２，１３が凹状に組立てら
れていれば過大圧力時の応力を少しでも減ずる事が出来
るからである。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、首部と
受圧部とよりなるハウジングと、前記首部に設けられた
圧力―電気信号変換素子と、前記受圧部に設けられたセ
ンタダイアフラムと、前記受圧部の両側面に設けられた
隔液ダイアフラムと、該隔液ダイアフラムに対向して前
記受圧部に設けられたバックプレ―トとを具備する封入
液型の差圧測定装置において、常温における前記隔液ダ
イアフラムの基準位置が隔液ダイアフラムの自然形状よ
り前記センタダイアフラム側に凹となるように形成され
たバックプレ―トを具備したことを特徴とする差圧測定
装置を構成した。
受圧部とよりなるハウジングと、前記首部に設けられた
圧力―電気信号変換素子と、前記受圧部に設けられたセ
ンタダイアフラムと、前記受圧部の両側面に設けられた
隔液ダイアフラムと、該隔液ダイアフラムに対向して前
記受圧部に設けられたバックプレ―トとを具備する封入
液型の差圧測定装置において、常温における前記隔液ダ
イアフラムの基準位置が隔液ダイアフラムの自然形状よ
り前記センタダイアフラム側に凹となるように形成され
たバックプレ―トを具備したことを特徴とする差圧測定
装置を構成した。
【００２１】而して、常温における隔液ダイアフラム基
準位置が隔液ダイアフラムの自然形状よりセンタダイア
フラム側に凹となるようにバックプレ―トが、形成され
ているので、高温過大圧時に隔液ダイアフラムに発生す
る応力を従来例より小さくする事が出来る。
準位置が隔液ダイアフラムの自然形状よりセンタダイア
フラム側に凹となるようにバックプレ―トが、形成され
ているので、高温過大圧時に隔液ダイアフラムに発生す
る応力を従来例より小さくする事が出来る。
【００２２】この結果、高温過大圧時に隔液ダイアフラ
ムに発生する応力を小さくする事が出来るために、高温
過大圧ヒステリシスを小さくする事が出来、かつ、耐久
性が向上する。
ムに発生する応力を小さくする事が出来るために、高温
過大圧ヒステリシスを小さくする事が出来、かつ、耐久
性が向上する。
【００２３】従って、本発明によれば、高温過大圧時の
隔液ダイアフラムに発生する応力の低下が図られ、ヒス
テリシスおよび耐久性が向上された差圧測定装置を実現
することが出来る。
隔液ダイアフラムに発生する応力の低下が図られ、ヒス
テリシスおよび耐久性が向上された差圧測定装置を実現
することが出来る。
【図１】本発明の一実施例の要部構成説明図である。
【図２】図１の原理説明図である。
【図３】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。
明図である。
【図４】図３の原理的構成説明図である。
【図５】図３の原理説明図である。
【図６】図３の動作説明図である。
１…ハウジング １Ａ…首部 １Ｂ…受圧部 １Ｃ…溶接 ２…高圧側フランジ ３…低圧側フランジ ４…導入口 ５…導入口 ６…圧力測定室 ６Ａ…バックプレ―ト ６Ｂ…バックプレ―ト ７…センタダイアフラム ８…シリコンダイアフラム ９…支持体 １０…圧力導入室 １１…圧力導入室 １２…隔液ダイアフラム １３…隔液ダイアフラム １４…連通孔 １５…連通孔 １６…連通孔 １７…連通孔 ２１…バックプレ―ト ２２…バックプレ―ト ８０…ストレインゲ―ジ ８１…リ―ド ８２…ハ―メチック端子 １０１…封入液 １０２…封入液
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉岡 賢一 東京都武蔵野市中町２丁目９番32号 横河 電機株式会社内
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】首部と受圧部とよりなるハウジングと、前
記首部に設けられた圧力―電気信号変換素子と、前記受
圧部に設けられたセンタダイアフラムと、前記受圧部の
両側面に設けられた隔液ダイアフラムと、該隔液ダイア
フラムに対向して前記受圧部に設けられたバックプレ―
トとを具備する封入液型の差圧測定装置において、常温
における前記隔液ダイアフラムの基準位置が隔液ダイア
フラムの自然形状より前記センタダイアフラム側に凹と
なるように形成されたバックプレ―トを具備したことを
特徴とする差圧測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15873591A JPH055666A (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | 差圧測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15873591A JPH055666A (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | 差圧測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH055666A true JPH055666A (ja) | 1993-01-14 |
Family
ID=15678189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15873591A Pending JPH055666A (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | 差圧測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH055666A (ja) |
-
1991
- 1991-06-28 JP JP15873591A patent/JPH055666A/ja active Pending
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