JPH06307961A - 差圧測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シールダイアフラムの組み立ての歩留まりが
向上され製造コストが向上し得る差圧測定装置を実現す
る。 【構成】 ブロック状の受圧部の両側面にシールダイア
フラムの周縁部がシールリングにより固定される差圧測
定装置において、測定流体が流通する流通孔と該流通孔
の周縁に設けられ前記受圧部と共に前記シールダイアフ
ラムの周縁部をメタルシールするメタルシール部とから
なる平面状の底部と該底部の周縁に一端が固定され内周
面が前記受圧部にねじ合わされて固定される或いは圧入
固定される筒部とを備えるシールリングを具備したこと
を特徴とする差圧測定装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シールダイアフラムの
組み立ての歩留まりが向上され製造コストが向上し得る
差圧測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４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。

【０００３】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。

【０００４】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Ｐ_H の高圧流体
の導入口４、圧力Ｐ_L の低圧流体の導入口５が設けられ
ている。

【０００５】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。

【０００６】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。

【０００７】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。シリコンダイアフラ
ム８は、首部１Ａを２個のセンサ室８１，８２に分け
る。

【０００８】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。

【０００９】この圧力導入室１０，１１内にシールダイ
アフラム１２，１３を設け、このシールダイアフラム１
２，１３と対向するハウジング１の壁１０Ａ，１１Ａに
シールダイアフラム１２，１３と類似の形状のバックプ
レ―トが形成されている。シールダイアフラム１２，１
３は、受圧部１Ｂに、シールリング１２１，１３１によ
り周縁部が溶接されている。

【００１０】シールダイアフラム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。そし
て、シールダイアフラム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。

【００１１】封入液１０１，１０２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。１８は、受圧部１Ｂとフランジ２，３との間に設け
られたガスケットで、この場合は、Ｏリングが使用され
ている。

【００１２】以上の構成において、高圧側から圧力が作
用した場合、シールダイアフラム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、シール
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。

【００１３】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によって電気的に取出され、差圧の測
定が行なわれる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
な装置においては、腐食性の強い測定流体等を測定する
場合、測定流体に接するシールダイアフラム等の部品に
耐食性のある金属を用いている。例えば、チタン、タン
タル、モネ等が使用されている。これらの金属は、耐食
性は良いが、溶接性が悪いという欠点があり、溶接条件
等を慎重にコントロールしなければ、溶接不良が発生し
易く、溶接加工による歩留が低下し易い。また、本体ボ
ディと直接に溶接が不可能な場合もあり、別の金属を介
して溶接を行う等、製造コストの上昇につながってい
た。

【００１５】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、シールダイアフラムの組み立て
の歩留まりが向上され製造コストが向上し得る差圧測定
装置を提供するにある。

【００１６】

【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、ブロック状の受圧部の両側面にシールダ
イアフラムの周縁部がシールリングにより固定される差
圧測定装置において、測定流体が流通する流通孔と該流
通孔の周縁に設けられ前記受圧部と共に前記シールダイ
アフラムの周縁部をメタルシールするメタルシール部と
からなる平面状の底部と該底部の周縁に一端が固定され
内周面が前記受圧部にねじ合わされて固定される或いは
圧入固定される筒部とを備えるシールリングを具備した
ことを特徴とする差圧測定装置を構成したものである。

【００１７】

【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、シール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、シール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。従って、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
―ジによって電気的に取出され、差圧の測定が行なわれ
る。

【００１８】而して、シールダイアフラムは、受圧部と
シールリングとの間に挟まれ、シールリングの筒部が受
圧部に固定されることにより、シールダイアフラムとシ
ールリング間、シールダイアフラムと受圧部間はメタル
シールされる。以下、実施例に基づき詳細に説明する。

【００１９】

【実施例】図１は本発明の一実施例の要部構成説明図で
ある。図において、図４と同一記号の構成は同一機能を
表わす。以下、図４と相違部分のみ説明する。２０は、
底部２１と筒部２２とからなるシールリングである。底
部２１は、測定流体が流通する流通孔２１１と、流通孔
２１１の周縁に設けられ、受圧部１Ｂとシールダイアフ
ラム１２，１３の周縁部を、メタルシールするメタルシ
ール部２１２からなる平面状の底部である。筒部２２
は、底部２１の周縁に一端が固定され、内周面２２１が
受圧部１Ｂにねじ合わされて固定される。

【００２０】以上の構成において、高圧側から圧力が作
用した場合、シールダイアフラム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、シールダ
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。従って、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によって電気
的に取出され、差圧の測定が行なわれる。

【００２１】而して、図２に示す如く、シールダイアフ
ラム１２，１３は、受圧部１Ｂとシールリング１２１，
１３１との間に挟まれ、シールリング２０の筒部２２が
受圧部１Ｂに固定されることにより、シールダイアフラ
ム１２，１３とシールリング２０間、シールダイアフラ
ム１２，１３と受圧部１Ｂ間はメタルシールされる。こ
の場合は、シールリング２０を受圧部１Ｂに、メタルシ
ールに必要な面圧がＡ部，Ｂ部に発生するようにねじ込
む。なお、少ない締め付けトルクで、十分な面圧が発生
出来るよう、Ａ部，Ｂ部に突起等を設けてもよい。この
結果、 （１）歩留りの悪いシールリング１２１，１３１の溶接
構造を廃止し、ねじこみ式或いは圧入式として、メタル
シールによりシールダイアフラム１２，１３の受圧部１
Ｂに対するシールを確保したので、シールダイアフラム
１２，１３の組付けの歩留は略１００％となり、製造コ
ストが低減できる。 （２）受圧部１Ｂと直接に溶接が出来ない金属からなる
シールダイアフラム１２，１３の場合は、受圧部１Ｂに
他の金属を介して溶接固定していたが、この媒介となる
金属が不必要になり、製造コストが低減できる。

【００２２】図３は本発明の他の実施例の要部構成説明
図である。本実施例においては、シールリング３０の筒
部３１を、シールダイアフラム１２，１３を介して受圧
部１Ｂに圧入固定するようにしたものである。シールダ
イアフラム１２，１３と受圧部１Ｂのメタルシールが確
実なものが得られる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、ブロッ
ク状の受圧部の両側面にシールダイアフラムの周縁部が
シールリングにより固定される差圧測定装置において、
測定流体が流通する流通孔と該流通孔の周縁に設けられ
前記受圧部と共に前記シールダイアフラムの周縁部をメ
タルシールするメタルシール部とからなる平面状の底部
と該底部の周縁に一端が固定され内周面が前記受圧部に
ねじ合わされて固定される或いは圧入固定される筒部と
を備えるシールリングを具備したことを特徴とする差圧
測定装置を構成した。

【００２４】この結果、 （１）歩留りの悪いシールリングの溶接構造を廃止し、
ねじこみ式或いは圧入式として、メタルシールによりシ
ールダイアフラムの受圧部に対するシールを確保したの
で、シールダイアフラムの組付けの歩留は略１００％と
なり、製造コストが低減できる。 （２）受圧部と直接に溶接が出来ない金属からなるシー
ルダイアフラムの場合は、受圧部に他の金属を介して溶
接固定していたが、この媒介となる金属が不必要にな
り、製造コストが低減できる。

【００２５】従って、本発明によれば、シールダイアフ
ラムの組み立ての歩留まりが向上され製造コストが向上
し得る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】

【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の組み立て説明図である。

【図３】本発明の他の実施例の要部構成説明図である。

【図４】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。

【符号の説明】

１…ハウジング １Ａ…首部 １Ｂ…受圧部 １Ｃ…溶接部 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 １０Ａ…バックプレ―ト １１…圧力導入室 １１Ａ…バックプレ―ト １４…連通孔 １５…連通孔 １６…連通孔 １７…連通孔 ２０…シールリング ２１…底部 ２１１…流通孔 ２１２…メタルシール部 ２２…筒部 ２２１…内周面 ３０…シールリング ３１…筒部 ８０…ストレインゲ―ジ ８１…センサ室 ８２…センサ室 １０１…封入液 １０２…封入液

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ブロック状の受圧部の両側面にシールダイ
   アフラムの周縁部がシールリングにより固定される差圧
   測定装置において、 測定流体が流通する流通孔と該流通孔の周縁に設けられ
   前記受圧部と共に前記シールダイアフラムの周縁部をメ
   タルシールするメタルシール部とからなる平面状の底部
   と該底部の周縁に一端が固定され内周面が前記受圧部に
   ねじ合わされて固定される或いは圧入固定される筒部と
   を備えるシールリングを具備したことを特徴とする差圧
   測定装置。