JPH073309Y2 - 一体形差圧センサ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は小形化、構造簡略化しコストダウン出来、圧力
補償が可能で、特性の良好な一体形差圧センサに関する
ものである。

〈従来の技術〉 第８図は従来より一般に使用されているオリフ４スによ
る流量測定システムの従来例の構成説明図である。

図において、Ａは測定流体の流れる管路である。

Ｂは管路Ａに設けられたオリフイスである。

ＣはオリフイスＢの上流、あるいは、下流の管路Ａに取
付けられた導管である。C1は導管を開閉する元弁であ
る。

Ｄは導管Ｃに接続された三方弁である。D1は三方弁Ｄに
設けられたストップ弁、D2は均圧弁である。

Ｅは、三方弁Ｄに接続された差圧測定装置である。

〈考案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、三方弁Ｄと差
圧測定装置Ｅとは別体であり、相互の配管が必要とな
る。また、装置が複雑となり、装置の小型軽量化、コス
トダウンが図れない。

本考案は、この問題点を解決するものである。

本考案の目的は、配管等の部品の不要化等により小形
化、構造簡略化しコストダウン出来、圧力補償が可能
で、特性の良好な一体形差圧センサを提供するにある。

〈課題を解決するための手段〉 この目的を達成するために、本考案は、測定流体中に配
置されるオリフィスあるいは絞り機構と、該オリフィス
あるいは絞り機構を挾持するフランジと、該フランジの
オリフィスあるいは絞り機構の配置位置の上流側あるい
は下流側にそれぞれ設けられ測定流体を取入れる測定流
体取入れ口と、該測定流体取入れ口の一方に連通する第
１測定室と、該第１測定室が外側周囲に面するように設
けられた第１シリコンチップと、該第１シリコンチップ
の一面に一面が接続された第１基板と、前記第１シリコ
ンチップに設けられ該第１シリコンチップに第１ダイア
フラムを形成するとともに前記第１基板と第２測定室を
構成する第１凹部と、前記第１ダイアフラムに設けられ
た第１センサ素子と、前記第１基板に一端が接続され前
記第２測定室に連通し他端が大気に開放される第１支持
パイプと、前記第１測定室に一端が連通されたキャピラ
リーチューブと、該キャピラリーチューブの他端に一端
が連通された第２支持パイプと、該第２支持パイプの他
端に一面が接続された第２基板と、該第２基板の他面に
一面が接続された第２シリコンチップと、該第２シリコ
ンチップに設けられ該第２シリコンチップに第２ダイア
フラムを形成するとともに前記第２支持パイプと連通す
る第３測定室を前記第２基板と構成する第２凹部と、前
記第２ダイアフラムに設けられた第２センサ素子と、前
記第２シリコンチップの外側周囲に設けられ前記他方の
測定流体取入れ口に連通する第４測定室とを具備してな
る一体形差圧センサを構成したものである。

〈作用〉 以上の構成において、第１測定室を介しキャピラリーチ
ューブを経由してして導入された測定流体は、第３測定
室に導入される。

他方の測定流体取入れ口より導入された測定流体は、第
４測定室に導入される。

第３測定室と第４測定室との差圧により、第２ダイアフ
ラムは変位し、この変位は第２センサ素子により検出さ
れ、差圧に対応した電気信号出力が得られる。

一方、第１測定室と第２測定室との差圧により、第１ダ
イアフラムは変位し、この変位は第１センサ素子により
検出され、静圧に対応した電気信号出力が得られる。

この静圧に対応した電気信号出力により、差圧に対応し
た電気信号出力を補正することにより、静圧補償がなさ
れた測定値が得られ、精度の良い測定値が得られる。

以下、実施例に基づき詳細に説明する。

〈実施例〉 第１図は本考案の一実施例の要部構成説明図である。

図において、１は測定流体中に配置されるオリフィスで
ある。

２はオリフィスを挾持するフランジである。

３はフランジ２のオリフィスの上流側あるいは下流側に
それぞれ設けられ測定流体を取入れる測定流体取入れ口
である。

41は、第２図に示す如く、測定流体取入れ口３の一方に
設けられた取付けブロックである。

42は、第３図に示す如く、一面を一面が覆って設けられ
た第１シールダイアフラムである。

43は第１シールダイアフラム42の他面に設けられた第１
測定室である。

44は、第４図に示す如く、第１測定室が外側周囲に面す
るように設けられた第１シリコンチップである。

45は第１シリコンチップ44の一面に一面が接続された第
１基板である。

441は第１シリコンチップ44に設けられ第１シリコンチ
ップ44に第１ダイアフラム442を形成するとともに、第
１基板45と第２測定室46を構成する第１凹部である。

443は第１ダイアフラムに設けられた第１センサ素子で
ある。この場合は、歪みゲージが用いられている。

47は第１基板45に一端が接続され第２測定室46に連通し
他端が大気に開放される第１支持パイプである。

なお、第１測定室43は、この場合は、第１シールダイア
フラム42と第１シリコンチップ44と第１支持パイプ47が
固定されるボディ431とで構成される。

５は、第２図に示す如く、第１測定室43に一端が連通さ
れたキャピラリーチューブである。

61は、第５図に示す如く、キャピラリーチューブ５の他
端に一端が連通された第２支持パイプである。

62は、第６図に示す如く、第２支持パイプ61の他端に一
面が接続された第２基板である。

63は第２基板62の他面に一面が接続された第２シリコン
チップである。

631は第２シリコンチップ63に設けられ第２シリコンチ
ップ63に第２ダイアフラム632を形成するとともに、第
２支持パイプ61と連通する第３測定室64を、第２基板62
と構成する第２凹部である。

633は第２ダイアフラム632に設けられた第２センサ素子
である。この場合は、歪みゲージが用いられている。

65は第２シリコンチップ63の外側周囲に設けられ他方の
測定流体取入れ口３に連通する第４測定室である。

第４測定室65は、この場合は、第２シリコンチッツプ63
と第２支持パイプ61の固定されるボディ651と第２シー
ルダイアフラム66とで構成される。

67は第２シールダイアフラム66を覆って設けられたニッ
プルである。

101は、第２図に示す如く、第１測定室43キャピラリチ
ューブ５、第３測定室64で構成される第１室に満たされ
た封入液である。

102は、第２図に示す如く、第４測定室65に満たされた
封入液である。

封入液101,102は、この場合は、シリコンオイルが使用
されている。

以上の構成において、第１測定室43を介しキャピラリチ
ューブ５を経由してして導入された測定流体は、第３測
定室64に導入される。

他方の測定流体取入れ口３より導入された測定流体は、
第４測定室65に導入される。

第３測定室64と第４測定室65との差圧により、第２ダイ
アフラム632は変位し、この変位は第２センサ素子633に
より検出され、差圧に対応した電気信号出力が得られ
る。

一方、第１測定室43と第２測定室46との差圧により、第
１ダイアフラム442は変位し、この変位は第１センサ素
子443により検出され、静圧に対応した電気信号出力が
得られる。

この静圧に対応した電気信号出力により、差圧に対応し
た電気信号出力を補正することにより、静圧補償がなさ
れた測定値が得られ、精度の良い測定値が得られる。

この結果、 （１）差圧測定装置本体部分と三方弁とオリフィスとを
一体に構成できたので、三方弁等が不要となり、小型、
軽量、コストダウンが図れる。

（２）差圧測定装置本体部分と三方弁間の配管が不要に
なる。

（３）三方弁を使用しないので、差圧センサに過大圧保
護機構を不要とし、小形化、構造簡略化、そして、コス
トダウンが可能となる。

（４）過大圧保護機構が不要となるので、ダイアフラム
の特性をそのまま用いる事ができ特性の勝れた一体形差
圧センサが得られる。

（５）差圧信号の他に静圧信号を同時に得ることができ
るので、特に、圧力補正が必要な流量測定の場合に、別
に圧力測定器を必要とせず、安価なものが得られる。

第７図は本考案の他の実施例の要部部品構成説明図であ
る。

本実施例においては、センサとして、静電容量形センサ
を使用したものである。

すなわち、第1,第２ダイアフラム442,632を移動電極と
して、第1,第２ダイアフラム442,632に対向して、第1,
第２基板45,62に第1,第２固定電極71,72を設けたもので
ある。

なお、前述の実施例においては、第1,第２シールダイア
フラム42,66を使用したが、測定流体が非腐蝕性の清浄
な流体である場合には、第1,第２シールダイアフラム4
2,66を使用しなくても良いことは勿論である。

また、オリフィスでなく、絞り機構を使用しても良いこ
とは勿論である。

また、第1,第２シリコンチップ44,63に、温度センサを
取付け、温度補償をするようにしても良いことは勿論で
ある。

〈考案の効果〉 以上説明したように、本考案は、測定流体中に配置され
るオリフィスあるいは絞り機構と、該オリフィスあるい
は絞り機構を挾持するフランジと、該フランジのオリフ
ィスあるいは絞り機構の配置位置の上流側あるいは下流
側にそれぞれ設けられ測定流体を取入れる測定流体取入
れ口と、該測定流体取入れ口の一方に連通する第１測定
室と、該第１測定室が外側周囲に面するように設けられ
た第１シリコンチップと、該第１シリコンチップの一面
に一面が接続された第１基板と、前記第１シリコンチッ
プに設けられ該第１シリコンチップに第１ダイアフラム
を形成するとともに前記第１基板と第２測定室を構成す
る第１凹部と、前記第１ダイアフラムに設けられた第１
センサ素子と、前記第１基板に一端が接続され前記第２
測定室に連通し他端が大気に開放される第１支持パイプ
と、前記第１測定室に一端が連通されたキャピラリーチ
ューブと、該キャピラリーチューブの他端に一端が連通
された第２支持パイプと、該第２支持パイプの他端に一
面が接続された第２基板と、該第２基板の他面に一面が
接続された第２シリコンチップと、該第２シリコンチッ
プに設けられ該第２シリコンチップに第２ダイアフラム
を形成するとともに前記第２支持パイプと連通する第３
測定室を前記第２基板と構成する第２凹部と、前記第２
ダイアフラムに設けられた第２センサ素子と、前記第２
シリコンチップの外側周囲に設けられ前記他方の測定流
体取入れ口に連通する第４測定室とを具備してなる一体
形差圧センサを構成した。

この結果、 （１）差圧測定装置本体部分と三方弁とオリフィスとを
一体に構成できたので、三方弁等が不要となり、小型、
軽量、コストダウンが図れる。

（２）差圧測定装置本体部分と三方弁間の配管が不要に
なる。

（３）三方弁を使用しないので、差圧センサに過大圧保
護機構を不要とし、小形化、構造簡略化、そして、コス
トダウンが可能となる。

（４）過大圧保護機構が不要となるので、ダイアフラム
の特性をそのまま用いる事ができ特性の勝れた一体形差
圧センサが得られる。

（５）差圧信号の他に静圧信号を同時に得ることができ
るので、特に、圧力補正が必要な流量測定の場合に、別
に圧力測定器を必要とせず、安価なものが得られる。

従って、本考案によれば、小形化、構造簡略化しコスト
ダウン出来、圧力補償が可能で、特性の良好な一体形差
圧センサを、実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の要部構成説明図、第２図〜
第６図は第１図の要部構成説明図、第７図は本考案の他
の実施例の要部構成説明図、第８図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ある。 １…オリフィス、101,102,…封入液、２…フランジ、３
…測定流体取入れ口、41…取付けブロック、42…第１シ
ールダイアフラム、43…第１測定室、431…ボディ、44
…第１シリコンチップ、441…第１凹部、442…第１ダイ
アフラム、443…第１センサ素子、45…第１基板、46…
第２測定室、47…第１支持パイプ、５…キャピラリチュ
ーブ、61…第２支持パイプ、62…第２基板、63…第２シ
リコンチップ、631…第２凹部、632…第２ダイアフラ
ム、633…第２センサ素子、64…第３測定室、65…第４
測定室、651…ボディ、66…第２シールダイアフラム、6
7…ニップル、71,72…固定電極。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】測定流体中に配置されるオリフィスあるい
   は絞り機構と、該オリフィスあるいは絞り機構を挾持す
   るフランジと、該フランジのオリフィスあるいは絞り機
   構の配置位置の上流側あるいは下流側にそれぞれ設けら
   れ測定流体を取入れる測定流体取入れ口と、該測定流体
   取入れ口の一方に連通する第１測定室と、該第１測定室
   が外側周囲に面するように設けられた第１シリコンチッ
   プと、該第１シリコンチップの一面に一面が接続された
   第１基板と、前記第１シリコンチップに設けられ該第１
   シリコンチップに第１ダイアフラムを形成するとともに
   前記第１基板と第２測定室を構成する第１凹部と、前記
   第１ダイアフラムに設けられた第１センサ素子と、前記
   第１基板に一端が接続され前記第２測定室に連通し他端
   が大気に開放される第１支持パイプと、前記第１測定室
   に一端が連通されたキャピラリーチューブと、該キャピ
   ラリーチューブの他端に一端が連通された第２支持パイ
   プと、該第２支持パイプの他端に一面が接続された第２
   基板と、該第２基板の他面に一面が接続された第２シリ
   コンチップと、該第２シリコンチップに設けられ該第２
   シリコンチップに第２ダイアフラムを形成するとともに
   前記第２支持パイプと連通する第３測定室を前記第２基
   板と構成する第２凹部と、前記第２ダイアフラムに設け
   られた第２センサ素子と、前記第２シリコンチップの外
   側周囲に設けられ前記他方の測定流体取入れ口に連通す
   る第４測定室とを具備してなる一体形差圧センサ。