JPH0752601Y2 - 差圧伝送器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、静電容量型差圧測定装置に関する。

（従来の技術） 次に図面を用いて従来例を説明する。第２図は従来の第
１の差圧伝送器の主要部の断面構成図、第３図は従来の
第２の差圧伝送器の主要部の断面構成図である。

まず、第２図を用いて第１の従来例を説明する。この図
において、１はセンサハウジング、２はセンサハウジン
グ１内に設けられ、内部に第３室３が形成されたアルミ
ナブロックである。この第３室３内には差圧センサ４が
配設されている。

差圧センサ４は移動電極として作用するメインダイアフ
ラム５と、このメインダイアフラムの両サイドに設けら
れた固定電極6,7とから構成されている。

８はセンサハウジング１に連設された受圧部ボディであ
る。この受圧部ボディ８内にはセンタダイアフラム９に
よって仕切られた第１室10及び第２室11が形成されてい
る。そして、第１室10の波形加工が施された開放面には
第１のバックアップネスト12が、第２室11の波形加工が
施された開放面には第２のバックアップネスト13がそれ
ぞれ設けられている。そして、バックアップネスト12,1
3に対向して、第１のシールダイアフラム14,第２のシー
ルダイアフラム15が設けられている。

更に、第１及び第２のシールダイアフラム14,15の外縁
には第１及び第２の環状ダイアフラム16,17が設けられ
ている。

18は第１室10から差圧センサ４へ連通するように設けら
れた第１の連通孔、19は第２室11から差圧センサ４へ連
通するように設けられた第２の連通孔である。20は第１
の環状ダイアフラム16と受圧部ボディ８により形成され
る隙間と第３室３とを連通する第３の連通孔、21は第２
の環状ダイアフラム17と受圧部ボディ８により形成され
る隙間と第３室３とを連通する第４の連通孔である。

そして、第１乃至第３室10,113,および第１乃至第４の
連通孔18,19,20,21には封入液（例えば、シリコンオイ
ル）22が充填されている。

また、23はパッキン24を介して受圧部ボディ８に取り付
けられるフランジである。

次に、上記構成の作動を説明する。シールダイアフラム
14,15に印加された差圧は第１及び第２の連通穴18,19を
経由して差圧センサ４へ伝達される。そして、差圧セン
サ４のメインダイアフラム５を変位させる。この差圧に
比例する変位を測定ダイアフラム５と固定電極6,7間の
静電容量の変化として検出し、電子信号に変換する。

高い静圧の測定圧が加わった場合には、シールダイアフ
ラム14,15に高い静圧が加わると共に、環状ダイアフラ
ム16,17にも高い静圧が加わり、第３及び第４の連通孔2
0,21を介して第３室３に静圧が加わるので、差圧センサ
４は静圧中におかれることになり、メインダイアフラム
５には、静圧に起因するひずみが生じないので、静圧に
よるスパン変動は生じない。

一方、過大圧印加時には、センタダイアフラム９が変形
し、高圧側の封入液22の移動量を吸収する。そして、シ
ールダイアフラム14又は15がバックアップネスト12又は
13に着座することにより、以後、封入液22の移動はなく
なり、メインダイアフラム５は過大圧は加わらず、した
がって、過大圧から保護される。

次に、第３図を用いて第２の従来例を説明する。この図
において、31はセンサハウジング、32はセンサハウジン
グ31内に設けられた半導体式の差圧センサ（シリコンセ
ンサ）である。

33はセンサハウジング31に連設された受圧部ボディであ
る。この受圧部ボディ33内にはセンタダイアフラム34に
よって仕切られた第１室35及び第２室36が形成されてい
る。そして、この第１室35は差圧センサ32の下面まで形
成され、第２室36は差圧センサ32の上面まで形成されて
いる。

第１室35の波形加工が施された開放面には第１のバック
アップネスト37が、第２室36の波形加工が施された開放
面には第２のバックアップネスト38がそれぞれ設けられ
ている。そして、バックアップネスト37,38に対向し
て、第１のシールダイアフラム39,第２のシールダイア
フラム40が設けられている。

そして、第１及び第２室35,36には第１及び第２の封入
液（例えば、シリコンオイル）41,42が充填されてい
る。

次に、上記構成の作動を説明する。シールダイアフラム
39,40に印加された差圧は第１及び第２の封入液41,42を
介して差圧センサ32の上面及び下面へ伝達される。そし
て、差圧センサ32の上面及び下面に作用する圧力によっ
て、半導体の抵抗値が変化する圧抵抗効果を利用して第
１のシールダイアフラム39と第２のシールダイアフラム
40とに作用する圧力の差を検出する。

（考案が解決しようとする課題） 上記構成の第１の従来例において、シールダイアフラム
14,15の外縁に環状ダイアフラム16,17を設けている。よ
って、シールダイアフラム16,17が有効に利用されてい
ないという問題点がある。つまり、測定圧力を受けるシ
ールダイアフラム14,15の径が小さいと、ダイアフラム
の容積変化定数が小さく、ばね定数が大きくなる。よっ
て、フランジ23の締め付けによるシールダイアフラム1
4,15の変形に起因するゼロ点スパン変化が大きくなり、
差圧センサ４のドリフトが大きくなる。又、ダイアフラ
ムの容積変化定数が小さいので、左右の封入液22のアン
バランスから出る温度誤差が大きくなる。更に、センタ
ダイアフラム９の変形に起因する温度誤差，静圧誤差も
大きくなる。

また、第２の従来例においては、２つの作用する圧力を
差圧センサ32の上面及び下面に作用させなければならな
いので、第２室42の容積が大きくなり、第２の封入液42
の量が多くなる。

よって、封入液の熱膨張による体積の増加のためセンタ
ダイアフラム34の強度面で制約があり、センタダイアフ
ラム34の特性面でも温度変動の影響を受けやすくなる。

本考案は上記問題点に鑑みてなされたもので、その第１
の目的は、シールダイアフラムを有効に利用して、外乱
の影響を受ける割合が少なく、差圧伝送器を提供するこ
とにある。

また、第２の目的は、封入液が少なく、封入液によるセ
ンタダイアフラムの強度面での制約が軽減され、特性面
でも向上する差圧伝送器を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決する本考案は、センサハウジング内に設
けられた第３室と、この第３室内に設けられた差圧セン
サと、前記センサハウジングに連設されたボディと、ボ
ディに内に設けられたセンタダイアフラムによって仕切
られた第１室及び第２室と、これら第１室及び第２室の
それぞれの開放面全面に設けられ、測定圧を受ける第１
及び第２のシールダイアフラムと、前記第１室及び第２
室のセンタダイアフラム近傍に設けられた第１及び第２
の内部シールダイアフラムと、前記第１室から前記差圧
センサへ連通するように設けられた第１の連通孔と、前
記第２室から前記差圧センサへ連通するように設けられ
た第２の連通孔と、前記第１の内部シールダイアフラム
とボディにより形成される隙間と前記第３室とを連通す
る第３の連通孔と、前記第２の内部シールダイアフラム
とボディにより形成される隙間と前記第３室とを連通す
る第４の連通孔と、前記第１乃至第３室および前記第１
乃至第４の連通孔を充填する封入液とからなるものであ
る。

（作用） 本考案の差圧伝送器において、第１及び第２のシールダ
イアフラムは第１及び第２室の開放面全面に設けられて
いるので、シールダイアフラムの径が広がる。

（実施例） 次に図面を用いて本考案の一実施例を説明する。第１図
は本考案の一実施例を説明する断面構成図である。

この図において、51はセンサハウジング、52はセンサハ
ウジング51内に設けられ、内部に第３室53が形成された
アルミナブロックである。この第３室53内には差圧セン
サ54が配設されている。

差圧センサ54は移動電極として作用するメインダイアフ
ラム55と、このメインダイアフラム55の両サイドに設け
られた固定電極56,57とから構成されている。

58はセンサハウジング51に連設された受圧部ボディであ
る。この受圧部ボディ58内にはセンタダイアフラム59に
よって仕切られた第１室60及び第２室61が形成されてい
る。そして、第１室60の波形加工が施された開放面には
第１のバックアップネスト62が、第２室61の波形加工が
施された開放面には第２のバックアップネスト63がそれ
ぞれ設けられている。第１及び第２室60及び61の開放面
の外周近傍には第１及び第２のシールダイアフラム64,6
5が設けられている。

一方、第１室60及び第２室61のセンタダイアフラム59近
傍には、第１及び第２のシールダイアフラム66,67が設
けられている。

68は第１室60から差圧センサ54へ連通するように設けら
れた第１の連通孔、69は第２室61から差圧センサ54へ連
通するように設けられた第２の連通孔である。70は第１
の内部シールダイアフラム66と受圧部ボディ58により形
成される隙間と第３室53とを連通する第３の連通孔、71
は第２の内部シールダイアフラム67と受圧部ボディ58に
より形成される隙間と第３室53とを連通する第４の連通
孔である。

そして、第１乃至第３室60,61,53および第１乃至第４の
連通孔68,69,70,71には封入液（例えば、シリコンオイ
ル）72が充填されている。

また、73はパッキン74を介して受圧部ボディ58に取り付
けられるフランジである。

次に、上記構成の作動を説明する。シールダイアフラム
66,67に印加された差圧は第１及び第２の連通穴68,69を
経由して差圧センサ54へ伝達される。そして、差圧セン
サ54のメインダイアフラム55を変位させる。この差圧に
比例する変位を測定ダイアフラム55と固定電極56,57間
の静電容量の変化として検出し、電気信号に変換する。

高い静圧の測定圧が加わった場合には、シールダイアフ
ラム66,67に高い静圧が加わると共に、内部シールダイ
アフラム64,65にも高い静圧が加わり、第３及び第４の
連通孔70,71を介して第３室53に静圧が加わるので、差
圧センサ54は静圧中におかれることになり、メインダイ
アフラム55には、静圧に起因するひずみが生じないの
で、静圧によるスパン変動は生じない。

一方、過大圧印加時には、センタダイアフラム59は変形
し、高圧側の封入液72の移動量を吸収する。そして、シ
ールダイアフラム66又は67がバックアップネスト62又は
63に着座することにより、以後、封入液72の移動はなく
なり、メインダイアフラム55は過大圧は加わらず、した
がって、過大圧から保護される。

上記構成によれば、測定圧力を受けるシールダイアフラ
ム66,67は第１室60及び第２室61の開放面いっぱいに設
けられているので、シールダイアフラム66,67の径が広
がり、シールダイアフラム66,67が有効に利用されてい
る。よって、ダイアフラムの容量変化定数が大きく、ば
ね定数が小さくなる。このダイアフラムの容積変化定数
は径の６乗に比例して大きくなり、ばね定数は径の４乗
に逆比例する。

従って、フランジ73の締め付けによるシールダイアフラ
ム66,67の変形に起因するゼロ点スパン変化が小さく、
差圧センサ54のドリフトが小さくなる。又、ダイアフラ
ムの容積変化定数が大きくいので、左右の封入液72のア
ンバランスから出る温度誤差が小さく。更に、センタダ
イアフラム59の変形に起因する温度誤差，静圧誤差も小
さくなる。

また、第２の従来例に比べて、封入液72が少ないので、
封入液によるセンタダイアフラム59の強度面での制約が
軽減され、特性面でも向上する。

（考案の効果） 以上述べたように本考案によれば、センサハウジング内
に設けられた第３室と、この第３室に設けられた差圧セ
ンサと、前記センサハウジングに連設されたボディと、
ボディに内に設けられたセンタダイアフラムによって仕
切られた第１室及び第２室と、これら第１室及び第２室
のそれぞれの開放面全面に設けられ、測定圧を受ける第
１及び第２のシールダイアフラムと、前記第１室及び第
２室のセンタダイアフラム近傍に設けられた第１及び第
２の内部シールダイアフラムと、前記第１室から前記差
圧センサへ連通するように設けられた第１の連通孔と、
前記第２室から前記差圧センサへ連通するように設けら
れた第２の連通孔と、前記第１の内部シールダイアフラ
ムとボディにより形成される隙間と前記第３室とを連通
する第３の連通孔と、前記第２の内部シールダイアフラ
ムとボディにより形成される隙間と前記第３室とを連通
する第４の連通孔と、前記第１乃至第３室および前記第
１乃至第４の連通孔を充填する封入液とを設けた。

よって、シールダイアフラムの有効利用が図れ、外乱の
影響を受ける割合が少ない差圧伝送器を実現できる。

また、封入液が少なく、封入液によるセンタダイアフラ
ムの強度面での制約が軽減され、特性面でも向上する差
圧伝送器を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を説明する断面構成図、 第２図は従来の第１の差圧伝送器の主要部の断面構成
図、 第３図は従来の第２の差圧伝送器の主要部の断面構成図
である。 これらの図において、 1,31,51…センサハウジング 3,53…第３室 4,54…差圧センサ 5,55…メインダイアフラム 8,58…受圧ボディ 9,59…センタダイアフラム 10,60…第１室 11,61…第２室 12,37,62…第１のバックアップネスト 13,38,63…第２のバックアップネスト 14,39,66…第１のシールダイアフラム 15,40,67…第２のシールダイアフラム 16…第１の環状ダイアフラム 17…第２の環状ダイアフラム 18,68…第１の連通孔 19,69…第２の連通孔 20,70…第３の連通孔 21,71…第４の連通孔 22,72…封入液 66…第１の内部シールダイアフラム 67…第２の内部シールダイアフラム

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】センサハウジング（51）内に設けられた第
   ３室（53）と、 この第３室（53）内に設けられた差圧センサ（51）と、 前記センサハウジング（51）に連設されたボディ（58）
   と、 ボディ（58）に内に設けられたセンタダイアフラム（5
   9）によって仕切られた第１室（60）及び第２室（61）
   と、 これら第１室及び第２室（60,61）のそれぞれの開放面
   全面に設けられ、測定圧を受ける第１及び第２のシール
   ダイアフラム（64,65）と、 前記第１室及び第２室（60,61）のセンタダイアフラム
   （59）近傍に設けられた第１及び第２の内部シールダイ
   アフラム（66,67）と、 前記第１室（60）から前記差圧センサ（54）へ連通する
   ように設けられた第１の連通孔（68）と、 前記第２室（61）から前記差圧センサ（54）へ連通する
   ように設けられた第２の連通孔（69）と、 前記第１の内部シールダイアフラム（59）とボディ（5
   8）により形成される隙間と前記第３室（53）とを連通
   する第３の連通孔（70）と、 前記第２の内部シールダイアフラム（67）とボディ（5
   8）により形成される隙間と前記第３室（53）とを連通
   する第４の連通孔（71）と、 前記第１乃至第３室（60,61,53）および前記第１乃至第
   ４の連通孔（68,69,70,71）を充填する封入液（72）と
   からなることを特徴とする差圧伝送器。