JPS60237337A - 差圧発信器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はプロセス変量である２点間の圧力差を測定する
差圧発信器に関するもので、特に衝撃波または急激な静
圧変化による半導体圧力センサの破壊を防止し得るよう
にしたものである。

〔従来技術〕

例えに管内流体の流量を測定しようとする場合、管内に
オリフィス板を設けて流体抵抗とし、その上流側と下流
側との圧力差を所定の演算式に基づき流量を算出測定す
ることが行なわれている。この種の圧力差測定に用いら
れる差圧発信器は、一般に高圧側と低圧側とのバリアダ
イヤフラムに各測定圧力を与え、その時の圧力差による
内封液の移動を、封入回路を仕切って設けた半導体圧力
センサの歪によυ電気的出力として取シ出すように構成
されている。

ところが、この種の差圧発信器においては、プロセスの
測定仕様に応じた適切な寸法、強度、材料などを備えた
ダイヤフラムが選定されて用いられたとしても、例えば
ゼロ点調節などに際してマニホールド弁を操作して半導
体圧力センサの高圧側と低圧側に同時に等圧を与えよう
とすると、急激な圧力変化を受けるため、この圧力変化
が半導体圧力センサに及んで咳センサを破壊し、爾後の
測定を不可能にすることがある。

この場合、バリアダイヤフラムの裏側室の厚み。

すなわちボディ本体の受圧側面とバリアダイヤフラムと
の間の隙間を小さく設定すると共に前記受圧側面をバリ
アダイヤフラムと同形の波形に形成して過大圧力保護機
構とし、（吠涯功−保獲磯春去化ヤ過大圧力が加わった
時バリアダイヤフラムを受圧側面に着座させ、ボディ内
室側に圧力が伝達されないようにすることによシ、過大
圧力を成る程度防止し得るものの、衝撃波に対してはこ
のような保護機構が何ら有効に機能せず、半導体圧力セ
ンサの破壊を防止することができなかった。その大きな
理由としては発信器内での静圧伝達特性が半導体圧力セ
ンサの高圧側と低圧側とで異なり、過大な差圧がセンサ
に加わることにある。

〔発明の概要〕

本発明は上述したような点に鑑みてなされたもので、半
導体圧力センサによって仕切られた２つの封入回路にそ
れぞれ絞り部を設け、各封入回路の絞シ部から半導体圧
力センサまでの回路部分の容積に応じて各校り部の流体
抵抗を変え、各回路部分の圧力伝達速度を同一にするこ
とによシ、衝撃波または急激な静圧変化による半導体圧
力センナの破壊を防止し、耐久性を向上でせるようにし
た差圧発信器を提供するものである。

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。

〔実施例〕

第１図は本発明に係る差圧発信器の一実施例を示す断面
図である。同図において、１はボディ本体で、とのボデ
ィ本体１０両側面、すなわち受圧側面ｊａ、１ｂにはそ
れぞれ波形円板状に形成でれた高圧側のバリアダイヤフ
ラム２と、低圧側のバリアダイヤフラム３とが装着され
ている。前記各受圧側面１ａ、１ｂはそれぞれバリアダ
イヤフラム２．３と同形の波形に形成されている。また
、受圧側面１ａとバリアダイヤフラム２および受圧側面
１ｂとバリアダイヤフラム３との間には適宜な間隔が設
けられ、これらによって裏側室４，５を形成している。

そして、各バリアダイヤフラム２゜３の外表面にはオリ
フィス上流側の高力ＰＨと、オリフィス下流側の低力Ｐ
Ｌがそれぞれ印加される〇前記ボディ本体１の上面には
カバー６によって被われたハウジング７が配設されてい
る。このハウジング７は密封されてその内部に従来周知
の半導体圧力センサ８が収納配置場れておυ、とのセン
サ８の高圧側と低圧側は前記ボディ本体１内に形成され
た２つの封入回路１０．１１にそれぞれ接続されている
。

前記ボディ本体１の内部中央にはボディ内室１４が形成
されている。このボディ内室１４はセンターダイヤフラ
ム１５によって左右２つの室１４＆。

１４ｂに仕切られており、その夫々の室１４＆、１４ｂ
が前記裏側室４，５に連通路１７ｍ、１７ｂを介して連
通濱れると共に前記封入回路１０．１１に連通されてい
る。前記各裏側室４，５から連通路１７ａ。

１７ｂ　および封入回路１０．１１を経て半導体圧力セ
ンサ８の高圧側と低圧側とに至る間には、シリコンオイ
ル等の内封液１９がそれぞれ封入でれている。そして、
前記各封入回路１０．１１には本発明を特徴づける絞り
２１．２２がそれぞれ配設されている。

この場合、各校り２１．２２の流体抵抗Ｒａ　＋ＲＬは
、該絞り２１．２２から前記半導体圧力センサ８までの
回路部分における容積ｖｌＩ、ｖＬに応じて決定される
もので、 ｙｍ／ｖＬ＝ＲＬ／Ｒ１１ の関係を満足し、これによって発信器内の高圧側と低圧
側の静圧伝達特性が同一に設定されている。

すなわち、第２図に示すように前記容積Ｖｎ。

ＶＬの差によシ高圧側の圧力伝達速度Ｔ１と低圧側の圧
力伝達速度Ｔ２とは異なるものである。そこで、本発明
においては前記各校＃）２１．２２の流体抵抗Ｒ１１，
ＲＬを変え、鎖線Ｔ３で示すように高圧側と低圧側の圧
力伝達速度を等しく設定するものである。

なお、１８１Ｌ、１８ｂは液封孔、２３はボール。

２４はねじ、２５は各連通路１７＆、１７ｂおよび液封
孔１Ｂｍ、１８ｂに配設された絞シである。

以上のように構成てれた差圧発信器において、各バリア
ダイヤフラム２，３にプロセスからの高圧と低圧とがそ
れぞれ印加されると、バリアダイヤフラム２，３が凹ん
でその圧縮分だけ内封液１９が移動し、両側の圧力差に
よる内封液１９の移動量の差を半導体圧力センサ８が検
出してこれを電気信号として発信することによシ差圧が
測定でれる。

次に、例えは高圧側に衝撃波が生じると、この衝撃波は
、バリアダイヤフラム２を急激に凹ませ、裏側室４．連
通路１７ａ、１８ｍ、室１４ａおよび封入回路１０内の
内封液１９を介して前記半導体圧力センサ８の高圧側に
加えられる。また、前記衝撃波は、センターダイヤフラ
ム１５を左方に撓ませるため、室１４ｂおよび封入回路
１１内の内封液１９を介して前記半導体圧力センサ８の
低圧側にも加えられる。この場合、各封入回路１０．１
１の圧力伝達速度が容積Ｖｍ　、　ＶＬの違いによシ異
なると、半導体圧力センサ８の高圧側または低圧側に衝
撃波が早く加えられて該センサ８を破壊に導くが、本発
明は各封入回路１０．１１にその容積Ｖｌ。

ｖＬに応じて流体抵抗が異なる絞シ２１，２２を配設し
、該絞５２１，２２から半導体圧力センサ８までの各回
路部分の圧力伝達速度を同一に設定しているため、半導
体圧力センサ８の高圧側と低圧側に衝撃波を同時に加え
ることができ、したがって衝撃波が互いに打ち消し合っ
て該センサ８の破壊を未然に防止することができる。

同様に、オリスイス下流側に衝撃波が生じた場合も、半
導体圧力センサ８の高圧側と低圧側に同時に加えられる
ため、該センサ８を破壊することはない。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明に係る差圧発信器は、半導体圧
力センサによって仕切られた２つの封入回路にそれぞれ
絞シ部を配設し、各封入回路の前記絞り部から前記セン
サまでの回路部分の容積に応じて前記各校り部の流体抵
抗を変え、前記各回路部分の圧力伝達速度を同一に設定
して構成したので、衝撃波または急激な静圧変化が生じ
ても、半導体圧力センサの高圧側と低圧側は圧力変化を
同時に受けるため、破壊されることがなく、発信器自体
の耐久性を向上させることができる。また、構造が簡単
で、既存装置などでも、絞シを組込むだけで簡単に改良
することができるなど、その効果は非常に大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る差圧発信器の一実施例を示す断面
図、第２図は封入回路の圧力伝達特性を示す図である。 １・・・・ボディ本体、２，３・・・轡バリアダイヤフ
ラム、８・・・・半導体圧力センサ、１ｏ。 １１・・・・封入回路、１４・・・・ボディ内室、１５
・・・−−１＝ンターダイヤフラム、１９＠６６・内封
液、２１．２２・・・・絞シ。 特許出願人　山武ハネウェル株式会社 代　理　人　山　川　政樹（はが２名）第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ２枚のバリアダイヤフラムに各測定圧力を与え、ボディ
   本体内における内封液の移動を封入回路を仕切って設け
   た半導体圧力センサにより電気的な出力として取り出す
   ようにした差圧発信器において、２つの封入回路にそれ
   ぞれ絞シ部を設け、前記各封入回路のうち各絞シ部と前
   記半導体圧力センサとの間の回路部分における容積に応
   じて前記各校シ部の流体抵抗を変えることにょシ、前記
   各回路部分の圧力伝達速度を等しくし喪ことを特徴とす
   る差圧発信器。