JPS6280367A - 圧力トランスデューサ - Google Patents
圧力トランスデューサInfo
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- JPS6280367A JPS6280367A JP61190665A JP19066586A JPS6280367A JP S6280367 A JPS6280367 A JP S6280367A JP 61190665 A JP61190665 A JP 61190665A JP 19066586 A JP19066586 A JP 19066586A JP S6280367 A JPS6280367 A JP S6280367A
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
- G01L9/0072—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in capacitance
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
- G01L19/0007—Fluidic connecting means
- G01L19/0046—Fluidic connecting means using isolation membranes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
- G01L19/06—Means for preventing overload or deleterious influence of the measured medium on the measuring device or vice versa
- G01L19/0618—Overload protection
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
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- G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
- G01L9/0042—Constructional details associated with semiconductive diaphragm sensors, e.g. etching, or constructional details of non-semiconductive diaphragms
- G01L9/0048—Details about the mounting of the diaphragm to its support or about the diaphragm edges, e.g. notches, round shapes for stress relief
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- Analytical Chemistry (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野）
この発明は偏向ダイアフラムを用いた圧力トランスデユ
ーサに関する。
ーサに関する。
−（先行技術）
差圧カトランスデエーサに用いられるダイアフラム構造
に関するロジャー・エル・フリック（Ｒｏｇｅｒ Ｌ、
Ｆｒ１ｃｋ ）に与えられた米国特許第３．７９３，
８８５ 号は、圧力によって偏向するダイアフラムを
示しており、このダイアプラムは、偏向ないしは感知部
をなす中央円板、容器（ハウジング）内に支持された外
側支持リング、及びダイアフラムのための支持リングと
偏向部をなす中央円板との間に延在する隔離用ウェブを
有する。
に関するロジャー・エル・フリック（Ｒｏｇｅｒ Ｌ、
Ｆｒ１ｃｋ ）に与えられた米国特許第３．７９３，
８８５ 号は、圧力によって偏向するダイアフラムを
示しており、このダイアプラムは、偏向ないしは感知部
をなす中央円板、容器（ハウジング）内に支持された外
側支持リング、及びダイアフラムのための支持リングと
偏向部をなす中央円板との間に延在する隔離用ウェブを
有する。
このウェブは、ダイアフラムが支持されている外側端縁
の曲げモーメントを減少させることにより、ダイアフラ
ムの中央板が、自由端を有するダイアフラムのように作
動せしめられるように構成されている。特に、米国特許
第３，７９３．８８５号の第３図に示される形態は、当
該分野において広く受は入れられでおり、ダイアフラム
の減少された区画のウェブの作用は細粗性があり、ヒス
テリシス及び不安定性を最小にする。
の曲げモーメントを減少させることにより、ダイアフラ
ムの中央板が、自由端を有するダイアフラムのように作
動せしめられるように構成されている。特に、米国特許
第３，７９３．８８５号の第３図に示される形態は、当
該分野において広く受は入れられでおり、ダイアフラム
の減少された区画のウェブの作用は細粗性があり、ヒス
テリシス及び不安定性を最小にする。
特に差圧力センサーとの関連において、センサー容器の
表面に対して偏向するダイアフラム、及びダイアフラム
の容敏検知を利用することは、米国特許第３，７９３，
８８５号において教示されているように、有用であるこ
とが見出されている。このセンサーにおいて、ダイアフ
ラムに隣接しており。
表面に対して偏向するダイアフラム、及びダイアフラム
の容敏検知を利用することは、米国特許第３，７９３，
８８５号において教示されているように、有用であるこ
とが見出されている。このセンサーにおいて、ダイアフ
ラムに隣接しており。
またダイアフラムがそれに向かって偏向する容器表面は
、圧力を加えられているダイアフラムの偏向した面と、
その直径に沿って合致する凹面形状を有する。
、圧力を加えられているダイアフラムの偏向した面と、
その直径に沿って合致する凹面形状を有する。
薄い固定容量電極板は、米国特許第３，７９３，８８５
号において示されるように、ダイアフラムがそれに向か
って偏向する凹面状の隣接容器表面に形成され、また過
剰圧力によってダイアフラムが破壊もしくは損傷しない
ように、ダイアフラムが最大の定格過剰圧力にさらされ
たとき、ダイアフラムを実質的に十分支持するように配
置されでいる。
号において示されるように、ダイアフラムがそれに向か
って偏向する凹面状の隣接容器表面に形成され、また過
剰圧力によってダイアフラムが破壊もしくは損傷しない
ように、ダイアフラムが最大の定格過剰圧力にさらされ
たとき、ダイアフラムを実質的に十分支持するように配
置されでいる。
このダイアフラムは、従って、このような過剰圧力の下
で、その中心が、凹面の固定容量電極板及び容器表面上
に完全に支持される。
で、その中心が、凹面の固定容量電極板及び容器表面上
に完全に支持される。
感知ダイアフラムの中央板は、圧力差がたりた１または
２ ｐｓｉのときでも、有効な信号を発生するように十
分敏感でなければならないが、ライン圧力は数百ｐｓｉ
であることもあるので、極めて高い過剰圧力が加わるこ
ともある。容器上にダイアフラムを支持することは、こ
のように高い過剰圧力下でのダイアフラムの損傷を防止
する。
２ ｐｓｉのときでも、有効な信号を発生するように十
分敏感でなければならないが、ライン圧力は数百ｐｓｉ
であることもあるので、極めて高い過剰圧力が加わるこ
ともある。容器上にダイアフラムを支持することは、こ
のように高い過剰圧力下でのダイアフラムの損傷を防止
する。
米国特許第３，７９３，８８５において指摘されている
ように、ダイアフラムの外側の支持リングをその中央板
に結合するウェブ部分、すなわち、厚さの減少した部分
は、ダイアフラムの中央板よりも強い応力にさらされる
ようになることが分っている。米国特許第３．７９３，
８８５号において示される構造のダイアフラムの１合的
な作動効率（ｏｖｅｒａｌｌｐｅｒｆｏｒｍａｒｃｅ
）は、支持リングからの応力の隔ｍ。
ように、ダイアフラムの外側の支持リングをその中央板
に結合するウェブ部分、すなわち、厚さの減少した部分
は、ダイアフラムの中央板よりも強い応力にさらされる
ようになることが分っている。米国特許第３．７９３，
８８５号において示される構造のダイアフラムの１合的
な作動効率（ｏｖｅｒａｌｌｐｅｒｆｏｒｍａｒｃｅ
）は、支持リングからの応力の隔ｍ。
ならびに、その結果として得られるダイアフラムのヒス
テリシス及び不安定性の最小化により、一様な厚さのダ
イアフラムに比べてかなり向上するＯこの発明は、外側
のダイアフラムの支持リング及び中央板の間のウェブに
おける最大応力を制御し、減少することにより、現場で
の作動下のダイアフラム構造の作動効率をさらに改善す
る０ウエブを用いるダイアフラムは、その休止位置にお
いては、引張られたり応力を加えられたりすることがな
い。
テリシス及び不安定性の最小化により、一様な厚さのダ
イアフラムに比べてかなり向上するＯこの発明は、外側
のダイアフラムの支持リング及び中央板の間のウェブに
おける最大応力を制御し、減少することにより、現場で
の作動下のダイアフラム構造の作動効率をさらに改善す
る０ウエブを用いるダイアフラムは、その休止位置にお
いては、引張られたり応力を加えられたりすることがな
い。
米国特許第４．３７０，８９０号もまた。引張られたダ
イアフラムを支持するように構成された容器を有し、ダ
イアフラムが偏向したときに、これを支持するための、
容器内の凹面または窪みを用いたセンサーを開示してい
る・ （発明の概要） この発明は、端部が支持されて偏向するダイアフラムと
隣接する支持容器の表面との間に係止支持部を設けたセ
ンサーの構成に関し、この係止支持部は、ダイアフラム
の支持４部から少し内側に設けられている。この係止支
持部は、ダイアフラムの中央感知部が過剰圧力を受けて
支持される前に有効となり、ダイアフラムの外側周縁の
最大応力を減少させる一方、過剰圧力を受けている中央
感知部がより一層偏向することを可能にする。
イアフラムを支持するように構成された容器を有し、ダ
イアフラムが偏向したときに、これを支持するための、
容器内の凹面または窪みを用いたセンサーを開示してい
る・ （発明の概要） この発明は、端部が支持されて偏向するダイアフラムと
隣接する支持容器の表面との間に係止支持部を設けたセ
ンサーの構成に関し、この係止支持部は、ダイアフラム
の支持４部から少し内側に設けられている。この係止支
持部は、ダイアフラムの中央感知部が過剰圧力を受けて
支持される前に有効となり、ダイアフラムの外側周縁の
最大応力を減少させる一方、過剰圧力を受けている中央
感知部がより一層偏向することを可能にする。
この係止支持部は、ダイアフラムがその定格作動圧力を
超えた後は、その中央感知部が最大過剰圧力を受けて支
持される前に、ダイアフラム中央板の周縁を支持するよ
うに形成されている。ダイアフラムは、その定格圧力範
囲にわたっては、係止支持部が作用することなく作動す
る。
超えた後は、その中央感知部が最大過剰圧力を受けて支
持される前に、ダイアフラム中央板の周縁を支持するよ
うに形成されている。ダイアフラムは、その定格圧力範
囲にわたっては、係止支持部が作用することなく作動す
る。
圧力感知のための偏向ダイアフラムは、好ましくはその
周縁にある外側支持リング、中央感知部（板）、及び中
央感知部と外側リングとを、“自由端”ダイアフラムの
偏向特性をもたらすように結合する厚さの減少した（断
面積が減少している）ウェブを有する。
周縁にある外側支持リング、中央感知部（板）、及び中
央感知部と外側リングとを、“自由端”ダイアフラムの
偏向特性をもたらすように結合する厚さの減少した（断
面積が減少している）ウェブを有する。
このウェブは、ダイアフラムの上及び下の面にある環状
溝によって形成されており、これらの溝がダイアフラム
の厚さを減少させる。これらの溝は所望の形状に形成さ
れる。ウェブは５図に示すように、それが外側支持リン
グに結合する点ではより厚くなり、内側部分に結合する
点では薄くなるように、テーパ状になっている。
溝によって形成されており、これらの溝がダイアフラム
の厚さを減少させる。これらの溝は所望の形状に形成さ
れる。ウェブは５図に示すように、それが外側支持リン
グに結合する点ではより厚くなり、内側部分に結合する
点では薄くなるように、テーパ状になっている。
係止支持部は、ダイアフラムを装着する容器（ハウジン
グ）の隣接する面を、ダイアフラムの中央感知部が容器
に接触する前に、中央感知部の周縁を支持するために、
偏向したダイアフラムの形状に形成された通常または正
規の凹面（球面の一部）よりも、ダイアフラムに向かっ
て突出した周辺リブまたはリムを持つような構造とする
ことによって形成されている・ あるいはその代りに、環状係止リブを、ダイアフラム自
体の中央感知部の外周縁基こ形成することもできる。こ
の環状係止リブは、中央感知部が配列容器面に接触する
前に、ダイアフラムが定格最大圧力より少し大きい圧力
にさらされたとき、隣接する容器面に接触するであろう
。
グ）の隣接する面を、ダイアフラムの中央感知部が容器
に接触する前に、中央感知部の周縁を支持するために、
偏向したダイアフラムの形状に形成された通常または正
規の凹面（球面の一部）よりも、ダイアフラムに向かっ
て突出した周辺リブまたはリムを持つような構造とする
ことによって形成されている・ あるいはその代りに、環状係止リブを、ダイアフラム自
体の中央感知部の外周縁基こ形成することもできる。こ
の環状係止リブは、中央感知部が配列容器面に接触する
前に、ダイアフラムが定格最大圧力より少し大きい圧力
にさらされたとき、隣接する容器面に接触するであろう
。
従って、大きな過剰圧力の印加によってもウェブ内の応
力は増加しない。何故ならば、ダイアフラムの中央感知
部は、それが完全に容器面に着座するまで番こは、さら
に偏向するが、係止支持部がウェブの曲がりを防止する
からである。
力は増加しない。何故ならば、ダイアフラムの中央感知
部は、それが完全に容器面に着座するまで番こは、さら
に偏向するが、係止支持部がウェブの曲がりを防止する
からである。
（実施例）
第１図は、米国特許第３．７９３，８８５号に示される
のと同様の容器を有するセンサーの構成を示し。
のと同様の容器を有するセンサーの構成を示し。
そこに示されるこの発明は従来の構成を改善したもので
ある。この構成は、開示された形態において差圧力セン
サーとなり、２つの区画１１人及び１１Ｂからなる大き
な金属容器１１を包含する感知セルｌＯを含む。
ある。この構成は、開示された形態において差圧力セン
サーとなり、２つの区画１１人及び１１Ｂからなる大き
な金属容器１１を包含する感知セルｌＯを含む。
容器の区画１１人及びＩＩＢは、それらが分割面に沿っ
て相互に対面し、測定または感知ダイアフラム１２によ
って分離されるように、互いに配置されている・容器の
区画１１人及びＩＩＢは、米国特許第４，３７０，８９
０号における空洞に対応する、図示の形態の概ね円錐状
断面の空洞を有する金属カップである。
て相互に対面し、測定または感知ダイアフラム１２によ
って分離されるように、互いに配置されている・容器の
区画１１人及びＩＩＢは、米国特許第４，３７０，８９
０号における空洞に対応する、図示の形態の概ね円錐状
断面の空洞を有する金属カップである。
空洞１３Ａ及び１３Ｂは、ガラスまたはセラミック材料
のような剛性絶縁材料で満たされている。
のような剛性絶縁材料で満たされている。
これらの空洞の絶縁性充填材料は、容器の区画１１人及
びＩＩＢの金属壁に融着されている。容器の区画の開い
た辺は、ダイアフラムが偏向していない状態、すなわち
休止位置にあるときのダイアフラム１２に平行な面に沿
って終端している。
びＩＩＢの金属壁に融着されている。容器の区画の開い
た辺は、ダイアフラムが偏向していない状態、すなわち
休止位置にあるときのダイアフラム１２に平行な面に沿
って終端している。
センサーの形成時において、容器の各区画の空洞１３人
、１３Ｂ内にある剛性絶縁材料は、終端面に向かって開
く凹面状に研摩される。この凹面は、概括的Ｉこ符号１
８及び１９でそれぞれ示されるように、その中央板は基
本的に球面の一部をなす。これらの凹面１８及び１９は
それぞれその中央板に、符号２１及び２２で示される。
、１３Ｂ内にある剛性絶縁材料は、終端面に向かって開
く凹面状に研摩される。この凹面は、概括的Ｉこ符号１
８及び１９でそれぞれ示されるように、その中央板は基
本的に球面の一部をなす。これらの凹面１８及び１９は
それぞれその中央板に、符号２１及び２２で示される。
コンデンサー板を形成する適当な薄い金属のコーティン
グを有する。
グを有する。
ダイアフラム１２は、その両側に分離して配置されたチ
ャンバー２４及び２５を形成するように、容器の区画に
おける２つの空洞を分割する。センサーが図示のように
隔離されたセンサーである場合、形成されたチャンバー
は、適当な油のような非圧縮性の流体で満たされる。
ャンバー２４及び２５を形成するように、容器の区画に
おける２つの空洞を分割する。センサーが図示のように
隔離されたセンサーである場合、形成されたチャンバー
は、適当な油のような非圧縮性の流体で満たされる。
この発明において、凹面１８及び１９はダイアフラムの
偏向部の外周まで全て球面の一部または滑らかな輪郭ζ
ζ形成されているのではなく１表面は外周部で保止支持
手段を形成するように構成されている。しかし１面１８
及び１９のほとんどの領域は、ダイアフラムの感知部で
あるところのダイアフラム中央板の偏向時の形状に一致
するように研摩されている。
偏向部の外周まで全て球面の一部または滑らかな輪郭ζ
ζ形成されているのではなく１表面は外周部で保止支持
手段を形成するように構成されている。しかし１面１８
及び１９のほとんどの領域は、ダイアフラムの感知部で
あるところのダイアフラム中央板の偏向時の形状に一致
するように研摩されている。
ダイアフラム１２は区画１１ＡとＩＩＢとの間に配置さ
れ、２つの容器の区画１１人及びＩＩＢを一緒に結合す
る。繋がった周辺のビード溶接２３と共に溶接され、ダ
イアフラム１２をその位置に保持する・ビード溶接２３
は、面１８及び１９の間、従ってコンデンサー板２１と
２２及びダイアフラム１２の間にそれぞれ形成された容
器の内部チャンバー２４及び２５を気密に封止する。ダ
イアフラム１２は、容器の区画の間に位置するときは伸
びたり応力が加わることはなく、中心または休止位置で
は平坦である。
れ、２つの容器の区画１１人及びＩＩＢを一緒に結合す
る。繋がった周辺のビード溶接２３と共に溶接され、ダ
イアフラム１２をその位置に保持する・ビード溶接２３
は、面１８及び１９の間、従ってコンデンサー板２１と
２２及びダイアフラム１２の間にそれぞれ形成された容
器の内部チャンバー２４及び２５を気密に封止する。ダ
イアフラム１２は、容器の区画の間に位置するときは伸
びたり応力が加わることはなく、中心または休止位置で
は平坦である。
各チャンバー２４及び２５は、最初、容器の区画１１Ａ
及びＩＩＢの外側端に向かつて、中央通路２６及び２７
を介して開いている。通路２６及び２７を形成する管は
空洞１３人、１３Ｂ内の絶縁材料に隔着されており１通
路２６及び２７はそれぞれ、隔離ダイアフラム３０及び
３１によって包囲された隔離チャンバー２８及び２９に
それぞれ繋がっている。
及びＩＩＢの外側端に向かつて、中央通路２６及び２７
を介して開いている。通路２６及び２７を形成する管は
空洞１３人、１３Ｂ内の絶縁材料に隔着されており１通
路２６及び２７はそれぞれ、隔離ダイアフラム３０及び
３１によって包囲された隔離チャンバー２８及び２９に
それぞれ繋がっている。
隔離ダイアフラム３０及び３１は、図示のように、容器
の区画の外側端の浅い空洞を＆い％隔離チャンバー２８
及び２９を包囲する拳隔離ダイアフラムの外側表面は、
従来のように、検出する流体の圧力にさらされる１通常
、外殻が、隔離ダイアフラムを覆うようにその上に設け
られ、ＩＥカラインを結合するための圧力結合部材を形
成する。
の区画の外側端の浅い空洞を＆い％隔離チャンバー２８
及び２９を包囲する拳隔離ダイアフラムの外側表面は、
従来のように、検出する流体の圧力にさらされる１通常
、外殻が、隔離ダイアフラムを覆うようにその上に設け
られ、ＩＥカラインを結合するための圧力結合部材を形
成する。
圧力は矢印Ｐで表わされる。
符号３２及び３３で示される分離した金属管は。
剛性絶縁材料中に設けられ１図示のように、容器の区画
の外側まで延びており、チャンバー２４及び２５１結合
された通路２６及び２７．及び隔離子ヤンバー２８及び
２９を非圧縮性の液体で満たすための導管の慟らきモし
、その後前記金属管３２及び３３は封止される。金属管
３２及び３３は電気導体としでも用いられ、これらは各
コノテンサー板２１及び２２に電気的に結合されている
０これもまた通常のことである。
の外側まで延びており、チャンバー２４及び２５１結合
された通路２６及び２７．及び隔離子ヤンバー２８及び
２９を非圧縮性の液体で満たすための導管の慟らきモし
、その後前記金属管３２及び３３は封止される。金属管
３２及び３３は電気導体としでも用いられ、これらは各
コノテンサー板２１及び２２に電気的に結合されている
０これもまた通常のことである。
図示のように、ダイアフラム１２は環状の外側支持リン
グ３６及び中央の円板状の偏向板の感知部３７からなる
。この中央板感知部３７及び支持リング３６は所望の厚
さを有し、支持リング３６は溶接部２３に融着され、容
器の区画１１人及び１１Ｂの間に位置決めされて保持さ
れている。支持リング３６はその位置に締着するか、さ
もなくば所望の方法で保持することができる。
グ３６及び中央の円板状の偏向板の感知部３７からなる
。この中央板感知部３７及び支持リング３６は所望の厚
さを有し、支持リング３６は溶接部２３に融着され、容
器の区画１１人及び１１Ｂの間に位置決めされて保持さ
れている。支持リング３６はその位置に締着するか、さ
もなくば所望の方法で保持することができる。
中央板感知部３７は環状の周辺部を有し、符号４０で示
す周縁ウェブによって支持リングに結合されている。こ
のウェブ４０は、その平均の厚さが中央板感知部３７及
び支持リング３６の厚さより薄（なっている。ウェブ４
０は、米国特許第３．７９３，８８５号において説明さ
れるような１開放端″ダイアフラムとして、中央板感知
部３７が偏向することを許容する距離だけ放射方向に延
びている・ 第３図に示すように、ウェブ４０は台形（テーパ状）断
面形状を有し、符号４１で示される厚い端部は支持リン
グ３６の内面に一体化されており、薄い４部４２は中央
板感知部３７の端面に一体化されている。
す周縁ウェブによって支持リングに結合されている。こ
のウェブ４０は、その平均の厚さが中央板感知部３７及
び支持リング３６の厚さより薄（なっている。ウェブ４
０は、米国特許第３．７９３，８８５号において説明さ
れるような１開放端″ダイアフラムとして、中央板感知
部３７が偏向することを許容する距離だけ放射方向に延
びている・ 第３図に示すように、ウェブ４０は台形（テーパ状）断
面形状を有し、符号４１で示される厚い端部は支持リン
グ３６の内面に一体化されており、薄い４部４２は中央
板感知部３７の端面に一体化されている。
ウェブの厚さは端部４１において最大の厚さを有し、ウ
ェブは中央板感知ｆｌｉ３７に結合する箇所の最小の厚
さに向かってテーパをなしている。ウェブの厚さは、そ
の長さ、すなわち放射方向の長さに応じて、曲げ応力を
その放射方向の長さに沿って均等に分配し、中央板感知
部３７の開放端彎曲特性を許容する彎曲特性を与えるよ
うに選択されている。
ェブは中央板感知ｆｌｉ３７に結合する箇所の最小の厚
さに向かってテーパをなしている。ウェブの厚さは、そ
の長さ、すなわち放射方向の長さに応じて、曲げ応力を
その放射方向の長さに沿って均等に分配し、中央板感知
部３７の開放端彎曲特性を許容する彎曲特性を与えるよ
うに選択されている。
また、米国特許第３，７９３．８８５号に開示されるよ
うに、ウェブ４０は、外側支持リング３６とダイヤフラ
ムの中央板感知部３７との間で薄くした一様の厚さとす
ることができる点に留意すべきであろう。中央板感知部
３７は能動コンデンサー感知板であり、これは面１８．
１９及びコンデンサー板２１．２２の形状に一致するよ
うに偏向する〇開放端ダイアフラムと同様に、中央板感
知部３７の端部において曲げ応力が生じるであろう。開
放端ダイアフラムは、その端部において放射方向の曲げ
モーメントが零であることにより特徴付けられる。これ
はヒステリ７スを減少し、ダイアフラムの安定性を増し
、信頼性のある作動を行なわせるＯ 第２図は、米国特許第３，７９３，８８５号に示される
ような従来のダイアフラム及び容器の構成を拡大して示
し、容器の区画の分割面（開放端面）にまで延びる概略
部分的球面１８人及び１９Ａを示す。ダイアフラム１２
は、既に述べたように構成されている。
うに、ウェブ４０は、外側支持リング３６とダイヤフラ
ムの中央板感知部３７との間で薄くした一様の厚さとす
ることができる点に留意すべきであろう。中央板感知部
３７は能動コンデンサー感知板であり、これは面１８．
１９及びコンデンサー板２１．２２の形状に一致するよ
うに偏向する〇開放端ダイアフラムと同様に、中央板感
知部３７の端部において曲げ応力が生じるであろう。開
放端ダイアフラムは、その端部において放射方向の曲げ
モーメントが零であることにより特徴付けられる。これ
はヒステリ７スを減少し、ダイアフラムの安定性を増し
、信頼性のある作動を行なわせるＯ 第２図は、米国特許第３，７９３，８８５号に示される
ような従来のダイアフラム及び容器の構成を拡大して示
し、容器の区画の分割面（開放端面）にまで延びる概略
部分的球面１８人及び１９Ａを示す。ダイアフラム１２
は、既に述べたように構成されている。
矢印４５で示す位置において１面１８人及び１９人は、
中央板感知部３７がウェブ４０に結合する、ダイアフラ
ム１２の中央板感知［３７の外側周辺の角部４６に実質
的な空間を生じる。従来のシステムにおいて、中央板感
知部３７の面が、過剰圧力の負荷により１面１８人また
は１９人上に形成されたコンデンサー板２１人の中央板
に接触するのとほとんど同時に、角部４９は距離４５の
ところにある面に接触する。
中央板感知部３７がウェブ４０に結合する、ダイアフラ
ム１２の中央板感知［３７の外側周辺の角部４６に実質
的な空間を生じる。従来のシステムにおいて、中央板感
知部３７の面が、過剰圧力の負荷により１面１８人また
は１９人上に形成されたコンデンサー板２１人の中央板
に接触するのとほとんど同時に、角部４９は距離４５の
ところにある面に接触する。
この接触は、予定されたフルスケールの約２倍の差圧力
によって生じるダイアフラムの偏向によって生じた。こ
の構成は、薄くしたウェブ部４０上の大きな曲げモーメ
ントを許容し、これはヒステリシス、言い換えれば、過
剰圧力が除去された後ダイアフラムが零位置に復帰しな
いという望ましくないダイアフラムの動作をもたらす。
によって生じるダイアフラムの偏向によって生じた。こ
の構成は、薄くしたウェブ部４０上の大きな曲げモーメ
ントを許容し、これはヒステリシス、言い換えれば、過
剰圧力が除去された後ダイアフラムが零位置に復帰しな
いという望ましくないダイアフラムの動作をもたらす。
支持リングと中央板感知部との間のウェブを、通常の予
定された負荷の２倍の負荷を４入る過剰圧力から隔離し
、なおかつ、コンデンサー板２１または２２の表面に対
して、ダイアフラム中央板感知部３７が完全に層厚（ｓ
ｅａｔｉｎｇ ）するようにするために、第３図に示す
この発明の第１の形態では、符号４９で示す容器の面が
距離４８で、ウェブ４０に結合する中央板感知部３７の
角部４６に向って、第２図に示す正規の部分的球面１８
人または１９人より接近するように、外側に膨れ上がっ
た係止部材の周辺リムまたは盛上がりを形成している。
定された負荷の２倍の負荷を４入る過剰圧力から隔離し
、なおかつ、コンデンサー板２１または２２の表面に対
して、ダイアフラム中央板感知部３７が完全に層厚（ｓ
ｅａｔｉｎｇ ）するようにするために、第３図に示す
この発明の第１の形態では、符号４９で示す容器の面が
距離４８で、ウェブ４０に結合する中央板感知部３７の
角部４６に向って、第２図に示す正規の部分的球面１８
人または１９人より接近するように、外側に膨れ上がっ
た係止部材の周辺リムまたは盛上がりを形成している。
こうして、ダイアフラム１２の中央板感知部３７の角部
４６と、容器の面上の隣接する位置決め内部係止部材と
してのリム４９との間の間隔は、従来技術のものより小
さく、中央板感知部３７の面の大部分がコンデンサー板
２１または２２（したがって面１８及び１９）に接触す
る時刻に先立って、角部４６に接触するように、角部４
６と協働する係止手段を形成する。
４６と、容器の面上の隣接する位置決め内部係止部材と
してのリム４９との間の間隔は、従来技術のものより小
さく、中央板感知部３７の面の大部分がコンデンサー板
２１または２２（したがって面１８及び１９）に接触す
る時刻に先立って、角部４６に接触するように、角部４
６と協働する係止手段を形成する。
第３図における中央板感知部３７を表わす破線は、角部
４６が係止せしめられたときの、中央板感知部３７の偏
向状態を示す、距離５ｏは、角部４６が、距離４８の位
置に示す係上部材としてのリム４９に接触したとき、中
央板感知部３７の感知面（中心軸に隣接する）が面１８
上のコンデンサー板２１からまだ少し離れていることを
表わしている。
４６が係止せしめられたときの、中央板感知部３７の偏
向状態を示す、距離５ｏは、角部４６が、距離４８の位
置に示す係上部材としてのリム４９に接触したとき、中
央板感知部３７の感知面（中心軸に隣接する）が面１８
上のコンデンサー板２１からまだ少し離れていることを
表わしている。
容器の面上の係止部材としてのリム４９は環状リムであ
り、中央板感知部３７の周辺にｌｉｌ！接する容器の空
洞の面１８及び１９上に、中央板感知部３７のウェブ４
０に結合する角部４６と一致させて形成されている。
り、中央板感知部３７の周辺にｌｉｌ！接する容器の空
洞の面１８及び１９上に、中央板感知部３７のウェブ４
０に結合する角部４６と一致させて形成されている。
この発明の変形した形態が第４図に示されており、ダイ
アフラム１２人は中央板感知部３７人。
アフラム１２人は中央板感知部３７人。
外側支持リング３６人及び、中央板感知部３７人と支持
リング３６人とを結合するウェブ４ＯＡを有する優 ウェブ４０人の長さ及びダイアフラム１２Ａの厚さ自体
は第３図のものと同じにすることができる◎しかし１本
発明のこの形態においては、ダイアフラム１２人が中央
板感知部３７人の一方の面上に突出したリブ５５を持ち
、またウェブ４０人に隣する中央板感知部３７Ａの他の
面上に突出したリブ５６を持つよう形成されている。リ
ブ５５は、ダイアフラムの中央板感知部３７人の周縁に
そつで延びる周辺リブである。
リング３６人とを結合するウェブ４ＯＡを有する優 ウェブ４０人の長さ及びダイアフラム１２Ａの厚さ自体
は第３図のものと同じにすることができる◎しかし１本
発明のこの形態においては、ダイアフラム１２人が中央
板感知部３７人の一方の面上に突出したリブ５５を持ち
、またウェブ４０人に隣する中央板感知部３７Ａの他の
面上に突出したリブ５６を持つよう形成されている。リ
ブ５５は、ダイアフラムの中央板感知部３７人の周縁に
そつで延びる周辺リブである。
第４図に示す容器の区画の面１８人及びダイアフラム１
２人の下部の容器の区画の面１９人は、第２図に示した
従来のセンサーのように形成される。すなわち、これら
の面は連続した滑らかな輪郭をなし、容器の区画の分離
面である外側端面までずっと延びる。概ね部分的な球面
をなしている・こうして、中央板感知部３７人の中心が
第４図において示される面１８Ａ上のコンデンサー板２
１人に接触するに先立りて、リブ５５が、距離５９で示
すところで面１８Ａに接触するであろう。
２人の下部の容器の区画の面１９人は、第２図に示した
従来のセンサーのように形成される。すなわち、これら
の面は連続した滑らかな輪郭をなし、容器の区画の分離
面である外側端面までずっと延びる。概ね部分的な球面
をなしている・こうして、中央板感知部３７人の中心が
第４図において示される面１８Ａ上のコンデンサー板２
１人に接触するに先立りて、リブ５５が、距離５９で示
すところで面１８Ａに接触するであろう。
リブまたはリム５５及び５６の高さは１図においては、
明瞭になるように誇張されているが、ダイアフラムの中
央板感知部３７人の周縁にごくわずか突出したリムであ
りても、容器の面１８Ａまたは１９人と協働して係止手
段を構成することができよう。
明瞭になるように誇張されているが、ダイアフラムの中
央板感知部３７人の周縁にごくわずか突出したリムであ
りても、容器の面１８Ａまたは１９人と協働して係止手
段を構成することができよう。
係止手段は、定格差圧力の約２００％で、中央板感知部
の面が各隣接する容器の面に接触するのに対して、定格
フルスケール差圧力の約１２０％で、中央板感知部３７
または３７人の外側周辺の偏向運動を係止するような接
触をもたらす＠図示の発明の形態において、ウェブ４ｏ
または４０人は、好ましい実施例において示したテーパ
状のウェブであるばかりでなく、一様な厚さのウェブの
ように、任意の所望の形状とすることができる。
の面が各隣接する容器の面に接触するのに対して、定格
フルスケール差圧力の約１２０％で、中央板感知部３７
または３７人の外側周辺の偏向運動を係止するような接
触をもたらす＠図示の発明の形態において、ウェブ４ｏ
または４０人は、好ましい実施例において示したテーパ
状のウェブであるばかりでなく、一様な厚さのウェブの
ように、任意の所望の形状とすることができる。
ダイアフラムは通常、従来技術において開示されている
ような高強度（ｈｉｇｈ −ｓｔｒｅｎｇｔｈ ）合金
材料であるｓ Ｎ１５ｐａｎ−Ｃのような適当な金属で
作られる。
ような高強度（ｈｉｇｈ −ｓｔｒｅｎｇｔｈ ）合金
材料であるｓ Ｎ１５ｐａｎ−Ｃのような適当な金属で
作られる。
この係止手段は、ダイアフラムの中央板感知部が所望の
最大過剰偏向より小さい偏向を生じたところで、ダイア
フラムを支持する。係止部材がダイアフラムを支持した
とき（定格圧力の１２０％で）、ダイアフラムとコンデ
ンサー板との間に残された余分の間隔は、公称圧力範囲
以上で、正確な作動を得るために必要である。
最大過剰偏向より小さい偏向を生じたところで、ダイア
フラムを支持する。係止部材がダイアフラムを支持した
とき（定格圧力の１２０％で）、ダイアフラムとコンデ
ンサー板との間に残された余分の間隔は、公称圧力範囲
以上で、正確な作動を得るために必要である。
ダイアフラムとコンデンサー板との間隔が極めて小さい
場合、この変換器は非線形となる。また、過剰圧力が定
格圧力の２００％まで増大するにつれ、感知した容ｔが
過剰圧力の大きさを少なくとも幾分かは示すように、そ
の出力が増大することが望ましい・ また１面１８及び１９の中心における大きな間隔は、製
造の多様化をもたらす、容器内のりブ４９は、その上に
感知コンデンサー板を持たないので。
場合、この変換器は非線形となる。また、過剰圧力が定
格圧力の２００％まで増大するにつれ、感知した容ｔが
過剰圧力の大きさを少なくとも幾分かは示すように、そ
の出力が増大することが望ましい・ また１面１８及び１９の中心における大きな間隔は、製
造の多様化をもたらす、容器内のりブ４９は、その上に
感知コンデンサー板を持たないので。
出力の茂示には影響を及ぼさない。また、リブ４９は容
器の区画の開口端に隣接しているので、製造工程中に容
易にアクセスすることができる◎過剰圧力が繰り返され
る状況下で、この係止手段によって生じる応力の減少は
ダイアフラムの疲労を減少し、センサーの有効寿命を延
ばすことができる。
器の区画の開口端に隣接しているので、製造工程中に容
易にアクセスすることができる◎過剰圧力が繰り返され
る状況下で、この係止手段によって生じる応力の減少は
ダイアフラムの疲労を減少し、センサーの有効寿命を延
ばすことができる。
なお、この発明は籍許請求の範囲に記載された範囲のみ
ならず、各種の態様を包含することを当業者は容易に理
解するであろう、以下は、その態様の一部である。
ならず、各種の態様を包含することを当業者は容易に理
解するであろう、以下は、その態様の一部である。
（１） 印加された圧力を示す谷１性信号を発生する
ための以下の構成からなる容置型圧カドランスデューサ
。
ための以下の構成からなる容置型圧カドランスデューサ
。
（、） 第１のコンデンサー板を形成する第１及び第
２の面を有する中央板感知部、中央板感知部を取囲む周
縁支持リング、及び中央板感知部より薄いウェブ部から
なり、 前記ウェブ部は、支持リングと中央板感知部との間に延
在し、支持リングと中央板感知部とを結合しているとこ
ろの、印加された圧力により偏向するように装着された
ダイアフラム、 （ｂ） 中央板感知部の第１の面から離れており、中
央板感知部の第１の偏向位置と概ね一致する形状を有し
、周縁支持リングに対して固定した関係で装着された第
２のコンデンサー板、及び （Ｃ）＠記載１の偏向位置よりも、中央板感知部の偏向
量が少ない第２の偏向位置において、中央板感知部の外
側周縁の偏向を制限する第１の係止手段。
２の面を有する中央板感知部、中央板感知部を取囲む周
縁支持リング、及び中央板感知部より薄いウェブ部から
なり、 前記ウェブ部は、支持リングと中央板感知部との間に延
在し、支持リングと中央板感知部とを結合しているとこ
ろの、印加された圧力により偏向するように装着された
ダイアフラム、 （ｂ） 中央板感知部の第１の面から離れており、中
央板感知部の第１の偏向位置と概ね一致する形状を有し
、周縁支持リングに対して固定した関係で装着された第
２のコンデンサー板、及び （Ｃ）＠記載１の偏向位置よりも、中央板感知部の偏向
量が少ない第２の偏向位置において、中央板感知部の外
側周縁の偏向を制限する第１の係止手段。
（２）さらに、次の構成を含む、前記（１）項記載の容
置性圧力トランスデエーサ。
置性圧力トランスデエーサ。
（、） 中央板感知部の第２の面から離れており、か
つ中央板感知部の第３の偏向位置と概ね一致する形状を
有し、その周縁支持リングに対して固定した関係で装着
された第３のコンデンサー板、及び （ｂ） 前記第３の偏向位置よりも、中央板感知部の
偏向量が少ない第４の偏向位置において、中央板感知部
の外側周縁の偏向を制限する第２の係止手段。
つ中央板感知部の第３の偏向位置と概ね一致する形状を
有し、その周縁支持リングに対して固定した関係で装着
された第３のコンデンサー板、及び （ｂ） 前記第３の偏向位置よりも、中央板感知部の
偏向量が少ない第４の偏向位置において、中央板感知部
の外側周縁の偏向を制限する第２の係止手段。
（３）前記第１の係止手段は、中央板感知部の外側周縁
上の１状リブ、及び第２の偏向位置において、１状リブ
に係合するように、支持リングに固定的に装着した参照
面からなる前記（１１項記載の容斂性王カトランスデエ
ーサ。
上の１状リブ、及び第２の偏向位置において、１状リブ
に係合するように、支持リングに固定的に装着した参照
面からなる前記（１１項記載の容斂性王カトランスデエ
ーサ。
（４）前記第１の係止手段は、第２の偏向位置において
、中央板感知部の外側周縁に係合するように、支持リン
グに対して固定的に装着した環状リブからなる前記（１
）項記載の容汰性圧力トランスデエーサ〇
、中央板感知部の外側周縁に係合するように、支持リン
グに対して固定的に装着した環状リブからなる前記（１
）項記載の容汰性圧力トランスデエーサ〇
第１図は、偏向するダイアフラムを有し、この発明の係
止手段を含む典型的な差圧力センサーの断面図、 第２図は、米国特許第３．７９３，８８５号に示される
ような従来技術のダイアフラムの構成を示す、拡大した
部分的模式図、 第３図は、この発明による係止手段の第１の形態を示す
、拡大した部分的模式図、そして第４図は、この発明の
係止手段の第２の形態を示す、拡大した部分的模式図で
ある。 １０・・・感知セル、１１・・・金属容器、１２・・・
ダイアフラム、１８，１９・・・凹面、２１．２２・・
・コンデンサー板、２４．２５・・・チャンバー、２６
゜２７・・・通路、２８．２９・・・隔離チャンバー。
止手段を含む典型的な差圧力センサーの断面図、 第２図は、米国特許第３．７９３，８８５号に示される
ような従来技術のダイアフラムの構成を示す、拡大した
部分的模式図、 第３図は、この発明による係止手段の第１の形態を示す
、拡大した部分的模式図、そして第４図は、この発明の
係止手段の第２の形態を示す、拡大した部分的模式図で
ある。 １０・・・感知セル、１１・・・金属容器、１２・・・
ダイアフラム、１８，１９・・・凹面、２１．２２・・
・コンデンサー板、２４．２５・・・チャンバー、２６
゜２７・・・通路、２８．２９・・・隔離チャンバー。
Claims (4)
- （１）参照面を形成する凹状面を有する容器、前記参照
面に向かって、圧力によって偏向するように容器に装着
されたダイアフラム、及び圧力による前記ダイアフラム
の偏向を感知する手段を備え、 このダイアフラムは中央板感知部、前記容器に固定装着
されて前記中央板感知部を取り囲む周辺の支持リング、
及び中央板感知部が圧力によって支持リングに対して参
照面に向かって偏向できるように、厚さが薄くなってお
り、支持リングと中央板感知部との間に延在し、かつ支
持リングと中央板感知部とに結合されたウェブ部からな
る圧力トランスデューサにおいて、前記参照面は、中央
板感知部が偏向するにつれて、第１の過剰圧力で中央板
感知部を完全に支持するように、中央板感知部の偏向に
概略一致する形状に形成され、 さらに、ダイアフラムの中央板感知部の他の部分が前記
参照面に接触する前に、中央板感知部の外側周辺の偏向
を、ウェブ部と中央板感知部との結合部に隣接する個所
で、容器に対して係止する手段を設けた圧力トランスデ
ューサ。 - （２）前記係止手段は、ダイアフラムの中央板感知部の
外側周縁に位置合わせされ、参照面上の外周縁近傍に形
成された実質的な環状リブからなり、 該リブは、前記中央板感知部に向かって、リブで境界付
けられた滑らかな連続参照面より大きい、選択された量
だけ突出している前記特許請求の範囲第１項記載の圧力
トランスデューサ。 - （３）前記係止手段は、中央板感知部の中央板が過剰圧
力によって参照面に接触する前に、参照面に中央板感知
部の外周縁が接触するように、中央板感知部の外側周縁
でダイアフラムの中央板感知部の面から突出したリブを
有する前記特許請求の範囲第１項記載の圧力トランスデ
ューサ。 - （４）前記容器は、ダイアフラムの両側に２つの空洞を
形成する２つの部分を有し、 前記係止手段は、ダイアフラムの両側に２つの前記空洞
を形成する前記容器の前記２つの部分上に形成されてい
る前記特許請求の範囲第１項記載の圧力トランスデュー
サ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/766,123 US4612812A (en) | 1985-08-15 | 1985-08-15 | Stress reducing stop for unstretched pressure sensing diaphragm |
| US766123 | 2001-01-18 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6280367A true JPS6280367A (ja) | 1987-04-13 |
| JPH06105107B2 JPH06105107B2 (ja) | 1994-12-21 |
Family
ID=25075476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61190665A Expired - Lifetime JPH06105107B2 (ja) | 1985-08-15 | 1986-08-15 | 圧力トランスデューサ |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4612812A (ja) |
| EP (1) | EP0212942B1 (ja) |
| JP (1) | JPH06105107B2 (ja) |
| CA (1) | CA1275823C (ja) |
| DE (1) | DE3680046D1 (ja) |
| MY (1) | MY100367A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013542077A (ja) * | 2010-10-01 | 2013-11-21 | ローズマウント インコーポレイテッド | 溶接プロセスで使用するための試験ブロックおよび製造ワークピース上の溶接プロセスを認定する方法 |
| JP2022528655A (ja) * | 2019-03-28 | 2022-06-15 | ローズマウント インコーポレイテッド | 圧力センサのセンサボディセル及び差圧センサ |
| JP2023508334A (ja) * | 2019-12-23 | 2023-03-02 | ローズマウント インコーポレイテッド | 高範囲差圧センサ |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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