JPS6375534A - 差圧測定装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は差圧測定装置に関するものである。

更に詳述すれば、本発明は差圧測定装置の過大圧保護機
構の改良に関するものである。

（従来の技術） 第７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。この種の差圧測定装置としては、たとえば
、米国特許３．７５６．０８５号がある。

図において、１ａはブロック状の本体、Ｉｌａは本体ｌ
ａ内に設けられた室、２ａは室１１ａに設けられ、室１
１ａを二つの受圧室１２ａ、　１３ａに分けるベローで
ある。３ａは過大圧保護機構で、ベロー２ａ内に設けら
れている。３１ａはリング状の磁石である。３２ａは磁
石３１ａの上面をふさぎ磁石３１ａど室３３ａを構成す
る磁性体からなるプレートである。３４ａはプレー１３
２ａとベロー２８の自由端とを結ぶシャフトである。３
５ａはスプリングで、プレー１□３２ａとベロー２８と
の間に配置されている。４１ａ、　４２ａは本体Ｉａの
外側面に設けられ、シール室４３ａ、　４４ａを構成す
るシールダイアフラムである。、５ａは本体１ａ内に設
けられた差圧検出機構で、この場合は、半導体圧力検出
素子が用いられている。１４ａ、　１５ａはシール室４
３ａ、　４４ａと受圧室１２ａ、　１３ａとを連通ずる
連通孔である。１６ａ、　１７ａは連通孔１４ａ、　１
５ａと差圧検出機構５ａとを連結する連結孔である。ｌ
０Ｉａは受圧室１２ａ　、　ｉ！１通孔１５ａ、連結孔
１７ａとシール室４４ａとを満す封入液である。１０２
ａは受圧室１３ａ、連通孔１４ａ、連結孔１６ａとシー
ル室４３ａとを満す封入液である。

以上の構成において、測定圧Ｐ、、　Ｐ２が測定レンジ
範囲内であれば、差圧検出機構５ａが差圧を測定する。

測定圧Ｐ１が所定圧力以上になると、プレート３２ａは
、押圧されて、図の上方向に移動する。ベロー２ａが伸
びて、」−Ｊ入液１０２が移動し、シールダイアフラム
４１ａが、本体１ａにバックアップされ、これ以上圧力
は上昇しない。即ち、過大圧保護機構３ａはスナップ的
に動作する。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら・、このようなものにおいては、測定圧Ｐ
　２　ＩＩからの過大圧に対してはＰ１側のようなスナ
ップ動作はできない。

同様の装置を２個使用すれば、両方向のスナップ動作が
可能となるが、非常に複雑な構造となり高価なものとな
る。

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、過大圧保護機構を簡素化し、従来例に
比して部品点数を減少せしめ安価にし得ると共に、小形
化できることによって、封入液体の量を減少して、封入
液体の温度体積膨張に起因する温度によるゼロ点変動を
小さくして高ｔ＃ｉ度化し得る差圧測定装置を提供する
にある。

（問題点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、ブロック状の本
体と、該本体内に設けられた室と、該室に設けられ該室
を二つの受圧室に分ける板状の隔壁機構と、１ｌｉＩ記
受圧室からの測定圧を受圧する差秩 圧機用機構と、１７記ブロツクの外側面に設けられ測定
圧を受圧し該ブロックとシール室を構成するシールダイ
アフラムと、前記シール室と１ｌｉＪ記受圧室とを連通
ずる連通孔と、該連通孔と１ｌｉＩ記シール室と前記受
圧室とにそれぞれ満された二つの封入液とを具備する差
圧測定装置において、前記隔壁機構の面に直交して設け
られ一端が該センターダイアフラムに取付けられ非磁性
材よりなるシャフトと、該シャフトに摺動自由に挿入さ
れ互いに反発し合う磁石よりなる第１と第２のリングと
、前記シャフトの他端に直交して固定されたプレートと
、前記本体に設Ｃうられ前記第１．第２のリングの外周
部分が係合され所要寸法よりなる四部とを具備したこと
を！ｌｆ徴とする差圧測定装置を構成したものである。

（作用） 以上の構成において、測定圧が測定レンジ幅以内では、
センターダイアフラムは磁石の反発ノＪのために変位し
ない。したがって測定圧力は差圧検出機構により差圧が
検出される。

一力の測定圧が測定レンジ幅を越え、所定の伯になると
、センターダイアフラムによって、第１リングと第２す
・ングの反発力を越えた力によって押圧され第１リング
が第２リングに近寄る。センターダイアフラムの変位に
基づき、封入液体の大きな流通が起る。この流通は、シ
ールダイアフラムが本体に密着するまで続く、以後は受
圧室の圧フッは」二昇しない。

他方の測定圧が、測定レンジ幅を越え、所定の値になる
と、センターダイアプラムが押圧される。

これにつれて、プレートによって第２リングが第１リン
グと第２リングとの反発力を越えた力によって押圧され
、第２リングが第１リングに近寄る。

センターダイアフラムが変位し、シールダイアプラムが
本体に密着するまで、封入液体の流通が生ずる。シール
ダイアフラムが本体に密着後は受圧室の圧力は上昇しな
い。

以下、実施例について詳細に述べる。

第１図は、本１１１の一実施例の構成説明図である。

図において、１はブロック状の本体である。

１１は本体１内に設けられた室、２は室１１に設けられ
、室１１を二つの受圧室１２．１３に分けるセンターダ
イアフラムである。２１はセンターダイアフラムに設け
られたプレートである。３は過大圧保護機構で、室１１
内に設けられている。

第２図に示す如く、３１はセンターダイアフラム２の面
に直交して設けられ、一端がセンターダイアフラム２に
取イ」けられ、非磁性材よりなるシャフトである。３２
．３３は、シャフト３１に摺動自由に挿入され互いに反
発し合う永久磁石よりなる第１と第２のリングである。

３４はシャフト３１の他端に直交して固定され、磁性材
よりなるプレートである。４１．４２は本体１の外側面
に設けられ、シール室４３．４４を構成するシールダイ
アフラムである。４５．４６はシールダイアフラム４１
．４２に対向して本体１に設けられたパックアップネス
トである。５は差圧検出機構で、この場合は、半導体圧
力検出素子が用いられている。１４．１５はシール室４
３．４４と受圧室１２．１３とを連通ずる連通孔である
。１６゜１７は連通孔１４．１５と差圧検出機構５とを
連結する連結孔である。６１．６２は本体１とシールダ
イアフラム４−１　、４２を覆い導圧室６３゜６４を構
成するカバーである。＋０１はシール室４３、連通孔１
４、受圧室１２と連結孔１６とを満す封入液である。＋
０２は受圧室１３、連通孔１５、シール室４４と連結孔
１７とを満す封入液である。封入液１０ｊ、　＋０２は
この場合はシリコンオイルが用いられている。　以上の
構成において、測定圧Ｐ、、　Ｐ２が測定レンジ幅以内
では、センターダイアフラム２は、第１リング３２と第
２リング３３との反発力のために変位しない。したがっ
て、測定圧力Ｐ、とＰ２の差圧は、差圧検出機構５によ
り検出される。

測定圧Ｐ１が測定レンジ幅を越え、所定の値になると、
センターダイアフラム２によって、第１リング３２と第
２リング３３の反発力を越えた力によって押圧され第１
リング３２が第２リング３３に近寄る。センターダイア
フラム２の変位に基づき、封入液体１０１の大きな流通
が起る。この流通は、シールダイアフラム４１が本体に
密着するまで続く、以後は受圧室１２の圧力は上昇しな
い。

測定圧Ｐ２が測定レンジ幅を越え、所定の伯になると、
センターダイアフラム２が押圧される。これにつれて、
プレート３４によって第２リング３３が第１リング３２
と第２リング３３との反発力を越えた力によって押圧さ
れ、第２リング３３が第１リング３２に近寄る。センタ
ーダイアフラム２が変位し、シールダイアフラム４２が
本体に密着するまで、封入液体１０２の流通が生ずる。

シールダイアフラム４２が本体に密着後は、受圧室１３
の圧力は上昇しない。

過大圧保護機構３が働く際の圧ノＪは、第１リング３２
．第２リング３３の材質や、第１．第２リング３２．３
３の対向面積や、第１リング３２と第２リング３３間の
ギャップを変えることにより自由に設定できる。

以」：の動作を更に詳細に述べる。

センターダイアフラム２の差圧をＰ、有効面積をＡ、中
心変位をＸ、変位Ｘに対するばね定数をＫ、第１リング
３２と第２リング３３の反発力に関する定数をＢ、差圧
０のときの２つの永久磁石の間の初期ギャップをＸ。と
すると、次の式が成り立つ 左辺は、センターダイアフラム２を動かそうとする力、
右辺第１項は、それに対向するセンターダイアフラム２
の反力、第２項は、第１リング３２保護機４’ｇ３が作
動する圧力である。

（＋）式をグラフに表わすと、第５図の如くなる。

圧ノＪＰが０→１と上昇しても、センターダイアフラム
２の変位は生じない。点１で、第１リング３２と第２リ
ング３３との反発力Ｂ／ＸＯより大きくなると、センタ
ーダイアフラム２は、圧力に応じて変位を始める。点２
に対応する変位ｘ２をシール室の封入液体がすべてセン
ターダイアフラム２に吸収された場合の変位とすると、
×２以上の変位（Ｊ起らず、χ２に対応する圧力量」二
の圧力は１只しない。

次に、圧力が下がってきた場合には、２→１→０と上昇
時の場合の逆になる。

以上は、一方の測定圧に対する過大圧保護動作を説明し
たが、他方の測定圧に対する過大圧保護動作も同様な動
作をなす。

この結果、２個の永久磁石の反発力を利用することによ
って過大圧保護機構を簡素化できる。したがって、従来
例に比して、部品点数を減少せしめ安価にし得る。また
、過大圧保護のためのａｉｍをセンターダイアフラムの
中心軸近くに、小形化して設置できるために、過大圧保
！Ｉａ！構によって増加する内部容積を少なくできる。

したがって、封入液体の温度体積膨張に起因する温度ゼ
ロ変動を小さくすることができ、高精度化し得る差圧測
定装置を実現することができる。

なお、第５図のグラフは、封入液体の容積や各種変数の
選び方で形は変わるが、基本的な動作においては変わり
がない。

第６図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、第１図実施例におけるセンターダ
イアフラム２の代わりに、ピストン７１とＯリング７２
とよりなる隔壁機構７で構成したものである。

この場合、０リング７２等によるピストン７１と室１１
の間の抵抗が小さい場合には、差圧Ｐとピストン７１の
変位Ｘとの関係は（１）式のばね定数の項がなくなり、 Ｐ　Ａ　＝　　　　　　　　　　　　　　　　（２）’
；Ｃｏ−ズ となる。

（発明の効果） この目的を達成するために、本発明は、ブロック状の本
体と、該本体内に設けられた室と、該室に設けられ該室
を二つの受圧室に分ける板状の隔測定圧を受圧し該ブロ
ックとシール室を構成するシールダイアフラムと、前記
シール室と前記受圧室とを連通する連通孔と、該連通孔
と前記シール室と前記受圧室とにそれぞれ満された二つ
の封入液とを具備する差圧測定装置において、前記隔壁
機構の面に直交して設けられ一端が該センターダイアフ
ラムに取付けられ非磁性材よりなるシャフトと、該シャ
フトに摺動自由に挿入され互いに反発し合う磁石よりな
る第１と第２のリングと、前記シャフトの他端に直交し
て固定されたプレートと、前記本体に設けられ１ｌｉＪ
記第１．第２のリングの外周部分が係合され所要寸法よ
りなる四部とを具備したことを＃徴とする差圧測定装置
を構成したので、２個の永久磁石の反発力を利用するこ
とによって、過大圧保護機構を簡素化できる。したがっ
て、従来例に比して、部品点数を減少せしめ安価にし得
る。また、過大圧保護のための機構をセンターダイアフ
ラムの中心軸近くに、小形化して設置できるために、過
大圧保護機構によって増加する内部容積を少なくできる
。したがって、封入液体の温度体積膨張に起因する温度
ゼロ変動を小さくすることができ、高精度化し得る差圧
測定装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成説明図、第２図から第
５図は第１図の動作説明図、第６図は本発明の他の実施
例の構成説明図、第７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・・・本体、１０１．１０２・・・封入液体、１１・
・・室、１２．１３・・・受圧室、１４．１５・・・連
通孔、１６゜１７・・・連結孔、２・・・センターダイ
アフラム、２１・・・プレート、３・・・過大圧保護機
構、３１・・・シャフト、３２・・・第１リング、３３
・・・第２リング、３４・・・プレート、４１．４２・
・・シールダイアフラム、４３．４４・・・シール室、
４５．４６・・・バックアツプネスト、５・・・差圧検
出機構、６１．６２・・・カバー、６３．６４・・・導
圧室、７・・・隔壁機構、７１・・・ピストン、７２・
・・０リング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ブロック状の本体と、該本体内に設けられた室と、該室
   に設けられ該室を二つの受圧室に分ける板状の隔壁機構
   と、前記受圧室からの測定圧を受圧する差圧検出機構と
   、前記ブロックの外側面に設けられ測定圧を受圧し該ブ
   ロックとシール室を構成するシールダイアフラムと、前
   記シール室と前記受圧室とを連通する連通孔と、該連通
   孔と前記シール室と前記受圧室とにそれぞれ満された二
   つの封入液とを具備する差圧測定装置において、前記隔
   壁機構の面に直交して設けられ一端が該センターダイア
   フラムに取付けられ非磁性材よりなるシャフトと、該シ
   ャフトに摺動自由に挿入され互いに反発し合う磁石より
   なる第１と第２のリングと、前記シャフトの他端に直交
   して固定されたプレートと、前記本体に設けられ前記第
   １、第２のリングの外周部分が係合され所要寸法よりな
   る凹部とを具備したことを特徴とする差圧測定装置。