JP2021025961A - Pressure detector, pressure transmitter, and pressure measurement method - Google Patents
Pressure detector, pressure transmitter, and pressure measurement method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021025961A JP2021025961A JP2019146276A JP2019146276A JP2021025961A JP 2021025961 A JP2021025961 A JP 2021025961A JP 2019146276 A JP2019146276 A JP 2019146276A JP 2019146276 A JP2019146276 A JP 2019146276A JP 2021025961 A JP2021025961 A JP 2021025961A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- sensor
- fluid
- temperature sensor
- diaphragm
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
【課題】圧力測定点への設置及び交換が容易であり、かつ検出性能が良好な圧力検出器を提供する。【解決手段】本開示の圧力検出器は、ダイアフラムを有し、内部に流体が充填された受圧部と、前記受圧部と連通し、前記ダイアフラムが受けた圧力を前記流体により伝達する伝達経路と、前記流体により伝達された前記圧力を検出する圧力センサと、前記受圧部に配置される温度センサと、を備えることを特徴とする。【選択図】図2PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pressure detector which is easy to install and replace at a pressure measuring point and has good detection performance. A pressure detector of the present disclosure has a diaphragm, and has a pressure receiving portion filled with a fluid therein, and a transmission path that communicates with the pressure receiving portion and transmits the pressure received by the diaphragm by the fluid. It is characterized by including a pressure sensor for detecting the pressure transmitted by the fluid and a temperature sensor arranged in the pressure receiving portion. [Selection diagram] Fig. 2
Description
本開示は、圧力検出器、圧力伝送器及び圧力測定方法に関する。 The present disclosure relates to pressure detectors, pressure transmitters and pressure measuring methods.
配管やタンク内の被測定流体の状態を監視してコントロールするために、被測定流体の流量、液面レベル、圧力及び温度の計測が行われている。流量、液面レベル及び圧力の計測には差圧/圧力伝送器(differential pressure/ pressure transmitter、差圧伝送器ともいう)が用いられ、温度の計測には測温抵抗体や熱電対などの温度センサが用いられる。 In order to monitor and control the state of the fluid to be measured in the piping and tank, the flow rate, liquid level, pressure and temperature of the fluid to be measured are measured. A differential pressure / pressure transmitter (also called a differential pressure transmitter) is used to measure the flow rate, liquid level, and pressure, and the temperature of a resistance temperature sensor or thermocouple is used to measure the temperature. A sensor is used.
密閉タンク内の被測定流体の液面レベル及び圧力の計測には、一般に、リモートシールタイプと呼ばれる種の圧力伝送器(差圧伝送器)が用いられる。図1は、リモートシールタイプの圧力伝送器200を示す模式図である。図1に示すように、リモートシールタイプの圧力伝送器200は、2つの接液フランジ202(受圧部)、本体部204、増幅部205、接液フランジ202と本体部204とを接続する2つの導圧路207を有する。接液フランジ202は、被測定流体の圧力を受けるダイアフラム201を具備し、タンク102の2箇所の取付け口103a及び103b(圧力測定点)にそれぞれ取付けられる。
A pressure transmitter (differential pressure transmitter) of a type called a remote seal type is generally used for measuring the liquid level and pressure of the fluid to be measured in the closed tank. FIG. 1 is a schematic view showing a remote seal
本体部204は、2箇所の圧力差を検知する圧力センサ203を具備する。増幅部205は、本体部204に接続され圧力センサ203からの圧力信号を演算する。導圧路207は、ダイアフラム201から圧力センサ203への圧力伝達媒体となる封入液206で満たされている。
The
このように、タンク102の下部に位置する底面部の取付け口103bと、タンク102の上部に位置する気層部の取付け口103aにそれぞれ接液フランジ202を取付け、この2つの取付け口103a及び103bにおける流体(気体、液体)の圧力差を計測することにより、正確な液面レベルの計測が行われる。
In this way, the wetted
導圧路207の長さは、本体部204の設置位置から接液フランジ202が取付けられる各圧力測定点までの距離により概ね決定される。典型的には、特許文献1に記載のように、2つの導圧路は同一の長さで作製される。これは、封入液の温度変化による膨張収縮に起因する温度影響誤差を極力少なくするために、各導圧路での封入液量を同一にするためである。したがって、例えば気層部の圧力測定用の接液フランジ202に接続された導圧路207が10mであれば、底面部の圧力測定用の接液フランジ202に接続された導圧路207も10mとなる。
The length of the
本体部204は、一般に、トリチェリの真空の発生を回避するために、底面部の取付け口103bより同等又は低い位置に設置される。このため、本体部204の設置位置と底面部の取付け口103bとの距離は、本体部204の設置位置と気層部の取付け口103aとの距離と比較して短くなることが多い。
The
被測定流体の温度計測については、一般に、圧力伝送器用の取付け口とは別の専用取付け口103cをタンクに形成し、そこへ測温抵抗体や熱電対などの温度センサ208が取付けられ、被測定流体の温度が計測される。例えば特許文献2には、取付け口を増設することなくタンクの温度測定点を設ける技術として、接液フランジに温度センサを付随させ、差圧伝送器取付けとともに温度測定点も増設する方法が記載されている。
Regarding the temperature measurement of the fluid to be measured, in general, a dedicated mounting port 103c separate from the mounting port for the pressure transmitter is formed in the tank, and a
上述のような圧力伝送器200において、封入液206の漏洩により製品が故障する虞があるため、導圧路207は、接液フランジ202と本体部204から取り外すことができない。したがって、圧力伝送器200の取付け時には、導圧路207が接液フランジ202及び本体部204を接続した状態で、接液フランジ202を各取付け口103a及び103bに運搬する必要がある。このため、例えばタンク102の下部と上部でプラント建屋の階層が異なる場合、気層部の圧力測定用の接液フランジ202を階層を隔てて運搬する必要がある。しかしながら、導圧路207が接液フランジ202及び本体部204に接続されているため、プラント建屋の床に接液フランジ202の運搬用の穴や階段を別途設けるための追加工事が発生する場合がある。
In the
接液フランジ202(特にダイアフラム201)が、気層部用又は底面部用のどちらか一方でも腐食又は物理的損傷などにより故障した場合、導圧路207の取り外しは製品の故障につながるため、接液フランジ202のみ交換して修理対応する。この場合は、例えば特許文献1のように、接液フランジ202の交換時に封入液が漏洩しない構造及び機能を製品に付与する必要があり、構造が複雑になったり、製品の製造コストが増大したりしてしまう。
If the wetted flange 202 (particularly the diaphragm 201) fails due to corrosion or physical damage to either the air layer or the bottom surface, removing the
また、温度影響誤差は、2つの導圧路207の長さを同一にしたとしても、底面部の温度と気層部の温度に大きな相違がある場合や、片側の導圧路207にのみ日光が当たり温度が上昇する場合などには発生してしまう。したがって、導圧路207の使用条件と設置位置に注意する必要がある。また、温度影響誤差は、導圧路207が長いほど封入液206の量が増加するため顕著に発生し、これにより検出性能が低下する。
Further, the temperature influence error is such that even if the lengths of the two
上記課題を解決するために、本開示は、圧力測定点への設置及び交換が容易であり、かつ検出性能が良好な検出器を提供する。 In order to solve the above problems, the present disclosure provides a detector that is easy to install and replace at a pressure measuring point and has good detection performance.
本開示の圧力検出器は、ダイアフラムを有し、内部に流体が充填された受圧部と、前記受圧部と連通し、前記ダイアフラムが受けた圧力を前記流体により伝達する伝達経路と、前記流体により伝達された前記圧力を検出する圧力センサと、前記受圧部に配置される温度センサと、を備えることを特徴とする。 The pressure detector of the present disclosure has a diaphragm, a pressure receiving portion filled with a fluid inside, a transmission path communicating with the pressure receiving portion and transmitting the pressure received by the diaphragm by the fluid, and the fluid. It is characterized by including a pressure sensor for detecting the transmitted pressure and a temperature sensor arranged in the pressure receiving portion.
本開示に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、本開示の態様は、要素及び多様な要素の組み合わせ及び以降の詳細な記述と添付される特許請求の範囲の様態により達成され実現される。
本明細書の記述は典型的な例示に過ぎず、本開示の特許請求の範囲又は適用例を如何なる意味に於いても限定するものではない。
Further features relating to this disclosure will become apparent from the description herein and the accompanying drawings. In addition, the aspects of the present disclosure are achieved and realized by the combination of elements and various elements, the detailed description below, and the aspects of the appended claims.
The description of the present specification is merely a typical example, and does not limit the scope of claims or application examples of the present disclosure in any sense.
本開示の検出器は、圧力測定点への設置及び交換が容易であり、かつ封入液の膨張収縮による温度影響誤差が低減され、検出性能が良好である。 The detector of the present disclosure is easy to install and replace at a pressure measurement point, has a reduced temperature influence error due to expansion and contraction of the encapsulant, and has good detection performance.
上記以外の課題、構成及び効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。 Issues, configurations and effects other than the above will be clarified by the following description of the embodiments.
[第1の実施形態]
<検出器の構成例>
図2は、第1の実施形態に係る検出器17を示す断面模式図である。検出器17(圧力検出器)は、ダイアフラム1、受圧部2、圧力センサ3、センサハウジング4、センサステイ5、ブリッジ6(筐体)、導圧パイプ7(伝達経路)、封入液8、温度センサ9、気密端子10a及び10b、温度信号線11、リード線13a及び13b(第1の信号線及び第2の信号線)、カバー14、外部接続部品15(端子)並びにフランジ16を備える。
[First Embodiment]
<Detector configuration example>
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the
受圧部2は、被測定流体の圧力測定点に設置される部材である。図2に示すように、受圧部2は、断面形状が略U字形状となるように形成され、受圧部2の開口部(受圧面)はダイアフラム1(「接液ダイアフラム」又は「受圧ダイアフラム」とも呼ばれ得る)で覆われている。受圧部2の内部には封入液8が充填されており、ダイアフラム1が被測定流体からの圧力を受けると、封入液8により該圧力が圧力センサ3に伝達される。封入液8は、例えばシリコンオイル又はプロピレングリコールなどの流体である。受圧部2の内部における封入液8の容積は、例えば1mL〜20mLとすることができ、具体的には約3mLとすることができる。
The
ダイアフラム1は、封入液8の被測定流体への浸入を防止するとともに、被測定流体が封入液8に浸入しないように、液密を保って受圧部2に固定されている。ダイアフラム1の直径は典型的にはΦ88mmであり、ダイアフラム1の大きさが被測定流体の圧力測定点に設けられた取付け口の大きさと同一である必要はない。なお、本実施形態において、ダイアフラム1の被測定流体側の面を「表面」といい、受圧部2側の面を「裏面」という場合がある。
The
温度センサ9としては、例えば熱電対又は測温抵抗体などを用いることができる。温度センサ9は、受圧部2内部の中心部、すなわち、ダイアフラム1の裏面と対向する面の中心部に配置される。温度センサ9の受圧部2への固定方法としては、例えば接着剤による接着や、ねじ止めによる機械的な固定が挙げられる。
As the
ここで、特許文献2においては、温度センサの配置位置が接液フランジの中心部からずれた位置であるため、周囲配管の放熱による被測定流体の温度測定誤差に繋がる虞がある。また、特許文献2の温度センサは被測定流体に露出するため、腐食を防止する機構を設ける必要がある。さらに、リード線が雰囲気に露出するため電線管などで保護する必要があり、構造が煩雑になるという懸念もある。
Here, in
これに対し、本実施形態においては、ダイアフラム1の中心と同軸上に温度センサ9が配置されるため、周囲配管の放熱による被測定流体の温度測定誤差を少なくすることができる。また、ダイアフラム1が金属製の薄膜である場合、熱伝導率が高いため、ダイアフラム1の裏面近傍に温度センサ9を配置することにより充分に被測定流体の温度を検知することができ、被測定流体側に露出させて配置する必要がない。さらに、受圧部2内は密閉されているため、温度センサ9が被測定流体による腐食などの影響を受けず、破損から保護される。したがって、温度センサ9の腐食を防止する機構を別途設ける必要がない。
On the other hand, in the present embodiment, since the
ブリッジ6は、一端部が受圧部2(ダイアフラム1と反対側)に接合される。ブリッジ6は筒状であり、その内部には検出器内空間12が形成される。図2に示す例においては、ブリッジ6の外径は、受圧部2の外径と略同一である。ブリッジ6の他端部はセンサステイ5と接合される。換言すれば、筒状のブリッジ6の一方の開口部は受圧部2に覆われ、他方の開口部はセンサステイ5に覆われる。
One end of the bridge 6 is joined to the pressure receiving portion 2 (opposite to the diaphragm 1). The bridge 6 has a tubular shape, and a
センサステイ5には、圧力センサ3を収容するセンサハウジング4が設けられる。圧力センサ3としては、例えばピエゾ式のセンサなど、圧力センサ3の検知信号を長距離に伝送可能なものを用いることができる。
The
受圧部2には貫通孔21が設けられており、該貫通孔21に導圧パイプ7(伝達経路)の一端が接続される。導圧パイプ7は、ブリッジ6の内部(検出器内空間12)において、全体としてブリッジ6の長手方向に沿って延設され、センサハウジング4と連通する。このように、ダイアフラム1、受圧部2、センサハウジング4及び導圧パイプ7が密閉空間を形成し、該密閉空間には封入液8が充填されている。封入液8により、ダイアフラム1が被測定流体から受けた圧力がセンサハウジング4内の圧力センサ3に伝達される。なお、センサハウジング4がセンサステイ5の中央部に配置されているため、導圧パイプ7は湾曲した箇所を有するが、導圧パイプ7が直線状になるようにセンサハウジング4が配置されていてもよい。
The
ブリッジ6の長手方向に沿った導圧パイプ7の長さは、100cm以下とすることができ、例えば10cm〜30cmとすることができる。なお、ブリッジ6の長さは導圧パイプ7の長さに応じて決定される。ブリッジ6及び導圧パイプ7の長さは、圧力センサ3がダイアフラム1から一定の距離を空けて配置されるように設定される。より詳細には、ブリッジ6及び導圧パイプ7の長さは、被測定流体からの伝熱により圧力センサ3が耐熱温度以上の温度となって破損しないような長さであればよい。
The length of the
被測定流体からの伝熱についてより詳細を述べる。被測定流体の温度が圧力センサ3の耐熱温度を下回っている場合大きな問題は起こらない。しかし、検出器17はさまざまな流体を測定するために用いられ得る。したがって、被測定流体の温度が圧力センサ3の耐熱温度を下回っているとは限らない。ひとつの例では、圧力センサ3の耐熱温度は120℃程度である。一つの例では、被測定流体(たとえば高温加圧水)の温度は300℃に達し得る。
The heat transfer from the fluid to be measured will be described in more detail. When the temperature of the fluid to be measured is lower than the heat resistant temperature of the
被測定流体の有する熱は、対流熱伝達によりダイアフラム1および受圧部2の被測定流体と接する面に伝わる。ダイアフラム1および受圧部2が受けた熱は、熱伝導により、ブリッジ6、センサステイ5などを介して熱伝導により圧力センサ3に伝わる。なお、対流熱伝達とは一般的に流体と固体の間での熱の移動をいう。一方で、熱伝導とは物質中での熱の移動を指す。
The heat of the fluid to be measured is transferred to the surface of the
単純な系においては、対流熱伝達の様子は以下の式で表される(ニュートンの冷却の法則):
Q=h・A1・x1
ここでQは熱量、hは熱伝達係数、A1は流体の接触面積、x1は流体と物体との間の温度差である。また、ここで熱伝達係数とは流体の種類、流れの有無およびその強さにより決定される値である。hが大きいほど流体の熱が固体へ伝わりやすいこととなる。流体の種類が違う場合は熱伝達係数は異なる。一方で、流体の種類が同じであっても、静止している流体ではhは小さくなり、流れがある流体ではhは大きくなる。hは、流体の流量が大きいほど大きくなる。
In a simple system, the state of convective heat transfer is expressed by the following equation (Newton's law of cooling):
Q = h ・ A 1・ x 1
Here, Q is the amount of heat, h is the heat transfer coefficient, A 1 is the contact area of the fluid, and x 1 is the temperature difference between the fluid and the object. Here, the heat transfer coefficient is a value determined by the type of fluid, the presence or absence of flow, and its strength. The larger h, the easier it is for the heat of the fluid to be transferred to the solid. Different types of fluids have different heat transfer coefficients. On the other hand, even if the type of fluid is the same, h is small for a stationary fluid and large for a fluid with a flow. h increases as the flow rate of the fluid increases.
単純な系においては、熱伝導の様子は以下の式で表すことができる(フーリエの法則):
Q=λ・x2・A2/L
ここでQは熱量、λは伝熱路の熱伝導率、x2は物質中の2点間の温度差、A2は伝熱路の断面積、Lは2点間の距離である。なお、λは伝熱路となっている物体(材質)が固有に有する値である。λとA2が一定とすれば、LによってQが変わることがわかる。
In a simple system, the state of heat conduction can be expressed by the following equation (Fourier's law):
Q = λ · x 2 · A 2 / L
Here, Q is the amount of heat, λ is the thermal conductivity of the heat transfer path, x 2 is the temperature difference between two points in the substance, A 2 is the cross-sectional area of the heat transfer path, and L is the distance between the two points. Note that λ is a value unique to the object (material) that is the heat transfer path. Assuming that λ and A 2 are constant, it can be seen that Q changes depending on L.
被測定流体の温度が取り得る最高温度(予期される最高温度)T1MAXである場合に、圧力センサ3の温度がその耐熱温度T3MAX以下となる条件を検討する。まず、対流熱伝達により、ダイアフラム1および受圧部2の流体接触面における温度(すなわち、ダイアフラム1および受圧部2が取り得る最高温度)T2MAXは、対流熱伝達の式より
T2MAX=T1MAX−Qin/(h・A1)
となる。ここでのQinは被測定流体からの移動熱量であり、A1は被測定流体と、ダイアフラム1および受圧部2との接触面積である。
When the temperature of the fluid to be measured is the maximum possible temperature (expected maximum temperature) T1 MAX , the condition that the temperature of the
Will be. Here, Q in is the amount of heat transferred from the fluid to be measured, and A 1 is the contact area between the fluid to be measured and the
そして、熱伝導の式から、
T3MAX≧T2MAX−(L・Qin)/(λ・A2)
となるようにL(ダイアフラム1と圧力センサ3との距離)を定めれば、圧力センサ3の温度がその耐熱温度以下となることがわかる。
And from the formula of thermal conductivity,
T3 MAX ≧ T2 MAX − (L ・ Q in ) / (λ ・ A 2 )
If L (distance between the
なお、上記の説明はもっとも単純化した系による説明である。より複雑な系の場合、ニュートンの冷却の法則およびフーリエの法則はより複雑な式で表される。長さLはそのような複雑な式に基づいて設定されてもよい。長さLを設定するにあたって、熱伝導に影響を与える要素、たとえば外気温、伝熱路の位置ごとの断面積の違い、伝熱路の位置ごとの材質の違い(=λの違い)、などが考慮されてもよい。 The above explanation is based on the simplest system. For more complex systems, Newton's law of cooling and Fourier's law are expressed by more complex equations. The length L may be set based on such a complex equation. When setting the length L, factors that affect heat conduction, such as the outside air temperature, the difference in cross-sectional area for each position of the heat transfer path, the difference in material for each position of the heat transfer path (= difference in λ), etc. May be considered.
導圧パイプ7の内部の容積は、例えば0.1mL〜1mLとすることができ、具体的には約0.5mLとすることができる。上述のように、圧力測定点に取付けられる検出器17自体に圧力センサ3が設けられている。検出器17がこのような構成を有することにより、ダイアフラム1と圧力センサ3との距離が近くなるため、圧力を伝達するための導圧パイプ7の長さを短くすることができる。このように、導圧パイプ7は、図1に示した導圧路207と比較して長さが短く、導圧パイプ7中の封入液8の容積も小さいため、温度変化による封入液8の体積変化(膨張収縮)も小さくなる。これにより、温度変化による封入液8の体積変化に起因する検出誤差を低減することができる。
The internal volume of the
カバー14は、センサステイ5に接合され、内部に外部接続部品15が設けられる。外部接続部品15としては、例えば電線接続用コネクタ又は端子台等を用いることができる。センサステイ5には貫通孔22が設けられ、これによりブリッジ6の内部とカバー14の内部が連通し、検出器内空間12を形成する。
The
温度センサ9が検知した信号を受圧部2内の密閉空間から外部へ取り出すために、受圧部2には気密端子10aが設けられる。気密端子10aは、受圧部2を貫通し、受圧部2の内部及び外部に露出するように接合される。気密端子10aとしては、例えばハーメチック端子などを用いることができる。温度センサ9には、温度信号を外部に出力する温度信号線11が設けられ、気密端子10aと温度信号線11とは、はんだ付けなどにより接続される。気密端子10aにはリード線13a(第1の信号線)が接続される。
An
圧力センサ3が検知した圧力信号をセンサハウジング4内の密閉空間から外部へ取り出すために、センサハウジング4には気密端子10bが設けられる。気密端子10bは、センサハウジング4を貫通し、カバー14の内部(検出器内空間12)に露出するように接合される。気密端子10bとしては、例えばハーメチック端子などを用いることができる。気密端子10bにはリード線13b(第2の信号線)が接続される。また、センサステイ5には、気密端子10aに接続されたリード線13aをカバー14内に導出するための貫通孔22が形成される。
An
リード線13a及び13bは、カバー14内の外部接続部品15に導通される。このように、温度センサ9のリード線13a及び圧力センサ3のリード線13bは検出器17内に格納され、雰囲気に露出することがない。これにより、各リード線13a及び13bを破損や汚損から保護することができる。
The
フランジ16は受圧部2の周囲に配置され、タンクなどの測定箇所に設けられた取付け口(不図示)と検出器17との接続に用いられる。フランジ16は、取付け口にボルト締結するためのボルト通し穴を複数有する。
The
<圧力伝送器の構成例>
図3は、第1の実施形態に係る圧力伝送器100を示す模式図である。図3に示すように、本実施形態においては、一例として被測定流体101を収容するタンク102内の圧力を測定する圧力伝送器100(差圧伝送器)について説明する。
<Configuration example of pressure transmitter>
FIG. 3 is a schematic view showing the
圧力伝送器100は、2つの検出器17(検出器17a及び17b)、2本の電線18(電線18a及び18b)、並びに処理部19(処理装置)を備える。
The
タンク102には、検出器17a及び17bをそれぞれ取付けるための取付け口103a及び103b(圧力測定点)が設けられる。取付け口103aは、気層部の圧力を測定可能なようにタンク102側面の上部に設けられ、取付け口103bは、被測定流体101の底部の圧力を測定可能なようにタンク102側面の下部に設けられる。検出器17a及び17bのフランジ16は、例えばねじ止めなどにより取付け口103a及び103bに接続される。これにより、検出器17aのダイアフラム1の表面は気層部に接触し、検出器17bのダイアフラム1の表面は被測定流体に接触する。
The
例えば検出器17aが取付け口103aに接続された後、検出器17aの外部接続部品15に電線18aが接続される。
For example, after the
処理部19は、2つの外部接続部品151a及び151bを有し、検出器17aの外部接続部品15に接続された電線18aは、外部接続部品151aに接続される。検出器17bについても同様であるため説明を省略する。
The
処理部19の設置位置に制限は無く、電線18a及び18bの長さは、それぞれ処理部19の設置位置と、各検出器17a及び17bの位置との距離に応じて決定することができる。
There is no limitation on the installation position of the
図1に示した圧力伝送器200や特許文献1に記載の圧力伝送器のように、本体部の設置位置から気層部の圧力測定点までの距離に合わせて導圧路の長さを設定した場合、2つの導圧路の長さが同一であると、底面部用の接液フランジに接続される導圧路は余長が多く発生する。これにより、余長分の導圧路の設置方法を考慮する必要が発生する。
Like the
一方、本実施形態の圧力伝送器100において、例えばタンク102の取付け口103bの近傍に処理部19を配置した場合、タンク102下部の検出器17bに接続される電線18bの長さを、タンク102上部の検出器17aに接続される電線18aよりも短くすることができる。このように、電線18a及び18bの長さを同一にする必要がないため、電線18の余剰が発生しない。タンク102から離れた位置に処理部19を配置する場合は、電線18bを延長すればよい。
On the other hand, in the
電線18としては、例えば、温度信号と圧力信号を伝送するために充分なリード線数を有する多芯ケーブルを適用することができる。電線18は、外部接続部品15及び151の種類に応じ、端子台へのねじ止め又はM12などのコネクタ接続により接続される。
As the electric wire 18, for example, a multi-core cable having a sufficient number of lead wires for transmitting a temperature signal and a pressure signal can be applied. The electric wire 18 is connected by screwing to the terminal block or connecting a connector such as M12, depending on the types of the external connecting
ここで、例えば図1に示した従来の圧力伝送器200においては、接液フランジ、導圧路及び本体部が接続された状態で圧力測定点に取付ける必要があり、設置作業が煩雑となることがあった。これに対し、本実施形態の圧力伝送器100は、各検出器17を圧力測定点に取付けてから、電線18により処理部19と接続することができるため、設置作業が簡便となる。
Here, for example, in the
さらに、本実施形態の圧力伝送器100は、封入液が封入された導圧路を有しないため、各検出器17と処理部19とを無線接続することもできる。これにより、電線18を用いる場合と比較して、圧力伝送器100の設置がより容易になる。
Further, since the
以上のようにして、検出器17を圧力測定点に設置し、電線18により処理部19に接続することで、タンク102内の被測定流体101の液面レベル、圧力及び温度を測定することができる。検出器17のダイアフラム1が各圧力測定点で圧力を受け、封入液8により圧力が伝達され、圧力センサ3が圧力を検知する。同時に、ダイアフラム1の裏側に配置された温度センサ9が各圧力測定点での温度を検知する。
As described above, by installing the
図示は省略しているが、処理部19は、検出器17から受信した圧力信号及び温度信号を増幅する増幅部、増幅された圧力信号及び温度信号を処理して圧力値(差圧)を算出する演算部、圧力値を表示する表示部、演算部による処理に必要なデータを記憶する記憶部(例えばメモリ、ストレージなど)を備える。増幅部及び演算部による処理は、例えばCPU又はMPUなどのプロセッサにより行うことができる。記憶部には、増幅部及び演算部による処理を行うためのプログラムが格納されており、増幅部及び演算部にプログラムが読み出されることで処理が実行される。
Although not shown, the
上記の演算部により、検出器17からの圧力信号が差圧、圧力の電磁的信号(第1の電磁的信号)に変換され、温度信号が温度の電磁的信号(第2の電磁的信号)に変換される。これら電磁的信号は、電流信号等を含む。また、演算部により、電磁的信号に基づいて圧力値(差圧)が算出され、表示部に出力される。被測定流体101の温度変化と封入液8の膨張収縮量の関係を設計時に予め求めておき、補正テーブルとして記憶部に記憶されていてもよい。これにより、温度センサからの温度信号を元に、温度変化による封入液8の体積変化によって生じる温度影響誤差を補正することが可能となる。
The above calculation unit converts the pressure signal from the
処理部19は、外部システム104と有線又は無線により接続されており、生成した電磁的信号(例えば4mA〜20mAの電流信号)を外部システム104へ伝送する。
The
外部システム104は、例えば汎用コンピュータやスマートフォン、タブレット、携帯電話などのコンピュータ端末である。図示は省略しているが、外部システム104は、電磁的信号を処理する処理部、処理部による処理の結果などの各種データを記憶する記憶部、各種データを表示する表示部などを備える。
The
外部システム104の処理部は、例えば、圧力伝送器100の処理部19から受信した電磁的信号をデジタル信号に変換し、該デジタル信号に基づいて測定結果を示す画像データ(表やグラフなど)を生成し、表示部に表示させる。
The processing unit of the
以上において、処理部19がタンク102付近に配置され、検出器17と電線18により接続される例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、検出器17の外部接続部品15に回路基板を接続して、これを処理部19としてもよい。
In the above, an example in which the
なお、本実施形態において、差圧伝送器である圧力伝送器100に検出器17を用いる例について説明したが、これに限定されず、圧力の検出が必要な各種装置に本実施形態の検出器17を適用することができる。
In the present embodiment, an example in which the
<技術的効果>
以上のように、本実施形態の検出器17においては、圧力測定点に取付けられる検出器17自体に圧力センサ3が設けられており、受圧するダイアフラム1と圧力センサ3との距離が近くなるため、圧力を伝達するための導圧パイプ7の長さを短くすることができる。これにより、導圧パイプ7中の封入液8の容量が小さくなるため、温度変化の影響による封入液8の体積変化も小さくなる。したがって、封入液8の体積変化によって圧力センサ3が圧力を検知してしまうことを抑制できるため、検出誤差を低減することができる。
<Technical effect>
As described above, in the
また、検出器17において、ダイアフラム1の裏面近傍に温度センサ9が配置されているため、検出器17を圧力測定点に設置することにより、温度測定点の増設も同時に達成することができる。これは、ユーザの使用計器の削減に寄与する効果となる。
Further, in the
さらに、温度センサ9は、ダイアフラム1の裏面側に配置され、被測定流体側に露出しないため、被測定流体による腐食を考慮する必要が無く、かつダイアフラム1の中心と同軸位置に配置が可能となるため、周囲配管の放熱による被測定流体の温度測定誤差を少なくすることが可能となる。
Further, since the
本実施形態の圧力伝送器100は、検出器17及び処理部19を配置した後に電線18を接続することができ、電線18及び処理部19が接続された状態で設置を行う必要がないため、設置作業が簡便である。さらに、処理部19の位置に応じて電線18の長さを選択することができるため、余剰の電線18を収容するスペースを確保する必要もない。
Since the
導圧路が削減される結果として封入液量の大幅な減量が可能となり、温度影響誤差が軽減される効果がある。 As a result of reducing the pressure guiding path, the amount of the filling liquid can be significantly reduced, which has the effect of reducing the temperature influence error.
また、1つの検出器17が被測定流体による腐食や物理的損傷などにより故障した場合、その他の検出器17と処理部19に故障が波及することがない。
Further, when one
電線18は取り外しが可能であるため、特許文献1のように封入液が漏洩しない機構を製品に付与する必要が無い。また、故障した検出器17を個別に交換することができるため、圧力伝送器100を1台全て交換する必要が無く、故障時のユーザ費用負担を軽減することが可能となる。
Since the electric wire 18 is removable, it is not necessary to provide the product with a mechanism that prevents the encapsulating liquid from leaking as in
[第2の実施形態]
第1の実施形態の検出器17において、温度センサ9は受圧部2内のダイアフラム1の裏側に配置されていた。そこで、第2の実施形態においては、温度センサ9の別の配置の例について説明する。第1の実施形態と同様の構成要素については、同じ符号を付しており、重複する説明は省略する。
[Second Embodiment]
In the
<検出器の構成例>
図4は、第2の実施形態に係る検出器17を示す断面模式図である。図4に示すように、受圧部2の凹部が、ダイアフラム1と略平行な収容孔20を備え、該収容孔20に温度センサ9が収容されている。収容孔20の開口部は、フランジ16により塞がれる。収容孔20と検出器内空間12とは、貫通孔23により連通する。リード線13aは温度センサ9に接続されており、貫通孔23から検出器内空間12に導出され、カバー14の内部の外部接続部品15まで延設される。
<Detector configuration example>
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the
<技術的効果>
このような構成により、第1の実施形態のように封入液8内の温度センサ9から温度信号を取り出すための気密端子10aを設ける必要がないため、製造コストを低減でき、また製造時の作業性を改善することもできる。
<Technical effect>
With such a configuration, it is not necessary to provide the
[第3の実施形態]
第2の実施形態において、受圧部2の収容孔20と検出器内空間12とを連通する貫通孔23を設け、温度センサ9に接続されたリード線13aを検出器内空間12に導出する構成について説明した。そこで、第3の実施形態においては、温度センサ9の収容孔20への挿入長さを多く確保するために、貫通孔23を設けずに、リード線13aを収容孔20の開口部から導出する例について説明する。
[Third Embodiment]
In the second embodiment, a through
<検出器の構成例>
図5は、第3の実施形態に係る検出器17を示す断面模式図である。図5に示すように、温度センサ9は、第2の実施形態と同様に収容孔20に収容される。フランジ16には、収容孔20と連通する切欠き部24が設けられる。リード線13aは、収容孔20の開口部、すなわち受圧部2の側面から導出され、切欠き部24と、ブリッジ6に設けられた貫通孔25とを経由して、検出器内空間12に到達する。リード線13aを外部の雰囲気から保護するために、カバー26が設けられる。
<Detector configuration example>
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the
<技術的効果>
このような構成により、第2の実施形態と比較して、収容孔20のうちリード線13aの占める領域を削減することができるため、温度センサ9の挿入長さを多く確保することが可能となる。このことは、温度センサ9として、所定の最低挿入長さが要求されるシース形の熱電対や測温抵抗体などを使用する場合に特に効果がある。
<Technical effect>
With such a configuration, the area occupied by the
[第4の実施形態]
第4の実施形態において、温度センサ9の配置の別の例について説明する。
<検出器の構成例>
図6は、第4の実施形態に係る検出器17を示す断面模式図である。図6に示すように、受圧部2には、検出器内空間12に連通する収容孔27が設けられる。収容孔27には、ダイアフラム1と略垂直になるように温度センサ9が挿入される。温度センサ9は検出器内空間12に配置されているため、リード線13aの接続が容易である。
[Fourth Embodiment]
In the fourth embodiment, another example of the arrangement of the
<Detector configuration example>
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing the
<技術的効果>
このような構成により、温度センサ9から温度信号を取り出すための気密端子10aを設ける必要がない。また、第2の実施形態及び第3の実施形態と比較して、収容孔27の加工と温度センサ9の設置が簡便であるため、製造コストを低減でき、また製造時の作業性を改善することもできる。
<Technical effect>
With such a configuration, it is not necessary to provide an
[変形例]
本開示は、上述した実施形態に限定されるものでなく、様々な変形例を含んでいる。例えば、上述した実施形態は、本開示を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備える必要はない。また、ある実施形態の一部を他の実施形態の構成に置き換えることができる。また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることもできる。また、各実施形態の構成の一部について、他の実施形態の構成の一部を追加、削除又は置換することもできる。
[Modification example]
The present disclosure is not limited to the embodiments described above, but includes various modifications. For example, the above-described embodiment has been described in detail in order to explain the present disclosure in an easy-to-understand manner, and does not necessarily have all the configurations described. In addition, a part of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment. It is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. It is also possible to add, delete, or replace a part of the configuration of another embodiment with respect to a part of the configuration of each embodiment.
1…ダイアフラム
2…受圧部
3…圧力センサ
4…センサハウジング
5…センサステイ
6…ブリッジ
7…導圧パイプ
8…封入液
9…温度センサ
10a、10b…気密端子
11…温度信号線
12…検出器内空間
13a、13b…リード線
14…カバー
15、151…外部接続部品
16…フランジ
17…検出器
18…電線
19…処理部
20、27…収容孔
21〜23、25…貫通孔
24…切欠き部
26…カバー
100、200…圧力伝送器
101…被測定流体
102…タンク
103a、103b、103c…取付け口
104…外部システム
1 ...
Claims (14)
前記受圧部と連通し、前記ダイアフラムが受けた圧力を前記流体により伝達する伝達経路と、
前記流体により伝達された前記圧力を検出する圧力センサと、
前記受圧部に配置される温度センサと、を備えることを特徴とする圧力検出器。 A pressure receiving part that has a diaphragm and is filled with fluid inside,
A transmission path that communicates with the pressure receiving portion and transmits the pressure received by the diaphragm by the fluid.
A pressure sensor that detects the pressure transmitted by the fluid, and
A pressure detector comprising: a temperature sensor arranged in the pressure receiving portion.
前記温度センサは、前記収容孔に収容されることを特徴とする請求項1記載の圧力検出器。 The pressure receiving portion further includes an accommodating hole.
The pressure detector according to claim 1, wherein the temperature sensor is housed in the storage hole.
前記圧力センサに接続される第2の信号線と、
前記受圧部に接続され、前記第1の信号線及び前記第2の信号線を収容する筐体と、
前記筐体に収容され、前記第1の信号線及び前記第2の信号線に接続される端子と、をさらに備えることを特徴とする請求項1記載の圧力検出器。 The first signal line connected to the temperature sensor and
A second signal line connected to the pressure sensor and
A housing connected to the pressure receiving portion and accommodating the first signal line and the second signal line,
The pressure detector according to claim 1, further comprising a first signal line and a terminal connected to the second signal line, which is housed in the housing.
前記圧力センサの検出信号及び前記温度センサの検出信号を受信して、前記圧力センサの検出信号を第1の電磁的信号に変換し、前記温度センサの検出信号を第2の電磁的信号に変換する処理部と、を備えることを特徴とする圧力伝送器。 The pressure detector according to claim 1 and
The detection signal of the pressure sensor and the detection signal of the temperature sensor are received, the detection signal of the pressure sensor is converted into a first electromagnetic signal, and the detection signal of the temperature sensor is converted into a second electromagnetic signal. A pressure transmitter characterized by comprising a processing unit for processing.
前記複数の前記圧力検出器と前記処理部とを接続する複数の前記電線とを備えることを特徴とする請求項9に記載の圧力伝送器。 With the plurality of pressure detectors
The pressure transmitter according to claim 9, further comprising the plurality of electric wires connecting the plurality of pressure detectors and the processing unit.
前記圧力センサの検出信号から、圧力値を算出することと、
前記温度センサの検出信号に基づいて、前記圧力値を補正することと、を含む圧力測定方法。 The pressure measuring method using the pressure detector according to claim 1.
To calculate the pressure value from the detection signal of the pressure sensor,
A pressure measuring method including correcting the pressure value based on a detection signal of the temperature sensor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019146276A JP2021025961A (en) | 2019-08-08 | 2019-08-08 | Pressure detector, pressure transmitter, and pressure measurement method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019146276A JP2021025961A (en) | 2019-08-08 | 2019-08-08 | Pressure detector, pressure transmitter, and pressure measurement method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021025961A true JP2021025961A (en) | 2021-02-22 |
JP2021025961A5 JP2021025961A5 (en) | 2022-05-31 |
Family
ID=74663058
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019146276A Pending JP2021025961A (en) | 2019-08-08 | 2019-08-08 | Pressure detector, pressure transmitter, and pressure measurement method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2021025961A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113794076A (en) * | 2021-10-22 | 2021-12-14 | 莱讯通信(深圳)有限公司 | Electronic distribution frame with contact induction function |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS582714A (en) * | 1981-06-30 | 1983-01-08 | Toshiba Corp | Flange-shaped liquid level transmitter |
JPH04248430A (en) * | 1991-02-04 | 1992-09-03 | Yamatake Honeywell Co Ltd | Remote seal type differential pressure/pressure transmitter |
JPH0643523U (en) * | 1992-11-10 | 1994-06-10 | 山武ハネウエル株式会社 | Cargo level meter |
JPH07103839A (en) * | 1993-10-07 | 1995-04-21 | Hitachi Ltd | Differential pressure / pressure measuring instrument |
JP2011506999A (en) * | 2007-12-18 | 2011-03-03 | ローズマウント インコーポレイテッド | Direct mount for pressure transmitter with thermal management |
JP2013002885A (en) * | 2011-06-14 | 2013-01-07 | Denso Corp | Sensor device |
EP3193148A1 (en) * | 2016-08-18 | 2017-07-19 | Siemens Aktiengesellschaft | Pressure sensor |
-
2019
- 2019-08-08 JP JP2019146276A patent/JP2021025961A/en active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS582714A (en) * | 1981-06-30 | 1983-01-08 | Toshiba Corp | Flange-shaped liquid level transmitter |
JPH04248430A (en) * | 1991-02-04 | 1992-09-03 | Yamatake Honeywell Co Ltd | Remote seal type differential pressure/pressure transmitter |
JPH0643523U (en) * | 1992-11-10 | 1994-06-10 | 山武ハネウエル株式会社 | Cargo level meter |
JPH07103839A (en) * | 1993-10-07 | 1995-04-21 | Hitachi Ltd | Differential pressure / pressure measuring instrument |
JP2011506999A (en) * | 2007-12-18 | 2011-03-03 | ローズマウント インコーポレイテッド | Direct mount for pressure transmitter with thermal management |
JP2013002885A (en) * | 2011-06-14 | 2013-01-07 | Denso Corp | Sensor device |
EP3193148A1 (en) * | 2016-08-18 | 2017-07-19 | Siemens Aktiengesellschaft | Pressure sensor |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113794076A (en) * | 2021-10-22 | 2021-12-14 | 莱讯通信(深圳)有限公司 | Electronic distribution frame with contact induction function |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7036381B2 (en) | High temperature pressure transmitter assembly | |
CN102183283B (en) | Capacitance-type liquid level measuring probe | |
JP6776143B2 (en) | Water level measurement system | |
US20140090476A1 (en) | Remote seal process pressure measuring system | |
US10578467B2 (en) | Subsea flow meter assembly | |
JP6348659B2 (en) | Electrical interconnection for pressure sensors in process variable transmitters | |
JP2011521270A (en) | Improved temperature compensation of multivariate pressure transmitter | |
US20100139407A1 (en) | Pressure gauge | |
CN105352651A (en) | High-temperature-resistant corrosion-resistant anti-crystallization pressure and differential pressure transmitter isolation module | |
JP2012167972A (en) | Measurement sensor with correction function | |
CN103968992B (en) | Pressure sensing device and pressure cooker with same | |
JP6426371B2 (en) | Calibration system for water level gauge, calibration method and water level gauge with calibration function | |
JP5441845B2 (en) | Dual pressure sensor and flow control valve | |
JP2021025961A (en) | Pressure detector, pressure transmitter, and pressure measurement method | |
US10330510B2 (en) | Temperature sensing system and flow metering apparatus comprised thereof | |
CN212158908U (en) | Fluid pressure measuring device and liquid level measuring instrument | |
US11009897B2 (en) | Remote seal system with improved temperature compensation | |
KR20090056492A (en) | Gas temperature meter and gas temperature measuring method with radiation interference correction | |
ES2994162T3 (en) | Apparatus for monitoring temperature and voltage of cable joint of cable connected to gas insulated switchgear, and associated manufacturing method | |
CN106017742A (en) | Calibration method for temperature sensor used in vacuum environment | |
KR102692157B1 (en) | Diaphragm vacuum gauge | |
KR102599340B1 (en) | Measurement error compensation type elastic temperature measuring instrument | |
US20240344903A1 (en) | Diagnosis of a thermometer | |
WO2024180263A1 (en) | Subsea flow meter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220523 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220523 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230215 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230221 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20230815 |