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JP2021025961A - Pressure detector, pressure transmitter, and pressure measurement method - Google Patents

Pressure detector, pressure transmitter, and pressure measurement method Download PDF

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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
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寛幸 杉本
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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 type pressure transmitter 200. As shown in FIG. 1, the remote seal type pressure transmitter 200 has two wetted flanges 202 (pressure receiving portions), a main body 204, an amplification section 205, and two connecting the wetted flange 202 and the main body 204. It has a pressure guiding path 207. The wetted flange 202 includes a diaphragm 201 that receives the pressure of the fluid to be measured, and is attached to two attachment ports 103a and 103b (pressure measurement points) of the tank 102, respectively.

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 main body 204 includes a pressure sensor 203 that detects a pressure difference between two locations. The amplification unit 205 is connected to the main body unit 204 and calculates a pressure signal from the pressure sensor 203. The pressure guiding path 207 is filled with an encapsulating liquid 206 which is a pressure transmission medium from the diaphragm 201 to the pressure sensor 203.

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 flange 202 is attached to the attachment port 103b on the bottom surface located at the lower part of the tank 102 and the attachment port 103a on the air layer portion located on the upper part of the tank 102, respectively, and these two attachment ports 103a and 103b are attached. By measuring the pressure difference of the fluid (gas, liquid) in the above, accurate liquid level measurement is performed.

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 pressure guiding path 207 is generally determined by the distance from the installation position of the main body 204 to each pressure measuring point to which the wetted flange 202 is attached. Typically, as described in Patent Document 1, the two pressure guiding paths are made to have the same length. This is to make the amount of the encapsulating liquid in each pressure guiding path the same in order to minimize the temperature influence error caused by the expansion and contraction due to the temperature change of the encapsulating liquid. Therefore, for example, if the pressure guiding path 207 connected to the liquid contact flange 202 for pressure measurement in the air layer portion is 10 m, the pressure guiding path 207 connected to the liquid contact flange 202 for pressure measurement in the bottom surface portion is also 10 m. It becomes.

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 main body 204 is generally installed at a position equal to or lower than the mounting port 103b on the bottom surface in order to avoid the generation of a vacuum in Torricelli. For this reason, the distance between the installation position of the main body 204 and the mounting port 103b of the bottom surface is often shorter than the distance between the installation position of the main body 204 and the mounting port 103a of the air layer portion.

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 temperature sensor 208 such as a resistance temperature detector or a thermocouple is mounted therein. The temperature of the measuring fluid is measured. For example, Patent Document 2 describes a method of providing a temperature measurement point of a tank without adding a mounting port by attaching a temperature sensor to a wetted flange and adding a temperature measuring point at the same time as mounting a differential pressure transmitter. ing.

特開2003−344207号公報JP-A-2003-344207 特開平5−72016号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-72016

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 pressure transmitter 200 as described above, the pressure guiding path 207 cannot be removed from the liquid contact flange 202 and the main body 204 because the product may break down due to leakage of the filling liquid 206. Therefore, when mounting the pressure transmitter 200, it is necessary to transport the wetted flange 202 to the respective mounting ports 103a and 103b with the wetted flange 202 and the main body 204 connected to the pressure guiding path 207. Therefore, for example, when the floors of the plant building are different between the lower part and the upper part of the tank 102, it is necessary to carry the wetted flange 202 for measuring the pressure of the air layer portion across the layers. However, since the pressure guiding path 207 is connected to the wetted flange 202 and the main body 204, additional work may be required to separately provide holes and stairs for transporting the wetted flange 202 on the floor of the plant building. is there.

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 pressure guiding path 207 will lead to a product failure. Only the liquid flange 202 will be replaced for repair. In this case, for example, as in Patent Document 1, it is necessary to impart a structure and a function to the product so that the filling liquid does not leak when the wetted flange 202 is replaced, which complicates the structure and increases the manufacturing cost of the product. I will end up.

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 pressure guiding paths 207 are the same, there is a large difference between the temperature of the bottom surface and the temperature of the air layer, or sunlight is applied only to the pressure guiding path 207 on one side. It occurs when the hit temperature rises. Therefore, it is necessary to pay attention to the usage conditions and the installation position of the pressure guiding path 207. Further, the temperature influence error is remarkably generated because the amount of the filling liquid 206 increases as the pressure guiding path 207 becomes longer, which lowers the detection performance.

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.

リモートシールタイプの圧力伝送器を示す模式図。The schematic diagram which shows the remote seal type pressure transmitter. 第1の実施形態に係る検出器を示す断面模式図。The cross-sectional schematic diagram which shows the detector which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る圧力伝送器を示す模式図。The schematic diagram which shows the pressure transmitter which concerns on 1st Embodiment. 第2の実施形態に係る検出器を示す断面模式図。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a detector according to a second embodiment. 第3の実施形態に係る検出器を示す断面模式図。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a detector according to a third embodiment. 第4の実施形態に係る検出器を示す断面模式図。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a detector according to a fourth embodiment.

[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 detector 17 according to the first embodiment. The detector 17 (pressure detector) includes a diaphragm 1, a pressure receiving unit 2, a pressure sensor 3, a sensor housing 4, a sensor stay 5, a bridge 6 (housing), a pressure guiding pipe 7 (transmission path), a filling liquid 8, and a temperature. It includes a sensor 9, airtight terminals 10a and 10b, a temperature signal line 11, lead wires 13a and 13b (first signal line and second signal line), a cover 14, an external connection component 15 (terminal), and a flange 16.

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 pressure receiving unit 2 is a member installed at a pressure measuring point of the fluid to be measured. As shown in FIG. 2, the pressure receiving portion 2 is formed so that the cross-sectional shape is substantially U-shaped, and the opening (pressure receiving surface) of the pressure receiving portion 2 is a diaphragm 1 (“liquid contact diaphragm” or “pressure receiving diaphragm”. It is also covered with). The inside of the pressure receiving portion 2 is filled with the filling liquid 8, and when the diaphragm 1 receives the pressure from the fluid to be measured, the pressure is transmitted to the pressure sensor 3 by the filling liquid 8. The filling liquid 8 is a fluid such as silicone oil or propylene glycol. The volume of the encapsulating liquid 8 inside the pressure receiving portion 2 can be, for example, 1 mL to 20 mL, specifically about 3 mL.

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 diaphragm 1 is fixed to the pressure receiving portion 2 while maintaining liquid tightness so as to prevent the filling liquid 8 from entering the fluid to be measured and to prevent the fluid to be measured from entering the filling liquid 8. The diameter of the diaphragm 1 is typically Φ88 mm, and the size of the diaphragm 1 does not have to be the same as the size of the attachment port provided at the pressure measurement point of the fluid to be measured. In the present embodiment, the surface of the diaphragm 1 on the fluid side to be measured may be referred to as the "front surface", and the surface of the pressure receiving portion 2 on the side of the fluid to be measured may be referred to as the "back surface".

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 temperature sensor 9, for example, a thermocouple or a resistance temperature detector can be used. The temperature sensor 9 is arranged at the center inside the pressure receiving portion 2, that is, at the center of the surface facing the back surface of the diaphragm 1. Examples of the method of fixing the temperature sensor 9 to the pressure receiving portion 2 include adhesion with an adhesive and mechanical fixing with screws.

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 Patent Document 2, since the position of the temperature sensor is deviated from the center of the wetted flange, there is a risk of leading to a temperature measurement error of the fluid to be measured due to heat dissipation from the surrounding piping. Further, since the temperature sensor of Patent Document 2 is exposed to the fluid to be measured, it is necessary to provide a mechanism for preventing corrosion. Further, since the lead wire is exposed to the atmosphere, it is necessary to protect it with a conduit or the like, and there is a concern that the structure becomes complicated.

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 temperature sensor 9 is arranged coaxially with the center of the diaphragm 1, it is possible to reduce the temperature measurement error of the fluid to be measured due to the heat radiation of the surrounding piping. Further, when the diaphragm 1 is a thin metal film, the thermal conductivity is high, so that the temperature of the fluid to be measured can be sufficiently detected by arranging the temperature sensor 9 near the back surface of the diaphragm 1, and the temperature to be measured can be sufficiently detected. It is not necessary to expose it to the fluid side. Further, since the inside of the pressure receiving portion 2 is hermetically sealed, the temperature sensor 9 is not affected by corrosion by the fluid to be measured and is protected from damage. Therefore, it is not necessary to separately provide a mechanism for preventing corrosion of the temperature sensor 9.

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 space 12 inside the detector is formed inside the bridge 6. In the example shown in FIG. 2, the outer diameter of the bridge 6 is substantially the same as the outer diameter of the pressure receiving portion 2. The other end of the bridge 6 is joined to the sensor stay 5. In other words, one opening of the tubular bridge 6 is covered by the pressure receiving portion 2, and the other opening is covered by the sensor stay 5.

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 sensor stay 5 is provided with a sensor housing 4 that houses the pressure sensor 3. As the pressure sensor 3, for example, a piezo type sensor or the like that can transmit the detection signal of the pressure sensor 3 over a long distance can be used.

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 pressure receiving portion 2 is provided with a through hole 21, and one end of the pressure guiding pipe 7 (transmission path) is connected to the through hole 21. The pressure guiding pipe 7 extends along the longitudinal direction of the bridge 6 as a whole inside the bridge 6 (space 12 in the detector) and communicates with the sensor housing 4. In this way, the diaphragm 1, the pressure receiving portion 2, the sensor housing 4, and the pressure guiding pipe 7 form a closed space, and the closed space is filled with the filling liquid 8. The pressure received by the diaphragm 1 from the fluid to be measured is transmitted to the pressure sensor 3 in the sensor housing 4 by the filling liquid 8. Since the sensor housing 4 is arranged at the center of the sensor stay 5, the pressure guiding pipe 7 has a curved portion, but the sensor housing 4 is arranged so that the pressure guiding pipe 7 is linear. May be good.

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 pressure guiding pipe 7 along the longitudinal direction of the bridge 6 can be 100 cm or less, for example, 10 cm to 30 cm. The length of the bridge 6 is determined according to the length of the pressure guiding pipe 7. The lengths of the bridge 6 and the pressure guiding pipe 7 are set so that the pressure sensor 3 is arranged at a certain distance from the diaphragm 1. More specifically, the lengths of the bridge 6 and the pressure guiding pipe 7 may be such that the pressure sensor 3 does not become damaged at a temperature equal to or higher than the heat resistant temperature due to heat transfer from the fluid to be measured.

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 pressure sensor 3, no major problem occurs. However, the detector 17 can be used to measure a variety of fluids. Therefore, the temperature of the fluid to be measured is not always lower than the heat resistant temperature of the pressure sensor 3. In one example, the heat resistant temperature of the pressure sensor 3 is about 120 ° C. In one example, the temperature of the fluid under test (eg, hot pressurized water) can reach 300 ° C.

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 diaphragm 1 and the pressure receiving portion 2 in contact with the fluid to be measured by convective heat transfer. The heat received by the diaphragm 1 and the pressure receiving unit 2 is transferred to the pressure sensor 3 by heat conduction through the bridge 6, the sensor stay 5, and the like. Convective heat transfer generally refers to the transfer of heat between a fluid and a solid. On the other hand, heat conduction refers to the transfer of heat in a substance.

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・A・x
ここでQは熱量、hは熱伝達係数、Aは流体の接触面積、x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・x・A/L
ここでQは熱量、λは伝熱路の熱伝導率、xは物質中の2点間の温度差、A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A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・A
となる。ここでのQinは被測定流体からの移動熱量であり、A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 pressure sensor 3 is equal to or lower than the heat resistant temperature T3 MAX is examined. First, the convective heat transfer, the temperature of the fluid contacting surface of the diaphragm 1 and the pressure receiving portion 2 (i.e., the highest temperature possible diaphragm 1 and the pressure receiving portion 2) T2 MAX is the equation of convective heat transfer T2 MAX = T1 MAX - Q in / (h ・ A 1 )
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 diaphragm 1 and the pressure receiving portion 2.

そして、熱伝導の式から、
T3MAX≧T2MAX−(L・Qin)/(λ・A
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 diaphragm 1 and the pressure sensor 3) is determined so as to be, it can be seen that the temperature of the pressure sensor 3 is equal to or lower than the heat resistant temperature.

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 pressure guiding pipe 7 can be, for example, 0.1 mL to 1 mL, and specifically, about 0.5 mL. As described above, the pressure sensor 3 is provided on the detector 17 itself attached to the pressure measurement point. Since the detector 17 has such a configuration, the distance between the diaphragm 1 and the pressure sensor 3 becomes short, so that the length of the pressure guiding pipe 7 for transmitting the pressure can be shortened. As described above, since the pressure guiding pipe 7 has a shorter length than the pressure guiding path 207 shown in FIG. 1 and the volume of the filling liquid 8 in the pressure guiding pipe 7 is also small, the filling liquid 8 due to a temperature change Volume change (expansion and contraction) is also small. As a result, it is possible to reduce the detection error caused by the volume change of the filling liquid 8 due to the temperature change.

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 cover 14 is joined to the sensor stay 5, and an external connection component 15 is provided inside. As the external connection component 15, for example, an electric wire connection connector or a terminal block can be used. A through hole 22 is provided in the sensor stay 5, whereby the inside of the bridge 6 and the inside of the cover 14 communicate with each other to form a space 12 inside the detector.

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 airtight terminal 10a is provided in the pressure receiving unit 2 in order to take out the signal detected by the temperature sensor 9 from the closed space in the pressure receiving unit 2 to the outside. The airtight terminal 10a penetrates the pressure receiving portion 2 and is joined so as to be exposed inside and outside the pressure receiving portion 2. As the airtight terminal 10a, for example, a hermetic terminal or the like can be used. The temperature sensor 9 is provided with a temperature signal line 11 that outputs a temperature signal to the outside, and the airtight terminal 10a and the temperature signal line 11 are connected by soldering or the like. A lead wire 13a (first signal line) is connected to the airtight terminal 10a.

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 airtight terminal 10b is provided in the sensor housing 4 in order to take out the pressure signal detected by the pressure sensor 3 from the closed space inside the sensor housing 4. The airtight terminal 10b penetrates the sensor housing 4 and is joined so as to be exposed inside the cover 14 (detector internal space 12). As the airtight terminal 10b, for example, a hermetic terminal or the like can be used. A lead wire 13b (second signal line) is connected to the airtight terminal 10b. Further, the sensor stay 5 is formed with a through hole 22 for leading the lead wire 13a connected to the airtight terminal 10a into the cover 14.

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 lead wires 13a and 13b are conducted to the external connection component 15 in the cover 14. In this way, the lead wire 13a of the temperature sensor 9 and the lead wire 13b of the pressure sensor 3 are stored in the detector 17 and are not exposed to the atmosphere. As a result, the lead wires 13a and 13b can be protected from damage and stains.

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 flange 16 is arranged around the pressure receiving portion 2 and is used for connecting a mounting port (not shown) provided at a measurement point such as a tank to the detector 17. The flange 16 has a plurality of bolt through holes for bolting to the mounting port.

<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 pressure transmitter 100 according to the first embodiment. As shown in FIG. 3, in the present embodiment, a pressure transmitter 100 (differential pressure transmitter) for measuring the pressure in the tank 102 containing the fluid to be measured 101 will be described as an example.

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 pressure transmitter 100 includes two detectors 17 (detectors 17a and 17b), two electric wires 18 (electric wires 18a and 18b), and a processing unit 19 (processing device).

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 tank 102 is provided with mounting ports 103a and 103b (pressure measurement points) for mounting the detectors 17a and 17b, respectively. The mounting port 103a is provided at the upper part of the side surface of the tank 102 so that the pressure of the air layer portion can be measured, and the mounting port 103b is provided at the lower part of the side surface of the tank 102 so that the pressure at the bottom of the fluid 101 to be measured can be measured. Provided. The flanges 16 of the detectors 17a and 17b are connected to the mounting ports 103a and 103b by, for example, screwing. As a result, the surface of the diaphragm 1 of the detector 17a comes into contact with the air layer portion, and the surface of the diaphragm 1 of the detector 17b comes into contact with the fluid to be measured.

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 detector 17a is connected to the attachment port 103a, the electric wire 18a is connected to the external connection component 15 of the detector 17a.

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 processing unit 19 has two external connection components 151a and 151b, and the electric wire 18a connected to the external connection component 15 of the detector 17a is connected to the external connection component 151a. Since the same applies to the detector 17b, the description thereof will be omitted.

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 processing unit 19, and the lengths of the electric wires 18a and 18b can be determined according to the distance between the installation position of the processing unit 19 and the positions of the detectors 17a and 17b, respectively.

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 pressure transmitter 200 shown in FIG. 1 and the pressure transmitter described in Patent Document 1, the length of the pressure guiding path is set according to the distance from the installation position of the main body to the pressure measurement point of the air layer. In this case, if the lengths of the two pressure guiding paths are the same, the pressure guiding paths connected to the wetted contact flange for the bottom surface portion have a large excess length. As a result, it becomes necessary to consider how to install the extra length of the pressure guiding path.

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 pressure transmitter 100 of the present embodiment, for example, when the processing unit 19 is arranged near the attachment port 103b of the tank 102, the length of the electric wire 18b connected to the detector 17b at the bottom of the tank 102 is set to the length of the tank 102. It can be shorter than the wire 18a connected to the upper detector 17a. As described above, since it is not necessary to make the lengths of the electric wires 18a and 18b the same, no surplus of the electric wires 18 is generated. When the processing unit 19 is arranged at a position away from the tank 102, the electric wire 18b may be extended.

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 parts 15 and 151.

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 conventional pressure transmitter 200 shown in FIG. 1, it is necessary to attach the wetted flange, the pressure guiding path, and the main body to the pressure measuring point in a connected state, which complicates the installation work. was there. On the other hand, in the pressure transmitter 100 of the present embodiment, since each detector 17 can be attached to the pressure measurement point and then connected to the processing unit 19 by the electric wire 18, the installation work becomes simple.

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 pressure transmitter 100 of the present embodiment does not have a pressure guiding path in which the filling liquid is sealed, each detector 17 and the processing unit 19 can be wirelessly connected. This makes it easier to install the pressure transmitter 100 as compared with the case where the electric wire 18 is used.

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 detector 17 at the pressure measuring point and connecting it to the processing unit 19 by the electric wire 18, it is possible to measure the liquid level, pressure and temperature of the fluid 101 to be measured in the tank 102. it can. The diaphragm 1 of the detector 17 receives pressure at each pressure measurement point, the pressure is transmitted by the filling liquid 8, and the pressure sensor 3 detects the pressure. At the same time, the temperature sensor 9 arranged on the back side of the diaphragm 1 detects the temperature at each pressure measurement point.

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 processing unit 19 processes the amplification unit that amplifies the pressure signal and the temperature signal received from the detector 17, the amplified pressure signal and the temperature signal, and calculates the pressure value (differential pressure). It is provided with a calculation unit for performing operation, a display unit for displaying a pressure value, and a storage unit (for example, memory, storage, etc.) for storing data required for processing by the calculation unit. The processing by the amplification unit and the calculation unit can be performed by a processor such as a CPU or an MPU, for example. A program for performing processing by the amplification unit and the calculation unit is stored in the storage unit, and the processing is executed when the program is read out by the amplification unit and the calculation unit.

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 detector 17 into an electromagnetic signal of differential pressure and pressure (first electromagnetic signal), and the temperature signal is an electromagnetic signal of temperature (second electromagnetic signal). Is converted to. These electromagnetic signals include current signals and the like. Further, the calculation unit calculates the pressure value (differential pressure) based on the electromagnetic signal and outputs it to the display unit. The relationship between the temperature change of the fluid to be measured 101 and the expansion / contraction amount of the filling liquid 8 may be obtained in advance at the time of design and stored in the storage unit as a correction table. This makes it possible to correct the temperature influence error caused by the volume change of the filling liquid 8 due to the temperature change based on the temperature signal from the temperature sensor.

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 processing unit 19 is connected to the external system 104 by wire or wirelessly, and transmits the generated electromagnetic signal (for example, a current signal of 4 mA to 20 mA) to the external system 104.

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 external system 104 is, for example, a computer terminal such as a general-purpose computer, a smartphone, a tablet, or a mobile phone. Although not shown, the external system 104 includes a processing unit that processes electromagnetic signals, a storage unit that stores various data such as processing results by the processing unit, and a display unit that displays various data.

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 external system 104 converts, for example, an electromagnetic signal received from the processing unit 19 of the pressure transmitter 100 into a digital signal, and outputs image data (table, graph, etc.) showing a measurement result based on the digital signal. Generate and display on the display.

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 processing unit 19 is arranged near the tank 102 and is connected to the detector 17 by the electric wire 18 has been described, but the present invention is not limited to this. For example, a circuit board may be connected to the external connection component 15 of the detector 17 and used as the processing unit 19.

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 detector 17 is used for the pressure transmitter 100, which is a differential pressure transmitter, has been described, but the present invention is not limited to this, and the detector of the present embodiment is used for various devices that require pressure detection. 17 can be applied.

<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 detector 17 of the present embodiment, the pressure sensor 3 is provided in the detector 17 itself attached to the pressure measurement point, and the distance between the pressure receiving diaphragm 1 and the pressure sensor 3 becomes short. , The length of the pressure guiding pipe 7 for transmitting the pressure can be shortened. As a result, the volume of the filling liquid 8 in the pressure guiding pipe 7 becomes small, so that the volume change of the filling liquid 8 due to the influence of the temperature change also becomes small. Therefore, it is possible to prevent the pressure sensor 3 from detecting the pressure due to the volume change of the filling liquid 8, so that the detection error can be reduced.

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 detector 17, since the temperature sensor 9 is arranged near the back surface of the diaphragm 1, by installing the detector 17 at the pressure measurement point, it is possible to increase the number of temperature measurement points at the same time. This has the effect of contributing to the reduction of the instruments used by the user.

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 temperature sensor 9 is arranged on the back surface side of the diaphragm 1 and is not exposed to the fluid to be measured, it is not necessary to consider corrosion by the fluid to be measured, and the temperature sensor 9 can be arranged at a position coaxial with the center of the diaphragm 1. Therefore, it is possible to reduce the temperature measurement error of the fluid to be measured due to the heat radiation of the surrounding piping.

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 pressure transmitter 100 of the present embodiment can be connected to the electric wire 18 after the detector 17 and the processing unit 19 are arranged, it is not necessary to install the pressure transmitter 100 in a state where the electric wire 18 and the processing unit 19 are connected. Installation work is easy. Further, since the length of the electric wire 18 can be selected according to the position of the processing unit 19, it is not necessary to secure a space for accommodating the surplus electric wire 18.

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 detector 17 fails due to corrosion or physical damage caused by the fluid to be measured, the failure does not spread to the other detector 17 and the processing unit 19.

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 Patent Document 1. Further, since the failed detector 17 can be replaced individually, it is not necessary to replace all the pressure transmitters 100, and the user cost burden at the time of failure can be reduced.

[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 detector 17 of the first embodiment, the temperature sensor 9 is arranged on the back side of the diaphragm 1 in the pressure receiving unit 2. Therefore, in the second embodiment, an example of another arrangement of the temperature sensor 9 will be described. The same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

<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 detector 17 according to the second embodiment. As shown in FIG. 4, the recess of the pressure receiving portion 2 is provided with a housing hole 20 substantially parallel to the diaphragm 1, and the temperature sensor 9 is housed in the housing hole 20. The opening of the accommodating hole 20 is closed by the flange 16. The accommodating hole 20 and the detector internal space 12 communicate with each other through the through hole 23. The lead wire 13a is connected to the temperature sensor 9, is led out from the through hole 23 to the detector internal space 12, and extends to the external connection component 15 inside the cover 14.

<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 airtight terminal 10a for extracting the temperature signal from the temperature sensor 9 in the encapsulating liquid 8 as in the first embodiment, so that the manufacturing cost can be reduced and the work at the time of manufacturing can be performed. It can also improve sex.

[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 hole 23 for communicating the accommodating hole 20 of the pressure receiving unit 2 and the detector internal space 12 is provided, and the lead wire 13a connected to the temperature sensor 9 is led out to the detector internal space 12. Was explained. Therefore, in the third embodiment, in order to secure a large insertion length of the temperature sensor 9 into the accommodating hole 20, the lead wire 13a is led out from the opening of the accommodating hole 20 without providing the through hole 23. An example will be described.

<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 detector 17 according to the third embodiment. As shown in FIG. 5, the temperature sensor 9 is housed in the housing hole 20 as in the second embodiment. The flange 16 is provided with a notch 24 that communicates with the accommodating hole 20. The lead wire 13a is led out from the opening of the accommodating hole 20, that is, the side surface of the pressure receiving portion 2, and reaches the detector internal space 12 via the notch 24 and the through hole 25 provided in the bridge 6. To do. A cover 26 is provided to protect the lead wire 13a from the outside atmosphere.

<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 lead wire 13a in the accommodating hole 20 can be reduced as compared with the second embodiment, so that it is possible to secure a large insertion length of the temperature sensor 9. Become. This is particularly effective when a sheath-type thermocouple, a resistance temperature detector, or the like, which requires a predetermined minimum insertion length, is used as the temperature sensor 9.

[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 temperature sensor 9 will be described.
<Detector configuration example>
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing the detector 17 according to the fourth embodiment. As shown in FIG. 6, the pressure receiving portion 2 is provided with an accommodating hole 27 communicating with the detector internal space 12. The temperature sensor 9 is inserted into the accommodating hole 27 so as to be substantially perpendicular to the diaphragm 1. Since the temperature sensor 9 is arranged in the detector internal space 12, the lead wire 13a can be easily connected.

<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 airtight terminal 10a for extracting a temperature signal from the temperature sensor 9. Further, as compared with the second embodiment and the third embodiment, the processing of the accommodating hole 27 and the installation of the temperature sensor 9 are simpler, so that the manufacturing cost can be reduced and the workability at the time of manufacturing is improved. You can also do it.

[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 ... Diaphragm 2 ... Pressure receiving part 3 ... Pressure sensor 4 ... Sensor housing 5 ... Sensor stay 6 ... Bridge 7 ... Pressure guiding pipe 8 ... Filling liquid 9 ... Temperature sensor 10a, 10b ... Airtight terminal 11 ... Temperature signal line 12 ... Detector Inner space 13a, 13b ... Lead wire 14 ... Cover 15, 151 ... External connection part 16 ... Flange 17 ... Detector 18 ... Electric wire 19 ... Processing unit 20, 27 ... Accommodating holes 21-23, 25 ... Through hole 24 ... Notch Part 26 ... Cover 100, 200 ... Pressure transmitter 101 ... Fluid 102 to be measured ... Tank 103a, 103b, 103c ... Mounting port 104 ... External system

Claims (14)

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.
前記伝達経路の長さは、100cm以下であることを特徴とする請求項1記載の圧力検出器。 The pressure detector according to claim 1, wherein the length of the transmission path is 100 cm or less. 前記温度センサは、前記ダイアフラムの中心と同軸上に配置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 detector according to claim 1, wherein the temperature sensor is arranged coaxially with the center of the diaphragm. 前記温度センサは、前記ダイアフラムの裏面近傍に配置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 detector according to claim 1, wherein the temperature sensor is arranged near the back surface of the diaphragm. 前記受圧部は、収容孔をさらに備え、
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.
前記温度センサに接続される第1の信号線と、
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.
前記圧力センサは、被測定流体からの伝熱により耐熱温度以上とならないよう、前記ダイアフラムから一定の距離を空け配置され、前記一定の距離は、前記伝達経路の長さにより決定されることを特徴とする請求項1に記載の圧力検出器。 The pressure sensor is arranged at a certain distance from the diaphragm so as not to exceed the heat resistant temperature due to heat transfer from the fluid to be measured, and the constant distance is determined by the length of the transmission path. The pressure detector according to claim 1. 請求項1に記載の圧力検出器と、
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.
前記圧力検出器と前記処理部とを接続し、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前記圧力検出器から前記処理部に出力する電線をさらに備えることを特徴とする請求項8に記載の圧力伝送器。 8. Claim 8 is characterized in that the pressure detector is connected to the processing unit, and an electric wire for outputting a detection signal of the pressure sensor and a detection signal of the temperature sensor from the pressure detector to the processing unit is further provided. The pressure transmitter described in. 前記処理部は、前記第1の電磁的信号に基づいて、圧力値を算出することを特徴とする請求項8に記載の圧力伝送器。 The pressure transmitter according to claim 8, wherein the processing unit calculates a pressure value based on the first electromagnetic signal. 前記処理部は、前記第2の電磁的信号に基づいて、前記圧力値を補正することを特徴とする請求項10に記載の圧力伝送器。 The pressure transmitter according to claim 10, wherein the processing unit corrects the pressure value based on the second electromagnetic signal. 複数の前記圧力検出器と、
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.
前記処理部は、前記第1の電磁的信号及び前記第2の電磁的信号を外部システムに出力することを特徴とする請求項8に記載の圧力伝送器。 The pressure transmitter according to claim 8, wherein the processing unit outputs the first electromagnetic signal and the second electromagnetic signal to an external system. 請求項1に記載の圧力検出器を用いた圧力測定方法であって、
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.
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