JPS6352030A - 差圧伝送器 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、差圧伝送器に関するものである。

更に詳述すれば過大圧保護機構を有する差圧伝送器に関
するものである。

（従来の技術） 第５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。

同図に示された差圧伝送器の受圧部は主として第１部材
１８ａと第２部材１１ａとから構成されている。受圧部
の第１部材１８ａと第２部材１１ａの外側には可撓性に
富んだ高圧側受圧ダイヤフラムｉ２ａと低圧側受圧ダイ
ヤフラム口ａが設けられ、前記受圧部の第１部甘口ａと
第２部材１１ａの面には前記各受圧ダイヤフラム１２ａ
、１３ａと同形状の波形面が形成されており、それぞれ
の受圧ダイヤフラム１２ａとＨａを前記第１部材ｌｅａ
と第２部材１１ａにそれらの外周で溶接接合することに
より、受圧部材と受圧ダイヤプラム間に２つの受圧室、
すなわち高圧側隔離室目ａおよび低圧側受圧室ＩＳａが
形成される。受圧部の第１部材１１ａの他方の面には、
中心ダイヤフラム１６ａが溶接接合されている。

この中心ダイヤフラム目ａを溶接した後に第２部材１１
ａを第１部材１１１ａへその外周部において溶接されて
いる。これにより受圧部材１１ａと中心ダイヤフラム１
６ａの一方の面の間に高圧側隔離室１７ａが形成される
。この高圧側隔離室１７ａと前記高圧側受圧室Ｈａは、
第２部材１１ａのほぼ中央に設けられた第１高圧側導圧
路Ｈａにより連通されている。一方、中心ダイヤフラム
１６ａの他の面側には、半導体差圧センサアセンブリ　
ｌ０ｆｌ　ａを挿入するための凹形状部が第１部材１１
１ａに形成され、これに半導体差圧センサアセンブリ　
１０Ｉｌａが嵌合し、かつ溶接接合されている。前記半
導体差圧センサアセンブリ　１１ａは、半導体差圧セン
サ２１ａ、支持台２２ａ１シール金具２３ａ、セラミッ
ク基板Ｈａおよびハーメチックシールビン２Ｓａで構成
され、前記半導体差圧センサ２１ａは支持台２１ａを介
してシール金具２３ａに溶接されている。このシール金
具２３ａには半導体差圧センサ２１ａの電気信号を取出
すためのセラミック基板Ｈａおよびハーメチックシール
ビン２５＆が固設されている。半導体差圧センサ２１ａ
とセラミック基板２４ａの電気接続は、図示しないワイ
ヤボンディング等によりなされている。

前記半導体差圧センサアセンブリ　ｌ０ＧａをｆＡ１部
材ｔｅａに溶接接合することにより形成される第１部材
１ｅａとの間の高圧側測定室２６ａは、第１部材に設け
られている高圧（ＩＩＩ導圧路２８ａを介して、前記中
心ダイヤフラム１６ａと第２部材１１ａで形成される前
記高圧側隔離室１７ａと連通されている。

他方、半導体差圧センサ２１ａのもう一方の面では、ま
ず半導体差圧センサ２１ａのダイヤフラムの凹部面と前
記支持台Ｈａ間において低圧側測定室２７ａを形成し、
この低圧側測定室２７ａは支持台２２ａの貫通孔、すな
わち第２の低圧側導圧路２３＆を介して中心ダイヤフラ
ムＩｉａの一方の面に連絡するようになっている。さら
に、この中心ダイヤフラム１６ａと第１部材１１ａ間に
おいてプレート３ｆｌａの外周面を第１部材ｌｅａの内
周面に溶接し、かつ前記プレート３１１ｍの内周面をシ
ール金具２３ａの外周面と溶接接合されている。これに
より中心ダイヤフラムｌＳａと第１部材１１ａおよびプ
レー）３ｔｌａ間に低圧側隔離窓口ａが形成されている
。この低圧側隔離窓口ａは前記第２の低圧側導圧路２９
ａを介して半導体差圧センサＨａの前記低圧側測定室２
７ａに連通される。さらに低圧側受圧室１５ａと前記低
圧＠隔離室１δａとは、第１部材１０ａ内に設けられて
いる第１の低圧側導圧路Ｈａを介して連通されている。

なお前述の第２高圧側導圧路２８ａと第１の低圧側導圧
路２１ａは受圧部材ｌＱａ内で交錯しないように形成さ
れている。

前記半導体差圧センサ２１ａの電気信号は前述の如く、
ハーメチックシールビン２５ａから取出すことができる
ようになっている。さらにこの電気信号は第１部材ｌｅ
ａの半導体差圧センサ２１ａの中心線と直角方向に設け
たリード路３３ａおよび前記プレート３８ａの切欠部を
通って、接続プリント板３４ａ等により容易に外部に引
き出されている。リード路３３ａと高圧側測定室２６ａ
および低圧側隔離室１８ａ間のシーリングは前述の如く
、第１部材ｌｅａとシール金具２３ａとの溶接接合なら
びに、第１部甘口ａとシール金具Ｈａとプレート３ｔｌ
ａとの１８ＦＡ接合により完全に達成されている。

かかる構成において形成される各室および各通路のすべ
てが、非圧縮性の流体例えばシリコン油によって満たさ
れる。この油は前記第１の低圧側導圧路ＬＯａ、および
第２の高圧倒導圧路２８ａと分岐している導圧路から注
入されるようになっており、その後評Ｉ圭ｊピン３１ａ
　、　３２ａにより閉寒した後溶接接合し、外気と密月
されている。

このように構成された差圧発信器において、いずれか一
方の受圧ダイヤフラム１２ａか１３ａ面に衝撃的な圧力
が印加された場合、まず第１に衝撃圧は受圧室Ｈａ（１
５ａ）に伝搬し、受圧室１４ａ（ｌｓａ）から隔離室１
７ａ　（１８ａ　）に伝搬し、その法第２導圧路２８ａ
　（２９ａ　）を介して測定室Ｈａ　（２７ａ　）に伝
搬する経路をとる。すなわち、必ず中心ダイヤフラム１
６ａで形成される隔離室１７ａ（口ａ）から二次的に測
定室２６ａ　（２７ａ　）に伝搬される構成をとってい
るので衝撃圧から半導体差圧センサ２１ａの誤動作の影
響を十分回避できる。

次に、過大差圧が受圧ダイヤフラム１２ａおよびＨａの
両面で発生した場合、高圧側受圧ダイヤプラム１２ａ１
あるいは低圧側受圧ダイヤフラムＨａのどちらか一方が
受圧部材の側面に形成されている面に着座する。一方、
中心ダイアフラム口ａは受圧室の体積除去を吸収しても
依然として隔離室１７ａあるいは１８ａの側面に着座し
ないように、所定の剛性を有していることになる。この
関係により半導体差圧センサ２１ａのいずれか一方の面
に過大な流体圧力が封入液を介して伝達されるのが阻止
されるため、半導体差圧センサ２１ａは破壊することは
ない。

また前述の如く、封入油が満たされている空間および通
路には一切の有機物が介在させることなく、過負荷機能
および、衝撃圧回避機能を具備させることができ、高温
でも有機材料から融出する可塑材などの含有物や、水分
などで半導体差圧センサ２１ａが劣化したり、封入液の
誘電率が変化することがないため、動作が安定である。

（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、たとえば、
高圧側の圧力を第２４圧路２８ａを介してセンサの低圧
側に加えなくてはならない等であるので、導圧路２８ａ
　、　２９ａの加工及び組立が複雑となり高価なものと
なる。

本発明の目的は、本体ブロックの加工、組立が容易で安
価に作れ、かつ過大圧保護機能を有する差圧伝送器を提
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めに、本発明は、−面側に凹部の設
けられた第１ブロックと、該第１ブロックの凹部に設け
られた差圧検出素子と、前記第１のブロックの凹部の設
けられた面の反対面を覆い該第１のブロックと第１受圧
室を構成する第１シールダイアフラムと、前記凹部の開
口部を覆って吋記第１ブロックに取付けられ前記差圧検
出素子を支持するプレートと、前記第１ブロックの凹部
面を覆って外周部が該第１ブロックに固定され中央部が
前記プレートに固定され該第１ブロックと第１センター
室を構成するセンターダイアフラムと、該センターダイ
アフラムと第２センター室を構成する第２ブロックと、
該第２ブロックの外側面に周紳部が固定され該第２ブロ
ックと第２受圧室を構成する第２シールダイアプラムと
、前記第１ブロックに設けられ前記第１受圧室と前記凹
部とを連通する第１連通孔と、前記第１ブロックに設け
られ前記第１受圧室と前記第１センター室とを結ぶ第１
接続穴と、前記第２ブロックに設けられ前記第２受圧室
と前記差圧検出素子の一方の入力孔とを連通ずる第２ａ
通孔と、前記第１受圧室と前記第１ｉ通孔と前記凹部と
前記第１接続大と前記第１センター室とを満す第１封入
液と、前記第２受圧室と前記第２連通孔と前記第２セン
ター室と前記差圧検出素子の一方の入力孔とを満す第２
封入液とを具備してなる差圧伝送器を構成したものであ
る。

（作用） 両シールダイアフラムの外側面に、それぞれ圧力Ｐ　、
Ｐ　が加わると、この圧力は、それぞれ）ＩＬ のシールダイアフラム及び封入液を介してセンサの両側
に伝達される。而して、センサより差圧ΔＰ＝ＰＨ−Ｐ
Ｌに比例した電気信号が出力される。

一方、シールダイアフラムの一力に、測定レンジを超え
た過大圧が印加されると、センタダイアプラムが大きく
変位するため、シールダイアフラムが本体ボディに接す
るため、一定以上の過大圧力はセンサに加わることはな
い。

センタダイアフラムは測定レンジ内の圧力が加わっでも
、シールダイアフラムが、本体ボディに接しないように
構成されている。

以下、実施例について説明する。

（実ｊｔＡ例） 第１図は、本発明の一実施例の構成説明図である。

１は一面側に凹部１１の設けられた第１ブロックである
。２は第１ブロックの凹部１１に設けられた差圧検出素
子で、この場合は、抵抗式検出素子が用いられている。

３は第１ブロック１の凹部１１の設けられた面の反対面
を覆い第１ブロック１と第１受圧室３１を構成する第１
シールダイアフラムである。１２は凹部１１の開口部を
覆って第１ブロックｌに取付けられ差圧検出素子をチュ
ーブ１２１を介して支持するプレートである。４は第１
ブロック１の凹部面を覆って周面が第１ブロックｌに固
定され中央部がプレート１２に固定され第１ブロックｌ
と第１センター室４Ｉを構成するセンターダイアフラム
である。５はセンターダイアフラム４の外側にセンター
ダイアフラム４の外周縁部に固定されセンターダイアフ
ラム４と第２センター室４２を構成する第２ブロックで
ある。６は第２ブロック悶の外側面に周縁部が固定され
第２ブロック５と第２受圧室６！を構成する第２シール
ダイアフラムである。１３は第１ブロック１に設けられ
第１受圧室３１と凹部１１とを′ａ通する第１連通孔で
ある。１４は第１ブロック１に設けられ第１受圧室３１
と第１センター室４１とを結ぶ第１接続大である。５１
は第２ブロック５に設けられ第２受圧室６１と差圧検出
素子２の一方の入力孔２１とを連通ずる第２連通孔であ
る。５２は第２ブロック５に設けられ第２受圧室６１と
第２センター室４２とを結ぶｗ４２接続大である。７は
第１受圧室３１と第１ｉ！ａ通孔１３と凹部ＩＩと第１
接続穴１４と第１センター室４１とを満す第１封入液で
ある。８は第２受圧室６１と第２１！１１通孔５１と第
２センター室４２と差圧検出素子２の一力の入力孔２１
とを満す第２封入液である。第１．第２封入液は、この
場合は、シリコンオイルが用いられている。３２は第１
シールダイアフラム３を覆い測定圧Ｐ　が導入される導
圧室３２１を構成するカバーである。６２は第２シール
ダイアフラム６を覆い測定圧Ｐ　が導入される導圧室６
２１を構成するカバ−である。

以上の構成において、導圧室０１　、６２＋に圧力ＰＨ
２ＰＬが加わると、それぞれ、シールダイアフラム３，
６を介し、到入液７，８を介して差圧検出素子２の両側
に伝達され差圧ΔＰ＝Ｐ　　−Ｐｌｌ　　　　　　Ｌ に比例した電気１３号が出力される。

一方、シールダイアフラム３，６の一方に、測定レンジ
を超えた過大圧が印加されると、センタダイアフラム４
が大きく変位するため、シールダに イアフラム３，６がブロック１．５’６接するため一定
以上の過大圧力は差圧検出素子２に加わることはない。

センタダイアフラム４はＭＷレンジ内の圧力が加わって
もシールダイアフラム３，６がブロック１．５に接しな
いように構成されている。

二のようなものにおいては、第５図従来例に示す如く、
複雑な連通管やシールｔ！！！構、あるいは複雑なま通
孔を設ける必要がなく、各ブロック１゜５を貫通する連
通孔１３．１４．５１．５２のみで良いので安価に作る
ことができる。

したがって、本体ブロックの加工２組立が容易で、安価
に作れ、かつ過大圧保護機能を有する差圧伝送器が得ら
れる。

第２図は本発明の他の実施例の構成説明図である。

本実施例においては差圧検出素子２゛として容蛍形検出
素子が用いられたものである。

第３図ないし本第４図は本発明の池の実施例の構成説明
図である。本実施例では、いずれもセンターダイアフラ
ム４を第１ブロック１と第２ブツク５で挟持せずに一力
の第１ブロックｌに固定している。これによってカバー
６２．３２をボルト・ナツト（図示せず）で締めつけた
ときのセンターダイアフラム４の僅かな変形等による伝
送器の出力誤差を小さく抑えることが出来る。

第３図の実施例は第１ブロック１よりも小径のセンター
ダイアフラム４を第１ブロック１に溶接固定したのち、
第１ブロックｌ及び第２ブロック５をその外径で溶接固
定した例である。

また第４図の実施例は第１の凹部１１と第２の凹部ＩＩ
＋をもつ第１ブロック１の第２凹部Ｉｌ＋の底部にセン
ターダイアフラム４を固定し、第２の凹部ＩＮに第２ブ
ロック５を嵌入して固定したものである。

なお、前述の実施例においては、差圧検出素子２は抵抗
形検出素子あるいは容量形検出素子が用いられていると
説明したがこれに限ることはなく、要するに差圧が検出
できる素子であればよい。

また、差圧検出素子２はチューブ＋２１によりプレート
１２に支持されていると説明したがチューブ！２１はな
くてもよいことは勿論である。

また、接続穴５２はなくてもよいことは勿論である。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明は、−面側に凹部の設けら
れた第１ブロックと、該ｍｌブロックの凹部に設けられ
た差圧検出素子と、前記第１のブロックの凹部の設けら
れた面の反対面を覆い該第第１ブロックに取付けられ前
記差圧検出素子を支持するプレートと、前記第１ブロッ
クの凹部面を覆って外周部が該第１ブロックに固定され
中央部が前記プレートに固定され該第１ブロックと第１
センター室を構成するセンターダイアフラムと、該セン
ターダイアフラムと第２センター室を構成する第２ブロ
ックと、該第２ブロックの外側面に周紳部が固定され該
第２ブロックと第２受圧室を構成する第２シールダイア
フラムと、前記第１ブロックに設けられ前記第１受圧室
と前記凹部とを連通ずる第１連通孔と、前記第１のブロ
ックに設けられ前記第１受圧室と前期第１センター室と
を結ぶ第１接続穴と、前記第２ブロックに設けられ前記
第２受圧室と１ｉｉＪ記差圧検出素子の一方の入力孔と
を連通ずる第２連通孔と、前記第１受圧室と前記第１連
通孔と１ｌｉＩ記凹部と前記第１接続穴と前記第１セン
ター室とを満す第１封入液と、前記第２受圧室と前記第
２連通孔と前記第２センター室と前記差圧検出素子の一
方の入力孔とを満す第２封入液とを具備してなる差圧伝
送器を構成したので、第３図従来例の如く、？！雑な連
通管やシール機構、あるいは、複雑な連通孔を殺ける必
要がなく、各ブロックを貫通するのみの連通孔のみでよ
い。

したがって、本発明によれば、本体ブロックの加工、組
立が容易で、安価に作れ、かつ、過大圧保護機能を有す
る差圧伝送器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、第３
図、第４図は本発明の他の実施例の構成説明図、第５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。 ｌ・・・第１ブロック、１１・・・凹部、ＩＩ＋・・・
第２の凹部、１２・・・プレート、＋２１・・・チュー
ブ、１３・・・第１連通孔、１４・・・第１接続穴、２
，２゛・・・差圧検出素子、２１・・・入力孔、３・・
・第１シールダイアフラム、コト・・第１受圧室、３ト
・・カバー、３２１・・・導圧室、４・・・センターダ
イアフラム、４１・・・第１センター室、４２・・・第
２センター室、５・・・第２ブロック、５１・・・第２
遣通孔、５２・・・第２接続穴、６・・・第２シールダ
イアフラム、５１・・・第２受圧室、５ト・・カバー、
６２１・・・導圧室、７・・・第１封入液、８・・・第
２月人液。 第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一面側に凹部の設けられた第１ブロックと、該第１ブロ
   ックの凹部に設けられた差圧検出素子と、前記第１のブ
   ロックの凹部の設けられた面の反対面を覆い該第１のブ
   ロックと第１受圧室を構成する第１シールダイアフラム
   と、前期凹部の開口部を覆って前記第１ブロックに取付
   けられ前記差圧検出素子を支持するプレートと、前記第
   １ブロックの凹部面を覆って外周部が該第１ブロックに
   固定され中央部が前記プレートに固定され該第１ブロッ
   クと第１センター室を構成するセンターダイアフラムと
   、該センターダイアフラムと第２センター室を構成する
   第２ブロックと、該第２ブロックの外側面に周縁部が固
   定され該第２ブロックと第２受圧室を構成する第２シー
   ルダイアフラムと、前記第１ブロックに設けられ前記第
   １受圧室と前記凹部とを連通する第１連通孔と、前記第
   １のブロックに設けられ前記第１受圧室と前期第１セン
   ター室とを結ぶ第１接続穴と、前記第２ブロックに設け
   られ前記第２受圧室と前記差圧検出素子の一方の入力孔
   とを連通する第２連通孔と、前記第１受圧室と前記第１
   連通孔と前記凹部と前記第１接続穴と前記第１センター
   室とを満す第１封入液と、前記第２受圧室と前記第２連
   通孔と前記第２センター室と前記差圧検出素子の一方の
   入力孔とを満す第２封入液とを具備してなる差圧伝送器
   。