JP3123314B2 - 差圧伝送器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は差圧伝送器に係り、特に
センターダイアフラムの零点の変化を防ぎ差圧を正確に
提出する差圧伝送器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の差圧伝送器の受圧部構造は、特開
昭60−185131号公報（図２参照）に記載されたように、
圧力受圧部材は本体Ｈ，本体Ｌの二つの部品で構成さ
れ、本体Ｈの片面にはシールダイアフラムが、もう一方
の面にはセンサ部とセンターダイアフラムが固定されて
いる。

【０００３】本体Ｌの片面にもシールダイアフラムが固
定され、もう一方の面は本体Ｈのセンターダイアフラム
を押し付けるように、本体Ｈと本体Ｌを重ね外周を溶接
する。また本体Ｈ，Ｌで構成された本体の両側に、第
一，第二の流体を受圧するシールダイアフラムによって
形成された第一，第二の受圧室を構成し、そして本体
Ｈ，センサ部組，センターダイアフラム，本体Ｌによっ
て第一，第二の隔離室を設け、さらに第一の受圧室と第
一の隔離室をつなぐ導圧路，第一の隔離室と半導体差圧
センサをつなぐ導圧路，第二の受圧室と第二の隔離室を
つなぐ導圧路，第二の隔離室と半導体差圧センサをつな
ぐ導圧路を構成している。

【０００４】これら第一の受圧室，第一の隔離室，半導
体差圧センサ、これらをつなぐ導圧路内には封入液が充
填されている。同様に第二の受圧室，第二の隔離室，半
導体差圧センサ、これらをつなぐ導圧路内にも封入液が
充填され、圧力が半導体差圧センサに伝達される構造に
なっていた。

【０００５】そして従来の差圧伝送器は、シールダイア
フラムに対向した場所にフランジを取り付け、本体Ｈ，
Ｌとフランジをボルト，ナットにより締付固定すること
により、プロセス流体からの圧力をそれぞれの受圧室に
伝達するようになっていた。また、従来の差圧伝送器は
プロセス流体の温度変化による差圧検出誤差を防ぐため
に半導体センサにサーミスタを設け、この信号出力から
差圧センサのプロセス流体差圧出力を補正して正確な差
圧信号の出力を行っていた。

【０００６】そして、差圧伝送器の保守においては、圧
力受圧部材の両側に接合された第一，第二のシールダイ
アフラムの点検を行うために圧力受圧部材とフランジを
締め付けているボルトを緩め、圧力受圧部材を取り出し
てからシールダイアフラムの点検を行っていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の差圧伝送器の受
圧部においては、本体部材は本体Ｈと本体Ｌで構成さ
れ、センターダイアフラムを挟み込んで本体Ｈと本体Ｌ
を溶接し固定している。したがってセンターダイアフラ
ムは、本体Ｈと本体Ｌの溶接による押し付け力によって
形状および位置が決定される。

【０００８】なお、測定流体受圧室は、本体Ｈ，Ｌを２
個のフランジで両側より挟み込み、ボルト，ナットによ
って締付固定され、形成される。このフランジの締付力
は、本体Ｈと本体Ｌを両端より押し付けるため、センタ
ーダイアフラムの形状および位置に影響し、さらにこの
フランジの締付力は、第一，第二の測定流体受圧室に静
圧が加わった場合にもその圧力に応じて変化してしまっ
ていた。

【０００９】このように、本体Ｈと本体Ｌの溶接，フラ
ンジの締付力，測定流体受圧室の静圧変化が、センター
ダイアフラムの形状と位置を変える大きな要因となって
おり、この形状，位置変化は、内部に充填された封入液
の移動をもたらし、シールダイアフラムを変形させこの
影響が零点の変化となって表われ、正確な差圧測定の障
害となっていた。

【００１０】そして、従来の差圧伝送器の受圧部構造に
おいては、半導体センサはプロセス流体圧に感応する封
入液に接しており、このため温度検出を行うサーミスタ
へのプロセス流体からの温度の伝わり方は、まずプロセ
ス流体の温度変化が受圧室の封入液に伝達し、さらにこ
の封入液の温度が隔離室の封入液を介して半導体センサ
のサーミスタに伝わるようになっていた。しかし、受圧
室の封入液から隔離室の封入液への温度の伝達は、圧力
受圧部材に納められた半導体センサ、及びその支持体を
越えるように形成された導通路の封入液により温度が伝
わるため、この導通路により温度伝達に時間的な遅れが
発生して、正確な差圧状態を検出することは困難であっ
た。

【００１１】差圧伝送器の保守においては、圧力受圧部
材とフランジを分離し、その後圧力受圧部材を取り出し
てから、シールダイアフラムの点検を行っていたため作
業が困難であった。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の差圧伝送器においては、センターダイアフ
ラムを本体部材に設ける際に、第一，第二のシールダイ
アフラムの圧力受圧方向に対して、このセンターダイア
フラムの圧力受圧方向が異なるように設けるようにした
ものである。

【００１３】また本発明の差圧伝送路においては、セン
ターダイアフラムの圧力受圧方向を挟んで、第一，第二
のシールダイアフラムで作られる第一，第二の受圧室を
設け、これらの受圧室とセンターダイアフラムにより作
られた第一，第二の隔離室とを導圧路を結んだものであ
る。

【００１４】

【００１５】

【作用】以下、本発明の差圧伝送器の作用を従来の差圧
伝送器と比較して述べる。

【００１６】従来の差圧伝送器においては、第一，第二
のシールダイアフラム，センターダイアフラム及びセン
サ部組が同一軸上に並べて設けられているので、それぞ
れのダイアフラムを支持する部材を接合する場合、また
シールダイアフラムを支持する部材に測定流体から圧力
が加わった場合にもセンターダイアフラムの形状および
位置に歪が生じてしまい零点変化が発生してしまってい
た。これに対し本発明の差圧伝送器ではセンターダイア
フラムの圧力受圧方向が、第一，第二のシールダイアフ
ラムの圧力受圧方向と異なる向きに設けられているの
で、圧力受圧部材にシールダイアフラムを接合する場合
でも、この時に発生する歪をセンターダイアフラムに伝
達しなくなり、これによりそれぞれのダイアフラムを圧
力受圧部材に接合する時に、お互いにその接合時の歪を
伝達しなくなる。

【００１７】差圧伝送器の使用時においては、シールダ
イアフラムを支持する部材に測定流体室から過大な圧力
が加わった場合でも、これらの歪はセンターダイアフラ
ムにほとんど影響しなくなる。

【００１８】また、第一，第二の隔離室に対して、第
一，第二の受圧室をそれぞれ接近させて設けることが出
来るので、各圧力室を設ける導圧路の経路を短くするこ
とができる。

【００１９】

【００２０】

【実施例】以下、本発明の差圧伝送器を図を用いて説明
する。

【００２１】図１は本発明の差圧伝送器の一実施例を示
したものであり、この差圧伝送器は主に、圧力受圧部材
２０，センサ部組２，シールダイアフラム６，７，過負
荷保護ダイアフラム(センターダイアフラム)４，第一，
第二の圧力室２０１，２０２，第一，第二の隔離室２０
３，２０４で構成されている。

【００２２】図３に図１で示した圧力受圧部材２０の詳
細図を示す。圧力受圧部材２０は単一の部材からなり、
圧力受圧部材２０の両端には対称にシールダイアフラム
６，７を取り付けるための穴部２１，２２を設け、底面
にはシールダイアフラム６，７と同一形状に加工を施
し、穴部２１，２２の入口には栓３５，３６を固定する
ためのシールダイアフラム６，７より大きな径の段付穴
３７，３８を施してある。

【００２３】図４に図３のａ−ａ線の切断図面を示す。

【００２４】圧力受圧部材２０にはシールダイアフラム
８を取り付けるための穴部２１，２２の上側にそれぞれ
テーパーねじ２８が、また下側にもそれぞれテーパーね
じ３０が加工され、導通路３２，３４によって穴部２２
と接続されている。同様に穴部２１においても、上下の
部分にテーパーねじ２７，２９がそれぞれ加工され、導
通路３１，３３により接続されている。

【００２５】また、圧力受圧部材２０の中心軸上には、
過負荷保護ダイアフラム４，センサ部組２を収納するた
めの段付穴２３が、シールダイアフラム６，７と直角方
向に設けてある。段付穴２３の小径側には、増幅器と取
り付けるための穴９が、また大径側には過負荷保護ダイ
アフラム４を固定するための固定金具１０を取り付ける
ための穴１０が設けてある。

【００２６】そして、シールダイアフラム６，７，過負
荷保護ダイアフラム４，センサ部組２の間を導通路２
４，２５，２６で接続している。

【００２７】本発明の一実施例の差圧伝送器における第
一の受圧室２０１，第二の受圧室２０２，第一の隔離室
２０３，第二の隔離室２０４の構造を図１を用いて説明
する。

【００２８】本実施例の差圧伝送器においては、圧力受
圧部材２０の穴部２１，２２からシールダイアフラム
６，７を組み込み、シールダイアフラム６，７の面が平
行となるように溶接して第一，第二の受圧室２０１，２
０２を形成する。

【００２９】次に栓３５，３６を段付穴３７，３８に組
み込み、栓３５，３６と段付穴３７，３８によって形成
された溝にメタル１１，１２を挿入し、メタルフロー
（塑性加工）接合を行い、測定流体受圧室１７，１８を
形成する。

【００３０】圧力受圧部材２０の段付穴２３には、径の
大きな方向よりセンサ部組２を挿入し、センサ部組２の
導通路６０と圧力受圧部材２０の導通路２５が導通する
ように組み込み、センサ部組２の両端を溶接する。

【００３１】その後、センタ金具５をセンタ金具５の導
通路６１と圧力受圧部材２０の導通路２４が導通するよ
うな位置に、また過負荷保護ダイアフラム４の波形状と
同一に加工した面を過負荷保護ダイアフラム４側に向け
て取り付け、さらに過不過保護ダイアフラム４を圧力受
圧部材２０に溶接し、第一の隔離室２０３を形成する。

【００３２】センタ金具５の中心には過負荷保護ダイア
フラム４から複合機能形センサチップ４４へ圧力を伝達
するための導通路６３が設けてある。固定金具取付け穴
１０に固定金具８を固定金具８の導通路６２と圧力受圧
部材２０の導通路２６が導通するように、また過負荷保
護ダイアフラム４の波形状と同一に加工した面を過負荷
保護ダイアフラム４側に向けて取り付け、固定金具８と
圧力受圧部材２０によって形成された溝にメタル１３を
挿入し、メタルフロー接合を行い、第二の隔離室２０４
を形成する。

【００３３】過負荷保護ダイアフラム４は複合機能形セ
ンサチップ４４の保護用のダイアフラムで、シールダイ
アフラム６、または７に過大圧力が印加したときセンサ
を保護する役目をはたす。シールダイアフラム６，７は
過大圧力を印加したとき、図１３のようにシールダイア
フラム６，７の形状と同一の波形に加工した圧力受圧部
材２０に着座し封入液１６の内圧上昇を防止する。過負
荷保護ダイアフラム４は、シールダイアフラム６，７が
着座するまでの移動液量を第一，第二の隔離室２０３，
２０４で吸収し、内圧上昇を複合機能形センサチップ４
４の耐圧以下に押さえることによって複合機能形センサ
チップ４４を保護する。

【００３４】そして、シールダイアフラム６，過負荷保
護ダイアフラム４，センサ部組２，導通路２４，６１，
６３，液封口のシールピン５１で囲まれた空間には、封
入液１５が充填してあり、同様にシールダイアフラム
７，過負荷保護ダイアフラム４，センサ部組２，導通２
５，２６，６０，６２，液封口のシールピン５２で囲ま
れた空間にも封入液１６が充填してある。これにより従
来の差圧伝送器では受圧室の封入液を隔離室へ伝えるた
めに、センサ部組を通り越す導通路を形成して圧力を伝
えなければならなかったが、本実施例の差圧伝送器によ
ればセンターダイアフラムの近い位置に第一，第二の受
圧室をそれぞれ形成することが可能になるので、封入液
１６の量を少なくできると共に、プロセス流体からの温
度変化を早くセンサ部組２に伝達することができ、正確
な差圧を検出することを可能にしている。

【００３５】センサ部組２は複合機能形センサチップ４
４，ハーメチックシールピン４５を備え、ハーメチック
シールピン４５の大気圧開放側にＦＰＣ４６か半田付け
をすることにより、従来の差圧伝送器で必要だったセン
サ信号を取り出すための穴を圧力受圧部材２０に設ける
必要を無くしている。

【００３６】図１４は本発明で使用される複合機能形セ
ンサの一実施例を示す断面図であり、図１６は図１４の
センサのみの平面図であり、図１５はその回路図であ
る。

【００３７】図１４において４４は単結晶シリコンから
なる複合機能形センサチップである。複合機能形センサ
チップ４４は中空の第一の固定台３０２，中空の第二の
固定台３０３を介してセンサ部組２に取り付けられる。
第一の固定台３０２は複合機能形センサチップ４４のセ
ンサ部組２からの電気絶縁およびセンサ部組２からの線
膨張係数の相違による熱歪の低減を考慮し、シリコンと
線膨張係数の近似した硼珪酸塩ガラス又はその接合面の
みに酸化膜を付けたシリコンが好ましい。また、第二の
固定台３０３は固定台３０２と同様に、線膨張係数およ
びセンサ部組２への溶接接合等の取り付けを考慮し、シ
リコンと線膨張係数の近似したＦｅ−Ｎｉ合金、あるい
はＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金が好ましい。第一の固定台３０
２を硼珪酸塩ガラス、又はその接合面に酸化膜を付した
シリコン、第二の固定台３０３をＦｅ−Ｎｉ合金又はＦ
ｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金とすると、複合機能形センサチップ
４４と第一の固定台３０２、および第二の固定台３０３
は陽極接合法により容易に接合できる。さらに、第二の
固定台３０３とセンサ部組２は通常の溶接接合（例えば
ＴＩＧ溶接２はプラズマ溶接）により容易に接合され
る。

【００３８】複合機能形センサチップ４４からの差圧又
は圧力差信号，静圧信号，温度信号の各信号はリード線
３１７、および配線板３０５を介して、センサ部組２に
設けられたハーメチックシール部３４１の端子４５によ
りそれぞれ取り出される。

【００３９】複合機能形センサチップ４４は（１００）
面のｎ形単結晶シリコンであり、その一方の面のほぼ中
央にほぼ円形又は環状の薄肉部３１１を有する。一方、
チップ４４の他方の面は、中央に孔を有する第一の固定
台３０２により凹部３１３を形成する。この凹部３１３
に検出すべき圧力の一方を中央に孔を有する第二の固定
台３０３より圧力を導入する。これにより、前記薄肉部
３１１は差圧又は圧力差に感応する起歪体となり、差圧
感圧ダイアフラムとして動作する。

【００４０】差圧感圧ダイアフラム３１１の上面には、
（１００）面におけるピエゾ抵抗係数が最大となる＜１
１０＞軸方向に、ｐ形ゲージ抵抗６１１〜６１４，６５
１〜６５４の差圧又は圧力差抵抗がそれぞれ平行に、又
は直角方向に拡散法あるいはイオン注入法により４個形
成される。前記各抵抗６１１〜６１４，６５１〜654の
位置は差圧又は圧力差印加時に差圧感圧ダイアフラム３
１１上に発生する半径方向と周方向の応力が最大になる
固定部近傍に形成される。またそれらの抵抗の方向とし
て、６１１と６１３を半径方向とし、６１２と６１４を
接線方向としている。これらの抵抗群は図１５に示すよ
うなブリッジに結線される。差圧感圧ダイアフラム３１
１の形状と肉厚は感応する差圧又は圧力差により所望の
形状と肉厚に設定されている。

【００４１】差圧感圧ダイアフラム３１１上の抵抗群６
１１〜６１４はダイアフラムの上面と凹部１３の圧力差
により発生する応力を受けることにより、ピエゾ抵抗効
果にてその抵抗値が変化するため、図１５の回路におけ
る５０４〜５０７の端子より差動にて取り出せる。しか
しながら、この出力は差圧感圧ダイアフラム３１１の両
面にかかる圧力が等しいときでさえ、あるいは温度が変
化したときでも感応してしまう。これらの主要因として
は第一には、６１１〜６１４の抵抗値は温度の関数で変
化してしまうということである。第二には複合機能形セ
ンサチップ４４は図１４に示すように材質の相違する接
合を有した連続の構造体としてその機能を発揮するた
め、圧力印加時には何らかの応力が必然的に発生してし
まうということである。

【００４２】このため、本発明の一実施例では、圧力と
温度に感応する補助センサを複合機能形センサチップ４
４上に設け、それらの信号にて差圧又は圧力差信号を高
精度に補正するようにしてある。

【００４３】図１４，図１６において、複合機能形セン
サチップ４４の前記差圧感圧ダイアフラム３１１以外の
厚肉部３１２に少なくとも１個の感温抵抗６５５が形成
される。この感温抵抗は（１００）面におけるピエゾ抵
抗係数の最小感度を示す＜１００＞軸方向に配置された
ｐ形の感温抵抗であり、圧力には感応しない。この抵抗
は差圧抵抗群６１１〜６１４と同様に拡散又はイオン注
入法により所定の出力が得られる抵抗値で形成される。

【００４４】一方、もう一つの補助センサである静圧セ
ンサは、前記感温抵抗６５５と同様に、センサチップ４
４の厚肉部３１２に前記差圧抵抗群と同じ結晶軸方向
に、それぞれ平行に又は直角方向に４個の静圧抵抗群６
５１〜６５４が形成される。静圧抵抗群６５１〜６５４
のうち、６５１と６５４は前記チップ４４の厚肉部312
の一部に薄肉部３１５を有する面上に形成される。この
薄肉部３１５のもう一方の面は前記第一の固定台３０２
の一方の面と凹部３２１を形成する。この凹部３２１は
接合時に完全に封止されるので、静圧と完全に分離さ
れ、所定の圧力を有した基準圧室として動作する。一般
には、この基準圧室の圧力としては真空〜大気圧間の所
定の圧力に保持されている。これにより、厚肉部３１２
上の薄肉部３１５は静圧に感応する起歪体となり、基準
圧室の圧力と静圧との圧力差に感応する静圧感応ダイア
フラムとして動作する。この静圧感応ダイアフラム３１
５には前記差圧感応ダイアフラム３１１に比して数百倍
の差圧に耐える必要があるため、前記凹部３２１の形状
設定に十分注意する必要がある。

【００４５】増幅器取付穴９には、増幅器ケース４７を
挿入し、圧力受圧部材２０と増幅器ケース４７で形成さ
れる溝にメタル１４を挿入し、メタルフロー接合によっ
て、増幅器ケース４７を圧力受圧部材２０に固定する。

【００４６】このような構成からなる差圧伝送器の差圧
検出動作を図１を用いて説明する。シールダイアフラム
６にプロセス流体からの第一の圧力が印加すると、シー
ルダイアフラム６を介してシールダイアフラム６の裏側
の第一の受圧室２０１の封入液１５に測定流体の第一圧
力が伝達される。さらにこの第一の圧力は導通路２４，
６１を通って過負荷保護ダイアフラム４とセンタ金具５
の間に形成された第一の隔離室２０３に伝達され、さら
にセンタ金具４の導通路６３を通って複合機能形センサ
チップ４４に伝達される。またプロセス流体からの第二
の圧力がシールダイアフラム７に印加した場合も同様に
シールダイアフラム７を介して第二の受圧室２０２の封
入液１６に測定流体の第二の圧力が伝達され、この第二
の圧力は導通路２５，２６によって過負荷保護ダイアフ
ラム４と固定金具８の間で形成された第二の隔離室２０
４と、導通路６０によってセンサの裏面へ伝達される。
このように複合機能形センサチップ４４はセンターダイ
アフラムの表，裏に伝達した測定流体の第一，第二の圧
力を検出し、複合機能形センサチップ４４の出力はハー
メチックシールピン４５より大気開放側に取り出され、
ＦＰＣ４６を介して増幅器に伝送される。

【００４７】図１７に本発明の差圧伝送器の信号処理回
路の一実施例を示す。複合センサ４４は差圧と静圧と温
度によるゲージ抵抗の変化を電気信号として出力し、マ
ルチプレクサー（ＭＰＸ）７３１に選択的に取り込まれ
る。

【００４８】マルチプレクサー７３１に取り込まれた各
種の信号はプログラマブルゲインアンプ（ＰＧＡ）７３
３で増幅され、次にＡ／Ｄ変換器７３４でディジタル信
号に変換され、マイクロプロセッサー（ＭＰＵ）７３０
に送信される。メモリ７３９（ＥＰＲＯＭ）には差圧，
静圧，温度センサの各特性（圧力伝送器の場合は圧力と
温度センサの各特性）が予め記憶されており、これらの
データを用いて前記マイクロプロセッサー７３０にて補
正演算することにより、高精度の差圧信号値と、静圧，
温度信号値を演算する。この演算結果は、Ｄ／Ａ変換器
７３７とＶ／Ｉ変換器７３８を介して通常のアナログ信
号に変換され、ＤＣ４〜２０ｍＡの信号となって上位の
制御装置であるコンピュータ７４０に差圧，静圧，温度
信号が送出される構成となっている。

【００４９】そして、本実施例の装置では、複合機能形
センサ４４より求めたプロセス状態に関する情報を、直
流電流（例えばＤＣ４〜２０ｍＡ）に変換して信号処理
回路の近くに設けた表示部（図示していない）に送るこ
と、直流電流に情報のディジタル信号を重畳して送るこ
と、さらに図では示していないが信号処理回路から直接
ディジタル信号を送ることによりプロセス情報を出力す
ることが可能である。また、ディジタルＩ／Ｏ回路７４
０により直流電流信号にディジタル信号を重畳して、外
部に設けられた監視制御装置と通信を行い、この装置に
よりプロセス状態に関する情報を表示し、そしてこの装
置から測定レンジなどパラメータの設定，変更，出力調
整，入出力モニタ，自己診断などを行うことができる。

【００５０】測定流体受圧室１７，１８は、圧力受圧部
材２０内に形成されるため、従来例のように、特にフラ
ンジやフランジを締め付けるボルト，ナットを必要とし
ない。すなわち、測定流体受圧室１７，１８を形成する
ために栓３５，３６を設けるだけで済む。栓３５，３６
の固定方法は、メタル１１，１２を塑性変形させ、気密
と強度をもたせる。メタル１１，１２は圧力受圧部材２
０より軟らかいメタル材を使用する。

【００５１】また、プロセス配管は図５のように、圧力
受圧部材２０の接続口の一方にアダプター４３，ガスケ
ット４８をボルト５０によって締付固定する。配管４１
は、アダプター４３にねじ込み使用する。圧力受圧部材
２０のもう一方の接続口には、ドレン・ベントプラグ３
９を取り付け、プロセス配管接続とドレン・ベントプラ
グ３９の接続は上下両方又は直角に接続可能である。
尚、図では配管４１と圧力受圧部材２０との接続にアダ
プター４３を用いたが、圧力部材２０にテーパーねじを
切って配管４１を直接に接合することも可能である。

【００５２】以上のように本発明の差圧伝送器によれ
ば、センターダイアフラムの圧力受圧方向を第一，第二
のシールダイアフラムの圧力受圧方向と直角方向に配置
することにより、センターダイアフラムと圧力受圧部材
２０との溶接箇所が同一軸上にダイアフラムを並べた従
来例と比べると歪が伝達しない箇所に設けることができ
るので、シールダイアフラムの形状および位置に歪が発
生しなくなる。

【００５３】そして、直角方向に配置したことにより測
定流体受圧室１７，１８にプロセス流体から過大な圧力
が加わった場合でも、シールダイアフラム近辺に発生し
た部材の歪はセンターダイアフラムに歪として伝わりに
くくなるので、センターダイアフラムの零点の変化や支
持の変化がなくなり差圧を正確に測定することができ
る。

【００５４】さらに、本発明の差圧伝送器によれば、測
定流体受圧室１７，１８が圧力受圧部材２０内に形成で
きるので、圧力受圧部材２０を単一部品として構成で
き、測定流体受圧室１７，１８を形成するのにフラン
ジ，ボルト，ナットが不要となる。したがって、ボル
ト，ナットの締め付けによる圧力受圧部材２０の形状変
化や測定流体受圧室１７，１８に片圧や過大な静圧が印
加した場合の圧力受圧部材本体の変形等がないため、セ
ンターダイアフラムの零点の変化や、支持変化をなくし
て、より正確に差圧を測定することができる。

【００５５】また、メタルフロー接合において、メタル
挿入溝の形状を逆テーパー（逆くさび形）にすることに
より、気密と強度がさらに向上し、依頼性の向上と高圧
まで適用できるようになる。

【００５６】栓の取付けの変形例を図６〜図８に示す。

【００５７】図６は、栓の外径にシールダイアフラム
６，７の径より大きなテーパーねじを切り圧力受圧部材
２へねじ込んだ構造で、シールダイアフラム６，７を点
検するときに、ねじ５５，５６の取り外しを可能にした
構造である。

【００５８】図７は、テーパーねじの締め付け作業を考
慮し、ねじ径をシールダイアフラム６，７より小さくし
た構造で、テーパーねじ５７，５８を保持するためのテ
ーパー金具６４，６５をメタル６６，６７によりメタル
フロー固定したものである。図８は、栓に平行ねじを切
り、このねじ６８，６９を圧力受圧部材２０へねじ込ん
でシール板７０，７１を介してガスケット８２，８３に
よりシールする構造であり、これにより保守の作業効率
を良くしたものである。

【００５９】また図９〜図１１は、圧力受圧部材２０と
増幅器ケース４７の接続方法の変形例を示す。

【００６０】図９は、圧力受圧部材２０へ増幅器ケース
４７をねじ込み、Ｏリング７２にてシール，ロックナッ
ト７３にて固定した構造であり増幅器ケース４７の取り
外しと、任意の方向に固定できる効果がある。

【００６１】図１０の構造は、図９と同様な構造でロッ
クにねじ７４を使用したものであり、任意の方向に受圧
部材を固定する時にその固定がやりやすくなっている。

【００６２】図１１は、増幅器ケース４７につばを設
け、このつばをボルト７５により圧力受圧部材２０に締
付固定したものであり、差圧伝送器を振動の激しい場所
に設置するときに効果がある。

【００６３】図１２は、図１のシールピン５１，５２の
シール方法の変形例で銅などのメタルピン７６，７７を
穴に挿入しメタルフローにてシールする方法で組立作業
性の向上を計ったものである。

【００６４】図１８に本発明の差圧伝送器を、プロセス
状態を監視，制御する上位機器に接続した場合のプロセ
ス制御システムの一実施例を示す。

【００６５】２線式伝送路９５０に接続された差圧伝送
器９３０および９４０のプロセス状態を検出した信号
は、シグナルコンパレータ９１０を介してオペレータコ
ンソール７４０に接続することにより、プロセス現場か
ら離れた場所でも知ることができるようになる。またオ
ペレータコンソール７４０以外でも、２線式伝送路に接
続されたハンドルヘルドタイプ通信器９２０においても
プロセス状態検出器の経時変化状態を検出することが可
能になる。

【００６６】

【発明の効果】本発明の差圧伝送器によればセンターダ
イアフラムを受圧部材本体に接合する場合、そしてプロ
セス流体から過大圧力が加わった場合でも、発生した歪
はセンターダイアフラムに影響を及ぼさないのでその形
状，位置に変化が無く零点に影響を及ぼさないため正確
な差圧を検出することが効果があると共に、伝送器全体
を小型にすることが可能になる。

【００６７】また、測定流体受圧室を圧力受圧部材で構
成しているため、フランジを必要とせず、受圧部材の単
一部品と栓で構成することによりより小型化を可能にし
ている。

【００６８】さらに、従来の差圧伝送器では測定する圧
力レンジを変える場合はセンターダイアフラムの形状を
変えるため、本体部材をすべて形成し直す必要がある
が、本発明の伝送器によれば、すべての圧力レンジに対
して共通の本体部材を用いて測定することが可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の差圧伝送器の一実施例を示す縦断面
図。

【図２】従来の差圧伝送器の縦断面図。

【図３】図１の圧力受圧部材の縦断面図。

【図４】図３のａ−ａ面における断面図。

【図５】本発明の差圧伝送器の配管例を示す断面図。

【図６】開口部のねじ取付け実施例の断面図。

【図７】図６の別実施例断面図。

【図８】開口部のねじ取付け別実施例の断面図。

【図９】増幅器の取付け実施例の断面図。

【図１０】増幅器の取付け別実施例の断面図。

【図１１】増幅器の取付け別実施例の断面図。

【図１２】増幅器の取付け別実施例の断面図。

【図１３】図１のシールダイアフラム近辺拡大図。

【図１４】複合機能形センサの実施例の断面図。

【図１５】センサ検出回路の一実施例。

【図１６】センサ基板の平面図。

【図１７】本発明の差圧伝送器の検出回路。

【図１８】本発明の差圧伝送器の伝送路への取付図。

【符号の説明】

２，１０２…センサ部組、４，１０４…過負荷保護ダイ
アフラム、５，１０３…センタ金具、６，７，１０６，
１０７…シールダイアフラム、８…固定金具、９…増幅
器取付穴、１０…固定金具取付穴、１１，１２，１３，
１４，６６，６７…メタル、１５，１６…封入液、１
７，１８…測定流体受圧室、２０…圧力受圧部材、２
１，２２…穴部、２３，３７，３８…段付穴、２４，２
５，２６，３１，３２，３３，３４，６０，６１，６
２，６３…導通路、２７，２８，２９，３０，５５，５
６，５７，５８…テーパーねじ、３５，３６…栓、３９
…ドレン・ベントプラグ、４１…配管、４３…アダプタ
ー、４４…複合機能形センサチップ、４５…ハーメチッ
クシールピン、４６…ＦＰＣ、４７…増幅器ケース、４
８，８２，８３，１１０，１１１…ガスケット、５０，
７５，１１２…ボルト、５１，５２…シールピン、５
３，５４…液封口、６４，６５…テーパー金具、６８，
６９，７４…ねじ、７０，７１…シール板、７２…Ｏリ
ング、７３…ロックナット、７６，７７…メタルピン、
１０１…本体Ｈ、１０５…本体Ｌ、１０８，１０９…フ
ランジ、１１３…ナット、１１４…接続金具、１１５，
１１６…隔離室、１１７，１１８…測定流体受圧室、１
４４…半導体差圧センサ、２０１…第一の受圧室、２０
２…第二の受圧室、２０３…第一の隔離室、２０４…第
二の隔離室、９０５…プラント制御情報。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−295129（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−66430（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−98937（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−88921（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−132946（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−50241（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭52−159274（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01L 13/00 - 13/06

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第一のダイアフラムによって形成され、か
   つ第一の検出流体が封入された第一の受圧室と、第二の
   ダイアフラムによって形成され、かつ第二の検出流体が
   封入された第二の受圧室とを備え、前記第一のダイアフ
   ラムに第一の測定流体の圧力、前記第二のダイアフラム
   に第二の測定流体の圧力を印加して両圧力の差を圧力検
   出ダイアフラムを有する半導体差圧センサで検出する差
   圧伝送器において、 前 記第一，第二のダイアフラムと異なる方向であり、且
   つ前記圧力検出ダイアフラムと同方向となるように配置
   された第三のダイアフラムを有し、当該第三のダイアフ
   ラムにより前記第一の受圧室に導通する第一の隔離室
   と、前記第二の受圧室に導通する第二の隔離室を形成
   し、前記第一，第二のダイアフラムに印加された圧力を
   前記第一、第二の受圧室および隔離室内の前記第一，第
   二の検出流体を介して前記半導体差圧センサに伝達する
   ことを特徴とする差圧伝送器。
2. 【請求項２】請求項第１項の差圧伝送器において、 前記第一のダイアフラムを前記差圧伝送器の受圧部材本
   体の第一の端面に配置し、前記第二のダイアフラムを前
   記第一の端面に対向する前記受圧部材本体の第二の端面
   に配置したことを特徴とする差圧伝送器。
3. 【請求項３】請求項第２項の差圧伝送器において、 前記第一のダイアフラムの圧力受圧方向と、前記第二の
   ダイアフラムの圧力受圧方向が同軸上にあることを特徴
   とする差圧伝送器。
4. 【請求項４】請求項第３項の差圧伝送器において、 前記第一のダイアフラムの圧力受圧方向と、前記第三の
   ダイアフラムの圧力受圧方向とが直角に位置するように
   前記第一，第三のダイアフラムが配置され、かつ前記第
   二のダイアフラムの圧力受圧方向と、前記第三のダイア
   フラムの圧力受圧方向とが直角に位置するように前記第
   二，第三のダイアフラムが配置されたことを特徴とする
   差圧伝送器。
5. 【請求項５】請求項第１項の差圧伝送器において、 第三のダイアフラムの片面を前記差圧伝送器を構成する
   受圧部材に接合して前記第一の隔離室を形成し、かつ該
   第三のダイアフラムの片面に密閉部材を接合して前記第
   二の隔離室を形成することを特徴とする差圧伝送器。
6. 【請求項６】 請求項第１項の差圧伝送器において、 前記半導体差圧センサをシール金具により保持し、前記
   差圧伝送器を構成する受圧部材と該シール金具との接合
   部は、大気圧方向に沿って接合径が小さくなることを特
   徴とする差圧伝送器。
7. 【請求項７】 請求項第６項の差圧伝送器において、 前記シール金具と同軸となるように前記差圧伝送器を構
   成する受圧部材に穴を設け、差圧検出センサからの出力
   信号を増幅する増幅器を、前記穴に接合することを特徴
   とする差圧伝送器。
8. 【請求項８】 請求項第１項の差圧伝送器において、 前記第一，第二及び第三のダイアフラムが接合する前記
   差圧伝送器の受圧部材を単一部材で構成したことを特徴
   とする差圧伝送器。
9. 【請求項９】 第一のダイアフラムによって形成され、か
   つ第一の検出流体が封入された第一の受圧室と、第二の
   ダイアフラムによって形成され、かつ第二の検出流体が
   封入された第二の受圧室とを備え、前記第一のダイアフ
   ラムに第一の測定流体の圧力、前記第二のダイアフラム
   に第二の測定流体の圧力を印加して両圧力の差を差圧検
   出センサで検出する差圧伝送器において、前記第一のダ
   イアフラムを前記差圧伝送器の受圧部材本体の第一の端
   面に配置し、前記第二のダイアフラムを前記第一の端面
   に対向する前記受圧部材本体の第二の端面に配置し、前
   記第三のダイアフラムを前記第一，第二のダイアフラム
   が配置された端面と異なる前記受圧部材本体の端面に配
   置したことを特徴とする差圧伝送器。
10. 【請求項１０】 請求項第９項の差圧伝送器において、 前記第三のダイアフラムの圧力受圧方向が、前記第一及
    び第二のダイアフラムの圧力受圧方向と異なることを特
    徴とする差圧伝送器。
11. 【請求項１１】 請求項第１０項の差圧伝送器において、 前記第一のダイアフラムの圧力受圧方向と、前記第二の
    ダイアフラムの圧力受圧方向が同軸上にあることを特徴
    とする差圧伝送器。
12. 【請求項１２】 請求項第９項の差圧伝送器において、 前記第一のダイアフラムが接合する部材、前記第二のダ
    イアフラムが接合する部材及び前記第三のダイアフラム
    が接合する部材を単一の部材で構成したことを特徴とす
    る差圧伝送器。