JPH07198521A - 圧力センサ装置 - Google Patents

圧力センサ装置

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JPH07198521A
JPH07198521A JP5353787A JP35378793A JPH07198521A JP H07198521 A JPH07198521 A JP H07198521A JP 5353787 A JP5353787 A JP 5353787A JP 35378793 A JP35378793 A JP 35378793A JP H07198521 A JPH07198521 A JP H07198521A
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pressure
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宣行 有江
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    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
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    • G01L9/0001Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means
    • G01L9/0002Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means using variations in ohmic resistance
    • GPHYSICS
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    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
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    • G01L19/0023Fluidic connecting means for flowthrough systems having a flexible pressure transmitting element

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧力センサ装置において、流路内に流体を残
留させず、構成を簡潔化してコストダウンをはかり、ダ
イアフラムを安定に動作させる。 【構成】 センサ保持体21が、流路22内の平坦面2
5と、センサ保持体21の外面からその平坦面25に向
けて形成されたセンサ用穴23を有している。平坦面2
5と面一で厚さの均一なダイアフラム24がある。圧力
センサ31がセンサ用穴23に装着されている。 【効果】 流路22内に流体を残留させるような有害な
凹みがないから、パージを要する流体の配管系に当該圧
力センサ装置を接続して用いるときに、流体の純度、ク
リーン度を低下させることがない。流路22内を通過す
る流体が円滑な流動性を示す。ダイアフラム24がセン
サ保持体21と一体であるので、ダイアフラム24の組
付、シール処理が不要になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は流体の配管系に組みつけ
られて用いられる圧力センサ装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】圧力制御、流量制御などに用いられる圧
力センサとして、ダイアフラムと歪抵抗素子または静電
容量変化とを組み合わせたものが主流をなしている。こ
のタイプのものが広く採用されている理由は、小型であ
り、機械構造が簡単であり、さらに、動く部分が小さい
からである。
【0003】周知のとおり、半導体の技術分野において
は、素子、デバイス、その他を作製する場合に、これに
適した雰囲気が形成されるが、このような場合も、雰囲
気ガス、パージガスを供給するための配管系に圧力セン
サが介在される。
【0004】図4、図5は、上述した配管系に圧力セン
サが装備された例を示している。図4において、ガス供
給源1、ガス消費設備2は、一次側ガス供給路3および
二次側ガス供給路4と、これらの接続部間に介在された
センサ保持体5とを介して相互に接続されている。セン
サ保持体5は、図5を参照して明らかなように、断面円
形の流路6と断面円形のセンサ用穴7とが互いに交差し
ていて、その交差箇所に薄肉のダイアフラム8が介在し
ており、キャップ型のケーシング9がセンサ用穴7の端
部に施されている。図4において、歪ゲージを主体にし
た圧力センサ11はセンサ保持体5のセンサ用穴7に装
填されており、この状態が図5に明示されている。さら
に、圧力センサ11には、増幅部、表示部、その他を含
む指示計器12が図4のように取りつけらる。
【0005】上記において、ガス供給源1、一次側ガス
供給路3、センサ保持体5、二次側ガス供給路4、ガス
消費設備2のように所定のガスが流れるとき、ダイアフ
ラム8はそのガス圧を受けてひずむ。このとき、センサ
保持体5に組みつけられた圧力センサ11がダイアフラ
ム8の歪を検知し、その歪検知量に対応したガス圧を指
示計器12に表示するので、配管系のガス圧が所定のレ
ベルにあるか否かをチェックすることができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述した圧力センサ装
置の場合は、センサ保持体5に起因したつぎの課題が残
されている。 [課題1]流路6の内面が円曲面、ダイアフラム8の底
面が平坦面であるために、流路6内の一部に図5のごと
き凹み10が生じ、ここにガスが残留する。このような
残留ガスは、半導体の技術分野において素子、デバイス
などを作製する場合に、配管系を通過する雰囲気ガスの
純度、クリーン度を低下させ、製品の致命的な欠陥を惹
き起こす。 [課題2]流路6が断面円形であるために、平坦な底面
をもつダイアフラム8をセンサ保持体5と一体に形成す
るのが困難である。したがって、ダイアフラム8をセン
サ保持体5と別体に形成し、これをセンサ保持体5に組
みつけざるを得ないが、こうした場合は、圧力センサ装
置の加工、組立、シール処理などに多くの手数を要し、
圧力センサ装置のコストアップが避けられない。 [課題3]流路6内の枢要な箇所(ダイアフラム8の底
面側)に凹み10があり、この凹み10が円滑なガス流
動性を阻害するので、ダイアフラム8が安定に動作しが
たく、検知圧力に誤差をともないやすい。これらは、圧
力センサ装置が腐食性流体(気体または液体)の配管
系、凝固性液体の配管系などに装備される場合において
も共通する課題である。
【0007】[発明の目的]本発明はこのような技術的
課題を解決するために、圧力センサ装置の流路内に流体
を残留させないこと、および、ダイアフラムを含む構成
を簡潔化して圧力センサ装置のコストダウンをはかるこ
と、および、圧力センサ装置のダイアフラムを安定に動
作させることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は所期の目的を達
成するために、内部が流路により開通されているセンサ
保持体と、センサ保持体に装着される圧力センサとを備
えた圧力センサ装置において、センサ保持体が、流路内
面の少なくとも一部にその流路方向に沿う平坦面を有し
ているとともに、センサ保持体の外面からその平坦面に
向けて形成されたセンサ用穴を有していること、およ
び、これら流路平坦面とセンサ用穴底面との間に、内面
が流路の平坦面と面一であって厚さの均一なダイアフラ
ムが介在していること、および、圧力センサがセンサ保
持体のセンサ用穴に装着されていることを特徴とする。
上記において、センサ保持体の流路は、平坦面を有する
断面多角形、または、平坦面を有する断面円弧形からな
ることが望ましい。
【0009】
【作用】本発明に係る圧力センサ装置は、これを流体の
配管系に接続して用いる。このようにした場合は、セン
サ保持体の流路内部がここを通過する流体の圧力を受け
るので、その流体圧に応じた歪がダイアフラムに生じ、
かつ、ダイアフラムの歪が、センサ保持体のセンサ用穴
に装着された圧力センサを介して検知されるので、配管
系の圧力を検知することができる。
【0010】本発明に係る圧力センサ装置の場合は、ダ
イアフラムの内面と流路の平坦面とが面一であるので、
流路の内面に有害な凹みが生じない。すなわち、流路内
面に有害な凹みがないために、流体がセンサ保持体の流
路内を円滑に流れることとなり、パージに際してもセン
サ保持体の流路内に流体を残留させることがなく、ダイ
アフラムも円滑に流れる流体の圧力を受けて安定に動作
する。
【0012】
【実施例】本発明に係る圧力センサ装置を図示の実施例
に基づいて説明する。図1〜図3において、21はセン
サ保持体、31は圧力センサ、41は指示計器をそれぞ
れ示す。
【0013】センサ保持体21は、金属または硬質合成
樹脂からなり、その代表的一例として、ステンレススチ
ール(SUS316L)からなる。センサ保持体21が
たとえば金属からなる場合、当該センサ保持体21は、
金属成形加工、および/または、機械加工(ワイヤカッ
タによる加工含む)、および/または、電気加工(放電
加工を含む)を介して形成された流路22、センサ用穴
23、ダイアフラム24、その他を備えている。センサ
保持体21の内部を一端から他端にわたって開通してい
る流路22は、図2のごとき断面四角形、または、図3
のごとき断面円弧形に形成されたものである。したがっ
て、流路22は、流路内面の少なくとも一部にその流路
方向に沿う平坦面25を有している。流路22として
は、これが平坦面25を有するのであれば、四角形以外
の断面多角形(三角形以上)や円弧形以外の異形断面の
ものでもよい。センサ用穴23は、センサ保持体21の
外面から平坦面25に向けて形成されたものである。こ
のようなセンサ用穴23の断面形状は、断面円形、断面
多角形のいずれでもよく、通常、センサ用穴23の断面
形状として、円形か四角形が採用される。ダイアフラム
24は、センサ用穴23がセンサ保持体21が形成され
るのにともなって同時に形成される。かかるダイアフラ
ム24の場合は、センサ用穴23の底面が流路22の平
坦面25に平行した平坦面であるために均一な厚さを有
し、しかも、その内面が平坦面25と面一である。その
他、センサ保持体21には、各端部(接続口部)の外周
に配管接続用のネジ部26、27が形成されており、セ
ンサ用穴23をもつ部分の外周にケーシング装着用のネ
ジ部28が形成されている。
【0014】圧力センサ31は、公知ないし周知のもの
からなり、機械的なもの、電気的ないし電子的なもの、
または、これらが複合されたものをあげることができ
る。より具体的な圧力センサ31として、歪式センサ、
半導体歪抵抗式センサ、静電容量式センサ、力平衡式ト
ランスミッタなどが任意に採用される。一例として、圧
力センサ31が半導体歪抵抗式センサからなる場合は、
歪ゲージ、ICなどを含む検知素子32が、センサ保持
体21のセンサ用穴23内に装着され、検知素子32と
電気的に接続された出力部(電装部)33がセンサ保持
体21のネジ部28に装着される。
【0015】指示計器41も、公知ないし周知のものか
らなり、増幅部、表示部、その他を備えている。指示計
器41は、圧力センサ31の出力部33と電気的に接続
されている。
【0016】本発明に係る圧力センサ装置は、これを圧
力検知すべき配管系に接続するときに、ネジ部26、2
7を介して所定の配管と接続される。このような配管系
において所定の流路を高圧ガスが流れるとき、ダイアフ
ラム24は、センサ保持体21の流路22内を通過する
高圧ガスの圧力を受けて歪を生じる。高圧ガスの圧力に
応じたダイアフラム24の歪量は、センサ保持体21の
センサ用穴23に装着された圧力センサ31の検知素子
32を介して検知され、その検知信号(電気的に変換さ
れた圧力値)が圧力センサ31の出力部33から指示計
器41へ入力されるので、指示計器41上において配管
系の圧力を監視することができる。
【0017】本発明に係る圧力センサ装置の場合は、セ
ンサ保持体21の流路22の内面にガスを残留させるよ
うな有害な凹みがない。したがって、はじめに、原料ガ
スを配管系に流し、つぎに、原料ガスの供給を止めてパ
ージガスを配管系に流し、その後、別の原料ガスを配管
系に流すようなときに、センサ保持体21の流路22内
にガスが残留せず、供給ガスの純度、クリーン度を保持
することができる。それに、センサ保持体21の流路2
2内をガスが円滑に流れるから、ダイアフラム24も安
定に動作する。
【0018】本発明に係る圧力センサ装置の場合は、液
体の配管系に使用して、その系の圧力を検知することも
できる。本発明に係る圧力センサ装置において、センサ
保持体21としては、直線型のほかに、エルボ型、T
型、クロス型(十字型)なども採用され、特に、T型、
クロス型のセンサ保持体21は管継手をも兼ねる。
【0019】
【発明の効果】本発明に係る圧力センサ装置はつぎのよ
うな効果を有する。 [効果1]センサ保持体において、流路の内面が平坦面
を有し、ダイアフラムの内面が流路の平坦面と面一であ
るので、流路内に流体を残留させるような有害な凹みが
生じない。したがって、パージを要する流体の配管系に
当該圧力センサ装置を接続して用いるときに、流体の純
度、クリーン度を低下させることがない。 [効果2]センサ用穴をセンサ保持体に形成するとき
に、これにともなってダイアフラムが形成されるから要
部の加工が容易になり、ダイアフラムの精度を十分に確
保することができる。特に、ダイアフラムがセンサ保持
体と一体であるので、ダイアフラムの組付、シール処理
などが不要になる。したがって、圧力センサ装置のコス
トダウンをはかることができる。 [効果3]センサ保持体において、流路内の要部(ダイ
アフラムの底面側)に有害な凹みがなく、流路内を通過
する流体が円滑な流動性を示すので、ダイアフラムが安
定して動作することとなる。したがって、微小な誤差
で、または、ほとんど誤差なく圧力を検知することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る圧力センサ装置の一実施例を示し
た縦断側面図である。
【図2】本発明に係る圧力センサ装置の一実施例を示し
た縦断正面図である。
【図3】本発明に係る圧力センサ装置の他実施例を示し
た縦断正面図である。
【図4】従来の圧力センサ装置をこれの使用例と共に略
示した説明図である。
【図5】従来の圧力センサ装置の縦断正面図である。
【符号の説明】
21 センサ保持体 22 流路 23 センサ用穴 24 ダイアフラム 25 平坦面 31 圧力センサ 32 検知素子

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部が流路により開通されているセンサ
    保持体と、センサ保持体に装着される圧力センサとを備
    えた圧力センサ装置において、センサ保持体が、流路内
    面の少なくとも一部にその流路方向に沿う平坦面を有し
    ているとともに、センサ保持体の外面からその平坦面に
    向けて形成されたセンサ用穴を有していること、およ
    び、これら流路平坦面とセンサ用穴底面との間に、内面
    が流路の平坦面と面一であって厚さの均一なダイアフラ
    ムが介在していること、および、圧力センサがセンサ保
    持体のセンサ用穴に装着されていることを特徴とする圧
    力センサ装置。
  2. 【請求項2】 センサ保持体の流路が、平坦面を有する
    断面多角形からなる請求項1記載の圧力センサ装置。
  3. 【請求項3】 センサ保持体の流路が、平坦面を有する
    断面円弧形からなる請求項1記載の圧力センサ装置。
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