JPS5813728Y2 - 圧力伝送器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は封入液が充填されたボディ内に連結軸が配さ
れ、この連結軸の一端に連結された受圧要素が上記ボデ
ィに取付げられ、その受圧要素に加わる圧力にもとすき
上記連結軸の変位又は力を信号として取出す圧力伝送器
に関する。

先ず従来の圧力伝送器を第１図を参照して説明しよう。

ボディ１１に貫通孔１２が形成され、その貫通孔１２の
一端をシールするようにベローズ１３がプレート１４を
介してボディ１１に溶接されてこれに取付けられる。

貫通孔１２内にその延長方向に延長した連結軸１５が配
され、連結軸１５の一端はベローズ１３の内端面に固定
される。

貫通孔１２の他端においても同様にベローズ１６がボデ
ィ１１に取付けられ、このベローズ１６の内端面に連結
軸１５の他端が固定される。

連結軸１５の中央上に中央板ばね１７がその中心孔を挿
通されて固定され、中央板ばね１７の周縁部は一対の保
持リング１Ｂ、１９にて挾１れて保持されるＯ 中央板ばね１７に円板上の移動電極２１が固定され、移
動電極２１の内端面と対向して固定電極２２及び２３が
それぞれ配される。

固定電極２２゜２３はそれぞれボディ１１内に保持され
た絶縁材の固定電極保持具２４．２５に例えば金属が蒸
着されて形成される。

移動電極２１．固定電極２２及び２３に対する端子２６
，２７及び２８がいわゆるハーメチックシールなどによ
りボディ１１と絶縁して外部へ導出される。

ボディ１１内にはシリコン油などの封入液２９が充填さ
れ、移動電極２１などに対するダンピング作用を与える
と共に移動電極２１と固定電極２２及び２３との間の各
静電容量を大きくするようにされている。

封入液２９が周囲温度の変化により膨張収縮してボディ
１１内の圧力が変化しないように、ベローズ１３側にお
いてこれを中心とし、その外側にリング状の温度補償用
ダイヤフラム３１が封入液２９をシールするようにボデ
ィ１１に取付けられる。

同様にベローズ１６側においてこれを中心としてその外
側にリング状の温度補償用ダイヤフラム３２がボディ１
１に取付げられる。

ダイヤフラム３２は例えばその外周縁がシールリング３
３と共にボディ１１に溶接され、内周縁がシールリング
３４と共にボディ１１に溶接されて取付けられる。

封入液２９が膨張収縮するとこれに応じてダイヤフラム
３１，３２が変化してボディ１１の内圧ははｙ一定に保
持される。

連結軸１５の一部は絶縁材にて構成されて移動電極２１
とボディ１１とは電気的に絶縁されている。

ダイヤフラム３１゜３２とこれと対向するボディ１１の
面との間に封入液が達するように貫通孔１２に通じる連
通孔３５．３６がボディ１１にそれぞれ形成されている
。

ボディ１１のベローズ１３及びダイヤフラム３１側にお
いてフランジ３７がこれ等と間隔を保ってボディ１１に
固定され、ボディ１１及びフランジ３７間はダイヤフラ
ム３１の外周縁の外側においてジャムシール３８にてシ
ールされ、フランジ３７の中心孔３９を通じて被測定圧
力Ｐがベローズ１３に加わるようにされる。

ベローズ１６側においても同様にフランジ４１がボディ
１１に固定され、フランジ４１及びボディ１１間のシー
ルはダイヤフラム３２の外周縁の外側において行われる
。

この従来の圧力伝送器においては圧力を受ける面積が大
きいため、高圧の測定が強度の点から困難であった。

また高圧の場合は受圧側の温度補償用ダイヤフラム３１
がボディ１１に密着してし１い、そのダイヤフラム３１
は温度補償の機能がなくなり、更に圧力が犬きぐなると
、密着したダイヤフラム３１の連通孔３５の部分で破損
するため高い圧力を測定できなかった。

この考案はこれ等の欠点を改善するもので、受圧側の温
度補償用ダイヤフラムを受圧要素に加わる圧力から隔離
することにより圧力を受ける部分を受圧要素部に制限し
て受圧面積を減少し、かつ受圧側の温度補償用ダイヤフ
ラムに被測定圧力が印加しないため、測定圧力が高い場
合でも温度補償用ダイヤフラムが有効に動作し、かつ温
度補償用ダイヤフラムが破損し難い圧力伝送器を提供す
るものである。

第２図はこの考案による圧力伝送器の一例を示し、第１
図と対応する部分には同一符号を付けである。

この考案においては受圧側のベローズ１３に加わる圧力
から受圧側の温度補償用ダイヤフラム３１を隔離する手
段が設けられる。

例えば受圧側のフランジ３７のボディ１１側の面の中央
部に軸の短かい円筒状突部４２が一体に形成され、との
突部４２の突出端はベローズ１３の外周縁、図ではベロ
ーズ固定用プレート１４と対向される。

また温度補償用ダイヤフラム３１の内周縁の固定部に対
し、ベローズ固定用プレート１４はフランジ３７と反対
側に引込１され、これ等間に円錐の一部を形成するテー
パ面４３がボディ１１に形成サレる（第３図も参照）。

このテーパ面内に突部４２が位置し、突部４２の外周に
その突出方向において段部４４が形成され、段部４４に
リング状のバックアッププレート４５を介してＯリング
４６がテーパ面４３と突部４２間に介在される。

このようにしてベローズ１３側とダイヤフラム３１側と
は圧力的に隔離される。

このように一方をテーパ面として他方を円筒状としこの
空間にＯリングを介在させたので、圧力Ｐを受けるとＯ
リングがボディ１１のテーパ面とフランジ３７のテーパ
面の隙間に押しつげられ、Ｏリング自身の変形によりセ
ルフシール効果がもたらせられかつバックアッププレー
ト４５の使用により高圧に耐えるようにされる。

受圧ベローズ１３に圧力Ｐが加わると、ベローズ１３の
有効面積が８１ならば、Ｆ−ＰＳ工の力が発生する。

中央板ばね１７及びベローズ１３゜１６のばね定数をＫ
とすると、この発生した力Ｆにより中央板ばね１ＴはΔ
ｄ＝Ｆ／にだげ変位する。

この変位に伴い移動電極２１と固定電極２２及び２３と
の各間隙は△ｄだげそれぞれ変化する。

これ等間隙の初期値をｄとすると、これ等間隙はｄ１＝
ｄ＋△ｄＳｄ２＝ｄ−△ｄとなる。

これ等間隙の変化は静電容量変化として検出し、圧力Ｐ
に比例した電気信号を得ることができる。

温度変動により封入液２９が膨張、収縮するため、ベロ
ーズや有効面積の小さいダイヤフラムのように変形が小
さい受圧要素だけではその膨張、収縮を吸収できず、ボ
ディ１１内の圧力が変化し、これに伴いゼロ点が変動す
る。

これを防止するには温度補償用ダイヤフラムの変形が大
きいことが必要である。

この実施例によれば受圧側において温度補償用ダイヤフ
ラム３１は圧力Ｐを受けないため、この測定圧力Ｐが高
い場合でもダイヤフラム３１がボディ１１に密着するこ
となく、温度補償の機能を十分満足する。

従って高圧においては従来ダイヤフラム３２側でしか温
度補償機能が果せなかったものがダイヤフラム３１側で
も果せるようになり温度補償効果は２倍になる。

また態度補償用ダイヤフラム３１が連通孔３５に強く押
されて破損するおそれはなく、高い圧力の測定が可能で
ある。

受圧面積ＡＩＩＥ常に小さいため、その部分だけ強度を
十分にすればよく、高圧の測定が可能である。

筐た測定圧力を与える流体が腐蝕性のものの場合に、そ
の小さい受圧面積の部分だけ耐蝕性にすればよい。

上記例のように受圧要素と温度補償用ダイヤフラムとの
圧力の隔離のために一方をテーパとし、他方を円筒とす
ると、負圧の測定時にはセルフシール効果が得られる。

圧力の検出は静電容量式のみならず、例えば連結軸１５
に磁心を取付げ、その磁心が挿入されるコイルをボディ
１１内に配し、そのコイルのインダクタンスが連結軸１
５の変位に応じて変化するようなインダクタンス式とし
てもよく、或は中央板ばね１７にストレンゲージをはり
付けて、連結軸の変位に応じて抵抗値が変化するように
してもよい。

電気信号として検出するのみならず、例えば第４図に示
すように連結軸１５にホースビーム５１の端を連結し、
このホースビーム５１をボディの外部へ導出し、連結軸
１５を変位しようとする力を受圧要素から受けると、ホ
ースビーム５１の外部においてこれに与える空気圧を変
化させて平衡させ、力平衡式とし、空気圧信号を得るこ
ともできる。

寸たこの例は受圧側と反対側で連結軸１５はダイヤフラ
ム５２に連結された場合である。

受圧要素としてはベローズのみならずダイヤフラムを用
いてもよい。

受圧側と反対側のベローズ１６は省略することができる
。

その場合は温度補償用ダイヤフラム３２をその取付けら
れたボディの端面のはマ全面にわたって形威し、面積を
大きくすることができる。

また第２図において移動電極２１と一方の固定電極との
間の静電容量変化のみを検出してもよい。

この場合例えば第２図の中央板ばねＩＴより左側の移動
電極部分及び連結軸、ベローズ１６、場合によってはダ
イヤフラム３２を省略することができる。

上述においては一方で圧力を受け、他方は大気圧又は真
空としたが、ベローズ１３，１６の両者で圧力を受け、
その円圧力の差を検出することもできる。

この場合は第２図においてフランジ４１も、フランジ３
７と同一構造とし、ベローズ１６が受ける圧力に対し温
度補償用ダイヤフラム３２を隔離するようにする。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の圧力伝送器を示す断面図、第２図はこの
考案による圧力伝送器の一例を示す断面図、第３図はそ
の受圧要素と温度補償用ダイヤフラムとの圧力隔離手段
の部分の拡大断面図、第４図はこの考案による圧力伝送
器の他の例を示す断面図である。 １１・・−・・ボディ、１３・・・・・・ベローズ、１
５・・・・・・連結軸、１６・・・・・・ベローズ、１
７・・・・・・中央板ばね、２１・・・・・・移動電極
、２２．２３・・・・・・固定電極、２９・・・・・・
封入液、３１．３２・・・・・・温度補償用ダイヤフラ
ム、３７，４１・・・・・・フランジ、４６・・・・・
・Ｏリング。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ボディ内に連結軸が配され、その連結軸の一端が連結さ
   れた受圧要素が上記ボディに取付げられ、その受圧要素
   が取付けられた側において、上記ボディに、その封入液
   の膨張収縮で変位する温度補償用ダイヤフラムが取付け
   られ、その温度補償用ダイヤフラムに対し、上記受圧要
   素に加えられる圧力を隔離する手段が上記ボディに設け
   られ、上記連結軸の変位又は力を信号として取出す手段
   が設けられてなる圧力伝送器。