(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイアフラム本体の被測定流体側表面に透過軽減金属層、前記透過軽減金属層とは異な
る材質の透過軽減金属層、白金族元素金属層を順次積層したダイアフラム型圧力測定装置
におけるダイアフラム構造であって、
前記透過軽減金属層は、一方が金、他方がタングステンであり、前記白金族元素金属層
と接する前記透過軽減金属層は、前記白金族元素金属層に対して前記白金族元素金属層と
接しない前記透過軽減金属層より接着性が良好な材質としたことを特徴とするダイアフラ
ム型圧力測定装置におけるダイアフラム構造。
【請求項２】
ダイアフラム本体の被測定流体側表面に透過軽減金属層、白金族元素金属層を順次積層
し、裏面に前記透過軽減金属層とは異なる材質の透過軽減金属層を積層したダイアフラム
型圧力測定装置におけるダイアフラム構造であって、
前記透過軽減金属層は、一方が金、他方がタングステンであり、前記白金族元素金属層
と接する前記透過軽減金属層は、前記白金族元素金属層に対して前記白金族元素金属層と
接しない前記透過軽減金属層より接着性が良好な材質としたことを特徴とするダイアフラ
ム型圧力測定装置におけるダイアフラム構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイアフラムを用いた圧力測定装置において水素透過軽減対策を施したダイアフラム構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイアフラムを用いた測定装置は、圧力、流量、液位、密度などを測定する目的で使用されている。ダイアフラムに被測定流体が押圧して圧力を測定する従来のダイアフラム型圧力測定装置を、図５〜図７を用いて説明する。
【０００３】
図５は、従来のダイアフラム型圧力測定装置の内部構造を示す図である。
この圧力測定装置は、被測定流体の圧力が、測定側口６よりダイアフラム部４を介して、内部の封入液５を加圧し、センサ１にて電気抵抗に変換される。電気抵抗の変化による電気信号がハーメチックシール２及びケーブル３を通り、伝送部に送られる。伝送部において測定結果が外部出力される。大気側口７は大気が導入される開放口である。ダイアフラム部４は、断面を同心的に波状とし、装置本体側の表面もそれと対応して同様の形状としている。
【０００４】
図６は、従来の差圧計測用ダイアフラム型圧力測定装置の内部構造を示す図である。
差圧計測用では、高圧側口８と低圧側口９との差圧が、ダイアフラム部４を介して、内部の封入液５を加圧し、センサ１にて電気抵抗に変換される。電気抵抗の変化による電気信号がハーメチックシール２及びケーブル３を通り、伝送部に送られる。伝送部において測定結果が外部出力される。内部にはセンタダイアフラム１０が設けられており片過大圧力に対してセンサ１を保護する構造になっている。
【０００５】
図７は、従来のリモートシールダイアフラム付き圧力測定装置の概略を示す図である。
リモートシールダイアフラム付き圧力測定装置は、発信器本体１１、フランジ１３、ダイアフラム部１４、キャピラリ１２で構成されている。発信器本体１１の構造は、図５のダイアフラム型圧力測定装置と同じである。被測定流体の圧力が、フランジ１３と一体化になっているダイアフラム部１４を介してキャピラリ１２内部の封入液を加圧し、発信器本体１１のダイアフラム部４に伝わる構造となっている。差圧計測用では、発信器本体１１を、図６の差圧計測用ダイアフラム型圧力測定装置とし、フランジ１３、ダイアフラム部１４、キャピラリ１２を一対備えている。
【０００６】
上記各圧力測定装置において、被測定流体に含まれている水素がダイアフラム部を透過し、水素ガスとして内部に蓄積することにより測定値がドリフトする事象がある。
【０００７】
この事象に対する対策として、水素透過を低減するためにダイアフラムシールユニットにおいてダイアフラムシール本体の被測定流体側表面に金メッキを施した例がある（特許文献１）。また、シールダイアフラムの被測定流体側表面に水素透過を低減するために金（Ａｕ）又はタングステン（Ｗ）の金属層を積層した例もある（特許文献２）。
【０００８】
一方、原子炉の給水ヒータにおいて、ドレンレベル計の気相部側検出配管に設けたダイアフラムに、白金（Ｐｔ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）の元素を含有する触媒を設置して、水素から水ヘの還元を行い、水素透過による圧力測定値への影響を除いている例も知られている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】実開昭６２−８６５２８号公報
【特許文献２】特開平５−２０９８００号公報
【特許文献３】特開平１１−１０９０９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記のダイアフラムを用いた圧力測定装置において、ダイアフラムに水素透過対策を実施してきたが、いずれも水素透過を完全に防ぐことが出来ていないのが現状である。
【００１１】
本発明は、ダイアフラム本体に白金族元素金属層と透過軽減金属層を配置して、従来のダイアフラムよりも更に水素透過軽減を行うダイアフラム構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明のダイアフラム型圧力測定装置におけるダイアフラム構造は、ダイアフラム本体の被測定流体側表面に金又はタングステンからなる透過軽減金属層、白金族元素金属層を順次積層したことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の他のダイアフラム型圧力測定装置におけるダイアフラム構造は、ダイアフラム本体の被測定流体側表面に白金族元素金属層を、裏面に金又はタングステンからなる透過軽減金属層を積層したことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の他のダイアフラム型圧力測定装置におけるダイアフラム構造は、ダイアフラム本体の被測定流体側表面に透過軽減金属層、前記透過軽減金属層とは異なる材質の透過軽減金属層、白金族元素金属層を順次積層したダイアフラム型圧力測定装置におけるダイアフラム構造であって、前記透過軽減金属層は、一方が金、他方がタングステンであり、前記白金族元素金属層と接する前記透過軽減金属層は、前記白金族元素金属層に対して前記白金族元素金属層と接しない前記透過軽減金属層より接着性が良好な材質としたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の他のダイアフラム型圧力測定装置におけるダイアフラム構造は、ダイアフラム本体の被測定流体側表面に透過軽減金属層、白金族元素金属層を順次積層し、裏面に前記透過軽減金属層とは異なる材質の透過軽減金属層を積層したダイアフラム型圧力測定装置におけるダイアフラム構造であって、前記透過軽減金属層は、一方が金、他方がタングステンであり、前記白金族元素金属層と接する前記透過軽減金属層は、前記白金族元素金属層に対して前記白金族元素金属層と接しない前記透過軽減金属層より接着性が良好な材質としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、ダイアフラム部において、白金族元素金属層の触媒作用により水素の水ヘの還元を積極的に行い、透過軽減金属層に到達する水素量を低下させ、効果的に水素透過軽減を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態１におけるダイアフラム部の層構成を示す図。
【図２】本発明の実施形態２におけるダイアフラム部の層構成を示す図。
【図３】本発明の実施形態３におけるダイアフラム部の層構成を示す図。
【図４】本発明の実施形態４におけるダイアフラム部の層構成を示す図。
【図５】従来のダイアフラム型圧力測定装置の内部構造を示す図。
【図６】従来の差圧計測用ダイアフラム型圧力測定装置の内部構造を示す図。
【図７】従来のリモートシールダイアフラム付き圧力測定装置の概略を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係るダイアフラムを用いた圧力測定装置におけるダイアフラム構造の実施形態について、図面を参照して説明する。各実施形態において、ダイアフラム部の層構成は、図５，６に示した従来のダイアフラム型圧力測定装置のダイアフラム部４に適用するが、図７に示したリモートシールダイアフラム付き圧力測定装置において、フランジ一体型のダイアフラム部１４に適用することもできる。
【００１９】
（実施形態１）  
図１は、本発明の実施形態１におけるダイアフラム部の層構成を示す図である。
本実施形態は、ダイアフラム型圧力測定装置のダイアフラム部４において、ダイアフラム本体１５の被測定流体側表面に透過軽減金属層１６、白金族元素金属層１７を順次積層した構成である。ダイアフラム本体１５は、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、又はモネルにより皿状に形成される。白金族元素は、白金（Ｐｔ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、又はイリジウム（Ｉｒ）である。透過軽減金属層１６とは、結晶構造時において充填率が非常に高い金属であり、金（Ａｕ）又はタングステン（Ｗ）からなる。
【００２０】
被測定流体が接する白金族元素金属層１７にて水素の水への還元を行うことで透過軽減金属層１６に到達する水素量を低下させ、更に、透過軽減金属層１６での水素透過軽減を行う。
【００２１】
本実施形態によりダイアフラム部４における水素透過量を効果的に低減し、測定値のドリフト事象を抑えることができる。
【００２２】
（実施形態２）
図２は、本発明の実施形態２におけるダイアフラム部の層構成を示す図である。
本実施形態は、ダイアフラム型圧力測定装置のダイアフラム部４において、ダイアフラム本体１５の被測定流体側表面に白金族元素金属層１７、裏面に透過軽減金属層１６を積層した構成である。
【００２３】
被測定流体が接する白金族元素金属層１７にて水素の水ヘの還元を行うことで透過軽減金属層１６に到達する水素量を低下させ、更に、透過軽減金属層１６での水素透過軽減を行う。
【００２４】
本実施形態によりダイアフラム部４における水素透過量を効果的に低減し、測定値のドリフト事象を抑えることができる。
【００２５】
（実施形態３）
図３は、本発明の実施形態３におけるダイアフラム部の層構成を示す図である。
本実施形態は、ダイアフラム型圧力測定装置のダイアフラム部４において、ダイアフラム本体１５の被測定流体側表面に第１の透過軽減金属層１６１、第１の透過軽減金属層１６１とは異なる材質の第２の透過軽減金属層１６２、白金族元素金属層１７を順次積層した構成である。
【００２６】
第１の透過軽減金属層１６１と第２の透過軽減金属層１６２は、一方を金（Ａｕ）としたとき、他方をタングステン（Ｗ）とすることで結晶構造が複雑になる。また、第２の透過軽減金属層１６２は、白金族元素金属層１７と性質が近い材質とする。
【００２７】
被測定流体が接する白金族元素金属層１７にて水素の水ヘの還元を行うことで第１の透過軽減金属層１６１に到達する水素量を低下させ、更に、第１、第２の透過軽減金属層１６１，１６２での結晶構造の複雑化により効率よく水素透過の軽減を行う。また、第２の透過軽減金属層１６２は、白金族元素金属層１７と性質が近い材質とすることで白金族元素金属層１７との接着性が良好となる。
【００２８】
本実施形態によりダイアフラム部４における水素透過量を効果的に低減し、測定値のドリフト事象を抑えることができる。
【００２９】
（実施形態４）
図４は、本発明の実施形態４におけるダイアフラム部の層構成を示す図である。
本実施形態は、ダイアフラム型圧力測定装置のダイアフラム部４において、ダイアフラム本体１５の被測定流体側表面に第１の透過軽減金属層１６１、白金族元素金属層を順次積層し、裏面に第１の透過軽減金属層１６１とは異なる材質の第２の透過軽減金属層１６２積層した構成である。
【００３０】
第１の透過軽減金属層１６１と第２の透過軽減金属層１６２は、一方を金（Ａｕ）としたとき、他方をタングステン（Ｗ）とすることで結晶構造が複雑になる。また、第１の透過軽減金属層１６１は、白金族元素金属層１７と性質が近い材質とする。
【００３１】
被測定流体が接する白金族元素金属層１７にて水素の水ヘの還元を行い、第１の透過軽減金属層１６１によって水素透過の軽減を行うことにより、第２の透過軽減金属層１６２に到達する水素量を低下させる。更に、第２の透過軽減金属層１６２において水素透過軽減を行う。
【００３２】
また、第１の透過軽減金属層１６１は、第２の透過軽減金属層１６２より白金族元素金属層１７と性質が近い材質とすることで白金族元素金属層１７との接着性が良好となる。
【００３３】
本実施形態によりダイアフラム部４における水素透過量を効果的に低減し、測定値のドリフト事象を抑えることができる。
【符号の説明】
【００３４】
１…センサ、２…ハーメチックシール、３…ケーブル、４…ダイアフラム部、５…封入液、６…測定側口、７…大気側口、８…高圧側口、９…低圧側口、１０…センタダイアフラム、１１…発信器本体、１２…キャピラリ、１３…フランジ、１４…ダイアフラム部、１５…ダイアフラム本体、１６…透過軽減金属層、１６１…第１の透過軽減金属層、１６２…第２の透過軽減金属層、１７…白金族元素金属層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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