(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセスからの高圧力を高圧側伝達用封入液に伝達する高圧側プロセスダイアフラムと、前記高圧側伝達用封入液に表面を接合させると共に背面側を低圧側過大圧伝達穴部を有する高圧側接液面に接合させるようにして配設した高圧側過大圧保護ダイアフラムとからなる高圧側接液手段と、
プロセスからの低圧力を低圧側伝達用封入液に伝達する低圧側プロセスダイアフラムと、前記低圧側伝達用封入液に表面を接合させると共に背面側を高圧側過大圧伝達穴部を有する低圧側接液面に接合させるようにして配設した低圧側過大圧保護ダイアフラムとからなる低圧側接液手段と、
前記高圧側接液手段からの前記高圧側伝達用封入液と前記低圧側接液手段からの前記低圧側伝達用封入液との圧力の差を検出する差圧センサ部と、
を備えてなる差圧伝送器であって、
前記高圧側並びに低圧側接液手段を形成する前記高圧側並びに低圧側過大圧保護ダイアフラムは、その背面を前記高圧側並びに低圧側接液面との間に空隙を設けて接触面積を少なくする空隙手段を介在させて前記高圧側並びに低圧側接液面に接合するようにしたこと
を特徴とする差圧伝送器。
【請求項２】
前記高圧側並びに低圧側接液面は、凹曲面形状に形成したことを特徴とする請求項１に記載の差圧伝送器。
【請求項３】
前記空隙手段は、前記高圧側並びに低圧側接液面に切欠きを設けたことである請求項１に記載の差圧伝送器。
【請求項４】
前記切欠きは、スリット形状に形成したことを特徴とする請求項３に記載の差圧伝送器。
【請求項５】
前記スリット形状に形成した切欠きは、複数個形成したことを特徴とする請求項４に記載の差圧伝送器。
【請求項６】
前記スリット形状に形成した切欠きは、スパイラル形状に形成したことを特徴とする請求項４に記載の差圧伝送器。
【請求項７】
前記高圧側並びに低圧側過大圧伝達穴部は、前記高圧側並びに低圧側過大圧保護ダイアフラムの中心位置から外れた位置に設けたことを特徴とする請求項１に記載の差圧伝送器。
【請求項８】
前記高圧側並びに低圧側過大圧伝達穴部には、当該穴部を通過するスリットを施したことを特徴とする請求項７に記載の差圧伝送器。
【請求項９】
前記高圧側並びに低圧側過大圧伝達穴部は、前記高圧側並びに低圧側過大圧保護ダイアフラムと接する部位の穴径を拡大させたことを特徴とする請求項１又は７に記載の差圧伝送器。
【請求項１０】
前記高圧側並びに低圧側過大圧伝達穴部は、複数個存在することを特徴とする請求項１、７又は９に記載の差圧伝送器。
【請求項１１】
前記空隙手段は、前記高圧側並びに低圧側過大圧保護ダイアフラムの前記高圧側並びに低圧側接液面と接合する面に突起部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の差圧伝送器。
【請求項１２】
前記突起部は、蛇腹形状に形成した突起であることを特徴とする請求項１１に記載の差圧伝送器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、差圧伝送器に関し、特に工業計測に用いられる差圧伝送器であって、過大圧保護ダイアフラムを用いて過大圧を検出するセンサにおいて、封入液表面張力を減少或いは無くした状態にすることにより、過大圧保護ダイアフラムが過大圧の封入液伝達を設計通りに検出する構造の差圧伝送器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術における差圧伝送器は、高圧側及び低圧側のダイアフラム部に過大圧が印加されたときに、その過大圧を検出する過大圧保護ダイアフラムを備えた構造となっており、その構成は、図６に示すように、プロセスからの高圧及び低圧の圧力差からの圧力を電気信号に変換する圧力検出部１１と、この圧力検出部１１で生成された信号を増幅する電気回路からなる増幅部１２とからなる。
【０００３】
圧力検出部１１は、高圧の圧力を導入する高圧力導入部を形成する高圧側フランジ１３と、低圧の圧力を導入する低圧力導入部を形成する低圧側フランジ１４と、この高圧側フランジ１３及び低圧側フランジ１４からの高低圧をダイアフラムで検出する受圧部１５とからなり、高圧側及び低圧側フランジ１３、１４はナット１６とボルト１７で係止された構造となっている。
【０００４】
受圧部１５は、図７に示すように、上部中間位置を細首形状に形成したボデイ２１と、このボディ２１の上部中央位置にリング２２で係止されているセンサ部２３と、ボディ２１の下部位置であって互いに背を向き合って外側方向に臨ませて配設した高圧側ダイアフラム部２４及び低圧側ダイアフラム部２５と、ボデイ２１内部において、この高圧側ダイアフラム部２４からの封入液をセンサ部２３に伝達させるための高圧側封入液伝達穴部２６と、低圧側ダイアフラム部２５からの封入液をセンサ部２３に伝達させるための低圧側封入液伝達穴部２７とから構成されている。以下、各構成の細部について説明する。
【０００５】
センサ部２３は、ターミナル２８にセンサを取り付けたものであり、上部から高圧側の圧力を、下部から低圧側の圧力を加えて差圧を検出する差圧センサ２９と、この差圧センサ２９にワイヤボンデイングして電気的に接続した一対のハーメチック端子３０ａ、３０ｂとからなる。この一対のハーメチック端子３０ａ、３０ｂが図６に示す増幅部１２に通じている。
【０００６】
高圧側ダイアフラム部２４は、ボデイ２１の側壁面を凹曲面形状に形成した高圧側接液部３１と、その凹曲面に沿って接触した状態で配置してなる曲面形状の高圧側過大圧保護ダイアフラム３２と、この高圧側過大圧保護ダイアフラム３２と所定の空間を持ち且つ高圧側過大圧保護ダイアフラム３２を覆う大きさであって、外周端部の外側に高圧側封入液３３を伝達する穴（高圧側伝導穴）の入口を設ける共に凹曲面形状の高圧側接液部３１を外部から遮蔽するように外側に臨ませて配設した平面形状の高圧側プロセスダイアフラム３４と、高圧側過大圧保護ダイアフラム３２と高圧側プロセスダイアフラム３４との間の空間に充填した伝達用の高圧側封入液３３とからなる。
【０００７】
低圧側ダイアフラム部２５は、高圧側ダイアフラム部２４と反対側に形成され、ボデイ２１の側壁面を凹曲面形状に形成した低圧側接液部３５と、その凹曲面に沿って接触した状態で配置してなる曲面形状の低圧側過大圧保護ダイアフラム３６と、この低圧側過大圧保護ダイアフラム３６と所定の空間を持ち且つ低圧側過大圧保護ダイアフラム３６を覆う大きさであって、外周端部の外側に低圧側封入液３７を伝達する穴（低圧側伝導穴）の入口を設けると共に凹曲面形状の低圧側接液部３５を外部から遮蔽するように外側に臨ませて配設した平面形状の低圧側プロセスダイアフラム３８と、低圧側過大圧保護ダイアフラム３６と低圧側プロセスダイアフラム３８との間の空間に充填した伝達用の低圧側封入液３７とからなる。
【０００８】
高圧側封入液伝達穴部２６は、高圧側過大圧保護ダイアフラム３２の外周端部の外側位置に高圧側接液部３１と連通してなる高圧側伝導穴３９と、この高圧側伝導穴３９に連通し、センサ部２３に高圧側封入液３３を伝達する高圧側センサ伝導穴４０と、同じく高圧側伝導穴３９に連通し、低圧側過大圧保護ダイアフラム３６の略中央位置を背後から押すように配設してなる高圧側過大圧伝導穴４１とからなる。
【０００９】
低圧側封入液伝達穴部２７は、低圧側過大圧保護ダイアフラム３６の外周端部の外側位置に低圧側接液部３５と連通してなる低圧側伝導穴４２と、この低圧側伝導穴４２に連通し、センサ部２３に低圧側封入液３７を伝達する低圧側センサ伝導穴４３と、同じく低圧側伝導穴４２に連通し、高圧側過大圧保護ダイアフラム３２の略中央位置を背後から押すように配設してなる低圧側過大圧伝導穴４４とからなる。
【００１０】
このような構造からなる差圧伝送器１０において、特に受圧部１５においては、図８に示すように、例えば、高圧側のプロセスから圧力を高圧側プロセスダイアフラム３４が受けると、その圧力は高圧側封入液３３に伝達され、その伝達した高圧側封入液３３の圧力は高圧側伝導穴３９を通過し、高圧側センサ伝導穴４０を介してセンサ部２３の差圧センサ２９に供給される。
【００１１】
同時に、低圧側のプロセスから圧力を低圧側プロセスダイアフラム３８が受けると、その圧力は低圧側封入液３７に伝達され、その伝達された圧力が低圧側伝導穴４２を通過し、低圧側センサ伝導穴４３を介してセンサ部２３の差圧センサ２９に供給される。このようにして、高圧側及び低圧側からの圧力を封入液３３、３７により伝達し、その差を差圧センサ２９が検出することができるのである。
【００１２】
ここで、高圧側及び低圧側のプロセスからの圧力は測定許容範囲の圧力であるから、高圧側の高圧側過大圧伝導穴４１に伝達される高圧側封入液３３の伝達は無視するか又は低圧側過大圧保護ダイアフラム３６の背後を押しても変化しない程度の圧力である。低圧側においても低圧側過大圧伝導穴４４に伝達される低圧側封入液３７の伝達は無視するか又は高圧側過大圧保護ダイアフラム３２の背後を押しても変化しない程度の圧力である。
【００１３】
このように、予めプロセスからの圧力により伝達される封入液の伝達圧力を設定しておくことにより、高圧側及び低圧側過大圧保護ダイアフラム３２、３６に変形をきたすことがないから、プロセスからの高圧及び低圧の差圧を検出することができるのである。
【００１４】
さて、高圧側若しくは低圧側に過大圧が発生した場合には、互いの過大圧保護ダイアフラム３２、３６が変形することにより封入液の部屋自体が縮小され、そのぶん封入液の伝達力を更に強くして過大圧を検出する。
【００１５】
図９は、高圧側で過大圧が発生したときの状態を示したものであり、今、高圧側のプロセスから許容範囲以上の圧力が高圧側プロセスダイアフラム３４に印加されたとする。そうすると、過大圧により高圧側プロセスダイアフラム３４は高圧側過大圧保護ダイアフラム３２方向に変形をきたし、図に示す如く高圧側プロセスダイアフラム３４が高圧側過大圧保護ダイアフラム３２と接合した状態になり、その空間の部屋に充填されている高圧側封入液３３は、全てが高圧側伝導穴３９を通り、高圧側センサ伝導穴４０を介してセンサ部２３に供給される。一方、残りの封入液は高圧側過大圧伝導穴４１を介して低圧側過大圧保護ダイアフラム３６の背後を押すことにより、その押圧力に屈して低圧側過大圧保護ダイアフラム３６が低圧側プロセスダイアフラム３８側に変形する。
【００１６】
そうすると、低圧側過大圧保護ダイアフラム３６と低圧側プロセスダイアフラム３８との間に充填されている低圧側封入液３７が圧迫され、低圧側プロセスダイアフラム３８で検出したプロセスからの圧力以外の圧力が低圧側伝導穴４２、低圧側センサ伝導穴４３を介してセンサ部２３に供給される。
【００１７】
このようにして、その差圧の変化状態をセンサ部２３で検出すれば、現在、過大圧状態であるか正常圧状態であるかを検出することができるのである。
【００１８】
又、このときの過大圧圧力は、センサ部２３の破壊圧力以下になるように設計されている。さらに、封入されている封入液３３、３７は温度により膨張収縮をするが、差圧伝送器の使用温度全範囲においてセンサ部２３の破壊圧力以下ではプロセスダイアフラム３４、３８と過大圧保護ダイアフラム３２、３６間に封入されている封入液３３、３７が全て過大圧保護ダイアフラム３２、３６とボディ２１の接液部３１、３５間に移動する設計となっている。
このように、過大圧保護構造では過大圧保護ダイアフラム３２、３６の動作は非常に重要である。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術で説明した従来構造はボディに設けた接液部の凹曲面形状の面に過大圧保護ダイフラムは密着しており、その隙間に入っている圧力伝達媒体として受圧部内に封入している封入液の表面張力により、過大圧保護ダイアフラムが設計値よりも高い圧力にならないと凹曲面形状の面から離れず過大圧保護ダイアフラムが本来の動作ができないという問題がある。
【００２０】
具体的に従来の構造で説明すると、過大圧保護ダイアフラムは初期状態から変形させボディの接液部の凹曲面形状の面に密着させて接合させた状態にするがため、その間に封入液が封止された状態で接合しており、且つ過大圧保護ダイアフラムの背後を押すのは伝導穴に入っている封入液で穴の径の断面積の圧力で押すようにしているために、凹曲面形状の面と過大圧保護ダイアフラムとの間の封入液による表面張力が以外と強く、過大圧保護ダイアフラムが設計圧力で動作しないため、本来の過大圧保護機構が働かない。
【００２１】
従って、受圧部内に封入されている封入液の表面張力に左右されることなく設計値通りに過大圧保護ダイアフラムが動作するようにすることに解決しなければならない課題を有する。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、本発明に係る差圧伝送器は、次に示す構成にすることである。
【００２３】
（１）プロセスからの高圧力を高圧側伝達用封入液に伝達する高圧側プロセスダイアフラムと、前記高圧側伝達用封入液に表面を接合させると共に背面側を低圧側過大圧伝達穴部を有する高圧側接液面に接合させるようにして配設した高圧側過大圧保護ダイアフラムとからなる高圧側接液手段と、
プロセスからの低圧力を低圧側伝達用封入液に伝達する低圧側プロセスダイアフラムと、前記低圧側伝達用封入液に表面を接合させると共に背面側を高圧側過大圧伝達穴部を有する低圧側接液面に接合させるようにして配設した低圧側過大圧保護ダイアフラムとからなる低圧側接液手段と、
前記高圧側接液手段からの前記高圧側伝達用封入液と前記低圧側接液手段からの前記低圧側伝達用封入液との圧力の差を検出する差圧センサ部と、
を備えてなる差圧伝送器であって、
前記高圧側並びに低圧側接液手段を形成する前記高圧側並びに低圧側過大圧保護ダイアフラムは、その背面と前記高圧側並びに低圧側接液面との間に空隙を設けて接触面積を少なくする空隙手段を介在させて前記高圧側並びに低圧側接液面に接合するようにしたこと
を特徴とする差圧伝送器。
（２）前記高圧側並びに低圧側接液面は、凹曲面形状に形成したことを特徴とする（１）に記載の差圧伝送器。
（３）前記空隙手段は、前記高圧側並びに低圧側接液面に切欠きを設けたことである（１）に記載の差圧伝送器。
（４）前記切欠きは、スリット形状に形成したことを特徴とする（３）に記載の差圧伝送器。
（５）前記スリット形状に形成した切欠きは、複数個形成したことを特徴とする（４）に記載の差圧伝送器。
（６）前記スリット形状に形成した切欠きは、スパイラル形状に形成したことを特徴とする（４）に記載の差圧伝送器。
（７）前記高圧側並びに低圧側過大圧伝達穴部は、前記高圧側並びに低圧側過大圧保護ダイアフラムの中心位置から外れた位置に設けたことを特徴とする（１）に記載の差圧伝送器。
（８）前記高圧側並びに低圧側過大圧伝達穴部には、当該穴部を通過するスリットを施したことを特徴とする（７）に記載の差圧伝送器。
（９）前記高圧側並びに低圧側過大圧伝達穴部は、前記高圧側並びに低圧側過大圧保護ダイアフラムと接する部位の穴径を拡大させたことを特徴とする（１）又は（７）に記載の差圧伝送器。
（１０）前記高圧側並びに低圧側過大圧伝達穴部は、複数個存在することを特徴とする（１）、（７）又は（９）に記載の差圧伝送器。
（１１）前記空隙手段は、前記高圧側並びに低圧側過大圧保護ダイアフラムの前記高圧側並びに低圧側接液面と接合する面に突起部を設けたことを特徴とする（１）に記載の差圧伝送器。
（１２）前記突起部は、蛇腹形状に形成した突起であることを特徴とする（１１）に記載の差圧伝送器。
【００２４】
このように、高圧側並びに低圧側過大圧保護ダイアフラムと接合する接液面との間に空隙手段を設けたことにより、高圧側並びに低圧側過大圧保護ダイアフラムの背面と接液面との間に発生する封入液の表面張力を減少させるか又は無くすことが可能になる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る差圧伝送器の実施形態について、図面を参照して説明する。尚、従来技術と同じものには同一符号を付与して説明する。
【００２６】
本願発明の差圧伝送器は、従来技術で説明した図６に示す差圧伝送器１０と同じ構造になっており、それは高圧側及び低圧側ダイアフラム部に過大圧が印加されたときに、その過大圧を検出する過大圧保護ダイアフラムを備えた構造となっており、プロセスからの高圧及び低圧の圧力差からの圧力を電気信号に変換する圧力検出部１１と、この圧力検出部１１で生成された信号を増幅する電気回路からなる増幅部１２とからなる。
【００２７】
圧力検出部１１は、高圧の圧力を導入する高圧力導入部を形成する高圧側フランジ１３と、低圧の圧力を導入する低圧力導入部を形成する低圧側フランジ１４と、この高圧側フランジ１３及び低圧側フランジ１４からの高低圧をダイアフラムで検出する受圧部１５とからなり、高圧側及び低圧側フランジ１３、１４はナット１６とボルト１７で係止された構造となっている。
【００２８】
受圧部１５は、図１に示すように、センサを備えたボデイ２１と、このボディ２１の上部中央位置にリング２２で係止されているセンサ部２３とからなる。
【００２９】
このボディ２１には、その下部位置であって互いに背を向き合って外側方向に臨ませて配設した高圧側ダイアフラム部２４及び低圧側ダイアフラム部２５と、ボデイ２１内部において、この高圧側ダイアフラム部２４からの封入液をセンサ部２３に伝達させるための高圧側封入液伝達穴部２６と、低圧側ダイアフラム部２５からの封入液をセンサ部２３に伝達させるための低圧側封入液伝達穴部２７とから構成されている。以下、各構成の細部について説明する。
【００３０】
センサ部２３は、ターミナルにセンサを取り付けたものであり、上部から高圧側の圧力を、下部から低圧側の圧力を加えて差圧を検出する差圧センサ２９と、この差圧センサ２９にワイヤボンデイングして電気的に接続した一対のハーメチック端子とからなる。この一対のハーメチック端子が図６に示す増幅部１２に通じている。
【００３１】
高圧側ダイアフラム部２４は、ボデイ２１の側壁面を凹曲面形状に形成した高圧側接液部３１と、その凹曲面に沿って接触した状態で配置してなる曲面形状の高圧側過大圧保護ダイアフラム３２と、この高圧側過大圧保護ダイアフラム３２と所定の空間を持ち且つ高圧側過大圧保護ダイアフラム３２を覆う大きさであって、外周端部の外側に高圧側封入液３３を伝達する穴（高圧側伝導穴）の入口を設ける共に凹曲面形状の高圧側接液部３１を外部から遮蔽するように外側に臨ませて配設した平面形状の高圧側プロセスダイアフラム３４と、高圧側過大圧保護ダイアフラム３２と高圧側プロセスダイアフラム３４との間の空間に充填した伝達用の高圧側封入液３３とからなる。
【００３２】
この高圧側接液部３１を形成する凹曲面形状の面には、高圧側過大圧保護ダイアフラム３２の背面の接触面を少なくする空隙手段である高圧側空隙部５１を設けた構造となっている。
この高圧側空隙部５１は、中心位置の低圧側過大圧伝導穴４４を中心にして径方向に直線のスリットからなる。このように低圧側過大圧伝導穴４４を中心にしてスリットを設けると、この伝導穴４４から伝達される封入液がスリットに入り込んで高圧側過大圧保護ダイアフラム３２の背後を押圧することにより、その全体の押圧面積を広くすることができるため、そのぶん高圧側過大圧保護ダイアフラム３２の背後を押圧する面積が広くなり、高圧側過大圧保護ダイアフラム３２と凹曲面形状の面との接触面積を少なくすることにより、その間に密着して発生する封入液の表面張力を無くすかまたは極めて少なくすることができる。従って、伝達封入液の表面張力に関係なくスムーズに高圧側過大圧保護ダイアフラム３２を変形動作させることが可能になる。
【００３３】
この高圧側接液部３１の高圧側空隙部５１の他の具体例は、図２に示すように、高圧側空隙部５１の凹曲面形状の面の中心位置に伝導穴４４を設け、この伝導穴４４を中心にして十字形状のスリット５２、５３を設けた構造になっている。このような構造にすることにより、空隙部分をさらに広くすることが可能になり、特に粘度の高い封入液の場合に有効的である。
【００３４】
この高圧接液部３１の高圧側空隙部５１の更なる他の具体例は、図３に示すように、凹曲面形状の面の中心位置の伝導穴４４を中心にしてスパイラル形状のスパイラルスリット５４を設けた構造である。
このようなスパイラル形状のスパイラルスリット５４にすると、そのスパイラルスリット５４と、高圧側過大圧保護ダイアフラム３２の背面との接触面が均一になることから、背後から均一に押圧することができる。又、このスパイラルスリット５４は、ボディ２１（図１参照）を製造時に同時に製造することができるため製造作業性が良くコストを抑制することができる。
【００３５】
この高圧接液部３１の高圧側空隙部５１の更なる具体例は、図４に示すように、凹曲面形状の面であってその中心位置から円周方向の外れた位置に伝導穴４４Ａを設け、その伝導穴４４Ａを通過する円周形状にスリット５５を設けた構造になっている。このスリット５５は１本に限らず複数個であってもよい。
【００３６】
この高圧接液部３１の高圧側空隙部５１の更なる具体例は、図５に示すように、高圧側加圧大保護ダイアフラム３２の面を蛇腹形状に形成した突起部５６を備えた構造になっている。このように突起部５６を備えた構成にすると伝導穴からの封入液がこの高圧側加圧大保護ダイアフラム３２の背面と凹曲面形状の面との間が密着しても、その突起部５６間に隙間ができ封入液の表面張力を最小限にすることができ、高圧側過大圧保護ダイアフラム３２を設計通りの押圧変形をすることができる。
【００３７】
以上、空隙部５１の様々な変形例を例示したが、これらに限定されることなく、要は凹曲面形状の面と高圧側過大圧保護ダイアフラム３２との間の封入液が封入されている部位に空隙を持たせるようにして封入液の表面張力をなくすようにする構造の全てが対象になる
【００３８】
図１に戻って、他の部位、特に低圧側の部位について、以下説明する。
低圧側ダイアフラム部２５は、高圧側ダイアフラム部２４の反対側に形成され、ボディ２１の側壁面を凹曲面形状に形成した低圧側接液部３５と、その凹曲面に沿って接触した状態で配置してなる曲面形状の低圧側過大圧保護ダイアフラム３６と、この低圧側過大圧保護ダイアフラム３６と所定の空間を持ち且つ低圧側過大圧保護ダイアフラム３６を覆う大きさであって、外周端部の外側に低圧側封入液３７を伝達する穴（低圧側伝導穴）の入口である伝導穴４１を設けると共に凹曲面形状の低圧側接液部３５を外部から遮蔽するように外側に臨ませて配設した平面形状の低圧側プロセスダイアフラム３８と、低圧側過大圧保護ダイアフラム３６の背面と凹曲面形状の面との間に設けた低圧側空隙部５７と、低圧側過大圧保護ダイアフラム３６と低圧側プロセスダイアフラム３８との間の空間に充填した伝達用の低圧側封入液３７とからなる。
【００３９】
この低圧側空隙部５７は、上記説明した高圧側空隙部５１と同様の構造となっており、凹曲面形状の中心位置の伝導穴４１から径方向に直線のスリットを設ける構造(図１参照)、中心位置の伝導穴４１に対して十字方向にスリットを設けた構造（図２参照）、中心位置の伝導穴４１を中心にしてスパイラル形状のスパイラルスリットを設けた構造（図３参照）、凹曲面形状の面の中心したから外れた位置に伝導穴を設け、この伝導穴を通過するように周形状のスリットを設けた構造(図４参照)、低圧側過大圧保護ダイアフラム３６に蛇腹形状の波形状に形成して突起部５６を設けた構造（図５参照）、と様々な形状が存在する。
【００４０】
高圧側封入液伝達穴部２６は、高圧側過大圧保護ダイアフラム３２の外周端部の外側位置に高圧側接液部３１と連通してなる高圧側伝導穴３９と、この高圧側伝導穴３９に連通し、センサ部２３に高圧側封入液３３を伝達する高圧側センサ伝導穴４０と、同じく高圧側伝導穴３９に連通し、低圧側過大圧保護ダイアフラム３６の略中央位置を背後から押すように配設してなる高圧側過大圧伝導穴４１とからなる。
【００４１】
低圧側封入液伝達穴部２７は、低圧側過大圧保護ダイアフラム３６の外周端部の外側位置に低圧側接液部３５と連通してなる低圧側伝導穴４２と、この低圧側伝導穴４２に連通し、センサ部２３に低圧側封入液３７を伝達する低圧側センサ伝導穴４３と、同じく低圧側伝導穴４２に連通し、高圧側過大圧保護ダイアフラム３２の略中央位置を背後から押すように配設してなる低圧側過大圧伝導穴４４とからなる。
【００４２】
このような構造からなる差圧伝送器１０において、特に受圧部１５においては、図１に示すように、例えば、高圧側のプロセスから圧力を高圧側プロセスダイアフラム３４が受けると、その圧力は高圧側封入液３３に伝達され、その伝達した高圧側封入液３３の圧力は高圧側伝導穴３９を通過し、高圧側センサ伝導穴４０を介してセンサ部２３の差圧センサ２９に供給される。
【００４３】
同時に、低圧側のプロセスから圧力を低圧側プロセスダイアフラム３８が受けると、その圧力は低圧側封入液３７に伝達され、その伝達された圧力が低圧側伝導穴４２を通過し、低圧側センサ伝導穴４３を介してセンサ部２３の差圧センサ２９に供給される。このようにして、高圧側及び低圧側からの圧力を封入液３３、３７により伝達し、その差を差圧センサ２９が検出することができるのである。
【００４４】
ここで、高圧側及び低圧側のプロセスからの圧力は測定許容範囲の圧力であるから、高圧側の高圧側過大圧伝導穴４１に伝達される高圧側封入液３３の伝達は無視するか又は低圧側過大圧保護ダイアフラム３６の背後を押しても変化しない程度の圧力である。又、この封入液の押圧力は、過大圧保護ダイアフラム３２、３６の背後を押圧するが、その背面は高圧側及び低圧側空隙部５１、５６が設けてあるため、封入液の表面張力は最小限に抑えられているから、その押圧力による変形は設計通りに行うことができる。又、低圧側においても低圧側過大圧伝導穴４４に伝達される低圧側封入液３７の伝達は無視するか又は高圧側過大圧保護ダイアフラム３２の背後を押しても変化しない程度の圧力である。
【００４５】
このように、予めプロセスからの圧力により伝達される封入液の伝達圧力を設定しておくことにより、高圧側及び低圧側過大圧保護ダイアフラム３２、３６に変形をきたすことがないから、プロセスからの高圧及び低圧の差圧を検出することができるのである。
【００４６】
さて、高圧側若しくは低圧側に過大圧が発生した場合には、互いの過大圧保護ダイアフラム３２、３６を変形することにより封入液の部屋自体が縮小され、そのぶん封入液の伝達力を更に強くして過大圧を検出する。
【００４７】
今、高圧側のプロセスから許容範囲以上の圧力が高圧側プロセスダイアフラム３４に印加されたとする。そうすると、過大圧により高圧側プロセスダイアフラム３４は高圧側過大圧保護ダイアフラム３２方向に変形をきたし、高圧側プロセスダイアフラム３４が高圧側過大圧保護ダイアフラム３２と接合した状態になり、その空間の部屋に充填されている高圧側封入液３３は、全てが高圧側伝導穴３９を通り、高圧側センサ伝導穴４０を介してセンサ部２３に供給される。一方、残りの封入液は高圧側過大圧伝導穴４１を介して低圧側過大圧保護ダイアフラム３６の背後を押すことにより、その押圧力に屈して低圧側過大圧保護ダイアフラム３６が低圧側プロセスダイアフラム３８側に変形する。このとき、低圧側過大圧保護ダイアフラム３６の背面には低圧側空隙部５７を設けた構造となっているため、封入液の表面張力を無くした状態か又は少ない状態に維持されているから、低圧側過大圧保護ダイアフラム３６の背面を押圧する力は正確に伝達されて低圧側過大圧保護ダイアフラム３６の背面を押すことができる。
【００４８】
そうすると、低圧側過大圧保護ダイアフラム３６と低圧側プロセスダイアフラム３８との間に充填されている低圧側封入液３７が圧迫され、低圧側プロセスダイアフラム３８で検出したプロセスからの圧力以外の圧力が低圧側伝導穴４２、低圧側センサ伝導穴４３を介してセンサ部２３に供給される。
【００４９】
このようにして、その差圧の変化状態をセンサ部２３で検出すれば、現在過大圧状態であるか正常圧状態であるかを検出することができるのである。
【００５０】
又、このときの過大圧圧力は、センサ部２３の破壊圧力以下になるように設計されている。さらに、封入されている封入液３３、３７は温度により膨張収縮をするが、差圧伝送器の使用温度全範囲においてセンサ部２３の破壊圧力以下ではプロセスダイアフラム３４、３８と過大圧保護ダイアフラム３２、３６間に封入されている封入液３３、３７が全て過大圧保護ダイアフラム３２、３８とボディ２１の接液部３１、３５間に移動する設計となっている。
【００５１】
低圧側のプロセスから許容範囲以上の圧力が低圧側プロセスダイアフラム３８に印加された場合も同様に、低圧側過大圧保護ダイアフラム４４を通った低圧側封入液３７が高圧側空隙部５１を有する高圧側過大圧保護ダイアフラム３２の背面を封入液の表面張力を無くした状態で押圧することができるから、押圧力がそのまま正確に高圧側過大圧保護ダイアフラム３２に伝わり、変形動作させることができる。
【００５２】
【発明の効果】
上記説明したように、本発明に係る差圧伝送器は、過大圧保護ダイアフラムの背面に空隙部を設けた構造にしたことにより、過大圧保護ダイアフラムの背面と接液面との間に発生する封入液の表面張力を減少させるか又は無くすことができ、当初設計通りの過大圧による伝達封入液の圧力で過大圧保護ダイアフラムを変形させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る差圧伝送器の受圧部を拡大して示した説明図である。
【図２】同受圧部における空隙部の変形例を示した説明図である。
【図３】  同受圧部における空隙部の変形例を示した説明図である。
【図４】  同受圧部における空隙部の変形例を示した説明図である。
【図５】  同受圧部における空隙部の変形例を示した説明図である。
【図６】  差圧伝送器を略示的に示した全体構成図である。
【図７】従来技術における受圧部を拡大して示した説明図である。
【図８】従来技術における受圧部を拡大して示した説明図である。
【図９】従来技術における受圧部を拡大して示した説明図である。
【符号の説明】
１０      差圧伝送器
１１      圧力検出部
１２      増幅部
１３      高圧側フランジ
１４      低圧側フランジ
１５      受圧部
１６      ナット
１７      ボルト
２１      ボディ
２２      リング
２３      センサ部
２４      高圧側ダイアフラム部
２５      低圧側ダイアフラム部
２６      高圧側封入液伝達穴部
２７      低圧側封入液伝達穴部
２９      差圧センサ
３０ａ    ハーメチック端子
３０ｂ    ハーメチック端子
３１      高圧側接液部
３２      高圧側過大圧保護ダイアフラム
３３      高圧側封入液
３４      高圧側プロセスダイアフラム
３５      高圧側接液部
３６      低圧側過大圧保護ダイアフラム
３７      低圧側封入液
３８      低圧側プロセスダイアフラム
３９      高圧側伝導穴
４０      高圧側センサ伝導穴
４１      高圧側過大圧伝導穴
４２      低圧側伝導穴
４３      低圧側センサ伝導穴
４４      低圧側過大圧伝導穴
５１      高圧側空隙部
５２      スリット
５３      スリット
５４      スパイラルスリット
５５      スリット
５６      突起部
５７      低圧側空隙部
【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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【図８】
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【図９】
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