(57)【要約】【課題】外部から侵入した水素、もしくは封入液の放射線分解や熱分解により生じた水素の気泡による測定精度の低下を抑制し、維持管理の容易な圧力計測装置を提供する。【解決手段】ダイアフラムで受圧した測定流体の圧力を導圧路の封入液により圧力センサに伝送して前記圧力センサで前記測定流体の圧力値検出をおこなう圧力計測装置は、測定流体の圧力を受圧する置換器部と、前記圧力センサを有する本体部と、前記置換器部で受圧した測定流体の圧力を前記本体部に伝送するキャピラリ部とから構成する。前記置換器部と前記キャピラリ部と前記本体部は、複数のダイアフラムと前記封入液を介して圧力を伝送し、少なくとも前記置換器部には、ダイアフラムを有し前記封入液が充填された受圧室の受圧室壁面、または、前記封入液が充填され前記受圧室に連通する導圧路に、前記封入液に溶解する水素を取り込む針金状の水素吸蔵材が配設する。【選択図】  図１
2015230250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイアフラムで受圧した測定流体の圧力を導圧路に封入した封入液により圧力センサに伝送して前記圧力センサで前記測定流体の圧力値検出をおこなう圧力計測装置において、
前記圧力計測装置は、測定流体の圧力を受圧する置換器部と、前記圧力センサを有する本体部と、前記置換器部で受圧した測定流体の圧力を前記本体部に伝送するキャピラリ部とから成り、
前記置換器部と前記キャピラリ部と前記本体部は、複数のダイアフラムと前記封入液を介して圧力を伝送し、
少なくとも前記置換器部には、ダイアフラムを有し前記封入液が充填された受圧室の受圧室壁面、または、前記封入液が充填され前記受圧室に連通する前記導圧路に、前記封入液に溶解する水素を取り込む針金状の水素吸蔵材が配設される
ことを特徴とする圧力計測装置。
【請求項２】
請求項１に記載の圧力計測装置において、
前記針金状の水素吸蔵材は、前記圧力計測装置の封入液の放射線分解もしくは熱分解により生じた水素、または、前記測定流体からダイアフラムを透過した水素を取り込む
ことを特徴とする圧力計測装置。
【請求項３】
請求項１に記載の圧力計測装置において、
前記針金状の水素吸蔵材が前記導圧路に挿通されている場合に、
前記針金状の水素吸蔵材の少なくともひとつの端部が、前記受圧室壁面に溶接または接着固定される
ことを特徴とする圧力計測装置。
【請求項４】
請求項３に記載の圧力計測装置において、
前記針金状の水素吸蔵材のひとつの端部が前記受圧室壁面に溶接または接着固定され、
前記針金状の水素吸蔵材の長さが前記導圧路の管路長より短い
ことを特徴とする圧力計測装置。
【請求項５】
請求項３に記載の圧力計測装置において、
前記針金状の水素吸蔵材の断面積は、前記導圧路の断面積の１０％ 以下である
ことを特徴とする圧力計測装置。
【請求項６】
請求項３に記載の圧力計測装置において、
前記針金状の水素吸蔵材の断面積は、前記導圧路の断面積の０．５％以上である
ことを特徴とする圧力計測装置。
【請求項７】
請求項３に記載の圧力計測装置において、
前記針金状の水素吸蔵材は、らせんを形成している
ことを特徴とする圧力計測装置。
【請求項８】
請求項１に記載の圧力計測装置において、
前記針金状の水素吸蔵材が前記導圧路に挿通されている場合に、
前記受圧室壁面あるいは前記導圧路の位置口に突起が設けられ、
前記針金状の水素吸蔵材の少なくともひとつの端部は、前記突起に結び付けて固定されている
ことを特徴とする圧力計測装置。
【請求項９】
請求項１に記載の圧力計測装置において、
前記針金状の水素吸蔵材が前記導圧路に挿通されている場合に、
前記導圧路を形成する管は、前記針金状の水素吸蔵材を挿通した状態で、管の一部をループ形状にした
ことを特徴とする圧力計測装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の圧力計測装置において、
前記キャピラリ部の前記導圧路を形成する管は、前記針金状の水素吸蔵材を挿通した状態で、管の一部を多重ループ形状にした
ことを特徴とする圧力計測装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の圧力計測装置において、
前記針金状の水素吸蔵材が前記導圧路に挿通されている場合に、
前記導圧路を形成する管は、前記針金状の水素吸蔵材を挿通した状態で、管の一部をＳ字形状またはクランク形状にした
ことを特徴とする圧力計測装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の圧力計測装置において、
前記針金状の水素吸蔵材が前記導圧路に挿通されている場合に、
前記導圧路を形成する管は、前記針金状の水素吸蔵材を挿通した状態で、管の一部を９０度ひねりループ形状にした
ことを特徴とする圧力計測装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の圧力計測装置において、
前記針金状の水素吸蔵材が前記圧力室壁面に配設されている場合に、
複数本の前記針金状の水素吸蔵材が、前記圧力室壁面に並設されている
ことを特徴とする圧力計測装置。
【請求項１４】
請求項１に記載の圧力計測装置において、
前記針金状の水素吸蔵材が前記圧力室壁面に配設されている場合に、
前記針金状の水素吸蔵材が、前記圧力室壁面の前記ダイアフラムの溶接部の近傍内側に、円弧状または輪状に配設される
ことを特徴とする圧力計測装置。
【請求項１５】
請求項１に記載の圧力計測装置において、
前記針金状の水素吸蔵材が前記圧力室壁面に配設されている場合に、
前記針金状の水素吸蔵材が、前記圧力室壁面の前記ダイアフラムの溶接部の近傍内側に、窪みを備え、前記窪み内に配設される
ことを特徴とする圧力計測装置。
【請求項１６】
請求項１に記載の圧力計測装置において、
前記針金状の水素吸蔵材が前記圧力室壁面に配設されている場合に、
前記針金状の水素吸蔵材が、前記ダイアフラムの外周部に対向して、前記圧力室壁面に複数の同心円状あるいは渦巻き状に配設される
ことを特徴とする圧力計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力計測装置の圧力伝送構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力プラントや石油精製プラント等の化学プラントなどでは、プラント内の流体の圧力測定に、ダイアフラムで受けた流体の圧力を導圧路に内封した封入液によりセンサまで伝達してセンサで検出する圧力計測装置がよく使用される。これらの圧力計測装置では、プラントの安全確保や製品の品質を確保するために使用することから、例えば±１％の圧力測定精度が要求されている。このため、圧力計測装置は、精度維持のために、定期または不定期の検査・調整をおこなう必要がある。
【０００３】
圧力計測装置の精度低下の要因の一つとして、圧力計測装置外部から透過した水素の影響が知られている。すなわち、プラント内の測定流体に含まれる水素（水素分子、水素原子、水素イオン）の一部がプラントの受圧部のダイアフラムを透過した後に、導圧路に充填された封入液中で気泡となって溜まり、導圧路内部の圧力が上昇し、ダイアフラムに加わる圧力の変化をセンサに正しく伝達できなくなってしまう現象がある。
【０００４】
このダイアフラムでの水素透過を防止するために、いくつかの技術が開発されている。例えば、特許文献１には、ダイアフラムの肉厚方向の内部にダイアフラム表面にほぼ平行に広がるアルミニウム、銅、白金及び金の、いずれか又は複数からなる中間層を設けて水素透過を防止することが開示されている。また、特許文献２には、受圧部のダイアフラムを二重にしてその隙間に水素吸蔵合金を封入した気体トラップを設けて水素透過を防止することが開示されている。さらに、特許文献３には、受圧部のダイアフラムの封入液側に水素吸蔵膜を設け、ダイアフラムを透過しようとする水素を前記水素吸蔵膜に吸着する技術が開示されている。
【０００５】
上記の先行技術は、いずれも、ダイアフラムを介してプラントから導圧路の封入液に侵入する水素に着目して、封入液に水素が溜まることを防止するものである。近年、これ以外に、導圧路の封入液の放射線分解や熱分解により水素が発生し、発生した水素がガス化して圧力伝達に悪影響を及ぼす場合もあることが判明した。
【０００６】
特許文献４には、上記の封入液で発生した水素を処置する技術が開示されている。詳しくは、導圧路内部に水素吸蔵材を封入、もしくは、導圧路内壁面に水素吸蔵材を施して、封入液の分解により生じた水素を水素吸蔵材に吸収して、導圧路に水素ガスが溜まることを防止する技術が開示されている。特に、水素吸蔵材は、針金状の棒状水素吸蔵材とし、圧力伝送器の径が細いキャピラリ部へ設置することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−１１３３９４号公報
【特許文献２】特開２００２−７１４９４号公報
【特許文献３】特開２００５−１１４４５３号公報
【特許文献４】特開２０１４−８９１７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記従来技術のうち、特許文献４によれば、封入液の放射線分解や熱分解により発生する水素を、棒状または針金状の水素吸蔵材により吸収して、水素ガスの発生を防止できる。しかし、水素吸蔵材の設置場所については考慮されておらず、設置する場所によっては、圧力計測装置の計測精度や応答性といった性能を低下させたり、寿命を短縮させたりする恐れがある。更には、水素吸蔵効果が低いところに設置することで水素吸蔵が不十分となって、結局のところ水素等の気泡が発生してそのために測定精度が低下する恐れがある。本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、特に、放射線分解や熱分解等により導圧路の封入液に水素が発生しうる稼働環境でも、安定した圧力測定のおこなえる圧力計測装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、本願発明のダイアフラムで受圧した測定流体の圧力を導圧路に封入した封入液により圧力センサに伝送して前記圧力センサで前記測定流体の圧力値検出をおこなう圧力計測装置は、測定流体の圧力を受圧する置換器部と、前記圧力センサを有する本体部と、前記置換器部で受圧した測定流体の圧力を前記本体部に伝送するキャピラリ部とから構成し、前記置換器部と前記キャピラリ部と前記本体部は、複数のダイアフラムと前記封入液を介して圧力を伝送し、少なくとも前記置換器部には、ダイアフラムを有し前記封入液が充填された受圧室の受圧室壁面、または、前記封入液が充填され前記受圧室に連通する導圧路に前記封入液に溶解する水素を取り込む針金状の水素吸蔵材が配設されるようにした。
【００１０】
さらに、詳しくいえば、前記針金状の水素吸蔵材は、前記圧力計測装置の圧力伝送する封入液の放射線分解もしくは熱分解により生じた水素、または、前記ダイアフラムを透過した水素を取り込むものである。そして、前記針金状の水素吸蔵材が前記導圧路に挿通されて、端部で溶接または接着固定されるか、あるいは、前記針金状の水素吸蔵材が挿通される導圧路を形成する管を屈曲して前記針金状の水素吸蔵材を固定するようにした。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、圧力計測装置の封入液の水素ガスの気泡発生を抑止でき、圧力装置の計測精度の低下を防止できるので、精度検査等の設備の維持管理工数を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る圧力計測装置の構成を示す図である。
【図２】第1の実施形態の圧力計測装置の水素吸蔵材の固定状態を示す図である。
【図３】第1の実施形態の圧力計測装置の導圧路断面を示す図である。
【図４】第1の実施形態の圧力計測装置の水素吸蔵材の他の形状（らせん形状）を示す図である。
【図５】第1の実施形態の圧力計測装置の水素吸蔵材の他の固定状態（巻き付け固定）を示す図である。
【図６】第1の実施形態の圧力計測装置の水素吸蔵材の他の固定状態（ループ部）を示す図である。
【図７】第1の実施形態の圧力計測装置の水素吸蔵材の他の固定状態（Ｓ字）を示す図である。
【図８】第1の実施形態の圧力計測装置の水素吸蔵材の他の固定状態（９０度ひねりループ）を示す図である。
【図９】第1の実施形態の圧力計測装置のキャピラリ部の水素吸蔵材の固定状態（ループ部）を示す図である。
【図１０】第２の実施形態の圧力計測装置の水素吸蔵材の固定状態を示す図である。
【図１１】第２の実施形態の圧力計測装置の水素吸蔵材の固定状態を示す図である。
【図１２】第３の実施形態の圧力計測装置の水素吸蔵材の固定状態を示す図である。
【図１３】第４の実施形態の圧力計測装置の水素吸蔵材の他の固定状態を示す図である。
【図１４】第４の実施形態の圧力計測装置の水素吸蔵材の他の固定状態を示す図である。
【図１５】第４の実施形態の圧力計測装置の水素吸蔵材の他の固定状態を示す図である。
【図１６】第５の実施形態の圧力計測装置の水素吸蔵材の他の固定状態を示す図である。
【図１７】第５の実施形態の圧力計測装置の水素吸蔵材の他の固定状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明を実施するための図面を参照して説明する。
（実施例１）
まず、図１により本実施例の圧力計測装置の全体構成を説明する。図１は、差圧計測装置１の概要を示す図であり、構成を大別すると、差圧計測装置１は置換器部５とキャピラリ部４と本体部３から構成される。本体部３には測定流体１００の差圧を電気信号に変換するセンサ１１が設けられ、センサ１１の出力は出力回路１０に入力されて圧力値を出力する。本体部３の構成の詳細は、後述する。
【００１４】
図１に図示する本体部３の左側に測定流体１００の高圧側が圧力伝送され、右側には測定流体１００の低圧側が圧力伝送される。高圧側と低圧側の圧力伝送は、それぞれ、置換器部５とキャピラリ部４の構成によりおこなわれる。図１では、低圧側の置換器部５とキャピラリ部４は高圧側と同じ構成をもち、図示を省略している。
【００１５】
測定流体１００の高圧側の圧力は、受圧ダイアフラム７ａで受圧し、置換器部５の導圧路６に封入された封入液８によって、中間ダイアフラム７ｂに伝送される。中間ダイアフラム７ｂで受圧した圧は、キャピラリ部４の導圧路６に封入された封入液８により、シールダイアフラム７ｃに伝送される。測定流体１００の低圧側の圧力も同様に、受圧ダイアフラム７ａで受圧し、中間ダイアフラム７ｂを介して、シールダイアフラム７ｃに伝送されている。
【００１６】
本体部３では、測定流体１００の高圧側の圧力と測定流体１００の低圧側の圧力を二つの受圧ダイアフラム７ｃで受圧し、センサ１１に入力する。センサ１１は、例えば、半導体圧力歪センサにより構成され、圧力歪を電気信号に変換して圧力値を計測する。詳細には、高圧側の受圧ダイアフラム７ｃで受圧した圧力と、低圧側の受圧ダイアフラム７ｃで受圧した圧力は、センタダイアフラム７ｄの両面に伝送されている。そして、センタダイアフラム７ｄの両面の圧力がセンサ１１に伝送されて差圧が測定される。
【００１７】
実施例の圧力計測装置の置換器部５は、原子力プラントや石油精製プラント及び化学プラントなどの設備との接続部である。プラントの測定流体１００の圧力を受圧ダイアフラム７ａで受け、受圧室壁面１３と受圧ダイアフラム７ａで囲まれた受圧室に注入された封入液８に伝達する。封入液８は、置換器部５の導圧路６や受圧室壁面１３と中間ダイアフラム７ｂに囲まれた受圧室にも充填されている。受圧ダイアフラム７ａで受けた測定流体１００の圧力は、導圧路６を介して中間ダイアフラム７ｂに伝達される。
ここで、封入液８には、プロピレングリコール、シリコーンオイル等が使用される。
【００１８】
キャピラリ部４は、実施例の圧力計測装置の本体部３と置換器部５を接続する。キャピラリ部４の両端には、中間ダイアフラム７ｂとシールダイアフラム７ｃが設けられ、封入液が充填されたキャピラリ部４の導圧路６を介して、中間ダイアフラム７ｂで受圧した圧力がシールダイアフラム７ｃに伝達される。キャピラリ部４の両端の中間ダイアフラム７ｂとシールダイアフラム７ｃは、それぞれ、ダイアフラムと受圧部壁面１３とにより受圧室を構成し、導圧路６に連通している。
【００１９】
キャピラリ部４の両端は、中間ダイアフラム７ｂとシールダイアフラム７ｃに接続するフランジとなっているが、キャピラリ部４の央部は、導圧路６となる屈曲可能なステンレス等の細管となっている。これにより、圧力計測装置の設置位置や、プラントの流体測定の位置を自由に設定することができる。
【００２０】
本実施例では、受圧ダイアフラム７ａと中間ダイアフラム７ｂの間のみならず、中間ダイアフラム７ｂ、シールダイアフラム７ｃ、センタダイアフラム７ｄ、センサ１１の各部位の間の封入液が封入される箇所はすべて導圧路であるが、特に断りがない限り、導圧路とは、受圧室以外で封入液が封入されている場所を指すものとする。
【００２１】
上記構成の圧力計測装置１において、封入液８の放射線分解や熱分解により、封入液８の液中に水素および炭化水素類（以下水素等と表記する）が許容溶解量を超えて発生・蓄積した場合に、水素ガスが発生する。この気泡発生した水素により測定圧力の検出精度が低下する問題が生じる。この問題は、発生した水素が許容溶解量以上に蓄積しないようにすることで防止できる。そのためのひとつの対策例として、発生した水素を水素吸蔵材に吸着する方法がある。以下、その対策方法を詳細に説明する。この水素の気泡発生は、封入液８の水素許容溶解量が小さいほど顕著となるため、測定流体の絶対圧力が低圧なほど効果がある。
【００２２】
本実施例の水素吸蔵材１２には、パラジウムやマグネシウム、バナジウム、チタン、マンガン、ジルコニア、ニッケル、ニオブ、コバルトカルシウム、または、それらの合金などが適用できる。
【００２３】
まず、封入液８の放射線分解や熱分解により発生した水素を針金状の水素吸蔵材に吸収して、水素の気化を防止する場合の、針金状の水素吸蔵材の取り付け位置について説明する。図１に針金状の水素吸蔵材１２の取り付け位置の例を示す。導圧路６は、置換器部５、キャピラリ部４、本体部３において各ダイアフラム７ａ・７ｂ・７ｃ・７ｄで封入液が分けられている。そのためダイアフラム７ａ・７ｂ・７ｃ・７ｄで仕切られた導圧路の区間のそれぞれに針金状の水素吸蔵材１２を設ける。これにより、水素が発生しても水素吸蔵材に吸収されるので、気体の水素が発生することはなく、圧力検出精度が低下することはない。
【００２４】
本体部３については、出力回路１０などの電気回路があり、一般的に本体部３は設置環境が良いことが多い。このため、封入液８が熱分解や放射線分解して水素等を発生する状態にならない場合が多い。更に、測定流体１００に含まれる水素が受圧ダイアフラム７ａを介して透過してくる場合には、置換器部５やキャピラリ部４に取り付ける針金状の水素吸蔵材１２で吸蔵するため、本体部３まで水素が到達することはほとんどない。このため、本体部３に針金状の水素吸蔵材１２を設置する必要がない場合もある。置換器部５とキャピラリ部４と本体部３から成る差圧計測器においては、少なくとも、置換器部５に水素吸蔵材を設置すればよいと言える。
【００２５】
また、ダイアフラム７ａを透過して外部から水素が侵入しても、水素吸蔵材１２に吸収されるので、気体の水素が発生することはない。したがって、水素吸蔵材１２を設置することでダイアフラム７ａに水素透過防止のための金等の透過防止膜を形成することを省くこともできる。
【００２６】
次に、図２により、針金状の水素吸蔵材１２の取り付け状態を説明する。図２は、置換器部５の拡大図であるが、置換器部５に限定されず、キャピラリ部４や本体部３の導圧路６に、同様にして針金状の水素吸蔵材１２を取り付けることができる。
図２に示すとおり、針金状の水素吸蔵材１２は導圧路６に挿通され、針金状の水素吸蔵材１２の両端もしくは片端を折り曲げて、受圧室壁面１３に溶接あるいは接着して固定する（接続部を符号９に示す）。
【００２７】
針金状の水素吸蔵材１２を固定することにより、針金状の水素吸蔵材１２が移動することがないので、受圧ダイアフラム７ａや中間ダイアフラム７ｂに接触して受圧ダイアフラム７ａや中間ダイアフラム７ｂを破損することがない。また、針金状の水素吸蔵材１２の一部が移動して導圧路６に滞留し、導圧路６を閉塞することもない。このように、針金状の水素吸蔵材１２を導圧路６に固定することで、計測精度の低下や装置の故障を防止することができる。
【００２８】
また、置換器部５やキャピラリ部４などの導圧路６に挿通することで、針金状の水素吸蔵材１２を遍在的に設置することができる。特に、封入液８の放射線分解や熱分解による水素等の発生は高温や放射線にさらされる箇所で発生し、水素ガスの発生は遍在的に起こる。そのため、高温部や高放射線量の導圧路６に針金状の水素吸蔵材１２を挿通設置することで、水素が気泡となる前に速やかに発生した水素等を吸蔵できるため、気泡による計測精度低下を抑制できる効果がある。
【００２９】
針金状の水素吸蔵材１２の端部を受圧室壁面１３に固定するには、溶接や接着剤によりおこなわれる。
ただし、酸素−水素溶接（燃焼ガスとして水素を使用するガス溶接）をおこなうと、燃焼ガスに含まれる高濃度の水素が水素吸蔵材に接触して水素吸蔵する恐れがある。その場合には、水素吸蔵材の水素吸蔵能力が低下する恐れや、水素を吸蔵することによって針金状の水素吸蔵材が脆化して切れる等の事象が発生する恐れがある。このため、酸素−水素溶接は実施に適しておらず、電子ビームやレーザーあるいは、圧着、摩擦撹拌接合をおこなうことが望ましい。
【００３０】
接着剤を用いて取り付ける場合には、特に置換器部５においては高温にさらされる可能性があり、また、高真空環境で計測する場合には、有機物を含有した接着剤を用いると接着剤からガスが放出され、計測精度を低下させる恐れがある。そのため接着には、無機物、例えばセラミック接着剤を用いることが望ましい。
【００３１】
上記の針金状の水素吸蔵材１２の端部を受圧室壁面１３に固定する作業は、受圧室壁面１３が受圧ダイアフラム７ａあるいは中間ダイアフラム７ｂを溶接するまでの開放されている間におこなう。
【００３２】
図３は、置換器部５やキャピラリ部４などの導圧路６の断面構造を示している。導圧路６の管壁１５の内側には封入液８が充てんされており、その一部断面を針金状の水素吸蔵材１２が占めている。水素ガスの発生を抑止して計測精度の低下を防止するには、多くの針金状の水素吸蔵材１２を設けて水素吸蔵量を増やすことが望ましい。
【００３３】
しかしながら、針金状の水素吸蔵材１２の断面積が過大に増大すると、封入液８の圧力伝達に影響が生じて計測性能が低下する可能性がある。最悪の場合には、圧力・差圧計測装置として機能しなくなる可能性がある。また、導圧路６の断面積に対して封入液８の存在する断面積が減ると、圧力計測装置の計測性能のうち具体的には応答時間、すなわち測定流体１００の圧力変化が生じてからセンサ１１にそれが伝わるまでの時間が遅くなる。これは、圧力伝達の際にはごくわずかではあるが封入液８の移動があり、これを妨げる要因、つまり導圧路６が狭くなることで圧力伝達の応答速度が低下するためである。
【００３４】
発明者らの実験によれば、導圧路６の断面積の約１％に相当する針金状の水素吸蔵材１２を取り付けると、それが無い場合と比較して約１０％応答時間が長くなった。許容される応答時間は、測定流体１００の圧力変化速度や、計測結果を利用して制御する場合の制御系の要求応答時間との兼ね合いで決定されるため、一概に言えないが、応答時間が１００％長くなる、すなわち２倍の時間になるのが許容される場合には、針金状の水素吸蔵材１２の占有断面割合を導圧路６の断面積の約１０％程度までとすればよい。
【００３５】
逆に、導圧路６の断面積に対して小さすぎる場合、つまり針金状の水素吸蔵材１２が細い場合、十分に水素等を吸蔵できず、やはり水素気泡が発生して計測性能が低下する。それに加えて、例えば針金状の水素吸蔵材１２がパラジウムであれば、水素吸蔵によって脆化して切れる可能性がある。これによって破断した針金状の水素吸蔵合金１２の先端部が導圧路内を移動して、ダイアフラム７ａ・７ｂ・７ｃ・７ｄを損傷して計測性能を損うことや、故障の原因になる可能性がある。これを回避するために針金状の水素吸蔵材１２の導圧路６の断面積に対する占有面積は、実験によれば、０．５％以上とすることが望ましいことが判った。
【００３６】
また、針金状の水素吸蔵材１２の太さで示すと、導圧路６面積が３×10＾（−６）平方メートル(内径２mm)の場合、針金状の水素吸蔵材１２の断面積は３×１０＾（−８）平方メートル(直径０．２mm)程度であれば、応答時間についてはほとんど影響なく、多くの場合には水素吸蔵量としても十分である。針金状の水素吸蔵材の直径が約０．０５mm以下になると、わずかな力で破断するためやはり故障の原因となる。このため、直径が約０．０５mmより太い針金状の水素吸蔵材１２とすることが望ましい。
【００３７】
本実施例及び以降の実施例において、針金状の水素吸蔵材１２の断面形状が円形だけではなく扁平であってもよい。あるいはリボン状のであってもよい。断面形状が扁平またはリボン状とすることで断面形状が円形の場合に比べて針金状の水素吸蔵材１２の表面積を多くすることができるため、より水素吸蔵速度を高める効果がある。
【００３８】
圧力計測装置のキャピラリ部４は、置換器部５と本体部３の設置位置に自由度を与えるため、屈曲可能な細管で構成される。このため、キャピラリ部４が屈曲している場合には、キャピラリ部４の導圧路６の経路長が変わり、直線の場合より経路長が短くなる。ダイアフラムを損傷しないように、図２により説明したキャピラリ部４に挿入する針金状の水素吸蔵材１２の端部を中間ダイアフラム７ｂあるいはシールダイアフラム７ｃのいずれかの受圧室壁面１３に固定する場合には、針金状の水素吸蔵材１２の全長をキャピラリ部４の長さよりも短くする。これにより、キャピラリ部４の導圧路６の管が屈曲して管の経路長が短くなっても、針金状の水素吸蔵材１２が受圧室に突出することがないので、ダイアフラムを損傷することがない。
【００３９】
図２により説明したキャピラリ部４に挿入する針金状の水素吸蔵材１２の端部を、中間ダイアフラム７ｂとシールダイアフラム７ｃの両方の受圧室壁面１３に固定する場合には、キャピラリ部４を屈曲しても、針金状の水素針金状の水素吸蔵材１２が受圧室に突出することがないので、ダイアフラムが損傷することがない。しかし、剛性が高まりキャピラリ部４の屈曲性が低下する。このため、針金状の水素吸蔵材１２の一方の端部のみを固定する場合に比べて、圧力計測装置の使い勝手が低下する。
【００４０】
図４に、上記の問題を解決するひとつの方法を示す。図４に示す針金状の水素吸蔵材１２は、らせん状に成形されて、導圧路６に挿通されている。針金状の水素吸蔵材１２をらせん状にすることで、針金状の水素吸蔵材１２が導圧路６の管路方向に容易に伸縮することができる。これにより、針金状の水素吸蔵材１２を接続部９で受圧室壁面１３に両端固定しても、導圧路６の伸縮に応じて針金状の水素吸蔵材１２も伸縮するので、導圧路６の剛性に影響がない。特に、キャピラリ部４では、導圧路６の屈曲に合わせて伸縮するので、置換器部４と本体部３の設置位置の自由度が低下することはない。
【００４１】
さらに、図４のらせん状針金の水素吸蔵材１２によれば、水素吸蔵材は、直線の場合より、導圧路６に多くの長さ分取り付けられる。そのため、水素の発生量が多くなる環境に設置する場合には、更に水素等の気泡が発生することを抑制できるため、健全な計測が可能となる期間(すなわち寿命)を長くすることができる効果がある。
【００４２】
上記の実施例では、針金状の水素吸蔵材１２の端部を受圧室壁面１３に溶接あるいは接着して固定する例を示した。この溶接により固定する方法では、針金状の水素吸蔵材１２の端部を筐体１４に仮固定して溶接し、その後仮固定を外す工数が伴う。また、接着して固定する場合には、塗布した接着剤を硬化させるために所定の加熱処理を施したりする作業を伴う。このため、作業工程の削減が望まれる。つぎにこのような作業が不要となる針金状の水素吸蔵材１２の固定方法について説明する。
【００４３】
図５の針金状の水素吸蔵材１２は、両端または片端を筐体１４に備える突起部１６または穴(図示せず)に巻きつけたり結んだりして固定している。このような突起部１６に結びつける固定方法では特別な機材が不要であり、仮固定等の工程も不要であるため速やかに固定をおこなえる。この方法によれば、溶接や接着により針金状の水素吸蔵材１２を固定する場合に比べて作業工数を削減することができる。これにより、製造コストを低減でき、安価な差圧計測装置を提供できる。
【００４４】
つぎに、図６〜９により上記の溶接・接着や巻き付け固定とは別の針金状の水素吸蔵材１２の固定方法を説明する。針金状の水素吸蔵材１２は、水素吸蔵合金から成り、曲げ剛性をもっている。このため、導圧路６を形成する管に針金状の水素吸蔵材１２を挿通した後に、図６に示すようなループ状の箇所（ループ部１７）を設ける。ループ部１７では、針金状の水素吸蔵材１２の曲げ剛性により、導圧路を形成する管に曲げ抗力が生じる。この曲げ抗力は、針金状の水素吸蔵材１２が導圧路を形成する管の内面を押圧することで生じている。この針金状の水素吸蔵材１２が導圧路の管の内面を押圧することで、管の内面と針金状の水素吸蔵材１２の間に摩擦力が生じて、針金状の水素吸蔵材１２は動きづらくなる。
【００４５】
置換器部５や本体部３の導圧路６には、端部がダイアフラム７ａ・７ｂ・７ｃ・７ｄが設けられた閉空間に封入液８が注入されている。この導圧路６の封入液８には流れがなく、針金状の水素吸蔵材１２を管の長さ方向に移動する力は生じていない。したがって、上記の導圧路６を形成する管をループ部１７に設けたことによる摩擦力により、溶接や接着をおこなわずに、針金状の水素吸蔵材１２を保持することができる。
針金状の水素吸蔵材１２の端部に導圧路６を形成する管を長さ方向に引っ張る力が生じた場合でも、針金状の水素吸蔵材１２がループ部１７を締め付けることになり、前記摩擦力がより大きく作用して針金状の水素吸蔵材１２の移動や抜けは生じない。
【００４６】
上記の構造は、予め直線状の導圧路６に針金状の水素吸蔵材１２を通しておき、導圧路６を曲げるだけで固定できるため容易に製作が可能であり、製作コストの低減が可能となる効果がある。また、溶接や接着剤で固定すると、振動や圧力変動で針金状の水素吸蔵材１２に力が加わった場合に金属疲労で破断する恐れがある。これに対して図６に示す例であれば、移動や変動に対して余裕があるため、針金状の水素吸蔵材１２に加わる力を低減できる。このため、針金状の水素吸蔵材１２に金属疲労が生じにくく、破断しにくいという効果もある。
【００４７】
図６に示した導圧路６を形成する管にループ状の箇所（ループ部１７）を設ける方法以外に、図７や図８に示すように導圧路６の管を変形させても同様の効果を得ることができる。
図７は、導圧路６を形成する管をＳ字状２００に形成している。Ｓ字状以外にクランク状に形成してもよい。さらに、図８は、図６に示したループ部１７を90度ひねったループ部201を設けた例である。この場合も同様の効果を得ることができる。
【００４８】
図９は、キャピラリ部４にも、導圧路６を形成する管にループ状の箇所（ループ部１７）を設けて、針金状の水素吸蔵材１２を固定する例を示している。図９では、置換器部５は、ループ部１７を設ける例を示しているが、置換器部５は、図７や図８に示したＳ字状部やクランク状部や90度ひねりループ部を設けて、キャピラリ部４はループ部にする組み合わせでもよい。
【００４９】
更に、キャピラリ部４にもＳ字状部やクランク状部や９０度ひねりループ部を設けてもよいが、キャピラリ部４にはループ状部１７を設けることが最も良い。これは、キャピラリ部４は、設置位置の自由度をもって圧力計測装置の本体部３と置換器部５を接続するために、屈曲自在な細管で構成されている。このため、Ｓ字状部やクランク状部や９０度ひねりループ部は、形成しづらいためである。また、ループ部１７は、一重のループだけでなく、２重以上の多重ループであってもよい。これにより、キャピラリ部４の細管の余長処理を同時におこなうことができる。
【００５０】
図６〜図９に示したように、針金状の水素吸蔵材１２を挿通する導圧路６の途中の経路形状を、直線以外の、針金状の水素吸蔵材１２に曲げ抗力が生じる形状とすることにより、針金状の水素吸蔵材１２を溶接や接着や巻き付け固定をおこなうことなく、針金状の水素吸蔵材１２の管路方向の移動を抑止することができる。
【００５１】
（実施例２）
図１０と図１１は、第２の実施例であり、針金状の水素吸蔵材１２をダイアフラム７ａ・７ｂ・７ｃ・７ｄに対向する受圧室壁面１３に取り付けて、封入液８の水素を吸蔵する。針金状の水素吸蔵材１２は、その端部が受圧室壁面１３の接続部９に溶接または接着により固定する。図１１は受圧室壁面１３を受圧する正面から視た図である。複数本の針金状の水素吸蔵材１２を、ダイアフラム７ａ・７ｂ・７ｃ・７ｄと筐体部１４の溶接部１８より内側の受圧部壁面１３に固定する。複数本の針金状の水素吸蔵材１２を取り付けることで水素吸蔵材の量を増やすことが可能である。この時、針金状の水素吸蔵材１２は、導圧路入口１９を避けて設置される。このように取り付けることで図１と比較して狭隘な導圧路６に取り付けることが無いため、封入液の圧力伝達性能を阻害することが無く、圧力応答時間が長くなるのを抑制することができる。つまり圧力計測装置の計測性能低下を抑制することができる。
【００５２】
（実施例３）
図１２は、第３の実施例であり、針金状の水素吸蔵材１２の取り付け位置及びその固定方法を説明する図である。図１２において、受圧室壁面１３の導圧路入口１９付近に溝２０を形成し、その中に針金状の水素吸蔵材１２を収容する。針金状の水素吸蔵材１２の両端や一部を溶接や接着、あるいは図示しない突起部に結ぶことで固定する。このようにすることでダイアフラムに過大な圧力がかかり、受圧室壁面１３にダイアフラム７ａ・７ｂ・７ｃ・７ｄが接触する場合でも針金状の水素吸蔵材１２とダイアフラム７ａ・７ｂ・７ｃ・７ｄが接触することが無いためダイアフラム７ａ・７ｂ・７ｃ・７ｄの損傷を防ぐことができ、過大な圧力がかかる場合であっても確実に計測できるようになる。
【００５３】
（実施例４）
図１３から図１５は、第4の実施例であり、受圧室壁面１３の針金状の水素吸蔵材１２を取り付ける他の例である。
図１３において針金状の水素吸蔵材１２が、ダイアフラム７ａ・７ｂ・７ｃ・７ｄと筐体部１４の溶接部１８に沿って、溶接部１８の近傍に、一部または全周に亘って円弧あるいは輪状に取り付けられる。または、溶接部１８の内側に輪状の溝２１を形成し、溝２１の中に針金状の水素吸蔵材１２を収容する方法でも良い。
【００５４】
図１４は、図１３の受圧室壁面１３を受圧する正面から視た図である。円弧あるいは輪状の針金水素吸蔵材１２が、ダイアフラム７ａ・７ｂ・７ｃ・７ｄと筐体部１４の溶接部１８の近傍内側に、複数の接続点９で、受圧室壁面１３に接着あるいは溶接固定されている。
【００５５】
このように取り付けることで以下の効果がある。第一に、効率よく水素を吸蔵できる点である。測定流体１００に含まれる水素が圧力計測装置に蓄積する場合、ダイアフラム７と筐体部１４の溶接部１８から多く水素等が侵入する。このため、侵入箇所に近接した場所に水素吸蔵材を設置することで、侵入した水素等を直ちに吸蔵し、水素が気泡となることを防ぐことができる。第二に、放射線や熱分解で発生する封入液８の水素等は、封入液８に比べて比重が軽いため上方に蓄積する。そのため蓄積しやすい外周部に針金状の水素吸蔵材１２を設置することで水素等を確実に吸蔵することができ、水素ガスの発生を防止する。つまりは確実に圧力計測できるようになる。
【００５６】
第三に、ダイアフラム７ａ・７ｂ・７ｃ・７ｄの溶接部１８の近傍に設置することにより、ダイアフラム７ａ・７ｂ・７ｃ・７ｄと接触して損傷することを防ぐことができる。つまり、ダイアフラムは測定流体１００の圧力に応じた変位を伴うが、ダイアフラム７ａ・７ｂ・７ｃ・７ｄと筐体部１４の溶接箇所は固定されている場所であるため変位が非常に小さい。そのため針金状の水素吸蔵材１２を取り付けた場合でもダイアフラム７ａ・７ｂ・７ｃ・７ｄに接触することがない。以上のような理由から確実に計測できるようになる効果がある。
【００５７】
図１５は、受圧室壁面１３に複数の溝２１を形成し、そこに針金状の水素吸蔵材１２を収容し、溶接や接着により固定する方式である。図１３および図１４では、1本の溝２１に予め定めた量または長さの針金状の水素吸蔵材１２をすべて収容したのに対して、図１５では複数の溝２１に分けて収容した点で異なる。
図１５では、複数の同心円の溝２１を形成するようにしたが、渦巻き状の溝でもよい。
【００５８】
このように取り付けることで、1本の溝２１に多くの本数の針金状の水素吸蔵材１２を収容する必要が無くなるため、溝２１に収容して接着または溶接する際の作業を簡易にできる。つまり、1本の溝２１に複数収容するとなると、手で針金状の水素吸蔵材１２を複数回溝に巻きつけた状態を保持しつつ溶接するという難しい作業が必要となる。これに対して1本の溝２１に1本の針金状の水素吸蔵材１２を収容するのであれば、1本を手で押さえて接着または溶接するだけの作業を繰り返せば良いため作業を簡単にできる。この結果として生産コストを低減することができる。
【００５９】
また、図１４に示す場合には、複数の針金状の水素吸蔵材１２が重なるようにして巻かれるため、下層に位置する針金状の水素吸蔵材は水素等の気泡発生の抑制に貢献できない恐れがある。これに対して図１５に示した例であれば、すべての針金状の水素吸蔵材が水素等に接触する機会が増えるため、より高い水素等の吸蔵効果を得ることができる。
【００６０】
（実施例５）
図１６及び図１７は受圧室壁面１３に複数の窪み３００を形成し、そこに針金状の水素吸蔵材１２を収容し、窪み３００を封入液の移動を妨げない手段、例えば網状の部材３０１で針金状の水素吸蔵材１２の移動を防止する方式である。窪み３００は受圧部壁面に複数備えることが望ましい。網状の部材３０１と受圧室壁面１３は溶接等の手段で固定する。
【００６１】
このように取り付けることで、図１５に比べて溶接箇所が少なくなる。例えば図１５に示す取付方法の場合、発明者らの検討によれば、１周１本の針金状の水素吸蔵材１２に対して１０か所の接続部９が必要であり、それが１０本になると１００箇所になる。これに対して本実施例であれば、網状の部材３０１を３箇所溶接３０２すれば良く、窪み３００を８箇所設ける場合には２４箇所の溶接３０２で済む。この結果作業工数を削減でき、さらなる生産コストの低減が可能である。また、図１５の場合には、収容できる針金状の水素吸蔵材１２の量は周の長さに依存するため封入できる長さが限定されるが、本実施例では、窪み１箇所に入れる針金状の水素吸蔵材１２の長さの調整が容易であるため、より多くの針金状の水素吸蔵材１２を収容でき、結果としてより水素等の気泡の発生を確実に抑制できる効果がある。
【００６２】
なお、図１から図９に示す実施例は導圧路６に針金状の水素吸蔵材１２を設置する例であり、図１０から図１７に示す実施例は受圧室壁面１３に針金状の水素吸蔵材１２を設置する例である。導圧路６と受圧室壁面１３の相互に針金状の水素吸蔵材１２を設置し、組み合わせて実施することも可能である。
【００６３】
さらに、圧力計測装置には、図１に示した差圧計測装置のほかに絶対圧力を計測する圧力計測装置がある。この絶対圧計測装置でも、測定流体の圧力を伝送する置換器部やキャピラリ部の導圧路での水素の気泡発生による測定精度の低下の問題は発生する。絶対圧計測装置でも、上述の実施例を適用すれば、水素の気泡発生による測定精度の低下を防止することができる。
【００６４】
また、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記の実施例は本発明で分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１  圧力計測装置
３  本体部
４  キャピラリ部
５  置換基部
６  導圧路
７  ダイアフラム
８  封入液
９  接続部
１０  出力回路
１１  センサ
１２  針金状の水素吸蔵材
１３  受圧室壁面
１４  筐体
１５  管壁
１６  突起部
１７  ループ部
１８  ダイアフラムと筐体の溶接部
１９  導圧路入口
２０、２１  溝
１００  測定流体
３００  窪み
３０１  網状の部材
３０２  溶接部
【図１】
2015230250.tif 000003
【図２】
2015230250.tif 000004
【図３】
2015230250.tif 000005
【図４】
2015230250.tif 000006
【図５】
2015230250.tif 000007
【図６】
2015230250.tif 000008
【図７】
2015230250.tif 000009
【図８】
2015230250.tif 000010
【図９】
2015230250.tif 000011
【図１０】
2015230250.tif 000012
【図１１】
2015230250.tif 000013
【図１２】
2015230250.tif 000014
【図１３】
2015230250.tif 000015
【図１４】
2015230250.tif 000016
【図１５】
2015230250.tif 000017
【図１６】
2015230250.tif 000018
【図１７】
2015230250.tif 000019