(57)【要約】【課題】機器内外の温度変化を受けにくく、簡易な構造で、より正確にゼロ点を調整することができ、ひいては精度の高い微差圧計測をすることができる微差圧計を提供する。【解決手段】ダイヤフラム１３を挟んで区画された第１の測定室（高圧側測定室１１）及び第２の測定室（低圧側測定室１２）に接続された通気管（１４、１５）の一方、又は双方に備えられた切替バルブ（２１ａ、２２ａ）が所定のタイミングで動作して、流路の切り替えが行われ、第１の測定室（高圧側測定室１１）内の圧力と、第２の測定室（低圧側測定室１２）内の圧力とが等しくなることによって、ゼロ点の調整が行われる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイヤフラムを挟んで区画され、それぞれ外部に連結する通気管が接続された第１の測定室及び第２の測定室を備え、前記ダイヤフラムの変位量を計測して微差圧を求める微差圧計であって、
前記通気管の少なくとも一方に、前記第１の測定室と前記第２の測定室との差圧をなくすように流路の切替を行う切替バルブを備えることを特徴とする微差圧計。
【請求項２】
前記切替バルブの切替によって、前記通気管が大気圧に開放されることを特徴とする請求項１記載の微差圧計。
【請求項３】
前記切替バルブの切替によって、前記第１の測定室と前記第２の測定室とが前記通気管によって連通されることを特徴とする請求項１記載の微差圧計。
【請求項４】
前記微差圧計は、さらに、密閉されたボックスを備え、
前記切替バルブは、前記ボックス内に備えられることを特徴とする請求項３記載の微差圧計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイヤフラムの変位量を計測して微差圧を求める微差圧計に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、流体の流れを監視、制御する装置にはさまざまな方式が知られており、その一つとして、ダイヤフラムを備える方式のものが広く用いられている。ダイヤフラムを備えた微差圧計は、例えば、クリーンルームの環境管理、食品や薬剤等の製造ラインの衛生管理、病院や研究室等での細菌や塵片の拡散防止等に利用されている。具体的には、クリーンルームと隣接する部屋の室内圧力の差を監視することによりクリーンルームの環境管理を行ったり、食品や薬剤等の製造ラインの室内圧力を隣接する部屋よりも高く維持することで衛生管理を行ったり、病院や研究室の室内圧力を隣接する部屋よりも低く維持することで細菌や塵片の拡散を防止したりするために用いられている。
【０００３】
このような用途に用いられる微差圧計では、圧力の微小な変化を正確に把握することが必要となる。従来の差圧計は、ｋＰａ単位の差圧を計測することが多かったため、圧力の微小な変化によって微差圧レベルでゼロ点がシフトしても計測に問題は生じなかったが、上述のような微差圧計ではＰａ単位の精度が必要となるため、ゼロ点を正確に調整する必要がある。
【０００４】
ところが、Ｐａ単位の圧力は、機器内外の温度変化等で容易に変化してしまうものである。そのため、温度変化等による影響を受けにくくする方法として、例えば微差圧計に温度センサを配設して温度を検出し、温度補償演算器等で差圧の温度補償を行う発明等が開示されている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−５８８３３号公報（段落［０００９］〜［００１０］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、温度センサや温度補償演算器等を用いてゼロ点を調整する方法は、例えばセンサで得られた外気温等の情報からダイヤフラムの変位量を計算し、実際に計測された値と、その変位量とを考慮して演算した結果得られた数値を計測値とするものであったため、その正確さに欠けるものであった。すなわち、所定の数値よりも低い圧力は無視せざるを得ないため、その近似値を計測値とするより他なく、計測の精密さには限界があった。また、センサや演算器等の装置を用いるため、装置の誤動作や演算ミス等による誤差が生じる可能性があった。
【０００７】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、機器内外の温度変化を受けにくく、簡易な構造で、より正確にゼロ点を調整することができ、ひいては精度の高い微差圧計測をすることができる微差圧計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）  ダイヤフラムを挟んで区画され、それぞれ外部に連結する通気管が接続された第１の測定室及び第２の測定室を備え、前記ダイヤフラムの変位量を計測して微差圧を求める微差圧計であって、前記通気管の少なくとも一方に、前記第１の測定室と前記第２の測定室との差圧をなくすように流路の切替を行う切替バルブを備えることを特徴とする微差圧計。
【０００９】
本発明によれば、ダイヤフラムを挟んで区画された第１の測定室及び第２の測定室に、それぞれ外部（微差圧計測対象領域）に連結する通気管が接続され、通気管の少なくとも一方に、第１の測定室と第２の測定室との差圧をなくすように流路の切替を行う切替バルブを備えることとしたから、簡易な構造で、精度の高い微差圧計測をすることができる。
【００１０】
すなわち、第１の測定室及び第２の測定室に接続された通気管の一方、又は双方に備えられた切替バルブが所定のタイミングで動作して、流路の切り替えが行われ、第１の測定室内の圧力と、第２の測定室内の圧力とが等しくなることによって、ダイヤフラムの変位量がゼロとなり、ゼロ点の調整が行われる。
【００１１】
機械的に流路の切替を行うことによってゼロ点調整が行われ、温度センサや演算器等の複雑な機構を必要としないため、装置の誤動作や演算ミス等による誤差が生じにくく、簡易な構造でより正確にゼロ点調整を行うことができ、ひいては精度の高い微差圧計測を行うことができる。
【００１２】
（２）  前記切替バルブの切替によって、前記通気管が大気圧に開放されることを特徴とする（１）記載の微差圧計。
【００１３】
本発明によれば、切替バルブの切替によって、通気管が大気圧に開放されることとしたから、第１の測定室及び第２の測定室の双方が大気圧に開放され、第１の測定室内の圧力と、第２の測定室内の圧力とがどちらも大気圧と等しくなることにより、ダイヤフラムの変位量がゼロとなり、ゼロ点の調整が行われる。
【００１４】
所定のタイミングで通気管が大気圧に開放されることにより、簡易な構造でより正確にゼロ点調整を行うことができ、ひいては精度の高い微差圧計測を行うことができる。
【００１５】
（３）  前記切替バルブの切替によって、前記第１の測定室と前記第２の測定室とが前記通気管によって連通されることを特徴とする（１）記載の微差圧計。
【００１６】
本発明によれば、切替バルブの切替によって、第１の測定室と第２の測定室とが通気管によって連通されることとしたから、第１の測定室内の流体と第２の測定室内の流体とを通気管を経て流通させることができる。第１の測定室内、通気管、第２の測定室内の圧力がすべて等しくなることにより、ダイヤフラムの変位量がゼロとなり、ゼロ点の調整が行われる。
【００１７】
所定のタイミングで、第１の測定室と第２の測定室とが連通されることにより、簡易な構造でより正確にゼロ点調整を行うことができ、ひいては精度の高い微差圧計測を行うことができる。
【００１８】
また、装置内の流体が、第1の測定室内、第２の測定室内、及び、通気管内のみの密閉系で流通することにより、流体が装置外に流出することがないため、例えば燃焼系ガス等の流体を扱う場合であっても、安全に計測を行うことができる。
【００１９】
（４）  前記微差圧計は、さらに、密閉されたボックスを備え、前記切替バルブは、前記ボックス内に備えられることを特徴とする（３）記載の微差圧計。
【００２０】
本発明によれば、切替バルブは、微差圧計に備えられた密閉されたボックス内に備えられることとしたから、切替バルブが動作する際等に、何らかの原因で切替バルブから流体が流出したような場合であっても、流出した流体は密閉されたボックス内に滞留し、流体の装置外への漏洩を防ぐことができるため、より安全性の高い微差圧計測を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２２】
図１及び図２は、本発明の実施の形態に係る微差圧計の内部構造を示す模式断面図であって、特に、差圧計測部１０及び通気管１４，１５の構造を示している。ここで、図１は、差圧計測時の内部構造を、図２は、ゼロ点調整時の内部構造を示す。
【００２３】
図１及び図２において、本発明の実施の形態に係る微差圧計は、高圧側測定室１１と、低圧側測定室１２と、ダイヤフラム１３と、からなる差圧計測部１０を備え、高圧側測定室（第１の測定室）１１と、低圧側測定室（第２の測定室）１２とは、ダイヤフラム１３を挟んで区画されている。高圧側測定室１１及び低圧側測定室１２には、それぞれ外部に連結する通気管１４、１５が接続されており、外部の流体と各測定室内の流体とを流通させるための流路となっている。
【００２４】
差圧計測時には、通気管１４に設けられた流路切替部２１の切替バルブ２１ａが動作して、大気圧が遮断されるとともに高圧側測定室１１が外部と連通され、通気管１４を経て高圧側測定室１１内に高圧の流体が流通する。同時に、通気管１５に設けられた流路切替部２２の切替バルブ２２ａが動作して、大気圧が遮断されるとともに低圧側測定室１２が外部と連通され、通気管１５を経て低圧側測定室１２内に低圧の流体が流通する（図１参照）。高圧側測定室１１内に流通する高圧の流体と、低圧側測定室１２内に流通する低圧の流体との圧力差によって、高圧側測定室１１と低圧側測定室１２との間に設けられたダイヤフラム１３が変位し、その変位量を計測することで微差圧が求められる。
【００２５】
また、ゼロ点調整時には、流路切替部２１、２２の切替バルブ２１ａ、２２ａが動作して流路が切り替えられ、高圧側測定室１１及び低圧側測定室１２が外部から遮断されるとともに、通気管１４、１５がそれぞれ大気圧に開放される（図２参照）。高圧側測定室１１、及び、低圧側測定室１２内の圧力が双方ともに大気圧と等しくなり、高圧側測定室１１と低圧側測定室１２との差圧がなくなることにより、ダイヤフラム１３の変位がゼロとなり、ゼロ点が正確に調整される。
【００２６】
本発明の実施の形態に係る微差圧計においては、図示しないタイマーを備えることにより、一定時間毎に流路の切替を行い、ゼロ点調整を行う。ゼロ点調整に要する時間はごく短時間であるため（例えば１秒以下）、流路切替の直前の計測値を維持したままゼロ点調整を行い、動作終了後に計測を再開させることにより、継続的に微差圧計測を行うことができる。
【００２７】
図３及び図４は、本発明の別の実施の形態に係る微差圧計の内部構造を示す模式断面図であって、特に、差圧計測部１０及び通気管１４，１５の構造を示している。図３は、差圧計測時の内部構造を、図４は、ゼロ点調整時の内部構造を示す。
【００２８】
図３及び図４において、通気管１４及び１５に備えられた流路切替部２１、２２は、大気圧に開放するための切替バルブ２１ａ、２２ａと、外部からの流体の流通を遮断するための切替バルブ２１ｂ、２２ｂと、の、２種類の切替バルブから構成されている。
【００２９】
差圧測定時には、通気管１４に設けられた流路切替部２１の切替バルブ２１ａが動作して大気圧が遮断され、切替バルブ２１ｂが動作して高圧側測定室１１が外部と連通され、通気管１４を経て高圧側測定室１１内に高圧の流体が流通する。同時に、通気管１５に設けられた流路切替部２２の切替バルブ２２ａが動作して、大気圧が遮断され、切替バルブ２２ｂが動作して低圧側測定室１２が外部と連通され、通気管１５を経て低圧側測定室１２内に低圧の流体が流通する（図３参照）。
【００３０】
また、ゼロ点調整時には、流路切替部２１、２２によって流路が切り替えられ、切替バルブ２１ｂ、２２ｂが動作して高圧側測定室１１及び低圧側測定室１２が外部から遮断されるとともに、切替バルブ２１ａ、２２ａが動作して通気管１４、１５がそれぞれ大気圧に開放される（図４参照）。
【００３１】
通気管１４，１５に備える切替バルブを２種類とすることにより、ゼロ点調整時に流路切替部２１、２２にかかる負荷を軽減し、装置の安全性を高めることができる。すなわち、図２に示す微差圧計においては、ゼロ点調整時に、外部からの流体の流通を切替バルブ２１ａ、２２ａのみで遮断するため、外部の流体の圧力は切替バルブ２１ａ、２２ａの１点にかかり、特に高圧側の切替バルブ２１ａには大きな負荷がかかることとなる。切替バルブを２種類設け、一方（２１ａ、２２ａ）で通気管の大気圧への開放を行い、他方（２１ｂ、２２ｂ）で外部からの流体の流通を遮断することにより、切替バルブにかかる負荷が軽減される。さらに、切替バルブ２１ｂ、２２ｂの位置に、中央に仕切り２５が設けられた連結管１６を備えることにより（図４参照）、切替バルブにかかる圧力は連結管１６及び仕切り２５に分散され、切替バルブ２１ｂ、２２ｂにかかる負荷をさらに軽減することができる。
【００３２】
図５及び図６は、燃焼系ガスの差圧計測に用いる微差圧計の内部構造を示す模式断面図であって、特に、差圧計測部１０及び通気管１４，１５の構造を示している。図５は差圧計測時の内部構造を、図６は、ゼロ点調整時の内部構造を示す。
【００３３】
図５及び図６において、高圧側の通気管１４と、低圧側の通気管１５との間には、連通管１７が接続され、高圧側の通気管１４に備えられた流路切替部２３によって流路の切替が行われる。
【００３４】
差圧計測時には、通気管１４に設けられた流路切替部２３の切替バルブ２３ａが動作して、高圧側測定室１１が外部と連通され、通気管１４を経て高圧側測定室１１内に高圧の流体が流通する。低圧側測定室１２は通気管１５によって外部と連通されており、通気管１５を経て低圧側測定室１２内に低圧の流体が流通する（図５参照）。高圧側測定室１１内に流通する高圧の流体と、低圧側測定室１２内に流通する低圧の流体との圧力差によって、高圧側測定室１１と低圧側測定室１２との間に設けられたダイヤフラム１３が変位し、その変位量を計測することで微差圧が求められる。
【００３５】
また、ゼロ点調整時には、流路切替部２３の切替バルブ２３ａが動作して流路が切り替えられ、高圧側測定室１１が外部から遮断されるとともに、高圧側の通気管１４と低圧側の通気管１５とが、連通管１７によって連通される（図６参照）。従って、高圧側測定室１１と低圧側測定室１２とが、通気管１４、１５、及び連通管１７によって連通されることとなり、高圧側測定室１１内には、低圧側の通気管１５、連通管１７、高圧側の通気管１４を経て低圧の流体が流通する。その結果、高圧側測定室１１、及び、低圧側測定室１２の双方に、低圧の流体が流通することとなるため、ダイヤフラム１３の変位がゼロとなり、ゼロ点が正確に調整される。
【００３６】
本実施の形態に係る微差圧計によれば、装置内の流体が高圧側測定室１１、低圧側測定室１２、通気管１４、１５、及び連通管１７内のみで流通することにより、流体が装置外に流出することがなく、燃焼系ガス等の流体を計測する場合であっても、安全性の高い微差圧計測を行うことができる。
【００３７】
図７及び図８は、燃焼系ガスの差圧計測に用いる微差圧計であって、特に、ガスの漏洩を防止するためのシステムを備えた微差圧計の内部構造を示す模式断面図である。図７は差圧計測時の内部構造を、図８は、ゼロ点調整時の内部構造を示す。
【００３８】
図７及び図８において、流路切替部２３の周囲には、密閉されたボックス３０が備えられており、切替バルブ２３ａが動作する際に、何らかの原因で切替バルブ２３ａから流体が流出するようなことがあっても、流出した流体は密閉されたボックス３０内に滞留するため、流体の装置外への漏洩をより確実に防ぐことができる。従って、燃焼系ガス等の流体を計測する場合であっても、より安全性の高い微差圧計測を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明に係る微差圧計は、機器内外の温度変化を受けにくく、簡易な構造で、より正確にゼロ点を調整することができ、ひいては精度の高い微差圧計測をすることができるものとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態に係る微差圧計の差圧計測時の内部構造を示す模式断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る微差圧計のゼロ点調整時の内部構造を示す模式断面図である。
【図３】本発明の他の実施の形態に係る微差圧計の差圧計測時の内部構造を示す模式断面図である。
【図４】本発明の他の実施の形態に係る微差圧計のゼロ点調整時の内部構造を示す模式断面図である。
【図５】燃焼系ガスの差圧計測に用いる微差圧計の差圧計測時の内部構造を示す模式断面図である。
【図６】燃焼系ガスの差圧計測に用いる微差圧計のゼロ点調整時の内部構造を示す模式断面図である。
【図７】燃焼系ガスの差圧計測に用いる微差圧計の差圧計測時の内部構造を示す模式断面図である。
【図８】燃焼系ガスの差圧計測に用いる微差圧計のゼロ点調整時の内部構造を示す模式断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  差圧計測部  
１１  高圧側測定室
１２  低圧側測定室
１３  ダイヤフラム
１４，１５  通気管
１６  連結管
１７  連通管
２１，２２，２３  流路切替部
２５  仕切り部
３０  密閉ボックス
【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】
2008185388.tif 000007
【図６】
2008185388.tif 000008
【図７】
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【図８】
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