(57)【要約】【課題】圧力測定対象接液面側ダイヤフラムシール圧力検出部と大気圧側ダイヤフラムシール圧力検出部の温度を均一化して圧力測定誤差を小さくする。【解決手段】ダイヤフラムシール形圧力伝送器は、大気圧側ダイヤフラムシール圧力検出部２ａ及び圧力測定対象接液面側ダイヤフラムシール圧力検出部２ｂを高熱伝導性部材からなる１つのブロック９に取り付けて一体にする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイヤフラムによって大気圧を受ける大気圧側ダイヤフラムシール圧力検出部と、ダイヤフラムによって測定対象流体の圧力を受ける圧力測定対象側ダイヤフラムシール圧力検出部と、前記大気圧側ダイヤフラムシール圧力検出部に一端が接続され前記大気圧側ダイヤフラムシール圧力検出部が受けた大気圧が伝達される非圧縮性流体が封入された大気圧側キャピラリーチューブと、前記圧力測定対象側ダイヤフラムシール圧力検出部に一端が接続され前記圧力測定対象側ダイヤフラムシール圧力検出部が受けた測定対象流体の圧力が伝達される非圧縮性流体が封入された圧力測定対象側キャピラリーチューブと、前記大気圧側キャピラリーチューブ及び前記圧力測定対象側キャピラリーチューブのそれぞれの他端が接続されて前記非圧縮性流体を介して前記大気圧側キャピラリーチューブ及び前記圧力測定対象側キャピラリーチューブそれぞれから入力される前記大気圧側ダイヤフラムシール圧力検出部及び前記圧力測定対象側ダイヤフラムシール圧力検出部がそれぞれ受けた圧力の差圧を検出する圧力検出部と、を備えるダイヤフラムシール形圧力伝送器において、
前記大気圧側ダイヤフラムシール圧力検出部及び前記圧力測定対象側ダイヤフラムシール圧力検出部を１つの高熱伝導性部材に取り付けて一体とすることを特徴とするダイヤフラムシール形圧力伝送器。
【請求項２】
前記大気圧側キャピラリーチューブ及び前記圧力測定対象側キャピラリーチューブを束ねてその束ねた全体を保温材で覆うことを特徴とする請求項１に記載のダイヤフラムシール形圧力伝送器。
【請求項３】
前記大気圧側ダイヤフラムシール圧力検出部、前記圧力測定対象側ダイヤフラムシール圧力検出部、及び前記高熱伝導性部材を一体とした全体を保温材で覆うことを特徴とする請求項１又は２に記載のダイヤフラムシール形圧力伝送器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力を受けるダイヤフラムシール圧力検出部と圧力検出部とがキャピラリーチューブ内の非圧縮性封入液で結合するダイヤフラムシール形圧力伝送器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図２は、従来のダイヤフラムシール形圧力伝送器の縦断側面図である。
図２に示すように、従来のダイヤフラムシール形圧力伝送器は、圧力伝送器１、ダイヤフラムシール圧力検出部２、及びキャピラリーチューブ３で構成される。
ここで、圧力伝送器１の主要部分は、本体圧力検出部１ａと信号変換部１ｂとで構成される。また、ダイヤフラムシール圧力検出部２は、大気圧側ダイヤフラムシール圧力検出部２ａと圧力測定対象接液面側ダイヤフラムシール圧力検出部２ｂとで構成される。また、キャピラリーチューブ３は、大気圧側キャピラリーチューブ３ａと大気圧側キャピラリーチューブ３ｂとで構成される。
【０００３】
このような従来のダイヤフラムシール形圧力伝送器において、本体圧力検出部１ａには、圧力測定対象接液面側キャピラリーチューブ３ｂの一端と、大気圧側キャピラリーチューブ３ａの一端とが接続される。また、圧力測定対象接液面側キャピラリーチューブ３ｂの他端には圧力測定対象接液面側ダイヤフラムシール圧力検出部２ｂが接続され、大気圧側キャピラリーチューブ３ｂの他端には大気圧側ダイヤフラムシール圧力検出部２ａが接続される。
【０００４】
圧力測定対象接液面側ダイヤフラムシール圧力検出部２ｂは、フランジ（図示せず）で容器等に取り付けられる。この圧力測定対象接液面側ダイヤフラムシール圧力検出部２ｂは、圧力測定対象接液面の圧力を受ける圧力測定対象接液面側ダイヤフラム７ｂを備える。ここで、圧力測定対象接液面側ダイヤフラム７ｂは、圧力測定対象接液面側キャピラリーチューブ３ｂに接続される。また、圧力測定対象接液面側ダイヤフラム７ｂ及び圧力測定対象接液面側キャピラリーチューブ３ｂの内部には、信号伝達媒体として非圧縮性封入液（以下、圧力測定対象接液面側非圧縮性封入液という。）８ｂが封入される。
【０００５】
また、大気圧側ダイヤフラムシール圧力検出部２ａは、フランジ（図示せず）で容器等に取り付けられる。この大気圧側ダイヤフラムシール圧力検出部２ａも同様に、大気圧を受ける大気圧側ダイヤフラム７ａを備える。ここで、大気圧側ダイヤフラム７ａは、大気圧側キャピラリーチューブ３ａに接続される。また、大気圧側ダイヤフラム７ａ及び大気圧側キャピラリーチューブ３ａの内部には、信号伝達媒体として非圧縮性封入液（以下、大気圧側非圧縮性封入液という。）８ａが封入される。
【０００６】
次に、このように構成されるダイヤフラムシール形圧力伝送器における動作を説明する。
圧力測定対象接液面側ダイヤフラム７ｂで受けた圧力は、圧力測定対象接液面側キャピラリーチューブ３ｂ内の圧力測定対象接液面側非圧縮性封入液８ｂを介して本体圧力検出部１ａへ伝えられる。同様に、大気圧側ダイヤフラム７ａで受けた圧力は大気圧側キャピラリーチューブ３ａ内の大気圧側非圧縮性封入液８ａを介して本体圧力検出部１ａへ伝えられる。そして、信号変換部１ｂは、検出した圧力信号を電気信号に変換する。
【０００７】
このようにして、ダイヤフラムシール形圧力伝送器は、圧力測定対象接液面側と大気圧側で受けた圧力との差を測定する。
ところで、このようなダイヤフラムシール形圧力伝送器は、設置されている周囲温度と圧力測定対象液温度が変化すると、圧力測定対象接液面側キャピラリーチューブ３ｂ及び大気圧側キャピラリーチューブ３ａ内の非圧縮性封入液８ａ，８ｂが膨張収縮する。
【０００８】
このように非圧縮性封入液８ａ，８ｂに膨張収縮があると、圧力測定対象接液面側ダイヤフラム７ｂと大気圧側ダイヤフラム７ａとに圧力が発生する。そして、これらの圧力は、圧力測定対象接液面側ダイヤフラム７ｂと大気圧側ダイヤフラム７ａとが有するそれぞれの弾性の強さと平衡する。
そして、圧力測定対象接液面側ダイヤフラム７ｂ及び大気圧側ダイヤフラム７ａの弾性の強さを同じにし、圧力測定対象接液面側非圧縮性封入液８ｂ及び大気圧側非圧縮性封入液８ａの膨張収縮の量を同じにすれば、圧力測定対象接液面側ダイヤフラム７ｂで受けた圧力と、大気圧側ダイヤフラム７ａで受けた圧力との差圧は生じない。
【０００９】
このようにして、ダイヤフラムシール形圧力伝送器が設置されている周囲温度と圧力測定対象液温度の変化に伴う圧力測定誤差は抑制される。
また、本体圧力検出部１ａの内部に温度センサーを備えて、信号変換部１ｂにおいて電気的な温度補償を施し、測定誤差を制御することもある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、圧力測定対象接液面側ダイヤフラムシール圧力検出部２ｂが高温液体の環境に配置され、大気圧側ダイヤフラムシール圧力検出部２ａが低温気体の環境に配置される場合、一部分のみの非圧縮性封入液の膨張収縮を促すため、圧力測定誤差が生じる。
本発明の目的は、以上説明した課題を解決するものであり、圧力測定対象接液面側ダイヤフラムシール圧力検出部及び大気圧側ダイヤフラムシール圧力検出部の温度を均一化して圧力測定誤差を小さくすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するために、本発明のうち請求項１に係るダイヤフラムシール形圧力伝送器は、ダイヤフラムによって大気圧を受ける大気圧側ダイヤフラムシール圧力検出部と、ダイヤフラムによって測定対象流体の圧力を受ける圧力測定対象側ダイヤフラムシール圧力検出部と、前記大気圧側ダイヤフラムシール圧力検出部に一端が接続され前記大気圧側ダイヤフラムシール圧力検出部が受けた大気圧が伝達される非圧縮性流体が封入された大気圧側キャピラリーチューブと、前記圧力測定対象側ダイヤフラムシール圧力検出部に一端が接続され前記圧力測定対象側ダイヤフラムシール圧力検出部が受けた測定対象流体の圧力が伝達される非圧縮性流体が封入された圧力測定対象側キャピラリーチューブと、前記大気圧側キャピラリーチューブ及び前記圧力測定対象側キャピラリーチューブのそれぞれの他端が接続されて前記非圧縮性流体を介して前記大気圧側キャピラリーチューブ及び前記圧力測定対象側キャピラリーチューブそれぞれから入力される前記大気圧側ダイヤフラムシール圧力検出部及び前記圧力測定対象側ダイヤフラムシール圧力検出部がそれぞれ受けた圧力の差圧を検出する圧力検出部と、を備えるダイヤフラムシール形圧力伝送器において、前記大気圧側ダイヤフラムシール圧力検出部及び前記圧力測定対象側ダイヤフラムシール圧力検出部を１つの高熱伝導性部材に取り付けて一体とすることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のうち請求項２に係るダイヤフラムシール形圧力伝送器は、請求項１に係るダイヤフラムシール形圧力伝送器において、前記大気圧側キャピラリーチューブ及び前記圧力測定対象側キャピラリーチューブを束ねてその束ねた全体を保温材で覆うことを特徴とする。
また、本発明のうち請求項３に係るダイヤフラムシール形圧力伝送器は、請求項１又は２に係るダイヤフラムシール形圧力伝送器において、前記大気圧側ダイヤフラムシール圧力検出部、前記圧力測定対象側ダイヤフラムシール圧力検出部、及び前記高熱伝導性部材を一体とした全体を保温材で覆うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のうち請求項１に係るダイヤフラムシール形圧力伝送器によれば、大気圧側ダイヤフラムシール圧力検出部と圧力測定対象側ダイヤフラムシール圧力検出部とを同一の温度環境にすることができるため、圧力測定対象流体の温度の影響によって圧力測定誤差が生じてしまうのを抑制できる。
また、本発明のうち請求項２に係るダイヤフラムシール形圧力伝送器によれば、大気圧側キャピラリーチューブと圧力測定対象側キャピラリーチューブとを同一の温度環境にすることができるため、大気圧側キャピラリーチューブ及び圧力測定対象側キャピラリーチューブがおかれる外気温度の影響によってそれぞれに封入されている非圧縮性流体が互いに異なる膨張収縮の挙動を示し圧力測定誤差が生じてしまうのを抑制できる。
【００１４】
また、本発明のうち請求項３に係るダイヤフラムシール形圧力伝送器によれば、大気圧側ダイヤフラムシール圧力検出部と圧力測定対象側ダイヤフラムシール圧力検出部とを確実に同一の温度環境にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態のダイヤフラムシール形圧力伝送器の構成例を示す縦断側面図である。
【図２】従来のダイヤフラムシール形圧力伝送器の構成例を示す縦断側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
本実施形態は、本発明を適用したダイヤフラムシール形圧力伝送器である。
図１は、本実施形態のダイヤフラムシール形圧力伝送器の構成例を示す縦断側面図である。
なお、図１に示す本実施形態のダイヤフラムシール形圧力伝送器において、図２に示したダイヤフラムシール形圧力伝送器と同様な構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態のダイヤフラムシール形圧力伝送器は、圧力測定対象接液面側ダイヤフラムシール圧力検出部２ｂと大気圧側ダイヤフラムシール圧力検出部２ａとが１つのブロック９に取り付けられる。
ここで、ブロック９は、高熱伝導性材料によって形成されており、両側面に、圧力測定対象接液面側ダイヤフラムシール圧力検出部２ｂと大気圧側ダイヤフラムシール圧力検出部２ａとがダイヤフラムシール７ａ１，７ｂ１以外の部位が埋設されるようにそれぞれ取り付けられる。
【００１８】
このように、本実施形態のダイヤフラムシール形圧力伝送器は、圧力測定対象接液面側ダイヤフラムシール圧力検出部２ｂと大気圧側ダイヤフラムシール圧力検出部２ａとが１つのブロック９に取り付けられて一体化される。
ここで、ブロック９を形成する高熱伝導性部材としては、銅、ステンレス、鉄などの金属や、炭素繊維強化高分子など通常の熱伝導性の高いもの等がある。
【００１９】
また、本実施形態のダイヤフラムシール形圧力伝送器は、圧力測定対象接液面側キャピラリーチューブ３ｂと大気圧側キャピラリーチューブ３ａとが保温材１０によって覆われている。
ここで、圧力測定対象接液面側キャピラリーチューブ３ｂと大気圧側キャピラリーチューブ３ａとは、図１では離れて記載しているが、実際には束ねられて一体とされた状態で保温材１０によって覆われている。
【００２０】
さらに、本実施形態のダイヤフラムシール形圧力伝送器は、圧力測定対象接液面側ダイヤフラムシール圧力検出部２ｂ、大気圧側ダイヤフラムシール圧力検出部２ａ、及びブロック９も保温材１０によって覆われている。
次に、前述のダイヤフラムシール形圧力伝送器の構成における作用等を説明する。
圧力測定対象接液面側ダイヤフラムシール圧力検出部２ｂと大気圧側ダイヤフラムシール圧力検出部２ａとは、熱伝導が良好な１つのブロック９に取り付けられることで、圧力検出部２全体として温度が同じ（均一）になる。
【００２１】
また、圧力測定対象接液面側キャピラリーチューブ３ｂと大気圧側キャピラリーチューブ３ａとが束ねられてさらに保温材１０によって覆われることで、圧力測定対象接液面側キャピラリーチューブ３ｂと大気圧側キャピラリーチューブ３ａとが同じ（均一）温度になるとともに、外気温度環境の影響を受け難くなる。すなわち、圧力測定対象接液面側キャピラリーチューブ３ｂ及び大気圧側キャピラリーチューブ３ａそれぞれに封入されている非圧縮性封入液８ａ，８ｂが同じ（均一）温度になるとともに、外気温度環境の影響を受け難くなる。
【００２２】
さらに、ブロック９に圧力測定対象接液面側ダイヤフラムシール圧力検出部２ｂと大気圧側ダイヤフラムシール圧力検出部２ａとが取り付けられた状態で、これらブロック９、圧力測定対象接液面側ダイヤフラムシール圧力検出部２ｂ、及び大気圧側ダイヤフラムシール圧力検出部２ａが保温材１０で覆われることで、圧力測定対象接液面側ダイヤフラムシール圧力検出部２ｂと大気圧側ダイヤフラムシール圧力検出部２ａとで構成される圧力検出部２全体として、同じ（均一）温度になるとともに、外気温度環境の影響を受け難くなる。
【００２３】
以上より、本実施形態のダイヤフラムシール形圧力伝送器は、ブロック９に圧力測定対象接液面側ダイヤフラムシール圧力検出部２ｂと大気圧側ダイヤフラムシール圧力検出部２ａとが取り付けられることで、圧力測定対象接液面側ダイヤフラムシール圧力検出部２ｂと大気圧側ダイヤフラムシール圧力検出部２ａとを同じ温度環境にすることができるため、圧力測定対象流体の温度の影響によって圧力測定誤差が生じてしまうのを抑制できる。
【００２４】
また、本実施形態のダイヤフラムシール形圧力伝送器は、圧力測定対象接液面側キャピラリーチューブ３ｂと大気圧側キャピラリーチューブ３ａとを束ねて全体が保温材１０によって覆われることで、圧力測定対象接液面側キャピラリーチューブ３ｂ及び大気圧側キャピラリーチューブ３ａそれぞれに封入されている非圧縮性封入液８ａ，８ｂの温度を同じ（均一）にすることができるとともに、非圧縮性封入液８ａ，８ｂが外気温度環境の影響を受け難いようにすることができるため、圧力測定対象接液面側キャピラリーチューブ３ｂ及び大気圧側キャピラリーチューブ３ａがおかれる外気温度の影響によってそれぞれに封入されている非圧縮性封入液８ａ，８ｂが互いに異なる膨張収縮の挙動を示し圧力測定誤差が生じてしまうのを抑制できる。
【００２５】
例えば、実際にダイヤフラムシール形圧力伝送器が設置されるフィールド環境では、圧力測定対象接液面側キャピラリーチューブ又は大気圧側キャピラリーチューブの一部分にのみ直射日光や風が当たる場合があり、これによる一部分のみの非圧縮性封入液の膨張収縮が圧力測定誤差を生じさせる恐れがある。本実施形態のダイヤフラムシール形圧力伝送器は、このような圧力測定誤差が生じてしまうのを防止できる。
【００２６】
また、本実施形態のダイヤフラムシール形圧力伝送器は、ブロック９、圧力測定対象接液面側ダイヤフラムシール圧力検出部２ｂ、及び大気圧側ダイヤフラムシール圧力検出部２ａの全体が保温材１０によって覆われることで、圧力測定対象接液面側ダイヤフラムシール圧力検出部２ｂと大気圧側ダイヤフラムシール圧力検出部２ａとで構成される圧力検出部２全体として温度を同じ（均一）にすることができるとともに、圧力検出部２全体が外気温度環境の影響を受け難いようにすることができるため、圧力測定対象流体の温度の影響によって圧力測定誤差が生じてしまうのを確実に抑制できる。
【００２７】
また、このようなダイヤフラムシール形圧力伝送器は、単独の圧力計として使用する、複数個用いて液面形として使用する、あるいは複数個用いてエマルジョン分離層の界面計として利用することができる。
また、以上の実施形態の説明では、圧力測定対象接液面側ダイヤフラムシール圧力検出部２ｂは、例えば、圧力測定対象側ダイヤフラムシール圧力検出部を構成する。また、圧力伝送器１は、例えば、圧力検出部を構成する。
【実施例】
【００２８】
（実施例１）
本実施形態のダイヤフラムシール形圧力伝送器を用い、屋外に設置した高さ３．９ｍのエマルジョン分離槽の下部から３０ｃｍ及び２．３ｍの高さの側面に計２個取り付け、差圧による界面高さ計として使用した。
そして、内液量が一定の場合の差圧の変化を測定したところ、外気温度が９℃〜２６℃に変化する環境下で、かつ槽内の液温が８２℃〜９６℃に変化しているにもかかわらず、差圧の変動幅が１％以内であった。
【００２９】
また、その比較例１として、通常の圧力計を実施例１と同様に設置し使用してみた。しかし、比較例１では、内液量に差がないにもかかわらず、外気温、内温の変化によって、差圧の変動が約２５％であった。
（実施例２）
本実施形態のダイヤフラムシール形圧力伝送器を用い、屋外密閉タンクの気相圧測定用圧力計として使用したところ、外気温が−７℃〜３５℃に変化する環境下で、かつ、タンク内の温度が５０℃〜１５０℃に変化しているにもかかわらず、差圧の変動幅が２％であった。
【００３０】
また、その比較例２として、通常の圧力計を実施例２と同様に設置し使用してみた。しかし、比較例２では、圧力差がないにもかかわらず、外気温度、タンク内温度の変化によって、差圧の変動が約３０％であった。
【符号の説明】
【００３１】
１…圧力伝送器
１ａ…本体圧力検出部
１ｂ・・・信号変換部
２・・・ダイヤフラムシール圧力検出部
２ａ・・・大気圧側ダイヤフラムシール圧力検出部
２ｂ・・・圧力測定対象接液面側ダイヤフラムシール圧力検出部
３・・・キャピラリーチューブ
３ａ・・・大気圧側キャピラリーチューブ
３ｂ・・・圧力測定対象接液面側キャピラリーチューブ
７ａ・・・大気圧側ダイヤフラム
７ｂ・・・圧力測定対象接液面側ダイヤフラム
８ａ・・・大気圧側非圧縮性封入液
８ｂ・・・圧力測定対象接液面側非圧縮性封入液
９・・・ブロック
１０・・・保温材
【図１】
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【図２】
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