(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１圧力を伝達する第１封入液が充填されていて、第１シールダイアフラムに対向して第１保護ダイアフラムが設けられるとともに外周に第１溝部が設けられた第１受圧部と、前記第１溝部と圧力検知部とを連通し前記第１封入液が充填された第１導圧路と、第２圧力を伝達する第２封入液が充填されていて、第２シールダイアフラムに対向して第２保護ダイアフラムが設けられるとともに外周に第２溝部が設けられた第２受圧部と、前記第２溝部と前記圧力検知部とを連通し前記第２封入液が充填された第２導圧路を備えた圧力測定器において、
前記第１封入液の量が前記第２封入液の量より多いときには、前記第１溝部の容積を前記第２溝部の容積より大きくする、
ことを特徴とする圧力測定器。
【請求項２】
前記第１溝部の中に前記第１保護ダイアフラムの第１端部を延ばすとともに、前記第２溝部の中に前記第２保護ダイアフラムの第２端部を延ばし、
前記第１封入液の量が前記第２封入液の量より多いときには、前記第１溝部の壁面と前記第１端部との距離を前記第２溝部の壁面と前記第２端部との距離より長くする、
ことを特徴とする請求項１に記載の圧力測定器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力測定器に関し、特に、静圧が変化した時の高圧側と低圧側の圧力伝達速度を等しくするものである。
【背景技術】
【０００２】
圧力測定器１０の構造について図４（ａ）を用いて説明する。図４（ａ）は、圧力測定器１０の構造を表す断面図である。圧力測定器１０は、プロセス制御における測定対象（被測定流体など）の圧力、差圧を測定するほか、測定された差圧値から測定対象の流量を演算するものである。
【０００３】
図４（ａ）において、圧力測定器１０は、第１圧力Ｐａ（高圧側圧力）を受ける第１受圧部２０ａ、第１受圧部２０ａで受けた第１圧力Ｐａを圧力検知部３０の一方の面に伝達する第１導圧路２４ａ、第２圧力Ｐｂ（低圧側圧力）を受ける第２受圧部２０ｂ、第２受圧部２０ｂで受けた第２圧力Ｐｂを圧力検知部３０の他方の面に伝達する第２導圧路２４ｂおよびこれらが設けられたボディ１１を備えている。なお、これらの「第１」の側を高圧側、「第２」の側を低圧側とする。
【０００４】
ボディ１１の右側面に設けられた第１受圧部２０ａは、第１圧力Ｐａが加えられる第１シールダイアフラム２１ａ、第１シールダイアフラム２１ａに対向して設けられた第１保護ダイアフラム２３ａおよび第１受圧部２０ａの外周に設けられた第１溝部２５ａ（図４（ｂ）の斜線部参照）を備えている。また、第１受圧部２０ａの内部（第１シールダイアフラム２１ａと第１保護ダイアフラム２３ａとの間および第１溝部２５ａ内）には、第１封入液２２ａが充填されている。
【０００５】
第１封入液２２ａが充填された第１導圧路２４ａは、第１受圧部２０ａの上部（Ａ部）と圧力検知部３０の一方の面とを連通している。
【０００６】
低圧側も高圧側と同様に以下の構造を有する。ボディ１１の左側面に設けられた第２受圧部２０ｂは、第２圧力Ｐｂが加えられる第２シールダイアフラム２１ｂ、第２シールダイアフラム２１ｂに対向して設けられた第２保護ダイアフラム２３ｂおよび第２受圧部２０ｂの外周に設けられた第２溝部２５ｂ（図示しない）を備えている。また、第２受圧部２０ｂの内部（第２シールダイアフラム２１ｂと第２保護ダイアフラム２３ｂとの間および第２溝部２５ｂ内）には、第２封入液２２ｂが充填されている。
【０００７】
第２封入液２２ｂが充填された第２導圧路２４ｂは、第２受圧部２０ｂの上部（Ｂ部）と圧力検知部３０の他方の面とを連通している。
【０００８】
圧力検知部３０は、第１封入液２２ａと第２封入液２２ｂとによって伝達された第１圧力Ｐａと第２圧力Ｐｂとの差圧を検知して、検知信号を変換部（図示しない）へ出力する。
【０００９】
変換部は、受け取った検知信号に基づいて第１圧力Ｐａと第２圧力Ｐｂとの差圧値などを演算するとともに、差圧値（差圧出力）を外部へ伝送する（例えば４〜２０ｍＡの直流電流信号として）。
【００１０】
なお、第１圧力Ｐａと第２圧力Ｐｂがそれぞれ過大圧力となった場合、第１保護ダイアフラム２３ａと第２保護ダイアフラム２３ｂは、過大圧力から圧力検知部３０を保護して故障を防止するように動作する。
【００１１】
つぎに、第１圧力Ｐａの伝達に伴う第１封入液２２ａの移動および第１封入液２２ａに対する抵抗について、図４（ｂ）を用いて説明する。図４（ｂ）は、第１シールダイアフラム２１ａを取り除いた第１受圧部２０ａの右断面図である。
【００１２】
図４（ｂ）において、第１圧力Ｐａが第１シールダイアフラム２１ａに加えられたとき、第１受圧部２０ａに充填された第１封入液２２ａが、矢印の方向に従い第１導圧路２４ａの開口部に移動して、第１圧力Ｐａが伝達される。なお、各矢印に附したＲ１０ａなどは、第１封入液２２ａが移動した際に第１封入液２２ａに対して生じる抵抗を表す。
【００１３】
例えば、第１封入液２２ａは、上部へ向かって（矢印Ｒ１０ａ）移動するとともに、斜め左上（矢印Ｒ１１ａＬ）に向かった後に第１溝部２５ａの中（矢印Ｒ１２ａＬ）を経由して移動する。また、斜め右上へも同様に移動する（矢印Ｒ１１ａＲ、Ｒ１２ａＲ）。
【００１４】
さらに、図５に移り説明を続ける。図５は、図４（ａ）のＡ部の部分拡大断面図である。図５において、第１封入液２２ａは、第１導圧路２４ａの開口部（第１溝部２５ａと第１導圧路２４ａとがつながる部分）から第１導圧路２４ａの中を矢印の方向に移動していく。なお、図４（ｂ）および図５の矢印に附したＲ１３ａなどは、第１封入液２２ａの移動に対する抵抗を表している。
【００１５】
また、第２圧力Ｐｂが圧力検知部３０の他方の面に伝達する動作も、上述した第１圧力Ｐａの場合と同様である（図４（ａ）のＢ部もＡ部と同様の構造を有する）。
【００１６】
【非特許文献１】発明協会公開技報公技番号２００５−５０１６８０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ところで、図４（ａ）において、第１圧力Ｐａ（高圧側圧力）を伝達する第１導圧路２４ａの容積は、第２圧力Ｐｂ（低圧側圧力）を伝達する第２導圧路２４ｂより大きいため、充填されている第１封入液２２ａの量は、第２封入液２２ｂより多い。
【００１８】
それぞれの導圧路（２４ａ、２４ｂ）に充填された封入液（２２ａ、２２ｂ（例えばシリコーンオイル））は粘性を有し、この粘性は、封入液の移動に対して抵抗となる。
【００１９】
第２封入液２２ｂよりも量の多い第１封入液２２ａの粘性および抵抗が、第２封入液２２ｂより大きくなる。これによって、第１封入液２２ａの移動が第２封入液２２ｂより遅くなるため、圧力検知部３０への第１圧力Ｐａの伝達が第２圧力Ｐｂより遅くなる。
【００２０】
ここで、第１圧力Ｐａと第２圧力Ｐｂとが同じ大きさの圧力（以下、この圧力を「静圧」という）である場合、圧力検知部３０で検知される第１圧力Ｐａと第２圧力Ｐｂとの差圧はゼロになる。
【００２１】
しかし、静圧が変化した時、上述した第１圧力Ｐａと第２圧力Ｐｂとの伝達時間差によって、第２圧力Ｐｂの方が第１圧力Ｐａより速く圧力検知部３０に伝達されるため、差圧値は、負の値に変化した後にゼロに収束する応答特性を示す。
【００２２】
本発明の目的は、静圧が変化した時の高圧側と低圧側の圧力伝達速度差を向上する圧力測定器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
このような目的を達成するために、請求項１の発明は、
第１圧力を伝達する第１封入液が充填されていて、第１シールダイアフラムに対向して第１保護ダイアフラムが設けられるとともに外周に第１溝部が設けられた第１受圧部と、前記第１溝部と圧力検知部とを連通し前記第１封入液が充填された第１導圧路と、第２圧力を伝達する第２封入液が充填されていて、第２シールダイアフラムに対向して第２保護ダイアフラムが設けられるとともに外周に第２溝部が設けられた第２受圧部と、前記第２溝部と前記圧力検知部とを連通し前記第２封入液が充填された第２導圧路を備えた圧力測定器において、
前記第１封入液の量が前記第２封入液の量より多いときには、前記第１溝部の容積を前記第２溝部の容積より大きくする、
ことを特徴とする。
【００２４】
請求項２の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記第１溝部の中に前記第１保護ダイアフラムの第１端部を延ばすとともに、前記第２溝部の中に前記第２保護ダイアフラムの第２端部を延ばし、
前記第１封入液の量が前記第２封入液の量より多いときには、前記第１溝部の壁面と前記第１端部との距離を前記第２溝部の壁面と前記第２端部との距離より長くする、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、第１圧力Ｐａ（高圧側圧力）および第２圧力Ｐｂ（低圧側圧力）をそれぞれ伝達する第１封入液および第２封入液に対する抵抗を部分的に双方異なるようにして、第１封入液全体および第２封入液全体に対する抵抗を双方ほとんど同じにし、圧力伝達時間差をほとんど無くすことによって、静圧が変化した時の高圧側と低圧側の圧力伝達速度差を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
［第１の実施例］
図１（ａ）は、図５に本発明を適用したもの、図１（ｂ）は、図４（ａ）のＢ部の部分拡大断面図であり、図１を用いて第１の実施例を説明する。
【００２７】
第１の実施例は、第１溝部５０ａの容積（図１（ａ）参照）を第２溝部２５ｂの容積（図１（ｂ）参照）より大きくして、第１および第２封入液２２ａ、２２ｂに対する抵抗を部分的に異なるようにしたものである。図１において、図４および図５と同一のものは同一符号を付し説明を省略し、図４および図５との相違点を中心に説明する。
【００２８】
図１（ａ）において、第１受圧部２０ａの外周に第１溝部５０ａが設けられている。この第１溝部５０ａは、図４（ｂ）の第１溝部２５ａより容積を大きくしたものである。図１（ａ）に戻り、第１溝部５０ａの底部（第１保護ダイアフラム２３ａに対し、第１シールダイアフラム２１ａと反対側である）から圧力検知部３０の一方の面に、第１導圧路２４ａが延びている。
【００２９】
図１（ｂ）において、第２受圧部２０ｂの外周に第２溝部２５ｂが設けられている。この第２溝部２５ｂは、図４（ａ）のＢ部の溝と容積を含めて同様の構造である。図１（ｂ）に戻り、第２溝部２５ｂの底部（第２保護ダイアフラム２３ｂに対し、第２シールダイアフラム２１ｂと反対側である）から圧力検知部３０の他方の面に、第２導圧路２４ｂが延びている。
【００３０】
つぎに、第１圧力Ｐａの伝達に伴う第１封入液２２ａの移動および第１封入液２２ａに対する抵抗について説明する。
【００３１】
第１シールダイアフラム２１ａから第１導圧路２４ａの開口部までの第１圧力Ｐａの伝達は、図４（ｂ）において説明した。この後の第１封入液２２ａの移動（第１導圧路２４ａへの移動）について、図１（ａ）を用いて説明する。
【００３２】
図１（ａ）において、第１封入液２２ａは、第１溝部５０ａの中（矢印Ｒ２０ａ）から第１導圧路２４ａの中（矢印Ｒ１４ａ）を移動して、圧力検知部３０の一方の面に第１圧力Ｐａを伝達する。Ｒ２０ａは、第１溝部５０ａに生ずる第１封入液２２ａに対する抵抗（第１抵抗）を表す。
【００３３】
低圧側である第２圧力Ｐｂの伝達に伴う第２封入液２２ｂの移動および第２封入液２２ｂに対する抵抗は、図１（ｂ）に示すように、高圧側と同様である。なお、各抵抗を表す符号に付けた添え字は、「ａ」ではなく「ｂ」とする（「ａ」は高圧側、「ｂ」は低圧側を表す）。Ｒ２０ｂは、第２溝部２５ｂに生ずる第２封入液２２ｂに対する抵抗（第２抵抗）を表す。
【００３４】
上述した第１封入液２２ａの移動動作について、図２（ａ）を用いて電気回路的に説明する。図２（ａ）は、第１封入液２２ａの移動経路および第１封入液２２ａに対する抵抗を表した模擬的な電気回路図である。
【００３５】
図２（ａ）において、第１封入液２２ａは、第１保護ダイアフラム２３ａの面上から、３方向に分かれて移動する。この３方向の第１封入液２２ａに対する抵抗は、それぞれ、抵抗（Ｒ１１ａＬ＋Ｒ１２ａＬ）、抵抗（Ｒ１０ａ）、抵抗（Ｒ１１ａＲ＋Ｒ１２ａＲ）である（図４（ｂ）も併せて参照）。
【００３６】
その後、第１封入液２２ａは１方向に集まり、この１方向の第１封入液２２ａに対する抵抗は、抵抗（Ｒ２０ａ＋Ｒ１４ａ）となる（図１（ａ）も併せて参照）。
【００３７】
低圧側についても高圧側と同様であり、図２（ｂ）を用いて説明する。図２（ｂ）は、第２封入液２２ｂの移動経路および第２封入液２２ｂに対する抵抗を表した模擬的な電気回路図である。
【００３８】
図２（ｂ）において、第２封入液２２ｂは、第２保護ダイアフラム２３ｂの面上から、３方向に分かれて移動する。この３方向の第２封入液２２ｂに対する抵抗は、それぞれ、抵抗（Ｒ１１ｂＬ＋Ｒ１２ｂＬ）、抵抗（Ｒ１０ｂ）、抵抗（Ｒ１１ｂＲ＋Ｒ１２ｂＲ）である。
【００３９】
その後、第２封入液２２ｂは１方向に集まり、この１方向の第２封入液２２ｂに対する抵抗は、抵抗（Ｒ２０ｂ＋Ｒ１４ｂ）となる（図１（ｂ）も併せて参照）。
【００４０】
図２（ａ）における抵抗の合計値Ｒａは、下記式（１）で示される。
【００４１】
【数１】
0004983569.tif 000002
【００４２】
また、図２（ｂ）における抵抗の合計値Ｒｂは、下記式（２）で示される。
【００４３】
【数２】
0004983569.tif 000003
【００４４】
ここで、合計抵抗値ＲａとＲｂが同じであれば、静圧を伝達する第１封入液２２ａと第２封入液２２ｂの移動速度は同じとなるため、圧力伝達時間差がほとんど無くなり、差圧値（差圧出力）の応答特性が向上できる。即ち、静圧が変化しても、差圧値（差圧出力）は変化しないでゼロの値を保持するため、応答特性が向上できる。
【００４５】
第１導圧路２４ａは第２導圧路２４ｂより長く、第１封入液２２ａの量は第２封入液２２ｂの量より多いため、抵抗Ｒ１４ａの抵抗値は抵抗Ｒ１４ｂより大きい。このため、合計抵抗値ＲａとＲｂとを同じにするためには、第１溝部５０ａの中の抵抗Ｒ２０ａを第２溝部２５ｂの中の抵抗Ｒ２０ｂより小さくすればよい。これを実現するために、図１（ａ）（ｂ）に戻り、例えば、第１溝部５０ａの容積を第２溝部２５ｂの容積より大きくすればよい。
【００４６】
ここで、第１溝部５０ａの壁面５１ａと第１保護ダイアフラム２３ａの端部（第１端部）との距離Ｌ１０ａ（図１（ａ）参照）は、第２溝部２５ｂの壁面５１ｂと第２保護ダイアフラム２３ｂの端部（第２端部）との距離Ｌ１０ｂ（図１（ｂ）参照）と同じである。
【００４７】
本実施例によれば、第１溝部５０ａに生じる第１封入液２２ａに対する抵抗Ｒ２０ａ（第１抵抗）を第２溝部２５ｂに生じる第２封入液２２ｂに対する抵抗Ｒ２０ｂ（第２抵抗）より小さくし、第１封入液２２ａ全体および第２封入液２２ｂ全体に対する抵抗（ＲａおよびＲｂ）を双方ほとんど同じにし、圧力伝達時間差をほとんど無くすことによって、静圧が変化した時の高圧側と低圧側の圧力伝達速度差を向上できる。
【００４８】
また、図１（ａ）において、第１溝部５０ａは、第１ボディ１１ａの一方の面から加工（形成）する。この溝加工は、第１ボディ１１ａの面に対し浅い部分で行うため、加工が容易である。そして、第１溝部５０ａの加工後、第１保護ダイアフラム２３ａは第１溶接部４０ａにおいて第１ボディ１１ａに溶接され、その後第１シールダイアフラム２１ａが第１ボディ１１ａに取り付けられる。なお、図１（ｂ）において、低圧側の第２溝部２５ｂの溝加工なども高圧側と同様である。
【００４９】
このように、第１溝部５０ａおよび第２溝部２５ｂの構造は複雑ではなく、容易な溝加工によって本実施例を実現できる。
【００５０】
なお、図１（ａ）（ｂ）において、第１溝部５０ａおよび第２溝部２５ｂの形状は円弧状に表したが、この形状は円弧状に限定するものではなく、溝加工機械の加工先端部（切削部）の形状に依存してもよい。
【００５１】
［第２の実施例］
図３（ａ）（ｂ）は、図１（ａ）（ｂ）の変形例であり、これを用いて第２の実施例を説明する。図３は、第１溝部５０ａに生じる抵抗Ｒ３０ａ（第１抵抗）（図３（ａ）参照）を第２溝部２５ｂに生じる抵抗Ｒ３０ｂ（第２抵抗）（図３（ｂ）参照）より小さくする他の構造を表したものであり。図３において、図１と同一のものは同一符号を付し説明を省略し、図１との相違点を中心に、第２の実施例を説明する。
【００５２】
図３（ａ）において、第１溝部５０ａの中に第１保護ダイアフラム６０ａの端部（第１端部）が延びている。同様に、図３（ｂ）において、第２溝部２５ｂの中に第２保護ダイアフラム６０ｂの端部（第２端部）が延びている。
【００５３】
ここで、第１溝部５０ａの壁面５１ａと第１保護ダイアフラム６０ａの端部との距離Ｌ２０ａ（図３（ａ）参照）は、第２溝部２５ｂの壁面５１ｂと第２保護ダイアフラム６０ｂの端部との距離Ｌ２０ｂ（図３（ｂ）参照）より長い。
【００５４】
Ｌ２０ａとＬ２０ｂの部分は、第１封入液２２ａと第２封入液２２ｂの移動に対して絞り機構として動作するため、第１溝部５０ａに生じる抵抗Ｒ３０ａ（図３（ａ）参照）は、第２溝部２５ｂに生じる抵抗Ｒ３０ｂ（図３（ｂ）参照）より小さくなる。抵抗Ｒ３０ａは、図２（ａ）のＲ２０ａに該当し、抵抗Ｒ３０ｂは、図２（ｂ）のＲ２０ｂに該当する。
【００５５】
本実施例によれば、第１溝部５０ａの容積を第２溝部２５ｂより大きくするとともに、距離Ｌ２０ａをＬ２０ｂより大きく（長く）することによって、式（１）と（２）の合計抵抗値ＲａとＲｂとを同じにして、圧力伝達時間差をほとんど無くすことによって、静圧が変化した時の高圧側と低圧側の圧力伝達速度差を向上できる。即ち、静圧が変化しても、差圧値（差圧出力）は変化しないでゼロの値を保持するため、応答特性が向上できる。
【００５６】
また、このような第１溝部５０ａおよび第１保護ダイアフラム６０ａの構造によって、慣らし加圧成形時の第１シールダイアフラム２１ａ表面の変形が緩和できるとともに、第１圧力Ｐａが過大圧力となったとき、第１封入液２２ａ充填部への局所的な応力集中が緩和でき、過大圧力に対する耐久性が向上する。第２溝部２５ｂおよび第２保護ダイアフラム６０ｂの構造によっても、同様に緩和することができる。
【００５７】
なお、第１の実施例および第２の実施例において、第１圧力Ｐａ側を低圧側、第２圧力Ｐｂ側を高圧側としてもよい。
【００５８】
なお、本発明は、前述の実施例に限定されることなく、その本質を逸脱しない範囲で、さらに多くの変更および変形を含むほか、前述した各部の組み合わせ以外の組み合わせを含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】図１（ａ）は、図５に本発明を適用した場合のＡ部の部分拡大断面図、図１（ｂ）は、図４（ａ）のＢ部の部分拡大断面図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明を適用した場合の第１封入液２２ａに対する抵抗を表した模擬電気回路図、図２（ｂ）は、本発明を適用した場合の第２封入液２２ｂに対する抵抗を表した模擬電気回路図である。
【図３】図３（ａ）は、図１（ａ）の変形例（部分拡大断面図）、図３（ｂ）は、図１（ｂ）の変形例（部分拡大断面図）である。
【図４】図４（ａ）は、背景技術における圧力測定器１０の構造を表す断面図、図４（ｂ）は、第１受圧部２０ａの右断面図である。
【図５】図４（ａ）のＡ部の部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０  圧力測定器
２０ａ  第１受圧部
２０ｂ  第２受圧部
２１ａ  第１シールダイアフラム
２１ｂ  第２シールダイアフラム
２２ａ  第１封入液
２２ｂ  第２封入液
２３ａ、６０ａ  第１保護ダイアフラム
２３ｂ、６０ｂ  第２保護ダイアフラム
２４ａ  第１導圧路
２４ｂ  第２導圧路
２５ａ、５０ａ  第１溝部
２５ｂ  第２溝部
３０  圧力検知部
Ｐａ  第１圧力
Ｐｂ  第２圧力
【図１】
0004983569.tif 000004
【図２】
0004983569.tif 000005
【図３】
0004983569.tif 000006
【図４】
0004983569.tif 000007
【図５】
0004983569.tif 000008