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技術 差圧測定装置

出願人 横河電機株式会社
発明者 黒沢亮
出願日 2004年3月31日 (16年3ヶ月経過) 出願番号 2004-103072
公開日 2005年10月20日 (14年8ヶ月経過) 公開番号 2005-291740
状態 未査定
技術分野 流体圧力測定
主要キーワード 製作説明図 膨張収縮量 組み立て構成 取付けブロック 本体ボディ 接液側 差圧測定装置 低膨張係数
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2005年10月20日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (10)

課題

接液温度特性が向上された差圧測定装置を実現する。

解決手段

封入液に一面側が接し他面側にプロセス圧力を受圧する接液ダイアフラム具備する差圧測定装置において、線膨張係数の異なる複数の部材が貼り合わせられて構成され自身の変形によりプロセスの温度変化によって発生する封入液の膨張収縮量を吸収してプロセスの温度変化に基づく温度誤差を低減させる接液ダイアフラムを具備したことを特徴とする差圧測定装置である。

概要

背景

差圧測定装置に関連する先行技術文献としては次のようなものがある。

特開平11−094671号公報

図8は、従来より一般に使用されている従来例の全体構成説明図で、図9は図8の要部構成説明図である。
差圧測定装置は、プロセスの測定流体の圧力を直接受圧する接液ダイアフラム1と、接液ダイアフラム1が取付けられるダイアフラムブロック2と、接液ダイアフラム1が受圧した測定流体の圧力を圧力センサ3に伝達するための圧力伝達媒体である封入液4と、圧力センサ3等を溶接等により組み立て構成するための本体ボディ5から成り立っている。

さらに、圧力センサ3への電源と圧力センサ3からの信号を処理するための増幅部6から構成されている。
7はダイアフラムブロック2に埋め込まれた低膨張係数金属体である。

概要

接液温度特性が向上された差圧測定装置を実現する。封入液に一面側が接し他面側にプロセス圧力を受圧する接液ダイアフラムを具備する差圧測定装置において、線膨張係数の異なる複数の部材が貼り合わせられて構成され自身の変形によりプロセスの温度変化によって発生する封入液の膨張収縮量を吸収してプロセスの温度変化に基づく温度誤差を低減させる接液ダイアフラムを具備したことを特徴とする差圧測定装置である。

目的

本発明の目的は、上記の課題を解決するもので、接液温度特性が向上された差圧測定装置を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
4件

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請求項1

封入液に一面側が接し他面側にプロセス圧力を受圧する接液ダイアフラム具備する差圧測定装置において、線膨張係数の異なる複数の部材が貼り合わせられて構成され自身の変形によりプロセスの温度変化によって発生する封入液の膨張収縮量を吸収してプロセスの温度変化に基づく温度誤差を低減させる接液ダイアフラムを具備したことを特徴とする差圧測定装置。

請求項2

前記接液ダイアフラムは、接液ダイアフラム形状を予め凹あるいは凸形状に構成されたことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の記載の差圧測定装置。

請求項3

前記接液ダイアフラムは、前記複数の部材が互いの厚みが異なることを特徴とする請求項1記載の差圧測定装置。

請求項4

前記接液ダイアフラムは、3種類以上の部材が使用されたことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れかに記載の差圧測定装置。

請求項5

前記接液ダイアフラムの接液側は、接液ダイアフラムの取付けブロックシーム溶接されたことを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れかに記載の差圧測定装置。

請求項6

前記接液ダイアフラムの接液側は、接液ダイアフラムの取付けブロックにロー付け溶接されたことを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れかに記載の差圧測定装置。

請求項7

前記接液ダイアフラムの接液側はオーステナイト系ステンレスの部材からなり、前記接液ダイアフラムの封入液側はニッケルクロムモリブデン鋼の部材からなることを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れかに記載の差圧測定装置。

請求項8

前記接液ダイアフラムの接液側はチタンあるいはタンタルの部材からなり、前記接液ダイアフラムの封入液側はオーステナイト系ステンレスの部材からなることを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れかに記載の差圧測定装置。

請求項9

前記接液ダイアフラムは波型形状に構成されたことを特徴とする請求項1乃至請求項8の何れかに記載の差圧測定装置。

技術分野

0001

本発明は、接液温度特性が向上された差圧測定装置に関するものである。

背景技術

0002

差圧測定装置に関連する先行技術文献としては次のようなものがある。

0003

特開平11−094671号公報

0004

図8は、従来より一般に使用されている従来例の全体構成説明図で、図9図8の要部構成説明図である。
差圧測定装置は、プロセスの測定流体の圧力を直接受圧する接液ダイアフラム1と、接液ダイアフラム1が取付けられるダイアフラムブロック2と、接液ダイアフラム1が受圧した測定流体の圧力を圧力センサ3に伝達するための圧力伝達媒体である封入液4と、圧力センサ3等を溶接等により組み立て構成するための本体ボディ5から成り立っている。

0005

さらに、圧力センサ3への電源と圧力センサ3からの信号を処理するための増幅部6から構成されている。
7はダイアフラムブロック2に埋め込まれた低膨張係数金属体である。

発明が解決しようとする課題

0006

しかしながら、このような装置においては、差圧測定装置がプロセスに取付けられ、プロセスの圧力を測定する際に、プロセスの温度が変化すると、差圧測定装置に圧力伝達媒体として封入されている封入液4が膨張体積が増加する。

0007

その増加した封入液4の体積が接液ダイアフラム1に影響し、接液ダイアフラム1の反力となり、プロセスの圧力が変化していないにもかかわらず、圧力センサー3は差圧測定装置自身の内部圧力が変化するため、圧力変化とし信号を出力してしまう。
その対策として、ダイアフラムブロック2内部に低膨張係数金属体7を埋め込み、封入液4の膨張分をキャンセルさせる構造を取っている。

0008

これにより差圧測定装置の内圧の上昇が押さえられ、接液温度誤差を小さく出来る。
しかし、この場合、封入液4の膨張する時間と、低膨張係数金属金属体7が温度により安定するまでの時間差が大きく安定するまでに時間が掛かり、結果として過渡的な出力誤差が発生してしまう。

0009

特に、バッチ運転を行っているプロセスでは、結果として低膨張係数金属体7がプロセス温度(封入液4の膨張速度)の変化に追従できず、指示が安定しないことがある。
さらに、封入液4の量と低膨張係数金属体7の関係が重要であるため、低膨張係数金属体7とダイアフラムブロック2の寸法を高精度に仕上げなくてはならない。
また、低膨張係数金属は高価であり価格的にも問題があった。

0010

本発明の目的は、上記の課題を解決するもので、接液温度特性が向上された差圧測定装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0011

このような課題を達成するために、本発明では、請求項1の差圧測定装置においては、
封入液に一面側が接し他面側にプロセス圧力を受圧する接液ダイアフラムを具備する差圧測定装置において、
線膨張係数の異なる複数の部材が貼り合わせられて構成され自身の変形によりプロセスの温度変化によって発生する封入液の膨張収縮量を吸収してプロセスの温度変化に基づく温度誤差を低減させる接液ダイアフラムを具備したことを特徴とする。

0012

本発明の請求項2においては、請求項1記載の差圧測定装置において、
前記接液ダイアフラムは、接液ダイアフラム形状を予め凹あるいは凸形状に構成されたことを特徴とする。

0013

本発明の請求項3においては、請求項1又は請求項2記載の差圧測定装置において、
前記接液ダイアフラムは、前記複数の部材が互いの厚みが異なることを特徴とする。

0014

本発明の請求項4においては、請求項1乃至請求項3の何れかに記載の差圧測定装置において、
前記接液ダイアフラムは、3種類以上の部材が使用されたことを特徴とする。

0015

本発明の請求項5においては、請求項1乃至請求項4の何れかに記載の差圧測定装置において、
前記接液ダイアフラムの接液側は、接液ダイアフラムの取付けブロックシーム溶接されたことを特徴とする。

0016

本発明の請求項6においては、請求項1乃至請求項4の何れかに記載の差圧測定装置において、
前記接液ダイアフラムの接液側は、接液ダイアフラムの取付けブロックにロー付け溶接されたことを特徴とする。

0017

本発明の請求項7においては、請求項1乃至請求項6の何れかに記載の差圧測定装置において、
前記接液ダイアフラムの接液側はオーステナイト系ステンレスの部材からなり、前記接液ダイアフラムの封入液側はニッケルクロムモリブデン鋼の部材からなることを特徴とする。

0018

本発明の請求項8においては、請求項1乃至請求項6の何れかに記載の差圧測定装置において、
前記接液ダイアフラムの接液側はチタンあるいはタンタルの部材からなり、前記接液ダイアフラムの封入液側はオーステナイト系ステンレスの部材からなることを特徴とする。

0019

本発明の請求項9においては、請求項1乃至請求項8の何れかに記載の差圧測定装置において、
前記接液ダイアフラムは波型形状に構成されたことを特徴とする。

発明の効果

0020

以上説明したように、本発明の請求項1によれば、次のような効果がある。
プロセスの温度変化に基づく封入液の膨張収縮を、接液ダイアフラムの変形による封入液室の増減により吸収するようにしたので、接液温度誤差が少なく、接液温度特性が向上された差圧測定装置が得られる。

0021

本発明の請求項2によれば、次のような効果がある。
接液ダイアフラムは、接液ダイアフラム形状を予め凹あるいは凸形状に構成されたので、プロセスの温度変化に対する感度が向上された差圧測定装置が得られる。

0022

本発明の請求項3によれば、次のような効果がある。
接液ダイアフラムは、記複数の部材が互いの厚みが異なるので、プロセスの温度変化に対する補償に細かく対応でき、更に、接液温度特性が向上された差圧測定装置が得られる。

0023

本発明の請求項4によれば、次のような効果がある。
接液ダイアフラムは、3種類以上の部材が使用されたので、、プロセスの温度変化に対する補償が細かく対応でき、更に、接液温度特性が向上された差圧測定装置が得られる。

0024

本発明の請求項5、請求項6によれば、次のような効果がある。
接液する箇所には接液ダイアフラムの封入液側に使用された部材の材料は出てこない。これにより、本来の耐食性は保たれ且つ接液温度による誤差が小さい差圧測定装置が得られる。

0025

本発明の請求項7によれば、次のような効果がある。
接液ダイアフラムの接液側はオーステナイト系ステンレスの部材からなり、接液ダイアフラムの封入液側はニッケル・クロム・モリブデン鋼の部材からなるので、プロセス流体腐食性流体の場合にも、容易に対処出来る差圧測定装置が得られる。

0026

本発明の請求項8によれば、次のような効果がある。
接液ダイアフラムの接液側はチタンあるいはタンタルの部材からなり、接液ダイアフラムの封入液側はオーステナイト系ステンレスの部材からなるので、プロセス流体が高腐食性流体の場合にも、容易に対処出来る差圧測定装置が得られる。

0027

本発明の請求項9によれば、次のような効果がある。
接液ダイアフラムは波型形状に構成されたので、プロセス流体特性に柔軟に対応出来る差圧測定装置が得られる。

発明を実施するための最良の形態

0028

以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施例の全体構成説明図、図2図1の要部構成説明図、図3図2の要部構成説明図、図4図3の側面図である。
図において、図8図9と同一記号の構成は同一機能を表す。
以下、図8図9相違部分のみ説明する。

0029

接液ダイアフラム11は、線膨張係数の異なる複数の部材が貼り合わせられて構成され、自身の変形によりプロセスの温度変化によって発生する封入液4の膨張収縮量を吸収してプロセスの温度変化に基づく温度誤差を低減させる。
この場合は、接液ダイアフラム11は、2枚の部材111,112が互いの厚みが異なるようにされている。
なお、接液ダイアフラム11は、3種類以上の部材が使用されても良いことは、勿論である。
また、この場合は、接液ダイアフラム11の接液側はオーステナイト系ステンレスの部材111からなり、接液ダイアフラム11の封入液4側はニッケル・クロム・モリブデン鋼の部材112からなる、いわゆるクラッド材を使用する。
それぞれの金属の線膨張係数は、ニッケル・クロム・モリブデン鋼は12.4×10−6(1/℃)に対し、オーステナイト系SUS316は16×10−6(1/℃)である。
なお、プロセス流体が高腐食性流体の場合に、容易に対処出来るように、接液ダイアフラム11の接液側はチタンあるいはタンタルの部材からなり、前記接液ダイアフラムの封入液側はオーステナイト系ステンレスの部材からなるようにしても良い。
但し、チタンやタンタルは、のニッケル・クロム・モリブデン鋼と比べ約半分の線膨張係数しか有しない。

0030

以上の構成において、プロセス圧力は接液ダイアフラム11に印加され、封入液4を介してセンサ3に伝達される。
センサ3からは測定圧力に比例した信号が出力され、アンプ6を介して規定の信号に変化され、上位のDCS等に送られる。
そして、クラッド材によって製作された接液ダイアフラム11は温度が上がるとオーステナイト系の材料の方が線膨張係数が大きいため接液ダイアフラム11が接液側に変形する。
これにより、接液ダイアフラム11とダイアフラムブロック2間の空間が大きくなり、温度による封入液4の膨張量を見かけ上小さくする事が可能となる。
この結果プロセス温度が変化する事による差圧測定装置の封入液圧力が上昇せず接液温度誤差が発生しなくなり、接液温度特性が向上された差圧測定装置が得られる。

0031

この結果、
プロセスの温度変化に基づく封入液4の膨張収縮を、接液ダイアフラム11の変形による封入液4室の増減により吸収するようにしたので、接液温度誤差が少なく、接液温度特性が向上された差圧測定装置が得られる。

0032

接液ダイアフラム11は、複数の部材が互いの厚みが異なるので、プロセスの温度変化に対する補償に細かく対応でき、更に、接液温度特性が向上された差圧測定装置が得られる。

0033

接液ダイアフラムは、3種類以上の部材が使用されれば、プロセスの温度変化に対する補償が細かく対応でき、更に、接液温度特性が向上された差圧測定装置が得られる。

0034

接液ダイアフラムの接液側はオーステナイト系ステンレスの部材からなり、接液ダイアフラムの封入液側はニッケル・クロム・モリブデン鋼の部材からなるので、プロセス流体が腐食性流体の場合にも、容易に対処出来る差圧測定装置が得られる。

0035

接液ダイアフラムの接液側はチタンあるいはタンタルの部材からなり、接液ダイアフラムの封入液側はオーステナイト系ステンレスの部材からなるものを使用すれば、プロセス流体が高腐食性流体の場合にも、容易に対処出来る差圧測定装置が得られる。

0036

図5は本発明の他の実施例の要部構成説明図である。
本実施例においては、接液ダイアフラム21は、接液ダイアフラム21の形状を予め凹あるいは凸形状に構成されている。
従って、プロセスの温度変化に対する感度が向上された差圧測定装置が得られる。
例えば、接液ダイアフラム21の接液側はオーステナイト系ステンレスの部材211からなり、接液ダイアフラム21の封入液4側はニッケル・クロム・モリブデン鋼の部材212からなる、いわゆるクラッド材を使用した場合に。
予め凸形状のため、プロセス温度が上がると接液側に変形し、プロセス温度が下がるとダイアフラムブロック2側に変形し易くなる。
更に、プロセス流体が高腐食性流体の場合に、接液ダイアフラム21aの接液側はチタンあるいはタンタルの部材からなり、接液ダイアフラム21aの封入液4側はオーステナイト系ステンレスの部材からなるようにした場合に。
接液ダイアフラム21aの形状を凹形にする事により前述と同じ効果が得られる。
なお、接液ダイアフラムは波型形状に構成されても良いことは勿論である。

0037

この結果、接液ダイアフラムは波型形状に構成されれば、プロセス流体特性に柔軟に対応出来る差圧測定装置が得られる。

0038

図6は本発明の他の実施例の要部構成説明図、図7図6製作説明図である。
本実施例においては、接液ダイアフラム31の接液側311は、接液ダイアフラムの取付けのダイアフラムブロック32にシーム溶接33されている。
異種材料を貼り合わせた接液ダイアフラム31はダイアフラムブロック32への接合方法も従来の溶接方法では溶接部に2種類の合金が出来てしまい、溶接部は本来の耐食性が保てない。
そこで、ダイアフラムブロック32側に使用された材料がプロセス流体と接液しない構造としたのである。
異種材料を貼り合わせた接液ダイアフラム31をまずリング321にシーム溶接33で接合する。シーム溶接33は接触面のみの接合溶接であり、接液ダイアフラム31の裏面側312に使用した金属材料312は合金とならない。
その後リング321をブロック322に電子ビーム溶接又はTIG溶接34を実施する。
これにより接液する箇所には接液ダイアフラム31の裏面側312に使用された金属材料は出てこない。
これにより、本来の耐食性は保たれ且つ接液温度による誤差が小さい差圧圧力伝送器成立する。

0039

この結果、接液する箇所には接液ダイアフラム31の封入液4側に使用された部材312の材料は出てこない。
これにより、本来の耐食性は保たれ且つ接液温度による誤差が小さい差圧測定装置が得られる。
なお、接液ダイアフラム31の接液側311は、接液ダイアフラムの取付けブロックにロー付け溶接されたても良いことは勿論である。

0040

なお、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。したがって本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形をも含むものである。

図面の簡単な説明

0041

本発明の一実施例の全体構成説明図である。
図1の要部構成説明図である。
図2の要部構成説明図である。
図3の側面図である。
本発明の他の実施例の要部構成説明図である。
本発明の他の実施例の要部構成説明図である。
図6の製作説明図である。
従来より一般に使用されている従来例の全体構成説明図である。
図8の要部構成説明図である。

符号の説明

0042

1接液ダイアフラム
2ダイアフラムブロック
3圧力センサ
4封入液
5本体ボディ
6増幅部
7低膨張係数金属体
11 接液ダイアフラム
111 部材
112 部材
21 接液ダイアフラム
211 部材
212 部材
31 接液ダイアフラム
311接液側
312 裏面側
32 ダイアフラムブロック
321リング
322 ブロック
33シーム溶接
34電子ビーム溶接又はTIG溶接

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