特許 6010439 差圧センサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6010439

(24)【登録日】2016年9月23日

(45)【発行日】2016年10月19日

(54)【発明の名称】差圧センサ

(51)【国際特許分類】

   G01L 13/02 20060101AFI20161006BHJP

【ＦＩ】

   G01L13/02 A

【請求項の数】2

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2012-260914(P2012-260914)

(22)【出願日】2012年11月29日

(65)【公開番号】特開2014-106182(P2014-106182A)

(43)【公開日】2014年6月9日

【審査請求日】2015年9月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006666

【氏名又は名称】アズビル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100064621

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 政樹

(74)【代理人】

【識別番号】100098394

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 茂樹

(72)【発明者】

【氏名】石倉 義之

(72)【発明者】

【氏名】田中 達夫

【審査官】 公文代 康祐

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６３−３１４４３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６２−１５３５４７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０５−０１８８３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０２５７０５４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−１８１９４９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｌ ７／００ − ２３／３２

Ｇ０１Ｌ ２７／００ − ２７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一方の面および他方の面に受ける圧力差に応じた信号を出力するセンサダイアフラムと、
前記センサダイアフラムを内部に有し、前記センサダイアフラムの一方の面および他方の面を受圧面とし、このセンサダイアフラムの受圧面に平行な面がセンサ室の壁面に接合されたセンサチップと、
第１の測定圧を受ける第１の受圧ダイアフラムと、
第２の測定圧を受ける第２の受圧ダイアフラムと、
前記第１の受圧ダイアフラムが受けた第１の測定圧を前記センサダイアフラムの一方の面に伝達する第１の圧力伝達媒体と、
前記第２の受圧ダイアフラムが受けた第２の測定圧を前記センサダイアフラムの他方の面に伝達する第２の圧力伝達媒体と、
前記センサ室を封入室の一部として充填され、前記第１の測定圧および前記第２の測定圧のうち相対的に高圧の測定圧を、前記センサダイアフラムが前記センサチップのセンサダイアフラムの受圧面に平行な面と前記センサ室の壁面との接合部に向かう方向に押圧されるように、前記センサチップに働かせる第３の圧力伝達媒体と、
前記第１の測定圧を分岐して受ける第３の受圧ダイアフラムと、
前記第２の測定圧を分岐して受ける第４の受圧ダイアフラムと、
前記センサ室、前記封入室、前記第１および第２の受圧ダイアフラム、前記第３および第４の受圧ダイアフラムが設けられたメータボディとを備え、
前記メータボディには、
前記第１および第２の圧力伝達媒体が封止された第１および第２の導圧路と、
前記第１および第２の測定圧を前記第３および第４の受圧ダイアフラムに導く第３および第４の導圧路と、
前記第３の受圧ダイアフラムの背面側の空間と前記センサ室とを連通させる第１の連通路と、
前記第４の受圧ダイアフラムの背面側の空間と前記センサ室とを連通させる第２の連通路とが形成され、
前記第３および第４の受圧ダイアフラムの背面側の空間と前記第１および第２の連通路と前記センサ室とを合わせた空間を前記封入室として前記第３の圧力伝達媒体が充填されている
ことを特徴とする差圧センサ。

【請求項2】

請求項１に記載された差圧センサにおいて、
前記メータボディは、４つの側面を有する六面体とされ、
前記第１〜第４の受圧ダイアフラムは、
前記メータボディの４つの側面に１つずつ配設されている
ことを特徴とする差圧センサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、圧力差に応じた信号を出力するセンサダイアフラムを用いた差圧センサに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来より、工業用の差圧センサとして、圧力差に応じた信号を出力するセンサダイアフラムを用いた差圧センサが用いられている。この差圧センサは、高圧側および低圧側の受圧ダイアフラムに加えられる各測定圧を、圧力伝達媒体としての封入液によってセンサダイアフラムの一方の面および他方の面に導き、そのセンサダイアフラムの歪みを例えば歪抵抗ゲージの抵抗値変化として検出し、この抵抗値変化を電気信号に変換して取り出すように構成されている。

【0003】

このような差圧センサは、例えば石油精製プラントにおける高温反応塔等の被測定流体を貯蔵する密閉タンク内の上下２位置の差圧を検出することにより、液面高さを測定するときなどに用いられる。

【0004】

図５に従来の差圧センサの概略構成を示す。この差圧センサ１００は、センサダイアフラム（図示せず）を有するセンサチップ１をメータボディ２に組み込んで構成される。センサチップ１におけるセンサダイアフラムは、シリコンやガラス等からなり、薄板状に形成されたダイアフラムの表面に歪抵抗ゲージが形成されている。メータボディ２は、金属製の本体部３とセンサ部４とからなり、本体部３の側面に一対の受圧部をなすバリアダイアフラム（受圧ダイアフラム）５ａ，５ｂが設けられ、センサ部４のセンサ室４ａ内にセンサチップ１が設けられている。

【0005】

メータボディ２において、センサ室４ａ内に設けられたセンサチップ１と本体部３に設けられたバリアダイアフラム５ａ，５ｂとの間は、大径のセンタダイアフラム６により隔離された圧力緩衝室７ａ，７ｂを介してそれぞれ連通され、センサチップ１とバリアダイアフラム５ａ，５ｂとを結ぶ連通路８ａ，８ｂにシリコーンオイル等の圧力伝達媒体９ａ，９ｂが封入されている。

【0006】

なお、シリコーンオイル等の圧力媒体が必要となるのは、センサダイアフラムに対する計測媒体中の異物付着を防ぐこと、センサダイアフラムを腐食させないため、耐食性を持つ受圧ダイアフラムと応力（圧力）感度を持つセンサダイアフラムとを分離する必要があるためである。

【0007】

この差圧センサ１００では、図６(ａ)に定常状態時の動作態様を模式的に示すように、プロセスからの測定圧Ｐ１がバリアダイアフラム５ａに印加され、プロセスからの測定圧Ｐ２がバリアダイアフラム５ｂに印加される。これにより、バリアダイアフラム５ａ，５ｂが変位し、その加えられた圧力Ｐ１，Ｐ２がセンタダイアフラム６により隔離された圧力緩衝室７ａ，７ｂを介し、圧力伝達媒体９ａ，９ｂを通して、センサチップ１のセンサダイアフラムの一方の面および他方の面にそれぞれ導かれる。この結果、センサチップ１のセンサダイアフラムは、その導かれた圧力Ｐ１，Ｐ２の差圧ΔＰに相当する変位を呈することになる。

【0008】

これに対して、例えば、バリアダイアフラム５ｂに過大圧Ｐoverが加わると、図６(ｂ)に示すようにバリアダイアフラム５ｂが大きく変位し、これに伴ってセンタダイアフラム６が過大圧Ｐoverを吸収するように変位する。そして、バリアダイアフラム５ｂがメータボディ２の凹部１０ｂの底面（過大圧保護面）に着底し、その変位が規制されると、バリアダイアフラム５ｂを介するセンサダイアフラムへのそれ以上の差圧ΔＰの伝達が阻止される。バリアダイアフラム５ａに過大圧Ｐoverが加わった場合も、バリアダイアフラム５ｂに過大圧Ｐoverが加わった場合と同様にして、バリアダイアフラム５ａがメータボディ２の凹部１０ａの底面（過大圧保護面）に着底し、その変位が規制されると、バリアダイアフラム５ａを介するセンサダイアフラムへのそれ以上の差圧ΔＰの伝達が阻止される。この結果、過大圧Ｐoverの印加によるセンサチップ１の破損、すなわちセンサチップ１におけるセンサダイアフラムの破損が未然に防止される。

【0009】

この差圧センサ１００では、メータボディ２にセンサチップ１を内包させているので、プロセス流体など外部腐食環境からセンサチップ１を保護することができる。しかしながら、センタダイアフラム６やバリアダイアフラム５ａ，５ｂの変位を規制するための凹部１０ａ，１０ｂを備え、これらによってセンサチップ１を過大圧Ｐoverから保護する構造をとっているので、その形状が大型化することが避けられない。

【0010】

そこで、センサチップに第１のストッパ部材および第２のストッパ部材を設け、この第１のストッパ部材および第２のストッパ部材の凹部をセンサダイアフラムの一方の面および他方の面に対峙させることによって、過大圧が印加された時のセンサダイアフラムの過度な変位を阻止し、これによってセンサダイアフラムの破損・破壊を防止する構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【0011】

図７に特許文献１に示された構造を採用したセンサチップの概略を示す。同図において、１１−１はセンサダイアフラム、１１−２および１１−３はセンサダイアフラム１１−１を挟んで接合された第１および第２のストッパ部材、１１−４および１１−５はストッパ部材１１−２および１１−３に接合された台座である。ストッパ部材１１−２，１１−３や台座１１−４，１１−５はシリコンやガラスなどにより構成されている。

【0012】

このセンサチップ１１において、ストッパ部材１１−２，１１−３には凹部１１−２ａ，１１−３ａが形成されており、ストッパ部材１１−２の凹部１１−２ａをセンサダイアフラム１１−１の一方の面に対峙させ、ストッパ部材１１−３の凹部１１−３ａをセンサダイアフラム１１−１の他方の面に対峙させている。凹部１１−２ａ，１１−３ａは、センサダイアフラム１１−１の変位に沿った曲面（非球面）とされており、その頂部に圧力導入孔（導圧孔）１１−２ｂ，１１−３ｂが形成されている。また、台座１１−４，１１−５にも、ストッパ部材１１−２，１１−３の導圧孔１１−２ｂ，１１−３ｂに対応する位置に、圧力導入孔（導圧孔）１１−４ａ，１１−５ａが形成されている。

【0013】

このようなセンサチップ１１を用いると、センサダイアフラム１１−１の一方の面に過大圧が印加されてセンサダイアフラム１１−１が変位したとき、その変位面の全体がストッパ部材１１−３の凹部１１−３ａの曲面によって受け止められる。また、センサダイアフラム１１−１の他方の面に過大圧が印加されてセンサダイアフラム１１−１が変位したとき、その変位面の全体がストッパ部材１１−２の凹部１１−２ａの曲面によって受け止められる。

【0014】

これにより、センサダイアフラム１１−１に過大圧が印加された時の過度な変位が阻止され、過大圧の印加によるセンサダイアフラム１１−１の不本意な破壊を効果的に防ぎ、その過大圧保護動作圧力（耐圧）を高めることが可能となる。また、図５に示された構造において、センタダイアフラム６や圧力緩衝室７ａ，７ｂをなくし、バリアダイアフラム５ａ，５ｂからセンサダイアフラム１１−１に対して直接的に測定圧Ｐ１，Ｐ２を導くようにして、メータボディ２の小型化を図ることが可能となる。

【0015】

このメータボディ２の小型化を図った構造において、センサチップ１１は、図８に示すように、センサ室４ａに収容され、そのセンサ室４ａの底面（壁面）４ｂに台座１１−５を接合することによって固定される。この場合、測定圧Ｐ１，Ｐ２を受けて、その測定圧Ｐ１，Ｐ２の差圧ΔＰに応じてセンサダイアフラム１１−１が低圧側に撓む。この撓みは、センサチップ１１のセンサ室４ａの壁面４ｂとの接合部に向かうことが望ましい。逆の方向に撓みが生じる場合には、センサ室４ａの壁面４ｂとの接合部からセンサチップ１１を剥離する場合が生じる。センサ室４ａの壁面４ｂとの接合部外周から形成される面積Ｓと測定圧Ｐ１との積（Ｓ・Ｐ１）に応じた力Ｆ１で接合部は押し付けられる。一方、センサ室４ａの壁面４ｂとの接合部に内包され、かつ、測定圧Ｐ２に連結された未接合面積Ｘと測定圧Ｐ２との積（Ｘ・Ｐ２）に応じた力Ｆ２で接合部は引き離される。接合部が単独で接合を維持する力Ｆ３とＦ１の合計が、Ｆ２により常に大きくなければ、接合は剥離される。面積Ｓは面積Ｘよりその定義上大きく、Ｐ１がＰ２より大きければ、接合部は剥離されることが無い。またセンサチップ１１内のセンサダイアフラム１１−１とストッパ部材１１−３との接合部等でも同様な関係となる。このため、通常、圧力Ｐ１を受ける側を高圧側、圧力Ｐ２を受ける側を低圧側として定めて使用される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0016】

【特許文献1】特開２００５−６９７３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0017】

しかしながら、このようなセンサチップ１１の構造において、圧力Ｐ１と圧力Ｐ２との高低関係が逆転しうるような場合や、圧力Ｐ１と圧力Ｐ２との高低関係は逆転しないが、差圧センサを現場に設置する際に作業者が誤って、圧力Ｐ１側を低圧側、圧力Ｐ２側を高圧側として選択してしまうこともあり、高圧側・低圧側を定めただけでは、センサチップ１１の接合部（センサチップ１１のセンサ室４ａの壁面４ｂとの接合部、センサチップ１１内の多層構造の接合部）の剥離を完全には防止することができない。

【0018】

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、センサチップの接合部の剥離を完全に防止するとともに、単純な構造とし、小型化を図ることも可能な差圧センサを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0019】

このような目的を達成するために、本発明は、一方の面および他方の面に受ける圧力差に応じた信号を出力するセンサダイアフラムと、センサダイアフラムを内部に有し、センサダイアフラムの一方の面および他方の面を受圧面とし、このセンサダイアフラムの受圧面に平行な面がセンサ室の壁面に接合されたセンサチップと、第１の測定圧を受ける第１の受圧ダイアフラムと、第２の測定圧を受ける第２の受圧ダイアフラムと、第１の受圧ダイアフラムが受けた第１の測定圧をセンサダイアフラムの一方の面に伝達する第１の圧力伝達媒体と、第２の受圧ダイアフラムが受けた第２の測定圧をセンサダイアフラムの他方の面に伝達する第２の圧力伝達媒体と、センサ室を封入室の一部として充填され、第１の測定圧および第２の測定圧のうち相対的に高圧の測定圧を、センサダイアフラムがセンサチップのセンサダイアフラムの受圧面に平行な面とセンサ室の壁面との接合部に向かう方向に押圧されるように、センサチップに働かせる第３の圧力伝達媒体と、第１の測定圧を分岐して受ける第３の受圧ダイアフラムと、第２の測定圧を分岐して受ける第４の受圧ダイアフラムと、前記センサ室、前記封入室、前記第１および第２の受圧ダイアフラム、前記第３および第４の受圧ダイアフラムが設けられたメータボディとを備え、メータボディには、第１および第２の圧力伝達媒体が封止された第１および第２の導圧路と、第１および第２の測定圧を第３および第４の受圧ダイアフラムに導く第３および第４の導圧路と、第３の受圧ダイアフラムの背面側の空間とセンサ室とを連通させる第１の連通路と、第４の受圧ダイアフラムの背面側の空間とセンサ室とを連通させる第２の連通路とが形成され、第３および第４の受圧ダイアフラムの背面側の空間と第１および第２の連通路とセンサ室とを合わせた空間を封入室として第３の圧力伝達媒体が充填されていることを特徴とする。

【0020】

この発明において、センサ室には、このセンサ室を封入室の一部として、第３の圧力伝達媒体が充填される。このセンサ室において、第３の圧力伝達媒体は、第１の測定圧および第２の測定圧のうち相対的に高圧の測定圧を、センサダイアフラムがセンサチップのセンサダイアフラムの受圧面に平行な面とセンサ室の壁面との接合部に向かう方向に押圧されるように、センサチップに働かせる。

【0021】

すなわち、本発明では、第２の測定圧が第１の測定圧よりも高い場合には、第４の受圧ダイアフラムが背面側に撓み、第３の受圧ダイアフラムが背面側とは反対の側（前面側）に撓む。ここで、第３の受圧ダイアフラムの前面側への撓みが規制されるものとすると、センサ室に充填されている第３の圧力伝達媒体の圧力が高まり、第１の測定圧よりも高い第２の測定圧がセンサチップのセンサダイアフラムの受圧面に平行な面とセンサ室の壁面との接合部に向かう方向に働くものとなる。また、第１の測定圧が第２の測定圧よりも高い場合には、第３の受圧ダイアフラムが背面側に撓み、第４の受圧ダイアフラムが背面側とは反対の側（前面側）に撓む。ここで、第４の受圧ダイアフラムの前面側への撓みが規制されるものとすると、センサ室に充填されている第３の圧力伝達媒体の圧力が高まり、第２の測定圧よりも高い第１の測定圧がセンサチップのセンサダイアフラムの受圧面に平行な面とセンサ室の壁面との接合部に向かう方向に働くものとなる。

【0022】

これにより、第１の測定圧と第２の測定圧との高低関係が逆転しうるような場合や、第１の測定圧と第２の測定圧との高低関係は逆転しないが、現場に設置する際に作業者が高圧側と低圧側とを誤って選択してしまったような場合でも、常にセンサチップに対して、センサチップのセンサダイアフラムの受圧面に平行な面とセンサ室の壁面との接合部に向かう方向への力を加えるようにして、センサチップの接合部（センサチップのセンサ室の壁面との接合部、センサチップ内の多層構造の接合部）の剥離を防止することが可能となる。

【0023】

本発明では、第１の圧力伝達媒体と第２の圧力伝達媒体はセンサダイアフラムの一方の面および他方の面に測定圧を伝えるため、差圧の検出精度に影響を与える。このため、第１の圧力伝達媒体と第２の圧力伝達媒体は測定目的のみに利用し、第３の圧力伝達媒体をセンサ室を含む封入室に充填することにより、差圧の測定には影響を与えずに測定圧を利用して、センサチップの接合部の剥離を防止するようにする。

【0024】

また、本発明では、第１および第２の測定圧を第３および第４の受圧ダイアフラムに導く第３および第４の導圧路をメータボディに形成することにより、第１および第２の測定圧をメータボディの外側から第３および第４の受圧ダイアフラムに直接導く必要がなく、そのために要する導圧管を削減し、単純な構造とすることができる。

【0025】

また、本発明では、第１および第２の測定圧はメータボディの内部の第３および第４の導圧路を介して第３および第４の受圧ダイアフラムに導かれるので、第１および第２の測定圧を第１および第２の受圧ダイアフラムが存在する側面のみに外部より供給すればよく、例えば、メータボディを４つの側面を有する六面体とし、第１〜第４の受圧ダイアフラムをメータボディの４つの側面に１つずつ配設するようにして、メータボディ側面の長さを縮小し、小型化を図ることも可能となる。

【発明の効果】

【0026】

本発明によれば、センサ室を封入室の一部として第３の圧力伝達媒体を充填し、第１の測定圧および第２の測定圧のうち相対的に高圧の測定圧を、センサダイアフラムがセンサチップのセンサダイアフラムの受圧面に平行な面とセンサ室の壁面との接合部に向かう方向に押圧されるように、センサチップに働かせるようにしたので、第１の測定圧と第２の測定圧との高低関係が逆転しうるような場合や、第１の測定圧と第２の測定圧との高低関係は逆転しないが、現場に設置する際に作業者が高圧側と低圧側とを誤って選択してしまったような場合でも、常にセンサチップに対して、センサチップのセンサダイアフラムの受圧面に平行な面とセンサ室の壁面との接合部に向かう方向への力を加えるようにして、センサチップの接合部（センサチップのセンサ室の壁面との接合部、センサチップ内の多層構造の接合部）の剥離を完全に防止することが可能となる。

【0027】

また、本発明によれば、第１および第２の測定圧を第３および第４の受圧ダイアフラムに導く第３および第４の導圧路をメータボディに形成するようにしたので、第１および第２の測定圧を第３および第４の受圧ダイアフラムに導く導圧管をメーターボディの外側に設ける必要をなくし、単純な構造とし、小型化を図ることも可能となる。例えば、メータボディを４つの側面を有する六面体とし、第１〜第４の受圧ダイアフラムをメータボディの４つの側面に１つずつ配設するようにして、メータボディ側面の長さを縮小し、小型化を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明に係る差圧センサの一実施の形態の外観を示す図である。

【図2】この差圧センサをメータボディの左前面側（側面１２Ｄ側）から見た縦断面図である。

【図3】この差圧センサをメータボディの前面側（側面１２Ａ側）から見た縦断面図である。

【図4】この差圧センサの横断面図（平面断面図）である。

【図5】従来の差圧センサの概略構成を示す図である。

【図6】この差圧センサの動作態様を模式的に示す図である。

【図7】特許文献１に示された構造を採用したセンサチップの概略を示す図である。

【図8】このセンサチップをメータボディのセンサ室の壁面に接合した状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

【0030】

図１はこの発明に係る差圧センサの一実施の形態の外観を示す図である。同図において、１２は金属製のメータボディであり、４つの側面１２Ａ〜１２Ｄと上面１２Ｅと底面１２Ｆとを有する六面体とされている。この例において、メータボディ１２は正六面体（立方体）としているが、六面体であればよく、その形状はどのようなものであってもよい。

【0031】

図２にこの差圧センサ２００をメータボディ１２の左側面側（側面１２Ｄ側）から見た縦断面図を示す。図３にこの差圧センサ２００をメータボディ１２の前面側（側面１２Ａ側）から見た縦断面図を示す。図４にこの差圧センサ２００の横断面図（平面断面図）を示す。

【0032】

この差圧センサ２００において、メータボディ１２にはその上部にセンサ室１２ａが設けられている。このセンサ室１２ａには、センサチップ１１が収容されており、センサチップ１１はその台座１１−５をセンサ室１２ａの底面（壁面）１２ｂに接合することによって固定されている。すなわち、センサチップ１１は、内部にセンサダイアフラム１１−１を有し、このセンサダイアフラム１１−１の一方の面および他方の面を受圧面とし、このセンサダイアフラム１１−１の受圧面に平行な面（台座１１−５の底面）がセンサ室１２ａの底面（壁面）１２ｂに接合されている。

【0033】

メータボディ１２の側面１２Ａ，１２Ｂには一対の受圧ダイアフラム１３ａ，１３ｂが設けられている。受圧ダイアフラム１３ａは、測定圧Ｐ１を受けるＰ１側センシング用受圧ダイアフラムとされ、受圧ダイアフラム１３ｂは、測定圧Ｐ２を受けるＰ２側センシング用受圧ダイアフラムとされている。メータボディ１２には、Ｐ１側センシング用受圧ダイアフラム１３ａの背面側に凹部１２ｃが形成されており、Ｐ２側センシング用受圧ダイアフラム１３ｂの背面側に凹部１２ｄが形成されている。

【0034】

メータボディ１２の側面１２Ｃ，１２Ｄには一対の受圧ダイアフラム１４ａ，１４ｂが設けられている。受圧ダイアフラム１４ａは、測定圧Ｐ１を分岐して受けるＰ１側保護用受圧ダイアフラムとされ、受圧ダイアフラム１４ｂは、測定圧Ｐ２を分岐して受けるＰ２側保護用受圧ダイアフラムとされている。

【0035】

なお、受圧ダイアフラム１４ａ、１４ｂの剛性は極力低いことが望ましい。メータボディ１２には、Ｐ１側保護用受圧ダイアフラム１４ａの背面側に凹部１２ｅが形成されており、Ｐ２側保護用受圧ダイアフラム１４ｂの背面側に凹部１２ｆが形成されている。

【0036】

Ｐ１側保護用受圧ダイアフラム１４ａは、このＰ１側保護用受圧ダイアフラム１４ａの前面側に設けられたＰ１側保護用受圧ダイアフラムストッパ１５ａと一体化されており、このＰ１側保護用受圧ダイアフラム１４ａとＰ１側保護用受圧ダイアフラムストッパ１５ａとを一体化した部品（円形の部品）をＰ１側保護用受圧ダイアフラム体１６ａとしてメータボディ１２の側面１２Ｃに形成されたＰ１側保護用受圧ダイアフラム体格納室（円形の段差穴）１７ａに嵌め込み、このＰ１側保護用受圧ダイアフラム体１６ａが嵌め込まれたＰ１側保護用受圧ダイアフラム体格納室１７ａの開口面をＰ１側保護用受圧ダイアフラム体押さえ１８ａで塞いでいる。Ｐ１側保護用受圧ダイアフラム体押さえ１８ａはＰ１側保護用受圧ダイアフラム体１６ａよりも大径とされ、Ｐ１側保護用受圧ダイアフラム体格納室１７ａ内のＰ１側保護用受圧ダイアフラム体１６ａの周囲には空間１９ａが形成されている。

【0037】

Ｐ１側保護用受圧ダイアフラムストッパ１５ａは、Ｐ１側保護用受圧ダイアフラム１４ａの前面に面する凹部１５ａ１と、この凹部１５ａ１とＰ１側保護用受圧ダイアフラム１４ａとの間の空間１６ａ１に測定圧Ｐ１の測定媒体を導く圧力導入路（導圧路）１５ａ２とが形成されている。この導圧路１５ａ２は、Ｐ１側保護用受圧ダイアフラムストッパ１５ａの面上に、その外周縁から中心部に向かう一条の溝として形成されている。

【0038】

メータボディ１２の内部には連通路１２ｇ（図４参照）が形成されており、この連通路１２ｇを介してＰ１側保護用受圧ダイアフラム体格納室１７ａ内のＰ１側保護用受圧ダイアフラム体１６ａの周囲の空間１９ａに流入した測定圧Ｐ１の測定媒体が、Ｐ１側保護用受圧ダイアフラムストッパ１５ａの面上に形成されている導圧路１５ａ２を通して、Ｐ１側保護用受圧ダイアフラムストッパ１５ａの凹部１５ａ１とＰ１側保護用受圧ダイアフラム１４ａとの間の空間１６ａ１に導かれる。

【0039】

メータボディ１２の内部に形成された連通路１２ｇは、その一端がメータボディ１２の側面１２Ａに設けられているＰ１側センシング用受圧ダイアフラム１３ａのすぐ脇（メータボディ１２に測定媒体を導くフランジを取り付ける際の気密シール部以内）に開口し、その他端がＰ１側保護用受圧ダイアフラム体１６ａが嵌め込まれたＰ１側保護用受圧ダイアフラム体格納室１７ａ内の周囲の空間１９ａに開口している。

【0040】

Ｐ２側保護用受圧ダイアフラム１４ｂは、このＰ２側保護用受圧ダイアフラム１４ｂの前面側に設けられたＰ２側保護用受圧ダイアフラムストッパ１５ｂと一体化されており、このＰ２側保護用受圧ダイアフラム１４ｂとＰ２側保護用受圧ダイアフラムストッパ１５ｂとを一体化した部品（円形の部品）をＰ２側保護用受圧ダイアフラム体１６ｂとしてメータボディ１２の側面１２Ｄに形成されたＰ２側保護用受圧ダイアフラム体格納室（円形の段差穴）１７ｂに嵌め込み、このＰ２側保護用受圧ダイアフラム体１６ｂが嵌め込まれたＰ２側保護用受圧ダイアフラム体格納室１７ｂの開口面をＰ２側保護用受圧ダイアフラム体押さえ１８ｂで塞いでいる。Ｐ２側保護用受圧ダイアフラム体押さえ１８ｂはＰ２側保護用受圧ダイアフラム体１６ｂよりも大径とされ、Ｐ２側保護用受圧ダイアフラム体格納室１７ｂ内のＰ２側保護用受圧ダイアフラム体１６ｂの周囲には空間１９ｂが形成されている。

【0041】

Ｐ２側保護用受圧ダイアフラムストッパ１５ｂは、Ｐ２側保護用受圧ダイアフラム１４ｂの前面に面する凹部１５ｂ１と、この凹部１５ｂ１とＰ２側保護用受圧ダイアフラム１４ｂとの間の空間１６ｂ１に測定圧Ｐ２の測定媒体を導く圧力導入路（導圧路）１５ｂ２とが形成されている。この導圧路１５ｂ２は、Ｐ２側保護用受圧ダイアフラムストッパ１５ｂの面上に、その外周縁から中心部に向かう一条の溝として形成されている。

【0042】

メータボディ１２の内部には連通路１２ｈ（図４参照）が形成されており、この連通路１２ｈを介してＰ２側保護用受圧ダイアフラム体格納室１７ｂ内のＰ２側保護用受圧ダイアフラム体１６ｂの周囲の空間１９ｂに流入した測定圧Ｐ２の測定媒体が、Ｐ２側保護用受圧ダイアフラムストッパ１５ｂの面上に形成されている導圧路１５ｂ２を通して、Ｐ２側保護用受圧ダイアフラムストッパ１５ｂの凹部１５ｂ１とＰ２側保護用受圧ダイアフラム１４ｂとの間の空間１６ｂ１に導かれる。

【0043】

メータボディ１２の内部に形成された連通路１２ｈは、その一端がメータボディ１２の側面１２Ｂに設けられているＰ２側センシング用受圧ダイアフラム１３ｂのすぐ脇（メータボディ１２に測定媒体を導くフランジを取り付ける際の気密シール部以内）に開口し、その他端がＰ２側保護用受圧ダイアフラム体１６ｂが嵌め込まれたＰ２側保護用受圧ダイアフラム体格納室１７ｂ内の周囲の空間１９ｂに開口している。

【0044】

メータボディ１２には、Ｐ１側センシング用受圧ダイアフラム１３ａの背面側に形成された凹部１２ｃとセンサ室１２ａとの間に連通路１２ｉが形成されており、この連通路１２ｉはセンサ室１２ａの壁面１２ｂに接合されたセンサチップ１１の内部を通して、このセンサチップ１１の中央部に位置するセンサダイアフラム１１−１の一方側の面（上面）に連通している。この凹部１２ｃを含む連通路１２ｉには圧力伝達媒体２０ａが第１の圧力伝達媒体として封入されている。すなわち、凹部１２ｃを含む連通路１２ｉを第１の導圧路として、第１の圧力伝達媒体２０ａが封止されている。

【0045】

また、メータボディ１２には、Ｐ２側センシング用受圧ダイアフラム１３ｂの背面側に形成された凹部１２ｄとセンサ室１２ａとの間に連通路１２ｊが形成されており、この連通路１２ｊはセンサ室１２ａの壁面１２ｂに接合されたセンサチップ１１の内部を通して、このセンサチップ１１の中央部に位置するセンサダイアフラム１１−１の他方側の面（下面）に連通している。この凹部１２ｄを含む連通路１２ｊには圧力伝達媒体２０ｂが第２の圧力伝達媒体として封入されている。すなわち、凹部１２ｄを含む連通路１２ｊを第２の導圧路として、第２の圧力伝達媒体２０ｂが封止されている。

【0046】

また、メータボディ１２には、Ｐ１側保護用受圧ダイアフラム１４ａの背面側に形成された凹部１２ｅとセンサ室１２ａとの間に連通路１２ｋが形成され、Ｐ２側保護用受圧ダイアフラム１４ｂの背面側に形成された凹部１２ｆとセンサ室１２ａとの間に連通路１２ｌが形成されている。この凹部１２ｅを含む連通路１２ｋと、凹部１２ｆを含む連通路１２ｌと、センサ室１２ａとを合わせた空間は、センサ室１２の上面の開口を上蓋２１により塞ぐことによって１つの封入室とされ、この封入室に圧力伝達媒体２０ｃが第３の圧力伝達媒体（保護用の圧力伝達媒体）として充填されている。

【0047】

この差圧センサ２００では、プロセスからの測定圧Ｐ１がＰ１側センシング用受圧ダイアフラム１３ａに印加され、プロセスからの測定圧Ｐ２がＰ２側センシング用受圧ダイアフラム１３ｂに印加される。これにより、Ｐ１側センシング用受圧ダイアフラム１３ａが変位し、連通路１２ｉ内の圧力伝達媒体２０ａを通して、測定圧Ｐ１がセンサチップ１１のセンサダイアフラム１１−１の一方の面に導かれる。また、Ｐ２側センシング用受圧ダイアフラム１３ｂが変位し、連通路１２ｊ内の圧力伝達媒体２０ｂを通して、測定圧Ｐ２がセンサチップ１１のセンサダイアフラム１１−１の他方の面に導かれる。この結果、センサチップ１のセンサダイアフラム１１−１が、その導かれた測定圧Ｐ１，Ｐ２の差圧ΔＰに相当する変位を呈することになる。

【0048】

一方、Ｐ１側センシング用受圧ダイアフラム１３ａへの測定圧Ｐ１は、メータボディ１２の内部に形成されている連通路１２ｇを介してＰ１側保護用受圧ダイアフラム体格納室１７ａ内のＰ１側保護用受圧ダイアフラム体１６ａの周囲の空間１９ａに流入し、Ｐ１側保護用受圧ダイアフラムストッパ１５ａの面上に形成されている導圧路１５ａ２を通して、Ｐ１側保護用受圧ダイアフラムストッパ１５ａの凹部１５ａ１とＰ１側保護用受圧ダイアフラム１４ａとの間の空間１６ａ１に導かれ、Ｐ１側保護用受圧ダイアフラム１４ａに印加される。

【0049】

また、Ｐ２側センシング用受圧ダイアフラム１３ｂへの測定圧Ｐ２は、メータボディ１２の内部に形成されている連通路１２ｈを介してＰ２側保護用受圧ダイアフラム体格納室１７ｂ内のＰ２側保護用受圧ダイアフラム体１６ｂの周囲の空間１９ｂに流入し、Ｐ２側保護用受圧ダイアフラムストッパ１５ｂの面上に形成されている導圧路１５ｂ２を通して、Ｐ２側保護用受圧ダイアフラムストッパ１５ｂの凹部１５ｂ１とＰ２側保護用受圧ダイアフラム１４ｂとの間の空間１６ｂ１に導かれ、Ｐ２側保護用受圧ダイアフラム１４ｂに印加される。

【0050】

この差圧センサ２００でも、従来の差圧センサと同様、センサチップ１１の接合部（センサチップ１１のセンサ室１２ａの壁面１２ｂとの接合部、センサチップ１１内の多層構造の接合部）の剥離の観点より、通常、圧力Ｐ１を受ける側を高圧側、圧力Ｐ２を受ける側を低圧側として使用する。

【0051】

したがって、通常は、測定圧Ｐ１が測定圧Ｐ２よりも高い。この場合、Ｐ１側保護用受圧ダイアフラム１４ａが背面側に撓み、Ｐ２側保護用受圧ダイアフラム１４ｂが背面側とは反対の側（前面側）に撓む。この際、Ｐ２側保護用受圧ダイアフラム１４ｂは、Ｐ２側保護用受圧ダイアフラムストッパ１５ｂの凹部１５ｂ１の底面によって、撓み過ぎることが防がれる。これにより、センサ室１２ａに充填されている圧力伝達媒体２０ｃの圧力が高まり、測定圧Ｐ２よりも高い測定圧Ｐ１がセンサチップ１１のセンサ室１２ａの壁面１２ｂとの接合部に向かう方向に働くものとなる。

【0052】

これに対して、測定圧Ｐ１と測定圧Ｐ２との高低関係が逆転しうるような場合や、測定圧Ｐ１と測定圧Ｐ２との高低関係は逆転しないが、現場に設置する際に作業者が高圧側と低圧側とを誤って選択してしまうことがある。この場合、差圧センサ２００への測定圧Ｐ２が測定圧Ｐ１よりも高くなり、Ｐ２側保護用受圧ダイアフラム１４ｂが背面側に撓み、Ｐ１側保護用受圧ダイアフラム１４ａが背面側とは反対の側（前面側）に撓む。この際、Ｐ１側保護用受圧ダイアフラム１４ａは、Ｐ１側保護用受圧ダイアフラムストッパ１５ａの凹部１５ａ１の底面によって、撓み過ぎることが防がれる。これにより、センサ室１２ａに充填されている圧力伝達媒体２０ｃの圧力が高まり、測定圧Ｐ１よりも高い測定圧Ｐ２がセンサチップ１１のセンサ室１２ａの壁面１２ｂとの接合部に向かう方向に働くものとなる。

【0053】

なお、Ｐ１側保護用受圧ダイアフラムストッパ１５ａの凹部１５ａ１の底面は、測定圧Ｐ２が測定圧Ｐ１に対して過大に高圧となった場合のＰ１側保護用受圧ダイアフラム１４ａの過大圧保護面ともなり、Ｐ２側保護用受圧ダイアフラムストッパ１５ｂの凹部１５ｂ１の底面は、測定圧Ｐ１が測定圧Ｐ２に対して過大に高圧となった場合のＰ２側保護用受圧ダイアフラム１４ｂの過大圧保護面ともなる。

【0054】

このようにして、本実施の形態の差圧センサ２００では、センサ室１２ａを封入室の一部として圧力伝達媒体２０ｃを充填し、測定圧Ｐ１および測定圧Ｐ２のうち相対的に高圧の測定圧をセンサチップ１１のセンサ室１２ａの壁面１２ｂとの接合部に向かう方向に働かせるようにしているので、測定圧Ｐ１と測定圧Ｐ２との高低関係が逆転しうるような場合や、測定圧Ｐ１と測定圧Ｐ２との高低関係は逆転しないが、現場に設置する際に作業者が高圧側と低圧側とを誤って選択してしまったような場合でも、常にセンサチップ１１に対して、センサ室１２ａの壁面１２ｂとの接合部に向かう方向への力が加わるようになり、センサチップ１１の接合部（センサチップ１１のセンサ室１２ａの壁面１２ｂとの接合部、センサチップ１１内の多層構造の接合部）の剥離が完全に防止されるものとなる。

【0055】

また、この差圧センサ２００では、測定圧Ｐ１をＰ１側保護用受圧ダイアフラム１４ａに導く連通路１２ｇおよび測定圧Ｐ２をＰ２側保護用受圧ダイアフラム１４ｂに導く連通路１２ｈを測定圧Ｐ１およびＰ２の導圧路としてメータボディ１２に形成しているので、測定圧Ｐ１およびＰ２をメータボディ１２の外側からＰ１側保護用受圧ダイアフラム１４ａおよびＰ２側保護用受圧ダイアフラム１４ｂに直接導く必要がなく、そのために要する導圧管を削減し、単純な構造とすることができている。

【0056】

また、この差圧センサ２００では、測定圧Ｐ１およびＰ２はメータボディ１２の内部の連通路（導圧路）１２ｇおよび１２ｈを介してＰ１側保護用受圧ダイアフラム１４ａおよびＰ２側保護用受圧ダイアフラム１４ｂに導かれるので、プロセスからの流体の測定圧Ｐ１およびＰ２はＰ１側センシング用受圧ダイアフラム１３ａおよびＰ２側センシング用受圧ダイアフラム１３ｂが存在する側面１２Ａおよび１２Ｂのみに供給すればよい。

【0057】

これにより、この差圧センサ２００では、メータボディ１２を４つの側面を有する六面体とし、メータボディ１２の側面１２ＡにＰ１側センシング用受圧ダイアフラム１３ａを、メータボディ１２の側面１２ＢにＰ２側センシング用受圧ダイアフラム１３ｂを、メータボディ１２の側面１２ＣにＰ１側保護用受圧ダイアフラム１４ａを、メータボディ１２の側面１２ＤにＰ２側保護用受圧ダイアフラム１４ｂを配置するというように、４つの側面に受圧ダイアフラムを１つずつ配置することで、メータボディ１２の側面の長さを縮小し、小型化を図ることができている。

【0058】

また、この差圧センサ２００では、Ｐ１側保護用受圧ダイアフラム１４ａとＰ１側保護用受圧ダイアフラムストッパ１５ａとを一体化してＰ１側保護用受圧ダイアフラム体１６ａとし、このＰ１側保護用受圧ダイアフラム体１６ａをＰ１側保護用受圧ダイアフラム体格納室１７ａにセットし、Ｐ１側保護用受圧ダイアフラム体押さえ１８ａでＰ１側保護用受圧ダイアフラム体格納室１７ａ内に封止するという構造を取っている。また、Ｐ２側保護用受圧ダイアフラム１４ｂとＰ２側保護用受圧ダイアフラムストッパ１５ｂとを一体化してＰ２側保護用受圧ダイアフラム体１６ｂとし、このＰ２側保護用受圧ダイアフラム体１６ｂをＰ２側保護用受圧ダイアフラム体格納室１７ｂにセットし、Ｐ２側保護用受圧ダイアフラム体押さえ１８ｂでＰ２側保護用受圧ダイアフラム体格納室１７ｂ内に封止するという構造を取っている。このような封止構造をとることにより、Ｐ１側保護用受圧ダイアフラム体１６ａおよびＰ２側保護用受圧ダイアフラム体１６ｂにおけるＰ１側保護用受圧ダイアフラムストッパ１５ａの凹部１５ａ１およびＰ２側保護用受圧ダイアフラムストッパ１５ｂの凹部１５ｂ１の深さの管理のみで、Ｐ１側保護用受圧ダイアフラム１４ａおよびＰ２側保護用受圧ダイアフラム１４ｂの着底距離を制御することができ、所望の耐圧を確実に得るようにすることが可能となる。

【0059】

なお、この差圧センサ２００において、Ｐ１側保護用受圧ダイアフラムストッパ１５ａの凹部１５ａ１は、温度変化時の圧力伝達媒体２０ｃの膨張によるＰ１側保護用受圧ダイアフラム１４ａの撓み代を確保する役割を果たし、Ｐ２側保護用受圧ダイアフラムストッパ１５ｂの凹部１５ｂ１は、温度変化時の圧力伝達媒体２０ｃの膨張によるＰ２側保護用受圧ダイアフラム１４ｂの撓み代を確保する役割を果たす。

【0060】

また、上述した実施の形態では、センサダイアフラム１１−１を圧力変化に応じて抵抗値が変化する歪抵抗ゲージを形成したタイプとしているが、静電容量式のセンサチップとしてもよい。静電容量式のセンサチップは、所定の空間（容量室）を備えた基板と、その基板の空間上に配置されたダイアフラムと、基板に形成された固定電極と、ダイアフラムに形成された可動電極とを備えている。ダイアフラムが圧力を受けて変形することで、可動電極と固定電極との間隔が変化してその間の静電容量が変化する。

【0061】

〔実施の形態の拡張〕
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

【符号の説明】

【0062】

１１−１…センサダイアフラム、１１−２…第１のストッパ部材、１１−３…第２のストッパ部材、１１−４，１１−５…台座、１２…メータボディ、１２ａ…センサ室、１２ｂ…底面（壁面）、１２ｃ〜１２ｆ…凹部、１２ｇ〜１２ｌ…連通路、１３ａ…Ｐ１側センシング用受圧ダイアフラム、１３ｂ…Ｐ２側センシング用受圧ダイアフラム、１４ａ…Ｐ１側保護用受圧ダイアフラム、１４ｂ…Ｐ２側保護用受圧ダイアフラム、１５ａ…Ｐ１側保護用受圧ダイアフラムストッパ、１５ａ１…凹部、１５ａ２…圧力導入路（導圧路）、１５ｂ…Ｐ２側保護用受圧ダイアフラムストッパ、１５ｂ１…凹部、１５ｂ２…圧力導入路（導圧路）、１６ａ…Ｐ１側保護用受圧ダイアフラム体、１６ｂ…Ｐ２側保護用受圧ダイアフラム体、１７ａ…Ｐ１側保護用受圧ダイアフラム体格納室、１７ｂ…Ｐ２側保護用受圧ダイアフラム体格納室、１８ａ…Ｐ１側保護用受圧ダイアフラム体押さえ、１８ｂ…Ｐ２側保護用受圧ダイアフラム体押さえ、２０ａ…圧力伝達媒体（第１の圧力伝達媒体）、２０ｂ…圧力伝達媒体（第２の圧力伝達媒体）、２０ｃ…圧力伝達媒体（第３の圧力伝達媒体）、２１…上蓋、２００…差圧センサ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】