DD230930A1 - PRINTING OR PRINTING DIFFERENTIAL MEASURING DEVICE WITH A PRESSURE SENSOR DEVICE PROVIDED FOR OVERLOADING - Google Patents

Abstract

Die Erfindung geht von einem Druck- oder Druckdifferenzmessgeraet mit einem zentralen Aufnahmekoerper und einer eine Drucksensor-Einrichtung aufnehmenden Messkammer aus, deren Teilkammer ueber jeweils einen Verbindungskanal mit von Trennmembranen gebildeten Vorkammern verbunden sind. Zusatzmembranen sind vorgespannt und ueber Zusatzkanaele mit den Verbindungskanaelen verbunden. Um ein solches Messgeraet mit vergleichsweise einfachem konstruktivem Aufbau zu schaffen, liegen die Zusatzmembranen (35, 36) an dem Aufnahmekoerper (30) an und von dem Verbindungskanal (41) mit der jeweils einen Trennmembran (37) ist ein einziger Zusatzkanal (45) zu der Zusatzmembran (36) gefuehrt, die der jeweils anderen Trennmembran (38) benachbart ist. Die Erfindung ist bei Druck- oder Druckdifferenzmessgeraeten anwendbar. Fig. 2The invention is based on a pressure or Druckdifferenzmessgeraet with a central receiving body and a pressure sensor device receiving measuring chamber, the sub-chamber are connected via a respective connecting channel with chambers formed by separation membranes. Additional membranes are preloaded and connected via additional channels to the connecting channels. In order to create such a measuring device with a comparatively simple structural design, the additional membranes (35, 36) abut against the receiving body (30) and from the connecting channel (41) to the respective one separating membrane (37) is a single additional channel (45) the additional membrane (36) guided adjacent to the respective other separation membrane (38). The invention is applicable to pressure or pressure differential gauges. Fig. 2

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf ein Druck- oder Druckdifferenzmeßgerat mit einem zentralen Aufnahmekorper und einer vor Überlastung geschützten Drucksensor-Einnchtung m einer Meßkammer, deren Teilkammern über jeweils einen Verbindungskanal mit Vorkammern verbunden sind, die von jeweils einer Trennmembran und dem Aufnahmekorper gebildet sind, und mit Zusatzmembranen, die jeweils einer Trennmembran benachbart angeordnet sind und mit dieser in druckubertragender Verbindung stehen, wobei die Zusatzmembranen mit einer Vorspannung beaufschlagt sind, sowie mit Zusatzkanalen von den Verbmdungskanalen zu den ZusatzmembranenThe invention relates to a pressure or Druckdifferenzmeßgerat with a central Aufnahmekorper and protected from overload pressure sensor Einnchtung m a measuring chamber, the sub-chambers are connected via a respective connecting channel with prechambers, which are each formed by a separating membrane and the Aufnahmekorper, and with Additional membranes, each of which is arranged adjacent to a separation membrane and are in pressure-transmitting connection with the latter, wherein the additional membranes are subjected to a bias voltage, as well as additional channels of the Verbmdungskanalen to the additional membranes

Charakteristik der bekannten technischen LosungenCharacteristic of the known technical solutions

Bei einem bekannten Gerat (DE-OS 2718931) ist jede Zusatzmembran in einer mit Fullflussigkeit gefüllten Zusatzkammer untergebracht aie Zusatzkammern werden durch die Zusatzmembranen in jeweils zwei Te'lkammern unterteilt, von denen jede an einen Zusatzkanal angeschlossen ist Die Zusatzmembranen sind vorgespannt. Die ZusatzKanale sind so angeordnet, daß der an der einen Seite der einen Zusatzmembran mundende Zusatzkanal gemeinsam mit dem an der entsprechenden Seite der anderen Zusatzmembran mundende Zusatzkanal an einen Verbindungskanal angeschlossen ist Entsprechend ist der andere Verbindungskanal über zwei weitere Zusatzkanale mit den jeweils anderen Seiten der beiden Zusatzmembranen verbunden Bei einem anderen bekannten Druck-oder Druckdifferenzmeßgerat (DE-AS-2657 933) ist im zentralen Aufnahmekorper eine Ausgleichskammer vorgesehen, die durch eine Ausgleichsmembran unterteilt ist. Die eine Teilkammer der Ausgleichskammer ist mit der einen Vorkammer des bekannten Gerätes und die andere Teilkammer mit der anderen Vorkammer verbunden Die Drucksensor-Einnchtung des bekannten Gerätes bzw aie sie aufnehmende Meßkammer ist über einen Verbindungskanal mit der einen Vorkammer bzw der dieser zugewandten Teilkammer der Ausgleichskammer und über einen weiteren Verbindungskanal mit der anderen Vorkammer bzw der anderen Teilkammer der Ausgleichskammer verbunden Auf diese Weise ist ein Druck- bzw Druckdifferenzmeßgerat geschaffen, das aufgrund der Bemessung der Ausgleichsmembran einen Druckausgleichsweg bildet, der parallel zu der Drucksensor-Einrichtung in der Meßkammer liegt, wodurch eine Überlastung der Drucksensor-Einnchtung verhindert ist. Die Drucksensor-Einnchtung besteht bei dem bekannten Gerat aus einer eine Haibleitermeßmembran enthaltenden Wand Da derartige Drucksensor-Einrichtungen gegenüber Überlast sehr empfindlich sind, ist das bekannte Gerat in der oben beschriebenen Weise ausgebildetIn a known device (DE-OS 2718931) each additional membrane is housed in a filled with Fullfilligkeit additional chamber aie additional chambers are divided by the additional membranes into two Te'lkammern each of which is connected to an additional channel The additional membranes are biased. The ZusatzKanale are arranged so that the one side of an additional membrane mouth additional channel is connected together with the mouth on the corresponding side of the other additional membrane additional channel to a connecting channel According to the other connecting channel via two additional additional channels with the other sides of the two Additional membranes connected In another known pressure or Druckdifferenzmeßgerat (DE-AS-2657 933) a compensation chamber is provided in the central Aufnahmekorper, which is divided by a compensation membrane. The one part chamber of the compensation chamber is connected to the one prechamber of the known device and the other subchamber to the other prechamber. The pressure sensor device of the known device or receiving measuring chamber is connected via a connecting channel to the prechamber or the subchamber of the compensation chamber facing the latter connected via a further connecting channel with the other pre-chamber or the other sub-chamber of the compensation chamber In this way, a pressure or Druckdifferenzmeßgerat is created that forms a pressure equalization path due to the design of the compensation membrane, which is parallel to the pressure sensor device in the measuring chamber, creating a Overload the pressure sensor Einnchtung is prevented. In the known device, the pressure sensor device consists of a wall containing a semiconductor test diaphragm. Since such pressure sensor devices are very sensitive to overload, the known device is designed in the manner described above

Ganz ahnlich sind weitere bekannte Differenzdruck-Meßumformer (DE-A-27 18873 und DE-A-3047276) ausgebildet, bei denen aus dem zentralen Aufnahmekorper zwei Kanäle in eine daneben angeordnete, besondere konstruktive Einheit mit der Drucksensor- Einrichtung gefuhrt sind, auch hier besteht die Drucksensor-Einnchtung aus einem gegen Überlastung empfindlichen Halbleitermeßfuhler, der durch eine zur eigentlichen Meßkammer parallel liegende Ausgleichskammer vor Überlastung geschützt ist. Die bekannten Druck- oder Druckdifferenzmeßgerate haben den Nachteil, daß sie verhältnismäßig kompliziert aufgebaut sind Sie benotigen nämlich zusätzlich zu der Meßkammer eine weitere Ausgleichskammer mit einer Membran bzw Zusatzkammern mit Zusatzmembranen, was entweder die Unterbringung der Drucksensor-Einheit in einem neben dem zentralen Aufnahmekorper vorgesehenen zusätzlichen Aufbau oder ein Herausfuhren des Verbmdungskanals aus dem zentralen Aufnahmekorper und anschließend wieder in diesen hinein erfordertSimilarly, further known differential pressure transducers (DE-A-27 18873 and DE-A-3047276) are formed in which from the central Aufnahmekorper two channels are guided in an adjacently arranged, special structural unit with the pressure sensor means, also here the Drucksensor-Einnchtung consists of a sensitive against overload Halbleitermeßfuhler, which is protected by a parallel to the actual measuring chamber compensation chamber from overloading. The known pressure or Druckdifferenzmeßgerate have the disadvantage that they are constructed relatively complicated you need namely in addition to the measuring chamber another compensation chamber with a membrane or additional chambers with additional membranes, which either the placement of the pressure sensor unit in addition to the central Aufnahmekorper provided additional Construction or a Herausfuhren the Verbmdungskanals from the central Aufnahmekorper and then back into this requires

-з- 243 441 1-z- 243 441 1

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, den Aufwand fur die Herstellung eines Druck- oder Druckdifferenzmeßgerates mit guten Meßeigenschaften gering zu haltenThe aim of the invention is to keep the cost of producing a pressure or Druckdifferenzmeßgerates low with good measurement properties

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Druck- oder Druckdifferenzmeßgerat mit einem zentralen Aufnahmekorper und einer vor Überlastung geschützten Drucksensor-Einnchtung in einer Meßkammer vorzuschlagen, die sich durch einen vergleichsweise einfachen konstruktiven Aufbau auszeichnet und daher auch kostengünstig herstellbar ist Darüber hinaus wird angestrebt, die Meßeigenschaften im Vergleich zu den bekannten Geraten zu verbessern Zur Losung dieser Aufgabe liegen bei einem Druck- oder Druckdifferenzmeßgerat der eingangs angegebenen Art erfmdungsgemaß die Zusatzmembranen aufgrund ihrer Vorspannung an dem Aufnahmekorper an, und von dem Verbmdungskanal mit der jeweils einen Trennmembran ist ein einziger Zusatzkanal fortgeführt, der zu derjenigen Zusatzmembran fuhrt, die der jeweils anderen Trennmembran benachbart ist Em wesentlicher Vorteil des erfindungsgemaßen Meßgerätes besteht darm, daß es verhältnismäßig einfach aufgebaut ist, denn das erfindungsgemaße Gerat kommt im Vergleich zu dem eingangs beschriebenen bekannten Gerat mit nur einem einzigen Zusatzkanal fur jeden Verbmdungskanal und im Vergleich zu dem bekannten Gerat mit einer verhältnismäßig großen Ausgleichskammer mit Ausgleichsmembran ohne diese Kammer aus Anstelle der AusgieichskammermitAusgleichsmembran sind bei dem erfindungsgemaßen Meßgerat lediglich zwei Zusatzmembranen in der Nahe der Trennmembranen angebracht, und zwar in der Weise, daß jeweils eine druckubertragende Verbindung zwischen der Trennmembran und der Zusatzmembran gegeben istThe invention has for its object to provide a pressure or Druckdifferenzmeßgerat with a central Aufnahmekorper and a protected from overload pressure sensor Einnchtung in a measuring chamber, which is characterized by a comparatively simple structural design and therefore also inexpensive to produce In addition, the aim is To improve this task, the additional membranes are due to their bias on the Aufnahmekorper at a pressure or Druckdifferenzmeßgerat of the type specified in the introduction, and of the Verbmdungskanal with each a separation membrane is a single additional channel continued, which leads to that additional membrane which is adjacent to the respective other separation membrane Em substantial advantage of the inventive measuring device is that it is relatively simple, because the inventive device k Compared to the known device described above with only a single additional channel for each Verbmdungskanal and compared to the known device with a relatively large compensation chamber with compensating diaphragm without this chamber instead of Ausgungskammerungsausgleichsmembran are in the inventive Meßgerat only two additional membranes in the vicinity of Disconnected membranes attached, in such a way that in each case a pressure-transmitting connection between the separation membrane and the additional membrane is given

Die Anbringung der Zusatzmembranen in der Nahe der Trenn membranen ermöglicht es in vorteil harter Weise, die Drucksensor-Einnchtung mit der sie aufnehmenden Meßkammer im zentralen Aufnahmekorper unterzubringen, wobei die Fuhrung der Verbindungskanale bzw Zusatzkanale keinerlei Schwierigkeiten bereitet, weil eine Ausgleichskammer nicht zu umgehen ist Meßtechnisch bietet das erfindungsgemaße Meßgerat eine Reihe von Vorteilen Ein Vorteil besteht dann, daß durch die Federsteife der Ausgleichsmembran bedingte Temperatureinflusse auf d'e Spanne nicht auftreten können, außerdem ist ein Temperatureinfluß auf die Spanne durch Änderung der Trennmembransteife durch Volumenanderung der Fullflussigkeit nicht mehr gegeben Ferner ist darauf hinzuweisen daß beim erfindungsgemaßen Gerat ein Druckeinfluß auf den Nullpunkt nicht mehr durch ungleiche Gehausekammerdehnungen in VerPindung mit der Trennmembransteife gegeben ist, was bei den bekannten Geraten der Fall ist Der Druckeinfluß auf die Spanne ist bei dem erfindungsgemaßen Gerat auch nur noch durch den Sensor gegeben und daher nicht mehr abhangig von Änderungen der Trennmembransteife durch Fullvolumenanderung und durch Änderung der Federsteife der Ausgleichsmembran durch Gehausedehnung Auch der Kennhnienfehler ist nur noch von der Drucksensor-Einnchtung und de^r nachgeordneten Elektronik abhangig nichtlineare Trennmembranen und nichtlineare Ausgleichsmembran haben keinen Einfluß auf die Kennlinie des Gerätes, weil bei der vorzugsweisen Verwendung eines Halbleiter-Meßfühlers in der Drucksensor-Einnchtung das Aussteuer Verdrangungsvolumen sehr klein ist Schließlich ist noch darauf hinzuweisen, daß der Wechseluberlasteinfluß auf den Nullpunkt bei dem erfindungsgemaßen Gerat nur noch von aer Hysterese der Trennmembranen, nicht aber von der Hysterese der Ausgleichsmembran abhangig ist Ursächlich fur die oben aufgeführten Vorteile ist, daß bei dem erfindungsgemaßen Meßgerat die ZusatzmemDranen wahrend normaler Druckverhaltnisse überhaupt keinen Einfluß auf das Meßverhalten haben weil sie in diesem Betriebszustand wirkungslos sind, und das Gerat insgesamt erheblich kleinere Fullflussigkeitsraume hatThe attachment of the additional membranes in the vicinity of the separation membranes makes it possible in an advantageous manner to accommodate the pressure sensor Einnchtung with the receiving measuring chamber in the central Aufnahmekorper, the leadership of the connecting channels or additional channels prepares no difficulties, because a compensation chamber is not to circumvent Meßtechnisch An advantage is then that caused by the spring stiffness of the compensation membrane temperature influences on d'e span can not occur, also a temperature influence on the span by changing the Trennmembransteife by volume change of Fullflussigkeit is no longer Furthermore to point out that in the device according to the invention a pressure influence on the zero point is no longer given by unequal Gehausekammerdehnungen in conjunction with the Trennmembransteife, which is the case with the known devices The pressure influence on d ie range is given in the inventive GERAT also only by the sensor and therefore no longer dependent on changes in the separation membrane stiffness by Fullvolumenanderung and by changing the stiffness of the compensation membrane by Gehausedehnung Even the Kennhnienfehler is subordinate only to the pressure sensor Einnchtung and de ^r Electronics depending nichtlineare separation membranes and nonlinear balancing membrane have no effect on the characteristic of the device, because in the preferred use of a semiconductor sensor in the Drucksensor Einnchtung the control Verdrangungsvolumen is very small Finally, it should be noted that the Wechseluberlasteinfluß to the zero point in the inventive Device is only dependent on the hysteresis of the separating membranes, but not on the hysteresis of the compensating membrane. The reason for the above-mentioned advantages is that, in the measuring device according to the invention, the additional membranes during nor Painter pressure conditions have no influence on the measurement behavior because they are ineffective in this operating condition, and the device has a total of significantly smaller Fullflussigkeitsraume

Be' dem erfindungsgemaßen Druck- oder Druckdifferenzmeßgerat können die Zusatzmembranen in unterschiedlicher Weise in der Nahe der Trennmembranen an dem Aufnahmekorper angebracht sein Als vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Zusatzmembranen in jeweils einer Zusatzkammer liegen und die Zusatzkammern über Hilfskanale mit dem jeweils an die benachDarte Vorkammer angrenzenden Raum verbunden sind Dieser Aufbau des erfindungsgemaßen Meßgerätes hat den Vorteil, daß die Zusatzmembranen oezuglich der benachbarten Trennmembran weitgehend unabhängig bemessen werden konren und daß Trennmembran und Zusatzmembran jeweils fur sich an dem Aufnahmekorper angebracht werden können Die Anordnung der Zusatzmembranen in jeweils einer Zusatzkammer ermöglicht es die Zusatzmembranen durch jeweils mindestens eine Druckfeder in den Zusatzkammern gegen den Aufnahmekorper zu drucken Damit laßt sich im Bedarfsfall die Zusatzmembran mit großer Kraft gegen den Aufnahmekorper pressenBe 'the pressure or Druckdifferenzmeßgerat invention, the additional membranes may be mounted in a different manner in the vicinity of the separation membranes on the Aufnahmekorper It is considered advantageous if the additional membranes in each case an additional chamber and the additional chambers via auxiliary ducts with each to the neighDarte antechamber This arrangement of the inventive measuring device has the advantage that the additional membranes oezuglich the adjacent separation membrane can be dimensioned largely independent and that separation membrane and additional membrane can be attached to the Aufnahmekorper each for themselves The arrangement of the additional membranes in each case an additional chamber allows the Additional membranes to be printed by at least one pressure spring in the additional chambers against the Aufnahmekorper This leaves itself in case of need, the additional membrane with great force against the Aufnahmekorper press

Ais Descnders vorteilhaft wird eine Ausfuhrungsform des erfindungsgemaßen Meßgerätes erachtet, bei dem die Zusatzmembranen jeweils innerhalb der Vorkammern an dem Aufnanmekorper befestigt sind Die Zusatzmembranen müssen in diesem Falle einen kleineren Durchmesser als die Trennmembranen aufwe'sen der Verbindungskanal der entsprechenden Vorkammer ist außerhalb des Bereichs der Zusatzmembran in die Vorkammer gefuhrt, wahrend der der jeweils gegenüberliegenden Vorkammer zugeordnete Zusatzkanal an die Zusatzmembran herangeführt ist Der besordere Vorteil dieser Ausfuhrungsform besteht dann daß sie einen besonders kompakten Aufbau ermöglicht und darüber hinaus eine einfache Herstellung erlaubt, v/ei I fur die Trenn-und die benachbarte Zusatzmembran nur jeweils ein einziges Mem о ran bett am zentralen Aufn ^r ekorperv^ gesehen werden mußAis Descnders advantageous an embodiment of the inventive measuring device is considered, in which the additional membranes are respectively mounted within the antechamber on the Aufnanmekorper The additional membranes in this case have a smaller diameter than the separation membranes gew'sen the connection channel of the corresponding pre-chamber is outside the range of the additional membrane led in the antechamber, while the additional chamber associated with each additional channel is brought to the additional membrane The greater advantage of this embodiment is then that it allows a particularly compact design and also allows easy production, v / ei I for the separation and the adjacent auxiliary diaphragm in each case only a single Mem о ran bed at the central Rec ekorperv ^r ^ must be seen

Unaohang g von der konstruktiven Ausgestaltung des erfindungsgemaßen DrucK oder Druckdifferenzmeßgerates weisen die Zusatzmembranen eine derartige Vorspannung auf daß sie sich erst nach Überschreiten eines vorgegebenen Differenzdruckes an der Drucksensor Einrichtung von dem Aufnahmekorper abheben Bei dem vorgegebenen Differenzdruck handelt es sicn um einen Druck der oberhalb des Differenzdruck-Nennwertes liegtUnaohang g of the structural design of the invention DrucK or Druckdifferenzmeßgerates, the additional membranes have such a bias that they stand out only after exceeding a predetermined differential pressure at the pressure sensor device from the Aufnahmekorper at the predetermined differential pressure is sicn to a pressure above the differential pressure Nominal value is

Die Vorspannung der Zusatzmembranen kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung in vorteilhafter Weise dadurch erreicht werden daß zwischen dem Aufnahmekorper und den Zusatzmembranen jeweils ein Gußkorper liegt, der von einer jeweils zwischen Aufnahmekorper und Zusatzmembran unter einem Überdruck eingebrachten und erstarrten Flüssigkeit geDildet ist Dadurch daß die Flüssigkeit unter einem Überdruck also einem Druck über dem Nennwert, eingebracht und unter diesem Druck zum Erstarren gebracht wird erhalt die Zusatzmembran eine derartige Vorspannung, daß sie im Nenndruck Bereich mit Sicherheit keinen störenden Einfluß auf das Meßverhalten ausübt Ist der Überdruck so gewählt, daß er dem Druck entsoncht bei dem sich die jeweilige Zusatzmembran abheben soll, dann ist erreicht, daß die Zusatzmembranen im eigentlichen Meßbereich kerne Hubbewegungen ausfuhren und im Überdruck-Bereich das Verdrangungsvolumen unter der jeweils nicht benachbarten Trennmembran aufnehmenThe bias of the additional membranes can be achieved according to a development of the invention in an advantageous manner that between the Aufnahmekorper and the additional membranes each Gußkorper is formed of a respectively between Aufnahmekorper and additional membrane introduced under an overpressure and solidified liquid characterized in that the liquid under an excess pressure so a pressure above the nominal value, introduced and brought to solidify under this pressure, the additional membrane receives such a bias that they certainly no disturbing influence on the measurement behavior in the nominal pressure range is the overpressure chosen so that he entsoncht the pressure in which the respective additional membrane is supposed to stand out, it is achieved that the additional membranes perform core lifting movements in the actual measuring range and in the overpressure range absorb the displacement volume under the respective non-adjacent separating membrane

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Ein weiterer Vorteil der Gußkorper besteht darm, daß die Zusatzmembranen infolge der mit ihrer Hilfe geformten Membranbetten ohne Hohlraum am Bett anliegen und die jeweils benachbarte Trennmembran ohne bleibende Verformungen mechanisch abstutzenAnother advantage of the Gußkorper is intestinal that the additional membranes abut due to the shaped with their help membrane beds without cavity on the bed and the adjacent separation membrane mechanically abut without permanent deformation

Die Flüssigkeit ist vorteilhafterweise eine Metallschmelze aus einem bei niedrigen Temperaturen schmelzenden Metall, wie ζ Β Zinn Es kommen aber auch andere erstarrende Stoffe als Flüssigkeit in Frage.The liquid is advantageously a molten metal from a melting at low temperatures metal, such as ζ Β tin But there are also other solidifying substances as a liquid in question.

Um ein Verkleben des Gußkorpers mit den Zusatzmembranen und ein Abfließen der Flüssigkeit über den Verbindungskanal zur gegenüberliegenden Trennmembran zu verhindern, ist vorteilhafterweise zwischen jedem Gußkorper und der zugeordneten Zusatzmembran eine dünne Abdichtmembran angeordnet, die innerhalb der Zusatzmembran an dem Aufnahmekorper angebracht istIn order to prevent sticking of Gußkorpers with the additional membranes and drainage of the liquid through the connecting channel to the opposite separation membrane, a thin sealing membrane is advantageously disposed between each Gußkorper and the associated additional membrane, which is mounted within the additional membrane on the Aufnahmekorper

Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Zusatzmembranen an ihrer jeweils der Abdichtmembran zugewandten Seite eine rauhe Oberflache aufweisen Die rauhe Oberflache der Zusatzmembran erleichtert das Abheben von der Abdichtmembran, wenn ein Überdruck auftrittIt is considered to be particularly advantageous if the additional membranes have a rough surface on their side facing the sealing membrane. The rough surface of the additional membrane facilitates the lifting off of the sealing membrane when an overpressure occurs

Es ist zwar ei η Verfahren zum Herstellen eines Membranbettes fur eine druckbeanspruchte Membran bekannt (DE-OS 2811 442), bei dem ein der Membran zugeordneter Korper an seiner der Membran zugeordneten Seite mit einer Ausnehmung versehen ist, die zur Membran hm mit einer dünnen Wand abgeschlossen und mit einem aushartbaren Medium gefüllt ist, jedoch wird hierbei durch einen Druck auf die Membran in Richtung auf den Korper nur ein Membranbett mit sehr großer Präzision hergestellt, so daß sich im Uberlastfall die Membran, ohne Verformungen zu erleiden, an das Membranbett anlegen kannAlthough it is ei η method for producing a membrane bed for a pressure-loaded membrane known (DE-OS 2811 442), in which a membrane associated body is provided on its side associated with the membrane with a recess to the membrane hm with a thin wall completed and filled with a aushartbaren medium, but in this case by a pressure on the membrane in the direction of the body only a membrane bed made with very great precision, so that in the case of overload, the membrane, without suffering deformations, can invest in the membrane bed

Ausfuhrungsbeispielexemplary

Zur Erläuterung der Erfindung ist inTo explain the invention is in

Figur 1 ein Ausfuhrungsbeispiel des erfindungsgemaßen Druckdifferenzmeßgerates mit in Zusatzkammern gehaltenen Zusatzmembranen, inFigure 1 shows an exemplary embodiment of the inventive Druckdifferenzmeßgerates held in additional chambers additional membranes, in

Figur 2 ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel mit innerhalb der Vorkammern untergebrachten Zusatzmembranen, in Figur 3 ein zusätzliches Ausfuhrungsbeispiei des Druckdifferenzmeßgerates mit Gußkorpern und in Figur 4 ein vergrößerter Ausschnitt aus Figur 3 wiedergegebenFigure 2 shows a further exemplary embodiment with accommodated within the antechambers additional membranes, in Figure 3 an additional Ausfuhrungsbeispiei the Druckdifferenzmeßgerates with Gußkorpern and in Figure 4 an enlarged section of Figure 3 reproduced

Das Ausfuhrungsbeispiel nach Figur 1 weist einen zentralen Aufnahmekorper 1 auf, der beiderseits durch Kappen 2 und 3 abgeschlossen ist Die Kappen 2 und 3 weisen Einstromoffnungen 4 und 5 auf, über die das Meßgerat mit der zu erfassenden Druckdifferenz beaufschlagt wird. Der zentrale Aufnahmekorper 1 ist an beiden Seiten mitjeweilseinerTrennmembranöbzw 7 versehen, die als Membranbrett ausgebildeten Stirnflachen des Aufnahmekorpers 1 gegenüberliegenden und jeweils eine Vorkammer 8 bzw 9 begrenzen Innerhalb des Aufnahmekorpers 1 sind Zusatzkammern 10 und 11 vorhanden, die über Hilfskanale 12 bzw 13 mit dem Innenraum der Kappen 2 und 3 verbunden sind, wodurch eine druckubertragende Verbindung zwischen den Zusatzkammern 10 und 11 undderTrennmembran6bzw 7 gebildet ist In den Zusatzkammern 10 und 11 ist jeweils eine Zusatzmembran 14 bzw 15 vorgesehen, die durch jeweils eine Druckfeder 16 bzw 17 gegen den Aufnahmekorper 1 gedruckt ist Auf die Druckfedern 16 bzw 17 kann verzichtet werden, wenn Zusatzmembranen mit ausreichender Vorspannung verwendet werdenThe exemplary embodiment of Figure 1 has a central Aufnahmekorper 1, which is completed on both sides by caps 2 and 3. The caps 2 and 3 have Einstromoffnungen 4 and 5, via which the Meßgerat is acted upon by the pressure difference to be detected. The central Aufnahmekorper 1 is provided on both sides with jejpereilentrennmembranmabzw 7, which are formed as a membrane board end faces of the Aufnahmekorpers 1 and each define an antechamber 8 or 9 Within the Aufnahmekorpers 1 additional chambers 10 and 11 are present, via auxiliary ducts 12 and 13 with the interior of the Caps 2 and 3 are connected, whereby a pressure-transmitting connection between the additional chambers 10 and 11 and the separation membrane 6bzw 7 is formed in the additional chambers 10 and 11 each have an additional membrane 14 and 15 is provided, which is printed by a respective compression spring 16 and 17 against the Aufnahmekorper 1 On the compression springs 16 and 17 can be omitted if additional membranes are used with sufficient bias

Innerhalb des Aufnahmekorpers 1 befindet sich ferner eine Meßkammer 18, die durch eine in der Figur nur schematisch angedeutete Drucksensor-Einrichtung 19 in eine Teilkammer 20 und eine weitere Teilkammer 21 unterteilt ist Die Drucksensor-Emrichtung 19 ist vorzugsweise als eine Wand mit einer Halbieiter-Meßmembran ausgebildet Die Teilkammer 20 der Meßkammer 18 ist über einen Verbindungskanal 22 mit der Vorkammer 8 verbunden, wahrend die andere Teilkammer 21 über einen weiteren Verbindungskanal 23 mit der Vorkammer 9 in Verbindung steht Über einen Zusatzkanal 24 ist der eine Verbirdungskanal 22 außerdem an die Zusatzmembran 15 auf ihrer von der Vorkammer 9 abgewandten Seite gefuhrt, entsprechend ist der weitere Verbindungskanal 23 über einen weiteren Zusatzkanal 25 an die Zusatzmembran 14 angeschlossenWithin the Aufnahmekorpers 1 is also a measuring chamber 18 which is divided by a in the figure only schematically indicated pressure sensor means 19 in a sub-chamber 20 and a further sub-chamber 21. The pressure sensor device 19 is preferably as a wall with a Halbieiter-measuring membrane The sub-chamber 20 of the measuring chamber 18 is connected via a connecting channel 22 with the prechamber 8, while the other sub-chamber 21 via a further connecting channel 23 with the prechamber 9 is connected via an additional channel 24 is a Verbirdungskanal 22 also to the additional membrane 15 her led away from the prechamber 9 side, accordingly, the further connection channel 23 is connected via a further additional channel 25 to the additional membrane 14

Das in der Figur 1 dargestellte erfindungsgemaße Druckdifferenzmeßgerat arbeitet in folgender Weise Ist das Gerat einem Differenzdruck unterhalb oder im Bereich des Differenzdruck-Nennwertes ausgesetzt, dann wird dieser Differenzdruck über die Verbmdungskanale 22 und 23 der Drucksensor-Einricntung 19 mitgeteilt, die dann ein entsprechendes elektrisches Signal abzugreifen gestattet Die Zusatzmembranen 14 und 15 sind infolge der auf ihnen lastenden Vorspannung wirkungslos Übersteigt die Druckdifferenz infolge Überlastung den Druckdifferenz-Nennwert um einen vorgegeoenen Wert, dann wird bei entsprechenden Druckverhaltnissen beispielsweise die Trennmembran 7 die unter ihr in der Vorkammer 9 befindliche Druckvermittler-Flussigkeit herausdrucken, die herausgedruckte Flüssigkeit gelangt über den Verbindungskanal 23 und den Zusatzkanal 25 zur Zusatzmembran 14 und veranlaßt diese, sich abzuheben Die von der Trennmembran 7 nerausgedruckte Flüssigkeit findet also unter der sich abhebenden ZusatzmemDran 14 ihre Aufnahme Eine über fur die Drucksensor-Einrichtung zulassige Große liegende Überlastung der DrucKsensor-Einnchtung 19 ist dadurch vermieden Entsprechend wirkt das Meßgerat dann wenn aufgrund der gegebenen Uberdruckverhaltnisse die Trennmembran 6 die in ihrer Vorkammer befindliche Flüssigkeit über den Verbindungskanal 22 hinausdruckt weil diese Flüssigkeit dann über den Zusatzkanal 24 die Zusatzmembran ^1K 'um Abheben bringtThe device according to the invention shown in Figure 1 operates in the following manner If the device is exposed to a differential pressure below or in the range of the differential pressure nominal value, then this differential pressure is communicated via the Verbmdungskanale 22 and 23 of the Drucksensor-Einricntung 19, then a corresponding electrical signal The additional diaphragms 14 and 15 are ineffective due to the biasing load on them exceeds the pressure difference due to overload the pressure difference nominal value by a Vorgeoenen value, then at corresponding pressure ratios, for example, the separation membrane 7, the pressure below her in the antechamber 9 Druckvermittler-Flussigkeit herausdrucken , The printed-out liquid passes through the connecting channel 23 and the additional channel 25 to the additional membrane 14 and causes them to lift off The nerausgedruckende of the separation membrane 7 liquid is thus under the contrasting An additional overpressure of the pressure sensor unit 19 permissible for the pressure sensor device is thereby avoided. Accordingly, the measuring unit 6 acts when the separating diaphragm 6 pressurizes the fluid in its prechamber via the connecting channel 22 because of the given overpressure conditions Liquid then via the additional channel 24, the additional membrane ^1K 'brings to lift

Bei dem Ausfuhrungsbeispiel пас " gur 2 in der nur die im Zusammenhang mit der Erfindung wesentlichen Teile dargestellt sind ist ein zentraler Aufnahmekorper 30 auf seinen beiden Stirnseiten 31 und 32 so ausgebildet, daß dort jeweils ein Vemoranbett 33 und 34 gebildet ist Mit dem Aufnahmekorper 30 ist an den oeiden Stirnseiten 31 und 32 jeweils eine Zjsatzmembran 35 bzw 36 verschweißt, wobei die Zusatzmembranen 35 und 36 jeweils eine derartige Vorspannung aufweisen, daß sie sich an das jeweilige Membranen« 33 bzw 34 anpressen Ebenfalls эп den Stirnseiten 31 und 32 des Aufnahmekorpers 30 ist jeweils eine Trennmembran 37 und 38 angebracht, die zusammen mt dem Aufnahmekorper 30 bzw den auf diesen aufliegenden Zusatzmembranen 35 jnd 36 jeweils eine Vorkammer 39 bzw 40 о laen Die Zusatzmembran 35 und 36 sind im Durchmesser kleiner ausgeführt als die Trennmembranen 37 und 38In the exemplary embodiment пас "gur 2 in which only the essential parts in connection with the invention are shown is a central Aufnahmekorper 30 on its two end faces 31 and 32 formed so that there is respectively a Vemoran bed 33 and 34 is formed with the Aufnahmekorper 30 a Zjsatzmembran 35 or 36 respectively welded to the upper end faces 31 and 32, wherein the additional membranes 35 and 36 each have such a bias that they press on the respective membranes «33 and 34 also эп the end faces 31 and 32 of the Aufnahmekorpers 30 in each case a separating membrane 37 and 38 are mounted, which together with the receiving body 30 or the additional membranes 35 and 36, respectively, each have an antechamber 39 or 40. The additional membrane 35 and 36 are made smaller in diameter than the separating membranes 37 and 38

Die gewählte Ausgestaltung und Anbringung der Trennmembranen und der Zusatzmembranen ermöglicht es, außerhalb des Bereichs der Zusatzmembranen 35 und 36 jeweils einen Verbmdungskana 41 bzw 42 vorzusehen, über die die Vorkammern 39 bzw 40 mit einer im Innern des Aufnahmekorpers 30 vorgesehenen Meßkammer 43 verbunden sind Innerhalb der Meßkammer 43 ist wiederum eine Drucksensor-Einnchtung 44 angeordnet, die auch in der Figur 2 nur schematisch dargestellt ist Von dem verbindungskanal 41 fuhrt ein Zusatzkanal 45 zur Zusatzmembran 36, entsprechend ist ein weiterer Zusatzkanal 46 zwischefi dem Verbindungskanal 42 und der Zusatzmembran 35 vorgesehenThe selected configuration and attachment of the separation membranes and the additional membranes makes it possible to provide a connection manhole 41 or 42 outside the area of the additional membranes 35 and 36, via which the pre-chambers 39 and 40 are connected to a measuring chamber 43 provided inside the housing body 30 Measuring chamber 43, in turn, a pressure sensor Einnchtung 44 is arranged, which is also shown only schematically in Figure 2. From the connecting channel 41 leads an additional channel 45 to the additional membrane 36, accordingly, a further additional channel 46 zwischefi the connecting channel 42 and the additional membrane 35 is provided

-5- 243 441 1-5- 243 441 1

Das Druckdifferenzmeßgerat nach Figur 2 arbeitet in ganz ahnlicher Weise wie das nach Figur 1 auch hier haben die Zusatzmembranen 35 und 36 bei im Differenzdruck-Nennwertbereich liegenden Differenzdrucken keinerlei Einfluß auf das Meßverhalten weil sich bei diesen Betriebsverhaltmssen die Zusatzmembranen 35 und 36 fest gegen den Aufnahmekorper 30 pressen Übersteigt der Differenzdruck dagegen einen vorgegebenen, über der Differenzdruck-Nenngroße liegenden Wert, dann wird je nach den gegebenen Druckverhaltnissen entweder über den Zusatzkanal 45 von der Trennmembran 37 die Zusatzmembran 36 abgehoben oder über den Zusatzkanal 46 von der Trennmembran 38 die Zusatzmembran 35 zum Abheben gebracht In jedem Falle wird von der Zusatzmembran die von den Trennmembranen bei Überlast aus den Vorkammern gepreßte Flüssigkeit aufgenommen und dadurch eine gefährliche Überlastung der Drucksensor-Einnchtung 44 vermieden Das Ausfuhrungsbeispiel nach den Figuren 3 und 4 unterscheidet sich von dem nach Figur 2 dadurch, daß beiderseits des Aufnahmekorpers 30 Gußkorper 50 und 51 vorhanden sind, die von einer erstarrenden Flüssigkeit gebildet sind Die Flüssigkeit ist über jeweils einen Einlaßkanal 52 bzw 53 in Räume 54 und 55 zwischen Aufnahmekorper 30 und Zusatzmembranen 35 und 36 mit einem Druck gepreßt, der dem Druck entspricht, bei dem die Zusatzmembranen zur Entlastung der Drucksensor-Einnchtung 44 abheben sollen Dieser Druck wird solange aufrechterhalten, bis die Flüssigkeit zu den Gußkorpern 50 und 51 erstarrt ist Durch unterschiedlich große Druckbeaufschlagung der Flüssigkeiten auf der Hochdruck- und der Niederdruckseite können Lot- und Klebeverbindungen gegen gefährliche Zugspannungen gesichert werden Wie insbesondere Figur 4 erkennen laßt, ist innerhalb jeder Zusatzmembran 35 bzw 36einedunneAbdichtmembran56andem Aufnahmekorper 30 angebracht, indem sie mit einer ringförmigen Schweißnaht 57 mit dem Aufnahmekorper 30 verbunden ist Die Zusatzmembranen 35 und 36 weisen auf ihren jeweils der Abdichtmembran 56 zugewandten Seite eine rauhe Oberflache aufThe Druckdifferenzmeßgerat of Figure 2 works in much the same way as that of Figure 1 here have the additional membranes 35 and 36 in the differential pressure nominal value range differential pressure no influence on the measurement behavior because at this Betriebsverhaltmssen the additional membranes 35 and 36 firmly against the Aufnahmekorper 30th presses If the differential pressure, however, a predetermined, above the differential pressure nominal size value, then depending on the given pressure conditions either via the additional channel 45 of the separation membrane 37, the additional membrane 36 is lifted or via the additional channel 46 of the separation membrane 38, the additional membrane 35 for lifting In each case, the additional membrane seized by the separation membrane overloaded from the antechamber liquid and thereby a dangerous overload of the pressure sensor Einnchtung 44 avoided The exemplary embodiment of Figures 3 and 4 differs from d Em by Figure 2 in that both sides of the Aufnahmekorpers 30 Gußkorper 50 and 51 are present, which are formed by a solidifying liquid The liquid is via an inlet channel 52 and 53 in spaces 54 and 55 between Aufnahmekorper 30 and additional membranes 35 and 36 with a Pressed pressure corresponding to the pressure at which the additional membranes to relieve the pressure sensor Einnchtung 44 should lift off this pressure is maintained until the liquid is solidified to the Gußkorpern 50 and 51 by different amounts of pressurization of the fluids on the high-pressure and On the low-pressure side, soldering and adhesive joints can be secured against dangerous tensile stresses. As shown particularly in FIG. 4, within each additional membrane 35 or 36, a dark membrane 56 is attached to the receiving body 30 by being connected to the receiving body 30 by an annular weld seam 57 nd 36 have on their respective sealing membrane 56 side facing a rough surface

In den Figuren 1 bis 4 sind der besseren Übersichtlichkeit halber Drosseleinrichtungen nicht dargestellt, die der Meßkammer auf beiden Seiten vorgeschaltet sind Bei einer Ausfuhrung als Druckmeßgerat ist nur auf der Meßstoffseite eine Trennmembran und gegenüberliegend eine Zusatzmembran vorhandenIn the figures 1 to 4 for the sake of clarity throttle devices are not shown, which are upstream of the measuring chamber on both sides In one execution as Druckmeßgerat only on the Meßstoffseite a separation membrane and opposite an additional membrane is present

Claims (5)

-2- 243 441 1-2- 243 441 1 Erfindungsanspruche.The invention claims. 1 Druck- oder Druckdifferenzmeßgerat mit einem zentralen Aufnahmekorper und einer vor Überlastung geschützten Drucksensor-Einnchtung in einer Meßkammer, deren Teilkammem über jeweils einen Verbindungskanal mit Vorkammern verbunden sind, die von jeweils einer Trennmembran und dem Aufnahmekorper gebildet sind, und mit Zusatzmembranen, die jeweils einer Trennmembran benachbart angeordnet sind und mit dieser in druckubertragender Verbindung stehen, wobei die Zusatzmembranen mit einer Vorspannung beaufschlagt sind, sowie mit Zusatzkanalen von den Verbmdungskanalenzu den Zusatzmembranen, gekennzeichnet dadurch, daß die Zusatzmembranen (14,15) aufgrund ihrer Vorspannung an dem Aufnahmekorper (1) anliegen und daß von dem Verbindungskanal (22) mit der jeweils einen Trennmembran (z. B 6) ein einziger Zusatzkanal (z. B. 24) fortgeführt ist, der zu derjenigen Zusatzmembran (z. B. 15) fuhrt, die der jeweils anderen Trennmembran (z.B. 7) benachbart ist.1 pressure or Druckdifferenzmeßgerat with a central Aufnahmekorper and a protected from overload pressure sensor Einnchtung in a measuring chamber whose Teilkammem are connected via a respective connecting channel with prechambers, which are each formed of a separation membrane and the Aufnahmekorper, and with additional membranes, each one Separating membrane are arranged adjacent and are in pressure-transmitting connection with the latter, wherein the additional membranes are biased, as well as additional channels of the Verbmdungskanalenzu the additional membranes, characterized in that the additional membranes (14,15) due to their bias on the Aufnahmekorper (1) and that from the connecting channel (22) with the respective one separating membrane (for example 6) a single additional channel (eg 24) is continued, leading to that additional membrane (eg 15), the other one Separation membrane (eg 7) is adjacent. 2. Meßgerat nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß sich die Drucksensor-Einnchtung mit der Meßkammer in dem zentralen Aufnahmekorper (1) befindet.2. Meßgerat according to item 1, characterized in that the pressure sensor Einnchtung with the measuring chamber in the central Aufnahmekorper (1). 3. Meßgerat nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Zusatzmembranen (14,15) in jeweils einer Zusatzkammer (10,11) liegen und daß die Zusatzkammern (10,11) über Hilfskanale (12,13) mit dem jeweils an die benachbarte Vorkammer (8, 9) angrenzenden Raum verbunden sind.3. Meßgerat according to item 1 or 2, characterized in that the additional membranes (14,15) in each case an additional chamber (10,11) and that the additional chambers (10,11) via auxiliary channels (12,13) with each at the adjacent pre-chamber (8, 9) adjacent space are connected. 4 Meßgerat nach Punkt 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Zusatzmembranen (14,15) durch jeweils mindestens eine Druckfeder (16,17) in den Zusatzkammern (10,11) gegen den Aufnahmekorper (1) gedruckt sind.4 measuring device according to item 3, characterized in that the additional membranes (14,15) by at least one compression spring (16,17) in the additional chambers (10,11) against the Aufnahmekorper (1) are printed. 5 Meßgerat nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Zusatzmembranen (35, 36) jeweils innerhalb der Vorkammern (39, 40) an dem Aufnahmekorper (30) befestigt sind5 Meßgerat according to item 1 or 2, characterized in that the additional membranes (35, 36) respectively within the pre-chambers (39, 40) on the Aufnahmekorper (30) are attached 6 Meßgerat nach einem der vorangehenden Punkte, gekennzeichnet dadurch, daß die Zusatzmembranen (6,7) eine derartige Vorspannung aufweisen, daß sie sich erst nach Überschreiten eines vorgegebenen Differenzdruckes ar> der Drucksensor-Einnchtung (19) von dem Aufnahmekorper (1) abheben6 measuring device according to one of the preceding points, characterized in that the additional membranes (6,7) have such a bias that they stand out only after exceeding a predetermined differential pressure ar> the pressure sensor Einnchtung (19) of the Aufnahmekorper (1) 7 Meßgerat nach Punkt 5 oder 6, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen dem Aufnahmekorper (30) und den Zusatzmembranen (35, 36) jeweils ein Gußkorper (50, 51) liegt, der von einer jeweils zwischen Aufnahmekorper (30) und Zusatzmembran (35 bzw. 36) unter einem Überdruck eingebrachten und erstarrten Flüssigkeit gebildet ist7 measuring device according to item 5 or 6, characterized in that between the Aufnahmekorper (30) and the additional membranes (35, 36) in each case a Gußkorper (50, 51), each of a receiving body (30) and additional membrane (35 or 36) is formed under a positive pressure introduced and solidified liquid 8. Meßgerat nach Punkt 7, gekennzeichnet dadurch, daß der Überdruck etwa dem Druck entspricht, bei dem sich die jeweilige8. measuring device according to item 7, characterized in that the overpressure corresponds approximately to the pressure at which the respective Zusatzmembran abhebt
9 Meßgerat nach Punkt 7 oder 8, gekennzeichnet dadurch, daß die Flüssigkeit eine Metallschmelze aus einem bei niedrigenAdditional membrane lifts off
9 measuring device according to item 7 or 8, characterized in that the liquid is a molten metal from a at low Temperaturen schmelzenden Metall ist.
10 Meßgerat nach einem der Punkte 7 bis 9, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen jedem Gußkorper (50, 51) und der zugeordneten Zusatzmembran (35, 36) eine dünne Abdichtmembran (56) angeordnet ist, die innerhalb der Zusatzmembran (35 bzw 36) an dem Aufnahmekorper (30) angebracht ist.Temperatures melting metal is.
10 Meßgerat according to one of the points 7 to 9, characterized in that between each Gußkorper (50, 51) and the associated additional membrane (35, 36) a thin Abdichtmembran (56) is arranged, which within the additional membrane (35 or 36) the Aufnahmekorper (30) is mounted. 11. Meßgerat nach Punkt 10, gekennzeichnet dadurch, daß die Zusatzmembranen (35,36) an ihrer jeweils der Abdichtmembran (56) zugewandten Seite eine rauhe Oberflache aufweisen11. Meßgerat according to item 10, characterized in that the additional membranes (35,36) on their respective sealing membrane (56) facing side have a rough surface Hierzu 4 Seiten ZeichnungenFor this 4 pages drawings