DE102018100716B3

DE102018100716B3 - pressure monitor

Info

Publication number: DE102018100716B3
Application number: DE102018100716.7A
Authority: DE
Inventors: Lorenz Halbinger
Original assignee: IFM Electronic GmbH
Current assignee: IFM Electronic GmbH
Priority date: 2018-01-15
Filing date: 2018-01-15
Publication date: 2018-11-22
Anticipated expiration: 2038-01-16

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Druckmessgerät zur Erfassung des Drucks eines an das Druckmessgerät (1) angrenzenden Mediums, bestehend aus einem Gehäuse (4), einer in dem Gehäuse (4) angeordneten kapazitiven oder resistiv messenden Druckmesszelle (3), einer in dem Gehäuse (4) angeordneten Auswerteelektronik zur Aufbereitung der von der Druckmesszelle (3) generierten Messsignale und einer Druckausgleichsvorrichtung (10), die zwischen dem Messgeräteinnenraum und der Atmosphäre einen Druckausgleich ermöglicht.
Um feuchtwarme Luft nicht in den Messgeräteinnenraum gelangen zu lassen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Druckausgleichsvorrichtung (10) in zwei Abschnitte (11, 12) unterteilt ist, wobei ein erster Abschnitt (11) mit der Atmosphäre in Kontakt steht und ein zweiter Abschnitt (12) mit der Messkammer (3d) der kapazitiven Druckmesszelle (3) bzw. dem Gehäuseinnenraum (4a) verbunden ist, und dass die Druckausgleichsvorrichtung (10) eine quasi kraftfrei auslenkbare Metallmembran (13) umfasst, wobei die Metallmembran (13) eine Barriere bildet, durch die die beiden Abschnitte (11, 12) voneinander mediumsdicht getrennt sind, so dass der über den ersten Abschnitt (11) auf die Metallmembran (13) einwirkende Atmosphärendruck in den zweiten Abschnitt (12) ohne Luftaustausch weitergegeben wird.

The invention relates to a pressure measuring device for detecting the pressure of a medium adjoining the pressure measuring device (1), comprising a housing (4), a capacitive or resistively measuring pressure measuring cell (3) arranged in the housing (4), one in the housing (4 ) arranged evaluation for the preparation of the pressure measuring cell (3) generated measuring signals and a pressure compensation device (10), which allows a pressure equalization between the measuring device interior and the atmosphere.
In order not to allow humid warm air to pass into the measuring device interior, it is provided according to the invention that the pressure compensation device (10) is subdivided into two sections (11, 12), with a first section (11) in contact with the atmosphere and a second section (FIG. 12) is connected to the measuring chamber (3d) of the capacitive pressure measuring cell (3) or the housing interior (4a), and that the pressure compensation device (10) comprises a virtually force-free deflectable metal membrane (13), wherein the metal membrane (13) forms a barrier by which the two sections (11, 12) are separated from each other in a medium-tight manner, so that the atmospheric pressure acting on the metal membrane (13) via the first section (11) is transferred into the second section (12) without air exchange.

Description

Die Erfindung betrifft ein Druckmessgerät zur Erfassung des Drucks eines an das Druckmessgerät angrenzenden Mediums nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 oder 2.The invention relates to a pressure gauge for detecting the pressure of an adjacent to the pressure gauge medium according to the preamble of claims 1 or 2.

Druckmessgeräte bzw. Drucksensoren werden in vielen Industriebereichen zur Druckmessung eingesetzt. Sie weisen häufig eine Druckmesszelle, als Messwandler für den Prozessdruck, und eine Auswerteelektronik zur Signalverarbeitung auf. Typische Druckmesszellen erfassen den Druck entweder kapazitiv oder resistiv.Pressure gauges or pressure sensors are used in many industrial areas for pressure measurement. They often have a pressure measuring cell, as a transducer for the process pressure, and an evaluation for signal processing. Typical pressure cells detect the pressure either capacitive or resistive.

Typische kapazitive Druckmesszellen bestehen aus einer kompakten Einheit mit einem keramischen Grundkörper und einer eleatischen Membran, wobei zwischen dem Grundkörper und der Membran eine ringförmige Fügestelle, typischerweise ein Glaslotring, angeordnet ist. Der sich dadurch ergebende Hohlraum zwischen Grundkörper und Membran - auch als Messkammer bezeichnet - ermöglicht die längsgerichtete Beweglichkeit der Membran infolge eines Druckeinflusses. An der Unterseite der Membran und an der gegenüberliegenden Oberseite des Grundkörpers sind jeweils Elektroden vorgesehen, die zusammen einen Messkondensator bilden. Durch Druckeinwirkung kommt es zu einer Verformung der Membran, was eine Kapazitätsänderung des Messkondensators zur Folge hat. Mit Hilfe einer Auswerteeinheit wird die Kapazitätsänderung erfasst und in einen Druckmesswert umgewandelt.Typical capacitive pressure measuring cells consist of a compact unit with a ceramic base body and an Eleatic membrane, wherein an annular joint, typically a glass solder ring, is arranged between the base body and the membrane. The resulting cavity between the body and membrane - also referred to as a measuring chamber - allows the longitudinal mobility of the membrane due to a pressure influence. On the underside of the membrane and on the opposite upper side of the main body electrodes are provided, which together form a measuring capacitor. Pressure causes a deformation of the membrane, which results in a capacitance change of the measuring capacitor. With the aid of an evaluation unit, the capacitance change is detected and converted into a pressure measurement value.

Demgegenüber erfassen resistiv messende Druckmesszellen die Auslenkung der Membrane mithilfe von elektromechanischen Wandlern, bspw. mittels Dehnungsmessstreifen, der mit der ausgelenkten Membran verformt wird und die Auslenkung in einen entsprechenden Widerstandswert bzw. Spannungs- oder Stromwert umwandelt. Derartige Druckmesszellen gibt es sowohl einstückig in Form eines Monoliths, aber auch zweistückig mit einem Grundkörper und einer dünnen Membrane.In contrast, resistive pressure measuring cells detect the deflection of the membrane by means of electromechanical transducers, for example by means of strain gauges, which is deformed with the deflected membrane and converts the deflection into a corresponding resistance value or voltage or current value. Such pressure measuring cells are both in one piece in the form of a monolith, but also in two pieces with a base body and a thin membrane.

Am Unterteil des Messgeräts befindet sich der sogenannte Prozessanschluss, durch den das Messgerät mit einem das Medium führenden Behälter oder Rohr verbunden ist. In der Regel dienen diese Druckmessgeräte zur Überwachung oder Steuerung von Prozessen. Sie sind deshalb häufig über einen Steckeranschluss mit übergeordneten Steuereinheiten (SPS) verbunden.At the bottom of the measuring device is the so-called process connection, through which the measuring device is connected to a container or tube carrying the medium. As a rule, these pressure gauges are used to monitor or control processes. They are therefore often connected via a plug connection with higher-level control units (PLC).

Um einen Relativdruck zu messen, also die Ausgabe der von der Druckmesszelle erfassten Druckwerte in Relation zum Umgebungs- bzw. Atmosphärendruck, ist es notwendig, dass in dem Messgerät Atmosphärendruck herrscht. Dabei ist es insbesondere erforderlich, dass in dem Raum Atmosphärendruck herrscht, der die längsgerichtete Beweglichkeit der Messmembran der Messzelle infolge eines Druckeinflusses ermöglicht. Bei einer kapazitiven Messzelle ist das die zuvor erwähnte Messkammer zwischen Grundkörper und Membran. Bei einer resistiv messenden Druckmesszelle ist das zumeist der gesamte Gehäuseinnenraum des Messgeräts, sofern die Messzelle nicht gekapselt ist.In order to measure a relative pressure, ie the output of the pressure values detected by the pressure measuring cell in relation to the ambient or atmospheric pressure, it is necessary for atmospheric pressure to prevail in the measuring device. In this case, it is particularly necessary that in the room there is atmospheric pressure, which allows the longitudinal movement of the measuring membrane of the measuring cell as a result of a pressure influence. For a capacitive measuring cell, this is the previously mentioned measuring chamber between the main body and the membrane. In the case of a resistively measuring pressure measuring cell, this is usually the entire housing interior of the measuring device, provided the measuring cell is not encapsulated.

Dementsprechend weisen die Messgeräte, die einen Relativdruck messen, eine Druckausgleichsvorrichtung auf, die eine wie auch immer geartete Öffnung umfasst. Diese Öffnung kann in der Gehäusewandung angeordnet sein, wie bspw. in der DE 10 2013 200 840 A1 der Anmelderin offenbart, oder auch im Steckeranschluss, wie aus der DE 10 2012 201 018 A1 der Anmelderin bekannt. Dabei müssen die Messgeräte zur Einhaltung hygienischer Bedingungen jedoch häufig gereinigt werden, was bspw. mittels eines Hochdruck- oder Dampfstrahlers erfolgt.Accordingly, the measuring devices which measure a relative pressure have a pressure compensation device which comprises an opening of whatever kind. This opening can be arranged in the housing wall, such as in the DE 10 2013 200 840 A1 the Applicant discloses, or even in the connector, as from DE 10 2012 201 018 A1 the applicant known. However, the measuring devices for maintaining hygienic conditions must be cleaned frequently, which takes place, for example, by means of a high-pressure or steam jet.

Aus dem Stand der Technik sind hierfür einteilige Barrieren in Form von Folien oder Membrane bekannt. Die DE 102 32 028 B4 schlägt bspw. vor, in der Gehäusewand eine Öffnung vorzusehen, welche mit einem flüssigkeitsabweisenden sowie gasdurchlässigen Segment abgeschlossen ist, um einen Druckausgleich zwischen dem Innenraum des Gehäuses und der äußeren Umgebung des Gehäuses zu erreichen. Das Segment besteht dabei aus einer Folie, bspw. einer Kunststofffolie, oder einer Membran, bspw. aus PTFE. Die DE 197 08 116 A1 schlägt diesbezüglich vor, eine atmungsaktive und wasserdichte Folie zu verwenden, wie sie zum Beispiel unter dem Namen Goretex® oder Sympatex® bekannt sind.For this purpose, one-piece barriers in the form of films or membranes are known from the prior art. The DE 102 32 028 B4 suggests, for example, to provide in the housing wall an opening which is closed with a liquid-repellent and gas-permeable segment to achieve a pressure equalization between the interior of the housing and the external environment of the housing. The segment consists of a film, for example a plastic film, or a membrane, for example of PTFE. The DE 197 08 116 A1 proposes in this respect to use a breathable and waterproof film, as known for example under the name Goretex® or Sympatex®.

Unter bestimmten Bedingungen können diese Folien und Membrane technologisch an ihre Grenzen kommen und müssen vor Verschmutzung sowie dem Einfluss der Reinigungsstrahler geschützt werden.Under certain conditions, these films and membranes can technologically reach their limits and must be protected against contamination and the influence of the cleaning lamps.

Aufgabe der Erfindung ist es, die eingangs genannten Druckmessgeräte luftdicht abzuriegeln und gleichzeitig einen wirksamen Druckausgleich mit dem Atmosphärendruck zu gewährleisten.The object of the invention is to airtight seal the above-mentioned pressure gauges while ensuring an effective pressure equalization with the atmospheric pressure.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Druckmessgerät sowohl mit den Merkmalen des Anspruchs 1 als auch mit den Merkmalen des Anspruchs 2. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The object is achieved by a pressure gauge both with the features of claim 1 and with the features of claim 2. Advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims.

Bei einem Messgerät mit kapazitiver Druckmesszelle gemäß Anspruch 1, bei dem Atmosphärendruck in der zwischen Grundkörper und Messmembran angeordneten Messkammer vorliegen muss, ist die Druckausgleichsvorrichtung erfindungsgemäß in zwei Abschnitte unterteilt ist, wobei ein erster Abschnitt mit der Atmosphäre in Kontakt steht und ein zweiter Abschnitt mit der Messkammer der Druckmesszelle verbunden ist. Dem gegenüber ist bei einem Messgerät mit resistiv messender Druckmesszelle gemäß Anspruch 2, bei dem Atmosphärendruck im gesamten Gehäuseinnenraum des Messgeräts vorliegen muss, die Druckausgleichsvorrichtung erfindungsgemäß in zwei Abschnitte unterteilt, wobei ein erster Abschnitt mit der Atmosphäre in Kontakt steht und ein zweiter Abschnitt mit dem Gehäuseinnenraum verbunden ist.In the case of a measuring device with a capacitive pressure measuring cell according to claim 1, in which atmospheric pressure has to be present in the measuring chamber arranged between the main body and the measuring diaphragm, the pressure equalizing device is According to the invention is divided into two sections, wherein a first section is in contact with the atmosphere and a second section is connected to the measuring chamber of the pressure measuring cell. On the other hand, in a measuring device with a resistively measuring pressure measuring cell according to claim 2, in which atmospheric pressure must be present in the entire housing interior of the measuring device according to the invention, the pressure compensation device is divided into two sections, with a first section in contact with the atmosphere and a second section with the housing interior connected is.

Zentrales Element ist in beiden Fällen eine quasi kraftfrei auslenkbare Metallmembran, welche eine Barriere bildet, durch die die beiden Abschnitte voneinander mediumsdicht getrennt sind. „Quasi kraftfrei auslenkbar“ bedeutet hier eine nur mit äußerst geringen äußeren Einwirkungen mögliche Beweglichkeit der Membran, wobei darunter insbesondere der Einfluss einer Atmosphärendruckänderung sowie die temperaturbedingte Volumenausdehnung im Gehäuseinnenraum zu verstehen ist. Derartige Metallmembrane werden bspw. von der Fa. Beck GmbH Druckmesselemente, Stuttgart vertrieben.The central element in both cases is a virtually force-free deflectable metal diaphragm, which forms a barrier, by which the two sections are separated from each other medium-tight. "Quasi force-free deflectable" here means a possible only with extremely low external effects mobility of the membrane, including in particular the influence of an atmospheric pressure change and the temperature-related volume expansion is to be understood in the housing interior. Such metal membranes are marketed, for example, by the company Beck GmbH Druckmesselemente, Stuttgart.

Auf diese Weise kann ein über den ersten Abschnitt auf die Metallmembran einwirkender Atmosphärendruck in den zweiten Abschnitt - und damit in die Messkammer bzw. den Gehäuseinnenraum - weitergegeben werden, ohne dass es zu einem Luftaustausch kommt. Luft aus der Atmosphäre gelangt damit nicht in das Innere des Messgeräts und damit insbesondere nicht in die Nähe der Druckmesszelle und dennoch ist mit den erfindungsgemäßen Druckmessgeräten die Erfassung eines Relativdrucks mit der geforderten Genauigkeit möglich.In this way, an atmospheric pressure acting on the metal membrane via the first section can be passed on into the second section-and thus into the measuring chamber or the housing interior-without the air being exchanged. Air from the atmosphere thus does not reach the interior of the measuring device and thus in particular not in the vicinity of the pressure measuring cell and yet the detection of a relative pressure with the required accuracy is possible with the pressure measuring devices according to the invention.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Druckausgleichsvorrichtung eine Durchgangsöffnung im Gehäuse des Messgeräts umfasst. In diese Durchgangsöffnung kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung entweder die Membran integriert werden oder durch sie eine Leitung des zweiten Abschnitts verlaufen, um die Metallmembran auch außerhalb des Messgerätegehäuses, insbesondere als Teil eines vorzugsweise symmetrisch aufgebauten dosenartigen Hohlkörpers, anordnen zu können. Eine in die Durchgangsöffnung integrierte Membran kann dabei auch als Teil des Messgerätegehäuses verstanden werden, bspw. indem sie ein Teil des rückwärtigen Gehäuses eines Manometers darstellt.A development of the invention provides that the pressure compensation device comprises a passage opening in the housing of the measuring device. In this passage opening can be integrated according to a further advantageous embodiment, either the membrane or run through a line of the second section to order the metal membrane outside the meter housing, in particular as part of a preferably symmetrically constructed can-like hollow body. A membrane integrated into the passage opening can also be understood as part of the measuring device housing, for example by being a part of the rear housing of a pressure gauge.

Besonders vorteilhaft ist, die Metallmembran aus einem diffusionsdichten und chemisch beständigen Material, insbesondere aus Edelstahl, auszuführen, wodurch die beiden Abschnitte der Druckausgleichsvorrichtung mediumsdicht voneinander getrennt werden können.It is particularly advantageous to design the metal membrane of a diffusion-proof and chemically resistant material, in particular of stainless steel, whereby the two sections of the pressure compensation device can be separated from one another in a medium-tight manner.

Ganz besonders vorteilhaft ist es, mehrere dieser dosenartigen Hohlkörper kaskadenartig hintereinander anzuordnen, so dass jede einzelne Metallmembran jedes Hohlkörpers sehr weich ausgeführt sein kann.It is particularly advantageous to arrange a plurality of these can-like hollow bodies in cascade-like fashion, so that each individual metal membrane of each hollow body can be made very soft.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.The invention will be explained in more detail by means of embodiments with reference to the drawings.

Es zeigen schematisch:

1 ein Druckmessgerät mit Druckausgleichsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik,
2 ein Druckmessgerät mit erfindungsgemäßer Druckausgleichsvorrichtung gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels,
3 ein Druckmessgerät mit erfindungsgemäßer Druckausgleichsvorrichtung gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels und
4 ein Druckmessgerät mit erfindungsgemäßer Druckausgleichsvorrichtung gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels.

They show schematically:

1 a pressure measuring device with pressure compensation device according to the prior art,
2 a pressure measuring device with pressure equalization device according to the invention according to a first embodiment,
3 a pressure gauge with inventive pressure compensation device according to a second embodiment and
4 a pressure gauge with inventive pressure compensation device according to a third embodiment.

Bei der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten. In the following description of the preferred embodiments, like reference characters designate like or similar components.

In 1 ist ein Druckmessgerät 1 dargestellt, wie es von der Anmelderin hergestellt und vertrieben wird. Auf einem Prozessanschluss 2 ist ein Gehäuse 4 aufgesetzt. Über den Prozessanschluss 2 wird das Druckmessgerät 1 mit einem das zu messende Medium beinhaltenden Behälter, d.h. einer Rohrleitung, einem Tank oder dergleichen, verbunden. Zumeist erfolgt diese Verbindung mittels eines an den Behälter angeformten Flansches oder eines entsprechenden Adapters. Auf dem Gehäuse 4 befindet sich eine Anzeige- und Bedieneinheit 5, über die die Messergebnisse angezeigt werden und diverse Einstellungen durch das Bedienpersonal vorgenommen werden können, wie bspw. Festlegung eines Schaltpunkts oder Anzeige der Messwerte in verschiedenen Maßeinheiten. Ebenfalls von der Erfindung mit umfasst sind jedoch auch sogenannte Transmittergeräte, die keinerlei Anzeige- oder Bedieneinheit aufweisen und lediglich ein dem Messergebnis entsprechendes analoges Spannungs- oder Stromsignal ausgeben, das in einer übergeordneten Steuereinheit ausgewertet wird. Seitlich am Gehäuse 4 ist ein Steckeranschluss 6 angeordnet, über den das Druckmessgerät 1 mit Energie versorgt wird und der als elektronische Schnittstelle fungierend die erzeugten Messsignale zur weiteren Verarbeitung der genannten Steuereinheit, bspw. einer SPS, zur Verfügung stellt.In 1 is a pressure gauge 1 as manufactured and sold by the Applicant. On a process connection 2 is a housing 4 placed. About the process connection 2 becomes the pressure gauge 1 with a container containing the medium to be measured, ie, a pipe, a tank or the like, connected. In most cases, this connection is made by means of a flange formed on the container or a corresponding adapter. On the case 4 there is a display and control unit 5 , via which the measurement results are displayed and various settings can be made by the operator, such as defining a switching point or displaying the measured values in different units. Also included in the invention, however, are so-called transmitter devices, which have no display or operating unit and only output a measurement result corresponding analog voltage or current signal, which is evaluated in a higher-level control unit. Laterally on the housing 4 is a plug connection 6 arranged over which the pressure gauge 1 is supplied with energy and acting as an electronic interface, the generated measurement signals for further processing of said control unit, eg. A PLC, is available.

Die Druckausgleichsvorrichtung 10 ist hier in Form einer Öffnung im Gehäuse realisiert, über die ein kleiner, zylindrischer, seitlich vom Gehäuse des Messgeräts 1 abstehender Körper mit seitlichen Öffnungen angeordnet ist. Dieser Körper ist hier als Prallschutzvorrichtung eingesetzt und soll verhindern, dass der Strahl eines Hochdruck- oder Dampfstrahlers direkt auf eine dahinterliegende Membran aus PTFE oder Kunststofffolie auftrifft und diese dabei beschädigt. The pressure compensation device 10 is realized here in the form of an opening in the housing, over which a smaller, cylindrical, laterally from the housing of the meter 1 protruding body is arranged with lateral openings. This body is used here as an impact protection device and is intended to prevent the jet of a high-pressure or steam jet impinges directly on an underlying membrane made of PTFE or plastic film and this damaged.

Dem gegenüber ist in den 2 bis 4 - sehr schematisch -jeweils ein Druckmessgerät 1 mit einer erfindungsgemäßen Druckausgleichsvorrichtung 10 dargestellt. In 2 ist dargestellt, wie die Druckausgleichsvorrichtung 10 in zwei Abschnitte 11, 12 unterteilt ist. Der erste Abschnitt 11 steht mit der Atmosphäre in Kontakt. Der zweite Abschnitt 12 umfasst einen dosenartigen Hohlkörper 15 sowie eine nicht näher bezeichnete Leitung, die bspw. als kleine Schlauchleitung ausgeführt sein kann. Über diese Leitung ist der Hohlkörper 15 mit dem Messgerät 1 verbunden.The opposite is in the 2 to 4 - very schematically - each a pressure gauge 1 with a pressure compensation device according to the invention 10 shown. In 2 is shown as the pressure compensation device 10 in two sections 11 . 12 is divided. The first paragraph 11 is in contact with the atmosphere. The second section 12 comprises a can-like hollow body 15 and a unspecified line, which may, for example, be designed as a small hose line. About this line is the hollow body 15 with the meter 1 connected.

Zentrales Element ist eine quasi kraftfrei auslenkbare Metallmembran 13, welche vorzugsweise rund ausgeführt ist und eine Barriere bildet, durch die die beiden Abschnitte 11, 12 voneinander mediumsdicht getrennt sind. Die Metallmembran besteht vorzugsweise aus Edelstahl, weist eine gewellte Struktur auf und ist als ein dosenartiger Hohlkörper 15 ausgebildet, der wiederrum in einem Schutzgehäuse 14 so eingebunden ist, dass die Ausdehnung des Hohlkörpers 15 nicht beeinträchtigt ist, d.h. er muss frei aufgehängt sein. Durch den Einfluss einer Atmosphärendruckänderung wird die Metallmembran 13 des Hohlkörpers 15 ausgelenkt, welche diese Druckänderung über den zweiten Abschnitt 12 an das Messgerät 1 weitergibt. Der zweite Abschnitt 12 mit der in der Leitung befindlichen Luft wirkt damit sozusagen als Druckmittler. Auf diese Weise kann ein über den ersten Abschnitt 11 auf die Metallmembran 13 einwirkender Atmosphärendruck in den zweiten Abschnitt 12 und damit an das Messgerät 1 weitergegeben werden, ohne dass es zu einem Luftaustausch kommt. Luft aus der Umgebung kann somit nicht über die Druckausgleichvorrichtung 10 in das Gehäuse 4 eindringen.The central element is a virtually force-free deflectable metal diaphragm 13 which is preferably made round and forms a barrier through which the two sections 11 . 12 are separated medium-tight from each other. The metal membrane is preferably made of stainless steel, has a corrugated structure and is as a can-like hollow body 15 formed, in turn, in a protective housing 14 is so integrated that the expansion of the hollow body 15 not impaired, ie it must be suspended freely. Due to the influence of an atmospheric pressure change, the metal membrane 13 of the hollow body 15 deflected, which this pressure change over the second section 12 to the meter 1 passes. The second section 12 with the air in the line thus acts as a diaphragm seal, so to speak. In this way, one over the first section 11 on the metal membrane 13 acting atmospheric pressure in the second section 12 and thus to the meter 1 be passed on without any air exchange. Air from the environment can therefore not via the pressure compensation device 10 in the case 4 penetration.

In 3 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Zum einen ist das Druckmessgerät 1 mit einer kapazitiven Druckmesszelle 3 dargestellt, welche eine auslenkbare Messmembran 3a und einen Grundkörper 3b umfasst. Messmembran 3a und Grundkörper 3b sind über eine ringförmige Fügestelle 3c in Form eines Glaslotrings unter Bildung einer Messkammer 3d miteinander verbunden. Die Messkammer 3d ermöglicht die längsgerichtet Beweglichkeit der Messmembran 3a. Die sich gegenüberliegenden Seiten von Messmembran 3a und Grundkörper 3b weisen Mittel zur Erfassung der Auslenkung der Messmembran 3a auf, welche als gegenüberliegende Elektrodenpaare ausgeführt sind. Die Funktionsweise derartiger Druckmesszellen 3 ist allgemein bekannt.In 3 a further embodiment of the invention is shown. One is the pressure gauge 1 with a capacitive pressure cell 3 represented, which a deflectable measuring diaphragm 3a and a body 3b includes. measuring membrane 3a and basic body 3b are via an annular joint 3c in the form of a glass solder ring to form a measuring chamber 3d connected with each other. The measuring chamber 3d allows the longitudinal mobility of the measuring diaphragm 3a , The opposite sides of measuring diaphragm 3a and basic body 3b have means for detecting the deflection of the measuring diaphragm 3a on, which are designed as opposed pairs of electrodes. The operation of such pressure measuring cells 3 is well known.

Um mit der Druckmesszelle 3 einen Relativdruck messen zu können, muss in der Messkammer 3d Atmosphärendruck herrschen. Deshalb ist die Leitung des zweiten Abschnitts 12, welche bspw. als schmaler Schlauch ausgeführt sein kann, durch die Wandung des Gehäuses 4 und durch den Grundkörper 3b der Druckmesszelle 3 bis in die Messkammer 3d durchgeführt.To the pressure measuring cell 3 To be able to measure a relative pressure must be in the measuring chamber 3d Atmospheric pressure prevail. That's why the line of the second section 12 which may, for example, be designed as a narrow tube, through the wall of the housing 4 and through the main body 3b the pressure measuring cell 3 into the measuring chamber 3d carried out.

Zum anderen umfasst die Druckausgleichsvorrichtung 10 hier mehrere kaskadenartig hintereinander angeordnete Hohlkörper 15 und damit mehrere (Einzel-) Metallmembrane.On the other hand, the pressure compensation device includes 10 here several cascaded one behind the other arranged hollow body 15 and thus several (single) metal membranes.

Die Abbildung in 4 unterscheidet sich demgegenüber nur darin, dass hier ein Messgerät 1 mit einer resistiv messenden Druckmesszelle 3 gezeigt ist. Bei diesen Druckmesszellen 3 wird die druckbedingte Auslenkung der Messmembran 3a bspw. über Dehnungsmessstreifen erfasst. Auch hier ist die Funktionsweise derartiger Druckmesszellen 3 allgemein bekannt.The picture in 4 differs in contrast only in that here is a meter 1 with a resistive measuring pressure cell 3 is shown. With these pressure cells 3 becomes the pressure-induced deflection of the measuring diaphragm 3a eg detected via strain gauges. Again, the operation of such pressure cells 3 well known.

Üblicherweise sind diese Druckmesszellen 3 nicht gekapselt oder dergleichen, so dass die Bewegung der Messmembran 3a in den Gehäuseinnenraum 4a des Messgeräts 1 erfolgt. Deswegen muss hier der Druckausgleich mit dem Gehäuseinnenraum 4a erfolgen, weswegen die Leitung des zweiten Abschnitts 12 nur bis zur Wandung des Gehäuses 4 verläuft. Die grundsätzliche Funktionsweise der erfindungsgemäßen Druckausgleichsvorrichtung 10 bleibt jedoch die gleiche.Usually these pressure cells are 3 not encapsulated or the like, so that the movement of the measuring diaphragm 3a in the housing interior 4a of the meter 1 he follows. Therefore, the pressure equalization with the housing interior must be here 4a which is why the line of the second section 12 only up to the wall of the housing 4 runs. The basic mode of operation of the pressure compensation device according to the invention 10 remains the same.

Denkbar ist natürlich auch, dass die Metallmembran 13 nicht außerhalb des Gehäuses 4 als separate Einheit angeordnet ist, sondern in die Wandung des Gehäuses 4 integriert ist.It is also conceivable, of course, that the metal membrane 13 not outside the case 4 is arranged as a separate unit, but in the wall of the housing 4 is integrated.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Druckmessgerätpressure monitor
22: Prozessanschlussprocess connection
33: DruckmesszellePressure measuring cell
3a3a: Messmembranmeasuring membrane
3b3b: Grundkörperbody
3c3c: Glaslotringglass solder
3d3d: Messkammermeasuring chamber
44: Gehäusecasing
4a4a: GehäuseinnenraumHousing interior
55: Anzeige- und BedieneinheitDisplay and control unit
66: Steckeranschlussconnector
1010: DruckausgleichsvorrichtungPressure-balancing device
1111: erster Abschnittfirst section
1212: zweiter Abschnittsecond part
1313: Metallmembranmetal diaphragm
1414: Schutzgehäusehousing
1515: dosenartiger Hohlkörpercan-shaped hollow body

Claims

Druckmessgerät zur Erfassung des Drucks eines an das Druckmessgerät (1) angrenzenden Mediums, bestehend aus - einem Gehäuse (4), - einer in dem Gehäuse (4) angeordneten Druckmesszelle (3), - einer in dem Gehäuse (4) angeordneten Auswerteelektronik zur Aufbereitung der von der Druckmesszelle (3) generierten Messsignale und - einer Druckausgleichsvorrichtung (10), wobei die Druckmesszelle (3) eine auslenkbare Messmembran (3a) umfasst, deren erste Seite zumindest teilweise mit dem Medium in Kontakt steht und deren von dem Medium abgewandten zweiten Seite Mittel zur Erfassung der Auslenkung der Messmembran (3a) aufweist, und einen der zweiten Seite der Messmembran (3a) gegenüberliegend angeordneten zylinderförmigen Grundkörper (3b), wobei die Messmembran mittels einer ringförmigen Fügestelle (3c) mit dem Grundkörper unter Bildung einer Messkammer (3d) verbunden ist und wobei die Druckausgleichsvorrichtung einen Druckausgleich zwischen der Messkammer (3d) und der Atmosphäre ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckausgleichsvorrichtung (10) in zwei Abschnitte (11, 12) unterteilt ist, wobei ein erster Abschnitt (11) mit der Atmosphäre in Kontakt steht und ein zweiter Abschnitt (12) mit der Messkammer (3d) der Druckmesszelle (3) verbunden ist, und dass die Druckausgleichsvorrichtung (10) eine quasi kraftfrei auslenkbare Metallmembran (13) umfasst, wobei die Metallmembran (13) eine Barriere bildet, durch die die beiden Abschnitte (11, 12) voneinander mediumsdicht getrennt sind, so dass der über den ersten Abschnitt (11) auf die Metallmembran (13) einwirkende Atmosphärendruck in den zweiten Abschnitt (12) - und damit in die Messkammer (3d) - ohne Luftaustausch weitergegeben wird.Pressure measuring device for detecting the pressure of a to the pressure gauge (1) adjacent medium, comprising - a housing (4), - in the housing (4) arranged pressure measuring cell (3), - in the housing (4) arranged evaluation for processing the measuring signals generated by the pressure measuring cell (3) and - a pressure compensation device (10), wherein the pressure measuring cell (3) comprises a deflectable measuring diaphragm (3a) whose first side is at least partially in contact with the medium and their second side facing away from the medium Comprising means for detecting the deflection of the measuring diaphragm (3a), and a cylindrical basic body (3b) arranged opposite the second side of the measuring diaphragm (3a), the measuring diaphragm being connected to the basic body by means of an annular joint (3c) to form a measuring chamber (3d) and wherein the pressure compensation device allows pressure equalization between the measuring chamber (3d) and the atmosphere glicht, characterized in that the pressure compensation device (10) into two sections (11, 12) is divided, wherein a first portion (11) is in contact with the atmosphere and a second portion (12) with the measuring chamber (3d) of the pressure measuring cell (3) is connected, and in that the pressure compensation device (10) comprises a virtually force-free deflectable metal membrane (13), wherein the metal membrane (13) forms a barrier by which the two sections (11, 12) are separated from each other medium-tight, so that the atmospheric pressure acting on the metal membrane (13) via the first section (11) is transferred into the second section (12) - and thus into the measuring chamber (3d) - without exchange of air.

Druckmessgerät zur Erfassung des Drucks eines an das Druckmessgerät (1) angrenzenden Mediums, bestehend aus - einem Gehäuse (4), - einer in dem Gehäuse (4) angeordneten Druckmesszelle (3), - einer in dem Gehäuse (4) angeordneten Auswerteelektronik zur Aufbereitung der von der Druckmesszelle (3) generierten Messsignale und - einer Druckausgleichsvorrichtung (10), die einen Druckausgleich zwischen dem Gehäuseinnenraum (4a) und der Atmosphäre ermöglicht, wobei die Druckmesszelle (3) eine auslenkbare Messmembran (3a) umfasst, deren erste Seite zumindest teilweise mit dem Medium in Kontakt steht und deren von dem Medium abgewandten zweiten Seite Mittel zur Erfassung der Auslenkung der Messmembran (3a) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckausgleichsvorrichtung (10) in zwei Abschnitte (11, 12) unterteilt ist, wobei ein erster Abschnitt (11) mit der Atmosphäre in Kontakt steht und ein zweiter Abschnitt (12) mit dem Gehäuseinnenraum (4a) verbunden ist, und dass die Druckausgleichsvorrichtung (10) eine quasi kraftfrei auslenkbare Metallmembran (13) umfasst, wobei die Metallmembran (13) eine Barriere bildet, durch die die beiden Abschnitte (11, 12) voneinander mediumsdicht getrennt sind, so dass der über den ersten Abschnitt (11) auf die Metallmembran (13) einwirkende Atmosphärendruck in den zweiten Abschnitt (12) - und damit in den Gehäuseinnenraum (4a) - ohne Luftaustausch weitergegeben wird.Pressure measuring device for detecting the pressure of a to the pressure gauge (1) adjacent medium, comprising - a housing (4), - in the housing (4) arranged pressure measuring cell (3), - in the housing (4) arranged evaluation for processing the measuring signals generated by the pressure measuring cell (3) and - a pressure compensation device (10), which allows pressure equalization between the housing interior (4a) and the atmosphere, wherein the pressure measuring cell (3) comprises a deflectable measuring diaphragm (3a) whose first side at least partially having in contact with the medium and facing away from the medium second side means for detecting the deflection of the measuring diaphragm (3a), characterized in that the pressure compensation device (10) is divided into two sections (11, 12), wherein a first portion (11) is in contact with the atmosphere and a second portion (12) with the housing interior (4a) is connected, and that the Druckau Adjusting device (10) comprises a quasi force-free deflectable metal membrane (13), wherein the metal membrane (13) forms a barrier by which the two sections (11, 12) are separated from each other medium-tight, so that over the first portion (11) the metal membrane (13) acting atmospheric pressure in the second section (12) - and thus in the housing interior (4a) - is passed without air exchange.

Druckmessgerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckausgleichsvorrichtung (10) eine dichte Durchgangsöffnung im Gehäuse (4) des Messgeräts (1) umfasst.Pressure gauge according to one of Claims 1 or 2 , characterized in that the pressure compensation device (10) comprises a sealed passage opening in the housing (4) of the measuring device (1).

Druckmessgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallmembran (13) außerhalb des Messgerätegehäuses (4) angeordnet oder in das Gehäuse (4) des Messgeräts (1) integriert ist.Pressure measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the metal diaphragm (13) outside the measuring device housing (4) arranged or in the housing (4) of the measuring device (1) is integrated.

Druckmessgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallmembran (13) diffusionsdicht und chemisch beständig ist.Pressure gauge according to any one of the preceding claims, characterized in that the metal membrane (13) is diffusion-tight and chemically resistant.

Druckmessgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallmembran (13) Teil eines dosenartigen Hohlkörpers (15) ist.Pressure gauge according to one of the preceding claims, characterized in that the metal membrane (13) is part of a can-like hollow body (15).

Druckmessgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckausgleichsvorrichtung (10) mehrere hintereinander angeordnete Hohlkörpern (15) umfasst.Pressure gauge after Claim 6 , characterized in that the pressure compensation device (10) comprises a plurality of hollow bodies (15) arranged one behind the other.

Druckmessgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallmembran (13) gewellt ist. Pressure gauge according to one of the preceding claims, characterized in that the metal membrane (13) is corrugated.

Druckmessgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallmembran (13) aus Edelstahl besteht.Pressure gauge according to one of the preceding claims, characterized in that the metal diaphragm (13) consists of stainless steel.