DE102020121579A1 - differential pressure sensor - Google Patents
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Abstract
Differenzdruckmessaufnehmer (1) zur Bestimmung des Differenzdrucks von zwei Drücken (p1, p2) mit einem Messwerk (2) und einer Wandlerkammer (3), wobei an oder in einem dem Prozess zugewandten Endbereich (14) des Messwerks (2) ein koplanares Doppelmembransystem (4) mit zwei Doppelmembranen (4a, 4b) vorgesehen ist und wobei in der Wandlerkammer (3) eine Differenzdruckmesszelle (12) mit einem drucksensitiven Element (13) angeordnet ist,wobei die beiden Doppelmembranen (4a, 4b) jeweils aus einer Trennmembrane (5a, 5b) und einer in Richtung der Druckwirkung hinter der Trennmembrane (5a, 5b) angeordneten Überlastmembrane (6a, 6b) bestehen, wobei zwischen der ersten Trennmembrane (5a) und der ersten Überlastmembrane (6a) eine erste Druckkammer (7a) und zwischen der ersten Überlastmembrane (6a) und dem Grundkörper (9) eine erste Zusatzdruckkammer (8a) ausgebildet ist, wobei zwischen der zweiten Trennmembrane (5b) und der zweiten Überlastmembrane (6b) eine zweite Druckkammer (7b) und zwischen der zweiten Überlastmembrane (6b) und dem Grundkörper (9) eine zweite Zusatzdruckkammer (8b) ausgebildet ist, wobei der ersten Druckkammer (7a) bzw. der zweiten Druckkammer (7b) eine erste Verbindungskapillare (10a) bzw. eine zweite Verbindungskapillare (10b) zugeordnet ist und wobei der ersten Zusatzdruckkammer (8a) bzw. der zweiten Zusatzdruckkammer (8b) eine erste Hilfskapillare (11a) bzw. eine zweite Hilfskapillare (11b) zugeordnet ist, wobei eine druckübertragende Kopplung zwischen der ersten Hilfskapillare (11a) und der zweiten Verbindungskapillare (10b) bzw. zwischen der zweiten Hilfskapillare (11b) und der ersten Verbindungskapillare (10a) in der Wandlerkammer (3) angeordnet ist, und wobei die beiden Drücke (p1, p2) über die Verbindungskapillare (10a, 10b) - gegen Überdruck geschützt - hydraulisch zu der Differenzdruckmesszelle (12) übertragen werden.Differential pressure sensor (1) for determining the differential pressure of two pressures (p1, p2) with a measuring mechanism (2) and a converter chamber (3), with a coplanar double diaphragm system ( 4) is provided with two double membranes (4a, 4b) and a differential pressure measuring cell (12) with a pressure-sensitive element (13) is arranged in the converter chamber (3), the two double membranes (4a, 4b) each consisting of a separating membrane (5a , 5b) and an overload diaphragm (6a, 6b) arranged behind the separating diaphragm (5a, 5b) in the direction of the pressure effect, with a first pressure chamber (7a) between the first separating diaphragm (5a) and the first overload diaphragm (6a) and between the a first additional pressure chamber (8a) is formed between the first overload diaphragm (6a) and the base body (9), with a second pressure chamber (7b) between the second separating diaphragm (5b) and the second overload diaphragm (6b) and between d A second additional pressure chamber (8b) is formed between the second overload diaphragm (6b) and the base body (9), with the first pressure chamber (7a) or the second pressure chamber (7b) having a first connecting capillary (10a) or a second connecting capillary (10b) is assigned and wherein the first additional pressure chamber (8a) or the second additional pressure chamber (8b) is assigned a first auxiliary capillary (11a) or a second auxiliary capillary (11b), wherein a pressure-transmitting coupling between the first auxiliary capillary (11a) and the second connecting capillary (10b) or between the second auxiliary capillary (11b) and the first connecting capillary (10a) in the converter chamber (3), and wherein the two pressures (p1, p2) are protected against excess pressure via the connecting capillary (10a, 10b). - be transmitted hydraulically to the differential pressure measuring cell (12).
Description
Die Erfindung betrifft einen Differenzdruckmessaufnehmer zur Bestimmung des Differenzdrucks von zwei Drücken. Bevorzugt wird der erfindungsgemäße Aufnehmer im Bereich der Automatisierungstechnik eingesetzt.The invention relates to a differential pressure sensor for determining the differential pressure of two pressures. The sensor according to the invention is preferably used in the field of automation technology.
Differenzdruckmessgeräte dienen insbesondere zur kontinuierlichen Messung von Druckdifferenzen in Messmedien, z.B. in Flüssigkeiten, Dämpfen, Gasen und Stäuben. Aus dem Differenzdruck kann z.B. der Füllstand eines Füllguts in einem Behälter oder der Durchfluss eines Messmediums durch eine Rohrleitung ermittelt werden.Differential pressure gauges are used in particular for the continuous measurement of pressure differences in measurement media, e.g. in liquids, vapours, gases and dust. For example, the level of a medium in a container or the flow of a medium through a pipe can be determined from the differential pressure.
Als drucksensitives Element wird üblicherweise ein Silizium-Chip verwendet. Um eine gute Messempfindlichkeit zu erreichen, arbeitet ein Differenzdruckmessaufnehmer bevorzugt in einem Bereich, der in der Nähe eines kritischen Grenzwertes für den Druck (Nenndruck) liegt. Wird der kritische Grenzwert überschritten, besteht die Gefahr, dass der Chip zerstört wird. Da insbesondere Silizium-Chips eine relativ geringe Überlastfestigkeit aufweisen, ist einem Differenzdruckmessaufnehmer üblicherweise ein Überlastschutz zugeordnet. Dieser ist bevorzugt so ausgestaltet, dass er die Messempfindlichkeit und die Messgenauigkeit des drucksensitiven Elements möglichst wenig beeinträchtigt.A silicon chip is usually used as the pressure-sensitive element. In order to achieve good measuring sensitivity, a differential pressure sensor preferably works in a range that is close to a critical limit value for the pressure (nominal pressure). If the critical limit is exceeded, there is a risk that the chip will be destroyed. Since silicon chips, in particular, have a relatively low overload resistance, overload protection is usually assigned to a differential pressure sensor. This is preferably designed in such a way that it affects the measurement sensitivity and the measurement accuracy of the pressure-sensitive element as little as possible.
Aus der
Ist das Gerät einem Differenzdruck unterhalb oder im Bereich des Differenzdruck-Nennwertes ausgesetzt, dann wird dieser Differenzdruck der Druckmessaufnehmereinrichtung über die Verbindungskanäle übermittelt. Die Überlastmembranen entfalten keine Wirkung. Übersteigt die Druckdifferenz infolge einer Überlast den Druckdifferenz-Nennwert um einen vorgegebenen Wert, dann wird bei der Trennmembrane auf der Hochdruckseite die unter ihr befindliche Druckvermittler-Flüssigkeit in die ihr zugeordnete Vorkammer gedrückt. Die herausgedrückte Flüssigkeit gelangt über den Verbindungskanal und den Zusatzkanal zur Überlastmembrane auf der Niederdruckseite und veranlasst diese, sich abzuheben. Somit befindet die sich auf der Hochdruckseite unter der Trennmembrane herausgedrückte Flüssigkeit im Überlastfall unter der sich abhebenden Überlastmembrane auf der Niederdruckseite. Eine Überlastung der Druckmessaufnehmereinrichtung wird folglich vermieden. Die Wandlerkammer ist bei der Deutschen Patentanmeldung in das Messwerk integriert.If the device is exposed to a differential pressure below or in the range of the nominal differential pressure value, then this differential pressure is transmitted to the pressure sensor device via the connecting channels. The overload membranes have no effect. If the pressure difference exceeds the nominal pressure difference value by a predetermined value as a result of an overload, the pressure transmitter liquid located below it is pressed into the antechamber assigned to it on the high-pressure side of the separating membrane. The liquid that is pressed out reaches the overload diaphragm on the low-pressure side via the connecting channel and the additional channel, causing it to lift. Thus, in the event of an overload, the liquid pressed out on the high-pressure side under the separating diaphragm is located under the lifting overload diaphragm on the low-pressure side. Consequently, an overload of the pressure sensor device is avoided. In the case of the German patent application, the converter chamber is integrated into the measuring mechanism.
Aus der
Die bekannten Lösungen haben mehrere Nachteile: Da die gekreuzten hydraulischen Druckdurchführungen im Messwerk angeordnet sind, sind z.B. bei der bekannten Koplanar-Ausführung zwecks Ölbefüllung von außen freiliegenden Bohrungen erforderlich, die nach der Befüllung verschlossen werden. Die Verschlussbereiche sind potenzielle Korrosionsschwachstellen. Außerdem sind die Bohrungen ziemlich lang, was sich negativ auf die Fertigungskosten auswirkt. Lange Bohrungen erfordern zudem zwangsläufig ein größeres Ölvolumen, was wiederum die Umsetzung des Überlastschutzes im Messwerk erschwert. Da definierte Abstände zwischen den Druckdurchführungen eingehalten werden müssen, sind einer Minimierung der Dimensionen des Messwerks Grenzen gesetzt.From the
The known solutions have several disadvantages: since the crossed hydraulic pressure feedthroughs are arranged in the measuring mechanism, for example in the known coplanar design, bores that are exposed from the outside are required for the purpose of oil filling, which are closed after filling. The closure areas are potential corrosion weak points. In addition, the holes are quite long, which has a negative impact on manufacturing costs. Long bores also inevitably require a larger oil volume, which in turn makes it difficult to implement overload protection in the measuring mechanism. Since defined distances between the pressure ducts must be maintained, there are limits to minimizing the dimensions of the measuring unit.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckmessaufnehmer mit Überlastschutz und reduzierten Ölvolumen vorzuschlagen. An dieser Stelle wird der Begriff „Ölvolumen“ gewählt, da es sich bei der hydraulischen Übertragungsflüssigkeit üblicherweise um ein hochviskoses Öl, z.B. ein Silikonöl, handelt.The object of the invention is to propose a pressure sensor with overload protection and reduced oil volume. At this point, the term "oil volume" is chosen because the hydraulic transmission fluid is usually a highly viscous oil, e.g. a silicone oil.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Differenzdruckmessaufnehmer zur Bestimmung des Differenzdrucks von zwei Drücken mit einem Messwerk und einer Wandlerkammer, wobei an oder in einem dem Prozess zugewandten Endbereich des Messwerks ein koplanares Doppelmembransystem mit zwei Doppelmembranen vorgesehen ist und wobei in der Wandlerkammer eine Differenzdruckmesszelle mit einem drucksensitiven Element angeordnet ist. Die beiden Doppelmembranen bestehen jeweils aus einer Trennmembrane und einer in Richtung der Druckwirkung hinter der Trennmembrane angeordneten Überlastmembrane. Zwischen der ersten Trennmembrane und der ersten Überlastmembrane ist eine erste Druckkammer und zwischen der ersten Überlastmembrane und dem Grundkörper eine erste Zusatzdruckkammer ausgebildet. Weiterhin ist zwischen der zweiten Trennmembrane und der zweiten Überlastmembrane eine zweite Druckkammer und zwischen der zweiten Überlastmembrane und dem Grundkörper eine zweite Zusatzdruckkammer ausgebildet. Der ersten bzw. der zweiten Druckkammer ist eine erste Verbindungskapillare bzw. eine zweite Verbindungskapillare zugeordnet; der ersten Zusatzdruckkammer bzw. der zweiten Zusatzdruckkammer ist eine erste bzw. eine zweite Hilfskapillare zugeordnet. Die druckübertragende Kopplung zwischen der ersten Hilfskapillare und der zweiten Verbindungskapillare bzw. zwischen der zweiten Hilfskapillare und der ersten Verbindungskapillare befindet sich in der Wandlerkammer. Die beiden Drücke werden über die Verbindungskapillare - gegen Überdruck geschützt - hydraulisch zu der Differenzdruckmesszelle übertragen.The object is achieved by a differential pressure sensor for determining the differential pressure of two pressures with a measuring mechanism and a converter chamber, with a coplanar double membrane system with two double membranes being provided on or in an end region of the measuring mechanism facing the process and with a differential pressure measuring cell with a pressure-sensitive one in the converter chamber element is arranged. The two double diaphragms each consist of a separating diaphragm and an overload diaphragm arranged behind the separating diaphragm in the direction of the pressure effect. A first pressure chamber is formed between the first separating diaphragm and the first overload diaphragm, and a first additional pressure chamber is formed between the first overload diaphragm and the base body. Furthermore, a second pressure chamber is formed between the second separating diaphragm and the second overload diaphragm, and a second additional pressure chamber is formed between the second overload diaphragm and the base body. A first connecting capillary and a second connecting capillary are associated with the first and second pressure chambers, respectively; a first or a second auxiliary capillary is associated with the first additional pressure chamber or the second additional pressure chamber. The pressure-transmitting coupling between the first auxiliary capillary and the second connecting capillary or between the second auxiliary capillary and the first connecting capillary is located in the converter chamber. The two pressures are transmitted hydraulically to the differential pressure measuring cell via the connecting capillary - protected against overpressure.
Es bestehen vier Druckverbindungen zwischen Messwerk und Wandlerkammer. Die gekreuzten hydraulischen Druckübertragungskapillaren bzw. die Verbindungen / Kreuzungen der Kapillaren sind erfindungsgemäß in der Wandlerkammer angeordnet. Die Verbindung / Kreuzung erfolgt somit in der Wandlerkammer. Die erfindungsgemäße Lösung hat folgende Vorteile:
- - Einteiliges Messwerk,
- - Einfacher und symmetrischer bzw. vollsymmetrischer Aufbau des Messwerks,
- - Kosteneinsparung beim Messwerk, insbesondere durch Materialeinsparung (kleine Dimensionen) und infolge einer vereinfachten Fertigung und Bearbeitung, da die Querbohrungen im größer dimensionierten Messwerk entfallen; die kleineren Kapillaren können z.B. kostengünstig durch Bohren oder Erodieren hergestellt werden;
- - Reduktion des benötigten Ölvolumens, da die Befüllungsbohrungen und die Querbohrungen im Messwerk entfallen. Die Befüllung erfolgt - gemäß einer nachfolgend noch näher beschriebenen bevorzugten Ausgestaltung - über zumindest eine Befüllöffnung in der Wandlerkammer. Somit entfällt die korrosionsanfällige Befüllöffnung bzw. der korrosionsanfällige Befüllverschluss am Messwerk. Alternativ ist natürlich auch die Befüllung über das Messwerk möglich. Eventuell können auch zwei Befüllungsöffnungen bzw. - zugänge sinnvoll sein: einer am Messwerk und einer an der Wandlerkammer.
- - One-piece measuring mechanism,
- - Simple and symmetrical or fully symmetrical structure of the measuring mechanism,
- - Cost savings in the measuring mechanism, in particular due to material savings (small dimensions) and as a result of simplified manufacture and processing, since the transverse bores are omitted in the larger dimensioned measuring mechanism; the smaller capillaries can be produced inexpensively, for example, by drilling or eroding;
- - Reduction of the required oil volume, as there are no filling holes and cross holes in the measuring mechanism. According to a preferred embodiment described in more detail below, the filling takes place via at least one filling opening in the converter chamber. This eliminates the corrosion-prone filling opening or the corrosion-prone filling cap on the measuring mechanism. Alternatively, filling via the measuring mechanism is of course also possible. Two filling openings or accesses may also be useful: one on the measuring mechanism and one on the converter chamber.
Aufgrund des reduzierten Ölvolumens ist der Messfehler, der durch den Temperaturgradienten bedingt ist, geringer. Weiterhin sind infolge des kleineren Ölvolumens auch kleinere Membranen möglich, was für die Realisierung eines koplanaren Sensors wichtig ist. Kleine Membranen wiederum sind für einen effektiven Überlastschutz erforderlich. Für die Realisierung des koplanaren Sensors ist dies sehr wichtig, da hierdurch kleine Messbereiche ermöglicht werden. Durch kleine Messbereiche wiederum lässt sich die Ansteuerung bzw. die Auslenkung der Membranen gering halten, was einhergeht mit kleineren MessfehlernDue to the reduced oil volume, the measurement error caused by the temperature gradient is lower. Furthermore, due to the smaller oil volume, smaller membranes are also possible, which is important for realizing a coplanar sensor. Small membranes, on the other hand, are required for effective overload protection. This is very important for the realization of the coplanar sensor, since it enables small measuring ranges. In turn, small measuring ranges allow the activation or deflection of the membranes to be kept low, which is associated with smaller measuring errors
Allgemein lässt sich sagen, dass es zum Schutz des drucksensitiven Elements gegen Überdruck erfindungsgemäß sichergestellt ist, dass ein einseitig auftretender Überdruck am koplanaren Doppelmembransystem bei Erreichen des drucksensitiven Elements so beschränkt ist, dass eine Zerstörung des drucksensitiven Elements ausgeschlossen ist.In general it can be said that to protect the pressure-sensitive element against overpressure, the invention ensures that overpressure occurring on one side on the coplanar double membrane system is limited when it reaches the pressure-sensitive element such that destruction of the pressure-sensitive element is ruled out.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich durch die nachfolgend genannten Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Differenzdruckmessaufnehmers.Further advantages of the invention result from the configurations of the differential pressure measuring sensor according to the invention, which are mentioned below.
Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Differenzdruckmessaufnehmers sind die Überlastmembranen derart vorgespannt, dass sie im Wesentlichen vollflächig und formschlüssig bzw. kraftschlüssig am Grundkörper anliegen und sich erst dann von dem Grundkörper abheben, wenn ein vorgegebener kritischer Grenzdruck überschritten wird. Ev. ist in den Membranbetten und/oder in den korrespondieren Rückseiten der Überlastmembranen zumindest ein hydraulischer Kanal vorgesehen. Somit ist sichergestellt, dass der Überlast- bzw. Überdruckschutz erst dann aktiviert wird, wenn der zu messende Druck so hoch ist, dass die Gefahr einer Zerstörung des drucksensitiven Elements besteht. Eine Prozessmembrane/Trennmembrane, die u.a. in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Lösung eingesetzt werden kann, ist z.B. in der
Infolge der vollflächigen und bevorzugt formschlüssigen Anlage der Überlastmembranen am Messwerk gelangt der Messdruck über die Druckkammern, die entsprechend gekoppelten Hilfs- und Verbindungskapillaren zu der entsprechenden Zusatzdruckkammer und zu der Plus- bzw. der Minusseite des drucksensitiven Elements. Die Überlastmembranen und das drucksensitive Element liegen druckdynamisch gesehen parallel. Die Auslenkung der Überlastmembranen wird infolge ihrer Vorspannung bis zu einem vorgegebenen Wert zwangsweise verhindert bzw. ist so gering, dass sie vernachlässigt werden kann. Die Vorspannung ist so ausgelegt, dass sie größer als der Messbereich des Differenzdruckaufnehmers ist. Insbesondere ist sichergestellt, dass diese Bedingung während der gesamten Lebenszeit des Differenzdruckmessaufnehmers gilt, so dass sich Alterungseffekte nicht negativ auf die Messperformance auswirken können.As a result of the full-area and preferably form-fitting contact of the overload membranes on the measuring mechanism, the measuring pressure reaches the pressure chambers, the correspondingly coupled auxiliary and connecting capillaries to the corresponding additional pressure chamber and to the plus or minus side of the pressure-sensitive element. In terms of pressure dynamics, the overload membranes and the pressure-sensitive element are parallel. The deflection of the overload diaphragms is forcibly prevented up to a specified value as a result of their prestressing or is so small that it can be neglected. The preload is designed in such a way that it is larger than the measuring range of the differential pressure sensor. In particular, it is ensured that this condition applies throughout the lifetime of the differential pressure sensor, so that aging effects cannot have a negative impact on the measurement performance.
Das drucksensitive Element erhält über die zweite Druckkammer, die zweite Hilfskapillare und die mit ihr gekoppelte erste Verbindungskapillare die Druckinformation für die Plusseite. Über die erste Druckkammer, die erste Hilfskapillare und die mit ihr gekoppelte zweite Verbindungskapillare erhält das drucksensitive Element die Druckinformation für die Minusseite. Aufgrund der Parallelschaltung wirken die an den Seiten des drucksensitiven Elements anliegenden Drücke auch auf die Rückseite der entsprechenden vorgespannten Überlastmembranen. Das drucksensitive Element lenkt sich entsprechend dem anliegenden Differenzdruck aus. Die Wirkung der Parallelpfade über die Zusatzdruckkammern sind übrigens aufgrund der vorgespannten und formschlüssigen Anlage der Überlastmembranen am Gehäuse des Messwerks nahezu vernachlässigbar.The pressure-sensitive element receives the pressure information for the positive side via the second pressure chamber, the second auxiliary capillary and the first connecting capillary coupled to it. The pressure-sensitive element receives the pressure information for the minus side via the first pressure chamber, the first auxiliary capillary and the second connecting capillary coupled to it. Due to the parallel connection, the pressures applied to the sides of the pressure-sensitive element also act on the back of the corresponding prestressed overload membranes. The pressure-sensitive element deflects according to the applied differential pressure. Incidentally, the effect of the parallel paths via the additional pressure chambers is almost negligible due to the prestressed and form-fitting contact of the overload diaphragms on the housing of the measuring unit.
Durch die Vorspannung der Überlastmembranen ist sichergestellt, dass ihre Auslenkung erst erfolgt, wenn an einer der Doppelmembranen ein kritischer Überdruck auftritt, der die Gefahr der Zerstörung des drucksensitiven Elements mit sich bringen würde. Sobald beispielsweise an der zweiten Trennmembrane ein kritischer Überdruck auftritt, wird die zweite Trennmembrane gegen die zweite Überlastmembrane bewegt, bis sie an der Überlastmembrane anliegt. Bei Überschreiten der Vorspannung der ersten Überlastmembrane wird diese ausgelenkt, und die aus der zweiten Druckkammer herausgeschobene Übertragungsflüssigkeit wird über die zweite Hilfskapillare und die mit ihr gekoppelte erste Verbindungskapillare in die erste Zusatzdruckkammer verschoben. Der Druck in der ersten Zusatzdruckkammer und in der mit ihr in Wirkverbindung stehenden ersten Druckkammer steigt an. Dies geschieht solange, bis die Hydraulikflüssigkeit von der Hochdruckseite auf die Niederdruckseite verschoben ist. Nachfolgend kann der hydraulische Druck in dem Messwerk nicht mehr ansteigen und die Druckbegrenzung, also der Überdruckschutz, greift.The prestressing of the overload membranes ensures that they are only deflected when a critical overpressure occurs on one of the double membranes, which would entail the risk of destroying the pressure-sensitive element. For example, as soon as a critical overpressure occurs at the second separating diaphragm, the second separating diaphragm is moved against the second overload diaphragm until it is in contact with the overload diaphragm. When the pretension of the first overload membrane is exceeded, it is deflected and the transmission fluid pushed out of the second pressure chamber is pushed into the first additional pressure chamber via the second auxiliary capillary and the first connecting capillary coupled to it. The pressure in the first additional pressure chamber and in the first pressure chamber that is operatively connected to it increases. This continues until the hydraulic fluid is shifted from the high-pressure side to the low-pressure side. The hydraulic pressure in the measuring unit can then no longer rise and the pressure limitation, i.e. the overpressure protection, takes effect.
Weiterhin ist vorgesehen, dass das Messwerk und die Wandlerkammer nicht nur separate Komponenten sind, sondern dass das Messwerk und die Wandlerkammer auch räumlich voneinander getrennt bzw. beabstandet sind. Hierdurch sind das Messwerk und die Messeinheit in der Wandlerkammer mechanisch voneinander entkoppelt. Die Trennung ist natürlich druckfest und gasdicht ausgestaltet. Aufgrund des reduzierten Ölvolumens ist der Messfehler, der durch den Temperaturgradienten bedingt ist, geringer. Weiterhin sind infolge des kleineren Ölvolumens auch kleinere Membranen möglich, was für die Realisierung eines koplanaren Sensors wichtig ist. Kleine Membranen wiederum sind für einen effektiven Überlastschutz erforderlich. Für die Realisierung des koplanaren Sensors ist dies sehr wichtig, da hierdurch kleine Messbereiche ermöglicht werden. Durch kleine Messbereiche wiederum lässt sich die Ansteuerung bzw. die Auslenkung der Membranen gering halten, was einhergeht mit kleineren MessfehlernFurthermore, it is provided that the measuring mechanism and the converter chamber are not only separate components, but that the measuring mechanism and the converter chamber are also spatially separated or spaced apart from one another. As a result, the measuring mechanism and the measuring unit in the converter chamber are mechanically decoupled from one another. The separation is of course designed to be pressure-resistant and gas-tight. Due to the reduced oil volume, the measurement error caused by the temperature gradient is lower. Furthermore, due to the smaller oil volume, smaller membranes are also possible, which is important for realizing a coplanar sensor. Small membranes, on the other hand, are required for effective overload protection. This is very important for the realization of the coplanar sensor, since it enables small measuring ranges. In turn, small measuring ranges allow the activation or deflection of the membranes to be kept low, which is associated with smaller measuring errors
Vorteilhafterweise verlaufen die Kapillaren im Messwerk und ggf. im Zwischenraum zwischen dem Messwerk und der Wandlerkammer im Wesentlichen parallel. Alternativ ist es auch möglich, dass die Kapillaren unter einem Winkel kleiner 90°, bevorzugt kleiner 45°, zur Längsachse des Messwerks bzw. des Differenzdruckmessaufnehmers angeordnet sind. Advantageously, the capillaries in the measuring mechanism and possibly in the space between the measuring mechanism and the converter chamber run essentially parallel. Alternatively, it is also possible for the capillaries to be arranged at an angle of less than 90°, preferably less than 45°, to the longitudinal axis of the measuring mechanism or the differential pressure sensor.
Sind das Messwerk und die Wandlerkammer voneinander beabstandet, so handelt es sich bei den Verbindungs- und Hilfskapillaren bevorzugt um Kapillarröhrchen, die mit dem Messwerk und der Wandlerkammer kraftschlüssig und gasdicht verbunden sind. Die Kapillarröhrchen münden in der Wandlerkammer in entsprechend angeordnete und/oder ausgestaltete - also gekreuzte - Kapillarbohrungen. Aufgrund der Trennung von Messwerk und Wandlerkammer ist es darüber hinaus auch auf einfache Art und Weise möglich, eine elektrisch isolierte Trennung (Exd-Trennung) zwischen den beiden Komponenten - Messwerk und Wandlerkammer - zu realisieren. Hierzu später mehr.If the measuring mechanism and the converter chamber are at a distance from one another, the connecting and auxiliary capillaries are preferably small capillary tubes which are connected to the measuring mechanism and the converter chamber in a non-positive and gas-tight manner. In the converter chamber, the capillary tubes open into correspondingly arranged and/or designed—that is, crossed—capillary bores. Due to the separation of measuring mechanism and converter chamber, it is also possible in a simple manner to implement an electrically isolated separation (Exd separation) between the two components - measuring mechanism and converter chamber. More on that later.
Die Wandlerkammer kann eine beliebige Form aufweisen, Hauptsache es handelt sich um eine kompakte Form. Bevorzugt hat die Wandlerkammer eine Würfelform oder eine zylindrische Form. An ihrem dem Prozess zugewandten Endbereich finden sich je zwei Verbindungs- und Hilfskapillaren, die bevorzugt parallel zueinander angeordnet sind. Die Hilfskapillaren sind bezüglich der Verbindungskapillaren in einer parallelen Ebene angeordnet.The converter chamber can be of any shape, as long as it is compact. Preferably, the transducer chamber has a cube shape or a cylindrical shape. At their end area facing the process, there are two connecting and auxiliary capillaries, which are preferably arranged parallel to one another. The auxiliary capillaries are arranged in a parallel plane with respect to the connection capillaries.
Um sicherzustellen, dass eine Überlast ausgeglichen wird, bevor sie das drucksensitive Element erreicht, schlägt eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Differendruckmessaufnehmers vor, dass die Verbindungskapillaren und/oder die Hilfskapillaren derart ausgestaltet und/oder dimensioniert sind, dass ein über dem vorgegebenen kritischen Grenzdruck liegender Überdruck mittels des Überlastschutzes ausgeglichen ist, bevor der Überdruck an die Differenzdruckmesszelle übertragen wird.In order to ensure that an overload is compensated for before it reaches the pressure-sensitive element, an advantageous embodiment of the differential pressure sensor according to the invention that the connecting capillaries and/or the auxiliary capillaries are designed and/or dimensioned in such a way that an excess pressure above the predetermined critical limit pressure is compensated by means of the overload protection before the excess pressure is transmitted to the differential pressure measuring cell.
Da sich der Überlastschutz erfindungsgemäß in der Wandlerkammer und nicht - wie im Stand der Technik - im Messwerk befindet, sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Differendruckmessaufnehmers vor, dass in einem vom Prozess abgewandten Endbereich der Wandlerkammer, insbesondere in dem vom Prozess abgewandten Stirnbereich der Wandlerkammer, zumindest eine Befüllbohrung angeordnet ist. Diese Befüllöffnung dient dazu, die hydraulisch miteinander kommunizierenden Komponenten mit einer hydraulischen Übertragungsflüssigkeit, üblicherweise einem hochviskosen Silikonöl, zu befüllen.
Bevorzugt sind zwei Befüllbohrungen vorgesehen, die in Verlängerung der Bohrungen der Verbindungskapillaren parallel zur Längsachse des Differenzdruckmessaufnehmers angeordnet sind, wobei die Befüllbohrungen mittels eines Verschlusselements nach dem Befüllen gasdicht bzw. zumindest flüssigkeitsdicht verschlossen werden. Beispielsweise handelt es sich um eine Kugel, die in die Bohrung eingepresst und anschließend verschweißt wird.Since the overload protection according to the invention is in the converter chamber and not - as in the prior art - in the measuring mechanism, an advantageous embodiment of the differential pressure sensor according to the invention provides that in an end area of the converter chamber facing away from the process, in particular in the front area of the converter chamber facing away from the process, at least one filling hole is arranged. This filling opening is used to fill the hydraulically communicating components with a hydraulic transmission fluid, usually a high-viscosity silicone oil.
Two filling bores are preferably provided, which are arranged parallel to the longitudinal axis of the differential pressure sensor as an extension of the bores of the connecting capillaries, the filling bores being closed gas-tight or at least liquid-tight by means of a closure element after filling. For example, it is a ball that is pressed into the hole and then welded.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Differendruckmessaufnehmers sieht vor, dass die Verbindungs- und Hilfskapillaren, bei denen es sich bevorzugt um Kapillarröhrchen handelt, derart ausgestaltet sind, dass sie die Wandlerkammer elektrisch von dem Messwerk isolieren. Bevorzugt wird die elektrische Trennung dadurch realisiert, dass die Verbindungskapillaren und die Hilfskapillaren zumindest abschnittweise mit einem Keramikisolierkörper oder einer isolierenden Einglasung versehen sind, und über eine Lötverbindung oder eine Einglasung in den entsprechenden Bohrungen des Messwerks bzw. der Wandlerkammer befestigt sind.An advantageous embodiment of the differential pressure sensor according to the invention provides that the connecting and auxiliary capillaries, which are preferably small capillary tubes, are designed in such a way that they electrically insulate the converter chamber from the measuring mechanism. The electrical separation is preferably realized in that the connecting capillaries and the auxiliary capillaries are provided at least in sections with a ceramic insulating body or an insulating glazing and are fastened via a soldered connection or a glazing in the corresponding bores of the measuring mechanism or the converter chamber.
Zwecks elektrischer Trennung kann der Keramikisolierkörper bzw. die isolierende Einglasung also in der Wandlerkammer und/oder im Messwerk und/oder im Zwischenraum zwischen Messwerk und Wandlerkammer vorgesehen sein. Eine elektrische Isolierung im Zwischenraum zwischen Messwerk und Wandlerkammer wird bevorzugt dadurch erreicht, dass der Keramikisolierkörper oder die isolierende Einglasung jeweils als Zwischenstück in den als Röhrchen ausgestalteten Verbindungs- oder Hilfskapillaren integriert sind.For the purpose of electrical isolation, the ceramic insulating body or the insulating glazing can therefore be provided in the converter chamber and/or in the measuring mechanism and/or in the space between the measuring mechanism and the converter chamber. Electrical insulation in the intermediate space between the measuring mechanism and the converter chamber is preferably achieved in that the ceramic insulating body or the insulating glazing is integrated as an intermediate piece in the connecting or auxiliary capillaries designed as small tubes.
Hierdurch ist es möglich, Erde und Masse zu trennen (Schaltungsnullpunkt; Ue) und folgende Vorteile für die Stromdurchführung zu erreichen:
- - Guarding für besseres EMV (elektromagnetisches Verhalten);
- - Geringerer bzw. kein Fremdspannungseinfluss;
- - Möglichkeit einen kapazitiven Siliziumchip einzusetzen, bei dem das Guarding eine Voraussetzung ist, dass nur geringere Störkapazitäten auftreten;
- - Der bislang erforderliche isolierende Keramiksockel in der Wandlerkammer kann entfallen;
- - Der volle oder partielle Ex-Schutzverguss in der Wandlerkammer kann entfallen.
- - Guarding for better EMC (electromagnetic behavior);
- - Lower or no external voltage influence;
- - Possibility to use a capacitive silicon chip, in which the guarding is a prerequisite that only low interference capacitances occur;
- - The previously required insulating ceramic base in the converter chamber can be omitted;
- - Full or partial explosion protection potting in the converter chamber can be omitted.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Differendruckmessaufnehmers handelt es sich bei dem drucksensitiven Element um einen Siliziumchip; der Differenzdruck wird über ein kapazitives oder resistives Messverfahren ermittelt.According to an advantageous development of the differential pressure sensor according to the invention, the pressure-sensitive element is a silicon chip; the differential pressure is determined using a capacitive or resistive measuring method.
Weiterhin ist vorgesehen, dass die elektrische Verbindungspins bzw. Verbindungsleitungen von dem elektrischen Wandler gasdicht durch einen der vom Prozess abgewandten Endbereiche der Wandlerkammer in Richtung einer Elektronikplatine geführt sind. Bevorzugt erfolgt dies über Glasdurchführungen. Da die Wandlerkammer elektrisch von dem Messwerk isoliert ist, können die Glasdurchführungen kleiner ausfallen und sind somit druckfester. Ziel ist z.B. eine Druckfestigkeit im Bereich von 1500-2000bar. Kleinere Einglasungs-Elemente ermöglichen es darüber hinaus, dass auf gleichem Raum mehr PINs untergebracht werden können. Das bedeutet u.U. auch weniger Ölvolumen.Furthermore, it is provided that the electrical connecting pins or connecting lines from the electrical converter are routed in a gas-tight manner through one of the end regions of the converter chamber facing away from the process in the direction of an electronic circuit board. This is preferably done via glass bushings. Since the converter chamber is electrically insulated from the measuring mechanism, the glass bushings can be smaller and are therefore more pressure-resistant. The aim is, for example, a pressure resistance in the range of 1500-2000 bar. Smaller glazing elements also allow more PINs to be accommodated in the same space. This may also mean less oil volume.
Um die Messgenauigkeit zu erhöhen, ist die Wandlerkammer so ausgestaltet ist, dass auf der Niederdruckseite und der Hochdruckseite gleiche Übertragungsflüssigkeits- bzw. Öl-Volumina vorhanden sind. Eine Angleichung der Ölvolumina auf der Hochdruck- und Niederdruckseite kann beispielweise dadurch erreicht werden, dass ein entsprechendes Zusatzvolumen durch eine Vergrößerung oder Verlängerung einer der Bohrungen geschaffen wird.In order to increase the measurement accuracy, the converter chamber is designed in such a way that the same transmission liquid or oil volumes are present on the low-pressure side and the high-pressure side. The oil volumes on the high-pressure and low-pressure side can be equalized, for example, by creating a corresponding additional volume by enlarging or lengthening one of the bores.
Um den Einfluss des statischen Drucks auf die Messwerte des Differenzdruckmessaufnehmers zu erfassen und nachfolgend zu kompensieren, ist in der Wandlerkammer ein entsprechendes drucksensitives Element zur Messung des statischen Drucks vorgesehen. Um das Ölvolumen möglichst gering zu halten, sind das das drucksensitive Element zur Messung des Differenzdrucks und das drucksensitive Element zur Messung des statischen Drucks gestapelt übereinander angeordnet. Hier kommt nur der Vorteil der zuvor genannten Verkleinerung der PINs besonders zum Tragen: Da die Einglasungen der PINs kleiner ausfallen, können die vier Zusatz-PINs, die die Messwerte des statischen Druckelements zur Verfügung stellen, in der Wandlerkammer untergebracht werden, ohne dass diese vergrößert werden muss. Die Anordnung der PINs wird nachfolgend in der Figurenbeschreibung noch ausführlicher abgehandelt. Selbstverständlich ist es auch möglich, das drucksensitive Element zur Messung des Differenzdrucks und das drucksensitive Element zur Messung des statischen Drucks nebeneinander anzuordnen.In order to record and subsequently compensate for the influence of the static pressure on the measured values of the differential pressure sensor, a corresponding pressure-sensitive element for measuring the static pressure is provided in the converter chamber. In order to keep the oil volume as low as possible, these are the pressure-sensitive element for measuring the differential pressure and the pressure-sensitive element for measuring the static Prints stacked on top of each other. This is where the advantage of the aforementioned reduction in size of the PINs comes into play: Since the glazing of the PINs is smaller, the four additional PINs, which provide the measured values of the static pressure element, can be accommodated in the converter chamber without enlarging it must become. The arrangement of the PINs is dealt with in more detail below in the description of the figures. It is of course also possible to arrange the pressure-sensitive element for measuring the differential pressure and the pressure-sensitive element for measuring the static pressure next to one another.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigt:
-
1 : eine Sicht auf den Innenraum des Gehäuseadapters bei einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Differenzdruckmessaufnehmers, -
1a : die in1 gezeigte Ausgestaltung in teilweiser Explosionsdarstellung, -
2 : eine Explosionsdarstellung einer bevorzugten Ausgestaltung der Wandlerkammer, -
3 : eine Sicht auf die Verbindungen / Kreuzungen der Kapillaren im Innenraum der Wandlerkammer gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung, -
4 : einen Längsschnitt durch den Prozessanschluss mit angeschweißtem Gehäuseadapter, -
5 : eine Draufsicht gemäß der Kennzeichnung A in4 , -
6a -6c : schematische Darstellung des Verlaufs der Kapillaren zur Druckübertragung mit Verdeutlichung der Wirkungsweise des Überlastschutzes, -
7 und7a -7c : unterschiedliche Darstellungen der Wandlerkammer, die u.a. die Verläufe der Kapillaren in der Wandlerkammer verdeutlichen, -
8a -8c : unterschiedliche Darstellungen der Wandlerkammer, die u.a. die Verläufe der Kapillaren in der Wandlerkammer zeigen, -
9a -9c : unterschiedliche Darstellungen vorteilhafter Varianten, wie die elektrische Isolierung zwischen Messwerk und Wandlerkammer angeordnet ist, -
10 : eine Ansicht eines Längsschnitts durch einen Prozessanschluss mit angeschweißtem Gehäuseanschluss, -
11 a -11f : unterschiedliche Außenansichten einer bevorzugten Ausgestaltung der Wandlerkammer, -
12a -12d : unterschiedliche Ansichten einer Wandlerkammer und Schnitte durch eine Wandlerkammer mit einer Einheit zur Kompensation des statischen Drucks, -
13a -13c : unterschiedliche Ausgestaltungen der elektrischen Verschaltung der Pins von einer Differenzdruckmesszelle und einer statischen Druckmesszelle, und -
14 : eine Draufsicht auf eine Wandlerkammer, bei der Differenzdruckmesszelle und statische Druckmesszelle planar in einer Ebene angeordnet sind.
-
1 : a view of the interior of the housing adapter in an embodiment of the differential pressure sensor according to the invention, -
1a : in the1 shown embodiment in a partially exploded view, -
2 : an exploded view of a preferred embodiment of the converter chamber, -
3 : a view of the connections / crossings of the capillaries in the interior of the converter chamber according to an advantageous embodiment, -
4 : a longitudinal section through the process connection with welded housing adapter, -
5 : a plan view according to the marking A in4 , -
6a -6c : schematic representation of the course of the capillaries for pressure transmission with clarification of the mode of operation of the overload protection, -
7 and7a -7c : different representations of the converter chamber, which, among other things, clarify the course of the capillaries in the converter chamber, -
8a -8c : different representations of the converter chamber, which show, among other things, the course of the capillaries in the converter chamber, -
9a -9c : different representations of advantageous variants of how the electrical insulation is arranged between the measuring mechanism and the converter chamber, -
10 : a view of a longitudinal section through a process connection with welded housing connection, -
11 a -11f : different exterior views of a preferred embodiment of the converter chamber, -
12a -12d : different views of a converter chamber and sections through a converter chamber with a static pressure compensation unit, -
13a -13c : different designs of the electrical wiring of the pins of a differential pressure measuring cell and a static pressure measuring cell, and -
14 : a plan view of a converter chamber in which the differential pressure measuring cell and the static pressure measuring cell are arranged in a planar manner in one plane.
Über den Prozessanschluss 21 ist der Differenzdruckmessaufnehmer 1 mit einem Kundenanschluss 39 verbunden bzw. verbindbar. In dem Prozessanschluss 22 ist die Messkammer 2 angeordnet. Die Messkammer 2 weist ein koplanares Doppelmembransystem auf, das aus zwei in einer Ebene liegenden Doppelmembranen 4a, 4b besteht. An den Trennmembranen 5a, 5b des Doppelmembransystems 4 liegen die Prozessdrücke p1 bzw. p2 an. Das Messwerk 2 ist bevorzugt symmetrisch, bevorzugt vollsymmetrisch, ausgestaltet, was insbesondere die bereits zuvor erwähnten Vorteile mit sich bringt.The differential
Der nachfolgend beschriebene Aufbau des Doppelmembransystems 4 ist schematisch in den
Die gekreuzten Führungen der Kapillarbohrungen 18 zwecks Kompensation eines das drucksensitive Element 13 möglicherweise schädigenden Überdrucks sind in Abgrenzung zu allen bislang bekannt gewordenen Lösungen also in der Wandlerkammer 3 - und nicht im Messwerk 2 - realisiert. Die beiden Drücke p1, p2 werden über das Doppelmembransystem und die Verbindungskapillaren 10a, 10b - durch die kreuzenden Hilfskapillaren 11a, 11a gegen einen auftretenden Überdruck geschützt - hydraulisch zu der Differenzdruckmesszelle 12 und zum drucksensitiven Element 13 übertragen. Zwecks hydraulischer Übertragung sind alle druckübertragenden Komponenten im Innenraum des Differenzdruckmessaufnehmers 1 mit einer hydraulischen Übertragungsflüssigkeit 16, insbesondere einem hochviskosen Silikonöl, gefüllt.The crossed guides of the capillary bores 18 for the purpose of compensating for an overpressure that may damage the pressure-
Messwerk 2 und Wandlerkammer 3 können räumlich voneinander getrennt angeordnet sein. Die Verbindungskapillaren 10a, 10b und die Hilfskapillaren 11a, 11b sind im Messwerk 2 bzw. in der Wandlerkammer 3 als Kapillarbohrungen ausgeführt. Im Zwischenraum 15 zwischen dem Messwerk 2 und der Wandlerkammer 3 sind die hydraulischen Verbindungswege über entsprechend angeordnete Kapillarröhrchen 17 realisiert. Die Kapillarröhrchen 17 sind druck- bzw. gasdicht mit den entsprechenden Kapillarbohrungen von Messwerk 2 und Wanderkammer 3 verbunden.Measuring
Gut zusehen ist die Arbeitsweise des Überlastschutzes in der
Im dargestellten Fall tritt einseitig an der zweiten Trennmembrane 5b ein Überdruck PeÜL auf. Ohne die erfindungsgemäße Schutzvorrichtung würde der Überdruck PeÜL auf das drucksensitive Element 13 übertragen. Durch die einseitige Überlast bestände die Gefahr, dass das üblicherweise als Siliziumchip ausgebildete drucksensitive Element 13 zerstört wird.In the case shown, an overpressure PeÜL occurs on one side of the
Diese Gefahr wird durch einen Bypass gebannt. Der Bypass besteht aus den Hilfskapillaren 11a, 11b, die sich im Messwerk 2 mit den Verbindungskapillaren 10a, 10b kreuzen und den Druck oder einen auftretenden Überdruck auf die Rückseite der Überlastmembranen 6a, 6b leiten. Den Weg, den der Überdruck PeÜL durch das Kapillarsystem nimmt, ist in
Tritt ein Überdruck PeÜL an der rechten Trennmembrane 5b auf, so wird der Überdruck PeÜL über die Druckkammer 7b auf die Überlastmembrane 6b übertragen. Da diese bereits am Gehäuse 9 anliegt, gelangt der Druck nicht über die Verbindungskapillare 10b zum drucksensitiven Element 13. Der Überdruck PeÜL wird über die Druckkammer 7b, die Hilfskapillare 11b, die Verbindungskapillare 10a, die Zusatzdruckkammer 8a und die Überlastmembrane 6a zur Druckkammer 7a geleitet. Überlastmembrane 6a und Trennmembrane 5a werden ausgelenkt und die Zusatzdruckkammer 8a und die Druckkammer 7a nehmen die von der Hochdruckseite 4b verschobene Übertragungsflüssigkeit 16 auf, bis die Trennmembrane 5b auf der Überdruckmembrane 6b anliegt. Ein weiterer Druckanstieg ist dann nicht mehr möglich. Parallel liegt der Druck, der immer unterhalb des kritischen Grenzwertes liegt, auch an der Plusseite des drucksensitiven Elements 13 an.If an overpressure PeÜL occurs at the right-
Um eine noch größere Sicherheit zu haben, dass der Überdruck begrenzt wird, bevor er den sensitiven Bereich des Druckchips (üblicherweise auch eine Membrane) erreicht, haben die Verbindungskapillaren 10a, 10b ebenso wie die Hilfskapillaren 11a, 11b bevorzugt entsprechend angepasste Kapillargeometrien, die in Richtung des druckempfindlichen Chips 13 eine Bremsfunktion erfüllen. Insbesondere sind die üblicherweise als Bohrungen ausgeführten Verbindungs- und Hilfskapillaren 10a, 10b, 11a, 11b im Messwerk 2 und in der Wandlerkammer 3 geeignet in Länge und Durchmesser dimensioniert. Im dargestellten Fall sind zusätzlich noch vorgeschaltete Dynamikbremsen 18 vorgesehen. Diese sind bevorzugt in den Kapillarröhrchen 17a, 17b angeordnet, die in die Kapillarbohrungen 10a, 10b des Messwerks 2 münden. Zusätzlich oder alternativ sind in den Verbindungskapillaren 10a, 10b der Wandlerkammer 3 Dynamikbremsen 20a, 20b eingesetzt sind. Diese verzögern die Weiterleitung des Drucks, insbesondere eines Überdrucks PeÜL. Sie schützen das drucksensitive Element 13 auch vor im Prozess auftretenden Druckspitzen.In order to have an even greater certainty that the overpressure is limited before it reaches the sensitive area of the pressure chip (usually also a membrane), the connecting
Bei den Dynamikbremsen 18 kann es sich um Sintermetalleinsätze handeln. Bei einem Einsatz des Differenzdruckmessaufnehmers 1 im explosionsgefährdeten Bereich werden die Dynamikbremsen 18 aus einem nicht leitfähigen Material gefertigt. In diesem Fall erfüllen die Dynamikbremsen 18 dann also eine Doppelfunktion: Eine verzögerte Weiterleitung des Drucks und einen Explosionsschutz, der entsprechend der benötigten Explosionsschutzart ausgestaltet ist.The
Die Verbindung / Kreuzung der Kapillarbohrungen in der Wandlerkammer 3 ist entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung in den Figuren
In den Figuren
Wie in der linken Darstellung zu sehen ist, können die elektrisch isolierenden Isolationsröhrchen 40 in der Wandlerkammer 3 (
- ① Innenvolumen, das ev. mit einem Verguss ausgefüllt ist
- ②
Schweißung zwischen Gehäuseadapter 22 und Prozessanschluss 21 bzw.Messwerk 2 - ③ Druckzuführung Wandlerkammer 3 -
Messwerk 2 - ④
Druckzuführung zur Wandlerkammer 3 - ⑤
Stromdurchführung 23 mit PIN/Einglasung - ⑥ Ölverschluss
- ⑦ Verschlusselement (für die gekreuzten Kapillaren)
- ⑧ Trennung zwischen Gehäuse und Sensorrückraum
- ⑨ Exd-
Gewinde am Gehäuseadapter 2, z.B. über ein Second Containment und/oder einen Verguss - ⑩
Verschlusskappe 35 der Stromdurchführung 23 (GDF)
- ① Inner volume that may have been filled with encapsulation
- ② Welding between
housing adapter 22 andprocess connection 21 or measuringmechanism 2 - ③ Pressure supply converter chamber 3 - measuring
mechanism 2 - ④ Pressure supply to
converter chamber 3 - ⑤
Power feedthrough 23 with PIN/glazing - ⑥ Oil cap
- ⑦ Closing element (for the crossed capillaries)
- ⑧ Separation between the housing and the rear of the sensor
- ⑨ Exd thread on the
housing adapter 2, eg via a second containment and/or encapsulation - ⑩
Closing cap 35 of the power feedthrough 23 (GDF)
Die Figuren
Die Figuren
In
In den Figuren
Nachfolgend ist die Funktion der einzelnen in den
- (2), (3): PINs 26 für den Anschluss der Versorgungsspannung,
- (4), (5): PINs 26 für das Brückenausgangssignal der statischen Druckmesszelle 25,
- (6), (7): PINs 26 für das
Brückenausgangssignal der Differenzdruckmesszelle 12, - 1 = (1.1): Versorgungsspannungs-Minusanschluss (Masse),
- 8 = (1.2): Versorgungsspannungs-Minusanschluss (Masse).
- (2), (3): PINs 26 for connecting the supply voltage,
- (4), (5): PINs 26 for the bridge output signal of the static pressure measuring cell 25,
- (6), (7): PINs 26 for the bridge output signal of the differential
pressure measuring cell 12, - 1 = (1.1): supply voltage minus connection (ground),
- 8 = (1.2): supply voltage minus connection (ground).
Wie bereits zuvor beschrieben, kann für die Masseanschluss auch ein gemeinsamer PIN 26 verwendet werden.As already described above, a
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Differenzdruckmessaufnehmerdifferential pressure sensor
- 22
- Messwerkmeasuring mechanism
- 33
- Wandlerkammerconverter chamber
- 44
- Doppelmembransystemdouble membrane system
- 4a, 4b4a, 4b
- erste Doppelmembrane, zweite Doppelmembranefirst double diaphragm, second double diaphragm
- 5a, 5b5a, 5b
- erste Trennmembrane, zweite Trennmembranefirst separating diaphragm, second separating diaphragm
- 6a, 6b6a, 6b
- erste Überlastmembrane, zweite Überlastmembranefirst overload diaphragm, second overload diaphragm
- 7a, 7b7a, 7b
- erste Druckkammer, zweite Druckkammerfirst pressure chamber, second pressure chamber
- 8a, 8b8a, 8b
- erste Zusatzdruckkammer, zweite Zusatzdruckkammerfirst additional pressure chamber, second additional pressure chamber
- 99
- Grundkörperbody
- 10a, 10b10a, 10b
- erste Verbindungskapillare, zweite Verbindungskapillarefirst connection capillary, second connection capillary
- 11a, 11b11a, 11b
- erste Hilfskapillare, zweite Hilfskapillarefirst auxiliary capillary, second auxiliary capillary
- 1212
- Differenzdruckmesszelledifferential pressure measuring cell
- 1313
- drucksensitives Differenzdruckelementpressure-sensitive differential pressure element
- 14a, 14b14a, 14b
- Befüllungsbohrungfilling hole
- 15a, 15b15a, 15b
- Verschlusselementclosure element
- 1616
- Hydraulikflüssigkeithydraulic fluid
- 1717
- Kapillarröhrchencapillary tubes
- 1818
- Dynamikbremsedynamic brake
- 1919
- Zwischenbereichintermediate area
- 2020
- druck- und gasdichte Verbindungpressure-tight and gas-tight connection
- 2121
- Prozessanschlussprocess connection
- 2222
- Gehäuseadapterhousing adapter
- 2323
- Stromdurchführungcurrent feedthrough
- 2424
- Bondverbindungbond connection
- 2525
- Isolationsröhrchenisolation tube
- 2626
- PINpin code
- 2727
- Messzelle zur Bestimmung des Statischen DrucksMeasuring cell for determining the static pressure
- 2828
- Füllkörperkappe mit AusnehmungPacking cap with recess
- 2929
- Isolationsfolie / PTFE FolieInsulation film / PTFE film
- 3030
- Kleber für Klebung des Isolationssockels (Keramiksockels)Adhesive for gluing the insulation base (ceramic base)
- 3131
- Keramiksockelceramic base
- 3232
- Kleber für Klebung der DruckmesszelleAdhesive for gluing the pressure measuring cell
- 3333
- Füllkörperrandom packing
- 3434
- Füllkörperdeckelpacking cover
- 3535
- Verschlusskappe für StromdurchführungClosing cap for power feedthrough
- 3636
- Elektronikplatineelectronics board
- 3737
- Füllkörperkappefill cap
- 3838
- Ausnehmung für PinRecess for pin
- 3939
- Kundenanschlusscustomer connection
- 4040
- Isolationsröhrchenisolation tube
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- DE 3222620 A1 [0004]DE 3222620 A1 [0004]
- WO 2018/165122 A1 [0006]WO 2018/165122 A1 [0006]
- US 10656039 B2 [0013]US 10656039 B2 [0013]
Claims (19)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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---|---|---|---|
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---|---|
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---|---|
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-
2020
- 2020-08-17 DE DE102020121579.7A patent/DE102020121579A1/en active Pending
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: LAUFER, MICHAEL, DIPL.-ING., DE |