DE2364027A1

DE2364027A1 - Differenzdruckmesszelle mit elektrischem abgriff

Info

Publication number: DE2364027A1
Application number: DE2364027A
Authority: DE
Inventors: Martin Klobe
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-12-21
Filing date: 1973-12-21
Publication date: 1975-07-03
Also published as: JPS5098879A; JPS5343834B2

Description

Differenzdruckmeßzelle mit elektrischem Abgriff

Die Erfindung "bezieht sich auf eine Differenzdruckmeßzelle mit elektrischem Abgriff, mit zwei eine mit nicht kompressibler Flüssigkeit gefüllte Kammer als bewegliche Wände abschließende, von außen druckbeaufschlagte Membranen.

Es ist bereits eine Differenzäruckmeßzelle des Zweikammertyps bekannt (DT-OS 2 052 515), bei welcher zwei Halbschalen unter Zwischenlage einer Meßmembran zu einem Gehäuse zusammengefügt sind. Beiderseits der Meßmembran befinden sich nach außen durch Torlagemembranen abgeschlossene, mit nicht kompressibler Flüssigkeit gefüllte Kammern. Der elektrische Abgriff erfolgt kapazitiv, wobei die Meßtnembran einerseits sowie die ihr gegenüberliegenden, mit metallischen Belägen versehenen Flächen als Elektroden dienen.

Der Aufbau derartiger Differenzdruckmeßzellen mit drei Membranen ist jedoch relativ aufwendig, so daß die Aufgabe besteht, eine einfachere Ausführung zu schaffen.

Eine Lösung der Aufgabe wird in einer Differenzdruckmeßzelle der eingangs genannten Art gesehen, die gekennzeichnet ist durch ein Gehäuse, welches aus einem metallischen, mit einer isolierenden Füllmasse ausgegossenen Hohlzylinder besteht, dessen Stirnseiten von den Membranen abgeschlossen sind, derart, daß zwischen den Membranen und den Stirnflächen des Gehäuses Hohlräume geringen Yolumens gebildet sind, die über einen durch die Füllmasse führenden Kanal miteinander verbunden und mit der nicht kompressiblen Flüssigkeit gefüllt sind und daß die Membranen und

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metallischen Beläge auf den Stirnflächen der Füllmasse in an sich bekannter Weise Teile des elektrischen Abgriffs bilden»

•Infolge der gewählten Ausbildung der Meßzelle als sogenannte Einkammermeßzelles die lediglich zwei Membranen an den Stirnflächen aufweist, treten die Aufspannprobleme der Meßmembran wie bei der bekannten Differenzdruckmeßzelle nicht auf„ Der mechanische Aufbau ist relativ problemlos , das Einfüllen der Füllflüssigkeit kann über einen einzigen Anschluß erfolgen^ die Menge der Füllflüssigkeit kann im Vergleich zu der bekannten Ausführung klein gehalten werden, was von Vorteil hinsichtlich der Vermeidung der temperaturgs __öDedingten Fehler ist. Es können je nach Bedarf und Anwendung verschiedene elektrische Abgriffe gewählt werden, beispielsweise die bekannten kapazitiven oder induktiven Abgriffe_o Wird anstelle einer hierbei benötigten isolierenden Füllflüssigkeit eine solche gewählt, die schwach leitend ist, so kann der Abgriff als ohmscher Abgriff ausgebildet werden.

Zur Erläuterung der Erfindung sind in den Figuren 1 und 2 Ausführungsbeispiele einer erfindüngsgemäßen Differenzdruckmeßzelle schematisch dargestellt und im folgenden beschrieben.

Figur 1: Das Gehäuse 1 der Differenzdruckmeßzelle besteht aus einem metallischen Hohlzylinder' 2, dessen Stirnseiten von den Membranen 10 und 10' abgeschlossen sind. Das Innere des Hohlzylinders 2 ist mit einer isolierenden Füllmasse 3> vorzugsweise Glas, ausgegossene Die so entstandenen Stirnflächen 4 und 4' des Gehäuses 1 sind konkav geschliffen, die Membranen 10 und 10' sind eben aufgespannt und mit den Rändern des Hohlzyllnc! ers 2 in bekannter Weise verschvjeißt«. Die so zwischen den Stirnflächen 4 und 4' und den Membranen 10 und 10' entstandenen Hohlräume 12 und 12' kleinen Volumens sind über einen dureh_die Füllmasse 3 füh-

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renden Kanal 6 miteinander verbunden, so daß sie über eine einzige Einfüllöffnung 7 im Hohlzylinder 2 mit einer nicht kompressiblen Füllflüssigkeit gefüllt werden können, · wobei eine hydraulische Kopplung zwischen den beiden Membranen hergestellt wird.

Die Stirnflächen 4 und 4' des Gehäuses 1 sind im Bereich der isolierenden Füllmasse mit metallischen Belägen 5 und 5.¹ versehen, die mit den Membranen 10 und 10· die Flächenelektroden eines variablen Kondensators als Teil eines kapazitiven Abgriffs bilden.

Die Beläge 5 und 5' können auch als spiralförmige Induktionsspulen ausgebildet sein, die im Zusammenwirken mit den sie bedämpfenden Membranen 10 und 10' einen induktiven Abgriff bilden.

Diese an sich bekannten Abgriffe bedingen eine Speisung mit Wechselstrom und eine isolierende Füllflüssigkeit 11.

Bei der erfindungsgemäßen Bauart der Differenzdruckmeßzelle läßt sich jedoch auch ein ohmscher Abgriff realisieren, indem man eine schwach leitende Füllflüssigkeit 11 verwendet und den elektrischen Widerstand zwischen den Belägen 5 bzw. 5' und den Membranen 10 bzw. 10' mißt, der von=.der Stellung der Membranen und damit vom Differenzdruck abhängig ist.

An die Beläge 5 und 5' sind elektrische leiter 8 angeschlossen, die in die isolierende Füllmasse 3 eingebettet sind und durch eine Öffnung 9 im Hohlzylinder 2 nach außen geführt sind. Der Anschluß für die Membranen kann direkt am metallischen Hohlzylinder 2 erfolgen.

Figur 2: Bei dieser Ausführungsform sind die Stirnflächen 4 und 4' des Gehäuses 1 eben ausgeführt, die mit den Rändern des Hohlzylinders 2 verbundenen Membranen 10 und 10' sind schwach konvex gewölbt, so daß auch hier wieder Hohlräume 12 und 12' kleinen Volumens entstehen, die über den Kanal 6 miteinander in Verbindung stehen und mit der nicht

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kompressiblen Füllflüssigkeit 11 gefüllt sind, welche hier über den Einfüllstutzen 7¹ zugeführt wird, der aus einem elektrisch leitenden Röhrchen besteht und gleichzeitig als Anschluß für den metallischen Belag 5 dient. Der metallische Belag 5' der gegenüberliegenden Stirnfläche 4' ist über den leiter 8^f angeschlossen. Einfüllstutzen 7' und Leiter 8' sind isoliert durch die Öffnung 9 im Hohlzylinder 2 nach außen geführt.

Um bei starkem einseitigem Überdruck ein Herausdrücken der isolierenden Füllmasse 3 zu verhindern, ist der Hohlzylinder 2 innen mit profilverengenden Ausbildungen 13 versehen, die hier beispielsweise dadurch entstehen, daß der Hohlzylinder 2 sich innen von den Stirnseiten her konisch verengt.

Es ist auch möglich, die Innenfläche des Hohlzylinders 2 mit radial umlaufenden Rippen oder Nuten zu versehen. Die einzelnen unterschiedlichen Merkmale der gezeigten Ausführungsbeispiele können in beliebiger Kombination verwendet werden.

Ein weiterer Vorteil der hier getroffenen Ausbildung der von den Hohlräumen 12 und 12^f und den Verbindungskanal 6 gebildeten Kammer sehr kleinen Volumens ist die geringe Menge der benötigten Füllflüssigkeit, wodurch Fehler, die auf den Temperaturgang der Püllflüssigkeit zurückführen, . stark vermindert werden.

8 Patentansprüche
2 Figuren

η ρ R ? 7 / η η R 7

Claims

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Patentansprüche

Differenzdruckmeßzelle mit elektrischem Abgriff, mit zwei eine mit nicht kompressibler Flüssigkeit gefüllte Kammer als bewegliche Wände abschließende, von außen druckbeaufschlagten Membranen, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (1), welches aus einem metallischen, mit einer isolierenden Füllmasse (3) ausgegossenen Hohlzylinder (2) besteht, dessen Stirnseiten von den Membranen (10, 10^!) abgeschlossen sind, derart, daß zwischen den Membranen (10 und 10') und den Stirnflächen (4 und 4') des Gehäuses (1) Hohlräume (12 und 12^!) geringen Volumens gebildet sind, die über einen durch die Füllmasse (3) führenden Kanal (6) miteinander verbunden und mit der nicht kompressiblen Flüssigkeit (11) gefüllt sind

und daß die Membranen.(10, 10') und metallische Beläge (5, 5') auf den Stirnflächen (4, 4¹) der Füllmasse (3) in an sich bekannter Weise Teile eines elektrischen Abgriffs bilden.
2. Differenzdruckmeßzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen (4, 4') des Gehäuses (1) eben sind und die mit den Rändern des Hohlzylinders (2) verbundenen Membranen (10, 10') zur Bildung der Hohlräume (12, 12') schwach konvex gewölbt sind.
3. Differenzdruckmeßzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen (4, 4') konkav und die mit deren Rändern verbundenen Membranen (10, 10') eben s ind. ¹^.
4. Differenzdruckmeßzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand des Hohlzylinders (2) nach innen gerichtete profilverengende Ausbildungen (13) aufweist.

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5. Differenzdruckmeßzelle nach Anspruch A-, dadurch gekennzeichnet, daß die profilverengende Ausbildung (13) mindestens eine umlaufende Rippe ist.

6, Differensdruckmeßselle nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlzylinder (2) sich innen von "beiden Stirnseiten her konisch verengt»

7ο Mfferenzdruckmeßzelle nach Anspruch 1, dadurch gekenn= zeichnet,, daß die isolierende Füllmasse (3) Glas ist.

8ο Differenzdruckmeßzello nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,, da-ß die E¹UlIflüssigkeit · (11) elektrisch schwach leitend ist und swischen den Membranen (1O₅ 10') und den metallischen Belägen (5? 5°) mit der Stellung der Membranen sich ändernde ohmsehe Widerstände bildet.

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