DE2831178C2 - Vorrichtung zur Messung des statischen Druckes von Gasen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Messung des statischen Druckes von Gasen, bei der ein mit dem Gas in Berührung stehender elastischer Schwingkörper mit einem Schwingantrieb versehen ist, der das Gas in erzwungene Schwingungen mit konstanter Frequenz versetzt, und mit einer Einrichtung zur Messung der sich aufgrund des Gasdruckes ergebenden Schwingungen des Schwingkörpers als Maß für den statischen Gasdruck. Eine solche Einrichtung ist bereits bekannt (Soviet Inventions Illustrated, 10 11.76, Rl : p8,p9,4 91 853).

Bei den meisten bereits bekannten Einrichtungen zur Messung des statischen Drucks von Gasen wie z. B. Druckmessern für Vakuumkammern, Vakuum- bzw. Druck-Leckanzeigegeräte — um nur einige zu nennen — ist bisher allgemein die Verwendung rein mechanischer Druckmesser und Druckschalter üblich, bei denen der Drucksensor, insbesondere eine Membrane, meist große und relativ langsame, vom Druck gesteuerte Bewegungen ausführt Diese Druckmesser haben — insbesondere wenn kleine Schalthysterese und hohe Funktionssicherheit verlangt werden — einen verhältnismäßig großen Raumbedarf, oder sie erfordern, besonders wenn die Drucksensoren kleine Abmessun gen aber eine hohe Anzeig?, und Ansprechgenauigkeit aufweisen sollen, einen entsprechend hohen Material- und Kostenaufwand. Fernmeßeinrichtungen erfordern in Verbindung mit ihm noch einen zusätzlichen Aufwand.

Auch die bisher bekannten Wärmeleitungs-Druckmesser mit starr in der Meßkammer angeordnetem elektrisch geheiztem Drucksensor (z. B. Draht oder Thermistor), darunter auch die Bimetall-Vakuummeter, sind bei geforderter hoher Anzeige- und Ansprechge nauigkeit sehr aufwendig.

In der DE-AS 14 72 411 ist eine Vorrichtung zur Messung des statischen Druckes von Gasen beschrieben, bei der die Drehfrequenzänderung eines rotierenden Propellers oder eines ähnlichen, Turbulenz erzeu- genden Rotationskörpers, der mittels eines Elektromotors antreibbar ist als indirektes Maß für den statischen Gasdruck des umgebenden Mediums gemessen und angezeigt wird. Eine solche rotierende Vorrichtung ist für einen unbewachten Dauerbetrieb wenig geeignet weil die Lagerungsprobleme der rotierenden Teile bei höheren Meßgenauigkeitsanforderungen besonders aufwendige Maßnahmen erfordern und weil Turbulenz erzeugende und messende Einrichtungen ebenfalls sehr aufwendig und in der Praxis dauerhaft schwer zu eichen sind.

Es ist ferner eine Vorrichtung zur Kontrolle des Sollunterdrucks von Vakuumpackungen mit flexibler Metallklappe bekannt (US-PS 32 90 922), bei der zur

Feststellung, ob der in erzwungene Schwingungen versetzte rnembnmartige Boden der Metallkappe mit seiner Eigenfrequenz schwingt, ein über eine verstellbare Luftstrecke an diesen Boden gekoppeltes Mikrofon vorgesehen ist. Eine genaue Messung des statischen Gasdruckes bezweckt diese Vorrichtung nicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die mit geringem Aufwand besonders hohen Anforderungen hinsichtlich Genauigkeit der Anzeige, des Ansprechens, der Einstellbarkeit und der Funktionssicherheit genügt und eine einfache Fernanzeige der gemessenen Werte ermöglicht.

Diese Aufgabe wird ei-findungsgemäß durch die in dem Patentanspruch 1 genannten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung beruht auf der Ausnutzung des Umstandes, daß durch das Zusammenwirken von Masse und Steifigkeit eines elastischen Schwingkörpers, der durch einen Schwingantrieb zu erzwungenen Schwingungen angeregt wird, Resor.anzerscheinungen im Bereich der Eigenfrequenz des Schwingkörpers auftreten. Dabei überträgt der Schwingkörper als »Schallstrahler« Energie auf das umgebende Gasmedium, die sich in diesem als longitudinale Druckwelle fortpflanzt Stimmen Erregerfrequenz bei konstanter Erregeramplitude und Eigenfrequenz des Schwingkörpers überein, so ist die höchste Schwingungsamplitude des Schwingkörpers zu erwarten. Ändert sich jedoch unter dem Einfluß der Kräfte des umgebenden Gasmediums (z. B. Dämpfung, Rückstellkräfte des elastischen Gaspolsters od. dgl.) die Eigenfrequenz des Schwingkörpers — beispielsweise durch Änderung des Gasdrucks — bei konstanter Erregerfrequenz, so wird damit auch eine Änderung der Schwingungsamplitude des Schwingkörpers bewirkt Mit dieser Amplitudenänderung (z. B. Änderung der Schwinglänge bzw. -tiefe oder des Schwingwinkels) des Schwingkörpers tritt auch eine Verschiebung der meßbaren elektrischen Werte des SchwingantrieLs, z. B. der an der Schwingspule einer elektrodynamischen Schwingantriebssystems wirksamen Impedanz, Gegen-E M K, Wechselspannung, Wechselstrom usw. ein.

Im folgenden ist die Erfindung anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert Es zeigt vereinfacht

Fig. 1 eine mit einer Blattfeder (Stahlzunge) als Schwingkörper arbeitende Ausführungsform mit zwei Thermistoren in der Meßkammer einer Vorrichtung zur Messung des statischen Druckes von Gasen,

F i g. 2 eine mit Druck oJer Unterdruck arbeitende Ausführungsform einer Vorrichtung mit einem elektrodynamischen Membran-Schailwandler als Schwingkörper und Schwingantrieb,

Fig.3 einige Betriebsdiagramme einer Vorrichtung gemäß F i g. 2,

Fig.4 eine mit Druck oder Unterdruck arbeitende Ausführungsform einer Vorrichtung mit einem Druckkammer-Membran-Schallwandler als Schwingkörper und Schwingantrieb sowie einer als Schallgeschwindigkeitstransformator ausgebildeten Anordnung zweier als Temperatursensoren dienender Thermistoren,

F i g. 5 eine Briickenschaltanordnung als Beispiel einer Meßeinrichtung mit schwingungs- bzw. schallgekühlten Thermistoren,

F i g. 6 eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung mit einem Schallwellenantrieb des Schwingkör-Ders.

In der schematischen Darstellung gemäß Fig, I sind der Schwingantrieb (Schwingungserreger) 2 und der Schwingkörper 1 — in diesem Falle eine elastische Stahlzunge vorbestimmter Eigenfrequenz — innerhalb der Meßkammer 6 — ggf. über eine Rohr- oder Schlauchleitung 5 — mit der Meßstelle MI des druckmäßig zu überwachenden Gasmediums verbunden. Ein Niederfrequenzgenerator 3 liefert die Erregerwechselspannung für den Schwingantrieb 2, Die

ίο Frequenz dieser Wechselspannung und die Eigenfrequenz des Schwingkörpers 1 sind so aufeinander abgestimmt, daß sich die im zu überwachenden Meßbereich abspielenden Gasdruckeinwirkungett auf den Schwingkörper 1 in dessen Resonanznähe ereignen.

is Sobald die Erregerwechselspannung den Schwingantrieb 2 in Gang setzt, wird der Schwingkörper 1 zu erzwungenen Schwingungen angeregt Die durch den Kräfteeinfluß des Gasmediums in der Meßkammer 6 verursachte Dämpfung und die damit verbundene Veränderung der Eigenfrequenz des Schwingkörpers bestimmen dessen Schwingamplitude Bei starker Dämpfung infolge hohen Gasdrucks wmi eine kleinere Amplitude gemessen als bei kleiner Dämpfung, die eine höhere Schwingamplitude zeigt

Die Schwingkörperausschlagamplituden bei Erregung des Schwingkörpers durch erzwungene Schwingungen sind ein indirektes Maß für den Druckzustand in der Meßkammer 6 und können auf der in Druckwerten eichbaren Skala 7 abgelesen werden.

Eine einfache Möglichkeit zur Messung der Schwingamplitude des Schwingkörpers als indirektes- Maß für den Gasdruck ergibt sich durch eine Anordnung eines Thermistors 20 am Schwingkörper I₁ und zwar an einem Ort, an dem die größten Schwingamplituden und die besten Abkühlungsbedingungen durch den Schwingvorgang im Gasmedium zu erwarten sind. Wird der Schwingkörper zu erzwungenen Schwingungen angeregt, dann wird der in einem elektrischen Stromkreis angeordnete Thermistor mehr oder weniger durch die an ihm vorbeistreichenden Gasteilchen gekühlt, je nachdem wie groß die Dichte des Gasmediums bzw. dessen Druck — und damit verbunden — die Scbwingamplitude des Schwingkörpers ist. Die unterschiedliche Kühlung des Thermistors durch den

Gasstrom bewirkt eine Änderung seines elektrischen Widerstands. Dieser kann mit einem elektrischen Meßinstrument als indirektes Maß für den Druck des Gasmediums gemessen werden.

Um die Meßempfindlichkeit der vorstehend beschriebenen Anordnung zu erhöhen und auch Temperatureinflüsse weitestgehend zu kompensieren, kann in der in der Meßkammer 6 zusätzlich ein ortsfester Thermistor 19 vorgesehen sein. In diesem Fall sind die Thermistoren 19 und 20 in jeweils getrennten Stromzweigen einer Meßbrücke anzuordnen. Die Verstimmung der Meßbrücke ist dann ein Maß der Abkühlungsrate des Thermistors 20 bei schwingendem Schwingkörper. Voraussetzung für die einwandfreie Arbeitsweise einer derartigen Anordnung ist eine möglichst genaue

Übereinstimmung de- elektrischen Kenndaten beider Thermistoren und die Anbringung des Thermistors 19 an einen Ort in der Meßkammer 6, der nicht im Bereich störender Gasturbtilenzen liegt. Ein hierzu geeigneter Anbringungsort kann beispielsweise durch eine gasdurchlässige, jedoch turbulenzhemmende Abschirmung des Thermistors 19 geschaffen werden (z. B. mittels eines Sintermetallschirms). Die Meßbrückenanordnung F i g. 5 — auf die später noch einmal eingegangen wird

— zeigt beispielsweise die Möglichkeit einer Brückenmeßschaliung bekannter Art mit PTC-Widerständen als Thermistoren. Eine derartige Schaltung kann auch mit NTC-Widerständen aufgebaut werden. Ersetzt man in der Brückenmeßanordnung F i g. 5 den Thermistor 22 durch den Thermistor 20 der F i g. I und den Thermistor 21 der Fig.5 durch den Thermistor 19 der Fig. I, so entspricht diese Anordnung der vorher beschriebenen Brückenmeßanordnung für die Thermistoren 19 und 20. Die Widerstände 26 und 27 liegen jeweils in den Brückenzweigen der Thermistoren, wobei der Widerstand 26 zum Abgleich der Meßbrücke dient. Auf dem elektrischen Meßinstrument kann das Maß der Brükkenverstimmung bei Änderung des Widerstands der Thermistoren abgelesen werden. Die Stromquelle 29 dient zur Stromversorgung der Brücke und ihrer Bauelemente.

Fig. 2 stellt eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung unter Verwendung eines elektrodynamischen Schallschwingungswandlers (Lautsprecher) dar. Als Schwingkörper dient eine durch den Zentrierrand 15 federnd aufgehängte Membran 16, die durch die Membranabschlußplatte 17 gasdicht gegenüber der Atmosphäre bzw. dem umgebenden Medium abgeschlossen ist. Der zwischen der Membran 16 und der Membranabschlußplatte 17 gebildete vordere Druckkammerraum 24 ist über den Rohrstutzen 5 mit der Meßstelle M1 des druckmäßig zu überwachenden Gasmediums verbunden. Als Schwingantrieb der Membran 16 dient ein elektrodynamisches Schwingspulensystem, gebildet aus der mit der Membran fest verbundenen Schwingspule 13, dem Permanentmagneten 10 — in diesem Falle ein Ringmagnet —, dem Magnetkern 9, der Magnetabschlußplatte 11 und der Ringpolplatte 12. Der zwischen der Membran und dem Schwingantrieb liegende hintere Druckkammerraum 23 ist in diesem Anwendungsbeispiel über (nicht eingezeichnete) öffnungen mit der vorderen Druckkammer 24 verbunden, und der in die Kammer 23 einmündende Rohrstutzen 31 ist verschlossen. Die Druckkammern 23 und 24 dienen somit gemeinsam als Meßkammer, in der der Membranschwingkörper 16 schwingt. Die Schwingspule 13 ist über die elektrische Leitung 14 mit dem amplitudenstabilen Niederfrequenzgenerator 3 sowie mit dem Wechselspannungs-Meßinstrument 18, das in Druck- oder Vakuumwerten eichbar ist, verbunden. Auch in diesem Anwendungsbeispiel wird der Membranschwingkörper 16 zu erzwungenen Schwingungen angeregt, sobald die Erregerwechselspannung den elektrodynamischen Schwingantrieb in Gang setzt. Dab<"i bestimmen wiederum die durch den Kxäfteeinfluß des Gasmediums in der gemeinsamen Meßkammer 23, 24 verursachte Dämpfung und die Veränderungstendenz der Eigenfrequenz die Schwingamplitude des Membranschwingkörpers 16. Mit der gasdruckab'nängigen Änderung der Schwingamplitude des Membranschwingkörpers ΐβ verändert sich auch die Impedanz der Antriebsschwingspule. Die dadurch verursachte Verschiebung der elektrischen Werte der Antriebsschwingspule, beispielsweise des Spannungsabfalls an den Schwingspulenanschlüssen, kann mit Hilfe des Meßinstruments 18 als indirektes Maß für den Druckzustand in der Meßkammer 23, 24 gemessen werden.

Verschließt man die Verbindungsöffnungen zwischen den Druckkamern 23 und 24 und verbindet man den geöffneten Rohrstutzen 31 mit der Atmosphäre bzw. der Meßsteile M 2 des gleichen Gasmediums, das an der Meßstelle M1 überwacht wird, so kann man die zwischen den Meßstellen Mi und M 2 bzw. der Meßstelle M\ und der Atmosphäre bestehende Gasdruckdifferenz mit Hilfe des Meßinstruments 18 -, messen.

Fig.3 zeigt als Beispiel der Zusammenhänge 'ron Schwingspulenimpedanz und Gasdruck die Änderung der Schwingspulenimpedanz als Funktion der Frequenz, gemessen als Spannungsabfall an den Schwingspulenan-Schlüssen einer Vorrichtung gemäß F i g. 2 bei verschiedenen Gasdruckparametern. Die Kurven A, B. C, D, E sind unsymmetrische Glockenkurven. Ihre höchste Amplitude (gemessen als Spannungsabfall an den Schwingspulenanschlüssen) erreichen die einzelnen

r, Kurven im Resonanzfall. Dabei ist (wie schon vorher erwähnt), deutlich zu beobachten, daß mit abnehmender Dämpfung infolge abnehmenden Gasdrucks eine Frequenzverschiebung in Richtung höherer Frequenzen stattfindet und umgekehrt. Da die Erregerwechselspan-

_'!i nungsfrequenz des Niederirequenügeneraiors konstant ist, handelt es sich um eine gasdruckabhängige Veränderung der Eigenfrequenz des von Schwingkörper und Schwingkörperantrieb gebildeten Systems. Bei Messung des Spannungsabfalls ;in der Vorderflanke

j-, der Resonenzkurven unter unterschiedlichen Druckverhältnissen ergeben sich beispielsweise fallende Tendenzen bei steigendem Gasdruck und umgekehrt. Bei Messung des Spannungsabfalles an der Rückflanke der Resonanzkurven unter unterschiedlichen Druckverhältnissen in der Meßkammer ergeben sich steigende Tendenzen bei sinkendem Gasdruck und umgekehrt.

Der Verlauf der Diagramme gemäß Fig. 3 legt es nahe, in einem solchen Anwendungsfall (Eigenfrequenz des Schwingkörpers ca. 350 Hz bei OmWS Druck) die

S5 Erregerfrequenz etwa zwirnen 380 H? bis 420 Hz zu wählen. Besonders vorteilhaft ist hier z. B. die Erregerfrequenz 400 Hz, da diese Frequenz durch Frequenzvervielfachung aus dem Wechselstromnetz gewonnen werden kann. Bei anderen Eigenfrequenzbereichen des Schwingkörpers sind entsprechend angepaßte Erregerfrequenzen erforderlich.

Fig.4 zeigt eine andere Ausführungsform der Vorrichtung in Verbindung mit einem elektrodynamischen Membran-Schallschwingungswandler als Schallgeschwindigkeitstransformator und einem Thermistor als Gasströmungssensor. Bei dieser Ausgestaltung des Schallschwingungswandlers bestellt keinerlei Verbindungsöffnung zwischen den beiden Kammern 23 und 24, vielmehr ist die Kammer 24 gegenüber der Kammer 23 durch die Membran 16 dicht verschlossen und nur über den Rohrstutzen 5 mit der Meßstelle AfI des druckmäßig zu überwachenden Gasmediums verbunden. Die Kammer 23 kann über den Rohrstutzen 30 oder eine sonstige öffnung mit dem umgebenden Medium

(z. B. der Atmosphäre) oder einer weiteren Meßstelle des Gasmediums in Verbindung stehen.

Die Kombination der Kammer 24 und dem Membranschwingkörper 16 mit der Öffnungsverengung des Rohrstutzens 5, die im Verlauf des Rohrstutzens auch exponentiell verlaufen kann, hat die Wirkung eines Schallgeschwindigkeitstransformators- Die Transformation erfolgt durch den Übergang der größeren Membranfläche 16 bzw. Kammerquerschnittsfläche in die viel kleinere Fläche der öffnung des Rohrstutzens 5.

Die Geschwindigkeit der durch den Schwingungsvorgang der Membran 16 angeregten Gasteilchen in der kleinen Flächenebene der Öffnung des Rohrstutzen 5 oder in der unmittelbar hinter dem Stutzen ist

gegenüber den Gasteilchen in der größeren Klächenausdehnung der Membran 16 stark erhöht. Schallgeschwindigkeitstransformationen sind aus der Fachliteratur der Lautsprechertechnik bekannt und brauchen daher nicht näher erläutert zu werden. In dem Rohrstutzen 5 sowie in der Kammer 24 sind je ein Thermistor ähnlicher elektrischer Kenndaten angeordnet und zwar beispielsweise im Rohrstutzen 5 der PTC-Widerstand 22 und in der Kanimer 24 — abgeschirmt von Gasturbulenzen in der Kammer - der PTC-Widerstand 21. Beide Thermistoren sind Bauelemente der Brückenmeßschaltung Fig. 5; es können auch Paare von NTC-Widerständen sein, ohne das Meßprinzip zu verlassen.

Infolge der Schallenergieabstrahlung der Membran 16 und der damit verursachten Bewegung der Gasieilchen zunächst in der Meßkammer und anschließend im Rohrstutzen erfolgt in Abhängigkeit von der Höhe des Gasdrucks eine mehr oder weniger starke Abkühlung des Thermistors 22. Die Schallgeschwindigkeitstransformation erhöht die Äbkuhiungswirkung um ein Vielfaches. Die unterschiedliche Kühlung des Thermistors 22 durch die bewegten Gasteilchen bewirkt eine Änderung seines Widerstandes. Der in der Meßkammer 24 plazierte — gegen Gasturbulenzen abgeschirmte — ortsfeste Thermistor 21 erbringt gemeinsam mit dem Thermistor 22 in der Brückenschaltung nach Fig. 5 oder einer ähnlichen MeBschaltung eine große Meßempfindlichkeit zur Ermittlung des Druckes von Gasen. Auch bei dieser Anordnung kann der Gasdruck unmittelbar auf dem Brückenmeßinstrument 25 bei entsprechender Druckbereichseichung abgelesen werden. Dabei ist es in vielen Fällen gleichgültig, ob die Stromquelle 29 eine Wechselstromoder Gleichstromquelle ist.

In einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung kann der Schwingantrieb des Schwingkörpers auch mittels Schallwellen erfolgen. F i g. 6 zeigt ein derartiges Ausführungsbeispiel. Der Niederfrequenzgenerator 39 liefert die Erregerwechselspannung für die Schwingspule 32 des elektrodynamischen Schallwandlers A über die Doppelleitung 42. Dadurch wird die Membran 36 in erzwungene Schwingungen versetzt, die sich wiederum als Schallwellen über das gasförmige Medium in der Meßkammer 38 fortpflanzen und die Membran 35 des elektrodynamischen Schallwandlers B zu erzwungenen Schwingungen anregen. In der mit der Membran 35 starr verbundenen Schwingspule, die in dem Magnetfeld des Schallwandlers B hin und her schwingt, wird dann eine elektrische Wechselspannung induziert, deren Wechselfrequenz der Frequenz der Schallwellen entspricht und deren Amplitude abhängig ist vom Druck des gasförmigen Mediums in der Meßkammer 38. Die Meßkammer 38 ist durch den Stutzen 37 mit der Meßstelle Ml des druckmäßig zu überwachenden Gasmediums verbunden. Die Schallwandler A und ß bilden zusammen eine Baueinheit Die Größe der an der Schwingspule 33 gemessenen elektrischen Werte kann mit dem elektrischen Meßinstrument 34 als indirektes Maß für den Druckzustand in der Meßkammer 38 gemessen werden. Die Druckdifferenz zweier Meßstellen eines Gasmediums kann auch mittels zweier gleichartiger Vorrichtungen, die jeweils mit einer der Meßstellen verbunden sind, erfolgen. Beispielsweise können die elektrischen Ausgangswerte beider Vorrichtungen, z. B. die Impedanzwerte beider Schwingspulen, mit Hilfe differenzbildender Meßschaltungen wie Brückenschaltungen (Maxwell-Wien-Brücke, Hay-Brükke) zur Anzeige der Druckdifferenz zwischen diesen Meßstellen verwendet werden.

Durch Anordnung zusätzlicher Thermistoren, Dioden oder sonstiger temperaturabhängiger Widerstände innerhalb der Meßkammern können Temperatureinflüsse auf den Meßvorgang kompensiert werden; beispielsweise können die Erregerfrequenz oder die Amplitude der Errcgerwechselspannung des Niederfrequenzgeneraiors, bzw. beide Grüßen als bestimmende Größen fur die Schwingamplitude des Schwingkörpers (bzw. der Impedanz der Induktivitäten des Schwingantriebs) sinngemäß durch einen im Gasmedium angeordneten Thermistor (oder eine Diode) kompensatorisch verändert werden. Darüber hinaus sind aber auch andere bekannte Kompensationsschaltungen und Anordnungen zur Elimination von Temperatureinflüssen auf einen Meßvorgang anwendbar.
Die Vorrichtung kann sowohl im Ober- als auch im Unterdruckbereich angewendet werden.

Bei der Vorrichtung kann grundsätzlich der elektrische Schwingantrieb ein elektrodynamischer, elektromagnetischer, elektrostatischer, piezoelektrischer oder magnetostriktiver Schwingantrieb sein.

Auch können anstelle der vorstehend beschriebenen Flachmembranschwingkörpern im Falle der Verwendung von Membranschwingkörpern auch Konusmembranschwingkörper oder Membranschwingkörper anderer Formgebung verwendet werden.

Der zeitliche Verlauf der Erregerwechselspannung am Ausgang des Niederfrequenzgenerators kann rechteckig, sinusförmig, dreieckig, sägezahnförmig oder sonstwie gleichmäßig impulsförmig sein. Zusätzlich kann bei einer Vorrichtung gemäß F i g. 1 ein Amplitudenmesser, der bei vorgegebener Schwingamplitude des Schwingkörpers ein Signal auslöst, z. B. ein induktiver Näherungsschalter, der auf das Magnetfeld der schwingenden Stahlzunge anspricht, oder eine Lichtschranke, die von dem Schwingkörper sinngemäß beeinflußt wird — um nur einige Beispiele zu nennen — vorgesehen

sein.

Die Erfindung kann u. a. beispielsweise zum Bau von Barometern und Höhenmessern sowie gasdruckempfindüchen Einbruchssicherungen oder -alarmapparaten angewendet werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Messung des statischen Druckes von Gasen, bei der ein mit dem Gas in Berührung stehender elastischer Schwingkörper mit einem Schwingantrieb versehen ist, der das Gas in erzwungene Schwingungen mit konstanter Frequenz versetzt, und mit einer Einrichtung zur Messung der sich aufgrund des Gasdruckes ergebenden Schwingungen des Schwingkörpers als Maß für den statischen Gasdruck, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerfrequenz des Schwingantriebes auf einen ausschließlich außerhalb, aber in der Nachbarschaft der Eigenfrequenz des Schwingkörpers liegenden Wert eingestellt ist und die Einrichtung zur Messung der Schwingungen die Amplitudenänderungen des Schwingkörpers im Bereich einer Flanke der jeweiligen Resonanzkurve des Schwingkörpers erfaßt

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingkörper oder Teile desselben ate Blattfeder (!), insbesondere in Form einer Stahlzunge, oder als Kunststoff-Biegeschwinger ausgebildet ist (sind).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingkörper oder Teile desselben als Membran (16,35) ausgebildet ist (sind).

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingkörper in einer geschlossenen Meßkammer (23, 24, 6,38) angeordnet ist, welche mit dem zu messenden Gasmedium (Meßstelle) ^;n Verbindung steht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingkörper mit Schwingantrieb als elektrodynamischer, elektromagnetischer, elektrostatischer, piezoelektrischer oder magnetostriktiver Schallwandler ausgebildet ist

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung der Längen- bzw. Winkelamplitude der erzwungenen Schwingungen des Schwingkörpers (1) mittels eines an dessen beweglichen Teilen befestigten oder eines selbst als Schwingkörper ausgebildeten temperaturabhängigen Widerstandes, insbesondere eines Thermistors (22), erfolgt, der in einer Widerstands-Meß-Schaltung angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung der elektrischen Größen der erzwungenen Schwingungen des Schwingkörpers mittels einer Meßvorrichtung zur Messung der Impedanz des Schwingantriebs erfolgt

8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßkammer (24) in Verbindung mit der Durchlaßöffnung bzw. Durchlaßverengung eines an ihr vorgesehenen, zum Medium führenden Rohrstutzens (5) als Schallgeschwindigkeitstransformator ausgebildet ist

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung der Größen der erzwungenen Schwingungen des Schwingkörpers durch Messung der Kühlungsrate eines temperaturabhängigen Widerstandes, insbesondere eines Thermistors (22), erfolgt, der vor, in oder hinter der Durchlaßöffnung bzw. Durchlaßverengung des Rohrstutzens (5) in der Nähe des Übergangs zwischen Meßkammer (24) und Rohrstutzen (5) angeordnet ist

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingantrieb des als Membranschwingkörper (35) ausgebildeten Schwingkörpers, der zum elektrodynamischen Schallwandler (B) gehört, mittels Schallwellen erfolgt, die von der Membran (36) des elektrodynamischen Schallwandlers (A) abgestrahlt werden, und daß die Meßvorrichtung (34) zur Messung der Impedanz der mit dem Membranschwingkörper verbundenen Schwingspule (33) des Schaliwandlers (B) ausgelegt ist