DE69725020T2 - Druckwandler - Google Patents

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    • G01L9/06Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning of piezo-resistive devices
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    • G01L9/0001Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means
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Description

  • Diese Erfindung betrifft einen Drucksensor für insbesondere sehr hohe Drücke, der vorzugsweise zum Wirken auf ein Messelement ausgelegt ist, wobei das Messelement einen mittigen Hohlraum aufweist und aus zwei Teilen zusammengesetzt ist, die dichtend miteinander verbunden sind, um den Hohlraum zu bilden, und der Sensormittel für den mechanischen Beanspruchungszustand des Messelements aufweist, wenn dieses Druck ausgesetzt ist.
  • Im Prinzip besteht ein Drucksensor aus einem Federelement (Messelement) und einer Mess- oder Sensoreinrichtung. Gewöhnliche auf Siliziumtechnik basierende, im Handel erhältliche Drucksensoren können Membranen als Federelement verwenden, die mit piezo-resistiven Widerständen als Sensormittel versehen sind. Federelemente als Membrane sind bei hohen Drücken unvorteilhaft, da sie empfindlich für Auswirkungen sind, die mit dem Einspannen in einem Substrat mit einem Übergang zu Materialien mit einem ungleichen Elastizitätsmodul in Bezug stehen. Die in solchen Membranen detektierte Beanspruchung wird eine Kombination aus Druck- und Zugbeanspruchungen sein. Wenn die Zugbeanspruchungen ausreichend hoch werden, kann ein Bruch erfolgen. Bei großen Verformungen werden die Beanspru chungen in einer Membran keine lineare Funktion des Drucks sein, was zu einem nichtlinearen Signal führt.
  • Drucksensoren für hohe Drücke, wie oben aufgeführt, sind allgemein bereits bekannt, und ein spezielles Beispiel ist in der Norwegischen Patentanmeldung Nr. 94.0785 (WO-A-9524624) zu finden. Ein Drucksensor gemäß der Norwegischen Patentanmeldung Nr. 94.0785 basiert auf dem Bourdon-Effekt, mit einer kapazitiven Ablesung der Durchbiegung. Dieser bekannte Drucksensor basiert auf röhrenförmigen Messelementen, aber der innere Hohlraum oder die Hohlräume ist/sind immer exzentrisch angeordnet, um so eine Verbiegung des Elements zu erhalten. Wenn eine solche Verbiegung erfolgt, können Scherbeanspruchungen in den Verbindungsstellen oder Fugen erzeugt werden, die ihrerseits zu Versagen in denselben führen können. Ein Nachteil bei kapazitiver Ablesung besteht darin, dass es, wenn sehr hohe Drücke betroffen sind, erwünscht ist, sehr kleine Außendurchmesser zu haben, was zu extrem kleinen Kapazitäten führt. Es ist sehr schwierig, diese zu detektieren. Ein anderer Nachteil bei der kapazitiven Detektion besteht darin, dass das Messelement nicht direkt dem Prozessmedium ausgesetzt werden kann. Dies liegt darin begründet, dass die Kapazität empfindlich für die Dielektrizitätskonstante des Mediums ist und sehr empfindlich auf Verunreinigung in Form von Partikeln sein wird, die in den Kondensatorspalt gelangen können.
  • In dem Buch "Instrumenteringsteknikk" von Ole A. Solheim, Tapir Herausgeber Trondheim 1966, ist eine Beschreibung auf Seite 118 des hier verwendeten Messprinzips aufgeführt. Dem Buch zufolge umfasst dieses Messprinzip die Befestigung von Dehnungsmessgeräten an einem röhrenförmigen Messelement. Auf der Oberfläche des Elementes werden die Beanspruchungen in der Azimutrichtung immer zweimal so hoch wie in der axialen Richtung sein. Die Differenz in der Beanspruchung zwischen diesen beiden Richtungen wird proportional zum Druck sein. Wenn die Anlegung des höchsten Drucks außerhalb des röhrenförmigen Elements vorgesehen ist, können Zugbeanspruchungen, die zu Bruch führen können, vermieden werden. Das bekannte Messprinzip wird zum Teil in einer moderneren Auslegung gemäß der Europäischen Patentveröffentlichung 0.107.549 verwendet. Die Auslegungen gemäß dieser Veröffentlichung nutzen jedoch nicht die Differenz zwischen der axialen und radialen Beanspruchung bei Anlegung von äußerem oder innerem Druck, sondern basieren auf Verformungsänderungen. Die Sensoreinrichtungen arbeiten mit akustischen Oberflächenwellen, was bedeutet, dass der vollständige Drucksensor Gesamtabmessungen über einer bestimmten unteren Grenze aufweisen muss.
  • Ein anderes und etwas weniger interessantes Beispiel aus der Patentliteratur ist in der französischen Patentveröffentlichung 2.531.533 zu finden.
  • Vor dem Hintergrund der vorhergehend bekannten Techniken weist ein wie in der obigen Einführung genannter Drucksensor neue und spezifische Merkmale auf, die in erster Linie darin bestehen, dass die beiden Teile des Messelements in Planartechnik, vorzugsweise aus Silicium oder Quarz hergestellt sind, und eine wesentlich größere Länge als seitliche Abmessungen haben, wobei der Hohlraum in der Längsrichtung orientiert ist, dass die Querschnittsform des Messelements um zwei Längsebenen symmetrisch ist, und dass die Sensoreinrichtungen in der Form von piezo-resistiven Elementen vorliegen, die ei ner äußeren oder einer inneren Oberfläche des Messelement benachbart angeordnet sind.
  • Ein Teil oder beide Teile des Messelements ist/sind mit länglichen Ausnehmungen oder Kanälen von einer der größeren Oberflächen desselben versehen, so dass, wenn die beiden Teile verbunden werden, der genannte Hohlraum gebildet wird, und allgemein kann der Hohlraum als röhrenförmig betrachtet werden. Vorzugsweise weist das erfindungsgemäße Messelement eine Länge wenigstens der Größenordnung von zehn mal der seitlichen Abmessungen auf. Normalerweise ist eine gerade Auslegung bevorzugt, die so angeordnet ist, dass eine Differenz im Druck an der Innenseite und Außenseite detektiert werden kann. Es ist ein Vorteil, dass die Geometrie des Messelements dazu dient, Verbiegung (Bourdon-Effekt) zu vermeiden, wenn es Druck ausgesetzt wird, und dass Scherbeanspruchungen in den Verbindungsflächen sowie Zugbeanspruchungen minimiert werden. Wie der folgenden Beschreibung zu entnehmen sein wird, wird dies vorzugsweise erhalten, indem der Hohlraum mittig im Querschnitt des Messelements angeordnet wird. Der Hohlraum wird entweder für einen Bezugsdruck für Differenzdruckmessung verfügbar gemacht, oder wird mit einem begrenzten Bezugsdruck, vorzugsweise Vakuum, zum Messen von absolutem Druck verschlossen. Die Außenseite des Messelements kann zu dem Zweck ausgelegt werden, dem zu messenden Druck ausgesetzt zu werden, entweder, indem es direkt einem Prozessmedium oder einem bekannten oder ausgewählten Medium ausgesetzt wird, das von dem Prozessmedium mittels einer Isoliermembran in einer an sich bekannten Weise getrennt ist.
  • Indem die Erfindung auf der Verwendung mikromechanischer Herstellungstechniken basiert, nämlich Planartechnik, ist es möglich, erfindungsgemäße Messelemente mit sehr kleinen Abmessungen herzustellen, was besonders vorteilhaft ist, wenn die Messung extrem hoher Drücke betroffen ist. Darüber hinaus ist die längliche Auslegung sehr vorteilhaft hinsichtlich erforderlicher Montage, Integration oder Packung der tatsächlichen Messelemente in praktische Messgeräte.
  • Es ist ein unabhängiger Aspekt dieser Erfindung an sich, ein neues und spezifisches Messgerät mit zugehörigen Halte- oder Montagemitteln in einem umschließenden Gehäuse oder Halteelement zu schaffen.
  • In der folgenden Beschreibung soll die Erfindung detaillierter unter Bezugnahme auf verschiedene Ausführungsformen beschrieben werden, die als Beispiele in den Zeichnungen dargestellt sind, in denen:
  • 1 in perspektivischer Ansicht eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Messelements angebracht in einem Halter zeigt;
  • 2A einen vergrößerten Querschnitt des Hauptteils des Messelements in 1 zeigt;
  • 2B in vergrößertem Querschnitt einen Anlageteil des Messelements von 1 nahe zu dem oben genannten Halter zeigt;
  • 3 in entsprechendem Querschnitt wie in 2A und 2B eine Variante der Querschnittsform des Messelements, d. h. des Querschnitts des Hohlraums zeigt,
  • 4 eine andere Variante der Querschnittsform, d. h. eine rechteckige Hauptform zeigt,
  • 5 in vereinfachtem Aufriss ein Messgerät mit einem darin eingebauten erfindungsgemäßen Messelement zeigt,
  • 6 das Gerät von 5 von dem (linken) Ende zeigt,
  • 7 in Aufriss eine spezielle Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Messelements zeigt, wobei ein Hohlraum in einzelne Kanäle unterteilt ist,
  • 8 das Messelement von 7 von oben zeigt,
  • 9 das Messelement in Querschnittansicht entlang der Linie IX-IX in 7 zeigt, und
  • 9A ein vergrößertes Detail des Querschnitts in 9 ist.
  • In dem in 1 gezeigten Beispiel ist ein längliches Messelement 1 aus zwei Teilen 1A und 1B zusammengesetzt. Diese sind identisch und bilden zusammen einen internen Hohlraum 3 zwischen zwei Endwänden 3A und 3B. Daher erstreckt sich der Hohlraum 3 nicht ganz zu den Enden des Hauptteils des Messelements 1, welches hier mit einem achteckigen Querschnitt gezeigt ist.
  • Eine Oberfläche 5 des Messelements ist mit Sensoreinrichtungen 11, 12, 13 und 14 versehen, welche durch eine Anzahl von Leitungen 15 an externe Elektronik- oder Messschaltungen angeschlossen sind. Sensormittel 11, 12, 13 und 14 liegen in Form piezo-resistiver Elemente vor, die an sich bekannt und vorzugsweise in einer Brückenschaltung angeordnet sind. Der Sensor ist empfindlich für Änderungen in dem mechanischen Beanspruchungszustand oder der Verformung des Messelements, wenn dieses variierenden Druckdifferenzen zwischen dem Umgebungsmedium und dem inneren Hohlraum 3 ausgesetzt wird.
  • An dem inneren Ende desselben ist der achteckige Hauptteil 1 des Messelements als ein Anlageteil 2 mit einer quadratischen äußeren Querschnittskontur fortgesetzt, zu dem Zweck, mit einem Halteglied 18 zusammenzuwirken, in dem das gesamte Messelement angebracht ist. Daher weist das Halteglied 18 ein Durchgangsloch 19 auf, das vorzugsweise kreisförmig und auslegt ist, um einen Montageteil 7 des Messelements aufzunehmen, wobei dieser Teil 7 vorteilhaft die gleiche äußere Querschnittskontur wie der Hauptteil 1 aufweist. Der Anlageteil 2 dient zur Gewährleistung eines sicheren Eingriffs des Messelements an dem Halteglied 18, wobei dies von besonderem Interesse ist, wenn das Messelement sehr hohen äußeren Drücken ausgesetzt wird. Solche Drücke werden die Tendenz haben, das Messelement 1 in die axiale Richtung in das Loch 19 zu drücken, aber die vorstehenden Ecken 2A, 2B, 2C und 2D (siehe auch 2A) werden wirksam gegen Verschiebung des Messelements unter solcher Druckanlegung blockieren. Durch das Loch 19 kann der Montageteil 7 zusätzlich mittels eines geeigneten Klebstoffs befestigt werden, welcher den Zwischenraum zwi schen dem achteckigen Querschnitt und dem kreisförmigen Loch 19 füllt.
  • 2A zeigt detaillierter die Querschnittsform des Messelements, das die beiden Teile 1A und 1B aufweist, welche an der bei 8 angezeigten Ebene verbunden sind. In 2A sind die vier Ecken 2A, 2B, 2C und 2D gezeigt, die für Anlage oder Eingriff an dem Halter 18 dienen.
  • Die quadratische äußere Querschnittskontur in 2B entspricht dem Querschnitt des Anlageteils 2, aber der innere Hohlraum 3 ist tatsächlich nicht innerhalb des Anlageteils 2 vorhanden, wenn Messung von absolutem Druck betroffen ist, d. h. mit einem geschlossenen Hohlraum 3 zwischen Endwänden 3A und 3B wie in 1. Daher kann 2B so betrachtet werden, dass sie eine alternative Hauptform der effektiven Länge eines Messelements 1 zeigt, wobei der Hohlraum 3 die gleiche Querschnittsform wie in 2A und 1 haben kann. Daher ist es gemäß der Erfindung ein Vorteil, den Hohlraum 3 mit einem diamantförmigen Querschnitt auszulegen, der zwei Ecken positioniert in der Verbindungsebene 8 zwischen den beiden Teile 1A und 1B aufweist.
  • 3 zeigt eine Variante, durch die die äußere Querschnittskontur des Messelements 31 die gleiche wie in 2A ist, d. h. achteckig, wohingegen der innere Hohlraum 33 ein sechseckiges Querschnittsprofil aufweist. Dies ist ähnlich zu den Hohlräumen 3 mit einer Diamantform gut für Herstellung in Planartechnik geeignet, insbesondere durch Ätzen. Zusätzlich zu einer rechteckigen und achteckigen äußeren Querschnittskontur kann das erfindungsgemäße Messelement mit einer polygonalen äußeren Querschnittskontur in anderen Varianten her gestellt werden, wie zum Beispiel einem sechseckigen Querschnitt.
  • Basierend auf Planartechnik wie erwähnt, können die beiden Teile des Messelements vorteilhaft durch anodisches Bonden oder auch durch sogenanntes Schmelzbonden miteinander verbunden werden. Während die als Beispiele in den 1, 2A, 2B und 3 dargestellten Messelementquerschnitte symmetrisch um die Verbindungsebene 8 sind (und außerdem um eine Mittelebene senkrecht zu dieser), ist der rechteckige Querschnitt in 4 aus zwei Teilen 21A und 21B zusammengesetzt, die nicht die gleiche Querschnittsform aufweisen. Teil 21A ist dicker und ist der einzige, der mit einer Ausnehmung 23 versehen ist, die den gewünschten Hohlraum bildet. Eine Verbindungsebene ist bei 28 gezeigt, wodurch der Teil 21B ganz einfach ein geeigneter plattenförmiger Teil ist, der zusammen mit dem Teil 21A den vollständigen Querschnitt des Messelements 21 bildet. Ferner wird in dieser Ausführungsform der Hohlraum 23 jedoch mittig und symmetrisch innerhalb des gesamten Querschnitts des Messelements 21 angeordnet sein.
  • Die 5 und 6 zeigen ein praktisches Beispiel eines vollständigeren Messgeräts, das ein Messelement gemäß der Erfindung enthält. Ein Gehäuse oder ein Halter, wie in 5 gezeigt, umfasst drei Hauptteile, d. h. einen Hülsenteil 41 mit einer mittigen Bohrung 41A, einen Innenteil 42, der vorzugsweise mit Außengewinden versehen sein kann, und einen Zwischenteil 43, der außen als ein Mutterkopf ausführt ist. Der Hülsenteil 41 soll in die Zone eingeführt werden, wo ein Druck zu messen ist, da der wirksame Hauptteil eines Messelements 51 so angebracht wird, um in die Bohrung 41A vorzustehen. An der anderen Seite ist der Innenteil 42 ausgelegt, um auf der Seite niedrigen Drucks angeordnet zu werden, vorausgesetzt, dass ein höherer Druck durch das Messelement 51 zu messen ist. Der Zwischenteil 43 kann so betrachtet werden, dass er ein Halteglied 48, welches dem Halteglied 18 in 1 entspricht, mit einem Loch 49 mit einem weiteren Teil 49A zum Aufnehmen des Anlageteils des Messelements entsprechend Teil 2 von 1 aufweist. Ein zu dem Messelement 51 gehörender Montageteil 57 dringt durch das Loch 49 und weiter in den Innenraum des Teils 42 für elektrische Verbindung mit der Elektronik darin oder mit elektrischen Schaltungen ein, die außerhalb auf der niedrigen Druckseite angeordnet sind.
  • Schließlich zeigen die 7, 8, 9 und 9A eine besondere erfindungsgemäße Ausführungsform, bei der das Messelement eine stark abgeflachte Querschnittsform aufweist, wie speziell von den 9 und 9A zu sehen sein wird. Zwei in Planartechnik hergestellte Teile 61A und 61B sind hier wie in vorhergehend beschriebenen Ausführungsformen so verbunden, dass das Messelement 61 eine typische Plattenform aufweisen wird. Hier ist der innere Hohlraum in eine große Anzahl getrennter Kanäle unterteilt, von denen vier Kanäle bei 63 in 9A gezeigt sind. Eine solche Anordnung mehrerer paralleler und in Längsrichtung verlaufender Hohlräume oder Kanäle im Messelement 61 kann in bestimmter Hinsicht vorteilhaft sein. Die Auswirkung hinsichtlich Detektion von Beanspruchungen, die auftreten, wenn das Messelement Druck ausgesetzt wird, können auch hier vorteilhaft mittels Sensoreinrichtungen in Form von piezo-resistiven Elementen an oder benachbart einer größeren Oberfläche, zum Beispiel der Oberfläche 65 detektiert werden, wie in 7 gezeigt ist. Sensoreinrichtungen mit elektrischen Leitungen sind nicht speziell in irgendeiner der 7–9A gezeigt, können jedoch in einer durchaus entspre chenden Weise wie an der Oberfläche 5 in 1 gezeigt angeordnet sein.
  • Bei 60 in 7 ist schematisch eine Grenze zwischen der Seite hohen Drucks und der Seite niedrigen Drucks angezeigt, wobei ein Montageglied 68 an der größeren Oberfläche 65 des Messelements zum Beispiel durch anodisches Bonden vorgesehen wird. Das Montageglied 68 ist hohl, wie bei 69 gezeigt ist, um elektrische Leitungen aus den Sensoreinrichtungen (nicht gezeigt) an dem Messelement 61 herauszuführen. Der hohle Innenraum 69 des Montageglieds 68 ist daher ausgelegt, um mit der Seite niedrigen Drucks zu kommunizieren, so dass ein praktischer und vorteilhafter Übergang zwischen der Seite hohen Drucks und der Seite niedrigen Drucks erhalten wird, unter anderem hinsichtlich der erforderlichen elektrischen Verbindung von den Sensoreinrichtungen. Wie auch in dem Fall in 1 werden die piezo-resistiven Elemente hier vorteilhaft in die Struktur des Messelements integriert werden, d. h. insbesondere Teil 61B benachbart der Oberfläche 65. Das piezo-resistive Element sowie Leitungen zu diesem können, genauer ausgedrückt, als innerhalb der betreffenden Oberfläche an dem Messelement vergraben angeordnet werden, d. h. der Oberfläche 5 in 1 und Oberfläche 65 in 7.
  • Die Form der Anbringung oder "Packung" des Messelements 61, wie sie aus den 7 und 8 deutlich wird, wobei das Montageglied 68 eine wesentlichen Komponente darstellt, ist in bestimmten Fällen vorteilhaft, und dies hat eine wesentliche Bedeutung in einem vollständigen Messgerät. Die Anbringungsweise in dieser Ausführungsform steht in engem Bezug zu der stark abgeflachten, plattenartigen Form des Messelements 61.
  • Wie bereits oben erklärt wurde, unterschiedet sich die Montage oder Packung des "normaleren" Messelements 1 in 1 beträchtlich von dem Packverfahren in den 7 und 8. Außerdem wird erkannt werden, dass das Packverfahren gemäß 1 (und 5) als solches auch von Interesse für Messelemente anderer Auslegungen und für andere Zwecke als den hier beschriebenen sein kann. In allen solchen Varianten wird es jedoch einen Vorteil darstellen, dass das Messelement stark verlängert ist, wie oben erörtert, wie zum Beispiel mit einer Längenabmessung einer Größenordnung von zehn mal der seitlichen Abmessung des Elements. Eine solche längliche Form ist sehr praktisch für dieses bestimmte Packverfahren, obwohl es für die Produktionswirtschaftlichkeit an sich attraktiv sein könnte, relativ kürzere Elemente zu verwenden. Von wesentlicher Bedeutung sowohl in bezug zu Produktion als auch für die tatsächlich Montage ist der in dieser Ausführungsform beschriebene Anlageteil 2. Ein wichtiges Detail in diesem Zusammenhang besteht darin, dass die Anlageflächen an den vorstehenden Ecken 2A, 2B, 2C und 2D (siehe auch 2A) sich bei einer Neigung und nicht direkt radial in einer Ebene in rechtem Winkel zu der Achse des Messelements erstrecken können.
  • In Verbindung mit Montage, Packung und Einkapselung eines solchen Messelements ist es offensichtlich, dass auf der Oberfläche desselben ein Schutzfilm, zum Beispiel aus Si3N4 oder einem Polyamid-Kunststoffmaterial aufgebracht werden kann, so dass das Messelement direkt dem betreffenden Druckmedium ausgesetzt werden kann.
  • Eine Anzahl anderer Modifikationen und Varianten ist auch innerhalb des Rahmens der Erfindung möglich, möglicherweise insbesondere in Verbindung mit den Wunsch, effiziente und wirtschaftliche Produktionsprozesse zu erhalten. Zum Beispiel kann jeder der beiden Teile des Messelements an sich eine zusammengebaute Struktur sein, wo Schichten verschiedener Materialtypen eingeschlossen sein können. Darüber hinaus ist es offensichtlich, dass aus reinen Stabilitätsgründen ein kreisförmiger innerer Hohlraum die ideale Form gewesen wäre, aber hinsichtlich Produktion eine solche Form nicht vorteilhaft ist. Noch eine weitere, mögliche Modifikation besteht darin, dass die Sensoreinrichtungen an mehr als einer Oberfläche des Messelements vorgesehen werden können, zum Beispiel an zwei größeren Oberfläche, die einander gegenüberliegen.

Claims (17)

  1. Drucksensor für insbesondere sehr hohe Drücke zum Messen des Druckes, der auf ein Meßelement (1, 21, 31, 51, 61) wirkt, wobei das Meßelement einen mittigen Hohlraum (3, 23, 33, 63) aufweist und aus zwei Teilen (1AB, 21AB, 31AB, 61AB) zusammengesetzt ist, die dichtend miteinander verbunden sind, um den Hohlraum zu bilden, und Sensormittel (1114) zum Abfühlen des mechanischen Beanspruchungszustands des Meßelements (1, 21, 31, 51, 61), wenn dieses Druck ausgesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teile (1AB, 21AB, 31AB, 61AB) des Meßelements (1, 21, 31, 51, 61) in Planartechnik hergestellt sind und eine wesentlich größere Länge in Längsrichtung als seitliche Abmessungen haben, wobei der Hohlraum (3, 23, 33, 63) in der Längsrichtung orientiert ist, daß die Querschnittsform des Meßelementes (1, 21, 31, 51, 61) um zwei Längsebenen symmetrisch ist, und daß die Sensormittel (1114) in der Form von piezo-resistiven Elementen vorliegen, die einer äußeren (5) oder einer inneren Oberfläche des Meßelementes (1, 21, 31, 51, 61) benachbart angeordnet sind.
  2. Drucksensor nach Anspruch 1, in dem die Länge des Meßelementes (1) wenigstens von einer Größenordnung von zehn mal der seitlichen Abmessungen ist.
  3. Drucksensor nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die äußere Querschnittsform des Meßelementes (1, 31) rechteckig, sechseckig oder achteckig ist.
  4. Drucksensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Querschnitt des Hohlraums (3) diamantförmig ist, wobei zwei gegenüberliegende Ecken in der Verbindungsebene (8) zwischen den beiden Teilen (1AB), die das Meßelement bildet, angeordnet sind.
  5. Drucksensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die beiden Teile (1AB, 21AB, 31AB, 61AB) identisch sind wenigstens soweit die Querschnittsform betroffen ist.
  6. Drucksensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die beiden Teile (21AB) unterschiedliche Dicken haben, und daß der Hohlraum (23) durch eine Ausnehmung in einem (21A) der Teile von der Oberfläche her geformt ist, die zum anderen Teil gerichtet ist.
  7. Drucksensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die beiden Teile durch anodisches Bonden miteinander verbunden sind.
  8. Drucksensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die beiden Teile durch sogenanntes Schmelzbonden miteinander verbunden sind.
  9. Drucksensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Hohlraum (3 23, 33 63) dazu ausgebildet ist, einen Bezugsdruck aufzunehmen.
  10. Drucksensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Meßelement (1) in einem vorzugsweise kreisförmigen Loch (19) in einem Halteglied oder Gehäuse (18) angebracht ist, und bei dem das Meßelement (1) benachbart zu einem Montageteil (7) im Loch (19) auf der Hochdruckseite mit einem Anlageteil (2) versehen ist, dessen äußere Querschnittskontur an gewissen Stellen (2AD) radial außerhalb des Umfangs des Loches (19) angeordnet ist.
  11. Drucksensor nach Anspruch 10, bei dem die äußere Querschnittskontur des Montageteils radial in Bezug auf die ansonsten polygonale äußere Querschnittsform des Meßelements (1) vorstehende Ecken (2AD) aufweist, vorzugsweise den Montageteil (7) einschließend.
  12. Drucksensor nach Anspruch 10 oder 11, bei dem die Leitungen (15) zu dem piezo-resistiven Elementen (1114) in die Struktur des Meßelementes (1) integriert sind.
  13. Drucksensor nach einem der vorangehenden Ansprüchen, bei dem die piezo-resistiven Elemente (1114) und Leitungen (15) zu denselben innerhalb der Oberfläche (5) des Meßelementes (1) vergraben sind.
  14. Drucksensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die piezo-resistiven Elemente (114), vorzugsweise in einer Anzahl von vier Elementen, in einer elektrischen Brückenschaltung angeordnet sind.
  15. Drucksensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Hohlraum einer Anzahl von individuellen Kanälen (63) aufweist, die Seite an Seite in einem Meßelement (61) angeordnet sind, das einen abgeflachten Querschnitt hat.
  16. Drucksensor nach Anspruch 15, bei dem eine größere Oberfläche (65) des Meßelementes (61) mit einen hohlen Montageglied (68) verbunden ist, das äußerlich teilweise dazu ausgebildet ist, dem hohen Druck ausgesetzt zu werden, während das Montageglied (68) innen (69) dazu ausgebildet ist, auf der Niedrigdruckseite angeordnet zu werden, und daß Leitungen für die Sensormittel sich nach außen innerhalb des Montagegliedes (68) erstrecken.
  17. Drucksensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Meßelement (1, 21, 31, 51, 61) aus Silicium oder Quarz gebildet ist.
DE69725020T 1996-02-27 1997-02-20 Druckwandler Expired - Lifetime DE69725020T2 (de)

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