DE7436921U - Diff erenzdru ck-Me ßzelle - Google Patents

Description

Die Neuerung bezieht sich auf eine Differenzdruck-Meßzelle mit einer aus zwei spiegelbildlich zueinander angeordneten Hälften gebildeten Meßkammer mit koaxial einander gegenüberliegenden, druckbeaufschlagten beweglichen Wänden und einem mit diesen gekoppelten, in der Meßkammei angeordneten mechanisch-elektrischen Abgriffssr/stem.

Es sind Differenzdruck-Meßzellen vom sogenannten Einkammer-Typ bekannt, bei denen die beweglichen Wände der Meßkammer - Membranen oder Bälge - mechanisch mit einer Biegefeder gekoppelt sind, deren differenzdruckproportionale Auslenkung vorzugsweise mit Hilfe aufgeklebter Dehnungsmeßstreifen in ein elektrisches Signal umgewandelt wird. Bei einer anderen bekannten Bauart vom sogenannten Zweikammer-Typ ist die Meßkammer durch eine zwischen den Hälften angeordnete Membran unterteilt, wobei diese Membran der Träger des elektrischen Abgriffssystems oder eines Teils davon ist. Die Umwandlung der Membranauslenkung in ein elektrisches Signal kann hier ebenfalls mit Hilfe von Dehnungsmeßstreifen auf der Membran oder mittels kapazitiver bzw. induktiver Differenzschaltungen vorgenommen werden.

Je nach dem zu überstreichenden Arbeitsbereich der Differenzdruck-Meßsellen, der Art ihres Einsatzes und den Anforderungen an die Genauigkeit wird die eine oder die andere Bauart verwendet, von denen eine Vielzahl zum Teil aufwendiger Konstruktionen und Ausführungen bekannt sind.

Aus wirtschaftlichen Gründen besteht deshalb die Forderung, mit möglichst wenigen und mit geringem Fertigungsaufwand herzustellenden Typen \on Differenzdruck-Meßzellen einen möglichst großen Druckmeßbereich zu beherrschen.

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Dieser Forderung entspricht eine Differenzdruck-Meßzelle
der eingangs genannten Art, die gemäß der Neuerung dadurch gekennzeichnet ist, daß zwischen die Hälften der Meßkaminer und mit dieser druckdicht verbindbar ein äußerlich formgleiches Mittelstück eingefügt ist, welches innerhalb seines kreisringförmig geschlossenen Randes entweder als Biegefeder oder als dünne Platte ausgebildet und mit Dehnungsmeßstreifen versehen ist, deren Anschlüsse' durch Bohrungen im Rand des Mittelstücks nach außen geführt sind. Damit
läßt sich eine Differenzdruck-Meßzelle aus im wesentlichen drei "Teilen, nämlich den beiden identischen Kammerhälften
und dem Mittelstück baukastenmäßig erstellen, wobei für
die Meßbereiche niederen und mittleren Drucks Mittelstücke mit Biegefeder, für die hohen Drucks Mittelstücke mit dünner Platte eingesetzt werden. Es wird auch eine erhebliche Freizügigkeit hinsichtlich der Ausführung und des Materials der dem Druck der Meßmedien ausgesetzten beweglichen Wände erzielt.

Ein v/eiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß das Mittelstück mit den Dehnungsmeßstreifen und den durch seinen Rand herausgeführten Anschlüssen für sich hergestellt, geprüft und justiert werden kann.

Zur Erläuterung der Neuerung sind in den Figuren verschiedene Ausführungsbeispiele dargestellt und im·folgenden beschrieben.
Figur 1 zeigt eine zusammengebaute Differenzdruck-Meßzelle

im Schnitt,
die Figuren 2 bis 5 zeigen verschiedene Ausführungsformen

von Mittelstücken.

Figur 1 zeigt eine Differenzdruck-Meßzelle im Schnitt. Man erkennt die beiden identischen, spiegelbildlich zueinander angeordneten Gehäusehälften 1, zwischen denen das äußerlich formgläiche Mittelstück 2 eingefügt und entlang seiner kreisförmig geschlossenen Randzone 4 mit den Gehäusehälften 1
durch Schweißen oder Kleben verbunden ist. Die Gehäusehälf-

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ten 1 und das Mittelstück 2 umschließen die eigentliche Me.?kammer 3» in welcher als mechanisch-elektrisches Abgriff ssystem eine Biegefeder 5 angeordnet ist, die über eine Koppelstange 6 mit den steifen Mittelplatten 7 von Yfellmembranen 8 verbunden ist, welche koaxial einander gegenüberliegend angeordnet die beweglichen Wände der Meßkammer 3 bilden und auf welche von außen die Drücke p^ bzw. Pp wirken, deren Differenz p,. - pp gemessen werden soll. Die Wellmembranen 8 sind mit den äußeren Rändern der Gehäusehälften 1 in üblicher Weise verschweißt, die ihnen zugekehrten Flächen der Gehäusehälften 1 sind in bekannter Weise als sogenanntes Membranbett ausgebildet, gegen welches sich die Wellmembranen 8 im Überlastfall abstützen.

Die vom Differenzdruck ausgelenkte Biegefeder 5 ist in üblicher Weise mit Dehnungsmeßstreifen 9 versehen, deren Anschlüsse durch eine oder mehrere Bohrungen 10 im Rand des Mittelstücks 2 herausgeführt sind. Die Bohrungen 10 sind mit eingeschmolzenem Glas oder dergleichen druckdicht verschließbar, insbesondere wenn die Meßzelle hohen statischen Drücken ausgesetzt und deshalb mit einer über rieht gezeichnete Einfüllöffnungen eingebrachten, nichtkompressiblen Flüssigkeit gefüllt, ist.

Der, wie erkennbar, völlig symmetrische Aufbau der Meßzelle bringt bei Differenzmessuhgen erhebliche Vorteile mit sich. Die beiden identischen Gehäusehälften 1 können für sich hinsichtlich der Eigenschaften der aufgeschweißten Membranen geprüft und gepaart werden; das Volumen der Meßkammer 3 kann extrem klein gehalten werden, was, insbesondere bei Flüssigkeitsfüllungen der Meßkammer 3, zur Verminderung der aus Temperaturgang oder dergleichen herrührenden Fehler führt.

Figur 2 zeigt das in der Differenzdruck-Meßzelle nach Figur eingebaute Mittelstück 2 mit seinem kreisringförmig geschlos senen Rand 4 und einem sich, von diesem radial nach innen erstreckenden Fortsatz, der als Biegefeder 5 ausgebildet ist.

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Das freie Ende der Biegefeder 5 ist mit einer öffnung 11 zum Einfügen und Befestigen der Koppelstange 6 versehen. Auf der Oberfläche der Biegefeder 5 sind, wie angedeutet, Dehnungsmeßstreifen 9 aufgeklebt, deren Anschlüsse durch die Öffnung 10 im Rand 4 verlaufen.

Figur 3 zeigt eine andere Ausführung des Mittelstücks 2 mit einer Doppelbiegefeder 5 und 5'» die von einander gegenüberliegenden Stegen gebildet werden, welche die sonst, von Ausnehmungen 12 voneinander getrennten Teile des Mittelstücks 2 miteinander verbinden. Im Mittelpunkt der kreisscheibenähnlichen Anordnung des Mittelstücks 2 ist, wie auch in Figur 2 dargestellt, eine öffnung 11 zur Aufnahme der Koppelstange 6 vorgesehen. Ebenso sind Bohrungen 10 zur Durchführung der Anschlüsse vorhanden.

In Figur 4 ist das Mittelstück 2 nach Figur 3 im Schnitt A-A¹ dargestellt. Der Vorteil dieser auch aus der DT-PS 2 242 222 bekannten Doppelbieg^iederausführung ist darin zu sehen, daß der innere, mit der Koppelstange.6 verbundene Teil bei der Umsetzung des Differenzdrucks in eine Auslenkung der Biegefeder sich parallel verschiebt und keine zu Meßfehlern führende Auslenkung der Koppelstange und der angeschlossenen Membranen aus der axialen Richtung verursacht .

Figur 5 zeigt ein Mittelstück 2, wie es für Meßzellen für hohen Druck vorgesehen ist. Der ringförmig geschlossene Rand 4 setzt sich nach innen in einer dünnen Platte 13 fort, die nach Einbau in die Druckmeßzelle als Weßmembran arbeitet, welche mit den außen liegenden Membranen 8 über eine nichtkompressible Flüssigkeit hydraulisch gekoppelt ist und deren Durchbiegung unter der Wirkung des Differenzdrucks In bekannter Weise mit Dehnungsmeßstreifen 9 in ein elektrisches Signal umgewandelt wird.

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Um ein druckproportionales Signal zu erhalten, ist die Dicke der Flatte 13 größer als ihre größte Auslenkung, vorzugsweise um eine Dezimale größer.

Zur Vermeidung einer möglichen Aufbauch-.:nc des Gehäuses bei hohen Überdrücken ist der Außendurchmesser des Mittelstücks 2 gleich oder kleiner als der Durchmesser der llenbranen 8.

2 Schutzansprüche
5 Figuren

Claims (2)

- 6 - VPA 9/369/4524 Schutzansprüche

1. Differenzdruck-Meßzelle mit einer aus zwei spiegelbildlich zueinander angeordneten Gehäusehälften gebildeten Meßkammer mit koaxial einander gegenüberliegenden, druckbeaufsclilagten beweglichen Viänden und einem mit diesen gekoppelten, in der Meßkammer angeordneten mechanisch-elektrischen Abgriffssystem, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die identischen Hälften (1) der Meökammer (3) und mit diesen druckdicht verbindbar ein äußerlich formgleiches Mittelstück (2) eingefügt ist, welches innerhalb seines kreisringförmig geschlossenen Randes (4) entweder als Biegefeder (5) oder als dünne Platte (13) ausgebildet und mit Dehnungsmeßstreifen (9) versehen ist, deren Anschlüsse durch Bohrungen (10) im Rand (4) des Mittelstücks (2) nach außen geführt sind.

2. Differenzdruck-Meßzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Mittelstücks (2) gleich oder kleiner ist als der Durchmesser der in bekannter Weise als Membranen (8) ausgeführten beweglichen Wände der Kammerhälften (1).