[发明专利]压力传感器装置以及用于利用这种压力传感器装置进行过程工具化的测量转换器

说明书

本发明涉及一种具有管部件(2)的压力传感器装置(1)，在管部件的横截面内布置了施加有待测量的压力(P)的膜(3)。膜(3)在中间区域内具有高抗弯刚度并且在边沿区域内借助两个支腿(8、9)弹性地安置在管部件(2)中。用于检测轴向上的位移量的工具(7、14、15)从外部良好接触地布置在管部件(2)的外侧上，并且有利地不与过程介质接触。压力传感器装置(1)的特征在于一种特别简单的结构性构造，并且能够有利地用在用于过程工具化的测量转换器中。

技术领域

本发明涉及一种根据本发明所述的、具有管部件的压力传感器装置，在管部件的横截面中布置了施加有待测量的压力的膜，本发明还涉及一种根据本发明的、用于利用这种压力传感器装置进行过程工具化的测量转换器。

背景技术

在过程技术设备中，为了控制过程使用多种多样的现场设备用于过程工具化。测量转换器用于检测过程变量，像例如某种介质的温度、压力、流通量、液位、密度或者气体浓度。通过执行机构能够依据所检测的过程变量按照一种例如由可编程逻辑控制器或者控制台预设的策略影响过程进程。执行机构例如是有调节阀、加热器或者泵。尤其是在工艺技术设备中，压力测量转换器是在自动化的生产进程框架内的主要传感组件。就最佳的设备属性和持久的高产品品质而言，需要高品质的测量转换器，其即使在极端条件下也提供长期稳定的并且错误不多的测量值。

由DE 196 08 321 C2中公知一种具有过载保护系统的压力传感器装置，它可以作为传感器或者测量单元用在用于压差的测量转换器中。公知的测量单元填充有油，从而将真正的压力传感器与可能有侵蚀性的过程介质分隔开。这种过载保护系统由多个相互对应的膜以及一个额外与此匹配的油填充件组成。这种测量单元的结构因此成本较为高昂，并且为了制造这种测量单元需要许多焊接过程。此外，对于部件几何外形、材料属性和焊接参数都有很高的精准度要求。真正的压力传感器的电接触例如必须经由耐高压的玻璃穿引部从被施加压力的测量单元内腔向外导向一个电子件单元，在这个电子件单元中进行信号处理以确定压力测量值。此外，测量单元仅仅在特定条件下真空密闭，并且也只能用于比较有限的温度范围。在必须避免过程介质被油污染危险的卫生场合下，不能使用这种测量单元。

另一种压力传感器装置由EP 2 294 376 B1中公知。在此，为了检测压力使用具有多个相互形成夹角的膜部段的膜。一个膜部段作为分隔膜布置在压力管的横截面中，并且一个与之形成夹角的膜部段作为侧壁膜布置在压力管壁的区域内。在分隔膜上的压差导致它变形，这种变形基于两个膜部段之间的固定夹角而传递到侧壁膜上，使得由此决定的侧壁膜变形同样也反映压力管内的压力比。用于检测膜变形的工具布置在侧壁膜的外侧上，因此该工具不与要测量其压力的介质接触。因为第一膜部段作为分隔膜布置在管部件的横截面中，所以公知的压力传感器装置不仅可以用作绝对压力传感器而且也可以用作压差传感器，这根据在分隔膜的一侧上是否存在被定义的参考压、还是这个分隔膜在两侧都被加载测量压而定。公知的压力传感器装置设置用于在监控柴油颗粒过滤器的框架内的应用，以测量在颗粒过滤器前方和后方的废气压，并且这样测定其负载的水平。在此，与过程工具化不同，肯定有低静态压出现。然而，在所描述的压力传感器装置中，压差测量以不利的方式与尤其导致侧壁膜变形的静态压密切相关，并且只可能不充分地对其进行补偿，这是因为前提是要准确地定位应用在管部件外壁上的应变式传感器，这在实践中几乎无法以所需要的精准性实现。

由DE 93 00 776 U1中公知一种压力传感器，它具有罐形壳体，这个壳体通过环形的膜划分成两个测量室。这个膜借助布置在中央的环来形成波纹，并且在中间的区域内构造成盘式的压力壁。两个测量室中的压差导致轴向上的位移，该位移被感应式传感器检测到。在此，这个感应式传感器以不利的方式布置在测量室内部。

发明内容

本发明的目的在于，实现一种压力传感器装置，其特征在于一种简单的结构性构造，并且同时适合用在测量转换器中进行过程工具化。