AT524398B1 - Druckmessvorrichtung - Google Patents

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AT524398B1 ATA50973/2020A AT509732020A AT524398B1 AT 524398 B1 AT524398 B1 AT 524398B1 AT 509732020 A AT509732020 A AT 509732020A AT 524398 B1 AT524398 B1 AT 524398B1
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Abstract

Es sind Druckmessvorrichtungen (10) mit einem Druckmesser (12) mit einem Druckmessorgan (14; 16), und einer Anschlussleitung (42; 43), über die der Druckmesser (12) mit einer Messmedienquelle (44) verbunden ist, bekannt. Um genaue Messwerte zu erhalten, auch wenn höhere Temperaturen vorliegen oder Temperaturschwankungen vorhanden sind, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass der Druckmesser (12) fluidisch mit einem Anschlussblock (20) verbunden ist, dessen Temperatur über Heiz- und/ oder Kühlelemente (56; 60) regelbar ist und in dem ein mit dem Druckmessorgan (14;16) verbundener Abschnitt (40; 41) der Anschlussleitung (42; 43) ausgebildet ist, wobei im Anschlussblock (20) eine verschließbare Entlüftungsbohrung (62; 63) ausgebildet ist, die von der Anschlussleitung (42;43) aufsteigend abzweigt und oberhalb der Anschlussleitung (42; 43) mündet.

Description

Beschreibung
DRUCKMESSVORRICHTUNG
[0001] Die Erfindung betrifft eine Druckmessvorrichtung mit einem Druckmesser mit einem Druckmessorgan und einer Anschlussleitung, über die der Druckmesser mit einer Messmedienquelle verbunden ist.
[0002] Derartige Druckmessvorrichtungen werden beispielsweise zur Messung eines Öldrucks oder eines Differenzdruckes von Fluiden in Prüfständen verwendet. Insbesondere ist die Messung eines hydrostatischen Drucks in einer Olwanne eines Prüfstandes zu nennen. Auch ist es bekannt, zur Bestimmung des Füllstandes der Ölwanne mittels Druckmittlersystemen einen Differenzdruck zwischen dem Öl in der Ölwanne und dem Gas in dem nicht mit Öl gefüllten Teil der Ölwanne zu bestimmen. Des Weiteren kann ein Differenzdruck im Leitungssystem eines Teststandes genutzt werden, um einen ÖOlverbrauch zu bestimmen, so dass unter einer Messmedienquelle sowohl Leitungen, in denen eine Strömung vorliegt als auch Behälter oder Tanks zu verstehen sind, in denen das Messmedium im Wesentlichen stillsteht also nur ein geringer Massenaustausch stattfindet. Als Druckmessorgane dienen entweder Sensoren oder bei den meisten Drucktransmittern Membrane.
[0003] Für die Messung werden aufgrund der starken auftretenden Vibrationen für die Druckmessung zumeist Druckmittlersysteme verwendet, bei denen der Prozessdruck über eine Membran auf eine Flüssigkeit in einem Kapillarrohr wirkt, welche wiederum den Messkörper des Drucktransmitters auslenkt, was als Maß zur Bestimmung des Prozessdrucks dient. Es handelt sich entsprechend um ein geschlossenes Messsystem, bei dem kein Austausch des auf den Messkörper wirkenden Fluids stattfindet. Es hat sich jedoch bei schnellen Temperaturänderungen und hohen Temperaturen herausgestellt, dass die Messergebnisse eines solchen Systems aufgrund der thermischen Expansion des Fluids im Druckmittlersystem zu Fehlern bei der Druckmessung durch die sich ändernde Dichte des Fluids führt. Es wird zwar versucht, diese Fehler durch zumeist softwarebasierte Kompensationsmethoden auszugleichen, jedoch sind die Ergebnisse zumeist nicht zufriedenstellend, da Messgenauigkeiten von bis 0,5Pa gefordert werden.
[0004] Entsprechend bestehen bei den bekannten Ausführungen die Nachteile, dass ein Temperatureinfluss auf die Messvorrichtungen nicht eliminiert werden kann, insbesondere da die Temperaturen des Messmediums nicht den Temperaturen des Fluids am Messkörper entspricht.
[0005] Eine weitere Druckmessvorrichtung ist beispielsweise aus der WO 2009096379 A1 bekannt.
[0006] Es stellt sich daher die Aufgabe, eine Druckmessvorrichtung zu schaffen, welche exakte Messergebnisse unabhängig vom Temperaturverlauf des Messmediums liefert.
[0007] Diese Aufgabe wird durch eine Druckmessvorrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs 1 gelöst.
[0008] Die erfindungsgemäße Druckmessvorrichtung weist einen Druckmesser auf, der als Drucksensor oder Drucktransmitter ausgeführt sein kann und ein Druckmessorgan, wie eine Membrane aufweist. Diese kann in einem Druckmessergehäuse angeordnet sein. Der Druckmesser ist über eine Anschlussleitung mit einer Messmedienquelle, also insbesondere einer Fluidquelle verbunden, welche sowohl durch eine Leitung gebildet werden kann, durch die das Fluid strömt als auch durch einen Behälter oder Tank, in dem das Fluid aufbewahrt wird und somit, bis auf einen geringen Austausch durch vorliegende Verbräuche oder Nachfüllungen, steht. Der Druckmesser ist erfindungsgemäß fluidisch mit einem Anschlussblock verbunden, dessen Temperatur über Heiz- und/oder Kühlelemente regelbar ist und in dem ein mit dem Druckmessorgan verbundener Abschnitt der Anschlussleitung ausgebildet ist. Entsprechend wird üblicherweise das Druckmessergehäuse, in dem die Druckmessorgane angeordnet sind, mit dem Anschlussblock verbunden. Dies hat zur Folge, dass das in den Anschlussblock einströmende Fluid, bevor es zum Druckmessorgan gelangt, auf die Temperatur des Anschlussblocks gekühlt oder geheizt
wird, da es diesen durchströmen muss. Der Anschlussblock wird beispielsweise auf eine mittlere zu erwartende Temperatur des Fluids geregelt. Da ein Austausch von Fluid in der Anschlussleitung zwar möglich ist, da es sich um ein offenes Messystem mit Massenaustausch handelt, jedoch keine größeren Volumenströme in der Anschlussleitung auftreten, ist auch die durchschnittliche Verweilzeit des Messfluids im Anschlussblock relativ hoch, so dass von einer beinahe konstanten Temperatur des Messmediums auch bei Anderungen der Prozesstemperatur am Messorgan auszugehen ist. Die Anschlussleitungen beziehungsweise der Anschlussblock dienen somit als Puffer bei plötzlichen Temperaturänderungen der Umgebung oder des Messmediums. Entsprechend können sehr genaue Messergebnisse durch Eliminierung des Temperatureinflusses und der daraus folgenden Dichteänderung des Messmediums erzielt werden. Die Heiz- oder Kühlelemente können beispielsweise als Heizpatronen, Heizfolien oder als Peltier-Elemente ausgeführt werden. Durch die Ausbildung als offenes System kann das Messmedium in den Anschlussleitungen auch auf eine beliebige Temperatur geregelt werden, was zu keiner Verfälschung des Messergebnisses führt, da ein Massenausgleich zur Umgebung also zu den Leitungen oder dem Tank stattfinden kann.
[0009] Vorzugsweise erfolgt die Regelung des Anschlussblocks mittels der Heiz- und oder Kühlelemente auf eine konstante Temperatur, so dass keine Temperaturänderungen bei der Druckmessung berücksichtigt werden müssen und Temperaturgradienten an der Membran verhindert werden.
[0010] In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Druckmesser über ein Druckmessergehäuse am Anschlussblock befestigt, und über eine Anschlussöffnung im Anschlussblock fluidisch mit dem Anschlussblock verbunden, wodurch sichergestellt wird, dass dem Druckmesser das Fluid auch mit der gewünschten Temperatur zur Verfügung gestellt wird und folgende Temperaturänderungen durch Folgeleitungen verhindert werden. Zusätzlich wird durch diesen Aufbau der benötigte Bauraum reduziert.
[0011] Vorzugsweise verläuft die eine oder verlaufen die mehreren Anschlussleitungen horizontal beziehungsweise waagerecht. Bezugspunkt zu dieser horizontalen Anordnung ist der Erdmittelpunkt. Entscheidend ist entsprechend, dass in jedem Kanalabschnitt eine gleiche Gravitationskraft wirkt, wodurch Dichteunterschiede innerhalb der Anschlussleitung, die zu einer Verfälschung der Messergebnisse führen könnten, ausgeschlossen werden. Solche Dichteänderungen könnten sowohl durch Temperaturdifferenzen des Messmediums entstehen als auch durch Diffusionsvorgänge oder Gasblasen. Die Anschlussleitung kann entweder frontseitig und somit gegenüberliegend zu den Anschlussöffnungen zum Druckmesser aus dem Anschlussblock herausgeführt werden oder seitlich.
[0012] Des Weiteren ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass im Anschlussblock eine verschließbare Entlüftungsbohrung ausgebildet ist, die von der Anschlussleitung aufsteigend abzweigt und oberhalb der Anschlussleitung mündet. Insbesondere können diese Entlüftungsbohrungen im wandnahen Bereich waagerecht im Anschlussblock ausgeführt sein, um deren Verschluss zu erleichtern. Des Weiteren befindet sich die Öffnung der Entlüftungsbohrung zur Anschlussleitung vorzugsweise im Bereich von Anschlussöffnungen der Anschlussleitungen zum Druckmesser. Der Verschluss der Entlüftungsbohrungen erfolgt während des Messvorgangs. Im Messmedium vorhandene Gasblasen würden in der Entlüftungsbohrung als höchsten Punkt gesammelt. Zwischen den Messungen wird die Entlüftungsbohrung geöffnet, so dass im Zuge eines Spülvorgangs Gasblasen über die Entlüftungsbohrungen aus dem Messmedium entfernt werden können, da diese aufgrund der geringeren Dichte im Medium aufsteigen. Auf diese Weise wird ein kompressibles Verhalten des Messfluids durch heterogene Gemischbildung aufgrund im Messmedium vorhandener Gasblasen zuverlässig verhindert und somit die Messergebnisse verbessert.
[0013] Vorzugsweise ist der Druckmesser in einem Außengehäuse angeordnet, das mit dem Anschlussblock verbunden ist und welches den Druckmesser umgibt. Auf diese Weise wird eine räumliche Trennung des Druckmessers von der äußeren Umgebung erzielt, so dass Wärmeströmungen von außen zum Druckmesser verhindert werden.
[0014] Der Anschlussblock ist vorzugsweise aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von über 100 W/mK hergestellt, beispielswiese aus Aluminium. Hierdurch wird die in den Anschlussblock über die Kühl- oder Heizelemente eingebrachte Wärme schnell im Anschlussblock verteilt, so dass kurzfristige und schnelle Regelungen möglich sind.
[0015] Vorteilhafterweise ist das Außengehäuse aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von über 100 W/mK, wodurch die Wärmeleitung vom Anschlussblock zum Außengehäuse und durch das Außengehäuse verbessert wird. Entsprechend erfolgt mit der Temperaturregelung des Anschlussblocks auch eine Regelung der Außengehäusetemperatur.
[0016] In einer weiterführenden Ausbildung der Erfindung weisen das Außengehäuse und/oder der Anschlussblock eine reflektierende, nach außen weisende Oberfläche auf, so dass der Absorptionsgrad für Wärmestrahlung verringert wird, da diese größtenteils reflektiert wird.
[0017] Dabei ist es bevorzugt, wenn das Außengehäuse und der Anschlussblock den Druckmesser allseitig umgeben, wobei sich Seitenwände des Außengehäuses entlang von Seitenflächen des Anschlussblocks erstrecken. Das allseitige Umgeben führt zu einem geschlossenen System, in das fast ausschließlich durch das Messmedium Energie eingebracht oder austreten kann, wodurch das Konstanthalten der Temperatur deutlich vereinfacht wird. Des Weiteren wird durch die großflächige Befestigung der Seitenflächen des Außengehäuses am Anschlussblock eine gute und großflächige Wärmeleitung zwischen dem Anschlussblock und dem Außengehäuse hergestellt, was erneut zu einer Verringerung vorhandener Temperaturgradienten führt.
[0018] Auch ist es vorteilhaft, wenn an einer Seitenfläche des Anschlussblocks, welche zum Inneren des Außengehäuses gerichtet ist, Stege ausgebildet sind. Diese können beispielweise durch Fräsungen in die Oberfläche des Anschlussblocks hergestellt werden und führen zu einer Vergrößerung der Oberflächen, wodurch die Konvektion innerhalb des Außengehäuses erhöht wird und entsprechend ein schnellerer Temperaturausgleich zwischen dem Anschlussblock und dem Gehäuseinneren entsteht.
[0019] Wenn zusätzlich das Außengehäuse von einer Isolierung umgeben ist, wird auch ein Austausch thermischer Energie zwischen dem Außengehäuse beziehungsweise dem Anschlussblock und der Umgebung verringert, was das Konstanthalten der Temperatur unabhängig von den Umgebungsbedingungen deutlich vereinfacht.
[0020] Vorzugsweise ist der Druckmesser ein Drucktransmitter mit einer Membrane, welche mit dem Fluid aus der Anschlussleitung beaufschlagt ist. Solche Drucktransmitter sind unempfindlich gegen Verschmutzungen oder Korrosion und werden kostengünstig als Massenprodukte hergestellt.
[0021] Indem der Durchmesser von Anschlussöffnungen zum Drucktransmitter im Anschlussblock zumindest so groß ist wie der Durchmesser der Membran, werden Messfehler durch auftretende Kapillareffekte in engen Spalten verhindert. Hierzu können die Anschlussöffnungen durch einfache Senkbohrungen erweitert werden.
[0022] Vorteilhaftweise ist der Druckmesser ein Differenzdruckmesser, wobei im Anschlussblock ein mit dem Druckmesser verbundener Abschnitt der ersten Anschlussleitung und ein mit dem Druckmesser verbundener Abschnitt einer zweiten Anschlussleitung ausgebildet sind. Die beiden Anschlussleitungen können entweder zu unterschiedlichen Prozessleitungsabschnitten führen, so dass ein Differenzdruck gemessen wird oder aber eine Anschlussleitung ist mit dem Messfluid in einem Behälter verbunden und die andere Anschlussleitung ist mit dem darüber liegenden Raum verbunden, so dass beispielsweise ein Füllstand bestimmt werden kann.
[0023] In einer hierzu weiterführenden Ausführungsform ist der Differenzdruckmesser ein Differenzdrucktransmitter mit zwei Druckmessorganen, wobei das erste Druckmessorgan mit einem Fluid aus der ersten Anschlussleitung beaufschlagt ist und das zweite Druckmessorgan mit einem Medium aus der zweiten Anschlussleitung beaufschlagt ist. Im Drucktransmitter wird dann ein Differenzdruck durch Differenzbildung berechnet. Dabei kann auch ein Differenzdruck zwischen einer Flüssigkeit und einem Gas gemessen und berechnet werden.
[0024] Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn ein Temperatursensor zur Regelung der Temperatur des Anschlussblocks bezüglich der Höhe mittig zum Druckmessorgan angeordnet ist. Auf diese Weise bleibt die Temperatur, über die die Temperatur des Anschlussblocks geregelt wird unabhängig von Temperaturverläufen innerhalb des Anschlussblocks, falls solche vorhanden sein sollten.
[0025] In einer Weiterführung der Erfindung ist der Temperatursensor symmetrisch zwischen den Druckmessorganen oder zentrisch zum Druckmessorgan angeordnet, so dass auch seitlich vorhandene Temperaturgradienten keinen Einfluss auf die Regelung der Temperatur des Anschlussblocks haben. Bei dieser Anordnung ist immer davon auszugehen, dass es sich um einen mittlere Temperatur handelt, die gemessen wird, da an dieser Position der Anschlussblock immer eine mittlere Temperatur aufweisen sollte.
[0026] Wenn die beiden Druckmessorgane horizontal zueinander angeordnet sind, also auf gleicher Höhe zum Erdmittelpunkt angeordnet sind, entstehen auch keine Fehler durch gegebenenfalls vorhandene vertikale Temperaturgradienten, wodurch unterschiedliche Temperaturen an den Membranen herrschen würden. So werden die Messergebnisse verbessert.
[0027] Vorzugsweise ist der Anschlussblock zweiteilig ausgeführt, wobei ein erstes Anschlussblockteil die Anschlussöffnungen zum Druckmesser aufweist und das zweite Anschlussblockteil die Anschlüsse zu den weiterführenden Anschlussleitungen aufweist. Durch diese Zweiteiligkeit kann auch bei Verwendung verschiedener Drucktransmitter oder Drucksensoren immer ein gleicher Block zum Anschluss der Prozessleitungen verwendet werden, in dem auch die Temperatursensoren und die Heiz- und Kühlelemente angeordnet sind.
[0028] Des Weiteren sind vorzugsweise an den Seitenflächen des Anschlussblocks oder in Bohrungen im Anschlussblock Heiz- oder Kühlelemente befestigt, die symmetrisch zum Druckmessorgan oder symmetrisch zwischen den Druckmessorganen angeordnet sind. So weisen beide Druckmessorgane immer eine gleiche Temperatur auf.
[0029] Es wird somit eine Messvorrichtung geschaffen, mit der durch konstruktive Maßnahmen die reale Druckgleichung an die ideale Druckgleichung angeglichen wird, indem Messungen bei einer konstanten Temperatur durch entsprechende Regelung der Temperatur des Anschlussblocks und an homogenen Messmedien durchgeführt werden, wobei auftretende Temperaturgradienten im Anschlussblock, im Außengehäuse oder an den Druckmessorganen verhindert werden, die die Messungen verfälschen könnten. Somit werden unabhängig von auftretenden Temperaturschwankungen des Messmediums oder der Umgebung sehr genaue Messergebnisse erzielt.
[0030] Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Druckmessvorrichtung ist in den Figuren dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.
[0031] Figur 1 zeigt eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Druckmessvorrichtung in teilweise geschnittener Darstellung.
[0032] Figur 2 zeigt eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Druckmessvorrichtung aus Figur 1.
[0033] Figur3 zeigt eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Druckmessvorrichtung aus Figur 1.
[0034] Figur 4 zeigt eine Frontansicht der erfindungsgemäßen Druckmessvorrichtung aus Figur 1.
[0035] Die in den Figuren dargestellte erfindungsgemäße Druckmessvorrichtung 10 weist einen als Drucktransmitter ausgeführten Druckmesser 12 mit zwei Druckmessorganen 14, 16 in Form von Membranen auf, über die jeweils ein Drucksignal erzeugt und in einer Elektronikeinheit 18 im Druckmesser 12 in einen Druck umgerechnet wird, so dass durch Differenzbildung in der Elektronikeinheit 18 ein Differenzdruck ausgegeben werden kann. Die Elektronikeinheit 18 und die Druckmessorgane sind in einem Druckmessergehäuse 19 angeordnet, welches aus mehreren Teilen bestehen kann.
[0036] Der Druckmesser 12 ist mit der Anschlussseite, an der die Druckmessorgane 14, 16 angeordnet sind, an einem Anschlussblock 20 befestigt, der beispielsweise aus einer Aluminiumlegierung hergestellt ist und entsprechend einen Wärmeleitkoeffizienten von etwa 200 W/mK aufweist.
[0037] An diesem Anschlussblock 20 ist eine aus dem gleichen Material zusammengesetztes Außengehäuse 22 befestigt, dessen Seitenwände 24 vollflächig äußere Seitenflächen 26 des Anschlussblocks 20 bedecken und dort befestigt sind. Das Außengehäuse 22 weist ein Bodenteil 28, drei Seitenwände 24 und ein Deckelteil 30 auf. Die vierte Seitenfläche wird durch den Anschlussblock 20 geschlossen, so dass der Druckmesser allseitig durch das gut wärmeleitende Material umgeben ist. Um den Anschlussblock 20 und das Außengehäuse 22 herum ist eine Isolierung 32 ausgebildet. Der Anschlussblock 20 und das Außengehäuse 22 weisen blanke, nach außen weisende Oberflächen 34 auf, die entsprechend stark reflektieren. An einer zum Inneren des Außengehäuses 22 weisenden Seitenfläche 36 des Anschlussblocks 20 sind Einfräsungen ausgebildet, wodurch nach innen weisende Stege 38 entstehen.
[0038] Im Anschlussblock sind Abschnitte 40, 41 zweier horizontal verlaufender Anschlussleitungen 42, 43 ausgebildet, die in eine Prozessleitung münden, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Messmedienquelle 44 bildet, in der ein eine Druckdifferenz erzeugendes Aggregat 46 angeordnet ist, wobei die erste Anschlussleitung 42 stromaufwärts des Aggregats 46 in die Prozessleitung mündet und die zweite Anschlussleitung 43 stromabwärts des Aggregats 46 in die Prozessleitung mündet, so dass zwischen den Mündungspunkten eine Druckdifferenz vorliegt, die über den Druckmesser gemessen wird.
[0039] Der aus Vollmaterial bestehende Anschlussblock weist zur Bildung der Abschnitte 40, 41 der Anschlussleitungen 42, 43 Bohrungen auf, die sich von den Seitenflächen 26, an denen auch die Seitenwände 24 des Außengehäuses 22 befestigt sind, waagerecht bezüglich des Erdmittelpunkts und senkrecht zu den Seitenflächen 26 in das Innere des Anschlussblocks 20 erstrecken, dort eine 90°-Umlenkung aufweisen und sich im Folgenden senkrecht in Richtung zu der ins Innere des Außengehäuses 22 weisenden Seitenfläche 36 erstrecken, wo sie über Anschlussöffnungen 48, 49 eine Verbindung zu dem an dieser Position befestigten Druckmesser 12 herstellen, dessen Druckmessorgane 14, 16 gegenüberliegend zu den Anschlussöffnungen 48, 49 ausgebildet sind, die ebenso wie die Druckmessorgane 14, 16 im eingebauten Zustand auf einer gleichen geodätischen Höhe angeordnet sind, wobei die Anschlussöffnungen 48, 49 jeweils konzentrisch zu den gegenüberliegenden Druckmessorganen 14, 16 angeordnet sind. Die Anschlussöffnungen 48, 49 weisen Senkungen auf, durch die der Durchmesser der Anschlussöffnung 48, 49, der gegenüberliegend zu den Druckmessorganen 14, 16 angeordnet ist, etwas vergrößert ist, so dass Fehler durch auftretende Kapillarkräfte vermieden werden.
[0040] Des Weiteren ist am Anschlussblock 20 eine Bohrungen 50 zur Aufnahme eines Temperatursensors 52 ausgebildet, welcher genau mittig zwischen den Druckmessorganen 14, 16 angeordnet ist und zwar sowohl bezüglich der vertikalen als auch bezüglich der horizontalen Richtung.
[0041] Des Weiteren ist symmetrisch zu den Druckmessorganen 14, 16 im Anschlussblock 20 eine Bohrung 54 zur Aufnahme einer als Heizelement 56 dienenden Heizpatrone ausgebildet. Ein Peltierelement wird an der zur Seitenfläche 36 gegenüberliegenden Seitenfläche 58 angebracht und dient als Kühlelement 60 des Anschlussblocks 20.
[0042] Zusätzlich erstrecken sich von den im Anschlussblock 20 ausgebildeten Abschnitten 40, 41 der Anschlussleitungen 42, 43 und zwar insbesondere in unmittelbarer Nähe der AnschlussÖffnungen 48, 49 Entlüftungsbohrungen 62, 63 schräg nach oben und im weiteren Verlauf waagerecht zu den Seitenflächen 26 des Anschlussblocks 20, in denen entsprechende Öffnungen ausgebildet sind. Diese Entlüftungsöffnungen 62, 63 werden für einen Spülvorgang geöffnet, um Gasblasen aus dem Fluid zu entfernen und sind während der Messung verschlossen.
[0043] Der Anschlussblock ist in vorliegendem Ausführungsbeispiel zweiteilig ausgebildet, wobei am ersten Anschlussblockteil 64 die Anschlussöffnungen 48, 49 für den Druckmesser 12 ausge-
bildet sind und am zweiten Anschlussblockteil 66 Anschlüsse 68 für die Anschlussleitungen 42, 43 sowie die Bohrungen 50, 54 für die Heizelemente 56 und die Temperatursensoren 52 ausgebildet sind. Entsprechend können verschiedene Druckmesser 12 verwendet werden, wozu lediglich der erste Anschlussblockteil 64 ausgetauscht werden muss.
[0044] Soll nun ein Differenzdruck mittels der Druckmessvorrichtung 10 gemessen werden, wird zunächst ein Spülen der Anschlussleitungen 42, 43 vorgenommen, wodurch Gasblasen aus dem Fluid über die Entlüftungsbohrungen 62, 63 entfernt werden. Anschließend werden die Entlüftungsbohrungen verschlossen. Gleichzeitig kann der Anschlussblock 20 auf eine gewünschte Temperatur aufgeheizt oder abgekühlt werden, indem die Heiz- und/oder Kühlelemente 56, 60 entsprechend der gemessenen Temperatur der Temperatursensoren 52 bestromt werden bis die Solltemperatur erreicht ist. Diese Temperatur des Anschlussblocks 20 überträgt sich auch in kurzer Zeit auf das Außengehäuse 22 durch die großflächige Anbindung. Auch entsteht eine schnellere Aufheizung des Druckmessers 12 durch die großflächige Anbindung zwischen dem Anschlussblock 20 und dem Druckmessergehäuse 19. Da zusätzlich das Außengehäuse 22 den Druckmesser 12 umgibt, stellt sich im Druckmesser 12 die gewünschte Temperatur ein, die durch die umliegende Isolierung 32 auch leicht zu halten ist, da lediglich geringe Wärmemengen durch Strahlung übertragen werden. Auch wird ein Eindringen von Wärmestrahlung durch die reflektierende Oberfläche 34 verringert. Die folgende Differenzdruckmessung findet somit bei konstanten Temperaturen statt.
Sollten sich dennoch im Anschlussblock 20 Temperaturgradienten und dadurch entstehende Dichteunterschiede im Fluid oder im Anschlussblock 20 ergeben, so haben diese auch keinen großen Einfluss auf die Messungen, da mit dieser Anordnung immer Durchschnittswerte über die Membranen ermittelt werden, weil die Dichteunterschiede normalerweise durch die konzentrische Anordnung der Druckmessorgane 14, 16 zu den Anschlussleitungen 42, 43 und die horizontale Ausbildung der Anschlussleitungen 42, 43 sowie die zentrisch Anordnung der Messfühler des Temperatursensors 52 zu den Druckmessorganen 14, 16 nur in vertikaler Richtung auftreten können. Dichteänderungen bewirken bei dieser horizontalen Ausführung der Anschlussleitungen 42, 43 keine Anderung des hydrostatischen Drucks. Der Anschlussblock 20 wirkt auch bei schnellen Temperaturschwankungen als Puffer bezüglich der Temperaturänderungen.
[0045] Entsprechend wird eine offene Druckmessvorrichtung geschaffen, mit der mit hoher Genauigkeit der Druck eines Fluids gemessen werden kann, wobei Messfehler durch Dichteunterschiede aufgrund von Expansion durch auftretende Temperaturunterschiede vermieden werden.
[0046] Es sollte deutlich sein, dass der Schutzbereich nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel begrenzt ist. So kann der Anschlussblock sowohl ein- als auch mehrteilig ausgeführt werden. Die Messung kann auch als Absolutdruckmessung mit nur einem Druckmessorgan und nur über eine Anschlussleitung erfolgen. Auch kann eine Anschlussleitung mit einer Flüssigkeit und die andere mit einem Gas beaufschlagt werden, wie dies beispielsweise bei der hydrostatischen Füllstandsmessung in einem Ol- oder Kraftstofftank erfolgt. In diesem Fall kann auf die Entlüftungsbohrung an der Gasseite des Anschlussblocks verzichtet werden. Somit kann ein erfindungsgemäßer Differenzdruckmesser sowohl an einer durchströmten Leitung als auch an einem im Wesentlichen stillstehenden Fluid genutzt werden. Weitere auch konstruktive Änderungen ergeben sich ebenfalls für den Fachmann.

Claims (21)

Patentansprüche
1. Druckmessvorrichtung (10) mit einem Druckmesser (12) mit einem Druckmessorgan (14; 16), einer Anschlussleitung (42; 43), über die der Druckmesser (12) mit einer Messmedienquelle (44) verbunden ist, wobei der Druckmesser (12) fluidisch mit einem Anschlussblock (20) verbunden ist, dessen Temperatur über Heiz- und/oder Kühlelemente (56; 60) regelbar ist und in dem ein mit dem Druckmessorgan (14;16) verbundener Abschnitt (40; 41) der Anschlussleitung (42; 43) ausgebildet ist dadurch gekennzeichnet, dass im Anschlussblock (20) eine verschließbare Entlüftungsbohrung (62; 63) ausgebildet ist, die von der Anschlussleitung (42;43) aufsteigend abzweigt und oberhalb der Anschlussleitung (42; 43) mündet.
2. Druckmessvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussblock (20) mittels der Heiz- und oder Kühlelemente (56; 60) auf eine konstante Temperatur geregelt ist.
3. Druckmessvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckmesser (12) über ein Druckmessergehäuse (19) am Anschlussblock (20) befestigt ist und über eine Anschlussöffnung (48; 49) im Anschlussblock (20) fluidisch mit dem Anschlussblock (20) verbunden ist.
4. Druckmessvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussleitung (42; 43) horizontal verläuft.
5. Druckmessvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungsbohrung (62; 63) zur Anschlussleitung (42; 43) im Bereich der Anschlussöffnung (48; 49) der Anschlussleitung (42; 43) zum Druckmesser (12) offen ist.
6. Druckmessvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckmesser (12) in einem Außengehäuse (22) angeordnet ist, das mit dem Anschlussblock (20) verbunden ist und welches den Druckmesser (12) umgibt.
7. Druckmessvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussblock (20) aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von über 100 — ist.
8. Druckmessvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Außengehäuse (22) aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von über 100 — ist.
9. Druckmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass
das Außengehäuse (22) und/oder der Anschlussblock (20) eine reflektierende, nach außen weisende Oberfläche (34) aufweisen.
10. Druckmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
Ästerreichisches AT 524 398 B1 2022-07-15
das Außengehäuse (22) und der Anschlussblock (20) den Druckmesser (12) allseitig umgeben, wobei sich Seitenwände (24) des Außengehäuses (22) entlang von Seitenflächen (26) des Anschlussblocks (20) erstrecken.
Druckmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
an einer Seitenfläche (36) des Anschlussblocks (20), welche zum Inneren des Außengehäuses (22) gerichtet ist, Stege (38) ausgebildet sind.
Druckmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Außengehäuse (22) von einer Isolierung (32) umgeben ist.
Druckmessvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Druckmesser (12) ein Drucktransmitter mit einer Membran als Druckmessorgan (14; 16) ist, welche mit dem Fluid aus der Anschlussleitung (42; 43) beaufschlagt ist.
Druckmessvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Durchmesser der Anschlussöffnung (48; 49) zum Drucktransmitter im Anschlussblock (20) zumindest so groß ist wie der Durchmesser der Membran.
Druckmessvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Druckmesser (12) ein Differenzdruckmesser ist, wobei im Anschlussblock (20) der mit dem Druckmesser (12) verbundene Abschnitt (40) der ersten Anschlussleitung (42) und ein mit dem Druckmesser (12) verbundener Abschnitt (41) einer zweiten Anschlussleitung (43) ausgebildet sind.
Druckmessvorrichtung nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Differenzdruckmesser ein Differenzdrucktransmitter mit zwei Druckmessorganen (14; 16) ist, wobei das erste Druckmessorgan (14) mit einem Fluid aus der ersten Anschlussleitung (42) beaufschlagt ist und das zweite Druckmessorgan (16) mit einem Medium aus der zweiten Anschlussleitung (43) beaufschlagt ist.
Druckmessvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Druckmessorgane (14, 16) auf gleicher Höhe angeordnet sind.
Druckmessvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Temperatursensor (52) zur Regelung der Temperatur des Anschlussblocks (20) bezüglich der Höhe mittig zum Druckmessorgan (14; 16) angeordnet ist.
Druckmessvorrichtung nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Temperatursensor (52) zentrisch zum Druckmessorgan (14; 16) oder symmetrisch zwischen den Druckmessorganen (14, 16) angeordnet ist.
Druckmessvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Anschlussblock (20) zweiteilig ausgeführt ist, wobei ein erstes Anschlussblockteil (64) die Anschlussöffnung (48; 49) zum Druckmesser (12) aufweist und das zweite Anschlussblockteil (66) einen Anschluss (68) zu der weiterführenden Anschlussleitung (42; 43) aufweist.
21. Druckmessvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den Seitenflächen (26) des Anschlussblocks (20) oder in Bohrungen (54) im Anschlussblock (20) Heiz- und/oder Kühlelemente (56; 60) befestigt sind, die symmetrisch zu den Druckmessorganen (14, 16) oder zentrisch zum Druckmessorgan (14; 16) angeordnet sind.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1473505A1 (de) * 1962-04-05 1968-11-14 Litton Industries Inc Luftdruckmesser fuer Flugzeuge
DE69814112T2 (de) * 1997-01-09 2003-10-23 Peter B Hutton Zweiteiliger anschlussblock
JP2005164538A (ja) * 2003-12-05 2005-06-23 Nissan Motor Co Ltd 圧力センサ
DE69734025T2 (de) * 1996-01-16 2006-06-14 Mks Instr Inc Beheizte Druckwandler-Anordnung
WO2009096379A1 (ja) * 2008-01-31 2009-08-06 Eagle Industry Co., Ltd. 圧力計測用加熱装置及び圧力計測装置
DE102008054226A1 (de) * 2008-10-31 2010-05-27 Highterm Research Gmbh Druckerfassungsvorrichtung und Druckerfassungsverfahren
CN110793711A (zh) * 2020-01-02 2020-02-14 西安西派测控技术有限公司 一种高精度压力变送器
US20200080906A1 (en) * 2016-12-28 2020-03-12 Tubitak High accuracy pressure transducer with improved temperature stability

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6901803B2 (en) * 2003-10-02 2005-06-07 Rosemount Inc. Pressure module

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1473505A1 (de) * 1962-04-05 1968-11-14 Litton Industries Inc Luftdruckmesser fuer Flugzeuge
DE69734025T2 (de) * 1996-01-16 2006-06-14 Mks Instr Inc Beheizte Druckwandler-Anordnung
DE69814112T2 (de) * 1997-01-09 2003-10-23 Peter B Hutton Zweiteiliger anschlussblock
JP2005164538A (ja) * 2003-12-05 2005-06-23 Nissan Motor Co Ltd 圧力センサ
WO2009096379A1 (ja) * 2008-01-31 2009-08-06 Eagle Industry Co., Ltd. 圧力計測用加熱装置及び圧力計測装置
DE102008054226A1 (de) * 2008-10-31 2010-05-27 Highterm Research Gmbh Druckerfassungsvorrichtung und Druckerfassungsverfahren
US20200080906A1 (en) * 2016-12-28 2020-03-12 Tubitak High accuracy pressure transducer with improved temperature stability
CN110793711A (zh) * 2020-01-02 2020-02-14 西安西派测控技术有限公司 一种高精度压力变送器

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