Druckgeber mit einer Kammer mit mindestens einem verformbaren Wandteil und einer Anzeigevorrichtung, die die Verformung des Wandteils anzeigen, sind bereits bekannt.
Die Erfindung bezweckt, solche Druckgeber zu verbessern, insbesondere die Empfindlichkeit und die Widerstandsfähigkeit derartiger Druckgeber zu erhöhen.
Der erfindungsmässige Druckgeber ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer durch ein geradliniges, verformbares Rohr gebildet ist, dessen Querschnitt eine variable Krümmung aufweist, wobei die Wand dieses Rohres mindestens mit einem an einer Stromquelle und an der Anzeigevorrichtung angeschlossenen Messstreifen versehen ist.
Die beiliegende Zeichnung zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Druckgebers.
Fig. 1 ist einePerspektivansicht diesesAusführungsbeispiels.
Fig. 2 stellt die Anordnung der Messstreifen dar.
Fig. 3 zeigt das Schaltschema des Messstreifens.
Fig. 4 und 5 zeigen zwei kombinierte Messstreifen mit mehreren Messwiderständen.
Der in Fig. 1 dargestellte Druckgeber besteht aus einem Rohrstück 1 mit einem verflachten Querschnitt. Dieses Rohrstück t besteht aus Edelstahl und ist an einem Ende mit einer Metallplatte 2 verschlossen. Das andere Ende ist offen und mit einer Befestigungsplatte 3 versehen. Ein Messstreifen 4 mit vier Messwiderständen ist auf der äusseren Wand des Rohres 1 befestigt, vorzugsweise mit Epoxykunstharz geklebt.
Fig. 2 zeigt deutlicher die Anordnung der Messwiderstände des Streifens 4. Zwei Widerstände 5 und 5' sind auf zwei entgegengesetzten Wandteilen befestigt, die eine starke Krümmung aufweisen. Die zwei anderen Messstreifen 6 und 6' sind auf entgegengesetzten Wandteilen angeordnet, die eine schwache Krümmung aufweisen oder ganz flach sind.
Die Messwiderstände sind, wie in Fig. 3 dargestellt, zwischen einer Stromquelle oder einer Batterie B und einer elektrischen Anzeigevorrichtung 7 geschaltet, z. B. ein Digitalvoltmeter.
Vorzugsweise sind die Messwiderstände derart angepasst, dass die Brückenschaltung, wenn das Rohrstück 1 nicht mechanisch beansprucht ist, im Gleichgewicht ist. Das Fluidum, dessen Druck gemessen werden soll, wirkt im Innenraum des Rohrstückes 1. Der durch dieses Fluidum ausgeübte Druck bewirkt eine Verformung der Rohrwand, welche eine Verminderung der Krümmung der stark gekrümmten Teile und eine Vergrösserung der Krümmung der schwach gekrümmten Teile hervorruft. Ein Überdruck im Innern des Rohres 1 bewirkt also eine Biegebelastung der Rohrwand und dadurch eine Verlängerung der Messwiderstände 6 und 6' und eine Verkürzung der Messwiderstände 5 und 5'. Der Wert der elektrischen Widerstände ist, wie bekannt, von der Länge der Messstreifen abhängig, so dass die Brückenschaltung aus ihrem Gleichgewicht gebracht wird.
Der Querschnitt des Rohres 1 ist symetrisch in bezug auf zwei zueinander senkrechten Achsen und die vier Messwiderstände sind auch symetrisch um den Rohrquerschnitt angeordnet. Diese Anordnung bürgt für eine ausgezeichnete Linearität des Druckgebers und eine volle Kompensation in bezug auf Temperaturänderungen und Messstreifenkarakteristiken. Der dargestellte Druckgeber kann z.B. sowohl für sehr heisse als auch für tiefgekühlte Fluiden angewendet werden. Man kann z. B. den Druck von verflüssigten Gasen messen.
Bemerkenswert ist auch, dass der dargestellte Druckgeber für Überdrucke sehr widerstandsfähig ist. Z.B. kann der Überdruck so hoch sein, dass die Wand einen ziemlich runden Querschnitt annimmt. Dies ist besonders wichtig, wenn das zu messende Fluidum ein gefährliches Fluidum ist, wie z.B.
radioaktive oder explosive Druckmedien.
Fig. 4 und 5 zeigen zwei Möglichkeiten, einen einzigen Messstreifen herzustellen, der mit vier Messwiderständen 5, 6, 5' und 6' versehen ist. Selbstverständlich könnte man auch den Druckgeber mit vier unabhängigen Messstreifen mit je einem Messwiderstand versehen. Fig. 5 zeigt eine ähnliche Möglichkeit, wobei der Messstreifen mit Halbleitermesswiderständen versehen ist, die durch einen einzigen Faden mit angeschlossenen Kontakten gebildet sind. Halbleitermessstreifen haben den Vorteil, dass ihre ohmsche Widerstandsänderung in Funktion einer Ausdehnung sehr gross ist, oder in einer Schaltung nach Fig. 3 die Ausgangsspannung der Brücke ohne Verstärkung an die Anzeigevorrichtung angelegt werden kann.
Selbstverständlich kann man verschiedene Ausführungen vorsehen, und der Druckgeber könnte z.B. als ein Leitungsteil gebildet werden. In diesem Falle ist das Rohr 1 nicht mit einer Metallplatte 2 verschlossen, sondern es weist zwei geöffnete Enden auf, die je mit einem Anschlussansatz versehen sind oder direkt an einer Leitung verschweisst werden können. Der Querschnitt des Rohres kann verschiedene, wie z.B. elliptische, ovale oder achterförmige Profile aufweisen. Wichtig ist, dass die Krümmung des Profils nicht konstant ist.
Nach einer einfacheren Ausführungsform könnte das Metallrohr mit zwei oder nur mit einem Messstreifen versehen sein. In diesem Fall würde natürlich die Empfindlichkeit kleiner sein und wenn nur ein Messstreifen vorgesehen ist, erhält man keine Temperaturkompensation mehr.
Es ist zu bemerken, dass die beschriebene Vorrichtung sowohl für Unterdruck- als auch für Überdruckdifferenzialdruckmessungen geeignet ist, wobei die Messstreifen auch auf der Innenwand befestigt sein können.
Für das Rohr kann man verschiedene Materialien verwenden, und z.B. hat sich Aluminium für tiefe Temperaturen auch als sehr gut geeignet erwiesen.
PATENTANSPRUCH
Druckgeber mit einer Kammer mit mindestens einem verformbaren Wandteil und einer Anzeigevorrichtung, die die Verformung des Wandteiles anzeigt, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer durch ein geradliniges, verformbares Rohr gebildet ist, dessen Querschnitt eine variable Krümmung aufweist, wobei die Wand dieses Rohres mindestens mit einem an einer Stromquelle und an der Anzeigevorrichtung angeschlossenen Messstreifen versehen ist.
UNTERANSPRÜCHE
1. Druckgeber nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass er mindestens zwei Messstreifen aufweist, die auf zwei Wandteilen verschiedener Krümmung befestigt sind.
2. Druckgeber nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrquerschnitt zwei zueinander senkrechte Symmetrieachsen aufweist, und die Rohrwand mit vier symmetrisch angeordneten Messwiderständen versehen ist, die eine Brückenschaltung bilden.
3. Druckgeber nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vier Messwiderstände mit Ableitungen zugleich als ein kombinierter Messstreifen ausgeführt sind.
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Pressure transducers with a chamber with at least one deformable wall part and a display device which indicate the deformation of the wall part are already known.
The invention aims to improve such pressure transducers, in particular to increase the sensitivity and resistance of such pressure transducers.
The pressure transducer according to the invention is characterized in that the chamber is formed by a rectilinear, deformable tube, the cross section of which has a variable curvature, the wall of this tube being provided with at least one measuring strip connected to a power source and to the display device.
The accompanying drawing shows schematically an embodiment of the pressure transducer according to the invention.
Fig. 1 is a perspective view of this embodiment.
Fig. 2 shows the arrangement of the measuring strips.
Fig. 3 shows the circuit diagram of the measuring strip.
FIGS. 4 and 5 show two combined measuring strips with several measuring resistors.
The pressure transducer shown in Fig. 1 consists of a pipe section 1 with a flattened cross section. This pipe section t consists of stainless steel and is closed at one end with a metal plate 2. The other end is open and provided with a fastening plate 3. A measuring strip 4 with four measuring resistors is attached to the outer wall of the pipe 1, preferably glued with epoxy synthetic resin.
2 shows more clearly the arrangement of the measuring resistors of the strip 4. Two resistors 5 and 5 'are attached to two opposing wall parts which have a strong curvature. The two other measuring strips 6 and 6 'are arranged on opposite wall parts which have a slight curvature or are completely flat.
As shown in FIG. 3, the measuring resistors are connected between a power source or a battery B and an electrical display device 7, e.g. B. a digital voltmeter.
The measuring resistors are preferably adapted in such a way that the bridge circuit is in equilibrium when the pipe section 1 is not mechanically stressed. The fluid, the pressure of which is to be measured, acts in the interior of the pipe section 1. The pressure exerted by this fluid causes a deformation of the pipe wall, which causes a reduction in the curvature of the strongly curved parts and an increase in the curvature of the weakly curved parts. An overpressure in the interior of the tube 1 thus causes a bending load on the tube wall and thereby an extension of the measuring resistors 6 and 6 'and a shortening of the measuring resistors 5 and 5'. As is known, the value of the electrical resistances depends on the length of the measuring strips, so that the bridge circuit is unbalanced.
The cross section of the pipe 1 is symmetrical with respect to two mutually perpendicular axes and the four measuring resistors are also arranged symmetrically around the pipe cross section. This arrangement ensures excellent linearity of the pressure transducer and full compensation for temperature changes and measuring strip characteristics. The illustrated pressure transducer can e.g. can be used for both very hot and deep-frozen fluids. You can z. B. measure the pressure of liquefied gases.
It is also noteworthy that the pressure transmitter shown is very resistant to overprints. E.g. the overpressure can be so high that the wall takes on a fairly round cross-section. This is particularly important when the fluid to be measured is a hazardous fluid, such as
radioactive or explosive print media.
4 and 5 show two possibilities for producing a single measuring strip which is provided with four measuring resistors 5, 6, 5 'and 6'. Of course, the pressure transmitter could also be provided with four independent measuring strips, each with a measuring resistor. FIG. 5 shows a similar possibility, the measuring strip being provided with semiconductor measuring resistors, which are formed by a single thread with connected contacts. Semiconductor measuring strips have the advantage that their ohmic change in resistance as a function of expansion is very large or, in a circuit according to FIG. 3, the output voltage of the bridge can be applied to the display device without amplification.
Of course, different designs can be envisaged and the pressure transmitter could e.g. can be formed as a line part. In this case, the pipe 1 is not closed with a metal plate 2, but rather it has two open ends which are each provided with a connection attachment or can be welded directly to a line. The cross section of the pipe can be different, e.g. Have elliptical, oval or figure eight-shaped profiles. It is important that the curvature of the profile is not constant.
According to a simpler embodiment, the metal tube could be provided with two or only one measuring strips. In this case the sensitivity would of course be lower and if only one measuring strip is provided, there is no longer any temperature compensation.
It should be noted that the device described is suitable for both negative pressure and positive pressure differential pressure measurements, it also being possible for the measuring strips to be attached to the inner wall.
Various materials can be used for the pipe, e.g. aluminum has also proven to be very suitable for low temperatures.
PATENT CLAIM
Pressure transducer with a chamber with at least one deformable wall part and a display device which shows the deformation of the wall part, characterized in that the chamber is formed by a rectilinear, deformable tube, the cross section of which has a variable curvature, the wall of this tube having at least one is provided on a power source and measuring strips connected to the display device.
SUBCLAIMS
1. Pressure transmitter according to claim, characterized in that it has at least two measuring strips which are attached to two wall parts of different curvatures.
2. Pressure transducer according to dependent claim 1, characterized in that the pipe cross section has two mutually perpendicular axes of symmetry, and the pipe wall is provided with four symmetrically arranged measuring resistors which form a bridge circuit.
3. Pressure transducer according to dependent claim 2, characterized in that the four measuring resistors with leads are also designed as a combined measuring strip.
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