CN107771274A - 压力传递模块及具有压力传递模块的压力传感器 - Google Patents

Abstract

描述了压力传递模块(1)，其适合用于高温应用并且用于传递压力(p)，所述压力(p)尤其地小于或等于100mbar，其具有：隔离膜片(7)，其在外部密封第一压力室(5)并且能从外部与待传输的压力(p)作用；具有传递膜片(15)，其在外部密封第二压力室(13)；并且具有压力传递路径(17)，其将第一压力室(5)与第二压力室(13)连接起来，在所述压力传递模块中，第一和第二压力室(5、13)以及压力传递路径(17)填充有传递液体，从外部作用于隔离膜片(7)的压力(p)经由该传递液体被传输到传递膜片(15)，该压力传递模块的特征在于，传递液体受到初始压力(p_v)，尤其地大于或等于30mbar、尤其地大于或等于50mbar的初始压力(p_v)，隔离膜片(7)和传递膜片(15)在初始压力(p_v)的作用下采取初始位置，它们被待传输的压力(p)从所述初始位置偏转，并且隔离膜片(7)的初始位置和传递膜片(15)的初始位置位于相应的膜片的偏转范围内，这取决于初始压力(p_v)的大小和待传输的压力(p)的大小，在该偏转范围内，相应的膜片离开它的初始位置的偏转由于该膜片的构型而具有非轴对称分量，尤其是反对称分量。

Description

压力传递模块及具有压力传递模块的压力传感器

技术领域

本发明涉及用于压力传递的压力传递模块，包括：隔离膜片，其向外地密封第一压力室，并且能在外部与待传输的压力接触；传递膜片，其向外地密封第二压力室；和压力传递路径，其将第一压力室与第二压力室连接，其中第一压力室和第二压力室及压力传递路径被填充压力传递液体，在外部作用于隔离膜片上的压力经由压力传递液体被传输到传递膜片。本发明还涉及配备有该压力传递模块的压力测量换能器。

背景技术

在工业压力测量技术中，填充有压力传递液体的压力传递装置被用于压力的液压传递。这些通常包括：向外地密封压力室并且能在外部与待传输的压力接触的隔离膜片，和将压力室与目标部位连接的压力传递路径。

压力传递装置应用于压力测量技术中，例如应用于压力测量换能器中，压力测量换能器包括布置在压力测量室中的压力传感器，该压力传感器经由压力传递路径被供应作用于隔离膜片上的压力。在这种情形中，这些压力传递装置用于保护压力传感器免于与要测量其压力的介质直接接触。此外，它们用于保护压力传感器和与压力传感器连接的电子部件免受在给定情形中作用于隔离膜片上的高温的影响，这样的部件通常不能够承受这样的温度。

隔离膜片通常是圆形的，或者具有波状轮廓，其中波与膜片的中心同心地布置。这些隔离膜片具有的刚度随着隔离膜片从其中间位置的偏转增加而强烈地以非线性的方式升高。隔离膜片的刚度越大，则其越强烈地打断要通过其传输的压力。

为了解决该问题，DE 10 2005 023 021A1描述的压力传递装置具有形成为波状膜片的隔离膜片。这样的隔离膜片具有至少两个不同的在能量上有利的且由此稳定的静止位置。这些压力传递装置填充有预定量的压力传递液体，该预定量的大小设置为使得隔离膜片在操作期间被定位在位于两个相邻的静止位置之间的工作位置。然而，这意味着隔离膜片是双稳定的，并且即使隔离膜片的小的偏转也会导致隔离膜片到达相邻的静止位置的需要。

存在其中压力传递装置的隔离膜片暴露于高温、尤其是高于200℃的高温的应用。在这样的温度下，液压路径中的压力传递液体可以蒸发或释气。在这种情形中，尤其有问题的是其中将经由隔离膜片传输小的压力、尤其是小于100mbar的绝对压力的情形。在最有利的情形中，蒸发根据特定压力传递液体的蒸汽压力曲线而以可逆方式发生。尤其是在将要传输小的压力的情形中，这可导致相当大的压力测量误差，并且在最坏的情形下，甚至导致隔离膜片的塑性变形。此外，存在发生不可逆的过程的危险，在此情形中，由于与杂质的反应或与界定表面的液压路径的反应，形成分解产物，该分解产物在释气之后不再回到溶液。

为了解决该问题，DE 10 2004 052 950A1描述了一种压力测量换能器，该压力测量换能器具有传感器模块和放置在传感器模块前方的压力传递模块。

压力传递模块包括：

-隔离膜片，其向外地密封第一压力室，并且能在外部与待传输的压力接触，

-传递膜片，其向外地密封第二压力室，以及

-压力传递路径，其将第一压力室与第二压力室连接，其中

-第一压力室和第二压力室及压力传递路径填充有压力传递液体，在外部作用于隔离膜片的压力经由压力传递液体被传输到传递膜片。

与传递模块连接的传感器模块包括：

-接收主体，

--压力接收室被包围在接收主体中，并且

--接收主体以耐压密闭方式与压力传递模块连接，以此方式使得压力传递模块的传递膜片向外地密封压力接收室，

-压力传感器，其布置在压力测量室中，以及

-压力传递路径，其将压力接收室与压力测量室连接，其中

-压力接收室、压力测量室和压力传递路径填充有第二压力传递液体，经由传递膜片传输到压力接收室内的压力经由第二压力传递液体被传输到压力传感器。

该解决方案提供了以下优点，即，传递模块可以填充有它的其压力传递液体，其与传感器模块隔离，其中根据DE 10 2004 052 950A1，对传递模块的填充优选地在高于隔离膜片在操作期间可能暴露到的最大使用温度的填充温度下发生。在这种情形中，根据DE 102004 052950A1，填充优选地在尽可能低的填充压力下发生，根据特别优选的实施例形式，该填充压力不多于25mbar。这样，与经由其液压路径与包含压力传感器的压力测量室直接连接的压力传递装置的情形相比，可以在明显更高的温度下使用传递模块。但是，同样在此情形中，隔离膜片的最大使用温度向上受限。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够在更高温度下应用的用于传递压力的压力传递模块，尤其是传递小于或等于100mbar的压力。

为此，本发明在于一种用于传递压力的压力传递模块，尤其是传递小于或等于100mbar的压力，所述压力传递模块包括：

-隔离膜片，其向外地密封第一压力室，并且能在外部与待传输的压力接触，

-传递膜片，其向外地密封第二压力室，以及

-压力传递路径，其将所述第一压力室与所述第二压力室连接，其中

-第一压力室和第二压力室及压力传递路径填充有压力传递液体，在外部作用于隔离膜片的压力经由压力传递液体被传输到传递膜片，

其特征在于，

-压力传递液体处于一预压力下，尤其是处于大于或等于30mbar的预压力下，尤其是大于或等于50mbar的预压力，

-隔离膜片和传递膜片在所述预压力下采取开始位置，隔离膜片和传递膜片被待传输的压力从开始位置偏转，并且

-隔离膜片的开始位置和传递膜片的开始位置根据预压力的大小和待传输的压力的大小而位于膜片的偏转范围内，在所述偏转范围内，从隔离膜片和传递膜片的开始位置的偏转由于它们的构型而具有非轴对称部分，尤其是反对称部分。

第一进一步发展的特征在于隔离膜片和传递膜片由金属材料制成，尤其是由不锈钢、钽或蒙乃尔合金(Monell)制成，并且具有大约30μm至200μm的大小的材料厚度。

第一变型的特征在于

-所述预压力大于或等于30mbar，尤其是在30mbar至200mbar的范围内，

-隔离膜片和传递膜片具有直径小于或等于90mm的可偏转区域，所述直径尤其是在大约90mm至15mm的大小的范围内，其中所述直径越小，则所述预压力越大。

第二变型的特征在于

-所述预压力大于或等于50mbar，并且

-隔离膜片和传递膜片具有直径小于或等于50mm的可偏转区域。

第二进一步发展的特征在于，所述预压力大于由压力传递模块中的压力传递液体所施加的静水压力，其中所述预压力尤其是比在压力传递模块的纵向轴线平行于重力的定向的情形中引起的最大静水压力大至少10mbar。

一优选实施例的特征在于，隔离膜片和传递膜片是相同的膜片。

第三进一步发展的特征在于，压力传递路径延伸穿过伸长主体，其中所述主体尤其是具有在从第一压力室到第二压力室延伸的方向上变化的外径，尤其是使得其周围在最小周围和最大周围之间周期性地变化。

另一优选实施例的特征在于，压力传递液体是适合用于高温应用的液体，尤其是在真空下的预调节的液体，尤其是聚烯烃、乙二醇醚、卤烃、硅油或聚(甲基苯基硅氧烷)。

第四进一步发展的特征在于，

-隔离膜片由耐腐蚀金属、特别地由钽构成，或者

-在隔离膜片的外侧上设置涂层，尤其是金层，含氟聚合物、特别地是聚四氟乙烯的涂层，或者钽的涂层。

一优选实施例的特征在于，隔离膜片和传递膜片各自具有包括中心平面区域的轮廓，尤其是中心区域的直径不大于2*a/3，尤其是不大于a/2，其中a是具体的膜片的可偏转区域的半径，其中所述中心平面区域被具有多个同心波状区域的波状区域包围，尤其是，如下多个同心波状区域，它们的幅度首先从内侧朝外减小，然后邻接最外侧的波状区域，该最外侧的波状区域回到较大幅度。

后一个实施例的一优选实施例的特征在于，

-与隔离膜片和传递膜片的最外侧的波状区域邻接的波状区域的幅度具有例如与中心区域接续的波状区域的幅度的1/3至2/3，

-除最外侧的波状区域之外，膜片的波状区域具有的最大幅度不大于膜片的材料厚度的4倍，尤其是不大于3倍，尤其是不大于2倍，并且/或者

-除最外侧的波状区域之外，膜片的波状区域具有的波长从一个波状区域到下一波状区域的变化不大于20％，尤其是不大于10％。

第五进一步发展的特征在于，

-压力传递模块包括第一平台，由隔离膜片向外地密封的第一压力室被包围在第一平台中，

-所述平台被实施为使得所述平台能够配备工艺连接件，尤其是凸缘，并且

-所述工艺连接件被实施为模块化部件，模块化部件能够与被预制造为没有工艺连接件且已经填充压力传递液体的压力传递模块连接。

另外，本发明在于一种用于制造本发明的压力传递模块的方法，其特征在于，

-制造隔离膜片和传递膜片，其中它们的构型尤其是通过抵靠相应地形成的印模进行压印而产生，

-将预压印的隔离膜片以耐压密闭方式与包围第一压力室的第一平台连接，并且将预压印的传递膜片以耐压密闭方式与包围第二压力室的第二平台连接，以及

-用压力传递液体填充由隔离膜片和传递膜片向外地密封的压力传递模块的内部。

该方法的进一步发展的特征在于，在压力传递模块的内部中的预压力通过以下方式设定：

-在填充之前，排空所述内部，以及

-利用填充压力、特别是在室温下将对应于待设定的预压力的一定体积的压力传递液体引入所述内部中，

-其中引入的体积根据填充温度被设定大小，使得在密封所述内部之后，待设定的预压力在所述内部中起支配作用(reign)。

另外，本发明在于一种具有本发明的传递模块的压力测量换能器，其特征在于，所述压力测量换能器包括传感器模块，

-所述传感器模块具有接收主体，

--压力接收室被包围在所述接收主体中，并且

--所述接收主体以耐压密闭方式与所述传递模块连接，使得所述压力传递模块的传递膜片向外地密封所述压力接收室，

-所述传感器模块具有布置在压力测量室中的压力传感器，

-所述传感器模块具有将所述压力接收室与所述压力测量室连接的压力传递路径，并且

-所述压力接收室、所述压力测量室和所述压力传递路径填充有第二压力传递液体，经由所述传递膜片传输到所述压力接收室内的压力经由所述第二压力传递液体被传输到所述压力传感器。

附图说明

现在将基于示出了实施例的示例的附图中的各图，更详细地解释本发明及其优点。在各图中，等同的元件被提供等同的参考符号。附图中的各图示出如下：

图1是配备有本发明的压力传递模块的压力测量换能器；

图2是图1的压力传递模块的隔离膜片；以及

图3是图1的工艺连接件的平面图。

具体实施方式

图1显示了压力测量换能器，其配备有用于传递压力p的、本发明的压力传递模块1。压力传递模块1包括第一平台3，第一压力室5被包围在第一平台3中，第一压力室5被隔离膜片7向外地密封。平台3优选地配备有工艺连接件9、例如凸缘，或与该工艺连接件9连接，平台3经由工艺连接件9而能够安装在使用位置。在使用位置处，隔离膜片7在操作期间在外部被供应介质，该介质的压力p将通过压力传递模块1传输。

压力传递模块1在其背离隔离膜片7的端部上包括第二平台11，第二压力室13被包围在第二平台11中，第二压力室13被传递膜片15向外地密封。第一压力室5和第二压力室13经由压力传递路径17、优选地是毛细管路连接于彼此。第一压力室5、第二压力室13和压力传递路径17填充有压力传递液体，在外部作用于隔离膜片7的压力p经由压力传递液体被传输到传递膜片15。

隔离膜片7和传递膜片15沿着它们的平台3、11的周界密封表面与它们的平台以耐压密闭方式连接，例如，诸如此处以三角形显示的焊接。所述密封表面界定膜片的可偏转区域，其中在各情形中，在隔离膜片7下方在第一压力室5中以及在传递膜片15下方在第二压力室13中，根据相关的膜片的位置包围体积V的压力传递液体。

在两个压力室5、13中，在各情形中，优选地提供了在其形式上与隔离膜片7或传递膜片15的形式(视情况而定)匹配的膜片床19、21，在超负载在外部作用于具体的膜片的情形中，该具体的膜片变得邻靠在膜片床上。

为将从隔离膜片7在传递膜片15的方向上的热传递保持为尽可能小(因为在给定情形中，隔离膜片7会暴露于非常热的介质)，压力传递路径17优选地延伸穿过伸长主体23，例如金属主体23。附加地是，主体23优选地具有在从第一压力室5到第二压力室13延伸的方向上变化的外径，尤其使得其周围在最小周围和最大周围之间周期性地变化。这样，主体23具有加大的外表面，经由该加大的外表面，主体23通过对流散发热量。该措施结合主体23的伸长使得较少的压力传递液体经由隔离膜片7被加热到不太高的温度。因而，传递模块1可以被实现得更短且更紧凑。这样，减小了压力传递路径17的长度，且由此也减小了需要的压力传递液体的量。

压力传递液体优选地是适合用于高温应用的压力传递液体，优选地为在真空下预处理的且尽可能地不可压缩的且热膨胀系数尽可能小的液体。在这种情形中，尤其合适的是在真空技术(例如，用于真空泵)中应用的液体，比如聚烯烃、乙二醇醚、卤烃、硅油或聚(甲基苯基硅氧烷)。可替代地是，还可以应用适合用于此的其它的压力传递液体，比如顾客需要的专用油。

根据本发明，压力传递液体处于预压力p_v下。预压力p_v指压力传递液体在压力传递模块1的内部中所处的压力。该压力对应于在压力传递模块1的填充和密封之后，在压力传递模块1的内部起支配作用的压力。根据填充方法的类型和随后对填充的内部的密封，预压力p_v可以明显不同于将压力传递液体引入内部中时的填充压力。

预压力p_v反作用于压力传递液体的蒸汽压力。这样，总体上减少了压力传递液体的释气或蒸发，并且所述释气或蒸发仅在明显较高的温度下开始。因而，能够应用压力传递模块1的温度范围越大，则预压力p_v越大。

利用本发明的压力传递模块1，即使大于或等于30mbar的预压力p_v也引起隔离膜片7在操作期间可以暴露于的最大使用温度的明显增加。在大于或等于50mbar的预压力p_v的情形中，能够达到大约高达400℃的大小的操作温度。

在这种情形中，预压力p_v优选地明显地大于由压力传递模块1中的压力传递液体施加的静水压力。优选地是，预压力p_v比最大静水压力10大至少mbar。静水压力取决于压力传递模块1相对于重力的安装位置。当压力传递模块1的纵向轴线平行于重力进行定向时，形成最大静水压力。在这种安装位置中，静水压力取决于隔离膜片7和传递膜片15之间的距离。

预压力p_v造成隔离膜片7和传递膜片15的预应力。预压力p_v作用于隔离膜片7的内侧和传递膜片15的内侧，并且向外按压两个膜片。因此，在无外部压力加载的情况下，隔离膜片7和传递膜片15根据预压力p_v的大小采取开始位置，然后，隔离膜片7和传递膜片15由在隔离膜片7的操作期间供应的待传输的压力p从开始位置偏转。

轴对称膜片，比如例如上面提到的且尤其是在DE 10 2005 023 021A1中提到的那些膜片，描述了具有多个同心波的波状膜片，并且从经由压力传递液体的填充体积设定的其开始位置执行轴对称偏转。膜片的轴对称偏转指的是这样的偏转，在此情形中，偏转zs取决于在膜片下方包围的体积V的变化ΔV，其中各个点的z坐标的 基本上独立于在垂直于z轴延伸的平面中的空间方向其中r是距z轴的距离，是空间方向。

膜片由于其构型而仅执行轴对称偏转，通常具有不稳定的开始位置。因此，轴对称膜片从其开始位置的甚至小的偏转也导致膜片试图达到它的下一个在能量上更有利的位置。这使得膜片更硬，并且出现跨过膜片的并打断压力传递的压降。如果要通过从内侧作用于轴对称膜片上的预压力使轴对称膜片向外偏转，则在由预压力实现的开始位置中将始终发生这一不利效果。这将导致膜片刚度的永久性增加，以及压力传递特性变差。

尽管在预压力p_v上实现隔离膜片7和传递膜片15的预应力，以确保尽可能未打断的压力传递，但在本发明的压力传递模块1中应用为隔离膜片7和传递膜片15的膜片是这样的膜片，这些膜片从它们的经由预压力p_v设定的开始位置的偏转具有非轴对称部分。

为此，隔离膜片7和传递膜片15优选地实施为使得隔离膜片7和传递膜片15的从它们的开始位置的偏转(取决于预压力p_v)是叠加有非轴对称偏转的基本上轴对称偏转。

隔离膜片7和传递膜片15的从它们的开始位置的偏转(取决于预压力p_v)中的非轴对称部分优选地是反对称部分。在此情形中，同样适用于隔离膜片7和传递膜片15的各个点的z坐标从它们的开始位置的偏转zas(取决于其预压力p_v)，该偏转由包围在其膜片下方的体积V的变化ΔV造成，如实施为反对称部分： 其中的值等于在具体的膜片的点的实际z坐标和由偏转中的轴对称部分实现的该点的z坐标之间的差：在此情形中，例如，函数可以选择成使得在具体的膜片的可偏转区域上的、 的平方的积分具有最小值，尤其地采取零值。

为此，用作隔离膜片7和传递膜片15的优选地是在DE 10 2008033 337A1中描述的隔离膜片。这些隔离膜片具有压印的轮廓，该压印的轮廓实施为使得隔离膜片从开始位置(在DE 10 2008 033 337A1中，引用为基准位置)开始的偏转具有非轴对称部分。通过在DE10 2008033 337A1中描述的隔离膜片的偏转中的非轴对称部分，实现了这些膜片呈现在相当大的偏转范围上在能量上几乎等值的状态。与纯轴对称偏转的膜片(在此情形中，膜片的刚度随偏转的增加急剧地升高)相比，这些膜片在相当大的偏转范围上具有明显更小的刚度，这些刚度随偏转增加的升高不太强烈。由于大的偏转范围(其中这些隔离膜片的偏转具有非轴对称部分)，可以在一定限度内使基准位置偏移，该隔离膜片在操作期间从该基准位置被偏转。

在本发明的压力传递模块1中，这些隔离膜片被应用为隔离膜片7和传递膜片15，其中为此，它们设计成使得它们的基准位置对应于它们的通过预压力p_v实现的开始位置，并且隔离膜片7和传递膜片15在待传输的压力p的压力范围内根据传输的压力p向该开始位置的两侧上的偏转具有非轴对称部分，尤其是反对称部分。隔离膜片7和传递膜片15因而在两个膜片的偏转范围内操作，在偏转范围中，它们通过预压力p_v实现的从它们的开始位置的偏转由于它们的构型而具有非轴对称部分，尤其是反对称部分。

隔离膜片7和传递膜片15优选地实施为使得当隔离膜片7和传递膜片15位于它们的取决于预压力p_v的开始位置时，隔离膜片7和传递膜片15的偏转中的非轴对称部分实现其最大值。非轴对称偏转模式的最大偏转例如可以是隔离膜片7和传递膜片15的材料厚度h的2倍至5倍。

从它们的取决于预压力p_v的开始位置开始，隔离膜片7和传递膜片15的偏转中的非轴对称部分随着膜片从它们的取决于预压力p_v的开始位置的偏转的增加而减小。

例如，隔离膜片7和传递膜片15具有在DE 10 2012 110 771A1中描述的构型，该构型在此处利用隔离膜片7焊接到第一平台3的示例在图2中示出。在这种情形中，隔离膜片7的轮廓具有中心平面区域C，该中心平面区域C被具有优选地同心的多个波状区域的波状区域包围。中心区域C具有的直径优选地不大于2*a/3，尤其优选地不大于a/2，其中a是隔离膜片7的可偏转区域的半径。波状区域的波的幅度不需要恒定。诸如图2中所示，波的幅度可以首先从内侧向外减小，然后邻接最外侧的波状区域，该最外侧的波状区域可以再次具有较大幅度。最外侧的波状区域的幅度可以具有的幅度例如可以是与中心区域接续的波状区域的幅度的约1/3至2/3。除最外侧的波状区域之外的波状区域的最大幅度例如不大于隔离膜片7的材料厚度h的4倍，优选地不大于3倍，且进一步优选地不大于2倍。除最外侧的波状区域之外的波状区域具有的波长在波状区域之间的变化优选地不大于20％，优选地不大于10％。

优选地是，隔离膜片7和传递膜片15的可偏转区域的材料厚度h和直径d与考虑到其构型的预压力p_v的大小匹配。在这种情形中，隔离膜片7和传递膜片15优选地在各情形中具有材料厚度h，该材料厚度h越大，则预压力p_v越大。附加地是，隔离膜片7和传递膜片15优选地在各情形中具有直径d，该直径d越小，则预压力p_v越大。在这种情形中，为了防止或减少压力传递液体在高温下释气，预压力p_v有利地是尽可能大。

在当今条件下，预压力p_v的在技术上可实现的上限将是大约例如200mbar的大小。

隔离膜片7和传递膜片15优选地由金属材料形成，比如不锈钢、钽或蒙乃尔合金。金属的隔离膜片7和传递膜片15具有根据其构型和预压力p_v预先确定的材料厚度h，该材料厚度h优选地在30μm至200μm的范围内。

存在这样的应用，在此应用的情形中，要加载待测量的压力p的、隔离膜片7的外侧在给定情形中可能暴露于腐蚀隔离膜片7的介质。在这种情形中，隔离膜片7优选地由耐受所述介质的金属构成，例如耐腐蚀的钽。可替代地是，隔离膜片7的外侧可以设有耐受所述介质的涂层。例如，涂层可以是可施加到、例如电镀到所述外侧上的金层。可替代地是，含氟聚合物(例如，聚四氟乙烯)涂层可以被施加在隔离膜片15的外侧上。一种替代方案是钽的涂层，该涂层可以被施加到例如由钢或不锈钢制成的隔离膜片7上。这样的涂层在申请人于2014年3月10日提交的德国专利申请10 2014 103142.3中描述。

在这种情形中，隔离膜片7和传递膜片15的刚度越小，它们的直径d就越大。隔离膜片7和传递膜片15的直径d的增加加大了在膜片下包围的压力传递液体的体积。当然，压力传递液体具有的热膨胀系数不同于包围它的材料(例如，不锈钢)。因而，存在最佳直径d，在此情形中，对于尽可能高的预压力pv，可以实现尽可能低的刚度和压力传递液体的尽可能小的体积。

在预压力p_v在30mbar至200mbar的范围内的情形中，隔离膜片7和传递膜片15优选地在各情形中具有小于或等于90mm的直径d。在前述的压力范围内，直径d优选地在大约90mm至15mm的大小的范围内，其中直径d越小，则预压力p_v越大。在预压力p_v大于或等于50mbar的情形中，隔离膜片7和传递膜片15优选地在各情形中具有小于或等于50mm的直径d。

实现隔离膜片5和传递膜片13的偏转中的非轴对称份额所需的对称性优选地以DE10 2008 033 337A1中描述的方式通过对膜片的轮廓的相应的成形或压印而产生。就此而言，预压印的隔离膜片7和预压印的传递膜片15以耐压密闭方式连接(例如，焊接)到其平台3、11。

因为隔离膜片7和传递膜片15的设计在各情形中是用于相同的预压力p_v和待传输的压力p的相同的压力范围，所以两个膜片优选地是相同的。在此情形中，自然地是，第一压力室5和第二压力室13优选地具有相同的构造。

在压力传递模块1的内部的预压力p_v优选地在其填充过程中被设定。为此，压力传递模块1包括与其待填充的内部连通的填充导管(图1中未显示)，经由该填充导管引入压力传递液体。填充方法、填充导管的实施例及其封闭对本领域技术人员是已知的，因此，下面仅将更详细地解释本发明的传递模块1的专有特征。

在填充之前，所述内部被排空。然后，与待设定的预压力p_v相对应的一定体积的压力传递液体在填充压力下被引入内部中。所述填充压力对应于将压力传递液体充入到内部中所用的压力。填充压力必须区别于预压力p_v，预压力p_v在密封内部之后在填充结束时在内部起支配作用。填充可以在室温下进行。在这种情形中，所引入的体积的大小依赖于填充温度，以此方式使得待设定的预压力p_v在密封内部之后在内部中起支配作用。

由于预压力p_v，隔离膜片7和传递膜片15被永久性地预加应力。在这种情形中，隔离膜片7和传递膜片15呈现开始位置，在开始位置中，隔离膜片7和传递膜片15具有非轴对称构型。

在用于本发明的传递模块1的、在图1中示出的应用示例中，在图示的压力测量换能器中的传递模块1被布置在传感器模块25的前方。

传感器模块25包括接收主体27，压力接收室29被包围在接收主体27中。接收主体27以耐压密闭方式与传递模块1连接，例如焊接，使得压力传递模块1的传递膜片15向外地密封传感器模块25的压力接收室29。

传感器模块25包括被包围在壳体31中的压力测量室33，压力传感器35被布置在压力测量室33中。压力测量室33和压力接收室29经由压力传递路径37、优选地是毛细管路而连接于彼此。压力接收室29、压力测量室33和压力传递路径37填充有第二压力传递液体，经由传递膜片15传输到压力接收室29内的压力经由第二压力传递液体被传输到压力传感器35。

由于在前方连接的传递模块1，传感器模块25即使在其中隔离膜片7暴露于非常高的操作温度(尤其是高达400℃的温度)的应用中也仅暴露于明显低的温度。这提供的优点在于，传感器模块25可以填充有明显更成本有利的压力传递液体。在这种情形中，压力测量换能器的模块化构造提供了优点，即：压力传递模块1可以例如被集中地预制造，并且在其它地方连接到分散地制造的传感器模块25，然后传感器模块25可以填充第二传递液体，为此并不需要制造和填充传递模块1所需的专门设备和专门知识。

优选地是，压力传递模块1的工艺连接件9被实现为模块化部件。这提供了优点，即：压力传递模块1可以首先在没有工艺连接件9的情况下被集中地预制造并填充，并且分散地装备具体应用所需的工艺连接件9。为此，工艺连接件9可以随后例如通过焊接而与压力传递模块1的平台3连接。为此，工艺连接件9可以实施为例如基本上垫圈形状的凸缘，其在图3示出的平面图中具有从中心引导到边缘的狭槽39，这允许凸缘随后能够被放置在预制造的压力传递模块1的平台3上，并焊接到平台3。可替代地是，自然地是，也可以应用其它的模块化实施例。

本发明还可完全类似地应用于压差测量换能器中，压差测量换能器因而相应地配备有两个本发明的压力传递模块1，各压力传递模块1将待被测量差值的两个压力中的一个压力传输到配备有压差传感器的、具有两个压力接收室的传感器模块。

1 压力传递模块

3 第一平台

5 第一压力室

7 隔离膜片

9 工艺连接件

11 第二平台

13 第二压力室

15 传递模块

17 压力传递路径

19 膜片床

21 膜片床

23 主体

25 传感器模块

27 接收主体

29 压力接收室

31 壳体

33 压力测量室

35 压力传感器

37 压力传递路径

39 狭槽

Claims (15)

1.压力传递模块(1)，所述压力传递模块(1)用于传递压力(p)，尤其是小于或等于100mbar的压力(p)，所述压力传递模块(1)包括：

-隔离膜片(7)，所述隔离膜片(7)向外地密封第一压力室(5)，并且能在外部与待传输的压力(p)接触，

-传递膜片(15)，所述传递膜片(15)向外地密封第二压力室(13)，以及

-压力传递路径(17)，所述压力传递路径(17)将所述第一压力室(5)与所述第二压力室(13)连接，其中

-所述第一压力室(5)和所述第二压力室(13)及所述压力传递路径(17)填充有压力传递液体，在外部作用于所述隔离膜片(7)的压力(p)经由所述压力传递液体被传输到所述传递膜片(15)，

其特征在于，

-所述压力传递液体处于预压力(p_v)下，尤其是大于或等于30mbar的预压力(p_v)，尤其是大于或等于50mbar的预压力(p_v)，

-所述隔离膜片(7)和所述传递膜片(15)在所述预压力(p_v)下采取开始位置，所述隔离膜片(7)和所述传递膜片(15)被所述待传输的压力(p)从所述开始位置偏转，并且

-所述隔离膜片(7)的开始位置和所述传递膜片(15)的开始位置根据所述预压力(p_v)的大小和所述待传输的压力(p)的大小位于所述隔离膜片和传递膜片的偏转范围内，在该偏转范围中，由于所述隔离膜片(7)和所述传递膜片(15)的构型，从所述隔离膜片(7)和所述传递膜片(15)的开始位置的偏转具有非轴对称部分，尤其是反对称部分。

2.根据权利要求1所述的压力传递模块(1)，其特征在于，所述隔离膜片(7)和所述传递膜片(15)由金属材料制成，所述金属材料尤其是不锈钢、钽或蒙乃尔合金，并且所述隔离膜片(7)和所述传递膜片(15)具有大约30μm至200μm的大小的材料厚度(h)。

3.根据权利要求1所述的压力传递模块(1)，其特征在于，

-所述预压力(p_v)大于或等于30mbar，尤其是在30mbar至200mbar的范围内，

-所述隔离膜片(7)和所述传递膜片(15)具有可偏转区域，所述可偏转区域的直径(d)小于或等于90mm，所述直径(d)尤其地在大约90mm至15mm的大小的范围内，其中所述直径(d)越小，则所述预压力(p_v)越大。

4.根据权利要求1所述的压力传递模块(1)，其特征在于，

-所述预压力(p_v)大于或等于50mbar，并且

-所述隔离膜片(7)和所述传递膜片(15)具有可偏转区域，所述可偏转区域的直径(d)小于或等于50mm。

5.根据权利要求1所述的压力传递模块(1)，其特征在于，所述预压力(p_v)大于由所述压力传递模块(1)中的所述压力传递液体施加的静水压力，其中所述预压力(p_v)尤其地比在所述压力传递模块(1)的纵向轴线平行于重力的定向的情形中引起的最大静水压力大至少10mbar。

6.根据权利要求1所述的压力传递模块(1)，其特征在于，所述隔离膜片(7)和所述传递膜片(15)是相同的膜片。

7.根据权利要求1所述的压力传递模块(1)，其特征在于，

-所述压力传递路径(17)延伸穿过伸长主体(23)，其中

-所述主体(23)尤其是具有在从所述第一压力室(5)到所述第二压力室(13)延伸的方向上变化的外径，尤其地使得其周围在最小周围和最大周围之间周期性地变化。

8.根据权利要求1所述的压力传递模块，其特征在于，所述压力传递液体是适合用于高温应用的液体，尤其是在真空下预处理的液体，尤其是聚烯烃、乙二醇醚、卤烃、硅油或聚(甲基苯基硅氧烷)。

9.根据权利要求1所述的压力传递模块，其特征在于，

-所述隔离膜片(7)由耐腐蚀的金属构成，尤其地是钽，或者

-在所述隔离膜片(7)的外侧设有涂层，尤其地是金层，含氟聚合物、尤其地聚四氟乙烯的涂层，或者钽的涂层。

10.根据权利要求1所述的压力传递模块(1)，其特征在于，所述隔离膜片(7)和所述传递膜片(15)各具有包括中心平面区域(C)的轮廓，尤其是具有不大于2*a/3的直径、尤其地不大于a/2的直径的中心区域(C)，其中a是具体的膜片的所述可偏转区域的半径，其中所述中心平面区域被具有多个同心波状区域的波状区域(m)包围，尤其地是如下的多个同心波状区域，其幅度首先从内侧朝外减小，然后邻接最外侧的波状区域，该最外侧的波状区域回到较大的幅度。

11.根据权利要求10所述的压力传递模块(1)，其特征在于，

-所述隔离膜片(7)和所述传递膜片(15)的与所述最外侧的波状区域邻接的波状区域的幅度例如是与所述中心区域(C)接续的波状区域的幅度的1/3至2/3，

-除所述最外侧的波状区域之外，膜片的波状区域的最大幅度不大于该膜片的材料厚度(h)的4倍，尤其地不大于3倍，尤其地不大于2倍，并且/或者

-除所述最外侧的波状区域之外，膜片的波状区域的波长从一个波状区域到下一个波状区域的变化不大于20％，尤其地不大于10％。

12.根据权利要求1所述的压力传递模块(1)，其特征在于，

-所述压力传递模块(1)包括第一平台(3)，由所述隔离膜片(7)向外地密封的所述第一压力室(5)被包围在所述第一平台(3)中，

-所述平台(3)实施为使得所述平台能够配备工艺连接件(9)，尤其地是凸缘，并且

-所述工艺连接件(9)被实施为模块化部件，所述模块化部件能够与预先制造成无所述工艺连接件(9)的且填充有压力传递液体的所述压力传递模块(1)连接。

13.用于制造根据权利要求1所述的压力传递模块(1)的方法，其特征在于，

-制造所述隔离膜片(7)和所述传递膜片(15)，其中所述隔离膜片(7)的构型和传递膜片(15)的构型尤其地通过抵靠相应地形成的印模进行压印而产生，

-将预压印的隔离膜片(7)与包围所述第一压力室(5)的第一平台(3)以耐压密闭方式连接，并且将预压印的传递膜片(15)与包围所述第二压力室(13)的第二平台(11)以耐压密闭方式连接，以及

-用所述压力传递液体填充由所述隔离膜片(7)和所述传递膜片(15)向外地密封的所述压力传递模块(1)的内部。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在所述压力传递模块(1)的内部中的所述预压力(p_v)通过以下方式设定

-在填充之前，排空所述内部，以及

-将与待设定的所述预压力(p_v)相对应的一定体积的压力传递液体在填充压力下、尤其地在室温下引入所述内部中，

-其中引入的体积的大小依赖于填充温度，以使待设定的所述预压力(p_v)在密封所述内部之后在所述内部中起支配作用。

15.压力测量换能器，所述压力测量换能器具有根据权利要求1所述的传递模块(1)，其特征在于，所述压力测量换能器包括传感器模块(25)，

-所述传感器模块(25)具有接收主体(27)，

--压力接收室(29)被包围在所述接收主体(27)中，并且

--所述接收主体(27)与所述传递模块(1)以耐压密闭方式连接，使得所述压力传递模块(1)的所述传递膜片(15)向外地密封所述压力接收室(29)，

-所述传感器模块(25)具有布置在压力测量室(33)中的压力传感器(35)，

-所述传感器模块(25)具有将所述压力接收室(29)与所述压力测量室(33)连接的压力传递路径(37)，并且

-所述传感器模块(25)的压力接收室(29)、所述压力测量室(33)和所述压力传递路径(37)填充有第二压力传递液体，经由所述传递膜片(15)传输到所述压力接收室(29)内的压力经由所述第二压力传递液体被传输到所述压力传感器(35)。