CN108603801A - 用于高压线路的传感器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于高压线路的传感器及其制造方法。本发明的任务是提供一种用于高压线路的传感器，其适于检测在高压线路中引导的流体的参数或特性，其中，传感器本身承受流体的高压。根据本发明，为了解决该任务提出了一种用于高压线路的传感器，其包括：由金属制成且具有外面、内面、外直径和内直径的外管；由金属制成且具有外面、内面、外直径和内直径的内管，其中，内管在外管中同中心地延伸，从而使内管与外管共同形成管，并且其中，作为外管的外直径与内管的内直径之差的一半而测得的管总壁厚等于或大于内管的内直径；至少一个在外管的外面或内管的外面中沿在管的纵向方向延伸的槽；至少一个布置于槽中的信号线路；至少一个与信号线路连接的探测器，其中，探测器至少布置于槽中或者布置在至少一个附加于至少一个槽的至少引入内管的外面或外管的内面中的凹部中，并且其中，外管以力锁合方式置于内管上。

Description

用于高压线路的传感器及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种用于高压线路的传感器及其制造方法。

背景技术

在许多技术领域，例如高压技术和化学工业中，使用加载有具有非常高压力的流体且长期承受住这样的高压力的管线路。在此，管线路的静压负荷，即时间上和空间上恒定的压力负荷，和高压线路的动压负荷，即时间上和/或空间上变化的压力负荷有所区别。在许多技术应用领域中，引导压力的构件往往承受时间上和空间上变化的、部分地也是周期性脉动的压力负荷，从而它们视负荷级而定地由比受静压负荷的构件明显更高的要求而决定。这在相同的结构类型中导致的是，受动压负荷的构件更快地磨损并且与在受静压负荷的构件中的情况下相比必须更为频繁地更换。

构件的抗静压强度主要依赖于机械特性，诸如所用的材料的屈服强度和抗拉强度，而针对抗动压强度还附加有其它的重要的参量，例如材料的延展性(断裂伸长度)、构件的壁中已经存在的裂纹的深度、材料的微观结构以及构件的表面质量。

管和其它构件的故障通常由于裂纹的严重的增长，例如其方式是：管内面的裂纹蔓延直至管外面。在此，裂纹可能由于局部的应力集中而出现，在例如呈晶体缺陷形式的材料缺陷处和在粗糙表面处由于应力尖峰而出现，或者已经存在的裂缝由于压力负荷而持续发展。因此，受动压负荷的部件的磨损尤其由每个压力波动时的裂纹的增长和材料特性确定，其中，良好的表面质量可以明显降低裂纹形成的可能性。

为了实现尤其是在运行中承受动压负荷的管的抗高压性，以如下方式选定要制造的管的原材料，使得它们优化上文提到的在抗压性上重要的特性。此外，往往尤其通过自增强实现材料特性的补充式改变。

发明内容

在此期间，提供有具有管抗压性为至少15000巴的高压线路，目前仍缺乏能够对向高压线路或高压管加载的流体的参数进行检测的合适的传感器。然而，对于例如制造工艺等工艺中的工业处理而言，需要提供合适的传感器。有鉴于此，本发明的任务是，提供一种用于高压线路的传感器，其适用于检测在高压线路中引导的流体的参数或特性，其中，传感器本身承受住流体的高压。

此外，本发明的任务是，提供一种制造克服了上述缺陷中的至少一项的传感器的方法。

根据本发明，上述任务中的至少一个通过如下的用于高压线路的传感器来解决，该传感器包括：由金属制成且具有外面、内面、外直径和内直径的外管；由金属制成且具有外面、内面、外直径和内直径的内管，其中，内管在外管中同中心地延伸，以使内管与外管共同形成管，并且其中，作为外管的外直径与内管的内直径之差的一半而测得的管的总壁厚等于或大于内管的内直径；至少一个在外管的外面或内管的外面中沿管的纵向方向延伸的槽；至少一个布置于槽中的信号线路；至少一个与信号线路相连接的探测器，其中，探测器至少布置于槽中或者布置在至少一个附加于至少一个槽的至少引入内管的外面或外管的内面中的凹部中，并且其中，外管以力锁合方式(kraftschlüssig)置于内管上。

就本发明而言，高压管线在一个实施方式中应理解为承受住15000巴或更高压力的线路，在一个实施方式中应理解为承受住18000巴或更高压力的线路，并且在另一实施方式中应理解为承受住22000巴或更高压力的线路。

在本申请的意义下的用于这种高压线路的传感器包括由外管和内管组成的管，其中，内管在外管中同中心地延伸，并且至少一个测量探测器位于内管与外管之间，其中，测量探测器能够经由从属于传感器的信号线路与电子装置连接。

探测器同样可以设置于槽中，或者替选地，探测器可以容纳于联接至槽的、要么在内管的外面中引入要么在外管的内面中引入的附加的凹部中。也可以设想这样的实施方式，其中探测器既在槽中又在联接至槽的凹部中延伸。

该信号线路同样被布置于内管与外管之间。设置槽用于容纳信号线路，该槽要么被引入内管的外面要么被引入外管的内面，使其基本上沿管的纵向方向延伸。然而，也可以设想这样的实施方式，其中内管的外面以及外管的内面均具有槽。适宜地，两个这样的槽布置于同样的周向位置，以便形成较大的空间来容纳信号线路。

基本上通过例如呈压力或摩擦力的形式的力的传递产生力锁合的连接。在此，纯粹通过作用力来确保力锁合的连接的牢固。

为了提供形成传感器的基本部分的管的所需的抗压性，由内管和外管形成管是所谓的高压管，作为外管的外直径与内管的内直径之差的一半来计算的管的总壁厚等于或大于内管的内直径。

在本发明的另一实施方式中，要制造的管在将内管和外管共同拉伸穿过第一拉伸型模之后具有外管的外直径的至少三分之一的总壁厚，该总壁厚作为外管的外直径与内管的内直径之差的一半来计算。这样的壁厚为管提供良好的稳定性，因此能够将该管用作高压管，使其能够承受住超过10000巴的压力而不会破裂。

由于作为根据本发明的传感器的组件的管由内管和外管拼装，因此还必须使外管以力锁合方式置于内管上，这样内管在加载压力时下就不会例如在内管与外管的间距中经受过度的应变，该应变最终会导致管的爆裂并因此导致传感器损坏。在此适宜的是，在本发明的实施方式中，在管的整个长度上提供外管与内管之间的力锁合。

在本发明的实施方式中，内管是具有900N或更大的抗拉强度的冷作硬化的管。需要这样的抗拉强度，因此内管可以在如下区域中承受住高压，在这些区域中，在内管的外面或外管的内面中设置有槽和/或凹部。在这些区域内，内管可以在一定范围内伸展。在本发明的实施方式中，冷作硬化的内管的抗拉强度为1050N或更大。

在此，抗拉强度应理解为内管的原材料在内管断裂或撕裂之前所能承受的最大的机械拉伸应力。

在根据本发明的方法的实施方式中，至少内管或外管的材料从由非合金钢、低合金钢和高合金钢或它们的组合组成的组中选定。在一个实施方式中，材料是高合金钢。在另一实施方式中，至少内管或外管由HP160制成。

在高压技术中，不同的金属原材料被用于制造管和其它构件。在此涉及非合金钢、低合金钢和高合金钢。在由被冷作硬化或回火且紧接着被磨光的高合金钢构成的管或其它构件中实现特别高的抗动压性能。HP 160是高强度的氮合金奥氏体不锈钢，其与标准原材料相比的出众之处在于改进的抗腐蚀性、高纯度、良好的改型能力以及将原材料自紧至12000巴的能力。由于其化学成分及其高纯度，HP 160具有良好的抗晶间腐蚀性和氢脆性。高钼含量提供良好的抗点状腐蚀和接触腐蚀性以及抗应力腐蚀性。因此，HP 160是用于制造具有高抗动压性能的管的优选原材料。

在本发明的实施方式中，内管是抗腐蚀的。这个特征有利于应用在高压技术中的应用，因为内管出现腐蚀，即逐渐分解会导致其抗压性受损。

在本发明的实施方式中，内管和外管由相同原材料组成。这会导致由于共同拉延通过第一拉伸型模而带来的内管与外管的力锁合的连接，使内管与外管建立彼此非常稳定的连接。在显微镜观察下，在内管和外管都由相同原材料组成的情况下，在金属结构中存在相同的晶格结构，使得内管的外周面和外管的内周面处的晶格结构非常好地相互组合。

为了以布置于内管与外管之间的测量探测器检测在管中引导的流体的特定的参量或特性，内管须具有一定的伸长度，以便例如可以将力传递到内管与外管之间的结构空间中。尤其需要的是，根据本发明的传感器是压力传感器。与内管相比，外管应仅具较低的伸长度，以便能够吸收或承受住内管的应变，并且给予管所需的整体抗压强度。因此，在本发明的实施方式中，内管比外管具有更大的伸长度。在本发明的实施方式中，内管的伸长度为20％或更高。

在本发明的实施方式中，内管的内直径为10mm或更小。不言而喻，内管的内直径越小并且进而整个管的内直径越小，管能够承受住的压力就越高。因此，内管的内直径在本发明的一个实施方式中为2mm或更小，而在另一实施方式中为1.5mm或更小。

在本发明的另一实施方式中，由内管和外管组成的管的总壁厚为至少3mm。不言而喻，假定内管的内直径恒定，管的抗压强度也随着壁厚的增加而增大。因此，在本发明的实施方式中，管的总壁厚为6mm或更高。

此外，在一个实施方式中，内管的外面中或外管的内面中的槽的外部构造可能影响管的抗压性，从而影响传感器的抗压性。在本发明的实施方式中，至少一个槽沿外管或内管的周向方向具有宽度并且沿外管和内管的径向方向具有深度，其中，槽的宽度小于槽的深度。

在本发明的实施方式中，传感器是温度传感器，其中，探测器由温度计构成。在本发明的另一实施方式中，传感器是振动传感器，其中，探测器由加速度探测器构成。在另一实施方式中，传感器是应变传感器，其检测内管的伸长，以便能够例如及早发信号告知管的超负荷。在这样的实施方式中，测量探测器例如是应变计。在另一实施方式中，传感器是压力传感器，其中，测量探测器例如由力探测器构成，特别是由应变仪构成。

在一个实施方式中，如果传感器是压力传感器，其中，至少一个探测器是力探测器，则力探测器与内管嵌接，以便检测由管内引导的流体的压力施加到内管上的力。

在本发明的实施方式中，传感器具有三个至少在外管的内面或内管的外面中沿管的纵向方向延伸的槽，其中，这三个槽中的每个槽中都布置有至少一个信号线路，其中，与至少一个信号线路连接的力探测器分别至少布置于三个槽中的一个槽中或者三个分别联接至槽中的一个槽中的凹部中，并且其中，探测器在管的纵向方向上以如下方式布置，即，得到垂直于管的纵向方向的与全部三个探测器都相交的横截面。虽然这样的设计方案特别有益于压力传感器，但其它传感器也可以具有这样的几何设计方案，其中，测量探测器可能不是力探测器。

在一个实施方式中，利用这种布置，作为压力传感器可以在管的三个空间方向上检测通过引导的流体的压力加载所导致的作用于内管上的力，并且足以从这三个测量中推导出管中的流体的内压。

不言而喻，在本发明的实施方式中，三个探测器沿管的周向方向各自相互间隔120°。

在本发明的另一实施方式中，其中传感器是压力传感器，其附加地具有温度计作为另外的测量探测器，其中，温度计至少布置于槽中或者布置于至少一个至少引入内管的外面或外管的内面中的凹部中。这样的温度计允许对压力测量进行温度补偿。在此有益地，温度计与内管的外面嵌接，以便检测内管的温度，从而检测流体的温度。

此外，上述任务中的至少一个也通过一种制造用于高压线路的传感器的方法来解决，该方法包括以下步骤：提供由金属制成且具有外面、内面、外直径和内直径的外管；提供由金属制成且具有外面、内面、外直径和内直径的内管，其中，内管的外直径小于外管的内直径，并且其中，作为外管的外直径与内管的内直径之差的一半而测得的总壁厚等于或小于内管的内直径；将至少一个沿管的纵向方向延伸的槽至少引入外管的内面或内管的外面中；将至少一个信号线路布置在槽中；将至少一个与信号线路连接的探测器至少布置在槽中或者布置在至少一个至少引入内管的外面或外管的内面的凹部中；将内管插入外管，以使内管在外管中延伸；以及穿过具有成型出外管的外面的模具内面的第一拉伸型模对内管与外管进行共同拉伸，其中，以如下方式选择第一拉伸型模的模具内面的模具直径，使得通过拉伸减小外管的内直径，从而外管在拉伸之后以力锁合方式置于内管上，以使内管与外管共同形成管。

这种通过共同拉伸穿过拉伸型模实现了将外管和内管连接成传感器的成品管的方法确保了内管与外管在它们的轴向的整个长度上形成必要的力锁合。根据本发明的制造方法还能够在拼接内管与外管之前将信号线路和传感器都布置于槽中并且必要时布置于联接至槽的凹部中。

与现有技术中公知的用于制造抗高压的管的方法相比，根据本发明的制造用于高压线路的传感器的方法具有以下一些优点：

(1)在穿过拉伸型模对内管和外管进行共同拉伸时，在两个管之间产生力锁合的连接，其防止了内管和外管沿轴向方向的移动，而沿径向方向存在形状锁合(Formschluss)。在内管与外管之间的持续稳定且完整的连接尤其在将这样的所谓的双壁管使用在高压技术中时起到重要作用。如果没有该持续稳定且完整的连接，例如由于在内管与外管之间存在气隙或间隙，或者由于在两个管之间缺少力锁合，那么这在双壁管的遭受高压力时导致内管由于裂纹的持续发展而明显更易于破裂。

(2)制造根据本发明的双壁管，即由外管和内管构成的管，导致的是，制成的管一方面具有足够大的壁厚，并且另一方面同时也具有外周面的非常高的表面品质，以及特别是内周面的非常高的表面品质。只有满足这两个要求时，当管加载以超过12000巴的压力时才能实现对要制造的管的足够高的保护，以防破裂。在拉伸之后由外管和内管的壁厚之总得到的很大的壁厚增加了管的抗压性，这是因为裂缝直至它们持续发展到外周面上必须在内周面上经过更大的距离。此外，内管与外管之间的力锁合的连接用于使得裂纹不会沿着在内管与外管之间的接触面延展并且不会在最坏情况下使内管破裂。此外在一个实施方式中，在原始材料，即进入的管的冷状态下对内管和外管进行共同拉伸。由此，要制造的管的强度以及尺寸和表面质量相对于在其中要加工的管被加热的方法有所增加。在管的冷改型时不出现由于管的非均匀受热导致的温度梯度和材料缺陷或晶体缺陷，该温度梯度导致在管的金属结构中的畸变，该材料缺陷或晶体缺陷由于温度升高而扩大。通过在拉伸床中的冷改型，因此可以制造具有高表面品质的高度精确的管，然而这只能达到特定的最大壁厚。如果要拉伸的管的壁厚超过该最大壁厚，表面品质就急剧下降。通过根据本发明在将内管和外管共同拉伸穿过拉伸型模之前彼此分开地制造内管和外管，可以实现的是，制造内管的具有高表面品质的内周面并且仍然为管提供高抗压强度所需的壁厚。因此，根据本发明的方法通过将一方面是要制造的管的很大的壁厚的要求与另一方面是要制造的管的内周面的高表面品质的要求进行组合而特别适合于制造具有对于高压力的明显改进的抗动压性能的管。

为了提供力锁合，外管的在牵拉通过第一拉伸型模前的外尺寸和内尺寸、内管在牵拉通过第一拉伸型模前的外尺寸和内尺寸以及第一拉伸型模的模具内面的模具尺寸必须互相协调。

在此，可以穿过第三拉伸型模共同牵拉外管和内管，例如穿过第三拉伸型模并且在由内管构成的拉伸芯之上或经由该拉伸芯拉伸外管。

经证实，采用这种方法，具有外管和内管的管可以由金属制成，在其中能够集成有信号线路、探测器。

在本发明的实施方式中，外管和/或内管由钢或不锈钢制成。不言而喻，用于提供或制造外管或内管的管坯同样由钢或不锈钢制成。不言而喻，外管和/或内管的材料原则上可以例如从由碳钢、锰钢、锆和铜组成的组中自由选择。

尽管在本发明的实施方式中，外管和内管由相同的材料制成，但在替选的实施方式中，外管和内管具有彼此不同的材料。后一实施方案的优势在于，能够有针对性地提供针对外管和内管的不同的材料特性，它们能够任意组合而获得适合特定应用的管。

在本发明的实施方式中，将内管插入外管以及穿过第一拉伸型模对内管和外管进行共同拉伸的步骤准确地按指定的顺序实施，即依次实施。相反，提供外管和提供内管则无需按本发明所述的顺序。

在一个实施方式中，在例如通过将管坯改型为外管或内管来提供外管或提供内管的过程中，同时规定各管的横截面积。

对根据本发明的制造方法而言重要的是，所提供的外管具有与所提供的内管的外直径相匹配的内直径，这样以相对较小的力就能将内管插入外管，以便由外管和内管拼装成管。

当穿过第一拉伸型模进行拉伸时，首先应提供所需的力锁合。在本发明的实施方式中，这样的力锁合要求通过拉延步骤减小内管的外直径，即压缩内管。对此，在本发明的实施方式中，在穿过第一拉伸型模对内管和外管进行共同拉伸时使外管的壁厚和外管的内直径以如下方式减少，使得同时内管的外直径减小了至少0.01mm。在此情形下，内管的外直径减小0.15mm就能在内管与外管之间形成良好的力锁合。

然而，在一个实施方式中，在对内管与外管进行共同拉伸的过程中，建议不应因拉伸过程而使内管强烈变形。在一个实施方式中，在穿过第一拉伸型模对内管和外管进行共同拉伸的过程中，外管的壁厚和外管的内直径以如下方式减少，使得同时内管的外直径减少了至多0.3mm。这样，一方面能够阻止的是，大幅减小通过槽和可能的凹部提供的用于信号线路和探测器的结构空间而使信号线路和/或探测器因拉延而受损。而另一方面能够避免通过第一拉伸型模进行改型会对内管的内面的表面特性产生不利影响。

因此，在本发明的实施方式中，以如下方式选择第一模具的模具内面的模具直径、外管在拉伸前的外直径和内直径以及内管在拉伸前的外直径和内直径，使得穿过第一拉伸型模对内管和外管进行共同拉伸不会减少内管的内直径。

在本发明的实施方式中，提供内管并将槽引入内管的外面包括以下步骤：提供由金属制成的管坯；穿过具有成型出内管的外面的模具内面的第二拉伸型模将管坯拉伸成内管，其中，以如下方式选择第二拉伸型模的模具内面的模具直径，使得内管的外直径小于外管的内直径，并且其中，第二拉伸型模的模具内面具有至少一个向内凸出的部段，使得在内管的外面中拉伸出至少一个沿内管的纵向方向延伸的槽。

基本上能够在外管与内管之间放置至少一个信号线路和至少一个传感器，以便可以提供一种具有集成的传感机构和/或集成的信号线路的管。为此，在本发明的实施方式中，当通过拉延将管坯改型成外管或内管时，将槽引入外管的内壁或内管的外壁或甚至这两者中。不言而喻，这种槽沿管的纵向方向延伸，并且因此至少为信号线路提供空间。

如果在内管的外壁中提供用于信号线路的槽，则第二拉伸型模的限定了内管的外面的模具内面必须具有至少一个向内凸出的部段，以便在内管的外面中拉伸出沿内管的纵向方向延伸的槽。

替选地或附加地，如果在外管的内壁中拉伸出槽，则借助第三拉伸型模和拉伸芯牵拉外管，第三拉伸型模的模具内面形成外管的外面，拉伸芯的模具外面形成外管的内面。在这样的实施方式中，拉伸芯的模具外面具有至少一个向外凸出的部段，以便在拉伸期间该部段在外管的内面中拉伸出槽。与之相比，在这样的实施方式中，在没有拉伸芯的情况下，也能实现通过借由在本申请的上下文中称为第二拉伸型模的拉伸型模将金属制成的管坯拉伸成本发明的实施方式中的内管。

尽管在本发明的实施方式中，在外管的内面和/或内管的外壁中设置有恰好一个槽，但也可以在外管或内管中拉伸出多个槽。不言而喻，在这样的实施方式中，在外管的内面中布置槽的情况下，拉伸芯的模具外面具有相应数目的向外凸出的部段。在一个实施方式中，在外管的内面中拉伸出恰好三个槽。在一个实施方式中，这三个槽沿周向方向各自相互间隔120°。同样地，在内管的外面中设置多个槽的情况下，第二拉伸型模的模具内面具有多个向内凸出的部段。在一个实施方式中，在内管的外面中拉伸出恰好三个槽。在一个实施方式中，这三个槽沿周向方向各自相互间隔120°。

尽管向外凸出的部段或向内凸出的部段可以在拉伸芯的模具外面或拉伸型模的模具内面中具有任意轮廓，但在本发明的实施方式中，各个凸出的部段的横截面轮廓呈部分圆形。这样的部分圆形的槽的优势在于，相应的模具能够良好地制造并且具有很长的使用寿命。

在本发明的实施方式中，槽沿外管或内管的周向方向具有宽度并且沿外管或内管的径向方向具有深度，其中，宽度小于深度。相应的形成阴模的模具有很高的稳定性。在此情形下，沿周向方向的宽度应被理解为槽在外面或内面中沿外面或内面的轮廓的延伸。不言而喻，在具有圆形横截面的管中，沿嵌有槽的面的周向测定宽度。相应地，沿径向方向测定槽的深度。在具有圆形横截面的管中，该径向方向沿管的半径方向延展。

在本发明的实施方式中，为了防止成品管因槽而对其组成部分造成不必要的削弱，在将内管插入外管的步骤之前，至少对外管进行切削加工，以便在外管的内面中形成至少一个凹部，其中，凹部联接至至少一个槽，或者对内管进行切削加工，以便在内管的外面中形成至少一个凹部，其中，凹部联接至至少一个槽。通过这种方式，沿管的纵向方向观察，逐点地，即沿管的纵向方向的一个或多个位置处提供用于容纳特别是探测器的容纳空间。因此，可以使槽的宽度更小。

在本发明的实施方式中，通过从铣削、钻孔和锉削或它们的组合中选定的方法进行切削加工。

虽然可以借助拉延在管的整个长度上引入槽，但在本发明的实施方式中，沿管的纵向方向仅在必须布置传感器的位置处设置凹部。通过这种方式，可以缩短切削加工的加工时间。

在一个实施方式中，凹部联接至槽。就本申请而言，将凹部联接至槽意味着：外面或内面中的槽和凹部在外半径或内半径之内形成连贯的结构空间或连贯的体积。

在将内管插入外管的步骤之前，将至少一个信号线路和/或传感器引入槽。此外，也可以在单个槽中引入多个信号线路，并且当外管和/或内管中设置多个槽时，可以在这些槽中的每个中引入一个或多个信号线路。

就本申请而言，信号线路应被理解为能够将信号，即信息从发射机传递到接收机的任何线路。在此情形下，在一个实施方式中，信号线路从用于电信号的线路、用于电磁信号的线路和用于光信号的线路或它们的任意组合中选定。这种信号线路的示例是绝缘的导电线或光纤。

在本发明的实施方式中，借助粘接剂将信号线路粘入槽中并且/或者将探测器粘入槽和/或凹口中。在将内管插入外管期间以及经由第一拉伸型模进行牵拉期间，这种粘接连接将探测器和信号线路固定在槽或凹口中。

就本发明关于制造用于高压线路的传感器的方法所述的各方面而言，同样适用于利用该方法制造的用于高压线路的传感器。就所描述的传感器具有用于高压线路的特征而言，它们可以通过适用于生产传感器的方法来提供。

附图说明

下面根据实施方式的以下描述并参照附图对本发明的其它优点、特征和应用可行方案予以阐述。其中：

图1示出作为根据本发明的传感器的实施方式的一部分的内管的分解透视图；

图2示出图1中的内管的分解透视图，其具有容纳于其上的信号线路和探测器；

图3示出图1和图2中的内管的分解透视图，其具有与其同中心的外管；

图4示出图1至图3中的内管的端面的俯视图；

图5示出图1至图3中的内管的在其中布置有探测器的平面中的剖视图；

图6示出具有图3中的内管和外管的传感器的在其中布置有探测器的平面中的剖视图；

图7示出用于制造图1至图6中的内管的拉伸型模的实施方式的纵向剖视图；

图8示出沿图7中的拉伸型模的横向方向的剖视面；

图9示出作为根据本发明的传感器的替选实施方式的一部分的管的剖视图；

图10示出作为根据本发明的传感器的另一实施方式的一部分的管的剖视图。

在附图中，相同的元件标有相同的附图标记。

附图是未按比例绘制的示意图。全部附图尤其示出用于高压线路的传感器或这类传感器的部分。为了提供所需的抗高压强度，作为传感器的一部分的由外管和内管构成的管的总壁厚等于或大于内管的内直径。在此，由外管和内管构成的成品管的总壁厚作为外管的外直径与内管的内直径之差的一半来测量。

具体实施方式

图1示出内管1，该内管在其外面2中具有三个槽4。这些槽4用于在包括内管1和在图3中用附图标记5表示的外管的传感器中容纳信号线路7。

在所示的实施方式中，内管1是冷改型(在此为冷拉伸)的不锈钢管。当在通过拉伸将槽4引入到管1的外面2中时，将附加的凹部6铣削到管的外面2中。这些可以参阅图2。

图7和图8示出用于拉伸内管1的拉伸型模9。拉伸型模9减小送入的管坯的外直径，使得拉伸制成的内管1具有由拉伸型模9的模具尺寸限定的外直径。在此，就本申请而言，锥形的模具内面10的最小直径被称为模具尺寸。在图7的拉伸型模9中，在以11标记的部位处达到这个最小内直径。附加于拉伸型模9，为了将管坯拉伸成内管1，可以使用夹持的或活动的拉伸芯，其形成内尺寸，即内管1的内直径。但这并非必需。

图4示出在凹部6之外的任意平面中穿过内管1的剖面图。内管1的内面具有附图标记14。

为在内管1的外面2中拉伸出槽4，在模具内面10上设置三个凸出的部段12。这些从模具内面向内凸出的部段12沿周向方向各自相互间隔120°。向内凸出的部段中的每个部段都具有部分圆形的横截面，其中，相对于模具内面10，每个向内凸出的部段的部分圆都小于180°。通过这种方式，通过拉伸型模9在内管1的外面2中拉伸出的槽4沿管1的周向方向的宽度小于其沿管1的径向方向的深度。

在拉伸通过拉伸型模9之后，内管1因此不仅具有其外部尺寸及其内部尺寸，而且还有三个各自相互间隔120°的槽4。

就本申请而言，图7和图8中的拉伸型模9被称为第二拉伸型模。

在拉伸内管1之后，在其外面2中附加地铣削凹部6，使得这些凹部联接至槽4。图5示出在凹部6区域内的管的剖视图。

在内管1的外面2中设置有三个凹部6，它们用于分别容纳与信号线路7连接的各一个探测器。在图2的透视图中只能看出两个凹部6，另一个凹部被管遮挡。

凹部6中的每个凹部联接至各一个槽4，从而槽4和凹部6形成用于信号线路7和探测器8的连贯的容纳空间。

接下来，再将信号线路7与探测器8一起粘入到槽4或凹部6中。对于这种粘接重要的是粘接足够稳定以便能够将内管1插入外管5。在所示的实施方式中，槽4的尺寸刚好设定成使得它们分别容纳两个信号线路7。

为了能够制造完整的传感器，首先无关紧要的是如何制造或提供外管5。典型地，外管5也是由不锈钢制成的冷改型的管。

然而关键在于，内管1的外直径小于外管5的内直径。通过这种方式，在与外管5很小摩擦的情况下以很小的力就能将内管1引入外管5。在一个实施方式中，手动实施该工作步骤。如果将内管1插入外管5时内管1和外管5具有过高的摩擦，则可能损坏已经布置在槽4和凹部6中的信号线路7和探测器8。

然后，将两个彼此同中心地布置的内管1和外管5以机械式力锁合方式彼此连接成管，具体方式是：穿过拉伸型模在拉伸床上对这两个管进行共同拉伸。然后，内管1和外管5连同信号线路7和探测器8一起形成根据本发明的用于高压线路的传感器16。就本申请而言，该拉伸型模被称为第一拉伸型模。第一拉伸型模有与图7和图8中的拉伸型模的设计方案类似的设计方案，但第一拉伸型模不具有成型的模具内面上的凸出的部段。

这种制造管的方法步骤的关键在于，外管5的内直径以如下方式减少，使得外管5的内面以力锁合方式置于内管的外面2上。为了提供力锁合，需要穿过第一拉伸型模对内管和外管进行共同拉伸以如下方式减少外管的壁厚和外管的内直径，使得内管的外直径也减小了至少0.01mm且至多0.3mm。内管的外直径的减少的上限用于避免这种情况：在穿过第一拉伸型模对内管和外管进行共同拉伸时，使槽4和凹部6的结构空间减小并且损坏信号线路或探测器。此外，必须避免内管的内直径的改变，以便不会改变内管的内面的表面特性并且不会改变管的抗压强度。

在所示的实施方式中，形成槽4的部分圆具有0.5mm的半径。部分圆以如下方式嵌入内管1的外面2，使得作为在垂直于内管1的纵轴线的方向上两个边缘之间的连接线所测得的槽宽度为1.88mm。在本实施方式中，槽4的深度就是从槽的最低点至槽在外面2上的两个边缘之间的连接线并且垂直于该连接路径所测得的0.7mm。

图6示出穿过第三拉伸型模对内管1和外管5进行共同拉伸之后的图3中的成品管14的剖面图。在此可以看出，在槽4中均布置有三个信号线路7。还可以清楚看出，内管1的外面2贴靠在外管5的内面14上。

在附图中用附图标记15表示外管5的外面。

图9示出根据本发明的传感器16‘的一个实施方式，其中内管1‘具有不带槽和凹部的外面2‘。作为替代，三个槽13装入到被拉到内管上的外管5‘中。针对此目的，由管坯拉伸出外管，其中，使用拉伸型模和固定的拉伸芯作为模具。就本申请而言，该拉伸型模形成第三拉伸型模。

对此，拉伸芯在其限定了外管的内面的模具外面上具有三个向外凸出的部段，它们在外管的内面中拉伸出槽13。附加地能够实现的是，在外管5‘的内面17‘中设置有凹部，在其中容纳有传感器。这些凹部可以通过铣削引入内面17‘。

图10示出传感器16“的示意性剖面图。在传感器16“的该实施方式中，外管5‘的内面17‘以及内管1的外面2均具有四个槽4、13。在此，内管1的槽4和外管5‘的槽13如针对图1至图5中的内管1以及图9中的外管5‘所述的那样来制造。槽4、13布置成使得它们分别限定共同的结构空间。

就本申请而言，在所示的全部实施方式中，内管和外管连同信号线路7和探测器一起形成用于高压线路的传感器16、16‘、16“。在所示的实施方式中，探测器是呈应变计形式的力探测器8，其检测作用到内管1、1‘上的力。为此，力探测器8与内管的外面嵌接。这些力特别是由于管中引导的流体的压力而施加到内管上，从而传感器16、16‘、16“是用于高压线路的压力传感器。

对于原始公开要注意的是，所有的特征，如它们由本说明书、附图和权利要求中为本领域技术人员所呈现出的那样，即使它们被描述为具体地仅与特定的其它特征相结合，它们也能单独地或和与本文公开的其它特征或特征组以任意方式进行组合，除非已经明确地排除了这些组合，或者这种组合对于技术条件来说是不可能的或毫无意义的。在这里出于说明书的简洁性和可读性，并未全面的、详细地示出所有可能的特征组合。

尽管已经在附图和前面的说明书中详细说明和描述了本发明，但是这样的说明和描述仅仅是示例性的，并非旨在限制如由权利要求限定保护范围那样来限定保护范围。本发明不限于所公开的实施方式。

根据附图、说明书和所附权利要求，公开的实施方式的变型方案对于本领域技术人员将是显而易见的。在权利要求中，词语“具有”不排除其它的元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。在不同的权利要求中要求特定的特征的事实并不排除它们的组合。权利要求中的附图标记不视为对保护范围的限制。

附图标记列表

1、1‘ 内管

2、2‘ 内管的外面

4 内管的外面中的槽

5、5‘ 外管

6 凹部

7 信号线路

8 力探测器

9 第二拉伸型模

10 拉伸型模的模具内面

11 模具尺寸

12 模具内面的凸出的部段

13 外管的内面中的槽

14、14‘ 内管的内面

15 外管的外面

16、16‘、16“ 传感器

17、17' 外管的内面

Claims (15)

1.用于高压线路的传感器(16、16‘、16“)，所述传感器包括：

由金属制成且具有外面(15)、内面(17、17‘)、外直径和内直径的外管(5、5‘)，

由金属制成且具有外面(2、2‘)、内面(14、14‘)、外直径和内直径的内管(1、1‘)，

其中，所述内管(1、1‘)在所述外管中同中心地延伸，从而使所述内管(1、1‘)与所述外管(5、5‘)共同形成管，并且其中，作为所述外管的外直径(5、5‘)与所述内管的内直径(1、1‘)之差的一半而测得的总壁厚等于或大于所述内管的内直径(1、1‘)，

至少一个在所述外管(5、5‘)的内面(17、17‘)中或在所述内管(1、1‘)的外面(2、2‘)中沿管的纵向方向延伸的槽(4、13)，

至少一个布置于所述槽(4、13)中的信号线路(7)，

与所述信号线路(7)连接的至少一个探测器(8)，

其中，所述探测器(8)至少布置在所述槽(4、13)中或者布置在至少一个附加于所述至少一个槽(4、13)的至少引入所述内管(1、1‘)的外面(2、2‘)中或所述外管(5、5‘)的内面(17、17‘)中的凹部(6)中，并且

其中，所述外管(5、5‘)以力锁合方式置于所述内管(1、1‘)上。

2.根据权利要求1所述的传感器(16、16‘、16“)，其特征在于，所述传感器(16、16‘、16“)是压力传感器，其中，所述至少一个探测器(8)是力探测器，所述力探测器与所述内管(1、1‘)嵌接，从而使所述力探测器在所述传感器(16、16‘、16“)的运行中检测施加到所述内管(1、1‘)上的力。

3.根据前述权利要求中任一项所述的传感器(16、16‘、16“)，其特征在于，所述传感器具有至少在所述外管(5‘)的内面中或所述内管(1、1‘)的外面中沿管的纵向方向延伸的三个槽(4、13)，

其中，所述三个槽(4、13)中的每个槽中布置有至少一个信号线路(7)，

其中，与至少一个信号线路(7)连接的探测器(8)分别至少布置于所述三个槽(4、13)中的一个槽中或者三个分别联接所述槽(4、13)中的一个槽的凹部(6)中，

其中，所述探测器(8)在管的纵向方向上布置成使得得到垂直于管的纵向方向的与全部三个探测器(8)相交的横截面。

4.根据前一权利要求所述的传感器(16、16‘、16“)，其特征在于，所述三个探测器(8)沿管的周向方向各自相互间隔120°。

5.根据权利要求3或4所述的传感器(16、16‘、16“)，其特征在于，所述三个探测器(8)是力探测器，从而所述传感器(16、16‘、16“)是压力传感器。

6.根据前一权利要求所述的传感器(16、16‘、16“)，其特征在于，所述传感器(16、16‘、16“)附加地具有温度计，其中，所述温度计至少布置于一个槽(4、13)中或者布置于至少一个至少引入所述内管(1)的外面或所述外管(5‘)的内面中的凹部(6)中。

7.根据前述权利要求中任一项所述的传感器(16、16‘、16“)，其特征在于，所述内管(1、1‘)是具有900N或更大的抗拉强度的冷作硬化的管。

8.根据前述权利要求中任一项所述的传感器(16、16‘、16“)，其特征在于，所述内管(1、1‘)比所述外管具有更大的伸长度。

9.根据前述权利要求中任一项所述的传感器(16、16‘、16“)，其特征在于，所述总壁厚为至少3mm。

10.制造用于高压线路的传感器(16、16‘、16“)的方法，所述方法包括以下步骤：

提供由金属制成且具有外面、内面、外直径和内直径的外管(5、5‘)，

提供由金属制成且具有外面、内面、外直径和内直径的内管(1、1‘)，

其中，所述内管(1、1‘)的外直径小于所述外管(5、5‘)的内直径，并且

其中，作为所述外管(5、5‘)的外直径与所述内管的内直径之差的一半而测得的总壁厚等于或大于所述内管(1、1‘)的内直径，

将至少一个沿所述外管(5‘)的或所述内管(1)的纵向方向延伸的槽(4、13)至少引入所述外管(5‘)的内面或所述内管(1)的外面中，

将至少一个信号线路(7)布置在所述槽(4、13)中，

将至少一个与所述信号线路(7)连接的探测器(8)至少布置在所述槽(4、13)中或者布置在至少引入所述内管(1)的外面或所述外管(5')的内面中的至少一个凹部(6)中，

将所述内管插入所述外管(5、5‘)中，从而使所述内管(1、1‘)在所述外管(5、5‘)中延伸，并且

将所述内管(1、1‘)和所述外管(5、5‘)共同拉伸通过具有成型出所述外管的外面的模具内面的第一拉伸型模，

其中，所述第一拉伸型模的模具内面的模具直径被选择为通过拉伸使所述外管(5、5‘)的内直径减小，以便使所述外管(5、5‘)在拉伸之后以力锁合方式置于所述内管上，从而使所述内管(1、1')与所述外管(5、5‘)共同形成管。

11.根据前一权利要求所述的方法，其特征在于，通过将所述内管(1、1‘)和所述外管(5、5‘)共同拉伸穿过所述第一拉伸型模，将所述外管(5、5‘)的壁厚和所述外管(5、5‘)的内直径以如下方式减少，即，使所述内管(1、1‘)的外直径减小至少0.01mm且至多0.3mm。

12.根据前一权利要求所述的方法，其特征在于，通过将所述内管(1、1‘)和所述外管(5、5‘)共同拉伸穿过所述第一拉伸型模，并未减少所述内管(1、1‘)的内直径。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法，其特征在于，提供所述内管(1)并且将所述槽(4、13)引入所述内管(1)的外面中包括以下步骤：

提供由金属制成的管坯，

穿过具有成型出所述内管(1)的外面的模具内面的第二拉伸型模将所述管坯拉伸成所述内管(1)，

其中，所述第二拉伸型模的模具内面的模具直径被选择为使所述内管(1)的外直径小于所述外管的内直径，并且

其中，所述第二拉伸型模的模具内面具有至少一个向内凸出的部段，从而在所述内管的外面中拉伸出至少一个沿所述内管(1)的纵向方向延伸的槽(4、13)。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述第二拉伸型模的模具内面具有多个向内凸出的部段，从而在所述内管(1)的外面中沿纵向方向拉伸出多个槽(4)。

15.根据权利要求10至14中任一项所述的方法，其特征在于，在将所述内管(1)插入所述外管(5、5‘)的步骤之前，至少对所述内管(1)进行切削加工，从而在所述内管(1)的外面中形成所述至少一个凹部(6)，其中，所述凹部(6)联接到至少一个槽(4、13)上。