CN113196026A - 包括用于使隔离膜片偏移的设备的压力计 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及压力计，包括：压力传感器(1)；压力传输器(3)，压力传输器(3)被连接在压力传感器(1)的上游并且具有隔离膜片(5)，隔离膜片(5)的外侧能够被供应有压力(p)并且压力接收腔(7)被封闭在隔离膜片(5)的下方；并且包括液压压力传输路径(9)，液压压力传输路径(9)被连接至压力接收腔(7)并且被填充有压力传输流体，并且液压压力传输路径(9)将作用在隔离膜片(5)外侧的压力(p)传输至压力传感器(1)，所述压力计适用于较宽的应用范围。另外，膜片密封件(3)包括偏转设备(13)，偏转设备(13)能够借助于被连接至压力传感器(1)和/或温度传感器(TS1、TS2、TS3)的控制器(11)而被致动，并且被设计为在由控制器(11)确定和基于由压力传感器(1)连续测量的压力(pgem)和/或由温度传感器(TS1、TS2、TS3)连续测量的温度(Tgem)的时刻，在隔离膜片(5)上或被连接至隔离膜片的元件上施加力(K)，所述力使隔离膜片(5)在其膜片床(15)的方向上偏转。
Description
技术领域
本发明涉及一种压力计，包括：压力传感器；以及压力传输器，其被连接在压力传感器的上游并且具有隔离膜片，压力能够被施加至隔离膜片的外侧，并且压力接收腔在隔离膜片下方被封闭；以及液压压力传输路径，其被连接到压力接收腔并被填充有压力传输流体，并且液压压力传输路径将作用在隔离膜片的外侧上的压力传输到压力传感器。
背景技术
压力计在许多不同的行业中被用于测量压力。
在开头提到的类型的压力计中，传输压力的流体处于在液压压力传输路径中占主导的内部压力下。该内部压力跟随从外部作用在隔离膜片上的要测量的压力，因此要测量的压力越低，该内部压力越低。同时，传输要测量的压力的流体具有与压力和温度有关的蒸气压力，该蒸气压力使在液压压力传输路径中形成气相，内部压力越低，这越明显，并且流体被暴露到的温度越高，这越明显。气相越强，对液压压力传输路径的压力传输特性的损害越大。压力传输特性的损害导致压力计能够实现的测量精度的相应劣化。
因此，开头提到的类型的压力计只能够用于测量大于最小压力的压力，该最小压力取决于所使用的流体的蒸气压力。
此外，它们只能够在低于取决于所使用流体的蒸汽压力的最高温度的温度下被使用。单独地还是组合地，它们都导致能够使用开头提到的压力计的使用的领域的限制。
发明内容
本发明的目的是提供一种开头提到的类型的压力计，其能够在更大的应用领域中被使用。
为此，本发明包括一种压力计，其具有：
压力传感器；
压力传输器，其被连接在压力传感器的上游并具有隔离膜片，压力能够被施加至隔离膜片的外侧，并且压力接收腔被连接在隔离膜片的下方；以及
液压压力传输路径，其径被连接至压力接收腔并且被填充有压力传输流体，并且液压压力传输路径将作用在隔离膜片外侧的压力传输至压力传感器；
其特征在于，压力传输器包括偏转设备，偏转设备能够借助于被连接至压力传感器和/或温度传感器的控制器而被控制，并且被设计为在由控制器确定的和基于由压力传感器连续测量的压力和/或由温度传感器连续测量的温度的时刻，向隔离膜片或被连接至隔离膜片的元件施加力，该力使隔离膜片在其膜片床的方向上偏转。
根据本发明的压力计提供的优点在于，借助于偏转设备被施加到隔离膜片上的力，如同对应于作用在隔离膜片外侧上的压力的力的压力增加量一样作用在整个压力计上。因此，该力的施加导致对应于抵消气相的形成的力的内部压力的增加。因此，该力以与在恒定温度下要测量的压力的压力增加量或在要测量的恒定压力下发生的温度的降温完全相同的方式相对于气相的形成而作用。这导致根据本发明的压力计在没有以上述方式控制的偏转设备的情况下能够在比相同压力计更大的应用领域中被使用。
进一步的优点在于，力直接被施加到隔离膜片或与其连接的元件上。结果，所述力能够以限定的方式独立于作用在隔离膜上的压力、温度和流体的压力传输特性而被预先指定。
压力计的第一发展的特征在于，隔离膜片是磁性的或铁磁性的，或者被连接到磁性的或铁磁性的元件；以及
偏转设备包括电磁体，电磁体被设计为在由控制器预先指定的时刻，向磁性的或铁磁性的隔离膜片或连接至隔离膜片的磁性的或铁磁性的元件施加使隔离膜片在其膜片床的方向上偏转的力。
第一发展的发展的特征在于，
电磁体被集成在压力传输器中，
电磁体的线圈被定向为使得其平行于表面法线的纵轴的延伸延伸至隔离膜片上穿过隔离膜片的中心；
线圈被布置为使得其在所有侧上在外部围绕从压力接收腔到压力传感器的压力传输路径的部分；和/或
电磁体包括空心柱形的芯，芯至少部分地被线圈围绕，并且通向压力接收腔的液压压力传输路径的端部区域穿过芯延伸。
第一发展的进一步发展的特征在于，压力计：
包括偏转测量电路，偏转测量电路能够被连接到或被连接到电磁体，并且被设计为使得基于取决于隔离膜片的偏转的电磁体的特性、基于电磁体的电感或基于取决于电磁体的电感的变量，当偏转设备被关闭时取决于作用在隔离膜片上的压力来确定隔离膜片的偏转；以及
包括测试设备，测试设备被设计为使得基于由压力传感器测量的压力和由偏转测量电路并行地确定的隔离膜片的偏转，当偏转设备被停用时检查压力计的功能性和/或测量精度。
第二发展的特征在于，隔离膜片由不锈钢或奥氏体不锈钢构成，或者隔离膜片至少部分地或整体上由磁性材料、铁磁性材料、铁磁性钢、铁素体钢、双相钢或超双相钢构成。
第三发展的特征在于，被连接到隔离膜片的磁性的或铁磁性的元件包括盘，盘被布置在指向压力接收腔的隔离膜片的内侧，其中盘：
a)由磁性的或铁磁性的材料、磁性的或铁磁性的合金、铁磁性钢、铁素体钢、双相钢、超双相钢、铁、铸铁、磁性的或铁磁性的陶瓷、铁素体陶瓷或氧化铁构成；
b)被施加作为对隔离膜片的涂层或电镀涂层，或通过接合或焊接被连接至隔离膜片；
c)在隔离膜片(5)的材料厚度为25μm至200μm的情况下，将具有0.1μm至500μm的盘厚度；在隔离膜片(5)的材料厚度为25μm至100μm的情况下，将具有0.1μm至300μm的盘厚度；或者在隔离膜片的材料厚度为50μm至200μm的情况下，将具有10μm至500μm的盘厚度；和/或
d)具有小于隔离膜片的直径的直径和/或当隔离膜片具有20mm至90mm的直径时，具有2mm至15mm的直径，其中，盘相对于隔离膜片同心地布置。
第四发展特征在于，连接至隔离膜片的元件包括永磁体，永磁体被安装在隔离膜片的内侧上指向压力接收腔。
第四发展的发展的特征在于，永磁体延伸到与压力接收腔相邻的压力传输路径的端部区域中，端部区域在外部被电磁铁的线圈至少部分地围绕。
第五发展的特征在于，电磁体被定向为使得由此能够被施加到隔离膜片或被施加到在隔离膜片的内侧上被连接到围绕隔离膜片中心的隔离膜片的中心区域的元件上的磁吸引力，在平行于穿过隔离膜片的中心的隔离膜片上的表面法线延伸的方向上是最大的。
第六发展的特征在于，控制器和偏转设备被设计为使得偏转设备能够借助于控制器来接通和断开，和/或当被接通时，偏转设备将预先限定的大小的恒定力或借助于控制器而预先限定的大小的力施加到隔离膜片。
进一步的发展的特征在于，
a)控制器被设计为使得当借助压力传感器测量的压力下降到预定的下限以下时，控制器根据由压力传感器测量的压力接通偏转设备，并且当偏转设备被接通时当由压力传感器测量的压力超过预先限定的上限时，关闭偏转设备；
b)控制器被设计为使得当偏转设备被关闭时当借助于温度传感器测量的温度超过预先限定的温度上限时，接通偏转设备，并且当偏转设备被接通时当借助于温度传感器测量的温度下降到预先限定的温度下限以下时，关闭偏转设备；或者
c)控制器被设计为使得：
c1)基于所测量的压力和所测量的温度，通过从所测量的压力中减去取决于所测量的温度并随温度升高而升高的值，确定辅助量；
c2)当偏转设备被关闭时当所确定的辅助量下降到预先限定的辅助量下限以下时，接通偏转设备；以及
c3)当偏转设备被接通时当所确定的辅助量超过预先限定的辅助量上限时，关闭偏转设备。
最近提及的发展的发展的特征在于，
a)上限实际上高于下限与由力引起的所测量的压力的压力增加量之和；
b)温度上限实际上高于温度下限；或者
c)辅助量上限实际上高于辅助量下限与由力引起的所测量的压力的压力增加量之和。
第七发展特征在于，控制器被设计为使得基于所测量的压力和/或所测量的温度以及先前被施加到隔离膜或与其相连接的元件上的力的大小，逐渐地或连续地调节由偏转设备施加的力的大小。
第八发展的特征在于，压力计被设计为使得其输出压力测量结果，压力测量结果与当偏转设备被关闭时借助于压力传感器测量的压力对应，并且与由压力传感器测量的压力与由力引起的所测量的压力的压力增加量之间的差异对应。
附图说明
现在将使用图中的附图详细解释本发明及其优点，附图示出三个示例性实施例。在附图中，相同的元件被提供相同的附图标记。为了能够显示有时具有非常不同的尺寸的组件，已经选择了并非总是按比例绘制的图示。
图1示出具有压力传输器的压力计，该压力传输器具有磁性的或铁磁性的隔离膜片；
图2示出压力传输器，在其隔离膜片上布置磁性盘或铁磁性盘；
图3示出具有隔离膜片的压力传输器，所述隔离膜片连接到永磁体；
图4示出作用在隔离膜的外侧上的压力的时间曲线；以及
图5示出在图4所示的时间段中用根据本发明的压力计的压力传感器测量的压力的示例。
具体实施方式
图1示出根据本发明的压力计的示例，其包括压力传感器1和在压力传感器1上游的压力传输器3。压力传输器3包括隔离膜片5，隔离膜片5的外侧能够被由压力计测量的压力p的作用。压力接收腔7被封闭在隔离膜片5的下方。被连接到压力接收腔7的是液压压力传输路径9，该液压压力传输路径9被填充有压力传输流体，并且将作用在隔离膜片5的外侧上的压力p传输到压力传感器1。
根据本发明的压力计的特征在于，它们的压力传输器3包括偏转设备13，能够借助于被连接到压力传感器1和/或温度传感器TS1、TS2、TS3的控制器11来控制该偏转设备13，并且偏转设备13被设计为在由控制器11确定的和基于由压力传感器1连续测量的压力pgem的时刻和/或由温度传感器TS1、TS2、TS3连续测量的温度的时刻，在隔离膜片5的膜片床15的方向上向隔离膜片5施加偏转力K。
根据本发明的压力计具有开头提到的优点。各个组件能够具有能够被单独使用或者也能够被相互组合使用不同的实施例。
图1中示出的特别优选的实施例设置了，隔离膜片5是磁性的或铁磁性的，并且偏转设备13包括电磁体17，该电磁体17被设计为在由控制器预先限定的时刻向隔离膜片5施加力K，该力K使隔离膜片5在其膜片床15的方向上偏转。
在所述实施例中，隔离膜片5至少部分地，但是优选全部地由磁性材料或铁磁性材料构成。在这方面，隔离膜片5能够由例如磁性合金、铁磁性合金、铁磁性钢、铁素体钢、双相钢或超双相钢组成。
该实施例提供的优点在于，没有改变隔离膜片5的压力传输特性的组件被需要用于产生使隔离膜片5偏转的力K。
可替代地，隔离膜片5能够被连接到磁性元件或铁磁性元件，并且偏转设备13能够包括电磁体17，该电磁体17被设计为在由控制器预先指定的时刻向连接到隔离膜片5的元件施加磁力K，该磁力K使隔离膜片5在其膜片床15的方向上偏转。
作为其示例，图2示出了能够代替图1所示的压力传输器3而使用的压力传输器，其中，被连接至隔离膜片5的磁性盘19或铁磁性磁盘19被布置在指向压力接收腔7的隔离膜片5的内侧上。该实施例提供的优点在于，隔离膜片5的材料在进一步的限制内能够自由选择，并且隔离膜片5还能够可选地由非磁性材料构成，诸如例如不锈钢，尤其是奥氏体不锈钢。
由磁性的或铁磁性的材料制成的盘19适合作为盘19。在这方面，盘19可以由例如磁性的或铁磁性的金属合金、铁磁性钢、铁素体钢、双相钢、超双相钢、铁或铸铁构成。然而，可替代地，盘19也可以由磁性的或铁磁性的陶瓷或铁素体陶瓷，诸如例如氧化铁构成。
取决于盘19的厚度和材料，盘19可以被施加到隔离膜片5上，例如作为涂层，例如作为电镀涂层，或者能够通过诸如焊接的结合而被连接到隔离膜片5。
作为替代地或附加地，盘19优选地具有0.1μm至500μm的层厚度。与此相比，隔离膜片5可以具有例如在25μm至200μm的范围内的材料厚度。在这种情况下，借助于压力计测量的压力p越大，隔离膜片5的材料厚度优选地被设置得越大。在这方面，在隔离膜片5的材料厚度为25μm至100μm的情况下，盘19将优选地具有0.1μm至300μm的盘厚度，而隔离膜片5的材料厚度为50μm至200μm，它优选地将具有10μm至500μm的盘厚度。
原则上，在盘厚度相对小的情况下，盘19能够被施加到隔离膜片5上作为全区域涂层。然而，优选地，与隔离膜片5同心地布置的盘19具有小于隔离膜片5的直径的直径。在这方面，在隔离膜片5的直径为20mm至90mm的情况下，盘19将优选地具有2mm至15mm的直径。该实施例提供的优点在于，隔离膜片5的压力传输特性通过盘19仅改变到相对较小的程度，这里盘19仅被连接到隔离膜片5的中心膜片区域，即使盘19的厚度相对较大和/或盘厚度大于隔离膜片5的材料厚度。
图3示出了作为另一示例的压力传输器，其能够替代图1所示的压力传输器3使用，其中永磁体21被安装在指向压力接收腔7的隔离膜片5的内侧上。该永磁体21能够例如被安装在安装件23上，该安装件23被布置在隔离膜片5的内侧并且被连接到隔离膜片5。
该实施例还提供的优点在于，隔离膜片5能够可选地由非磁性材料，诸如例如，不锈钢，尤其是奥氏体不锈钢构成。此外，其提供的优点在于，与利用图1和图2所示的变型相比，经由被连接至隔离膜片5的永磁体21，更大的力能够借助于电磁体17被施加到隔离膜片5上。
不论隔离膜片5是磁性的还是铁磁性的，或者是否被连接到磁性的或铁磁性的元件，诸如图2所示的磁性盘19或图3所示的永磁体21，电磁体17优选地被集成在压力传输器3中。这节省了空间，并且由于电磁体17与磁性的或铁磁性的隔离膜片5或被连接到隔离膜片5的磁性的或铁磁性的元件之间的相关短距离，提供了由于短距离，电磁体17能够将相应大的力K施加到隔离膜片5上的优点。
图1至图3示出了示例，其中，压力传输器3包括载体25，在该载体25的端面上被布置有通过隔离膜片5被向外部封闭的压力接收腔7。载体25在其与端面相对的后侧上具有凹部27，电磁体17或电磁体17的至少一部分被插入到该凹部27中。
可替代地或除了上述发展之外，电磁体17优选地被定向为使得以其被施加到隔离膜片5的或与其连接的元件的磁吸引力在平行于表面法线在隔离膜片5上穿过隔离膜片5的中心延伸的方向上是最大的。在这种情况下，可能设置有隔离膜5的元件也优选地在隔离膜片5的内部被连接到隔离膜片5的包括隔离膜片中心的中心区域。在该实施例中，力K在隔离膜中心上的对准提供的优点在于，通过控制器11预先限定的大小或预先指定大小的力K引起的膜偏转由此最大。
在这方面，图1至图3示出了示例性实施例，其中，电磁体17在每种情况下包括线圈29，线圈29被定向成使得其纵轴的平行于表面法线延伸延伸至隔离膜片5上穿过隔离膜片5的中心。可替代地或附加地，线圈29优选地被布置为使得其在所有侧面上在外部上围绕从压力接收腔7到压力传感器1的压力传输路径9的部分。
可选地，电磁体17能够包括芯31，该芯31增加能够借助于电磁体17被施加的力K，并且至少部分地被线圈29围绕。在图1和图2所示的该实施例中，芯31优选地是空心柱形的，并且被布置为使得液压压力传输路径9的与压力接收腔7相邻的端部区域穿过芯31。
在图3所示的实施例中，压力传输器3优选地被设计为使得永磁体21延伸到与压力接收腔7相邻的压力传输路径9的端部区域中，该端部区域至少部分地被电磁体17的线圈29在外部围绕。永磁体21能够例如是杆状的设计。
现有技术中已知的压力传感器可以用作压力传感器1。作为示例，图1示出了此压力传感器1，该压力传感器1包括要测量的压力作用于其上的测量膜片33。为此，在这里示出的示例中，压力传感器1被布置在压力测量腔35中，该压力测量腔35被连接至压力传输路径9并且同样被填充有传输压力的流体，使得在压力测量腔35中占主导的内部压力作用在测量膜片33的外部。另外，压力传感器1包括机电换能器，该机电换能器将测量膜片33的与压力相关的偏转转换成电量。被连接到换能器的是压力测量电路37，该压力测量电路37可计量地检测压力相关的量，并且提供借助于压力传感器1测量的压力pgem，例如以对应于测量的压力pgem的测量值或对应于测量的压力pgem的对应测量信号的形式。
图1作为示例示出了压阻换能器，其包括连接到桥式电路中的压阻元件39。然而，可替代地，具有基于另一换能器原理的转换器的压力传感器，例如电容换能器，也能够被使用。
根据本发明的压力计的控制器11被设计为控制偏转设备13，使得在由控制器11确定的和基于由压力传感器1连续测量的压力pgem和/或由温度传感器TS1、TS2、TS3连续测量的温度Tgem确定的时刻，偏转设备13在隔离膜片的膜片床方向上向隔离膜片施加偏转力K。
在这种情况下，控制器11和偏转设备13优选地被设计为使得偏转设备13能够借助于控制器11被接通和关闭，和/或被设计为使得偏转设备13将预先指定大小的恒定的力K或由控制器11能够预先指定大小的力K施加到隔离膜片5上。在关闭状态下，偏转设备13不向隔离膜片5施加任何力。
图1示出了这样的示例，其中压力计包括电子可控制的开关设备41，经由该电子可控制的开关设备41偏转设备13被接通和关闭。该开关设备41能够采用控制器11的组件的形式，或者可以能够被连接到控制器11使得其能够被控制器11控制。图1示出了示例性的实施例，其中线圈29能够经由开关设备41被连接至被集成在压力计中的直流源IDC。在接通状态下，电磁体17将力K施加到隔离膜片5或与其连接的元件上，该力K的大小能够基于电流的大小被调节。在这方面，直流源IDC能够被设计为使得其产生预先限定的大小的电流。在这种情况下，当偏转设备13被接通时，力K具有预先限定的恒定的值。然而，可替代地，直流源IDC也可以采用能够借助于控制器11被调节并且产生能够借助于控制器11预先指定的大小的电流的直流源IDC的形式。在该实施例中，力K的大小经由可调节的电流的大小由控制器11预先指定。
偏转设备13的控制能够取决于压力计的预期用途以不同的方式被实现。
本发明的变型提供了，控制器11被设计为使得其根据由压力传感器1测量的压力pgem来接通和关闭偏转设备13。为此，控制器11能够被连接到压力传感器1或压力测量电路37，或者包括压力测量电路37。
在该变型中，控制器11优选地被设计为使得当偏转设备13被关闭时由压力传感器1测量的压力pgem低于预先指定的下限pmin时，接通偏转设备13，并且当偏转设备13被接通时由压力传感器1测量的压力pgem超过预先指定的上限时，关闭偏转设备13。
对此，图4示出了作用在隔离膜片5的外侧上的要测量的压力p的时间曲线p(t)的示例，该曲线从位于下限pmin以上的第一压力p1下降到位于下限pmax以下的第二压力p2，然后稳定地上升。图5示出了在图4所示的时间段中同时由压力传感器1测量的压力pgem，由此导致了当偏转设备13被操作为使得在接通状态下，它向隔离膜片5或与隔离膜片5连接的元件施加预先限定的大小的恒定的力K。
曲线p(t)包括第一时间范围A，其中要测量的压力p等于下限pmin在该时间范围A中，偏转设备13被关闭。因此，由压力传感器1测量的压力pgem(t)与要测量的压力p(t)一致并且连续地降低。在时刻t1，要测量的压力p(t1)和测量的压力pgem(t1)下降到下限值pmin以下。这由控制器11基于测量的压力pgem(t1)来检测，其随后接通偏转设备13。偏转设备13的接通类似于与恒定力K对应的要测量的压力p的压力增加量Δp(K)一样起作用。因此，在时刻t1，由于压力上升Δp(K)，测量的压力pgem(t1)突然地上升。在下一个时间范围B中，要测量的压力p在时刻t2之前进一步降低，然后在随后的时间范围C和D中再次升高。这里，偏转设备13保持接通，直到现在取决于恒定力K和要测量的压力p的测量的压力pgem(t3)在时刻t3超过上限pmax。这由控制器11基于测量的压力pgem(t3)来检测，其随后再次关闭偏转设备13。偏转设备13的关闭类似于对应于力K由此上升的要测量的压力p的压力下降一样起作用。因此，在时刻t3，测量的压力pgem(t3)突然地降低了在绝对值上等于压力增加Δp(K)的压力下降，该压力增加量Δp(K)先前由偏转设备13的接通引起。因此，在随后的时间段D中测量的压力pgem(t)再次对应于要测量的压力p。
可选地，上限pmax优选地被设置为使得其真正大于下限pmin与由力K引起的测量的压力pgem(t)的压力增加量Δp(K)之和。这提供的优点在于，上限值pmax与下限值pmin之间的限制值差异H1确保仍然存在稳定的测量条件，即使要测量的压力p随时间在下限值pmin附近的波动得小于限制值差异H1和/或随时间波动小于与对应于上限pmax与压力增加量Δp(K)之间的差异的值的限制值差异。
可选地，控制器11可以被设计为基于测量的压力pgem和先前施加到隔离膜片5或与其连接的元件上的力K逐渐地或连续地调节通过偏转设备13施加的力K的大小。
基于测量的压力pgem控制偏转设备13提供的优点在于，压力计能够在为压力计预先限定的温度范围的扩大的压力测量范围内被使用，其压力测量范围比没有偏转设备的相同的压力计的测量范围下限小取决于由力K或最大力K引起的压力增加量Δp(K)的值，并且其测量范围上限等于没有偏转设备的相同的压力计13的测量范围上限。
尽可能不可压缩的并且具有尽可能最近的蒸气压力的流体被优选地使用作为压力传递流体。适用于该目的的是，例如，适用于该目的并且从现有技术中已知的特殊液体或硅油。与流体的选择无关，流体的蒸气压力不仅取决于压力传输路径9中普遍存在的内部压力，而且还随着温度T的升高而增加。当偏转设备13正在被控制时，必须考虑该温度相关性。这可以例如通过力K、上限pmax和下限pmin的相应的大小来实现，并且得出其中压力计能够被使用的温度范围的限制。
然而，可替代地，通过被设计为使得其根据借助于温度传感器TS1、TS2、TS3测量的温度Tgem来控制偏转设备13的控制器11，随着温度升高而增加的蒸汽压力也能够被抵消。在该变型中，温度传感器TS1、TS2优选地被布置为使得其与压力传输流体接触。为此，温度传感器TS1、TS2能够被布置在，例如，压力接收腔7或压力测量腔35中。然而，可替代地，温度传感器TS3也能够被容纳在压力计的其他地方，例如在围绕控制器11的电子壳体43中。基于温度传感器TS1、TS2和TS3在每种情况下被示出，在图1中示出了所有三个位置作为可能的示例。
类似于先前的示例性实施方案，压力计的控制器11在该变型中可选地优选地被设计为使得其根据由连接至控制器11的温度传感器TS1、TS2、TS3测量的温度Tgem来接通和关闭偏转设备13。在这种情况下，控制器11优选地被设计为使得当偏转设备13被关闭时由温度传感器TS1、TS2、TS3测量的温度Tgem超过预先限定的温度上限时，控制器11接通偏转设备13，并且当偏转设备13被接通时由温度传感器TS1、TS2、TS3测量的温度Tgem下降到预先限定的温度下限Tmin以下时，控制器11关闭偏转设备13。
在该变型中，利用了以下事实：以与取决于力K大小的相应的温度降低ΔT(K)会做的相同的方式，由压力传输路径9中的力K引起的压力增加量Δp(K)抵消了气相的形成。
可选地，温度上限Tmax优选地被预先指定为实际上高于温度下限Tmin。例如，它能够被预先指定为使得其与温度下限Tmin和与对应于力K的温度降低对应的温度ΔT(K)之和相同。这里，在温度上限Tmax与温度下限Tmin之间的极限值差异H2也具有确保仍然存在稳定的测量条件的优点，即使温度T随时间在温度下限Tmin或温度上限Tmax附近变化得小于极限值差异H2。
可选地，在该变型中，控制器11能够被设计为使得基于测量的温度Tgem和预先施加到隔离膜片5或与其相连接的元件上的力K的大小，控制器11逐渐地或连续地调节由偏转设备13施加的力K的大小。
基于测量的温度Tgem的偏转设备13的控制提供的优点在于，压力计能够在扩大的温度范围内被使用，其温度范围上限比没有偏转设备13的相同的压力计的温度范围上限大对应于由相对于气相的形成的力K或最大的力K引起的压力增加量Δp(K)的值，并且其温度范围下限等于没有偏转设备13的相同的压力计的温度范围下限。
然而，无论力的效果被解释为对应的压力增加量Δp(K)还是解释为对应的温度降低ΔT(K)，该效果仅出现一次。这能够在第二变型中的压力计的情况下被考虑到，例如，压力测量范围的测量范围上限被设置为比没有偏转设备的相同的压力计的测量范围上限低对应于由力K或最大力K引起的压力增加量p(K)的大小的值。
可替代地，传递压力的流体的蒸汽压力的压力相关性和温度相关性能够通过控制器11考虑，控制器11被设计为使得其根据由压力传感器1测量的压力pgem和由温度传感器TS1、TS2、TS3测量的温度T来控制偏转设备13。
在第三个变型中，控制器11优选地被设计为使得基于测量的压力p和测量的温度Tgem，控制器11确定辅助量G(pgem；Tgem)，并且当偏转设备13被关闭时基于测量的压力pgem和测量的温度Tgem确定的辅助量G(pgem；Tgem)下降到预先限定的辅助量下限Gmin以下时，控制器11接通偏转设备13，并且，当基于测量的压力pgem和测量的温度Tgem确定的辅助量G(pgem；Tgem)超过预先指定的辅助量上限Gmax时，控制器11关闭偏转设备13。辅助量G(pgem；Tgem)可以例如根据：G(pgem；Tgem)＝pgem-W(Tgem)，通过从测量的压力pgem中减去根据温度的值W(Tgem)被确定，W(Tgem)的值随温度增加而升高。
类似于先前的实施例，这里，辅助量上限Gmax也能够被预先指定为使得它实际上大于辅助量差值Gmin与取决于力K的压力增加量Δp(K)之和。替代地或附加地，控制器11能够被设计为使得基于辅助量G(pgem；Tgem)和先前施加到隔离膜片5或与其连接的元件上的力K的大小来逐渐地或连续地调节由偏转设备13施加的力K的大小。
基于辅助量G(pgem；Tgem)的偏转设备13的控制提供的优点在于，压力计能够在没有偏转设备的情况下在相同压力计的整个温度范围中在上述扩大的压力范围中被使用，并且压力测量范围的测量范围上限仅需在超出该温度范围的扩大的温度测量范围的部分范围内被限制，该温度范围比没有偏转设备的情况下在相同压力计的测量范围上限低由力K或最大力K引起的压力增加量Δp(K)的量。
不管控制器11是否基于测量的压力pgem和/或测量的温度Tgem来控制偏转设备13，压力计被优选地设计为使得压力计输出压力测量结果PM，该压力测量结果PM与当偏转设备13被关闭时由压力传感器1测量的压力pgem对应，并且与当偏转设备13被接通时由压力传感器1测量的压力pgem与由力K引起的测量的压力pgem的压力增加量Δp(K)之间的差异对应。例如，该压力测量结果PM能够通过集成在压力计中的测量设备45确定，并且能够以与压力测量结果PM对应的压力测量值的形式被显示和/或以与压力测量结果PM对应的输出信号的形式被输出。
可选地，包括电磁体17的根据本发明的压力计能够另外包括偏转测量电路47，该偏转测量电路47能够被连接或被连接到电磁体17，并且被设计为使得，基于根据隔离膜片5的偏转的电磁铁17的特性，例如电感L或根据其电感L的大小，偏转测量电路47当偏转设备13被关闭时取决于作用在隔离膜片5上的压力p来确定隔离膜片5的偏转。对此，图1示出了示例性实施例，其中，当偏转设备13被接通时，线圈29经由电子可控制的开关设备41被连接至直流源IDC，并且当偏转设备13被关闭时，线圈29被连接至偏转测量电路47。
在该实施例中，压力计优选地包括测试设备49，该测试设备49被设计为使得基于由压力传感器1测量的压力pgem和借助于偏转测量电路47并行地确定的隔离膜片5的偏转，其检查当偏转设备13被关闭时的压力计的功能性和/或测量精度。测试设备49可以采取连接到偏转测量电路47和压力传感器1或压力测量电路37的单独的测试设备49的形式，或者被集成在压力计的其他位置。可替代地或附加地，测试设备49优选地被设计为使得如果测量的偏转和测量的压力pgem或其变化率相互偏差超过预先指定的公差，其输出检查的测试结果PG和/或触发警告或警报。
附图标记列表
1压力传感器 27凹部
3压力传输器 29线圈
5隔离膜 31芯
7压力接收腔 33测量膜
9压力传输路径 35压力测量腔
11控制器 37压力测量电路
13偏转设备 39压阻元件
15膜片床 41开关设备
17电磁体 43电子设备壳体
19磁盘 45测量设备
21永磁体 47偏转测量电路；
23安装件 测试设备
25载体
Claims (14)
1.一种压力计，包括：
压力传感器(1)；
压力传输器(3)，所述压力传输器(3)被连接在所述压力传感器(1)的上游并且具有隔离膜片(5)，压力(p)能够被施加至所述隔离膜片(5)的外侧，并且压力接收腔(7)被封闭在所述隔离膜片(5)的下方；以及
液压压力传输路径(9)，所述液压压力传输路径(9)被连接至所述压力接收腔(7)并且被填充有压力传输流体，并且所述液压压力传输路径(9)将作用在隔离膜片(5)外侧的所述压力(p)传输至所述压力传感器(1)；
其特征在于，所述压力传输器(3)包括偏转设备(13)，所述偏转设备(13)能够借助于被连接至所述压力传感器(1)和/或温度传感器(TS1、TS2、TS3)的控制器而被控制，并且被设计为在由控制器(11)确定的和基于由所述压力传感器(1)连续测量的压力(pgem)和/或由所述温度传感器(TS1、TS2、TS3)连续测量的温度(Tgem)的时刻，向所述隔离膜片(5)或被连接至所述隔离膜片的元件施加力(K)，所述力使所述隔离膜片在其膜片床的方向上偏转。
2.根据权利要求1所述的压力计，其特征在于，
所述隔离膜片(5)是磁性的或铁磁性的，或者被连接至磁性的或铁磁性的元件；以及
所述偏转设备(13)包括电磁体(17)，所述电磁体(17)被设计为在由控制器(11)预先限定的时刻，向磁性的或铁磁性的隔离膜片(5)或被连接至隔离膜片(5)的磁性的或铁磁性的元件施加使所述隔离膜片(5)在其膜片床(15)的方向上偏转的所述力(K)。
3.根据权利要求2所述的压力计，其特征在于，
所述电磁体(17)被集成在所述压力传输器(3)中；
所述电磁体(17)的线圈(29)被定向为使得其纵轴的延伸平行于所述隔离膜片(5)上的表面法线延伸穿过所述隔离膜片(5)的中心；
所述线圈(29)被布置为使得其在所有侧上在外部围绕从所述压力接收腔(7)到所述压力传感器(1)的所述压力传输路径(9)的部分；和/或
所述电磁体(17)包括空心柱形的芯(31)，所述芯(31)至少部分地被线圈(29)围绕，并且通向所述压力接收腔(9)的所述液压压力传输路径(9)的端部区域穿过所述芯(31)延伸。
4.根据权利要求2至3所述的压力计，其特征在于，所述压力计：
包括偏转测量电路(47)，所述偏转测量电路(47)能够被连接至或被连接至电磁体(17)，并且被设计为使得基于取决于所述隔离膜片(5)的偏转的所述电磁体(17)的特性、基于所述电磁体(17)的电感(L)或基于取决于所述电磁体(17)的电感(L)的大小，当所述偏转设备(13)被关闭时取决于作用在所述隔离膜片(5)上的所述压力(p)来确定所述隔离膜片(5)的偏转；以及
包括测试设备(49)，所述测试设备(49)被设计为使得基于由所述压力传感器(1)测量的所述压力(pgem)和由所述偏转测量电路(47)并行地确定的所述隔离膜片(5)的偏转，当所述偏转设备(13)被停用时检查所述压力计的功能性和/或测量精度。
5.根据权利要求1至4所述的压力计，其特征在于，所述隔离膜片(5)由不锈钢或奥氏体不锈钢构成，或者所述隔离膜片至少部分地或整体上由磁性材料、铁磁性材料、铁磁性钢、铁素体钢、双相钢或超双相钢构成。
6.根据权利要求1至5所述的压力计，其特征在于，被连接至所述隔离膜片(5)的所述磁性的或铁磁性的元件包括盘(19)，所述盘(19)被布置在隔离膜片(5)的内侧指向所述压力接收腔(7)，其中所述盘(19)：
a)由磁性的或铁磁性的材料、磁性的或铁磁性的合金、铁磁性钢、铁素体钢、双相钢、超双相钢、铁、铸铁、磁性的或铁磁性的陶瓷、铁素体陶瓷或氧化铁构成；
b)被施加作为对所述隔离膜片(5)的涂层或电镀涂层，或通过接合或焊接被连接至隔离膜片(5)；
c)在所述隔离膜片(5)的材料厚度为25μm至200μm的情况下，将具有0.1μm至500μm的盘厚度；在所述隔离膜片(5)的材料厚度为25μm至100μm的情况下，将具有0.1μm至300μm的盘厚度；或者在所述隔离膜片(5)的材料厚度为50μm至200μm的情况下，将具有10μm至500μm的盘厚度；和/或
d)具有小于所述隔离膜片(5)的直径的直径和/或当所述隔离膜片(5)具有20mm至90mm的直径时，具有2mm至15mm的直径，其中，所述盘(19)相对于所述隔离膜片(5)同心地布置。
7.根据权利要求1至5所述的压力计，其特征在于，连接至所述隔离膜片(5)的元件包括永磁体(21)，所述永磁体(21)被安装在所述隔离膜片(5)的内侧指向所述压力接收腔(7)。
8.根据权利要求7所述的压力计，其特征在于，所述永磁体(21)延伸至与所述压力接收腔(7)相邻的所述压力传输路径(9)的端部区域中，所述端部区域被所述电磁铁(17)的线圈(29)至少部分地在外部围绕。
9.根据权利要求1至8所述的压力计，其特征在于，所述电磁体(17)被定向为使得由此能够被施加到所述隔离膜(5)或在所述隔离膜(5)的内侧上被连接至包括隔离膜中心的所述隔离膜(5)的中心区域的元件上的磁吸引力，在平行于穿过所述隔离膜(5)的中心在所述隔离膜(5)上的所述表面法线延伸的方向上是最大的。
10.根据权利要求1至9所述的压力计，其特征在于，所述控制器(11)和所述偏转设备(13)被设计为使得所述偏转设备(13)能够借助于所述控制器(11)而被接通和断开，和/或当被接通时，所述偏转设备(13)将预定大小的恒定力(K)或借助于所述控制器(11)而预先指定的大小的力(K)施加至所述隔离膜片(5)。
11.根据权利要求1至10所述的压力计，其特征在于，
a)所述控制器(11)被设计为使得当所述偏转设备(13)被关闭时所述偏转设备(13)下降到预先指定的下限(pmin)以下时，根据由压力传感器(1)测量的压力(pgem)接通所述偏转设备(13)，并且当所述偏转设备(13)被接通时由所述压力传感器(1)测量的压力(pgem)超过预先指定的上限(pmax)时，关闭所述偏转设备(13)；
b)所述控制器(11)被设计为使得当所述偏转设备(13)被关闭时由温度传感器(TS1、TS2、TS3)测量的所述温度超过预先指定的温度上限(Tmax)时，接通所述偏转设备(13)，并且当所述偏转设备(13)被接通时由温度传感器(TS1、TS2、TS3)测量的所述温度下降到预先指定的温度下限(Tmin)以下时，关闭所述偏转设备(13)；或者
c)所述控制器(11)被设计为使得：
c1)基于所测量的压力(pgem)和所测量的温度(Tgem)，通过从所测量的压力(pgem)中减去取决于所测量的温度(Tgem)并随温度升高而升高的值(W(Tgem))，确定辅助量(G(pgem；Tgem))；
c2)当偏转设备(13)被关闭时所确定的辅助量(G(pgem；Tgem))下降到预先指定的辅助量下限(Gmin)以下时，接通所述偏转设备(13)；以及
c3)当所述偏转设备(13)被接通时所确定的辅助量(G(pgem；Tgem))超过预先指定的辅助量上限(Gmax)时，关闭所述偏转设备(13)。
12.根据权利要求11所述的压力计，其特征在于，
a)所述上限(pmax)实际上高于所述下限(pmin)与由所述力(K)引起的所测量的压力(pgem)的压力增加量(Δp(K))之和；
b)所述温度上限(Tmax)实际上高于所述温度下限(Tmin)；或者
c)所述辅助量上限(Gmax)实际上高于所述辅助量下限(Gmin)与由所述力(K)引起的所测量的压力(pgem)的压力增加量(Δp(K))之和。
13.根据权利要求1至12所述的压力计，其特征在于，所述控制器(11)被设计为使得其基于所测量的压力(pgem)和/或所测量的温度(Tgem)以及先前被施加到所述隔离膜(5)或与其相连接的元件上的所述力(K)的大小，逐渐地或连续地调节由所述偏转设备(13)施加的所述力(K)的大小。
14.根据权利要求1至12所述的压力计，其特征在于，所述压力计被设计为使得其输出压力测量结果(PM)，所述压力测量结果(PM)当所述偏转设备(13)被关闭时与由所述压力传感器(1)测量的所述压力(pgem)对应，并且当所述偏转设备(13)被接通时与由所述压力传感器(1)测量的所述压力(pgem)与由所述力(K)引起的所测量的压力(pgem)的压力增加量Δp(K)之间的差异对应。
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