DD239665A1 - Ueberdruckfuehlersicherung, insbesondere fuer elektronische durchflussmesser - Google Patents

Abstract

Die Erfindung zeigt eine Ueberdruckfuehlersicherung, insbesondere fuer elektronische Durchflussmesser, die Druckfuehler auf Halbleiterbasis beinhalten. Ziel und Aufgabe der Erfindung ist es, kleine Differenzdruecke bzw. Durchfluesse mit hoher Messgenauigkeit zu ermitteln und bei erheblicher Messbereichsueberschreitung (grosse Durchfluesse bei hohen Anschlussdruecken) einen wirksamen Zerstoerungsschutz der Halbleitermembran zu gewaehrleisten. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass die Messstellen durch ein Ueberdruckventil in einem Verbindungskanal miteinander verbunden sind, und das Ueberdruckventil erst bei Messbereichsueberschreitung des Durchflusses oeffnet, so dass der Differenzdruck begrenzt wird. Die Erfindung kann ueberall dort zweckmaessig angewendet werden, wo kleine Differenzdruecke bzw. Durchfluesse gemessen werden sollen, und aufgrund aeusserer Bedingungen zeitweise sehr grosse Anschlussdruecke bzw. Durchfluesse auftreten koennen.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung, ' /

Anwendungsgebiet der Erfindung . -

Die Erfindung zeigt eine Überdruckfühlersicherung, insbesondere für elektronische Durchflußmesser, die Druckfühler auf Halbleiterbasis beinhalten.

Die Erfindung kann überall dort zweckmäßig angewendet werden, wo kleine Differenzdrücke bzw. Durchflüsse gemessen werden sollen, und aufgrund äußere.r Bedingungen zeitweise wesentlich größere Differenzdrücke bzw. Durchflüsse auftreten können. . , '

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind mechanische Anordnungen zur Differenzdruck- bzw. Durchflußmessung bekannt. Die bekanntesten sind Ringwaage, Schwimmanometerund Druckdifferenz-Meßwerke. Letztere sind zur Meßwertverstärkung mit Gummimembranen ausgerüstet, wobei diese mit Stiften verbunden sind. Diese bei Differenzdruck bewegten Stifte werden dann zur Anzeige von Differenzdruck bzw. Durchfluß verwendet.

Sämtliche mechanischen Differenzdruckmesser besitzen bei Meßbereichsüberschreitung einen Anschlag, so daß Zerstörungen des Meßsystems ausgeschlossen sind. >

So kann eine Ringwaage bei Meßbereichsüberschreitung nicht weiter gedreht werden.

-Beim Schwimmanometer wird der Schwimmer an die Behälterwandung gedrückt, und beim Membranendruckdifferenzmeßwerk wird die Membran.an die Gehäusewandung gedrückt, ohne daß sie zerstört wird.

Ein derartiger Überlastschutz kann für elektronische Druckfühler, die eine sehr kleine, Halbleitermembran bzw. ein Siliziumchip besitzen, aufgrund der sehr kleinen Membrandurchbiegung nicht realisiert werden.

Ausweichende Lösungen, den Durchfluß und damit den Differenzdruck durch zusätzliche Drosseln im strömenden Medium zu begrenzen, sind ebenso unvorteilhaft, da kein definierter Begrenzungspunkt, sondern ein Begrenzungsbereich realisiert wird.

Außerdem entstehen zusätzliche Unlinearitäten im höheren Meßbereich. '

Ziel der Erfindung ,

Ziel der Erfindung istes, eine Anordnung zu schaffen, die mit geringem materiellen Aufwand einen wirksamen Zerstörungsschutz des elektronischen Druckfühlers beinhaltet, wobei der Durchfluß bei Meßbereichsüberschreitung nicht durch zusätzliche Mittel, wie beispielsweise zusätzliche Drosseln, begrenzt werden soll, und innerhalb des Meßbereichs keinerlei Meßwertverfälschungen auftreten dürfen.

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Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung, besteht somit darin, eine Überdruckfühlersicherung für elektronische Durchflußmesser zu schaffen, die einen wirksamen Zerstörungsschutz des elektronischen Druckfühlers beinhaltet.

Die technischen Widersprüche der Aufgabenstellung bestehen in folgender Problematik:

Der Differenzdruckfühler ist an einen bestimmten Differenzdruckgeber, beispielsweise Venturi, für bestimmte Differenzdrücke

bzw. Durchflüsse angepaßt. ,

Bei der Durchflußmessung mit Anschlußdrücken, die erheblich über dem vorgesehenen Nennanschlußdruck liegen, treten sehr große Differenzdrücke (Durchflüsse) auf, die den Halbleiterfühler zerstören.

Werden nun Halbleiterfühler mit wesentlich größerem Meßbereich eingesetzt, um eine Zerstörung zu verhindern, dann wird unter Normbedingungen (kleiner Anschlußdruck und Durchfluß) nur ein geringer Arbeitsbereich des Fühlers verwendet. Dies ist

für die Meßgenauigkeit bzw. Feinfühligkeit sehr nachteilig. .·. '

Ebenso machen sich dann die Toleranzen der Meßfühler sehr störend bemerkbar.

Ein weiterer technischer Widerspruch wird ausder Zielstellung deutlich: '

Das Durchflußmeßsystem nach dem Differenzdruckmeßprinzip soll für kleine Durchflüsse und somit für kleine Differenzdrücke an einen Differenzdruckfühler angepaßt werden. Eine Durchflußüberschre.itung über den Meßbereich hinaus, die ja unweigerlich wesentlich höhere Differenzdrücke zur Folge hat, soll zulässig sein und nicht zur Fühlerzerstörung führen.

Das Wesen der Erfindung besteht nur darin, daß die Anordnung keinen Durchflußbegrenzer, sondern einen

Differenzdruckbegrenzer mittels Überdruckventil realisiert.

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Das Wesen der Erfindung besteht somit darin, daß ein Differenzdruckgeber, beispielsweise Venturi, welcher mit einem elektronischen Differenzdruckfühler verbunden ist, zwischen Überdruckmeßstelle und Unterdruckmeßstelle einen Verbindungskanal aufweist, und im Verbindungskanal ein federbelastetes Ventil vorgesehen ist und dieses so dimensioniert ist, daß erst bei Überschreitung des Durchflußmeßbereichs der Differenzdruck einen Wert erreicht, der das Ventil öffnet

Erfindungsgemäß sollte die Feder eine hohe Federsteifigkeit besitzen, damit erst bei weiter ansteigendem Durchfluß eine Vollöffnung des Ventils entsteht, so daß der Differenzdruck bei Erreichen der Ventilöffnung nicht zu stark zusammenbricht

Erfindungsgemäß kann der Öffnungspunkt des Überdruckventils mittels einer Stellschraube justierbar sein.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nun nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnung'näher erläutert

werden.

Die zugehörige Zeichnung zeigt ein Venturi 2, welches von einem Fluidstrom 1 durchströmt wird.

Das Venturi 2 ist weiterhin mit einem elektronischen Differenzdruckfühler 7 verbunden, wobei die Abdichtung der Meßstutzen, beispielsweise durch Rundringe, erfolgen kann.

Die Unterdruckmeßstelle 5 ist als Kanal zwischen Venturiverengung und Differenzdruckfühler 7 ausgeführt.

Ebenso ist in einem gewissen Abstand von der Venturiverjüngung die Überdruckmeßstelle 9 am Fluideinlaß angeordnet.

Zwischen Überdruckmeßstelle 9 und Unterdruckmeßstelle 5 ist ein VerbindungskanalS angeordnet. Dieser Vsrbindungskanal 8 weisTweiterhin ein Ventil 6 auf, welches durch die Feder 4 verschlossen Wird.

Weiterhin steht die Feder 4 mit einer Stellschraube 3 mit Rundringabdichtung in Verbindung.

Erfindungsgemäß ist die Feder so dimensioniert, daß erst eine Überschreitung des Durchflußmeßbereichs einen Differenzdruck erzeugt, welcher das Ventil 6 öffnet. ,

Zweckmäßigerweise sollte die Feder 4 eine hohe Federsteifigkeit besitzen, damit eine allmähliche Ventilöffnung bei

Meßbereichsüberschreitung entsteht und der Differenzdruck nicht zu stark zusammenbricht.

Selbstverständlich kann das Ventil 6 auch so dimensioniert werden, daß selbst in Offenstellung ein deutlicher Druckabfall über

dem Ventil 6 entsteht (geringe Öffnungsquerschnitte). ,

Claims (3)

1. . ΌΌΏ

   Erfindungsanspruch:

   1. Überdruckfühlersicherung, insbesondere für elektronische Durchflußmesser, gekennzeichnet dadurch, daß ein Differenzdruckgeber, beispielsweise Venturi (2), welcher mit einem elektronischen Differenzdruckfühler (7) verbunden ist, zwischen Überdruckmeßstelle (9) und Unterdruckmeßstelle (5) einen Verbindungskanal (8) aufweist, und im Verbindungskanal (8) ein Ventil (6) angeordnet ist und dieses so dimensioniert ist, daß bei Überschreitung des Durchflußrneßbereichs der Differenzdruck durch Öffnung des Ventils (6) begrenzt wird.
2. 2. Überdruckfühlersicherung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Ventil (6) ein federbelastetes Überdruckventil ist und der Ventilteller im Verbindungskanal (8) geführt wird.
3. 3. Überdruckfühlersicherung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Öffnungspunkt des Überdruckventils mittels Stellschraube (3) justierbar ist.