DE10114665A1 - Drucksensor mit Membran - Google Patents
Drucksensor mit MembranInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Drucksensor, im Wesentlichen bestehend aus einer Membran, die sich bei entsprechender Druckbeaufschlagung durchzubiegen vermag und welche auf ihrer Oberfläche Umsetzungsmittel trägt, die die Durchbiegung der Membran in ein auswertbares Signal umsetzen. Es wird vorgeschlagen, das Umsetzungsmittel durch eine Beschichtung zu schützen.
Description
Die Erfindung betrifft einen Drucksensor, im wesentlichen
bestehend aus einer Membran, die sich bei entsprechender Druck
beaufschlagung durchzubiegen vermag und welche auf ihrer Ober
fläche Umsetzungsmittel trägt, die die Durchbiegung der Membran
in ein auswertbares Signal, insbesondere eine elektrische
Spannung oder einen elektrischen Widerstand umsetzt.
Vorgenannte Drucksensoren sind im Bereich der Technik zum Bei
spiel für das Bestimmen eines Absolutdruckers oder für die
Bestimmung eines Relativdruckes bekannt. Drucksensoren werden
dabei in den Kreislauf des Mediums, dessen Druck zu messen ist,
integriert. Der Einsatz des Drucksensors ist auf die Form des
Mediums nicht beschränkt; es können sowohl gasförmige als auch
flüssige Mediendrücke gemessen werden. Der Druck liegt auf
einer Membran an, die sich aufgrund des anliegenden Druckes
durchbiegt. Diese Durchbiegung erfolgt gegen ein rückstellendes
Moment, zum Beispiel die Eigenelastizität der Membran, wodurch
eine reversible Druckmessung möglich wird. Die Membranober
fläche trägt mittelbar oder unmittelbar ein Umsetzungsmittel,
welches die Durchbiegung der Membran in ein auswertbares Signal
umsetzt. Es sind hierzu verschiedene Konzepte bekannt; die
Wheatstonsche Brückenschaltung mag als ein Beispiel hierbei
genannt werden.
Bekannte Drucksensoren bestehen zum Beispiel aus einer Gummi
membran, die auf ihren Oberflächen das Umsetzungsmittel tragen.
Andere Konzepte besitzen ebenfalls eine aus Gummi oder Metall
gefertigte Membran, an denen als Umsetzungsmittel ein Stößel
angeordnet ist, der einen Magneten trägt, der mit einem
Hallsensor zusammenwirkt und so die Bewegung der Membran bei
Druckbeaufschlagung in ein meßbares Signal umsetzt.
Zum Schutz der Umsetzungsmittel ist es bekannt, Glaslot oder
Glaspulver auf die Membranoberfläche und über das Umsetzungs
mittel aufzustreuen, welches danach bei Temperaturen von über
500° Celsius gesintert wird.
Aufgrund des Einsatzes des sehr hohen Temperaturniveaus ergibt
es sich aber, daß bei der verhältnismäßig filigran ausgestalte
ten Membran thermische Verspannungen in der Membran auftauchen,
die die Funktionalität bzw. Linearität der Membran einschrän
ken. Es müssen daher an dem fertigen Drucksensor hernach auf
wendige Kalibrierverfahren vorgesehen werden, um diesen Effekt
zu kompensieren. Des weiteren ist beobachtet worden, daß das
Aufsintern des Glaspulvers bzw. des Glaslotes zu Inhomogeni
täten in der Oberfläche des Drucksensors führen, die unter
Umständen die Beweglichkeit der Membran und damit auch die
Genauigkeit des Drucksensors negativ beeinflussen.
Abschließend ist auch nicht immer sichergestellt, daß die ins
besondere elektronisch bzw. elektrisch wirkenden Umsetzungs
mittel den Einsatz der hohen Temperaturen aushalten, wodurch
sich die Auswahl der Umsetzungsmittel beschränkt.
Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, einen Druck
sensor wie eingangs vorgestellt dahingehend zu verbessern, daß
die Qualität des Drucksensors verbessert wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, einen
Drucksensor wie eingangs beschrieben dahingehend zu verbessern,
daß zumindest auf einer Seite des Umsetzungsmittels eine Be
schichtung vorgesehen ist und die Beschichtung in einem Auf
spalter-, einem Plasmabeschichtungs-, einem Tauchbeschichtungs-
und/oder einem Folienbeschichtungsprozeßschritt aufgebracht
wird.
Durch den erfindungsgemäßen Vorschlag wird der Einsatz des aus
dem Stand der Technik bekannten Aufsinterns des Glaspulvers
oder Glaslotes vollständig vermieden, wodurch sich auch ergibt,
daß keine hohen Sintertemperaturen mehr auf die filigrane Mem
bran wirken kann. Wird der Einsatz der hohen Temperaturen am
Drucksensor aber vermieden, ergibt es sich, daß keine aufgrund
der thermischen Energie erzeugten Verspannungen in der Membran
entstehen und/oder das Umsetzungsmittel aufgrund der hohen
Temperaturen Schaden nimmt. Dabei kann die Beschichtung sowohl
zwischen den Umsetzungsmitteln und der Membranoberfläche als
auch, als abschließende Schicht, über dem Umsetzungsmittel auf
der Membranoberfläche vorgesehen sein. Hierdurch erreicht die
Beschichtung auch einen mechanischen Schutz des Umsetzungs
mittels.
Gleichzeitig ist gefunden worden, daß die erfindungsgemäß vor
geschlagenen Beschichtungsverfahren zu verhältnismäßig homo
genen Oberflächen führen und damit auch die Eigenschaften der
Membran kaum beeinträchtigen.
Die nach der Erfindung vorgeschlagenen Beschichtungsprozeß
schritte können prinzipiell auch ohne Einsatz von Temperatur
durchgeführt werden, wenngleich bei Einsatz von moderaten
Temperaturen die Herstellungszeiten deutlich sinken, ohne dabei
aber die Qualität bzw. Güte der Drucksensoren zu beeinträchti
gen. Es wird daher vorgeschlagen, die Beschichtung bei einer
maximalen Prozeßtemperatur von ca. 400° Celsius, bevorzugt bei
ca. 180° bis 250° Celsius, aufzubringen. Die angegebenen
Temperaturniveaus dienen zum Beispiel dabei, bei einer Folien
beschichtung die Klebeschicht auszuhärten oder aber bei der
Tauchbeschichtung das Lösungsmittel auszudampfen. Insbesondere
bei dem Tauchbeschichtungsprozeß können geringere Temperaturen
ausreichend sein, da dies letztendlich von dem Dampfdruck des
verwendeten Lösungsmittels abhängt. Im Ergebnis ergibt sich
aber, daß auf ein hohes, insbesondere dauerhaft hohes Tempe
raturniveau, wie es beim Sintern notwendig war, verzichtet
werden kann, das heißt, es ist nicht notwendig, den kompletten
Körper des Drucksensors bzw. der Membran mit einer relativ
hohen Temperatur zu beaufschlagen beziehungsweise durchzu
tempern, die zu den bekannten thermischen Verspannungen und den
daraus resultierenden Problemen führt.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß das Umsetzungsmittel
zumindest einseitig die Beschichtung aufweist. Die Beschichtung
kann dabei zwischen Umsetzungsmittel und Membranoberfläche
vorgesehen sein, insofern trägt in gleicher Weise die Membran
oberfläche das Umsetzungsmittel, in diesem Fall eben mittelbar
durch die Beschichtung. In einer anderen Variante ist vorge
sehen, daß das Umsetzungsmittel auf der Membranoberfläche ange
ordnet ist und sowohl über der Membranoberfläche wie auch über
dem Umsetzungsmittel die Beschichtung vorgesehen ist. Des
weiteren ist aber auch vorgesehen, daß die Beschichtung auf
beiden Seiten des Umsetzungsmittels angeordnet ist, das Um
setzungsmittel also gleichermaßen von einer Beschichtung all
seitig, zumindest beidseitig eingepackt ist. Dabei kommt es
nicht darauf an, daß das Material der Beschichtung auf der
Vorder- und Rückseite des Umsetzungsmittels identisch ist,
sondern es ist durchaus möglich, daß die verschiedenen Be
schichtungen entsprechend den gewünschten Eigenschaften unter
schiedlich und auf diese Eigenschaften optimiert ausgebildet
sind. Dabei muß die Beschichtung auch nicht jeweils mit dem
gleichen Prozeßschritt durchgeführt werden, sondern es ist
durchaus möglich, verschiedene Prozeßschritte in der Abfolge
der Produktion des Drucksensors miteinander zu kombinieren.
Es ist dabei vorgesehen, die Erfindung so auszubilden, daß die
Beschichtung zum Beispiel elektrisch isolierend ausgebildet
ist. Dadurch erlaubt es die Erfindung, daß zum Beispiel das
elektrisch betriebene Umsetzungsmittel auf einer als Metall
oberfläche ausgebildeten Membran angeordnet wird, wenn die
Beschichtung eben zwischen Umsetzungsmittel und Membranober
fläche angeordnet ist.
Des weiteren ist vorgesehen, daß die Beschichtung als Dampf
sperre wirkt, wodurch vermieden wird, daß Luftfeuchtigkeit oder
Feuchtigkeit die Membranoberfläche oder das Umsetzungsmittel in
seiner Funktionalität beeinträchtigen.
In einer weiteren, bevorzugten Ausbildung der Erfindung ist
vorgesehen, daß die Beschichtung insbesondere für Wärmestrah
lung reflektierend ist. Eine solche Beschichtung bietet sich
zum Beispiel als erste Schicht auf der Membranoberfläche an,
wodurch vermieden wird, daß der Membrankörper, zum Beispiel ein
keramischer Festkörper oder ein Glas oder dergleichen, bei
nachfolgenden Prozeßschritten mit zuviel Wärmestrahlung beauf
schlagt wird, da die Wärmestrahlung durch die Beschichtung
gleich reflektiert wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorge
sehen, daß auf die Oberfläche der Membran zunächst eine reflek
tierende Beschichtung aufgebracht wird, hernach ein aus einer
Druckschichtenpaste bestehendes Umsetzungsmittel aufgebracht
wird, das hernach thermisch fixiert wird, und hernach auf das
Umsetzungsmittel eine weitere Beschichtung aufgebracht wird.
Bei diesem erfindungsgemäß ausgebildeten Drucksensor bewirkt
die erste, die Wärmestrahlung reflektierende Beschichtung nicht
nur eine Reflektion der Wärmestrahlung, sie dient auch gleich
zeitig als Abstandshalter, wodurch eine weitere thermische
Entkopplung des Umsetzungsmittels von der Membranoberfläche
gelingt. Es ist gefunden worden, daß der Einsatz von Um
setzungsmitteln, die als Druckschichtenpaste in einem Sieb
druckverfahren auf die Oberfläche der Membran aufgebracht
werden, zu sehr günstigen und mit hoher Güte reproduzierbaren
Anordnungen des Umsetzungsmittels führt. Durch dieses Verfahren
wird zum Beispiel eine Wheatstonesche Brückenschaltung aufge
bracht. Das Problem bei dem Einsatz der Druckschichtenpaste
liegt darin, daß diese mit einer verhältnismäßig hohen Tem
peratur fixiert bzw. kristallisiert werden muß und auch diese
hohe Temperatur zu den eingangs bereits beschriebenen Problemen
bei der Güte des Drucksensors führen kann. Der erfindungsgemäße
Aufbau erreicht aber zwei sich unabhängig voneinander ver
stärkende Effekte, nämlich zum einen wird durch die Reflek
tionsschicht die Wärmestrahlung zu einem hohen Teil reflek
tiert, und zum anderen dient die innenliegende Beschichtung als
Pufferlage, also als thermische Entkopplung, wodurch weiterhin
ein Wärmetransport in der Membranoberfläche möglichst vermieden
wird.
Bei der Folienbeschichtung hat es sich als günstig ergeben, daß
eine Polyimidfolie eingesetzt wird, die auf die Membran
und/oder das Umsetzungsmittel auflamentiert wird. Für ein Aus
härten der an der Folie vorgesehenen Klebeschichtes ist ein
moderates Temperaturniveau von ca. 150° bis 200° Celsius vorge
sehen, welches - wie nachgewiesen - nicht zu thermischen Ver
spannungen der Membran führt.
Bei dem erfindungsgemäß, alternativ vorgeschlagenem Tauchbe
schichtungsprozeßschritt wird die Membran in eine Lösung mit
Polysiluxane eingeführt beziehungsweise getaucht. Es handelt
sich hierbei um eine organische Siliziumverbindung. Beim
Herausziehen der Membran aus der Flüssigkeit läuft die Flüssig
keit ab, und es bildet sich ein Film auf der Oberfläche. Durch
Wärme wird dieser Film fixiert, wobei sich die Polysiluxane in
eine Siliziumdioxydschicht (SiO2) und organische Reste, die
aber nicht störend wirken, zersetzen.
Im Ergebnis ist gefunden worden, daß eine Beschichtung aus
Titandioxyd (TiO2), Siliziumdioxyd (Quarz, SiO2), Zirkonium
dioxyd (ZrO2), Aluminiumdioxyd (AlO2) und/oder Saphir (Al2O3)
besteht, welche für die unterschiedlichen Einsatzbereiche ent
sprechend bevorzugte Qualitäten aufweist. Es ist zum Beispiel
gefunden worden, daß Titaniumdioxyd TiO2 als reflektierende
Schicht gute Eigenschaften hat, wohingegen Aluminiumdioxyd sehr
gute Verschleißfestigkeit bzw. gute chemische Beständigkeit
aufweist, wodurch sich eine so beschichtete Oberfläche zum
Beispiel in verhältnismäßig aggressiven Medien einsetzen läßt,
bei denen ein solcher Drucksensor zu verwenden ist. Die vorge
nannten Stoffe können dabei sowohl im Plasmabeschichtungsver
fahren als auch bei einem Aufsputterprozeß auf die Oberflächen
aufgetragen werden.
Der Drucksensor wird in der Regel derart ausgeführt sein, daß
das Mittel, das die Durchbiegung der Membran in ein auswert
bares Signal, insbesondere eine elektrische Spannung oder einen
elektrischen Widerstand umsetzt, auf der Seite der Membran
angeordnet ist, die nicht durch Druck beaufschlagt wird. Dies
hat zum einen den Vorteil, daß keine zusätzlichen notwendigen
Abdichtmaßnahmen erforderlich sind. Es bietet weiterhin den
Vorteil, daß die von dem Mittel, welches beispielsweise eine
Wheatsonesche Brückenschaltung sein kann, notwendigen elek
trischen Leitungen sich bereits auf der Seite befinden, wo sie
ohne Probleme zu einer entsprechenden Auswerte-Einrichtung
geführt werden können.
Das Mittel, welches die Durchbiegung der Membran in ein aus
wertbares Signal umsetzt, wird bevorzugt in einem Abstand s von
einer gedachten Linie angeordnet, die das Auslaufende der Run
dung an der der Membran zugewandten Seite schneidet. Diese
spezielle Ausführungsform gewährleistet insbesondere, daß der
Funktionsverlauf des Widerstandes in Abhängigkeit vom Druck
monoton beziehungsweise linear ermittelt werden kann.
Die Membran des Drucksensors kann aus unterschiedlichsten
Materialien hergestellt sein. So sind beispielsweise Ausfüh
rungsformen möglich aus Metall, Stahl, Keramik, Glas, SiO2,
Al2O3, B2O3, Na2O, K2O, MgO, CaO, BaO, P2O, PbO. Es ist natür
lich auch möglich eine Mischung der zuvor genannten Materialien
zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Drucksensors zu verwen
den.
Bevorzugt wird die Membran des Drucksensors Dicken zwischen
5/100 mm bis zu 3,0 mm aufweisen. Diese Werte ergeben sich aus
dem Druckeinsatzbereich und dem Material.
In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung
ist das Mittel zur Umsetzung der Durchbiegung der Membran in
ein auswertbares Signal ein induktiver, kapazitiver oder
resistiver Körper, dessen Induktivität, Kapazität oder Wider
stand durch die Durchbiegung verändert wird und dadurch meßbar
ist. Denkbar sind beispielsweise Sensoren, die einen piezzo
elektrischen Effekt aufweisen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung kann das Mittel zur
Umsetzung der Durchbiegung der Membran in ein auswertbares
Signal eine optische Anordnung sein.
Es ist sowohl möglich den Sensor als Absolut-Drucksensor oder
als Differenzdrucksensor auszubilden. Dabei ist lediglich die
Auswerteschaltung entsprechend zu gestalten.
Die Erfindung ist schematisch in der beiliegenden Zeichnung
gezeigt. Es zeigen:
Fig. 1, 2 und 3 jeweils im Schnitt verschiedene
Ausgestaltungen des erfindungsge
mäßen Drucksensors,
Fig. 4 und 6 in einer Draufsicht verschiedene
Ausgestaltungen der Drucksensoren
und
Fig. 5 einen Schnitt durch den erfin
dungsgemäßen Drucksensor nach Fig.
4.
Der Drucksensor 1 ist dabei im Wesentlichen gebildet von einer
Membran 2, an der sich seitlich Halterungen (hier nicht
dargestellt) anschließen, die es erlauben, daß der Drucksensor
1 in dem zu messenden System angebaut werden kann. Die
Halterung mag auch dazu dienen den Drucksensor zum Beispiel in
einem Gehäuse einzubauen und so zu lagern.
Schematisch ist in Fig. 1, 2 und 3 ein Schnitt des Drucksensors
1 gezeigt. Auf der Membran 2 ist auf der Oberseite bei dem
Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 zunächst eine Beschichtung 6
aufgetragen, auf welcher dann das Umsetzungsmittel 4 angeordnet
ist.
Die hier dargestellte Variante der Erfindung ist stark
vergrößert ausgebildet. Üblicherweise weist die Membran eine
Dicke von ca. 5/100 mm bis ca. 3,0 mm Dicke auf. Die genaue
Dicke ergibt sich aus dem jeweiligen Anwendungszweck,
insbesondere dem Druckbereich des Drucksensors 1.
Die Membran 2 besteht dabei normalerweise aus Metall, Stahl,
Keramik, Glas, SiO2, Al2O3, B2O3, Na2O, K2O, MgO, CaO, BaO,
PbO, sowie einer Mischung der vorgenannten Materialien. Die
vorgenannten Materialien weisen eine geringe chemische Angreif
barkeit auf, weswegen sie sich für den erfindungsgemäßen Ein
satz gut eignen. Des Weiteren haben die ausgewählten Materia
lien eine ausreichende Elastizität (in Abhängigkeit der Dicke
der Membran) die sicherstellt, daß auch kleine Durchbiegungen,
aufgrund des zu messenden Druckes, von dem Umsetzungsmittel,
welches entsprechend sensitiv wirkt, aufgenommen werden. Dabei
ist die Anordnung so gewählt, daß sie die Membran mit geringen
mechanischen Belastungen beaufschlagt wird, wodurch die Lebens
dauer der Membran gesteigert wird.
Die in Fig. 1 dargestellte Beschichtung 6 ist zum Beispiel als
Titandioxyd-Schicht ausgebildet und weist einen hohen Reflek
tionsgrad für Wärmestrahlung auf, um dadurch die thermische
Beanspruchung, das Durchtempern der Membran 2, zu vermeiden.
Auf der Schicht 6 ist das Umsetzungsmittel 4 vorgesehen,
welches die Durchbiegung der Membran 2 aufgrund des anliegenden
Druckes in ein auswertbares Signal, in der Regel eine elek
trische Spannung oder eine elektrische Widerstandsänderung,
umsetzt. Erfindungsgemäß wird als Umsetzungsmittel auf eine
Wheatstonesche Brückenschaltung 5 verwiesen, die schematisch in
Fig. 6 angeordnet ist.
Es können aber auch andere, zum Beispiel kapazitive, induktive
oder resistiv oder optisch wirkende Umsetzungsmittel eingesetzt
werden, deren veränderliche Kapazität, Induktivität oder Wider
stand beziehungsweise optischen Eigenschaften entsprechend
abgetastet beziehungsweise erfaßt werden und so ein auswert
bares Signal ergeben.
In Fig. 2 ist ein anderer Aufbau des erfindungsgemäßen Sensors
1 gezeigt. Bei diesem Beispiel ist das Umsetzungsmittel 4
direkt auf die Oberfläche 3 der Membran 2 aufgebracht, wobei
die Beschichtung 7 hier das Umsetzungsmittel 4 zum Beispiel vor
chemischen oder mechanischen Angriffen schützt.
In dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Um
setzungsmittel 4 eingebettet zwischen zwei Beschichtungen 6 und
8. Die Beschichtung 6 befindet sich hierbei wiederum auf der
Oberfläche 3 der Membran 2 und ist zum Beispiel elektrisch
isolierend und/oder auch stark reflektierend für Wärmestrahlung
ausgebildet. Die Beschichtung 8, die auch das Umsetzungsmittel
4 überdeckt, ist mechanisch und/oder chemisch resistiv ausge
bildet.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen
insbesondere eine Folienbeschichtung 9 einzusetzen, wie sie zum
Beispiel in Fig. 5 angedeutet ist. Die Folienbeschichtung 9
besteht dabei aus einer aus Kunststoff zum Beispiel einer aus
Polyimid bestehenden Folie, die einseitig mit einem Klebstoff,
zum Beispiel auf Acryl-Basis ausgestattet ist und so ein Auf
kleben auf der entsprechenden Oberfläche erlaubt. Bei den sehr
filigranen Bauteilen muß dabei ausgeschlossen werden, daß Luft
bei dem Auflamentieren der Folie auf der Oberfläche einge
schlossen wird. Es wird daher erfindungsgemäß auch vorge
schlagen, auf der Oberfläche der Membran, welche das Um
setzungsmittel trägt, eine oder mehrere Entlüftungsrillen 10
anzuordnen, wobei die Prozeßführung so gewählt ist, daß Luft
blasen von innen in Richtung auf die Entlüftungsrillen 10
herausgestrichen werden und so insbesondere eine dampfdichte
Absperrung beziehungsweise Beschichtung entweder der Membran
oberfläche 3 und/oder des Umsetzungsmittels 4 ergeben. Die
Entlüftungsrille 10 wird dabei hernach von dem Kleber der
Folienbeschichtung 9 ausgefüllt und verschlossen.
In Fig. 4 ist eine dreiteilige Symmetrie angeordnet, in Fig. 6
ist eine vierteilige Symmetrie angedeutet, bei welcher die
Rillen 10 im rechten Winkel zueinander angeordnet sind. Die
dadurch entstehenden Quadranten werden genützt, um hierin die
jeweiligen resistiven Körper der Wheatstoneschen Brückenschal
tung 5 anzuordnen. Die weitere Verdrahtung beziehungsweise
Schaltung der Wheatstoneschen Brückenschaltung ist nicht darge
stellt.
Erfindungsgemäß wird auch vorgeschlagen, daß das Umsetzungs
mittel auf der Seite der Membran angeordnet ist, welche mit
Druck beaufschlagt wird. Die Erfindung erlaubt ein Anordnen des
empfindlichen Umsetzungsmittels auf der dem Medium zugewandten
Seite, da die Beschichtung in dieser erfindungsgemäßen Variante
das Umsetzungsmittel vor dem gegebenenfalls agressiven, flüssi
gen und/oder gasförmigen Medium schützt, dessen Druck gemessen
werden soll.
Die jetzt mit der Anmeldung und später eingereichten Ansprüche
sind Versuche zur Formulierung ohne Präjudiz für die Erzielung
weitergehenden Schutzes.
Die in den abhängigen Ansprüchen angeführten Rückbeziehungen
weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Haupt
anspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches
hin. Jedoch sind diese nicht als ein Verzicht auf die Erzielung
eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale
der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
Merkmale, die bislang nur in der Beschreibung offenbart wurden,
können im Laufe des Verfahrens als von erfindungswesentlicher
Bedeutung, zum Beispiel zur Abgrenzung vom Stand der Technik
beansprucht werden.
Claims (18)
1. Drucksensor, im wesentlichen bestehend aus einer Membran,
die sich bei entsprechender Druckbeaufschlagung durch
zubiegen vermag und welche auf ihrer Oberfläche Um
setzungsmittel trägt, die die Durchbiegung der Membran in
ein auswertbares Signal, inbesondere eine elektrische
Spannung oder einen elektrischen Widerstand umsetzt, da
durch gekennzeichnet, daß zumindest an einer Seite des
Umsetzungsmittels eine Beschichtung vorgesehen ist und
die Beschichtung in einem Aufsputter-, einem Plasmabe
schichtungs-, einem Tauchbeschichtungs- und/oder einem
Folienbeschichtungsprozeßschritt aufgebracht wird.
2. Drucksensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Beschichtung bei einer maximalen Prozeßtemperatur von
400°C, bevorzugt ca. 180° bis 250°C, aufgebracht wird.
3. Drucksensor nach einem oder beiden der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Seiten
des Umsetzungsmittels eine Beschichtung, auch je eine
unterschiedliche Beschichtung, vorgesehen ist.
4. Drucksensor nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung
elektrisch isolierend ist.
5. Drucksensor nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung
als Dampfsperre wirkt.
6. Drucksensor nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung
insbesondere für Wärmestrahlung reflektierend ist.
7. Drucksensor nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Oberfläche
der Membran zunächst eine reflektierende Beschichtung
aufgebracht wird, danach ein aus einer Druckschichten
paste bestehendes Umsetzungsmittel aufgebracht wird, das
thermisch fixiert wird, und hernach auf das Umsetzungs
mittel eine weitere Beschichtung aufgebracht wird.
8. Drucksensor nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Folien
beschichtung eine Folie, insbesondere eine Polyimidfolie
vorgesehen ist, die auf die Membran und/oder das Um
setzungsmittel auflamentiert wird.
9. Drucksensor nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Tauch
beschichtung die Membran in eine Lösung mit Polysiloxane
oder ähnlichem geführt wird.
10. Drucksensor nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung
aus TiO2, SiO2 gegebenenfalls mit organischen Resten,
ZrO2, AlO2 und/oder Al2O3 oder einer Mischung der vor
genannten Materialien besteht.
11. Drucksensor nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran aus
Metall, Stahl, Keramik, Glas, SiO2, Al2O3 ↕, B2O3, Na2O,
K2O, MgO, CaO, BaO, P2O, PbO sowie einer Mischung der
vorgenannten Materialien besteht.
12. Drucksensor nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran eine
Dicke von 5/100 mm bis zu 3,0 mm aufweist.
13. Drucksensor nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Umsetzungs
mittel für die Durchbiegung der Membran ein induktiver,
kapazitiver oder resistiver Körper vorgesehen ist, dessen
Induktivität, Kapazität oder Widerstand durch die Durch
biegung verändert wird und dadurch meßbar ist.
14. Drucksensor nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Umsetzungs
mittel eine optische Anordnung dient.
15. Drucksensor nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Drucksensor
als Absolutdrucksensor oder als Differenzdrucksensor
ausgebildet ist.
16. Drucksensor nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Umsetzungs
mittel eine Wheatstonsche Brückenschaltung dient.
17. Drucksensor nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran auf
ihrer das Umsetzungsmittel tragenden Seite mindestens
eine Entlüftungsrille aufweist, die durch den Klebstoff
einer Klebefolie ausgefüllt wird.
18. Drucksensor nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Umsetzungs
mittel auf der Seite der Membran angeordnet ist, die mit
Druck beaufschlagt wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001114665 DE10114665A1 (de) | 2001-03-23 | 2001-03-23 | Drucksensor mit Membran |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001114665 DE10114665A1 (de) | 2001-03-23 | 2001-03-23 | Drucksensor mit Membran |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10114665A1 true DE10114665A1 (de) | 2002-09-26 |
Family
ID=7678985
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2001114665 Withdrawn DE10114665A1 (de) | 2001-03-23 | 2001-03-23 | Drucksensor mit Membran |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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