DE10133066B4

DE10133066B4 - Druckmeßgerät

Info

Publication number: DE10133066B4
Application number: DE2001133066
Authority: DE
Inventors: Tanja STÖCKLIN; Miroslaw Alznauer; Jürgen TANNER
Original assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Current assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Priority date: 2001-07-07
Filing date: 2001-07-07
Publication date: 2008-06-19
Anticipated expiration: 2021-07-08
Also published as: DE10133066A1

Abstract

Druckmessgerät, welches
eine Druckmesszelle mit einem druckempfindlichen Element aufweist,
auf das im Betrieb ein zu messender Druck (P) einwirkt, wobei
die Druckmesszelle in eine Hülse (19, 31) eingefasst ist,
die Hülse (19, 31) an einem ersten Ende eine sich radial nach innen erstreckende Schulter (21) aufweist, auf der die Druckmesszelle mit einem äusseren Rand aufliegt,
das druckempfindliche Element durch eine von der Schulter (21) begrenzte Öffnung (25) hindurch zugänglich ist, und
an einem zweiten Ende der Hülse (19, 31) eine Einspannung vorgesehen ist, durch die die Druckmesszelle gegen die Schulter (21) gepresst ist; dadurch gekennzeichnet, dass
die in die Hülse eingefasste Druckmesszelle in ein Gehäuse (41) eingebaut ist, welches eine Öffnung (46) aufweist, durch die hindurch ein Medium, dessen Druck zu messen ist, im Betrieb zu dem druckempfindlichen Element geleitet wird, wobei zwischen dem Gehäuse (41) und der eingefassten Druckmesszelle eine auswechselbare Dichtung...

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckmeßzelle und mit Druckmeßzellen ausgestattete Druckmeßgeräte.
Druckmeßzellen werden üblicherweise in einem Druckmeßgerät in ein Gehäuse eingespannt und es wird ein Medium, dessen Druck zu messen ist, einem druckempfindlichen Element der Druckmeßzelle zugeführt. Druckmeßzellen weisen z. B. mindestens einen Grundkörper und mindestens eine auf dem Grundkörper von diesem beabstandet angeordnete Meßmembran auf. Auf die Meßmembran wirkt im Betrieb ein zu messender Druck ein, und es wird eine druckabhängige Auslenkung der Meßmembran mittels eines elektromechanischen Wandlers erfaßt und in ein elektrisches druckabhängiges Ausgangssignal umgewandelt, das zu einer weiteren Verarbeitung und/oder Auswertung zur Verfügung steht.
Die Meßgenauigkeit hängt dabei in der Regel nicht nur von der Druckmeßzelle selber, sondern auch von deren Einspannung in das Gehäuse ab. So können z. B. durch eine ungleichmäßige Einspannung der Druckmeßzelle Spannungen bzw. Verspannungen in der Meßmembran erzeugt werden, die zu einer veränderten Empfindlichkeit der Druckmeßzelle führen.
Es werden in der Druckmeßtechnik vorteilhaft keramische Druckmeßzellen eingesetzt, da keramische Druckmeßzellen eine Meßgenauigkeit aufweisen, die über sehr lange Zeit stabil ist. Ein Grund hierfür ist die feste ionische Bindung von Keramik, durch die der Werkstoff sehr dauerhaft ist und im Vergleich zu anderen Werkstoffen, z. B. Metallen, praktisch nicht altert. Keramik ist jedoch ein sehr spröder Werkstoff. Die zuvor beschriebenen Spannungen bzw. Verspannungen können daher auch bei keramischen Druckmeßzellen auftreten.
Um eine möglichst hohe Meßgenauigkeit zu erzielen, ist es empfehlenswert eine Kalibration oder zumindest eine Nachkalibration der Druckmeßzelle vorzunehmen, wenn diese an deren Bestimmungsort eingebaut ist.
Dies bedeutet jedoch, daß immer dann wenn eine Bandbreite verschiedener Druckmeßgeräte genutzt wird, z. B. beim Hersteller selbst oder bei einem Anwender, der viele verschiedene Druckmeßgeräte mit unterschiedlichen Meßbereichen einsetzt, ein großes Lager bereit stehen muß. Ist ein solches Lager aus kosten- und/oder platzgründen nicht vorhanden, so muß entweder eine Meßgenauigkeitseinbuße hingenommen werden, oder es müssen die Endgeräte nach dem Einbau der Druckmeßzelle kalibriert oder nachkalibriert werden.
Die Offenlegungsschrift DE 42 13 857 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Messen von Druck und Differenzdruck mit einem von einem Gehäuse umschlossenen Oxid keramischen Messwandler zur Ausgabe eines druckabhängigen elektrischen Signals. Die Vorrichtung weist ein austauschbares Anschlusselement auf, um letzteres der jeweiligen Messaufgabe entsprechend auswählen zu können.
Die Offenlegungsschrift EP 0 723 143 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Messung von Druck oder Differenzdruck, die einen keramischen Drucksensor in einem Gehäuse aufweist, sowie ein lösbar mit dem Gehäuse verbundenes Anschlusselement zur Befestigung der Vorrichtung an einer Wand eines ein Messmedium enthaltenden Behälters. Weiterhin sind zwei koaxial angeordnete Dichtringe vorhanden, ein äußerer Dichtring, der sich zwischen dem Gehäuse und dem Drucksensor auf der dem Messmedium zugewandten Seite befindet und ein inneres auswechselbares Dichtelement, das zwischen dem Drucksensor und dem Anschlusselement angeordnet ist.
Die Offenlegungsschrift EP 0 757 237 A2 offenbart einen Druckaufnehmer mit einem Sensorelement, mit einer an ihrem Rand gehalterten Sensormembran, deren nicht gehalteter Teil aufgrund eines zu messenden Druckes auslenkbar ist, einem Gehäuse, Befestigungsmitteln zur Fixierung des Randes der Sensormembran in dem Gehäuse, einer das Gehäuse abschließenden Membran, der ein zu messender Druck zuzuführen ist, und einem Festkörper mit einem zur Minimierung des temperaturbedingten Messfehlers geeigneten Elastizitätsmoduls, der zwischen der Membran und dem auslenkbaren Teil der Sensormembran angeordnet ist und der den Druck von der Membran auf die Sensormembran überträgt.
Die Offenlegungsschrift DE 198 25 889 A1 offenbart einen Drucksensor, bei dem eine Messzelle mit einem Haltkörper in einem Gehäuse des Drucksensors fixiert ist. Das Gehäuse besitzt hierzu eine aussenseitig umlaufende Einschnürung durch die Fixierung des Haltekörpers mittels der Einschnürung ist der Drucksensor auch für besonders hohe Drücke geeignet, wobei die Gefahr, dass der Haltekörper in dem Gehäuse durch den auf die Messzelle wirkenden Druck verrutschen könnte, ausgeschlossen ist.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, Druckmessgeräte anzugeben, bei denen eine Druckmesszelle nahezu ohne Einbußen in der Messgenauigkeit einbaubar ist.
Hierzu besteht die Erfindung in einem Druckmessgerät, welches

– eine Druckmesszelle mit einem druckempfindlichen Element aufweist,
– auf das im Betrieb ein gemessener Druck einwirkt, wobei
– die Druckmesszelle in eine Hülse eingefasst ist,
– die Hülse an einen ersten Ende eine sich radial nach innen erstreckende Schulter aufweist, auf der die Druckmesszelle mit einem äußeren Rand aufliegt,
– das druckempfindliche Element durch eine von der Schulter begrenzte Öffnung hindurch zugänglich ist, und
– an einem weiteren Ende der Hülse eine Einspannung vorgesehen ist, durch die die Druckmesszelle gegen die Schulter gepresst ist, dadurch gekennzeichnet, dass
– die in die Hülse eingefasste Druckmesszelle in einem Gehäuse eingebaut ist, welches eine Öffnung aufweist, durch die hindurch ein Medium, dessen Druck zu messen ist, im Betrieb zu den druckempfindlichen Element geleitet wird, wobei zwischen dem Gehäuse und der eingefassten Druckmesszelle eine auswechselbare Dichtung vorgesehen ist.

Gemäß einer Ausgestaltung ist zwischen der Schulter und dem Rand der Druckmeßzelle ein Zentrierring angeordnet.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die Hülse ein metallischer Zylinder, an den endseitig die Schulter angeformt ist.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die Einspannung ein in den Zylinder eingeschaubter Gewindering.
Gemäß einer Weiterbildung ist zwischen dem Gewindering und der Druckmeßzelle eine Ringscheibe vorgesehen, die auf einem äußeren Rand der Druckmeßzelle aufliegt.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung ist die Hülse ein zylindrisches Bauteil, an dessen erstem Ende sich die Schulter radial nach innen erstreckt, und an dessen zweitem Ende ein Endbereich nach innen umgebördelt ist und die Einspannung bildet, durch die die Druckmeßzelle gegen die Schulter gepreßt ist.
Gemäß einer Weiterbildung der letztgenannten Ausgestaltung ist zwischen der Hülse und der Druckmeßzelle eine Schutzhülse vorgesehen, die einen zylindrischen Abschnitt aufweist, der die Druckmeßzelle eng umgreift, und die eine daran angeformte sich radial nach innen erstreckende Schulter aufweist, die auf einem äußeren Rand des Grundkörpers aufliegt.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die Einspannung ein Einpressring mit einem Übermaß, der in die Hülse eingepreßt ist.
Gemäß einer Ausgestaltung liegt die auswechselbare Dichtung auf einem äußeren druckunempfindlichen Rand der Druckmeßzelle auf.
Die Erfindung und deren Vorteile werden nun anhand der Figuren der Zeichnung, in denen drei Ausführungsbeispiele dargestellt sind, näher erläutert. Gleiche Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Relativdruckmeßzelle, die mit einem Gewindering in eine Hülse eingespannt ist;
2 zeigt einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Absolutdruckmeßzelle, die in eine Hülse eingespannt ist, indem ein Rand der Hülse umgebördelt ist; und
3 zeigt einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Relativdruckmeßzelle, die mit einem Einpreßring in eine Hülse eingespannt ist;
4 zeigt einen Schnitt durch ein Druckmeßgerät mit einer frontbündig eingesetzten erfindungsgemäßen Druckmeßzelle.
5 zeigt einen Schnitt durch ein Druckmeßgerät mit einer erfindungsgemäßen Druckmeßzelle und einem zylindrischen Prozeßanschluß.
In 1 ist ein Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß eingefaßten Druckmeßzelle dargestellt. Es handelt sich hier um eine Relativdruckmeßzelle.
Die Druckmeßzelle weist ein druckempfindliches Element auf, auf das im Betrieb ein zu messender Druck einwirkt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das druckempfindliche Element eine auf einem Grundkörper 1 von diesem beabstandet angeordnete Maßmembran 3. Der Grundkörper 1 und die Maßmembran 3 bestehen vorzugsweise aus Keramik. Die Meßmembran 3 und der Grundkörper 1 sind an deren Rand unter Bildung einer Meßkammer 5 mittels einer Fügestelle 7 druckdicht und gasdicht miteinander verbunden. Die Meßmembran 3 ist druckempfindlich, d. h. ein auf sie einwirkender Druck P bewirkt eine Auslenkung der Meßmembran 3 aus deren Ruhelage.
Die Druckmeßzelle weist einen Wandler zur Umwandlung der druckabhängigen Auslenkung der Meßmembran 3 in eine elektrische Meßgröße auf.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel einer kapazitiven Druckmeßzelle umfaßt der Wandler eine auf einer Innenseite der Meßmembran 3 angeordnete Elektrode 9 und mindestens eine auf einer gegenüberliegenden meßmembran-zugewandten Außenseite des Grundkörpers 1 angeordneten Gegenelektrode 11. Die Gegenelektrode 11 des Grundkörpers 1 ist durch den Grundkörper 1 hindurch zu dessen Außenseite hin elektrisch kontaktiert und führt zu einer auf dem Grundkörper 1 angeordneten elektronischen Schaltung 13. Elektrode 9 und Gegenelektrode 11 bilden einen Kondensator und die elektronische Schaltung 13 formt eine elektrische Meßgröße, hier die Kapazitätsänderungen des Kondensators, in ein elektrisches Meßsignal, z. B. in eine sich entsprechend ändernde elektrische Spannung, um. Die Meßgröße ist über Anschlußleitungen 15 einer weiteren elektronischen Einheit 17 zur weiteren Verarbeitung und/oder Auswertung zugeführt.
Im Betrieb wirkt auf eine Außenseite der Meßmembran 3 ein zu messender Druck P ein. Dies ist in 1 durch einen Pfeil symbolisch dargestellt. Der Druck P bewirkt eine druckabhängige Auslenkung der Meßmembran 3, die von dem Wandler in die elektrische Meßgröße umgewandelt wird.
Anstatt des beschriebenen kapazitiven Wandlers können auch andere Wandlertypen eingesetzt werden. Beispiele hierfür sind auf der Meßmembran angeordnete, z. B. zu einer Wheatstoneschen Brücke zusammengeschlossene Dehnungsmeßstreifen oder piezoresistive Elemente.
Der Grundkörper 1 weist eine durchgehende Bohrung 18 auf, über die ein Referenzdruck P_R, auf den der zu messende Druck P bezogen ist, der Meßkammer 5 zugeführt. Dieser Referenzdruck P_R wirkt auf die Innenseite der Meßmembran 3 ein während auf deren Außenseite der zu messende Druck P einwirkt.
Die Druckmeßzelle ist in eine Hülse 19 eingefaßt. Die Hülse 19 ist ein metallischer Zylinder. Sie weist ein erstes Ende auf, an das endseitig eine sich radial nach innen erstreckende Schulter 21 angeformt ist. Die Hülse 19 besteht vorzugsweise aus einem Edelstahl. Die Druckmeßzelle liegt mit einem äußeren Rand auf der Schulter 21 auf. Zwischen der Schulter 21 und dem Rand der Druckmeßzelle ist ein Zentrierring 23 angeordnet. Der Zentrierring 23 umfaßt einen zylindrischen Abschnitt, der einen membranzugewandten Abschnitt der Druckmeßzelle eng umschließt und eine daran angeformte sich radial nach innen erstreckende Schulter, die auf einem äußeren Rand der Meßmembran 3 aufliegt und zwischen der Schulter 21 der Hülse 19 und der Druckmeßzelle eingespannt ist. Der Zentrierring 23 bewirkt eine weiche und verspannungsarme Lagerung der Druckmeßzelle. Zusätzlich bewirkt der Zentrierring 23 eine Abdichtung des Spaltes zwischen der Druckmeßzelle und der Hülse 19.
Das druckempfliche Element, hier die Meßmembran 3 ist durch eine von der Schulter 21 begrenzte Öffnung 25 hindurch zugänglich.
An einem zweiten Ende der Hülse 19 ist eine Einspannung vorgesehen, durch die die Druckmeßzelle gegen die Schulter 21 gepreßt ist. In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Einspannung ein in den Zylinder der Hülse 21 eingeschaubter Gewindering 27. Der Gewindering 27 besteht aus einem Metall, vorzugsweise aus einem rostfreien Stahl. Zwischen dem Gewindering 27 und der Druckmeßzelle ist eine Ringscheibe 29 vorgesehen, die auf einem äußeren Rand der Druckmeßzelle aufliegt. Die Ringscheibe 29 besteht aus einem Kunststoff oder aus Keramik und eine bildet eine weiche Auflage für die Druckmeßzelle.
Vorzugsweise bestehen der Zentrierring 23 und die Ringscheibe 29 beide aus einem Isolator, so daß durch die Einfassung der Druckmeßzelle zwischen diesen beiden Bauteilen eine elektrische Isolation zwischen der Druckmeßzelle und der Hülse 19 besteht.
2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer eingefaßten Druckmeßzelle. Aufgrund der großen Übereinstimmung zu dem vorangehenden Ausführungsbeispiel sind nachfolgend lediglich die bestehenden Unterschiede näher erläutert.
Die Druckmesszelle ist hier eine kapazitive keramische Absolutdruckmesszelle. Sie unterscheidet sich von der in 1 dargestellten Relativdruckmesszelle insofern, als die Bohrung (18) zur Zufuhr des Referenzdrucks entfällt. Die Messkammer (5) ist bei dem in 2 dargestellten Ausführungbeispiel evakuiert und hermetisch dicht verschlossen.
Die Druckmeßzelle ist in eine Hülse 31 eingefaßt, die als ein metallisches zylindrisches Bauteil, z. B. als ein Tiefziehteil, ausgebildet ist. An einem ersten Ende des Tiefziehteils erstreckt sich die Schulter 21 radial nach innen und an dem zweiten Ende ist ein Endbereich 33 nach innen umgebördelt. Der umgebördelte Endbereich 33 bildet die Einspannung, durch die die Druckmeßzelle gegen die Schulter 21 gepreßt ist.
Im Inneren der Hülse 31 ist zwischen der Hülse 31 und der Druckmeßzelle eine Schutzhülse 35 vorgesehen. Die Schutzhülse 35 besteht aus einem harten Kunststoff, z. B. aus Polypropylensulfat (PPS) oder aus Polyethylen (PE), oder aus Keramik, und dient dazu die durch das Umbördeln ausgeübte Kraft gleichmäßig auf die Druckmeßzelle zu übertragen. Sie weist einen zylindrischen Abschnitt 37 auf, der die Druckmeßzelle eng umgreift. An diesen ist eine sich radial nach innen erstreckende Schulter 39 angeformt, die auf einem äußeren Rand des Grundkörpers 1 aufliegt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist zwischen der Hülse 31 und der Druckmeßzelle eine Dichtung 38 vorgesehen. Die Dichtung 38 ist ein flacher Dichtring aus einem weichen Kunststoff, z. B. aus einem Elastomer. Sie ist zwischen der Schulter 21 der Hülse 31 und dem Rand der Druckmeßzelle angeordnet und ist außen ringförmig von der Schutzhülse 35 umgeben. Die Höhe des zylindrischen Abschnitts 37 der Schutzhülse 35 bestimmt dabei die Höhe des Spaltes in den die Dichtung 38 eingespannt ist.
3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß eingefaßten Druckmeßzelle. Das Ausführungsbeispiel stimmt abgesehen von der Einspannung der Druckmeßzelle mit dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel überein, so dass nachfolgend lediglich die Unterschiede näher erläutert sind. Bei der in 3 dargestellten Ausgestaltung kann die Einspannung anstelle des gezeigten Gewinderings (40) ein Einpressring mit einem Übermaß sein, der in die Hülse eingepresst ist. Der Einpressring besteht aus einem Edelstahl. Die Mantelfläche der Hülse (19) kann im Bereich der Endlage des Einpressrings leicht konisch vorgeformt sein. Die Verwendung eines Einpressrings bietet den Vorteil, dass keinerlei Torsionskräfte auf die Druckmesszelle einwirken.
Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen erfährt die Druckmeßzelle durch die Hülse 19, 31 eine definierte Einspannung. Die in die Hülse 19, 31 eingefaste Druckmeßzelle bildet ein modulares Bauteil, das in ein Druckmeßgerät oder in ein einfaches Gehäuse eingebaut werden kann. Eine Einspannung der eingefasten Druckmeßzelle in ein Gehäuse wirkt sich praktisch nicht mehr auf die Meßgenauigkeit aus und kann jederzeit erfolgen, ohne daß eine Kalibration oder Nachkalibration der Druckmeßzelle erforderlich ist. Dies erlaubt ein hohes Maß an Flexibilität bei geringem Lagerbestand.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Druckmeßzellen besteht darin, daß die Hülsen 19, 31 metallisch sind. Sie bilden eine metallische Ummantelung, in die die Druckmeßzelle eingefaßt ist und bieten somit definierte elektrische Verhältnisse. Zum einen wird durch diese metallische Abschirmung das Eindringen elektromagnetischer Störungen deutlich reduziert, zum anderen bestehen nach außen definierte Streukapazitäten von dem elektromechanischen Wandler zu der Hülse 19, 31, die durch den Einbau in ein Gehäuse nicht verändert werden, und zwar völlig unabhängig von der Form des jeweiligen Gehäuses. Dies liefert definierte elektrische Verhältnisse, die bereits bei einer Werkskalibration mit berücksichtigt und entsprechend kompensiert werden können.
Die 4 und 5 zeigen jeweils einen Schnitt durch ein Druckmeßgerät mit einer erfindungsgemäßen Druckmeßzelle. Es ist jeweils die in 3 dargestellte eingefaßte Druckmeßzelle dargestellt.
Bei dem in 4 dargestellten Druckmeßgerät ist die eingefaßte Druckmeßzelle frontbündig in ein Gehäuse eingebaut. Das Gehäuse weist zwei Hälften auf, zwischen denen die eingefaßte Druckmeßzelle eingespannt ist. Eine erste im wesentlichen zylindrische Hälfte 41 weist eine sich radial nach innen erstreckende Schulter 43 auf, auf der die Schulter 21 der Hülse 19 aufliegt. Zwischen der Schulter 43 und einem druckunempfindlichen äußeren Rand der Meßmembran 3 der Druckmeßzelle ist eine Prozeßdichtung 45 eingespannt. Die Prozeßdichtung 45 liegt an einer zylindrischen inneren Mantelfläche der Schulter 21 der Hülse 19 an. Die Lage der Prozeßdichtung ist auch in 3 dargestellt. Die erste Hälfte 41 weist eine durch die Schulter 43 umgebene Öffnung 46 auf, durch die hindurch im Betrieb ein am Einsatzort wirkender zu messender Druck p auf die druckempfindliche Meßmembran 3 der Druckmeßzelle einwirkt.
Die zweite Hälfte 47 des Gehäuses ist auf einer schulterabgewandten Seite auf die erste Hälfte 41 aufgeschraubt. Hierzu sind Bolzen 49 vorgesehen, die durch einen Absatzring 51 der zweiten Hälfte 47 hindurch in die erste Hälfte 41 des Gehäuses hinein geschraubt sind.
Die zweite Hälfte 47 des Gehäuses liegt mit einer der ersten Hälfte 41 zugewandten Stirnfläche 53 auf einer schulter-abgewandten ringscheibenförmigen Stirnfläche der Hülse 19 auf. Beim Einbau der gefaßten Druckmeßzelle in das Gehäuse wird die Hülse 19 eingespannt. Die Einspannungsverhältnisse der Druckmeßzelle im Inneren der Hülse 19 bleiben unverändert. Folglich kann die eingefaßte Druckmeßzelle beliebig ein und ausgebaut werden, ohne daß die Meßgenauigkeit hierdurch beeinträchtigt wird. Hierdurch ist sichergestellt, daß die Prozeßdichtung 45 jederzeit problemlos austauschbar, ohne daß sich Änderungen in der Meßgenauigkeit ergeben oder eine Nachkalibration erforderlich wird.
Bei dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die eingefaßte Druckmeßzelle ebenfalls in ein zwei Hälften 55, 47 aufweisendes Gehäuse eingebaut. Auch hier ist die in 3 dargestellte in die Hülse 19 eingefaßte Druckmeßzelle vorgesehen. Es kann genauso eine andere erfindungsgemäß eingefaßte Druckmeßzelle eingesetzt werden.
Die erste Hälfte 55 ist im wesentlichen zylindrisch und weist endseitig eine Ausnehmung mit einen sich radial nach innen erstreckenden Absatz 57 auf, auf dem die eingefaßte Druckmeßzelle mit der Schulter 21 der Hülse 19 aufliegt. An das von der zweiten Hälfte 47 abgewandte Ende der ersten Hälfte 55 ist ein Prozeßanschluß 59 angeformt. An einem von der Druckmeßzelle abgewandten Ende weist der Prozeßanschluß 59 ein Außengewinde 61 auf, mittels dessen das Druckmeßgerät dann an einem in 5 nicht dargestellten Meßort zu befestigen ist. Andere Arten der Befestigung, z. B. mittels einer Flanschverbindung, sind ebenfalls einsetzbar.
Der Prozeßanschluß 59 weist eine zentrale axiale durchgehende Bohrung 63 auf, die sich vor der Meßmembran 3 zu einer Kammer aufweitet. Der Durchmesser der Öffnung 25 der Hülse 19 vor der Meßmembran 3 ist größer als der Innendurchmesser des an die Öffnung 25 angrenzenden Endbereichs der Kammer, so daß hier zwischen Öffnung 25 und der Kammer eine Absatzfläche 65 besteht.
Zwischen dem Gehäuse und der eingefaßten Druckmeßzelle ist auch hier eine auswechselbare Dichtung vorgesehen. Die Dichtung liegt auf einem äußeren druckunempfindlichen Rand der Druckmeßzelle auf. Sie ist zwischen diesem Rand und der Absatzfläche 65 eingespannt.
Die zweite Hälfte 47 des Gehäuses ist identisch zu der in 4 dargestellten zweiten Hälfte 47. Sie ist ebenfalls mittels Bolzen 49 auf die erste Hälfte 55 aufgeschraubt.
Bei Verwendung einer erfindungsgemäß eingefaßten Druckmeßzelle ist die Dichtung auswechselbar, ohne daß eine erneute Kalibration erfolgen muß. Die Einspannungsverhältnisse der Druckmeßzelle im Inneren der Hülse 19 ändern sich durch den Aus- und Einbau der Druckmeßzelle aus dem Gehäuse praktisch nicht. Entsprechend bleibt die Meßgenauigkeit unverändert erhalten.
Prozeßdichtungen müssen bei einer Vielzahl von Anwendungen auswechselbar sein. Ein Beispiel hierfür ist die Lebensmittelindustrie. Dort ist die Auswechselbarkeit aus hygienischen Gründen erforderlich.
In dem Gehäuse kann z. B. eine weitere elektronische Einheit angeordnet sein, die z. B. dazu dient eine weitere Verarbeitung und/oder Auswertung der von der elektronischen Schaltung 13 erzeugten druckabhängigen Signale vorzunehmen.

Claims

Druckmessgerät, welches eine Druckmesszelle mit einem druckempfindlichen Element aufweist, auf das im Betrieb ein zu messender Druck (P) einwirkt, wobei die Druckmesszelle in eine Hülse (19, 31) eingefasst ist, die Hülse (19, 31) an einem ersten Ende eine sich radial nach innen erstreckende Schulter (21) aufweist, auf der die Druckmesszelle mit einem äusseren Rand aufliegt, das druckempfindliche Element durch eine von der Schulter (21) begrenzte Öffnung (25) hindurch zugänglich ist, und an einem zweiten Ende der Hülse (19, 31) eine Einspannung vorgesehen ist, durch die die Druckmesszelle gegen die Schulter (21) gepresst ist; dadurch gekennzeichnet, dass die in die Hülse eingefasste Druckmesszelle in ein Gehäuse (41) eingebaut ist, welches eine Öffnung (46) aufweist, durch die hindurch ein Medium, dessen Druck zu messen ist, im Betrieb zu dem druckempfindlichen Element geleitet wird, wobei zwischen dem Gehäuse (41) und der eingefassten Druckmesszelle eine auswechselbare Dichtung (45) vorgesehen ist.
Druckmessgerät nach Anspruch 1, wobei zwischen der Schulter (21) und dem Rand der Druckmesszelle ein Zentrierring (23) angeordnet ist.
Druckmessgerät nach Anspruch 1, wobei die Hülse (19, 31) ein metallischer Zylinder ist, an den endseitig die Schulter (21) angeformt ist.
Druckmessgerät nach Anspruch 1, wobei die Einspannung ein in die Hülse (19) eingeschraubter Gewindering (27) ist.
Druckmessgerät nach Anspruch 4, wobei zwischen dem Gewindering (27) und der Druckmesszelle eine Ringscheibe (29) vorgesehen ist, die auf einem äußeren Rand der Druckmesszelle aufliegt.
Druckmessgerät nach Anspruch 1, wobei die Hülse (31) ein zylindrisches Bauteil ist, an dessen erstem Erde sich die Schulter (21) radial nach innen erstreckt, und an dessen zweitem Ende ein Endbereich nach innen umgebördelt ist und die Einspannung bildet, durch die die Druckmesszelle gegen die Schulter gepresst ist.
Druckmessgerät nach Anspruch 6, wobei zwischen der Hülse (31) und der Druckmesszelle eine Schutzhülse (35) vorgesehen, die einen zylindrischen Abschnitt (37) aufweist, der die Druckmesszelle eng umgreift, und die eine daran angeformte, sich radial nach innen erstreckende Schulter (39) aufweist, die auf einem äußeren Rand der Druckmesszelle aufliegt.
Druckmessgerät nach Anspruch 1, wobei die Einspannung ein Einpressring mit einem Übermaß ist, der in die Hülse eingepresst ist.
Druckmessgerät nach Anspruch 9, bei dem die auswechselbare Dichtung (45) auf einem äußeren druckunempfindlichen Rand der Druckmesszelle aufliegt.