DE102004048367A1 - Verfahren zur Befüllung eines Druckmessaufnehmers - Google Patents

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Abstract

Es ist ein Verfahren zur Befüllung eines Druckmessaufnehmers mit einer Flüssigkeit (21), die dazu dient, einen auf eine Trennmembran (13, 14, 45) einwirkenden Druck (p, p1, p2) auf einen im Druckmessaufnehmer befindlichen Drucksensor (3, 33) zu übertragen, vorgesehen, bei dem eine optimal an die geometrischen Gegebenheiten des Druckmessaufnehmers angepasste Volumenmenge in den Druckmessaufnehmer eingebracht wird, indem ein Innenraum des Druckmessaufnehmers durch eine Befüllöffnung (31, 31a, 31b, 31c, 31d) befüllt wird, der befüllte Druckmessaufnehmer auf eine Verschlusstemperatur abgekühlt wird, die unterhalb einer minimalen Einsatztemperatur des Druckmessaufnehmers liegt, ein Überdruck an die Trennmembran (13, 41, 45) angelegt wird, durch den die Trennmembran (13, 41, 45) an deren Membranbett (15) angelegt wird, und die Befüllöffnung (31, 31a, 31b, 31c, 31d) verschlossen wird, während der Überdruck an der Trennmembran (13, 41, 45) anliegt und der Druckmessaufnehmer auf die Verschlusstemperatur abgekühlt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Befüllung eines Druckmessaufnehmers mit einer Flüssigkeit, die dazu dient, einen auf eine Trennmembran einwirkenden Druck auf einen im Druckmessaufnehmer befindlichen Drucksensor zu übertragen.
  • Druckmessaufnehmer werden in nahezu allen Industriezweigen zum Messen von Drücken eingesetzt. Die gemessen Druckwerte werden z.B. zum Steuern, Regeln und/oder Überwachen eines industriellen Herstellungs- und/oder Verarbeitungsprozesses eingesetzt.
  • In der Druckmesstechnik werden gerne so genannte Halbleiter-Sensoren, z.B. Silizium-Chips mit eindotierten Widerstandselementen, als druckempfindliche Elemente eingesetzt. Üblicherweise weist ein solcher Drucksensor einen membran-förmigen Drucksensor-Chip auf, der in einer Druckmesskammer auf einem Grundkörper aufgebracht ist. Drucksensoren sind in der Regel sehr empfindlich und werden deshalb nicht direkt einem Medium ausgesetzt, dessen Druck aufgenommen werden soll. Stattdessen ist ein mit einer Flüssigkeit gefüllter Druckmittler mit einer äußeren Trennmembran vorgeschaltet. Im Betrieb wird der zu messende Druck an die Trennmembran angelegt und über den Druckmittler in die Druckmesskammer übertragen. Das gilt sowohl für die Messung von absoluten Drücken, als auch für die Messung von Relativdrücken und Differenzdrücken.
  • Druckmessaufnehmer sind für den Einsatz in einem vorgegebenen Temperaturbereich ausgelegt, der nach oben durch eine maximale und nach unten durch eine minimale Einsatztemperatur begrenzt ist. Die minimale Einsatztemperatur kann beispielsweise –40°C und die maximale Einsatztemperatur +85°C betragen. Innerhalb dieses Temperaturbereiches ist durch die Flüssigkeit eine hydraulische Druckübertragung eines auf die Trennmembran einwirkenden zu messenden Druckes auf die Membran des Drucksensors zu gewährleisten.
  • Die Trennmembran und deren Membranbett umschließen eine Druckempfangskammer, die im Betrieb mit der Flüssigkeit gefüllt ist. Das in der Druckempfangskammer befindliche Flüssigkeitsvolumen wird in der Druckmesstechnik auch als Unterziehvolumen bezeichnet. Es bildet ein Polster, das unter anderem die Aufgabe hat, auch bei der minimalen Einsatztemperatur des Druckmessaufnehmers die hydraulische Druckübertragung zu gewährleisten. Hierzu muss bei der minimalen Einsatztemperatur eine Mindestmenge an Flüssigkeit in der Druckempfangskammer vorhanden sein. Diese Mindestmenge ist nachfolgend als Sicherheitsvolumen bezeichnet.
  • Das Volumen der im Druckmessaufnehmer befindlichen Flüssigkeit steigt mit zunehmender Temperatur an. Je größer die insgesamt im Druckmessaufnehmer befindliche Flüssigkeitsmenge ist, um so größer ist auch deren Volumenzunahme mit der Temperatur. Dieses zusätzliche Volumen bewirkt einen nach außen wirkenden Druck auf die Trennmembran.
  • Wenn diese Volumenzunahme eine aufnehmer-spezifische Obergrenze übersteigt, kann dies zu einer Überdehnung der Trennmembran und/oder zu einer irreversiblen Verformung derselben führen. Dies führt zu bleibenden Veränderungen der Druckübertragungseigenschaften der Trennmembran und damit zu einer erhöhten Messungenauigkeit oder sogar zu Messfehlern. Die Größe der zulässigen Volumenzunahme wird als Steuervolumen der Trennmembran bezeichnet und hängt stark von der Geometrie des Druckmessaufnehmers ab. Je kleiner ein Durchmesser der Trennmembran ist, umso geringer ist das zur Verfügung stehende Steuervolumen.
  • Es gilt daher, die im Druckmessaufnehmer befindliche Flüssigkeitsmenge zu reduzieren, wobei gleichzeitig sichergestellt sein muss, dass bei der minimalen Einsatztemperatur ein ausreichendes Sicherheitsvolumen in der Druckempfangskammer vorhanden ist. Es gilt also beim Befüllen eine optimal an die geometrischen Gegebenheiten des Druckmessaufnehmers angepasste Volumenmenge der Flüssigkeit in den Druckmessaufnehmer einzubringen.
  • In der Deutschen Patentschrift DE-C1 197 44 208 ist ein Verfahren zur Befüllung eines Druckmessaufnehmers mit einer Flüssigkeit beschrieben. Der Druckmessaufnehmer weist einen Einfüllkanal auf, in den ein über einen Teil seiner Gesamtlänge einen Längskanal aufweisender Füllstift soweit eingeführt wird, dass eine noch offene Verbindung nach außen besteht. Der Druckmessaufnehmer wird evakuiert und die unter Druck stehende Flüssigkeit unter Schwerkrafteinfluss über den Längskanal und den Einfüllkanal eingebracht. Anschließend wird zum Herstellen eines definierten Flüssigkeitsvolumens durch Einpressen des Füllstifts über das Ende des Längskanals hinaus eine Ergänzungsmenge an Flüssigkeit eingefüllt.
  • Um zu gewährleisten, dass immer ein ausreichendes Sicherheitsvolumen vorhanden ist, muss das definierte Flüssigkeitsvolumen so groß sein, dass auch dann genügend Flüssigkeit vorhanden ist, wenn das Innenvolumen ein durch Toleranzen bei der Herstellung bedingtes Maximum erreicht. Das bedeutet aber, dass immer dann, wenn das Innenvolumen aufgrund von Toleranzen nicht das vorgenannte Maximum erreicht, mehr Flüssigkeit eingefüllt wird, als unbedingt notwendig ist.
  • Zusätzlich muss der Druckmessaufnehmer bei diesem Verfahren eine Mindestgröße aufweisen, damit ein ausreichendes Raumangebot zur Aufnahme des Füllstifts im Druckmessaufnehmer vorhanden ist.
  • In der Deutschen Patentschrift DD-A5 284 757 ist ein weiteres Verfahren zur Befüllung eines Druckmessaufnehmers mit einer Flüssigkeit beschrieben, bei dem der Druckmessaufnehmer zunächst evakuiert wird und mit der Flüssigkeit befüllt wird. Anschließend wird ein mit der Flüssigkeit gefüllter Vorratsbehälter auf die Befüllöffnung geschraubt und die Trennmembran einem Unterdruck ausgesetzt, durch den sie gegen ein formgleiches Gegenlager gesaugt wird. Das Gegenlager ist dabei so ausgebildet, dass unter Trennmembran ein vorgegebenes Volumen eingeschlossen ist, wenn die Trennmembran am Gegenlager anliegt. Bei dem Ansaugvorgang wird dieses vorgegebene Volumen aus dem Vorratsbehälter unter die Trennmembran gezogen. Anschließend wird unter Aufrechterhaltung des Unterdrucks der Vorratsbehälter herausgeschraubt und die Befüllöffnung derart verschlossen, dass das Innere des Druckmessaufnehmers nicht unter Druck gesetzt wird.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Befüllung eines Druckmessaufnehmers anzugeben, bei dem eine optimal an die geometrischen Gegebenheiten des Druckmessaufnehmers angepasste Volumenmenge in den Druckmessaufnehmer eingebracht wird.
  • Hierzu besteht die Erfindung in einem Verfahren zur Befüllung eines Druckmessaufnehmers mit einer Flüssigkeit, die dazu dient, einen auf eine Trennmembran einwirkenden Druck auf einen im Druckmessaufnehmer befindlichen Drucksensor zu übertragen, bei dem
    • – ein Innenraum des Druckmessaufnehmers durch eine Befüllöffnung befüllt wird,
    • – der befüllte Druckmessaufnehmer auf eine Verschlusstemperatur abgekühlt wird, die unterhalb einer minimalen Einsatztemperatur des Druckmessaufnehmers liegt,
    • – ein Überdruck an die Trennmembran angelegt wird, durch den die Trennmembran an deren Membranbett angelegt wird, und
    • – die Befüllöffnung verschlossen wird, während der Überdruck an der Trennmembran anliegt und der Druckmessaufnehmer auf die Verschlusstemperatur abgekühlt ist.
  • Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens weist die Befüllöffnung endseitig eine Ausnehmung auf, in die nach dem Befüllen eine Kugel eingedrückt wird, die die Ausnehmung über deren Umfang abdichtet.
  • Gemäß einer anderen Weiterbildung des Verfahrens weist die Befüllöffnung endseitig eine Ausnehmung mit einem Kugelbett auf, in das nach dem Befüllen eine Kugel eingelegt wird. Die Befüllöffnung wird verschlossen, indem die Kugel mittels einer Befestigung gegen das Kugelbett gepresst wird.
  • Die Erfindung und weitere Vorteile werden nun anhand der Figuren der Zeichnung, in denen zwei Ausführungsbeispiele dargestellt sind, näher erläutert; gleiche Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt einen Schnitt durch einen Druckaufnehmer;
  • 2 zeigt einen Schnitt durch einen Differenzdruckaufnehmer;
  • 3 zeigt einen Schnitt durch eine mittels einer eingepressten Kugel verschlossene Befüllöffnung; und
  • 4 zeigt einen Schnitt durch eine mittels einer Kugel und deren Befestigung verschlossene Befüllöffnung.
  • 1 zeigt einen Schnitt durch einen Druckmessaufnehmer. Er weist einen Drucksensor 1, z.B. einen Halbleiter-Sensor auf. Hierzu eignen sich z.B. Silizium-Chips mit eindotierten Widerstandselementen. Der Chip bildet eine Membran 3, die auf einem Grundkörper 5 aufgebracht ist. Der Grundkörper 5 befindet sich auf einem metallischen Träger 7, der in ein Gehäuse 9 derart eingebaut, dass das Gehäuse 9 in zwei Hälften unterteilt ist. Eine erste Hälfte bildet eine Druckmesskammer 11, in der sich die Membran 3 befindet. Daran ist ein Druckmittler angeschlossen, über den ein zu messender Druck p auf die Membran 3 übertragen wird.
  • Der Druckmittler umfasst eine Trennmembran 13, die den Druckmessaufnehmer frontbündig abschließt. Es ist ein Membranbett 15 vorgesehen, dessen Form der Form der Trennmembran 13 nachempfunden ist. Im Betrieb liegt der zu messende Druck p an der Trennmembran 13 an. Die Trennmembran 13 und deren Membranbett 15 bilden eine Druckempfangskammer 17, die über eine Druckübertragungsleitung 19 mit der Druckmesskammer 11 in Verbindung steht. Der gesamte Druckmittler, d.h. die Druckempfangskammer 17, die Druckübertragungsleitung 19 und die Druckmesskammer 11 sind ist mit einer Flüssigkeit 21 gefüllt, die dazu dient, einen auf die äußere Trennmembran 13 einwirkenden zu messenden Druck p auf die Membran 3 des Drucksensors 1 zu übertragen. Dies ist vorzugsweise eine inkompressible Flüssigkeit mit einem geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten, z.B. ein Silikonöl.
  • Eine zweite Hälfte des Gehäuses 9 ist durch den Träger 7 völlig getrennt von der ersten Hälfte und eignet sich daher zur Aufnahme einer elektronischen Schaltung zur Aufnahme und/oder Verarbeitung von vom Drucksensor 1 erzeugten druckabhängigen elektrischen Messgrößen. Hierzu sind Kontaktstifte 23 vorgesehen, die durch Glasdurchführungen 25 durch den Träger 7 hindurch geführt sind und mit Anschlussleitungen 27 an in dem Silizium-Chip verlaufende Leitungen angeschlossen sind.
  • Soll der Druckmessaufnehmer als Relativdruckaufnehmer arbeiten, d.h. soll er einen zu messenden Druck bezogen auf einen Referenzdruck pR, z.B. einen in der Umgebung des Druckmessaufnehmers herrschenden Atmosphärendruck, erfassen, so ist zusätzlich eine Referenzdruckzufuhr vorzusehen. In 1 ist dies durch eine durch den metallischen Träger 7 und den Grundkörper 5 hindurch führende Bohrung 29 realisiert.
  • Der Druckmessaufnehmer weist eine Befüllöffnung 31 auf, durch die die Flüssigkeit 21 in einen Innenraum des Druckmessaufnehmers eingebracht wird. Der zu befüllende Innenraum entspricht in dem dargestellten Ausführungsbeispiel dem Innenraum des Druckmittlers und umfasst die Druckempfangskammer 17, die Druckübertragungsleitung 19 und die Druckmesskammer 11.
  • Der Innenraum wird durch die Befüllöffnung 31 befüllt. Heute wird eine Vielzahl verschiedener Verfahren zum Befüllen eingesetzt, die hier ebenfalls einsetzbar sind. Es kann beispielsweise der Druckmessaufnehmer in eine trockene Wanne eingebracht werden, die zunächst evakuiert und anschließend mit der Flüssigkeit geflutet wird. Der Druckmessaufnehmer befindet sich dadurch in einem Flüssigkeitsbad. Wird nachfolgend das Vakuum aufgehoben, so dringt die Flüssigkeit in den Druckmessaufnehmer ein und füllt alle inneren Hohlräume desselben. Die Befüllung kann bei Raumtemperatur vorgenommen werden. Anschließend wird der Druckmessaufnehmer in dem Bad auf eine Verschlusstemperatur abgekühlt, die unterhalb einer minimalen Einsatztemperatur des Druckmessaufnehmers liegt. Hierzu wird die Wanne beispielsweise in einen Tiefkühlschrank eingebracht.
  • Anschließend wird ein Überdruck an die Trennmembran 13 angelegt, durch den die Trennmembran 13 an deren Membranbett 15 angelegt wird.
  • Abschließend wird die Befüllöffnung 31 verschlossen, während der Überdruck an der Trennmembran 13 anliegt und der Druckmessaufnehmer auf die Verschlusstemperatur abgekühlt ist.
  • 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Druckmessaufnehmers. Im Unterschied zu dem in 1 dargestellten Druckmessaufnehmer, der dazu dient einen Druck p zu erfassen, dient der in 2 dargestellte Druckmessaufnehmer zur Erfassung eines Differenzdruckes, d.h. der Differenz zwischen einem ersten Druck p1 und einem zweiten Druck p2. Entsprechend weist der in 2 dargestellte Druckmessaufnehmer als Drucksensor einen Differenzdrucksensor 33 auf. Als Sensorelement dient z.B. ein Siliziumchip vom Membrantyp, an den eine erste und eine zweite Druckmesskammer 35, 37 angrenzen. Ein in der ersten Druckmesskammer 35 herrschender Druck liegt an einer Seite der Membran, ein in der zweiten Druckmesskammer 37 herrschender Druck liegt an der gegenüberliegenden Seite der Membran an. Die resultierende Durchbiegung der Membran ist ein Maß für den auf sie einwirkenden Differenzdruck. Als elektromechanische Wandler dienen z.B. in die Membran integrierte zu einer Brückenschaltung zusammengefasste piezoresistive Elemente, die ein differenzdruck-proportionales Ausgangssignal erzeugen, zur Messwerterzeugung. Das Ausgangssignal steht über eine Leitung 39 zu einer weiteren Verarbeitung und/oder Anzeige zur Verfügung.
  • Die Differenzdruckaufnahmeeinheit weist eine von einer ersten Trennmembran 41 abgeschlossene erste Druckempfangskammer 43 und eine von einer zweiten Trennmembran 45 abgeschlossene zweiten Druckempfangskammer 47 auf. Im Betrieb liegt an der ersten Trennmembran 41 der erste Druck p1 und an der zweiten Trennmembran 45 der zweite Druck p2 an.
  • Der Druckmessaufnehmer weist zwei miteinander verbundene massive Blocks auf zwischen denen eine Überlastmembran 49 eingespannt ist. Zu beiden Seiten der Überlastmembran 49 weist der jeweils benachbarte Block eine Ausnehmung auf. Die Überlastmembran weist einen geschlossenen äußeren Rand und einen geschlossenen inneren Rand auf und ist entlang deren äußerem und deren innerem Rand fest eingespannt. Die Ausnehmungen bilden zusammen mit der Überlastmembran 49 eine erste und eine zweite Überlastkammer 51, 53. Die erste Überlastkammer 51 ist über eine erste Leitung 55 mit der ersten Druckempfangskammer 43 verbunden ist. Eine zweite Leitung 57 bildet eine Verbindung zwischen der ersten Überlastkammer 51 und der ersten Druckmesskammer 35.
  • Analog ist die zweite Überlastkammer 53 mittels einer dritte Leitung 59 mit der zweiten Druckempfangskammer 47 verbunden. Eine vierte Leitung 61 bildet eine Verbindung zwischen der zweiten Überlastkammer 53 und der zweiten Druckmesskammer 37.
  • Die erste und die zweite Druckempfangskammer 43, 47, die erste und die zweite Überlastkammer 51, 53, die erste und die zweite Druckmesskammer 35, 37 sowie die erste, die zweite, die dritte und die vierte Leitung 55, 57, 59, 61 sind mit der Flüssigkeit 21 ausgefüllt.
  • Die Befüllung des beschriebenen Differenzdruckmessaufnehmers erfolgt völlig analog zu der Befüllung des zuvor anhand von 1 beschriebenen Druckmessaufnehmers. Da der Differenzdruckmessaufnehmer zwei völlig getrennte Druckmittler aufweist, sind auch zwei Befüllöffnungen 31a, 31b vorgesehen. Die erste Befüllöffnung 31a führt zu der ersten Leitung 55, die zweige zur zweiten Leitung 59. Über die erste Befüllöffnung 31a wird die Flüssigkeit 21 in die erste Druckempfangskammer 43, die erste Leitung 55, die erste Überlastkammer 51, die zweite Leitung 57 und die erste Druckmesskammer 35 eingebracht. Über die zweite Befüllöffnung 31b wird die Flüssigkeit 21 in die zweite Druckempfangskammer 47, die dritte Leitung 56, die zweite Überlastkammer 53, die vierte Leitung 61 und die zweite Druckmesskammer 37 eingebracht.
  • Erfindungsgemäß werden die Innenräume durch die Befüllöffnungen 31a, 31b befüllt. Hierzu wird der Druckmessaufnehmer wie bereits anhand des zuvor angeführten Ausführungsbeispiels beschrieben in eine Wanne eingebracht, die dann evakuiert und geflutet wird. Nachfolgend wird der befüllte Druckmessaufnehmer auf die Verschlusstemperatur abgekühlt, die unterhalb einer minimalen Einsatztemperatur des Druckmessaufnehmers liegt. Anschließend wird ein Überdruck an die Trennmembranen 41, 45 angelegt, durch den die Trennmembranen 41, 45 an deren Membranbetten angelegt werden.
  • Abschließend werden die Befüllöffnungen 31a, 31b verschlossen, während der Überdruck an den Trennmembranen 41, 45 anliegt und der Druckmessaufnehmer auf die Verschlusstemperatur abgekühlt ist.
  • Vorzugsweise erfolgt das Verschließen auf eine Art und Weise, bei der kein zusätzliches Volumen der Flüssigkeit 21 in die Befüllöffnung 31, 31a, 31b eingedrückt wird.
  • Hierzu wird vorzugsweise eine Kugel 63 verwendet. In 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer verschlossenen Befüllöffnung 31c dargestellt. Die Befüllöffnung 31 weist einen Befüllkanal 65 auf, der in den Innenraum des Druckmessaufnehmers führt. An dessen vom Innenraum abgewandten Ende grenzt an den Befüllkanal 65 eine Ausnehmung 67 an, deren Durchmesser größer als der des Befüllkanals 65 ist. In diese Ausnehmung 67 wird nach dem Befüllen die Kugel 63 eingedrückt. Die Durchmesser der Kugel 63 und der Ausnehmung 67 sind dabei so bemessen, dass die Kugel 63 die Ausnehmung 65 und damit die Befüllöffnung 31 über deren Umfang abdichtet.
  • Alternativ kann die Kugel 63 mittels einer Befestigung 69 gegen ein Kugelbett 71 gepresst werden. Dies ist in 4 dargestellt. Die dort gezeigte Befüllöffnung 31d weist ebenfalls einen Befüllkanal 65 auf, der in einer Ausnehmung 73 mit geringfügig größerem Durchmesser mündet. Die Ausnehmung 73 ist kanalseitig als Kugelbett 71 ausgebildet, in das die Kugel 63 eingelegt ist. Auf deren kanal-abgewandten Seite grenzt an die Ausnehmung 73 eine endseitig offene Bohrung 75 an, die der Aufnahme der Befestigung 69 dient. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Bohrung 75 eine Gewindebohrung und die Befestigung 69 eine Schraube, beispielsweise eine Madenschraube mit einem Innensechskant oder eine Hohlschraube. Die Befestigung 69 wird in die Bohrung 75 eingeschraubt. Hierdurch wird die Kugel 63 gegen das Kugelbett 71 gepresst und verschließt hierdurch den Befüllkanal 65 und damit die Befüllöffnung 31d.
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren zum Befüllen der Druckmessaufnehmer ist gewährleistet, dass sich bei der minimalen Einsatztemperatur nur das wirklich notwendige Volumen unter den Trennmembranen 13, 41, 45 befindet. Fertigungsbedingte Toleranzen der zu befüllenden Hohlräume werden automatisch berücksichtigt. Besteht aufgrund von Toleranzen nur ein geringes Innenvolumen im Druckmessaufnehmer, so ist auch der Volumenzuwachs, der bei der Erwärmung von der Verschlusstemperatur auf die minimale Einsatztemperatur auftritt gering. Ist das Volumen größer, so ist auch der Volumenzuwachs entsprechend größer, so dass automatisch ein ausreichend großes Sicherheitsvolumen vorhanden ist.
  • Zusätzlich können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren durch den verwendeten Drucksensor bedingte Veränderungen des Innenvolumens über den gesamten Messbereich berücksichtigt werden. Diese entstehen z.B., wenn die Membran des Drucksensors unter Druckeinwirkung ausgelenkt wird und hierdurch ein Volumenhub entsteht, der das Innenvolumen des Druckmessaufnehmers vergrößert. Bei Drucksensoren, die nur einen vernachlässigbar geringen Volumenhub über den gesamten Messbereich erfahren, wie z.B. die eingangs beschriebenen Silizium-Chips, genügt es, wenn die Verschlusstemperatur beispielsweise ca. 10°C unterhalb der minimalen Einsatztemperatur liegt. Werden dagegen Drucksensoren eingesetzt, die über den Messbereich einen deutlichen Volumenhub ausführen, z.B. auf eine Messingmembran aufgebrachte Dünnfilm-Elemente oder Sensoren mit Federelementen, so wird durch eine weitere Absenkung der Verschlusstemperatur das Sicherheitsvolumen soweit vergrößert, dass trotz dieses zusätzlichen Volumenhubs eine ausreichende Flüssigkeitsmenge eingefüllt wird.
  • Durch das erfindungsgemäß realisierte Minimalvolumen der Flüssigkeit 21 steht das gesamte Steuervolumen der Trennmembranen 13, 41, 43 im Bereich der maximalen Einsatztemperatur zur Verfügung. Dies bietet den Vorteil, dass mechanische Beanspruchungen, wie z.B. Spannungen und Dehnungen, insb. der Trennmembranen 13, 41, 43 und der Membranen der Drucksensoren 3, 33, bei hohen Temperaturen deutlich geringer sind. Dies führt zu einer Verringerung einer Temperaturhysterese der Drucksensoren 3, 33 und damit zu einer Verbesserung der erzielbaren Messgenauigkeit. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird es möglich, Druckmessaufnehmer mit geringeren Trennmembrandurchmessern auszustatten. Ebenso ist es durch die erhöhte erzielbare Messgenauigkeit möglich geringere Drücke bzw. Druckdifferenzen zu erfassen.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass für die Befüllung lediglich ein sehr geringer Raumbedarf besteht. Es muss nur ausreichend Platz für die die Befüllöffnung 31 und deren Verschluss vorhanden sein, nicht jedoch für zusätzliche Bauteile. Erfindungsgemäß befüllte Druckmessaufnehmer können somit sehr klein ausgebildet sein.

Claims (3)

  1. Verfahren zur Befüllung eines Druckmessaufnehmers mit einer Flüssigkeit (21), die dazu dient, einen auf eine Trennmembran (13, 41, 45) einwirkenden Druck (p, p1, p2) auf einen im Druckmessaufnehmer befindlichen Drucksensor (3, 33) zu übertragen, bei dem – ein Innenraum des Druckmessaufnehmers durch eine Befüllöffnung (31, 31a, 31b, 31c, 31d) befüllt wird, – der befüllte Druckmessaufnehmer auf eine Verschlusstemperatur abgekühlt wird, die unterhalb einer minimalen Einsatztemperatur des Druckmessaufnehmers liegt, – ein Überdruck an die Trennmembran (13, 41, 45) angelegt wird, durch den die Trennmembran (13, 41, 45) an deren Membranbett (15) angelegt wird, und – die Befüllöffnung (31, 31a, 31b, 31c, 31d) verschlossen wird, während der Überdruck an der Trennmembran (13, 41, 45) anliegt und der Druckmessaufnehmer auf die Verschlusstemperatur abgekühlt ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Befüllöffnung (31c) endseitig eine Ausnehmung (67) aufweist in die nach dem Befüllen eine Kugel (63) eingedrückt wird, die die Ausnehmung (67) über deren Umfang abdichtet.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Befüllöffnung (31d) endseitig eine Ausnehmung (73) mit einem Kugelbett (71) aufweist in das nach dem Befüllen eine Kugel (63) eingelegt wird, und die Befüllöffnung (31d) verschlossen wird, indem die Kugel (63) mittels einer Befestigung (69) gegen das Kugelbett (71) gepresst wird.
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