DE102007016792A1 - Measuring cell i.e. pressure measuring cell, for e.g. pressure sensor, has membrane mechanically movable by activatable moving unit, where mechanical impulse is transmittable to medium from membrane during activation of moving unit - Google Patents

Measuring cell i.e. pressure measuring cell, for e.g. pressure sensor, has membrane mechanically movable by activatable moving unit, where mechanical impulse is transmittable to medium from membrane during activation of moving unit Download PDF

Info

Publication number
DE102007016792A1
DE102007016792A1 DE200710016792 DE102007016792A DE102007016792A1 DE 102007016792 A1 DE102007016792 A1 DE 102007016792A1 DE 200710016792 DE200710016792 DE 200710016792 DE 102007016792 A DE102007016792 A DE 102007016792A DE 102007016792 A1 DE102007016792 A1 DE 102007016792A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
membrane
medium
measuring cell
pressure
deflection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE200710016792
Other languages
German (de)
Other versions
DE102007016792B4 (en
Inventor
Benno Kathan
Lorenz Halbinger
Thomas May
Alfred Wagner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IFM Electronic GmbH
Original Assignee
IFM Electronic GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IFM Electronic GmbH filed Critical IFM Electronic GmbH
Priority to DE200710016792 priority Critical patent/DE102007016792B4/en
Publication of DE102007016792A1 publication Critical patent/DE102007016792A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102007016792B4 publication Critical patent/DE102007016792B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L27/00—Testing or calibrating of apparatus for measuring fluid pressure
    • G01L27/007—Malfunction diagnosis, i.e. diagnosing a sensor defect
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
    • G01L9/0051—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
    • G01L9/0072—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in capacitance

Abstract

The cell (1) has an elastic membrane (2) comprising a side (3) in connection with a medium and another side (4) turned away from the medium. The membrane is mechanically movable by an activatable moving unit, and a mechanical impulse is transmittable to the medium from the membrane during activation of the moving unit. The membrane is formed as a piezo-element (5), and the moving unit is activated by electrical voltage, magnetic field or electromagnetic field.

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßzelle, insbesondere für Drucksensoren, zur meßtechnischen Erfassung mindestens einer physikalischen Größe eines an die Meßzelle angrenzenden Mediums, mit einer elastischen Membran, wobei eine Seite der Membran zumindest teilweise mit dem Medium in Kontakt steht und die andere Seite der Membran von dem Medium abgewandt ist. Die Erfindung betrifft ferner eine ebensolche Druckmeßzelle zur Erfassung des in dem Medium vorherrschenden Drucks, mit einem drucksensitiven Element, wobei die mit dem Medium in Kontakt stehende elastische Membran durch den Druck in dem Medium auslenkbar ist und mit dem drucksensitiven Element der Druck innerhalb des Mediums erfaßbar und in ein korrespondierendes Meßsignal wandelbar ist, und letztlich betrifft die Erfindung auch einen Sensor, insbesondere einen Drucksensor, mit einem Gehäuse, mit einer Meßzelle und mit einer Auswerteeinheit, zur meßtechnischen Erfassung mindestens einer physikalischen Größe eines an die Meßzelle angrenzenden Mediums.The Invention relates to a measuring cell, especially for Pressure sensors, for metrological Detecting at least one physical size of an adjacent to the measuring cell Medium, with an elastic membrane, with one side of the membrane at least partially in contact with the medium and the other Side of the membrane is remote from the medium. The invention relates Furthermore, a similar pressure measuring cell for detecting the pressure prevailing in the medium, with a pressure-sensitive Element, wherein the standing in contact with the medium elastic Membrane is deflected by the pressure in the medium and with the pressure sensitive Element of pressure within the medium detectable and in a corresponding measurement signal is convertible, and ultimately the invention also relates to a sensor in particular a pressure sensor, with a housing, with a measuring cell and with an evaluation unit, for metrological detection at least a physical size of a to the measuring cell adjacent medium.

Meßzellen und Sensoren der in Rede stehenden Art sind seit längerem bekannt und werden beispielsweise in vielen Bereichen der Prozeßtechnik zur meßtechnischen Prozeßbeobachtung eingesetzt. Die Meßzelle ist Bestandteil eines Sensors, wobei der Meßzelle die elementare Aufgabe zukommt, die zu bestimmende physikalische Größe unmittelbar oder mittelbar zu erfassen und in ein korrespondierendes Meßsignal umzuwandeln.measuring cells and sensors of the type in question have been known for some time and are used for example in many areas of process technology metrological process monitoring used. The measuring cell is part of a sensor, the measuring cell is the elementary task belongs, the physical quantity to be determined directly or indirectly to capture and convert into a corresponding measurement signal.

Im Falle der Temperaturmessung erfaßt die Meßzelle beispielsweise die Temperatur mittelbar anhand des Widerstandswertes eines temperaturabhängigen Widerstandes und wandelt diesen Wert durch eine entsprechende Beschaltung in einen korrespondierenden Strom- oder Spannungswert um. Im Falle der Druckmessung soll häufig der Druck innerhalb eines an die Meßzelle angrenzenden Mediums erfaßt werden, wobei die Meßzelle eine elastische Membran aufweist, deren eine Seite zumindest teilweise mit dem Medium in Kontakt steht und deren andere Seite von dem Medium abgewandt ist. Der Druck innerhalb des üblicherweise gasförmigen, flüssigen, pastösen oder zumindest schüttfähigen Mediums wird dadurch ermittelt, daß das Medium die elastische Membran in Abhängigkeit von dem innerhalb des Mediums herrschenden Drucks verschieden stark auslenkt, wobei die Auslenkung bzw. reversible Deformation der Membran in ein korrespondierendes Meßsignal gewandelt wird, beispielsweise von einem kapazitiven Sensorelement in einen korrespondierenden Kapazitätswert oder von einem Dehnungsmeßstreifen, der mit der ausgelenkten Membran verformt wird, in einen entsprechenden Widerstandswert bzw. Spannungs- oder Stromwert.in the In the case of temperature measurement, the measuring cell detects, for example, the temperature indirectly based on the resistance value of a temperature-dependent resistor and converts this value by an appropriate wiring in a corresponding current or voltage value. In the event of The pressure measurement should be frequent the pressure within a medium adjacent to the measuring cell detected be, with the measuring cell an elastic membrane having one side at least partially is in contact with the medium and the other side of the medium turned away. The pressure within the usually gaseous, liquid, pasty or at least pourable medium is determined by the fact that the Medium the elastic membrane as a function of the within the Medium prevailing pressure deflects differently strong, the Deflection or reversible deformation of the membrane in a corresponding measurement signal is converted, for example, by a capacitive sensor element into a corresponding capacitance value or from a strain gauge, which is deformed with the deflected membrane, in a corresponding Resistance value or voltage or current value.

Die hier in Rede stehenden Sensoren und Meßzellen in den Sensoren können erheblichen mechanischen, thermischen und/oder chemischen Belastungen ausgesetzt sein, so daß die Sensoren und Meßzellen – in Abhängigkeit von ihrer Belastung – sehr unterschiedliche Lebenserwartungen aufweisen. Die Lebenserwartung einer Meßzelle oder eines Sensors ist aufgrund der möglicherweise sehr stark variierenden Belastung nicht oder nur sehr ungenau vorher bestimmbar. Beispielsweise kann ein einziger, kurzzeitiger Druckimpuls auf die Membran einer Druckmeßzelle die sofortige Zerstörung des Sensors bzw. der Druckmeßzelle bewirken, wenn die Membran Schaden nimmt, beispielsweise irreversibel verformt wird oder einreißt. Die aus dem Stand der Technik bekannten Meßzellen und Sensoren können nicht erkennen, ob ein sich ergebender Meßwert fehlerhaft ermittelt worden ist – beispielsweise aufgrund einer Schädigung der Meßzelle oder des Sensors –, oder ob der Meßwert dem tatsächlichen Wert der Meßgröße innerhalb des Mediums im Rahmen der Meßgenauigkeit entspricht.The Here in question sensors and measuring cells in the sensors can be considerable exposed to mechanical, thermal and / or chemical stress be so that the Sensors and measuring cells - depending from their burden - very have different life expectancies. Life expectancy a measuring cell or a sensor is due to possibly very much varying Stress not or only very inaccurate predictable. For example can a single, short-term pressure pulse on the diaphragm of a pressure measuring the immediate destruction the sensor or the pressure measuring cell cause, if the membrane takes damage, for example, irreversible is deformed or tears. The measuring cells and sensors known from the prior art can not recognize whether a resulting measured value has been determined incorrectly - for example, due to damage to the measuring cell or the sensor -, or whether the measured value the actual Value of the measured variable within of the medium within the measurement accuracy equivalent.

Ein unerkannter Fehler in der Meßwertaufnahme ist in vielerlei Hinsicht problematisch, insbesondere aber deshalb, weil sich ein einziger Meßfehler ganz erheblich auf die Qualität bzw. den Qualitätsverlust des Prozeßergebnisses auswirken kann und darüber hinaus auch Anlagenteile des Prozesses geschädigt werden können, weil der gesamte Prozeß fehlerhaft außerhalb des beabsichtigten Bereiches betrieben wird, so daß nicht nur das Ergebnis des Prozesses, sondern auch die den Prozeß ausmachenden Gerätschaften dauerhaft Schaden zu nehmen drohen oder sogar durch Zerstörung gefährdet sind.One unrecognized error in the measured value recording is problematic in many ways, but especially because a single measurement error very much on the quality or the loss of quality the process result can affect and above In addition, plant parts of the process can be damaged, because the entire process is faulty outside the intended area is operated, so not only the result of the process, but also the process equipment permanently threatened or even endangered by destruction.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Meßzelle und einen Sensor zur Verfügung zu stellen, bei denen der zuvor genannte Nachteil – zumindest teilweise – vermieden werden kann.Of the Present invention is therefore based on the object, a measuring cell and a sensor available in which the aforementioned disadvantage - at least partially - avoided can.

Die aufgezeigte Aufgabe ist erfindungsgemäß zunächst und im wesentlichen bei der in Rede stehenden Meßzelle dadurch gelöst, daß die Membran über ein aktivierbares Auslenkmittel mechanisch auslenkbar ist und daß von der Membran bei Aktivierung des Auslenkmittels wenigstens ein mechanischer Impuls auf das Medium übertragbar ist. Die erfindungsgemäß ausgestaltete Meßzelle bzw. die Membran dieser Meßzelle ist nicht nur "passiv" erregbar – nämlich durch das an die Meßzelle angrenzende Medium –, sondern die Meßzelle bzw. die Membran der Meßzelle kann "aktiv" durch ein Auslenkmittel mechanisch erregt werden. Wenn eine solche Erregung der Meßzelle durch Aktivierung des Auslenkmittels in einer wohldefinierten Weise erfolgt, wird die Meßzelle in einer bestimmten, wohldefinierten Weise auf diese Erregung reagieren, wobei die Reaktion auf die Erregung durch das aktivierbare Auslenkmittel bevorzugt über Erfassung jener physikalischen Größe erfolgt, zu deren Erfassung die Meßzelle ohnehin vorgesehen ist.The indicated object is achieved according to the invention first and essentially in the measuring cell in question in that the membrane is mechanically deflectable via an activatable deflection and that of the membrane upon activation of the deflection at least one mechanical pulse to the medium is transferable. The inventively designed measuring cell or the membrane of this measuring cell is not only "passively" excitable - namely by the adjacent to the measuring cell medium - but the measuring cell or the membrane of the measuring cell can be "actively" mechanically excited by a deflection. If such excitation of the measuring cell by activation of the deflection means in a well-defined manner, the measuring cell will respond in a certain well-defined manner to this excitation, the reaction to the excitation by the activatable deflection means preferably takes place via detection of that physical quantity for the detection of which the measuring cell is provided in any case.

Die Reaktion der Meßzelle auf die durch das aktivierbare Auslenkmittel hervorgerufene Erregung hängt unter anderem davon ab, ob die Meßzelle beschädigt ist oder nicht, so daß der Betriebszustand der erfindungsgemäßen Meßzelle bzw. des erfindungsgemäßen Sensors aktiv diagnostizierbar ist. Insbesondere Veränderungen an der elastischen Membran, die beispielsweise durch dauerhafte Deformationen, Risse oder Korrosion hervorgerufen werden können, wirken sich erheblich auf die Reaktion der Meßzelle aus, so daß beispielsweise durch Vergleich der tatsächlichen Systemantwort mit der erwarteten Systemantwort einer intakten Meßzelle ein Fehlerfall ohne weiteres erkennbar ist, so daß die erfindungsgemäße Meßzelle eine Möglichkeit zur Selbstdiagnose bietet.The Reaction of the measuring cell to the excitation caused by the activatable deflection means is suspended other, whether the measuring cell damaged or not, so that the Operating state of the measuring cell or of the sensor according to the invention is actively diagnosable. In particular, changes to the elastic membrane, for example, by permanent deformation, cracks or corrosion can be caused have a significant effect on the reaction of the measuring cell, so that, for example by comparing the actual System response with the expected system response of an intact cell Error case is readily apparent, so that the measuring cell according to the invention a possibility offers for self-diagnosis.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Auslenkmittel über eine elektrische Spannung, über ein magnetisches Feld oder über ein elektromagnetisches Feld aktivierbar. Das bedeutet, daß das Auslenkmittel in diesen Fällen beispielsweise zu den elektrostriktiven oder zu den magnetostriktiven Aktoren gehört und aus ebensolchen Materialien gefertigt ist. Der Begriff der Elektrostriktion soll hier in einem allgemeinen Sinne verstanden werden, nämlich den piezoelektrischen Effekt umfassend. Unter elektromagnetischen Aktoren sind hier solche Aktoren zu verstehen, die entweder auf Grundlage der zwischen zwei Grenzflächen unterschiedlicher magnetischer Permeabilität in einem Magnetfeld wirkenden Reluktanzkraft arbeiten, oder die auf Grundlage der auf einen stromdurchflossenen Leiter in einem veränderlichen Magnetfeld wirkenden Lorentzkraft arbeiten – wobei es egal ist, ob die Veränderung des Magnetfeldes durch Bewegung des Leiters in einem statischen Magnetfeld oder durch einen verharrenden Leiter in einem zeitveränderlichen Magnetfeld hervorgerufen wird.In a preferred embodiment of the invention, the deflection means is over a electrical voltage, over a magnetic field or over an electromagnetic field can be activated. This means that the deflection means in these cases for example, to the electrostrictive or the magnetostrictive Actors heard and made of just such materials. The concept of electrostriction should be understood here in a general sense, namely the comprising piezoelectric effect. Under electromagnetic actuators Here are such actors to understand, based either the between two interfaces different magnetic permeability acting in a magnetic field Reluctance force work, or based on a current flowing through Ladder in a changeable Magnetic field acting Lorentz force work - where it does not matter if the change of the magnetic field by movement of the conductor in a static Magnetic field or by a persisting conductor in a time-variant Magnetic field is caused.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung handelt es sich bei dem Auslenkmittel um ein über eine elektrische Spannung aktivierbares Piezoelement. Piezoelemente sind elektromechanische Bauelemente, die den piezoelektrischen Effekt ausnutzen, der bei Festkörpern in der Abhängigkeit einer an der Oberfläche des Festkörpers abgreifbaren elektrischen Spannung von der Verformung des Festkörpers unter mechanischer Druck- oder Zugbelastung besteht. Dieser Effekt läßt sich sensorisch dahingehend ausnutzen, daß der auf ein Piezoelement ausgeübte mechanische Druck anhand einer entsprechenden, an dem Piezoelement auftretenden Spannung erfaßt wird. Damit korrespondierend besteht die aktorische Nutzung des piezoelektrischen Effekts darin, daß durch Anlegen einer Spannung an ein Piezoelement dessen Geometrie beeinflußbar ist, das Piezoelement – auch gegen einen mechanischen Widerstand – also eine Dicken- oder Längenänderung erfährt.In a particularly preferred embodiment is in the Deflection means to an over an electrical voltage activatable piezoelectric element. piezo elements are electromechanical devices that have the piezoelectric effect take advantage of solids in dependence one on the surface of the solid tappable electrical voltage from the deformation of the solid under mechanical pressure or tensile load exists. This effect can be exploit sensory to the effect that on a piezoelectric element practiced mechanical pressure based on a corresponding, on the piezoelectric element detected voltage becomes. Correspondingly, the actuarial use of the piezoelectric effect in that by applying a voltage to a piezoelectric element whose geometry can be influenced, the piezoelectric element - even against a mechanical resistance - so a change in thickness or length experiences.

Als Piezoelement kommen grundsätzlich alle piezoelektrischen Materialien in Betracht, also sowohl piezoelektrische Kristalle in Reinform als auch piezoelektrische Keramiken. Als Aktoren eingesetzte Piezoelemente sind unter anderem deshalb besonders vorteilhaft, weil sie präzise ansteuerbar sind, hohe Wiederholgenauigkeiten aufweisen, langzeitstabil sind und in einem weiten Frequenzbereich einsetzbar sind.When Piezo element come in principle all piezoelectric materials into consideration, so both piezoelectric Pure crystals as well as piezoelectric ceramics. As actors used piezo elements are therefore particularly advantageous, inter alia, because they are precise can be controlled, have high repeatability, long-term stability are and can be used in a wide frequency range.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Meßzelle ist die Membran selbst als Piezoelement ausgebildet, so daß die Membran und das Auslenkmittel räumlich zusammenfallen, wodurch sich ein besonders einfacher Aufbau der Meßzelle ergibt. Bei dieser Ausgestaltung ist es in der Regel notwendig, die als Piezoelement ausgebildete Membran sowohl von der dem Medium zugewandten als auch von der dem Medium abgewandten Seite elektrisch zu kontaktieren. Insbesondere in diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn die dem Medium zugewandte und elektrisch kontaktierte Seite der Membran beschichtet ist, wobei die Beschichtung insbesondere elektrisch isolierend ist, um die Meßzelle elektrisch neutral gegenüber dem Medium erscheinen zu lassen; je nach Einsatzzweck der Meßzelle ist die Beschichtung alternativ oder zusätzlich auch korrosionshemmend, wobei die Beschichtung dann geeignet für das zu überwachende Medium auszuwählen ist.In a preferred embodiment of measuring cell according to the invention the membrane itself is designed as a piezo element, so that the membrane and the deflection means spatially coincide, resulting in a particularly simple structure of the measuring cell results. In this embodiment, it is usually necessary the membrane formed as a piezoelectric element facing both from the medium as well as to contact electrically from the side facing away from the medium. In particular, in this case, it is advantageous if the the medium facing and electrically contacted side of the membrane coated is, wherein the coating is in particular electrically insulating, around the measuring cell electrically neutral to appear in the medium; depending on the purpose of the measuring cell the coating alternatively or additionally also corrosion-inhibiting, the coating then being suitable for the medium to be monitored.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Meßzelle ist das als Piezoelement ausgebildete Auslenkmittel scheibenförmig ausgestaltet, und es kontaktiert – mittelbar oder unmittelbar – die dem Medium abgewandte Seite der Membran. In diesem Fall fallen die Membran und das Auslenkmittel also räumlich nicht zusammen, sondern sie sind benachbart derart zueinander angeordnet, daß das als Piezoelement ausgebildete Auslenkmittel die Membran mechanisch auslenken kann. Wenn davon die Rede ist, daß das Piezoelement in mittelbarem oder unmittelbarem Kontakt zu der Membran steht, dann ist damit gemeint, daß das Piezoelement möglicherweise über mechanisch vermittelnde Zwischenschichten auf die Membran einwirkt und nicht unbedingt in direktem mechanischen Kontakt zu der Membran stehen muß. Es ist beispielsweise möglich, daß zwischen der Membran und dem als Piezoelement ausgebildeten Auslenkmittel eine als Sensor wirkende Zwischenschicht angeordnet ist, was den Vorteil mit sich bringt, daß die von dieser sensorischen Zwischenschicht zu erfassende physikalische Größe des angrenzenden Mediums aufgrund der relativen Nähe zu dem Medium schneller erfaßt werden kann als wenn diese sensorische Zwischenschicht zusätzlich noch durch das Auslenkmittel von dem Medium beabstandet wäre.In a further advantageous embodiment of the measuring cell according to the invention, the deflection element formed as a piezoelectric element is configured disc-shaped, and it contacts - indirectly or directly - the side of the membrane facing away from the medium. In this case, the membrane and the deflection so fall spatially not together, but they are adjacent to each other arranged such that the deflection element formed as a piezoelectric element can mechanically deflect the membrane. If it is mentioned that the piezoelectric element is in direct or indirect contact with the membrane, then it is meant that the piezoelectric element possibly acts on the membrane via mechanically mediating intermediate layers and does not necessarily have to be in direct mechanical contact with the membrane. It is for example possible that an intermediate layer acting as a sensor is arranged between the membrane and the deflection element designed as a piezoelectric element, which has the advantage that the physical size of the adjacent medium to be detected by this sensory intermediate layer Because of the relative proximity to the medium can be detected faster than if this sensory intermediate layer would be additionally spaced by the deflection of the medium.

Besonders vorteilhaft ist es jedenfalls, wenn das Piezoelement die dem Medium abgewandte Seite der Membran großflächig kontaktiert oder zumindest in den Randbereichen kontaktiert, die sich bei Aktivierung des Piezoelements relativ zueinander bewegen. Ein großflächiger Kontakt ist unabhängig von der Art der Auslenkung des als Piezoelements ausgestalteten Auslenkmittels vorteilhaft, da so eine gleichmäßige Kraftübertragung auf die Membran und eine gleichmäßige Belastung der Membran gewährleistet ist.Especially In any case, it is advantageous if the piezoelectric element is the medium opposite side of the membrane contacted over a large area or at least contacted in the peripheral areas, which is activated when the piezoelectric element move relative to each other. A large-scale contact is independent of the Type of deflection of the designed as a piezo element deflection advantageous because so a uniform power transmission on the membrane and a uniform load ensured the membrane is.

Grundsätzlich existieren verschiedene Möglichkeiten, die elastische Membran mit Hilfe des Auslenkmittels bei Aktivierung auszulenken. Die direkteste Me thode besteht darin, das insbesondere als Piezoelement ausgestaltete Auslenkmittel eine Dickenauslenkung ausführen zu lassen, worunter eine im wesentlichen senkrechte Auslenkung zur flächenmäßigen Erstreckung der Membran verstanden werden soll bzw. eine Auslenkung des Piezoelements in Richtung des angelegten elektrischen Feldes, wenn davon ausgegangen wird, daß das Piezoelement – wie zuvor beschrieben worden ist – von seinen beiden Flachseiten her elektrisch kontaktiert wird. Nachteilig hieran ist jedoch, daß die relative Auslenkung von piezoelektrischen Materialien vergleichsweise gering ist und im Promillebereich der Ursprungsausdehnung des elektrisch unbeeinflußten Piezoelements liegt. Mit einem scheibenförmig ausgebildeten, flächig an der elastischen Membran anliegenden Piezoelement sind folglich senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Membran und damit senkrecht zur flächigen Erstreckungsebene des Piezoelements nur sehr geringe Auslenkungen – Dickenauslenkungen – erzielbar.Basically exist various possibilities, the elastic membrane by means of the deflection means when activated deflect. The most direct method is that, in particular As a piezoelectric element designed deflection a thickness deflection To run to let, among which a substantially vertical deflection for areal extent the membrane should be understood or a deflection of the piezoelectric element in the direction of the applied electric field, if assumed that will Piezo element - like previously described - by his two flat sides is electrically contacted. adversely this, however, is that the Relative deflection of piezoelectric materials comparatively low is and in the per mill range of the original extent of the electric unaffected Piezoelectric element is located. With a disk-shaped, flat on The piezoelectric element applied to the elastic membrane are consequently vertical to the direction of extension of the membrane and thus perpendicular to the flat plane of extent the piezoelectric element only very small deflections - Dickenauslenkungen - achievable.

Deutlich größere Auslenkungen als bei der zuvor beschriebenen Dickenauslenkung sind bei der Planar- oder auch bei der Längsauslenkung möglich, insbesondere dann, wenn wie zuvor von flächig oder scheibenförmig ausgebildeten Piezoelementen ausgegangen wird. Bei der Planarauslenkung erfährt das flächig oder scheibenförmig ausgebildete Auslenkmittel eine geometrische Stauchung oder Dehnung in der Erstreckungsebene, wobei die Stauchung oder Streckung des Auslenkmittels gleichermaßen in alle Richtungen der Erstreckungsebene des Auslenkmittels erfolgt. Mit anderen Worten geht eine Planarauslenkung des flächig oder scheibenförmig ausgebildeten Auslenkmittels mit einer den gesamten Umfang des Auslenkmittels betreffenden radialen Dehnung oder Stauchung des Auslenkmittels einher. Da ein flächig oder scheibenförmig ausgebildetes Auslenkmittel in seiner Erstreckungsebene deutlich größer ausgedehnt ist als senkrecht dazu (Dicke), ist in der Erstreckungsebene eine deutlich größere Auslenkung – Planarauslenkung – des Auslenkmittels möglich als in senkrechter Richtung dazu, also in Richtung auf die Membran – Dickenauslenkung –.Clear bigger distractions than in the previously described thickness deflection, in the case of the planar or also at the longitudinal deflection possible, in particular then, if as before, by area or disc-shaped trained piezo elements is assumed. At the planar deflection learns the area or disc-shaped trained deflection means a geometric compression or elongation in the plane of extension, the compression or extension of the Deflection means alike takes place in all directions of the extension plane of the deflection. In other words, a planar deflection of the plane or disc-shaped formed deflection means with a the entire circumference of the deflection relevant radial expansion or compression of the deflection associated. As a flat or disc-shaped trained deflection means in its plane of extent clearly bigger extended is perpendicular to (thickness), is in the plane of extension one significantly greater deflection - Planarauslenkung - the deflection possible than in a vertical direction, ie in the direction of the membrane - Dickenauslenkung -.

Die zuvor beschriebene, zunächst nicht direkt auf die Membran wirkende Planarauslenkung des Auslenkmittels läßt sich jedoch in eine Wirkrichtung senkrecht zu der Planarauslenkung "umleiten", indem das Auslenkmittel mit der elastischen Membran kraft- und/oder form- und/oder stoffschlüssig verbunden ist. In diesen Fällen führt die Planarauslenkung des – insbesondere als Piezoelement ausgestalten – Auslenkmittels zu einer Aufwölbung der Membran aufgrund der unterschiedlichen planaren Kontraktion der flächig miteinander verbundenen Membran und des Auslenkelements, so wie es beispielsweise auch von Bimetall-Elementen her bekannt ist, deren unterschiedliche Kontraktion jedoch auf verschiedene Wärmeausdehnungskoeffizienten verbundener Metallstreifen zurückzuführen ist. Auf dem gleichen Prinzip beruht auch eine Längsauslenkung des Auslenkmittels, wobei sich die Längsauslenkung von der Planarauslenkung nur darin unterscheidet, daß die Längsauslenkung nur zu einer Kontraktion des Auslenkmittels in einer einzigen Richtung innerhalb der Erstreckungsebene des flächig oder scheibenförmig ausgestalteten Auslenkmittels führt. Die auf Grundlage unterschiedlicher Kontraktion basierenden zwei- oder mehrschichtigen Aktoren bzw. Piezoelemente werden auch als bimorphe Piezoelemente bezeichnet. Neben der Kombination eines Piezoelements, das kraft- und/oder form- und/oder stoffschlüssig mit der Membran verbunden ist, ist auch ein Auslenkmittel verwendbar, das aus zwei Piezoelementen besteht, die ihrerseits kraft- und/oder form- und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sind und gegensinnig angesteuert werden, wodurch sich ebenfalls der zuvor beschriebene bimorphe Effekt erzielen läßt.The previously described, first not directly acting on the membrane planar deflection of the deflection let yourself However, in a direction of action perpendicular to the Planarauslenkung "divert" by the deflection is positively and / or positively and / or materially connected to the elastic membrane. In these cases leads the Planarauslenkung of - in particular designed as a piezoelectric element - deflection to a bulge the membrane due to the different planar contraction the area interconnected membrane and the deflection element, as well as For example, it is also known from bimetal elements whose different contraction but related to different thermal expansion coefficients Metal strip is due. A longitudinal deflection of the deflection means is based on the same principle, where the longitudinal deflection differs from the Planarauslenkung only in that the longitudinal deflection only to a contraction of the deflection means in a single direction within the plane of extension of the flat or disc-shaped Deflection agent leads. Based on differential contraction, the two or multilayer actuators or piezo elements are also called bimorphic piezo elements referred to. In addition to the combination of a piezo element, which is positively and / or positively and / or materially connected to the membrane, is also a deflection used, consisting of two piezo elements exists, which in turn force and / or positively and / or materially connected to each other are and are driven in opposite directions, which also causes achieve the previously described bimorph effect.

Das als Piezoelement ausgestaltete Auslenkmittel ist zur elektrischen Kontaktierung mit wenigstens zwei leitenden Kontakten versehen, wobei sich besonders gute Auslenkungseffekte dann erzielen lassen, wenn die Kontakte insbesondere großflächig ausgestaltet sind, da die zur piezoelektrischen Längenbeeinflussung notwendige Polarisation des Piezoelements dann über große Bereiche des Piezoelements gewährleistet werden kann.The designed as a piezo element deflection means is for electrical Provided contacting with at least two conductive contacts, whereby particularly good deflection effects can then be achieved if the contacts are designed in particular over a large area, since that for the piezoelectric length control necessary polarization of the piezoelectric element then over large areas of the piezoelectric element guaranteed can be.

Die erfindungsgemäße Meßzelle ist besonders vorteilhaft in einer Ausgestaltung als Druckmeßzelle mit einem drucksensitiven Element zur Erfassung des in dem Medium vorherrschenden Drucks, wobei die mit dem Medium in Kontakt stehende elastische Membran durch den Druck innerhalb des Mediums auslenkbar ist und der mit dem drucksensitiven Element mittelbar oder unmittelbar erfaßbare Druck innerhalb des Mediums in ein korrespondierendes Meßsignal wandelbar ist. Die Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Meßzelle als Druckmeßzelle ist unter anderem deshalb vorteilhaft, weil über das drucksensitive Element der Druckmeßzelle grundsätzlich nicht nur der über die ela stische Membran vermittelte Druck des Mediums erfaßbar ist, sondern auch die mechanische Auslenkung der elastischen Membran über das aktivierbare Auslenkmittel, so daß die Reaktion der Druckmeßzelle auf die mechanische Erregung der Membran durch das Auslenkmittel unmittelbar beobachtbar ist, ohne daß sensorische Zwischenschritte zur Erfassung der Systemantwort auf die Erregung notwendig sind.The measuring cell according to the invention is particularly advantageous in one embodiment as a pressure measuring cell with a pressure-sensitive element for detecting the pressure prevailing in the medium, wherein the elastic membrane in contact with the medium is deflectable by the pressure within the medium and the indirectly or with the pressure-sensitive element directly detectable Pressure within the medium in a corresponding measurement signal is convertible. The design of the measuring cell according to the invention as a pressure measuring cell is advantageous, inter alia, because in principle not only the mediated via the ela-elastic membrane pressure of the medium can be detected via the pressure-sensitive element of the pressure, but also the mechanical deflection of the elastic membrane on the activatable deflection, so that the reaction of the pressure measuring cell to the mechanical excitation of the membrane by the deflection means is directly observable, without sensory intermediate steps for detecting the system response to the excitation necessary.

In einem Ausführungsbeispiel ist das aktivierbare Auslenkelement gleichzeitig das drucksensitive Element. Bei der Ausgestaltung des Auslenkelements als Piezoelement kann über den piezoelektrischen Effekt gleichermaßen der Mediumdruck erfaßt und in ein elektrisches Meßsignal gewandelt werden. Bei diesem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel fallen also das aktivierbare Auslenkelement und das drucksensitive Element in einer einzigen funktionalen Einheit räumlich zusammen.In an embodiment the activatable deflection element is at the same time the pressure-sensitive Element. In the embodiment of the deflection element as a piezoelectric element can over the piezoelectric effect equally detected the medium pressure and in an electrical measurement signal be converted. In this particularly preferred embodiment fall so the activatable deflecting element and the pressure-sensitive Element in a single functional unit spatially together.

In einer weiteren Variante der erfindungsgemäßen Druckmeßzelle ist das drucksensitive Element benachbart zu dem Auslenkelement angeordnet, bevorzugt benachbart zu der geschützten, von der Membran abgewandten Seite des Auslenkelements, die dem Medium nicht ausgesetzt ist.In Another variant of the pressure measuring cell according to the invention is the pressure-sensitive Element adjacent to the deflecting arranged, preferably adjacent to the protected, from the membrane side facing away from the deflection element, the medium is not exposed.

In einem weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das drucksensitive Element als Kondensator ausgeführt und arbeitet daher kapazitiv, wandelt also eine Druckänderung in eine Kapazitätsänderung des drucksensitiven Elements, die dann ausgewertet werden muß. Wenn das Auslenkelement als Piezoelement ausgebildet ist, wird bevorzugt ein Kontakt des Piezoelements als eine Elektrode des Kondensators verwendet, so daß dieser Kontakt des Piezoelements mit einer Elektrode des Kondensators zusammenfällt und der Aufbau der Druckmeßzelle einfach und robust gehalten werden kann.In Another particularly preferred embodiment is the pressure-sensitive Element designed as a capacitor and works therefore capacitive, so converts a pressure change into a capacity change the pressure-sensitive element, which then has to be evaluated. If the deflection element is designed as a piezoelectric element is preferred a contact of the piezoelectric element as an electrode of the capacitor used so that this Contact of the piezoelectric element coincides with an electrode of the capacitor and the structure of the pressure measuring cell can be kept simple and robust.

Neben einer piezoelektrischen und kapazitiven Ausgestaltung des drucksensitiven Elements arbeitet das drucksensitive Element in einer weiteren alternativen Ausgestaltung auf Basis von wenigstens einem Dehnungsmeßstreifen, wobei der Dehnungsmeßstreifen entweder auf einer separaten Trägerschicht vorgesehen ist – z. B. auf einer Glasschicht – oder direkt auf einer Seite des Auslenkelements vorgesehen ist oder direkt auf der dem Medium abgewandten Seite der Membran vorgesehen ist und dort jeweils kontaktiert ist. Allen Varianten ist gemeinsam, daß der so angeordnete Dehnungsmeßstreifen der Auslenkung der Membran ausgesetzt ist, so daß die Auslenkung in einen korrespondierenden Widerstandswert des Dehnungsmeßstreifens umgesetzt werden kann. Üblicherweise werden mehrere Dehnungsmeßstreifen verwendet, die über die Dehnfläche verteilt angeordnet und letztlich zu einem Widerstand zusammengeschaltet werden, der im Rahmen einer üblichen Brückenmeßschaltung verwendet wird, wie zum Beispiel einer Wheatstone-Brücke. Der Dehnungsmeßstreifen wird dabei auf die separate Trägerschicht, das Auslenkelement oder die Membran in Dickfilmtechnik als Dickfilmwiderstand oder alternativ in Dünnschichttechnik als Dünnschichtwiderstand realisiert, wobei zur Realisierung in Dünnschichttechnik insbesondere die physikalische (PVD) oder chemische (CVD) Gasphasenabscheidung in Frage kommen, während sich bei der Realisierung in Dickschichttechnik insbesondere drucktechnische Verfahren, wie zum Beispiel der Siebdruck anbieten.Next a piezoelectric and capacitive design of the pressure-sensitive Elements operates the pressure-sensitive element in a further alternative Embodiment based on at least one strain gauge, the strain gauge either on a separate carrier layer is provided - z. B. on a glass layer - or is provided directly on one side of the deflecting element or directly is provided on the side facing away from the medium of the membrane and there is contacted. All variants have in common that the so arranged strain gauges the deflection of the membrane is exposed, so that the deflection in a corresponding Resistance value of the strain gauge can be implemented. Usually be multiple strain gauges used that over the stretching surface distributed and ultimately interconnected to a resistor be under a customary Brückenmeßschaltung is used, such as a Wheatstone bridge. The strain gauge is on the separate carrier layer, the deflection element or the membrane in thick film technology as a thick film resistor or alternatively in thin-film technology as a thin-film resistor realized, in particular for the realization in thin-film technology physical (PVD) or chemical (CVD) vapor deposition come into question while in the realization in thick-film technology, in particular printing technology methods, such as screen printing.

Die Erfindung betrifft weiterhin einen Sensor, insbesondere einen Drucksensor, mit einem Gehäuse, mit einer aktiven Meßzelle nach der vorangehenden Beschreibung und mit einer Auswerteeinheit, wobei der Sensor zur meßtechnischen Erfassung mindestens einer physikalischen Größe eines an die Meßzelle angrenzenden Mediums dient, wobei die Meßzelle eine elastische Membran aufweist, eine Seite der Membran zumindest teilweise mit dem Medium in Kontakt steht, die andere Seite der Membran von dem Medium abgewandt ist, die Membran über ein aktivierbares Auslenkmittel mechanisch auslenkbar ist und von der Membran bei Aktivierung des Auslenkmittels wenigstens ein mechanischer Impuls auf das Medium übertragbar ist. In Zusammenhang mit einem solchen vollständigen Sensor können die erfindungsgemäßen konstruktiven Maßnahmen der Meßzelle in vielfältiger Weise vorteilhaft ausgenutzt werden.The Invention further relates to a sensor, in particular a pressure sensor, with a housing, with an active measuring cell according to the preceding description and with an evaluation unit, wherein the sensor for metrological Detecting at least one physical size of an adjacent to the measuring cell Medium serves, with the measuring cell an elastic membrane, one side of the membrane at least partly in contact with the medium, the other side of the Membrane is remote from the medium, the membrane over a activatable deflection means is mechanically deflectable and of the Membrane upon activation of the deflection at least one mechanical Impulse transferable to the medium is. In connection with such a complete sensor, the constructive according to the invention activities the measuring cell in more diverse Be used advantageously way.

Eine erste vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Sensors zeichnet sich dadurch aus, daß das Auslenkmittel den Sensor bzw. die Meßzelle in einem Diagnosebetrieb mit mindestens einem Testimpuls beaufschlagt, der Sensor bzw. die Auswerteeinheit des Sensors die Testimpuls-Antwort meßtechnisch erfaßt und durch Vergleich mit mindestens einer vorgegebenen Testimpuls-Antwort den Betriebszustand des Sensors bzw. der Meßzelle ermittelt.A first advantageous embodiment of the sensor according to the invention is characterized by the fact that the Deflection means the sensor or the measuring cell in a diagnostic operation subjected to at least one test pulse, the sensor or the evaluation unit the sensor detects the test pulse response by measurement and by Comparison with at least one predetermined test pulse response the operating state of the sensor or the measuring cell determined.

Bei der vorgegebenen Testimpuls-Antwort handelt es sich bevorzugt um eine Testimpuls-Antwort, die den fehlerfreien Betriebszustand des Sensors bzw. der Meßzelle beschreibt. Dieser fehlerfreie Fall kann entweder fest vorgegeben sein und/oder durch Einlernen festlegbar sein, wobei der Einlernvorgang vorteilhaft nach Einbau des Sensors in seine Umgebung auszuführen ist.at the predetermined test pulse response is preferably a test pulse response that indicates the correct operating state of the Sensor or the measuring cell describes. This error-free case can either be fixed be and / or be determined by teaching, the learning process is advantageous to perform after installation of the sensor in its environment.

Bei der Testimpuls-Antwort für den fehlerfreien Fall kann es sich um einen einzelnen Kennwert, eine Kennkurve oder ein Kennfeld handeln, wobei die Testimpuls-Antwort auch durch ein entsprechendes Toleranzband erweiterbar ist, so daß die Erkennung des Fehlerfalls im Diagnosebetrieb mehr oder weniger "hart" einstellbar ist. Insbesondere Verletzungen der Membran des Sensors bzw. der Meßzelle sind in dem zuvor beschriebenen Diagnosebetrieb bei Vergleich einer tatsächlichen Testimpuls-Antwort mit einer erwarteten Testimpuls-Antwort gut erkennbar.The test pulse response for the error-free case may be a single characteristic value, act a characteristic curve or a map, the test pulse response can also be extended by a corresponding tolerance band, so that the detection of the error case in diagnostic mode is more or less "hard" adjustable. In particular, injuries of the membrane of the sensor or of the measuring cell are clearly recognizable in the diagnostic operation described above when comparing an actual test pulse response with an expected test pulse response.

Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß die Auslenkung der Membran des Sensors bzw. der Meßzelle mit dem Auslenkmittel sich nicht nur zu Diagnosezwecken nutzen läßt, sondern auch anderweitige vorteilhafte Anwendungsmöglichkeiten bietet. In einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Sensors beaufschlagt das Auslenkmittel die Membran in einem Reinigungsbetrieb mit mindestens einem Reinigungsimpuls, der die Ablösung von an der Membran anhaftendem Medium bewirkt bzw. die Anhaftung des Mediums an der Membran verhindert. Derartige Anhaftungen sind bei vielerlei Sensoranwendungen sehr problematisch, da die meßtechnische Erfassung der interessierenden physikalischen Größen innerhalb des Mediums verfälscht wird oder aber der Sensor eine gänzlich andere Zeitcharakteristik aufweist als die des unverschmutzten Sensors.It has surprisingly proved that the Deflection of the membrane of the sensor or the measuring cell with the deflection can be used not only for diagnostic purposes, but also other offers advantageous applications. In a further variant of the sensor according to the invention acts on the Deflection means the membrane in a cleaning operation with at least a cleaning pulse, the detachment of adhering to the membrane Medium causes or prevents the adhesion of the medium to the membrane. Such adhesions are very common in many sensor applications problematic, since the metrological Detection of the physical quantities of interest within the medium is falsified or but the sensor one thoroughly different time characteristic than that of the unpolluted sensor.

Es hat sich herausgestellt, daß sogar Mikroorganismen auf oder im Bereich der Membran zerstört bzw. soweit beeinträchtigt werden können, daß die Mikroorganismen im wesentlichen ihre Regenerations- und/oder Vermehrungsfähigkeit verlieren, wenn das Auslenkmittel gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung in einem mikroorganisch wirksamen Reinigungsbetrieb die Membran mit mindestens einem geeigneten Reinigungsimpuls beaufschlagt. Wie sich herausgestellt hat, sind dazu insbesondere hochfrequente Reinigungsimpulse geeignet. Insbesondere im Bereich der Lebensmitteltech nologie bietet der erfindungsgemäß ausgestaltete Sensor gegenüber konventionellen Sensoren erhebliche Vorteile, da beispielsweise die Reinigungsintervalle erheblich verlängert werden können.It it turned out that even Destroyed microorganisms on or in the membrane or as far as impaired can be that the Microorganisms essentially their regeneration and / or reproduction capacity lose if the deflection means according to another embodiment the invention in a microorganically effective cleaning operation the membrane is subjected to at least one suitable cleaning pulse. As it turned out, are in particular high-frequency Cleaning pulses suitable. Especially in the field of food technology offers the inventively designed Sensor opposite conventional sensors considerable advantages, for example the cleaning intervals can be extended considerably.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Sensors wird die Möglichkeit der Einflußnahme auf die Membran durch Aktivierung des Auslenkmittels nicht nur hinsichtlich der Diagnose und Reinigung ausgenutzt, sondern es wird in einem Detektionsbetrieb wenigstens ein Testimpuls in das Medium emittiert und der reflektierte Testimpuls – also die Testimpuls-Antwort – wird von dem Sensor erfaßt und die Auswerteeinheit erkennt durch Vergleich von Testimpuls und Testimpuls-Antwort, ob ein Medium und welches Medium direkt an der Membran anliegt, so daß sich der erfindungsgemäße Sensor auch zur Grenzstanderkennung eignet. Hierbei wird also nicht nur die Wirkung des auf die Membran aufgegebenen Testimpulses direkt auf den Sensor ausgewertet, sondern auch die Wirkung des über die Membran an das Medium übermittelten Testimpulses, der von dem Medium selbst wiederum beeinflußt wird.In a further embodiment the sensor according to the invention becomes the possibility the influence on the membrane by activation of the deflection means not only in terms exploited the diagnosis and cleaning, but it is in one Detection operation emits at least one test pulse into the medium and the reflected test pulse - the test pulse response - is from detected the sensor and the evaluation recognizes by comparison of test pulse and Test impulse response, whether a medium and which medium directly at the Membrane rests, so that the sensor according to the invention also suitable for level detection. So not only the Effect of the test pulse applied to the membrane directly on evaluated the sensor, but also the effect of over the membrane transmitted to the medium Test pulse, which in turn is influenced by the medium itself.

Die Testimpuls-Antwort kann dabei in vielerlei Hinsicht durch die Auswerteeinheit untersucht werden (Dispersionseffekte, Frequenzanalyse), wobei in besonders einfacher Weise die Dämpfung des Testimpulses ermittelt und zur Grenzstandserkennung herangezogen wird.The Test pulse response can in many ways by the evaluation unit (dispersion effects, frequency analysis), where in particularly simple way the damping of the test pulse and used for level detection becomes.

In ähnlicher Weise läßt sich der erfindungsgemäße Sensor auch zur Füllstandserkennung verwenden, indem durch Aktivierung des Auslenkmittels über die Membran im Detektionsbetrieb wenigstens ein Testimpuls in das Medium – bevorzugt senkrecht zur Oberfläche – emittiert wird, der reflektierte Testimpuls – also die Tastimpuls-Antwort – von dem Sensor erfaßt wird, und die Auswerteeinheit durch Vergleich von Testimpuls und Testimpuls-Antwort den Abstand der Membran von einer Mediumgrenz- bzw. Reflexionsfläche bestimmt; dabei wird insbesondere die Ermittlung der Laufzeit des Testimpulses zur Auswertung herangezogen, wobei ausgenutzt wird, daß Druckwellen an Mediumgrenzflächen (z. B. gasförmig/flüssig oder Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichte) teilweise reflektiert und nur teilweise transmittiert werden.In similar Way can be the sensor according to the invention also for level detection use by activating the deflection means over the Membrane in the detection mode at least one test pulse in the medium - preferably perpendicular to the surface - emitted is, the reflected test pulse - so the Tastimpuls answer - of the Sensor detected and the evaluation unit by comparison of test pulse and Test impulse response determines the distance of the membrane from a medium boundary or reflection surface; in particular, the determination of the duration of the test pulse used for the evaluation, being exploited that pressure waves at medium interfaces (eg gaseous / liquid or liquids different density) partially reflected and only partially be transmitted.

Für die beschriebenen Ausgestaltungen des Sensors hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn es sich bei dem wenigstens einen Testimpuls um eine Testimpulsfolge, insbesondere eine Rechteckimpulsfolge oder eine harmonische Schwingung handelt, wobei diese periodischen Signale insbesondere im Frequenzbereich des Ultraschalls erzeugt werden. Für bestimmt Anwendungsfälle werden die Testimpulsfolgen auch mit unterschiedlichen Frequenzen erzeugt, insbesondere wird die Frequenz zeitlich veränderlich variiert, beispielsweise durch einen Wobbelgenerator.For the described Embodiments of the sensor, it has proved to be advantageous if the at least one test pulse is a test pulse train, in particular a rectangular pulse train or a harmonic oscillation, these periodic signals in particular in the frequency domain of the ultrasound. For certain use cases also generates the test pulse sequences with different frequencies, In particular, the frequency is varied over time, for example by a sweep generator.

Im einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Meßzelle, Druckmeßzelle und den erfindungsgemäßen Sensor auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen einerseits auf die den Patentansprüchen 1, 9 und 15 nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die folgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigenin the There are now a variety of possibilities, the measuring cell according to the invention, pressure measuring cell and to design the sensor according to the invention and further education. Reference is made on the one hand to the claims 1, 9 and 15 subordinate claims, on the other hand, to the following Description of exemplary embodiments in conjunction with the drawing. In the drawing show

1 eine schematische perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Meßzelle mit einem keramisch-kapazitiven Druckaufnehmer, 1 1 is a schematic perspective view of a measuring cell according to the invention with a ceramic-capacitive pressure transducer,

2 eine schematische perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Meßzelle mit einem Druckaufnehmer in Dünnschichttechnik, 2 a schematic perspective view of a measuring cell according to the invention with a pressure transducer in thin-film technology,

3 eine schematische perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Meßzelle mit einem Druckaufnehmer in Dickschichttechnik, 3 a schematic perspective view of a measuring cell according to the invention with a pressure transducer in thick film technology,

4 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Sensors mit einer keramisch-kapazitiven Meßzelle, 4 a perspective view of a sensor according to the invention with a ceramic-capacitive measuring cell,

5 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Sensors mit einer Druckmeßzelle in Dünnschichttechnik und 5 a perspective view of a sensor according to the invention with a pressure measuring cell in thin-film technology and

6 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Sensors mit einer Druckmeßzelle in Dickschichttechnik. 6 a perspective view of a sensor according to the invention with a pressure measuring cell in thick film technology.

Die 1 bis 6 zeigen Meßzellen 1 bzw. Sensoren mit Meßzellen 1, die alle gleichermaßen als Druckmeßzelle ausgebildet sind, jedoch sind erfindungsgemäße Meßzellen und Sensoren nicht auf die konkrete Ausgestaltung als Druckmeßzelle bzw. Druckmeßsensor beschränkt, wenngleich eine solche Ausgestaltung aus verschiedenen Gründen besonders vorteilhaft ist.The 1 to 6 show measuring cells 1 or sensors with measuring cells 1 All of which are equally designed as a pressure measuring cell, however, measuring cells and sensors according to the invention are not limited to the specific embodiment as a pressure measuring or pressure measuring, although such a configuration is particularly advantageous for various reasons.

1 zeigt eine Meßzelle 1, die als Druckmeßzelle ausgestaltet ist, zur meßtechnischen Erfassung mindestens einer physikalischen Größe eines an die Meßzelle 1 angrenzenden Mediums, im vorliegenden Fall zur Erfassung des Drucks innerhalb des Mediums, das hier nicht dargestellt ist. Die Meßzelle 1 weist eine elastische Membran 2 auf, wobei eine Seite 3 der Membran 2 zumindest teilweise mit dem Medium in Kontakt steht und die andere Seite 4 der Membran 2 von dem Medium abgewandt ist. Die Meßzelle 1 zeichnet sich dadurch aus, daß die Membran 2 über ein aktivierbares Auslenkmittel mechanisch auslenkbar ist und daß von der Membran 2 daher bei Aktivierung des Auslenkmittels wenigstens ein mechanischer Impuls auf das Medium übertragbar ist. 1 shows a measuring cell 1 , which is designed as a pressure measuring cell for metrological detection of at least one physical quantity of a to the measuring cell 1 adjacent medium, in the present case for detecting the pressure within the medium, which is not shown here. The measuring cell 1 has an elastic membrane 2 on, with one side 3 the membrane 2 at least partially in contact with the medium and the other side 4 the membrane 2 remote from the medium. The measuring cell 1 is characterized in that the membrane 2 is mechanically deflectable via an activatable deflection means and that of the membrane 2 Therefore, upon activation of the deflection means, at least one mechanical pulse can be transmitted to the medium.

Bei allen in den 1 bis 6 dargestellten Meßzellen 1 handelt es sich bei dem Auslenkmittel um ein über eine elektrische Spannung aktivierbares Piezoelement 5, das in Abhängigkeit von einer angelegten elektrischen Spannung eine Längen- oder Dickenkontraktion durchführt und an dessen Oberfläche in Abhängigkeit von einer Stauchung oder Streckung aufgrund von Polarisationseffekten eine Spannung abgreifbar ist. In allen dargestellten Ausführungsbeispielen wird das Piezoelement 5 zumindest als Aktor verwendet, d. h. durch Anlegen einer elektrischen Spannung mechanisch aktiviert, so daß es die Membran 2 auslenken kann.At all in the 1 to 6 shown measuring cells 1 If the deflection means is a piezoelectric element which can be activated via an electrical voltage 5 which performs a length or thickness contraction as a function of an applied electrical voltage and on the surface of which a voltage can be tapped off as a function of a compression or extension due to polarization effects. In all illustrated embodiments, the piezoelectric element 5 used at least as an actuator, ie mechanically activated by applying an electrical voltage so that it is the membrane 2 can deflect.

Die in den 1 bis 6 dargestellten Meßzellen 1 weisen einen Grundkörper 6a auf, an dem sich die Membran 2 im ausgelenkten Zustand abstützen kann, wobei die Membran 2 – wie in den 1, 3, 4 und 6 dargestellt – durch einen Distanzring 6b von dem Grundkörper 6a beabstandet ist und wobei der Distanzring 6b in den dargestellten Fällen aus Glaslot besteht. Die Membran 2 und der Distanzring 6b sind so ausgelegt, daß bei der maximal möglichen Auslenkung der Membran 2 in Richtung auf den Grundkörper 6a die Mem bran 2 einerseits keinen dauerhaften Schaden erleidet, also reißt oder irreversibel verformt wird, und andererseits die Membran 2 so weit ausgelenkt wird, daß ein großer Meßbereich mit einer guten Meßauflösung abgedeckt ist.The in the 1 to 6 shown measuring cells 1 have a basic body 6a on, on which the membrane 2 can support in the deflected state, wherein the membrane 2 - as in the 1 . 3 . 4 and 6 represented - by a spacer ring 6b from the main body 6a is spaced apart and wherein the spacer ring 6b in the cases shown consists of glass solder. The membrane 2 and the spacer ring 6b are designed so that at the maximum possible deflection of the membrane 2 towards the body 6a the mem brane 2 on the one hand does not suffer permanent damage, so tears or irreversibly deformed, and on the other hand, the membrane 2 is deflected so far that a large measuring range is covered with a good Meßauflösung.

Die in 1 dargestellte Membran 2 ist von der dem Medium zugewandten Seite 3 darüber hinaus elektrisch isolierend und korrosionshemmend beschichtet, so daß die Meßzelle 1 auch in chemisch aggressiven und elektrisch gefährdeten Umgebungen eingesetzt werden kann.In the 1 represented membrane 2 is from the side facing the medium 3 In addition, electrically insulating and corrosion-inhibiting coated, so that the measuring cell 1 can also be used in chemically aggressive and electrically hazardous environments.

Alle Ausführungsbeispiele in den 1 bis 6 haben gemeinsam, daß das als Piezoelement 5 ausgebildete Auslenkmittel scheibenförmig ausgebildet ist und die dem Medium abgewandte Seite 4 der Membran kontaktiert, wobei es sich in den dargestellten Fällen jeweils um einen großflächigen Kontakt handelt. Der mechanische Kontakt zwischen dem Piezoelement 5 und der dem Medium abgewandten Seite 4 der Membran 2 kommt dabei mittelbar zustande und zwar jeweils über einen der beiden leitenden Kontakte 7, 8, mit denen das als Piezoelement 5 ausgestaltete Auslenkmittel versehen sind, in den dargestellten Fällen nämlich über den Kontakt 8. Die leitenden Kontakte 7, 8 sind in bezug auf das Piezoelement 5 großflächig ausgestaltet, decken nämlich das Piezoelement 5 weitestgehend ab, damit die für den piezoelektrischen Effekt notwendige Polarisation des Piezoelements 5 möglichst über die gesamte Ausdehnung des flächig bzw. scheibenförmig ausgedehnten Piezoelements 5 gewährleistet ist, denn nur so lassen sich bestmögliche Kontraktionsergebnisse aufgrund des piezoelektrischen Effekts sicherstellen.All embodiments in the 1 to 6 have in common that as a piezoelectric element 5 formed deflection means is disc-shaped and the side facing away from the medium 4 contacted the membrane, which is in each case a large-area contact in the cases shown. The mechanical contact between the piezo element 5 and the side facing away from the medium 4 the membrane 2 This occurs indirectly and in each case via one of the two conductive contacts 7 . 8th , with which as a piezoelectric element 5 configured deflection means are provided, namely in the cases shown on the contact 8th , The senior contacts 7 . 8th are with respect to the piezo element 5 designed over a large area, namely cover the piezoelectric element 5 As far as possible, so that necessary for the piezoelectric effect polarization of the piezoelectric element 5 possibly over the entire extent of the planar or disc-shaped extended piezoelectric element 5 is guaranteed, because only then can the best possible contraction results due to the piezoelectric effect ensure.

In den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen sind die leitenden Kontakte 7, 8 stoffschlüssig mit dem Piezoelement 5 verbunden, auch wenn die Kontakte 7, 8 und das Piezoelement 5 separat nebeneinander dargestellt sind. Im vorliegenden Fall sind die Kontakte 7, 8 mittels eines physikalischen Verfahrens zur Gasphasenabscheidung auf dem Piezoelement 5 aufgebracht worden.In the embodiments illustrated in the figures, the conductive contacts 7 . 8th cohesively with the piezoelectric element 5 connected, even if the contacts 7 . 8th and the piezo element 5 are shown separately side by side. In the present case, the contacts 7 . 8th by means of a physical process for vapor deposition on the piezoelectric element 5 been applied.

Besonders vorteilhaft ist bei den in den 1 bis 6 dargestellten Piezoelementen 5, daß diese eine Planarauslenkung ausführen, wenn an die Kontakte 7, 8 eine Potentialdifferenz angelegt wird. Das bedeutet, daß die dargestellten Piezoelemente 5 bei elektrischer Aktivierung eine radiale Kontraktion senkrecht zur Ausrichtung des elektrischen Feldes und damit in der flächigen Erstreckungsebene des Piezoelements 5 durchführen. Diese Planarauslenkung ist absolut gesehen erheblich größer als eine bei Verwendung eines anderen Piezoelementes 5 erzielbare Dickenauslenkung in Richtung des elektrischen Feldes, da die auf die Ausdehnung des Piezoelements 5 in die jeweilige Raumesrichtung bezogene relative Auslenkung in beiden Fällen gleich ist, die Dicke des Piezoelements 5 jedoch wesentlich geringer ist als seine planare Erstreckung. Da die Membran 2 und das Piezoelement 5 – mittelbar über den Kontakt 8 – in den dargestellten Ausführungsbeispielen stoffschlüssig miteinander verbunden sind, läßt sich die beschriebene Planarauslenkung des Piezoelements 5 in eine mechanische Bewegung senkrecht zur Planarauslenkung uberführen, da sich die Membran 2 aufgrund der einseitigen Kontraktionswirkung des Piezoelements 5 nach außen, d. h. in Richtung auf das angrenzende Medium, auswölben wird, ganz ähnlich wie dies von einem Bimetallelement bekannt ist, dessen Schichten sich in Folge unterschiedlicher Wärmekoeffizienten unterschiedlich stark in planarer Richtung ausdehnen bzw. zusammenziehen. Durch die stoffschlüssige Verbindung der Membran 2 und des Piezoelements 5 entsteht ein bimorphes Piezoelement, das gleichermaßen auch herstellbar ist über eine kraft und/oder formschlüssige Verbindung zwischen einer Membran und einem Piezoelement, was die hier dargestellten Ausführungsbeispiele jedoch nicht betrifft.Particularly advantageous is in the in the 1 to 6 shown piezo elements 5 in that they perform a planar deflection when connected to the contacts 7 . 8th a potential difference is applied. This means that the illustrated piezo elements 5 upon electrical activation, a radial contraction perpendicular to the orientation of the electric field and thus in the flat plane of extension of the piezoelectric element 5 carry out. In absolute terms, this planar deflection is considerably larger than when using a different piezo element 5 achievable thickness deflection in the direction of the electric field, since the on the extension of the piezoelectric element 5 relative to the respective spatial direction relative deflection is the same in both cases, the thickness of the piezoelectric element 5 however, is much less than its planar extent. Because the membrane 2 and the piezo element 5 - indirectly via the contact 8th - In the illustrated embodiments, are integrally connected to each other, can be described Planarauslenkung of the piezoelectric element 5 in a mechanical movement perpendicular to Planarauslenkung transfer, as the membrane 2 due to the unilateral contraction effect of the piezoelectric element 5 outwardly, ie in the direction of the adjacent medium, will bulge, much as it is known from a bimetallic element whose layers expand or contract differently in the planar direction as a result of different thermal coefficients. Due to the cohesive connection of the membrane 2 and the piezoelectric element 5 a bimorph piezoelectric element is produced, which can equally be produced by way of a positive and / or positive connection between a diaphragm and a piezoelectric element, which does not affect the exemplary embodiments illustrated here.

Wie bereits dargelegt worden ist, sind alle in den Figuren dargestellten Meßzellen 1 als Druckmeßzellen ausgestaltet, wobei alle Meßzellen 1 ein drucksensitives Element 9 aufweisen, über das die Auslenkung der mit dem Medium in Kontakt stehenden elastischen Membran 2 erfaßbar ist und in ein korrespondierenden Meßsignal wandelbar ist. In allen Ausführungsbeispielen ist das drucksensitive Element 9 benachbart zu dem Auslenkelement – also zu dem Piezoelement 5 – angeordnet, und war in den 1 und 3 sowie 4 und 6 benachbart zu der von der Membran 2 abgewandten Seite des Auslenkelements bzw. des Piezoelements 5. In den 2 und 5 hingegen ist das drucksensitive Element 9 zwischen der elastischen Membran 2 und dem Piezoelement 5 angeordnet. In der ersten Variante kann das Auslenkmittel – also das Piezoelement 5 – unmittelbarer auf die Membran 2 einwirken, wohingegen im letztgenannten Fall das drucksensitive Element 9 näher an der elastischen Membran 2 angeordnet ist, so daß der zu erfassende Druck des Mediums direkter auf das drucksensitive Element 9 einwirken kann.As already stated, all the measuring cells shown in the figures are 1 designed as pressure measuring cells, with all measuring cells 1 a pressure-sensitive element 9 via which the deflection of the elastic membrane in contact with the medium 2 can be detected and is convertible into a corresponding measurement signal. In all embodiments, the pressure-sensitive element 9 adjacent to the deflecting element - ie to the piezoelectric element 5 - arranged, and was in the 1 and 3 such as 4 and 6 adjacent to that of the membrane 2 opposite side of the deflecting element or the piezoelectric element 5 , In the 2 and 5 however, it is the pressure-sensitive element 9 between the elastic membrane 2 and the piezo element 5 arranged. In the first variant, the deflection means - so the piezoelectric element 5 - Immediately on the membrane 2 act, whereas in the latter case, the pressure-sensitive element 9 closer to the elastic membrane 2 is arranged so that the pressure to be detected of the medium directly to the pressure-sensitive element 9 can act.

Die Meßzelle 1 nach 1 dient der Druckmessung, wobei das drucksensitive Element 9 kapazitiv arbeitet und als Kondensator 10, 11 ausgeführt ist. In der dargestellten Variante ist ein Kontakt 7 des Piezoelements 5 mit einer Elektrode 10 des Kondensators 10, 11 identisch, was den Aufbau der Meßzelle 1 konstruktiv vereinfacht. Der in dem Medium vorherrschende und zu erfassende Druck lenkt die Membran 2 aus und damit mittelbar auch die Elektrode 10 des Kondensators 10, 11, wodurch sich die Kapazität des Kondensators 10, 11 ändert. Diese Kapazitätsänderung kann als Maß für eine korrespondierende Druckschwankung innerhalb des Mediums herangezogen werden.The measuring cell 1 to 1 is used for pressure measurement, the pressure-sensitive element 9 Capacitive works and as a capacitor 10 . 11 is executed. In the illustrated variant is a contact 7 of the piezoelectric element 5 with an electrode 10 of the capacitor 10 . 11 identical, what the structure of the measuring cell 1 structurally simplified. The pressure prevailing in the medium and to be detected directs the membrane 2 and thus indirectly also the electrode 10 of the capacitor 10 . 11 , which increases the capacity of the capacitor 10 . 11 changes. This change in capacity can be used as a measure of a corresponding pressure fluctuation within the medium.

Die Meßzelle 1 zur Druckerfassung nach 2 weist ein drucksensitives Element 9 auf, das auf Basis von Dehnungsmeßstreifen 12 arbeitet, wobei die Dehnungsmeßstreifen 12 direkt auf der dem Medium abgewandten Seite der Membran 2 vorgesehen und dort kontaktiert sind. Die Dehnungsmeßstreifen 12 sind in den 2 und 5 jeweils in Dünnschichttechnik auf die Membran 2 aufgebracht worden, wobei der sich ändernde Widerstand der Dehnungsmeßstreifen 12 bei Auslenkung der Membrane 2 ausgewertet wird und die Höhe des auf die Membran 2 einwirkenden Drucks indiziert. Die Dehnungsmeßstreifen 12 sind insbesondere so verschaltet, daß sie als ein Widerstand im Rahmen einer Meßbrücke auswertbar sind, was hier im einzelnen nicht dargestellt ist.The measuring cell 1 for pressure detection 2 has a pressure-sensitive element 9 based on strain gauges 12 works, with the strain gauges 12 directly on the side of the membrane facing away from the medium 2 provided and contacted there. The strain gauges 12 are in the 2 and 5 each in thin-film technique on the membrane 2 been applied, with the changing resistance of the strain gauges 12 at deflection of the membrane 2 is evaluated and the height of the membrane 2 indicated by acting pressure. The strain gauges 12 are in particular connected so that they can be evaluated as a resistor in the context of a measuring bridge, which is not shown here in detail.

Bei den in den 3 und 6 dargestellten Meßzellen 1 ist das drucksensitive Element 9 ebenfalls in Form von Dehnungsmeßstreifen 12 realisiert, wobei die Dehnungsmeßstreifen 12 in Dickschichttechnik als Dickfilm-Widerstände ausgeführt sind und die Dehnungsmeßstreifen 12 auf einer separaten Trägerschicht zwischen dem leitenden Kontakt 7 und dem Grundkörper 6a vorgesehen ist.In the in the 3 and 6 shown measuring cells 1 is the pressure-sensitive element 9 also in the form of strain gauges 12 realized, with the strain gauges 12 are performed in thick-film technology as thick-film resistors and the strain gauges 12 on a separate carrier layer between the conductive contact 7 and the body 6a is provided.

Die 4 bis 6 zeigen jeweils einen vollständigen Drucksensor 13 mit einem Gehäuse 14, mit den Bestandteilen einer zuvor dargestellten aktiven Meßzelle 1 und mit einer Auswerteeinheit 15, wobei die Auswerteeinheit 15 zur Aufbereitung und Auswertung der von den Meßzellen 1 gelieferten Meßsignalen dient. Die Sensoren 13 dienen zur meßtechnischen Erfassung des Drucks innerhalb des an die Meßzelle 1 angrenzenden Mediums und zur Weiterverarbeitung des dem Druck entsprechenden Meßsignals, wobei die Meßzelle 1 eine elastische Membran 2 aufweist, eine Seite 3 der Membran 2 zumindest teilweise mit dem Medium in Kontakt steht, die andere Seite 4 der Membran 2 von dem Medium abgewandt ist, die Membran 2 über ein aktivierbares Auslenkmittel – hier das Piezoelement 5 – mechanisch auslenkbar ist und von der Membran 2 bei Aktivierung des Auslenkmittels wenigstens ein mechanischer Impuls auf das nicht dargestellte Medium übertragbar ist.The 4 to 6 each show a complete pressure sensor 13 with a housing 14 , with the components of an active measuring cell previously shown 1 and with an evaluation unit 15 , wherein the evaluation unit 15 for processing and evaluation of the measuring cells 1 supplied Meßsignalen serves. The sensors 13 used for metrological detection of the pressure within the to the measuring cell 1 adjacent medium and for further processing of the pressure corresponding measurement signal, wherein the measuring cell 1 an elastic membrane 2 has one side 3 the membrane 2 at least partially in contact with the medium, the other side 4 the membrane 2 remote from the medium, the membrane 2 via an activatable deflection means - here the piezo element 5 - is mechanically deflectable and from the membrane 2 upon activation of the deflection means, at least one mechanical pulse can be transmitted to the medium, not shown.

Die Gehäuseteile 14 des Sensors 13 sind im einsatzbereiten Zustand üblicherweise miteinander verschraubt, so daß das Gehäuse 14 die Meßzelle 1 umschließt, abgesehen von einer Öffnung, über die das nicht dargestellte Medium an die Membran 2 gelangen kann. Die in den 4 bis 6 dargestellten Sensoren 13 stehen also mit ihrem unteren Ende in Verbindung mit dem zu überwachenden Prozeß und ragen mit ihrem oberen Ende, über das ein Bedienteil und Schnittstellen zugänglich sind, aus dem üblicherweise geschlossenen Prozeß heraus, so daß dieser Teil des Sensors 13 üblicherweise leicht zugänglich ist. Die Auswerteeinheit 15 ist programmierbar und prozessorgesteuert und mit ihrer Hilfe lassen sich die dargestellten Sensoren in verschiedenen Modi betreiben, die die Sensoren 13 durch zusätzlich gewonnene Betriebssicherheit und Wartungsarmut gegenüber konventionellen Sensoren 13 erheblich aufwerten.The housing parts 14 of the sensor 13 are in the ready state usually with each other screwed so that the housing 14 the measuring cell 1 encloses, apart from an opening through which the medium, not shown, to the membrane 2 can get. The in the 4 to 6 illustrated sensors 13 So stand with their lower end in connection with the process to be monitored and protrude with its upper end through which a control panel and interfaces are accessible, out of the usually closed process, so that this part of the sensor 13 usually easily accessible. The evaluation unit 15 is programmable and processor controlled and with its help, the illustrated sensors can be operated in different modes, which are the sensors 13 additionally gained operational safety and low maintenance compared to conventional sensors 13 significantly upgrade.

Bei den dargestellten Sensoren 13 ist ein Diagnosebetrieb dadurch realisiert, daß das Auslenkmittel den Sensor 13 bzw. die Meßzelle 1 mit mindestens einem Testimpuls beaufschlagt, der Sensor 13 bzw. die Auswerteeinheit 15 des Sensors 13 die Testimpuls-Antwort meßtechnisch erfaßt und durch Vergleich mit einer vorgegebenen Testimpuls-Antwort den Betriebszustand des Sensors 13 bzw. die Meßzelle 1 erkennt, wobei bei den dargestellten Sensoren 13 bzw. den Meßzellen 1 insbesondere eine Veränderung des Zustands der Membran 2 sehr leicht detektiert werden kann. Die Sensoren 13 in den 4 bis 6 ermöglichen es dabei auf eine werksmäßig einprogrammierte, vorgegebene Testimpuls-Antwort zurückzugreifen, die Sensoren 13 ermöglichen es jedoch auch, eine Testimpuls-Antwort im Einbauzustand der Sensoren 13 einzulernen, wo durch die Sensoren 13 optimal an die tatsächlichen Einsatzbedingungen anpaßbar sind.In the illustrated sensors 13 a diagnostic operation is realized in that the deflection means the sensor 13 or the measuring cell 1 subjected to at least one test pulse, the sensor 13 or the evaluation unit 15 of the sensor 13 the test pulse response detected by measurement and by comparison with a predetermined test pulse response the operating state of the sensor 13 or the measuring cell 1 detects, with the illustrated sensors 13 or the measuring cells 1 in particular a change in the state of the membrane 2 can be detected very easily. The sensors 13 in the 4 to 6 allow it to fall back on a factory programmed, predetermined test pulse response, the sensors 13 however, also allow a test pulse response in the installed state of the sensors 13 learn where through the sensors 13 are optimally adaptable to the actual conditions of use.

Die Sensoren 13 gestatten ferner die Durchführung eines Reinigungsbetriebs, bei der das Auslenkmittel bzw. das Piezoelement 5 die Membran 2 mit einem Reinigungsimpuls beaufschlagt, der die Ablösung von an der Membran 2 anhaftendem Medium bewirkt bzw. die Anhaftung des Mediums an der Membran 2 verhindert. Dies ist insbesondere deshalb vorteilhaft, weil an der Membran 2 anhaftendes Medium Meßergebnisse verfälscht bzw. vollkommen unbrauchbar machen kann.The sensors 13 further allow the implementation of a cleaning operation, in which the deflection means or the piezoelectric element 5 the membrane 2 subjected to a cleaning pulse, which is the detachment from the membrane 2 adhering medium causes or the adhesion of the medium to the membrane 2 prevented. This is particularly advantageous because of the membrane 2 Adhesive medium can falsify measurement results or make them completely useless.

Die Sensoren 13 gemäß den 4 bis 6 gestatten über den zuvor beschriebenen Reinigungsbetrieb hinaus ferner einen mikroorganisch wirksamen Reinigungsbetrieb, in dem das Auslenkmittel – hier also das Piezoelement 5 – die Membran 2 mit einem Reinigungsimpuls beaufschlagt, der Mikroorganismen auf oder im Bereich der Membran 2 zerstört oder wenigstens soweit beeinträchtigt, daß die Mikroorganismen im wesentlichen ihre Regenerations- und/oder Vermehrungsfähigkeit verlieren. Auch wenn Mikroorganismen durch die beschriebene Maßnahme nicht vollständig, sondern nur teilweise abgetötet werden können, lassen sich durch diese Maßnahme eine mikrobielle Belastung im Sensorbereich deutlich vermindern.The sensors 13 according to the 4 to 6 in addition to the above-described cleaning operation, moreover, a micro-organically effective cleaning operation is permitted, in which the deflection means - in this case the piezo element 5 - the membrane 2 subjected to a cleaning pulse, the microorganisms on or in the membrane 2 destroyed or at least impaired so far that the microorganisms lose substantially their ability to regenerate and / or reproduce. Even if microorganisms can not be completely killed by the described measure, but only partially, a microbial load in the sensor area can be significantly reduced by this measure.

Die mit dem Piezoelement 5 ausgestatteten Sensoren 13 lassen sich darüber hinaus auch für Aufgaben verwenden, zu denen sie zuvor nicht geeignet und vorgesehen gewesen sind, wie zum Beispiel zur Grenzstand- bzw. Füllstanderkennung. Die dargestellten Sensoren 13 zeichnen sich dadurch aus, daß durch Aktivierung des Piezoelements 5 über die Membran 2 im Detektionsbetrieb ein Testimpuls in das Medium emittiert wird, der reflektierte Testimpuls – also die Testimpuls-Antwort – von dem Sensor 13 erfaßt wird und die Auswerteeinheit 15 durch Vergleich des emittierten Testimpulses mit der empfangenen Testimpuls-Antwort erkennt, ob ein Medium und ggf. welches Medium direkt an der Membran 2 anliegt, wobei die dargestellten Sensoren 13 eine solche Erkennung durch Ermittlung der Dämpfung des Testimpulses durchführen.The with the piezo element 5 equipped sensors 13 In addition, they can also be used for tasks to which they have not previously been suitable and intended, such as for level detection or level detection. The illustrated sensors 13 are characterized by the fact that by activation of the piezoelectric element 5 over the membrane 2 In the detection mode, a test pulse is emitted into the medium, the reflected test pulse - ie the test pulse response - from the sensor 13 is detected and the evaluation 15 by comparing the emitted test pulse with the received test pulse response detects whether a medium and optionally which medium directly to the membrane 2 is applied, wherein the illustrated sensors 13 to perform such detection by determining the attenuation of the test pulse.

Die dargestellten Sensoren 13 sind ferner dazu eingerichtet, daß durch Aktivierung des Piezoelements 5 über die Membran 2 im Detektionsbetrieb ein Testimpuls in das Medium emittierbar ist, der reflektierte Testimpuls – also die Testimpuls-Antwort – von dem Sensor erfaßbar ist und die Auswerteeinheit 15 durch Vergleich von Testimpuls und Testimpuls-Antwort den Abstand der Membran 2 von einer Mediumgrenz- bzw. Reflexionsfläche bestimmen kann, wobei die in den 4 bis 6 dargestellten Sensoren 13 diese Bestimmung durch Ermittlung der Laufzeit des Testimpulses vornehmen.The illustrated sensors 13 are also adapted to that by activation of the piezoelectric element 5 over the membrane 2 in the detection mode, a test pulse is emitted into the medium, the reflected test pulse - ie the test pulse response - can be detected by the sensor and the evaluation unit 15 by comparing test pulse and test pulse response the distance of the membrane 2 can determine from a medium border or reflection surface, wherein in the 4 to 6 illustrated sensors 13 make this determination by determining the duration of the test pulse.

Claims (21)

Meßzelle, insbesondere für Drucksensoren, zur meßtechnischen Erfassung mindestens einer physikalischen Größe eines an die Meßzelle (1) angrenzenden Mediums, mit einer elastischen Membran (2), wobei eine Seite (3) der Membran (2) zumindest teilweise mit dem Medium in Kontakt steht und die andere Seite (4) der Membran (2) von dem Medium abgewandt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (2) über ein aktivierbares Auslenkmittel mechanisch auslenkbar ist und daß von der Membran (2) bei Aktivierung des Auslenkmittels wenigstens ein mechanischer Impuls auf das Medium übertragbar ist.Measuring cell, in particular for pressure sensors, for the metrological detection of at least one physical quantity of a to the measuring cell ( 1 ) adjacent medium, with an elastic membrane ( 2 ), whereby one side ( 3 ) of the membrane ( 2 ) is at least partially in contact with the medium and the other side ( 4 ) of the membrane ( 2 ) is remote from the medium, characterized in that the membrane ( 2 ) is mechanically deflectable via an activatable deflection means and that of the membrane ( 2 ) upon activation of the deflection means, at least one mechanical impulse is transferable to the medium. Meßzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslenkmittel über eine elektrische Spannung, über ein magnetisches Feld oder ein elektromagnetisches Feld aktivierbar ist, wobei das Auslenkmittel insbesondere ein über eine elektrische Spannung aktivierbares Piezoelement (5) ist.Measuring cell according to Claim 1, characterized in that the deflection means can be activated via an electrical voltage, via a magnetic field or an electromagnetic field, wherein the deflection means is in particular a piezoelectric element which can be activated via an electrical voltage ( 5 ). Meßzelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (2) als Piezoelement (5) ausgebildet ist, so daß die Membran (2) und das Auslenkmittel räumlich zusammenfallen.Measuring cell according to claim 2, characterized gekenn records that the membrane ( 2 ) as a piezo element ( 5 ) is formed, so that the membrane ( 2 ) and the deflection means coincide spatially. Meßzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Medium zugewandte Seite (3) der – insbesondere als Auslenkmittel ausgebildeten – Membran (2) beschichtet ist, insbesondere elektrisch isolierend und/oder korrosionshemmend.Measuring cell according to one of claims 1 to 3, characterized in that the side facing the medium ( 3 ) - in particular designed as a deflection - membrane ( 2 ) is coated, in particular electrically insulating and / or corrosion inhibiting. Meßzelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das als Piezoelement (5) ausgebildete Auslenkmittel scheibenförmig ausgebildet ist und – mittelbar oder unmittelbar – die dem Medium abgewandte Seite (4) der Membran (2) kontaktiert, insbesondere großflächig kontaktiert oder in den Randbereichen kontaktiert, die sich bei Aktivierung des Piezoelements (5) relativ zueinander bewegen.Measuring cell according to claim 2, characterized in that the piezoelectric element ( 5 ) formed deflection means is disc-shaped and - directly or indirectly - the side facing away from the medium ( 4 ) of the membrane ( 2 ) contacted, in particular contacted over a large area or contacted in the edge regions, which upon activation of the piezoelectric element ( 5 ) move relative to each other. Meßzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das – insbesondere als Piezoelement (5) ausgestaltete – Auslenkmittel bei Ak tivierung bevorzugt eine Planarauslenkung, alternativ eine Längsauslenkung oder alternativ eine Dickenauslenkung ausführt.Measuring cell according to one of claims 1 to 5, characterized in that - in particular as a piezoelectric element ( 5 ) - deflection means at Ak preferably a planar deflection, alternatively performs a longitudinal deflection or alternatively a thickness deflection. Meßzelle nach einem der Ansprüche 1, 2, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (2) und das – insbesondere als Piezoelement (5) ausgebildete – Auslenkmittel kraft- und/oder form- und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sind.Measuring cell according to one of Claims 1, 2, 5 or 6, characterized in that the membrane ( 2 ) and that - in particular as a piezoelectric element ( 5 ) - deflection means are positively and / or positively and / or materially connected to each other. Meßzelle nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das als Piezoelement (5) ausgestaltete Auslenkmittel zur elektrischen Aktivierung mit wenigstens zwei leitenden Kontakten (7, 8) versehen ist, wobei die Kontakte (7, 8) insbesondere großflächig ausgestaltet sind.Measuring cell according to one of claims 2 to 7, characterized in that the piezoelectric element ( 5 ) configured for electrical activation with at least two conductive contacts ( 7 . 8th ), the contacts ( 7 . 8th ) are designed in particular over a large area. Druckmeßzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 8, zur Erfassung des in dem Medium vorherrschenden Drucks, mit einem drucksensitiven Element (9), wobei die mit dem Medium in Kontakt stehende elastische Membran (2) durch den Druck innerhalb des Mediums auslenkbar ist und mit dem drucksensitiven Element (9) der Druck in dem Medium – mittelbar oder unmittelbar – erfaßbar und in ein korrespondierendes Meßsignal wandelbar ist.Pressure measuring cell according to one of claims 1 to 8, for detecting the pressure prevailing in the medium, with a pressure-sensitive element ( 9 ), wherein the elastic membrane in contact with the medium ( 2 ) is deflectable by the pressure within the medium and with the pressure-sensitive element ( 9 ) the pressure in the medium - directly or indirectly - can be detected and converted into a corresponding measurement signal. Druckmeßzelle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das aktivierbare Auslenkelement gleichzeitig das drucksensitive Element (9) ist, wobei insbesondere bei der Ausgestaltung des Auslenkelements als Piezoelement (5) der piezoelektrische Effekt zur Erfassung des Drucks und der Wandlung des Drucks in ein elektrisches Meßsignal dient.Pressure measuring cell according to Claim 9, characterized in that the activatable deflection element simultaneously comprises the pressure-sensitive element ( 9 ), wherein in particular in the embodiment of the deflection element as a piezoelectric element ( 5 ) the piezoelectric effect for detecting the pressure and the conversion of the pressure is used in an electrical measurement signal. Druckmeßzelle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das drucksensitive Element (9) benachbart zu dem Auslenkelement angeordnet ist, bevorzugt benachbart zu der von der Membran (2) abgewandten Seite des Auslenkelements.Pressure measuring cell according to claim 9, characterized in that the pressure-sensitive element ( 9 ) is arranged adjacent to the deflection element, preferably adjacent to that of the membrane ( 2 ) facing away from the deflection element. Druckmeßzelle nach Anspruch 9 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das drucksensitive Element (9) kapazitiv arbeitet und als Kondensator (10, 11) ausgeführt ist, wobei im Falle der Ausbildung des Auslenkelements als Piezoelement (5) bevorzugt ein Kontakt (7) des Piezoelements (5) mit einer Elektrode (10) des Kondensators (10, 11) zusammenfällt.Pressure measuring cell according to claim 9 or 11, characterized in that the pressure-sensitive element ( 9 ) operates capacitively and as a capacitor ( 10 . 11 ) is carried out, wherein in the case of the formation of the deflection element as a piezoelectric element ( 5 ) preferably a contact ( 7 ) of the piezo element ( 5 ) with an electrode ( 10 ) of the capacitor ( 10 . 11 ) coincides. Druckmeßzelle nach Anspruch 9 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das drucksensitive Element (9) auf Basis von wenigstens einem Dehnungsmeßstreifen (12) arbeitet, wobei der Dehnungsmeßstreifen (12) entweder auf einer separaten Trägerschicht vorgesehen ist oder direkt auf eine Seite des Auslenkelements vorgesehen ist oder direkt auf der dem Medium abgewandten Seite (4) der Membran (2) vorgesehen ist und dort jeweils kontaktiert ist.Pressure measuring cell according to claim 9 or 11, characterized in that the pressure-sensitive element ( 9 ) based on at least one strain gauge ( 12 ), wherein the strain gauge ( 12 ) is provided either on a separate carrier layer or is provided directly on one side of the deflection element or directly on the side facing away from the medium ( 4 ) of the membrane ( 2 ) is provided and is contacted there each. Druckmeßzelle nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Dehnungsmeßstreifen (12) in Dickfilmtechnik als Dickfilmwiderstand oder alternativ in Dünnschichttechnik als Dünnschichtwiderstand realisiert ist.Pressure measuring cell according to claim 13, characterized in that the strain gauges ( 12 ) is realized in thick film technology as a thick film resistor or alternatively in thin film technology as a thin film resistor. Sensor, insbesondere Drucksensor, mit einem Gehäuse (14), mit einer aktiven Meßzelle (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 und mit einer Auswerteeinheit (15), zur meßtechnischen Erfassung mindestens einer physikalischen Größe eines an die Meßzelle (1) angrenzenden Mediums, wobei die Meßzelle (1) eine elastische Membran (2) aufweist, eine Seite (3) der Membran (2) zumindest teilweise mit dem Medium in Kontakt steht, die andere Seite (4) der Membran (2) von dem Medium abgewandt ist, die Membran (2) über ein aktivierbares Auslenkmittel mechanisch auslenkbar ist und von der Membran (2) bei Aktivierung des Auslenkmittels wenigstens ein mechanischer Impuls auf das Medium übertragbar ist.Sensor, in particular pressure sensor, with a housing ( 14 ), with an active measuring cell ( 1 ) according to one of claims 1 to 14 and with an evaluation unit ( 15 ), for metrological detection of at least one physical quantity of a to the measuring cell ( 1 ) adjacent medium, wherein the measuring cell ( 1 ) an elastic membrane ( 2 ), one side ( 3 ) of the membrane ( 2 ) is at least partially in contact with the medium, the other side (4) of the membrane ( 2 ) is remote from the medium, the membrane ( 2 ) is mechanically deflectable via an activatable deflection means and from the membrane ( 2 ) upon activation of the deflection means, at least one mechanical impulse is transferable to the medium. Sensor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslenkmittel den Sensor (13) bzw. die Meßzelle (1) im Diagnosebetrieb mit mindestens einem Testimpuls beaufschlagt, der Sensor (13) bzw. die Auswerteeinheit (15) des Sensors (13) die Testimpuls-Antwort meßtechnisch erfaßt und durch Vergleich mit mindestens einer vorgegebenen Testimpuls-Antwort den Betriebszustand des Sensors (13) bzw. der Meßzelle (1) erkennt, insbesondere den Zustand der Membran (2) erkennt.Sensor according to claim 15, characterized in that the deflection means the sensor ( 13 ) or the measuring cell ( 1 ) in the diagnostic mode with at least one test pulse, the sensor ( 13 ) or the evaluation unit ( 15 ) of the sensor ( 13 ) detects the test pulse response by measurement and by comparison with at least one predetermined test pulse response the operating state of the sensor ( 13 ) or the measuring cell ( 1 ), in particular the condition of the membrane ( 2 ) recognizes. Sensor nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslenkmittel im Reinigungsbetrieb die Membran (2) mit mindestens einem Reinigungsimpuls beaufschlagt, der die Ablösung von an der Membran (2) anhaftendem Medium bewirkt bzw. die Anhaftung des Mediums an der Membran (2) verhindert.Sensor according to claim 15 or 16, characterized in that the deflection means in the cleaning operation, the membrane ( 2 ) is acted upon with at least one cleaning pulse, the detachment of at the membrane ( 2 ) adhering medium be acts or the adhesion of the medium to the membrane ( 2 ) prevented. Sensor nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslenkmittel in einem mikroorganisch wirksamen Reinigungsbetrieb die Membran (2) mit mindestens einem Reinigungsimpuls beaufschlagt, der zumindest Mikroorganismen auf oder im Bereich der Membran (2) zerstört bzw. soweit beeinträchtigt, daß die Mikroorganismen im Wesentlichen ihre Regenerations- und/oder Vermehrungsfähigkeit verlieren.Sensor according to one of claims 15 to 17, characterized in that the deflection means in a microorganically effective cleaning operation, the membrane ( 2 ) is subjected to at least one cleaning pulse which comprises at least microorganisms on or in the region of the membrane ( 2 ) or impaired so far that the microorganisms essentially lose their ability to regenerate and / or reproduce. Sensor nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß durch Aktivierung des Auslenkmittels über die Membran (2) im Detektionsbetrieb wenigstens ein Testimpuls in das Medium emittiert wird, der reflektierte Testimpuls – also die Testimpuls-Antwort – von dem Sensor (13) erfaßt wird und die Auswerteeinheit durch Vergleich von Testimpuls und Testimpuls-Antwort, insbesondere durch Ermittlung der Dämpfung des Testimpulses, erkennt, ob ein Medium und ggf. welches Medium direkt an der Membran (2) anliegt (Grenzstanderkennung).Sensor according to one of claims 15 to 18, characterized in that by activation of the deflection means across the membrane ( 2 ) in the detection mode at least one test pulse is emitted into the medium, the reflected test pulse - ie the test pulse response - from the sensor ( 13 ) is detected and the evaluation unit by comparison of test pulse and test pulse response, in particular by determining the attenuation of the test pulse, detects whether a medium and optionally which medium directly to the membrane ( 2 ) (level detection). Sensor nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß durch Aktivierung des Auslenkmittels über die Membran (2) im Detektionsbetrieb wenigstens ein Testimpuls in das Medium emittiert wird, der reflektierte Testimpuls – also die Testimpuls-Antwort – von dem Sensor erfaßt wird und die Auswerteeinheit (15) durch Vergleich von Testimpuls und Testimpuls-Antwort, insbesondere durch Ermittlung der Laufzeit des Testimpulses, den Abstand der Membran (2) von einer Mediumgrenz- bzw. -reflexionsfläche bestimmt (Füllstanderkennung).Sensor according to one of claims 15 to 19, characterized in that by activating the deflection means across the membrane ( 2 ) in the detection mode at least one test pulse is emitted into the medium, the reflected test pulse - ie the test pulse response - is detected by the sensor and the evaluation unit ( 15 ) by comparison of test pulse and test pulse response, in particular by determining the duration of the test pulse, the distance of the membrane ( 2 ) determined by a medium boundary or reflection surface (fill level detection). Sensor nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem wenigstens einen Testimpuls um eine Testimpulsfolge, insbesondere eine Rechteckimpulsfolge oder eine harmonische Schwingung handelt, insbesondere im Frequenzbereich des Ultraschalls.Sensor according to one of Claims 15 to 20, characterized that it at the at least one test pulse to a test pulse train, in particular is a rectangular pulse train or a harmonic oscillation, especially in the frequency range of ultrasound.
DE200710016792 2007-04-05 2007-04-05 sensor Active DE102007016792B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200710016792 DE102007016792B4 (en) 2007-04-05 2007-04-05 sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200710016792 DE102007016792B4 (en) 2007-04-05 2007-04-05 sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102007016792A1 true DE102007016792A1 (en) 2008-10-30
DE102007016792B4 DE102007016792B4 (en) 2013-05-29

Family

ID=39777278

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200710016792 Active DE102007016792B4 (en) 2007-04-05 2007-04-05 sensor

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102007016792B4 (en)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008043467A1 (en) * 2008-11-04 2010-05-06 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Device for determining and / or monitoring a pressure
DE102009002662A1 (en) 2009-04-27 2010-10-28 Ifm Electronic Gmbh Capacitive pressure sensor, particularly combination sensor for detecting measuring parameter, has ceramic pressure measuring cell which consists of diaphragm, base body and measuring electrodes in form of conductive surface areas
DE102010035862A1 (en) 2010-08-30 2012-03-01 Ifm Electronic Gmbh Pressure sensor for measuring pressure of e.g. gas, has two independent measuring units arranged in opposing surface of medium contacting elastic membrane for generating measurement signal corresponding to pressure of medium
WO2012028609A1 (en) 2010-08-30 2012-03-08 Ifm Electronic Gmbh Resistive pressure measuring cell having diagnostic capabilities
DE102010042536A1 (en) 2010-10-15 2012-04-19 Ifm Electronic Gmbh Pressure measuring cell for detecting pressure prevailing in adjoining medium, has elastic membrane on which electromechanical transducer is arranged, where electromechanical transducer supplies pressure-dependent output signal
DE102011084972A1 (en) 2010-11-04 2012-06-28 Ifm Electronic Gmbh Method for correction of measured values of pressure measuring cell of measuring device utilized in process measuring technique for process observation, involves outputting corrected output signal to evaluation- and/or control unit
WO2012098136A1 (en) * 2011-01-20 2012-07-26 Siemens Aktiengesellschaft Pressure measurement transducer
DE102018126382B3 (en) 2018-10-23 2020-01-16 Ifm Electronic Gmbh Capacitive pressure sensor
WO2020126278A1 (en) 2018-12-20 2020-06-25 Endress+Hauser SE+Co. KG Pressure gauge comprising a device for deflecting an isolation diaphragm
DE102019209353A1 (en) * 2019-06-27 2020-12-31 Vega Grieshaber Kg Diaphragm seal system with monitoring function
DE102021118483A1 (en) 2020-08-13 2022-02-17 Ifm Electronic Gmbh Arrangement for monitoring a filter system for cleaning liquid or gaseous media with a measuring device for detecting a differential pressure and a method for operating such an arrangement
DE102021118482A1 (en) 2020-08-13 2022-02-17 Ifm Electronic Gmbh Arrangement for differential pressure measurement and use of such an arrangement
DE102021118481A1 (en) 2020-08-13 2022-02-17 Ifm Electronic Gmbh Arrangement for differential pressure measurement and use of such an arrangement
CN114646425A (en) * 2022-03-25 2022-06-21 中国测试技术研究院机械研究所 Rock drilling specific work instrument calibration device and use method

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5103667A (en) * 1989-06-22 1992-04-14 Ic Sensors, Inc. Self-testable micro-accelerometer and method
DE4226224C2 (en) * 1992-08-07 1994-05-26 Texas Instruments Deutschland Sensor responsive to the action of a force
DE19601078C2 (en) * 1996-01-13 2000-01-05 Bosch Gmbh Robert Pressure force sensor
DE19606826A1 (en) * 1996-02-23 1997-08-28 Knorr Bremse Electronic Gmbh Method and device for checking a sensor

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8499641B2 (en) 2008-11-04 2013-08-06 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Apparatus for determining and/or monitoring ( {A} ) pressure
DE102008043467A1 (en) * 2008-11-04 2010-05-06 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Device for determining and / or monitoring a pressure
DE102009002662A1 (en) 2009-04-27 2010-10-28 Ifm Electronic Gmbh Capacitive pressure sensor, particularly combination sensor for detecting measuring parameter, has ceramic pressure measuring cell which consists of diaphragm, base body and measuring electrodes in form of conductive surface areas
DE102009002662B4 (en) 2009-04-27 2022-11-24 Ifm Electronic Gmbh Capacitive pressure sensor as a combination sensor for recording other measured variables
DE102010035862A1 (en) 2010-08-30 2012-03-01 Ifm Electronic Gmbh Pressure sensor for measuring pressure of e.g. gas, has two independent measuring units arranged in opposing surface of medium contacting elastic membrane for generating measurement signal corresponding to pressure of medium
WO2012028609A1 (en) 2010-08-30 2012-03-08 Ifm Electronic Gmbh Resistive pressure measuring cell having diagnostic capabilities
DE102010035862B4 (en) * 2010-08-30 2013-01-03 Ifm Electronic Gmbh Diagnostic resistive pressure cell
DE102010042536B4 (en) 2010-10-15 2020-07-16 Ifm Electronic Gmbh Diagnostic resistive pressure measuring cell
DE102010042536A1 (en) 2010-10-15 2012-04-19 Ifm Electronic Gmbh Pressure measuring cell for detecting pressure prevailing in adjoining medium, has elastic membrane on which electromechanical transducer is arranged, where electromechanical transducer supplies pressure-dependent output signal
DE102011084972A1 (en) 2010-11-04 2012-06-28 Ifm Electronic Gmbh Method for correction of measured values of pressure measuring cell of measuring device utilized in process measuring technique for process observation, involves outputting corrected output signal to evaluation- and/or control unit
DE102011084972B4 (en) * 2010-11-04 2015-07-16 Ifm Electronic Gmbh Method for correcting measured values of a pressure measuring cell whose membrane has undergone a plastic deformation due to an increased pressure load
WO2012098136A1 (en) * 2011-01-20 2012-07-26 Siemens Aktiengesellschaft Pressure measurement transducer
DE102018126382B3 (en) 2018-10-23 2020-01-16 Ifm Electronic Gmbh Capacitive pressure sensor
DE102018133053A1 (en) 2018-12-20 2020-06-25 Endress+Hauser SE+Co. KG Pressure sensor
WO2020126278A1 (en) 2018-12-20 2020-06-25 Endress+Hauser SE+Co. KG Pressure gauge comprising a device for deflecting an isolation diaphragm
DE102019209353A1 (en) * 2019-06-27 2020-12-31 Vega Grieshaber Kg Diaphragm seal system with monitoring function
DE102019209353B4 (en) 2019-06-27 2023-03-30 Vega Grieshaber Kg Diaphragm seal system with monitoring function
DE102021118483A1 (en) 2020-08-13 2022-02-17 Ifm Electronic Gmbh Arrangement for monitoring a filter system for cleaning liquid or gaseous media with a measuring device for detecting a differential pressure and a method for operating such an arrangement
DE102021118482A1 (en) 2020-08-13 2022-02-17 Ifm Electronic Gmbh Arrangement for differential pressure measurement and use of such an arrangement
DE102021118481A1 (en) 2020-08-13 2022-02-17 Ifm Electronic Gmbh Arrangement for differential pressure measurement and use of such an arrangement
CN114646425A (en) * 2022-03-25 2022-06-21 中国测试技术研究院机械研究所 Rock drilling specific work instrument calibration device and use method
CN114646425B (en) * 2022-03-25 2024-03-12 中国测试技术研究院机械研究所 Rock crushing specific power instrument calibration device and use method

Also Published As

Publication number Publication date
DE102007016792B4 (en) 2013-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102007016792B4 (en) sensor
EP3136751B1 (en) Mems loudspeaker with position sensor
EP3342185B1 (en) Mems sound transducer with closed control system
EP2801799B1 (en) Vibration level switch
CH701162B1 (en) Electric acoustic sensor for high pressure environments.
EP1612531A2 (en) Micro- mechanical structure
EP1883979B1 (en) Solid state actuator drive device comprising a rotationally moveable shaft
DE102007014161A1 (en) Load and surface pressure measuring device, has sliding layers for transmission of forces arranged between support parts, and unit for data transmission and/or data storage, where one of support parts comprises piezoelectric sensor
WO2013029836A1 (en) Polymer layer system pressure sensor device, and polymer layer system pressure sensor method
DE19601078C2 (en) Pressure force sensor
DE112006003699B4 (en) Deflectible micromechanical system and its use
WO2012156293A1 (en) Force transducer, in particular capacitive load cell
EP1425563B1 (en) Pressure measuring apparatus
DE102010038534A1 (en) Sensor element for capacitive differential pressure measurement
DE4111118A1 (en) Micro-mechanical capacitative pressure transducer - has diaphragm spring with frame coupled to movable electrode plate ia diaphragm
DE102011005705B4 (en) Capacitive pressure sensor
EP1952089A1 (en) Measurement of stress in coatings using a piezoelectric actuator
WO2012098136A1 (en) Pressure measurement transducer
WO2012100770A1 (en) Electrical measuring device for measuring force and/or pressure
DE202018103257U1 (en) safety valve
DE102010035862B4 (en) Diagnostic resistive pressure cell
DE102018100716B3 (en) pressure monitor
DE19647408C1 (en) Pressure sensor for vehicle door
DE102007061727A1 (en) Micromechanical component
EP3175261A1 (en) Ultrasonic sensor device for a motor vehicle, motor vehicle and method

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R084 Declaration of willingness to license
R018 Grant decision by examination section/examining division
R084 Declaration of willingness to license

Effective date: 20130117

R006 Appeal filed
R008 Case pending at federal patents court (fpc)
R020 Patent grant now final

Effective date: 20130830

R010 Appeal proceedings settled by withdrawal of appeal(s) or in some other way