DE102008000439A1 - Pressure transducer with a membrane - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Druckwandler mit einer Membran (1). Auf der Membran (1) ist zumindest ein Sensor (2) zur Erfassung von durch Druckbeaufschlagung der Membran (1) auftretenden Verformungen angebracht. Ferner hat die Membran (1) zumindest einen Verstärkungsbereich (11, 13), in dem eine die Kontur des Verstärkungsbereichs (11, 13) durchbrechende Ausnehmung (21) ausgebildet ist, in der der Sensor (2) zumindest teilweise aufgenommen ist.The present invention relates to a pressure transducer with a membrane (1). On the membrane (1), at least one sensor (2) for detecting deformations occurring by pressurizing the membrane (1) is attached. Furthermore, the membrane (1) has at least one reinforcing area (11, 13) in which a recess (21) penetrating the contour of the reinforcing area (11, 13) is formed, in which the sensor (2) is at least partially accommodated.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Druckwandler mit einer Membran nach Anspruch 1, auf welcher ein Sensor an einer bestimmten Stelle angeordnet ist.The The present invention relates to a pressure transducer having a A membrane according to claim 1, on which a sensor is attached to a particular one Place is arranged.
Insbesondere werden Druckwandler (Drucksensoren bzw. Druckaufnehmer) in der Nahrungs- und Genussmittelindustrie, der Pharma-Industrie und der Bio- und Gentechnologie zur Druckmessung durch eine Erfassung der durch Druckbeaufschlagung der Membran auftretenden Verformungen verwendet, wobei die Druckwandler ohne separaten Druckmittler bzw. ohne Füllmedium auskommen. Solche Druckwandler werden auch als „trockene Messzellen” bezeichnet.Especially be pressure transducers (pressure sensors or pressure transducers) in the food and Semi-luxury food industry, the pharmaceutical industry and biotechnology and genetic engineering for pressure measurement by detection of the pressurization the membrane occurring deformations used, the pressure transducer manage without a separate diaphragm seal or without filling medium. Such Pressure transducers are also referred to as "dry measuring cells".
Üblicherweise sind bei solchen trockenen Messzellen Sensoren (z. B. Dehnungssensoren) auf der dem zu messenden Druck abgewandten Seite einer ebenen Membran angeordnet, wobei ein hohes Messsignal durch Spannungskonzentrationen an Biegekanten (Übergang von dünnen Membranbereichen zu Verstärkungsbereichen) der Membran erzeugt wird, an denen jedoch die Sensoren nicht direkt angebracht werden können.Usually are sensors (eg strain sensors) for such dry measuring cells on the side facing away from the pressure to be measured a flat membrane arranged, with a high measurement signal by stress concentrations at bending edges (Transition from thin membrane regions to reinforcement regions) the membrane is produced, but where the sensors are not directly attached can be.
Ein
derartiger Drucksensor mit einem Sensorelement aus einem Keramiksubstrat
und mit dehnungsempfindlichen Widerständen ist in
Ferner
zeigt die
Durch die radiale Einrückung der Dehnmessstreifen zum Zentrum der Membran des Druckaufnehmers hin können temperaturinduzierte Dehnungen bzw. Spannungen verringert werden. Durch diese Bauweise des Druckaufnehmers wird eine Positionierung der Dehnmessstreifen neben der Biegekante erreicht, wobei jedoch die Empfindlichkeit der Druckmessung deutlich verschlechtert wird, da diese Dehnmessstreifen außerhalb des Bereichs maximaler mechanischer Dehnung positioniert sind.By the radial indentation of the strain gauges to the center the diaphragm of the pressure transducer can be temperature-induced Strains or stresses are reduced. By this construction the pressure transducer is a positioning of the strain gauges reached next to the bending edge, but the sensitivity the pressure measurement is significantly worsened, as these strain gauges positioned outside the range of maximum mechanical strain are.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Druckwandler zu schaffen, der eine Membran aufweist, auf der ein Sensor an einer bestimmten Stelle befestigt ist, so dass eine hohe Empfindlichkeit bei gleichzeitig langer Dauerhaltbarkeit des Sensors gegeben ist.It It is therefore an object of the present invention to provide a pressure transducer to provide, which has a membrane on which a sensor on a fixed in place so that high sensitivity given at the same time long durability of the sensor.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird mit einem Druckwandler mit einer Membran nach Anspruch 1 gelöst.The Object of the present invention is with a pressure transducer with a membrane according to claim 1 solved.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.advantageous Further developments are specified in the subclaims.
Erfindungsgemäß hat der Druckwandler eine Membran, die zumindest einen auf der Membran angebrachten Sensor zur Erfassung von durch Druckbeaufschlagung der Membran auftretenden Verformungen und zumindest einen Verstärkungsbereich hat. In dem Verstärkungsbereich ist eine die Kontur des Verstärkungsbereichs durchbrechende Ausnehmung ausgebildet, in der der Sensor zumindest teilweise aufgenommen ist.Has according to the invention the pressure transducer has a membrane that is at least one on the membrane attached sensor for detecting by pressurization the membrane has occurring deformations and at least one gain region. In the gain region, one is the contour of the gain region formed by opening recess in which the sensor at least partially recorded.
Die Membran hat zumindest einen Verstärkungsbereich und kann sich bei einer Druckveränderung in eine Richtung wölben, so dass die Membran und der in der Ausnehmung des Verstärkungsbereichs angebrachte Sensor zur Erfassung von Verformungen (d. h. Dehnungen oder Stauchungen) der Membran aufgrund des Verstärkungsbereichs lokal unterschiedliche Verformungen erfahren. Da der Sensor zur Erfassung dieser Verformungen mittels der Ausnehmung (d. h. zumindest teilweise in dieser) direkt an dem Übergang zu dem Verstärkungsbereich der Membran angeordnet ist, ist gleichzeitig sichergestellt, dass eine hohe Empfindlichkeit gegeben ist und andererseits durch den verstärkten Bereich eine Überlast ausgeschlossen werden kann.The Membrane has at least one reinforcement area and can arch in a direction of pressure change, so that the membrane and the recess in the reinforcement area attached sensor for detecting deformations (i.e., strains or upsets) of the membrane due to the gain region experience locally different deformations. Since the sensor for Detecting these deformations by means of the recess (that is, at least partly in this) directly at the transition to the reinforcement area the membrane is arranged, it is ensured at the same time a high sensitivity is given and on the other hand by the reinforced area excluded an overload can be.
Die die Kontur des Verstärkungsbereichs durchbrechende Ausnehmung der Membran, in der der Sensor anzuordnen ist, ist an einer Stelle auf der Membran ausgebildet, die eine besonders geeignete Stelle für den Sensormessabgriff auf der Membran darstellt, und an der gleichzeitig die mechanische Stabilität (z. B. die Festigkeit gegenüber einer Ablösung von der Membran, etc.) des Sensors nicht beeinträchtigt ist.The the contour of the amplification area by opening recess The membrane in which the sensor is to be located is in one place formed on the membrane, which is a particularly suitable location represents for the sensor gauge tap on the membrane, and at the same time the mechanical stability (eg the Resistance to detachment from the membrane, etc.) of the sensor is not affected.
Somit ist die Ausnehmung (z. B. eine Nut) an einer Biegekante (d. h. dem Übergang von dem Verstärkungsbereich zu einem dünneren Membranbereich) zur direkten Anbringung des Dehnungssensors in der Ausnehmung ausgebildet.Consequently is the recess (eg, a groove) at a bending edge (i.e., the transition) from the reinforcing area to a thinner one Membrane area) for direct attachment of the strain sensor in the Recess formed.
Somit weist der erfindungsgemäße Druckwandler die folgenden Vorteile auf:
- – hohe Empfindlichkeit bei gleichzeitig hoher Lebensdauer des Druckwandlers, und
- – kein flüssiges Druckübertragungsmedium ist erforderlich.
- - High sensitivity with high durability of the pressure transducer, and
- - No liquid pressure transmission medium is required.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Sensor in der Ausnehmung derart aufgenommen, dass der Sensor eine über den Sensor hinweg gedachte Fortsetzung der Kontur des Verstärkungsbereichs schneidet. Somit ist sichergestellt, dass der Sensor immer an dem Übergang zwischen dem Verstärkungsbereich und dem angrenzenden dünneren Membranbereich auf der Membran angeordnet ist.According to one preferred embodiment, the sensor is in the recess recorded so that the sensor on the sensor intended continuation of the contour of the gain range cuts. This ensures that the sensor is always at the transition between the reinforcement region and the adjacent thinner membrane region is arranged on the membrane.
Weiter kann der Verstärkungsbereich zentral auf der Membran ausgebildet sein. Der Sensor ist bevorzugt an der medienabgewendeten Seite der Membran angeordnet sein, die dem zu messenden Druck abgewandt ist.Further the reinforcement region can be formed centrally on the membrane be. The sensor is preferably on the medialabgewendeten side of the Be arranged membrane which faces away from the pressure to be measured.
Bevorzugt hat der Druckwandler zwei Verstärkungsbereiche. Einer der Verstärkungsbereiche ist zentral auf der Membran ausgebildet, und der andere ist in einem Randbereich auf der Membran ausgebildet. Bevorzugt ist der Sensor in dem zentral gelegenen Verstärkungsbereich mittels der Ausnehmung in dem vorstehend beschriebenen Übergangsbereich angeordnet. Weiter kann der Verstärkungsbereich im Randbereich der Membran als ein Einspann- oder Aufnahmebereich der Membran für den gesamten Druckwandler dienen. Im Übrigen können der/die Verstärkungsbereich/e einstückig mit dem dünneren Membranbereich ausgebildet sein.Prefers the pressure transducer has two gain ranges. One of Reinforcement areas are formed centrally on the membrane, and the other is formed in an edge area on the diaphragm. Preferably, the sensor is in the central gain area by means of the recess in the transition region described above arranged. Next, the gain area in the edge area the membrane as a clamping or receiving area of the membrane for serve the entire pressure transducer. Incidentally, the / can Reinforcement area / e integral with the thinner one Membrane area be formed.
Bevorzugt ist die Ausnehmung an einer Stelle großer Verformung auf der Membran angeordnet. Weiter kann die Ausnehmung eine Nut sein, die sich zumindest teilweise in den Verstärkungsbereich der Membran erstreckt.Prefers the recess is at a point of great deformation arranged the membrane. Further, the recess may be a groove, at least partially in the reinforcement area the membrane extends.
Bevorzugt erstreckt sich diese Nut längsverlaufend, d. h. in einer radialen Richtung, durch den gesamten Verstärkungsbereich der Membran. Ferner können auch mehrere Nuten, die die Kontur des Verstärkungsbereichs durchbrechen, in dem Verstärkungsbereich ausgebildet sein. Diese können am Umfang des Verstärkungsbereichs in gleichmäßigen Winkelabständen voneinander angeordnet sein.Prefers this groove extends longitudinally, d. H. in a radial direction, through the entire gain range the membrane. Furthermore, several grooves that the Break the contour of the gain area, in the gain area be educated. These may be at the perimeter of the gain area at regular angular intervals from each other be arranged.
Weiter wird die Membran bevorzugt auf der ebenen Seite durch ein Medium (z. B. Wasser, Öl, Luft, Gas, etc.) mit Druck beaufschlagt.Further the membrane is preferably on the flat side by a medium (eg water, oil, air, gas, etc.) pressurized.
Bevorzugt können die Verstärkungsbereiche kreiszylinderförmig ausgebildet sein. Die Ausnehmung ist dann derart ausgebildet, dass der Sensor auf einer Fortsetzung der Kreiszylinderumfangslinie des jeweiligen Verstärkungsbereichs angeordnet ist. Damit ist der Sensor in dem Übergangsbereich von dem Verstärkungs- zu dem dünneren Membranbereich der Membran angeordnet.Prefers the amplification areas can be circular cylindrical be educated. The recess is then designed such that the sensor on a continuation of the circular cylinder circumference of the respective gain region is arranged. This is the sensor in the transition region of the amplification arranged to the thinner membrane region of the membrane.
Bevorzugt sind der Verstärkungsbereich und der Membranbereich zylinderförmig ausgebildet, wobei die Grundfläche des Membranbereichs und die Grundfläche des Verstärkungsbereichs konzentrische Kreise bezüglich des Kreismittelpunkts der Grundfläche des Druckwandlers bilden.Prefers the reinforcement region and the membrane region are cylindrical formed, wherein the base area of the membrane area and the base area of the reinforcing area concentric Circles with respect to the circle center of the base form the pressure transducer.
Der erfindungsgemäße Druckwandler besteht in einer bevorzugten Ausführungsform aus einer kreisrunden Scheibe, die in radialer Richtung drei Bereiche unterschiedlicher Dicke aufweist. Diese Bereiche sind koaxial zueinander ausgebildet und haben in Richtung senkrecht zu der Achse der Scheibe (des Druckwandlers) verschiedene Dicken- bzw. Verstärkungsbereiche. Der zentrale Bereich und der Randbereich weisen eine wesentliche größere Dicke als der von ihnen eingeschlossene mittlere Bereich (dünnere Membranbereich) auf. Die Nut ist bevorzugt in zumindest einem der Verstärkungsbereiche derart ausgebildet, dass ein dehnungsempfindlicher Sensor auf einer Fortsetzung der Kreiszylinderumfangslinie des jeweiligen Verstärkungsbereichs angeordnet ist.Of the Pressure transducer according to the invention consists in a preferred embodiment of a circular disc, which has three areas of different thickness in the radial direction. These areas are coaxial with each other and have in Direction perpendicular to the axis of the disc (the pressure transducer) different thickness or gain ranges. The central one Area and the edge area have a significantly larger Thickness as the middle area enclosed by them (thinner Membrane area). The groove is preferred in at least one of Reinforcement areas formed such that a strain-sensitive Sensor on a continuation of the circular cylinder circumference of the respective Amplification area is arranged.
Bei diesem erfindungsgemäßen Druckwandler bilden sich bei Druckbeaufschlagung des Druckwandlers und somit bei Druckbeaufschlagung des Sensors mechanische Spannungen (Verformungen der Membran) aus, die besonders stark an der Nut in dem Verstärkungsbereich auftreten und mittels des dehnungsempfindlichen Sensors gemessen werden können.at These pressure transducers according to the invention form when pressurizing the pressure transducer and thus when pressurized of the sensor mechanical stresses (deformations of the membrane), especially strong at the groove in the reinforcement area occur and measured by means of the strain-sensitive sensor can be.
Diese dehnungsempfindlichen Sensoren können resistive Dehnungssensoren (RDS) (z. B. Dehnmessstreifen), Dünnfilmsensoren (DFS) und piezoresistive Sensoren (PRS) sein. Die genannten Sensorengruppen gehören alle zu den resistiven Dehnungssensoren (RDS).These strain-sensitive sensors can be resistive strain sensors (RDS) (eg strain gauges), thin-film sensors (DFS) and piezoresistive sensors (PRS). The mentioned sensor groups all belong to the resistive strain sensors (RDS).
Bevorzugt erfassen die Dehnmessstreifen Dehnungen durch ungefähr 1 μm starke metallische Mäander, welche wiederum mittels eines Trägerfilms an der Stelle der Messung d. h. in der Ausnehmung des Verstärkungsbereichs angebracht werden. Die Dünnfilmsensoren, die in Form einer ungefähr 50 nm starken Dünnfilmstruktur in der Ausnehmung der Membran angeordnet sind (z. B. mittels Sputtern), sind somit quasieinstückig mit der Membran verbunden. Die piezoresistiven Sensoren sind üblicherweise derart ausgebildet, dass sie ein oder mehrere Halbleiterwiderstandselemente aufweisen (z. B. dotierte Siliziumkristalle), die Verformungen (Dehnungen oder Stauchungen) in elektrische Signale umwandeln.The strain gauges preferably detect strains through metallic meanders of approximately 1 μm, which in turn are attached by means of a carrier film at the location of the measurement, ie in the recess of the reinforcement region. The thin film sensors, which are arranged in the recess of the membrane in the form of an approximately 50 nm thick thin-film structure, are thus connected in quasi-integral manner to the membrane. The piezoresistive sensors are usually designed such that they have one or more semiconductor resistance elements (eg do siliconized crystals), which convert deformations (strains or compressions) into electrical signals.
Bevorzugt hat der erfindungsgemäße Druckwandler einen Sensor, der als ein Chipbauteil aufgebaut ist, das aus einer geometrisch versetzten Anordnung von mindestens einem Halbleiterelement, vorzugsweise vier Halbleiterelementen, besteht, wobei diese Halbleiterelemente wiederum durch Anordnung im Winkel von 90° zueinander elektrische Widerstandsänderungen mit unterschiedlichen Vorzeichen erfahren und in einer Brückenschaltung (vorzugsweise Wheatstone-Brücke) verschaltet bzw. elektrisch verbunden sind.Prefers the pressure transducer according to the invention has a sensor, which is constructed as a chip component, which consists of a geometric staggered arrangement of at least one semiconductor element, preferably four semiconductor elements, wherein these semiconductor elements turn by arrangement at an angle of 90 ° to each other electrical Resistance changes with different signs experienced and in a bridge circuit (preferably Wheatstone bridge) interconnected or electrically connected.
Vorzugsweise sind jeweils zwei Widerstände der vier Halbleiter-Elementen parallel und somit beide Widerstandspaare in einem Winkel von 90° derart zueinander angeordnet, dass die Widerstandspaare Widerstandsänderungen mit unterschiedlichen Vorzeichen erfahren, dass die absolute Differenz der Widerstände maximal ist und dass diese in einer Brückenschaltung, vorzugsweise Wheatstone-Brücke, elektrisch verbunden sind.Preferably are each two resistors of the four semiconductor elements parallel and thus both resistance pairs at an angle of 90 ° to each other arranged that the resistor pairs resistance changes with different signs learn that the absolute difference the resistances is maximum and that these are in a bridge circuit, preferably Wheatstone bridge, are electrically connected.
Bevorzugt hat der Druckwandler einen verstärkten Randbereich, in dem auch Ausnehmungen für Sensoren platziert werden können. Solche Sensoren sind mit dem entsprechenden Sensor in der entsprechenden Ausnehmung in dem zentralen Verstärkungsbereich auf der Membran elektrisch verbunden und verschaltet. Bevorzugt kann der Randbereich zylinderförmig ausgebildet sein und einen Kreisring als Grundfläche aufweisen, dieser Kreisring ist bevorzugt konzentrisch zu der Grundfläche des Druckwandlers und des zentralen Verstärkungsbereichs ausgebildet.Prefers the pressure transducer has a reinforced edge area, in which also recesses for sensors can be placed. Such sensors are with the corresponding sensor in the corresponding Recess in the central reinforcement area on the Membrane electrically connected and interconnected. Preferably, the Randbereich cylindrical in shape and a circular ring As a base, this annulus is preferred concentric with the base of the pressure transducer and the formed central amplification area.
Bevorzugt hat der erfindungsgemäße Druckwandler eine Membran, die mit PTFE laminiert sein kann. Weiter kann die Membran mit Au, Ag, PT und/oder Ta beschichtet sein.Prefers the pressure transducer according to the invention has a membrane, which can be laminated with PTFE. Further, the membrane may be Au, Ag, PT and / or Ta be coated.
Bevorzugt ist der Druckwandler gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Membran ausgebildet, die als ein Teil einer Behälterwand insbesondere zur Messung von Füllständen oder Behälterdrücken vorgesehen ist.Prefers is the pressure transducer according to the present invention formed with a membrane, which as a part of a container wall in particular for the measurement of levels or Container pressures is provided.
Nachstehend ist der Aufbau des Druckwandlers gemäß bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. In den Zeichnungen ist Folgendes dargestellt:below is the construction of the pressure transducer according to preferred Embodiments of the invention with reference to the attached Drawings explained and described in detail. In The drawings show the following:
In
Wie
in
Der
Randverstärkungsbereich
Weiter
ist in dem erfindungsgemäßen ersten Ausführungsbeispiel
in dem zentralen Verstärkungsbereich
In
dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Ausnehmung
In
der Ausnehmung
Somit
ist in dem Druckwandler gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung der Sensor
Da
der Sensor
Ferner
ist in
Das
zweite Ausführungsbeispiel weist im Prinzip den gleichen
Aufbau wie das erste Ausführungsbeispiel auf. Insbesondere
ist in dem Druckwandler des zweiten Ausführungsbeispiels
die Ausnehmung
In
dieser Ausnehmung
Auch mit dem Druckwandler des zweiten Ausführungsbeispiels können die gleichen Effekte und Wirkungen wie in dem ersten Ausführungsbeispiel erreicht werden.Also with the pressure transducer of the second embodiment can the same effects and effects as in the first embodiment be achieved.
Ferner können auch mehr als eine die Kontur des Verstärkungsbereichs durchbrechende Nuten in den jeweiligen Verstärkungsbereichen der Membran ausgebildet sein. Diese können z. B. am Umfang des Verstärkungsbereichs in vorzugsweise gleichmäßigen Winkelabständen voneinander angeordnet sein.Further can also do more than one the contour of the gain range breaking grooves in the respective reinforcement areas be formed of the membrane. These can be z. B. on the circumference of the gain region in preferably uniform Be arranged angular distances from each other.
Des Weiteren können mehrere Sensoren in mehreren Ausnehmungen (Nuten) angeordnet werden, welche in einer Brückenschaltung z. B. in einer Wheatstone-Brücke verschaltet bzw. elektrisch verbunden sind. Die Messergebnisse können an ein Messerfassungsgerät (nicht gezeigt) übermittelt werden und durch dieses ausgewertet und ausgegeben werden.Of Furthermore, several sensors can be in several recesses (Grooves) are arranged, which in a bridge circuit z. B. interconnected in a Wheatstone bridge or electrically are connected. The measurement results can be sent to a measuring device (not shown) are transmitted and evaluated by this and spent.
In den vorstehend genannten Ausführungsbeispielen ist der Sensor teilweise an bzw. innerhalb des zentralen Verstärkungsbereichs auf der Membran befestigt. Alternativ kann/können der Sensor bzw. die Sensoren auch in einem Übergangsbereich von dem Membranbereich zu dem äußeren Randbereich angeordnet sein. Es ist für die Erfindung in dieser Ausgestaltung nur relevant, dass der Sensor derart angeordnet ist, dass dieser in einem Übergangsbereich von einem der beiden Verstärkungsbereiche zu dem Membranringbereich auf einer entsprechenden Biegekante wie vorstehend beschrieben angeordnet ist.In the above embodiments is the Sensor partially at or within the central gain range attached to the membrane. Alternatively, the sensor or the sensors also in a transition region of the membrane area be arranged to the outer edge region. It is only relevant to the invention in this embodiment, that the sensor is arranged such that it is in a transition region from one of the two reinforcement regions to the membrane ring region arranged on a corresponding bending edge as described above is.
Des Weiteren können auch nur einer oder mehr als zwei Verstärkungsbereiche auf der Membran ausgebildet sein. Diese Verstärkungsbereiche können unterschiedliche Stärken aufweisen. Im Übrigen werden als Sensoren üblicherweise Dehnmessstreifen, Dünnfilmsensoren und/oder piezoresistive Sensoren verwendet. Diese Sensoren können jeweils separat oder gemeinsam auf Chipbauteilen angeordnet sein, die wiederum bevorzugt paarweise in einem Winkel von 90° zueinander angeordnet sind, und die Widerstandsänderungen mit unterschiedlichen Vorzeichen erfahren und in einer Brückenschaltung (vorzugsweise Wheatstone-Brücke) verschaltet bzw. elektrisch verbunden sind.Furthermore, only one or more than two reinforcement regions can also be formed on the membrane. These reinforcement areas can have different strengths. Incidentally, strain sensors, thin-film sensors and / or piezoresistive sensors are usually used as sensors. These sensors can each be arranged separately or jointly on chip components, which in turn are preferably arranged in pairs at an angle of 90 ° to one another, and the resistance changes with different signs experienced and in a bridge circuit (preferably Wheatstone bridge) interconnected or electrically connected.
Der erfindungsgemäße Druckwandler mit den unterschiedlichen Verstärkungsbereichen zur Messung von Füllständen oder Behälterdrücken kann auch in der Nahrungs- und Genussmitteltechnik, in der chemischen Verfahrenstechnik und sterilen Verfahrenstechnik oder in der Kfz-Technik z. B. bei der Zylinderdruckmessung von Motoren, Öl- und Bremsdruckmessungen, etc. angewandt werden.Of the Pressure transducer according to the invention with the different Reinforcement areas for measuring levels or container pressure can also be used in food and stimulant technology, in chemical engineering and Sterile process technology or in the automotive technology z. B. in the Cylinder pressure measurement of engines, oil and brake pressure measurements, etc. are applied.
Die Membran ist üblicherweise aus einem elastischen Material z. B. Edelstahl, Messing, Hastelloy-Legierungen oder anderen üblichen Membranmaterialien hergestellt. Die Anforderung an die Membran ist derart, dass sie sich unter Druckbeaufschlagung verformen kann, und dass sie wieder in die ursprüngliche Form zurückkehrt. Im Übrigen soll sie einen geeigneten Biegungsverlauf aufweisen, welcher insbesondere durch die auf der Membran angeordneten Verstärkungsbereiche und Ausnehmungen gewährleistet wird.The Membrane is usually made of an elastic material z. As stainless steel, brass, Hastelloy alloys or other common Membrane materials produced. The requirement for the membrane is such that it can deform under pressure, and that she returns to her original form. Incidentally, it should have a suitable bending curve, which in particular by the reinforcement regions arranged on the membrane and recesses is guaranteed.
Vorzugsweise ist der zentrale Verstärkungsbereich als Schutz gegen Drucküberlastung so an Stellen der Membran vorgesehen, dass er im Fall zu hohen Drucks die Membran an gegenüberliegenden Gehäuseabschnitten abstützen kann und deren Beschädigung verhindert.Preferably is the central reinforcement area as protection against pressure overload provided in places on the membrane, that in case it is too high pressure the membrane on opposite housing sections can support and prevents their damage.
Die vorliegende Erfindung stellt weiter einen besonderen Vorteil in der Messempfindlichkeit des Sensors sicher, da dieser an den entsprechenden Übergangsbereichen zumindest teilweise in den Ausnehmungen der Verstärkungsbereiche angeordnet ist.The The present invention further provides a particular advantage the sensitivity of the sensor, as this at the appropriate transition areas at least partially in the recesses of the reinforcement areas is arranged.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Membran eine hohe mechanische Stabilität bei gleichzeitig ausgezeichnetem Messabgriff aufweist.One Another advantage is that the membrane has a high mechanical Stability with excellent measuring tap having.
In den vorstehenden bevorzugten Ausführungsbeispielen ist der Druckwandler als Scheibe ausgebildet und die Verstärkungsbereiche sind kreiszylinderförmig ausgebildet. Alternativ ist es möglich, dass die Form der Verstärkungsbereiche auch eine andere Gestalt als eine kreiszylinderartige Bauform sein kann. Sie können beispielsweise Zylinderformen mit ovaler, viereckiger oder mehreckiger bzw. davon leicht abgewandelten Grundrissformen aufweisen.In the above preferred embodiments the pressure transducer formed as a disc and the gain ranges are formed circular cylindrical. Alternatively it is possible that the shape of the reinforcement areas also be a different shape than a circular cylinder-like design can. For example, you can use cylindrical shapes with oval, quadrangular or polygonal or slightly modified ground plan shapes exhibit.
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
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R082 | Change of representative |
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