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Die
Erfindung betrifft ein Druckmessgerät gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
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In
der Automatisierungstechnik insbesondere bei Pneumatikapplikationen
werden häufig Druckmessgeräte eingesetzt. Diese
Messgeräte wie eine Vielzahl anderer Sensoren, die zur Überwachung
eines Mediums bzw. der Eigenschaft eines Mediums, wie z. B. des
Druckes, Temperatur einer Flüssigkeit oder eines Gases,
dienen, bestehen meist aus einem als Prozessanschluss bezeichneten
Unterteil und einem darauf aufgesetzten Gehäuse, das u.
a. zum Schutz des Sensors und der dazu gehörenden Elektronik
dient. Der Prozessanschluss stellt die Verbindung des Sensorelements
mit einem das Medium führenden Behälter oder Rohr
her und beinhaltet meist das Sensorelement selbst.
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Ein
solches zweiteiliges Messgerät ist aus der deutschen Patentschrift
DE 19724309 B4 bekannt.
Hier sind Gehäuse und Prozessanschluss mittels einer Presspassung
verbunden, wobei der Prozessanschluss an dem mit dem Gehäuse überlappenden
Bereich eine sechskantförmige Grundfläche aufweist,
um die Toleranzen des Innendurchmessers bzw. des Aussendruchmessers
nicht besonders eng auslegen zu müssen. Des Weiteren ergibt
sich durch diesen konstruktiven Aufbau, zu dem auch eine Aussparung
gehört, in die ein zur Erreichung der Dichtigkeit vorgesehener
O-Ring verschiebbar ist, der Vorteil, dass im Falle der Zerstörung
der Messzelle das sich daraufhin sehr schnell in den Innenraum des Messgeräts
ausbreitende Medium an diesen Stellen entweichen kann.
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Druckmessgeräte
bzw. Drucksensoren können grundsätzlich nach der
Art ihres Messergebnisses unterteilt werden, nämlich ob
das Messergebnis einen Relativdruck, einen Absolutdruck oder einen Differenzdruck
wiedergibt. Ein Relativdruckmessgerät gibt den gemessenen
Wert mit Bezug zum Umgebungsdruck, meistens der Atmosphärendruck,
an, während ein Absolutdruckmessgerät den gemessenen
Wert um den Umgebungsdruck bereinigt, d. h. in Bezug zum absoluten
Vakuum ausgibt. Ein Differenzdruckmessgerät hat zwei Druckanschlüsse
und misst die Druckdifferenz zwischen den beiden Anschlüssen.
Allerdings ist ein Differenzdruckmessgerät jederzeit auch
als Relativdruckmessgerät einsetzbar, wenn ein Druckanschluss
offen gegen die Atmosphäre bleibt.
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Meist
erfolgt die Montage des Messgeräts auf oder an dem Behälter
bzw. Rohr, worin sich das zu messende Medium befindet, in der Form,
dass die mechanische Verbindung allein durch den üblicherweise
auf dem Anschlussstutzen des Rohrs bzw. Behälters aufgeschraubten Prozessanschluss
hergestellt wird. Der Prozessanschluss muss daher über eine
entsprechende mechanische Stabilität verfügen, um
eine dauerhafte Verbindung zu gewährleisten. Insbesondere
bei Druckmessgeräten werden an die mechanische Stabilität
besondere Anforderungen gestellt. Aus diesem Grund wird der Prozessanschluss
häufig durch Zerspanung eines Edelstahlwerkstücks
hergestellt.
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Andererseits
gibt es die Möglichkeit, Sensoren an einer Wand oder auf
einer Tragschiene, bspw. einer Hutschiene, zu befestigen. Die mechanische Verbindung
wird in diesen Fällen nicht oder nicht ausschließlich über
den Prozessanschluss hergestellt. Hierfür gibt es eine
Vielzahl an Möglichkeiten, die jedoch in den meisten Fällen
ein oder mehrere Zusatzteile, wie z. B. Schellen, Klammern, Wandhalterungen
o. dgl. erforderlich machen.
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Der
Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Druckmessgerät
zur Verfügung zu stellen, das einerseits zur Wand- oder
Tragschienenmontage oder zur Montage auf einer stabilen Fläche
geeignet ist und andererseits vergleichsweise einfach herstellbar
ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch
1 genannten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäß weist
der Prozessanschlussblock eine schlitzförmige Ausnehmung
auf, worin eine Sensorplatine eingeschoben und darin gehalten werden
kann. Auf dieser Sensorplatine ist eine Messzelle – vorzugsweise
eine Siliziumscheibe – angeordnet, die beidseitig mit Druck
beaufschlagt werden kann. Zur Druckzuführung weist der
Prozessanschlussblock Druckkanäle auf, die so angeordnet sind,
dass sie bevorzugt senkrecht auf die eingeschobene Sensorplatine
stoßen, und zwar so, dass vorteilhafterweise wenigstens
ein Druckkanal die Messzelle von der ersten Seite und ein zweiter Druckkanal
die Messzelle von der gegenüberliegenden zweiten Seite
beaufschlagen kann. So kann bei Anliegen eines Druckes im ersten
Druckkanal und im zweiten Druckkanal durch Messen der Auslenkung der
Siliziumscheibe auf die Differenz zwischen den Drücken
geschlossen werden. Es muss sich allerdings nicht zwingend um zwei
verschiedene Drucksysteme handeln, z. B. zwei Prozessdrücke.
Vielmehr kann das erfindungsgemäße Druckmessgerät neben
der Differenzdruckmessung auch als Relativdruckmessgerät
eingesetzt werden und hierbei die Differenz des Systemdrucks in
Relation zum Atmosphärendruck messen. In diesem Fall würde über
einen Druckkanal der Umgebungsdruck an die Messzelle geleitet werden.
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Die
Druckkanäle können auch schräg auf die Sensorplatine
stoßen.
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Auch
wenn die Ausführung die Druckkanäle senkrecht
auf die Sensorplatine stoßen zu lassen, zu bevorzugen ist,
so kann auch das schräge Zuführen für
bestimmte Anwendungen interessant sein. Die Erfindung soll demzufolge
nicht auf das senkrechte Zuführen der Drückkanäle
auf die Sensorplatine beschränkt sein.
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In
die schlitzförmige Ausnehmung ist die Sensorplatine bei
der Herstellung des Druckmessgerätes einfach einschiebbar.
Durch diese Ausnehmung ist die Sensorplatine ausreichend geschützt. Selbst
stärkere Vibrationen können nicht zu einer Lockerung
der Platine führen.
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Vorteilhafterweise
weist die Sensorplatine zwei integrierte O-Ringe als Dichtelemente
auf, die so angeordnet sind, dass sie mit den senkrecht auf die
Sensorplatine stoßenden Druckkanälen, der Messzelle
sowie den beiden Öffnungen, durch die die Verbindung zwischen
den Druckkanälen und der Messzelle hergestellt wird, in
einer Flucht liegen. Der Abstand zwischen Sensorplatine und Innenwand
der schlitzförmigen Ausnehmung ist so bemessen, dass durch
die O-Ringe ein Übermaß erreicht wird, so dass
die Sensorplatine einerseits einfach in die Ausnehmung einschiebbar,
aber gleichzeitig durch Verpressen der O-Ringe ein fester Sitz gewährleistet
ist.
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Eine
bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Druckmessgeräts sieht vor, dass die Sensorplatine austauschbar
ist. Aus verschiedenen Gründen, z. B. Materialermüdung,
Verschleiß oder Druckspitzen, die über der zulässigen
Maximalverträglichkeit liegen, kann die Messzelle bzw.
die Sensorplatine beschädigt oder zerstört werden,
wodurch deren Austausch notwendig ist. Meist liegt der Wiederbeschaffungswert
der reinen Messeinheit, sprich der Sensorplatine, weit unter dem
des gesamten Messgeräts, woraus sich der Bedarf ergibt,
nicht das ganze Messgerät sondern nur die zerstörte
Messeinheit nachzukaufen und auszuwechseln. Auch ist dieser Aspekt
aus fertigungstechnischer Sicht von besonderer Bedeutung, da die
Sensorplatine auch einfach in den Prozessanschlussblock einzusetzen
sein soll. Das erfindungsgemäße Messgerät
weist die hierzu notwendigen Vorkehrungen auf. Die in die schlitzförmige
Ausnehmung im Prozessanschlussblock eingeschoben Sensorplatine kann
entfernt werden, indem zwei Verriegelungsbügel, die nach
dem Einschieben der Sensorplatine mit den Kanten der Sensorplatine
verrasten, etwas nach außen gebogen werden, um die Sensorplatine
freizugeben, damit diese einfach aus dem Schlitz herausgezogen werden
kann.
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Eine
besonders bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Druckmessgeräts sieht vor, dass der Prozessanschlussblock
als Spritzgussteil aus einem Kunststoff gefertigt wird und stabilitätsoptimiert
aufgebaut ist. Der Prozessanschlussblock kann bevorzugt durch die Anwendung
eines Spritzgussverfahrens und der Verwendung eines Kunststoffes
preiswert hergestellt werden. Weiterhin kann der Prozessanschlussblock
aus einem Metall bestehen und durch ein Druckgussverfahren hergestellt werden.
Denkbar wäre z. B. Zink- oder Aluminiumdruckguss. Durch
entsprechende konstruktive Maßnahmen in Form von Verstrebungen
und Dicke der Wandungen kann trotz der Verwendung von Kunststoff
die erforderliche Stabilität erreicht werden.
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Vorteilhafterweise
weist der Prozessanschlussblock mehr als zwei Anschlussmöglichkeiten auf,
wobei wenigstens zwei Anschlüsse in denselben Druckkanal
münden. Durch die im Innern des Prozessanschlussblockes
vorhandene Gabelung kann ein Druckkanal wahlweise an zwei Stellen
angeschlossen werden. Diese sind im vorliegenden Fall entweder an
der Unterseite des Prozessanschlussblockes oder an deren Seitenfläche.
Der jeweils ungenutzte Anschluss ist dann entsprechend mit einem Dichtpfropfen
bzw. Blindstopfen abzudichten, der vorzugsweise als Schraube ausgeführt
ist. Insbesondere die seitliche Anschlussmöglichkeit wird
dann verwendet, wenn das Messgerät durch eine sog. Flanschmontage
an eine seitliche Wand o. dgl. mit einem druckführenden
Kanal montiert wird und der seitliche Anschluss direkt, d. h. ohne
zusätzliches Verbindungsstück, bspw. ein Druckschlauch,
mit dem druckführenden Kanal im Innern der Wand verbunden
wird. Eine Außenwand des Prozessanschlussblockes und der
seitlichen Wand liegen somit aneinander an, d. h. sie verlaufen
parallel.
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Ähnliches
kann auch bei der Montage des Messgeräts auf einem Untergrund,
bspw. einer Platte, umgesetzt werden. Wenn die Platte einen druckführenden
Kanal aufweist, kann dieser auch über den Anschluss auf
der Unterseite des Prozessanschlussblockes direkt, d. h. ohne zusätzliches
Verbindungsstück, mit dem Messgerät verbunden
werden.
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Das
Hauptanwendungsgebiet des erfindungsgemäßen Drucksensors
liegt in der Pneumatikdruckmessung. Allerdings ist grundsätzlich
auch die Messung von Drücken flüssiger Medien
möglich. Ferner ist alternativ und/oder zusätzlich
zur Druckmessung auch die Messung von Temperaturen denkbar. Das
Druckmessgerät kann zusätzlich noch Elemente zur
Temperaturmessung umfassen, um bspw. den Einfluss der Temperatur
auf das Messergebnis zu berücksichtigen. Andererseits kann
das Messgerät, d. h. insbesondere der konstruktive Aufbau
des Prozessanschlussblockes auch nur zur Temperaturmessung einen
durchströmenden Mediums verwendet werden. Hierzu werden
dann nicht zwei unterschiedliche Systeme angeschlossen sondern das
Messgerät fungiert vielmehr als Durchlaufeinheit.
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Nachfolgend
wird das Druckmessgerät nach der Erfindung im Zusammenhang
mit Figuren anhand von Ausführungsbeispielen näher
erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
perspektivische Darstellung eines Prozessanschlussblock von einem
erfindungsgemäßen Druckmessgerät,
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2 eine
Schnittdarstellung in Seitenansicht von dem in 1 dargestellten
Prozessanschlussblock eines erfindungsgemäßen
Druckmessgeräts ohne Sensorplatine,
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3 eine
Schnittdarstellung in Seitenansicht von dem in 1 dargestellten
Prozessanschlussblock eines erfindungsgemäßen
Druckmessgeräts mit integrierter Sensorplatine,
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4 die
aus 2 bekannte Schnittdarstellung des Prozessanschlussblockes
ohne Befestigungsschraube,
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5 eine
Seitenansicht eines an einer Wand montierten erfindungsgemäßen
Druckmessgeräts mit geschnittenem Prozessanschlussblock und
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6 eine
Seitenansicht eines auf einer Platte montierten erfindungsgemäßen
Druckmessgeräts mit geschnittenem Prozessanschlussblock.
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In
den nachfolgenden Figuren bezeichnen, sofern nicht anders angegeben,
gleiche Bezugszeichen gleiche Teile mit gleicher Bedeutung.
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In 1 ist
ein Prozessanschlussblock 100 eines erfindungsgemäßen
Druckmessgeräts 1 dargestellt. Der Prozessanschlussblock 100 besteht
aus einem Gehäuse 110, das grundsätzlich
in einen oberen Teil 111 und einen unteren Teil 112 unterteilt
ist.
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Der
untere Teil 112 weist eine quaderförmige Gestalt
auf, der an seiner Unterseite – hier nicht gezeigt – zwei
Druckanschlüsse 120, nämlich einen ersten
Druckanschluss 121 und einen zweiten Druckanschluss 122 aufweist.
An einer Seite des unteren Teils 112 befindet sich ein
dritter Druckanschluss 123, der in dem gezeigten Ausführungsbeispiel
mit einer Schraube 160 verschlossen ist, auf die in den folgenden
Figuren näher Bezug genommen wird. Anhand der nachfolgenden
Figuren wird deutlich, dass wahlweise der zweite oder der dritte
Druckanschluss verwendet werden kann, wobei es auch möglich
ist, beide Anschlüsse offen zu lassen, um den am ersten Anschluss 121 anliegenden
Druck gegenüber Atmosphärendruck zu messen.
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Weiterhin
befinden sich am bzw. im unteren Teil 112 sowohl zwei horizontale
Durchgangsbohrungen 3a als auch zwei vertikale Durchgangsbohrungen 3b,
welche jeweils den Prozessanschlussblock vollständig durchdringen.
Wie in der nachfolgenden 5 und ansatzweise auch in 6 zu
sehen ist, kann durch die Durchgangsbohrungen 3a, 3b mit
Hilfe entsprechend langer Schrauben 4 der Prozessanschlussblock – und
damit das gesamte Druckmessgerät 1 – an
eine rückwärtige Wand oder einem Untergrund, z.
B. einer Platte montiert werden. Somit wird die mechanische Kopplung
des Messgeräts 1 nicht wie üblich durch
die Schnittstelle zwischen Prozessanschluss und Behälter,
der das zu messende Medium enthält, erreicht, sondern mittels
einer separaten Verschraubung.
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Der
untere Teil
112 ist sockelartig ausgebildet, auf den der
obere Teil
111 aufsetzt. Dieser obere Teil
111 hat
eine zylindrische Form mit sechseckiger Grundfläche, wobei
die Ecken des Sechsecks abgerundet ausgestaltet sind. Grund hierfür
ist, dass das Sechseck nicht als Schlüsselfläche
vorgesehen ist, sondern die Montage des Gehäuses eines
Auswertegeräts
2 auf den Prozessanschlussblock
100 erleichtern
soll. Für weitere Details im Zusammenhang mit dem Zusammenfügen
Auswertegerät
2 und Prozessanschluss
100 wird
auf die deutsche Patentschrift
DE 19724309 B4 verwiesen.
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Weiterhin
befindet sich oberhalb des dritten Druckanschlusses 123 bzw.
der sich darin befindlichen Schraube 160 eine die Oberkante
des unteren Teils 112 unterbrechende Aussparung 150,
die als Überdrucksicherung fungiert. Um die Verbindung zwischen
Prozessanschlussblock 100 und Auswertegerät 2 dauerhaft
abzudichten wird in die Einkerbung 151, die die Zylinderform
in axialer Richtung vollständig unterbricht, ein O-Ring
eingelegt. Sollte nun im laufenden Betrieb, d. h. das Messgerät
ist vollständig zusammengebaut, die sich im Innern des
Prozessanschlusses 100 befindliche und hier nicht näher
gezeigt Messzelle 220 zerstört werden, und zwar
so sehr, dass das über die Anschlüsse 120 eingeleitete Medium
in den Innenraum des Messgeräts 1 gelangt, wird
der sich in der Einkerbung 151 befindliche O-Ring nach
unten in die zuvor beschriebene Aussparung gedrückt und
lässt somit das freiwerde Medium entweichen. Somit kann
verhindert werden, dass sich das Medium im Innern des Auswertegeräts 2 aufstaut
und das Gehäuse des Auswertegeräts 2 quasi „zum
Geschoss” wird.
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2 stellt
den senkrechten Schnitt durch den Prozessanschlussblock 100 eines
erfindungsgemäßen Druckmessgeräts 1 dar.
Die Sensorplatine 200, die die Messzelle 220 enthält,
ist in dieser Abbildung aber nicht enthalten. Zu sehen ist lediglich
eine für die Sensorplatine 200 vorgesehen Halterung 140, die
einen Einschubschlitz 141 und zwei gegenüberliegende
Verriegelungsbügel 142 umfasst. In den Einschubschlitz 141 kann
die in 3 näher beschriebene Sensorplatine 200 eingeschoben
werden und wird zur Fixierung von den beiden Verriegelungsbügel 142 gehalten.
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Der
untere Teil 112 des Prozessanschlussblocks 100 weist
an seiner Unterseite wie zuvor erwähnt zwei Anschlüsse 120 auf,
nämlich einen ersten und einen zweiten Anschluss 121, 122.
An einer Seite des unteren Teils 112 des Gehäuses 110 befindet sich
noch ein dritter Anschluss 123. Die jeweiligen Anschlüsse
münden dann Druckkanäle 130, die sich in
einen ersten, einem zweiten und einen dritten Druckkanal 131, 132, 133 unterteilen
lassen. Der erste und der dritte Druckkanal 131, 133 stoßen
senkrecht aufeinander und werden in einem gemeinsamen Druckkanal
weitergeführt. Dadurch ist es möglich, je nach
Applikationsvorgaben den ersten Anschluss 131 oder den
dritten Anschluss 133 zu verwenden. Der jeweils nichtverwendete
Anschluss ist dann entsprechend mit einem Blindstopfen zu versehen,
der vorteilhafterweise als Schraube ausgebildet ist. 2 zeigt
eine solche Schraube 160, die in den dritten Anschluss 123 eingebracht
wurde.
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Der
aus erstem und dritten Druckkanal 131, 133 weitergeführte
gemeinsame Druckkanal stößt dann genauso wie der
zweite Druckkanal 132 jeweils aus entgegengesetzter Richtung
kommend senkrecht auf den Einschubschlitz 141. Hierfür
weist der Einschubschlitz 141 jeweils eine kleine, hier
nicht dargestellte Öffnung auf, durch die dann die Messzelle 220 von
beiden Seiten mit Druck beaufschlagt werden kann.
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Durch
unterschiedliche Durchmesser des ersten Anschlusses 121 und
des zweiten Anschlusses 122 soll verhindert werden, dass
die Anschlüsse vom Anwender verwechselt werden. In der
vorliegenden Anwendung wird die Messzelle 220 von beiden Seiten
mit Druck beaufschlagt. In vielen Fällen ist die Verträglichkeit
der Messzelle hinsichtlich des Berstdruckes nicht von beiden Seiten
gleich groß, so dass zu verhindern ist, dass auf Grund
von falschem Anschließen die Messzelle 220 zerstört
wird.
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3 zeigt
genauso wie 2 den senkrechten Schnitt durch
den Prozessanschlussblock 100 eines erfindungsgemäßen
Druckmessgeräts 1, allerdings mit eingebauter
Sensorplatine 200, die die Messzelle 220 enthält.
Da sich die Ausführungen zu den Anschlüssen 120 und
den Druckkanälen 130 wiederholen, wird diesbezüglich
auf die Ausführungen in der Beschreibung zu 2 verwiesen.
Vielmehr soll hier der Fokus auf die Sensorplatine 200 gelegt
werden.
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Die
Sensorplatine 200 umfasst eine Platine 210, eine
Kunststoffplatte 211, eine Messzelle 220 und zwei
dazugehörige Dichtungselemente 230. Die Messzelle 220 ist
als dünne Siliziumscheibe ausgeführt und ist auf
der Platine 210 aufgeklebt oder aufgelötet und
elektrisch mit den auf der Platine 210 vorhandenen Leitenbahnen
verbunden. Damit die Messzelle 220 von beiden Seiten mit
Druck beaufschlagt werden kann, weist die Platine 210 an
der Stelle, an der sich die Messzelle 220 befindet, ein
Loch auf. Die Messzelle 220 weist an ihrem äußeren
Bereich eine größere Dicke auf als an in ihrer
Mitte. Dadurch erhält die Messzelle 220 im Querschnitt
gesehen eine asymmetrische Gestalt. Grund hierfür ist eine
nicht zu überschreitende Maximaldicke der Siliziumscheibe
in dem Bereich, an dem die Drücke anliegen. Diese Dicke
ist aber zu dünn als das sie den mechanischen Ansprüchen
standhalten würde.
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Die
Kunststoffplatte 211 stellt eine Art Grundkörper
dar, mit der die Platine 210 durch auf der Kunststoffplatte 211 angeordnete
Einrastelemente verbunden ist. Sie verleiht somit der gesamten Sensorplatine 200 die
erforderliche Stabilität. Eine Hohlkammer bzw. Luftkammer 213 weist
die Kunststoffplatte 211 an ihrer Innenseite an der Stelle
auf, wo sie die Messzelle 220 überdeckt. Eines
der Einrastelemente ist eine nasenartige Ausprägung 212,
die durch die Platine 210 hindurchgesteckt wird und gleichzeitig
beim Einstecken der gesamten Sensorplatine 200 in den Einschubschlitz 141 des
Prozessanschlussblockes 100 als Anschlagelement dient. Dadurch
wird die Einstecktiefe der Sensorplatine 200 in den Einschubschlitz 141 begrenzt,
wodurch sichergestellt ist, dass sich die Messzelle exakt an der
Stelle befindet, an der die Druckkanäle 130 die
Wandung des Einschubschlitzes 141 in Gestalt kleiner Öffnungen
durchbrechen. Des Weiteren wird durch die Ausprägung 212 eine
Art Codierung realisiert, da die Sensorplatine so nur in einer bestimmten
Lage in den Einschubschlitz 141 eingeführt werden
kann. Diese Codierung ist notwendig, da die Messzelle 210 aufgrund
der beschriebenen Asymmetrie an beiden Seiten unterschiedliche Berstdruckwerte
aufweist.
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Die
Platine 210 weist in der Draufsicht eine T-förmige
Gestalt auf, wobei die Verbreiterung am oberen Ende angeordnet ist.
An diesem oberen Ende sind auch entsprechende Lötkontaktvorkehrungen angeordnet, über
die elektrische Verbindung der Sensorplatine 200 mit einer
Auswerteinheit herstellbar ist. Die T-förmige Verbreiterung
der Platinengrundfläche ermöglicht dann einen
weiteren Anschlag nach dem Einstecken der gesamten Sensorplatine 200 in
den Einschubschlitz 141. Zusätzlich schnappen
dann noch die beiden Verriegelungsbügel 142 über
der Verbreiterung ein und fixieren somit die Sensorplatine 200 fest
im Einschubschlitz 141. Es kann daher verhindert werden,
dass die Sensorplatine 200 leicht wieder entnommen werden
kann oder sich bspw. durch Erschütterungen lösen
kann.
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Um
die Messzelle 220 herum befindet sich beidseitig je ein
O-Ring 231, 232, der die jeweilige Seite der Sensorplatine 200 gegen
die Innenwand des Einschubschlitzes 141 abdichtet. Diese
O-Ringe 231, 232 sind fest auf der Sensorplatine 200 integriert und
werden beim Zusammenbau der Sensorplatine 200 jeweils in
einem Loch in der Platine 210 und in der Kunststoffplatte 211 verklemmt
eingebracht, durch das jeweils die Verbindung zwischen Messzelle 220 und
Druckkanäle 130 hergestellt wird. Der Vorteil
der vormontierten O-Ringe 231, 232 ist die feste Fixierung
auf der Sensorplatine 200, wodurch sich die Lage der Dichtringe 231, 232 an
sich und insbesondere nicht während des Einschiebens der
Sensorplatine 200 in den Einschubschlitz 141 verändern kann.
So kann in dem nur schwer zugänglichen Einschubschlitz 141 eine
wirkungsvolle und dauerhafte Abdichtung sichergestellt werden. Weiterhin
sind die O-Ringe 231, 232 derart dimensioniert,
dass sie nach dem Einschieben der Sensorplatine 200 in
den Einschubschlitz 141 die Sensorplatine 200 fixieren,
insbesondere in seitlicher Richtung.
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Die 5 und 6 stellen
je ein Ausführungsbeispiel dar, nämlich die Montage
an einer Wand 5 – 5 – und
auf einem Untergrund oder einer Platte 6 – 6.
Der Prozessanschlussblock 100 ist jeweils senkrecht geschnitten,
um den jeweiligen Anschluss besser darzustellen. Besonderheit dieser Ausführungsbeispiele
ist, dass die Montage an bzw. auf einem Gegenstück erfolgt,
das im Inneren bspw. einen Druckluft führenden Kanal besitzt,
dessen Druck gemessen werden soll. Man spricht von einer sog. Flanschmontage.
Auf die Darstellung eines Ausführungsbeispiels, bei dem
die Druckzuführung allein durch die Verbindung von entsprechenden
Druckschläuchen an die Anschlüsse 121, 122, 123 erfolgt, wurde
verzichtet, da diese Anwendung hinlänglich bekannt sind.
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5 zeigt,
wie das gesamte Messgerät 1 mit Hilfe von vorzugsweise
zwei Schrauben 4, die in die horizontalen Durchgangsbohrungen 3a gesteckt sind,
an eine Wand 5 montiert ist. Selbstverständlich ist
die Anwendung nicht auf eine Wand beschränkt und dient
hier nur als beispielhafte Darstellung. Über den dritten
Anschluss 123, der nun zusätzlich mit einem O-Ring
ausgestattet ist, wird die Verbindung zwischen dem Messgerät 1 und
dem druckführenden Kanal hergestellt. Eine zusätzliche
Verkabelung bzw. das Verlegen und Anschließen zusätzlicher
Druckschläuche entfällt. Dargestellt ist in diesem
Ausführungsbeispiel ein in Längsrichtung in der
Wand 5 verlaufender Kanal 7, der eine Abzweigung
vom Kanal 7 zur Außenwand besitzt. Es ist natürlich
auch denkbar, dass der Kanal 7 direkt zur Außenwand
geleitet wird.
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Das
dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt die Anwendung als
Relativdruckmessgerät, das den Druck im Kanal 7 mit
Bezug zum umgebenden Luftdruck misst. Dazu muss jedoch noch ein
hier nicht dargestellter Blindstopfen o. dgl. in den ersten Anschluss 121 eingebracht
werden. Der zweite Anschluss 122 bleibt offen und dient
als Zuführung des Umgebungsdrucks. Im Auswertegerät 2,
das mit der Sensorplatine 200 elektrisch verbunden ist,
wird dann der von der Sensorplatine 200 aufgenommene und
als elektronisches Signal aufbereitete Messwert weiter verarbeitet über
die elektrische Anschlussvorrichtung 2a weitergegeben.
Die Anschlussvorrichtung 2a dient dabei zur Energieversorgung
des Messgeräts 1 und zur Weitergabe des elektronischen Messsignals,
bspw. an eine SPS.
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Des
Weiteren ist auch eine Montage an einer Trag- bzw. Hutschiene möglich.
Hierzu wird mittels der horizontalen Durchgangsbohrungen 3a und
dazugehörigen Schrauben 4 ein dem Hutschienenprofil komplementäres
Gegenstück an das Messgerät 1 angeschraubt.
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6 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel, das hier allerdings die
Montage des Messgeräts 1 auf einem Untergrund
bzw. einer Platte 6 darstellt. Die Befestigung erfolgt
vorteilhafterweise durch zwei Schrauben 4, die durch die
vertikalen Durchgangsbohrungen 3b gesteckt werden und in
entsprechende Gegenstücke in der Platte 6 eingreifen.
Analog zum Beispiel aus 5 befindet sich ein bspw. druckluftführender
Kanal 7 in einer Platte 6. Der Kanal 7 erstreckt
sich auch in diesem Beispiel in Längsrichtung und hat eine
Abzweigung vom Kanal 7 zur Außenwand, wobei die
Anwendung aber nicht darauf beschränkt ist. Genauso ist
die Anwendung auch nicht auf eine Platte 6 beschränkt.
Jegliche Vorrichtungen, die einen druckführenden Kanal
enthalten und auf denen das Messgerät montiert werden kann, sind
vorstellbar.
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In
dem gezeigten Beispiel wird die Verbindung mit dem Kanal 7 über
den ersten Anschluss 121 hergestellt. Folglich muss der
dritte Anschluss 123 mittels einer als Blindstopfen fungierenden
Schraube 160 abgedichtet werden. Auch muss die Verbindungsstelle
zwischen Platte 6 und dritten Anschluss 123 mit
Hilfe eines weiteren O-Rings abgedichtet werden. Der zweite Anschluss 122 wirkt
hier wiederum als Zuführung von Atmosphärendruck,
so dass die Messvorrichtung ebenfalls als Relativmessgerät wirkt.
Sollte am zweiten Anschluss 122 eine weitere Druckzuführung
eines parallelen Kanals oder Systems erfolgen – was in 5 wie
in 6 denkbar ist – würde das Messgerät
wieder als Differenzdruckmesser arbeiten.
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Über
die elektrische Verbindung zwischen Auswertegerät 2 und
Sensorplatine 200 wird dann der von der Sensorplatine 200 aufgenommene
und als elektronisches Signal aufbereitete Messwert an das Auswertegerät 2 übergeben
und dort weiter verarbeitet. über die elektrische Anschlussvorrichtung 2a,
die als Energieversorgung des Messgeräts 1 und zur
Weitergabe des elektronischen Messsignals dient, kann das elektronische
Signal bspw. an eine SPS weitergegeben werden.
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- 1
- Messgerät
- 2
- Auswertegerät
- 2a
- elektrische
Anschlussvorrichtung
- 3
- Durchgangsbohrungen
- 3a
- horizontale
Durchgangsbohrung
- 3b
- vertikale
Durchgangsbohrung
- 4
- Befestigungsmittel
- 5
- Wand
- 6
- Platte
- 7
- Kanal
mit Medium
- 100
- Prozessanschlussblock
- 110
- Gehäuse
- 111
- oberer
Teil
- 112
- unterer
Teil
- 120
- Anschlüsse
- 121
- erster
Anschluss
- 122
- zweiter
Anschluss
- 123
- dritter
Anschluss
- 130
- Druckkanäle
- 131
- erster
Druckkanal
- 132
- zweiter
Druckkanal
- 133
- dritter
Druckkanal
- 140
- Halterung
für Sensorplatine
- 141
- Einschubschlitz
- 142
- Verriegelungsbügel
- 150
- Überdrucksicherung
- 151
- Einkerbung
- 160
- Schraube
- 200
- Sensorplatine
- 210
- Platine
- 211
- Kunststoffplatte
- 212
- Ausprägung,
Nase
- 213
- Luftkammer
- 220
- Messzelle
- 230
- Dichtungselement
- 231
- erster
O-Ring
- 232
- zweiter
O-Ring
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 19724309
B4 [0003, 0031]