DE102010039357A1 - Druckmessgerät für die Prozessmesstechnik - Google Patents

Abstract

Transparente Frontscheibe mit langzeitstabilen guten optischen Eigenschaften sowie einem ausreichenden Schutz gegen mechanische Beschädigungen, Spritzwasser und aggressiven Reinigungsmitteln. Es wird eine Kunststoffscheibe als Frontscheibe in einem Druckmessgerät für die Prozessmesstechnik verwendet, die eine Glas- oder Keramikbeschichtung und optional eine Parylenebeschichtung besitzt. Durch die Beschichtungen wird der Barriereschutz gegenüber Wasser, Dämpfen und Chemikalien erhöht.

Description

• Druckmessgerät für die Prozessmesstechnik mit einer in einem Gehäuse angeordneten Anzeige, das von einer transparenten Frontscheibe abgedeckt ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Druckmessgeräte werden heute in einer Vielzahl von Anwendungen in der Prozessmesstechnik in nahezu allen Industriezweigen zur Erfassung von Drücken eingesetzt. Dabei werden sowohl Absolutdrücke, Relativdrücke als auch Differenzdrücke gemessen. Diese Messwerte werden in der Anzeigeeinheit meist über einem Zeiger auf einer Skalenscheibe oder über ein Display angezeigt und mit einer transparenten Frontscheibe abgedeckt. Die Frontscheiben sind in dem Maße stabil und bruchsicher bis zu möglichen und üblichen Belastungsarten, wie es in Anlagen möglich ist und innerhalb eines Messgerätes vorstellbar sind.
• Als Frontscheibe in Druckmessgeräten werden bevorzugt Scheiben aus Kunststoffen, beispielsweise aus Polymethylmethacrylat (PMMA, Plexiglas), Polycarbonat (PC) oder Polysulfon (PSU), verwendet. Ein wesentlicher Nachteil von Kunststoffscheiben ist jedoch, dass Feuchtigkeit durch sie diffundieren kann und dadurch die Gerätelebensdauer beeinträchtigt. Dies ist besonders schädlich für Druckmessgeräte, die außer mechanischen auch elektronische Bauteile im Gehäuseinnern aufweisen. Bei Scheiben aus transparentem Kunststoff, beispielsweise aus PC, ist nachteilig, dass diese eine lediglich geringe Beständigkeit gegen bestimmte Chemikalien, die sich beispielsweise in Reinigungsmitteln befinden, aufweisen. Diese greifen die Kunststoffoberfläche an und lassen sie beispielsweise vergilben. Insbesondere Plexiglasflächen sollten daher nicht mit Alkohol oder Lösungsmitteln gereinigt werden. Scheiben aus PSU besitzen zwar eine hohe Chemikalienbeständigkeit, trotzdem treten bei bestimmten Lösemitteln Spannungsrisse auf, spannungsrissempfindlich sind vor allem auch Scheiben aus PC. Zudem gibt es in der Industrie Produktionsanlagen in denen höchste Anforderungen an Hygiene und Sterilität gestellt werden, weswegen die im Produktionsprozess eingesetzten Maschinen und Messinstrumente regelmäßig einer Außenreinigung mit aggressiven Reinigungsmitteln und Wasser ausgesetzt werden.
• Kunststoffscheiben für Druckmessgeräte sind gegenüber Gasen und Flüssigkeiten kaum geschützt. Sie durchdringen die Scheibe und gelangen so in das Geräteinnere. Ein Maß für die Höhe des Schutzes stellt die Sauerstofftransmissionsrate OTR (Oxygen Transmission Rate) sowie die Wasserdampftransmissionsrate WVTR (Water Vapor Transmission Rate) dar. Die jeweilige Rate gibt dabei den Fluss von Sauerstoff beziehungsweise Wasserdampf durch einen Film unter spezifischen Bedingungen von Temperatur und relativer Luftfeuchtigkeit an. Je geringer diese Werte sind, desto besser ist das jeweilige Material gegenüber diesen Medien geeignet.
• Reinigungsprozesse wiederum greifen die Oberfläche der Kunststofffrontscheibe an und lassen sie trüb werden. Selten besteht dann die Möglichkeit, über festgelegte Wartungsintervalle oder nach Eintrübung der Scheibe, die Frontscheiben in den Druckmessgeräten auszuwechseln. Besteht die Möglichkeit, so können durch das Auswechseln der Frontscheibe zumindest chemisch bedingte Probleme umgangen werden, was aber Nachteile bei der Abdichtung mit sich bringt. Insbesondere bei höheren Schutzklassen, beispielsweise IP65 (vollständiger Berührungsschutz, Schutz gegen Eindringen von Staub (staubdicht) und geschützt gegen Strahlwasser (aus allen Richtungen)) und höher, ist ein Austausch der Frontscheibe schwierig, da durch das Öffnen von Messgeräten es zu Feuchteeintrang führen kann. Ist ein Auswechseln der Frontscheibe nicht möglich, wirkt sich insbesondere eine Eintrübung der Frontscheibe nachteilig aus, da in diesem Fall das komplette Druckmessgerät ersetzt werden muss.
• Aufgabe der Erfindung ist es, ein Druckmessgerät für die Prozessmesstechnik anzugeben, dessen transparente Frontscheibe gute optische Eigenschaften besitzt sowie einen ausreichenden Schutz gegen Spritzwasser, Feuchtigkeit und aggressiven Reinigungsmitteln besitzt sowie kostengünstig und einfach herstellbar ist.
• Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale.
• Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angeben.
• Erfindungsgemäß weist das Druckmessgerät für die Prozessmesstechnik eine als Kunststoffscheibe ausgebildete Frontscheibe mit einer diffusions- und chemikalienbeständigen Beschichtung auf. Die Frontscheiben sind typischerweise aus Materialien wie in der Einleitung beschrieben. Die Beschichtung ist einseitig, beidseitig oder umhüllend auf die Kunststoffscheibe aufgebracht. Die Beschichtung ist auch als Mehrfachbeschichtung ausführbar, beispielsweise durch einen Schichtaufbau aus organischen und anorganischen Materialien. Die Beschichtungen auf beiden Seiten oder umhüllend aufzubringen, erweist sich dabei als zweckmäßig, da dadurch nicht auf die Einbaulage der Scheibe im Druckmessgerät beziehungsweise im Haltering geachtet werden muss.
• Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt insbesondere darin, dass die Beschichtung der transparenten Kunststoffscheibe aus anorganischem Material wie Glas, glasähnlichem Material, Keramik oder Kohlenstoff besteht, womit beste Barrierewirkungen gegenüber Feuchtigkeit und Chemikalien erreicht werden können. Die Aufbringen einer oder mehrerer dünner transparenter anorganischen Schichten (z. B. Siliziumoxid, Borosilikatglas, Aluminiumoxid, Titanoxid, Nioboxid, Tantaloxid, Zirkonoxid, Siliziumnitrid, amorphe Kohlenstoffschichten/DLC, etc.) auf die Kunststoffscheibe erfolgt beispielsweise über die physikalische Gasphasenabscheidung (PVD) oder die chemische Gasphasenabscheidung (CVD), insbesondere über die plasmaunterstützten chemische Gasphasenabscheidung (PECVD). Durch die anorganische Barrierebeschichtung wird die Frontscheibe sowohl diffusionsbeständiger als auch chemikalienbeständiger. Die Beschichtungsmaterialien lassen dabei eine Berücksichtigung der optischen Eigenschaften der Frontscheibe (Transmission, Reflexion, etc.) zu. Vorteilhaft ist es, die Barrierewirkung mit einer Antireflexwirkung zu kombinieren (z. B. Siliziumoxid-Titanoxid-Mehrschichtsystem). Durch Aufbringen von transparenten Barrierelacken (Polyvinylidenchlorid (PVDC)) oder Sol-Gel-Lacke können ebenfalls Barriereschichten aufgebaut werden. Die Barriereschicht verhindert unter anderem die Diffusion von Feuchtigkeit durch die Frontscheibe, was letztendlich zur Verlängerung der Gerätelebensdauer führt. Das Aufbringen von Barriereschichten ist insbesondere von Vorteil, wenn das Druckmessgerät nicht nur mechanische sondern auch elektronische Bauteile aufweist. Dadurch können diese auch in warm-feuchten Umgebungen länger ohne Beeinträchtung betrieben werden, da die Wasserdampf-Permeation in das Geräteinnere verlangsamt wird und so die negativen Folgen – wie Beschlag an optischen Elementen, Korrosion und Störfunktionen an elektronischen Bauelementen signifikant verzögert werden können. Die Beschichtung kann des Weiteren einen UV-Schutz enthalten, was insbesondere beim Einsatz von Druckmessgeräten im Freien vom Vorteil ist. Ist die anorganische Beschichtung mindestens auf der Außenseite der Kunststoffscheibe aufgebracht, ergibt sich ein weiterer Vorteil dadurch, dass die Oberfläche der Frontscheibe, beispielsweise bei Außenreinigung mit säure- oder laugenhaltigem Reinigungsmittel, nicht eintrübt. Ein Austauschen der Frontscheibe oder des gesamten Druckmessgerätes wird hinfällig, da eine Eintrübung der Kunststoffoberfläche nicht stattfindet. Dies ist insbesondere bei Druckmessgeräten vom Vorteil, bei denen die Frontscheibe nicht ausgewechselt werden kann.
• Anstelle der anorganischen Beschichtung ist auch eine organische Beschichtung verwendbar. Des Weiteren ist die transparente Frontscheibe auch mit einer Mehrfachbeschichtung aus organischem und anorganischem Material ausführbar. Die Polymerbeschichtung kann durch Anlegen oder gegebenenfalls Lamininieren beziehungsweise Aufkleben auf der Kunststoffscheibe mit Barrierefolien, beispielsweise Kunststofffolien mit anorganischen PVD-Beschichtungen oder CVD-Beschichtungen oder Folien aus transparenten Kunststoffen mit geringer Wasserdampfdurchlässigkeit wie z. B. PVDC, Cyclo-Olefin-Copolymere (COC), Cyclo-Olefin-Copolymere (COP), Polychlortrifluorethylen (PCTFE), Perfluoralkoxylalkan (PFA), Polytetrafluorethylen (PTFE), erfolgen. Die Folien können gegebenenfalls mit einer Klebebeschichtung ausgerüstet sein. Dabei sind die mechanischen Eigenschaften, insbesondere Steifigkeit und das thermische Ausdehnungsverhalten so angepasst, dass bei Temperaturwechselbeanspruchung keine Rissbildung beziehungsweise Delamination im Verbund auftritt. Als Klebematerial können sowohl flüssig aufzutragende Klebstoffe als auch doppelseitige Klebebänder Verwendung finden. Die Aushärtung des Klebstoffs erfolgt vorzugsweise bei Raumtemperatur oder erhöhten Temperaturen oder/und UV-Aushärtung oder/und unter Druck. Die explizite Aufzählung der Polymerbeschichtungen, Barrierefolien und der Beschichtungsverfahren ist lediglich beispielhaft und kann auch andere umfassen.
• Insbesondere vorteilhaft ist es, die äußerste Beschichtung als eine Polymerbeschichtung auszuführen, da diese bei typischen Belastungsarten und typischen Temperaturbereichen keine Spannungsrisse und eine hohe Zugfestigkeit bzw. Reißfestigkeit aufweist.
• Vorteilhafterweise besteht die Polymerbeschichtung aus Fluorpolymeren, beispielsweise aus PTFE oder insbesondere aus Parylene. Beide Stoffe sind transparent. Sie weisen eine hydrophobe, chemisch resistente Beschichtung mit guter Barrierenwirkung gegenüber anorganischen und organischen Medien, starken Säuren, Laugen, Gasen und Wasserdampf auf. Zudem können sie mit einem UV-Schutz versehen werden. Parylene, vorzugsweise Parylene-C und Parylene-D, als biostabile und biokompatible Beschichtung ist temperaturbeständig bis zu 220°C und in herkömmlicher Ausführung mechanisch stabil von –200°C bis +150°C. Weitere Vorteile sind, dass diese Beschichtung ohne Temperaturbelastung der Frontscheibe bei Raumtemperatur im Vakuum durchgeführt wird und dass beim Beschichten niedrige mechanische Spannungen erzeugt werden.
• Die Beschichtung(en) der Kunststoffscheibe ist flächendeckend aufgebracht. Die dabei eingesetzten Beschichtungsverfahren sind beispielsweise Laminieren, Gießen, Aufdampfen oder Kleben. Die hier aufgeführten Beschichtungsverfahren sind nicht abschließend. Beispielsweise wird Parylene durch die chemische Gasphasenabscheidung aufgebracht. PTFE lässt sich beispielsweise als PTFE-Folie auflaminieren, als PTFE-haltige Lacke auftragen oder als PTFE-ähnliche Schichten aufdampfen. Glas- oder Keramikfolien können auf die Kunststoffscheibe auflaminiert oder direkt als Glas oder Keramik aufgedampft werden. Eine weitere Beschichtungsmöglichkeit bietet das Sol-Gel-Verfahren. Bevorzugt ist die Beschichtung der Scheibe mit Hilfe der chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) oder auch die plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung. Weiterhin ist vorteilhaft, dass aufgrund der heute möglichen Beschichtungsverfahren das Beschichtungsmaterial sehr dünn auf die Kunststoffscheibe aufgebracht werden kann. Die dabei verwendeten Beschichtungsmaterialien wie Glas, Keramik oder Polymere wie Parylene und PTFE lösen sich auch nach starker Beanspruchung durch Abrieb, aggressive Reinigungsprozesse oder Feuchtigkeit nicht von der Kunststoffscheibe. Die Beschichtungen gehen eine festhaftende Verbindung mit der Kunststoffscheibe ein, wodurch die Frontscheibe langzeitstabil beschichtet ist.
• Zur Versprödung neigende Kunststoffscheiben werden an der Innenseite und/oder Außenseite mit Schutzfolien, mit einer Schutzlackierung oder mit einer reißfesten Hülle aus einer Polymerbeschichtung versehen, dient dies auch als Schutz der Frontscheibe bei Stößen und erhöht dadurch die Sicherheit der Scheibe.
• Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass aufgrund der dünnen Beschichtung die Frontscheibe sich in ihrer Dicke nur unwesentlich verändert, so dass das Druckmessgerät oder der Haltering der Frontscheibe in seiner Bauform nicht verändert werden muss. Die unbeschichtete Frontscheibe kann ohne Veränderung des Produktionsprozesses des Druckmessgerätes durch die beschichtete Frontscheibe ersetzt werden. Die Aufbringung der Beschichtungen auf beiden Seiten erleichtert den Einbau der Frontscheibe in das Druckmessgerät beziehungsweise in den Haltering, da nicht auf die Einbaulage der Frontscheibe geachtet werden muss.
• Die Beschichtungen der Kunststoffscheibe weisen dabei eine Dicke auf, die bei auf die Beschichtung wirkenden Kräften aufgrund ihrer Dicke und festhaftenden Verbindung mit der Frontscheibe nicht zum Ablösen neigt. Die Verbindung zwischen den Beschichtungen und der Kunststoffscheibe ist dabei so langzeitstabil und festhaftend, dass ein Ablösen der Beschichtung oder auch Beschichtungsteile auch nach starker mechanischer Beanspruch nicht stattfindet und auch durch Feuchtigkeit und Chemikalien sich nicht ablöst.
• Die beschichtete Kunststoffscheibe weist einen Transmissionsgrad von mind. 80%, bevorzugt größer 85%, besonders bevorzugt von größer 90% auf.
• In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Frontscheibe weist die aufgedampfte Beschichtung aus Glas, Keramik oder Kohlenstoff eine Dicke zwischen 20 nm und 200 nm auf, mindestens jedoch 5 nm. Aufgebrachte Glasfolien bevorzugt eine Dicke zwischen 5 μm und 200 μm. Auf die Kunststoffscheibe aufgebrachte anorganisch beschichtete Folien weisen bevorzugt eine Dicke zwischen 5 μm und 500 μm, besonders bevorzugt zwischen 50 μm und 150 μm auf. Auf die Kunststoffscheibe aufgedampfte Polymerbeschichtungen weisen bevorzugt eine Dicke zwischen 0,2 μm und 50 μm auf. Über den Sol-Gel-Prozess erhaltene Schichten weisen bevorzugt eine Dicke zwischen 0,5 μm und 15 μm und als Lack aufgetragene Schichten bevorzugt eine Dicke zwischen 0,5 μm und 300 μm auf.
• Die beschichtete transparente Frontscheibe besitzt eine hohe Barrierewirkung, also eine niedrige WVTR und OTR. Die Frontscheibe weist dabei vorzugsweise eine OTR kleiner 0,5 cm³/m²/d/bar sowie eine WVTR kleiner 0,2 g/m²/d auf, besonders bevorzugt liegt die OTR unter 0,001 cm³/m²/d/bar sowie eine WVTR unter 0,001 g/m²/d, insbesondere bevorzugt bei 10^–5 g/m²/d und niedriger, gemessen bei einer Raumtemperatur von 23°C.
• In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die transparente Frontscheibe mit ihren Beschichtungen mindestens eine Rockwell-Härte von 75 R auf.
• Vorzugsweise weist die äußerste Polymerbeschichtung der transparenten Frontscheibe eine Zähelastizität beziehungsweise eine Reißfestigkeit von mindestens 50 MPa auf.
• Des Weiteren genügt die transparente Frontscheibe den höheren Schutzklassen, insbesondere IP65 (Vollständiger Berührungsschutz, Schutz gegen Eindringen von Staub (staubdicht) und geschützt gegen Strahlwasser (aus allen Richtungen)) und höher, beispielsweise dem IP69K (Schutz gegen Wasser bei Hochdruck-/Dampfstrahlreinigung).
• Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
• Es zeigen:
• 1 Erfindungsgemäßes Druckmessgerät für die Prozessmesstechnik in Frontansicht,
• 2 Ausschnitt aus 1 mit Schnitt durch den Haltering und eingesetzter transparenter Frontscheibe in perspektivischer Darstellung, transparente Frontscheibe bestehend aus einer Kunststoffscheibe und einer vollständigen Beschichtung aus Parylene,
• 3 Querschnitt durch eine transparente Frontscheibe bestehend aus einer einseitig glasbeschichteten Kunststoffscheibe und einer vollständigen Beschichtung aus Parylene,
• 4 Querschnitt durch eine transparente Frontscheibe bestehend aus einer beidseitig glasbeschichteten Kunststoffscheibe und einer vollständigen Beschichtung aus Parylene,
• 5 Querschnitt durch eine transparente Frontscheibe bestehend aus einer beidseitig glasbeschichteten Kunststoffscheibe und einer vollständigen Beschichtung aus einem Polymer und einer abschließenden Beschichtung aus Parylene,
• 6 Querschnitt durch eine transparente Frontscheibe bestehend aus zwei Kunststoffscheiben und einer zwischenliegenden Glasschicht und einer vollständigen Beschichtung aus Parylene.
• In den nachfolgenden Figuren bezeichnen, sofern nicht anders angegeben, gleiche Bezugszeichen gleiche Teile mit gleicher Bedeutung.
• 1 zeigt ein Druckmessgerät 1 für die Prozessmesstechnik, das im Wesentlichen in einen Prozessanschluss 6 und einem darauf aufgesetzten Gehäuse 2 unterteilt werden kann. Das Gehäuse 2 wird durch eine in einem Haltering 3 befestigte transparente Frontscheibe 7 abgedeckt und über den Haltering 3 am Gehäuse 2 befestigt. Hinter der Frontscheibe 7 befindet sich die Anzeigeeinheit, von der nur Zeiger 4 und Skalenscheibe 5 sichtbar sind. Die Frontscheibe 7 bildet mit dem Gehäuse 2 einen das Inlay einschließenden Körper, wobei dieser Körper bevorzugt einen geschlossenen Körper, besonders bevorzugt einen hermetisch gegenüber der gehäuseäußeren Atmosphäre abgedichteten Körper bildet. Die Frontscheibe 7 ist bevorzugt eine transparente beschichtete Kunststoffscheibe, besonders bevorzugt eine beschichtete Plexiglasscheibe, wobei die Frontscheibe 7 des Weiteren bevorzugt entspiegelt ist und die Beschichtung als Barriere gegen Wasser, Dämpfe und Chemikalien ausgebildet ist. Die Dicke der beschichteten Kunststoffscheibe liegt bevorzugt zwischen 2 mm und 12 mm, besonders bevorzugt zwischen 3 und 6 mm, insbesondere bevorzugt bei etwa 4 mm. Zwischen Frontscheibe 7 und Gehäuse 2 befindet sich bevorzugt ein Dichtungs- und/oder Dämpfungsmaterial (nicht dargestellt), um auf der einen Seite bevorzugt die Dichtheit des Körpers zu garantieren, auf der anderen Seite die Sicherheit der Frontscheibe 7 bei Stößen auf das Gehäuse 2 aus sämtlichen Richtungen zu erhöhen. Die Frontscheibe 7 hat in Frontansicht bevorzugt dieselbe geometrische Form wie die Hauptöffnung. Aufgabe der Frontscheibe 7 ist es das Inlay, bzw. die Anzeigeeinheit gegenüber äußeren Einflüssen, wie beispielsweise Chemikalien und Feuchtigkeit zu schützen. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Frontscheibe 7 fest mit dem Gehäuse 2 verbunden. Dadurch, dass die Frontscheibe 7 mit dem Gehäuse 2 fest verbunden ist, soll die Dichtheit des Druckmessgerätes 1 gewährt werden und die Komponenten innerhalb des Gehäuses 2, vor Flüssigkeiten und damit Beschädigungen geschützt werden. Bevorzugt ist die Frontscheibe 7 in das Gehäuse eingeklebt oder eingepasst, besonders bevorzugt ist die Frontscheibe 7 über elastische Dichtringe eingeklemmt. Somit ist eine Relativbewegung von Frontscheibe 7 zu Gehäuse 2 unmöglich. Das Druckmessgerät 1 kann in seinem Körper sowohl mechanische als auch elektronische Bauteile aufweisen, die hier nicht näher dargestellt sind.
• In 2 ist in perspektivischer Sicht, ein Schnitt durch eine transparente Frontscheibe in einem Haltering 15 dargestellt. Die Frontscheibe 7 ist aus einer transparenten Kunststoffscheibe 11a, beispielsweise aus Plexiglas, ausgebildet. Sie ist mit einer transparenten umhüllenden dünnen Barriereschicht, vorzugsweise einer Parylenebeschichtung 8, überzogen. Durch die Beschichtung wird die Frontscheibe 7 nicht nur diffusionsbeständiger sonder auch chemikalienbeständiger, womit bessere WVTR- und OTR-Werte erhalten werden als ohne Beschichtung. Ein Vergilben der Frontscheibe 7 wird zudem zeitlich hinausgezögert oder gar verhindert. Die Parylenebeschichtung 8 der Frontscheibe 7 kann auch durch andere transparente Polymerbeschichtungen ersetzt oder ergänzt werden, die die Frontscheibe 7 diffusionsbeständiger und chemikalienbeständiger machen. Die Barriereschichten ermöglichen dadurch Reinigungsprozesse mit säure- oder laugenhaltigen Reinigungsmitteln, ohne Gefahr des Verlustes der guten optischen Eigenschaften der Frontscheibe 7.
• Die Beschichtung ist dabei vorzugsweise so dünn aufgetragen, dass hierdurch keine baulichen Veränderungen am Gehäuse 2 oder dem Haltering 3 oder der hier nicht dargestellten Dichtringe zwischen Haltering 3 und Gehäuse 2 vorgenommen werden müssen. Aufgrund der heute möglichen Beschichtungsverfahren für Kunststoffe, können die Beschichtungen sehr dünn, vorzugsweise im μm- oder im nm-Bereich, aufgebracht werden. Auch ein mehrschichtiger Aufbau mit verschiedenen Beschichtungsmaterialien der Frontscheibe 7 ist in der Summe immer noch so dünn, dass er kaum bis gar nicht den Einbau der Frontscheibe 7 in den Haltering 3 beeinflusst. Dadurch ist der Einbau verschieden beschichteter Frontscheiben 7 ohne bauliche Veränderungen am Gehäuse 2 möglich. So kann durch die Beschichtung der Frontscheibe 7 das Druckmessgerät für verschiedene Einsatzzwecke – beispielsweise in Feuchträumen, im Außenbereich oder in Reinräumen – optimiert werden.
• In 3 ist die Frontscheibe 7 mit einer transparenten Kunststoffscheibe 11a und mit einer auf einer Seite aufgetragenen transparenten Glasbeschichtung 10 dargestellt. Mit der Glasbeschichtung 10 wird insbesondere die Diffusion von Feuchtigkeit durch die Frontscheibe 7 ins Gehäuseinnere verringert. Nach Einbau der transparenten Frontscheibe 7 in den Haltering 3 ist die Lage der Glasbeschichtung 10 vorzugsweise nach außen gerichtet. Die glasbeschichtete Kunststoffscheibe ist vorzugsweise mit einer dünnen reißfesten transparenten Beschichtung, vorzugsweise aus Parylene, umhüllt. Auf die Parylenebeschichtung kann auch verzichtet werden, da durch die Glasbeschichtung 10 die beschichtete Seite der Frontscheibe 7 chemikalienbeständig ist, sofern nach Einbau der Frontscheibe 7 in den Haltering 3 die Glasbeschichtung 10 nach außen zeigt. Die transparente Parylenebeschichtung 8 dient auf der glasbeschichteten Seite insbesondere als reißfester Überzug und auf der gegenüberliegenden Seite sowohl als Kratzschutz als auch als Barriereschutz gegenüber Chemikalien und Feuchtigkeit. Die Kombination aus Glasbeschichtung 10 und Parylenebeschichtung 8 erhöht weiter den Barriereschutz gegenüber Feuchtigkeit und Chemikalien und verbessert weiter die WVTR- und OTR-Werte. Die Dicke der Frontscheibe 7 wird auch durch die Glasbeschichtung 10 und der umhüllenden Parylenebeschichtung 8 kaum beeinflusst. Die Glasbeschichtung 10 kann auch durch eine Barrierefolie, beispielsweise einer anorganisch beschichteten Kunststofffolie, ersetzt oder ergänzt werden.
• In einer in 4 dargestellten Ausführungform einer transparenten Frontscheibe 7 werden beide Seiten der Kunststoffscheibe 11a mit einer Glasbeschichtung 10 ausgestattet und mit Parylene umhüllt. Die Parylenebeschichtung 8 und die Glasbeschichtungen 10 haben dieselbe Wirkung wie in 4 bereits beschrieben. Da beide Seiten der Kunststoffscheibe 11a beschichtet sind, braucht auf die Einbaulage der Frontscheibe 7 in den Haltering 3 nicht mehr geachtet zu werden und erleichtert dadurch den Einbauprozess der Frontscheibe 7 in den Haltering 3 erheblich. Die Glasbeschichtung 10 kann auch durch eine Barrierefolie, beispielsweise einer anorganisch beschichteten Kunststofffolie, ersetzt oder ergänzt werden.
• Zusätzlich kann sich unter der Parylenebeschichtung 8 und über der Glasbeschichtung 10 eine weitere Polymerbeschichtung 9 befinden, wie in 5 gezeigt. Sinn dieser weiteren Beschichtung der Kunststoffscheibe 11a ist es, weiter die WVTR- und OTR-Werte der Frontscheibe 7 zu verbessern sowie weitere funktionelle Eigenschaften für die Frontscheibe 7 zu erreichen, beispielsweise höhere UV-Beständigkeit, Entspiegelung, Reißfestigkeit und höhere Schlag- und Kratzfestigkeit. Der Schichtaufbau kann auch aus mehr als zwei umhüllenden Schichten bestehen. Die Schichten können auch Kombination aus verschiedenen oder gleichartigen Polymerbeschichtungen sein.
• Eine weitere mögliche Ausführungsform der Frontscheibe 7 ist, diese mit mindestens zwei Polymerbeschichtungen 9 zu versehen, die dazwischen liegend eine Glasbeschichtung 10 aufweisen. Die Glasbeschichtung 10 kann auch durch eine Barrierefolie, beispielsweise einer beschichteten Kunststofffolie, ersetzt oder ergänzt werden.
• 6 zeigt in einer weiteren Ausführungsform eine transparente Frontscheibe 7, bestehend aus zwei transparenten Kunststoffscheiben 11a und 11b mit einer dazwischen liegenden Glasschicht. Diese Glasschicht kann als Glasbeschichtung 10 oder auch als eine dünne Glasscheibe ausgebildet sein. Die Kunststoffscheiben 11a und 11b sind mit der Glasbeschichtung 10 festhaftend verbunden, beispielsweise über geeignete Kleber. Dieser festhaftende Kunststoff-Glas-Verbund ist zusätzlich mit einer umhüllenden transparenten Parylenebeschichtung 8 umhüllt. Insbesondere liegen die Vorteile der Beschichtung in der erhöhten Barrierewirkung gegenüber Feuchtigkeit und Chemikalien.
• Die im Vorstehenden beschriebenen Ausführungsbeispiele geben nicht abschließend alle möglichen Ausführungsformen von erfindungsgemäßen transparenten beschichteten Frontscheiben 7 für Druckmessgeräte 1 wieder. Auch alle hier nicht erwähnten, aber sich durch Kombinationen aus den hier beschriebenen Ausführungsformen oder Teilen daraus ergebenden weiteren Ausführungsformen sollen daher von der vorliegenden Anmeldung mit erfasst sein.
• Nachfolgend sind die Vorteile, die die Erfindung bietet, nochmals zusammengefaßt.
• Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Druckmessgeräts 1 für die Prozessmesstechnik ist die diffusionsdichte und chemikalienresistente Ausgestaltung der transparenten Frontscheibe 7. Die Frontscheibe 7 bestehend aus einer Kunststoffscheibe 11a/11b, wird mit Hilfe von transparenten dünnen Beschichtungen in ihren Eigenschaften für verschiedene Einsatzzwecke optimiert. Beim Einsatz einer Kunststoffscheibe 11a/11b wird ein hoher Barriereschutz gegenüber Feuchtigkeit und Chemikalien über die Beschichtungen erreicht. Die Kunststoffoberfläche wird geschützt und das Vergilben der Frontscheibe 7 verhindert oder zumindest verlangsamt. Zusätzlich können die Schichten weitere Funktionen erfüllen, beispielsweise als Kratzschutz oder auch als UV-Schutz. Die im Gehäuseinneren befindlichen Mechanik- und Elektronikbauteile werden vor Korrosion geschützt. Die anorganisch/organisch beschichtete Frontscheibe 7 verlängert aufgrund ihrer Beschichtungen die Lebensdauer des Druckmessgeräts 1. Dies ist insbesondere bei nicht auswechselbaren Frontscheiben 7 vom Vorteil.
• Die beschichtete transparente Frontscheibe 7 kann in verschiedenen Formen und Dicken auch für andere Sensoren als transparente Frontscheibe verwendet werden.
• Bezugszeichenliste

1

Druckmessgerät

2

Gehäuse

3

Haltering

4

Zeiger

5

Skalenscheibe

6

Prozessanschluss

7

Frontscheibe

8

Parylenebeschichtung

9

Polymerbeschichtung

10

Glasbeschichtung

11a, 11b

Kunststoffscheibe

15

Frontscheibe im Haltering

Claims (6)

1. Druckmessgerät für die Prozessmesstechnik mit einer in einem Gehäuse angeordneten Anzeige, das von einer transparenten Frontscheibe abgedeckt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Frontscheibe (7) als Kunststoffscheibe (11a, 11b) ausgebildet ist und eine diffusions- und chemikalienbeständige Beschichtung aufweist.
2. Druckmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung eine Glasbeschichtung (10) ist.
3. Druckmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung eine Polymerbeschichtung (9) ist.
4. Druckmessgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung eine Parylenebeschichtung (8) oder Polytetrafluorethylenbeschichtung ist.
5. Druckmessgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerbeschichtung (9) die äußere Beschichtung darstellt.
6. Druckmessgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung auf der Frontscheibe (7) flächendeckend aufgebracht ist, vorzugsweise auflaminiert, aufgegossen oder aufgedampft ist, wobei die Beschichtung eine festhaftende Verbindung mit der Frontscheibe (7) eingeht.

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