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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Druckmessumformer und ein Übertragungsverfahren und insbesondere auf einen Druckmessumformer und ein Übertragungsverfahren, die zum Messen eines Fluiddrucks oder einer Druckdifferenz zwischen zwei Punkten in einem Atomkraftwerk, einer Rohölaufbereitungsanlage und einer Chemiefabrik und zum Übertragen des erfassten Signals geeignet sind.
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Der Druckmessumformer/Differenzdruckmessumformer überträgt einen über eine Membran erhaltenen Fluiddruck unter Verwendung einer eingeschlossenen Flüssigkeit, die in einem Druckleitpfad eingeschlossen ist, auf einen Sensor und gibt ein von dem Sensor erfasstes Signal nach außen aus. Es gibt Druckmessumformer, die ein absoluten Druck messen, und Druckmessumformer, die einen Differenzdruck messen.
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Diese Druckmessumformer/Differenzdruckmessumformer werden in Atomkraftwerken, Ölraffinerien und dergleichen verwendet. Beispielsweise ist unter dem Gesichtspunt der Gewährleistung der Sicherheit von Werksanlagen und der Produktqualität eine Genauigkeit von ±1 % erforderlich. Wegen der Einwirkung von Wasserstoff, der von der Außenseite des Druckmessumformers/Differenzdruckmessumformers kommt, ist es jedoch schwierig, diese Genauigkeit über einen langen Zeitraum aufrechtzuerhalten.
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Anders ausgedrückt wird ein Teil des Wasserstoffs (Wasserstoffmoleküle, Wasserstoffatome, Wasserstoffionen), der in dem zu messenden Fluid enthalten ist, durch die Membran übertragen und dann in Form von Gasblasen in einer in einen Druckleitpfad eingefüllten, eingeschlossenen Flüssigkeit angereichert. Dadurch steigt der Druck in dem Druckleitpfad an und es ist nicht mehr länger möglich, eine Druckänderung an der Membran fehlerfrei auf den Sensor zu übertragen, wodurch die Genauigkeit abnimmt.
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Früher wurde daher von außen durch die Membran übertragender Wasserstoff unterdrückt, indem innerhalb der Membran in Dickenrichtung eine Zwischenschicht vorgesehen wurde, die sich aus Aluminium, Kupfer, Platin und/oder Gold zusammensetzt und sich etwa parallel zur Oberfläche erstreckt, wie dies beispielsweise in
JP-A-9-113394 beschrieben ist, indem die Membran in einer druckaufnehmenden Einheit verdoppelt wurde und eine Gasfalle mit einer eingeschlossenen Wasserstoffabsorptionslegierung in einem Spalt zwischen den beiden Membranen vorgesehen wurde, wie dies beispielsweise in
JP-A-2002-71494 beschrieben ist, oder indem in einer druckaufnehmenden Einheit ein Wasserstoffabsorptionsfilm auf Seiten der eingeschlossenen Flüssigkeit einer Membran vorgesehen wurde.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Bei den oben beschriebenen herkömmlichen Verfahren wird das Eindringen von Wasserstoff von außen durch die Membran unterdrückt. Somit werden nur in Bezug auf das Eindringen von Wasserstoff von außen Gegenmaßnahmen ergriffen. Wasserstoff und Kohlenwasserstoffe, die im Inneren gebildet werden, oder Wasserstoff, der bereits eingedrungen ist, bleiben unberücksichtigt.
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Wenn die eingeschlossene Flüssigkeit, die in den Druckleitpfad eingefüllt wurde, durch Strahlung oder Wärme zersetzt wird und Kohlenwasserstoffe und Wasserstoff gebildet werden, reichern sich diese Gase in der eingeschlossenen Flüssigkeit an. Wenn die Gase eine bestimmte Menge übersteigen, bilden sie Gasblasen. Dadurch steigt der Druck innerhalb des Druckleitpfads in dem Druckmessumformer/Differenzdruckmessumformer an. Hierdurch ergibt sich das Problem, dass eine zulässige Fehlergenauigkeit (beispielsweise eine Genauigkeit von ±1 %) des Druckmessumformers/Differenzdruckmessumformers nicht aufrechterhalten werden kann. Zudem müssen zum Aufrechterhalten der Genauigkeit regelmäßige und unregelmäßige Überprüfungen durchgeführt werden, wodurch sich das Problem von vermehrten Wartungsarbeiten ergibt. Darüber hinaus wird ein Austausch nötig, um bei der Überprüfung eine Genauigkeit von ±1 % zu halten, was wiederum zu einem Problem in Bezug auf enorme Austauschkosten führt.
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Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um zumindest eines der oben beschriebenen Probleme zu lösen. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Druckmessumformer und ein Übertragungsverfahren anzugeben, die den Einfluss von Wasserstoff und Kohlenwasserstoffen, die im Inneren gebildet werden, oder von Wasserstoff, der von außerhalb stammt, vermindern können.
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Zur Lösung des Problems weist ein erfindungsgemäßer Druckmessumformer/Differenzdruckmessumformer eine Membran, eine Wandfläche einer druckaufnehmenden Kammer, einen Raum, der zwischen der Membran und der Wandfläche der druckaufnehmenden Kammer ausgebildet ist, Druckleitpfade, die mit der Wand der druckaufnehmenden Kammer verbunden sind, eine eingeschlossene Flüssigkeit, die in dem Raum und den Druckleitpfaden eingeschlossen ist, um einen von der Membran aufgenommenen Druck auf einen Sensor zu übertragen, und ein Wasserstoffabsorptionsmaterial, das zumindest in der eingeschlossenen Flüssigkeit, an der Wandfläche der druckaufnehmenden Kammer oder in einem Teil des Pfades zwischen der Wandfläche der druckaufnehmenden Kammer und dem Sensor vorgesehen ist, um Wasserstoffatome in der eingeschlossenen Flüssigkeit zu absorbieren.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann insbesondere der Einfluss von Wasserstoff und Kohlenwasserstoffen, die im Inneren gebildet werden, oder von Wasserstoff, der von außerhalb stammt, reduziert werden, indem diese unter Verwendung eines Wasserstoffabsorptionsmaterials absorbiert werden. Es ist anders ausgedrückt möglich, eine zulässige Fehlergenauigkeit (beispielsweise eine Genauigkeit von ±1 %) des Druckmessumformers/Differenzdruckmessumformers dauerhaft aufrechtzuerhalten, und die Standzeit des Druckmessumformers/Differenzdruckmessumformers kann verlängert werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Differenzdruckmessumformers in einem Druckmessumformer/Differenzdruckmessumformer gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Druckmessumformers;
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3 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Wasserstoffabsorptionsverfahrens unter Verwendung eines Wasserstoffabsorptionsmaterials;
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4 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Verfahrens zur Absorption von Wasserstoff in einer eingeschlossenen Flüssigkeit, die durch Strahlung zersetzt wird, unter Verwendung eines Wasserstoffabsorptionsmaterials;
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5 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Verfahrens zur Absorption von Wasserstoffatomen in Kohlenwasserstoffen unter Verwendung eines Wasserstoffabsorptionsmaterials;
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6 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Differenzdruckmessumformers, bei dem ein Wasserstoffabsorptionsmaterial in Pulverform verwendet wird;
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7 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Differenzdruckmessumformers, bei dem ein als Feststoff vorliegendes Wasserstoffabsorptionsmaterial verwendet wird;
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8 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Differenzdruckmessumformers, bei dem ein als Feststoff vorliegendes zylinderförmiges Wasserstoffabsorptionsmaterial verwendet wird;
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9 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Differenzdruckmessumformers mit einem Wasserstoffabsorptionsmaterial, das an einer Wandfläche eines Druckleitkanals angebracht ist; und
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10 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Differenzdruckmessumformers mit einer Wasserstoffabsorptionskammer, die an einer Wandfläche eines Druckleitkanals angebracht ist.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Ein Druckmessumformer/Differenzdruckmessumformer gemäß einer ersten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 8 detailliert erläutert.
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<<1. Ausführungsform>>
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1 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Differenzdruckmessumformers in einem Druckmessumformer/Differenzdruckmessumformer gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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In 1 umfasst ein Differenzdruckmessumformer 40 zur Messung eines Druckunterschiedes eine Austauscheinheit 10, eine Kapillareinheit 20 und einen Hauptteil 30. Der Druck eines Messfluids 140 wird von zwei druckaufnehmenden Membranen 50 aufgenommen. Der Druck wird durch eine eingeschlossene Flüssigkeit 80, die in Druckleitpfaden 60 eingeschlossen ist, über eine Zwischenmembran 70, eine Druckmittlermembran 100 und eine Mittenmembran 110 an einen Sensor 130 übertragen. Der von dem Sensor 130 erfasste Druck wird in einen Ausgangsschaltkreis eingegeben. Die Ausgabe ist ein Druckwert.
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Im Folgenden wird die Austauscheinheit 10 beschrieben. Eine druckaufnehmende Kammer 52 ist ein Ort, der dadurch gebildet wird, dass er von der druckaufnehmenden Membran 50 und einer Wandfläche 51 der druckaufnehmenden Kammer umgeben ist. Der Druck des Messfluids 140 wird zunächst von der druckaufnehmenden Membran 50 aufgenommen, auf die in der druckaufnehmenden Kammer 52 befindliche verschlossene Flüssigkeit übertragen und anschließend auf die eingeschlossene Flüssigkeit 80 in den Druckleitpfaden 60 übertragen.
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Auch wenn keine detaillierte Beschreibung erfolgt, besteht das Konzept im Hinblick auf die Membran 50 darin, dass der Druck an der Kammer, die durch die Membran und die Wandfläche der druckaufnehmenden Kammer gebildet wird, auch die Zwischenmembran 70 und die Druckmittlermembran 100 erreicht.
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In dem oben beschriebenen Aufbau handelt es sich bei allen Stellen, an denen die eingeschlossene Flüssigkeit eingeschlossen ist, um Druckleitpfade 60 und nicht nur zwischen der druckaufnehmenden Membran 50 und der Zwischenmembran 70, sondern auch in den Bereichen von Zwischenmembran 70, Druckmittlermembran 100, Mittenmembran 110 und Sensor 130.
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Es ist bekannt, dass in der oben beschriebenen Konfiguration Wasserstoff, der von außerhalb des Differenzdruckmessumformers 40 eindringt, in der eingeschlossenen Flüssigkeit zu Gasblasen wird; der resultierende Anstieg des Innendrucks der Druckleitpfade 60 macht es unmöglich, eine Druckänderung an der druckaufnehmenden Membran 50 korrekt auf den Sensor zu übertragen, was zu einer verschlechterten Messgenauigkeit führt. Insbesondere wenn sich eine in Gasblasen überführte Gasmenge innerhalb der Druckleitpfade 60 auf einer Hochdruckseite 150 von der einer Niederdruckseite 160 unterscheidet, weicht der Druckwert von dem regulären Wert ab.
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Ferner hat es sich als neue Problematik erwiesen, dass auch dann, wenn aufgrund von durch Strahlung ausgelöster oder thermischer Zersetzung der eingeschlossenen Flüssigkeit Wasserstoff und Kohlenwasserstoffe im Inneren gebildet und in Gasblasen umgewandelt werden, der Druck innerhalb der Druckleitpfade 60 ansteigt und die Erfassungspräzision des Sensors herabgesetzt wird. Bei den Kohlenwasserstoffen handelt es sich im Übrigen um Methan, Ethan, Propan und dergleichen.
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Wasserstoff, der von außerhalb stammt, und Wasserstoff und Kohlenwasserstoffe, die im Innern gebildet werden, werden in Gasblasen überführt, wenn der Löslichkeitswert der eingeschlossenen Flüssigkeit 80 innerhalb der Druckleitpfade 60 überschritten wird. Zudem treten Gasblasen in erheblichem Umfang auf, wenn sich der Druck des Messobjekts des Druckmessumformers Vakuum nähert, da der Löslichkeitswert abnimmt.
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Bei dem oben beschriebenen Aufbau kann der Differenzdruckmessumformer 40 den Druckanstieg in den Druckleitpfaden 60 verhindern, der durch das Speichern von Wasserstoff und Kohlenwasserstoffen als Gasblasen herrührt, indem sowohl der von außerhalb des Differenzdruckmessumformers 40 stammende Wasserstoff als auch Wasserstoff und Wasserstoffatome aus Kohlenwasserstoffen, die im Innern gebildet werden, mit Hilfe eines Wasserstoffabsorptionsmaterials 90 absorbiert werden, das in den Druckleitpfaden 60 eingeschlossen oder in den Druckleitpfaden 60 an einer Innenwand angebracht ist. Hier bedeutet Druckleitpfade 60 die Bereiche zwischen den beiden druckaufnehmenden Membranen, in denen die eingeschlossene Flüssigkeit versiegelt ist, wobei die Druckleitpfade 60 in 1 dunkel dargestellt sind.
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2 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung eines Druckmessumformers. In 2 empfängt ein Druckmessumformer 200 zur Messung eines Absolutdruckes einen Druck des Messfluids 140 mittels einer druckaufnehmenden Membran 50 und übermittelt den Druck unter Verwendung einer eingeschlossenen Flüssigkeit 80, die in Druckleitpfaden 60 eingeschlossen ist, an einen Sensor 130. Der von dem Sensor 130 erfasste Druck wird in einen Ausgangsschaltkreis eingegeben und als Druckwert ausgegeben.
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Wenn in dem oben beschriebenen Aufbau des Druckmessumformers 200 von außerhalb des Druckmessumformers 200 stammender Wasserstoff oder Wasserstoff und Kohlenwasserstoffe, die im Innern gebildet werden, in Gasblasen umgewandelt werden, weicht der Druck in den Druckleitpfaden 60 in gleicher Weise wie in 1 vom regulären Wert ab.
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Der Druckanstieg in den Druckleitpfaden 60, der durch die Umwandlung von Wasserstoff und Kohlenwasserstoffen in Gasblasen herrührt, wird in gleicher Weise wie in 1 verhindert, indem sowohl Wasserstoff als auch Wasserstoffatome aus Kohlenwasserstoffen von einem Wasserstoffabsorptionsmaterial 90 absorbiert werden, das in den Druckleitpfaden 60 eingeschlossen ist oder in den Druckleitpfaden 60 an einer Innenwand angebracht ist.
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3 veranschaulicht die Wasserstoffabsorption, die von einem Wasserstoffabsorptionsmaterial bewirkt wird. In 3 ist ein bildliches Diagramm der Wasserstoffabsorption unter Verwendung von Palladium als Beispiel für das Wasserstoffabsorptionsmaterial 90 gezeigt. Bei dem Wasserstoffabsorptionsmaterial 90 kann es sich neben Palladium im Übrigen um Magnesium, Vanadium, Titan, Mangan, Zirconium, Nickel, Niob, Cobalt, Calcium oder eine Legierung dieser Elemente handeln.
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Palladium hat ein kubisch-flächenzentriertes Gitter. Wasserstoffmoleküle 300 werden zwischen Palladiumatomen als Wasserstoffatome 310 absorbiert. Es ist im Übrigen bekannt, dass Palladium Wasserstoff in einem Volumen absorbiert, das 935 Mal größer ist als das von Palladium selbst. 4 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung eines Verfahrens zur Absorption von Wasserstoff in einer eingeschlossenen Flüssigkeit 80, die durch Strahlung zersetzt wird, unter Verwendung eines Wasserstoffabsorptionsmaterials.
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In 4 ist das Verfahren beispielhaft in Bezug auf Methan 362 und Wasserstoff 363 beschrieben. Was die eingeschlossene Flüssigkeit 80 anbetrifft, werden C-H-Bindungen und Si-C-Bindungen in der Strukturformel 330 der eingeschlossenen Flüssigkeit durch Strahlung wie beispielsweise gamma-Strahlung aufgebrochen. Resultierende Methylgruppen 360 und Wasserstoffatome 361 binden im Fall 350, in dem kein Wasserstoffabsorptionsmaterial verwendet wird, unter Bildung von Methan 362 und Wasserstoff 363 aneinander.
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In dem Fall, in dem das Wasserstoffabsorptionsmaterial verwendet wird, werden die ungebundenen Wasserstoffatome andererseits an dem Wasserstoffabsorptionsmaterial 90 absorbiert. Demgemäß nimmt die Zahl der Bindungen von Methylgruppen 360 und Wasserstoffatom 361 ab. Infolgedessen kann die Bildung von Methan 362 unterbunden werden. Die Methylgruppen 360, die nicht an Wasserstoffatome 361 gebunden wurden, kehren wieder zu der eingeschlossenen Flüssigkeit zurück. Dadurch kann der Druckanstieg in den Druckleitpfaden 60, der durch die Anreicherung von Kohlenwasserstoffen wie Methan 362 in Form von Gasblasen hervorgerufen wird, verhindert werden.
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5 ist ein veranschaulichendes Diagramm, das eine Technik zur Absorption von Wasserstoffatomen in Kohlenwasserstoffen unter Verwendung des Wasserstoffabsorptionsmaterials zeigt. In 5 ist die Technik in Bezug auf Methan 362 als Beispiel beschrieben. Teile der Methylgruppen 360 und der Wasserstoffatome 361 sind unter Bildung von Methan 362 aneinander gebunden. Wenn das Methan 362 in der Folge mit der Oberfläche des Wasserstoffabsorptionsmaterials in Kontakt kommt, dissoziiert das Methan 362 in Methylgruppen 360 und Wasserstoffatome 361. Die Wasserstoffatome 361 werden von dem Wasserstoffabsorptionsmaterial 90 absorbiert und die Methylgruppen 360 werden letztlich zu Kohlenstoffatomen, die an der Oberfläche des Wasserstoffabsorptionsmaterials absorbiert sind. Hierdurch kann der Druckanstieg in dem Druckleitpfad 60, der durch die Anreicherung von Kohlenwasserstoffen wie Methan 362 in Form von Gasblasen hervorgerufen wird, verhindert werden.
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Wasserstoff, der von außerhalb des Druckmessumformers/Differenzdruckmessumformers stammt, oder Wasserstoff und Wasserstoffatome in Kohlenwasserstoffen, die im Innern gebildet werden, können, indem ein solches Wasserstoffabsorptionsmaterial 90 in dem Druckleitpfad 60 oder an einer Wand des Druckleitpfades 60 in dem Druckmessumformer/Differenzdruckmessumformer angebracht wird, in einer Menge von bis zu dem 935-fachen des Volumens des Wasserstoffabsorptionsmaterials 90 absorbiert werden. Auf diese Weise kann der Anstieg des Innendrucks, der durch die Umwandlung von Wasserstoff und Kohlenwasserstoffen in Gasblasen hervorgerufen wird, verhindert werden.
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6 zeigt einen Differenzdruckmessumformer, bei dem ein pulverförmiges Wasserstoffabsorptionsmaterial in dem Druckleitpfad eingeschlossen ist. In Bezug auf zum Einschließen geeignete Orte wird es vorzugsweise in den Druckleitpfaden 60 bzw. in der Austauscheinheit 10, der Kapillareinheit 20 und dem Hauptteil 30 eingeschlossen. Der Ort zum Einschließen kann jedoch auch nur die Austauscheinheit 10 oder nur die Austauscheinheit 10 und die Kapillareinheit 20 sein. Auch bei dem Druckmessumformer 200 ist das pulverförmige Wasserstoffabsorptionsmaterial 400 wie bei dem Differenzdruckmessumformer 40 in den Druckleitpfaden 60 eingeschlossen.
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Bei der oben beschriebenen Konfiguration vermischt sich das pulverförmige Wasserstoffabsorptionsmaterial 400 mit der eingeschlossenen Flüssigkeit 80, wodurch eine kolloidale Flüssigkeit gebildet wird. Wenn die Partikel des pulverförmigen Wasserstoffabsorptionsmaterials 400 zu diesem Zeitpunkt groß sind, setzen sich die Partikel ab. Das Absetzen kann jedoch verhindert werden, indem der Durchmesser der Partikel kleiner oder gleich 0,1 µm gewählt wird. Die Kontaktfläche zwischen dem pulverförmigen Wasserstoffabsorptionsmaterial 400 und Wasserstoff wird zudem größer, wenn der Partikeldurchmesser klein ist, sodass die Geschwindigkeit der Wasserstoffabsorption vergrößert werden kann. Aufgrund des pulverförmigen Wasserstoffabsorptionsmaterials 400 ist es möglich, Wasserstoff, der von außerhalb des Druckmessumformers/Differenzdruckmessumformers stammt, oder Wasserstoff und Wasserstoffatome in Kohlenwasserstoffen, die im Innern gebildet werden, zu absorbieren und den internen Druckanstieg zu verhindern, der durch die Umwandlung von Wasserstoff und Kohlenwasserstoffen in den Druckleitpfaden zu Gasblasen verursacht wird.
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7 zeigt einen Differenzdruckmessumformer, bei dem ein als Feststoff vorliegendes Wasserstoffabsorptionsmaterial verwendet wird. Das als Feststoff vorliegende Wasserstoffabsorptionsmaterial 410 ist in gleicher Weise wie das in 6 dargestellte pulverförmige Wasserstoffabsorptionsmaterial 400 ebenfalls an einer Stelle innerhalb eines der Drucklenkpfade 60 in dem Druckmessumformer 40 oder an Stellen, die eine Kombination aus diesen darstellen, eingeschlossen. In gleicher Weise wie bei dem Differenzdruckmessumformer 40 ist das als Feststoff vorliegende Wasserstoffabsorptionsmaterial 410 in dem Druckmessumformer 200 in den Druckleitpfaden 60 eingeschlossen. In diesem Fall kann das als Feststoff vorliegende Wasserstoffabsorptionsmaterial 410 die Form von Pellets, Platten oder Kügelchen annehmen.
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Wenn das als Feststoff vorliegende Wasserstoffabsorptionsmaterial 410 außerdem porös ausgeführt ist, kann die Kontaktfläche Wasserstoff und Kohlenwasserstoffen vergrößert werden. Demnach können Wasserstoffatome effizienter absorbiert werden als bei dem Wasserstoffabsorptionsmaterial in Pelletform mit dem gleichen Volumen.
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Bei der oben beschriebenen Konfiguration kann das als Feststoff vorliegende Wasserstoffabsorptionsmaterial 410 mit der eingeschlossenen Flüssigkeit 80 in den Druckleitpfaden 60 vermischt werden. Wenn das als Feststoff vorliegende Wasserstoffabsorptionsmaterial 410 an der Wandfläche 411 in den Druckleitpfaden durch Schweißen befestigt wird, ist es möglich, zu verhindern, dass das Wasserstoffabsorptionsmaterial 410 jeweils an den Membranen, wie der druckaufnehmenden Membran 50 oder der Zwischenmembran 70, oder der Wandfläche 411 des Druckleitpfades auftrifft und diese beschädigt.
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Aufgrund des als Feststoff vorliegenden Wasserstoffabsorptionsmaterials 410 ist es möglich, Wasserstoff, der von außerhalb des Druckmessumformers/Differenzdruckmessumformers stammt, oder Wasserstoff und Wasserstoffatome in Kohlenwasserstoffen, die im Innern gebildet werden, zu absorbieren und den internen Druckanstieg zu verhindern, der durch die Umwandlung von Wasserstoff und Kohlenwasserstoffen in den Druckleitpfaden zu Gasblasen verursacht wird.
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8 zeigt einen Differenzdruckmessumformer, bei dem ein zylindrisches Wasserstoffabsorptionsmaterial verwendet wird. Ein zylindrisches Wasserstoffabsorptionsmaterial 420 ist in gleicher Weise wie das in 6 dargestellte pulverförmige Wasserstoffabsorptionsmaterial 400 ebenfalls an einer Stelle innerhalb eines der Drucklenkpfade 60 in dem Druckmessumformer 40 oder an Stellen, die eine Kombination aus diesen darstellen, eingeschlossen. In gleicher Weise wie bei dem Differenzdruckmessumformer 40 ist das zylindrische Wasserstoffabsorptionsmaterial 420 in dem Druckmessumformer 200 in den Druckleitpfaden 60 eingeschlossen.
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Bei der oben beschriebenen Anordnung kann das zylindrische Wasserstoffabsorptionsmaterial 420 die Form eines Drahtes haben. Die Wasserstoffabsorption kann erleichtert werden, indem der Draht gedrückt und geweitet wird und die Fläche vergrößert wird. Die Kontaktfläche mit dem Wasserstoff kann ferner noch weiter vergrößert werden, in dem das zylindrische Wasserstoffabsorptionsmaterial 420 porös ausgeführt wird. Das zylindrische Wasserstoffabsorptionsmaterial 430 kann leicht bearbeitet werden, wodurch die Kosten gesenkt werden können. Zudem kann das zylindrische Wasserstoffabsorptionsmaterial 430 in der Kapillareinheit 20 oder dergleichen mit einem kleinen Durchmesser leicht angebracht werden.
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Bei der oben beschriebenen Anordnung kann das zylindrische Wasserstoffabsorptionsmaterial 420 nur in den Druckleitpfaden 60 eingeschlossen werden. Wenn das zylindrische Wasserstoffabsorptionsmaterial 420 durch Schweißen (wie Flachschweißen oder Punktschweißen) oder Kleben an der Wandfläche 411 der Druckleitpfade befestigt wird, ist es möglich, zu verhindern, dass das zylindrische Wasserstoffabsorptionsmaterial 420 gegen eine Membran, wie die druckaufnehmende Membran 50 oder die Zwischenmembran 70, oder die Wandfläche 411 des Druckleitpfades schlägt und diese beschädigt.
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<<2. Ausführungsform >>
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In der Ausführungsform 1 wurde die Technik zum Einschließen des Wasserstoffabsorptionsmaterials 90 in den Druckleitpfaden 60 beschrieben. In der zweiten Ausführungsform wird nun eine Technik zum Anbringen des Wasserstoffabsorptionsmaterials 90 an der Wand 411 des Druckleitpfades beschrieben.
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9 zeigt einen Differenzdruckmessumformer mit einem Wasserstoffabsorptionsmaterial, das an der Wand von Druckleitpfaden angebracht ist. Gemäß dieser Technik wird eine Schicht 430 aus Wasserstoffabsorptionsmaterial an der Wandfläche 411 des Druckleitpfades ausgebildet, indem das Wasserstoffabsorptionsmaterial 90 an der Wandfläche 411 des Druckleitpfades durch Beschichten oder Bedampfen aufgebracht wird.
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Die vorliegende Ausführungsform stellt ein Verfahren zur Verhinderung eines Druckanstiegs in den Druckleitpfaden 60 dar, der durch die Umwandlung von Wasserstoff und Kohlenwasserstoffen in Gasblasen verursacht wird, indem in gleicher Weise wie in der Ausführungsform 1 von außerhalb des Differenzdruckmessumformers 40 stammender Wasserstoff oder Wasserstoff und Wasserstoffatome aus Kohlenwasserstoffen, die im Innern gebildet werden, mit Hilfe des Wasserstoffabsorptionsmaterials 90 absorbiert werden. Dies gilt in gleicher Weise für den Druckmessumformer 200.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform ist es nicht nötig, im Vergleich mit dem herkömmlichen Druckmessumformer/Differenzdruckmessumformer die Form oder die eingeschlossene Flüssigkeit zu verändern. Es besteht keine Gefahr, dass sich die Viskosität der eingeschlossenen Flüssigkeit oder die Menge der eingeschlossenen Flüssigkeit ändert. Die Möglichkeit, dass sich die Charakteristik der Druckmessung des Druckmessumformers/Differenzdruckmessumformers selbst verschlechtert, kann im Vergleich mit der 1. Ausführungsform gering gehalten werden.
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In der oben beschriebenen Ausführungsform sollte der Film 430 des Wasserstoffabsorptionsmaterials in dem Differenzdruckmessumformer 40 an den Wänden 411 der Druckleitpfade der Austauscheinheit 10 bzw. der Kapillareinheit 20 bzw. dem Hauptteil 30 durch Beschichten oder Bedampfen aufgebracht werden. Es kann sich bei dieser Stelle jedoch auch nur um die Austauscheinheit 10 oder nur um die Austauscheinheit 10 und die Kapillareinheit 20 handeln.
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Abgesehen von den oben beschriebenen Stellen kann die Stelle, an der beschichtet oder bedampft wird, auch eine Wandfläche 431 einer druckaufnehmenden Membran auf der Seite des Hauptteils, eine Seitenwand 432 einer druckaufnehmenden Zwischenmembran, eine Seitenwand 433 einer Zwischenmembran auf der Seite des Hauptteils oder eine Kombination daraus sein. Oder es kann sich bei den Stellen, an denen beschichtet oder bedampft wird, auch um eine zur eingeschlossenen Flüssigkeit zeigende Seite der druckaufnehmenden Membran 50, eine druckaufnehmende Seite und eine Hauptteilseite der Zwischenmembran 70 und eine druckaufnehmende Seite und eine Hauptteilseite der Mittenmembran 110 oder eine Kombination daraus handeln.
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Die vorliegende Ausführungsform kann in gleicher Weise auch auf den Druckmessumformer 200 übertragen werden. Die Stelle, an der beschichtet oder bedampft wird, kann eine zur eingeschlossenen Flüssigkeit zeigende Seite der druckaufnehmenden Membran 50 und eine Wandfläche der Druckleitpfade 60 oder eines von beiden sein.
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<<3. Ausführungsform >>
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In einer 3. Ausführungsform wird eine Technik zur Absorption von Wasserstoff, der in die eingeschlossene Flüssigkeit gelangen konnte, oder von Wasserstoff und Wasserstoffatomen aus Kohlenwasserstoffen, die in der eingeschlossenen Flüssigkeit gebildet wurden, unter Verwendung eines Wasserstoffabsorptionsmaterials beschrieben, das an einer Wand eines Druckleitpfades angebracht wurde.
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10 zeigt einen Differenzdruckmessumformer mit einer Wasserstoffabsorptionskammer, die an einer Wandfläche eines Druckleitpfades montiert ist. Ein für Wasserstoff durchlässiges Material 441 ist an der Wandfläche 411 des Druckleitpfades installiert und eine Wasserstoffabsorptionskammer 440 ist so angebracht, dass sie den oberen Teil der Wandfläche 411 des Druckleitpfades abdeckt. Die Wasserstoffabsorptionskammer 440 hat einen Aufbau, in dem das Wasserstoffabsorptionsmaterial angebracht ist. In den Druckleitpfaden 60 gebildeter Wasserstoff oder Wasserstoff, der von außen eingedrungen ist, wird von dem für Wasserstoff durchlässigen Material 441 aus der eingeschlossenen Flüssigkeit 80 eingelassen und in die Wasserstoffabsorptionskammer 440 gebracht. Der überführte Wasserstoff wird von dem in der Wasserstoffabsorptionskammer 440 angebrachten Wasserstoffabsorptionsmaterial 90 absorbiert. Auf diese Weise kann der von einer Umwandlung von Wasserstoff in Gasblasen verursachte Anstieg des Innendrucks in den Druckleitpfaden 60 verhindert werden. Zudem ist in einer oberen Wand der Wasserstoffabsorptionskammer 440 ein Deckel 442 zum Öffnen/Verschließen vorgesehen. Infolgedessen ist es möglich, das Wasserstoffabsorptionsmaterial 90 auszutauschen, dass sich in der Wasserstoffabsorptionskammer 440 befindet. Demnach kann die Standzeit des Druckmessumformers/Differenzdruckmessumformers verlängert werden und zudem können Wasserstoffatome auch in einer Umgebung mit hoher Wasserstoffkonzentration problemlos absorbiert werden, in der Wasserstoff in anderen Ausführungsformen nicht vollständig absorbiert werden kann.
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Bei dem oben beschriebenen Aufbau kann das für Wasserstoff durchlässige Material 441 Palladium, Vanadium, Tantal, Niob, Zirconium oder dergleichen sein.
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In Bezug auf die Montagestellen der Wasserstoffabsorptionskammer 440, des für Wasserstoff durchlässigen Materials 441 und des Wasserstoffabsorptionsmaterials 90 können diese in dem oben beschriebene Aufbau überall angebracht werden, solange sich die Stelle an der Wandfläche 411 des Druckleitpfades befindet. Zudem kann das Wasserstoffabsorptionsmaterial 90 pulverförmig, ein Feststoff oder zylindrisch sein. Zudem kann das Wasserstoffabsorptionsmaterial 90 durch Beschichten oder Bedampfen an einer Innenwand der Wasserstoffabsorptionskammer 440 aufgebracht werden.
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<<4. Ausführungsform>>
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In einer 4. Ausführungsform wird ein Verfahren beschrieben, bei dem ein Teil der oder die gesamten eingesetzten Materialien von dem Wasserstoffabsorptionsmaterial gebildet werden.
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In dieser Ausführungsform wird das Wasserstoffabsorptionsmaterial 90 als Teil der oder für die gesamten eingesetzten Materialien, wie die Austauscheinheit 10 und die Kapillareinheit 20, verwendet. Auf diese Weise können Teile, die zum Zweck der Wasserstoffabsorption getrennt in den Druckmessumformer/Differenzdruckmessumformer eingebaut werden, überflüssig werden.
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Durch den oben beschriebenen Aufbau ist es möglich, einen durch die Umwandlung von Wasserstoff und Kohlenwasserstoffen in Gasblasen verursachten Druckanstieg in den Druckleitpfaden zu verhindern, indem Wasserstoff, der von außerhalb des Differenzdruckmessumformers 40 eindringt, oder Wasserstoff und Wasserstoffatome in Kohlenwasserstoffen, die im Inneren gebildet werden, mit Hilfe des Wasserstoffabsorptionsmaterials 90 absorbiert werden. Dies gilt in gleicher Weise auch für den Druckmessumformer 200.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 9-113394 [0005]
- JP 2002-71494 [0005]
