DE102016124025A1

DE102016124025A1 - Pressure sensor for determining a differential pressure

Info

Publication number: DE102016124025A1
Application number: DE102016124025.7A
Authority: DE
Inventors: Raimund Becher; Thomas Uehlin; Benjamin Lemke; Jonas Conradt
Original assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Current assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Priority date: 2016-12-12
Filing date: 2016-12-12
Publication date: 2018-06-14

Abstract

Ein Drucksensor (1, 101) zur Ermittlung eines Differenzdrucks zwischen einem Mediumsdruck und einem Referenzdruck umfassend
I ein Sensorgehäuse (2, 102) mit einem Druckmittlerkörper (3, 103)
II eine mediumsseitig auf dem Druckmittlerkörper (3, 103) angeordnete Trennmembran (6, 106)
III eine Druckmesszelle (9, 109), sowie
IV einen Kanal (8, 108) zur Übertragung eines Druckes von der Trennmembran (6, 106) auf die Druckmesszelle (9, 109) mittels einer im Kanal (8, 108) befindlichen Überleitungsflüssigkeit (10, 110), wobei
der Kanal (8, 108) im Bereich eines Zentrums der Trennmembran (6, 106) im Druckmittlerkörper (3, 103) eine trennmembranseitige Öffnung (67, 171) aufweist und dass der Kanal (8, 108) eine druckmesszellenseitige Öffnung (69, 173) aufweist, welche exzentrisch im Sensorgehäuse (2, 102) angeordnet ist.

A pressure sensor (1, 101) for detecting a differential pressure between a medium pressure and a reference pressure comprising
I a sensor housing (2, 102) with a diaphragm seal body (3, 103)
II a medium side on the diaphragm seal body (3, 103) arranged separating membrane (6, 106)
III a pressure measuring cell (9, 109), as well
IV a channel (8, 108) for transmitting a pressure from the separation membrane (6, 106) to the pressure measuring cell (9, 109) by means of a channel (8, 108) located transfer fluid (10, 110), wherein
the channel (8, 108) in the region of a center of the separation membrane (6, 106) in the diaphragm seal body (3, 103) has a separation membrane side opening (67, 171) and that the channel (8, 108) has a pressure measuring cell side opening (69, 173 ), which is arranged eccentrically in the sensor housing (2, 102).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drucksensor zur Ermittlung eines Differenzdruckes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a pressure sensor for determining a differential pressure according to the preamble of claim 1.

Die DE 103 16 033 weist einen Relativdruckmessumformer mit einem Relativdrucksensor und einer am Relativdrucksensor angeordneten Referenzdruckzuleitung. In der Referenzdruckzuleitung ist ein gasdurchlässiger Filter angeordnet. Die in dieser Druckschrift dargestellte konstruktive Variante hat sich grundsätzlich als sehr befriedigend erwiesen. Allerdings ist dieser Drucksensor hinsichtlich seiner Möglichkeit zur Miniaturisierung begrenzt.The DE 103 16 033 has a relative pressure transducer with a relative pressure sensor and arranged on the relative pressure sensor reference pressure supply line. In the reference pressure supply line, a gas-permeable filter is arranged. The structural variant shown in this document has basically proven to be very satisfactory. However, this pressure sensor is limited in its possibility of miniaturization.

Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine alternative Bauweise für einen Drucksensor anzubieten, welche eine weitergehende Miniaturisierung des Drucksensors erlaubt.Based on the aforementioned prior art, it is an object of the present invention to provide an alternative construction for a pressure sensor, which allows a further miniaturization of the pressure sensor.

Die vorliegende Erfindung löst die Aufgabe durch einen Drucksensor zur Ermittlung eines Differenzdruckes mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The present invention solves the problem by a pressure sensor for determining a differential pressure with the features of claim 1.

Ein erfindungsgemäßer Drucksensor zur Ermittlung eines Differenzdrucks zwischen einem Mediumsdruck und einem Referenzdruck umfasst zumindest

I ein Sensorgehäuse mit einem Druckmittlerkörper
II eine mediumsseitig auf dem Druckmittlerkörper angeordnete Trennmembran
III eine Druckmesszelle, sowie
IV einen Kanal zur Übertragung eines Druckes von der Trennmembran auf die Druckmesszelle mittels einer im Kanal befindlichen Überleitungsflüssigkeit,

wobei der Kanal im Bereich eines Zentrums der Trennmembran im Druckmittlerkörper eine trennmembranseitige Öffnung aufweist und dass der Kanal eine druckmesszellenseitige Öffnung aufweist, welche exzentrisch bzw. dezentral im Sensorgehäuse angeordnet ist.An inventive pressure sensor for determining a differential pressure between a medium pressure and a reference pressure comprises at least

I a sensor housing with a diaphragm seal body
II a medium side arranged on the diaphragm seal body separating membrane
III a pressure measuring cell, as well
IV a channel for transmitting a pressure from the separation membrane to the pressure measuring cell by means of a transfer liquid located in the channel,

wherein the channel in the region of a center of the separation membrane in the diaphragm seal body has a separation membrane-side opening and in that the channel has a pressure measuring cell-side opening, which is arranged eccentrically or decentrally in the sensor housing.

Durch die dezentrale Ableitung des Druckes innerhalb des Kanals kann eine Einheit aus Druckmesszelle und gekoppelter Sensorelektronik platzsparender in einem Sensorgehäuse angeordnet werden. Durch den optimierten Bauraum kann insbesondere eine Miniaturisierung des gesamten Drucksensors ermöglicht werden.Due to the decentralized discharge of the pressure within the channel, a unit of pressure measuring cell and coupled sensor electronics can be arranged in a space-saving manner in a sensor housing. Due to the optimized space especially a miniaturization of the entire pressure sensor can be made possible.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Die trennmembranseitige Öffnung kann einem ersten trennmembranseitige Kanalsegment im Druckmittlerkörper zugeordnet sein, welches Kanalsegment eine Kanalachse A aufweist und die druckmesszellenseitige Öffnung kann einem zweiten druckmesszellenseitigen Kanalsegment mit einer Kanalachse B zugeordnet sein, wobei die Kanalachse B nicht auf der Kanalachse A angeordnet ist. Dadurch wird der Anschluss der Druckmesszelle ggf. in Einheit mit einer Keramikeinfassung vereinfacht. Besonders bevorzugt kann die Kanalachse B parallel zur Kanalachse A angeordnet ist.The separating diaphragm-side opening may be assigned to a first separating-membrane-side channel segment in the pressure-medium body, which channel segment has a channel axis A and the pressure-measuring cell-side opening may be assigned to a second pressure measuring cell-side channel segment with a channel axis B, wherein the channel axis B is not arranged on the channel axis A. As a result, the connection of the pressure measuring cell is possibly simplified in unit with a ceramic enclosure. Particularly preferably, the channel axis B is arranged parallel to the channel axis A.

Die Druckmesszelle kann innerhalb des Sensorgehäuses exzentrisch in vorteilhafter platzsparender Weise angeordnet sein.The pressure measuring cell can be arranged eccentrically in an advantageous space-saving manner within the sensor housing.

Die Druckmesszelle kann insbesondere kompakt als MEMS-Chip auf Basis eines Siliziumwafers ausgebildet ist.In particular, the pressure measuring cell can be made compact as a MEMS chip based on a silicon wafer.

Eine besondere Platzersparnis beim Aufbau des Drucksensors ergibt der vorgenannte Aufbau sofern der Drucksensor eine seitlich zur Druckmesszelle angeordnete Sensorelektronik aufweist.A particular space savings in the construction of the pressure sensor results in the aforementioned construction if the pressure sensor has a side of the pressure measuring cell arranged sensor electronics.

Das Sensorgehäuse kann zudem vorteilhaft eine Sensorgehäuseachse A aufweisen, auf welcher die Kanalachse A angeordnet ist. Ein solches Sensorgehäuse ist einfach fertigbar.The sensor housing may also advantageously have a sensor housing axis A, on which the channel axis A is arranged. Such a sensor housing is easily manufacturable.

Die Sensorelektronik kann vorteilhaft in platzsparender Weise näher zur Sensorgehäuseachse A angeordnet sein als die Druckmesszelle.The sensor electronics can advantageously be arranged in a space-saving manner closer to the sensor housing axis A than the pressure measuring cell.

Vorteilhaft kann die Druckmesszelle durch eine Keramikfassung eingefasst sein, welche ebenfalls platzsparend dezentral im Sensorgehäuse angeordnet ist.Advantageously, the pressure measuring cell can be enclosed by a ceramic socket, which is also arranged in a space-saving decentralized manner in the sensor housing.

Eine Einheit aus Druckmesszelle, Keramikfassung und Sensorelektronik kann innerhalb des Sensorgehäuses in einem Innengehäuse zum Schutz vor Feuchtigkeit angeordnet sein. Wenngleich das Innengehäuse Bauraum beansprucht, wird dieses durch die dezentrale Druckführung und den damit eingesparten Bauraum wieder ausgeglichen. Insgesamt ist daher ein miniaturisierter Drucksensor auch für Hochdruckanwendungen realisierbar.A unit of pressure measuring cell, ceramic socket and sensor electronics can be arranged inside the sensor housing in an inner housing for protection against moisture. Although the inner housing takes up space, this is compensated by the decentralized pressure guide and thus saved space. Overall, therefore, a miniaturized pressure sensor can also be realized for high-pressure applications.

Der Druckmittlerkörper kann sowohl das erste Kanalsegment, zumindest teilweise das zweite Kanalsegment und ein drittes Kanalsegment aufweisen, welches das erste und das zweite Kanalsegment verbindet. Fertigungstechnisch muss somit nur der Druckmittlerkörper bearbeitet werden. Eine Umgestaltung weiterer Bauteile ist nicht nötig.The diaphragm seal body can have both the first channel segment, at least partially the second channel segment and a third channel segment, which connects the first and the second channel segment. Manufacturing technology therefore only the diaphragm seal body must be processed. A redesign of other components is not necessary.

Zur druckdichten und zugleich einfach-fertigbaren Anordnung können die Kanalsegmente als Sacklochbohrungen ausgebildet sein. For pressure-tight and at the same time easily manufacturable arrangement, the channel segments may be formed as blind holes.

Als mediumsseitige Trennmembran ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorzugsweise eine mediumsberührende Trennmembran, welche in Kontakt mit dem Messmedium steht, zu verstehen.In the context of the present invention, the medium-side separating membrane is preferably a medium-contacting separating membrane which is in contact with the measuring medium.

Zur Vermeidung des Austritts an Überleitungsflüssigkeit kann das dritte Kanalsegment durch ein Verschlusselement begrenzt sein, welches im Druckmittlerkörper angeordnet ist.In order to avoid leakage to the transfer fluid, the third channel segment may be delimited by a closure element, which is arranged in the diaphragm seal body.

Das Sensorgehäuse kann zumindest zwei Gehäusehohlräume, insbesondere drei Gehäusehohlräume, aufweisen, wobei ein Innengehäuse zum Schutz der Druckmesszelle vor Feuchtigkeit einen ersten Gehäusehohlraum definiert, welcher in einem zweiten Gehäusehohlraum angeordnet ist. Das Innengehäuse kann eine erste Durchführung zum Anschluss einer Referenzluftleitung und eine zweite Durchführung zum Anschluss einer Strom- und/oder Signalleitung aufweisen. Die Durchführung zum Anschluss einer Referenzluftleitung kann dabei vorteilhaft als zylindrischer Anschlussstutzen ausgebildet sein, welcher durch die Gehäusewandung der Innenwandung hindurchragt und auf welchen beidseitig Schläuche aufsteckbar sind. Die Durchführung zum Anschluss der Strom- und/oder Signalleitung kann zumindest einseitig vorteilhaft als Steckanschluss ausgebildet sein.The sensor housing may have at least two housing cavities, in particular three housing cavities, an inner housing for protecting the pressure measuring cell from moisture defining a first housing cavity, which is arranged in a second housing cavity. The inner housing may have a first passage for connecting a reference air line and a second passage for connecting a power and / or signal line. The passage for connecting a reference air line can advantageously be formed as a cylindrical connecting piece, which projects through the housing wall of the inner wall and on which hoses are attachable on both sides. The bushing for connecting the power and / or signal line can advantageously be configured as a plug connection at least on one side.

Der optionale dritte Gehäusehohlraum kann als ein Elektronikbauraum ausgebildet sein. Zumindest die Strom- und/oder Signalleitung erstreckt sich dabei bis in alle drei Gehäusehohlräume und verbindet Sensorelektronik mit im Elektronikbauraum angeordneten Elektronikbauteilen.The optional third housing cavity may be formed as an electronics space. At least the power and / or signal line extends into all three housing cavities and connects sensor electronics arranged in the electronics assembly space electronic components.

Die Erfindung wird nun anhand eines in der nachfolgenden Figur dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigt:

1: einen Längsschnitt durch einen schematisch dargestellten ersten erfindungsgemäßen Drucksensors; und
2 einen Längsschnitt durch einen schematisch dargestellten zweiten erfindungsgemäßen Drucksensor.

The invention will now be explained with reference to an embodiment shown in the following figure. It shows:

1 a longitudinal section through a schematically illustrated first pressure sensor according to the invention; and
2 a longitudinal section through a schematically illustrated second pressure sensor according to the invention.

1 zeigt einen Drucksensor zum Übertragen eines Mediendrucks umfassend ein mehrteiliges Sensorgehäuse 2 mit einem ersten Druckmittlerkörper 3 mit einer medienseitigen Oberfläche 4 bzw. einer Stirnseite, und einer Trennmembran 5, die unter Ausbildung einer Druckkammer 7 zwischen der Trennmembran 5 und dem ersten Druckmittlerkörper 3 entlang zumindest eines Randes 6 druckdicht mit dem ersten Druckmittlerkörper 3 verbunden ist. 1 shows a pressure sensor for transmitting a media pressure comprising a multi-part sensor housing 2 with a first diaphragm seal body 3 with a media-side surface 4 or a front side, and a separation membrane 5 , which under formation of a pressure chamber 7 between the separation membrane 5 and the first diaphragm seal body 3 along at least one edge 6 pressure-tight with the first diaphragm seal body 3 connected is.

Ausgehend von der Druckkammer 7 erstreckt sich ein erster Kanal 8 zumindest abschnittsweise durch den ersten Druckmittlerkörper 3. Der Kanal 8 ist mit einer Übertragungsflüssigkeit 10 gefüllt sind, um einen an der Trennmembran 5 anstehenden Mediendruck zu einer Druckmesszelle 9 zu übertragen. Die Druckmesszelle ist dabei in eine Querschnittsverbreiterung 76 des Kanals 8 in den Druckmittlerkörper 3 eingesetzt und mit diesem verbunden, vorzugsweise verklebt oder verlötet.Starting from the pressure chamber 7 extends a first channel 8th at least in sections through the first diaphragm seal body 3 , The channel 8th is with a transfer fluid 10 are filled to one on the separation membrane 5 pending media pressure to a pressure measuring cell 9 transferred to. The pressure measuring cell is in a cross-sectional broadening 76 of the canal 8th in the diaphragm seal body 3 used and connected to this, preferably glued or soldered.

Vorzugsweise handelt es bei der Übertragungsflüssigkeit um ein Öl, insbesondere um ein niederviskoses Öl, beispielweise mit einer kinetischen Viskosität von 20 mm/s.The transfer liquid is preferably an oil, in particular a low-viscosity oil, for example having a kinetic viscosity of 20 mm / s.

Die Druckmesszelle 9 kann vorzugsweise als eine mehrschichtige keramische Druckmesszelle ausgebildet sein. Eine entsprechende Druckmesszelle ist beispielsweise in der Druckschrift WO 2015/197344 A1 beschrieben, auf welche bezüglich einer bevorzugten konstruktiven Ausführungsvariante für eine im erfindungsgemäßen Drucksensor eingesetzte Druckmesszelle vollumfänglich Bezug genommen wird.The pressure measuring cell 9 may preferably be formed as a multilayer ceramic pressure measuring cell. A corresponding pressure measuring cell is for example in the document WO 2015/197344 A1 to which reference is made in full with respect to a preferred constructive embodiment for a pressure measuring cell used in the pressure sensor according to the invention.

Die Druckmesszelle 9 kann durch eine Keramikfassung 11 zumindest teilweise eingefasst sein. Diese dient der Stützung der Druckmesszelle aufgrund der hohen Festigkeit der Keramikfassung. Die Keramikfassung kann vorzugsweise aus zwei oder mehr Keramikwinkeln ausgebildet sein. Einer der Keramikwinkel kann in Zusammenspiel mit dem Druckmittlerkörper 3 eine Weiterführung des Kanals 8 aufweisen, welcher sich bereichsweise durch den Keramikwinkel erstreckt.The pressure measuring cell 9 can through a ceramic socket 11 be at least partially enclosed. This serves to support the pressure measuring cell due to the high strength of the ceramic socket. The ceramic socket may preferably be formed of two or more ceramic angles. One of the ceramic angles can be used in conjunction with the diaphragm seal body 3 a continuation of the channel 8th have, which extends in regions through the ceramic angle.

Die Druckmesszelle 9 kann plattenförmig ausgebildet sein, wobei der mit Übertragungsmedium gefüllte Kanal 8 in einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung senkrecht zur Plattenebene der Druckmesszelle 9 angeordnet ist.The pressure measuring cell 9 may be plate-shaped, wherein the filled with transmission medium channel 8th in a preferred embodiment of the invention perpendicular to the plane of the pressure measuring cell 9 is arranged.

Der mit Übertragungsmedium gefüllte erste Kanal 8 wird auch als erste Ölkammer bezeichnet.The filled with transmission medium first channel 8th is also called the first oil chamber.

Der Druckmittlerkörper 3 kann im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet sein und kann aus einem mediumsbeständigen metallischen Material, vorzugsweise aus Edelstahl und/oder einer Nickelbasis-legierung ausgebildet sein.The diaphragm seal body 3 may be formed substantially rotationally symmetrical and may be formed of a medium-resistant metallic material, preferably made of stainless steel and / or a nickel-based alloy.

Die stirnseitig am Druckmittlerkörper 3 angeordnete Trennmembran 5 kann einen Durchmesser von weniger als 20 mm, vorzugsweise weniger als 15 mm, aufweisen.The front side of the diaphragm seal body 3 arranged separation membrane 5 may have a diameter of less than 20 mm, preferably less than 15 mm.

Die Trennmembran 5 kann dabei vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus einem Chrom-Nickel-Molybdänstahl, vorzugsweise aus dem Werkstoff mit der Werkstoffnummer 1.4435 (gemäß DIN EN 10088-3 , in der aktuellen Fassung des Jahres 2016), gefertigt sein.The separation membrane 5 can preferably be made of a metallic material, in particular of a chromium-nickel-molybdenum steel, preferably made of the material with the material number 1.4435 (according to DIN EN 10088-3 , in the current version of the year 2016).

Das Gehäuse weist eine Gehäuseachse A auf.The housing has a housing axis A on.

Der erste Kanal 8 erstreckt sich ausgehend vom Druckmittlerkörper 3 weiter in die Keramikeinfassung 11 bis hin zur Druckmesszelle 9.The first channel 8th extends from the diaphragm seal body 3 further into the ceramic enclosure 11 up to the pressure measuring cell 9 ,

Der erste Kanal 8 weist eine im Membranzentrum der Trennmembran 5 angeordnete Kanalöffnung 72 auf. Zudem weist der Kanal ein in der Keramikfassung angebrachtes erstes Kanalsegment 59 mit einer Kanalachse B auf. Dieses erste Kanalsegment 59 dient der Zuführung des Drucks zur Druckmesszelle. Das Kanalsegment 59 setzt sich als zweites Kanalsegment 61 des Druckmittlerkörpers 3 auf der Kanalsachse B fort.The first channel 8th has one in the membrane center of the separation membrane 5 arranged channel opening 72 on. In addition, the channel has a first channel segment mounted in the ceramic socket 59 with a channel axis B on. This first channel segment 59 serves to supply the pressure to the pressure measuring cell. The channel segment 59 sits down as the second channel segment 61 of the diaphragm seal body 3 on the channel axis B continued.

Die Kanalachse B der ersten Kanalsegmente 59 und 60 des Druckmittlerkörpers 3 und der Keramikfassung 11 sind außerhalb der Gehäuseachse A, jedoch parallel zu dieser angeordnet.The channel axis B the first channel segments 59 and 60 the diaphragm seal body 3 and the ceramic socket 11 are outside the housing axis A but arranged parallel to this.

Zur Realisierung dieser dezentralen Anordnung ist in 1 der Kanal 8 innerhalb des Druckmittlerkörpers 3 in mehrere Kanalsegmente 60, 61, 62 eingeteilt, wobei zumindest das erste Kanalsegment 60 entlang der Gehäuseachse A verläuft und eine erste Kanalachse A' definiert und wobei zumindest die erste Kanalachse A' auf der Gehäuseachse A liegt. Ein zweites Kanalsegment 61 führt zur Druckzelle 9 und definiert eine zweite Kanalachse B, welche nicht auf der Kanalachse A' liegt allerdings parallel zu der Kanalachse A' verläuft. Ein drittes Kanalsegment 62 verbindet das erste und das zweite Kanalsegment 60 und 61.To realize this decentralized arrangement is in 1 the channel 8th within the diaphragm seal body 3 into several channel segments 60 . 61 . 62 divided, wherein at least the first channel segment 60 along the housing axis A runs and defines a first channel axis A 'and wherein at least the first channel axis A' on the housing axis A lies. A second channel segment 61 leads to the pressure cell 9 and defines a second channel axis B which does not lie on the channel axis A 'but runs parallel to the channel axis A'. A third channel segment 62 connects the first and the second channel segment 60 and 61 ,

Somit ist bei der in 1 dargestellten Ausführungsvariante die Übertragungsflüssigkeit im Bereich der Trennmembran 5 zentral angeordnet und im Bereich der Druckmesszelle 9 dezentral angeordnet.Thus, at the in 1 illustrated embodiment, the transmission fluid in the region of the separation membrane 5 centrally located and in the area of the pressure measuring cell 9 decentralized.

Entsprechend weist das erste Kanalsegment die trennmembranseitige Öffnung 72 zur Druckkammer und zur Trennmembran hin auf, wobei das Zentrum der Öffnung 72 und das Zentrum der Trennmembran 5 beide auf einer Achse liegt, welche Achse auf der Gehäuseachse A liegt oder parallel zur Gehäuseachse A verläuft. Diese Achse dient als Bezug für eine zentrale Anordnung. Alle Punkte außerhalb dieser Achse, durch welche das Zentrum der mediumsseitigen Trennmembran verläuft, sind dezentral angeordnet.Accordingly, the first channel segment has the separation membrane-side opening 72 towards the pressure chamber and the separation membrane, with the center of the opening 72 and the center of the separation membrane 5 both lie on one axis, which axis on the housing axis A lies or parallel to the housing axis A runs. This axis serves as a reference for a central arrangement. All points outside this axis, through which the center of the medium-side separation membrane passes, are arranged decentrally.

Das zweite Kanalsegment kann mit dem Druckmittlerkörper 3 abschließen oder sich bis in die Keramikfassung hinein erstrecken. Es weist eine druckmembranseitige Öffnung 73 auf, welche jedoch in Richtung der Druckmesszelle im Kanal angeordnet ist. Die Öffnung muss dabei nicht unmittelbar an der Druckmesszelle angeordnet sein.The second channel segment can communicate with the diaphragm body 3 close or extend into the ceramic socket. It has a pressure membrane-side opening 73 which, however, is arranged in the direction of the pressure measuring cell in the channel. The opening does not have to be arranged directly on the pressure measuring cell.

Diese druckmesszellenseitige Öffnung ist dezentral im Sensorgehäuse angeordnet und wobei das Zentrum des Sensorgehäuses im Rahmen der vorliegenden Erfindung durch eine Achse definiert wird, welche durch das Zentrum der Trennmembran und parallel zur Gehäuseachse, insbesondere auf der Gehäuseachse, verläuft.This pressure measuring cell-side opening is arranged decentrally in the sensor housing and wherein the center of the sensor housing is defined in the present invention by an axis which extends through the center of the separation membrane and parallel to the housing axis, in particular on the housing axis.

Die Druckmesszelle 9 ermittelt den durch die Übertragungsflüssigkeit auf die Druckmesszelle ausgeübten Druck und überträgt in Abhängigkeit vom vorherrschenden Druck ein Messsignal an eine Sensorelektronik 13. Diese Sensorelektronik ist als Platine ausgebildet mit einer Platinenebene, welche senkrecht zur Plattenebene der Druckmesszelle 9 angeordnet ist.The pressure measuring cell 9 determines the pressure exerted by the transfer fluid on the pressure measuring cell pressure and transmits depending on the prevailing pressure a measurement signal to a sensor electronics 13 , This sensor electronics is designed as a board with a board plane, which is perpendicular to the plane of the pressure measuring cell 9 is arranged.

Die Keramikfassung 11 kann elektrische Kontaktierungselemente, z.B. Signalstifte oder Leiterplatten aufweisen, welche eine Signalübertragung zwischen der Sensorelektronik 13 und der Druckmesszelle 9 ermöglicht. Eine bevorzugte Signalanbindung zwischen Sensorelektronik 13, Keramikfassung 11 und Druckmesszelle 9 kann durch Drahtbonden erreicht werden.The ceramic version 11 may comprise electrical contacting elements, such as signal pins or printed circuit boards, which signal transmission between the sensor electronics 13 and the pressure cell 9 allows. A preferred signal connection between sensor electronics 13 , Ceramic version 11 and pressure cell 9 Can be achieved by wire bonding.

Das mehrteilige Sensorgehäuse 2 wird gebildet aus dem mediumsseitigangeordneten Druckmittlerkörper 3, eine sich daran anschließende Gehäusehülse 14 und eine endständige Gehäusekappe 15. In 1 ist die Gehäusehülse 14 mehrteilig ausgebildet.The multi-part sensor housing 2 is formed from the medium side arranged diaphragm seal body 3 , an adjoining housing sleeve 14 and a terminal housing cap 15 , In 1 is the housing sleeve 14 formed in several parts.

Die Gehäusehülse 14 definiert gemeinsam mit dem Druckmittlerkörper 3 einen ersten Gehäusehohlraum 16. Die Gehäusehülse dient als Distanzstück für einen Temperaturangleich zwischen der Druckmesszelle und dem Messmedium. Bei heißen Medien definiert die Länge der Gehäusehülse eine Kühlstrecke bei kalten Medien, z.B. flüssigem Stickstoff, eine Erwärmungsstrecke.The housing sleeve 14 defined together with the diaphragm seal body 3 a first housing cavity 16 , The housing sleeve serves as a spacer for a temperature adjustment between the pressure measuring cell and the measuring medium. For hot media, the length of the housing sleeve defines a cooling path in cold media, such as liquid nitrogen, a heating distance.

Ein zweiter Gehäusehohlraum 17 wird im Wesentlichen durch die Gehäusekappe 14 und teilweise durch die Gehäusehülse begrenzt. Eine Trennwand 18 trennt den ersten und den zweiten Gehäusehohlraum 16 und 17 voneinander.A second housing cavity 17 is essentially through the housing cap 14 and partially bounded by the housing sleeve. A partition 18 separates the first and the second housing cavity 16 and 17 from each other.

Die Einheit aus Druckmesszelle 9, Keramikeinfassung 11 und Sensorelektronik 13 ist in 1 innerhalb des ersten Gehäusehohlraumes 16 gesondert gekapselt durch ein im ersten Gehäusehohlraum angeordnetes Innengehäuse 63, welches gemeinsam mit dem Druckmittlerkörper einen dritten Gehäusehohlraum 75 ausbildet.The unit of pressure measuring cell 9 , Ceramic surround 11 and sensor electronics 13 is in 1 within the first housing cavity 16 separately encapsulated by an inner housing disposed in the first housing cavity 63 which, together with the diaphragm seal body, a third housing cavity 75 formed.

In der Wandung der Gehäusekappe kann eine nicht näher dargestellte Signaldurchführung angeordnet sein. Diese kann beispielsweise elektrisch leitende, insbesondere metallische Signalstifte umfassen, welche in einer elektrisch-isolierenden Vergussmasse eingefasst sind. Diese Signalstifte erstrecken sich durch die Vergussmasse, so dass sie außerhalb des Sensorgehäuses mit einer externen Signalverbindungsleitung kontaktierbar sind. Innerhalb des zweiten Gehäusehohlraums ist eine Signalleitung 24, beispielsweise ein sogenanntes flexibles Kabel, insbesondere ein Flachkabel, angeordnet, welches die Sensorelektronik 13 mit der vorbeschriebenen nichtdargestellten Signaldurchführung oder mit Elektronikkomponenten, die im zweiten Gehäusehohlraum 17, dem sogenannten Elektronikbauraum, verbindet. Für die Signalleitung kann die Trennwand 18 einen Durchbruch aufweisen. Die Signalleitung 24 kontaktiert über eine in 1 dargestellte Steckverbindung 64 mit der Sensorelektronik 13. Das Innengehäuse 63 weist zur Durchführung der Signalleitung 24 ebenfalls eine Signal- und/oder Stromdurchführung 65 auf, welche in diesem Fall gekapselt ausgebildet ist. Zudem weist das Innengehäuse 63 eine Druckdurchführung 71 zur Durchführung der Referenzluft auf. In the wall of the housing cap, a signal passage not shown can be arranged. This may comprise, for example, electrically conductive, in particular metallic signal pins, which are enclosed in an electrically insulating potting compound. These signal pins extend through the potting compound, so that they can be contacted outside of the sensor housing with an external signal connection line. Within the second housing cavity is a signal line 24 , For example, a so-called flexible cable, in particular a flat cable, arranged, which the sensor electronics 13 with the above-described unillustrated signal feedthrough or with electronic components in the second housing cavity 17 , the so-called electronics space, connects. For the signal line, the partition wall 18 have a breakthrough. The signal line 24 contacted via an in 1 illustrated connector 64 with the sensor electronics 13 , The inner case 63 points to the implementation of the signal line 24 also a signal and / or current implementation 65 which is encapsulated in this case. In addition, the inner housing 63 has a pressure feedthrough 71 for carrying out the reference air.

Ausgehend von der Druckmesszelle 9 erstreckt sich zumindest ein zweiter Kanal 25 durch das Sensorgehäuse 2. Dieser zweite Kanal liegt zumindest im Bereich der Keramikfassung auf derselben Kanalachse B wie der erste Kanal 8. Dabei dient das Kanalsegment des zweiten Kanals welches in der Keramikfassung vorliegt, als Anschlussstutzen für ein erstes Verbindungselement 26, z.B. ein Silikonschlauch bzw. eine Referenzluftleitung.Starting from the pressure measuring cell 9 At least one second channel 25 extends through the sensor housing 2 , This second channel is at least in the region of the ceramic socket on the same channel axis B like the first channel 8th , In this case, the channel segment of the second channel which is present in the ceramic socket, serves as a connecting piece for a first connecting element 26 , eg a silicone hose or a reference air line.

Der erste Kanal 8 setzt auf einer ersten Seite der Druckmesszelle 9 an. Der zweite Kanal 25 setzt auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite der Druckmesszelle 9 an.The first channel 8th sets on a first side of the pressure cell 9 at. The second channel 25 sets on one of the first side opposite second side of the pressure cell 9 at.

Der zweite Kanal 25 erstreckt sich ausgehend von der Druckmesszelle 9 durch die Keramikfassung 11, durch das Verbindungselement 26, durch die Druckdurchführung in der Wandung des Innengehäuses 63, durch ein zweites Verbindungselement 66 bis hin zu einer Zuführöffnung 67 in der Gehäusewandung im Bereich des zweiten Gehäusehohlraums 17.The second channel 25 extends from the pressure measuring cell 9 through the ceramic frame 11 , through the connecting element 26 , through the pressure passage in the wall of the inner housing 63 , through a second connecting element 66 up to a feed opening 67 in the housing wall in the region of the second housing cavity 17 ,

Die Gehäusehülse 14 kann aus Metall gebildet sein. Bevorzugt ist das Material eine Chrom-Molybdän-Nickel Edelstahllegierung, vorzugsweise aus dem Werkstoff 1.4404.The housing sleeve 14 can be made of metal. Preferably, the material is a chromium-molybdenum-nickel stainless steel alloy, preferably of the material 1.4404.

Die Gehäusekappe 15 kann aus einem Kunststoff oder aus Metall gebildet sein. Ein bevorzugter Kunststoff kann vorzugsweise ein unter Aufnahme von Feuchtigkeit, z.B. Luftfeuchte, ein quellfähiger Kunststoff, insbesondere ein Polyamid oder Polyurethan, sein. Dadurch kann das Gehäuse an den Schnittstellen der einzelnen Gehäuseteile eine selbstabdichtende Wirkung aufweisen.The housing cap 15 can be made of a plastic or metal. A preferred plastic may preferably be a moisture-absorbing material, for example air humidity, a swellable plastic, in particular a polyamide or polyurethane. As a result, the housing can have a self-sealing effect at the interfaces of the individual housing parts.

Bei Ex-d-tauglichen Geräten kann der erste Kanal zwischen Druckmesszelle und Druckkammer beispielsweise zusätzlich eine Flammendurchschlagsperre 74 enthalten. Um diese zu realisieren darf der Kanalquerschnitt ein bestimmtes lichtes Flächenmaß über eine Länge nicht überschreiten. Eine weitere Motivation für minimierte Kanalquerschnitte ergibt sich aus dem Bestreben die Menge der im Druckmittlerkörper eingesetzten Übertragungsflüssigkeit so weit wie möglich zu reduzieren, da die Übertragungsflüssigkeit aufgrund ihres größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten im Vergleich zu jenem des Druckmittlerkörpers einen temperaturabhängigen Übertragungsfehler bewirkt.For Ex-d-compatible devices, the first channel between the pressure cell and the pressure chamber, for example, additionally a flame arrester 74 contain. In order to realize this, the channel cross-section may not exceed a certain light surface measure over a length. Another motivation for minimized channel cross-sections results from the endeavor to reduce the amount of transmission fluid used in the diaphragm seal body as much as possible, since the transmission fluid causes a temperature-dependent transmission error due to their larger thermal expansion coefficient compared to that of the diaphragm seal body.

Wie aus 1 ersichtlich, ist es schwierig innerhalb des massiven Druckmittlerkörpers 3 eine Überleitung zwischen zwei parallel zueinander verlaufenden Kanalsegmenten einzubringen. Daher wird in der Variante der 1 das zweite Kanalsegment 61 durch eine Schrägbohrung erreicht. Um einen Austritt an Übertragungsflüssigkeit durch die Bohröffnung der Schräglochbohrung zu vermeiden, wird ein Verschlusselement 68 eingesetzt. Hier kann vorzugsweise eine Stahlkugel eingepreßt sein. Diese ist in der vorliegenden Anwendung bei einem Kanaldurchmesser von etwa 2 mm ebenfalls 2 mm.How out 1 As can be seen, it is difficult within the massive diaphragm seal body 3 to introduce a transition between two mutually parallel channel segments. Therefore, in the variant of 1 the second channel segment 61 achieved by an oblique hole. In order to prevent leakage of transmission fluid through the bore hole of the oblique hole, a closure element 68 used. Here, preferably a steel ball can be pressed. This is also 2 mm in the present application with a channel diameter of about 2 mm.

Die Schräglochbohrung zur Schaffung des zweiten Kanalsegments sowie die beiden anderen Kanalsegmente sind als Sacklochbohrungen ausgebildet und erstrecken sich nicht durch den gesamten Druckmittlerkörper sondern nur bis in eine vorbestimmte Tiefe.The oblique hole for creating the second channel segment and the two other channel segments are formed as blind holes and do not extend through the entire diaphragm seal body but only to a predetermined depth.

Die Gehäusegröße des Drucksensors 1 kann bevorzugt in miniaturisierter Bauweise ausgebildet sein. Der Durchmesser des Gehäuses kann an seiner breitesten Stelle weniger als 60 mm, vorzugsweise weniger als 50 mm, betragen.The housing size of the pressure sensor 1 may preferably be formed in a miniaturized design. The diameter of the housing may be at its widest point less than 60 mm, preferably less than 50 mm.

Die Sensorelektronik 13 gewährleistet die MesssignalaufbereitungThe sensor electronics 13 ensures measurement signal conditioning

Der zweiten Gehäusehohlraum 17 kann für weitere Elektronikbauteile vorgesehen sein und dient als Elektronikbauraum.The second housing cavity 17 can be provided for other electronic components and serves as an electronics space.

Der in 1 dargestellte Drucksensor erlaubt trotz seines keinen Anschlusses und der damit verbundenen kleinen Trennmembran eine hohe Messperfomance und eine geringe Temperaturhysterese.The in 1 shown pressure sensor allows despite its no connection and the associated small separation membrane high Messperfomance and a low temperature hysteresis.

Dabei erlaubt das Innengehäuse 63 einen besonders effektiven Schutz der Druckmesszelle vor Feuchtigkeit, beispielsweise vor Luft- oder Mediumsfeuchte. Das Innengehäuse 63 mit der Signal- und/oder Stromdurchführung 65 und der Druckdurchführung 71 kann in Kombination mit dem Druckmittlerkörper hermetisch dicht ausgebildet sein. Dabei ist das Innengehäuse 63 durch Spritzguss fertigbar.The inner housing allows this 63 a particularly effective protection of the pressure cell from moisture, such as air or Medium humidity. The inner case 63 with the signal and / or current feedthrough 65 and the pressure implementation 71 may be hermetically sealed in combination with the diaphragm seal body. Here is the inner case 63 manufacturable by injection molding.

Der Drucksensor eignet sich besonders vorteilhaft für den Einsatz in biotechnologischen Anlagen. In derartigen Anlagen wird oftmals eine aggressive Reinigung zur Entkeimung und Desinfizierung benötigt. Der Drucksensor kann diesen Reinigungsprozessen standhalten.The pressure sensor is particularly advantageous for use in biotechnological plants. Such systems often require aggressive cleaning for sterilization and disinfection. The pressure sensor can withstand these cleaning processes.

2 zeigt eine zweite Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Durchsensors 101. Dieser weist einen Druckmittlerkörper 103 auf, welcher in einem ringförmigen Anschlusselement 140 eingesetzt und mittels des Anschlusselements mit einer Gehäusekappe 114 eines Sensorgehäuses 102 verbunden ist. 2 shows a second embodiment of a sensor according to the invention 101 , This has a diaphragm seal body 103 on, which in an annular connection element 140 used and by means of the connection element with a housing cap 114 a sensor housing 102 connected is.

Die Gehäusekappe 114 definiert einen ersten Gehäusehohlraum 115, in welchem ein Sensoreinsatz 145, welche auch als Guard-Hülse bezeichnet wird, angeordnet ist. Der Sensoreinsatz 145 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen topfförmig ausgebildet, d.h. er weist einen zylindrischen Abschnitt 146 auf, der von einem Boden 147 abgeschlossen ist.The housing cap 114 defines a first housing cavity 115 in which a sensor insert 145 , which is also referred to as a guard sleeve, is arranged. The sensor insert 145 is formed in the illustrated embodiment is substantially cup-shaped, ie, it has a cylindrical portion 146 on top of a floor 147 is completed.

Zwischen dem Sensorgehäuse 102, insbesondere zwischen der Gehäusekappe 115, und dem Einsatz 117 besteht ein ringförmig umlaufender Spalt 148. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind sowohl das Sensorgehäuse 102 als auch der Einsatz 117 im Wesentlichen zylindrisch, so daß auch der Spalt 148 im Wesentlichen eine zylindrische Form hat.Between the sensor housing 102 , in particular between the housing cap 115, and the insert 117 there is an annular circumferential gap 148 , In the illustrated embodiment, both the sensor housing 102 as well as the use 117 essentially cylindrical, so that also the gap 148 has a substantially cylindrical shape.

Der Spalt 148 ist durch zwei zwischen dem Gehäuse 102 und dem Einsatz 145 eingespannte Dichtungen 149 begrenzt. Die Dichtungen 149 sind ringförmig. Zur Aufnahme der Dichtungen 149 weist der Einsatz 145 auf dessen Außenseite vorzugsweise zwei ringförmig umlaufende Nuten auf.The gap 148 is through two between the case 102 and the mission 145 clamped seals 149 limited. The seals 149 are ring-shaped. For receiving the seals 149 indicates the use 145 on its outer side preferably two annular circumferential grooves.

An dem Innengehäuse 163 kann eine Referenzdruckzuleitung angeschlossen sein, die in den Einsatz 145 hineinführt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfaßt die Referenzdruckzuleitung einen mit dem Innengehäuse 163 fest verbundenes rohrförmigen Steckanschluss zum Anschluss eines Schlauches, welcher vom Innengehäuse 163 durch den Gehäusehohlraum 117 bis zum den Boden 147 des Einsatzes 145 führt. Der Boden 147 kann ebenfalls einen rohrförmigen Steckanschluss zur Aufnahme des Schlauches aufweisen.On the inner housing 163 may be connected to a reference pressure supply, which is in use 145 ushers. In the illustrated embodiment, the reference pressure supply line includes a with the inner housing 163 firmly connected tubular plug-in connection for connecting a hose, which from the inner housing 163 through the housing cavity 117 to the floor 147 of the insert 145 leads. The floor 147 may also have a tubular plug-in connection for receiving the hose.

Der Einsatz 145 weist im Bereich der Mündung einer Referenzluftzufuhr eine radial von außen in den Boden 147 des Einsatzes 145 hineinführende Sacklochbohrung Bohrung 150, insbesondere eine Sacklochbohrung, auf. Diese mündet in eine zweite Bohrung welches ein Teil des rohrförmigen Steckanschlusses des Bodens 147 ist.The use 145 has in the area of the mouth of a reference air supply a radially from the outside into the ground 147 of the insert 145 leading blind hole bore 150 , in particular a blind hole, on. This opens into a second bore which forms part of the tubular plug-in connection of the floor 147 is.

Vorzugsweise kann die Öffnung der Bohrung 150 durch einen feuchtigkeitsabweisenden gasdurchlässigen Filter verschlossen sein. Hierzu sind z.B. Filter aus Metall, Polytetrafluorethylen (PTFE) oder Goretex geeignet.Preferably, the opening of the bore 150 be closed by a moisture-repellent gas-permeable filter. For this purpose, for example, filters made of metal, polytetrafluoroethylene (PTFE) or Goretex are suitable.

Im Inneren des Einsatzes 145 befindet sich eine elektronische Schaltung, z.B. eine Vorortelektronik des Drucksensors 101. Zum Schutz dieser elektronischen Schaltung vor elektromagnetischen Störungen ist im Inneren des Einsatzes 145 eine elektrisch leitfähige Schicht vorgesehen, die einen Innenraum des Einsatzes einschließt. Die Schicht kann z.B. eine auf einer Innenseite des Einsatzes aufgebrachte metallische Folie, z.B. aus Kupfer, oder ein metallischer Lack sein.Inside the insert 145 There is an electronic circuit, for example, a suburb electronics of the pressure sensor 101 , To protect this electronic circuit from electromagnetic interference is inside the insert 145 an electrically conductive layer is provided which encloses an interior of the insert. The layer may, for example, be a metallic foil applied on an inner side of the insert, for example made of copper, or a metallic lacquer.

Die Druckmesszelle ist hervorragend gegen Druck-Überlast gesichert. Zudem steht der Drucksensor auch kleinen Prozessanschlüssen zur Verfügung.The pressure cell is perfectly protected against pressure overload. In addition, the pressure sensor is also available for small process connections.

Der vorbeschriebene Sensoreinsatz 145 kann analog zu 2 auch in der Sensorkonstruktion der 1 vorteilhaft eingesetzt werden.The above-described sensor insert 145 can be analogous to 2 also in the sensor construction of 1 be used advantageously.

Diese Sensorhülse 145 ist vorzugsweise aus Metall, insbesondere aus Edelstahl gefertigt, während die Gehäusekappe analog zu 1 vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt sein kann.This sensor sleeve 145 is preferably made of metal, in particular made of stainless steel, while the housing cap analogous to 1 may preferably be made of plastic.

Der Druckmittlerkörper 103 weist ein analog zu 1 ausgebildetes Innengehäuse 163 auf, welches einen zweiten Gehäusehohlraum 175 definiert. Das Innengehäuse 163 dient dem Schutz einer analog zu 1 ausgebildeten Druckmesszelle 109.The diaphragm seal body 103 indicates an analogy 1 formed inner casing 163 on which a second housing cavity 175 Are defined. The inner case 163 serves to protect an analogue 1 trained pressure measuring cell 109 ,

Auch in 2 ist oberhalb des Druckmittlerkörper 103, also in Mediumsrichtung, insbesondere an einer Stirnseite 104 des Druckmittlerkörpers 103, eine Trennmembran 105 und ein Druckraum 106 angeordnet, welcher bereichsweise durch den Druckmittlerkörper 103 und die Trennmembran 105 begrenzt wird. Ein Kanal 108 überträgt einen auf die Trennmembran 105 ausgeübten Druck auf die Druckmesszelle 109.Also in 2 is above the diaphragm seal body 103 , ie in the medium direction, in particular on a front side 104 of the diaphragm seal body 103 , a separation membrane 105 and a pressure room 106 arranged, which partially through the diaphragm seal body 103 and the separation membrane 105 is limited. A channel 108 transfers one to the separation membrane 105 applied pressure on the pressure measuring cell 109 ,

Die Trennmembran 105 ist in 1 und 2 lediglich schematisch angedeutet. Sie nimmt lediglich einen sehr geringen Abstand zur Stirnfläche 104 ein. Allerdings wurde zur besseren Darstellung der Trennmembran 105, der Stirnfläche 104 und des Druckraumes 106 der Abstand der Trennmembran 105 zur Stirnfläche 104 erhöht dargestellt.The separation membrane 105 is in 1 and 2 indicated only schematically. It only takes a very small distance to the face 104 one. However, to better illustrate the separation membrane 105 , the frontal area 104 and the pressure room 106 the distance of the separation membrane 105 to the face 104 shown increased.

Der Kanal 108 weist mehrere Kanalsegmente 160, 161 und 162 auf, welche vorzugsweise im Druckmittlerkörper 103 angeordnet sind. Analog zu 1 liegt dabei das trennmembranseitige erste Kanalsegment 160 und das druckmesszellenseitige zweite Kanalsegment 102 nicht auf einer gemeinsamen Längsachse sondern die Segmente definieren jeweils Kanalsachsen A' und B welche parallel zueinander verlaufen. Dabei verläuft die Kanalachse B des druckmesszellenseitigen zweiten Kanalsegments 102 exzentrisch zu einer Gehäuseachse A. The channel 108 has several channel segments 160 . 161 and 162 on, which preferably in the diaphragm seal body 103 are arranged. Analogous to 1 in this case lies the separation membrane-side first channel segment 160 and the pressure cell side second channel segment 102 not on a common longitudinal axis but the segments each define channel axes A 'and B which are parallel to each other. The channel axis runs here B the pressure measuring cell side second channel segment 102 eccentric to a housing axis A ,

Ein drittes Kanalsegment 161 verbindet das erste und das zweite Kanalsegment 160 und 162. Das erste trennmembranseitige Kanalsegment weist analog zu 1 im Bereich eines Zentrums der Trennmembran 105 im Druckmittlerkörper 103 eine trennmembranseitige Öffnung 172 auf.A third channel segment 161 connects the first and the second channel segments 160 and 162. The first separation membrane-side channel segment has analogously 1 in the region of a center of the separation membrane 105 in the diaphragm body 103 a separation membrane-side opening 172 on.

Der Kanal weist zudem, vorzugsweise ebenfalls im Druckmittlerkörper 103, analog zu 1 eine druckmesszellenseitige Öffnung 173 auf, welche exzentrisch im Sensorgehäuse 102 angeordnet ist.The channel also has, preferably also in the diaphragm body 103 , analogous to 1 a pressure cell side opening 173 on which eccentric in the sensor housing 102 is arranged.

Das Innengehäuse 163 bildet in 2 gemeinsam mit dem Druckmittlerkörper 103 und der Druckmesszelle 109 eine bauliche Einheit. Dabei ist der Druckmittlerkörper 103 als ein zylindrischer Grundkörper ausgebildet. Der Grundkörper einen endständigen Anschlag 151 auf.The inner case 163 forms in 2 together with the diaphragm seal body 103 and the pressure measuring cell 109 a structural unit. In this case, the diaphragm seal body 103 formed as a cylindrical body. The main body a terminal stop 151 on.

Das ringförmige Anschlusselement 140 weist einen Einführkanal 141 auf, durch welches die bauliche Einheit aus Druckmittlerkörper 103 und Innengehäuse 163 einsteckbar ist. Der Anschlag 151 begrenzt dabei die Bewegung der baulichen Einheit in Einsteckrichtung. Zugleich kann die bauliche Einheit an diesem Anschlag 151 mit dem Anschlusselement 140 verbunden, insbesondere verschweißt, werden.The annular connection element 140 has an insertion channel 141, through which the structural unit of diaphragm seal body 103 and inner housing 163 is pluggable. The stop 151 limits the movement of the structural unit in the insertion direction. At the same time, the structural unit at this stop 151 connected to the connection element 140, in particular welded, are.

Dies hat den besonderen Vorteil, dass die bauliche Einheit gesondert vorproduziert und anschließend in das restliche Sensorgehäuse eingesetzt werden kann.This has the particular advantage that the structural unit can be separately pre-produced and then inserted into the remaining sensor housing.

Weitere Bauteile des Drucksensors 101, beispielsweise die Keramikfassung 111 der Druckmesszelle 109, die Strom- und/oder Signalleitung 124, die Referenzluftleitung 126, das Verschlusselement 168, die Druckdurchführung 171 der Referenzluft im Innengehäuse 163 oder weitere nicht gekennzeichnete Elemente des Drucksensors können im Wesentlichen analog zu 1 ausgebildet sein.Other components of the pressure sensor 101 , for example, the ceramic socket 111 the pressure measuring cell 109 , the power and / or signal line 124 , the reference air line 126 , the closure element 168 , the print execution 171 the reference air in the inner housing 163 or other unmarked elements of the pressure sensor may be substantially analogous to 1 be educated.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1.1.: Drucksensorpressure sensor
2.Second: Mehrteiliges SensorgehäuseMulti-part sensor housing
3.Third: Erster DruckmittlerkörperFirst diaphragm seal body
4.4th: Stirnseitefront
5.5th: Trennmembranseparating membrane
6.6th: Randedge
7.7th: Druckkammerpressure chamber
8.8th.: Erster KanalFirst channel
9.9th: DruckmesszellePressure measuring cell
10.10th: Übertragungsflüssigkeittransmission fluid
11.11th: Keramikfassung Ceramiclampholder
13.13th: Sensorelektroniksensor electronics
14.14th: Gehäusehülsehousing sleeve
15.15th: Gehäusekappehousing cap
16.16th: Erster GehäusehohlraumFirst housing cavity
17.17th: Zweiter GehäusehohlraumSecond housing cavity
18.18th: Trennwand partition wall
24.24th: Signalleitungsignal line
25.25th: Zweiter KanalSecond channel
26.26th: Erstes Verbindungselement First connection element
59.59th: Kanalsegment der KeramikfassungChannel segment of the ceramic socket
60.60th: erstes Kanalsegment des Druckmittlerkörpersfirst channel segment of the diaphragm seal body
6161: drittes Kanalsegment des Druckmittlerkörpersthird channel segment of the diaphragm seal body
6262: zweites Kanalsegment des Druckmittlerkörperssecond channel segment of the diaphragm seal body
6363: Innengehäuseinner housing
6464: Steckverbindungconnector
6565: Signal und/oder StromdurchführungSignal and / or current feedthrough
6666: zweites Verbindungselementsecond connecting element
6767: trennmembranseitige Öffnungseparating membrane-side opening
6868: Verschlusselementclosure element
6969: Zuführöffnungfeed
7070: Hohlraumcavity
7171: Druckdurchführung Printing operation
7272: trennmembranseitige Öffnungseparating membrane-side opening
7373: druckmesszellenseitige Öffnungpressure cell side opening
7474: FlammendurchschlagsperreFlame barrier
7575: Gehäusehohlraumhousing cavity
7676: Querschnittsverbreiterung Sectional widening
101101: Drucksensorpressure sensor
102102: Sensorgehäusesensor housing
103103: DruckmittlerkörperDiaphragm seal
104 104: Stirnseitefront
105105: Trennmembranseparating membrane
106106: Druckraumpressure chamber
108108: Kanalchannel
109109: DruckmesszellePressure measuring cell
111111: Kermikfassung Kermikfassung
115115: Gehäusehohlraumhousing cavity
124124: Strom- und/oder SignalleitungPower and / or signal line
126126: Verbindungselement connecting member
145145: Sensoreinsatzsensor application
146146: zylindrischer Abschnittcylindrical section
147147: Bodenground
148148: Spaltgap
149149: Dichtungenseals
150150: Bohrungdrilling
151151: Anschlag attack
160160: erstes Kanalsegment des Druckmittlerkörpersfirst channel segment of the diaphragm seal body
161161: drittes Kanalsegment des Druckmittlerkörpersthird channel segment of the diaphragm seal body
162162: zweites Kanalsegment des Druckmittlerkörperssecond channel segment of the diaphragm seal body
163163: Innengehäuseinner housing
165165: Signal und/oder StromdurchführungSignal and / or current feedthrough
168168: Verschlusselementclosure element
169169: Zuführöffnungfeed
171171: Druckdurchführung Printing operation
172172: trennmembranseitige Öffnungseparating membrane-side opening
173173: druckmesszellenseitige Öffnungpressure cell side opening
175175: Gehäusehohlraum housing cavity
AA: Gehäuseachsehousing axis
A'A ': Kanalachsechannel axis
BB: Kanalachsechannel axis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10316033 [0002]
WO 2015/197344 A1 [0026]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

DIN EN 10088-3 [0032]

Claims

Pressure sensor (1, 101) for determining a differential pressure between a medium pressure and a reference pressure comprising a sensor housing (2, 102) with a diaphragm seal body (3, 103) II a separating membrane (6, 106) arranged on the fluid diaphragm body (3, 103) on the medium side III a pressure measuring cell (9, 109), and IV a channel (8, 108) for transmitting a pressure from the separation membrane (6, 106) to the pressure measuring cell (9, 109) by means of a channel (8, 108) located in the transfer fluid (10, 110), characterized in that the channel (8, 108) in the region of a center of the separating membrane (6, 106) in the separator body (3, 103) a separation membrane side opening (67, 171) and that the channel (8 , 108) has a pressure measuring cell-side opening (69, 173), which is arranged eccentrically in the sensor housing (2, 102).

Pressure sensor after Claim 1 , characterized in that the separating diaphragm-side opening (67, 171) is assigned to a first separating-membrane-side channel segment (60, 160) in the pressure-medium body (3, 103), which channel segment (60, 160) has a channel axis (A ') and in that the pressure-measuring cell-side Opening (69, 173) is associated with a second pressure measuring cell side channel segment (61, 161) having a channel axis (B), wherein the channel axis (B) of the second pressure measuring cell side channel segment (61, 161) not on the channel axis (A ') of the first separation membrane side Channel segment (60, 160) is arranged.

Pressure sensor after Claim 2 , characterized in that the channel axis (B) of the second pressure measuring cell side channel segment (61, 161) is arranged parallel to the channel axis (A ') of the first separating membrane side channel segment (60, 160).

Pressure sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure sensor (1, 101) has a side of the pressure measuring cell (9, 109) arranged sensor electronics (12, 112).

Pressure sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor housing (2, 102) has a sensor housing axis (A) on which the channel axis (A ') of the first separation membrane-side channel segment (60, 160) is arranged.

Pressure sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor electronics (2, 12) is arranged closer to the sensor housing axis (A) than the pressure measuring cell (9, 109).

Pressure sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure measuring cell (9, 109) within the sensor housing (2, 102) is arranged eccentrically.

Pressure sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure measuring cell (9, 109) is designed as a MEMS chip based on a silicon wafer.

Pressure sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure measuring cell (9, 109) by a ceramic socket (11, 111) is enclosed, which is arranged eccentrically in the sensor housing.

Pressure sensor according to one of the preceding claims, characterized in that a unit comprising at least the pressure measuring cell (9, 109), the ceramic socket (11, 111) and sensor electronics (12, 112) within the sensor housing (2, 102) in an inner housing (63 , 163) are arranged to protect against moisture.

Pressure sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure medium body (3, 103), the first channel segment (60, 160), at least partially the second channel segment (61, 161) and a third channel segment (62, 162), which first and second channel segments (60, 160, 61, 161) connects.

Pressure sensor after Claim 11 , characterized in that the channel segments (60, 61, 62, 160, 161, 162) are formed as blind holes.

Pressure sensor after Claim 11 or 12 , characterized in that the third channel segment (62, 162) by a closure element (68, 168) is limited, which is arranged in the diaphragm seal body (3, 103).

Pressure sensor according to one of the preceding claims, characterized in that sensor housing (2, 102) at least two housing cavities (15, 75, 115, 175), in particular three housing cavities, (15, 17, 75), wherein an inner housing (63) for Protection of the pressure measuring cell from moisture defines a first housing cavity (75) which is arranged in a second housing cavity (17), wherein the inner housing (63) has a first passage (71, 171) for connecting a reference air line (26, 126) and a second Implementation (65, 165) for connecting a power and / or signal line (24, 124).