DE102017117512A1 - Method for producing a device for determining a density of a medium - Google Patents

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quartz
density
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quartz oscillator
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Patrick Reith
Fabio Schraner
Ragnar von Möllendorff
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TrueDyne Sensors AG
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Abstract

Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung zum Bestimmen einer Dichte eines Mediums, aufweisend zumindest die folgenden Schritte:- Bereitstellen eines Quarzoszillators (S100) zur Erzeugung einer elektrischen Schwingung mit einer bestimmten Frequenz, ein Gehäuse, in welches der Schwingquarz, eingebracht ist und eine Schwingquarzelektronik, die dazu eingerichtet ist, den Schwingquarz zur Erzeugung der elektrischen Schwingung anzusteuern und ein von der Frequenz abhängiges Ausgangssignal bereitzustellen;- Aufbringen des Quarzoszillators auf eine Leiterplatte (S200), welche zumindest eine Auswerteeinheit aufweist, und derartig ausgebildet ist, dass der Quarzoszillator nach dem Aufbringen elektrisch mit der Auswerteeinheit verbunden ist, so dass der Auswerteeinheit das Ausgangssignal zugeführt ist;- Punktieren des Gehäuses des Quarzoszillators (S300), so dass das Medium, dessen Dichte bestimmt werden soll, in Kontakt mit dem Schwingquarz treten kann und die Frequenz des Schwingquarzes in Abhängigkeit der Dichte verändert, wobei das Gehäuse derartig punktiert wird, dass zumindest eine Öffnung in das Gehäuse eingebracht wird.A method for producing a device for determining a density of a medium, comprising at least the following steps: - providing a quartz oscillator (S100) for generating an electrical oscillation with a specific frequency, a housing into which the quartz crystal is inserted, and a quartz oscillator electronics is arranged to control the quartz oscillator for generating the electrical oscillation and to provide a frequency-dependent output signal, - applying the quartz oscillator to a printed circuit board (S200) which has at least one evaluation unit and is designed so that the quartz oscillator is electrically applied after application is connected to the evaluation unit, so that the evaluation unit is supplied with the output signal, - puncturing the housing of the quartz oscillator (S300), so that the medium whose density is to be determined, can come into contact with the quartz crystal and the frequency of the quartz crystal i n Density of the density changed, wherein the housing is punctured such that at least one opening is introduced into the housing.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung zum Bestimmen einer Dichte eines Mediums, eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Dichte eines Mediums, sowie die Verwendung eines Quarzoszillators zur Bestimmung einer Dichte eines Mediums.The present invention relates to a method for producing a device for determining a density of a medium, a device for determining a density of a medium, and the use of a quartz oscillator for determining a density of a medium.

Es ist bereits bekannt, dass zum Bestimmen einer Dichte eines Mediums eine Vorrichtung mit einem Stimmgabel-Schwingquarz verwendet wird. Diese Stimmgabel-Schwingquarze werden für gewöhnlich als Sensorelement ohne Gehäuse verwendet, d.h. der Stimmgabel-Schwingquarz ist zum Medium hin offen und dem Medium ausgesetzt.It is already known that a device with a tuning fork quartz crystal is used to determine a density of a medium. These tuning fork quartz crystals are commonly used as a sensor element without a housing, i. the tuning fork quartz crystal is open to the medium and exposed to the medium.

Nachteilig an der Verwendung derartiger Stimmgabel-Schwingquarze ist es, dass diese bei der Montage Umwelteinflüssen ausgesetzt sind, was zur Ablagerung und/oder Veränderung des Schwingverhaltens führen kann. Ferner ist auch nachteilig, dass aufgrund des offenen Einsatzes der Stimmgabel-Schwingquarze diese gegen mechanische Einwirkungen während des eigentlichen Messbetriebes nicht geschützt sind.A disadvantage of the use of such tuning fork quartz crystals is that they are exposed to environmental influences during assembly, which can lead to the deposition and / or change the vibration behavior. Furthermore, it is also disadvantageous that due to the open use of the tuning fork quartz crystals these are not protected against mechanical effects during the actual measurement operation.

Es ist somit eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Dichte eines Mediums vorzuschlagen, die sowohl während der Herstellung bzw. Montage als auch im Messbetrieb vor Umwelteinflüssen und vor mechanischen Einwirkungen geschützt ist.It is therefore an object of the invention to provide a device for determining a density of a medium, which is protected both during manufacture and assembly as well as in measuring operation from environmental influences and against mechanical effects.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung zum Bestimmen einer Dichte eines Mediums, einer Vorrichtung zur Bestimmung einer Dichte eines Mediums, sowie der Verwendung eines Quarzoszillators zur Bestimmung einer Dichte eines Mediums gelöst.The object is achieved by a method for producing a device for determining a density of a medium, a device for determining a density of a medium, and the use of a quartz oscillator for determining a density of a medium.

Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe durch Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung zum Bestimmen einer Dichte eines Mediums, insbesondere eines Gases, gelöst, wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte aufweist:

  • - Bereitstellen eines Quarzoszillators, vorzugsweise in Form eines Uhrenquarzes, umfassend einen Schwingquarz, zur Erzeugung einer elektrischen Schwingung mit einer bestimmten Frequenz, vorzugsweise mit einer Frequenz von ca. 32,768 kHz, ein Gehäuse, in welches der Schwingquarz, vorzugsweise im Vakuum hermetisch, eingebracht ist und eine Schwingquarzelektronik, die dazu eingerichtet ist, den Schwingquarz zur Erzeugung der elektrischen Schwingung entsprechend anzusteuern und ein von der Frequenz abhängiges Ausgangssignal bereitzustellen;
  • - Aufbringen, vorzugsweise in Form eines Lötschrittes, des Quarzoszillators auf eine Leiterplatte, welche zumindest eine Auswerteeinheit aufweist, und derartig ausgebildet ist, dass der Quarzoszillator nach dem Aufbringen elektrisch mit der Auswerteeinheit verbunden ist, so dass der Auswerteeinheit das Ausgangssignal zugeführt ist;
  • - Punktieren des Gehäuses des Quarzoszillators, so dass das Medium, dessen Dichte bestimmt werden soll, in Kontakt mit dem Schwingquarz treten kann und die Frequenz des Schwingquarzes in Abhängigkeit der Dichte verändert, wobei das Gehäuse derartig punktiert wird, dass zumindest eine Öffnung in das Gehäuse eingebracht wird.
With regard to the method, the object is achieved by methods for producing a device for determining a density of a medium, in particular a gas, the method having at least the following steps:
  • - Providing a quartz oscillator, preferably in the form of a quartz watch, comprising a quartz crystal, for generating an electrical oscillation with a certain frequency, preferably with a frequency of about 32.768 kHz, a housing in which the quartz crystal, preferably hermetically introduced in a vacuum and a quartz crystal electronics configured to appropriately drive the crystal for generating the electric oscillation and to provide a frequency dependent output signal;
  • Applying, preferably in the form of a soldering step, the quartz oscillator to a printed circuit board which has at least one evaluation unit, and is designed such that the quartz oscillator is electrically connected to the evaluation unit after application, so that the evaluation unit is supplied with the output signal;
  • - Dotting the housing of the quartz oscillator, so that the medium whose density is to be determined, can come into contact with the quartz crystal and the frequency of the quartz oscillator in dependence of the density is changed, wherein the housing is punctured such that at least one opening in the housing is introduced.

Vorliegend soll unter einem Quarzoszillator ein als ein Frequenznormal in diversen elektrischen bzw. elektronischen Schaltungen zu verwendendes Bauelement verstanden werden. Ein derartiger Quarzoszillator umfasst eine in ein Gehäuse eingebrachte elektronische Schaltung zum Erzeugen von Schwingungen, die als frequenzbestimmendes Bauelement einen in einer Schutzumgebung, insbesondere eine ein Vakuum aufweisende Schutzumgebung, befindlichen Schwingquarz enthält. Es handelt sich somit bei dem Quarzoszillator um eine fertig aufgebaute Oszillatorschaltung, die zusammen mit dem frequenzbestimmenden Schwingquarz als Standardbauteil erhältlich ist. Unter den Begriff des Quarzoszillators sollen vorliegenden insbesondere auch sogenannte Uhrenquarze fallen, welche eine Quarzfrequenz von 32,768 kHz oder ein ganzzahliges Vielfaches bzw. einen ganzzahligen Bruchteil dieser Frequenz erzeugen. Die durch den Schwingquarz des Uhrenquarzs erzeugten Sinusschwingungen werden durch eine Oszillatorschaltung in Rechtecksignale dergleichen Frequenz umgesetzt.In the present case, a quartz oscillator is to be understood as a component to be used as a frequency standard in various electrical or electronic circuits. Such a quartz oscillator comprises an electronic circuit, which is introduced into a housing, for generating oscillations, which as a frequency-determining component contains an oscillating quartz located in a protective environment, in particular a protective environment having a vacuum. Thus, the quartz oscillator is a completely constructed oscillator circuit, which is available together with the frequency-determining oscillating quartz as a standard component. The term quartz oscillator is also intended to include so-called clock crystals, which produce a quartz frequency of 32.768 kHz or an integer multiple or an integral fraction of this frequency. The sine waves generated by the quartz crystal of the quartz watch are converted into square wave signals of the same frequency by an oscillator circuit.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass ein solches Standardbauteil zur Bestimmung der Dichte des Mediums verwendet wird und dass das Standardbauteil dazu nach der Montage bzw. nach dem Aufbringen auf die Leiterplatte punktiert wird, so dass das zu messende Medium mit dem Schwingquarz in Berührung kommt bzw. interagieren kann.According to the invention, it is proposed that such a standard component is used to determine the density of the medium and that the standard component is punctured after assembly or after application to the printed circuit board, so that the medium to be measured comes into contact or interact with the quartz crystal can.

Die erfindungsgemäße Lösung bietet den Vorteil, dass während der Montage des Quarzoszillators auf die Leiterplatte der Schwingquarz noch durch das zu diesem Zeitpunkt noch nicht punktierte Gehäuse geschützt ist. Nach der Montage wird das Gehäuse punktiert und dient während des eigentlichen Messbetriebes dem Schutz des Schwingquarzes vor mechanischen Einflüssen, welche den Schwingquarz beschädigen bzw. beeinflussen könnten. Ferner bietet die erfindungsgemäße Lösung den Vorteil, dass durch einfache Modifikation eines Standardbauteils, welches aufgrund der hohen Stückzahlen in denen es gefertigt wird kostengünstig erwerbbar ist, die Dichte des Mediums bestimmt werden kann.The solution according to the invention has the advantage that during the mounting of the quartz oscillator on the circuit board of the quartz crystal is still protected by the not yet punctured at this time housing. After assembly, the housing is punctured and serves during the actual measurement operation the protection of the quartz crystal from mechanical influences, which could damage or influence the quartz crystal. Furthermore, the solution according to the invention has the advantage that by simple modification of a standard component, which due to the high quantities in which it is manufactured inexpensively acquirable, the density of the medium can be determined.

Eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass das Gehäuse derartig punktiert wird, dass weitere Öffnungen in das Gehäuse eingebracht werden. Insbesondere kann die Ausführungsform vorsehen, dass das Gehäuse derartig punktiert wird, dass zumindest die weiteren Öffnungen so ausgebildet sind, dass Partikel mit einem geometrischen Äquivalentdurchmesser kleiner 35 µm, bevorzugt kleiner 30 µm, besonders bevorzugt kleiner 25 µm nicht in das Gehäuse durch die weiteren Öffnungen eindringen können, so dass zumindest die weiteren Öffnungen als ein Partikelfilter dienen. Durch die weiteren Öffnungen die durch das weitere Punktieren erzeugt werden, entsteht ein Filter, welcher den darunter liegenden Schwingquarz vor mechanischen Einwirkungen, wie bspw. Partikeln, schützt.An advantageous embodiment of the method provides that the housing is punctured in such a way that further openings are introduced into the housing. In particular, the embodiment can provide that the housing is punctured such that at least the further openings are formed so that particles with a geometric equivalent diameter smaller than 35 microns, preferably less than 30 microns, more preferably less than 25 microns in the housing through the other openings can penetrate, so that at least the other openings serve as a particulate filter. Through the further openings which are generated by the further puncturing, a filter is formed, which protects the underlying quartz crystal against mechanical effects, such as. Particles.

Unter dem Äquivalentdurchmesser ist hierbei ein Maß für die Größe eines unregelmäßig geformten Partikels wie beispielsweise eines Sandkorns zu verstehen. Er berechnet sich aus dem Vergleich einer Eigenschaft des unregelmäßigen Teilchens mit einer Eigenschaft eines regelmäßig geformten Teilchens. Den geometrischen Äquivalentdurchmesser erhält man durch Bestimmung des Durchmessers einer Kugel oder eines Kreises mit gleicher geometrischer Eigenschaft (Oberfläche, Volumen oder Projektionsfläche) wie das unregelmäßig geformte Partikel.By the equivalent diameter is meant a measure of the size of an irregularly shaped particle such as a grain of sand. It is calculated by comparing a property of the irregular particle with a property of a regularly shaped particle. The geometric equivalent diameter is obtained by determining the diameter of a sphere or circle with the same geometric property (surface area, volume or projection area) as the irregularly shaped particle.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass das Gehäuse derartig punktiert wird, dass zumindest die eine Öffnung mittels eines mechanischen Werkzeuges, insbesondere eines Stanzeisens, in das Gehäuse eingebracht wird. Insbesondere kann die Ausführungsform vorsehen, dass das Gehäuse derartig punktiert wird, dass die weiteren Öffnungen, vorzugsweise mittels eines Lasers, in das Gehäuse eingebracht werden, nachdem die zumindest eine Öffnung mittels des mechanischen Werkzeuges eingebracht wurde und/oder dass die mittels des mechanischen Werkzeuges eingebrachte zumindest eine Öffnung nach dem Einbringen der weiteren Öffnungen mittels des Lasers wieder verschlossen wird.A further advantageous embodiment of the method provides that the housing is punctured such that at least one opening by means of a mechanical tool, in particular a punching iron, is introduced into the housing. In particular, the embodiment can provide that the housing is punctured such that the further openings, preferably by means of a laser, are introduced into the housing after the at least one opening has been introduced by means of the mechanical tool and / or that introduced by means of the mechanical tool at least one opening after the introduction of the further openings is closed again by means of the laser.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass das Gehäuse derartig punktiert wird, dass die zumindest eine Öffnung und/oder die weiteren Öffnungen mittels eines gepulsten Lasers, insbesondere eines Pikosekunden- oder höher gepulsten Lasers, in das Gehäuse eingebracht wird bzw. werden.A further advantageous embodiment of the method provides that the housing is punctured in such a way that the at least one opening and / or the further openings are introduced into the housing by means of a pulsed laser, in particular a picosecond or higher pulsed laser.

Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Dichte eines Mediums, insbesondere eines Gases, gelöst, welche zumindest folgendes aufweist:

  • - einen Quarzoszillator, umfassend einen Schwingquarz, vorzugsweise in Form eines Uhrenquarzes, zur Erzeugung einer elektrischen Schwingung mit einer bestimmten Frequenz, vorzugsweise mit einer Frequenz von ca. 32,768 kHz, ein Gehäuse, in welches der Schwingquarz eingebracht ist und eine Schwingquarzelektronik, die dazu eingerichtet ist, den Schwingquarz zur Erzeugung der elektrischen Schwingung entsprechend anzusteuern und ein von der Frequenz abhängiges Ausgangssignal (Sout) bereitzustellen;
  • - einen Leiterplatte, umfassend zumindest eine Auswerteeinheit, wobei der Quarzoszillator auf der Leiterplatte aufgebracht ist und elektrisch mit der Auswerteeinheit verbunden ist, so dass der Auswerteeinheit das Ausgangssignal der Schwingquarzelektronik zugeführt ist;
wobei in das Gehäuse des Quarzoszillators zumindest eine Öffnung eingebracht ist, damit das Medium, dessen Dichte bestimmt werden soll, in Kontakt mit dem Schwingquarz treten und die Frequenz des Schwingquarzes in Abhängigkeit der Dichte verändern kann, und die Auswerteeinheit dazu eingerichtet ist, anhand des Ausgangssignals, welches die veränderte Frequenz repräsentiert, die Dichte zu bestimmen.With regard to the device, the object is achieved by a device for determining a density of a medium, in particular of a gas, which has at least the following:
  • - A quartz oscillator, comprising a quartz crystal, preferably in the form of a quartz watch, for generating an electrical oscillation with a certain frequency, preferably with a frequency of about 32.768 kHz, a housing in which the quartz crystal is introduced and a quartz crystal electronics, which set up is to drive the oscillating crystal to generate the electrical oscillation and to provide a frequency dependent output signal (Sout);
  • a printed circuit board comprising at least one evaluation unit, wherein the quartz oscillator is mounted on the printed circuit board and is electrically connected to the evaluation unit, so that the evaluation unit is supplied with the output signal of the quartz crystal electronics;
wherein in the housing of the quartz oscillator at least one opening is introduced, so that the medium whose density is to be determined, come into contact with the quartz crystal and can change the frequency of the quartz oscillator depending on the density, and the evaluation unit is adapted to, based on the output signal representing the changed frequency to determine the density.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung sieht vor, dass in das Gehäuse weitere Öffnungen eingebracht sind. Insbesondere kann die Ausgestaltung vorsehen, dass zumindest die weiteren Öffnungen so ausgebildet sind, dass keine Partikel mit einem geometrischen Äquivalentdurchmesser kleiner 35 µm, bevorzugt kleiner 30 µm, besonders bevorzugt kleiner 25 µm in das Gehäuse durch die weiteren Öffnungen eindringen können, so dass zumindest die weiteren Öffnungen als ein Partikelfilter dienen.An advantageous embodiment of the device provides that in the housing further openings are introduced. In particular, the embodiment can provide that at least the further openings are formed so that no particles with a geometric equivalent diameter smaller than 35 microns, preferably less than 30 microns, more preferably less than 25 microns can penetrate into the housing through the other openings, so that at least the serve further openings as a particle filter.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung sieht vor, dass die zumindest eine Öffnung und/oder die weiteren Öffnungen im Wesentlichen als kreisrunde Öffnungen ausgebildet ist bzw. sind.A further advantageous embodiment of the device provides that the at least one opening and / or the further openings is or are designed essentially as circular openings.

Wiederum eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung sieht vor, dass die Leiterplatte einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich aufweist, wobei der Quarzoszillator in dem ersten Bereich und die Auswerteeinheit in dem zweiten Bereich angeordnet sind, wobei die Vorrichtung ferner einer Glasdurchführung umfasst, die zwischen dem ersten und zweiten Bereich vorgesehen ist und der Quarzoszillator über die Glasdurchführung elektrisch mit der Auswerteeinheit verbunden ist.Yet another advantageous embodiment of the device provides that the printed circuit board has a first region and a second region, wherein the quartz oscillator in the first region and the evaluation are arranged in the second region, wherein the device further comprises a glass feedthrough, which between the the first and second region is provided and the quartz oscillator is electrically connected via the glass feedthrough to the evaluation unit.

Eine letzte vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung sieht vor, dass der Quarzoszillator bestimmungsgemäß als ein Frequenznormal dient und durch die zumindest eine Öffnung in dem Gehäuse zur Messung der Dichte des Mediums, welches durch die zumindest eine Öffnung eindringen kann, zweckentfremdet wird. A last advantageous embodiment of the device provides that the quartz oscillator as intended serves as a frequency normal and by the at least one opening in the housing for measuring the density of the medium, which can penetrate through the at least one opening, is misused.

Hinsichtlich der Verwendung wird die Aufgabe durch die Verwendung eines Quarzoszillator zur Bestimmung einer Dichte eines Mediums, wobei der Quarzoszillator umfassend einen Schwingquarz, vorzugsweise in Form eines Uhrenquarzes, zur Erzeugung einer elektrischen Schwingung mit einer bestimmten Frequenz, vorzugsweise mit einer Frequenz von ca. 32,768 kHz, ein Gehäuse, in welches der Schwingquarz eingebracht ist und eine Schwingquarzelektronik, die dazu eingerichtet ist, den Schwingquarz zur Erzeugung der elektrischen Schwingung entsprechend anzusteuern und ein von der Frequenz abhängiges Ausgangssignal bereitzustellen, wobei zur Verwendung des Quarzoszillator zur Bestimmung der Dichte des Mediums das Gehäuse derartig punktiert wird, dass zumindest eine Öffnung in das Gehäuse eingebracht ist und der Quarzoszillator dem Medium ausgesetzt wird, so dass die Dichte die Frequenz und entsprechend das Ausgangssignal verändert.With regard to the use, the object is achieved by the use of a quartz oscillator for determining a density of a medium, the quartz oscillator comprising a quartz crystal, preferably in the form of a quartz crystal, for generating an electrical oscillation with a specific frequency, preferably with a frequency of about 32.768 kHz , a housing in which the quartz crystal is incorporated, and a quartz crystal electronic device adapted to drive the oscillating crystal to generate the electrical oscillation and to provide a frequency dependent output signal, wherein the housing is used to determine the density of the medium for use with the quartz oscillator is punctured such that at least one opening is introduced into the housing and the quartz oscillator is exposed to the medium, so that the density changes the frequency and, correspondingly, the output signal.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

  • 1: einen schematischen Ablauf eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens,
  • 2: ein Draufsicht auf einen Quarzoszillator, dessen Gehäuse derartig punktiert ist, dass die Öffnungen einen Partikelfilter ausbilden, und
  • 3: eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bestimmung einer Dichte eines Mediums.
  • 1 zeigt einen schematischen Ablauf des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens, welches im Wesentlichen aus drei Verfahrensschritten besteht.
The invention will be explained in more detail with reference to the following drawings. It shows:
  • 1 : a schematic sequence of a production method according to the invention,
  • 2 FIG. 2: a plan view of a quartz oscillator whose housing is punctured in such a way that the openings form a particle filter, and FIG
  • 3 A device according to the invention for determining a density of a medium.
  • 1 shows a schematic sequence of the manufacturing method according to the invention, which consists essentially of three process steps.

In einem ersten Verfahrensschritt S100 wird ein Quarzoszillator 3 in Form eines Standradbauteils bereitgestellt. Der Quarzoszillator 3 umfasst hierbei einen Schwingquarz 4, eine Schwingquarzelektronik 6 und ein Gehäuse 5. Der Schwingquarz 4 und die Schwingquarzelektronik 6 sind in das Gehäuse 5 eingebracht und hermetisch zur Umwelt hin gekapselt. Ferner ist das Gehäuse 5 bei Herstellung des Quarzoszillators 3 zumindest in einzelnen Bereichen vakuumisiert worden, so dass zumindest der Schwingquarz 4 in dem Gehäuse 5 im Vakuum gelagert ist. Über die Schwingquarzelektronik 6 wird der Schwingquarz 4 derartig angesteuert, dass dieser elektrisch mit einer vorbestimmten Frequenz bzw. Resonanzfrequenz, vorzugsweise in Form einer Sinusschwingung, schwingt. Ferner ist die Schwingquarzelektronik 6 dazu eingerichtet, die erzeugte Schwingung in Rechtecksignale der gleichen Frequenz zu wandeln und als ein Ausgangssignal Sout an einem Ausgangspin 16 des Quarzoszillators 3 bereitzustellen. Derartige Quarzoszillatoren 3 sind, wie zuvor bereits erwähnt, als separat ausgebildete Bauteile käuflich in vielfältigen Varianten erwerbbar. Vorteilhaft ist es, wenn als Quarzoszillator 3 ein herkömmlicher Uhrenquarz bereitgestellt wird, da dieser aufgrund der hohen Stückzahlen, in denen er hergestellt wird, kostengünstig erwerbbar ist. Uhrenquarz weisen einen Schwingquarz auf, welcher mit einer Frequenz von 32,768 kHz oder einem ganzzahligen Vielfachen bzw. einem ganzzahligen Bruchteil davon schwingen.In a first process step S100 becomes a quartz oscillator 3 provided in the form of a standard part. The quartz oscillator 3 in this case comprises a quartz crystal 4 , a quartz crystal electronics 6 and a housing 5 , The quartz crystal 4 and the quartz crystal electronics 6 are in the case 5 introduced and hermetically encapsulated to the environment. Furthermore, the housing 5 during production of the quartz oscillator 3 at least in some areas have been vacuumized, so that at least the quartz crystal 4 in the case 5 stored in a vacuum. About the quartz crystal electronics 6 becomes the quartz crystal 4 controlled such that it oscillates electrically with a predetermined frequency or resonance frequency, preferably in the form of a sinusoidal oscillation. Furthermore, the quartz crystal electronics 6 adapted to convert the generated oscillation into square wave signals of the same frequency and as an output signal Sout at an exit pin 16 of the quartz oscillator 3 provide. Such quartz oscillators 3 are, as previously mentioned, commercially available as separately designed components in a variety of variants. It is advantageous if as a quartz oscillator 3 a conventional quartz watch is provided because it is due to the high quantities in which it is produced, economically obtainable. Watch quartz has a crystal oscillating with a frequency of 32.768 kHz or an integer multiple or an integral fraction thereof.

In einem zweiten Verfahrensschritt S200 wird der Quarzoszillator 3 auf eine Leiterplatte 8 aufgebracht. Das Aufbringen kann bspw. durch einen Lötschritt erfolgen, in dem der Quarzoszillator 3 auf die Leiterplatte 8 aufgelötet wird. Die Leiterplatte 8 weist zumindest eine Auswerteeinheit 7 auf und ist derartig ausgebildet, dass der aufgelötete Quarzoszillator 3 über Leiterbahnen elektrisch mit der Auswerteeinheit 7 verbunden ist, so dass das von der Schwingquarzelektronik 6 erzeugte Ausgangssignal des Quarzoszillators Sout der Auswerteeinheit 7 zugeführt ist.In a second process step S200 becomes the quartz oscillator 3 on a circuit board 8th applied. The application can be carried out, for example, by a soldering step in which the quartz oscillator 3 on the circuit board 8th is soldered. The circuit board 8th has at least one evaluation unit 7 and is formed such that the soldered quartz oscillator 3 via conductor tracks electrically to the evaluation unit 7 connected, so that of the quartz crystal electronics 6 generated output signal of the quartz oscillator Sout the evaluation unit 7 is supplied.

In einem dritten Verfahrensschritt S300 wird das Gehäuse 5 des Quarzoszillators 3 derartig punktiert, dass das Gehäuse 5 zumindest eine Einlassöffnung 9 für das Medium 2 aufweist. Die Erzeugung der Einlassöffnung 9 kann prinzipiell durch ein beliebig geeignetes mechanisches Werkzeug oder einen Laser erfolgen. Als mechanisches Werkzeug hat sich als besonders vorteilhaft die Verwendung eines Lochstanzeisens herausgestellt. Bei der Verwendung eines Lasers hat es sich als vorteilhaft erwiesen, einen gepulsten Laser, bspw. einen Pikosekunden- oder auch einen Femtosekundenlaser zu verwenden, da bei dessen Verwendung das Gehäusematerial schlagartig verdampft wird und somit keine Materialteile in das vor dem Punktieren vakuumierte Gehäuse hineingezogen werden, wie dies bei der Verwendung eines nicht gepulsten Lasers der Fall ist. Nachteilig an der Verwendung eines gepulsten Lasers ist allerdings, dass die Bearbeitung des Gehäuses relativ teuer ist. Aufgrund dessen hat sich als alternative zur Verwendung des gepulsten Lasers die Verwendung einer Kombination aus mechanischem Werkzeug und einem nicht gepulsten Laser zur Punktierung des Gehäuses 5 herausgestellt. Hierbei wird zuerst die Einlassöffnung 9 als eine Initialöffnung in das Gehäuse 9 durch ein mechanisches Werkzeug, bspw. ein Lochstanzeisen, eingebracht und anschließend werden weitere Öffnungen 10 in das Gehäuse 9 durch einen nicht gepulsten Laser eingebracht, insofern weitere Öffnungen in dem Gehäuse erwünscht sind.In a third process step S300 becomes the case 5 of the quartz oscillator 3 dotted in such a way that the housing 5 at least one inlet opening 9 for the medium 2 having. The generation of the inlet opening 9 can be done in principle by any suitable mechanical tool or a laser. As a mechanical tool, the use of a punching punch has proven to be particularly advantageous. When using a laser, it has proved to be advantageous to use a pulsed laser, for example a picosecond or also a femtosecond laser, since during its use the housing material is abruptly evaporated and thus no material parts are drawn into the vacuum-sealed housing prior to puncturing as is the case when using a non-pulsed laser. However, a disadvantage of using a pulsed laser is that the machining of the housing is relatively expensive. Because of this, as an alternative to using the pulsed laser, the use of a combination of a mechanical tool and a non-pulsed laser has been used to puncture the housing 5 exposed. Here, first, the inlet opening 9 as an initial opening in the housing 9 by a mechanical tool, for example. A punching iron, introduced and then become more openings 10 in the case 9 introduced by a non-pulsed laser, insofar as further openings in the housing are desired.

In dem dritten Verfahrensschritt kann weiterhin vorgesehen sein, dass das Gehäuse 5 des Quarzoszillators 3 derartig punktiert wird, dass weitere Öffnungen 10 in das Gehäuse 5 eingebracht werden. Die weiteren Öffnungen 10 und ggfl. die Einlassöffnung dienen als Partikelfilter 11, um Partikel mit einem bestimmten Durchmesser nicht in das Gehäuse 5 gelangen zu lassen und somit den Schwingquarz 4 zu schützen.In the third method step may further be provided that the housing 5 of the quartz oscillator 3 is punctured such that more openings 10 in the case 5 be introduced. The other openings 10 and if necessary the inlet opening serve as a particle filter 11 To avoid particles with a certain diameter in the housing 5 to arrive and thus the quartz crystal 4 to protect.

Dementsprechend sind zumindest die weiteren Öffnungen 10 dabei derartig ausgeführt, dass keine Partikel mit einem geometrischen Äquivalentdurchmesser kleiner 35 µm, bevorzugt kleiner 30 µm, besonders bevorzugt kleiner 25 µm in das Gehäuse 5 eindringen können, wenn das Gehäuse 5 dem Medium 2 ausgesetzt ist. Im einfachsten Fall, werden die weiteren Öffnungen 10 als im Wesentlichen kreisrunde Öffnungen in das Gehäuse eingebracht, die einen Durchmesser kleiner 35 µm, bevorzugt kleiner 30 µm, besonders bevorzugt kleiner 25 µm aufweisen. Denkbar sind aber auch andere geometrische Ausführungen als die kreisrunden Öffnungen. Bspw. können die Öffnungen auch in Form eines Schlitzes ausgeführt sein, wobei der Schlitz oder ggfl. die Schlitze dann so ausgeführt sind, dass keine Partikel mit einem geometrischen Äquivalentdurchmesser kleiner 35 µm, bevorzugt kleiner 30 µm, besonders bevorzugt kleiner 25 µm in das Gehäuse eindringen können. In dem Fall, dass die Kombination aus mechanischem Werkzeug und dem nicht gepulsten Laser zur Punktierung des Gehäuses eingesetzt wird, ist es notwendig, dass die Einlassöffnung, welche als Initialöffnung durch das mechanische Werkzeug in das Gehäuse eingebracht wurde, nach dem Einbringen der weiteren Öffnungen durch den nicht gepulsten Laser, wieder verschlossen wird, da die Einlassöffnung deutlich größer ist als die weiteren Öffnungen ist. Das Verschließen der Einlassöffnung 9 kann bspw. mittels eines Klebstoffes oder auch eines Lötpunktes erfolgen.Accordingly, at least the other openings 10 in this case carried out such that no particles with a geometric equivalent diameter smaller than 35 microns, preferably less than 30 microns, more preferably less than 25 microns into the housing 5 can penetrate when the case 5 the medium 2 is exposed. In the simplest case, the other openings 10 as substantially circular openings introduced into the housing, which have a diameter of less than 35 microns, preferably less than 30 microns, more preferably less than 25 microns. Conceivable, however, are other geometric designs than the circular openings. For example. the openings may also be designed in the form of a slot, wherein the slot or ggfl. the slots are then designed so that no particles with a geometric equivalent diameter smaller than 35 microns, preferably less than 30 microns, more preferably less than 25 microns can penetrate into the housing. In the event that the combination of mechanical tool and the non-pulsed laser is used for puncturing the housing, it is necessary that the inlet opening, which was introduced as an initial opening by the mechanical tool in the housing, after the introduction of the other openings the non-pulsed laser, is closed again, since the inlet opening is significantly larger than the other openings. Closing the inlet opening 9 can be done, for example, by means of an adhesive or a soldering point.

Eine entsprechend dem zuvor beschriebenen Verfahren hergestellte Vorrichtung kann zur Bestimmung der Dichte eines Mediums, insbesondere eines Gases, eingesetzt werden. Hierzu muss der punktierte Quarzoszillator 3 dem Medium 2 ausgesetzt sein, so dass das Medium 2 in das Gehäuse 5 eindringen und in Abhängigkeit seiner Dichte die elektrische Schwingung dämpfen kann. Anhand der gedämpften elektrischen Schwingung kann somit auf die Dichte des Mediums 2 rückgeschlossen werden. Beispielsweise kann hierfür eine Auswerteeinheit 7 dienen, welche dazu eingerichtet ist, anhand des Ausgangssignals Sout des Quarzoszillators 3 eine für das vorliegende Medium 2 entsprechende Dichte zu bestimmen. In erster Näherung, ist in der Auswerteeinheit 7 ein linearer Zusammenhang zwischen der Frequenz der elektrischen Schwingung des Schwingquarzes 4 und der Dichte des Mediums 2 hinterlegt. A device manufactured according to the method described above can be used to determine the density of a medium, in particular a gas. For this purpose, the dotted quartz oscillator 3 the medium 2 be exposed so that the medium 2 in the case 5 penetrate and depending on its density can dampen the electrical oscillation. On the basis of the damped electrical oscillation can thus on the density of the medium 2 be inferred. For example, this can be an evaluation unit 7 serve, which is adapted to, based on the output signal Sout of the quartz oscillator 3 one for the present medium 2 determine the corresponding density. In first approximation, is in the evaluation unit 7 a linear relationship between the frequency of the electrical oscillation of the quartz crystal 4 and the density of the medium 2 deposited.

2 zeigt einen Quarzoszillator 3, dessen Gehäuse 5 derartig punktiert ist, dass die Öffnungen einen Partikelfilter 11 ausbilden. Hierzu ist in das Gehäuse 5 eine Einlassöffnung 9 als Initialöffnung durch ein Lochstanzeisen eingebracht worden und nach dem Einbringen der weiteren Öffnungen 10 durch einen nicht gepulsten Laser wieder verschlossen worden. Der Partikelfilter 11 ist in 2 in Form einer 5 × 10 Matrix ausgebildet und auf einen Teilbereich einer Seite der Oberfläche des Gehäuses beschränkt. Prinzipiell ist die Erfindung jedoch nicht auf eine spezifische m × n Matrix beschränkt. Vielmehr hat sich herausgestellt, dass es von Vorteil sein kann, wenn eine Matrix verwendet wird, die größer als 5 × 10 ist. Ferner hat sich herausgestellt, dass es ebenfalls von Vorteil sein kann, wenn die Ausbildung der Matrix über zumindest eine Seite des Gehäuses 5 im Wesentlichen vollständig flächig verteilt ist. 2 shows a quartz oscillator 3 whose case 5 is punctured in such a way that the openings have a particle filter 11 form. For this purpose is in the housing 5 an inlet opening 9 introduced as an initial opening by a punching punch and after the introduction of the other openings 10 closed again by a non-pulsed laser. The particle filter 11 is in 2 formed in the form of a 5 × 10 matrix and limited to a portion of one side of the surface of the housing. In principle, however, the invention is not limited to a specific m × n matrix. Rather, it has been found that it can be beneficial to use a matrix larger than 5x10. Furthermore, it has been found that it can also be advantageous if the formation of the matrix on at least one side of the housing 5 is distributed substantially completely.

3 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Bestimmung einer Dichte eines Mediums, bspw. in Form eines Gases. Die Vorrichtung umfasst hierbei ein Quarzoszillator 3, der wie zuvor beschrieben präpariert bzw. punktiert ist, eine Leiterplatte 8 auf der zum einen der Quarzoszillator 3 und zum anderen eine Auswerteeinheit 7, bspw. in Form eines ASICs oder auch eines Mikroprozessors sitzt und einen Vorrichtungsgehäuse 17, in welches die Leiterplatte 8 eingebracht ist. Der Quarzoszillator 3 ist dabei in einem an einem ersten Ende der Leiterplatte 8 befindlichen ersten Bereich 12, und die Auswerteeinheit 7 in einem an einem zweiten Ender der Leiterplatte, die dem ersten Ende gegenüberliegt, befindlichen zweiten Bereich 13 angeordnet. Die elektrische Verbindung ist hierbei über Leiterbahnen der Leiterplatte 8 realisiert. Bei der in 3 links dargestellten Vorrichtung, gehen der erste und der zweite Bereich 12 und 13 in einem Mittenabschnitt 14 zwischen den zwei Bereichen nahtlos ineinander über. 3 shows a device according to the invention 1 for determining a density of a medium, for example in the form of a gas. The device in this case comprises a quartz oscillator 3 which is prepared or punctured as described above, a printed circuit board 8th on the one hand the quartz oscillator 3 and second, an evaluation unit 7 , For example, in the form of an ASIC or a microprocessor sits and a device housing 17 into which the circuit board 8th is introduced. The quartz oscillator 3 is in one at a first end of the circuit board 8th located first area 12 , and the evaluation unit 7 in a second area located at a second end of the circuit board opposite the first end 13 arranged. The electrical connection is here via printed conductors of the printed circuit board 8th realized. At the in 3 On the left, the first and the second area go 12 and 13 in a middle section 14 between the two areas seamlessly into each other.

Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn in dem Mittenabschnitt 14, der zwischen dem ersten und zweiten Bereich 12 und 13 liegt, eine Glasdurchführung 15 angeordnet ist, über die die elektrische Verbindung bzw. das Ausgangssignal Sout des Quarzoszillators 3 zwischen den beiden Bereichen 12 und 13 realisiert bzw. geführt ist. In 3 ist dies durch eine gestrichelte Linie angedeutet. Die Leiterplatte 8, die Glasdurchführung 15 und das Vorrichtungsgehäuse 17 sind dabei derartig zueinander und aufeinander abgestimmt, dass nach dem Einführen der Leiterplatte 8 mit der Glasdurchführung 15 in das Vorrichtungsgehäuse 17 der erste Bereich 12 von dem zweiten Bereich 13 hermetisch getrennt ist. Auf diese Weise kann die Vorrichtung mit dem ersten Ende der Leiterplatte 8 dem Medium ausgesetzt werden, ohne dass das Medium in den zweiten Bereich gelangen kann. In 3 ist das Medium 2 dessen Dichte bestimmt werden soll durch Punkte angedeutet.It has proved to be advantageous if in the middle section 14 that is between the first and second area 12 and 13 lies a glass passage 15 is arranged, via which the electrical connection or the output signal Sout of the quartz oscillator 3 between the two areas 12 and 13 realized or managed. In 3 this is indicated by a dashed line. The circuit board 8th , the glass passage 15 and the device housing 17 are in such a way to each other and coordinated that after inserting the circuit board 8th with the glass passage 15 into the device housing 17 the first area 12 from the second area 13 hermetically separated. In this way, the device with the first end of the circuit board 8th be exposed to the medium without the medium can get into the second area. In 3 is the medium 2 whose density is to be determined by points indicated.

Ferner kann die Leiterplatte 8 eine Einkerbung im Bereich des Mittenabschnittes 14 aufweisen. Durch die Einkerbung kann der vordere Teil bzw. erste Bereich 12 leichter abgetrennt werde. Auf diese Weise kann die Leiterplatte sowohl für die Variante mit Glasdurchführung 15 als auch die Variante ohne Glasdurchführung 15 auf dieselbe Weise hergestellt werden. Durch die Einkerbung wird ferner bei der Variante mit Glasdurchführung 15 die Breite der Vorrichtung im Wesentlichen nicht verändert.Furthermore, the circuit board 8th a notch in the area of the middle section 14 exhibit. Through the notch, the front part or first area 12 get separated easier. In this way, the circuit board for both the variant with glass feedthrough 15 as well as the variant without glass passage 15 be prepared in the same way. The notch is also in the variant with glass passage 15 the width of the device is not changed substantially.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

S100S100
Bereitstellen eines Quarzoszillators in Form eines Standard BauteilesProviding a quartz oscillator in the form of a standard component
S200S200
Auflöten des Quarzoszillators auf eine Leiterplatte bzw. PCBSoldering the quartz oscillator on a PCB or PCB
S300S300
Punktierung eines Gehäuses des QuarzoszillatorsDotting of a housing of the quartz oscillator
S300aS300A
Punktierung einer Initialöffnung in das Gehäuse mittels eines mechanischen WerkzeugesDotting an initial opening in the housing by means of a mechanical tool
S300bS300b
Punktierung einer Initialöffnung in das Gehäuse mittels eines gepulsten LasersDotting an initial opening in the housing by means of a pulsed laser
S301S301
Punktierung weiterer Öffnungen in das Gehäuse mittels eines LasersDotting further openings in the housing by means of a laser
S400S400
Verschließen der InitialöffnungClosing the initial opening
11
Vorrichtung zur Bestimmung einer Dichte eines MediumsDevice for determining a density of a medium
22
Mediummedium
33
Quarzoszillatorcrystal oscillator
44
Schwingquarzquartz crystal
55
Gehäuse des QuarzoszillatorsHousing of the quartz oscillator
66
SchwingquarzelektronikQuartz crystal electronics
77
Auswerteeinheitevaluation
88th
Leiterplattecircuit board
99
Öffnung bzw. InitialöffnungOpening or initial opening
1010
weitere Öffnungenmore openings
1111
Partikelfilterparticulate Filter
1212
erster Bereich der Leiterplattefirst area of the circuit board
1313
zweiter Bereich der Leiterplattesecond area of the circuit board
1414
Mittenabschnittmid section
1515
GlasdurchführungGlass bushing
1616
Ausgangspinoutput pin
1717
Vorrichtungsgehäusedevice housing
SoutSout
Ausgangssignal des QuarzoszillatorsOutput signal of the quartz oscillator

Claims (14)

Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung zum Bestimmen einer Dichte eines Mediums, insbesondere eines Gases, aufweisend zumindest die folgenden Schritte: - Bereitstellen eines Quarzoszillators (S100), vorzugsweise in Form eines Uhrenquarzes, umfassend einen Schwingquarz, zur Erzeugung einer elektrischen Schwingung mit einer bestimmten Frequenz, vorzugsweise mit einer Frequenz von ca. 32,768 kHz, ein Gehäuse, in welches der Schwingquarz, vorzugsweise im Vakuum hermetisch, eingebracht ist und eine Schwingquarzelektronik, die dazu eingerichtet ist, den Schwingquarz zur Erzeugung der elektrischen Schwingung entsprechend anzusteuern und ein von der Frequenz abhängiges Ausgangssignal bereitzustellen; - Aufbringen, vorzugsweise in Form eines Lötschrittes, des Quarzoszillators auf eine Leiterplatte (S200), welche zumindest eine Auswerteeinheit aufweist, und derartig ausgebildet ist, dass der Quarzoszillator nach dem Aufbringen elektrisch mit der Auswerteeinheit verbunden ist, so dass der Auswerteeinheit das Ausgangssignal zugeführt ist; - Punktieren des Gehäuses des Quarzoszillators (S300), so dass das Medium, dessen Dichte bestimmt werden soll, in Kontakt mit dem Schwingquarz treten kann und die Frequenz des Schwingquarzes in Abhängigkeit der Dichte verändert, wobei das Gehäuse derartig punktiert wird, dass zumindest eine Öffnung in das Gehäuse eingebracht wird.Method for producing a device for determining a density of a medium, in particular a gas, comprising at least the following steps: - Providing a quartz oscillator (S100), preferably in the form of a quartz watch, comprising a quartz crystal, for generating an electrical oscillation with a certain frequency, preferably with a frequency of about 32.768 kHz, a housing, in which the quartz crystal, preferably hermetically in a vacuum , is introduced and a quartz crystal electronics, which is adapted to control the quartz crystal for generating the electrical oscillation and to provide a frequency-dependent output signal; - Application, preferably in the form of a soldering step, the quartz oscillator on a printed circuit board (S200), which has at least one evaluation unit, and is designed such that the quartz oscillator is electrically connected to the evaluation after application, so that the evaluation unit is supplied with the output signal ; Puncturing the housing of the quartz oscillator (S300), so that the medium whose density is to be determined can come into contact with the quartz crystal and changes the frequency of the quartz crystal in dependence on the density, wherein the housing is punctured such that at least one opening is introduced into the housing. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse derartig punktiert wird, dass weitere Öffnungen in das Gehäuse eingebracht werden (S301).Method according to Claim 1 wherein the housing is punctured such that further openings are introduced into the housing (S301). Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Gehäuse derartig punktiert wird, dass zumindest die weiteren Öffnungen so ausgebildet sind, dass Partikel mit einem geometrischen Äquivalentdurchmesser kleiner 35 µm, bevorzugt kleiner 30 µm, besonders bevorzugt kleiner 25 µm nicht in das Gehäuse durch die weiteren Öffnungen eindringen können, so dass zumindest die weiteren Öffnungen als ein Partikelfilter dienen.Method according to the preceding claim, wherein the housing is punctured such that at least the further openings are formed so that particles with a geometric equivalent diameter less than 35 microns, preferably less than 30 microns, more preferably less than 25 microns not into the housing through the other openings can penetrate, so that at least the other openings serve as a particulate filter. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse derartig punktiert wird, dass zumindest die eine Öffnung mittels eines mechanischen Werkzeuges, insbesondere eines Stanzeisens, in das Gehäuse eingebracht wird (S300a).Method according to at least one of the preceding claims, wherein the housing is punctured in such a way that at least one opening is introduced into the housing by means of a mechanical tool, in particular a punching iron (S300a). Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Gehäuse derartig punktiert wird, dass die weiteren Öffnungen, vorzugsweise mittels eines Lasers, in das Gehäuse eingebracht werden, nachdem die zumindest eine Öffnung mittels des mechanischen Werkzeuges eingebracht wurde (S301). Method according to the preceding claim, wherein the housing is punctured such that the further openings, preferably by means of a laser, are introduced into the housing after the at least one opening has been introduced by means of the mechanical tool (S301). Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die mittels des mechanischen Werkzeuges eingebrachte zumindest eine Öffnung nach dem Einbringen der weiteren Öffnungen mittels des Lasers wieder verschlossen wird (S300).Method according to the preceding claim, wherein the introduced by means of the mechanical tool at least one opening after the introduction of the further openings by means of the laser is closed again (S300). Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Gehäuse derartig punktiert wird, dass die zumindest eine Öffnung und/oder die weiteren Öffnungen mittels eines gepulsten Lasers, insbesondere eines Pikosekunden- oder höher gepulsten Lasers, in das Gehäuse eingebracht wird bzw. werden (S300b).Method according to at least one of Claims 1 to 3 in that the housing is punctured in such a way that the at least one opening and / or the further openings are introduced into the housing by means of a pulsed laser, in particular a picosecond or higher pulsed laser (S300b). Vorrichtung (1) zur Bestimmung einer Dichte (p) eines Mediums (2), insbesondere eines Gases, zumindest aufweisend: - einen Quarzoszillator (3), umfassend einen Schwingquarz (4), vorzugsweise in Form eines Uhrenquarzes, zur Erzeugung einer elektrischen Schwingung mit einer bestimmten Frequenz, vorzugsweise mit einer Frequenz von ca. 32,768 kHz, ein Gehäuse (5), in welches der Schwingquarz eingebracht ist und eine Schwingquarzelektronik (6), die dazu eingerichtet ist, den Schwingquarz zur Erzeugung der elektrischen Schwingung entsprechend anzusteuern und ein von der Frequenz abhängiges Ausgangssignal (Sout) bereitzustellen; - einen Leiterplatte (8), umfassend zumindest eine Auswerteeinheit (7), wobei der Quarzoszillator auf der Leiterplatte aufgebracht ist und elektrisch mit der Auswerteeinheit verbunden ist, so dass der Auswerteeinheit das Ausgangssignal der Schwingquarzelektronik zugeführt ist; wobei in das Gehäuse des Quarzoszillators zumindest eine Öffnung (9) eingebracht ist, damit das Medium, dessen Dichte bestimmt werden soll, in Kontakt mit dem Schwingquarz treten und die Frequenz des Schwingquarzes in Abhängigkeit der Dichte verändern kann, und die Auswerteeinheit dazu eingerichtet ist, anhand des Ausgangssignals, welches die veränderte Frequenz repräsentiert, die Dichte zu bestimmen.Device (1) for determining a density (p) of a medium (2), in particular of a gas, comprising at least: - A quartz oscillator (3), comprising a quartz crystal (4), preferably in the form of a quartz watch, for generating an electrical oscillation with a certain frequency, preferably at a frequency of about 32.768 kHz, a housing (5), in which the quartz crystal is introduced and a quartz oscillator electronics (6), which is adapted to drive the oscillating quartz to generate the electrical oscillation and to provide a frequency-dependent output signal (Sout); - A printed circuit board (8) comprising at least one evaluation unit (7), wherein the quartz oscillator is mounted on the circuit board and is electrically connected to the evaluation unit, so that the evaluation unit is supplied with the output signal of the quartz crystal electronics; wherein in the housing of the quartz oscillator at least one opening (9) is introduced, so that the medium whose density is to be determined, come into contact with the quartz crystal and can change the frequency of the quartz crystal as a function of density, and the evaluation unit is adapted to determine the density based on the output signal representing the changed frequency. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei in das Gehäuse weitere Öffnungen (10) eingebracht sind.Device according to the preceding claim, wherein in the housing further openings (10) are introduced. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei zumindest die weiteren Öffnungen so ausgebildet sind, dass keine Partikel mit einem geometrischen Äquivalentdurchmesser kleiner 35 µm, bevorzugt kleiner 30 µm, besonders bevorzugt kleiner 25 µm in das Gehäuse durch die weiteren Öffnungen eindringen können, so dass zumindest die weiteren Öffnungen als ein Partikelfilter (11) dienen.Device according to the preceding claim, wherein at least the further openings are formed so that no particles with a geometric equivalent diameter smaller than 35 microns, preferably less than 30 microns, more preferably less than 25 microns can penetrate into the housing through the other openings, so that at least the serve further openings as a particulate filter (11). Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die zumindest eine Öffnung und/oder die weiteren Öffnungen im Wesentlichen als kreisrunde Öffnungen ausgebildet ist bzw. sind.Device according to at least one of Claims 8 to 10 wherein the at least one opening and / or the further openings is or are formed essentially as circular openings. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die Leiterplatte einen ersten Bereich (12) und einen zweiten Bereich (13) aufweist, wobei der Quarzoszillator in dem ersten Bereich und die Auswerteeinheit in dem zweiten Bereich angeordnet sind, wobei die Vorrichtung ferner einer Glasdurchführung (14) umfasst, die zwischen dem ersten und zweiten Bereich vorgesehen ist und der Quarzoszillator über die Glasdurchführung elektrisch mit der Auswerteeinheit verbunden ist.Device according to at least one of Claims 8 to 11 wherein the printed circuit board has a first region (12) and a second region (13), wherein the quartz oscillator is arranged in the first region and the evaluation unit in the second region, wherein the device further comprises a glass feedthrough (14), which between the the first and second region is provided and the quartz oscillator is electrically connected via the glass feedthrough to the evaluation unit. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei der Quarzoszillator bestimmungsgemäß als ein Frequenznormal dient und durch die zumindest eine Öffnung (9) in dem Gehäuse zur Messung der Dichte des Mediums, welches durch die zumindest eine Öffnung (9) eindringen kann, zweckentfremdet wird.Device according to at least one of Claims 8 to 12 wherein the quartz oscillator is intended to serve as a frequency normal and through which at least one opening (9) in the housing for measuring the density of the medium, which can penetrate through the at least one opening (9), is misused. Verwendung eines Quarzoszillator (3) zur Bestimmung einer Dichte eines Mediums (2), wobei der Quarzoszillator umfassend einen Schwingquarz (4), vorzugsweise in Form eines Uhrenquarzes, zur Erzeugung einer elektrischen Schwingung mit einer bestimmten Frequenz, vorzugsweise mit einer Frequenz von ca. 32,768 kHz, ein Gehäuse (5), in welches der Schwingquarz eingebracht ist und eine Schwingquarzelektronik (6), die dazu eingerichtet ist, den Schwingquarz zur Erzeugung der elektrischen Schwingung entsprechend anzusteuern und ein von der Frequenz abhängiges Ausgangssignal (Sout) bereitzustellen, wobei zur Verwendung des Quarzoszillator zur Bestimmung der Dichte des Mediums das Gehäuse derartig punktiert wird, dass zumindest eine Öffnung (9) in das Gehäuse eingebracht ist und der Quarzoszillator dem Medium ausgesetzt wird, so dass die Dichte die Frequenz und entsprechend das Ausgangssignal verändert.Use of a quartz oscillator (3) for determining a density of a medium (2), wherein the quartz oscillator comprising a quartz oscillator (4), preferably in the form of a quartz watch, for generating an electrical oscillation with a certain frequency, preferably with a frequency of about 32,768 kHz, a housing (5) into which the quartz crystal is inserted, and a quartz crystal electronics (6) adapted to drive the oscillating crystal to generate the electrical oscillation and to provide a frequency dependent output signal (Sout), for use of the quartz oscillator for determining the density of the medium, the housing is punctured such that at least one opening (9) is introduced into the housing and the quartz oscillator is exposed to the medium, so that the density changes the frequency and, correspondingly, the output signal.
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