DE102018009750A1 - Sensor - Google Patents

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DE102018009750A1
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Markus Weinöhl
Dietmar Weisser
Daniel HÄFLIGER
Ronny Krämer
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Sateco AG
Marquardt GmbH
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/02Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
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    • G01L19/00Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung (1) zur Messung einer Messgröße eines Fluids, insbesondere einen Sensor, wie einen Drucksensor, einen Relativdrucksensor, einen Differenzdrucksensor, einen Wegsensor, einen Füllstandssensor o. dgl., mit einem Gehäuse (2). Im und/oder am Gehäuse (2) ist eine elastische Membran (8) angeordnet. Mit der Membran (8) wirkt ein Signalgeber derart zusammen, dass die Einwirkung des Fluids auf die Membran (8) ein zur Messgröße korrespondierendes Messsignal am Signalgeber bewirkt. Die Membran (8) umfasst eine elektrisch leitfähige, elastomere Schicht. Die Einwirkung des Fluids auf die Membran (8) bewirkt eine Änderung des elektrischen Widerstands der Membran (8). Die Membran (8) ist als Signalgeber betreibbar ist, indem die Widerstandsänderung der Membran (8) als Messsignal vorgesehen ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Bei der Messvorrichtung kann es sich um einen Sensor, wie einen Drucksensor, einen Relativdrucksensor, einen Differenzdrucksensor, einen Wegsensor o. dgl., handeln. Solche Messvorrichtungen dienen vor allem zur Messung einer Messgröße eines Fluids. Beispielsweise kann die Messvorrichtung zur Wasserstandsmessung in Waschmaschinen, Geschirrspülern, Nass- und/oder Trockensaugern oder in sonstigen Hausgeräten verwendet werden. Insbesondere handelt es sich bei diesen Messvorrichtungen um Drucksensoren für niedrige Drücke.
  • Es sind derartige Messvorrichtungen mit einem Gehäuse und mit einer im und/oder am Gehäuse angeordneten elastischen Membran bekannt. Mit der Membran wirkt ein Signalgeber zusammen, derart dass die Einwirkung des Fluids auf die Membran ein zur Messgröße korrespondierendes Messsignal am Signalgeber bewirkt. Bei der bekannten Messvorrichtung wird ein Magnet als Signalgeber verwendet, der wiederum zur Erzeugung des Messsignals mit einem Hallsensor zusammenwirkt. Bei dem Magneten sowie dem Hallsensor handelt es sich um kostenintensive Bestandteile, so dass die Messvorrichtung in kostensensitiven Bereichen nicht einsetzbar ist. Außerdem hat es sich herausgestellt, dass äußere Einflüsse auf die Messvorrichtung sich störend auf den Signalgeber auswirken können, was wiederum zu einer Verfälschung des Messsignals führen kann.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Messvorrichtung im Hinblick auf deren Kostengünstigkeit weiterzuentwickeln. Insbesondere soll des Weiteren ein stabiles Messsystem geschaffen werden, welches möglichst unabhängig von äußeren Einflüssen arbeitet und bei dem die Qualität des Messsignals verbessert ist.
  • Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Messvorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Bei der erfindungsgemäßen Messvorrichtung umfasst die Membran eine elektrisch leitfähige sowie einen elektrischen Widerstand aufweisende, elastomere Schicht, wobei die Einwirkung des Fluids auf die Membran eine Änderung des elektrischen Widerstands der Membran bewirkt. Der Signalgeber ist von der Membran gebildet, insbesondere ist die Membran als Signalgeber betreibbar, indem die Widerstandsänderung der Membran bei Einwirkung des Fluids als Messsignal vorgesehen ist. Mit anderen Worten ist der Signalgeber in die Membran integriert, so dass weitere Bauelemente, wie beispielsweise ein Magnet sowie ein Hallsensor, nicht benötigt werden. Aufgrund der Einsparung von Bauteilen ist somit eine kostengünstige Messvorrichtung geschaffen. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • In einer weiteren Ausgestaltung, die sich durch eine hohe Funktionssicherheit auszeichnet, kann die Membran eine elektrisch leitfähige Schicht und eine elektrische Isolationsschicht umfassen. In zweckmäßiger Gestaltung kann die elektrisch leitfähige Schicht als eine elektrische Widerstandsstruktur auf der elektrischen Isolationsschicht ausgebildet sein, womit eine besondere Feinfühligkeit des Messsignals festzustellen ist. Des Weiteren kann zwecks Beaufschlagung der Widerstandsstruktur mit einer elektrischen Spannung die Widerstandsstruktur mit zwei elektrischen Anschlüssen elektrisch verbunden sein. In einfacher Art und Weise kann der elektrische Anschluss aus einer auf die Oberfläche der Isolationsschicht aufgebrachten elektrisch leitfähigen Schicht bestehen. Der funktionssicheren sowie einfachen Kontaktierbarkeit halber kann der elektrische Anschluss von der Peripherie der Isolationsschicht zur Widerstandsstruktur führend angeordnet sein.
  • Eine einfache Geometrie für die Anordnung kann dadurch erzielt werden, indem die Isolationsschicht im Wesentlichen kreisförmig ausgestaltet ist. Die Widerstandsstruktur kann wiederum im Wesentlichen kreisförmig mit einem bezüglich der Isolationsschicht kleineren Durchmesser ausgestaltet sein. Zweckmäßigerweise kann die Widerstandsstruktur im Wesentlichen konzentrisch bezüglich der Peripherie der Isolationsschicht angeordnet sein. Selbstverständlich kann jedoch auch eine andere, zweckmäßige Geometrie gewählt werden. Beispielsweise kann die Widerstandsstruktur und/oder die Isolationsschicht auch rechteckförmig, ellipsenförmig, rautenförmig o. dgl. ausgestaltet sein.
  • In funktionssicherer sowie kostengünstiger Art und Weise kann die Isolationsschicht aus einem Elastomer bestehen. Bei dem Elastomer kann es sich um Silikon, und zwar insbesondere um eine Silikonfolie handeln. Die Isolationsschicht kann eine Dicke im Bereich von 0,05 bis 0,2 mm aufweisen. In bevorzugter Weise besitzt die Isolationsschicht eine Dicke von ca. 0,1 mm.
  • Ebenfalls in funktionssicherer sowie kostengünstiger Art und Weise kann die elektrisch leitfähige Schicht aus einem mit elektrisch leitfähigen Partikeln versehenen Elastomer bestehen. Das Elastomer kann aus Silikon sowie die elektrisch leitfähigen Partikel können entsprechend dem gewünschten, spezifischen elektrischen Widerstand aus Graphit und/oder einem Metall, beispielsweise Silber, Kupfer, Nickel, Platin o. dgl., bestehen. In diesem Fall bestehen die Isolationsschicht sowie die elektrisch leitfähige Schicht für die Widerstandsstruktur im Wesentlichen aus den gleichen Materialien, so dass eine weitgehend spannungsfreie Verformung der Isolationsschicht und der elektrisch leitfähigen Schicht bei Einwirkung des Fluids erfolgt. Damit wird vorteilhafterweise dem Auftreten von Rissen und/oder Ablösungen in der Isolationsschicht sowie der elektrisch leitfähigen Schicht entgegen gewirkt. Die elektrisch leitfähige Schicht kann als Widerstandsstruktur auf die Oberfläche der Isolationsschicht aufgedruckt, auflaminiert o. dgl. sein, womit deren einfache Herstellbarkeit gegeben ist. Die Dicke der elektrisch leitfähigen Schicht kann in bevorzugter Weise maximal 0,1 mm betragen. Insbesondere kann die Dicke der elektrisch leitfähigen Schicht im Bereich von in etwa 1 nm bis 0,1 mm liegen.
  • Zwecks einfacher Montage kann die Membran an einem Träger vorgespannt befestigt sein, und zwar kann zweckmäßigerweise die Membran mittels der Isolationsschicht am Träger befestigt sein. Der einfachen Herstellbarkeit halber kann die Befestigung mittels Verkleben, Verschweißen, Heißverstemmen o. dgl. erfolgen. Es kann sich dabei anbieten, die Membran an der Peripherie der Isolationsschicht am Träger zu befestigen. Soweit das Gehäuse in etwa zylinderförmig ausgestaltet ist, kann es sich weiterhin anbieten, dass der Träger als ein Trägerring ausgestaltet ist. In zweckmäßiger Art und Weise kann der Träger in einer Druckkammer im Gehäuse angeordnet sein. Zwecks einfacher Zuführung des Fluids kann am Gehäuse ein Anschlussstutzen für die Zuführung des Fluids in die Druckkammer angeordnet sein.
  • Für eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Messvorrichtung ist nachfolgendes festzustellen.
  • Drucksensoren werden in diversen Endgeräten zur Druckmessung verwendet. Dieser Druck kann absolut, relativ, und zwar in der Regel zum Umgebungsdruck, oder differenziell, indem es sich um Druckunterschiede zwischen zwei verschiedenen Drücken handelt, gemessen werden. Dieser Messwert wird in der Regel an eine übergeordnete Steuer- und/oder Regelelektronik weitergeleitet, die das Signal interpretiert und weiter verarbeitet.
  • Die Grundaufgabe besteht darin, den zu messenden Druck in ein elektrisches Messsignal zu wandeln. Dabei nehmen jedoch diverse Umgebungsbedingungen negativen Einfluss auf den Sensor. Beispielsweise kann es sich bei diesen Umgebungsbedingungen um Schwingungen, Feuchtigkeit, Temperatur, diverse Verschmutzungen o. dgl. handeln. Zudem benötigen die Kunden immer genauere, aber gleichzeitig auch kostengünstigere Produkte. Daher besteht hier die Herausforderung einen kostengünstigen, unempfindlichen aber dennoch genauen Drucksensor zu entwickeln.
  • Bisherige Lösungen basieren auf dem Halleffekt oder auf induktiven Systemen, welche prinzipbedingt mehrere Bauteile zur Messung benötigen. Beispielsweise ist auf der Druckseite hierfür ein beweglicher Magnet und auf der Elektronikseite ein Hallelement mit einer Ausgabeelektronik notwendig. Die erfindungsgemäße Lösung sieht vor, die benötigten Bauteile auf ein absolutes Minimum zu reduzieren und das Sensorelement als eine elektrisch leitfähige Struktur direkt in die zur Druckabdichtung benötigte Membran zu integrieren. Die Membran wird mit Hilfe eines Trägers vorgespannt. Diese Art der resistiven Messung ist bewährt und kostengünstig sowie unanfällig.
  • Geschaffen ist somit ein Drucksensor mit resistiver Messtechnologie, die zur Druckmessung direkt auf eine Membran strukturiert ist, wobei es sich bei der Membran um ein Elastomer mit resistiven Strukturen handelt. Beispielsweise lässt sich ein solcher Drucksensor an einer Waschmaschine zur Messung des Wasserstands als Relativdruck zur Umgebung einsetzen, indem unten am Wasserbehälter der Druck des Wassers gemessen wird. Das Drucksignal kann dann dazu verwendet werden, den Wasserstand zu überwachen und die Waschparameter entsprechend einzustellen.
  • Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass die erfindungsgemäße Messvorrichtung besonders kostengünstig ist. Damit kann die Messvorrichtung bei kostensensitiven Geräten eingesetzt werden. Insbesondere können damit Anwendungen erschlossen werden, die mit der aktuellen Technik nicht erreichbar sind. Des Weiteren ist die Messvorrichtung einfacher und/oder besser im Messbereich zu skalieren. Dadurch ist eine einfache Anpassung der Messvorrichtung im Hinblick auf die Kosten, die Genauigkeit o. dgl. ermöglicht.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit verschiedenen Weiterbildungen und Ausgestaltungen ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
    • 1 einen Drucksensor mit einer Membran in Explosiv-Darstellung,
    • 2 einen Schnitt durch die Membran aus 1,
    • 3 die Draufsicht auf die eine Widerstandsstruktur umfassende Membran aus 1 in einer Detail-Darstellung und
    • 4 eine Prinzip-Darstellung der Einwirkung eines Fluids auf die Membran entsprechend einem Schnitt wie in 2.
  • In 1 ist ein Drucksensor zu sehen, der als Messvorrichtung 1 zur Messung einer Messgröße eines Fluids, und zwar vorliegend des Drucks einer Flüssigkeit in einem Hausgerät, dient. Der Drucksensor 1 besitzt ein Gehäuse 2, an dem ein Anschlussstutzen 3 für die Zuführung der zu messenden Flüssigkeit angeordnet ist, sowie einen Steckanschluss 4 zum Anschluss der elektrischen Zuleitungen. Mittels einer am Gehäuse 2 befindlichen Verrastung 5 ist der Drucksensor 1 im Hausgerät montierbar. Das Gehäuse 2 schließlich umfasst einen Sockel 6 sowie einen Deckel 7.
  • Im und/oder am Gehäuse 2 ist eine elastische Membran 8 angeordnet, auf die die Flüssigkeit über den Anschlussstutzen 3 einwirkt. Entsprechend dem in der Flüssigkeit herrschenden Druck wird die Membran 8 durchgebogen. Die Membran 8 umfasst eine elektrisch leitfähige sowie einen elektrischen Widerstand aufweisende, elastomere Schicht 9 (siehe 2), so dass die Einwirkung des Fluids auf die Membran 8 aufgrund deren Durchbiegung eine Änderung des elektrischen Widerstands der Membran 8 bewirkt. Die Membran 8 ist damit als Signalgeber betreibbar, indem die elektrische Widerstandsänderung der Membran 8 bei Einwirkung des Fluids als Messsignal dient, womit der Signalgeber von der Membran 8 gebildet ist. Somit ist vorliegend der mit der Membran 8 zusammenwirkende Signalgeber, wobei die Einwirkung des Fluids auf die Membran 8 ein zur Messgröße korrespondierendes Messsignal am Signalgeber bewirkt, als ein einziges, integriertes Bauteil realisiert.
  • Wie in 2 zu sehen ist, umfasst in weiterer Ausgestaltung die Membran 8 eine erste elektrisch leitfähige sowie einen elektrischen Widerstand aufweisende Schicht 9, die gegebenenfalls strukturiert sein kann, und eine zweite Schicht 10, wobei es sich bei der zweiten Schicht 10 um eine elektrische nicht leitfähige Isolationsschicht handelt. Wird die Membran 8 mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt, so wirkt die Schicht 9 als ein elektrischer Widerstand R. Der Widerstandswert dieses mittels der Schichten 9, 10 gebildeten Widerstands beträgt R = ϱ ( 1 /A )
    Figure DE102018009750A1_0001
    wobei R der Widerstand, 1 die Länge der leitfähigen Schicht 9, A der Querschnitt der leitfähigen Schicht 9 und ϱ der spezifische elektrische Widerstand der leitfähigen Schicht 9 darstellen. Der Querschnitt A der leitfähigen Schicht 9 beträgt A = b d 1
    Figure DE102018009750A1_0002
    wobei b die Breite sowie d1 die Dicke der leitfähigen Schicht 9 bedeuten. Bei der Breite b handelt es sich im Wesentlichen um die Ausdehnung der leitfähigen Schicht 9 in der zur Länge 1 und Dicke d1 senkrecht stehenden Richtung, wie in 2 mit dem Richtungspfeil angedeutet ist. Ist d2 die Dicke der Isolationsschicht 10, so ist d = d 1 + d 2
    Figure DE102018009750A1_0003
    die Dicke d der Membran 8. Damit berechnet sich der Widerstand zu R = ϱ ( 1 / ( b d 1 ) ) = ( ϱ /b ) ( 1 /d 1 ) = K ( 1 /d 1 )
    Figure DE102018009750A1_0004
    mit K = ϱ /b
    Figure DE102018009750A1_0005
    wobei K wiederum eine Konstante darstellt. Wie anhand der 4 zu sehen ist, erfolgt aufgrund der Durchbiegung der Membran 8 bei Druckeinwirkung eine Vergrößerung der Länge l' gegenüber der ursprünglichen Länge l, wobei die Breite b im Wesentlichen als konstant vorausgesetzt wird, und damit einhergehend eine Verringerung der Dicke d' der Membran 8 gegenüber der ursprünglichen Dicke d. Insbesondere verringert sich dabei die Dicke d1 der leitfähigen Schicht 9. Da K im Wesentlichen eine durch den spezifischen Widerstand der leitfähigen Schicht 9 bestimmte Konstante ist, vergrößert sich folglich der Widerstand R aufgrund der Vergrößerung von 1 sowie Verkleinerung von d1 durch die Druckeinwirkung überproportional. Wie bereits erwähnt korrespondiert der jeweils vorliegende Widerstand beziehungsweise die Widerstandsänderung zum jeweiligen Druck des Fluids. Die Widerstandsbestimmung sowie die Druckermittlung können mittels einer nicht weiter gezeigten Elektronik, die beispielsweise im Gehäuse 2 angeordnet ist, vorgenommen werden.
  • Zweckmäßigerweise ist die elektrisch leitfähige Schicht 9 als elektrische Widerstandsstruktur 9' auf der elektrischen Isolationsschicht 10 strukturiert ausgebildet. In 3 ist in einer Draufsicht auf die Membran 8 die auf der Oberseite der Isolationsschicht 10 befindliche Widerstandsstruktur 9' zu sehen. Die Widerstandsstruktur 9' ist mit zwei elektrischen Anschlüssen 13, 14 elektrisch verbunden. Der elektrische Anschluss 13, 14 ist jeweils von der Peripherie 15 der Isolationsschicht 10 zur Widerstandsstruktur 9' führend angeordnet und dient zum Anlegen der elektrischen Spannung an die Widerstandsstruktur 9'. Der elektrische Anschluss 13, 14 besteht aus einer auf die Oberfläche der Isolationsschicht 10 aufgebrachten elektrisch leitfähigen Schicht. Anhand der zwischen den elektrischen Anschlüssen 13, 14 anliegenden elektrischen Spannung und/oder des über die elektrischen Anschlüsse 13, 14 fließenden elektrischen Strom lässt sich dann der Wert der aufgrund der Einwirkung des Fluids auf die Membran 8 hervorgerufenen Änderung des elektrischen Widerstands R der Widerstandsstruktur 9' ermitteln.
  • In einer bevorzugten Ausbildung ist die Isolationsschicht 10 im Wesentlichen kreisförmig ausgestaltet, wie gemäß 3 zu sehen ist. Die Widerstandsstruktur 9' ist ebenfalls im Wesentlichen kreisförmig gestaltet. Jedoch besitzt die Widerstandsstruktur 9' einen in Bezug auf die Isolationsschicht 10 kleineren Durchmesser. Weiter ist die Widerstandsstruktur 9' im Wesentlichen konzentrisch bezüglich der Peripherie 15 der Isolationsschicht 10 angeordnet.
  • Die Isolationsschicht 10 besteht aus einem Elastomer. Als besonders geeignetes Elastomer hat sich Silikon erwiesen. Insbesondere handelt es sich bei der Isolationsschicht 10 um eine Silikonfolie. Die Isolationsschicht 10 weist eine Dicke d2 (siehe 2) im Bereich von in etwa 0,05 bis 0,2 Millimeter auf. Bevorzugt ist eine Dicke d2 von ca. 0,1 Millimeter für die Isolationsschicht 10. Die elektrische leitfähige sowie einen elektrischen Widerstand aufweisende Schicht 9 besteht aus einem mit elektrisch leitfähigen Partikeln versehenen Elastomer. Hierbei haben sich Silikon als Elastomer sowie Graphit und/oder Metall, beispielsweise Silber, Kupfer, Nickel, Platin o. dgl., als elektrisch leitfähige Partikel als besonders geeignet erwiesen. Die elektrisch leitfähige Schicht 9 kann als Widerstandsstruktur 9' auf die Oberfläche der Isolationsschicht 10 aufgedruckt, auflaminiert o. dgl. werden. Die Dicke d1 der elektrisch leitfähigen Schicht 9 (siehe 2) liegt im Bereich von in etwa 1 Nanometer bis 0,1 Millimeter. Es hat sich dabei herausgestellt, dass die Dicke d1 bevorzugterweise maximal 0,1 mm betragen sollte.
  • Zwecks einfacher Anordnung der elastischen Membran 8 im Gehäuse 2 ist die Membran 8 mittels der Isolationsschicht 10, und zwar an der Peripherie 15 der Isolationsschicht 10, an einem Träger 11 vorgespannt befestigt. Die Befestigung kann mittels Verkleben, Verschweißen, Heißverstemmen o. dgl. der Membran 8 am Träger 11 erfolgen. Der Träger 11 mitsamt der Membran 8 ist dann in einer, in 1 gezeigten Druckkammer 12 im Gehäuse 2 angeordnet. Ist die Druckkammer 12 in etwa zylindrisch ausgebildet, so handelt es sich in bevorzugter Weise bei dem Träger 11 um einen Trägerring.
  • Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfasst vielmehr auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen der durch die Patentansprüche definierten Erfindung. So kann eine solche Messvorrichtung nicht nur in der gesamten Drucksensorik, und zwar bevorzugt im Niedrigdruck-Segment, als Drucksensor, Relativdrucksensor, Differenzdrucksensor o. dgl., sondern auch als ein sonstiger Sensor, wie Füllstandsensor, Wegsensor o. dgl., eingesetzt werden. Des Weiteren kann die Messvorrichtung nicht nur als Drucksensor für Flüssigkeiten sondern auch für Luft und/oder für sonstige Gase verwendet werden. Schließlich kann die Verwendung der Messvorrichtung nicht nur für Hausgeräte sondern auch in sonstigen Anwendungen, beispielsweise in der Labor- sowie in der chemischen Verfahrenstechnik erfolgen.
  • Bezugszeichenliste
  • 1:
    Messvorrichtung / Drucksensor
    2:
    Gehäuse
    3:
    Anschlussstutzen
    4:
    Steckanschluss
    5:
    Verrastung
    6:
    Sockel (von Gehäuse)
    7:
    Deckel (von Gehäuse)
    8:
    Membran
    9:
    leitfähige Schicht / erste Schicht
    9':
    Widerstandsstruktur
    10:
    Isolationsschicht / zweite Schicht
    11:
    Träger
    12:
    Druckkammer
    13,14:
    (elektrischer) Anschluss
    15:
    Peripherie (der Isolationsschicht)

Claims (10)

  1. Messvorrichtung zur Messung einer Messgröße eines Fluids, insbesondere Sensor, wie Drucksensor, Relativdrucksensor, Differenzdrucksensor, Wegsensor o. dgl., mit einem Gehäuse (2), mit einer im und/oder am Gehäuse (2) angeordneten elastischen Membran (8), und mit einem mit der Membran (8) zusammenwirkenden Signalgeber, derart dass die Einwirkung des Fluids auf die Membran (8) ein zur Messgröße korrespondierendes Messsignal am Signalgeber bewirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (8) eine elektrisch leitfähige sowie einen elektrischen Widerstand aufweisende, elastomere Schicht (9) umfasst, dass die Einwirkung des Fluids auf die Membran (8) eine Änderung des elektrischen Widerstands der Membran (8) bewirkt, und dass der Signalgeber von der Membran (8) gebildet ist, insbesondere dass die Membran (8) als Signalgeber betreibbar ist, indem die Widerstandsänderung der Membran (8) bei Einwirkung des Fluids als Messsignal vorgesehen ist.
  2. Messvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (8) die elektrisch leitfähige Schicht (9) und eine elektrische Isolationsschicht (10) umfasst.
  3. Messvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähige Schicht (9) als eine elektrische Widerstandsstruktur (9') auf der elektrischen Isolationsschicht (10) ausgebildet ist, dass vorzugsweise die Widerstandsstruktur (9') mit zwei elektrischen Anschlüssen (13, 14) elektrisch verbunden ist, dass weiter vorzugsweise der elektrische Anschluss (13, 14) aus einer auf die Oberfläche der Isolationsschicht (10) aufgebrachten elektrisch leitfähigen Schicht besteht, und dass noch weiter vorzugsweise der elektrische Anschluss (13, 14) von der Peripherie (15) der Isolationsschicht (10) zur Widerstandsstruktur (9') führend angeordnet ist.
  4. Messvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsschicht (10) im Wesentlichen kreisförmig ausgestaltet ist, dass vorzugsweise die Widerstandsstruktur (9') im Wesentlichen kreisförmig mit einem bezüglich der Isolationsschicht (10) kleineren Durchmesser ausgestaltet ist, und dass weiter vorzugsweise die Widerstandsstruktur (9') im Wesentlichen konzentrisch bezüglich der Peripherie (15) der Isolationsschicht (10) angeordnet ist.
  5. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsschicht (10) aus einem Elastomer besteht, dass es sich vorzugsweise bei dem Elastomer um Silikon, insbesondere um eine Silikonfolie handelt, und dass weiter vorzugsweise die Isolationsschicht (10) eine Dicke im Bereich von 0,05 bis 0,2 mm, bevorzugterweise von 0,1 mm aufweist.
  6. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähige Schicht (9) aus einem mit elektrisch leitfähigen Partikeln versehenen Elastomer besteht, dass vorzugsweise das Elastomer aus Silikon besteht, dass weiter vorzugsweise die elektrisch leitfähigen Partikel aus Graphit und/oder einem Metall, beispielsweise Silber, Kupfer, Nickel, Platin o. dgl., bestehen, dass noch weiter vorzugsweise die elektrisch leitfähige Schicht (9) als Widerstandsstruktur (9') auf die Oberfläche der Isolationsschicht (10) aufgedruckt, auflaminiert o. dgl. ist, und dass nochmals weiter vorzugsweise die Dicke der elektrisch leitfähigen Schicht (9) maximal 0,1 mm beträgt, insbesondere im Bereich von 1 nm bis 0,1 mm liegt.
  7. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (8) an einem Träger (11) vorgespannt befestigt ist, dass vorzugsweise die Membran (8) mittels der Isolationsschicht (10), insbesondere an der Peripherie (15) der Isolationsschicht (10), am Träger (11) befestigt ist, und dass weiter vorzugsweise die Befestigung durch Verkleben, Verschweißen, Heißverstemmen o. dgl. gebildet ist.
  8. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (11) als ein Trägerring ausgestaltet ist.
  9. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (11) in einer Druckkammer (12) im Gehäuse (2) angeordnet ist.
  10. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass am Gehäuse (2) ein Anschlussstutzen (3) für die Zuführung des Fluids in die Druckkammer (12) angeordnet ist.
DE102018009750.2A 2017-12-18 2018-12-17 Sensor Withdrawn DE102018009750A1 (de)

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