DE102019205518B4

DE102019205518B4 - Sensor arrangement with mechanical protection

Info

Publication number: DE102019205518B4
Application number: DE102019205518.4A
Authority: DE
Inventors: Florian Burgert; Jörn Jakob
Original assignee: Vega Grieshaber KG
Current assignee: Vega Grieshaber KG
Priority date: 2019-04-16
Filing date: 2019-04-16
Publication date: 2021-02-18
Anticipated expiration: 2039-04-17
Also published as: DE102019205518A1

Abstract

Sensoranordnung (100) zur Ermittlung eines Drucks, eines Füllstands und/oder eines Grenzstands eines Mediums (103) in einem Behälter (102), die Sensoranordnung aufweisend:
einen Drucksensor (10) mit einer Membran (12), der dazu ausgeführt ist, einen an der Membran (12) anliegenden Druck in ein elektrisches Signal zu wandeln;
einen Prozessanschluss (50) zum Befestigen des Drucksensors (10) an einem Behälter (102);
eine mechanische Schutzvorrichtung (70), welche an dem Prozessanschluss (50) befestigt ist und die Membran (12) des Drucksensors (10) zumindest teilweise überspannt, so dass die Membran (12) gegen Stoßbelastungen geschützt ist; und
wobei die Schutzvorrichtung (70) wenigstens einen Draht (72) aufweist, welcher mit zumindest einem Ende (74a, 74b) an dem Prozessanschluss (50) befestigt ist und die Membran (12) zumindest teilweise überspannt.

Sensor arrangement (100) for determining a pressure, a fill level and / or a limit level of a medium (103) in a container (102), the sensor arrangement having:
a pressure sensor (10) with a membrane (12), which is designed to convert a pressure applied to the membrane (12) into an electrical signal;
a process connection (50) for attaching the pressure sensor (10) to a container (102);
a mechanical protective device (70) which is attached to the process connection (50) and at least partially spans the membrane (12) of the pressure sensor (10), so that the membrane (12) is protected against impact loads; and
wherein the protective device (70) has at least one wire (72) which is fastened with at least one end (74a, 74b) to the process connection (50) and at least partially spans the membrane (12).

Description

Gebiet der ErfindungField of invention

Die Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Sensorik für die Prozessindustrie und/oder Prozessautomation. Im Speziellen betrifft die Erfindung eine Sensoranordnung mit einem Drucksensor zur Ermittlung eines Drucks, eines Füllstands und/oder eines Grenzstands eines Mediums in einem Behälter.The invention relates generally to the field of sensor technology for the process industry and / or process automation. In particular, the invention relates to a sensor arrangement with a pressure sensor for determining a pressure, a fill level and / or a limit level of a medium in a container.

Technischer HintergrundTechnical background

In der Prozessindustrie und/oder im Rahmen der Prozessautomation, wie beispielsweise der pharmazeutischen Industrie und/oder der Lebensmittelindustrie, wird regelmäßig ein Medium in einem Behälter verarbeitet, etwa zur Herstellung eines Produktes oder Endproduktes basierend auf dem Medium. Das Medium kann hierbei mehrere Bestandteile aufweisen, welche beispielsweise in dem Behälter vermengt und/oder miteinander gemischt werden können, etwa mit einem Rührwerk in dem Behälter. Insbesondere kann das Medium eine flüssige Komponente sowie Feststoffe aufweisen.In the process industry and / or in the context of process automation, such as the pharmaceutical industry and / or the food industry, a medium is regularly processed in a container, for example to manufacture a product or end product based on the medium. The medium can have several constituents which, for example, can be mixed in the container and / or mixed with one another, for example with a stirrer in the container. In particular, the medium can have a liquid component and solids.

Während der Verarbeitung des Mediums und/oder während der Produktion wird häufig ein Druck ein Füllstand und/oder ein Grenzstand des Mediums im Behälter ermittelt. Hierzu werden regelmäßig Drucksensoren eingesetzt, welche an dem Behälter befestigt sind, etwa um einen hydrostatischen Druck des Mediums in dem Behälter zu ermitteln. Basierend auf dem ermittelten Druck kann ferner ein Füllstand und/oder das Erreichen eines Grenzstandes des Mediums in dem Behälter ermittelt werden, etwa unter Kenntnis einer Geometrie des Behälters. Mit der Information über den Druck, den Füllstand und/oder den Grenzstand kann beispielsweise die Produktion des Endprodukts überwacht und/oder gesteuert werden.During the processing of the medium and / or during production, a pressure, a fill level and / or a limit level of the medium in the container is often determined. For this purpose, pressure sensors are regularly used which are attached to the container, for example to determine a hydrostatic pressure of the medium in the container. Based on the determined pressure, a filling level and / or the reaching of a limit level of the medium in the container can also be determined, for example with knowledge of a geometry of the container. With the information about the pressure, the filling level and / or the limit level, for example, the production of the end product can be monitored and / or controlled.

Das Dokument WO 2016/015758 A1 beschreibt einen Prozessanschluss zur Aufnahme einer Druckmesszelle und zur Ankopplung derselben an eine Prozessumgebung.The document WO 2016/015758 A1 describes a process connection for receiving a pressure measuring cell and for coupling it to a process environment.

Das Dokument EP 2 574 895 A1 beschreibt eine Messanordnung für die Prozessmesstechnik zur Messung einer physikalischen und/oder chemischen Prozessgröße eines Mediums, welches sich in einem Behälter befindet.The document EP 2 574 895 A1 describes a measuring arrangement for process measuring technology for measuring a physical and / or chemical process variable of a medium which is located in a container.

Das Dokument EP 2 150 792 B1 beschreibt eine Messvorrichtung für ein zu messendes Medium, für den Einsatz in Hausgeräten.The document EP 2 150 792 B1 describes a measuring device for a medium to be measured, for use in household appliances.

Das Dokument EP 2 024 710 B1 beschreibt einen Membranschutz für einen in eine Bohrung eines Einbauteils einschraubbaren Sensor mit einer Membran.The document EP 2 024 710 B1 describes a membrane protector for a sensor with a membrane that can be screwed into a bore of a built-in part.

Das Dokument DE 1 468 530 U beschreibt einen Spannring für Mikrofons oder Telefone geringer Grösse.The document DE 1 468 530 U describes a clamping ring for microphones or telephones of small size.

Das Dokument DE 1 926 202 A beschreibt eine Unterwassersprecheinrichtung, mit der unter Wasser eine mündliche Verständigung durch Aussendung von Schallwellen möglich ist.The document DE 1 926 202 A describes an underwater speakerphone with which verbal communication is possible underwater by emitting sound waves.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Mit Ausführungsformen der Erfindung kann in vorteilhafter Weise eine verbesserte Sensoranordnung zur Erfassung eines Drucks, eines Füllstands und/oder eines Grenzstands eines Mediums in einem Behälter bereitgestellt werden. Die Sensoranordnung kann sich insbesondere durch eine verbesserte mechanische Stabilität und/oder Robustheit auszeichnen.With embodiments of the invention, an improved sensor arrangement for detecting a pressure, a fill level and / or a limit level of a medium in a container can advantageously be provided. The sensor arrangement can in particular be distinguished by improved mechanical stability and / or robustness.

Dies wird insbesondere durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche ermöglicht. Die Erfindung ist in den unabhängigen Patentansprüchen definiert. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.This is made possible in particular by the subjects of the independent patent claims. The invention is defined in the independent claims. Further developments of the invention result from the subclaims and the following description.

Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft eine Sensoranordnung zur Ermittlung eines Drucks, eines Füllstands und/oder eines Grenzstands eines Mediums in einem Behälter. Die Sensoranordnung weist einen Drucksensor mit einer Membran auf. Der Drucksensor ist dazu ausgeführt, einen an der Membran anliegenden Druck, beispielsweise einen hydrostatischen Druck des Mediums, in ein elektrisches Signal zu wandeln. Ferner verfügt die Sensoranordnung über einen Prozessanschluss zum Befestigen des Drucksensors an einem Behälter. Des Weiteren weist die Sensoranordnung eine mechanische Schutzvorrichtung auf, welche an dem Prozessanschluss befestigt ist und die Membran des Drucksensors zumindest teilweise überspannt, insbesondere außenseitig überspannt, so dass die Membran gegen Stoßbelastungen, etwa durch im Medium befindliche Festkörper und/oder Feststoffe, geschützt ist. Zudem weist die Schutzvorrichtung wenigstens einen Draht auf, welcher mit zumindest einem Ende an dem Prozessanschluss befestigt ist und die Membran zumindest teilweise überspannt.One aspect of the present disclosure relates to a sensor arrangement for determining a pressure, a fill level and / or a limit level of a medium in a container. The sensor arrangement has a pressure sensor with a membrane. The pressure sensor is designed to convert a pressure applied to the membrane, for example a hydrostatic pressure of the medium, into an electrical signal. The sensor arrangement also has a process connection for attaching the pressure sensor to a container. Furthermore, the sensor arrangement has a mechanical protective device which is attached to the process connection and at least partially spans the membrane of the pressure sensor, in particular spanned on the outside, so that the membrane is protected against impact loads, for example from solids and / or solids in the medium. In addition, the protective device has at least one wire which is fastened with at least one end to the process connection and at least partially spans the membrane.

Durch die die Membran zumindest teilweise überspannende Schutzvorrichtung kann in vorteilhafter Weise ein umfassender Schutz der Membran des Drucksensors gewährleistet sein. Dies kann wiederum eine Robustheit und/oder Lebensdauer der Sensoranordnung und/oder des Drucksensors erhöhen. Auch können dadurch Wartungsarbeiten reduziert sein.The protective device at least partially spanning the membrane can advantageously ensure comprehensive protection of the membrane of the pressure sensor. This in turn can increase the robustness and / or service life of the sensor arrangement and / or the pressure sensor increase. This can also reduce maintenance work.

Des Weiteren kann durch Befestigung zumindest eines Teils der Schutzvorrichtung an dem Prozessanschluss eine Montage vereinfacht werden, etwa da der Drucksensor zusammen mit der Schutzvorrichtung in einem Arbeitsgang an dem Behälter befestigt und/oder montiert werden kann.Furthermore, by fastening at least part of the protective device to the process connection, assembly can be simplified, for example because the pressure sensor can be fastened and / or assembled to the container together with the protective device in one operation.

Die Schutzvorrichtung kann beispielsweise zumindest an zwei sich gegenüberliegenden Seiten der Membran an dem Prozessanschluss befestigt sein, so dass zumindest ein Teil der Schutzvorrichtung die Membran überspannt, etwa bogenförmig überspannt. Hier und im Folgenden kann überspannen bedeuten, dass ein Teil der Schutzvorrichtung in einer axialen Richtung des Drucksensors von der Membran beabstandet angeordnet ist und/oder verläuft. Hierbei kann ein Zwischenraum zwischen Membran und Schutzvorrichtung entstehen. Die axiale Richtung des Drucksensors kann hierbei parallel zu einem Flächennormalenvektor einer Außenseite der Membran verlaufen und/oder durch einen solchen Flächennormalenvektor definiert sein. Ein in axialer Richtung bemessener Abstand zwischen der Membran und der Schutzvorrichtung kann wenigstens 1 mm bis 30 mm, beispielsweise 3 mm bis 30 mm, betragen, etwa damit der Zwischenraum zwischen Membran und Schutzvorrichtung umfassend oder leichter gereinigt werden kann und/oder damit geltende Hygienestandards eingehalten werden können. Auch können so Ablagerungen und/oder Anhaftungen des Mediums an der Sensoranordnung, dem Drucksensor und/oder der Schutzvorrichtung effektiv reduziert und/oder vermieden werden. Bei an dem Behälter montierter Sensoranordnung kann die Schutzvorrichtung sowie die Außenseite der Membran dem Medium zugewandt sein. Die Schutzvorrichtung kann einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein.The protective device can, for example, be attached to the process connection at least on two opposite sides of the membrane, so that at least part of the protective device spans the membrane, e.g. Here and in the following, spanning can mean that part of the protective device is arranged and / or extends at a distance from the membrane in an axial direction of the pressure sensor. This can result in a gap between the membrane and the protective device. The axial direction of the pressure sensor can run parallel to a surface normal vector of an outside of the membrane and / or be defined by such a surface normal vector. A distance measured in the axial direction between the membrane and the protective device can be at least 1 mm to 30 mm, for example 3 mm to 30 mm, for example so that the space between the membrane and protective device can be cleaned comprehensively or more easily and / or the applicable hygiene standards can thus be observed can be. Deposits and / or adhesions of the medium on the sensor arrangement, the pressure sensor and / or the protective device can also be effectively reduced and / or avoided in this way. When the sensor arrangement is mounted on the container, the protective device and the outside of the membrane can face the medium. The protective device can be designed in one piece or in several pieces.

Der Prozessanschluss kann die Membran zumindest teilweise entlang eines Außenumfangs der Membran umlaufen. Beispielsweise kann zumindest ein Teil des Prozessanschluss die Membran ringförmig umschließen und/oder umlaufen. Der Prozessanschluss kann beispielsweise ein Gewinde aufweisen, mit welchem die Sensoranordnung an dem Behälter befestigt werden kann. Das Gewinde kann dabei koaxial und/oder konzentrisch zur Membran angeordnet sein. Der Prozessanschluss kann alternativ oder in Ergänzung einen Befestigungsbereich aufweisen, welcher die Membran zumindest teilweise umläuft und/oder umschließt. Zumindest ein Teil der Schutzvorrichtung kann an dem Befestigungsbereich des Prozessanschlusses befestigt sein. Insbesondere kann der Befestigungsbereich die Membran ringförmig umlaufen und/oder umschließen, wobei der Befestigungsbereich koaxial und/oder konzentrisch zur Membran angeordnet sein kann. Der Befestigungsbereich kann hierbei in radialer Richtung des Drucksensors und/oder der Membran zwischen dem Gewinde des Prozessanschlusses und der Membran oder außerhalb des Gewindes angeordnet sein. Beispielsweise kann der Befestigungsbereich auch flanschartig ausgebildet sein.The process connection can run around the membrane at least partially along an outer circumference of the membrane. For example, at least a part of the process connection can enclose and / or run around the membrane in a ring shape. The process connection can, for example, have a thread with which the sensor arrangement can be attached to the container. The thread can be arranged coaxially and / or concentrically to the membrane. As an alternative or in addition, the process connection can have a fastening area which at least partially runs around and / or encloses the membrane. At least part of the protective device can be fastened to the fastening area of the process connection. In particular, the fastening area can encircle and / or enclose the membrane in the shape of a ring, wherein the fastening area can be arranged coaxially and / or concentrically to the membrane. The fastening area can be arranged in the radial direction of the pressure sensor and / or the membrane between the thread of the process connection and the membrane or outside the thread. For example, the fastening area can also be designed like a flange.

Das Medium kann ein beliebiges Füllgut des Behälters bezeichnen, beispielsweise ein Fluid, ein flüssiges Medium, ein einkomponentiges Medium, ein mehrkomponentiges Medium und/oder ein Gemisch. Insbesondere kann das Medium eine fluide Komponente und eine Feststoffkomponente aufweisen.The medium can denote any filling material of the container, for example a fluid, a liquid medium, a one-component medium, a multi-component medium and / or a mixture. In particular, the medium can have a fluid component and a solid component.

Der Drucksensor kann allgemein einen Druckmessumformer bezeichnen. Der Drucksensor kann beispielsweise über eine Druckmesszelle verfügen, wobei die Membran Teil der Druckmesszelle sein kann. Ferner kann der Drucksensor und/oder die Druckmesszelle über eine Elektronik verfügen, welche beispielsweise eine Auslenkung und/oder Verbiegung der Membran, welche etwa durch den an der Membran anliegenden Druck des Mediums hervorgerufen sein kann, in das elektrische Signal umsetzt. Das elektrische Signal des Drucksensors kann somit mit dem Druck des Mediums korrelieren, proportional zu dem Druck sein und/oder repräsentativ für den Druck sein. Basierend auf dem elektrischen und/oder druckabhängigen Signal kann der Füllstand des Mediums, der Grenzstand des Mediums und/oder das Erreichen des Grenzstandes ermittelt werden, beispielsweise unter Kenntnis eine Geometrie des Behälters, eines Volumens des Behälters und/oder unter Verwendung von Kalibrierdaten. Beispielsweise kann das elektrische Signal in ein Ausgangssignal, etwa ein normiertes Ausgangssignal, umgesetzt werden, welches indikativ und/oder repräsentativ für den Füllstand und/oder den Grenzstand ist. Mit anderen Worten kann der Drucksensor als Füllstandmessgerät und/oder als Grenzstandmessgerät ausgebildet sein. Die Membran kann grundsätzlich aus einem beliebigen Material gefertigt sein. Insbesondere kann die Membran aus Keramik, Kunststoff und/oder aus Metall gefertigt sein.The pressure sensor can generally designate a pressure transducer. The pressure sensor can, for example, have a pressure measuring cell, wherein the membrane can be part of the pressure measuring cell. Furthermore, the pressure sensor and / or the pressure measuring cell can have electronics which, for example, convert a deflection and / or bending of the membrane, which can be caused by the pressure of the medium applied to the membrane, into the electrical signal. The electrical signal of the pressure sensor can thus correlate with the pressure of the medium, be proportional to the pressure and / or be representative of the pressure. Based on the electrical and / or pressure-dependent signal, the fill level of the medium, the limit level of the medium and / or the reaching of the limit level can be determined, for example with knowledge of a geometry of the container, a volume of the container and / or using calibration data. For example, the electrical signal can be converted into an output signal, for example a standardized output signal, which is indicative and / or representative of the fill level and / or the limit level. In other words, the pressure sensor can be designed as a level measuring device and / or as a limit level measuring device. The membrane can in principle be made of any material. In particular, the membrane can be made of ceramic, plastic and / or metal.

Die Erfindung kann insbesondere als auf den nachfolgend beschriebenen Erkenntnissen beruhend angesehen werden. In der Prozessindustrie, beispielsweise der pharmazeutischen Industrie und/oder der Lebensmittelindustrie, kommen in der Produktion verschiedene Tanks und/oder Behälter zum Einsatz. Die Behälter können während der Produktion mit den diversen Komponenten, Bestandteilen, Medien, Flüssigkeiten und/oder Mediumkomponenten gefüllt werden. Häufig werden hierbei die Komponenten und/oder das Medium durchmischt, etwa mittels eines Rührwerkes im Behälter. Während der Produktion kann das im Behälter befindliche Medium auch Feststoffe und/oder Festkörper, beispielsweise gefrorene Komponenten, aufweisen, welche etwa während der Produktion beigefügt werden können. Zum Beispiel können zur Herstellung von Suppen in der Lebensmittelindustrie und/oder von biologischen Wirkstoffen in der pharmazeutischen Industrie dem flüssigen Medium im Behälter gefrorene Zutaten und/oder Festkörper beigefügt werden. Diese können beispielsweise von oben in den Behälter geschüttet werden.The invention can in particular be viewed as being based on the knowledge described below. In the process industry, for example the pharmaceutical industry and / or the food industry, various tanks and / or containers are used in production. The containers can be filled with various components, parts, media, liquids and / or media components during production. Often the components and / or the medium are mixed, for example by means of an agitator in the container. During production, the medium in the container can also have solids and / or solids, for example frozen components, which can be added during production. For example, for the production of soups in the food industry and / or of biological active ingredients in the pharmaceutical industry, frozen ingredients and / or solids can be added to the liquid medium in the container. These can be poured into the container from above, for example.

Durch die Festkörper im Behälter kann eine mechanische Belastung der Sensoranordnung erhöht sein und es kann zu Stößen der Sensoranordnung mit den Festkörpern kommen. Derartige Stöße können beispielsweise durch das Hereinfallen der Festkörper in den Behälter, welcher dabei auch leer sein kann, und/oder durch das Vermischen mit dem Rührwerk hervorgerufen sein. Diese erhöhte mechanische Belastung, etwa durch Stöße, kann eine Funktionsweise des Drucksensors negativ beeinträchtigen und/oder den Drucksensor beschädigen. Durch Ausgestaltung der Sensoranordnung mit der mechanischen Schutzvorrichtung kann in vorteilhafter Weise der Drucksensor und/oder die Membran umfassend gegen derartige Stöße und/oder Stoßbelastungen geschützt werden.The solid bodies in the container can increase mechanical stress on the sensor arrangement and the sensor arrangement can collide with the solid bodies. Such impacts can be caused, for example, by the solid bodies falling into the container, which can also be empty, and / or by mixing with the agitator. This increased mechanical load, for example due to impacts, can negatively affect the functioning of the pressure sensor and / or damage the pressure sensor. By designing the sensor arrangement with the mechanical protection device, the pressure sensor and / or the membrane can advantageously be comprehensively protected against such impacts and / or impact loads.

Beispielsweise kann ein Teil der Schutzvorrichtung an den Prozessanschluss geschweißt sein. Hierzu können beliebige Schweißverfahren eingesetzt werden, beispielsweise Widerstandsschweißverfahren, Buckelschweißen, Kondensatorimpulsschweißen, Ultraschallschweißen und/oder Wolfram-Inertgas-Schweißen. Dies kann auch eine nachträgliche Montage der Schutzvorrichtung an bestehende Sensoren ermöglichen. Alternativ kann die Schutzvorrichtung und der Prozessanschluss einteilig ausgebildet sein, beispielsweise mittels 3D-Druck Verfahren, Stahlguss und/oder Metal-Injection-Moulding-Technik.For example, part of the protective device can be welded to the process connection. Any desired welding processes can be used for this, for example resistance welding processes, projection welding, capacitor pulse welding, ultrasonic welding and / or tungsten-inert gas welding. This can also enable the protective device to be subsequently installed on existing sensors. Alternatively, the protective device and the process connection can be made in one piece, for example by means of 3D printing, steel casting and / or metal injection molding technology.

Gemäß einer Ausführungsform weist der Prozessanschluss einen Flansch auf, wobei die Schutzvorrichtung zumindest teilweise an dem Flansch des Prozessanschlusses befestigt ist. Dies kann eine Montage der Schutzvorrichtung an dem Prozessanschluss vereinfachen. Auch kann hierdurch ein hinreichender Abstand der Schutzvorrichtung zur Membran gewährleistet sein, was unter anderem eine Reinigung erleichtern und/oder eine Hygiene verbessern kann.According to one embodiment, the process connection has a flange, the protective device being at least partially attached to the flange of the process connection. This can simplify the assembly of the protective device on the process connection. This can also ensure a sufficient distance between the protective device and the membrane, which, among other things, can facilitate cleaning and / or improve hygiene.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Schutzvorrichtung käfigartig und/oder netzartig ausgebildet. Die Schutzvorrichtung kann die Membran hierbei bogenförmig umspannen und einen umfassenden Schutz der gesamten Außenfläche der Membran ermöglichen. Zwischenräume der käfigartig und/oder netzartig ausgebildeten Schutzvorrichtung können hierbei derart bemessen sein, dass eine einfache Reinigung unter Einhaltung geltender Hygienevorschriften ermöglich wird. Beispielsweise können Radien der Zwischenräume wenigstens 2 mm, insbesondere wenigstens 3 mm betragen. Auch können so Ablagerungen und/oder Anhaftungen des Mediums an der Sensoranordnung, dem Drucksensor und/oder der Schutzvorrichtung effektiv reduziert und/oder vermieden werden.According to one embodiment, the protective device is designed in the manner of a cage and / or network. The protective device can encircle the membrane in an arc shape and enable comprehensive protection of the entire outer surface of the membrane. Interstices between the cage-like and / or mesh-like protective device can be dimensioned in such a way that simple cleaning is possible while adhering to the applicable hygiene regulations. For example, the radii of the spaces can be at least 2 mm, in particular at least 3 mm. Deposits and / or adhesions of the medium on the sensor arrangement, the pressure sensor and / or the protective device can also be effectively reduced and / or avoided in this way.

Erfindungsgemäß weist die Schutzvorrichtung wenigstens einen Draht auf, welcher mit zumindest einem Ende an dem Prozessanschluss befestigt ist und die Membran zumindest teilweise überspannt. Insbesondere kann die Schutzvorrichtung eine Mehrzahl von Drähten aufweisen, welche jeweils mit wenigstens einem Ende an dem Prozessanschluss befestigt sind und jeweils zumindest teilweise die Membran überspannen.According to the invention, the protective device has at least one wire which is fastened with at least one end to the process connection and at least partially spans the membrane. In particular, the protective device can have a plurality of wires which are each fastened with at least one end to the process connection and each at least partially spans the membrane.

Im Kontext der vorliegenden Offenbarung kann der wenigstens eine Draht ein stabförmiges Element bezeichnen. Der Draht und/oder das stabförmige Element kann hierbei optional hohl sein. Mit anderen Worten kann der Draht im Kontext der vorliegenden Offenbarung ein rohrförmiges Element sein.In the context of the present disclosure, the at least one wire can denote a rod-shaped element. The wire and / or the rod-shaped element can optionally be hollow. In other words, the wire can be a tubular element in the context of the present disclosure.

Es können auch beide Enden des wenigstens einen Drahts an dem Prozessanschluss befestigt sein, so dass der wenigstens eine Draht die Membran bogenförmig überspannt. Die beiden Enden des Drahtes können dabei an sich gegenüberliegenden Seiten der Membran an dem Prozessanschluss befestigt sein.It is also possible for both ends of the at least one wire to be fastened to the process connection, so that the at least one wire spans the membrane in an arc shape. The two ends of the wire can be attached to the process connection on opposite sides of the membrane.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Schutzvorrichtung mehrere Drähte auf, welche zumindest teilweise parallel zueinander verlaufen und/oder angeordnet sind. According to one embodiment, the protective device has a plurality of wires which at least partially run and / or are arranged parallel to one another.

Die einzelnen Drähte können hierbei in radialer Richtung der Membran voneinander beabstandet sein. Dadurch kann die gesamte Außenfläche der Membran geschützt werden. Ein in radialer Richtung des Drucksensors und/oder der Membran bemessener Abstand zwischen den Drähten kann wenigstens 1 mm bis 30 mm, beispielsweise wenigstens 3 mm bis 30 mm, betragen. Dies eine umfassende Reinigung der Schutzvorrichtung ermöglichen und/oder eine Reinigung vereinfachen.The individual wires can be spaced apart from one another in the radial direction of the membrane. This allows the entire outer surface of the membrane to be protected. A distance between the wires measured in the radial direction of the pressure sensor and / or the membrane can be at least 1 mm to 30 mm, for example at least 3 mm to 30 mm. This enables comprehensive cleaning of the protective device and / or simplifies cleaning.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Schutzvorrichtung mehrere Drähte auf, wobei die Drähte entlang eines Außenumfangs der Membran voneinander beabstandet angeordnet sind. Beispielsweise können die Enden der Drähte in einer kreisförmigen Geometrie um die Membran angeordnet sein. Alternativ oder in Ergänzung sind die Drähte sternförmig angeordnet. Die Drähte können hierbei in axialer Richtung oberhalb der Membran zumindest teilweise überlappen und/oder übereinander angeordnet sein.According to one embodiment, the protective device has a plurality of wires, the wires being arranged at a distance from one another along an outer circumference of the membrane. For example, the ends of the wires can be arranged in a circular geometry around the membrane. Alternatively or in addition, the wires are arranged in a star shape. The wires can here in the axial direction above the membrane at least partially overlap and / or be arranged one above the other.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Schutzvorrichtung mehrere Drähte auf, wobei jeder der Drähte mit einem Ende an dem Prozessanschluss befestigt ist. Ferner ist ein weiteres Ende jedes Drahtes über die Membran gebogen, so dass die weiteren Enden der Drähte oberhalb der Membran zusammenlaufen. Die weiteren Enden der Schutzvorrichtung können hierbei in axialer Richtung des Drucksensors von der Membran beabstandet sein. Insgesamt können in dieser Ausgestaltung eine Baugröße der Schutzvorrichtung und ein Materialaufwand reduziert sein. Auch kann eine Reinigung der Sensoranordnung vereinfacht und eine Hygiene verbessert werden, etwa da Überlappungen von Teilen der Schutzvorrichtung vermieden werden können.According to one embodiment, the protective device has a plurality of wires, each of the wires being fastened at one end to the process connection. Furthermore, another end of each wire is bent over the membrane so that the other ends of the wires converge above the membrane. The other ends of the protective device can be spaced apart from the membrane in the axial direction of the pressure sensor. Overall, the size of the protective device and the cost of materials can be reduced in this embodiment. Cleaning of the sensor arrangement can also be simplified and hygiene improved, for example since overlapping of parts of the protective device can be avoided.

Gemäß einer Ausführungsform sind die weiteren Enden der Drähte miteinander verbunden. Beispielsweise können die weiteren Enden der Drähte miteinander verschweißt sein, etwa um eine käfigartige Struktur zum Schutz des Drucksensors auszubilden.According to one embodiment, the other ends of the wires are connected to one another. For example, the other ends of the wires can be welded to one another, for example in order to form a cage-like structure to protect the pressure sensor.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Schutzvorrichtung ein Befestigungselement auf, welches oberhalb der Membran angeordnet und von der Membran in axialer Richtung des Drucksensors beabstandet ist, wobei die weiteren Enden der Drähte jeweils an dem Befestigungselement befestigt sind. Dies kann eine Befestigung und Montage der weiteren Enden vereinfachen. Zudem können hierdurch schwer zugängliche Bereiche und/oder Engstellen der Schutzvorrichtung vermieden werden, so dass eine Reinigung der Sensoranordnung weiter vereinfacht und eine Hygiene weiter verbessert werden können.According to one embodiment, the protective device has a fastening element which is arranged above the membrane and is spaced apart from the membrane in the axial direction of the pressure sensor, the further ends of the wires being fastened to the fastening element. This can simplify fastening and assembly of the further ends. In addition, areas of the protective device that are difficult to access and / or bottlenecks can be avoided, so that cleaning of the sensor arrangement can be further simplified and hygiene can be further improved.

Gemäß einer Ausführungsform ist das Befestigungselement scheibenförmig ausgestaltet. Das Befestigungselement kann hierbei eine beliebige Geometrie aufweisen. Beispielsweise kann das Befestigungselement eine runde, ovale, eckige, polygonförmige, eiförmige oder eine beliebige andere Außenkontur aufweisen. Eine Stirnseite des scheibenförmigen Befestigungselement kann dabei der Außenseite der Membran gegenüberliegen und von dieser beabstandet sein. Eine weitere Stirnseite des Befestigungselements kann dem Medium zugewandt sein. Ein in axialer Richtung bemessener Abstand kann hierbei wenigstens 1 mm bis 30 mm, beispielsweise wenigstens 3 mm bis 30 mm, betragen.According to one embodiment, the fastening element is designed in the form of a disk. The fastening element can have any geometry. For example, the fastening element can have a round, oval, angular, polygonal, egg-shaped or any other outer contour. An end face of the disk-shaped fastening element can lie opposite the outside of the membrane and be spaced from it. Another end face of the fastening element can face the medium. A distance measured in the axial direction can be at least 1 mm to 30 mm, for example at least 3 mm to 30 mm.

Gemäß einer Ausführungsform ist ein in axialer Richtung des Drucksensors bemessener Abstand zwischen der Membran und dem Befestigungselement derart gewählt, dass der Abstand proportional zu einem orthogonal zur axialen Richtung bemessenen Durchmesser des Befestigungselements ist. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass geltende Hygienestandards eingehalten werden können, insbesondere da eine umfassende Reinigung eines Zwischenraums zwischen Membran und Schutzvorrichtung und/oder Befestigungselement gewährleistet sein kann. Beispielsweise kann der Abstand größer oder gleich dem halben Durchmesser des Befestigungselements sein.According to one embodiment, a distance between the membrane and the fastening element measured in the axial direction of the pressure sensor is selected such that the distance is proportional to a diameter of the fastening element measured orthogonally to the axial direction. This can ensure that applicable hygiene standards can be complied with, in particular since comprehensive cleaning of an intermediate space between the membrane and the protective device and / or fastening element can be guaranteed. For example, the distance can be greater than or equal to half the diameter of the fastening element.

Gemäß einer Ausführungsform weist das Befestigungselement wenigstens ein Loch auf. Das Befestigungselement kann auch eine Lochstruktur mit mehreren Löchern aufweisen. Eine Geometrie des wenigstens einen Lochs kann hierbei beliebig sein. Das wenigstens eine Loch kann etwa ein Eindringen von Medium zwischen das Befestigungselement und die Membran ermöglichen und/oder einer möglichen Verfälschung des ermittelten Drucks durch das Befestigungselement vorbeugen.According to one embodiment, the fastening element has at least one hole. The fastening element can also have a hole structure with a plurality of holes. The at least one hole can have any geometry. The at least one hole can, for example, allow medium to penetrate between the fastening element and the membrane and / or prevent possible falsification of the determined pressure by the fastening element.

Gemäß einer Ausführungsform beträgt ein Radius des wenigstens einen Drahtes wenigstens 2 mm, insbesondere wenigstens 3 mm. Auch ein Krümmungsradius des wenigstens einen Drahtes kann wenigstens 2 mm, insbesondere wenigstens 3 mm, betragen. Auch andere Radien der Schutzvorrichtung, beispielsweise von Verbindungstellen des wenigstens einen Drahtes und dem Prozessanschluss, etwa Schweißverbindungen, können wenigstens 2 mm, insbesondere wenigstens 3 mm, betragen. Alternativ oder in Ergänzung beträgt eine Oberflächenrautiefe der Schutzvorrichtung und/oder einer Verbindung der Schutzvorrichtung zum Prozessanschluss, beispielsweise einer Schweißverbindung, weniger als 1 µm, insbesondere weniger als 0,8 µm. Dies kann abermals die Einhaltung geltender Hygienestandards gewährleisten, eine Reinigung vereinfachen, eine umfassende Reinigung ermöglichen und/oder eine Hygiene verbessern.According to one embodiment, a radius of the at least one wire is at least 2 mm, in particular at least 3 mm. A radius of curvature of the at least one wire can also be at least 2 mm, in particular at least 3 mm. Other radii of the protective device, for example of connection points of the at least one wire and the process connection, for example welded connections, can be at least 2 mm, in particular at least 3 mm. Alternatively or in addition, a surface roughness of the protective device and / or a connection of the protective device to the process connection, for example a welded connection, is less than 1 μm, in particular less than 0.8 μm. This can once again ensure compliance with applicable hygiene standards, simplify cleaning, enable comprehensive cleaning and / or improve hygiene.

Ein weiterer Aspekt der Offenbarung betrifft die Verwendung einer Schutzvorrichtung zum Schutz einer Membran eines Drucksensors einer Sensoranordnung, so wie voranstehend und nachfolgend beschrieben.Another aspect of the disclosure relates to the use of a protective device for protecting a membrane of a pressure sensor of a sensor arrangement, as described above and below.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.In the following, exemplary embodiments of the invention are described with reference to the figures.

FigurenlisteFigure list

1 shows a sensor arrangement according to an embodiment.
2 FIG. 13 shows part of a pressure sensor of the sensor arrangement of FIG 1 according to an embodiment.
3A FIG. 13 shows part of a pressure sensor of the sensor arrangement of FIG 1 according to an embodiment.
3B FIG. 13 shows a sectional view of the pressure sensor of FIG 3A .
4A shows a side view of a sensor arrangement according to an exemplary embodiment.
4B FIG. 11 shows a plan view of the sensor arrangement of FIG 4A .
5A shows a side view of a sensor arrangement according to an embodiment.
5B FIG. 11 shows a plan view of the sensor arrangement of FIG 5A .
6A shows a side view of a sensor arrangement according to an embodiment.
6B and 6C each show a top view of the sensor arrangement in FIG 6A according to embodiments.

Ähnliche, ähnlich wirkende, gleiche oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit ähnlichen oder gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren sind lediglich schematische und nicht maßstabsgetreu.Similar, similarly acting, identical or identically acting elements are provided with similar or the same reference symbols in the figures. The figures are only schematic and not true to scale.

Detaillierte Beschreibung von AusführungsbeispielenDetailed description of exemplary embodiments

1 zeigt eine Sensoranordnung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. 1 shows a sensor arrangement 100 according to an embodiment.

Die Sensoranordnung 100 weist einen Behälter 102 auf, welcher zumindest teilweise mit einem Medium 103 gefüllt ist. Ferner weist die Sensoranordnung 100 einen Drucksensor 10 auf, der außenseitig und/oder bodenseitig an dem Behälter 102 befestigt und/oder montiert ist.The sensor arrangement 100 has a container 102 on which at least partially with a medium 103 is filled. Furthermore, the sensor arrangement 100 a pressure sensor 10 on the outside and / or the bottom of the container 102 attached and / or mounted.

Der Drucksensor 10 weist eine Membran 12 auf (siehe im Detail 2 bis 3B), wobei eine Außenseite der Membran 12 dem Medium 103 zugewandt ist. Durch den durch das Medium 103 auf die Membran 12 ausgeübten Druck kann sich die Membran 12 zumindest teilweise verformen, etwa durchbiegen, und/oder ausgelenkt werden.The pressure sensor 10 has a membrane 12 on (see in detail 2 to 3B) , with an outside of the membrane 12 the medium 103 is facing. Through the medium 103 on the membrane 12 Exerted pressure can affect the membrane 12 at least partially deform, for example bend, and / or deflect.

Der Drucksensor 10 weist ferner eine Elektronik 14 auf, die basierend auf der Auslenkung und/oder Verformung der Membran 12 ein elektrisches Signal generiert, welches proportional zum auf die Membran 12 wirkenden Druck ist, wie nachfolgend detailliert erläutert. Die Elektronik 14 kann ferner das elektrische Signal in ein mit dem Füllstand und/oder dem Grenzstand des Mediums 103 korrelierendes Ausgangssignal wandeln. Das elektrische Signal kann einen Messwert des Drucks und das Ausgangssignal kann einen Messwert des Füllstands und/oder Grenzstandes repräsentieren.The pressure sensor 10 also has electronics 14th based on the deflection and / or deformation of the membrane 12 an electrical signal is generated which is proportional to the on the membrane 12 acting pressure is as explained in detail below. The Electronic 14th can also convert the electrical signal into one with the level and / or the limit level of the medium 103 convert correlating output signal. The electrical signal can represent a measured value of the pressure and the output signal can represent a measured value of the fill level and / or limit level.

Optional weist der Drucksensor 10 ein Display 16 auf, welches zur Anzeige eines Messwertes des Drucks, des Füllstands und/oder des Grenzstands dienen kann. Auch Statusinformationen und/oder Diagnoseinformationen können über das Display 16 ausgegeben werden.Optionally, the pressure sensor 10 a display 16 on, which can be used to display a measured value of the pressure, the level and / or the limit level. Status information and / or diagnostic information can also be shown on the display 16 are issued.

Die Sensoranordnung 100 weist ferner einen Prozessanschluss 50 auf, mit welchem der Drucksensor 10 an dem Behälter 102 befestigt ist. Beispielhaft ist der Prozessanschluss 50 der 1 als Flansch 51 ausgebildet. Der Prozessanschluss 50 kann jedoch auch etwa ein Gewinde umfassen, mit welchem der Drucksensor 10 an dem Behälter 102 befestigt ist.The sensor arrangement 100 also has a process connection 50 with which the pressure sensor 10 on the container 102 is attached. The process connection is an example 50 of the 1 as a flange 51 educated. The process connection 50 can, however, also include a thread with which the pressure sensor 10 on the container 102 is attached.

Des Weiteren verfügt die Sensoranordnung 100 über eine mechanische Schutzvorrichtung 70, welche zumindest teilweise an dem Prozessanschluss 50 befestigt ist und die Membran 12 des Drucksensors 10 zumindest teilweise überspannt, so dass die Membran 12 vor Stoßeinwirkungen geschützt ist. Details der Schutzvorrichtung 70 sind in nachfolgenden 4A bis 6C erläutert.The sensor arrangement also has 100 via a mechanical protection device 70 , which at least partially at the process connection 50 is attached and the membrane 12 of the pressure sensor 10 at least partially spanned so that the membrane 12 is protected from impacts. Details of the protection device 70 are in subsequent 4A to 6C explained.

2 zeigt einen Teil des Drucksensors 10 der Sensoranordnung 100 der 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Im Speziellen zeigt 2 eine Druckmesszelle 18 des Drucksensors 10. Sofern nicht anders beschrieben, weist der Drucksensor 10 der 2 dieselben Elemente und Merkmale wie der Drucksensor 10 der 1 auf. 2 shows part of the pressure sensor 10 the sensor arrangement 100 of the 1 according to an embodiment. Specifically shows 2 a pressure measuring cell 18th of the pressure sensor 10 . Unless otherwise stated, the pressure sensor 10 of the 2 the same elements and features as the pressure sensor 10 of the 1 on.

Die Druckmesszelle 18 der 2 ist eine keramische Messzelle, welche eine Membran 12 aus Keramik aufweist. Die Druckmesszelle 18 weist ferner einen Grundkörper 11 auf, an welchem die Membran 12 befestigt ist. Die Membran 12 ist ferner über eine Glasnaht 13 mit einem Grundkörper 11 gekoppelt. Ferner verfügt die Druckmesszelle 18 über einen Temperatursensor 15 sowie in den Grundkörper 11 eingebrachte Kanäle 17 zum Luftdruckausgleich. Ferner weist die Druckmesszelle 18 elektrische Kontakte 19 für die Druck- und Temperaturmessung auf, welche etwa mit der Elektronik 14 gekoppelt sein können.The pressure measuring cell 18th of the 2 is a ceramic measuring cell, which has a membrane 12 made of ceramic. The pressure measuring cell 18th also has a base body 11 on which the membrane 12 is attached. The membrane 12 is also via a glass seam 13 with a base body 11 coupled. The pressure measuring cell also has 18th via a temperature sensor 15th as well as in the base body 11 introduced channels 17th for air pressure equalization. Furthermore, the pressure measuring cell 18th electrical contacts 19th for pressure and temperature measurement, which for example with the electronics 14th can be coupled.

Ein auf die Membran 12 wirkender Druck oder Prozessdruck lenkt die Membran 12 aus und bewirkt so eine Kapazitätsänderung in der Druckmesszelle 18. Diese wird in das elektrische Signal umgewandelt und als Messwert über die Kontakte 19 ausgegeben. Über eine Dicke der Membran 12 kann ein Messbereich vorgegeben und/oder bestimmt sein. Eine typische Durchbiegung liegt jeweils im Bereich weniger µm, beispielsweise rund 8 µm.One on the diaphragm 12 Acting pressure or process pressure steers the membrane 12 and thus causes a change in capacitance in the pressure measuring cell 18th . This is converted into the electrical signal and as a measured value via the contacts 19th issued. Over a thickness of the membrane 12 a measuring range can be specified and / or determined. A typical deflection is in the range of a few µm, for example around 8 µm.

3A zeigt einen Teil des Drucksensors 10 der Sensoranordnung 100 der 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel. 3B zeigt eine Schnittansicht des Drucksensors 10 der 3A. Im Speziellen zeigen 3A und 3B eine Druckmesszelle 18 des Drucksensors 10. Sofern nicht anders beschrieben, weist der Drucksensor 10 der 3A und 3B dieselben Elemente und Merkmale wie die Drucksensoren 10 der 1 und 2 auf. 3A shows part of the pressure sensor 10 the sensor arrangement 100 of the 1 according to an embodiment. 3B Fig. 3 shows a sectional view of the pressure sensor 10 of the 3A . Show in particular 3A and 3B a pressure measuring cell 18th of the pressure sensor 10 . Unless otherwise stated, the pressure sensor 10 of the 3A and 3B same elements and characteristics as the pressure sensors 10 of the 1 and 2 on.

Die Druckmesszelle 18 der 3A und 3B ist als metallische Messzellen 18 ausgebildet und weist eine metallische Membran 12 auf. Derartige Druckmesszellen werden auch piezoresistive Sensoren oder Sensorelemente genannt.The pressure measuring cell 18th of the 3A and 3B is as metallic measuring cells 18th formed and has a metallic membrane 12 on. Such pressure measuring cells are also called piezoresistive sensors or sensor elements.

Die Druckmesszelle 18 der 3A und 3B weist einen Kopfbereich 21 oder Header 21, einen Verdränger 23, ein Piezoelement 25, einen Edelstahlgrundkörper 27, die Membran 12 (auch Trennmembran 12 genannt) und eine Übertragungsflüssigkeit 29 auf. Derartige Sensoren 10 oder Druckmesszellen 18 weisen eine in Halbleitertechnologie aufgebaute Widerstandsmessbrücke auf. Beim Anliegen des Drucks oder Prozessdruckes an der Membran 12 ergibt sich eine Spannungsdifferenz zwischen den Brückenzweigen der Widerstandsbrücke, welche als Messsignal und/oder elektrisches Signal ausgewertet werden kann.The pressure measuring cell 18th of the 3A and 3B has a header area 21st or header 21st , a displacer 23 , a piezo element 25th , a stainless steel body 27 , the membrane 12 (also separating membrane 12 called) and a transmission fluid 29 on. Such sensors 10 or pressure measuring cells 18th have a resistance measuring bridge built in semiconductor technology. When the pressure or process pressure is applied to the membrane 12 there is a voltage difference between the bridge arms of the resistor bridge, which can be evaluated as a measurement signal and / or electrical signal.

4A zeigt eine Seitenansicht einer Sensoranordnung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. 4B zeigt eine Draufsicht auf die Sensoranordnung 100 der 4A. Sofern nicht anders beschrieben, weist die Sensoranordnung 100 der 4A und 4B dieselben Elemente und Merkmale wie die mit Bezug auf vorangehende Figuren beschriebenen Sensoranordnungen 100 auf. Die Sensoranordnung 100 weist insbesondere einen Drucksensor 10 mit einer Membran 12 wie mit Bezug auf vorangehende Figuren beschrieben auf. 4A shows a side view of a sensor arrangement 100 according to an embodiment. 4B shows a plan view of the sensor arrangement 100 of the 4A . Unless otherwise described, the sensor arrangement 100 of the 4A and 4B the same elements and features as the sensor arrangements described with reference to previous figures 100 on. The sensor arrangement 100 in particular has a pressure sensor 10 with a membrane 12 as described with reference to previous figures.

Der Prozessanschluss 50 weist exemplarisch ein Gewinde 52 auf, mit welchem der Drucksensor 10 bzw. die Sensoranordnung 100 an dem Behälter 102 befestigt werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann der Prozessanschluss 50 einen Flansch aufweisen.The process connection 50 has a thread as an example 52 with which the pressure sensor 10 or the sensor arrangement 100 on the container 102 can be attached. Alternatively or additionally, the process connection 50 have a flange.

Ferner weist der Prozessanschluss 50 einen Befestigungsbereich 54 auf, an welchem die Schutzvorrichtung 70 befestigt und/oder angeordnet ist. Das Gewinde 52 und der Befestigungsbereich 54 sind dabei konzentrisch zueinander angeordnet, wobei der Befestigungsbereich 54 in radialer Richtung der Membran 12 zwischen der Membran 12 und dem Gewinde 52 angeordnet ist.Furthermore, the process connection 50 an attachment area 54 on which the protective device 70 is attached and / or arranged. The thread 52 and the attachment area 54 are arranged concentrically to one another, the fastening area 54 in the radial direction of the membrane 12 between the membrane 12 and the thread 52 is arranged.

Die Schutzvorrichtung 70 der 4A und 4B weist exemplarisch drei Drähte 72 auf. Die Drähte 72 können hierbei allgemein als stabförmige und/oder rohrförmige Elemente 72 erachtet werden. Die Schutzvorrichtung 70 kann jedoch auch weniger oder mehr als drei Drähte 72 aufweisen.The protective device 70 of the 4A and 4B has three wires as an example 72 on. The wires 72 can here generally as rod-shaped and / or tubular elements 72 be considered. The protective device 70 however, it can also have fewer or more than three wires 72 exhibit.

Jeder der Drähte 72 ist mit einem ersten Ende 74a an einer Seite der Membran 12 an dem Befestigungsbereich 54 des Prozessanschlusses 50 befestigt. Ein dem ersten Ende 74a gegenüberliegendes zweites Ende 74b jedes Drahtes 72 ist auf einer radial gegenüberliegenden Seite der Membran 12 an dem Befestigungsbereich 54 des Prozessanschlusses 50 befestigt, so dass jeder der Drähte 72 die Membran 12 zumindest teilweise überspant und/oder überdeckt. Die Drähte 72 der Schutzvorrichtung 70 überspannen dabei die Membran 12 bogenförmig und sind von der Membran 12 in einer axialen Richtung 30 des Drucksensors 10 von der Membran 12 beabstandet. Zwischen der Schutzvorrichtung 70 und der Membran 12 ist somit ein Zwischenraum ausgebildet. Ein in axialer Richtung 30 bemessener Abstand zwischen den Drähten 72 (bzw. der Schutzvorrichtung 70) und der Membran 12 kann wenigstens 1 mm bis 30 mm, beispielsweise wenigstens 3 mm bis 30 mm, betragen.Each of the wires 72 is with a first ending 74a on one side of the membrane 12 at the attachment area 54 of the process connection 50 attached. A first end 74a opposite second end 74b every wire 72 is on a radially opposite side of the diaphragm 12 at the attachment area 54 of the process connection 50 attached so that each of the wires 72 the membrane 12 at least partially covered and / or covered. The wires 72 the protective device 70 span the membrane 12 arcuate and are from the diaphragm 12 in an axial direction 30th of the pressure sensor 10 from the membrane 12 spaced. Between the guard 70 and the membrane 12 a gap is thus formed. One in the axial direction 30th measured distance between the wires 72 (or the protective device 70 ) and the membrane 12 can be at least 1 mm to 30 mm, for example at least 3 mm to 30 mm.

Die Enden 74a, 74b der Drähte 72 sind dabei mit dem Prozessanschluss 50 verschweißt. Die Drähte 72 können jedoch auch einteilig mit dem Prozessanschluss 50 ausgebildet sein.The ends 74a , 74b of the wires 72 are with the process connection 50 welded. The wires 72 however, they can also be integral with the process connection 50 be trained.

Radien der Schweißverbindungen können wenigstens 2 mm, insbesondere wenigstens 3 mm betragen. Eine Oberflächenrauigkeit der Schweißverbindungen und/oder der Drähte 72 kann unter 1 µm, insbesondere unter 0,8 µm, betragen . Dies erlaubt eine umfassende Reinigung und Einhaltung von Hygienestandards (z.B. der EHEDG Guidelines Doc8 Hygienic Design Principles bzw. 3A-Sanitary Standards Doc 74-06). Auch können Krümmungsradien und/oder Radien der Drähte 72 wenigstens 2 mm, insbesondere wenigstens 3 mm betragen.Radii of the welded connections can be at least 2 mm, in particular at least 3 mm. A surface roughness of the welded joints and / or the wires 72 can be below 1 µm, in particular below 0.8 µm. This allows extensive cleaning and compliance with hygiene standards (e.g. the EHEDG Guidelines Doc8 Hygienic Design Principles or 3A-Sanitary Standards Doc 74-06). Radii of curvature and / or radii of the wires can also be used 72 be at least 2 mm, in particular at least 3 mm.

Exemplarisch erstrecken sich die Drähte 72 der 4A und 4B parallel zueinander über die Membran 12. Die Drähte 72 sind hierbei voneinander beabstandet, beispielsweise um wenigstens 1 mm bis 30 mm (insbesondere wenigstens 3 mm bis 30 mm), etwa um eine umfassende Reinigung zu ermöglichen. Die Drähte 72 müssen jedoch nicht zwingend parallel zueinander verlaufen. Beispielsweise können die Drähte 72 netzförmig und/oder käfigförmig ausgestaltet sein.The wires extend as an example 72 of the 4A and 4B parallel to each other across the membrane 12 . The wires 72 are at a distance from one another, for example by at least 1 mm to 30 mm (in particular at least 3 mm to 30 mm), for example to enable comprehensive cleaning. The wires 72 however, they do not necessarily have to run parallel to one another. For example, the wires 72 be designed in a reticulate and / or cage-shaped manner.

Durch die Schutzvorrichtung 70 kann die Membran 12 in vorteilhafter Weise gegen Stöße, etwa durch im Medium 103 befindlicher Festkörper, umfassend geschützt werden.Through the guard 70 can the membrane 12 advantageously against impacts, for example through the medium 103 located solid, are comprehensively protected.

5A zeigt eine Seitenansicht einer Sensoranordnung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. 5B zeigt eine Draufsicht auf die Sensoranordnung 100 der 5A. Sofern nicht anders beschrieben, weist die Sensoranordnung 100 der 5A und 5B dieselben Elemente und Merkmale wie die mit Bezug auf vorangehende Figuren beschriebenen Sensoranordnungen 100 auf. Die Sensoranordnung 100 weist insbesondere einen Drucksensor 10 mit einer Membran 12 wie mit Bezug auf vorangehende Figuren beschrieben auf. 5A shows a side view of a sensor arrangement 100 according to an embodiment. 5B shows a plan view of the sensor arrangement 100 of the 5A . Unless otherwise described, the sensor arrangement 100 of the 5A and 5B the same elements and features as the sensor arrangements described with reference to previous figures 100 on. The sensor arrangement 100 in particular has a pressure sensor 10 with a membrane 12 as described with reference to previous figures.

Bei dem in 5A und 5B gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Drähte 72 sternförmig angeordnet. Ferner verfügt der Prozessanschluss 50 exemplarisch über einen Flansch 51 Der Prozessanschluss kann jedoch auch analog den 4A und 4B ausgebildet sein.The in 5A and 5B The embodiment shown are the wires 72 arranged in a star shape. The process connection also has 50 using a flange as an example 51 However, the process connection can also be analogous to the 4A and 4B be trained.

Die ersten Enden 74a jedes Drahtes 72 sind an dem Flansch 51 befestigt, wobei die zweiten Enden 74b jeden Drahtes 72 die Membran 12 bogenförmig überspannen und oberhalb der Membran 12, beispielsweise mittig und/oder im Bereich einer Symmetrieachse der Membran 12, zusammenlaufen. Die Drähte 72 können etwa am Rand der Membran 12 am Prozessanschluss 50 angeschweißt sein und zum Mittelpunkt der Membran 12 gebogen sein. Die Drähte 72 können sich direkt über dem Mittelpunkt der Membran 12 treffen. Die Drähte 72 bilden gleichsam einen Käfig zum Schutz der Membran 12. Die ersten Enden 74a der Drähte 72 sind entlang eines Außenumfangs der Membran 12 in Umfangsrichtung der Membran 12 voneinander beabstandet angeordnet. Ein in Umfangsrichtung der Membran 12 bemessener Abstand zwischen den ersten Enden 74a kann beispielsweise wenigstens 1 mm bis 30 mm, beispielsweise wenigstens 3 mm bis 30 mm, betragen, etwa um eine umfassende Reinigung zu ermöglichen. Die zweiten Enden 74b der Drähte 72 können optional miteinander verschweißt werden. Ein in axialer Richtung 30 bemessener Abstand zwischen den Drähten 72 (bzw. der Schutzvorrichtung 70) und der Membran 12 kann wenigstens 1 mm bis 30 mm, beispielsweise wenigstens 3 mm bis 30 mm, betragen.The first ends 74a every wire 72 are on the flange 51 attached, with the second ends 74b every wire 72 the membrane 12 Spanning an arc and above the membrane 12 , for example in the middle and / or in the area of an axis of symmetry of the membrane 12 , converge. The wires 72 can be around the edge of the membrane 12 at the process connection 50 be welded and to the center of the membrane 12 be bent. The wires 72 can be located directly above the center of the diaphragm 12 to meet. The wires 72 form a cage to protect the membrane 12 . The first ends 74a of the wires 72 are along an outer periphery of the membrane 12 in the circumferential direction of the membrane 12 arranged spaced from each other. One in the circumferential direction of the membrane 12 measured distance between the first ends 74a can for example be at least 1 mm to 30 mm, for example at least 3 mm to 30 mm, for example to enable comprehensive cleaning. The second ends 74b of the wires 72 can optionally be welded together. One in the axial direction 30th measured distance between the wires 72 (or the protective device 70 ) and the membrane 12 can be at least 1 mm to 30 mm, for example at least 3 mm to 30 mm.

6A zeigt eine Seitenansicht einer Sensoranordnung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. 6B und 6C zeigen jeweils eine Draufsicht auf die Sensoranordnung 100 der 6A gemäß Ausführungsbeispielen. Sofern nicht anders beschrieben, weist die Sensoranordnung 100 der 6A, 6B und 6C dieselben Elemente und Merkmale wie die mit Bezug auf vorangehende Figuren beschriebenen Sensoranordnungen 100 auf. Die Sensoranordnung 100 weist insbesondere einen Drucksensor 10 mit einer Membran 12 wie mit Bezug auf vorangehende Figuren beschrieben auf. 6A shows a side view of a sensor arrangement 100 according to an embodiment. 6B and 6C each show a top view of the sensor arrangement 100 of the 6A according to embodiments. Unless otherwise described, the sensor arrangement 100 of the 6A , 6B and 6C the same elements and features as the sensor arrangements described with reference to previous figures 100 on. The sensor arrangement 100 in particular has a pressure sensor 10 with a membrane 12 as described with reference to previous figures.

Im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel der 5A und 5B weist die Schutzvorrichtung 70 der 6A bis 6C ein scheibenförmiges Befestigungselement 76 auf, welches über der Membran 12 und in axialer Richtung 30 von der Membran 12 beabstandet angeordnet ist. Beispielhaft weist das Befestigungselement 76 der 6A bis 6C eine runde Geometrie auf, kann jedoch auch anders ausgestaltet sein. Ein in axialer Richtung 30 bemessener Abstand zwischen der Membran 12 und dem Befestigungselement 76 ist dabei proportional zu einem in radialer Richtung bemessenen Durchmesser des Befestigungselements 76. Der Abstand kann beispielsweise größer oder gleich dem halben Durchmesser sein. Dies kann eine umfassende Reinigung, auch des Zwischenraums zwischen Membran 12 und Befestigungselement 76 ermöglichen. Ein in axialer Richtung 30 bemessener Abstand zwischen dem Befestigungselement 76 (bzw. der Schutzvorrichtung 70) und der Membran 12 kann wenigstens 1 mm bis 30 mm, beispielsweise wenigstens 3 mm bis 30 mm, betragen.Compared to the embodiment of 5A and 5B instructs the protective device 70 of the 6A to 6C a disk-shaped fastener 76 on which is above the membrane 12 and in the axial direction 30th from the membrane 12 is arranged spaced. By way of example, the fastening element 76 of the 6A to 6C a round geometry, but can also be designed differently. One in the axial direction 30th measured distance between the membrane 12 and the fastener 76 is proportional to a diameter of the fastening element measured in the radial direction 76 . The distance can, for example, be greater than or equal to half the diameter. This can be a comprehensive cleaning, also of the space between the membrane 12 and fastener 76 enable. One in the axial direction 30th measured distance between the fastener 76 (or the protective device 70 ) and the membrane 12 can be at least 1 mm to 30 mm, for example at least 3 mm to 30 mm.

Analog den 5A und 5B sind die ersten Enden 74a der Drähte 72 an dem Flansch 51 befestigt. Die zweiten Enden 74b sind jedoch an dem Befestigungselement 76 befestigt, etwa angeschweißt. Die zweiten Enden 74b sind dabei in Umfangsrichtung der Membran 12 und/oder des Befestigungselements 76 voneinander beabstandet, so dass die Drähte 72 die Membran 12 sternförmig überspannen. Ein in Umfangsrichtung der Membran 12 und/oder des Befestigungselements 76 bemessener Abstand zwischen den zweiten Enden 74b kann beispielsweise 1-5 mm betragen, etwa um eine umfassende Reinigung zu ermöglichen. Die Drähte 72 und das Befestigungselement 76 bilden gleichsam einen Käfig aus zum Schutz der Membran 12 aus. Die Drähte 72 stützen sich hierbei zum einen an dem Prozessanschluss 50 und zum anderen an dem Befestigungselement 76 ab.Analogous to the 5A and 5B are the first ends 74a of the wires 72 on the flange 51 attached. The second ends 74b however, are on the fastener 76 attached, about welded. The second ends 74b are in the circumferential direction of the membrane 12 and / or the fastening element 76 spaced apart so that the wires 72 the membrane 12 span in a star shape. One in the circumferential direction of the membrane 12 and / or the fastening element 76 measured distance between the second ends 74b can for example be 1-5 mm, for example to enable comprehensive cleaning. The wires 72 and the fastener 76 form, as it were, a cage to protect the membrane 12 out. The wires 72 are supported on the one hand on the process connection 50 and on the other hand on the fastening element 76 from.

Bei dem in 6B gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Befestigungselement 76 als durchgehende Scheibe ausgebildet. Bei dem in 6C gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Befestigungselement 76 zudem mehrere Löcher 78 auf, welche sich parallel zur axialen Richtung 30 vollständig durch das Befestigungselement 76 erstrecken.The in 6B The embodiment shown is the fastening element 76 designed as a continuous disc. The in 6C The embodiment shown has the fastening element 76 also several holes 78 which is parallel to the axial direction 30th completely through the fastener 76 extend.

Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass „umfassend“ und „aufweisend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und die unbestimmten Artikel „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließen.In addition, it should be noted that “comprising” and “having” do not exclude any other elements or steps and the indefinite articles “a” or “a” do not exclude a multiplicity.

Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkungen anzusehen.It should also be pointed out that features or steps that have been described with reference to one of the above exemplary embodiments can also be used in combination with other features or steps of other exemplary embodiments described above. Reference signs in the claims are not to be regarded as restrictions.

Claims

Sensor arrangement (100) according to Claim 1 wherein the process connection (50) has a flange (51); and wherein the protective device (70) is at least partially attached to the flange (51) of the process connection (50).

Sensor arrangement (100) according to one of the preceding claims, wherein the protective device (70) is cage-like and / or network-like.

Sensor arrangement (100) according to one of the preceding claims, wherein both ends (74a, 74b) of the at least one wire (72) are attached to the process connection (50).

Sensor arrangement (100) according to one of the preceding claims, wherein the protective device (70) has a plurality of wires (72) which at least partially run and / or are arranged parallel to one another.

Sensor arrangement (100) according to one of the preceding claims, wherein the protective device (70) comprises a plurality of wires (72), wherein the wires (72) are spaced apart from one another along an outer periphery of the membrane (12); and or wherein the wires (72) are arranged in a star shape.

Sensor arrangement (100) according to one of the preceding claims, wherein the protective device (70) comprises a plurality of wires (72), each of the wires (72) having one end (74a) attached to the process fitting (50); and a further end (74b) of each wire (72) being bent over the membrane (12) so that the further ends (74b) of the wires (72) converge at a distance from the membrane (12).

Sensor arrangement (100) according to Claim 7 , the further ends (74b) of the wires (72) being connected to one another.

Sensor arrangement (100) according to one of the Claims 7 or 8th wherein the protective device (70) has a fastening element (76) which is spaced from the membrane (12) in an axial direction (30) of the pressure sensor (10); and wherein the further ends (74b) of the wires (72) are each fastened to the fastening element (76).

Sensor arrangement (100) according to Claim 9 , wherein the fastening element (76) is designed in the shape of a disk.

Sensor arrangement (100) according to one of the Claims 9 or 10 , wherein a distance measured in the axial direction (30) of the pressure sensor (10) between the membrane (12) and the fastening element (76) is selected such that the distance is proportional to a diameter of the fastening element measured in the radial direction of the membrane (12) (76) is.

Sensor arrangement (100) according to one of the Claims 9 to 11 wherein the fastening element (76) has at least one hole (18).

Sensor arrangement (100) according to one of the preceding claims, wherein a radius of the at least one wire (72) is at least 2 mm; and or wherein a surface roughness of the protective device (70) and / or a connection of the protective device (70) to the process connection (50) is less than 1 µm.

Use of a protective device (70) for protecting a membrane (12) of a pressure sensor (10) of a sensor arrangement (100) according to one of the preceding claims.