DE102020209596A1 - Pressure measuring device and method for non-invasively measuring a pressure in an elongate cylindrical container - Google Patents
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Abstract
Nicht-invasive Druckmesseinrichtung (1) zur Messung eines Drucks im Inneren eines langgestreckten zylindrischen Behälters (2), mit einem scheiben- oder ringförmigen Federkörper (4), der von mindestens drei auf einem Kreis äquidistant angeordneten und fest auf einer Außenwand (3) des Behälters (2) montierbaren Stützelementen (5) getragen ist, mit mindestens drei Dehnungssensoren, die dazu ausgebildet und angeordnet sind, radiale Verformungen des Federkörpers (4) zu erfassen, und mit einer Auswerteeinrichtung (8), an der die Dehnungssensoren angeschlossen ist und die dazu ausgebildet ist, anhand von unterschiedlichen Verformungen des Federkörpers (4) in Längsrichtung (7) und Umfangsrichtung (6) des Behälters (2) zwischen druck- und temperaturbedingten Verformungsanteilen zu unterscheiden und aus den druckbedingten Verformungsanteilen ein Messergebnis (9) für den Druck im Inneren des Behälters (2) zu ermitteln und auszugeben.Non-invasive pressure measuring device (1) for measuring a pressure inside an elongated cylindrical container (2), with a disc-shaped or ring-shaped spring body (4), which is arranged equidistantly from at least three in a circle and fixed on an outer wall (3) of the support elements (5) that can be mounted on the container (2), with at least three strain sensors that are designed and arranged to detect radial deformations of the spring body (4), and with an evaluation device (8) to which the strain sensors are connected and which is designed to use different deformations of the spring body (4) in the longitudinal direction (7) and circumferential direction (6) of the container (2) to differentiate between pressure- and temperature-related deformation components and to obtain a measurement result (9) for the pressure in the pressure-related deformation components from the pressure-related deformation components To determine and output the interior of the container (2).
Description
Die Erfindung betrifft eine nicht-invasive Druckmesseinrichtung zur Messung eines Drucks im Inneren eines langgestreckten zylindrischen Behälters.The invention relates to a non-invasive pressure measuring device for measuring a pressure inside an elongated cylindrical container.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur nicht-invasiven Messung eines Drucks im Inneren eines langgestreckten zylindrischen BehältersThe invention also relates to a method for non-invasively measuring a pressure inside an elongate cylindrical container
Unter einem langgestreckten zylindrischen Behälter ist hier insbesondere auch ein Rohr zu verstehen, weswegen Begriffe wie „Behälterwand“ und „Rohrwand“, soweit verwendet, austauschbar sind.An elongated cylindrical container is to be understood here in particular as a tube, which is why terms such as “container wall” and “tube wall”, if used, are interchangeable.
In der Prozess- oder Versorgungstechnik erfolgt die Messung oder Überwachung von Drücken in Behältern oder Rohrleitungen in der Regel invasiv durch Prozessöffnungen in den Behältern, Rohren oder in zwischen Rohren eingebauten Flansch-Zwischenstücken. Das Einbringen geeigneter Öffnungen in vorhandene Behälter oder Rohre ist aufwendig und oft auch nicht gewünscht. Der Einbau von Flansch-Zwischenstücken im Zuge von Rohrleitungen ist ebenfalls aufwendig. Da zudem der direkte Kontakt zwischen den in den Behältern oder Rohrleitungen enthaltenen bzw. geführten Medien und den invasiven Druckmessern ein Nachteil sein kann, ist insbesondere in den Fällen, wenn keine hohe Messgenauigkeit erforderlich ist, eine nicht-invasive kontaktlose Druckmessung wünschenswert.In process or supply technology, the measurement or monitoring of pressures in containers or pipelines is usually invasive through process openings in the containers, pipes or in flange adapters installed between pipes. The introduction of suitable openings in existing containers or pipes is expensive and often not desirable. The installation of flange spacers in the course of pipelines is also expensive. In addition, since direct contact between the media contained or carried in the containers or pipelines and the invasive pressure gauges can be a disadvantage, non-invasive, contactless pressure measurement is desirable, particularly in cases where high measurement accuracy is not required.
Aus der
In der
Da in den genannten Fällen die Änderungen des Rohrdurchmessers mittelbar über bewegliche Übertragungsmittel wie Rohrschelle oder Gelenkkette auf die Kraftsensoren übertragen werden, ist eine einigermaßen verlässliche Druckmessung nur dann möglich, wenn die Rohrwand ausreichend flexibel oder der zu messende Druck hinreichend hoch ist.Since in the cases mentioned the changes in the pipe diameter are transmitted indirectly to the force sensors via mobile transmission devices such as pipe clamps or link chains, a reasonably reliable pressure measurement is only possible if the pipe wall is sufficiently flexible or the pressure to be measured is sufficiently high.
Es ist weiterhin, beispielsweise aus der
Zhou, H., Lin, W., Ge, X., & Zhou, J. (2016): „A non-intrusive pressure sensor by detecting multiple longitudinal waves“, Sensors 2016, 16(8), 1237, beschreiben ein Verfahren zur Bestimmung des Drucks in einem zylindrischen Behälter anhand der Laufzeiten von Ultraschallwellen in der Behälterwand.Zhou, H., Lin, W., Ge, X., & Zhou, J. (2016): "A non-intrusive pressure sensor by detecting multiple longitudinal waves", Sensors 2016, 16(8), 1237, describes a Method for determining the pressure in a cylindrical container using the propagation times of ultrasonic waves in the container wall.
Die auf der Schall- oder Vibrationsauswertung basierende nicht-invasive Druckmessung ist sehr stark von dem Medium in dem Behälter bzw. Rohr und dem Material der Behälter- oder Rohrwand abhängig, so dass eine applikationsunabhängige und auf einem einheitlichen Algorithmus beruhende Auswertung kaum möglich sein dürfte.The non-invasive pressure measurement based on the sound or vibration evaluation is very dependent on the medium in the container or pipe and the material of the container or pipe wall, so that an application-independent evaluation based on a uniform algorithm is hardly possible.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Möglichkeit zur nicht-invasiven Druckmessung bereitzustellen.The invention is therefore based on the object of providing an improved option for non-invasive pressure measurement.
Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe jeweils durch die in Anspruch 1 angegebene nicht-invasive Druckmesseinrichtung und das in Anspruch 11 definierte Verfahren gelöst.According to the invention, the object is achieved in each case by the non-invasive pressure measuring device specified in claim 1 and the method defined in
Vorteilhafte Weiterbildungen der nicht-invasiven Druckmesseinrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous developments of the non-invasive pressure measuring device are specified in the dependent claims.
Gegenstand der Erfindung ist somit eine nicht-invasive Druckmesseinrichtung zur Messung eines Drucks im Inneren eines langgestreckten zylindrischen Behälters, mit einem scheiben- oder ringförmigen Federkörper, der von mindestens drei auf einem Kreis äquidistant angeordneten und fest auf einer Außenwand des Behälters montierbaren Stützelementen getragen ist, mit mindestens drei Dehnungssensoren, die dazu ausgebildet und angeordnet sind, radiale Verformungen des Federkörpers zu erfassen, und mit einer Auswerteeinrichtung, an der die Dehnungssensoren angeschlossen sind und die dazu ausgebildet ist, anhand von unterschiedlichen Verformungen des Federkörpers in Längsrichtung und Umfangsrichtung des Behälters zwischen druck- und temperaturbedingten Verformungsanteilen zu unterscheiden und aus den druckbedingten Verformungsanteilen ein Messergebnis für den Druck im Inneren des Behälters zu ermitteln und auszugeben.The subject matter of the invention is therefore a non-invasive pressure measuring device for measuring a pressure inside an elongated cylindrical container, with a disc-shaped or ring-shaped spring body, which is carried by at least three support elements which are arranged equidistantly in a circle and can be fixedly mounted on an outer wall of the container, with at least three strain sensors, which are designed and arranged to detect radial deformations of the spring body, and with an evaluation device to which the strain sensors are connected and which is designed to use different deformations of the spring body in the longitudinal direction and circumferential direction of the container between pressure - Distinguish between deformation components caused by temperature and from the pressure-related deformation components a measurement result for the Determine and output the pressure inside the container.
Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur nicht-invasiven Messung eines Drucks im Inneren eines langgestreckten zylindrischen Behälters, wobei ein scheiben- oder ringförmiger Federkörper über mindestens drei auf einem Kreis äquidistant angeordnete Stützelementen auf einer Außenwand des Behälters montiert wird, radiale Verformungen des Federkörpers erfasst werden, und anhand von unterschiedlichen erfassten Verformungen des Federkörpers in Längsrichtung und Umfangsrichtung des Behälters zwischen druck- und temperaturbedingten Verformungsanteilen unterschieden und aus den druckbedingten Verformungsanteilen ein Messergebnis für den Druck im Inneren des Behälters ermittelt wird.The subject matter of the invention is also a method for the non-invasive measurement of a pressure inside an elongated cylindrical container, wherein a disk-shaped or ring-shaped spring body is mounted on an outer wall of the container via at least three supporting elements arranged equidistantly in a circle, radial deformations of the spring body are detected and on the basis of different detected deformations of the spring body in the longitudinal direction and circumferential direction of the container, a distinction is made between pressure and temperature-related deformation components and a measurement result for the pressure inside the container is determined from the pressure-related deformation components.
Die Erfindung beruht auf der in der sogenannten Kesselformel manifestierten Erkenntnis, dass in durch Innendruck belasteten rotationssymmetrischen Körpern, wie Rohren oder langgestreckten Behältern, die druckbedingte Umfangsspannung (Tangentialspannung) im Idealfall doppelt so groß wie die Spannung in Längsrichtung (Axialspannung) ist. Während sich daher bei Druckänderungen die Tangentialspannung in der Behälterwand doppelt so stark wie die Axialspannung ändert, finden temperaturbedingte Änderungen der Tangentialspannung und Axialspannung in prozentual gleichem Maße statt.The invention is based on the finding, manifested in the so-called boiler formula, that in rotationally symmetrical bodies subjected to internal pressure, such as pipes or elongated containers, the pressure-related circumferential stress (tangential stress) is ideally twice as great as the stress in the longitudinal direction (axial stress). Therefore, while the tangential stress in the container wall changes twice as much as the axial stress in the event of pressure changes, temperature-related changes in the tangential stress and axial stress take place at the same percentage.
Bei der erfindungsgemäßen Druckmesseinrichtung werden die unterschiedlichen mechanischen Spannungen über die fest auf der Außenwand des Behälters montierten Stützelemente auf den scheiben- oder ringförmigen Federkörper übertragen, dessen radiale Verformungen von den Dehnungssensoren erfasst werden.In the pressure measuring device according to the invention, the different mechanical stresses are transmitted via the support elements firmly mounted on the outer wall of the container to the disk-shaped or ring-shaped spring body, whose radial deformations are detected by the strain sensors.
Mit drei auf einem Kreis äquidistant, also in einem Winkelabstand von 120°, angeordneten Dehnungssensoren werden Polarkoordinaten der radialen Verformungen gemessen, die sich leicht in die kartesische Koordinaten der interessierenden Tangentialspannung und der dazu senkrechten Axialspannung umrechnen lassen. Diese Umrechnung kann entfallen, wenn vier äquidistante Stützelemente vorgesehen werden. Im Idealfall sind die vier äquidistanten Stützelemente in Bezug auf die Längsrichtung und Umfangsrichtung des Behälters achssymmetrisch auf der Außenwand des Behälters montiert. Dies kann bedeuten, dass zwei in dem Kreis einander gegenüberliegende Stützelemente entlang einer Geraden in Längsrichtung des Behälters und zwei weitere, ebenfalls einander gegenüberliegende Stützelemente im rechten Winkel dazu in Umfangsrichtung des Behälters auf seiner Außenwand montiert sind. Alternativ können vier Stützelemente derart auf der Behälterwand montiert sein, dass jedes der Stützelemente ein in Längsrichtung und ein in Umfangsrichtung des Behälters benachbartes Stützelement hat. In diesen Fällen findet die Verformung des scheiben- oder ringförmigen Federkörpers bei Druck- und/oder Temperaturänderungen des Behälters achssymmetrisch zur Längsrichtung und Umfangsrichtung des Behälters statt, so dass bei der Erfassung der Verformung des Federkörpers mittels der Dehnungssensoren zwischen Verformungen in Längsrichtung und in Umfangsrichtung und damit auf Basis der Kesselformel zwischen Verformungen aufgrund von Druckänderungen in dem Behälter und temperaturbedingten Verformungen unterschieden werden kann.Polar coordinates of the radial deformations are measured with three strain sensors arranged equidistantly on a circle, i.e. at an angular distance of 120°. This conversion can be omitted if four equidistant support elements are provided. In the ideal case, the four equidistant support elements are mounted on the outer wall of the container in an axisymmetric manner with respect to the longitudinal direction and circumferential direction of the container. This can mean that two opposite supporting elements in the circle are mounted along a straight line in the longitudinal direction of the container and two further, also opposite supporting elements are mounted at right angles thereto in the circumferential direction of the container on its outer wall. Alternatively, four support members may be mounted on the container wall such that each of the support members has a support member longitudinally and circumferentially adjacent to the container. In these cases, the deformation of the disk-shaped or ring-shaped spring body in the event of pressure and/or temperature changes in the container takes place axisymmetric to the longitudinal direction and circumferential direction of the container, so that when the deformation of the spring body is detected by means of the strain sensors between deformations in the longitudinal direction and in the circumferential direction and so that, on the basis of the boiler formula, it is possible to distinguish between deformations due to pressure changes in the container and temperature-related deformations.
Der Federköper kann als Membran ausgebildet sein, auf der die Dehnungssensoren aufgebracht sind und die von den sie tragenden Stützelementen aufgespannt wird. Die Membran mit den Dehnungssensoren kann auch über einen elastischen Ringkörper aufgespannt werden, der von den Stützelementen getragen wird. In diesem Fall führt die Verformung des Ringkörpers zu einer Verformung der Membran. Es ist auch möglich, die Dehnungssensoren direkt an dem Ringkörper, beispielsweise an seiner Innenwand, anzubringen.The spring body can be designed as a membrane on which the strain sensors are applied and which is spanned by the supporting elements carrying them. The membrane with the strain sensors can also be stretched over an elastic ring body, which is carried by the support elements. In this case, the deformation of the ring body leads to a deformation of the membrane. It is also possible to attach the strain sensors directly to the annular body, for example to its inner wall.
Da es in der Praxis schwierig sein kann, die Stützelemente in der oben beschriebenen Weise achssymmetrisch zur Längsrichtung und Umfangsrichtung des Behälters auf diesem zu montieren, können die beiden Richtungen in vorteilhafter Weise auch automatisch ermittelt werden, indem mindestens acht Dehnungssensoren die Verformungen des Federkörpers in unterschiedlichen radialen Richtungen erfassen. Die Auswerteeinrichtung kann dann diejenige Richtung, in der bei einer Druckerhöhung in dem Behälter die größte Verformung erfasst wird, als die Umfangsrichtung und/oder diejenige Richtung, in der bei der Druckerhöhung in dem Behälter die geringste Verformung erfasst wird, als die Längsrichtung identifizieren.Since it can be difficult in practice to mount the support elements on the container in the manner described above so that it is axisymmetric to the longitudinal direction and circumferential direction of the container, the two directions can advantageously also be determined automatically by at least eight strain sensors measuring the deformations of the spring body in different ways detect radial directions. The evaluation device can then identify the direction in which the greatest deformation is detected when the pressure in the container increases as the circumferential direction and/or the direction in which the smallest deformation is detected when the pressure increases in the container as the longitudinal direction.
Die Stützelemente der Druckmesseinrichtung können in vorteilhafter Weise stoffschlüssig mit der Außenwand der Behälters verbunden werden. Stoffschlüssige Verbindungen dienen dazu, Teile durch Verschmelzen sowie durch intermolekulare oder chemische Bindungskräfte, gegebenenfalls über Zusatzstoffe, miteinander zu verbinden. Zu diesen Verbindungen gehören insbesondere Schweiß-, Löt- und Klebverbindungen. Die Stützelemente selbst können aus dem Verbindungsstoff, beispielsweise einem Zweikomponenten-Klebstoff bestehen, der vor Ort durchgeknetet, in Form gebracht und auf dem Federkörper oder der Außenwand des Behälters appliziert wird, bevor die Druckmesseinrichtung mit dem Federkörper auf der Außenwand aufgesetzt wird. Es sind spaltfüllende Zweikomponenten-Epoxidharze bekannt und im Handel erhältlich, die innerhalb von wenigen Minuten extrem fest und spröde aushärten. Es ist aber grundsätzlich auch möglich, bei geeigneter Ausbildung der Stützelemente diese kraftschlüssig, z. B. über Spanngurte an dem Behälter zu befestigen.The support elements of the pressure measuring device can advantageously be materially connected to the outer wall of the container. Cohesive connections are used to connect parts to one another by fusing and by intermolecular or chemical bonding forces, possibly via additives. These connections include, in particular, welded, soldered and glued connections. The support elements themselves can consist of the connecting material, for example a two-component adhesive, which is kneaded on site, shaped and applied to the spring body or the outer wall of the container before the pressure measuring device with the spring body is placed on the outer wall. They are gap-filling two-component epo xidharze known and commercially available, which harden extremely solid and brittle within a few minutes. But it is also possible in principle, with a suitable design of the support elements, these non-positively, z. B. via straps on the container.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert; im Einzelnen zeigen:
-
1 ein Beispiel für eine auf einem Behälter montierte nicht-invasive Druckmesseinrichtung, -
2 ein Beispiel eines Federkörper als Bestandteil der nicht-invasiven Druckmesseinrichtung in Draufsicht, -
3 den Federkörper gemäß2 in einem Längsschnitt, -
4 den Federkörper in perspektivischer Ansicht, -
5 einen Rohrabschnitt mit aufmontiertem Federkörper in perspektivischer Ansicht, -
6 zeigt eine Variante der Anordnung des Federkörpers auf dem Rohrabschnitt und -
7 eine Befestigungsvariante für den Federkörper mittels des Spanngurten.
-
1 an example of a non-invasive pressure measuring device mounted on a container, -
2 an example of a spring body as part of the non-invasive pressure measuring device in plan view, -
3 according to thespring body 2 in a longitudinal section, -
4 the spring body in a perspective view, -
5 a perspective view of a pipe section with spring body mounted on it, -
6 shows a variant of the arrangement of the spring body on the pipe section and -
7 a fastening variant for the spring body using the tension belts.
Gleiche Bezugszeichen haben in den verschiedenen Figuren die gleiche Bedeutung. Die Darstellungen sind rein schematisch und repräsentieren keine Größenverhältnisse.The same reference symbols have the same meaning in the different figures. The illustrations are purely schematic and do not represent any proportions.
Die Druckmesseinrichtung 1 weist einen scheiben- oder ringförmigen Federkörper 4 auf, der von fest auf der Außenwand 3 des Behälters 2 montierbaren Stützelementen 5 getragen ist. Dazu sind bei dem gezeigten Beispiel die Stützelemente 5 der Druckmesseinrichtung 1 durch Kleben stoffschlüssig mit der Außenwand 3 des Behälters 2 verbunden. Die Stützelemente 5 selbst können aus dem Verbindungsstoff, beispielsweise einem Zweikomponenten-Klebstoff, bestehen, der vor Ort durchgeknetet, in Form gebracht und auf dem Federkörper 4 oder der Außenwand 3 der Behälters 2 appliziert wird, bevor die Druckmesseinrichtung 1 mit dem Federkörper 4 auf der Außenwand 3 aufgesetzt wird.The pressure measuring device 1 has a disk-shaped or ring-
Die sogenannte Kesselformel gibt die mechanischen Spannungen in durch Innendruck belasteten rotationssymmetrischen Körpern an, wie sie beispielsweise in Rohren oder Druckbehältern anzutreffen sind. Besonders einfach stellt sich die Kesselformel bei einem durch Innendruck belasteten dünnwandigen Rohr 2 dar:
Während sich also bei Druckänderungen Δρ die Tangentialspannung σt in der Behälterwand doppelt so stark wie die Axialspannung σa ändert, ändern sich bei Temperaturänderungen ΔT die Tangentialspannung σt und Axialspannung σa gleichprozentig:
Die Druckmesseinrichtung 1 enthält eine Auswerteeinrichtung 8, an der hier nicht gezeigte Dehnungssensoren angeschlossen sind, welche Verformungen des Federkörpers 4 erfassen. Die Auswerteeinrichtung 8 ist dazu ausgebildet, anhand von unterschiedlichen Verformungen des Federkörpers 4 in Längsrichtung 7 und Umfangsrichtung 6 des Behälters 2 zwischen druck- und temperaturbedingten Verformungsanteilen zu unterscheiden und aus den druckbedingten Verformungsanteilen ein Messergebnis 9 für den Druck im Inneren des Behälters 2 zu ermitteln und auszugeben.The pressure measuring device 1 contains an
Wie
Auf der Membran 21 sind vier Dehnungssensoren 23, beispielsweise in Form von piezoresistiven Messelementen, den Stützelementen 5 gegenüberliegend angeordnet und mit einem integrierten Schaltkreis auf einem Chip 24 kontaktiert, der seinerseits mit der Auswerteeinrichtung 8 in dem Gehäuseteil 18 (
Vor Ort kann es schwierig sein, die für die beschriebene Temperaturkompensation erforderliche optimale Ausrichtung der Druckmesseinrichtung 1 mit dem Federkörper 4 auf dem Rohr 2 vorzunehmen. Nach einer Grobausrichtung kann daher eine rechnerische Feinjustierung mittels Signalverarbeitung entsprechend den folgenden Schritten vorgenommen werden.
- 1. Zunächst wird in
den Rohr 2 ein definierter Referenzdruckruck, z. B. Umgebungsdruck, hergestellt, um eine Nullpunktkalibrierung durchzuführen. - 2. Danach werden die
Dehnungssensoren 23 einzeln gemessen. - 3. Die
von den Dehnungssensoren 23 erhaltenen Einzelwerte werden in derAuswerteeinrichtung 8 durch Multiplikation mit individuellen ersten Faktoren automatisch so korrigiert, dass ihre Beträge gleich dem Mittelwert der Einzelwerte sind (Koordinatendrehung). - 4. Danach wird der Druck im Inneren des Rohres 2 erhöht. Die jetzt gemessenen Einzelwerte werden wiederum durch Multiplikation mit individuellen zweiten Faktoren so korrigiert, dass die jeweils gegenüberliegenden Dehnungssensoren 23 den gleichen Wert liefern, wobei die Werte der in
Umfangsrichtung 6 einander gegenüberliegenden Dehnungssensoren 23 doppelt so groß sind wie die Werte der inLängsrichtung 7 einander gegenüberliegenden Dehnungssensoren 23 (Koordinatendrehung).
- 1. First, a defined reference pressure, z. B. ambient pressure, prepared to perform a zero calibration.
- 2. The
strain sensors 23 are then measured individually. - 3. The individual values obtained from the
strain sensors 23 are automatically corrected in theevaluation device 8 by multiplication with individual first factors in such a way that their amounts are equal to the mean value of the individual values (coordinate rotation). - 4. Thereafter, the pressure inside the
tube 2 is increased. The individual values now measured are in turn corrected by multiplication with individual second factors in such a way that thestrain sensors 23 lying opposite one another deliver the same value, with the values of thestrain sensors 23 lying opposite one another in thecircumferential direction 6 being twice as great as the values of those lying opposite one another in thelongitudinal direction 7 Strain sensors 23 (coordinate rotation).
Diese rechnerische Temperaturkorrektur geht jedoch mit einem Empfindlichkeitsverlust der Messwerte einher. Dies kann umgangen werden, indem mehr als vier, z. B. acht, Dehnungssensoren 23 vorgesehen werden, die auf der Membran 21 kreisförmig äquidistant angeordnet sind. Damit einhergehend können, wie bereits erwähnt, auch mehr als vier äquidistante Stützelemente 5 vorgesehen werden. Dadurch ist es möglich, die mechanischen Spannungen in der Außenwand 3 des Rohres 2 in unterschiedlichen radialen Richtungen zu messen bzw. zwischen den Messwerten zu interpolieren. Die beiden Richtungen, in denen sich die so erfassten Spannungen bei einer Druckerhöhung in dem Rohr 2 am meisten oder am wenigsten verändern, entsprechen den Richtungen der Tangentialspannung bzw. der Axialspannung, d. h. der Umfangsrichtung 6 bzw. der Längsrichtung 7 des Behälters 2. Nach einmaliger Ermittlung der Richtungen der Tangentialspannung und der Axialspannung kann die weitere Druckmessung mit nur noch vier Dehnungssensoren 23 erfolgen, deren Messwerte durch Transformation auf die Richtungen der Tangentialspannung und der Axialspannung korrigiert werden können.However, this calculated temperature correction is accompanied by a loss of sensitivity of the measured values. This can be circumvented by using more than four, e.g. B. eight,
Die Membran 21 stellt nur einen möglichen Ort dar, an dem die Dehnungssensoren 23 angeordnet werden können, um radiale Verformungen des Federkörpers 4 zu erfassen. So können die Dehnungssensoren 23 z. B. auch an der Innenwand 26 des elastischen Ringkörpers 22 angebracht werden. Ferner kann die Membran 21 im Wesentlichen von den sie tragenden Stützelementen 5 aufgespannt werden, wobei dann der Ringköper 22 mehr eine Teilfunktion des Gehäuseteils 18 (
Da die Tangentialspannung und Axialspannung senkrecht zueinander verlaufen, werden, wie in den vorangegangenen Beispielen erläutert, vorzugsweise vier (oder z. B. acht) Stützelemente und Dehnungssensoren verwendet, so dass die Tangentialspannung und Axialspannung in einem kartesischen Koordinatensystem erfasst werden können. Alternativ können die Tangentialspannung und Axialspannung unter Verwendung von drei (oder z. B. sechs) äquidistanten Stützelementen und Dehnungssensoren in einem Polarkoordinatensystem erfasst und danach in kartesische Koordinaten umgerechnet werden.Since the tangential stress and axial stress are perpendicular to each other, as explained in the previous examples, preferably four (or eg eight) support elements and strain sensors are used so that the tangential stress and axial stress can be recorded in a Cartesian coordinate system. Alternatively, the tangential stress and axial stress can be recorded in a polar coordinate system using three (or, for example, six) equidistant supports and strain sensors, and then converted to Cartesian coordinates.
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- WO 2020/058497 A1 [0029]WO 2020/058497 A1
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