DE10238163A1

DE10238163A1 - High pressure sensor has an inner drilled hole in a deformation body with deformation sensors attached to its surface, with the deformation body subjected to plastic deformation during manufacture to remove stress peaks

Info

Publication number: DE10238163A1
Application number: DE10238163A
Authority: DE
Inventors: Karl Mikulecki; Christoph Rapp-Hickler; André Dr. Schäfer; Wolfgang Viel
Original assignee: Hottinger Baldwin Messtechnik GmbH
Current assignee: Hottinger Bruel and Kjaer GmbH
Priority date: 2002-08-15
Filing date: 2002-08-15
Publication date: 2004-02-26
Anticipated expiration: 2022-08-16
Also published as: DE10238163B4

Abstract

High-pressure sensor with a single-piece deformation body has a central drilled hole in the deformation body that is acted on by the pressure to be measured. At least two transducers are applied to the surface of the deformation body. The deformation body (2) is made from high-tensile, deformable stainless steel and has a wall thickness perpendicular to its longitudinal axis (B) that is different at each of the application points (12) for the transducer elements (13a, 13b). During manufacture of the sensor (1) the drilled hole of the deformation body is subjected to a high pressure that causes plastic deformation of the inner wall of the drilled hole.

Description

Die Erfindung betrifft einen Hochdruckaufnehmer gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a high-pressure sensor according to the generic term of claim 1.

Druckaufnehmer werden in vielen Bereichen in der Industrie und der Forschung eingesetzt und müssen daher unterschiedlichen Anforderungen genügen. Um den verschiedenen Einsatzbereichen, Einbauverhältnissen und Genauigkeitsanforderungen gerecht zu werden, existieren eine Vielzahl von bekannten Druckaufnehmern.Pressure transducers are used in many areas used in industry and research and must therefore be different Requirements met. To the different areas of application, installation conditions and to meet accuracy requirements exist Many well-known pressure transducers.

Ein Bereich der marktüblichen Druckaufnehmer bilden dabei Druckaufnehmer die nach dem Dehnungsmeßstreifen-Prinzip arbeiten. Bei den sogenannten Dehnungsmeßstreifen-Druckaufnehmern sind unterschiedliche Bautypen bekannt. Wie es aus der Druckschrift „Drucksensoren"; Dr. Günther Pfeifer, Dr. Roland Werthschützky; VEB Verlag Technik Berlin, 1. Auflage 1989, S. 18-21 ersichtlich ist, können als Verformungskörper Membrane- oder Rohrmeßkörper eingesetzt werden.An area of the market Pressure transducers form pressure transducers based on the strain gauge principle work. With the so-called strain gauge pressure transducers different types of construction known. As it is from the publication "pressure sensors"; Dr. Günther Pfeifer, Dr. Roland Werthschützky; VEB Verlag Technik Berlin, 1st edition 1989, pp. 18-21 is, can as a deformation body Membrane or pipe measuring body used become.

Druckaufnehmer mit Membrananordnungen werden meist zum Messen von kleinen Drücken eingesetzt da sie leicht zu fertigen sind und eine kleine Bauweise aufweisen. Da die Verbindung der Membran an dem Meßgehäuse nur bis zum einem bestimmten Druck belastbar ist, sind diese Bautypen nur in einem begrenzten Druckbereich einsetzbar.Pressure transducers with membrane arrangements mostly for measuring small pressures used because they are easy to manufacture and a small size exhibit. Since the connection of the membrane to the measuring housing only these types are only up to a certain pressure can be used in a limited pressure range.

Als sogenannte Rohrmeßkörper werden im wesentlichen zylindrische, hohlgebohrte Verformungskörper bezeichnet, die auf ihrer Mantelfläche mit Dehnungsmeßstreifen appliziert sind.As a so-called pipe measuring body denotes essentially cylindrical, hollow-bored deformation bodies, the on their outer surface with strain are applied.

Damit derartige Druckaufnehmer auch für hohe Drücke eingesetzt werden können, müssen sie besonderen Anforderungen genügen. Beim Einsatz von Druckaufnehmern in Hochdruckeinrichtungen zur Bearbeitung oder Prüfung von Bauteilen, müssen die Druckaufnehmer häufig eine hohe Lastwechselfähigkeit besitzen. Aus Sicherheitsgründen müssen die Gehäuse der Aufnehmer mit speziellen Maßnahmen zum kontrollierten Bersten versehen sein.So that such pressure transducers too for high pressures can be used have to they meet special requirements. When using pressure transducers in high pressure equipment for processing or exam of components, the Pressure transducers frequently a high load change capability have. For safety reasons must they casing the transducer with special measures be provided for controlled bursting.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher einen Hochdruckaufnehmer derart auszubilden, daß er eine hohe Meßgenauigkeit, hohe Wechsellastfähigkeit und eine hohe Betriebssicherheit aufweist.Object of the present invention it is therefore to design a high pressure transducer such that it has a high measuring accuracy, high alternating load capacity and has high operational reliability.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Aufgrund der im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale werden bei Druckbeaufschlagung der Bohrung an den Applikationsstellen des Verformungskörpers sehr günstige Dehnungsverläufe an der Manteloberfläche hergestellt (mindestens ein Dehnungsmeßstreifen wird mit positiver Dehnung sowie ein Dehnungsmeßstreifen mit negativer Dehnung beansprucht), so daß eine hohe Empfindlichkeit erreicht wird und eine hohe Überlastung und dynamische Belastung des Verformungskörpers erlaubt werden.This object is achieved in the claim 1 specified features solved. Due to the features specified in claim 1 are at Pressurization of the bore at the application points of the deformation body very much favorable strain curves on the surface of the jacket manufactured (at least one strain gauge is positive Elongation and a strain gauge claimed with negative elongation), so that a high sensitivity is reached and a high overload and dynamic loading of the deformation body are allowed.

Da die Bohrung bei der Herstellung des Hochdruckaufnehmers einer plastischen Verformung unterzogen wird, werden Spannungsspitzen und innere Kerben im Bereich der Bohrungsinnenwand abgebaut bzw. unwirksam gemacht, so daß der Hochdruckaufnehmer insgesamt für höhere Belastungen und hohe Lastwechselzahlen eingesetzt werden kann und diesen standhält.Because the hole in the making the high pressure transducer undergoes plastic deformation voltage peaks and internal notches in the area of the bore inner wall degraded or rendered ineffective, so that the high pressure transducer as a whole for higher loads and high number of load cycles can be used and withstands them.

Da als Material für den Hochdruckaufnehmer ein hochfester verformbarer rostfreier Stahl eingesetzt wird, ergibt sich bei einem Ermüdungsbruch aufgrund des gewählten Materials zunächst ein kleiner Spalt, der den Hochdruck langsam und kontrolliert abbaut.As a material for the high pressure sensor high-strength deformable stainless steel is used, results due to a fatigue fracture of the chosen one Material first small gap that slowly and controlledly reduces the high pressure.

Bei dem erfindungsgemäßen Aufnehmer sind auch noch nach Lastwechselzahlen von einigen Millionen gleichbleibende Meßeigenschaften vorhanden. Ein Ende der Nutzungsdauer des Hochdruckaufnehmers kündigt sich durch eine Verschiebung des Nullsignals an. Dieser Vorteil ergibt sich hauptsächlich aufgrund der Werkstoffauswahl des Verformungskörpers und der im Patentanspruch 1 angegebenen Ausgestaltung des Querschnitts des Verformungskörpers.In the transducer according to the invention even after load change numbers of several million constant measurement properties available. The end of the service life of the high pressure sensor is terminated by shifting the zero signal. This advantage results mainly due to the material selection of the deformation body and that in the claim 1 specified configuration of the cross section of the deformation body.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hochdruckaufnehmers ist vorgesehen, daß in die Bohrung ein Dichtkörper mit stabförmigem Element eingesetzt ist, wobei das stabförmige Element an seinem Endbereich einen zylindrischen Abschnitt aufweist.In a preferred embodiment of the high-pressure sensor according to the invention it is envisaged that in the bore a sealing body with rod-shaped Element is inserted, the rod-shaped element at its end region has a cylindrical portion.

Das stabförmige Element wird üblicherweise auch als Füllkörper bezeichnet und wird zur Volumenreduktion in die mit dem Medium zu befüllende Bohrung eingesetzt.The rod-shaped element is usually also referred to as packing and is used for volume reduction in the bore to be filled with the medium used.

Da der Dichtkörper und der „Füllkörper" einstöckig ausgebildet sind und eine zylindrischer Endabschnitt vorgesehen ist, wird die Montage des Dichtkörpers mit „Füllkörper" erheblich vereinfacht. Zusätzlich erfolgt eine Fixierung und Zentrierung der Bauteile über den zylindrischen Endabschnitt in der Bohrung.Since the sealing body and the "filler body" are one-piece are and a cylindrical end portion is provided, the Assembly of the sealing body with "packing" considerably simplified. additionally the components are fixed and centered over the cylindrical end portion in the bore.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Zeichnungen dargestellt sind.The invention is described below of embodiments explained in more detail the are shown in the drawings.

Es zeigenShow it

1: eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Hochdruckaufnehmers; 1 : a side view of a high pressure transducer according to the invention;

2: eine Schnittdarstellung des Hochdruckaufnehmers längs der Linie II/II in 1; 2 : a sectional view of the high pressure sensor along the line II / II in 1 ;

3a: einen Querschnitt durch den Verformungskörper bei Druckbeaufschlagung der Bohrung durch das zu messende Medium, wobei die Dehnungsmeßstreifen auf einem Seitenbereich des Verformungskörpers angeordnet sind; 3a a cross section through the deformation body when the bore is pressurized by the medium to be measured, the strain gauges being arranged on a side region of the deformation body;

3b: einen Querschnitt durch den Verformungskörper bei Druckbeaufschlagung der Bohrung, wobei die Dehnungsmeßstreifen auf gegenüberliegenden Seitenbereichen des Verformungskörpers angeordnet sind; 3b : a cross section through the deformation body when the bore is pressurized, the strain gauges being arranged on opposite side regions of the deformation body;

4: einen Längsschnitt durch den Hochdruckaufnehmer gem. 1; 4 : a longitudinal section through the high pressure sensor acc. 1 ;

5a: eine Darstellung eines Dichtkegels mit Füllkörper; 5a : a representation of a sealing cone with packing;

5b: eine Detaildarstellung des Ausschnittes A gem. 5a; 5b : a detailed representation of section A acc. 5a ;

6: eine weitere Ausführungsform eines Hochdruckaufnehmers in Seitenansicht. 6 : Another embodiment of a high pressure transducer in side view.

Der in 1, 2, 4 dargestellte erfindungsgemäße Hochdruckaufnehmer 1 besteht im wesentlichen aus einem als quaderförmigen Abschnitt ausgebildeten Verformungskörper 2, einem daran anschließenden ersten zylindrischen Bereich 3 mit Außensechskant sowie einem an den ersten zylindrischen Bereich 3 anschließenden zweiten zylindrischen Bereich 4 mit einem Gewindeabschnitt. Der zweite zylindrische Bereich 4 weist gegenüber dem ersten zylindrischen Bereich 3 einen wesentlich klei neren Durchmesser auf und wird nachfolgend als Anschlußstutzen bezeichnet.The in 1 . 2 . 4 high pressure transducer according to the invention shown 1 consists essentially of a deformation body designed as a cuboid section 2 , an adjoining first cylindrical region 3 with an external hexagon and one on the first cylindrical area 3 subsequent second cylindrical area 4 with a threaded section. The second cylindrical area 4 faces the first cylindrical region 3 a much smaller diameter and is referred to below as a connecting piece.

Der Verformungskörper 2, der erste zylindrische Bereich 3 sowie der Anschlußstutzen 4 sind einstöckig aus einem hochfesten, duktilen, rostfreien Stahl hergestellt. Als Material werden hierzu insbesondere die nachfolgend genannten Stahlsorten 1.4542 oder 1.4534 verwendet.The deformation body 2 , the first cylindrical area 3 and the connecting piece 4 are made in one piece from a high-strength, ductile, stainless steel. The steel grades 1.4542 or 1.4534 mentioned below are used as the material for this purpose.

Der Hochdruckaufnehmer 1 ist über den Anschlußstutzen 4 mit einem Bauteil, einer Anlage oder einem System verbindbar, das hinsichtlich seines Druckes zu überwachen bzw. dessen Druck zu messen ist. Ausgehend von der Stirnseite 5 des Anschlußstutzens 4 ist in der durch Bezugszeichen B definierten Längsrichtung des Hochdruckaufnehmers bzw. Verformungskörpers eine zentrale Sacklochbohrung 6 eingebracht.The high pressure sensor 1 is over the connecting piece 4 can be connected to a component, a system or a system which is to be monitored with regard to its pressure or whose pressure is to be measured. Starting from the front 5 the connecting piece 4 is a central blind hole in the longitudinal direction of the high-pressure sensor or deformation body defined by reference symbol B. 6 brought in.

Wie es aus der Schnittdarstellung der 4 zu erkennen ist, durchdringt die Bohrung 6 den Anschlußstutzen 4, den ersten zylindrischen Bereich 3 sowie den Verformungskörper 2 und endet im oberen stirnseitigen Bereich 7 des Verformungskörpers 2. Die Bohrung 6 weist in ihrem Eingangsbereich 8 einen kegelförmigen, nach außen sich erweiternden Abschnitt 9 auf. Das Bohrungsende 10 verläuft abgerundet verjüngend, so daß an dieser Stelle möglichst keine Kanten und somit Kerben am Bohrungsende vorhanden sind.As it is from the sectional view of the 4 can be seen, penetrates the hole 6 the connecting piece 4 , the first cylindrical area 3 as well as the deformation body 2 and ends in the upper front area 7 of the deformation body 2 , The hole 6 points in their entrance area 8th a conical section that widens outwards 9 on. The end of the hole 10 runs tapered so that there are no edges and notches at the end of the hole.

Die Bohrung 6 wird vorteilhafterweise derart gefertigt, daß sie ausgerieben oder im Tieflochbohrverfahren gebohrt wird. Durch diese Fertigung werden Kerben im Bereich der Bohrungsinnenwand weitestgehend ausgeschlossen.The hole 6 is advantageously manufactured in such a way that it is reamed or drilled using the deep hole drilling method. This manufacturing largely eliminates notches in the area of the inner wall of the bore.

Damit Spannungsspitzen und innere Kerben im Bereich der Bohrungsinnenwand vermieden bzw. abgebaut werden, wird die Bohrung 6 bei der Herstellung des Hochdruckaufnehmers 1 mit einem Überdruck beaufschlagt, so daß die Bohrungsinnenwand einer plastischen Verformung unterzogen wird. Dieses Verfahren wird üblicherweise als Autofrettage bezeichnet.To avoid stress peaks and internal notches in the area of the inner wall of the hole, the hole is made 6 in the manufacture of the high pressure transducer 1 pressurized so that the bore inner wall undergoes plastic deformation. This procedure is commonly referred to as autofrettage.

Der als quaderförmige Abschnitt ausgebildete Verformungskörper 2 weist einen rechteckigen Querschnitt auf. Wie es aus 1 und 2 ersichtlich ist, sind an der einen breiteren Längsseite 11 des Verformungskörpers 2 auf der Mantelfläche Applikationsstellen 12 vorgesehen, die mit Dehnungsmeßstreifen 13a, 13b als Wandlerelemente versehen sind. Die Dehnungsmeßstreifen 13a, 13b sind vorzugsweise als Foliendehnungsmeßstreifen ausgebildet. Es könnten alternativ auch Dünnschicht- oder Dickschichtdehnungsmeßstreifen eingesetzt werden.The deformation body designed as a cuboid section 2 has a rectangular cross section. Like it out 1 and 2 can be seen are on a wider long side 11 of the deformation body 2 Application points on the lateral surface 12 provided with strain gauges 13a . 13b are provided as converter elements. The strain gauges 13a . 13b are preferably designed as foil strain gauges. Alternatively, thin-film or thick-film strain gauges could also be used.

Auf der Längsseite 11 des Verformungskörpers 2 sind insgesamt vier Dehnungsmeßstreifen 13a, 13b angeordnet. Hierbei sind zwei Dehnungsmeßstreifen 13a mittig in Längsrichtung zueinander beabstandet auf den Applikationsstellen 12 appliziert. Die beiden anderen Dehnungsmeßstreifen 13b sind jeweils rechts und links zu den beiden ersten Dehnungsmeßstreifen 13a seitlich versetzt in Längsrichtung gesehen zwischen den beiden ersten Dehnungsmeßstreifen 13a appliziert.On the long side 11 of the deformation body 2 are a total of four strain gauges 13a . 13b arranged. Here are two strain gauges 13a spaced apart in the middle in the longitudinal direction on the application points 12 applied. The other two strain gauges 13b are on the right and left of the first two strain gauges 13a seen laterally offset in the longitudinal direction between the two first strain gauges 13a applied.

Wesentlich bei der Anordnung von vier Dehnungsmeßstreifen ist, daß die beiden ersten Dehnungsmeßstreifen 13a mittig in Bezug auf die Längsachse B und die beiden zweiten Dehnungsmeßstreifen 13b außermittig angeordnet sind. Hieraus ergeben sich eine beliebige Vielzahl von Applikationsanordnungen der Dehnungsmeßstreifen.It is essential in the arrangement of four strain gauges that the first two strain gauges 13a centered with respect to the longitudinal axis B and the two second strain gauges 13b are arranged off-center. This results in any number of application arrangements for the strain gauges.

Aus 2 kann man ersehen, daß die Wandstärke gemessen quer zur Längsachse B des Verformungskörpers 2 an den beiden ersten mit Dehnungsmeßstreifen 13a versehenen Applikationsstellen 12 wesentlich geringer ist als an den seitlich versetzt angeord neten mit Dehnungsmeßstreifen 13b versehenen Applikationsstellen 12.Out 2 can be seen that the wall thickness measured transverse to the longitudinal axis B of the deformation body 2 on the first two with strain gauges 13a provided application points 12 is much less than on the laterally offset with strain gauges 13b provided application points 12 ,

3a zeigt den gemäß 2 dargestellten Querschnitt durch den Verformungskörper 2 bei Druckbeaufschlagung der Bohrung 6 mit dem Medium. 3a shows the according 2 shown cross section through the deformation body 2 when the bore is pressurized 6 with the medium.

Prinzipiell wird bei einem Druckaufnehmer der Druck eines Mediums in ein dem Druck proportionales elektrisches Signal umgewandelt. Bei dem erfindungsgemäßen Hochdruckaufnehmer 1 wird wie bereits zuvor beschrieben, das Medium über die in den Anschlußstutzen 4 eingebrachte Bohrung 6 in den Verformungskörper 2 eingebracht. Der in der Bohrung 6 herrschende Druck verursacht, wie es aus Anschaulichkeitsgründen übertrieben in 3a dargestellt ist, eine Dehnung auf der Oberfläche, so daß an der Mantelfläche des Verformungskörpers 2 gedehnte und gestauchte Zonen entstehen. Aus 3a kann man erkennen, daß die beiden ersten Dehnungsmeßstreifen 13a auf Applikationsstellen 12 appliziert sind, die bei Druckbeaufschlagung der Bohrung einer Dehnung (positiven Dehnung) und die beiden zweiten Dehnungsmeßstreifen 13b einer Stauchung (negative Dehnung) unterworfen werden.In principle, the pressure of a medium is converted into an electrical signal proportional to the pressure in a pressure sensor. In the high-pressure sensor according to the invention 1 is, as already described above, the medium in the in the connection piece 4 drilled hole 6 in the deformation body 2 brought in. The one in the hole 6 prevailing pressure, as it is exaggerated in vividness 3a is shown, an expansion on the surface, so that on the outer surface of the deformation body 2 stretched and compressed zones. Out 3a can be seen that the first two strain gauges 13a on application sites 12 are applied, the pressurization of the bore of one strain (positive strain) and the two second strain gauges 13b be subjected to compression (negative elongation).

Die positiven bzw. negativen Dehnungen an den Applikationsstellen 12 werden mittels der Dehnungsmeßstreifen 13a, 13b in Widerstandsänderungen umgewandelt. Die Widerstandsänderungen werden, wie es für einen Fachmann allgemein bekannt ist, mittels einer Wheatstone'schen Brückenschaltung in eine Spannungsänderung umgewandelt. Die Spannungsveränderung wird dann von einem Meßverstärker weiterverarbeitet. Die Signalaufbereitung und Weiterverarbeitung wird an dieser Stelle ebenfalls nicht näher erläutert, da sie bekannt ist und nicht zum Gegenstand der Erfindung gehört.The positive or negative strains at the application points 12 are using the strain gauges 13a . 13b converted into changes in resistance. The changes in resistance are, as is well known to a person skilled in the art, using a Wheatstone bridge scarf device converted into a voltage change. The voltage change is then processed by a measuring amplifier. The signal processing and further processing is also not explained in more detail here, since it is known and is not part of the subject matter of the invention.

3b zeigt einen Querschnitt durch den Verformungskörper 2 bei Druckbeaufschlagung der Bohrung 6 wobei eine alternative Anordnung der Dehnungsmeßstreifen 13a, 13b schematisch dargestellt ist. Bei der in 3b dargestellten Ausführungsform werden jeweils zwei Dehnungsmeßstreifen 13a, 13b auf einander gegenüberliegenden Bereichen 11, 11' der Mantelfläche des Verformungskörpers 2 angeordnet. Hierbei wird jeweils ein Dehnungsmeßstreifen 13a mittig auf der Mantelfläche appliziert der zweite Dehnungsmeßstreifen 13b wird jeweils seitlich versetzt zu dem ersten Dehnungsmeßstreifen 13a auf der Mantelfläche außermittig appliziert. Aus 3b kann man erkennen, daß die beiden ersten mittig angeordneten Dehnungsmeßstreifen 13a bei Druckbeaufschlagung der Bohrung einer Dehnung (positiven Dehnung) und die jeweils außermittig angeordneten zweiten Dehnungsmeßstreifen 13b die diagonal zueinander versetzt angeordnet sind einer Stauchung (negativen Dehnung) unterworfen werden. 3b shows a cross section through the deformation body 2 when the bore is pressurized 6 an alternative arrangement of the strain gauges 13a . 13b is shown schematically. At the in 3b Embodiment shown are two strain gauges 13a . 13b on opposite areas 11 . 11 ' the outer surface of the deformation body 2 arranged. Here, a strain gauge is used 13a the second strain gauge is applied in the middle of the outer surface 13b is laterally offset to the first strain gauge 13a Applied off-center on the outer surface. Out 3b can be seen that the first two centrally located strain gauges 13a when pressure is applied to the bore of an expansion (positive expansion) and the eccentrically arranged second strain gauges 13b which are arranged diagonally offset from one another are subjected to compression (negative elongation).

Wesentlich bei der Anordnung von jeweils zwei Dehnungsmeßstreifen auf gegenüberliegenden Bereichen der Mantelfläche ist, daß jeweils ein Dehnungsmeßstreifen jedes Bereiches mittig und der zweite Dehnungsmeßstreifen außermittig in Bezug auf die Längsachse angeordnet ist.Essential when arranging two strain gauges each on opposite areas the lateral surface is that each a strain gauge each area in the middle and the second strain gauge off-center in relation to the longitudinal axis is arranged.

5a zeigt einen als Doppelkegel ausgebildeten Dichtkörper 14, der einstückig mit einem stabförmigen Element 15 verbunden ist. Dichtkörper 14 mit stabförmigem Element 15 werden in die Bohrung 6 eingesetzt, so daß der Verformungskörper 2 mit Anschlußstutzen 4 und der Dichtkörper 14 mit stabförmigem Element 15 eine Einheit bilden. Hierbei schließt der Dichtkörper 14 den Eingangbereich der Bohrung 6 flüssigkeitsdicht ab. Das stabförmige Element 15 weist an seinem dem Dichtkörper 14 entgegengesetzten Bereich einen zylindrischen Endbereich 16 auf, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser der Bohrung 6 entspricht. 5a shows a sealing body designed as a double cone 14 which is in one piece with a rod-shaped element 15 connected is. sealing body 14 with rod-shaped element 15 are in the hole 6 used so that the deformation body 2 with connecting piece 4 and the sealing body 14 with rod-shaped element 15 form a unit. The sealing body closes here 14 the entrance area of the hole 6 liquid-tight. The rod-shaped element 15 points at its the sealing body 14 opposite region a cylindrical end region 16 whose outer diameter is the inner diameter of the bore 6 equivalent.

Wie es aus der Detaildarstellung zu 5b zu erkennen ist, ist stirnseitig in den Dichtkörper 14 eine zentrale Bohrung 17 eingebracht, die in eine ausgehend von der Mantelfläche des stabförmigen Elementes 15 eingebrachte Querbohrung 18 mündet. Durch diese so gebildete Fluiddurchgangsbohrung 17, 18 wird das zu messende Medium der Bohrung 6 zugeführt. Hierbei sind auch andere Ausgestaltungen möglich, wesentlich ist, daß die Fluiddurchgangsbohrung im Dichtkörper 14 den Druck des Mediums in die Bohrung 6 überträgt.As it is from the detailed view too 5b can be seen, is in the face of the sealing body 14 a central hole 17 introduced in a starting from the lateral surface of the rod-shaped element 15 introduced cross hole 18 empties. Through this fluid through hole formed 17 . 18 becomes the medium of the bore to be measured 6 fed. Here, other configurations are possible, it is essential that the fluid passage hole in the sealing body 14 the pressure of the medium in the bore 6 transfers.

Aufgrund des mittig in die Bohrung 6 eingebrachten stabförmigen Elementes 15 verbleibt als mit dem Medium zu befüllendes Volumen ein ringförmiger Kanal. Dichtkörper 14 mit stabförmigem Element 15 sind mittels des zylindrischen Endbereiches 16 im Endbereich der Bohrung 6 fixiert und zentriert.Because of the center of the hole 6 introduced rod-shaped element 15 An annular channel remains as the volume to be filled with the medium. sealing body 14 with rod-shaped element 15 are by means of the cylindrical end region 16 in the end area of the hole 6 fixed and centered.

6 zeigt eine weitere Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Hochdruckaufnehmers 1', wobei gleiche zuvor beschriebene Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Im Unterschied zu den in 1,2,4 beschriebenen Hochdruckaufnehmers 1 sind hier auf jeweils gegenüberliegenden Längsseiten 11, 11' des quaderförmigen Verformungskörpers 2 jeweils zwei Dehnungsmeßstreifen 13a, 13b als Wandlerelemente an den Applikationsstellen 12 appliziert. Diese Anordnung ist bereits zu 3b näher erläutert. Hierbei ist der erste Dehnungsmeßstreifen 13a an jeder Seite jeweils mittig auf der ebenen Mantelfläche appliziert und der zweite Dehnungsmeßstreifen 13b jeweils seitlich versetzt zu dem ersten Dehnungsmeßstreifen 13a auf der Mantelfläche außermittig appliziert. 6 shows a further embodiment of a high-pressure sensor according to the invention 1' , wherein the same components described above are provided with the same reference numerals. In contrast to the in 1 . 2 . 4 high pressure transducer described 1 are here on opposite long sides 11 . 11 ' of the cuboid deformation body 2 two strain gauges each 13a . 13b as converter elements at the application points 12 applied. This arrangement is already too 3b explained in more detail. Here is the first strain gauge 13a applied on each side in the middle of the flat surface and the second strain gauge 13b laterally offset to the first strain gauge 13a Applied off-center on the outer surface.

Im Unterschied zu dem in den 1,2,4 dargestellten Hochdruckaufnehmer 1 ist in dem mit Außensechskant versehenen ersten zylindrischen Bereich 3 zugewandten Endbereich des quaderförmigen Verformungskörpers 2 eine umlaufende Nut 19 einge bracht, die an dieser Stelle eine Querschnittsverjüngung bewirkt. Durch diese Querschnittsverjüngung wird eine mechanische Entkopplung des Anschlußstutzens 4 mit Gewinde von dem mit den Wandlerelementen 13a, 13b versehenen Verformungskörper 2 erreicht.In contrast to that in the 1 . 2 . 4 high pressure sensor shown 1 is in the first cylindrical area provided with an external hexagon 3 facing end region of the cuboidal deformation body 2 a circumferential groove 19 brought in, which causes a cross-sectional taper at this point. This narrowing of the cross-section results in mechanical decoupling of the connecting piece 4 with thread from that with the transducer elements 13a . 13b provided deformation body 2 reached.

Es ist selbstverständlich, daß der in den Figuren dargestellte Hochdruckaufnehmer 1, 1' nicht auf die Ausführung des Verformungskörpers 2 als quaderförmigen Abschnitt beschränkt ist.It goes without saying that the high pressure sensor shown in the figures 1 . 1' not on the execution of the deformation body 2 is limited as a cuboid section.

Erfindungswesentlich bei der Ausgestaltung des Verformungskörpers ist, daß der Verformungskörper mit einer zentrischen Sacklochbohrung zwecks Druckbeaufschlagung mit dem Medium versehen ist und mindestens an einem Seitenbereich des Verformungskörpers mindestens zwei Applikationsstellen für jeweils ein Wandlerelement vorgesehen sind, wobei die Wandstärke zwischen Bohrungsinnenwand und jeweiliger Applikationsstelle unterschiedlich groß sein muß, so daß bei Druckbeaufschlagung der Bohrung mindestens ein Wandlerelement einer positiven Dehnung und mindestens ein Wandlerelelement einer negativen Dehnung unterworfen wird.Essential to the invention in the design of the deformable body is that the deformable body with a central blind hole for the purpose of pressurization is provided with the medium and at least on one side area of the deformable body at least two application points for each transducer element are provided, the wall thickness between the inner wall of the bore and the respective application point must be of different sizes, so that when pressure is applied the bore has at least one transducer element of positive expansion and subject at least one transducer element to negative elongation becomes.

Aufgrund dieser Forderung könnte der Verformungskörper auch im wesentlichen zylindrisch mit einem seitlich ebenen abgeflachten Bereich oder mit zwei gegenüberliegenden parallel zueinander verlaufenden seitlichen abgeflachten Bereichen als Applikationsstellen ausgebildet sein.Because of this requirement, the deformable body also essentially cylindrical with a laterally flat flattened Area or with two opposite parallel flattened areas be designed as application points.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß zusätzlich ein Element am Hochdruckaufnehmer angeordnet ist, über das ein Temperatursignal erfaßt werden kann. Unter Berücksichtigung des gemessenen Temperatursignals kann dann das Drucksignal mit der im Hochdruckaufnehmer befindlichen Elektronik kompensiert werden und das temperaturkompensierte Signal wird dann als Meßsignal ausgegeben.In an advantageous development of the inventive concept, it is provided that an element is additionally arranged on the high-pressure sensor, via which a temperature signal can be detected. Taking into account the measured temperature signal, the pressure signal can then be compared with the High pressure transducer electronics are compensated and the temperature-compensated signal is then output as a measurement signal.

Claims

High-pressure transducer with a one-piece deformation body, which has a central bore made in the deformation body on one side and which can be acted upon by the pressure of the medium to be measured, and which has application points on at least one area of the lateral surface at which at least two transducer elements are arranged, characterized in that the Deformation body ( 2 ) consists of a high-strength, deformable and stainless steel and the wall thickness measured transversely to the longitudinal axis (B) of the deformation body ( 2 ) at the application points ( 12 ) of the at least two converter elements ( 13a . 13b ) is of different sizes, and that in the manufacture of the high pressure sensor ( 1 ) the bore ( 6 ) of the deformation body ( 2 ) with a pressure above the measuring range, the inner wall of the bore ( 6 ) undergoes plastic deformation.

High-pressure sensor according to claim 1, wherein the deformation body ( 2 ) is essentially cylindrical and has a central blind hole drilled on one side in the longitudinal direction (B) ( 6 ) and with opposite sides ( 11 . 11 ' ) the lateral surface of the deformation body ( 2 ) two level flattened application points ( 12 ) forming areas are provided.

High-pressure sensor according to claim 1, wherein the deformation body ( 2 ) a cuboid, the application points ( 12 ) has a forming section which, with a cylindrical threaded connection piece ( 4 ) is connected and, starting from the connection end face ( 5 ) a central blind hole ( 6 ) is introduced.

High-pressure sensor according to one of the preceding claims, wherein strain gauge strips ( 13a . 13b ) are provided.

High-pressure sensor according to claim 4, wherein the strain gauges ( 13a . 13b ) are designed as foil strain gauges.

High-pressure sensor according to one of the preceding claims, wherein the steel is a steel of the steel grade 1.4542 or 1.4534.

High-pressure sensor according to one of the preceding claims, wherein four strain gauges ( 13a . 13b ) the application points are flattened on a level ( 12 ) forming area of the outer surface of the deformation body ( 2 ) are arranged in such a way that two strain gauges ( 13a ) spaced apart in the longitudinal direction (B) on a through the longitudinal axis of the deformation body ( 2 ) and the central axis of the strain gauges ( 13a ) extending first level and the two further strain gauges ( 13b ) are arranged offset to the right and left to the side of this first plane and in the vertical direction between the two first strain gauges ( 13a ) are arranged in a common second level which runs transversely to the first level.

High-pressure sensor according to one of the preceding claims, wherein two strain gauges ( 13a . 13b ) on two parallel flattened application points ( 12 ) educational areas ( 11 . 11 ' ) of the lateral surface are arranged, with a first strain gauge in each area ( 13a ) at an application point ( 12 ) on a through the longitudinal axis (B) of the deformation body ( 2 ) and the central axis of the plane of the strain gauge and the second strain gauge ( 13b ) off-center to the first strain gauge ( 13a ) is arranged in a common second plane running transversely to the first plane, the central axes of the two second eccentrically arranged strain gauges ( 13b ) on a common through the longitudinal axis (B) of the deformation body ( 2 ) level.

High-pressure sensor according to one of the preceding claims, wherein the strain gauges ( 13a . 13b ) are connected to a half or full bridge, by means of which a change in resistance caused by the applied pressure is converted into a change in voltage.

High-pressure sensor according to one of the preceding claims, wherein the deformation body ( 2 ) a cylindrical end area ( 4 ), which is designed as a connecting piece with an external thread, and with the end face in the connecting piece ( 4 ) a central blind hole ( 6 ) is introduced.

High-pressure sensor according to one of the preceding claims, wherein the input area ( 8th ) the bore ( 6 ) is conically widening outwards, and the angle of the cone is designed such that a in the bore ( 6 ) used sealing body designed as a double cone ( 14 ) the bore ( 6 ) seals liquid-tight, whereby in the sealing body ( 14 ) the hole ( 6 ) through hole connecting to the outside ( 17 . 18 ) is introduced for the medium to be measured.

High-pressure sensor according to one of the preceding claims, wherein the sealing body ( 14 ) in one piece with a cylindrical rod-shaped element ( 15 ) is connected, and wherein the rod-shaped element ( 15 ) is designed according to the length of the bore and on the sealing body ( 14 ) opposite end a cylindrical area ( 16 ), the outside diameter of which corresponds to the inside diameter of the bore ( 6 ) and where the between the sealing body ( 14 ) and end area ( 16 ) located rod-shaped area ( 15 ) has a smaller outside diameter.

High-pressure sensor according to one of the preceding claims, wherein between the application points ( 12 ) areas of the deformation body ( 2 ) and the cylindrical connecting piece with the connecting thread ( 4 ) a circumferential, the cross section of the deformation body ( 2 ) reducing groove ( 19 ) is introduced into the outer surface.

High-pressure sensor according to one of the preceding claims, wherein additionally a temperature sensor is arranged, the measurement signal as Compensation size at the Determination of the pressure of the medium to be measured is taken into account.

High-pressure sensor according to one of the preceding claims, wherein the central bore ( 6 ) is manufactured using the deep hole drilling process.