DE1573398B2 - Vorrichtung zur Druckmessung - Google Patents

Description

sei 14 vorgesehen, deren Ende über einen radialen Verbindungskanal 16 im Gerätekörper 10 mit einer zweiten Druckmeßkammer 17 im zweiten Druckmeßwandler 15 verbunden ist, die in einem an den ersten Druckmeßwandler 7 sich anschließenden Teil des Gerätekörpers 10 untergebracht ist, und zwar vorzugsweise in einem lösbaren Teil des Gerätekörpers. Die zweite, ringförmige Druckmeßkammer 17 ist wie die erste Druckmeßkammer durch eine zylindrische Membran 18 abgeschlossen, auf deren Außenseite sich wiederum eine Dehnungsmeßspule 19 befindet.

Der von der zweiten Kapillare 13, dem Verbindungskanal 16 und der zweiten Druckmeßkammer 17 umschlossene Raum ist ebenfalls mit Druckübertragungsflüssigkeit 4 ausgefüllt. Diese Flüssigkeit erfährt infolge der Temperaturübertragung über die Temperaturfühlerkapsel 14 eine gleiche Temperaturausdehnung wie die Druckübertragungsflüssigkeit in dem mit der ersten Druckmeßkammer 9 verbundenen Druckübertragungsraum. Während die Membran 5 dünn ausgebildet ist, so daß sie den zu messenden Druck vom Meßraum auf die Druckfühlerkapsel 3 und den ersten Druckmeßwandler 7 möglichst ungehindert überträgt, ist die Temperaturfühlerkapsel 14 starr ausgebildet, so daß sich im zweiten Druckmeßwandler 15 lediglich Druckschwankungen als Folge von Temperaturschwankungen der Druckübertragungsflüssigkeit 4 bemerkbar machen.

Zur Kompensation der Druckschwankungen infolge von Temperaturänderungen ist eine Kompensationsbrücke 20 vorgesehen, in der je zwei Wicklungen der Dehnungsmeßspule 12 und der Dehnungsmeßspule 19 zu einer Meßbrücke zusammengefaßt sind.

Um Überkompensationen auszuschließen, ist es vorteilhaft, die Membran 18 des zweiten Druckmeß-Wandlers 15 dickwandiger auszubilden als die Membran 11 des ersten Druckmeßwandlers 7. Ferner könnte man zu diesem Zweck die Dehnungsmeßspulen der beiden Druckmeßwandler mit unterschiedlicher Empfindlichkeit ausführen. Dies kann auch geschehen, um die Herabsetzung des Einflusses auf die erste Dehnungsmeßspule 12 durch die Elastizität der Membran 11 auszugleichen.

Die mit den Membranen 11 und 18 verbundenen Flansche sind mit dem Gerätekörper 10 verschweißt, so daß sich eine unnachgiebige Membraneinspannung ergibt.

Am Tastkopf kann, wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, ein Außengewinde vorgesehen sein, um ihn in die Wandung eines Meßraumes einsetzen zu können.

Die Nachgiebigkeit der Membranen 11 und 18 ist wesentlich geringer als die der Membran 5 des Druckfühlers 1. Temperaturdehnungen der Druckübertragungsflüssigkeit 4 machen sich daher vornehmlich in einer Verformung der Membran 5 bemerkbar, während die Membranen 11 und 18 der Druckmeßwandler Volumenänderungen der Druckübertragungsflüssigkeit durch Temperaturschwankungen praktisch nicht übertragen.

Als Druckmeßflüssigkeit wird zweckmäßig Quecksilber verwendet, das in einem weiten Temperaturbereich bis über 300° C eingesetzt werden kann.

Um eine lineare Abhängigkeit zu erzielen, ist es wichtig, mit einer Membran möglichst kleiner Abmessung im Druckfühler auszukommen. Um dabei eine hohe Empfindlichkeit zu gewährleisten, sollte das Volumen der Druckübertragungsflüssigkeit möglichst klein sein. Bei einem Innendurchmesser der ersten Kapillare 6 von etwa 0,3 mm, einer Stärke der Druckmeßkammer 9 von etwa 0,1 mm und einer Tiefe der Druckfühlerkapsel 3 von etwa 0,3 mm ergibt sich ein Gesamtvolumen der Druckübertragungsflüssigkeit im Übertragungsraum zum ersten Druckmeßwandler 7 von nur etwa 7 mm³.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1. L 1 573 398

   I! * ²

   |Γ sehen Druckmeßwandler sowie eine die beiden

   ] Patentansprüche: Druckmeßwandler als Kompensationsbrückenzweige

   !; enthaltende Kompensationsbrücke vorgesehen ist.

   i. .'■ 1. Vorrichtung zur Druckmessung mit Tempe- Dies hat den Vorteil, daß die Temperaturmessung im

   ^; raturfehlerkompensation für eine hydromechani- 5 Druckübertragungsmedium, d.h. in demjenigen Me-

   !"■'"■ sehe Druckübertragung durch eine Übertragungs- dium, dessen Temperaturänderungen für die Tempe-

   ' flüssigkeit in einer Kapillare, deren eines Ende mit raturfehler verantwortlich sind, erfolgt. Eine solche

   einer Druckfühlerkapsel und deren anderes Ende Anordnung zeichnet sich nicht nur durch zuverlässi-

   ''■ mit einem mechanisch-elektrischen Druckmeß- gere Fehlerkompensation, sondern auch durch grö-

   wandler verbunden ist, dadurch gekenn- io ßereEinfachheit aus.

   zeichnet, daß zur Temperaturfehlerkompen- Um eine möglichst rückwirkungsfreie und trägheits-

   sation eine zweite hydromechanische Übertra- arme Meßwertübertragung zu gewährleisten, ist es

   gungskapillare (13) mit in der Druckfühlerkapsel vorteilhaft, die Druckübertragungseinrichtung so aus-

   (3) angeordneter Temperaturfühlerkapsel (14) zubilden, daß die erste hydromechanische Übertra-

   und einem zweiten mechanisch-elektrischen 15 gungskapillare mit der Druckfühlerkapsel und dem

   Druckmeßwandler (15) sowie eine die beiden Flüssigkeitsraum des ersten Druckmeßwandlers ein

   Druckmeßwandler (7, 15) als Kompensations- möglichst kleines Flüssigkeitsvolumen von nur etwa

   brückenzweige enthaltende Kompensationsbrücke 7 mm³ umfaßt, und daß die Druckfühlerkapsel durch

   (20) vorgesehen ist. . _e-_ne jg^t bi_eg_Same weiche Druckübertragungsmem-
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- 20 bran verschlossen, die Temperaturübertragungswankennzeichnet, daß die erste hydromechanische dung der Temperaturfühlerkapsel dagegen starr aus-Übertragungskapillare (6) mit der Druckfühler- gebildet ist.

   kapsel (3) und der Druckmeßkammer (9) des In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können

   ersten Druckmeßwandlers (7) ein Flüssigkeits- die beiden Druckmeßwandler in an sich bekannter

   volumen von nur etwa 7 mm³ umfaßt, und daß 25 Weise als Dehnungsmeßwandler mit hohlzylindrischen

   die Druckfühlerkapsel (3) durch eine leicht bieg- Druckmeßkammern und Dehnungsmeßspulen auf den

   same weiche Druckübertragungsmembran (5) ver- Außenwandungen der Druckmeßkammern ausgebil-

   schlossen, die Temperaturübertragungswandung det sein.

   der Temperaturfühlerkapsel (14) dagegen starr In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausausgebildet ist. 30 führungsbeispiel veranschaulicht. Es zeigt
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, da- Fig. 1 eine Vorrichtung zur Druckmessung in durch gekennzeichnet, daß die beiden Druckmeß- einem Axialschnitt und

   wandler (7, 15) in an sich bekannter Weise als Fig.2 das Schaltbild einer Kompensationsbrücke

   wandler (7, 15) in an sich bekannter Weise zur Vorrichtung nach Fig. 1.

   als Dehnungsmeßwandler mit hohlzylindrischen 35 Die dargestellte Vorrichtung dient zur Druckmes-

   Druckmeßkammern (9,17) und Dehnungsmeß- sung und besteht im wesentlichen aus einem Druck-

   ; spulen (12,19) auf den Außenwandungen der fühler 1, einem ersten Druckmeßwandler 7 und einem

   ί Druckmeßkammern (9, 17) ausgebildet sind. zweiten Druckmeßwandler 15.

   Das freie Ende des Druckfühlers 1 ist als Tast-

   j 40 kopf 2 ausgebildet. Das Stirnende ist zur Bildung einer

   j Druckfühlerkapsel 3 napfförmig ausgebildet. Diese

   ' '■"■:■ Druckfühlerkapsel ist mit einer Druckübertragungsj flüssigkeit 4 gefüllt und durch eine dünne Membran 5 Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung verschlossen, die zur Druckübertragung aus dem zur Druckmessung mit Temperaturfehlerkompensa- 45 Meßraum auf die Druckfühlerkapsel bzw. die in ihr tion für eine hydromechanische Druckübertragung befindliche Druckübertragungsflüssigkeit dient.
   ! durch eine Ubertragungsflüssigkeit in einer Kapillare, Von der Druckfühlerkapsel 3 wird der Meßdruck deren eines Ende mit einer Druckfühlerkapsel und de- über eine erste Übertragungskapillare 6 auf den ersten ren anderes Ende mit einem mechanisch-elektrischen Druckmeßwandler 7 übertragen. Hierfür steht das Druckmeßwandler verbunden ist. 50 Ende der Kapillare 6 durch einen radialen Verbin-Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art er- dungskanal 8 mit einer ersten Druckmeßkammer 9 in folgt die Temperaturfehlerkompensation durch Tem- Form einer Ringkammer in Verbindung, die durch peraturmessung im Medium, dessen Druck gemessen eine ringnutartige Aussparung an der Außenseite werden soll. Dadurch ergibt sich eine umständliche eines schaftförmigen Gerätekörpers 10 gebildet und und den jeweiligen äußeren Verhältnissen anzupas- 55 nach außen durch eine zylindrische Membran 11 absende Konstruktion sowie Ungenauigkeiten der Korn- geschlossen ist. Die Membran 11 ist an ihren Enden pensation infolge schwankender Temperaturgradien- mit Flanschen versehen und bildet dadurch einen Sputen vom äußeren Medium zur Druckübertragungs- lenkörper zur Aufnahme einer ersten Dehnungsmeßflüssigkeit, spule 12, die sich eng an die Außenseite der Membran Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine 60 11 anschmiegt und deren druckabhängige Dehnung in Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art zu schaf- bekannter Weise als Maß für den aus dem Meßraum fen, die mit einfachen Mitteln eine zuverlässige Tem- über die Membran 5 und die Druckübertragungsperaturkompensation gewährleistet. flüssigkeit 4 in der Druckfühlerkapsel 3, der ersten Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst Kapillare 6, dem Verbindungskanal 8 und der ersten worden, daß zur Temperaturfehlerkompensation eine 65 Druckmeßkammer 9 dient.

   zweite hydromechanische Übertragungskapillare mit Zur Kompensation von Temperatureinflüssen ist

   in der Druckfühlerkapsel angeordneter Temperatur- eine zweite Druckübertragungskapillare 13 mit in der

   fühlerkapsel und einem zweiten mechanisch-elektri- Druckfühlerkapsel 3 liegender Temperaturfühlerkap-