DE1948191C - Druckmeßumformer fur Meßmedien hoher Temperatur - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Druckmeßumformer keit mil; kleinem Ausdehnungskoeffizienten und dem für Meßmedien hoher Temperatur. Um moderne, mit sehr Meinen Volumen der zweiten Trennvorlage Halbleiter-Dehnungsmeßstreifen ausgerüstete Druck- kleingehalten.

meßumformer auch bei Meßmedien mit hoher Die Trennvorlage in der angegebenen Ausführung Temperatur von einigen 100° C einsetzen zu können, 5 eignet iiich demnach besonders dazu, um ein Druckist es erstens erforderlich, den Druckmeßumformer signal aus Räumen hoher Temperatur, hoher radioselbst nicht am Meßort anzubringen und zweitens aktiver Strahlung oder aus anderen Gründen nicht zudie damit notwendig gewordene Trennvoilage mit ganglichen RHumen herauszuleiten,
einer DruckUbertragungsflUssigkeit zur hydraul!- Zur Erläuterung der Erfindung ist ein Ausfühschen Druckübertragung zu versehen, die den hohen io rungsbuispiel eines derartigen Druckmeßumformers Temperaturen am Meßort standhält und einen ge- bzw. Teile davon in den F i g. 1 und 2 schematisch ringen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, um den dargestellt und im folgenden beschrieben. Es zeigt
thermischen Nullpunktfehler kleinaihalten. Mit den Fig. ι. Die Trennvorlage 1 und die Druckmeßbisher üblichen und für Meßzwecke bekannten dose 2 bilden den wesentlichen Teil des Druckmeß-Druckübertragungsflüssigkeiten sind diese Förde- 15 Umformers. Der Raum 3, dessen eine Wand von einer rungen nicht zu erfüllen. Es sind jedoch Metallegie- weichen Trennmembran 4 gebildet wird, ist mit dem rungen bekannt, z. B. eine eutektische Legierung von heißen Meßmedium, beispielsweise einem flüssigen Natrium und Kalium, die den gestellten Bedingungen Alkalimetall, gefüllt. Der Druck des Meßmediums entsprechen. Infolge ihrer Aggressivität sind diese Le- wirkt auf die Trennmembran 4, die, da sie als schlaffe gierungen nicht oder nur in sehr begrenztem Umfang ao Membran ausgeführt ist, den Druck nahezu unvermit den im Transmitterbau üblichen Materialien fälscht auf die in einem Raum 5 hinter der Trennkombinierbar, membran 4 befindliche erste Druckübertragungs-

Es besteht deshalb die Aufgabe, ünen Druckmeß- flüssigkeit, in diesem Falle Natrium-Kalium-Legie-

umformer mit Trennvorlage zu schaffen, der bei ho- .rung überträgt. Der Raum S hinter der Trennmem-

hen Temperaturen einsetzbar ist, mit hydraulischer as bran 4 steht mit einem Raum 6 vor einer zweiten

Druckübertragung arbeitet und einen möglichst ge- Trenn membran 4'über eine Kapillarleitung 7 in Ver-

ringen thermischen Nullpunktfchler aufweist. bindung und bilden zusammen das Volumen V1 der

Es sind Druckmeßeinrichtungen für aggressive Trenn vorlage. Die Kapillarleitung 7 kann dabei eine

Medien bekannt, die zum Schütze der Meßeinrichtung relativ große Länge aufweisen, beispielsweise bis zu

zwei hintereinandergeschaltete Trennvorlagen auf- 30 20 m. Alle mit dem Meßmedium, wie auch mit der

weisen, die mit einer hydraulischen Druckübertra- NaK-Legierung in Berührung kommenden Teile sind

gungsflüssigkeit gefüllt sind. Bei bekannten Meßein- aus im Reaktorbau üblichen Werkstoffen, besonders

richtungen, bei denen das eigentliche Meßgerät vom geeigneten Edelstahlen hergestellt. Diese Edelstahle

Meßort entfernt aufgestellt ist, besteht das zwischen weisen jedoch nicht die Eigenschaften auf, die vom

Trennmembran und Meßmembran befindliche VoIu- 35 Material gefordert werden, das zur Herstellung von

men aus zwei Räumen, die mittels einer Kapillarlei- federnden Meßmembranen geeignet ist. Die Meß-

tung miteinander verbunden sind. membran 8 der Druckmeßdose 2 ist demzufolge

Von diesem Stand der Technik ausgehend, wird und im Gegensatz zur Trennmembran 4' aus dem im zur Lösung der oben gestellten Aufgabe ein Druck- Druckmeßumformerbau üblichen Federstahl hergemeßumformer für Meßmedien hoher Temperatur 4° stellt und wirkt auf einen Druckstempel 9, der in vorgeschlagen mit zwei über eine Kapillarleitung hin- üblicher Weise mit Halbleiterdehnungsmeßstreifen 10 tereinandergeschalteten Trennvorlagen mit hydrau- versehen ist. Die Weiterverarbeitung des in ein eleklischer Druckübertragung, bestehend aus einer ersten trisches Signal umgeformten Drucksignals wird als be- und einer zweiten Trennmembran und einem dazwi- kannt vorausgesetzt und ist hier nicht dargestellt. Um schenliegenden ersten Volumen und einem zwischen 45 die Meßmembran 8 vor schädlichen Einflüssen zu zweiter Trennmembran und der Meßmembran des schützen, ist eine zweite Trennvorlage 11 mit dem Druckmeßumformers liegenden zweiten Volumen, Volumen V 2 vorgesehen, die von dem Raum zwidadureh gekennzeichnet, daß eine erste Drucküber- sehen der zweiten Trennmembran 4' und der Meßtragungsflüssigkeit im ersten Volumen eine hohe membran 8 gebildet wird. Da dieses Volumen V 2 Siedetemperatur und einen kleinen Ausdehnungs- 50 gegenüber dem Volumen V1 der ersten Trennvorkoeffizienten aufweist und daß das zweite Volumen lage sehr kleingehalten ist, kann sein thermischer sehr klein ist gegenüber dom ersten Volumen und mit Nullpunktfehler praktisch vernachlässigt werden, einer /weiten, an sich üblichen Druckübertragungs- Weiterhin erlaubt dieses Konzept eine große Füllflüssigkeit gefüllt ist. In einer bevorzugten Ausfüh- steifigkeit der Trennmembran 4' und damit eine errung beträgt das Verhältnis von erstem Volumen zu 55 hebliche Verkleinerung ihres Durchmessers. Dies zweitem Volumen etwa 1000:1. Mit Hilfe dieser trägt auch dem Bestreben nach möglichst kompakter doppelten Trennvoilage mit unterschiedlichen Druck- Bauweise neuzeitlicher Geräte Rechnung.
übertragungsflüssigkeiten kann der empfindliche Eine besondere Schwierigkeit wird darin gesehen, Transmitter weit genug vom Mel.iort aufgestellt wer- ein derartig kleines Volumen V 2 in Verbindung mit den, die Meßmembran sowie die übrigen Teile des 60 den übrigen Teilen der Trennvorlage und des Meß-Druckmeßumformers sind vor zu hohen Ternperatu- Umformers rationell herzustellen. In Fig. 2 ist desrc'ii, Strahiencinwirkungen oder Einwirkung aggres- halb die zweite Trennvorlage, die mit Meßmembran siver Medien, wie sie beispielsweise in vielen Fallen und Anschlußstück eine Einheit bildet, nochmals verdie erste DruckUbertragungsflUssigkeit auf Grund größert dargestellt. Dabei sind für gleiche Teile die ihrer Eigenschaften darstellt, geschützt. Der bei zwei 65 gleichen Bezu;;szeichen verwendet. In dem Anschlußhintereinandergeschalteten Trennvorlagen sich addie- stück 12 mündet die Kapillarleitung 7. Das zylindrirende thermische Nullpunktfehler wird durch die sehe Anschlu;3slück 12 weist eine Ausdrehung auf, Verwendung einer ersten Druckübertragungsflüssig- die von der zweiten Trennmembran 4' abgeschlossen

ist und den Raum 6 bildet. Auf die Trennmembran 4' folgt ein Zwischenring 13 von etwa 0,1mm Dicke und darauf ist die MeßmemurunS aufgesetzt. Der von der Trennmembran 4', der Meßmembran 8 und dem Zwischenring 13 gebildete Raum 11 stellt das δ Volumen V 2 der zweiten Trennvorlage dar. Bei der Herstellung werden die einzelnen Teile in der angegebenen Reihenfolge aufeinandergestapelt und die ölfüllung aus Siliconöl in den Raum 11 eingebracht. Darauf werden sämtliche Teile in axialer Richtung to stark zusammengepreßt und an ihren Rtindern in einem Arbeitsgang zusammen verschweißt. Die Schwcißung 14 wird vorzugsweise in einem Plasmaoder Elektronenstrahlschweißverfahren hergestellt, da bei großer Energiedichte der Schweißflamme eine ausreichend hohe Schweißgeschwii.digkeit erzielt wird und dabei der Absolutbetrag der für die gesamte Schweißung notwendigen Wärme gering bleibt.

Claims (3)

Patentansprüche: . ao

1. Druckmeßumformer für Meßmedien hoher Temperatur mit zwei über eine Kapillarleitung hintereinandergeschalteten Trennvorlagen mit hydraulischer Druckübertragung, bestehend aus einer ersten und einer zweiten Trennmembran, as einem dazwischenliegenden ersten Volumen und einem zwischen zweiter Trennmembran und der MeSmembran des Druckmeßumformers liegenden zweiten Volumen, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Ο*« flüssigkeit im ereten Volumen (V Iwno hohe Siedetemperatur und einen kleiner'Ausdehnung koeffizienten aufweist und daß das weite vom men (V 2) sehr klein ist gegenüber dem,enen Volumen (Kl) und mit einer zweiten an sch üblichen Druckübertragungsflüss.gke.t gefülit st.

2. Druckmeßumformer nach Anspruch^1, dadurch gekennzeichnet, daß das zw«te_r Volumen (V2) im Verhältnis von mindestens 1000. I kleiner ist als das erste Volumen (V I).

3. Druckmeßumformer nach Anspruch1, da durch gekennzeichnet, daß die erste^uckUber tragungsflüssigkeit eine eutektische ^»

NaK, die zweite Druckübertra

rDrlSmeßumformer nach Anspruch^ dadurch gekennzeichnet, daß *e Trennmembran (4') und Meßmembran (8) als Do_PPelmembran_ Einheit ausgeführt ist, bestehend aus einem An schlußstück (12), der zweiten Te^™" (4'), einem Zwischenring (13) und der bran (8), wobei sämtliche Teile ■» «> gang an ihren Rändern miteinander

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ι Druckmeßumformer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Zwischenrings (13) in der Größenordnung von 0,1 mm liegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen