DE20111343U1 - Messwerk zur Differenzdruckmessung - Google Patents
Messwerk zur DifferenzdruckmessungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft das Gebiet der Differenzdruckmessung, insbesondere ein Messwerk zur Differenzdruckmessung.
Messwerke zur Differenzdruckmessung basieren typischerweise auf einer Differenzdruck-Messzelle, die in Silizium-Glas-Mikromechanik hergestellt ist und einer aufwändigen externen Anordnung zur Begrenzung des maximalen Differenzdruckes. Technologisch aufwändig ist hierbei insbesondere die druckfeste Anbindung der Messzelle an die Druckzuführung. Dies wird typischerweise durch auf das Silizium aufgelötete oder anodisch gebondete Verbindungsstücke gelöst. Über dieses Verbindungsstück wird dem Sensor, der sich in einem kleinen Metallgehäuse befindet, der Druck von außen zugeführt. Dies erfordert regelmäßig mehrere Verbindungsstellen, die zu verschweißen oder zu verlöten sind.
Die daraus resultierende Vielzahl von Lötverbindungen führt zu einem technisch aufwändigen Fertigungsverfahren. Darüber hinaus behindern Lötverbindungen eine einfache Reparatur des Messwerks durch Tausch der Sensorzelle im Defektfall.
Das Messwerk selbst sorgt für eine Druckbegrenzung durch eine Ölvorlage und mehrere Membranen. Es bildet ebenfalls die Schnittstelle zur makroskopischen Umwelt, insbesondere den Flanschen einer Rohrleitung. Durch die Ölvorlage wird die Reparatur des Messwerks zusätzlich erschwert.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Messwerk anzugeben, dessen Aufbau eine einfache Reparatur durch Tausch der Sensorzelle im Defektfall gestattet.
71724 MS/Kie - 2 - 05.07.2001
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Mitteln des Schutzsanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen genannt.
Die Erfindung geht von einem Messwerk zur Differenzdruckmessung aus, das im wesentlichen aus zwei Gehäusehalbschalen, einer Elektronikplatine und einem Differenzdrucksensor besteht.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Gehäusehalbschalen flanschförmig ausgebildet sind und der Differenzdrucksensor kraftschlüssig zwischen den Flanschflächen der Gehäusehalbschalen eingefügt ist. Die Elektronikplatine ist über eine kraftschlüssige elektrische Kontaktierung mit dem Differenzdrucksensor verbunden.
Vorteilhafterweise wird dadurch erreicht, dass der Differenzdrucksensor nach dem Öffnen des Gehäuses und Trennung der kraftschlüssigen elektrischen Verbindung zur Elektronikplatine unter Verzicht auf weitere Hilfsmittel und Gerätschaften, insbesondere Lötwerkzeuge, entnehmbar und auswechselbar ist. Durch den ersatzlosen Wegfall des Innengehäuses und der Olvorlage ist der Differenzdrucksensor unmittelbar und vor Ort austauschbar. Dadurch, dass der Differenzdrucksensor zwischen den Gehäusehalbschalen eingespannt ist, wird die Druckfestigkeit des Differenzdrucksensors erhöht.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Berührungsflächen des Differenzdrucksensors mit den Flanschflächen der Gehäusehalbschalen durch jeweils eine Dichtung getrennt.
Dadurch wird die Dichtwirkung zwischen dem Differenzdrucksensor und den Gehäusehalbschalen insbesondere bei hohen Drücken verbessert.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Dichtung durch einen O-Ring gebildet. Dadurch wird eine einfache und kostengünstige Abdichtung erreicht.
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05.07.2001
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Dichtung durch eine metallische Schicht gebildet, die galvanisch auf die Oberfläche der jeder Flanschfläche der Gehäusehalbschalen zugewandten Seite des Differenzdrucksensors aufgebracht ist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der einzigen Figur ist eine Schnittdarstellung durch ein Messwerk zur Differenzdruckmessung dargestellt, das im wesentlichen aus zwei Gehäusehalbschalen 3, einer Elektronikplatine 11 und einem Differenzdrucksensor 4 besteht.
Die Gehäusehalbschalen 3 sind flanschförmig ausgebildet und jeweils mit einem Rohranschluß 1 ausgestattet. Die Flanschflächen sind einander zugewandt und weisen Ausnehmungen zur Aufnahme des Differenzdrucksensors 4 auf. Die Gehäusehalbschalen 3 sind durch Schrauben 2 miteinander verbunden.
Der Differenzdrucksensor 4 ist kraftschlüssig zwischen den Flanschflächen der Gehäusehalbschalen 3 eingefügt. Dabei ist der Differenzdrucksensor 4 im Wege der Schraubverbindung zwischen den Gehäusehalbschalen 3 zwischen den Flanschflächen der Gehäusehalbschalen 3 eingeklemmt. Durch diese Fügetechnik wird die Druckfestigkeit des Differenzdrucksensors 4 in dem Messwerk unterstützt.
Die Berührungsflächen des Differenzdrucksensors 4 mit den Flanschflächen der Gehäusehalbschalen 3 sind durch jeweils eine Dichtung 5 getrennt. Gemäß der Darstellung in der Figur ist die Dichtung 5 durch einen O-Ring gebildet. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Dichtung 5 durch eine metallische Schicht gebildet ist, die galvanisch auf die Oberfläche der jeder Flanschfläche der Gehäusehalbschalen 3 zugewandten Seite des Differenzdrucksensors 4 aufgebracht ist.
Der Differenzdrucksensor 4 weist eine Trägerplatte mit Leiterbahnen 6 auf, die mit einer elektronischen Schaltung 7 zur Vorverarbeitung der Sensorsignale des Differenzdrucksensors 4 bestückt ist. Die elektronische Schaltung 7 ist als physische Baueinheit in einem Schaltkreis konfektioniert. Dieser Schaltkreis ist vorzugsweise durch Flip-Chip-Bond-Technologie mit den Leiterbahnen 6 der Trägerplatte verbunden. Alternativ kann vorgesehen sein, den Schaltkreis durch Drahtbond-Technologie mit den Leiterbahnen 6 der Trägerplatte zu verbinden. In einer weiteren Ausführungsform
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05.07.2001
kann vorgesehen sein, den Schaltkreis durch Leitkleber mit den Leiterbahnen 6 der Trägerplatte zu verbinden.
Die Trägerplatte des Differenzdrucksensors 4 ist kraftschlüssig über ein Flachbandkabel 10 mit der Elektronikplatine 11 verbunden. Vorzugsweise ist das Flachbandkabel 10 mit einem Klemmverbinder 9 ausgestattet, der auf die Trägerplatte des Differenzdrucksensors 4 steckbar ist. Alternativ kann vorgesehen sein, das Flachbandkabel 10 durch Leitgummi mit den Leiterbahnen 6 auf der Trägerplatte zu verbinden. In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, das Flachbandkabel 10 durch ein Polymer-Abformteil mit integrierten Leiterbahnstrukturen und optional enthaltenen Elektronik-Komponenten, sogenanntes MID - molded interconnection device, an die Leiterbahnen 6 auf der Trägerplatte anzuschließen. Allen Ausführungsformen ist gemein, dass die Verbindung zwischen dem Flachbandkabel 10 und den Leiterbahnen 6 auf der Trägerplatte lösbar ist.
Die Elektronikplatine 11 ist in einem kappenförmigen Elektronikgehäuse untergebracht.
Vorteilhafterweise wird dadurch erreicht, dass der Differenzdrucksensor 4 nach dem Öffnen des Gehäuses und Trennung der kraftschlüssigen elektrischen Verbindung zur Elektronikplatine 11 unter Verzicht auf weitere Hilfsmittel und Gerätschaften, insbesondere Lötwerkzeuge, entnehmbar und auswechselbar ist. Durch den ersatzlosen Wegfall des Innengehäuses und der Ölvorlage ist der Differenzdrucksensor 4 unmittelbar und vor Ort austauschbar.
Darüber hinaus weist das erfindungsgemäße Messwerk eine geringe Anzahl von Einzelkomponenten von einfachem Aufbau auf und ist damit kostengünstig fertigbar.
-5-
"&iacgr;
71724 MS/Kie -5- 05.07.2001
| 1 | Rohranschluß |
| 2 | Schraube |
| 3 | Gehäusehalbschale |
| 4 | Differenzdrucksensor |
| 5 | Dichtung |
| 6 | Leiterbahn |
| 7 | Schaltung |
| 8 | Kontaktierung |
| 9 | Klemmverbinder |
| 10 | Flachbandkabel |
| 11 | Elektronikplatine |
| 12 | Elektronik-Gehäuse |
Claims (4)
1. Messwerk zur Differenzdruckmessung im wesentlichen bestehend aus zwei Gehäusehalbschalen, einer Elektronikplatine und einem Differenzdrucksensor dadurch gekennzeichnet,
- dass die Gehäusehalbschalen (3) flanschförmig ausgebildet sind und der Differenzdrucksensor (4) kraftschlüssig zwischen den Flanschflächen der Gehäusehalbschalen (3) eingefügt ist und
- dass die Elektronikplatine (11) über eine kraftschlüssige elektrische Kontaktierung mit dem Differenzdrucksensor (4) verbunden ist.
2. Messwerk nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Berührungsflächen des Differenzdrucksensors (4) mit den Flanschflächen der Gehäusehalbschalen (3) durch jeweils eine Dichtung (5) getrennt sind.
3. Messwerk nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (5) durch einen O-Ring gebildet ist.
4. Messwerk nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (5) durch eine metallische Schicht gebildet, die galvanisch auf die Oberfläche der jeder Flanschfläche der Gehäusehalbschalen (3) zugewandten Seite des Differenzdrucksensors (4) aufgebracht ist.
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Legal Events
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Owner name: ABB AG, DE Free format text: FORMER OWNER: ABB PATENT GMBH, 68309 MANNHEIM, DE Effective date: 20080612 |
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