DE202019105367U1

DE202019105367U1 - Gasdichtemesser

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Publication number: DE202019105367U1
Application number: DE202019105367.4U
Authority: DE
Original assignee: WIKA Alexander Wiegand SE and Co KG
Current assignee: WIKA Alexander Wiegand SE and Co KG
Priority date: 2018-12-18
Filing date: 2019-09-27
Publication date: 2019-10-25
Anticipated expiration: 2029-09-28
Also published as: CN111337384A; US11867712B2; US20200191691A1; US20240094105A1; CN211553656U; DE102019126134B4; DE102019126134A1

Abstract

Gasdichtemesser (100, 200) zur Überwachung eines Drucks oder einer Dichte eines Gases in einem Gasraum (1) miteinem Gehäuse (102, 202) mit einer ersten Gehäusekammer (103, 203) und einer Messkammer (168, 268),einer ersten Kupplung (104, 204), über die die Messkammer (168, 268) an den Gasraum (1) anschließbar ist,zumindest einem Referenzbalg (105, 205), welcher insbesondere mit einem Übertragungselement (109, 209) mittelbar oder unmittelbar verbunden ist, undzumindest einer Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit (110, 210), die mit dem Übertragungselement (109, 209) mittelbar oder unmittelbar in Wirkverbindung steht oder bringbar ist,dadurch gekennzeichnet, dassdie Messkammer (168, 268) über die erste Kupplung (104, 204) mit dem Gasraum (1) in gasdurchlässiger Verbindung steht undder Referenzbalg (105, 205) eine Referenzkammer (111, 211) bildet, die mit einer konstanten Menge eines Referenzgases gefüllt ist, undein die Referenzkammer (111, 211) abdeckender Flächenabschnitt zumindest abschnittsweise innerhalb der ersten Gehäusekammer (103, 203) oder Messkammer (168, 268) als Messfläche für das Gas aus dem Gasraum bereitgestellt oder erreichbar ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Feld der Gasdichtemessung und -überwachung von Gasen in gasdicht abgeschlossenen Gasräumen mit konstantem Volumen.
STAND DER TECHNIK
Gasdichtemesser sind Druckmessgeräte, die zur Messung und/oder Anzeige der Dichte eines Gases in einem gasdicht abgeschlossenen Gasraum mit konstantem Volumen eingerichtet sind. Druckänderungen, die auf Temperaturänderungen des Gases zurückzuführen sind, werden kompensiert, wozu im Stand der Technik mehrere Methoden bekannt sind. Durch eine Temperaturkompensation, die auf spezifische Eigenschaften einer jeweiligen Gassorte abgestimmt werden muss, wird ein gemessener, kompensierter Druck äquivalent zu einer Gasdichte und kann auch in eine solche Gasdichte umgerechnet oder umskaliert werden.
Gasdichtemesser, die zusätzlich über einen Grenzwertsignalgeber zur Signalisierung einer Grenzwertüberschreitung oder -unterschreitung verfügen, werden auch als Gasdichtewächter bezeichnet. Solche Gasdichtewächter verfügen zumeist über elektrische Kontakteinrichtungen, an welche eine externe Verkabelung angeschlossen werden kann, über welche eine Signalisierung an eine externe Kontroll- und/oder Steuereinrichtung übertragen werden kann.
Gasräume, die mit einem Gas gefüllt sind, dessen Dichte überwacht werden soll, sind typischerweise durch einen definierten Druckwert gekennzeichnet, der einem normalen Betriebszustand des Gasraums zugeordnet werden kann. Dieser Druckwert wird auch als Nominaldruck, Fülldruck oder Betriebsdruck bezeichnet und ist typischerweise für eine bestimmte Gastemperatur definiert.
Um eine mögliche Leckage oder Emission des Füllgases frühzeitig zu ermitteln, wird mit Hilfe eines Gasdichtewächters z. B. die Dichte im Gasraum überwacht und ein entsprechendes Grenzwertsignal ausgelöst, wenn die Dichte einen definierten Grenzwert, der niedriger ist als der Nominaldruck, unterschreitet.
Gasdichtemesser und -wächter kommen beispielsweise an gasisolierten Schaltanlagen der Mittel- und Hochspannungstechnik zum Einsatz, wo eine Überwachung der Dichte des Isoliergases essentiell für eine Sicherstellung einer isolierenden Wirkung des Gases als auch für eine Vermeidung von umweltschädlichen Emissionen von Isoliergasen ist. Insbesondere werden Gasdichtemesser und -wächter in diesem Gebiet zur Überwachung von Gasräumen eingesetzt, die mit Schwefelhexafluorid (kurz: SF₆) gefüllt sind. SF₆ ist aufgrund seiner physikalischen Eigenschaften ein weit verbreitetes Isoliergas.
Gasdichtemesser, Gasdichteanzeiger sowie Gasdichtewächter sind im Stand der Technik allgemein bekannt.
Aus der EP 2 796 852 B1 ist ein temperaturkompensierter Dichtewächter bekannt, der eine Kammer mit variablem Volumen umfasst, die mit einem Gasraum verbunden wird. Die Kammer dehnt sich bei Anstieg eines beaufschlagten Drucks aus und drückt dabei gegen eine Feder. Hierbei handelt es sich um eine Formgedächtnisfeder. Durch spezielle Eigenschaften dieser Feder soll eine Temperaturkompensation realisiert werden.
Aus der CN 207116321 U ist ein Dichtewächter bekannt, der eine Kammer mit variablem Volumen beinhaltet, die mit einem Referenzgas gefüllt ist. Dadurch soll eine Temperaturkompensation erzielt werden. Die Kammer ist gebildet durch zwei koaxial angeordnete Bälge, wobei ein Balg den anderen Balg umschließt.
Aus der CN 107968018 A ist ein Gasdichtewächter bekannt, der eine Anordnung von zwei Bälgen in einem Gehäuse mit zwei Gehäusekammern umfasst. Ein erster Balg ist an einem Ende mit einem Innenwandabschnitt einer ersten Gehäusekammer verbunden, an dem anderen Ende mit einem Verbindungselement abgedichtet und steht mit einem Gasraum in gasdurchlässiger Verbindung. Der erste Balg formt somit eine erste Kammer. Ein zweiter Balg ist an einem Ende ebenfalls durch das Verbindungselement abgedichtet und steht an seinem anderen Ende mit einem anderen Innenwandabschnitt der ersten Gehäusekammer in Verbindung. Durch Außenflächen der beiden Bälge, Oberflächen des Verbindungselements und Innenwände der ersten Gehäusekammer wird eine zweite Kammer gebildet, die mit einem Referenzgas gefüllt ist. Auf dieses Weise soll eine Temperaturkompensation erzielt werden.
AUFGABE DER ERFINDUNG
Aufgabe der Erfindung ist es, einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Gasdichtemesser anzugeben.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch einen Gasdichtemesser nach Anspruch 1 oder 2 gelöst.
Mögliche Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst ein Gasdichtemesser zur Überwachung eines Drucks oder einer Dichte eines Gases in einem Gasraum ein Gehäuse mit einer ersten Gehäusekammer und einer Messkammer. Weiterhin umfasst der Gasdichtemesser eine erste Kupplung, über die die Messkammer an den Gasraum anschließbar ist, zumindest einen Referenzbalg, welcher beispielsweise mit einem Übertragungselement mittelbar oder unmittelbar verbunden ist, und zumindest eine Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit, die mit dem Übertragungselement mittelbar oder unmittelbar in Wirkverbindung steht oder bringbar ist. Erfindungsgemäß steht die Messkammer über die erste Kupplung mit dem Gasraum in gasdurchlässiger Verbindung und der Referenzbalg bildet eine Referenzkammer, die mit einer konstanten Menge eines Referenzgases gefüllt ist. Ein die Referenzkammer abdeckender Flächenabschnitt ist zumindest abschnittsweise innerhalb der ersten Gehäusekammer oder Messkammer als Messfläche für das Gas aus dem Gasraum bereitgestellt oder erreichbar.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst ein Gasdichtemesser zur Überwachung eines Drucks oder einer Dichte eines Gases in einem Gasraum ein Gehäuse, wobei das Gehäuse zumindest eine erste Gehäusekammer umfasst, wobei die erste Gehäusekammer eine Messkammer bildet. Weiterhin umfasst der Gasdichtemesser zumindest eine erste Kupplung, über die der Gasdichtemesser an den Gasraum anschließbar ist und zumindest einen ersten Balg, der als Referenzbalg bezeichnet werden kann, wobei der Referenzbalg an einem ersten Endabschnitt mit einem ersten Innenwandabschnitt der ersten Gehäusekammer der Messkammer mittelbar oder unmittelbar verbunden ist. Ferner umfasst der Gasdichtemesser zumindest ein Trennmittel, wobei das Trennmittel mit einem zweiten Endabschnitt des Referenzbalges mittelbar oder unmittelbar verbunden ist oder durch diesen Endabschnitt gebildet ist, zumindest ein Übertragungselement, das mit dem Trennmittel mittelbar oder unmittelbar verbunden ist und zumindest eine Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit, die mit dem Übertragungselement mittelbar oder unmittelbar in Wirkverbindung bringbar ist. Dabei steht die Messkammer über die erste Kupplung mit dem Gasraum in gasdurchlässiger Verbindung und der Referenzbalg bildet eine Referenzkammer, die mit einer konstanten Menge eines Referenzgases gefüllt ist. Dabei ist die Referenzkammer zumindest abschnittsweise innerhalb der ersten Gehäusekammer angeordnet und von der Messkammer gasundurchlässig abgetrennt.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung umfasst ein Gasdichtemesser zur Überwachung eines Drucks oder einer Dichte eines Gases in einem Gasraum ein Gehäuse, wobei das Gehäuse zumindest eine erste Gehäusekammer umfasst. Weiterhin umfasst der Gasdichtemesser zumindest eine erste Kupplung, über die der Gasdichtemesser an den Gasraum anschließbar ist, und einen ersten Balg, wobei der erste Balg als Referenzbalg bezeichnet werden kann und an einem ersten Endabschnitt mit einem ersten Innenwandabschnitt der ersten Gehäusekammer mittelbar oder unmittelbar verbunden ist. Ferner umfasst der Gasdichtemesser einen zweiten Balg, wobei der zweite Balg als Messbalg bezeichnet werden kann und an einem ersten Endabschnitt mit einem zweiten Innenwandabschnitt der ersten Gehäusekammer mittelbar oder unmittelbar verbunden ist. Zusätzlich umfasst der Gasdichtemesser zumindest ein Trennmittel, wobei das Trennmittel mit einem zweiten Endabschnitt des Referenzbalges sowie einem zweiten Endabschnitt des Messbalges mittelbar oder unmittelbar verbunden ist oder durch den zweiten Endabschnitt des Referenzbalges oder den zweiten Endabschnitt des Messbalges gebildet ist. Ferner umfasst der Gasdichtemesser ein Übertragungselement, das mit dem Trennmittel mittelbar oder unmittelbar verbunden ist und zumindest eine Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit, die mit dem Übertragungselement mittelbar oder unmittelbar in Wirkverbindung bringbar ist. Dabei bildet der Referenzbalg eine Referenzkammer, die mit einer konstanten Menge eines Referenzgases gefüllt ist, und der Messbalg bildet eine Messkammer und steht über die Kupplung mit dem Gasraum in gasdurchlässiger Verbindung, wobei die Messkammer und die Referenzkammer gasundurchlässig voneinander abgetrennt sind.
Unter einem Gehäuse wird vorliegend insbesondere eine Hülle verstanden, welche ein Gehäuseteil oder mehreren Gehäuseteile, beispielsweise einen Grundkörper und einen Deckel und/oder einen Boden und/oder ein Gehäuseerweiterungsteil, umfasst. Unter einer Gehäusekammer werden vorliegend insbesondere alle Innenvolumina eines ein- oder mehrteiligen Gehäuses verstanden, welche in gasdurchlässiger Verbindung miteinander stehen.
Der Gasdichtemesser gemäß dem ersten, zweiten oder dritten Aspekt der Erfindung hat den Vorteil, einen modularen Aufbau mit wenigen Komponenten, geringen Herstellkosten und eine hohe Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit zu bieten.
Im Gegensatz zu bekannten Gasdichtemessern und -wächtern ist der erfindungsgemäße Gasdichtemesser einfach mit geringen Herstellungskosten herstellbar. Weiterhin werden im Gegensatz zu aus dem Stand der Technik bekannten Gasdichtemessern und -wächtern auch bei einem Fehlerfall Signale und/oder Anzeigen realisiert, die einem tatsächlichen Zustand der Anlage entsprechen und/oder auf einen Defekt des Gasdichtemessers hinweisen.
Der Gasdichtemesser kann hierbei insbesondere für die Messung und/oder Überwachung der Dichte eines ein- oder mehrkomponentigen Gases ausgebildet sein, wobei beispielsweise Gase wie Schwefelhexafluorid (kurz: SF₆), Stickstoff, Luft, molekulare Gase wie (CF₃)₂CFCN oder Gasmischungen in Frage kommen.
Für die drei Aspekte der Erfindung gilt, dass über die Kupplung das Isoliergas aus dem Gasraum in die Messkammer eingeleitet wird. Die Messkammer ist dabei im ersten und zweiten Aspekt der Erfindung durch die erste Gehäusekammer gebildet, im dritten Aspekt durch den Messbalg.
Das Isoliergas in der Messkammer übt auf eine Oberfläche des Trennmittels oder des den entsprechenden Flächenabschnitt aufweisenden Bauteils eine Druckkraft aus.
Das Referenzgas, das in der Referenzkammer, d. h. im Referenzbalg eingeschlossen ist, übt wiederum auf die entgegengesetzte Oberfläche des Trennmittels oder des den entsprechenden Flächenabschnitt aufweisenden Bauteils eine Druckkraft aus.
Das System strebt dabei einem Zustand entgegen, in dem ein Kräftegleichgewicht vorliegt.
Während die Druckkraft auf die eine Oberfläche des Trennmittels oder des den entsprechenden Flächenabschnitt aufweisenden Bauteils direkt durch den Druck des eingeleiteten Isoliergases bestimmt ist, kann sich die Druckkraft auf die entgegengesetzte Seite des Trennmittels oder des den entsprechenden Flächenabschnitt aufweisenden Bauteils durch das Referenzgas ändern, indem das Volumen der Referenzkammer sich verändert.
Hierbei staucht oder dehnt sich der Referenzbalg unter Einwirkung der Druckkräfte auf die Oberflächen des Trennmittels oder des den entsprechenden Flächenabschnitt aufweisenden Bauteils so lange, bis ein Kräftegleichgewicht vorliegt.
Die Translationsbewegung, die das Trennmittel oder das den entsprechenden Flächenabschnitt aufweisende Bauteil während der Stauchung oder Streckung des Referenzbalges durchläuft, wird durch das Übertragungselement mechanisch an die Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit übertragen.
Fällt der Druck des Isoliergases aus dem Gasraum, wird der Referenzbalg gestreckt. Das Trennmittel oder das den entsprechenden Flächenabschnitt aufweisende Bauteil bewegt sich somit beispielsweise nach „oben“. Steigt dagegen der Druck des Isoliergases aus dem Gasraum, wird der Referenzbalg gestaucht und das Trennmittel oder das den entsprechenden Flächenabschnitt aufweisende Bauteil bewegt sich nach „unten“.
Ändert sich die Temperatur des Gases in dem Gasraum, führt dies immer auch zu einem Druckanstieg, da der Gasraum üblicherweise ein gasdicht verschlossener Behälter mit konstantem Volumen ist. Ebenso führt eine Abkühlung des Gases im Gasraum zu einem Druckabfall.
Diese Druckänderungen entsprechen jedoch keiner Änderung der Gasdichte, also keinem Zugewinn oder Verlust an Gas, die jedoch überwacht werden sollen. Diese durch Temperaturänderungen hervorgerufenen Druckänderungen müssen also kompensiert werden.
Dies wird realisiert durch das eingeschlossene Referenzgas in der Referenzkammer. Dieses steht über die Wandung des Referenzbalges und das gesamte Gehäuse mit dem Gasraum und dem Isoliergas in thermischem Kontakt. Bei einem Temperaturanstieg sowohl des Isoliergases als auch des Referenzgases, d. h. im thermischen Gleichgewicht zwischen Mess- und Referenzkammer, steigt der Druck in der Referenzkammer ebenso stark an wie der Druck in der Messkammer. Dadurch führen temperaturbedingte Druckänderungen nicht zu einer Änderung der Druckkräfte auf die Oberflächen des Trennmittels oder des den entsprechenden Flächenabschnitt aufweisenden Bauteils und das Trennmittel oder Bauteil führt keine Translationsbewegung aus.
Voraussetzung für eine genaue Temperaturkompensation ist, dass das Referenzgas unter Temperaturänderung den gleichen Druckanstieg erfährt, wie das Isoliergas. Somit wird als Referenzgas beispielsweise genau das Gas verwendet, welches sich auch im Gasraum befindet.
Mögliche Ausführungsbeispiele des Gasdichtemessers, die im Folgenden beschrieben werden, können, soweit nicht anders angegeben, auf alle drei Aspekte der Erfindung angewendet werden.
In einer möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers ist dieser dazu eingerichtet, an einem Gasraum installiert zu werden, wobei als Gasraum insbesondere eine abgeschlossene, also gegenüber der Atmosphäre abgedichtete, Gaskammer in oder an einer elektrischen Schalteinrichtung zu verstehen ist, die mit einem Gas unter einem bestimmten Druck gefüllt ist. Dies ermöglicht eine einfache Installation des Gasdichtemessers an einer solchen Schalteinrichtung und eine besonders zuverlässige Messung und/oder Überwachung der Dichte des Gases.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers ist dessen Gehäuse einstückig geformt oder mehrteilig zusammengesetzt. Beispielsweise ist das Gehäuse oder sind Teile des Gehäuses aus metallischen Werkstoffen gebildet, wie beispielsweise Messing, Aluminium, Stahl oder Edelstahl. Teile des Gehäuses können jedoch auch aus einem Kunststoff, einer Keramik, einem Verbundstoff oder einem Glas bestehen. Somit kann eine Beständigkeit des Gehäuses gegenüber unterschiedlichen Medien in einfacher Weise angepasst werden.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers ist vorgesehen, dass die zumindest eine erste Gehäusekammer als Hohlraum im Gehäuse ausgebildet ist, die mit der Kupplung in gasdurchlässiger Verbindung steht, ansonsten jedoch gegenüber der Atmosphäre und/oder weiteren Gehäusekammern abgedichtet ist. Die Gehäusekammer hat beispielsweise eine leicht und kostengünstige herstellbare zylindrische Form. Bei zylindrischer Form kann die gasdurchlässige Verbindung zur Kupplung an einem Wandabschnitt der Mantelfläche oder an einer der flachen Endflächen der Zylinderform angeordnet sein.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers ist die Kupplung als Anschluss für die Installation des Gasdichtemessers an einem Gasraum ausgebildet. Ein solcher Anschluss kann beispielsweise durch ein Innen- oder Außengewinde realisiert sein, durch einen Flanschanschluss oder durch eine Steckkupplung. Die Kupplung kann auch mit einem selbstdichtenden Ventil versehen sein, sodass die Verbindung zur Messkammer abgesperrt wird, wenn die Kupplung von einer die Kupplung öffnenden Gegenkupplung am Gasraum abgezogen oder gelöst wird. Die Kupplung kann auch selbst dazu ausgebildet sein, ein selbstdichtendes Ventil an der Gegenkupplung am Gasraum zu öffnen. Die Kupplung ermöglicht eine zuverlässige, sichere und einfach durchführbare Kopplung des Gasdichtemessers an einem Gasraum.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers ist vorgesehen, dass der Referenzbalg an seinem ersten Endabschnitt mit einem ersten Innenwandabschnitt der ersten Gehäusekammer oder der Messkammer mittelbar oder unmittelbar verbunden ist. Diese Verbindung ist eine gasundurchlässige und somit gasdichte Verbindung, beispielsweise eine Schweißverbindung, eine gelötete Verbindung, eine geklemmte oder gepresste Verbindung, eine geklebte Verbindung, eine Schraubverbindung oder eine Verbindung mit einem Dichtelement. Somit ist eine Dichtheit der Verbindung in einfacher und zuverlässiger Weise sichergestellt. Dabei ist vorgesehen, dass der erste Innenwandabschnitt in dieser Ausgestaltung nicht den Innenwandbereich umschließt, in dem die Verbindung zwischen der ersten Gehäusekammer und der Kupplung besteht.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers ist der Referenzbalg mittelbar mit einem Innenwandabschnitt der Messkammer verbunden, indem ein Gehäuseerweiterungsteil die Verbindung vermittelt. Das Gehäuseerweiterungsteil kann beispielsweise eine Pfannen-, Hut- oder Topfform aufweisen und mit dem Gehäuse verbunden sein, insbesondere eine Öffnung in der Gehäusewandung verschließen. Aus einer solchen Anordnung ergibt sich, dass die Messkammer nur abschnittsweise innerhalb der entsprechenden Gehäusekammer angeordnet ist oder sogar nur das Übertragungselement in die Messkammer hineinragt. Somit kann die Messkammer besonders kleinbauend ausgebildet sein. Auch ist die Messkammer besonders einfach herzustellen und zu montieren.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung ist der jeweilige Balg dann, wenn dessen betreffender Endabschnitt das Trennmittel bildet, einteilig an zumindest einem Ende verschlossen.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers ist vorgesehen, dass das Trennmittel als plattenförmiges, insbesondere scheibenförmiges oder plattenförmiges, einteiliges oder mehrteiliges Element ausgebildet ist. Eine solche Scheiben- oder Plattenform führt zu dem Vorteil, dass sie in einfacher Weise mit einem Endabschnitt eines Balges mit rundem Querschnitt verbunden werden kann. Unter einer Mehrteiligkeit wird beispielsweise verstanden, dass eine Verbindung zwischen Trennmittel, Referenzbalg und Übertragungselement jeweils auch mittelbar ausgebildet sein kann und zusätzliche ergänzende Bauteile, wie beispielsweise Verbindungsringe oder ähnliches, zum Beispiel dem Trennmittel als mehrteiliges Trennmittel zugeordnet sein können.
Das Trennmittel oder Teile des Trennmittels sind beispielsweise aus metallischen Werkstoffen gebildet, wie zum Beispiel Messing, Aluminium, Stahl oder Edelstahl. Das Trennmittel oder Teile des Trennmittels können jedoch auch aus einem Kunststoff oder einem Verbundstoff gebildet sein. Weiterhin kann in dieser Ausgestaltung vorgesehen sein, dass eine Verbindung zwischen dem Trennmittel und dem zweiten Endabschnitt des Referenzbalges insbesondere eine gasundurchlässige und somit gasdichte Verbindung ist, beispielsweise eine Schweißverbindung, eine gelötete Verbindung, eine geklemmte oder gepresste Verbindung, eine geklebte Verbindung, eine Schraubverbindung oder eine Verbindung mit einem Dichtelement. Somit ist eine Dichtheit der Verbindung in einfacher und zuverlässiger Weise sichergestellt. Die Ausgestaltungsmerkmale dieser gasdichten Verbindung können auch in Bezug auf eine Verbindung des Trennmittels mit einem zweiten Endabschnitt eines Messbalges sowie auf eine Verbindung eines ersten Endabschnittes des Messbalges zu einem Innenwandabschnitt der ersten Gehäusekammer übertragbar sein. Dabei gilt jedoch, dass die verschiedenen Verbindungen zwischen den Bälgen, dem Trennmittel und den verschiedenen Innenwandabschnitten innerhalb einer Ausgestaltungsform nicht identisch oder auf gleiche Weise hergestellt sein müssen.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers ist vorgesehen, dass das Übertragungselement als einteiliges Element gestaltet ist, wie zum Beispiel als Stift, Stab, Stößel oder Zahnstange. Alternativ ist vorgesehen, dass das Übertragungselement als mehrteiliges Element ausgebildet ist, umfassend mindestens zwei Glieder und zumindest ein Gelenk, ein Scharnier oder eine Aufhängung oder Lagerung. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die mittelbare oder unmittelbare Verbindung zwischen Übertragungselement und Trennmittel eine lösbare oder flexible Verbindung ist, wie etwa eine Schraubverbindung, ein bewegliches Lager oder eine Steckverbindung. Es kann jedoch auch eine nicht lösbare Verbindung vorgesehen sein, wie etwa eine Schweißverbindung oder eine Klebeverbindung. Eine mehrteilige Ausgestaltung des Übertragungselements mit einem Gelenk oder ähnlichem hat den Vorteil, dass eine Bewegung zumindest einer der Bälge und/oder des Trennmittels auch bei komplexeren Gehäusebauformen gezielt an eine Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit übertragen werden kann.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers ist vorgesehen, dass die Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit als mehrteilige Einheit mit einem Werk und einer Anzeigeeinrichtung mit Zeiger und/oder als mehrteilige Einheit mit Schaltelementen und Kontakteinrichtungen ausgebildet ist. Mittels der Anzeigeeinrichtung kann ein aktueller Gasdichtewert jederzeit vor Ort am Gasdichtemesser abgelesen werden. Eine mehrteilige Einheit mit Schaltelementen und Kontakteinrichtungen ist dazu in der Lage, bei vorgegebenen Dichtegrenzwerten ein elektrisches Signal auszulösen, welches über elektrische Leitungen von einer externen Steuereinheit erfasst werden kann, so dass eine Fernüberwachung realisiert werden kann.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers ist vorgesehen, dass die Wirkverbindung zwischen dem Übertragungselement und der Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit dadurch zustande kommt, dass das Übertragungselement mit der Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit oder einem Teil der Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit in mechanischen Kontakt kommt, insbesondere eine Kraft oder ein Drehmoment auf die Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit oder einen Teil der Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit überträgt oder über ein Zahnstangengetriebe eine Bewegung überträgt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Wirkverbindung zwischen dem Übertragungselement und der Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit dadurch zustande kommt, dass die Wirkverbindung berührungslos stattfindet, beispielsweise durch elektromagnetische Wechselwirkung, mit Hilfe eines magnetostriktiven Wegaufnehmers oder durch optische Erfassung.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers ist vorgesehen, dass der Referenzbalg in der mittelbaren oder unmittelbaren Verbindung seines ersten Endabschnittes mit dem ersten Innenwandabschnitt der ersten Gehäusekammer oder der Messkammer und der mittelbaren oder unmittelbaren Verbindung seines zweiten Endabschnittes mit dem Trennmittel eine Referenzkammer mit variablem Volumen bildet, die gegenüber der Atmosphäre, der ersten Gehäusekammer und/oder weiteren Gehäusekammern abgedichtet ist. Das heißt, der Referenzbalg ist als abgeschlossene Referenzkammer ausgebildet, wobei sein eines offenes Ende durch die Verbindung zur Gehäuseinnenwand und sein anderes offenes Ende durch die Verbindung zum Trennmittel verschlossen ist. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass eine konstante Menge eines Referenzgases in der Referenzkammer eingeschlossen ist. Als konstante Menge ist in diesem Zusammenhang eine konstante Stoffmenge, also eine konstante Teilchenmenge oder eine konstante Masse gemeint. Das Referenzgas kann dabei beispielsweise von der gleiche Sorte oder vom gleichen Gemisch sein wie das Gas in dem Gasraum, dessen Dichte durch den Gasdichtemesser überwacht werden soll. Das heißt, es wird beispielsweise das gleiche Gas als Referenzgas wie das zu überwachende Isoliergas verwendet. Beispielsweise weisen beide Gase ein nahezu gleiches, insbesondere identisches Wärmeausdehnungsverhalten auf.
In einer möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers gemäß dem ersten Aspekt hat der den Referenzbalg abdeckende Flächenabschnitt eine wirksame Messfläche, die um 2 % bis 80 %, insbesondere um 5 % bis 50 %, insbesondere um 10% bis 45 %, insbesondere um 15 % bis 30 % kleiner ist als eine Querschnittsfläche des Referenzbalges oder des den Referenzbalg abdeckenden Flächenabschnitts. Das heißt, das Isoliergas aus dem Gasraum kann in der Messkammer nicht mehr gegen die komplette Oberfläche des entsprechenden Flächenabschnitts drücken. Die resultierende Druckkraft ist also kleiner, als wenn diese auf der ganzen Fläche wirken würde. Das Referenzgas innerhalb der Referenzkammer kann jedoch gegen die volle Oberfläche des entsprechenden Flächenabschnitts drücken, zumindest innerhalb des Durchmessers des Referenzbalges. Das bedeutet, dass sich im Kräftegleichgewicht in der Referenzkammer ein kleinerer Druck als in der Messkammer einstellt. Dies hat den Vorteil, dass es im Fehlerfall einer Leckage zwischen Mess- und Referenzkammer und dem daraus folgenden allmählichen Druckausgleich zwischen den Kammern zu einem Druckanstieg in der Referenzkammer kommt. Dieser führt dann jedoch zu einer Translation eines den Flächenabschnitt aufweisenden Bauteils, die einem Druckabfall in der Messkammer ohne Fehler gleichkommt. In Kombination mit einer Messbereichserweiterung zu niedrigen Drücken mit einem gemäß einer möglichen Ausgestaltung vorgesehenen Federelement ergibt sich dabei, dass ab einem bestimmten Punkt der Druck des Isoliergases unterhalb des Drucks in der Referenzkammer fällt. Die Gasmenge in der Referenzkammer, das Verhältnis der freien Flächen, gegen die das Isoliergas und das Referenzgas drücken, sowie die Federstärke des Federelements können dann jedoch vorteilhaft so abgestimmt sein, dass der Druck in der Referenzkammer zumindest dann niedriger als der Druck in der Messkammer ist, wenn der Messkammerdruck einem normalen Betriebsdruck der Anlage entspricht.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers gemäß dem ersten Aspekt ist das den Flächenabschnitt aufweisende Bauteil beispielsweise mittels des bereits beschriebenen Trennmittels gebildet oder das Bauteil umfasst ein solches Trennmittel oder das Trennmittel umfasst das Bauteil.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers gemäß dem ersten Aspekt hat der Referenzbalg einen Durchmesser von 20 mm bis 70 mm oder von 30 mm bis 63 mm oder von 35 mm bis 55 mm.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers gemäß dem ersten Aspekt hat der Referenzbalg eine wirksame Messfläche oder Querschnittsfläche senkrecht zur Achse des Übertragungselements, wobei die Querschnittsfläche eine Fläche von 3 cm² bis 40 cm² oder von 7 cm² bis 30 cm² oder von 10 cm² bis 25 cm² hat.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers gemäß dem ersten Aspekt ist ein Druck des Referenzgases im Referenzbalg in einem normalen Betriebszustand des Gasraums um 0,05 bar bis 2,5 bar oder um 0,5 bar bis 1,0 bar oder um 0,2 bar bis 0,5 bar niedriger als der angeschlossene Druck des Gasraums. Dies ermöglicht, dass ein Defekt am Gasdichtemesser, der zu einer gasdurchlässigen Verbindung zwischen Referenzkammer und erster Gehäusekammer führt, besonders einfach erkannt werden kann.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers gemäß dem ersten Aspekt ist der Referenzbalg komplett vom Gehäuse oder der Gehäusekammer gasdicht umschlossen.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers gemäß dem ersten Aspekt umfasst die Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit zumindest ein Schaltelement, wobei das zumindest eine Schaltelement mittels des Übertragungselements mittelbar oder unmittelbar betätigt ist, wenn ein Druckausgleich zwischen Messkammer und Referenzkammer stattfindet. Mittels des Schaltelements wird erreicht, dass ein elektrisches Schaltsignal das Erreichen eines Grenzdrucks signalisiert, wodurch beispielsweise eine Fernüberwachung möglich wird.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers gemäß dem ersten Aspekt ist zumindest ein erstes Federelement vorgesehen, welches eine Federkraft auf den Referenzbalg ausübt, die einer Streckung des Referenzbalges entgegenwirkt. Alternativ oder zusätzlich ist zumindest ein zweites Federelement vorgesehen, welches eine Federkraft auf den Referenzbalg ausübt, die einer Stauchung des Referenzbalges entgegenwirkt. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass der Messbereich des Gasdichtemessers entweder in Richtung geringer Drücke oder in Richtung hoher Drücke erweitert werden kann. Ohne ein Federelement und die Kraftwirkung des Federelements müsste der Messbereich des Gasdichtemessers auf einen engen Bereich weniger bar eingegrenzt werden, da der Referenzbalg nur eine begrenzte Streckung bzw. Stauchung elastisch ausführen kann. Unter Hinzunahme der Federkraft kann die Streckung oder Stauchung des Referenzbalges bzw. die damit verbundene Volumenänderung der Referenzkammer und die daraus resultierende Druckänderung in der Referenzkammer, die zum Erreichen eines Kräftegleichgewichts für einen gegebenen Druck in der Messkammer nötig ist, in einer Richtung reduziert werden. Das heißt, zusätzlich zu den Druckkräften wirken auf eine oder beide Oberflächen des den Flächenabschnitt aufweisenden Bauteils Federkräfte. Diese sind linear von der Stauchung des Federelements abhängig. Die für ein Kräftegleichgewicht nötige Translation des den Flächenabschnitt aufweisenden Bauteils und die damit verbundene Änderung des Volumens der Referenzkammer kann dadurch reduziert werden, dass eine Feder immer stärker gestaucht wird und dadurch eine immer größere Federkraft auf das den Flächenabschnitt aufweisende Bauteil ausübt.
Wird das Federelement beispielsweise derart angeordnet, dass es von „oben“ auf das den Flächenabschnitt aufweisende Bauteil drückt, wird es immer stärker gestaucht, wenn der Druck in der oben liegenden Messkammer fällt. Die Druckkraft des Referenzgases drückt also nicht nur gegen eine fallende Druckkraft des Isoliergases, sondern auch gegen eine steigende Federkraft. Das Federelement wird so dimensioniert, dass damit bei unveränderter maximaler Streckung des Balges und einem definierten niedrigsten Isoliergasdruck immer noch ein Kräftegleichgewicht möglich ist.
In einer möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers gemäß dem zweiten Aspekt ist vorgesehen, dass der Innenraum der ersten Gehäusekammer, welcher durch den Referenzbalg, durch die mittelbare oder unmittelbare Verbindung des ersten Endabschnittes des Referenzbalges mit dem ersten Innenwandabschnitt der ersten Gehäusekammer oder Messkammer und durch die mittelbare oder unmittelbare Verbindung des zweiten Endabschnittes des Referenzbalges mit dem Trennmittel von der Referenzkammer abgetrennt ist, eine Messkammer mit variablem Volumen bildet und über die Kupplung mit dem Gasraum in gasdurchlässiger Verbindung steht. Das heißt, dass die Messkammer insbesondere durch eine Abtrennung des Referenzbalges durch dessen Verbindung zur Gehäuseinnenwand und dem Trennmittel aus der Gehäusekammer entsteht.
In einer möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass der Messbalg in der mittelbaren oder unmittelbaren Verbindung seines ersten Endabschnittes mit einem ersten Innenwandabschnitt der ersten Gehäusekammer und der mittelbaren oder unmittelbaren Verbindung seines zweiten Endabschnittes mit dem Trennmittel eine Messkammer mit variablem Volumen bildet, die gegenüber der Atmosphäre, der ersten Gehäusekammer und/oder weiteren Gehäusekammern und dem Referenzbalg abgedichtet ist und über die Kupplung mit dem Gasraum in gasdurchlässiger Verbindung steht.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers umfasst die Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit zumindest ein Schaltelement und zu jedem Schaltelement zumindest eine dem Schaltelement zugeordnete elektrische Kontakteinrichtung. Das zumindest eine Schaltelement ist durch das Übertragungselement mittelbar oder unmittelbar betätigbar und die zumindest eine elektrische Kontakteinrichtung steht mit dem Schaltelement in elektrischer Verbindung und ist von außerhalb des Gehäuses zugänglich. Insbesondere wird das zumindest eine Schaltelement bei einem vorgegebenen Grenzdruck mittels des Trennmittels betätigt, so dass ein elektrisches Schaltsignal das Erreichen eines Grenzdrucks signalisiert, wodurch beispielsweise eine Fernüberwachung möglich wird.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers ist vorgesehen, dass die Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit zusätzlich zumindest eine mit zumindest einem Schaltelement verbundene Funkeinrichtung umfasst, die den Schaltzustand des Schaltelements erfasst und als Funksignal aussendet. Somit können aufwändige Verkabelungen entfallen, so dass ein Platzbedarf und Installationsaufwand verringert werden können. Weiterhin ergibt sich hierdurch der Vorteil, dass der Gasdichtemesser auch als Gasdichtewächter verwendet werden kann. Ein für den Betrieb des Gasraums kritischer Gasdichtegrenzwert kann dem zumindest einen Schaltelement zugeordnet werden und über eine elektrische Leitung oder über eine Funkverbindung überwacht werden.
Um eine kompakte Bauweise des Gasdichtemessers, eine individuelle Einstellung und/oder Justage jedes einzelnen Schaltpunkts und eine kostengünstige Fertigung zu ermöglichen, ist in einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers vorgesehen, dass das Schaltelement als mechanischer Schalter, insbesondere Mikroschalter oder Tastschalter ausgebildet ist und derart mit dem Übertragungselement mittelbar oder unmittelbar in Wirkverbindung steht, dass das Übertragungselement das Schaltelement mechanisch betätigt. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Schaltelement zum Beispiel auf einem Trägerelement, insbesondere auf einer Trägerplatine, angeordnet ist. Das Übertragungselement kann beispielsweise ein Betätigungselement umfassen, welches insbesondere ebenfalls in Form einer Platine oder in Form eines Arms, einer Platte oder einer Scheibe ausgestaltet ist. Weiterhin kann das Übertragungselement zu jedem von der Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit umfassten Schaltelement zumindest eine zugehörige Tasteinheit aufweisen, die in ihrer Position relativ zum Übertragungselement und/oder relativ zum Betätigungselement verstellbar ist. In einer möglichen Ausgestaltung dieser Weiterbildung kann auch vorgesehen sein, dass das Schaltelement dazu eingerichtet ist, berührungslos mit dem Übertragungselement in Wirkverbindung zu treten und somit reibungslos und insbesondere verschleißfrei zu arbeiten. Das Schaltelement kann beispielsweise einen Reed-Schalter oder ein Hall-Element umfassen, wobei das Übertragungselement ein Betätigungselement umfasst, welches ein Magnetfeld erzeugt, wobei das Magnetfeld den Reed-Schalter betätigt oder durch das Hall-Element detektiert wird.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers ist vorgesehen, dass die dem zumindest einen Schaltelement zugeordnete oder die mehreren den verschiedenen Schaltelementen zugeordneten Kontakteinrichtungen über Kabelverbindungen oder Leiterbahnen auf einer Platine mit dem oder den Schaltelementen elektrisch verbunden sind. Dabei kann eine Kontakteinrichtung zwei Einzelkontakte umfassen, die jeweils mit einem Schaltelement verbunden sind und bei betätigtem Schaltelement in elektrischer Verbindung miteinander stehen und bei nicht betätigtem Schaltelement nicht elektrisch miteinander verbunden sind oder umgekehrt. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass alle Kontakteinrichtungen in einer gemeinsamen Steckerbaugruppe zusammengefasst und über diese von außerhalb des Gehäuses zugänglich, d. h. in einfacher Weise elektrisch kontaktierbar sind. Weiterhin kann auch vorgesehen sein, dass sich mehrere Kontakteinrichtungen einen gemeinsamen Einzelkontakt teilen, der mit mehreren Schaltelementen verbunden ist. Dadurch kann die Anzahl der benötigten Einzelkontakte reduziert werden.
Eine maximale Streckung und Stauchung, die ein Referenzbalg elastisch ausführen kann, ist begrenzt. Dies hat zur Folge, dass Gasdichtewächter aus dem Stand der Technik nur in einem schmalen Druckbereich, in welchem durch die elastische Stauchung und Streckung des Balges ein Kräftegleichgewicht hergestellt werden kann, genau messen können.
Um einen möglichen Messbereich in eine oder beide Richtungen zu erweitern, ist in einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers vorgesehen, dass dieser zumindest ein erstes Federelement umfasst. Es ist insbesondere vorgesehen, dass das erste Federelement innerhalb der ersten Gehäusekammer und/oder innerhalb der Referenzkammer und/oder innerhalb der Messkammer und/oder im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Referenzbalges angeordnet ist. Ein erster Endabschnitt des ersten Federelements kann mit dem Trennmittel mittelbar oder unmittelbar in mechanischem Kontakt stehen und/oder ein zweiter Endabschnitt des ersten Federelements kann mit einem dritten Innenwandabschnitt der ersten Gehäusekammer mittelbar oder unmittelbar in mechanischem Kontakt stehen.
Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass der Messbereich des Gasdichtemessers entweder in Richtung geringer Drücke oder in Richtung hoher Drücke erweitert werden kann. Ohne ein Federelement und die Kraftwirkung des Federelements müsste der Messbereich des Gasdichtemessers auf einen engen Bereich weniger bar eingegrenzt werden, da der Referenzbalg nur eine begrenzte Streckung bzw. Stauchung elastisch ausführen kann. Unter Hinzunahme der Federkraft kann die Streckung oder Stauchung des Referenzbalges bzw. die damit verbundene Volumenänderung der Referenzkammer und die daraus resultierende Druckänderung in der Referenzkammer, die zum Erreichen eines Kräftegleichgewichts für einen gegebenen Druck in der Messkammer nötig ist, in einer Richtung reduziert werden.
Das heißt, zusätzlich zu den Druckkräften wirken auf eine oder beide Oberflächen des Trennmittels Federkräfte. Diese sind linear von der Stauchung des Federelements abhängig. Die für ein Kräftegleichgewicht nötige Translation des Trennmittels und die damit verbundene Änderung des Volumens der Referenzkammer kann dadurch reduziert werden, dass eine Feder immer stärker gestaucht wird und dadurch eine immer größere Federkraft auf das Trennmittel ausübt.
Wird das Federelement beispielsweise derart angeordnet, dass es von „oben“ auf das Trennmittel drückt, wird es immer stärker gestaucht, wenn der Druck in der oben liegenden Messkammer fällt. Die Druckkraft des Referenzgases drückt also nicht nur gegen eine fallende Druckkraft des Isoliergases, sondern auch gegen eine steigende Federkraft. Das Federelement wird so dimensioniert, dass damit bei unveränderter maximaler Streckung des Balges und einem definierten niedrigsten Isoliergasdruck immer noch ein Kräftegleichgewicht möglich ist.
Um die zuvor genannten Vorteile für unterschiedliche Einbausituationen zu erzielen, ist in einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers vorgesehen, dass das Federelement als Schraubenfeder, Plattenfeder, Spiralfeder oder Schenkelfeder ausgebildet ist. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Federelement als Balg, Scheibenfeder oder Hülsenfeder ausgebildet ist. Das Federelement oder Teile des Federelements können aus einem metallischen Werkstoff bestehen oder aus einem Kunststoff bestehen.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers ist ein Endabschnitt des Federelements ein Bereich des Körpers des Federelements, der sich in der Nähe eines Punktes des Federelements befindet, an dem eine Kraft oder mechanische Spannung in das Federelement eingeleitet wird oder von diesem auf einen anderen Körper übertragen wird.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers ist vorgesehen, dass der mittelbare oder unmittelbare mechanische Kontakt, in dem sich ein jeweiliger Endabschnitt des Federelements mit dem Trennmittel bzw. mit dem zweiten Innenwandabschnitt der ersten Gehäusekammer befindet, durch ein Einklemmen des Federelements zwischen Trennmittel und drittem Innenwandabschnitt hergestellt wird. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Trennmittel eine Federelementaufnahme umfasst, wobei die Federelementaufnahme dazu ausgebildet ist, das Federelement in einer Anordnung zu fixieren und/oder ein Verdrehen und/oder Verschieben des Federelements relativ zum Trennmittel zu verhindern. Weiterhin kann auch am dritten Innenwandabschnitt eine Federelementaufnahme vorgesehen sein. Eine Federelementaufnahme am Trennmittel und/oder am dritten Innenwandabschnitt sichert das Federelement in einer vorgegeben Lage und/oder Position und kann insbesondere eine Nut umfassen, in die ein Endabschnitt des Federelements eingefügt oder eingesetzt werden kann. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der mittelbare oder unmittelbare Kontakt durch eine nicht lösbare Verbindung realisiert ist, wie zum Beispiel durch eine Schweißverbindung, eine Lötverbindung, eine Klebeverbindung oder eine Klemmverbindung. Bei einer solchen Klemmverbindung, in welcher das Federelement beispielweise zwischen dem Trennmittel und einem Innenwandabschnitt eingeklemmt, also vorgespannt ist, kann eine Funktion und Wirkung des Federelements besonders exakt ausgelegt werden und das Federelement ist in seiner Position gleichzeitig gegen ein Wackeln, Vibrieren und Verrutschen gesichert.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers umfasst das Gehäuse zumindest noch eine zweite Gehäusekammer, wobei in einer Zwischenwand zwischen den zumindest zwei Gehäusekammern eine Verbindungsöffnung besteht und wobei das Übertragungselement von der ersten Gehäusekammer durch die Verbindungsöffnung in die zweite Gehäusekammer hineinragt. Die Gehäusekammern sind dabei gegeneinander abgedichtet und das Übertragungselement weist eine Querschnittsfläche auf, die kleiner als die Querschnittsfläche des ersten Balges ist.
Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass Komponenten des Gasdichtemessers, die nicht notwendigerweise in der ersten Gehäusekammer angeordnet werden müssen, in der zweiten Gehäusekammer angeordnet werden können. Diese Komponenten sind nicht dem Kontakt mit dem Gas aus dem Gasraum ausgesetzt. Dadurch werden die Anforderungen an die Komponenten bezüglich Medienbeständigkeit deutlich verringert und der Gasdichtemesser ist einfacher und günstiger zu fertigen. Der Aufbau wird dadurch zudem erleichtert, modularisiert.
Ist das Übertragungselement entweder mit einer Dichtung oder umschlossen von einem Trennbalg aus der ersten Gehäusekammer, das heißt der Messkammer, herausgeführt, hat dies zur Folge, dass das Isoliergas aus dem Gasraum in der Messkammer nicht mehr gegen die komplette Oberfläche des Trennmittels drücken kann. Die resultierende Druckkraft ist also kleiner, als wenn diese auf der ganzen Fläche wirken würde. Das Referenzgas innerhalb der Referenzkammer kann jedoch gegen die volle Oberfläche des Trennmittels drücken, zumindest innerhalb des Durchmessers des Referenzbalges. Das bedeutet, dass sich im Kräftegleichgewicht in der Referenzkammer ein kleinerer Druck als in der Messkammer einstellt.
Dies hat den Vorteil, dass es im Fehlerfall einer Leckage zwischen Mess- und Referenzkammer und dem daraus folgenden allmählichen Druckausgleich zwischen den Kammern zu einem Druckanstieg in der Referenzkammer kommt. Dieser führt dann jedoch zu einer Translation des Trennmittels, die einem Druckabfall in der Messkammer ohne Fehler gleich kommt. In Kombination mit der Messbereichserweiterung zu niedrigen Drücken mit einem Federelement ergibt sich dabei, dass ab einem bestimmten Punkt der Druck des Isoliergases unterhalb des Drucks in der Referenzkammer fällt. Die Gasmenge in der Referenzkammer, das Verhältnis der freien Flächen, gegen die das Isoliergas und das Referenzgas drücken, sowie die Federstärke des Federelements können dann jedoch vorteilhaft so abgestimmt sein, dass der Druck in der Referenzkammer zumindest dann niedriger als der Druck in der Messkammer ist, wenn der Messkammerdruck einem normalen Betriebsdruck der Anlage entspricht.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers steht die zweite Gehäusekammer mit der Atmosphäre in gasdurchlässiger Verbindung oder ist selbst auch gegenüber der Atmosphäre abgedichtet. Durch die Abdichtung zwischen der ersten und zweiten Gehäusekammer wird eine Emission des Gases aus dem Gasraum in die zweite Gehäusekammer und/oder die Atmosphäre vermieden.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers ist vorgesehen, dass die Verbindungsöffnung zwischen den Gehäusekammern durch einen direkten Durchbruch in der Zwischenwand gestaltet ist. Dies erleichtert die Fertigbarkeit des Gasdichtemessers. Die Verbindungsöffnung kann aber auch als eine Verbindungsleitung ausgeführt werden, die aus mehreren Teilabschnitten mit unterschiedlichen Verlaufsrichtungen besteht. Als Zwischenwand können alle Teile des Gehäuses verstanden werden, die an zumindest eine der Gehäusekammern angrenzen und eine gasdurchlässige Verbindung zwischen den Gehäusekammern unterbinden.
In Bezug auf den zweiten Aspekt der Erfindung ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen, dass durch ein Verhältnis von Querschnittsflächen von Übertragungselement und Trennmittel oder durch ein Verhältnis der Querschnittsflächen von Übertragungselement und Referenzbalg vorgegeben ist, dass der Druck in der Referenzkammer und der Druck außerhalb der Referenzkammer, also innerhalb der Messkammer, auf unterschiedlich große Flächen senkrecht zur Längsachse des Balges wirken. Beispielsweise ist vorgesehen, dass der Druck in der Referenzkammer auf eine größere Fläche senkrecht zur Längsachse des Balges wirkt als der Druck in der Messkammer. Dadurch kann das Verhältnis der Drücke in den beiden Kammern entsprechend anwendungsspezifischer Vorgaben in einfacher und zuverlässiger Weise eingestellt werden.
In Bezug auf den dritten Aspekt der Erfindung ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen, dass durch ein Verhältnis der Querschnittsflächen von Referenzbalg und Messbalg vorgegeben ist, dass der Druck in der Referenzkammer und der Druck innerhalb der Messkammer auf unterschiedlich große Flächen senkrecht zur Längsachse von zumindest einem Balg wirken. Beispielsweise ist vorgesehen, dass der Druck in der Referenzkammer auf eine größere Fläche senkrecht zur Längsachse der Bälge wirkt als der Druck in der Messkammer. Beispielsweise sind die Bälge dabei kollinear angeordnet. Dadurch kann das Verhältnis der Drücke in den beiden Kammern entsprechend anwendungsspezifischer Vorgaben in einfacher und zuverlässiger Weise eingestellt werden.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers sind die erste und die zweite Gehäusekammer dadurch gegeneinander abgedichtet, dass ein Dichtelement vorgesehen ist, das zwischen der Verbindungsöffnung und dem durch die Verbindungsöffnung ragenden Übertragungselemente dichtend angeordnet ist. Das Dichtelement kann eine Kunststoffdichtung sein, beispielsweise ein O-Ring, ein X-Ring, ein anderer Dichtring oder ein Gleitlager. Die Verwendung einer Dichtung hat den Vorteil, dass diese einfach zu integrieren ist und wenige Bauteile benötigt werden.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers sind die erste und die zweite Gehäusekammer dadurch gegeneinander abgedichtet, dass ein weiterer Balg vorgesehen ist, welcher derart mit dem Trennmittel und einem Zwischenwandabschnitt mittelbar oder unmittelbar verbunden ist, dass er das Übertragungselement zumindest abschnittsweise umschließt und die Verbindungsöffnung zwischen den Gehäusekammern innerhalb des Zwischenwandabschnitts liegt. Ein solcher Balg kann als Trennbalg bezeichnet werden, da in dieser Anordnung die erste und die zweite Gehäusekammer gegeneinander durch den Trennbalg abtrennt und abdichtet werden. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass eine besonders hohe Dichtheit der ersten Gehäusekammer gegenüber der Atmosphäre und gegenüber anderen Gehäusekammern sichergestellt wird. Zudem ist diese Lösung weniger verschleißbehaftet als eine Dichtung in der Verbindungsöffnung, die durch die Haft- und Gleitreibung am Übertragungselement stark beansprucht wird.
In Bezug auf den zweiten Aspekt der Erfindung ist in einer möglichen Ausgestaltung vorgesehen, dass ein Trennbalg zum Abtrennen und Abdichten der Gehäusekammern gegeneinander vorgesehen ist, welcher einen kleineren Durchmesser als der Referenzbalg besitzt. Somit kann der Trennbalg ebenfalls genutzt werden, um einzustellen, dass der Druck in der Referenzkammer und der Druck in der Messkammer auf unterschiedlich große Flächen senkrecht zur Längsachse des Referenzbalges wirken, wie in einem vorangegangenen Abschnitt bereits in Bezug auf die Querschnittsfläche des Übertragungsmittels erläutert.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers ist vorgesehen, dass der Referenzbalg und/oder der Messbalg und/oder der Trennbalg als flexibler Körper ausgestaltet sind bzw. ist. Insbesondere kann ein jeder Balg im Rahmen der vorliegenden Erfindung und ihrer Weiterbildungen in Form eines Wellbalges, Wellrohrs, Membranbalges, Wellschlauches oder einer ähnlichen Form ausgeführt sein. Ein Balg kann dabei aus einem metallischen Werkstoff, wie beispielsweise Stahl, Edelstahl, Messing oder Aluminium, gefertigt sein oder aus einem Kunststoff oder Verbundstoff. Ein Balg kann weiterhin eine zylindrische Form und somit einen runden Querschnitt oder auch eine andere Querschnittsform aufweisen.
Für jeden Balg im Rahmen des vorliegenden Gegenstands gilt, dass als Endabschnitte eines Balges Bereiche einer Balgwand zu verstehen sind, die sich in der Nähe der offenen Enden eines Balges befinden. Diese Bereiche umfassen insbesondere Endkanten des Balges. Es ist aus der Geometrie eines Balges ersichtlich, dass jeder Balg über zwei Endabschnitte verfügt, die sich an gegenüberliegenden Enden des Balges befinden.
Weiterhin können die Ausgestaltungsmerkmale einer gasdichten Verbindung, wie sie in den vorangegangenen Abschnitten in Bezug auf die Verbindung zwischen den Endabschnitten des Referenzbalges und dem Trennmittel oder einem Innenwandabschnitt beschrieben wurden, auch auf die Verbindungen der Endabschnitte des Trennbalges mit dem Trennmittel oder einem Zwischenwandabschnitt übertragen werden.
Der Trennbalg, der Referenzbalg und/oder der Messbalg können bzw. kann dabei in jeder Ausgestaltungsform von unterschiedlicher Länge, unterschiedlichem Durchmesser, unterschiedlicher Form und/oder aus unterschiedlichem Material bestehen oder sich in einem oder mehreren der genannten Gesichtspunkten gleichen.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers ist die konstante Menge des Referenzgases in der Referenzkammer so bemessen, dass sich, wenn der Gasdichtemesser mit einem ersten Druck beaufschlagt wird, der einem normalen Betriebszustand des Gasraums zugeordnet werden kann, im Gleichgewicht aller wirkenden Druckkräfte, mechanischer Spannungen und/oder Federkräfte ein zweiter Druck in der Referenzkammer einstellt, der niedriger als der erste Druck ist. Die in vorangegangenen Abschnitten beschriebenen unterschiedlich gewählten Oberflächen senkrecht zur Längsachse des Referenzbalges, auf welche der Druck in der Referenzkammer und der Druck in der Messkammer wirken können, haben hierauf einen maßgeblichen Einfluss.
Mit einer Beaufschlagung des Gasdichtemessers ist gemeint, dass über die Kupplung ein Druck in die Messkammer des Gasdichtemessers eingeleitet wird, der entsprechend des zweiten Aspekts der Erfindung in der ersten Gehäusekammer ansteht oder entsprechend des dritten Aspekts der Erfindung im Messbalg ansteht.
Durch den beschriebenen Druckunterschied ergibt sich der Vorteil, dass wenn es zu einem Defekt des Gasdichtemessers kommt, der zu einer gasdurchlässigen Verbindung zwischen Referenzkammer und Messkammer führt, der Druck in der Referenzkammer ansteigt und nicht abfällt. Dadurch ändert sich das Verhältnis der auf das Trennmittel bzw. auf den Referenzbalg wirkenden Kräfte und der Balg führt eine Bewegung bzw. Volumenänderung aus, die ohne den Defekt nur durch einen Abfall des beaufschlagten Drucks in der Messkammer zustande kommen würde. Die Bewegung des ersten Balges wird über das Übertragungselement an die Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit übertragen. Der Defekt führt also zu einer Wirkung auf die Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit, die als Abfall des beaufschlagten Drucks, also des Drucks im Gasraum, interpretiert wird. Dadurch wird der Betreiber des Gasraums schneller auf den Fehler aufmerksam und kann einen Defekt am Gasdichtemesser schneller feststellen.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers umfasst die Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit eine Anzeigeeinrichtung mit einem Zeigerelement und ein Werk. Das Übertragungselement steht mittelbar oder unmittelbar mit dem Werk in Wirkverbindung und eine Bewegung des Übertragungselements führt über das Werk mittelbar oder unmittelbar zu einer Bewegung des Zeigerelements. Dies hat den Vorteil, dass die gemessene und/oder überwachte Gasdichte direkt am Gasdichtemesser abgelesen werden kann.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers ist vorgesehen, dass die Anzeigeeinrichtung ein Ziffernblatt und eine Sichtscheibe umfasst. Die Anzeigeeinrichtung kann dabei so angeordnet sein, dass die Sichtscheibe einen Abschnitt der Außenfläche des Gehäuses bildet und die Sichtscheibe einen Blick auf das Ziffernblatt und das Zeigerelement freigibt. Das Zeigerelement kann dazu eingerichtet sein, sich relativ zum Ziffernblatt und/oder Gehäuse zu bewegen. Diese Bewegung kann insbesondere eine Rotation um eine Drehachse sein, wobei die Drehachse im Wesentlichen senkrecht auf der Ziffernblattebene steht oder parallel zur Ziffernblattebene verläuft.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers ist vorgesehen, dass das Werk dazu eingerichtet ist, eine Bewegung des Übertragungselements in eine kontrollierte Bewegung, insbesondere Rotation des Zeigerelements umzusetzen.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers sind das zumindest eine Schaltelement und das Übertragungselement derart angeordnet und derart mittelbar oder unmittelbar miteinander in Wirkverbindung bringbar, dass das Schaltelement bei Beaufschlagung des Gasdichtemessers mit einem Druck, der gleich oder größer als ein Grenzdruck ist, durch das Übertragungselement mittelbar oder unmittelbar betätigt ist. Bei Abfall des beaufschlagten Drucks unterhalb des Grenzdrucks ist das Schaltelement nicht mehr mittelbar oder unmittelbar durch das Übertragungselement betätigt.
In diesem Kontext kann der Grenzdruck auch als Schaltpunkt des Gasdichtemessers bezeichnet werden. Die Anordnung gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung hat den Vorteil, dass das Schaltelement immer betätigt ist, wenn der beaufschlagte Druck größer als der Grenzdruck, also größer als der Schaltpunkt, ist. Liegt ein Defekt in der elektrischen Verbindung zwischen dem Schaltelement und der elektrischen Kontakteinrichtung vor oder, was in der Praxis häufiger der Fall ist, liegt ein Defekt in einer externen elektrischen Verkabelung außerhalb des Gasdichtemessers vor, hat dies die gleiche Wirkung auf die Signalübertragung zur externen Kontroll- und/oder Steuereinrichtung wie ein Abfall des beaufschlagten Drucks unterhalb des Grenzdrucks. Dadurch kann ein solcher Defekt sofort erkannt werden.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers umfasst dieser ein zweites Federelement, wobei das erste Federelement und das zweite Federelement mittelbar oder unmittelbar Federkräfte auf das Trennmittel ausüben. Das zweite Federelement ist dabei beispielsweise innerhalb der ersten Gehäusekammer und/oder innerhalb der Referenzkammer und/oder innerhalb der Messkammer und/oder zumindest im Wesentlichen parallel zur Längsachse des ersten Balges angeordnet. Ein erster Endabschnitt des zweiten Federelements kann mit dem Trennmittel mittelbar oder unmittelbar in mechanischem Kontakt stehen und/oder ein zweiter Endabschnitt des zweiten Federelements steht mit einem vierten Innenwandabschnitt der ersten Gehäusekammer mittelbar oder unmittelbar in mechanischem Kontakt. Mittels dieses zweiten Federelements können die Federkräfte ebenfalls auf eine oder beide Oberflächen des Trennmittels mit den bereits oben beschriebenen Wirkungen und Vorteilen des ersten Federelements erzeugt werden.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers treffen alle oder ein Teil der Merkmale des ersten Federelements, des dritten Innenwandabschnitts und des mechanischen Kontakts zwischen den Endabschnitten des ersten Federelements und anderen Elementen, die in den vorangegangenen Abschnitten beschrieben wurden, auf das zweite Federelement, den vierten Innenwandabschnitt und den mechanischen Kontakt zwischen den Endabschnittes des zweiten Federelements und anderen Elementen analog zu.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers ist vorgesehen, dass das erste Federelement und das zweite Federelement derart angeordnet sind, dass sie im Wesentlichen in entgegengesetzter Richtung eine Kraft auf das Trennmittel ausüben. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das erste Federelement und das zweite Federelement in ihrer Anordnung vorgespannt sind. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass der Gasdichtemesser im Messbetrieb eine reduzierte Hysterese zeigt und zudem der Messbereich sowohl in Richtung geringer Drücke als auch in Richtung hoher Drücke gleichzeitig erweitert werden kann, wie es in vorangegangenen Abschnitten schon in Bezug auf das erste Federelement für eine Richtung beschrieben wurde.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers ist das Gehäuse ein mehrteiliges Gehäuse, wobei zumindest die erste Gehäusekammer in einem ersten Gehäuseteil angeordnet ist und zumindest eine weitere Gehäusekammer in einem zweiten Gehäuseteil angeordnet ist. Der erste und zweite Gehäuseteil sind mittelbar oder unmittelbar miteinander verbunden und/oder gegeneinander um zumindest eine Rotationsachse verdrehbar. Dies hat den Vorteil, dass der Gasdichtemesser modular aufgebaut werden und kostengünstig hergestellt werden kann. In Kombination mit einer Anzeigeeinrichtung oder einer Kontakteinrichtung, die an oder im zweiten Gehäuseteil angeordnet ist, ergibt sich durch die Drehbarkeit der Vorteil, dass die Ausrichtung der Anzeigeeinrichtung oder die Erreichbarkeit der Kontakteinrichtung an verschiedene Einbausituationen des Gasdichtemessers angepasst und somit optimiert werden kann.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers ist vorgesehen, dass zumindest die zweite Gehäusekammer in dem zweiten Gehäuseteil angeordnet ist. Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Gehäuseteile miteinander in einer lösbaren oder nicht lösbaren mittelbaren oder unmittelbaren Verbindung stehen, zum Beispiel in einer Schweißverbindung, einer Schraubverbindung, einer Steckverbindung, einer Schnappverbindung, eine Verbindung mit Bajonett-Verschluss, oder einer Klemmverbindung. Eine solche Verwendung von zwei Gehäuseteilen und eine Aufteilung der Gehäusekammern auf diese führen zu dem Vorteil, dass Komponenten des Gasdichtemessers einfacher und kostengünstiger hergestellt werden können und der Gasdichtemesser modular aufgebaut ist und beispielsweise somit einzelne Komponenten im Fehlerfall leichter ausgetauscht werden können.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers ist vorgesehen, dass die zumindest eine Rotationsachse parallel und/oder deckungsgleich zu Längsachsen und/oder Symmetrieachsen der Körper der Gehäuseteile angeordnet ist. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse zumindest zwei Gehäuseteile und einen Gehäusekupplungsteil umfasst, wobei die beiden Gehäuseteile an zwei unterschiedlichen Oberflächen des Gehäusekupplungsteils mit diesem verbunden sind und jeweils um unterschiedliche, durch die Ausrichtung der jeweiligen Oberfläche des Gehäusekupplungsteils vorgegebene Rotationsachsen drehbar sind. Dadurch kann der Gasdichtemesser besonders flexibel an bestimmte Einbausituationen angepasst und einfach ausgerichtet werden.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers ist vorgesehen, dass der erste Gehäuseteil und der zweite Gehäuseteil im Wesentlichen eine zylindrische Form aufweisen und eine Symmetrieachse A des ersten Gehäuseteils zumindest im Wesentlichen parallel und/oder zumindest im Wesentlichen deckungsgleich zu einer Symmetrieachse B des zweiten Gehäuseteils verläuft. Dadurch kann eine besonders einfach zu fertigende modulare und kompakte Bauform des Gasdichtemessers erreicht werden, die kostengünstig herzustellen ist.
In diesem Zusammenhang beziehen sich die Symmetrieachsen auf die Symmetrie des zylindrischen Grundkörpers der Gehäuseteile. Mögliche Symmetriebrüche durch angeformte oder hinzugefügte Teile, wie etwa eine Kupplung oder eine elektrische Kontakteinrichtung, oder Abtragungen an der Oberfläche der Körper sind hier nicht zu beachten.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers ist die konstante Menge des Referenzgases in der Referenzkammer so bemessen, dass sich, wenn der Gasdichtemesser mit einem ersten Druck beaufschlagt wird, der einem normalen Betriebszustand des Gasraums zugeordnet werden kann, im Gleichgewicht aller wirkenden Druckkräfte, mechanischer Spannungen und/oder Federkräfte, ein zweiter Druck in der Referenzkammer einstellt, der niedriger als der Grenzdruck ist. Der Grenzdruck ist dabei niedriger als der erste Druck. Insbesondere kann der zweite Druck dann mindestens 0,1 bar, 0,15 bar oder 0,2 bar niedriger als der Grenzdruck sein. Der in Bezug auf eine vorangegangene Weiterbildung des Gasdichtemessers genannte Vorteil, dass ein Defekt am Gasdichtemesser, der zu einer gasdurchlässigen Verbindung zwischen Referenzkammer und erster Gehäusekammer führt, leichter erkannt werden kann, wird durch diese Ausgestaltung noch weiter verbessert. Es wird durch diese Ausgestaltung sichergestellt, dass der durch den Defekt hervorgerufene Druckanstieg in der Referenzkammer zu einer Wirkung auf die Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit führt, die zu einem Abfall des beaufschlagten Drucks bis unterhalb des Grenzdrucks äquivalent ist.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers umfasst die Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit eine Anzeigeeinrichtung mit einem Zeigerelement und eine Zeigererfassungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, die Position oder Stellung des Zeigers zu erfassen und in ein elektrisches Signal umzuwandeln und entweder eine Signalkontakteinrichtung, die mit der Zeigererfassungseinrichtung in elektrischer Verbindung steht und von außerhalb des Gehäuses zugänglich ist, oder eine Funkeinrichtung, die mit der Zeigererfassungseinrichtung in elektrischer Verbindung steht und das elektrische Signal der Zeigererfassungseinrichtung in ein Funksignal umwandelt. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Gasdichtemessung nicht nur durch Ablesen einer Anzeigeeinrichtung oder Empfang einer Grenzwertsignalisierung erfolgen kann, sondern auch kontinuierlich eine Auswertung der Gasdichtemessung über eine elektrische Verbindung zur Signalkontakteinrichtung oder über eine Funkverbindung erfolgen kann.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers umfasst die Zeigererfassungseinrichtung einen oder mehrere Hall-Sensoren sowie eine elektronische Auswerteeinrichtung, wobei der Zeiger mittelbar oder unmittelbar mit einem Magneten verbunden ist. Eine Bewegung des Zeigers führt zu einer Bewegung des Magneten und somit zu einer Veränderung des Magnetfeldes, was mittels der Zeigererfassungseinrichtung erfasst und in ein elektrisches, insbesondere analoges oder digitales, Signal umgewandelt wird.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers ist das elektrische Signal ein analoges Stromsignal, z. B. ein 4 mA - 20 mA-Signal, oder ein Spannungssignal, z. B. 0 - 10 V-Signal, oder ein digitales Signal, insbesondere nach einem üblichen Industriestandard.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers ist vorgesehen, dass das Funkmodul ein Funksignal nach einem üblichen Funkstandard erzeugt und/oder eine Energieversorgungseinrichtung und/oder eine Antennenbaugruppe umfasst. Die Antennenbaugruppe kann im Gehäuse angeordnet sein, oder am Rand eines Gehäuseoberflächenabschnitts angebracht sein. Eine Energieversorgungseinrichtung kann insbesondere eine Batterie umfassen. Diese kann in einem Batteriefach am Gehäuse von außen zugänglich, austauschbar, angeordnet sein. Hierdurch kann auf eine aufwändige Verkabelung verzichtet werden und ein Fernzugriff erleichtert werden.
Aufgrund der Verwendung einer Batterie kann der Gasdichtemesser weitgehend autark arbeiten und leicht durch einen Nutzer gewartet werden.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers umfasst die Kupplung einen Prozessanschluss zur Verbindung der Kupplung mit dem Gasraum, einen Messanschluss, über den die Kupplung mit dem Gasdichtemesser verbunden ist, eine Absperreinrichtung, einen Zugangsanschluss und ein Leitungssystem, welches Zugangs-, Prozess- und Messanschluss sowie die Absperreinrichtung miteinander gasdurchlässig verbindet. Die Absperreinrichtung ist derart im Leitungssystem angeordnet, dass die Verbindung zwischen Prozessanschluss und Messanschluss und die Verbindung zwischen Prozessanschluss und Zugangsanschluss durch die Absperreinrichtung absperrbar ist, wobei der Messanschluss und der Zugangsanschluss dauerhaft gasdurchlässig miteinander verbunden sind. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die gasdurchlässige Verbindung des Gasdichtemesser zum Gasraum zuerst mit Hilfe der Absperreinrichtung abgesperrt werden kann und der Gasdichtemesser dann über den Zugangsanschluss beispielsweise mit einem Prüfgas bzw. Prüfdruck beaufschlagt und seine Funktion dadurch überprüft werden kann. Der Gasdichtemesser muss nicht vom Gasraum demontiert werden, um auf diese Weise geprüft zu werden.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers ist der Prozessanschluss als Anschluss für die Installation des Gasdichtemessers an einem Gasraum ausgebildet. Ein solcher Anschluss kann beispielsweise durch ein Innen- oder Außengewinde realisiert sein, durch einen Flanschanschluss oder durch eine Steckkupplung. Der Messanschluss kann dazu eingerichtet sein, mit der ersten Gehäusekammer des Gasdichtemessers in gasdurchlässiger Verbindung zu stehen und insbesondere mit dem Gasdichtemesser mittelbar oder unmittelbar in Verbindung zu stehen. Diese Verbindung kann zum Beispiel eine Schweißverbindung, eine Lötverbindung, eine Klemmverbindung, eine Rastverbindung, eine Klebeverbindung oder eine Schraubverbindung sein. Der Zugangsanschluss kann als Innen- oder Außengewinde, als Flanschanschluss, Steckanschluss oder Kupplung mit einer Überwurfmutter ausgebildet sein. Der Zugangsanschluss kann weiterhin mit einem selbstdichtenden Ventil versehen sein, sodass die Verbindung zum Leitungssystem abgesperrt wird, wenn die Verbindung zu einer das selbstdichtenden Ventil öffnenden Gegenkupplung gelöst wird.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers ist vorgesehen, dass die Kupplung als einstückiges Teil ausgestaltet ist und das Leitungssystem in der Kupplung ausgeformt ist. Aus einer einstückigen Ausbildung der Kupplung ergibt ist eine besonders hohe Dichtheit und eine hohe Robustheit gegenüber Vibrationen und einem mechanischen Schock. Die Kupplung und die Teile der Kupplung können aus metallischen Werkstoffen, wie etwa Aluminium, Kupfer, Messing, Stahl oder Edelstahl geformt sein.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers ist vorgesehen, dass die Absperreinrichtung mit einem Werkzeug, insbesondere einem Schlüssel, geöffnet und geschlossen werden kann oder muss, wobei die Absperreinrichtung ein Ventil mit einem Dichtkörper umfasst, der eine Kegelform aufweist. Das Ventil kann auch in der Form eines Kugelventils ausgestaltet sein. Das Erfordernis der Nutzung eines Werkzeugs zum Betätigen des Ventils verhindert, dass Unbefugte das Ventil in einfacher Weise betätigen können.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers ist vorgesehen, dass die erste Gehäusekammer zumindest den Referenzbalg bzw. die Referenzkammer, die Messkammer, das Trennmittel und abschnittsweise das Übertragungselement umfasst und die zweite Gehäusekammer die Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit umfasst.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Gasdichtemessers ist vorgesehen, dass die erste Gehäusekammer zusätzlich das erste Federelement, das zweite Federelement und/oder den Trennbalg umfasst und die zweite Gehäusekammer zusätzlich das zumindest eine Schaltelement umfasst. Es ist jedoch auch möglich, dass zumindest eins der Federelemente innerhalb der zweiten Gehäusekammer angeordnet ist und dort mittelbar oder unmittelbar eine Kraft auf das Übertragungselement ausübt. Insbesondere kann ein Federelement in der zweiten Gehäusekammer im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Referenzbalges angeordnet sein.
Durch die beiden vorangegangenen Ausgestaltungen ergibt sich der Vorteil, dass der Gasdichtemesser besonders einfach zu fertigen ist, kostengünstig herzustellen ist und eine kompakte Bauform aufweist.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des zweiten Aspekts der Erfindung ist vorgesehen, dass an der Referenzkammer eine oder mehrere Zugangsöffnungen vorgesehen sind, an die entweder von außerhalb des Gehäuses Überwachungsanzeigen oder Überwachungssensoren angeschlossen sind oder innerhalb des Gehäuses angeordnete, insbesondere innerhalb der Messkammer angeordnete, Überwachungssensoren über Leitungen mit der Referenzkammer verbunden sind. Überwachungsanzeigen können beispielsweise mechanische Manometer, insbesondere Miniatur-Manometer sein. Überwachungssensoren können insbesondere elektronische Messumformer sein. Leitungen können insbesondere flexible Leitungen, Schläuche oder flexible Kapillarleitungen sein. Solche Überwachungsanzeigen oder Überwachungssensoren können vorteilhaft dazu genutzt werden, den Druck und/oder die Gasdichte in der Referenzkammer zu überwachen und die Dichtheit der Referenzkammer dadurch überprüfbar zu machen. Elektronische Überwachungssensoren können über elektrische Leitungen mit Überwachungskontakteinrichtungen verbunden sein, über die die elektrischen Messsignale der Überwachungssensoren von außerhalb des Gehäuses abgreifbar sind.
Elektrische Leitungen, die in einer beliebigen Ausgestaltung oder Weiterbildung des Gasdichtemessers von einer Gehäusekammer zu einer anderen Gehäusekammer oder aus dem Gehäuse herausgeführt werden sollen, können beispielsweise durch Durchkontaktierungen geführt sein, die gasundurchlässig sind. Solche Durchkontaktierungen können insbesondere verglaste Durchkontaktierungen sein.
Die jeweils beschriebenen Ausgestaltungen und Merkmale der Aspekte der Erfindung sowie der vorteilhaften Ausgestaltungen des Gasdichtemessers sind im Ganzen oder in Teilen nicht auf einen Aspekt der Erfindung oder eine Ausgestaltung eines Aspekts beschränkt; die Erfindung umfasst auch alle Kombinationen, die sich daraus ergeben.
Figurenliste
Mögliche Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:

1 schematisch eine Schnittdarstellung eines Gasraums, an welchem ein Gasdichtemesser installiert ist,
2A & 2B schematisch Schnittdarstellungen verschiedener Ausgestaltungen eines Gasdichtemessers,
3A & 3B schematisch Schnittdarstellungen jeweils eines Ausschnitts verschiedener Ausgestaltungen eines Gasdichtemessers im Bereich einer Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit,
3C & 3D schematisch Schnittdarstellungen verschiedener Ausgestaltungen eines Gasdichtemessers mit einer Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit,
4A - 4E schematisch Schnittdarstellungen verschiedener Ausgestaltungen eines Gasdichtemessers mit zwei Federelementen,
5A & 5B schematisch Schnittdarstellungen verschiedener Federelementaufnahmen,
6A & 6B schematisch Schnittdarstellungen verschiedener Ausgestaltungen eines Gasdichtemessers mit zwei Gehäusekammern,
7 schematisch eine Schnittdarstellung eines Ausschnitts eines Gasdichtemessers mit einer Anzeigeeinrichtung,
8A & 8B schematisch eine Schnittdarstellung und eine Seitenansicht eines Gasdichtemessers mit zwei Gehäuseteilen,
9A & 9B schematisch eine perspektivische Ansichten eines Gasdichtemessers mit zwei zylinderförmigen Gehäuseteilen,
10 schematisch eine Schnittdarstellung eines Ausschnitts eines Gasdichtemessers mit einer Zeigererfassungseinrichtung,
11 schematisch einen Schaltplan einer Kupplung eines Gasdichtemessers,
12A - 12D schematisch Schnittdarstellungen verschiedener Ausgestaltungen eines Gasdichtemessers mit zwei Federelementen und einem Messbalg,
13A & 13B schematisch Schnittdarstellungen eines Gasdichtemessers bei Beaufschlagung mit verschiedenen Drücken,
14 schematisch eine Schnittdarstellung eines Gasdichtemessers,
15 schematisch eine Schnittdarstellung eines Ausschnitts eines Gasdichtemessers,
16A & 16B schematisch eine Ansicht eines Trennmittels von zwei Seiten und
17A - 17C schematisch Schnittdarstellungen verschiedener Ausgestaltungen einer Balgwand.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine Schnittdarstellung eines Gasraums 1, an welchem ein Gasdichtemesser 100, 200 installiert ist.
Der Gasraum 1 beherbergt beispielweise einen elektrischen Leistungsschalter 154 und ist in nicht näher dargestellter Weise mit einem Isoliergas, beispielsweise Schwefelhexafluorid (kurz: SF₆), gefüllt, welches zur Löschung von zwischen Kontakten des Leistungsschalters 154 auftretenden Schaltlichtbögen vorgesehen ist.
Der mit dem Isoliergas gefüllte Gasraum 1 ist durch einen definierten Druckwert gekennzeichnet, der einem normalen Betriebszustand des Gasraums 1 zugeordnet werden kann. Um eine mögliche Leckage oder Emission des Isoliergases frühzeitig zu ermitteln, wird mittels des Gasdichtemessers 100, 200, welcher beispielsweise als Gasdichtewächter ausgebildet ist, eine Dichte des Isoliergases im Gasraum 1 überwacht und ein entsprechendes Grenzwertsignal ausgelöst, wenn die Dichte einen definierten Grenzwert, der niedriger als ein vorgegebener Nominaldruck ist, unterschritten ist.
2A zeigt eine Schnittdarstellung eines möglichen Ausführungsbeispiels eines Gasdichtemessers 100 mit einem Gehäuse 102, einer ersten Gehäusekammer 103, einer Kupplung 104, einem ersten Balg 105, einem Trennmittel 108, einem Übertragungselement 109 und einer Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit 110. Ein erster Endabschnitt 106A des Balges 105 ist mit einem ersten Innenwandabschnitt 107 der ersten Gehäusekammer 103 verbunden. Ein zweiter Endabschnitt 106B des Balges 105 ist mit dem Trennmittel 108 verbunden oder bildet dieses. Der Balg 105 bildet durch diese Verbindungen eine Referenzkammer 111, die mit einem Referenzgas 112 gefüllt ist.
Über die Kupplung 104 wird das Isoliergas aus dem Gasraum 1 in die Messkammer 168 eingeleitet. Die Messkammer 168 ist dabei durch die erste Gehäusekammer 103 gebildet.
Das Isoliergas in der Messkammer 168 übt auf eine Oberfläche des Trennmittels 108 eine Druckkraft aus. Das Referenzgas 112, das in der Referenzkammer 111, d. h. im Balg 105, eingeschlossen ist, übt wiederum auf die entgegengesetzte Oberfläche des Trennmittels 108 eine Druckkraft aus. Das System strebt dabei einem Zustand entgegen, in dem ein Kräftegleichgewicht vorliegt.
Während die Druckkraft auf die eine Oberfläche des Trennmittels 108 direkt durch den Druck des eingeleiteten Isoliergases bestimmt ist, kann sich die Druckkraft auf die entgegengesetzte Seite des Trennmittels 108 durch das Referenzgas 112 ändern, indem das Volumen der Referenzkammer 111 sich verändert. Hierbei staucht oder dehnt sich der Balg 105 unter Einwirkung der Druckkräfte auf die Oberflächen des Trennmittels 108 so lange, bis ein Kräftegleichgewicht vorliegt.
Die Translationsbewegung, die das Trennmittel 108 während der Stauchung oder Streckung des Balges 105 durchläuft, wird durch das Übertragungselement 109 mechanisch an die Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit 110 übertragen.
Fällt der Druck des Isoliergases aus dem Gasraum 1, wird der Balg 105 gestreckt. Das Trennmittel 108 bewegt sich somit beispielsweise nach „oben“. Steigt dagegen der Druck des Isoliergases aus dem Gasraum 1, wird der Balg 105 gestaucht, das Trennmittel 108 bewegt sich nach „unten“.
Ändert sich die Temperatur des Isoliergases in dem Gasraum 1, führt dies immer auch zu einem Druckanstieg, da der Gasraum 1 üblicherweise ein gasdicht verschlossener Behälter mit konstantem Volumen ist. Ebenso führt eine Abkühlung des Isoliergases im Gasraum 1 zu einem Druckabfall.
Diese Druckänderungen entsprechen jedoch keiner Änderung der Gasdichte, also keinem Zugewinn oder Verlust an Gas, die jedoch überwacht werden sollen. Diese durch Temperaturänderungen hervorgerufenen Druckänderungen müssen also kompensiert werden.
Dies wird realisiert durch das eingeschlossene Referenzgas 112 in der Referenzkammer 111. Dieses steht über die Wandung des Balges 105 und das gesamte Gehäuse 102 mit dem Gasraum 1 und dem Isoliergas in thermischem Kontakt. Bei einem Temperaturanstieg sowohl des Isoliergases als auch des Referenzgases 112, d. h. im thermischen Gleichgewicht zwischen Messkammer 168 und Referenzkammer 111, steigt der Druck in der Referenzkammer 111 ebenso stark an wie der Druck in der Messkammer 168. Dadurch führen temperaturbedingte Druckänderungen nicht zu einer Änderung der Druckkräfte auf die Oberflächen des Trennmittels 108 und das Trennmittel 108 führt keine Translationsbewegung aus.
Voraussetzung für eine genaue Temperaturkompensation ist, dass das Referenzgas 112 unter Temperaturänderung den gleichen Druckanstieg erfährt, wie das Isoliergas. Somit wird als Referenzgas 112 insbesondere genau das Gas verwendet, welches sich auch im Gasraum 1 befindet.
2B zeigt eine Schnittdarstellung eines möglichen weiteren Ausführungsbeispiels eines Gasdichtemessers 200 mit einem Gehäuse 202, einer ersten Gehäusekammer 203, einer Kupplung 204, einem ersten Balg 205, einem zweiten Balg 225, einem Trennmittel 208, einem Übertragungselement 209 und einer Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit 210.
Ein erster Endabschnitt 206A des Balges 205 ist mit einem Innenwandabschnitt 207 der ersten Gehäusekammer 203 verbunden. Ein zweiter Endabschnitt 206B des Balges 205 ist mit dem Trennmittel 208 verbunden oder bildet dieses. Der Balg 205 bildet durch diese Verbindungen eine Referenzkammer 211, die mit einem Referenzgas 212 gefüllt ist.
Ein erster Endabschnitt 257A des Balges 225 ist mit einem Innenwandabschnitt 218 der ersten Gehäusekammer 203 und der Kupplung 204 verbunden. Ein zweiter Endabschnitt 257B des Balges 225 ist mit dem Trennmittel 208 verbunden oder bildet dieses. Der Balg 225 bildet durch diese Verbindungen eine Messkammer 268, die mit einem Gas, welches über die Kupplung in die Messkammer 268 einströmt, gefüllt ist.
Das heißt, die Messkammer 268 ist nicht durch die erste Gehäusekammer 203 gebildet, sondern durch den Balg 225. Somit strömt das Isoliergas aus dem Gasraum 1 im Unterschied zu dem in 2A dargestellten Ausführungsbeispiel in den Balg 225, welcher in der Gehäusekammer 203 angeordnet ist. Das im Balg 225 enthaltende Gas drückt von der einen Seite gegen das Trennmittel 208, das Referenzgas 212 in der Referenzkammer 211 drück von der anderen Seite gegen das Trennmittel 208, so dass sich im Nicht-Fehlerfall ein Kräftegleichgewicht einstellt.
Die 3A und 3B zeigen jeweils eine Schnittdarstellung eines Ausschnitts eines möglichen Ausführungsbeispiels eines Gasdichtemessers 100, 200, wobei ein Aufbau und eine Funktion des Gasdichtemessers 100, 200 dem in den 2A, 2B dargestellten Aufbau und der in den 2A, 2B beschriebenen Funktionen entsprechen kann.
Eine mit einem Übertragungselement 109, 209 gekoppelte Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit 110, 210 umfasst ein Schaltelement 113, 213 und eine Kontakteinrichtung 114, 214.
In dem in 3A dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit 110, 210 derart ausgebildet, dass sich bei abfallendem Druck des Isoliergases im Gehäuseraum 1 und somit in der Messkammer 168, 268 das Übertragungselement 109, 209 nach oben bewegt und bei Unterschreitung eines vorgegeben Schaltdrucks auf das Schaltelement 113, 213 einwirkt, so dass dieses schließt und an der Kontakteinrichtung 114, 214 ein elektrisches Signal anliegt. Ist jedoch der Druck des Isoliergases innerhalb des Gehäuseraums 1 und somit in der Messkammer 168, 268 ausreichend hoch und der Schaltdruck nicht unterschritten, befindet sich das Schaltelement 113, 213 in einem geöffneten Zustand und an der Kontakteinrichtung 114, 214 liegt kein elektrisches Signal an.
In dem in 3B dargestellten Ausführungsbeispiel sind zudem mehrere Schaltelemente 113, 213 auf einem Trägerelement 148, 248 angeordnet. Das Übertragungselement 109, 209 umfasst ein Betätigungselement 149, 249 mit mehreren Tasteinheiten 150, 250, die jeweils einem Schaltelement 113, 213 zugeordnet sind.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit 110, 210 derart ausgebildet, dass sich bei ausreichendem Druck des Isoliergases im Gehäuseraum 1 und somit in der Messkammer 168, 268 das Übertragungselement 109, 209 mit dem Betätigungselement 149, 249 in einer tiefen Position befindet und die Tasteinheiten 150, 250 betätigen und somit die Schaltelemente 113, 213 fortlaufend schließen.
Bei abfallendem Druck des Isoliergases im Gehäuseraum 1 und somit in der Messkammer 168, 268 bewegen sich das Übertragungselement 109, 209 mit dem Betätigungselement 149, 249 und die Tasteinheiten 150, 250 nach oben, und die Schaltelemente 113, 213 werden bei Unterschreitung eines jeweils vorgegebenen und zugeordneten Schaltdrucks geöffnet.
Kontakteinrichtungen 114, 214 der Schaltelemente 113, 213 sind in einer Steckerbaugruppe 151, 251 zusammengefasst und von außerhalb des Gehäuses 102 zugänglich und mit einem externen Stecker 152, 252 koppelbar.
Der Stecker 152, 252 ist beispielsweise Bestandteil einer nicht näher dargestellten externen Überwachungs- und/oder Anzeigeeinheit, mittels welcher über den Stecker 152, 252 elektrisch der Schaltzustand der einzelnen Schaltelemente 113, 213 abgegriffen oder ermittelt werden kann und bei Unterschreitung des Drucks innerhalb des Gasraums 1 und somit innerhalb der Messkammer 168, 268 eine entsprechende Information ausgegeben wird und/oder entsprechende Maßnahmen, beispielsweise eine Weiterleitung einer Information an eine Zentrale oder Wartungs- und/oder Bedienpersonal, ausgeführt werden.
Die 3C und 3D zeigen Schnittdarstellungen verschiedener Ausführungsbeispiele eines Gasdichtemessers 200 mit einer Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit 210, wobei ein Aufbau und eine Funktion des Gasdichtemessers 200 insbesondere dem in 2B dargestellten Aufbau und der in 2B beschriebenen Funktion entsprechen.
In dem in 3C dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit 210 gemäß der Beschreibung von 3B ausgebildet.
In dem in 3D dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit 210, ein an dem zwischen den Bälgen 205, 225 angeordneten Trennmittel 208 befestigtes Magnetelement 269 und zwei Magnetfeldsensoren 256. Das Trennmittel 208 ist an einer dem Magnetelement 269 gegenüberliegenden Seite mit einem schwenkbaren Aufhängepunkt 267 an dem Gehäuse 202 befestigt, so dass bei unterschiedlichen Druckverhältnissen innerhalb der Bälge 205, 225 eine Verschiebung des Trennmittels 208 erfolgt und sich somit eine relative Position des Magnetelements 269 zu den Magnetfeldsensoren 256 ändert. Hierdurch können unterschiedliche Zustände, insbesondere unterschiedliche Positionen des Trennmittels 208 und daraus folgend unterschiedliche Druck- oder Dichtwerte, welche in der Messkammer 268 vorliegen müssen, erfasst und mittels der Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit 210 ausgegeben werden.
In den 4A, 4B und 4C sind Schnittdarstellungen verschiedener Ausgestaltungen eines Gasdichtemessers 100 mit einem Gehäuse 102, einer ersten Gehäusekammer 103, einer Kupplung 104, einem ersten Balg 105, einem Trennmittel 108, einem Übertragungselement 109,einer Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit 110 und einem ersten Federelement 115 gezeigt. Endabschnitte 117 des ersten Federelements 115 stehen mit dem Trennmittel 108 und mit einem zweiten Innenwandabschnitt 118 in Verbindung. Eine Längsachse 116 oder Mittelachse des ersten Balges 110 ist zudem eingezeichnet. Das erste Federelement 115 ist in den dargestellten Ausführungsbeispielen zumindest im Wesentlichen parallel zu dieser Längsachse 116 ausgerichtet und/oder umgibt die Längsachse 116 koaxial. Weiterhin ist ein zweites Federelement 131 vorgesehen, dessen Federkraft einer Federkraft des ersten Federelements 115 entgegenwirkt.
Mittels der Federelemente 115, 131 wird erreicht, dass zusätzlich zu den Druckkräften der Gase auf eine oder beide Oberflächen des Trennmittels Federkräfte wirken. Diese sind linear von der Stauchung des jeweiligen Federelements 115, 131 abhängig. Die für ein Kräftegleichgewicht nötige Translation des Trennmittels 108 und die damit verbundene Änderung des Volumens der Referenzkammer 111 kann dadurch reduziert werden, dass ein Federelement 115, 131 immer stärker gestaucht wird und dadurch eine immer größere Federkraft auf das Trennmittel 108 ausübt.
Wird das Federelement 115, 131 beispielsweise derart angeordnet, dass es von „oben“ auf das Trennmittel 108 drückt, wird es immer stärker gestaucht, wenn der Druck in der oben liegenden Messkammer 168 fällt. Die Druckkraft des Referenzgases 112 drückt also nicht nur gegen eine fallende Druckkraft des Isoliergases, sondern auch gegen eine steigende Federkraft. Das jeweilige Federelement 115, 131 wird so dimensioniert, dass damit bei unveränderter maximaler Streckung des entsprechenden Balges 105, 125 und einem definierten niedrigsten Isoliergasdruck immer noch ein Kräftegleichgewicht möglich ist.
In 4A ist das zweite Federelement 131 innerhalb der ersten Gehäusekammer 103 auf der dem ersten Balg 105 gegenüberliegenden Seite des Trennmittels 108 angeordnet. Innerhalb des ersten Balges 105 ist das erste Federelement 115 angeordnet.
In 4B ist das erste Federelement 115 innerhalb der Referenzkammer 111 angeordnet und umgibt die Längsachse 116 des ersten Balges 105 koaxial. Das zweite Federelement 131 ist innerhalb der ersten Gehäusekammer 103 auf der dem ersten Balg 105 gegenüberliegenden Seite des Trennmittels 108 und umgibt das Übertragungselement 109 koaxial. Die Funktion der Federelemente 115, 131 entspricht der Funktion der in 4A dargestellten Federelemente 115, 131.
In 4C ist das erste Federelement 115 innerhalb der ersten Gehäusekammer 103 und den ersten Balg 105 koaxial umlaufend angeordnet. Die Anordnung des zweiten Federelements 131 entspricht der in 4B dargestellten Anordnung desselben. Die Funktion der Federelemente 115, 131 entspricht der Funktion der in 4A dargestellten Federelemente 115, 131.
Das in 4D dargestellte Ausführungsbeispiel des Gasdichtemessers 100 umfasst einen eine Referenzkammer 111 bildenden ersten Balg 105 und einen zweiten Balg 125, welche gemeinsam innerhalb der ersten Gehäusekammer 103 angeordnet und an dem Trennmittel 108 befestigt sind. Die erste Gehäusekammer 103 bildet dabei eine Messkammer 168.
Die Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit 110 ist in einer zweiten Gehäusekammer 119 angeordnet, wobei das Übertragungselement 109 durch eine Verbindungsöffnung 121 einer Zwischenwand 120 zur Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit 110 geführt ist.
Beide Federelemente 115, 131 sind jeweils koaxial zu dem jeweils zugehörigen Balg 105, 125 innerhalb desselben angeordnet.
Auch das in 4E dargestellte Ausführungsbeispiel des Gasdichtemessers 100 umfasst einen eine Referenzkammer 111 bildenden ersten Balg 105 und einen zweiten Balg 125, welche gemeinsam innerhalb der ersten Gehäusekammer 103 angeordnet und an dem Trennmittel 108 befestigt sind. Die erste Gehäusekammer 103 bildet dabei die Messkammer 168.
Im Unterschied zu dem in 4D dargestellten Ausführungsbeispiel ist das erste Federelement 115 innerhalb der ersten Gehäusekammer 103 und den ersten Balg 105 koaxial umlaufend angeordnet.
Die 5A und 5B zeigen in zwei detaillierten Schnittdarstellungen mögliche Ausgestaltungen von Federelementaufnahmen 153, 253 am Trennmittel 108, 208 und am zweiten Innenwandabschnitt 118, 218 zur Aufnahme des ersten Federelements 115, 215 und des zweiten Federelements 131, 231. Die Federelementaufnahmen 153, 253 sind dabei jeweils als umlaufende Nut und zumindest zur abschnittsweisen Aufnahme einer letzten Windung des jeweiligen Federelements 115, 215, 131, 231 ausgebildet.
Die 6A und 6B zeigen Schnittdarstellungen verschiedener Ausgestaltungen von Gasdichtemessern 100 mit einem Gehäuse 102, einer ersten Gehäusekammer 103, einer Kupplung 104, einem ersten Balg 105, einem Trennmittel 108, einem Übertragungselement 109, einer Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit 110, einer zweiten Gehäusekammer 119, einer Zwischenwand 120 und einer Verbindungsöffnung 121.
Dabei ist die Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit 110 in der zweiten Gehäusekammer 119 angeordnet, wobei das Übertragungselement 109 durch die Verbindungsöffnung 121 der Zwischenwand 120 zur Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit 110 geführt ist.
In dem in 6A dargestellten Ausführungsbeispiel ist zusätzlich ein Dichtelement 124 in der Verbindungsöffnung 121 angeordnet. Eine Querschnittsfläche 122 des Übertragungselements 109 ist dabei kleiner ausgebildet als eine Querschnittsfläche 123 des ersten Balges 105.
Wenn dagegen die Querschnittsflächen 122, 123 gleich groß wären, hätte das Gas in der Messkammer 168 keine effektive Fläche am Trennmittel 108, gegen die es eine Druckkraft ausüben könnte. Ist die Querschnittsfläche 122 jedoch kleiner, gibt es eine solche Fläche und in der Referenzkammer 111 liegt ein niedrigerer Druck als in der Messkammer 105 im Kräftegleichgewicht vor.
Wird das Übertragungselement 109 mit dem Dichtelement 124 abgedichtet aus der Messkammer 168 herausgeführt, hat dies zur Folge, dass das Isoliergas aus dem Gasraum 1 in der Messkammer 168 nicht mehr gegen die komplette Oberfläche des Trennmittels 108 drücken kann. Die resultierende Druckkraft ist also kleiner, als wenn die gegen die ganze Fläche gedrückt werden könnte. Das Referenzgas 112 innerhalb der Referenzkammer 111 kann jedoch gegen die volle Oberfläche des Trennmittels 108 drücken, zumindest innerhalb des Durchmessers des Balges 105. Das bedeutet, dass sich im Kräftegleichgewicht in der Referenzkammer 111 ein kleinerer Druck als in der Messkammer 168 einstellt.
Dies hat den entscheidenden Vorteil, dass es im Fehlerfall einer Leckage zwischen Messkammer 168 und Referenzkammer 111 und dem daraus folgenden allmählichen Druckausgleich zwischen den Kammern zu einem Druckanstieg in der Referenzkammer 111 kommt. Dieser führt dann jedoch zu einer Translation des Trennmittels 108, die einem Druckabfall in der Messkammer 168 ohne Fehler gleich kommt.
In Kombination mit der Messbereichserweiterung zu niedrigen Drücken mit einem Federelement 115, 131 ergibt sich zwangsläufig, dass ab einem bestimmten Punkt der Druck des Isoliergases unterhalb des Drucks in der Referenzkammer 111 fällt. Die Gasmenge in der Referenzkammer 111, das Verhältnis der freien Flächen gegen die das Isoliergas und das Referenzgas 112 drücken sowie die Federstärke des Federelements 115, 131 können dann jedoch vorteilhaft so abgestimmt sein, dass der Druck in der Referenzkammer 111 zumindest dann niedriger als der Druck in der Messkammer 168 ist, wenn der Messkammerdruck einem normalen Betriebsdruck der Anlage entspricht.
In dem in 6B dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein zweiter Balg 125 vorgesehen, wobei eine Querschnittsfläche 126 des zweiten Balges 125 kleiner als die Querschnittsfläche 123 des ersten Balges 105 ist. Der zweite Balg 125 steht dabei mit einem ersten Endabschnitt 180A mit dem Trennmittel 108 und mit einem zweiten Endabschnitt 180B mit der Zwischenwand 120 in Verbindung und dichtet die zweite Gehäusekammer 119 gegen die erste Gehäusekammer 103 ab.
7 zeigt eine Schnittdarstellung eines Ausschnitts eines Gasdichtemessers 100, 200, welcher gemäß einem in den 2 bis 6 dargestellten Gasdichtemesser 100, 200 ausgebildet ist.
Zusätzlich umfasst die Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit 110 ein Werk 130 und eine Anzeigeeinrichtung 128 mit einem Zeigerelement 129. Mit Pfeilen ist angedeutet, dass eine Ausdehnung oder Stauchung des ersten Balges 105 zu einer Veränderung der Anzeige führt, wodurch im fehlerfreien Betrieb eine Änderung des Drucks im Gasraum 1 darstellbar ist.
Auch in einem Fehlerfall, bei dem eine Leckage zwischen der Messkammer 168, 268 und der Referenzkammer 111, 211 zu einer Bewegung des Trennmittels 108, 208 wie bei einem Druckabfall im Gasraum 1 führt, wird dies entsprechend angezeigt. Dadurch kann ein Fehlerfall erkannt werden. Durch Vergleich mit anderen Messstellen kann dann erkannt werden, dass tatsächlich kein Druckabfall im Gasraum 1 vorliegt und ein Fehler am Gasdichtemesser 100, 200 selbst identifiziert werden..
In 8A ist eine Schnittdarstellung eines möglichen Ausführungsbeispiels eines Gasdichtemessers 100 dargestellt. 8B zeigt eine Seitenansicht des Gasdichtemessers gemäß 8A.
Im Unterschied zu dem in 6B dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst das Gehäuse 102 zwei Gehäuseteile 134, 135, wobei die erste Gehäusekammer 103 in einem ersten Gehäuseteil 134 und die zweite Gehäusekammer 119 in einem zweiten Gehäuseteil 135 ausgebildet ist. Die Zwischenwand 120 ist als Doppelwand ausgebildet und umfasst jeweils eine obere Wandung des ersten Gehäuseteils 134 und eine untere Wandung des zweiten Gehäuseteils 135, wobei die Verbindungsöffnung 121 durch beide Wandungen verläuft. Im Übrigen ist der Gasdichtemesser 100 gemäß der Beschreibung zu 6B ausgebildet.
Der erste Gehäuseteil 134 weist dabei einen geringeren Durchmesser als das zweiten Gehäuseteil 135 auf, wobei Symmetrieachsen A, B der beiden Gehäuseteile 134, 135 deckungsgleich sind.
Die 9A und 9B zeigen perspektivische Ansichten unterschiedlicher Ausführungsbeispiele eines Gasdichtemessers 100 mit zwei zylinderförmigen Gehäuseteilen 134, 135.
Dabei sind Rotationsachsen der Gehäuseteile 134, 135 in dem in 9A dargestellten Ausführungsbeispiel deckungsgleich, dagegen in dem in 9B dargestellten Ausführungsbeispiel abgewinkelt zueinander.
10 zeigt eine Schnittdarstellung eines möglichen Ausführungsbeispiels eines Gasdichtemessers 100, 200 mit einem Gehäuse 102, 202, einer Kupplung 104, 204, einer Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit 110, 210, einem Werk 130, 230, einer Anzeigeeinrichtung 128, 228 mit einem Zeigerelement 129, 229 und einer Zeigererfassungseinrichtung 139, 239.
Die Zeigererfassungseinrichtung 139, 239 ermittelt eine Stellung des Zeigerelements 129, 229, welches schematisch als magnetisches Element 169, 269 gezeigt ist, mittels nicht näher dargestellten Magnetfeldsensoren 156, 256, beispielsweise Hall-Elementen.
Die Zeigererfassungseinrichtung 139, 239 ist mit einer Signalkontakteinrichtung 140, 240 verbunden, die mit einem externen Stecker 152, 252 kontaktiert werden kann. Der Stecker 152, 252 ist beispielsweise Bestandteil einer nicht näher dargestellten externen Überwachungs- und/oder Anzeigeeinheit, mittels welcher eine der Zeigerstellung entsprechende und somit eine aktuelle Gasdichte beschreibende Information ausgegeben wird und/oder entsprechende Maßnahmen, beispielsweise eine Weiterleitung einer Information an eine Zentrale oder Wartungs- und/oder Bedienpersonal, ausgeführt werden.
Alternativ oder zusätzlich ist die Zeigererfassungseinrichtung 139, 239 mit einer Funkeinrichtung 141, 241 verbunden, welche ein Funksignal 142, 242 abgibt, welches die Stellung des Zeigerelements 129, 229 umfasst.
Der sonstige Aufbau und die sonstige Funktion des Gasdichtemessers 100, 200 entsprechen einem der in den vorherigen Figuren dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiel.
11 zeigt einen Schaltplan einer Kupplung 104, 204 eines Gasdichtemessers 100, 200 mit einem Prozessanschluss 143, einem Messanschluss 144, einer Absperreinrichtung 145, einem Zugangsanschluss 146 und einem Leitungssystem 147.
Die Kupplung 104, 204 kann dazu genutzt werden, den Gasdichtemesser 100, 200 zu prüfen. Dazu wird zunächst die Absperreinrichtung 145 geschlossen, so dass der Gasdichtemesser 100, 200 nicht mehr mit dem Gasraum 1 in Verbindung steht.
Danach wird an dem Zugangsanschluss 146 ein nicht näher dargestelltes Prüfgerät angeschlossen, welches den Gasdichtemesser 100, 200 mit einem Prüfdruck beaufschlagt.
Ist die Prüfung beendet, wird das Prüfgerät wieder vom Zugangsanschluss 146 getrennt und die Absperreinrichtung 145 geöffnet. Der Gasdichtemesser 100, 200 erfüllt wieder seine Messfunktion.
Die 12A bis 12D zeigen Schnittdarstellungen verschiedener Ausgestaltungen eines Gasdichtemessers 200 mit zwei Federelementen 215, 231 und einem als Messbalg ausgebildeten zweiten Balg 225.
In allen Ausführungsbeispielen umfasst der Gasdichtemesser 200 ein Gehäuse 202, eine erste Gehäusekammer 203, eine Kupplung 204, einen ersten Balg 205, den als Messbalg ausgebildeten zweiten Balg 225, ein Trennmittel 208, ein Übertragungselement 209, eine Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit 210 und ein erstes Federelement 215, wobei das erste Federelement 215 in den unterschiedlichen Ausführungsbeispielen in verschiedenen Positionen angeordnet ist. Weiterhin ist ein zweites Federelement 231 vorgesehen, welches ebenfalls in den unterschiedlichen Ausführungsbeispielen in verschiedenen Positionen angeordnet ist.
12A zeigt ein Ausführungsbeispiel, in welchem das erste Federelement 215 innerhalb des zweiten Balges 225 koaxial zu diesem angeordnet ist. Das zweite Federelement 231 ist innerhalb des ersten Balges 205 koaxial zu diesem angeordnet.
12B zeigt ein Ausführungsbeispiel, in welchem das erste Federelement 215 außerhalb des zweiten Balges 225, diesen koaxial umgebend angeordnet ist. Das zweite Federelement 231 ist außerhalb des ersten Balges 205, diesen koaxial umgebend angeordnet.
12C zeigt ein Ausführungsbeispiel, in welchem das erste Federelement 215 innerhalb des zweiten Balges 225 koaxial zu diesem angeordnet ist. Das zweite Federelement 231 ist außerhalb des ersten Balges 205, diesen koaxial umgebend angeordnet.
12D zeigt ein Ausführungsbeispiel, in welchem das erste Federelement 215 außerhalb des zweiten Balges 225, diesen koaxial umgebend angeordnet ist. Das zweite Federelement 231 ist innerhalb des ersten Balges 205 koaxial zu diesem angeordnet.
Die 13A und 13B zeigen Schnittdarstellungen eines Gasdichtemessers 100 bei Beaufschlagung mit verschiedenen Drücken.
Der Gasdichtemesser 100 umfasst ein Gehäuse 102, eine erste Gehäusekammer 103, eine Kupplung 104, einen ersten Balg 105, ein Trennmittel 108, ein Übertragungselement 109, eine Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit 110, eine zweiten Gehäusekammer 119, eine Zwischenwand 120 und eine Verbindungsöffnung 121.
Dabei ist die Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit 110 in der zweiten Gehäusekammer 119 angeordnet, wobei das Übertragungselement 109 durch die Verbindungsöffnung 121 der Zwischenwand 120 zur Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit 110 geführt ist.
Weiterhin ist ein zweiter Balg 125 vorgesehen, welcher mit einem ersten Endabschnitt 180A mit dem Trennmittel 108 und mit einem zweiten Endabschnitt 180B mit der Zwischenwand 120 in Verbindung steht und die zweite Gehäusekammer 119 gegen die erste Gehäusekammer 103 abdichtet.
Die Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit 110 umfasst ein Schaltelement 113, ein Trägerelement 148 und ein Betätigungselement 149 mit einer Tasteinheit 150.
In 13A liegt ein erster, niedrigerer Druck innerhalb der Messkammer 168 an und die Tasteinheit 150 und das Schaltelement 113 stehen nicht in Kontakt. Steigt der Druck innerhalb der Messkammer 168, bewegt sich das Trennmittel 108 mit Übertragungselement 109 und der damit mittelbar gekoppelten Tasteinheit 150 nach unten, wobei bei Überschreitung eines vorgegebenen Druckwerts innerhalb der Messkammer 168 das Schaltelement 113 gemäß 13B von der Tasteinheit 150 betätigt wird. Der vorgegebene Druckwert wird beispielsweise durch Einstellung einer relativen Lage der Tasteinheit 150 zu dem Trennmittel 108 definiert.
14 zeigt eine Schnittdarstellung eines möglichen Ausführungsbeispiels eines Gasdichtemessers 100 mit zwei Überwachungssensoren 162 und zwei Überwachungsanzeigen 163.
Einer der Überwachungssensoren 162 ist über eine Leitung 161 mit der Referenzkammer 111 verbunden, um einen Druck des innerhalb der Referenzkammer 111 vorhandenen Referenzgases 112 zu erfassen. Zur Ausgabe und/oder Weiterleitung der erfassten Werte ist der Überwachungssensor 162 mit der Steckerbaugruppe 151 gekoppelt. Weiterhin ist eine der Überwachungsanzeigen 163 mit der Referenzkammer 111 verbunden, um den Druck des innerhalb der Referenzkammer 111 vorhandenen Referenzgases 112 zu erfassen und anzuzeigen.
Der weitere Überwachungssensor 162 ist innerhalb der zweiten Gehäusekammer 119 angeordnet, um einen Druck innerhalb derselben zu erfassen. Zur Ausgabe und/oder Weiterleitung der erfassten Werte ist der Überwachungssensor 162 mit der Steckerbaugruppe 151 gekoppelt. Weiterhin ist die weitere Überwachungsanzeige 163 mit der zweiten Gehäusekammer 119 verbunden, um den Druck innerhalb derselben zu erfassen und anzuzeigen.
Mittels einer solchen Ausführung ist es möglich, verschiedene Fehlerzustände zu erkennen. Weiterhin ermöglichen die Überwachungssensoren 162 eine Druck- oder Dichtemessung redundant zur Messung mit dem eigentlichen Gasdichtemesser 100, also dem mechanischen Balgesystem, und eine Bereitstellung der erfassten Messwerte in elektronischer Form. Somit kann eine Betriebssicherheit des Gasdichtemessers 100 signifikant verbessert werden.
In 15 ist eine Schnittdarstellung eines Ausschnitts eines Gasdichtemessers 100, 200 dargestellt, welcher in einer unteren Gehäusewandung eine Füllöffnung 171, 271 aufweist. Durch diese Füllöffnung 171, 271 kann der Balg 105, 205, d. h. die Referenzkammer 111, 211, mit einer vorbestimmten Menge an Referenzgas 112, 212 befüllt werden. Nach dieser Befüllung wird die Füllöffnung 171, 271 durch ein Verschlussmittel 172, 272 verschlossen.
Die 16A und 16B zeigen Ansichten eines möglichen Ausführungsbeispiels eines Trennmittels 108 von zwei Seiten und verschiedene markierte Flächen.
16A zeigt das Trennmittel 108 gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ohne Messbalg von einer ersten Seite. Schraffiert ist die effektive Fläche gezeigt, gegen die das Gas in der Messkammer 168 eine Druckkraft ausüben kann.
Nach außen ist diese Fläche durch den gestrichelt eingezeichneten Durchmesser des Balges 105, d. h. der Referenzkammer 111, begrenzt. Außerhalb der Referenzkammer 111 heben sich die durch das Gas in der Messkammer 168 hervorgerufenen Druckkräfte gegen die Ober- und Unterseite des Trennmittels 108 auf.
Nach innen ist die Fläche durch den Durchmesser des zweiten Balges 125, d. h. des Trennbalges, begrenzt, da das Gas in der Messkammer 168 nicht in den Trennbalg 125 eindringen kann und daher auf den vom Trennbalg 125 umschlossenen Oberflächenabschnitt des Trennmittels 108 ebenfalls keine Druckkraft ausüben kann.
16B zeigt die andere Seite des Trennmittels 108. Schraffiert ist die Fläche gezeigt, gegen die das Referenzgas 112 in der Referenzkammer 111 eine Druckkraft ausüben kann. Diese ist nur nach außen durch den Durchmesser des Balges 105 begrenzt, da das Referenzgas 111 innerhalb des Referenzbalges eingeschlossen ist.
Durch Vergleich von der 16A und 16B wird ersichtlich, dass das Referenzgas 112 und das Gas in der Messkammer 168 jeweils gegen unterschiedlich große Oberflächen des Trennmittels 108 eine Druckkraft ausüben. Dabei ist eine effektive Druckfläche des Gases in der Messkammer 168 immer kleiner. Somit reicht in der Referenzkammer 111 ein niedrigerer Druck des Referenzgases 112 als des Gases in der Messkammer 168 aus, um ein Kräftegleichgewicht zwischen den entgegenwirkenden Druckkräften zu erreichen.
In den 17A bis 17C sind Schnittdarstellungen verschiedener Ausgestaltungen einer Balgwand eines Balges 105, 125, 205, 225 dargestellt.
Dabei kann die Balgwand als einzelne Balgwand (17A) oder als Doppelbalgwand (17B) ausgebildet sein.
In einer möglichen Ausgestaltung ist ein Zwischenraum zwischen den einzelnen Wänden der Doppelbalgwand evakuiert.
Die Erfindung ist nicht auf die vorhergehenden ausführlichen Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie kann in dem Umfang der nachfolgenden Ansprüche modifiziert werden.
Ebenfalls können einzelne Aspekte aus den Unteransprüchen miteinander kombiniert werden.
Merkmale der Ansprüche, die mit „insbesondere“, „bevorzugt“ oder „besonders bevorzugt“ eingeleitet werden, sind als optionale Merkmale zu verstehen.
Bezugszeichenliste

1: Gasraum
100, 200: Gasdichtemesser
102, 202: Gehäuse
103, 203: Erste Gehäusekammer
104, 204: Kupplung
105, 205: Erster Balg, Referenzbalg
106A, 106B: Endabschnitt des ersten Balges
107, 207: Erster Innenwandabschnitt, Innenwandabschnitt
108, 208: Trennmittel
109, 209: Übertragungselement
110, 210: Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit
111, 211: Referenzkammer
112, 212: Referenzgas
113, 213: Schaltelement
114, 214: Kontakteinrichtung
115, 215: Erstes Federelement
116: Längsachse des ersten Balges
117: Endabschnitt eines Federelements
118, 218: Zweiter Innenwandabschnitt
119, 219: Zweite Gehäusekammer
120, 220: Zwischenwand
121, 221: Verbindungsöffnung
122: Querschnittsfläche d. Übertragungselements
123: Querschnittsfläche des ersten Balges
124: Dichtelement
125: Zweiter Balg, Trennbalg
225: Zweiter Balg, Messbalg
126: Querschnittsfläche des zweiten Balges
127: Erster Zwischenwandabschnitt
128, 228: Anzeigeeinrichtung
129, 229: Zeigerelement
130, 230: Werk
131, 231: Zweites Federelement
134, 234: Erster Gehäuseteil
135, 235: Zweiter Gehäuseteil
139, 239: Zeigererfassungseinrichtung
140, 240: Signalkontakteinrichtung
141, 241: Funkeinrichtung
142, 242: Funksignal
143: Prozessanschluss
144: Messanschluss
145: Absperreinrichtung
146: Zugangsanschluss
147: Leitungssystem
148, 248: Trägerelement
149, 249: Betätigungselement
150, 250: Tasteinheit
151, 251: Steckerbaugruppe
152, 252: Stecker
153, 253: Federelementaufnahme
154: Elektrischer Leistungsschalter
155: Gehäusekupplungsteil
156, 256: Magnetfeldsensor
160: Zugangsöffnung
161: Leitung
162: Überwachungssensor
163: Überwachungsanzeige
164: Durchkontaktierung
165: Gehäuseerweiterungsteil
166: Überwachungskontakteinrichtung
168, 268: Messkammer
169, 269: Magnetelement
170, 270: Sichtscheibe
171, 271: Füllöffnung
172, 272: Verschlussmittel
180A, 180B: Endabschnitt des Trennbalges
206A, 206B: Endabschnitt des Referenzbalges
257A, 257B: Endabschnitt des zweiten Balges
258: Vierter Innenwandabschnitt
259: Fünfter Innenwandabschnitt
267: Aufhängepunkt
A: Symmetrieachse des ersten Gehäuseteils
B: Symmetrieachse des zweiten Gehäuseteils
F1: Querschnittsfläche
B: Querschnittsfläche
pi: Beaufschlagter Druck
Ps: Grenzdruck

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2796852 B1 [0008]
CN 207116321 U [0009]
CN 107968018 A [0010]

Claims

Gasdichtemesser (100, 200) zur Überwachung eines Drucks oder einer Dichte eines Gases in einem Gasraum (1) mit einem Gehäuse (102, 202) mit einer ersten Gehäusekammer (103, 203) und einer Messkammer (168, 268), einer ersten Kupplung (104, 204), über die die Messkammer (168, 268) an den Gasraum (1) anschließbar ist, zumindest einem Referenzbalg (105, 205), welcher insbesondere mit einem Übertragungselement (109, 209) mittelbar oder unmittelbar verbunden ist, und zumindest einer Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit (110, 210), die mit dem Übertragungselement (109, 209) mittelbar oder unmittelbar in Wirkverbindung steht oder bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Messkammer (168, 268) über die erste Kupplung (104, 204) mit dem Gasraum (1) in gasdurchlässiger Verbindung steht und der Referenzbalg (105, 205) eine Referenzkammer (111, 211) bildet, die mit einer konstanten Menge eines Referenzgases gefüllt ist, und ein die Referenzkammer (111, 211) abdeckender Flächenabschnitt zumindest abschnittsweise innerhalb der ersten Gehäusekammer (103, 203) oder Messkammer (168, 268) als Messfläche für das Gas aus dem Gasraum bereitgestellt oder erreichbar ist.
Gasdichtemesser (100, 200) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der den Referenzbalg (105, 205) abdeckende Flächenabschnitt eine wirksame Messfläche hat, die um 2 % bis 80 %, insbesondere um 5 % bis 50 %, insbesondere um 10% bis 45 %, insbesondere um 15 % bis 30 % kleiner ist als eine Querschnittsfläche des Referenzbalges (105, 205) oder des den Referenzbalg (105, 205) abdeckenden Flächenabschnitts.
Gasdichtemesser (100, 200) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzbalg (105, 205) einen Durchmesser von 20 mm bis 70 mm oder von 30 mm bis 63 mm oder von 35 mm bis 55 mm hat.
Gasdichtemesser (100, 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzbalg (105, 205) eine wirksame Messfläche oder Querschnittsfläche senkrecht zur Achse des Übertragungselements (109, 209) hat, wobei die Querschnittsfläche eine Fläche von 3 cm² bis 40 cm² oder von 7 cm² bis 30 cm² oder von 10 cm² bis 25 cm² hat.
Gasdichtemesser (100, 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druck des Referenzgases im Referenzbalg (105, 205) in einem normalen Betriebszustand des Gasraums (1) um 0,05 bar bis 2,5 bar oder um 0,5 bar bis 1,0 bar oder um 0,2 bar bis 0,5 bar niedriger ist als der angeschlossene Druck des Gasraums (1).
Gasdichtemesser (100, 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzbalg (105, 205) komplett vom Gehäuse (102, 202) oder der Gehäusekammer (103, 203) gasdicht umschlossen ist.
Gasdichtemesser (100, 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit (110, 210) zumindest ein Schaltelement (113, 213) umfasst und das zumindest eine Schaltelement (113, 213) mittels des Übertragungselements (109, 209) mittelbar oder unmittelbar betätigt ist, wenn ein Druckausgleich zwischen Messkammer (168, 268) und Referenzkammer (111, 211) stattfindet.
Gasdichtemesser (100, 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest ein erstes Federelement (115, 215), welches eine Federkraft auf den Referenzbalg (105, 205) ausübt, die einer Streckung des Referenzbalges (105, 205) entgegenwirkt, und / oder zumindest ein zweites Federelement (131, 231), welches eine Federkraft auf den Referenzbalg (105, 205) ausübt, die einer Stauchung des Referenzbalges (105, 205) entgegenwirkt.
Gasdichtemesser (100) zur Überwachung eines Drucks oder einer Dichte eines Gases in einem Gasraum (1) mit einem Gehäuse (102), wobei das Gehäuse (102) zumindest eine erste Gehäusekammer (103) umfasst, wobei die erste Gehäusekammer (103) eine Messkammer (168) umfasst, zumindest einer ersten Kupplung (104), über die der Gasdichtemesser (100) an den Gasraum (1) anschließbar ist, zumindest einem Referenzbalg (105), wobei der Referenzbalg (105) an einem ersten Endabschnitte (106A) mit einem ersten Innenwandabschnitt der ersten Gehäusekammer (103) oder der Messkammer (168) mittelbar oder unmittelbar verbunden ist, zumindest einem Trennmittel (108), wobei das Trennmittel (108) mit einem zweiten Endabschnitt (106B) des Referenzbalges (105) mittelbar oder unmittelbar verbunden ist oder durch diesen Endabschnitt (106B) gebildet ist, zumindest einem Übertragungselement (109), das mit dem Trennmittel (108) mittelbar oder unmittelbar verbunden ist, zumindest einer Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit (110), die mit dem Übertragungselement (109) mittelbar oder unmittelbar in Wirkverbindung steht oder bringbar ist, wobei die Messkammer (168) über die erste Kupplung (104) mit dem Gasraum (1) in gasdurchlässiger Verbindung steht und der Referenzbalg (105) eine Referenzkammer (111) bildet, die mit einer konstanten Menge eines Referenzgases (112) gefüllt ist, und die Referenzkammer (111) zumindest abschnittsweise innerhalb der ersten Gehäusekammer (103) angeordnet ist und von der Messkammer (168) gasundurchlässig abgetrennt ist.
Gasdichtemesser (200) zur Überwachung des Drucks oder der Dichte eines Gases in einem Gasraum (1) mit einem Gehäuse (202), wobei das Gehäuse (202) zumindest eine erste Gehäusekammer (203) umfasst, zumindest einer ersten Kupplung (204), über die der Gasdichtemesser (200) an den Gasraum (1) anschließbar ist, einem Referenzbalg (205), wobei der Referenzbalg (205) an einem ersten Endabschnitt (206A) mit einem ersten Innenwandabschnitt (207) der ersten Gehäusekammer (203) mittelbar oder unmittelbar verbunden ist, einem Messbalg (225), wobei der Messbalg (225) an einem ersten Endabschnitt (257A) mit einem zweiten Innenwandabschnitt (218) der ersten Gehäusekammer (203) mittelbar oder unmittelbar verbunden ist, zumindest einem Trennmittel (208), wobei das Trennmittel (208) mit einem zweiten Endabschnitt (206B) des Referenzbalges (205) sowie mit einem zweiten Endabschnitt (257B) des Messbalges (225) mittelbar oder unmittelbar verbunden ist oder durch den zweiten Endabschnitt (206B) des Referenzbalges (205) oder durch den zweiten Endabschnitt (257B) des Messbalges (225) gebildet ist, ein Übertragungselement (209), das mit dem Trennmittel (208) mittelbar oder unmittelbar verbunden ist und zumindest eine Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit (210), die mit dem Übertragungselement (209) mittelbar oder unmittelbar in Wirkverbindung steht oder bringbar ist, wobei der Referenzbalg (205) eine Referenzkammer (211) bildet, die mit einer konstanten Menge eines Referenzgases (212) gefüllt ist und der Messbalg (225) eine Messkammer (268) bildet, welche über die Kupplung (204) mit dem Gasraum (1) in gasdurchlässiger Verbindung steht und die Messkammer (268) und die Referenzkammer (211) gasundurchlässig voneinander abgetrennt sind.
Gasdichtemesser (100, 200) nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit (110, 210) zumindest ein Schaltelement (113, 213) umfasst und das zumindest eine Schaltelement (113, 213) mittels des Übertragungselements (109, 209) mittelbar oder unmittelbar betätigbar ist und die Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit (110, 210) entweder zu jedem Schaltelement (113, 213) zumindest eine dem Schaltelement (113, 213) zugeordnete elektrische Kontakteinrichtung (114, 214) umfasst, wobei die zumindest eine elektrische Kontakteinrichtung (114, 214) mit dem Schaltelement (113, 213) in elektrischer Verbindung steht und von außerhalb des Gehäuses (102, 202) zugänglich ist, oder zumindest eine mit zumindest einem Schaltelement (113, 213) verbundene Funkeinrichtung (141, 241) umfasst, die den Schaltzustand der Schaltelemente (113, 213) erfasst und als Funksignal (142, 242) aussendet.
Gasdichtemesser (100, 200) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei zumindest ein erstes Federelement (115, 215) zur mittelbaren oder unmittelbaren Ausübung einer Kraft auf das Trennmittel (108, 208) vorgesehen ist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass das erste Federelement (115, 215) innerhalb der ersten Gehäusekammer (103, 203) und/oder innerhalb der Referenzkammer (111, 211) oder innerhalb der Messkammer (168, 268) und/oder zumindest im Wesentlichen parallel zur Längsachse (116) des Referenzbalges (105, 205) angeordnet ist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass ein erster Endabschnitt (117) des ersten Federelements (115, 215) mit dem Trennmittel (108, 208) mittelbar oder unmittelbar in mechanischem Kontakt steht und/oder ein zweiter Endabschnitt (117) des ersten Federelements (115, 215) mit einem dritten Innenwandabschnitt der ersten Gehäusekammer (103, 203) mittelbar oder unmittelbar in mechanischem Kontakt steht.
Gasdichtemesser (100, 200) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei das Gehäuse (102, 202) zumindest eine zweite Gehäusekammer (119, 219) umfasst, in einer Zwischenwand (120, 220) zwischen den zumindest zwei Gehäusekammern (103, 119, 203, 219) eine Verbindungsöffnung (121, 221) besteht und das Übertragungselement (109, 209) von der ersten Gehäusekammer (103, 203) durch die Verbindungsöffnung (121, 221) in die zweite Gehäusekammer (119, 219) hineinragt, wobei die Gehäusekammern (103, 119, 203, 219) insbesondere gegeneinander abgedichtet sind und wobei das Übertragungselement (109, 209) eine Querschnittsfläche (122) aufweist, die kleiner als eine Querschnittsfläche (123) des Referenzbalges (105, 205) ist.
Gasdichtemesser (100, 200) nach Anspruch 13, wobei zur Abdichtung die erste und die zweite Gehäusekammer (119, 219) gegeneinander ein Dichtelement (124) vorgesehen ist, das zwischen der Verbindungsöffnung (121, 221) und dem durch die Verbindungsöffnung (121, 221) ragenden Übertragungselement (109, 209) dichtend angeordnet ist, oder ein Trennbalg (125) vorgesehen ist, welcher derart mit dem Trennmittel (108, 208) und einem Zwischenwandabschnitt mittelbar oder unmittelbar verbunden ist, dass der Trennbalg (125) das Übertragungselement (109, 209) zumindest abschnittsweise umschließt, wobei die Verbindungsöffnung (121, 221) innerhalb dieses Zwischenwandabschnitts liegt und wobei der Trennbalg (125) einen kleineren Durchmesser als der Referenzbalg (105, 205) besitzt.
Gasdichtemesser (100, 200) nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei die konstante Menge des Referenzgases (112, 212) in der Referenzkammer (111, 211) so bemessen ist, dass sich bei Beaufschlagung der Messkammer (168, 268) mit einem ersten Druck, der in einem normalen Betriebszustand des Gasraums (1) vorliegt, im Gleichgewicht aller wirkenden Druckkräfte, mechanischer Spannungen und/oder Federkräfte ein zweiter Druck in der Referenzkammer (111, 211) einstellt, der niedriger als der erste Druck ist, insbesondere mindestens 0,1 bar oder 0,2 bar niedriger als der erste Druck ist.
Gasdichtemesser (100, 200) nach einem der Ansprüche 9 bis 15, wobei die Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit (110, 210) eine Anzeigeeinrichtung (128, 228) mit einem Zeigerelement (129, 229) und ein Werk (130, 230) umfasst, wobei das Übertragungselement (109, 209) mittelbar oder unmittelbar mit dem Werk (130, 230) in Wirkverbindung steht und eine Bewegung des Übertragungselements (109, 209) über das Werk (130, 230) mittelbar oder unmittelbar zu einer Bewegung des Zeigerelements (129, 229) führt.
Gasdichtemesser (100, 200) nach einem der Ansprüche 11 bis 16, wobei das zumindest eine Schaltelement (113, 213) und das Übertragungselement (109, 209) derart angeordnet sind und derart mittelbar oder unmittelbar miteinander in Wirkverbindung stehen oder bringbar sind, dass das Schaltelement (113, 213) - bei Beaufschlagung des Gasdichtemessers (100, 200) mit einem Druck, der gleich oder größer als ein Grenzdruck ist, mittels des Übertragungselements (109, 209) mittelbar oder unmittelbar betätigt ist, und - bei Abfall des beaufschlagten Drucks unterhalb des Grenzdrucks die mittelbare oder unmittelbare Betätigung mittels des Übertragungselements (109, 209) unterbrochen ist.
Gasdichtemesser (100, 200) nach einem der Ansprüche 12 bis 17, wobei ein zweites Federelement (131, 231) vorgesehen ist, wobei das erste Federelement (115, 215) und das zweite Federelement (131, 231) mittelbar oder unmittelbar Federkräfte auf das Trennmittel (108, 208) ausüben und wobei insbesondere vorgesehen ist, dass das zweite Federelement (131, 231) innerhalb der ersten Gehäusekammer (103, 203) und/oder innerhalb der Referenzkammer (111, 211) oder innerhalb der Messkammer (168, 268) und/oder im Wesentlichen parallel zur Längsachse (116) des Referenzbalges (105, 205) angeordnet ist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass ein erster Endabschnitt des zweiten Federelements (131, 231) mit dem Trennmittel (108, 208) mittelbar oder unmittelbar in mechanischem Kontakt steht und/oder ein zweiter Endabschnitt des zweiten Federelements (131, 231) mit einem vierten Innenwandabschnitt der ersten Gehäusekammer (103, 203) mittelbar oder unmittelbar in mechanischem Kontakt steht.
Gasdichtemesser (100, 200) nach einem der Ansprüche 13 bis 18, wobei das Gehäuse (102, 202) ein mehrteiliges Gehäuse (102, 202) ist, zumindest die erste Gehäusekammer (103, 203) in einem ersten Gehäuseteil angeordnet ist und zumindest eine weitere Gehäusekammer (119, 219) in einem zweiten Gehäuseteil angeordnet ist, wobei der erste und zweite Gehäuseteil mittelbar oder unmittelbar miteinander verbunden sind und/oder die Gehäuseteile gegeneinander um zumindest eine Rotationsachse verdrehbar sind.
Gasdichtemesser (100, 200) nach Anspruch 19, wobei der erste Gehäuseteil und der zweite Gehäuseteil zumindest im Wesentlichen eine zylindrische Form aufweisen, wobei eine Symmetrieachse (A) des ersten Gehäuseteils zumindest im Wesentlichen parallel und/oder zumindest im Wesentlichen deckungsgleich zu einer Symmetrieachse (B) des zweiten Gehäuseteils verläuft, oder eine Symmetrieachse (A) des ersten Gehäuseteils zumindest im Wesentlichen in einer Ebene verläuft, die senkrecht zu einer Symmetrieachse (B) des zweiten Gehäuseteils steht und/oder eine Symmetrieachse (A) des ersten Gehäuseteils und eine Symmetrieachse (B) des zweiten Gehäuseteils sich zumindest im Wesentlichen in einem rechten Winkel schneiden.
Gasdichtemesser (100, 200) nach einem der Ansprüche 17 bis 20, wobei die konstante Menge des Referenzgases (112, 212) in der Referenzkammer (111, 211) so bemessen ist, dass sich bei Beaufschlagung der Messkammer (168, 268) mit einem ersten Druck, der in einem normalen Betriebszustand des Gasraums (1) vorliegt, im Gleichgewicht aller wirkenden Druckkräfte, mechanischer Spannungen und/oder Federkräfte ein zweiter Druck in der Referenzkammer (111, 211) einstellt, der niedriger als der Grenzdruck ist, insbesondere mindestens 0,1 bar oder 0,2 bar niedriger als der Grenzdruck ist, wobei der Grenzdruck niedriger als der erste Druck ist.
Gasdichtemesser (100, 200) nach einem der Ansprüche 16 bis 21, wobei die Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit (110, 210) eine Zeigererfassungseinrichtung (139, 239) umfasst, die dazu eingerichtet ist, die Position des Zeigerelements (129, 229) zu erfassen und in ein elektrisches Signal umzuwandeln und eine Signalkontakteinrichtung (140, 240) umfasst, die mit der Zeigererfassungseinrichtung (139, 239) in elektrischer Verbindung steht und von außerhalb des Gehäuses (102, 202) zugänglich ist, oder eine Funkeinrichtung (141, 241) umfasst, die mit der Zeigererfassungseinrichtung (139, 239) in elektrischer Verbindung steht und das elektrische Signal der Zeigererfassungseinrichtung (139, 239) als Funksignal (142, 242) aussendet.
Gasdichtemesser (100, 200) nach einem der Ansprüche 9 bis 22, wobei die Kupplung (104, 204) einen Prozessanschluss (143) zur Verbindung mit dem Gasraum (1), einen Messanschluss (144), der mit dem Gasdichtemesser (100, 200) verbunden ist, eine Absperreinrichtung (145), einen Zugangsanschluss (146) und ein Leitungssystem (147), welches den Zugangsanschluss (146), den Prozessanschluss (143) und den Messanschluss (144) sowie die Absperreinrichtung (145) miteinander gasdurchlässig verbindet, umfasst, wobei die Absperreinrichtung (145) derart im Leitungssystem (147) angeordnet ist, dass die Verbindung zwischen Prozessanschluss (143) und Messanschluss (144) sowie die Verbindung zwischen Prozessanschluss (143) und Zugangsanschluss (146) durch die Absperreinrichtung (145) absperrbar ist, wobei Messanschluss (144) und Zugangsanschluss (146) dauerhaft gasdurchlässig miteinander verbunden sind.
Gasdichtemesser (100, 200) nach einem der Ansprüche 13 bis 23, wobei in der ersten Gehäusekammer (103, 203) die Referenzkammer (111, 211), die Messkammer (168, 268), das Trennmittel (108, 208) und zumindest abschnittsweise das Übertragungselement (109, 209) angeordnet sind und in der zweiten Gehäusekammer (119, 219) die Übersetzungs- und/oder Überwachungseinheit (110, 210) angeordnet ist.
Gasdichtemesser (100, 200) nach einem der Ansprüche 18 bis 24, wobei in der ersten Gehäusekammer (103, 203) das erste Federelement (115, 215) und/oder das zweite Federelement (131, 231) angeordnet sind bzw. ist und in der zweiten Gehäusekammer (119, 219) das zumindest eine Schaltelement (113, 213) angeordnet ist.
Gasdichtemesser (100, 200) nach einem der Ansprüche 9 bis 25, wobei die Referenzkammer (111, 211) abschnittsweise durch einen ersten Oberflächenabschnitt des Trennmittels (108, 208) begrenzt ist, die Messkammer (168, 268) abschnittsweise durch einen zweiten Oberflächenabschnitt des Trennmittels (108, 208) begrenzt ist und der erste Oberflächenabschnitt größer ist als der zweite Oberflächenabschnitt, insbesondere um mindestens zwei Prozent oder mindestens 25 Prozent größer als der zweite Oberflächenabschnitt ist.
Gasdichtemesser (100, 200) nach einem der Ansprüche 12 bis 26, wobei das erste Federelement (115, 215) eine Schraubenfeder ist und zumindest eine Federstärke von mindestens 15 N/mm aufweist, einen Federdurchmesser von 5 mm bis 35 mm aufweist und/oder eine Drahtstärke von 1,5 mm bis 6 mm, insbesondere von 2 mm bis 5 mm, aufweist.
Gasdichtemesser (100, 200) nach einem der Ansprüche 18 bis 27, wobei das zweite Federelement (131, 231) eine Schraubenfeder ist und zumindest eine Federstärke von mindestens 15 N/mm aufweist, einen Federdurchmesser von 5 mm bis 35 mm aufweist und/oder eine Drahtstärke von 1,5 mm bis 6 mm, insbesondere von 2 mm bis 5 mm, aufweist.
Gasdichtemesser (100, 200) nach einem der Ansprüche 9 bis 28, wobei der Referenzbalg (105, 205) eine Federstärke von 15 N/mm bis 65 N/mm und/oder einen Innendurchmesser von mindestens 5 mm und/oder einen Außendurchmesser von 30 mm bis 63 mm und/oder eine Wandstärke von 0,1 mm bis 0,4 mm und/oder eine Außenkrempe mit einem Krümmungsradius von zwei bis vier mm und/oder eine Innenkrempe mit einem Krümmungsradius von 0,5 mm bis 1,5 mm aufweist und/oder wobei der Referenzbalg (105, 205) insbesondere als Doppelbalg ausgeführt ist, wobei ein Zwischenraum des Doppelbalges insbesondere evakuiert ist.
Gasdichtemesser (100, 200) nach einem der Ansprüche 10 bis 29, wobei der Messbalg (225) eine Federstärke von 15 N/mm bis 65 N/mm und/oder einen Innendurchmesser von mindestens 5 mm und/oder einen Außendurchmesser von 30 mm bis 63 mm und/oder eine Wandstärke von 0,1 mm bis 0,4 mm und/oder eine Außenkrempe mit einem Krümmungsradius von zwei bis vier mm und/oder eine Innenkrempe mit einem Krümmungsradius von 0,5 mm bis 1,5 mm aufweist und/oder wobei der Messbalg (225) insbesondere als Doppelbalg ausgeführt ist, wobei ein Zwischenraum des Doppelbalges insbesondere evakuiert ist.
Gasdichtemesser (100, 200) nach einem der Ansprüche 14 bis 30, wobei der Trennbalg (125) eine Federstärke von 1,5 N/mm bis 25 N/mm und/oder einen Innendurchmesser von mindestens 4 mm und/oder einen Außendurchmesser von 8 mm bis 18 mm und/oder eine Wandstärke von 0,1 mm bis 0,4 mm aufweist und/oder wobei der Trennbalg (125) insbesondere als Doppelbalg ausgeführt ist, wobei ein Zwischenraum des Doppelbalges insbesondere evakuiert ist.
Gasdichtemesser (100, 200) nach einem der Ansprüche 9 bis 31, wobei das Gehäuse (102, 202) eine Füllöffnung (171, 271) und ein Verschlussmittel (172, 272) umfasst, wobei durch die Füllöffnung ein gasdurchlässiger Zugang zur Referenzkammer (111, 211) besteht und die Füllöffnung durch das Verschlussmittel (172, 272) dichtend verschlossen ist, wobei das Verschlussmittel (172, 272) eine Schraube mit einer Dichtscheibe oder eine eingepresste Niete oder eine Kugel, insbesondere eine Kugel mit Feder, oder einen Passstift, insbesondere einen Passstift, der in der Füllöffnung dichtend eingeschweißt ist, umfasst.
Gasdichtemesser (100, 200) nach einem der Ansprüche 9 bis 32, wobei an der Referenzkammer (111, 211) und/oder der Messkammer (168, 268) zumindest eine Zugangsöffnung (160) vorgesehen ist, wobei an die Zugangsöffnung (160) zumindest eine Überwachungsanzeige (163) oder zumindest ein Überwachungssensor (162) angeschlossen ist und/oder über eine Leitung (161) mit der Verbindungsöffnung (121, 221) in gasdurchlässiger Verbindung steht, wobei die Überwachungsanzeige (163) oder der Überwachungssensor (162) den Druck in der Messkammer (168, 268) überwacht oder anzeigt.