DE2231491B2 - DruckmeBumformer - Google Patents

DruckmeBumformer

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DE2231491B2 DE19722231491 DE2231491A DE2231491B2 DE 2231491 B2 DE2231491 B2 DE 2231491B2 DE 19722231491 DE19722231491 DE 19722231491 DE 2231491 A DE2231491 A DE 2231491A DE 2231491 B2 DE2231491 B2 DE 2231491B2
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    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0041Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
    • G01L9/0051Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance
    • G01L9/0052Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance of piezoresistive elements
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/021Measuring pressure in heart or blood vessels
    • A61B5/0215Measuring pressure in heart or blood vessels by means inserted into the body
    • AHUMAN NECESSITIES
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    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/02Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/0261Strain gauges

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckmeßumformer mit einer eine öffnung eines starren Trägers überspannenden Membran, deren starres Mittelteil von einem flexiblen Teil allseits umgeben ist und mit dem Träger durch eine Anordnung von den flexiblen Teil überbrükkenden Kraftmeßfühlern verbunden ist, die derart paarweise übereinander angeordnet sind, daß bei Durchbiegung der Membran jeweils der eine Kraftmeßfühler auf Druck und der andere auf Zug beansprucht wird.
Druckmeßumformer dieser Art sollen insbesondere in miniaturisierter Ausführung zum Messen niedriger Drücke verwendbar sein, wobei es darauf ankommt, hohe Druckempfin llichkeit mit kleinen Abmessungen zu vereinigen. Bei einem bekannten Miniaturdruckmeßumformer (US-PS 33 93 566) sind Träger und Membran einstückig aus einem Materialblock gearbeitet, wcbei der den zapfenförmigen starren Mittelteil umgebene flexible Teil der Membran so dünn gearbeitet ist, daß er die gewünschte Nachgiebigkeit senkrecht zur Membrai'fläche aufweist, in radialer Richtung aber den starren Mittelteil abstützt. Die Kraftmeßfühler iibersoar.nen den Zwischenraum zwischen Membranmittelteil und Gehäuse an zwei diametral gegenüberliegenden Stellen. Es ist herstellungstechnisch sehr schwierig und kostspielig, vor allem bei miniaturisierter Ausführung, eine für den Meßzweck hinreichend flexible Membran einstückig aus einem Materialblock herauszuarbeiten. Zur Erzielung ausreichender Nachgiebigkeit muß dieser flexible Teil in Radialrichtung eine zum Gesamtdurchmesser der Membran relativ große Abmessung haben, so daß die für die eigentliche Kraftaufnahme zur Verfügung stehende Fläche des starren Mittelteils relativ klein ist Die Empfindlichkeit ist deshalb nicht optimal. Außerdem können sich, da die Membran in Radialrichtung unnachgiebig ist, verfälschende Signale bei unterschiedlicher thermischer Ausdehnung von Membran und Kraftmeßfühlern ergeben.
Ein für den bevorzugten Anwendungszweck der Erfindung, nämlich das intraarterielle Messen von Blutdruck, vorgesehener bekannter Druckmeßumformer (The Review of Scientific Instruments, 1960, Seite 987 bis 991) hat eine insgesamt flexible Membran, die in ihrer Mitte von den übereinander angeordneten Kraftmeßfühlern abgestützt ist, deren anderes Ende relativ weit von der Membran entfernt am Gehäuse eingespannt ist. Da im wesentlichen nur der auf die Endfläche des Biegeelementes wirkende Druck als Verformungskraft über einen relativ großen Biegeabstand aufpenommen wird, ist das sich ergebende Meüsignai nicht optimal groß. Jedoch ist es hiernach bereits bekannt, aus den beiden übereinander angeordneten und miteinander verbundenen Kraftmeßfühlern ein Biegeelement zu bilden, welches die Membran abstützt.
Weitere, teilweise ähnliche Druckmeßumformer für die Blutdruckmessung in Blutgefäßen sind aus US-PS 34 90 441,30 88 323 und 35 53 625 bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckmeßumformer der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß er eine höhere Empfindlichkeit aufweist und in relativ einfacher und kostensparender Weise in miniaturisierter Ausführung hergestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der starre Mittelteil der Membran als eine zum Rand der Trägeröffnung allseits einen durchgehenden schmalen Spalt freilassende Platte und der flexible Teil als ein den Spalt abdichtendes elastomeres Dichtungsmaterial ausgebildet ist, und daß die übereinander angeordneten Kraftmeßfühler unmittelbar miteinander verbunden sind und ein balkenartiges Biegeelement bilden.
Die allseitig von dem elastomeren Dichtungsmaterial umgebene, relativ großflächige, nahezu frei bewegliche Platte der Membran wird durch die Druckeinwirkung verkippt und die gesamte hierbei auftretende Abwinklung wird aufgrund der den Spalt überbrückenden Anordnung des Biegeelementes in diesem konzentriert, so daß man in den Kraftmeßfühlern eine starke Deformation und damit ein großes Signal erhält. Das Einsetzen der Membranplatte in die Trägeröffnung und ihre Abdichtung mit dem elastomeren Material ist ein relativ einfacher Vorgang, wobei es, da das elastomere Material in sich flexibel ist, auf die Einhaltung genauer Toleranzen der Wandstärke nicht besonders ankommt.
Es wurde zwar bereits ein Druckmeßumformer vorgeschlagen (DE-OS 22 06 624), bei dem in einer öffnung des Trägers ein einseitig eingespannter plattenartiger Balken als Biegeelement angeordnet und an den verbleibenden drei Seiten mit den Offnungsrändern durch elastomeres Dichtungsmaterial verbunden
ist Die Durchbiegung dieses Biegeelementes kann mittels Kraftmeßfühlern gemessen werdea Die vorliegende Erfindung geht über diesen älteren Vorschlag insofern hinaus, als die Platte nun nicht nur biegefähig, sondern allseits beweglich in der öffnung angeordnet und nicht die sich über die Länge der Platte verteilende Biegung, sondern die gesamte Verkippung der starren Platte mittels der Kraftmeßfühler gemessen wird.
Die Empfindlichkeit des Druckmeßumformers läßt sich weiter dadurch steigern, daß das Biegeclement aus zwei piezoresistiven Kraftmeßfühlern besteht die an ihrem den Spalt überbrückenden Teil eine Einschnürung mit geringerem Querschnitt als in den Teilen, mit denen sie am Träger bzw. der Platte befestigt sind, aufweisen.
Weitere, je nach Anwendungszweck bevorzugte Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen 3 bis 5 angegeben.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen erläutert Es zeigt
F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines Druckmeßumformers gemäß einer Ausführungsform;
F i g. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 der F i g. 1; F i g. 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 der F i g. 1;
F i g. 4 eine perspektivische Ansicht einer Katheterspitze mit einem Blutdruckumformer gemäß der vorherigen Ausführungsform;
F i g. 5 einen Schnitt entlang der Linie 5-5 der F i g. 4; F i g. 6 einen Schnitt entlang der Linie 6-6 der F i g. 4;
F i g. 7 einen anderen Schnitt entlang der Linie 6-6 der F i g. 4, wobei die Membran verformt ist;
Fig.8 ein Schaltschema des Druckmeßumformers mit einer Brückenschaltung;
F i g. 9 einen Schnitt durch einen Differentialdruckumformer gemäß einer anderen Ausführungsform;
Fig. 10 einen Schnitt entlang der Linie 10-10 der Fig. 9;
F i g. 11 einen Teilschnitt einer Druckmeßkammer zur Messung des Blutdruckes außerhalb des Körpers unter Verwendung des :n F i g. 4 gezeigten Blutdruckumformers mit Katheterspitze;
Fig. 12 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Blutdruckumformers;
Fig. 13 einen Schnitt entlang der Linie 13-13 der Fig. 12.
Die F i g. 1 bis 3 zeigen einen spannungs- bzw. dehnungsempfindlichen Kraftmeßfühler 10, welcher auf einem plattenförmigen Gehäuseteil oder Träger 12 befestigt ist. Eiir2 Membran 14 ist in einer öffnung in dem Träger 12 vorgesehen. Die Membran besteht aus einer zentralen steifen Platte 16, welche von elastischem Material 18, z. B. Silicon-Kautschuk, umgeben ist, welches mit den Kanten der in dem plattenförmigen Träger 12 ausgebildete öffnung verbunden ist. Die Platte 16 kann sich infolge von vorkommenden Änderungen des Flüssigkeitsdruckes frai bewegen.
Ein Ende des Meßfühlers 10 ist an dem Träger 12 und das andere an der Platte 16 befestigt. Die Bewegung der Platte 16 wird an den Meßfühler 10 weitergegeben und verursacht Widerstandsänderungen, welche mit einem geeigneten Meßkreis festgestellt bzw. gemessen werden können.
Der Meßfühler 10 stellt ein Biegeelement dar und ist in der Zeichnung als im allgemeinen rechteckig ausgebildeter Materialblock gezeigt, welcher zwei spannungs-bzw. dehnungsempfindliche Elemente umfaßt, die in einer »Zug-Schub«-Anordnung verbunden sind. Jedes Element besteht aus dem gleichen piezoesistiven Material, das vom halbleitenden Typ, wie Silicium, sein kann. Jedes Element umfaßt zwei Blöcke 20a und 206, welche miteinander durch verjüngte Halsteile 22 verbunden sind. Die verjüngten Halsteile 22a und 226 haben senkrecht zu der Längsachse des Meßfühlers
ϊ einen Querschnitt, der im Vergleich zu dem Querschnitt der Blöcke 20a und 20Ä klein ist Die verjüngten Halsteile 22a kennen in zahlreichen Formen, z. B. in Form einer Sanduhr, ausgebildet sein. Das Grundprinzip der Verwendung des verjüngten Halsteils besteht darin,
ι« die ausgeübte Spannungs- bzw. Dehnungskraft in einem kleinen bzw. engen Teil zu konzentrieren, welcher einen großen Widerstand pro Längeneinheit aufweist Die Blöcke 20a und 20b sind an einer gemeinsamen Räche miteinander verbunden, z. B. verkittet, so daß die Halsteile eines jeden der getrennten Elemente parallel, jedoch im Abstand voneinander liegend angeordnet sind.
Wenn der Meßfühler senkrecht zu seiner Längsachse einer Kraft ausgesetzt wird, wird einer der verjüngten
2«) Halsteile unter Druck bzw. Stauchung und der andere unter Spannung bzw. Zug gesetzt Die zwei einzelnen Elemente werden vorteilhafterweise aus dem gleichen Material, z. B. Silicium, und in gleicher Dimension und Form hergestellt, so daß sie zueinander passen. Die zwei
2'< Elemente kompensieren sich gegenseitig in bezug auf Temperaturänderung.
Wenn ein verjüngter Halsteil unter Spannung bzw. Dehnung gesetzt wird, nimmt sein Widerstand zu, während der Widerstand des anderen verjüngten
JO Halsteils abnimmt Die zwei einzelnen spannungs- bzw. dehnungsempfindlichen Elemente können in einer Brückenanordnung geschaltet werden, so daß die Widerstandsänderungen jedes Elementes sich addieren und ein verstärktes Ausgangssignal liefern.
iä Die vorstehend beschriebenen spannungs- bzw. dehnungsempfindlichen Elemente können von einem handelsüblichen Typ sein.
Insbesondere in bezug auf die F i g. 1 bis 3 ist die Seite des Blocks 206 des Meßfühlers 10 mit der zentralen, als Teil der Membran ausgebildeten Platte 16 verbunden. Eine Seite 24 des anderen Blocks des einen Elementes ist mit dem Träger 12 verbunden. Die Kante jedes der Kraftmeßelemep.te ist mit einem leitenden Material beschichtet. Insbesondere sind die oberen Oberflächen
•»5 der Blöcke 20a ebenso wie die unteren Oberflächen der Blöcke 206 mit einem leitenden Material beschichtet
Die spannungs- bzw. dehnungsempfindlichen Elemente sind untereinander mittels eines Epoxyharz-Materials verbunden, weiches auf die Flächen der Blöcke 20a und 206 aufgebracht ist. Selbstverständlich können auch andere Mittel verwendet werden, um die Blöcke der zwei spannungs- bzw. dehnungsempfindlichen Elemente zu verbinden. Die Grenzschicht zwischen den Blöcken 20 jedes Spannungs- bzw. Dehnungsmeßele mentes ist als elektrisch isolierende Schicht ausgeführt An dieser Grenzschicht ist eine außerordentlich dünne Schicht Epoxyharz abgesetzt, um die Elemente voneinander zu isolieren. Es sind drei an dem Meßfühler 10 befestigte Leiter gezeigt. Ein erster Leiter 30 ist beispielsweise durch Verlöten mit der leitenden Fläche der oberen Oberfläche des einen Blocks verbunden. Ein zweiter Leuar 31 ist mit der unteren Oberfläche 24 des anderen Blocks verbunden. Ein dritter Leiter 32 ist bei 33 mit
br) Drähten 34 und 35 verbunden, weiche jeweils zu den oberen und unteren Flächen der Blöcke 20 führen.
Wie vorstehend beschrieben, besteht der Meßfühler aus zwei Elementen, welche miteinander verbunden,
ζ. B. verklebt, cind. Gemäß anderen vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung können die zweifachen Elemente durch bekannte Integrierte-Schaltungs-Techniken gebildet sein, um eine einheitliche Struktur mit getrennt isolierten Elementen zu bilden.
Ein derartiger aus zwei Elementen zusammengesetzter Kraftmeßfühler bietet folgende Vorteile: Er ist selbsttragend, wodurch laterale Kräfte vollständig in Kompressions- bzw. Stauchungs- oder Spannungs- bzw. Zugkräfte an dem verjüngten Halstei! jedes Spannungselementes umgewandelt werden können. Er spricht linear auf Gleichstrom an, ist ohne Drift stabil und keiner Hysterese unterworfen. Er ist für im Inneren erzeugte thermische Gradienten selbsikompensieri. Bei zueinanderpassenden Spannungs- bzw. Dehnungselementen ist die Einrichtung selbsttemperaturkompensierend. Ferner wird kein getrenntes Trägerelement benötigt. Die verringerte Masse des Meßfühlers führt zu einer Resonanzfrequenz, welche viel höher ist als die von herkömmlichen spannungs- bzw. dehnungsempfindlichen, an einem Träger befestigten Elementen. Erfindingsgemäß können die Resonanzfrequenzen in der Nähe von 20 bis 40 Kilohertz liegen. Die herkömmlichen, an einem Stützträger befestigten Spannungs- bzw. Dehnungselemente weisen eine große, mit dem Träger verbundene Masse auf. Deshalb kann das Spannungsbzw. Dehnungselement leicht brechen, wenn das Gerät fallengelassen oder Gravitations- oder Beschleunigungskräften ausgesetzt wird. Bei dem Meßfühler gemäß der Erfindung ist die Masse erheblich kleiner, und das Spannungs- bzw. Dehnungselement ist somit für diese Gravitations- oder Beschleunigungskräfte wesentlich weniger empfindlich.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist als Blutdruckmeßumformer an einer Katheterspitze ausgebildet, wie in F i g. 4 bis 7 gezeigt ist, und zwar bezüglich seiner tatsächlichen Größe zur Verwendung als intraarterieller oder intravenöser Blutdruckmesser um ein Vielfaches vergrößert Der Umformer umfaßt eine aus einem röhrenförmigen Element 40 gebildete Katheterspitze mit einer abgeflachten Seite 41. Der eigentliche Meßumformer entsprechend F i g. 1 bis 3 ist in der flachen Seite 41 angebracht. Die Seite 41 ist durch Entfernen eines Abschnittes der Wandung des rohrförmigen Elementes 40 gebildet.
Wie aus Fig.3 ersichtlich, hat der plattenförmige Träger oder Gehäuseteil 12 abgeschrägte bzw. abgerundete Seiten 42, welche an den Seitenwänden des rohrförmigen Elementes 40 unterhalb des entfernten Wandabschnittes anliegen. Der Gehäuseteil 12 kann an der Wandimg des rohrförmigen Elementes 40 mit Hilfe von Klebstoffen, z. B. Epoxyharzen, befestigt werden. Durch Verschließen des Endes mit Dichtmaterial 52 und durch Verschließen des Teils 54 zwischen der oberen Oberfläche des Gehäuseteil 12 und dem entfernten Wandabschnitt des rohrförmigen Elementes 40 wird innerhalb der Katheterspitze eine abgedichtete Zelle 50 gebildet An einem Schaftende 56 der Katheterspitze ist ein biegsamer Schlauch 58 angebracht, welcher mit Hilfe von geeigneten Mitteln, z. B. durch einen Ring aus Epoxyharz 60, befestigt werden kann. Der biegsame Schlauch 58 bildet einen Luft- oder Flüssigkeitskanal von der abgedichteten Zelle 50 zu einer Vergleichsdruckquelle, z. B. der Atmosphäre, und kann in der für intraarterielle Messungen notwendigen Länge ausgebildet sein. Die elektrischen Leiter 30,31 und 32 von dem Spannungs-bzw. Dehnungsmesser 10 werden innerhalb
des Schlauches 58 einem geeigneten, nicht gezeigten elektrischen Verbindungsmittel zugeführt
Der Widerstand des Meßfühlers Vd kann in irgendeinem geeigneten Meß- oder Registrierschaltkreis gemessen werden. Ein derartiger Schaltkreis ist in Form einer herkömmlichen Wheatstone- Brücke gezeigt. Widerstände 72 und 73 stellen schematisch jeweils die Widerstände eines jeden der Elemente in dem Meßfühler 10 dar. Widerstände 74 und 75 sind zur Kompensation von Temperaturschwankungen eingestellt Widerstände 70 und 71 sind zum Abgleichen der Brücke vorgesehen. Eine Quelle für die elektrische Anregung, z. B. eine Gleichspannungspotentialquelle 76 liegt über der einen Diagonalen der Wheatstone-Brükke, und eine Meßeinrichtung, z. B. ein Meßinstrument 78 liegt über der anderen Diagonalen der Wheatstone-Brücke. Wenn der Meßfühler keinerlei Belastung ausgesetzt ist, ist die Wheatstone-Brücke abgeglichen, und es fließt kein elektrischer Strom durch das Meßinstrument 78. Wenn jedoch der Meßfühler 10 infolge der Druckeinwirkung einer Belastung ausgesetzt ist, ändert sich sein Widerstand bzw. die Widerstände 72 und 73, so daß elektrischer Strom durch das Meßinstrument 78 fließt Der Strom durch das Instrument 78 ist dem Betrag des Druckes, der die elastische Verbiegung des Meßfühlers bewirkt, direkt proportional.
Die vorstehend beschriebene Wheatstone-Brückenschaltung ist vom Gleichspannungstyp. Es ist jedoch
in selbstverständlich möglich und häufig erwünscht eine elektrische Anregung durch Wechselstrom zu verwenden. Weiterhin kann auch eine Ablesung in Form einer visuellen Wellenform vorgesehen werden, indem man anstelle von oder zusätzlich zu dem Meßinstrument 78
r, ein Oszilloskop anbringt oder den Meßzweig der Wheatstone-Brücke mit dem Eingang eines Meßschreibers verbindet und das Empfangsinstrument und den Papierstreifen in Abhängigkeit von der Zeit laufen läßt. Der in Verbindung mit den F i g. 4 bis 7 beschriebene
4(i Katheterspitzen-Meßumformer kann neben intraarteriellen und intravenösen Blutdruckmessungen für andere Anwendungsgebiete verwendet werden. Er kann beispielsweise, wie in F i g. 11 gezeigt in eine getrennte Druckmeßkammer eingesetzt werden. Innerhalb eines eine Druckkammer 84 begrenzenden Meßgehäuses 82 ist der Katheterspitzen-Meßumformer gezeigt Die Druckkammer 84 ist mit einer Flüssigkeitsdruckquelle über den Schlauch 86 verbunden. Das Meßgehäuse 82 hat ein äußeres Gewinde, auf das eine Kappe 88 paßt.
so Innerhalb der Kappe 88 ist ein Dichtring 90 angeordnet Wenn die Kappe 88 festgeschraubt wird, wird der Dichtring 90 an den Seiten des Katheterspitzen-Meßumformers 80 angedrückt und bildet eine Druckdichtung innerhalb der Druckkammer 84. Der Schlauch bzw. das Rohr 86 kann mit einer Quelle für den zu messenden Flüssigkeitsdruck, z.B. den Blutdruck, verbunden werden. Der Flüssigkeitsdruck betätigt den Spannungs- bzw. Dehnungsmessungssensor innerhalb des Katheterumformers 80.
Der Katheterspitzen-Meßumformer gemäß der Erfindung kann somit auf weiten Gebieten angewendet werden, und zwar nicht nur für Messungen an der Quelle selbst, sondern auch zur Messung von Flüssigkeitsdrükken weit entfernt von der Erregerquelle, indem man eine Flüssigkeitssäule verwendet, um Dmckänderongen bzw. Pulsationen zu einer Druckkammer zu leitea
In Fig. 12 und 13 ist eine andere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung in Form eines Druck-
meßumwandlers vom Rohrtyp /ur Messung des Druckes einer durch einen Schlauch einer Röhre 90 fließenden Flüssigkeit gezeigt. In die Wandung des Rohres 90 ist eine öffnung eingefräsl, in welcher die Piaitc 12 angeordnet ist, welche den in den I"ig. I bis 3 gezeigten Druckmeßumformer enthält. Die Platte 12 k.inn in der Öffnung mittels Epoxyharz-Material oder anderen Klebstoffen befestigt sein. In Abhängigkeit von Änderungen des Klüssigkeitsdruckes innerhalb der Bohrung des Rohres 90 verbiegt sich die auf dem Platlcntcil 12 angeordnete Membran und übermittelt Bewegungen von der Platte 16 zur Erzeugung von Widerstandsänderungen in dem Meßfühler 10.
In den Fig.9 und 10 ist ein Diffcrentialdruckumformer gezeigt, welcher die Merkmale der Erfindung verkörpert. Ein Druckgehäuse 100 ist in zwei Hälften 100a und 1006 unterteilt, die an einem Umfangsflansch 104 durch Bolzen 102 verbunden sind. Dar Druckgehäuse 100 ist durch eine von einer Scheibe 110 gebildete Zwischenwand in zwei Kammern unterteilt. In einem Schlitz der Scheibe 110 ist ein Druckmeßumformer entsprechend Fig. 1 bis 3 angeordnet, mit einer Mcmbranplaite 16 und einem doppelten Kraftmeßfühler 10. Die elastische Verbiegung der von dem Plattenleil 12 getragenen Membran führt zu einer Deformation des Meßfühlers 10, welche in Form von Widerstandsänderungen gemessen werden kann. Auf
ίο die obere Kammer wird ein erster Flüssigkeitsdruck P, über eine Bohrung 116 und auf die untere Kammer ein zweiter Flüssigkeitsdruck Pi über die Bohrung 118 ausgeübt. Der resultierende Differentialdruck zwischen den zwei ausgeübten Drücken P\ und P2 bewirkt, daß die Platte !6 in Richtung der einen oder der anderen Druckzelle bewegt wird. Die resultierende Änderung in elektrischen Eigenschaften des Kraftmeßfühlers d'cnt als direktes Maß für die Druckdifferenz.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1
Patentansprüche:
ί. Druckmeßumformer mit einer eine öffnung eines starren Trägers fiberspannenden Membran, deren starres Mittelteil von einem flexiblen Teil allseits umgeben ist und mit dem Träger durch eine Anordnung von den flexiblen Teil überbrückenden Kraftmeßfühlern verbunden ist, die derart paarweise übereinander angeordnet sind, daß bei Durchbiegung der Membran jeweils der eine Kraftmeßfühler auf Druck und der andere auf Zug beansprucht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der starre Mittelteii der Membran als eine zum Rand der Trägeröffnung allseits einen durchgehenden schmalen Spalt freilassende Platte (16) und der flexible Teil als ein den Spalt abdichtendes elastomeres Dichtungsmaterial (18) ausgebildet ist, und daß die übereinander angeordneten Kraftmeßfühler unmittelbar miteinander verbunden sind und ein balkenartiges Biegeelement (10) bilden.
2. Druckmeßumformer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Biegeelement (10) aus zwei piezoresistiven Kraftmeßfühlern besteht, die in ihrem den Spalt überbrückenden Teil (22a, 22Z^ eine Einschnürung mit geringerem Querschnitt als in den Teilen (20a, 20b), mit denen sie am Träger (12) bzw. der Platte (16) befestigt sind, aufweisen.
3. Druckmeßumformer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (12) als Platte ausgebildet ist, die in einer Abflachung (41) einer rohrförmigen Katheterspitze (40) montiert ist.
4. Druckmeßumformer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine an die Katheterspitze angeschlossene flexible Katheterleitung einen Kanal zur Zuführung von Referenzdruckluft zu der Platte (16) aufweist.
5. Druckmeßumformer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger mit der Membran als Trennwand in einem zwei Meßkammern für zwei zu vergleichende Druckmedien aufweisenden Gehäuse (100) ausgebildet ist.
DE19722231491 1971-07-01 1972-06-27 Druckmeßumformer Expired DE2231491C3 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3821186A1 (de) * 1987-06-29 1989-07-27 Messgeraetewerk Zwonitz Veb K Druckmesswandler

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5918051B2 (ja) * 1976-02-29 1984-04-25 三菱油化株式会社 カテ−テル
IT1153144B (it) * 1982-07-30 1987-01-14 Cise Spa Trasduttore perfezionato per la misura della pressione di un fluido in particolare un fluido aggressivo e ad elevata temperatura
GB2154323B (en) * 1984-02-14 1987-02-18 Plessey Co Plc Pressure sensor
EP1174079B1 (de) 2000-07-22 2005-09-28 BIOTRONIK Mess- und Therapiegeräte GmbH & Co Ingenieurbüro Berlin Implantierbare Messvorrichtung, insbesondere Druckmessvorrichtung zur Bestimmung des intrakardialen oder intraluminalen Blutdrucks
GB2424076B (en) 2003-12-05 2007-03-28 Commw Of Australia Strain gauge
JP6213527B2 (ja) * 2015-06-30 2017-10-18 株式会社デンソー 圧力センサ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3821186A1 (de) * 1987-06-29 1989-07-27 Messgeraetewerk Zwonitz Veb K Druckmesswandler

Also Published As

Publication number Publication date
IT972231B (it) 1974-05-20
JPS522636B1 (de) 1977-01-22
DE2231491A1 (de) 1973-01-11
NL7208976A (de) 1973-01-03
DE2231491C3 (de) 1980-03-20
NL155364B (nl) 1977-12-15
FR2144399A5 (de) 1973-02-09
GB1344758A (en) 1974-01-23

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