DE2324399A1 - Piezoelektrischer druckwandler - Google Patents

Piezoelektrischer druckwandler

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    • G01L9/0041Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
    • G01L9/008Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using piezoelectric devices

Description

Patentanwälte Olpf.-In-. R. J3 i ViTZ cen.
Di!! H AlP)5CHT
Df.-;.-.,> R. UtIETZ Jf.
Manchen 22, 8teinedorfstr. 10
572-20.713p (20. 714h) 2324399
14." Mai
SUNDSTRAND DATA CONTROL. Inc», Redmond, Washington (V. St. A.)
Piezoelektrischer Druckwandler
Die Erfindung bezieht sich auf einen piezoelektrischen Druckwandler zum Messen von vorzugsweise sehr hohen Fluid-Drücken mit hohen Änderungsfrequenzen und kurzen Anschwellzeiten, wie sie bei Untersuchungen von Windstößen, Explosionen, Druckwellen u. dgl. beispielsweise in der ballistisehen Forschung in Größenordnungen von mehr als 5500 kp/cm auftreten. Das sich bei der Deformation eines piezoelektrischen Quarz-Druckwandlers entwickelnde Spannungβsignal steht zum Deformationsdruck in einem genau linearen Verhältnis. Die Qualität und Wirkungsweise eines piezoelektrischen Druckwandlers wird weitgehend durch die Ausführung des Gehäuses für das Sensor-Element und dem Mechanismus bestimmt, über den die Druckkräfte auf das Element einwirken.
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Ein bekannter derartiger Druckwandler besitzt eine im allgemeinen aus Stahl bestehende Metallkappe, in der das piezoelektrische Element angeordnet ist. Das vordere Ende der Kappe ist dem zu messenden Druck ausgesetzt und besitzt eine solche Stärke, daß es sich unter der Druckbelastung deformiert oder geringfügig nachgibt und dadurch den Druck auf das Sensorelement überträgt. Das Gehäuse ist über ein Außengewinde direkt in die Wand einer Kammer eingeschraubt, in welcher sich der Druck entwickelt. Bei dieser Wandlerausführung ergeben sich Ungenauigkeiten, die primär auf bei der Installation entstehende Spannungen in der Kappenwand und bei auftretenden Temperaturänderungen auf unterschiedliche Temperaturkoeffizienten bei der Dehnung des Wandlergehäuses und der Kammer zurückzuführen sind. Das steife und einstückig mit der Kappenwand ausgeführte Stirnende der Kappe spricht auf jede Deformation der Kappenwand an und erzeugt einen entsprechenden Druck, auf das Wandlerelement.
Bei einem anderen bekannten piezoelektrischen Druckwandler (US-PS 3 3^9 259) befindet sich das Wandlerelement in einer dünnwandigen Kapsel, die zur Erzielung einer Druck-Vorspannung auf das Element axial vorgespannt ist. Die Kapsel ist in einer zylindrischen, einseitig offenen Montierbuchse angeordnet und eine dünne Metallmembran mit dem Buchsenende und dem Kappenende verschweißt. Die dünne Membran isoliert das Wandlerelement wirksam gegen Spannungen in der Wand der Tragbuchse, sie wird jedoch zerstört, wenn sie den bei ballistischen Versuchen entstehenden hohen Drücken ausgesetzt wird. Bei wiederholter Verwendung trennt sich das Diaphragma oder die Membran von ihrem Träger auf der Montierbuchse und vom Ende der vorgespannten piezoelek-
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trischen Elementenkapsel, was zu einem ungleichmäßigen Betriebsablauf führt.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Druckwandler der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Endwand den hohen ballistischen Drücken widersteht, der auf diese linear anspricht und bei dem das Wandlerelement wirksam gegen Gehäusespannungen isoliert ist.
Die Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler ein piezoelektrisches Sensorelement, eine dieses Element umgebende Tragbuchse, eine das Buchsenende abdeckende Stirnwand und Mittel zum Abstützen der Stirnwand zwischen dem Sensorelement und der Buchse aufweist.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung umgibt eine ringförmige Stützwand das piezoelektrische Sensorelement in der Tragbuchse, welches einen mittleren Träger für die Stirnwand bildet. Nach einem anderen vorteilhaften Merkmal soll die Nachgiebigkeit (durch aufgebrachte Drücke entstandene Deformation) der Zwischenwand geringer als die des piezoelektrischen Elementes, jedoch größer als diejenige, der Tragbuchse sein.
Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal besitzt die Stirnwand zwei kreisförmige Biegezonen zwischen dem piezoelektrischen Sensorelement und der Tragbuchse. Durch die zweifachen Biegezonen kann die Endwand ballistischen Drükken widerstehen und sich frei entsprechend der aufgebrachten Drücke bewegen, wobei das Wandlerelement von Spannungen in der Tragbuchse wirksam isoliert ist. Dabei kann ge-
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maß einem weiteren vorteilhaften Merkmal die Tragwand mit der Stirnwand zwischen den beiden Biegezonen verbunden und eine dritte Biegezone im Verbindungsbereich der Tragwand mit der Stirnwand vorgesehen sein.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Druckwandlers;
Fig. 2 einen Schnitt durch den Druckwandler nach
Fig. 1 mit durch einen Druck verformter Stirnwand ;
Fig. 3 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung mit durch eine äußere Druckkraft deformierter Haltebuchse;
Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen Druckwandler gemäß der Erfindung;
Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine andere, bevorzugte Druckwandler-Ausführung.
Die Fig. 1 und 3 zeigen schematisch die neue Druckwandler-Konstruktion, die auf den aufgebrachten Druck linear anspricht und eine Isolation der Montagespannungen ohne mechanische Fehlerquellen des geschweißten Diaphragmas bewirkt. Die Haltebuchse 10 umschließt einen von einer
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Endwand 12 abgedeckten Raum 11. Ein piezoelektrischer Sensorsatz 13 befindet sich im Raum 11 und enthält ein piezoelektrisches Element 14, welches in Form eines Sandwich zwischen einer leitenden Vorderplatte 15 und einer Elektrode 16 liegt, die gegenüber der Haltebuchse 10 durch einen Isolator 17 isoliert ist. An der Elektrode 16 ist ein Leiter 19 eines Kabels 20 befestigt, durch welches der Druckwandler mit einem geeigneten Verstärker, einem Anzeiger, einem Aufzeichnungsgerät od. dgl. verbunden ist. Der Kreis wird durch die Vorderplatte 15» die Stirnwand 12 und die Haltebuchse 10 vervollständigt. Auf die Stirnwand 12 einwirkender Druck wird direkt auf das Piezoelement 14 übertragen und bewirkt eine Quer-Aufladung des Elementes, die dem Druck direkt entspricht.
Das piezoelektrische Element ist kreisscheibenförmig auegebildet, und die Haltebuchse 10 ist ein runder, an seiner Außenfläche mit einem Gewinde versehener Zylinder, mit den er in eine Gewindebohrung 22 in der Wand 23 einer Kammer eingeschraubt wird, in welcher der zu messende Druck entsteht.
Die Stirnwand 12 hat zwei radial versetzte ringförmige Biegezonen 25» 26, die ihren mittleren Teil mit der Haltebuchse verbinden. Die Biegezonen sind biegsamer als der mittlere Teil der Stirnwand oder die Haltebuchse, so daß vom Druck herrührende Deformationen in diesen Zonen stattfinden.
Der ringförmige Bereich 29 zwischen den Biegezonen und 26 ist mit einem der Deformation widerstehenden Stützglied versehen. Eine Ringwand 30 umgibt den Element-Bau-
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satz 13 und befindet sich unter einem bestimmten Abstand innerhalb der Haltebuchse 10. Die Stützwand 30 ist durch eine ringförmige Biegezone 31 mit der Endwand 12 verbunden.
Die Reaktion des Druckwandlers bei einem auf die Stirnwand 12 einwirkenden Druck ist in Fig. 2 dargestellt. Die Stirnwand 12 ist nach einwärts gedruckt und überträgt dadurch den Druck auf den piezoelektrischen Bausatz 13· Die Verformungsspannung der Stirnwand 12 konzentriert sich in den beiden Biegezonen, wobei die äußere Zone 25 eine positive oder Auswärts-Konvexkrümmung und die innere Zone 26 eine negative oder Auswärts-Konkavbiegung erfährt. Dagegen hat eine Deformation der Haltebuchse 10 (Fig. 3) einen vernachlässigbaren Effekt auf die Endwand 12 und den piezoelektrischen Bausatz 13. Die häufigste Deformation der Haltebuchse erfolgt durch Festziehen der Buchse in einer Gewindebohrung und Zusammendrücken der Buchse aus einer in Fig. 3 gestrichelt gezeichneten Form in die durchgezogen gezeichnete Position. Hierbei hat die äußere Biegezone 25 eine negative Krümmung nach konvex auswärts, wohingegen die innere Biegezone Z6 eine positive Krümmung nach konkav aufwärts aufweist.
In den beiden Zuständen der Fig. 2 und 3 hält die Tragwand 30 und die dritte Biegezone 31 die mittlere Zone 29 zwischen den Biegezonen 25 und 26 und bildet einen allmählichen Übergang der Stirnwanddeformation sowie eine gewisse Isolierung des mittleren Stirnwandteiles gegenüber der Haltebuchse. In Fig. 2 ist die Biegezone 31 nach einwärts geneigt, während sie in Fig. 3 nach auswärts geneigt ist, wobei in beiden Fällen sie dazu neigt, eine zum Bereich 29 der Stirnwand zwischen den Biegezonen 25 und 26 rechtwinklige Linie beizubehalten.
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Die Zwischentragwand 30 hat eine auf die Nachgiebigkeit des piezoelektrischen Bausatzes 13 und der umgebenden Haltebuchse 10 abgestimmte Nachgiebigkeits-Charakteristik. Der Ausdruck "Nachgiebigkeit" bedeutet hier die Axial-Verformung pro axialer Belastungseinheit. Die Nachgiebigkeit der Tragwand 30 ist geringer als die des piezoelektrischen Bausatzes 13 und größer als diejenige der Haltebuchse 10. Die geeignete Charakteristik kann z. B. durch entsprechende Auswahl der Wandstärke erhalten werden. Ist der Abstand zwischen der Tragwand 30 und dem piezoelektrischen Bausatz 13 annähernd gleich dem Abstand zwischen der Wand und der Haltebuchse 10, dann soll die Nachgiebigkeit der Wand das arithmetische Mittel der Nachgiebigkeit des Sensorbausatzes und der Haltebuchse sein. Sind die Abstände dagegen sehr unterschiedlich," dann sollte die Nachgiebigkeit der Tragwand entsprechend dem Abstandsverhältnis eingestellt werden.
Die Biegezonen 25» 2.6 und 31 werden durch eine Verdünnung der Wandstärke sowie durch ringförmige Ausschnitte Jk und 35 von kreisförmigem Querschnitt gebildet. Diese Ausschnitte liegen vorzugsweise an der Innenfläche der Stirnwand 12 und lassen die äußere Fläche weitgehend eben.
Der piezoelektrische Bausatz 13 kann verschiedene Formen annehmen. Das Sensorelement ik kann aus Quarz oder einem anderen geeigneten Material wie z. B. Lithiumniobat bestehen. Die Vorderplatte 15 kann in besonderen Fällen weggelassen werden, wenn das Sensorelement mechanisch oder thermisch nicht geschützt werden muß. Der Isolator 17 kann durch ein zweites, umgekehrt angeschlossenes piezoelektrisches Element ersetzt werden, so daß sich die von ihm ent-
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wickelte Ladung zu der des Elementes 40 addiert. Weitere piezoelektrische Elemente können vorgesehen werden, wie es auch in der Einrichtung nach der US-PS 3 349 259 der Fall ist. Ferner kann auch eine Kompensation der Temperatur und Beschleunigung wie bei der bekannten Einrichtung vorgesehen sein.
Die Abgasladung eines piezoelektrischen Sensoreletnentes hat einen hohen Impedana-Grad und erfordert eine hohe Qualität und gute Xmpedanzverfoindung mit dem verwendeten Schaltkreis. In besonderen Fällen, wo der Druckwandler mit dem Schaltkreis über ein langes Kabel verbunden werden muß, ist es vorteilhaft,- einen Halbleiter-Verstärker und einen Iaipedana-Eedusierkreis in das Wandlergehäuse öinzubauan, wie es in der IJS-FS 3 5&9 747 beschrieben ist ο
Die Fig« 4 und 5 zeigen verschiedene Ausführungen des Wandlers gemäß der Erfindung, Bei der Ausführung nach Fig. 4 ist die Sehäusebuehse 40 an jedem Ende offen. Der piezoelektrische Senscrbaitsatz 41 befindet sich in einer Kapsel 42, deren Endwand h3 als Teil des.- Stirnwand der Haltebuchse ausgebildet- igt.
Ein rückwärtiges Endstück kh ist rait der Wand der Kapsel 42 druckversch-yaißt und übt eine Druck-Vorspannung auf den piezoelektrischen Seiisorbausatz *Π aus. Ein Ansatz 'i5 asi Endstück kh ist in einen Körper 47 eingeschraubt, der wiedexnam mit der Gehäiisebuciiss verschraubt ist. Eine iiach auswärts ragende vordere Schulter 48 an der Kapsel 42 greift an eine sich nach rückwärts«·einwärts erstrekkende Schulter 49 an der Innenfläche der Buchse 40 an. Ein
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Innenflansch 50 am vorderen Ende der Buchse 40 ist mit dem Umfang des vorderen Kappanendes verschweißt. Der Flansch 50 und die Stirnwand 43 der Kappe bilden die Stirnwand des Druckwandlers.
Der Leiter 53 eines Kabels 52 ist mit dem piezoelektrischen Bausatz 41 verbunden und führt nach rückwärts durch einen Zentralkanal im Endstück 44 und im Körper 47 zu einem Kabelanschluß 54 am hinteren Teil des Wandlers.
Die äußere Biegezone wird durch den Flansch 50 gebildet, der eine Ringnut 56 in der Innenwand der Buchse kO begrenzt. Die innere Biegezone 57 der Endwand 43 der Kappe 42 liegt unmittelbar innenseitig von der Seitenwand der Kappe und wird durch eine Nut 58 von rundem Querschnitt an der Innenfläche der Endwand 43 gebildet. Die Seitenwand der Kappe 42 liegt am Körper 47 an und bildet das Tragglied für die Endwand zwischen den beiden Biegezonen.
In der Praxis wird der Druckwandler vorzugsweise in einer Stufenbohrung in der Wand der Kammer montiert, in welcher sich der zu messende Druck entwickelt. Ein Teil dieser Wand 60 mit einer in einer flachen Bodenfläche 62 endenden Gewindebohrung 61 ist in Fig. 4 dargestellt. Eine kleine Bohrung 63 verbindet die Meßdruckkammer mit einer Kammer 64, durch welche der Druck auf die gesamte Stirnfläche des Wandlers aufgebracht wird. Ein V-förmiger Ring 65 am vorderen Ende der Haltebuchse 40 bildet eine Druckdichtung zur ebenen Bodenfläche 42 der Hauptbohrung.
In einer typischen Ausführung hat die Haltebuchse des Wandlers einen Durchmesser von 9,52 mm bei einer von der
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Stirnfläche des rückwärtigen Endes des Haltegewisides gemessenen Länge von 15»5 ram. Die Gewindebohrung 6i ist 14,3 mm tief, wovon 12,7 mm Gewinde sind und ein kurzer gewindeloser Teil am Boden verbleibt, der dem gewindelosen vorderen Bndteil der Haltebuchse entspricht. Der Kanal 6j hat einen Durchmesser von ca. 1,5 mm und eine Länge von ca. 2,2 mm.
Der Druckwandler nach Eig. 4 besteht aus vielen Einzelteilchen, durch die sich Probleme bei der Herstellung und beim Einbau ergeben können. Ferner muß die Gewindeverbindung zwischen dem Körper 47 und der Haltebuchse sowie die Schweißverbindung zwischen dem Flansch 50 und der Kapsel 42 dem auf die Stirnwand der Kappe einwirkenden Druck widerstehen. Bei einem Überdruck können diese Verbindungen Fehlerquellen darstellen, die zur Zerstörung des Wandlers und einer möglichen Beschädigung anderer Einrichtungen oder zur Gefährdung des Personals führen.
Fig. 5 zeigt eine bevorzugte Vandlerkonstruktion, bei der die noch bei der Ausführung nach Fig. 4 bestehenden Probleme überwunden sind. Eine Gewindebuchse 70 besitzt an ihrem vorderen Ende eine zur Front hin offene Ausnehmung 71· Der piezoelektrische Wandlerbausatz 72 befindet sich in einer Kappe 73» deren Stirnwand 74 einen äußeren Flansch 75 aufweist. Die Kappe 73 wird von der Ausnehmung 71 der Haltebuchse 70 aufgenommen und sitzt auf einer eich nach vorn erstreckenden Innenschulter 77· Ein mit der Wand der Kappe 73 verschweißtes Endstück hält den piezoelektrischen Sensor-Bausatz unter Druckspannung.
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Die Kappe 73 ist in der Ausnehmung 71 durch einen mit dem Endstück 76 verschraubten Halter 79 festgelegt, der sich in einer Bohrung 80 in der Haltebuchse 70 zu einem vergrößerten Kopf 81 erstreckt und sich mit einer rückwärtigen Innenschulter 82 am hinteren Ende der Buchse abstützt.
Der Leiter 84 eines Kabels 85 ist mit dem piezoelektrischen Sensorbausatz 72 verbunden. Das Kabel führt durch eine rückwärtige Bohrung 86 im Halter 79 zu einem Kabelanschluß 87 am hinteren Ende des Druckwandlers.
Der äußere Flansch 75 der Kappe 73 ist mit dem vorderen Ende der Haltebuchse 70 verschweißt und bildet zusammen mit der Endkappenwand 74 den Hauptteil der Wandlerstirnwand. Biegezonen 89 und 90 in der Stirnwand 74 und 9t der Kappe 73 sind durch ein Paar Ringnuten 92 und 93 von jeweils Kreis-Querschnitt gebildet. Die Wand der Kappe 73 liegt auf der Schulter 77 auf und stützt die Endwand zwischen den ringförmigen Biegezonen 89 und 90.
Ein austauschbarer doppel-V-förmiger Ring 95 ist am vorderen Ende der Buchse 70 montiert und kann aus einem sehr harten Stahl bestehen.
Bei dem Druckwandler nach Fig. 5 wird der gesamte zu messende Druck von den Gevinden an der Außenseite der HaI-tebuchee 70 aufgenommen. Der auf die Kappe 73 und den piezoelektrischen Sensorbausatz 72 einwirkende Druck wird direkt zur Schulter 77 weitergeleitet. Somit hat die Konstruktion nach Fig. 5 erheblich weniger Einzelteile als die nach Fig. 4. Sie wird unmittelbar von der Frontseite
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der Wandlerbuchse eingebaut und erfordert kein aufwenidges inneres Verschrauben und andere Zurichtoperationen der Konstruktion nach Fig. k.
Wie bereits ausgeführt, enthalten die Druckwandler nach den Fig. 4 und 5 einen Halbleiterkreis, der, falls gewünscht, einen Ausgangsstrom von geringer Impedanz liefert.
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Claims (16)

  1. Ansprüche
    Piezoelektrischer Druckwandler, gekennzeichnet durch ein piezoelektrisches Sensorelement (i4, 41, 72); eine das Sensorelement umgebende Tragbuchse (1O, kO, 70); eine an der Stirnwand der Buchse (iO) befestigte Endwand (12), die dem zu messenden Druck ausgesetzt ist und ihn zum piezoelektrischen Sensorelement überträgt; und durch die Endwand (12) abstützende Elemente (30, 42, 73) zwischen dem piezoelektrischen Sensorelement und der Tragbuchse.
  2. 2. Druckwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (30) gegenüber dem piezoelektrischen Sensorelement (i3) und der Buchse (10) jeweils auf Abstand angenordnet ist.
  3. 3. Druckwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachgiebigkeit des Stützelementes (30) geringer als die Nachgiebigkeit des piezoelektrischen Sensorelementes und größer als diejenige der Buchse ist.
  4. 4. Druckwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Biegezone (25) in der Endwand zwischen dem piezoelektrischen Sensorelement (13) und dem Stützelement (30) vorgesehen ist.
  5. 5. Druckwandler nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Biegezone (26) in der Endwand zwischen der Tragbuchse (1O) und dem Stützglied (30) vorgesehen ist.
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  6. 6. Druckwandler nach einem der Ansprüche 1, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Biegezone (31) zwischen dem Stützelement (30) und der Endwand (12) vorgesehen ist.
  7. 7. Druckwandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das piezoelektrische Sensorelement (13, 4i, 72) rund die Tragbuchse (10, 40, ?0) zylindrisch mit einer Innenschulter am Buchsenende ausgebildet und das Stützglied (30, 42, 73) mit einer sich auf der Schulter abstützenden Zylinderwand versehen ist.
  8. 8. Druckwandler nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem piezoelektrischen Sensorelement (kl) ein an der Wand des Tragstückes (42) befestigtes Endstück (44) angeordnet ist, das mit der Wand zur Aufrechterhaltung einer auf das piezoelektrische Sensorelement wirkenden Druck-Vorspannung längsgespannt ist.
  9. 9· Druckwandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche» dadurch gekennzeichnet, daß die Endwand (12) im Bereich der Biegezonen (25, 26) eine geringere Stärke aufweist.
  10. 10. Druckwandler nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche der Endwand (12) eben und die Biegezonen (25, 26) durch Verringerung der inneren Wandfläche ausgebildet sind.
  11. 11. Druckwandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragbuchse (42)
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    an jedem Ende offen ist und eine Kappe (42) aufnimmt, deren Wand das Tragglied bildet und deren geschlossenes Ende (43) einen Teil der Stirnwand darstellt, daß das piezoelektrische Sensorelement (4i) innerhalb der Kappe angeordnet und ein Endstück (44) am hinteren Ende der Kappe befestigt ist und daß ein Träger (47) am Endstück (44) befestigt und in das hintere Ende der Buchse (40) eingeschraubt ist, wobei eine Schweißverbindung die Kappenwand am vorderen Ende der Tragbuchse hält.
  12. 12. Druckwandler nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch einen radialen Innenflansch (50) am vorderen Ende der Tragbuchse (4o), der am Umfang der Kappe (42) festgelegt ist und mit dem geschlossenen Kappenende die Stirnwand des Druckwandlers bildet.
  13. 13. Druckwandler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine hintere Innenschulter (49) an der Innenwand der Buchse (4o) vorgesehen ist, die sich an einer vorderen Außenschulter (48) der Kappe (42) abstützt.
  14. 14. Druckwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Ende der Tragbuchse (70) offen ist und eine das Stützelement bildende Kappe (73) aufnimmt, deren geschlossenes Ende einen Teil der Endwand bildet, daß das piezoelektrische Sensorelement (72) in der Kappe (73) angeordnet ist, daß ein Endstück (76) am offenen Rückende der Kappe befestigt ist und eine nach vorn weisende Innenschulter (82) der Buchse (70) bildet, daß ein die Buchse axial durchragender Halter (79) mit dem Endstück zusammenwirkt und die Kappe gegen die Schul-
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    ter hält und daß die Kappenwand durch eine Schweißverbindung am vorderen Endteil der Tragbuchse befestigt ist.
  15. 15. Druckwandler nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein ausgebogener Flansch (75) ani geschlossenen Ende der Kappe am offenen Ende der Tragbuchse befestigt ist, der zusammen mit dem geschlossenen Ende (7*0 die Stirnwand des Wandlers bildet.
  16. 16. Druckwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ringdichtung (65, 95) ans Außenumfang der Endwand der Tragbuchse vorgesehen ist.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10018618B4 (de) * 2000-04-14 2006-01-12 First Sensor Technology Gmbh Hochdrucksensor mit Piezoeffekt
CH702257A1 (de) * 2009-11-25 2011-05-31 Kistler Holding Ag Drucksensor.

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0013702A1 (de) * 1978-11-14 1980-08-06 Creative Tool Company Corp. Wandler zur Drucküberwachung
EP0029936B1 (de) * 1979-11-16 1984-03-21 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Langzeitüberwachung gasförmiger Schadstoffemissionen und -immissionen, sowie des Feuchtegehaltes von Gasen, insbesondere in Luft
US4559832A (en) * 1981-10-15 1985-12-24 Fisher Controls Company, Inc. Piezoelectric pressure frequency sensor
US4512431A (en) * 1983-08-29 1985-04-23 Pennwalt Corporation Weight sensing apparatus employing polymeric piezoelectric film
AT386482B (de) * 1985-03-05 1988-08-25 Avl Verbrennungskraft Messtech Druckaufnehmer
NO174309C (no) * 1987-04-24 1994-04-13 Norske Stats Oljeselskap Elektroakustisk transducer for anordning i et gassformig fluid, særlig for måling av strömningsghastigheten i et rör under eksplosjonsfarlige forhol
US5038069A (en) * 1987-11-09 1991-08-06 Texas Instruments Incorporated Cylinder pressure sensor for an internal combustion engine
US5059857A (en) * 1990-09-28 1991-10-22 Caterpillar Inc. Integral connector for a piezoelectric solid state motor stack
US5306981A (en) * 1992-11-19 1994-04-26 Humonics International Inc. Piezoelectric vibrator assembly
US5852245A (en) * 1996-12-13 1998-12-22 Caterpillar Inc. Piezoelectric pressure sensor suitable for sensing pressure at high temperatures
DE19748578A1 (de) * 1997-11-04 1999-05-06 Bosch Gmbh Robert Drucksensor
US6617764B2 (en) * 2000-09-13 2003-09-09 University Of Dayton High temperature piezoelectric sensor
US6938491B2 (en) * 2003-04-17 2005-09-06 Cts Corporation Engine cylinder pressure sensor
JP2006345312A (ja) * 2005-06-09 2006-12-21 Denso Corp 超音波センサ及び超音波振動子
CN103779272B (zh) * 2013-01-11 2017-06-20 北京纳米能源与系统研究所 晶体管阵列及其制备方法
ES2948466T3 (es) 2016-08-17 2023-09-12 Kistler Holding Ag Sensor de presión para altas presiones
TWI686226B (zh) * 2018-11-22 2020-03-01 國立臺灣大學 超音波細胞刺激裝置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2405472A (en) * 1934-06-12 1946-08-06 Gen Radio Co Diaphragm
US2917642A (en) * 1955-02-21 1959-12-15 Wright Pressure-responsive transducer
AT215704B (de) * 1959-10-02 1961-06-26 Hans Dipl Ing Dr Techn List Piezoelektrischer Druckgeber
US3150274A (en) * 1959-10-02 1964-09-22 List Hans Piezoelectric pressure transducer
US3158763A (en) * 1961-01-02 1964-11-24 List Hans Piezoelectric gauge
US3382841A (en) * 1964-09-14 1968-05-14 Gen Dynamics Corp Flexural disc transducer
US3360664A (en) * 1964-10-30 1967-12-26 Gen Dynamics Corp Electromechanical apparatus
US3461327A (en) * 1965-12-09 1969-08-12 List Hans Piezoelectric pressure transducer
GB1249464A (en) * 1967-11-08 1971-10-13 Plessey Co Ltd Improvements in or relating to piezo-electric transducers

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10018618B4 (de) * 2000-04-14 2006-01-12 First Sensor Technology Gmbh Hochdrucksensor mit Piezoeffekt
CH702257A1 (de) * 2009-11-25 2011-05-31 Kistler Holding Ag Drucksensor.
WO2011063537A1 (de) * 2009-11-25 2011-06-03 Kistler Holding Ag Drucksensor für niederviskose medien

Also Published As

Publication number Publication date
US3801838A (en) 1974-04-02
CH585970A5 (de) 1977-03-15

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