DE2425177C3

DE2425177C3 - Druckmeßwertgeber

Info

Publication number: DE2425177C3
Application number: DE2425177A
Authority: DE
Inventors: Elbert Marston Glastonbury Conn. Moffatt (V.St.A.)
Original assignee: United Technologies Corp
Current assignee: Raytheon Technologies Corp
Priority date: 1973-07-09
Filing date: 1974-05-24
Publication date: 1981-01-22
Also published as: IT1015689B; LU70177A1; BR7404757A; FR2237188B1; FR2237188A1; BE815944A; DK138091B; DK138091C; GB1428903A; CA1002776A; IE39434L; US3863505A; IE39434B1; DE2425177A1; NL7406656A; JPS5429276B2; DK365874A; JPS5043981A; DE2425177B2

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckmeßwertgeber mit einem an einem Ende geschlossenen und am anderen Ende dicht mit einer Basis verbundenen, eine erste Druckkammer bildenden schwingenden Zylinder aus magnetisch wirksamem Material, mit einem an einem Ende wenigstens teilweise geschlossenen und am anderen Ende dicht mit der Basis verbundenen und den schwingenden Zylinder zur Bildung einer zweiten Druckkammer außerhalb des schwingenden Zylinders umgebenden äußeren Druckzylinder, mit Anschlußmil· teln zum Anschließen einer der Druckkammern an die

Druckquelle, deren Druck gemessen werden soll, mit elektromagnetischen Antriebsmitteln zur Erregung des schwingenden Zylinders und mit elektromagnetischen Meßmitteln zur Erfassung der Schwingungen des schwingenden Zylinders.

Ein Druckmeßwertgeber dieser Art ist in der US-PS 30 21 711 beschrieben. Bei diesem bekannten Meßwertgeber sind s'i Antriebs- und Meßrnittel innarhalb des schwingenden Zylinders auf einem Träger ein einzelner diametraler Treibelektromagnet bzw. ein einzelner diametraler Meßelektromagnet angeordnet, die senkrecht zueinander und je quer zur Achse des Zylinders stehen. Deshalb müssen notwendigerweise die elektrischen Anschlußleitungen, welche die Elektromagnete mit Verstärkern oder anderen außerhalb des Meßwertgebers angeordneten Schaltkreisen verbinden, durch den schwingenden Zylinder hindurch nach außen geführt werden. Das erschwert oder verhindert eine hermetische Abdichtung des schwingenden Zylinders. Dieser muß deshalb mit einem innendruck betrieben werden, der viel kleiner als der Umgeburcgsdruck ist Nicht nur die Drähte in den Leitungen erfordern Durchbrüche, die um den Draht abgedichtet werden müssen, sondern die Drähte sind normalerweise mit einer Isolierung versehen, die ihrerseits nur schwierig Ober einen langen Zeitraum hermetisch abgedichtet werden kann.

Ein zusätzliches Problem besteht darin, daß es schwer ist dem Innern des schwingenden Zylinders unter Druck stehendes Gas zuzuführen, weil enge gewundene Durchlässe vorgesehen sein müssen, welche das Hindurchströmen des Ga5 js erschweren und zum Blockieren oder Verstopfen neigen, was die Zuverlässigkeit und Genauigkeit des Meßwertgebers beeinträchtigt

Aus der US-PS 33 27 533 ist zwar bereits ein Druckmeßwertgeber bekannt bei welchem keine elektrischen Anschlußleitungen durch den schwingenden Zylirder hindurch nach außen geführt werden müssen, es handelt sich jedoch um keinen Druckmeßwertgeber der eingangs genannten Art, da insbesondere der schwingende Zylinder nicht aus magnetisch wirksamen Material sondern aus Quarz besteht Einen kreisförmigen Querschnitt darf dieser bekannte Druckmeßwert^eber nicht haben. Die P.obleme, die bei dem Druckmeßwertgeber der eingangs genannten Art auftreten, stellen sich nach diesem Stand der Technik nicht.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Druckmeßwertgeber der eingangs genannten Art so auszubilden, daß er leicht hermetisch abgedichtet werden kann, bei hohen Drücken arbeiten kann und einfach herzustellen und zu reparieren ist

Im Sinne der lösung dieser Aufgabe ist ein solcher Druckmeßwertgeber dadurch gekennzeichnet daß der äußere Druckzylinder aus einem Material mit sehr kleiner magnetischer Permeabilität besteht, daß die Antriebsmittel und die Meßmittel außen auf dem äußeren Druckzylinder angeordnet sind, und daß außerhalb des Druckzylinders ein Rückschluß mit kleinem magnetischen Widerstand für den magnetischen Fluß durch die elektromagnetischen Antriebsund Meßmittel und den schwingenden Zylinder angeordnet ist

Die Erfindung erlaubt eine vollständige hermetische Abdichtung des Innereil des schwingenden Zylinders. Das Innere desselben ist leicht zugänglich, ohne daß hermetische Dichtungen unterbrochen werden müssen, so daß die Antriebs- und Meßmittel leichi eingestellt ersetzt oder repariert werden können. Die Erfindung beseitigt die Notwendigkeit, elektrische Drähte durch hermetische Dichtungen hindurchzuführen, wodurch

"> das hermetische Abdichten insgesamt erleichtert wird.

Da die Erfindung das hermetische Abdichten des Inneren des schwingenden Zylinders ermöglicht fördert sie dessen Verwendung im Fall eines im wesentlichen vollständigen Vakuums im Innern des Zylinder;. Der

ίο Druckmeßwertgeber kann deshalb als Absolutdruckmeßfühler mit einem Kompressionsschwingungsfeld betrieben werden. Das erleichtert die Wah! der Nennfrequepz in Abhängigkeit vom Druck zur Vermeidung der Überlagerung von Schwingungstypen, was wiederum in Nenndruckbereich ein Schwingungstypgesamtprofil ohne vom Druck abhäjigige Sprungstellen liefert

Der Eingang des Druckmeßwertgebers nach der Erfindung kann leicht mit einer * ""agnetschleuse und einem Sieb versehen werden, um Verunreinigungen auszufiltem. die sonst von der zu überwachenden Druckquelle aus in den Meßwertgeber eindringen könnten.

Du^rch das Weglassen des Trägers für die Elektromagnete im Innern des schwingenden Zylinders beseitigt die Erfindung nicht nur eine Fehlerquelle aufgrund mechanischer Schwingungen, sondern auch Beschränkungen hinsichtlich der Größe des schwingenden Zylinders. Weil die Elektromagnete bei dem

jo Druckmeßwertgeber nach der Erfindung außerhalb angeordnet sind, können sie von beliebiger Größe sein und auf einem Träger beliebiger Größe angeordnet werden. Der schwingende Zylinder kann daher einen kleinen Durchmesser haben, wodurch er bei höheren Frequenzen betrieben werden kann und seinerseits weniger auf N F-Rauschschwingungen anspricht Die Außenanbringung der Elektromagnete erlai-bt. den äußeren Druckzylinder mit dem gewünschten Durchmesser herzustellen. Es können Polschuhe benutzt werden, um den Abstand zwischen dem äußeren Druckzylinder und dem schwingenden Zylinder zu überbrücken, wodurch die Größe des die F'ektromagnete aufnehmenden äußeren Druckzylinders bezüglich der Schwingungsgeräuscherzeugung und anderer Faktoren gewählt werden kann. Der Druckmeßwertgeber nach der Erfindung ist somit weniger anfällig für Fehler aufgrund von Schwingungen.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung bilden den Gegenstand der Unteransprüche.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand von Figuren näher beschrieben. Es zeigt

h i g. 1 eine Seitenansicht im Schnitt und eine schematische Darstellung der Schaltung für einen Druckmeßwertgeber;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Schwingungstyps mit vier Maxima (acht Knotenpunkte);

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Schwingungstyp!: mit drei Maxima (sechs Knotenpunkte);

Fig.4 einen Querschnitt entlang der Linie 4-4 von Fi* 1;

Fig.5 einen Querschnitt entlang der Linie 5^5 von Fig« Ii
F i g. 6 eine Darstellung des Frequenzganges des

G5 Zylinders unter Zugspannungsbedingungen, und

Fig.7 eine Darstellung des Frequenzganges des Zylinders unter Kompresssionsbedingungen.
Der in F i κ. 1 dargestellte Drückrrießwefteeber

umfaßt einen schwingenden Zylinder 10 mit einer zylindrischen, dünnen Wand 12, welche aus Stahl mit einem wenig von der Temperatur abhängigen Elastizitätsmodul hergestellt sein kann, wie etwa rostfreier Ni-Span-C-Stahl. Das untere Ende des Zylinders 10 weist einen verdickten zylindrischen Teil 14 auf, welcher den Schwingungsknoten an der Basis der dünnen Wand von der Basis des Meßwertgebers isoliert, um Dämpfungen zu eliminieren, welche aus den Verbindungen der Metalle resultieren* Das obere Ende des Zylinders 10 Umfaßt einen verdickten zylindrischen Teil 16, welcher einen Schwingungsknoten am oberen Ende des Zylinders 10 sichert, der mit einer hermetisch abgedichteten Kappe 18, die daran in irgendeiner geeigneten Weise, wie etwa durch eine ringförmige Schweißung 19, schwingungsisoliert festgemacht ist.

Der schwingende Zylinder ist hermetisch abgeschlossen, etwa mittels einer kreisförmigen Schweißung 22. wodurch eine Kammer 2i mit einer Basis 2ö gebildet wird, mit der ein nichtmagnetischer äußerer Druckzylinder 24 auch hermetisch abgedichtet sein kann, wie etwa mittels einer kreisförmigen Schweißnaht 26 zwischen der Basis 20 und dem verbreiterten unteren Zylindertei! 28 des äußeren Druckzylinders 24. Das obere Ende des äußeren Druckzylinders 24 kann einen vergrößerten. zylindrischen Teil 30 umfassen, weil keine Schwingungen des Zylinders 10 im oberen Bereich, welcher von dem vergrößerten Teil desselben eingenommen wird, auftreten. Eine obere Fläche 32 des Zylinders erstreckt sich radial nach innen und ist mit einem Außengewinde u> 34 und einem Innengewinde 36 an der oberen, zylindrischen Verlängerung 38 versehen. Das Außengewinde 34 stimmt mit dem Innengewinde einer magnetischen Abschirmplatte 40 und einer Befestigungsmutter 41 überein, und das Innengewinde 36 nimmt das Gewinde der Eingangsvorrichtung 42 auf. Die Eingangsvorrichtung kann eine mittlere Bohrung 44 umfassen, weiche eine Leitung für die Verbindung mit einer Fluidquelle (nicht dargestellt) darstellt, deren Druck mittels des Druckmeßwertgebers zu überwachen 4» ist. Die Bohrung 44 steht mit einer wesentlich größeren Bohrung 46 in dpr pin Matxnet 4R wplrhpr rfip Fnrm eines aufrechten Zylinders mit abgeflachten Seiten haben kann, weiche Durchgänge 50 für das Fluid von der Bohrung 44 zu einer ringförmigen Kammer 52 zwischen dem schwingenden Zylinder 10 und dem äußeren Druckzylinder 24 bilden, in Verbindung. Innerhalb der Bohrung 46 sichert ein ringförmiges Abstandsstück 54 (wie etwa eine Scheibe), daß ein Sieb 56 den Magneten 48 nicht berührt, wodurch ein unbeeinträchtigter Fluidfluß von der Bohrung 44 zur Kammer 52 möglich wird. Der Magnet 48 zieht magnetisierbare Teilchen an und das Sieb 56 verhindert den Durchgang von anderen Teilchen in die Kammer 52, wodurch ein sicherer und genauer Betrieb des Meßwertgebers sichergestellt wird.

EtTi magnetischer Polschuh 60 hoher Permeabilität, weicher insgesamt zylindrisch sein kann, mit einem vergrößerten oder angeflanschten Teil, ist in einem Loch in der Wand des äußeren Druckzylinders 24 angeordnet Der Polschuh 60 hat am Zylinder 10 eine verringerte Größe, um die Fluiddämpfung zu verringern, weiche eine Funktion der Fläche der Enden der Polschuhe ist; der vergrößerte Teil verringert den magnetischen Widerstand des magnetischen Weges. Dieser leitet den magnetischen Fluß zum schwingenden Zylinder 10 durch die Druckkammer 52. Neben dem Polschuh 60 ist ein Permanentmagnet angeordnet.

welcher ein Alnico-Maghel sein kann. Dieser Magnet 62 ist dünn und von zylindrischer Form. Der Magnet 62 liefert eine magnetische Vorspannung für die Polschühe 60, wodurch nur Wechselstrom (ohne Gleichströmvorspannung) der Spule 64 zur Erzeugung eines schwingenden magnetischen Flussies durch die Polschuhe 60 zur Induzierung von Schwingungen im schwingenden Zylinder 10 zugeführt zu werden braucht. Den Magneten 63 und den Polschuh 60 umgibt eine Magnetspule 64; welche auf einen Spulenkern 66 aufgewickelt ist. Der Polschuh 60, der Magnet 62 und der Kern 66 können in geeigneter Weise miteinander verklebt sein, etwa mittels Kitt, so daß der Druck der Schraube 68 gegen den Magneten 62 die gesamte Anordnung fest an den äußeren Druckzylinder 24 andrückt. Die magnetischen Elemente 60 bis 68 umfassen einen Treibermagnelen 70. In der Fig.5 erkennt man einen zweiten Treibermagneten 72, im Aufbau dem Treibermagneten 7ö ähnlich, weicher um einen Winkel von 120" versetzt gegenüber dem Treibermagneten 70 angeordnet ist. Es ist zu erkennen, daß die Lage des Treibermagneten 70 in der F i g. 5 etwas gegenüber der Lage in der Fig. 1 gedreht ist. In der Fig. 1 erkennt man einen Meßelektromagneten 74 im Aufbau dem Treiberelektromagneten 72 ähnlich, mit der Ausnahme, daß er mehr Windungen aufweist, um dadurch eine größere Empfindlichkeit zu erhalten. In der F i g. Λ erkennt man. daß der Meßelektromagnet 74 radial oder diametral gegenüber einem zweiten Meßelektromagneten 76 angeordnet ist. Die Elektro magnete 74 und 76 befinden sich auf einem Durchmesser der Zylinder 10, 24. welcher die Winkelhalbierende des Winkels zwischen den Treiberelektromagneten 70, 72 (Fig. 5) bildet. Der Zweck dieser Anordnung ist in der F i g. 3 dargestellt, in welcher der schwingende Zylinder 10 von einer durchgezogenen Linie dargestellt wird und eine gestrichelte Linie 78 einen Schwingungstyp mit drei Maxima (sechs Knoten) darstellt, der durch die Elektromagnete 70—76 mit der in den Fig.4 und 5 dargestellten Anordnung induziert wird. Somit arbeiten die Treibermagnete 70, 72 in Phase (so daß jeder den macFnpticrhpn crhu/ΐησρηΗρη 7vlinHpr 1Π im olpirhpn

Augenblick anzieht oder losläßt), während die Meßmagnete 74, 76 gegenphasig arbeiten, so daß die Spannungen, welche darin induziert werden, durch Differenzbildung voneinander abgezogen werden können, während gleichzeitig ein Schwingungstyp mit einer ungeraden Anzahl von Maxima, welcher in der F i g. 3 ein Schwingungstyp mit drei Maxima (sechs Knoten) ist, bereitgestellt wird. Diese Anordnung sichert auch eine volle Auslöschung des treibenden magnetischen Flusses in beiden Meßelektromagneten 74, 76, weil diese symmetrisch bezüglich der Treiberelektromagnete 70, 72 angeordnet sind, und weil durch den symmetrischen Betrieb der Elektromagnete 70, 72 jede direkte Kopplung entgegengesetzt ist und ausgelöscht wird. Diese Eigenschaft des Meßwertgebers wird ermöglicht durch die Anwendung eines Paares von Treiber- und Meßelektromagneten 70—76 im Gegensatz zu der Anordnung der US-Patentschrift 30 21 711 mit je einem Treiber- und einem Meßelektromagneten, weiche nur Schwingungstypen mit gerader Zahl von Maxima erzeugen, wie etwa den in Fig.2 dargestellten Schwingungstyp mit vier Maxima (acht Knoten).

Die Schraube 68 {Fig. 1) wird in einen äußeren magnetischen Abschirmzylinder 80, welcher zwischen der magnetischen Abschirmplatte 40 und der Basis 20 des Meßwertgebers angeordnet ist, eingeschraubt Der

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Abschirmzylinder 80 und die Platte 40, die Schraube 68 utid der Kern 66, der Polschuh 60 (und entsprechende Teile der andeien Eiektromagnete 72—76) und die Basis 20 des Meßwertgebers sind aus einem hochpcrmcablcn Metall« wie etwa Nickelstahl, hergestellt, das einö vollständige magnetische Abschirmung nicht nur für die m?.^etischen Kreise der Eieklrömagnete 70—76, sondern auch für den schwingenden Zylinder 10 bildet. Der magnetische Weg für den Antrieb des Zylinders umfaßt einen Polschuh 60. den Umfang dSs Zylinders 10. den Polschuh des Elektromagneten 72 und den Umfang des Zylinders 80. siehe F i g. 5. Der Zylinder 24 besteht aus einem nichtmagnetischen Stahl. Das wird durch Magnetisieren der Polschuhe im entgegengesetzten Sinn erreicht, vgl. F i g. 5. Durch die Permanentmagnetisierung der Magnete 62 oder durch Anlegen einer Gleichstromvorspannung an den Antrieb wird immer ein Fluß in derselben Richtung erzeugt, welcher um einen Mittelwert schwankt. Die Meßelektromagnete 76, 74 sind in entgegengesetzten Richtungen polarisiert, um in ähnlicher Weise einen Umfangsflußweg zu schaffen.

Ein Temperaturmeßfühler, welcher eine in Durchlaßrichtung vorgespannte Diodenstrecke oder ein anderer bekannter Fühler sein kann, ist an der Außenwand des äußeren Druckzylinders, ungefähr auf halber Länge desselben, mittels Kitt oder in einer anderen geeigneten Weise festgeklebt Der Temperaturmeßfühler liefert ohne Beeinträchtigung der Dichtung der äußeren Druckkammer 52 oder der im schwingenden Zylinder 10 gebildeten Kammer einen genauen Meßwert der Temperatur des Meßwertgebers, welche die Vereinfachung der Temperaturkompensation des Ausgangssignals des Meßwertgebers erlaubt. Zwei Leiter 84, welche an die gegenüberliegenden Enden des Meßfühlers 82 angeschlossen sind, laufen frei durch den leeren Raum 85 zwischen dem Abschirmzylinder 80 und dem äußeren Druckzylinder 24 und durch eine Öffnung 86 in der Basis 20 zum äußeren Schaltkreis 90; in ähnlicher Weise verbindet ein Leiterpaar 88 die in Reihe geschalteten Treiberelektromagnete 70, 72 mit dem Schaltkreis 90. Zusätzliche öffnungen (wie etwa die Cffnung Si rechis in Fig. i) sind vorgesehen, um das Durchführen anderer elektrischer Verbindungen mit dem Schaltkreis 90 zu erlauben, wie etwa ein Drähtepaar 94. von den in Reihe geschalteten Meßelektromagneten 74, 76. Die Meßelektromagnete sind über elektrische Leiter 94 mit einem Verstärker 98 verbunden, der einen Frequenzgang hat, welcher mindestens so breit ist wie der Frequenzbereich, welcher für den erforderlichen Nenndruckbereich des Meßwertübertragers erforderlich ist, und dessen Ausgangssignal auf den Leitungen 100 wird den elektrischen Leitungen 88 zum Treiben der Eiektromagnete 70, 72 zugeführt Das Ausgangssignal auf den Leitungen 100 kann auch einem Ausgangswandler 102 zugeführt werden, um die Frequenz des Verstärkerausgangssignals in ein digitales Ausgangssignal umzuwandeln, und der Ausgangswandler kann auch eine auf die von den Signalen auf den Leitungen 84 vom Temperaturmeßfühler angezeigte Temperatur ansprechende Temperatur und eine Linearisierung des Ausgangssignals umfassen, um auf den Ausgangsleitungen 106 ein temperaturkompensiertes, lineares Ausgangssignal zu erzeugen, welches im Nenntemperaturbereich des Meßwertgebers sehr exakt ist Der Schaltkreis §0, der zum Stand der Technik gehört, dient lediglich dazu, die Verbindungen des Meßwertgebers mit äußeren Schaltkreisen zu verdeutlichen. Der Schaltkreis 90 kann entfernt vom Übertrager angeordnet sein und die Montagebasis 104 des Meßwertgebers kann Verbindungsstifte für einen Kabelbaum enthalten, um den Meßwertgeber mit dem Schaltkreis 90 zu verbinden; Bekanntlich können die Signale am Ausgang 106 des Übertragers dazu benutzt werden, eine geeignete Anzeige des gemessenen Druckes zu steuern, öder können dazu benutzt werden, mit öder ohne weitere Verstärkung und Veränderung ein Gerät in Abhängigkeit von dem mit dem Meßwertgeber gemessenen Druck zu steuern.

Das Innere des schwingenden Zylinders 10 kann nicht nur leicht hermetisch abgedichtet werden, um so ein absolutes Vakuum für einen Druckmeßwertübertrager aufrechtzuerhalten, sondern durch das Vorsehen der relativ einfachen Basis 20, durch die keine elektrischen Verbindungen hindurchgehen, ist auch der freie Durchfluß eines unter Druck stehenden Fluids in die Kammer 21 im Innern des schwingenden Zylinders 10 möglich, so daß Differenzdrücke abgelesen werden können. Weil die Kammer 21 ebenso wie die Kammer 52 irgendeinem Nenndruck ausgesetzt werden kann und weil ein gerader, unbeeinträchtigter Zugang zu jeder dieser Kammern möglich ist, ergibt sich ein Differenzdruckmeßfühler, der sowohl mit dem schwingenden Zylinder in Kompression (der Druck im Innern des Zylinders ist niedriger als der Außendruck) als auch mit dem inneren Zylinder 12 unter Zugspannung (der Druck im Innern des Zylinders 10 ist größer als der Druck außerhalb des Zylinders) betreibbar ist. Die F i g. 6 zeigt eine beispielsweise Kurvenschar des Frequenzganges als Funktion des Druckes für verschiedene Schwingungstypen. So ist z. B. ein Schwingungstyp mit vier Maxima (η = 4) durch die Linie 110 dargestellt, ein Schwingungstyp mit zwei Maxima (η = 2) durch die Linie 112 und ein Schwingungstyp mit drei Maxima (η = 3) durch die Linie 114. Um in einem Meßwertgeber mit Kennlinien über dem Druckbereich, wie sie in der F i g. 6 dargestellt sind, eine maximale Empfindlichkeit zu erhalten, ist es üblich, den Schwingungstyp mit vier

■to Maxima zu wählen, welcher durch die Linie Hi) dargestellt ist Diese Kurve besitzt nämlich die größte Steigung und entspricht deshalb der groöten Empfindlichkeit (Frequenz gegen Druck) der drei dargestellten Schwingungstypen. Man kann aber erkennen, daß der Schwingungstyp 110 den Schwingungstyp 114 mit drei Maxima im Punkt 116 schneidet; das führt zu einem ungleichmäßigen Betrieb bei dem Druck und kann tatsächlich dazu führen, daß die Schwingung ganz aussetzt so daß die Frequenz in dem Punkt tatsächlich

so bis auf Null herabgesetzt wird, so wie es durch die Linien 118 dargestellt ist In ähnlicher Weise kann der Punkt 120 für die Kurve des Schwingungstyps mit vier Maxima auch auf der Kurve für den Schwingungstyp mit zwei Maxima liegen, wodurch ein weiterer Punkt unregelmäßigen Betriebes geschaffen wird, bei dem die Frequenz auf Null zurückgehen kann oder andere Unregelmäßigkeiten in der Empfindlichkeit des Meßwertgebers vorliegen können. Die Fig.6 betrifft eine Anordnung, die unter Zugspannung betrieben worden ist Die F i g. 7 aber betrifft eine Anordnung, weiche unter Kompression betrieben wurde und es ist leicht erkennbar, daß der Schwingungstyp mit vier Maxima gewählt werden kann, um Kollisionen mit den beiden anderen Schwingungstypen zu verhindern. Obschon, wie es durch die «'estriclieite Linie 112 angedeutet ist, eine Kurve für einen weiteren Schwingungstyp mit zwei Maxima die Kurve für den Schwingungstyp mit vier Maxima schneiden kann, ist es normalerweise ganz leicht, den

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Geber so zu entwerfen, daß der Schwingungstyp mit zwei Maxima, welcher der Linie 122 entspricht, unterdrückt wird, wodurch der Betrieb mit dem Schwingungstyp mit vier Maxima ohne irgendwelche Störungen ermöglicht wird. Dieser Betrieb kann nützlich sein, wenn große Druckbereiche erwünscht sind. Andererseits kann im Zugbetrieb ein Verziehen des Zylinders verhindert werden, wenn der Meßwertgeber in einer Umgebung betrieben wird, wo der tatsächliche Druck, welcher zugeführt wird, den Nenndruck um mehr als 100% übersteigen kann.

In bestimmten Druckbereichen kann es wichtig sein, einen Schwingungstyp mit ungerader Maximal-Zahl (wie etwa drei Maxima, sechs Knoten) zu benutzen, um die eben beschriebene Kollision der Schwingungen zu verhindern. Somit bietet die elektromagnetische Treibervorrichtung (und die Meßvorrichtung) mit zwei Elektromagneten eine zusätzliche Entwurfsmöglichkeit.

Falls man kein Vakuum in der Kammer 11 des

schwingenden Zylinders 10 wünscht, kann ein Zugang dazu geschaffen werden durch eine einfache Leitungsverbindung ähnlich der Eingangsvorrichtung 42, ohne daß man zu befürchten braucht, daß man auf Drähte öder andere Mittel trifft.

Man erkennt aus den F i g. 1, 4 und 5, daß der äußere magnetische Abschirmzylinder 80 einfach auf die Basis

ίο 20 geschraubt oder anderswie lösbar mit ihr verbunden werden kann, ohne daß dafür eine Dichtung erforderlich wäre. Weil diese Abschirmung 80 leicht entfernt werden kann, nachdem die Schraube 68 und ähnliche Schrauben herausgeschraubt worden sind, erkennt man fcrrier;daß es eine relativ einfache Sache ist, sich Zugang zu allen Elektromagneten 70—72 zur Einstellung, Reparatur und zum Austausch derselben zu verschaffen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Druckmeßwertgeber mit einem an einem Ende geschlossenen und am anderen Ende dicht mit einer Basis verbundenen, eine erste Druckkammer bildenden schwingenden Zylinder aus magnetisch wirksamen Material, mit einem an einem Ende wenigstens teilweise geschlossenen und am anderen Ende dicht mit der Basis verbundenen und den schwingenden Zylinder zur Bildung einer zweiten Druckkammer außerhalb des schwingenden Zylinders umgebenden äußeren Druckzylinder, mit Anschlußmitteln zum Anschließen einer der Druckkammern ar. die Druckquelle, deren Druck gemessen werden soll, mit elektromagnetischen Antriebsmitteln zur Erregung des schwingenden Zylinders und mit elektromagnetischen Meßmitteln zur Erfassung der Schwingungen des schwingenden Zylinders, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Druckzylinder (24) aus einem Material mit sehr kleiner magnetischer Permeabilität besteht, daß die Antriebsmittel (70, 72) und die Meßmittel (74, 76) außen auf dem äußeren Druckzylinder (24) angeordnet sind, und daß außerhalb des Druckzylinders ein Rückschluß (80) mit kleinem magnetischen Widerstand für den magnetischen Fluß durch die elektromagnetischen Antriebs- und Meßmittel und den schwingenden Zylinder (10) angeordnet ist

2. Drudcmeßwertgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel (70, 72) mehrere auf dem Umfang des äußeren Druckzylinders (24) angeordnet ι Elekt· jmagnete aufweisen.

3. Druckmeßwertgeber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anti »bsmittel (70, 72) eine gerade Zahl von Elektromagneten aufweisen, deren erste Hälfte einen mittleren magnetischen Fluß zu dem schwingenden Zylinder (10) mit einer Polarität und deren zweite Hälfte einen mittleren magnetischen Fluß zu dem schwingenden Zylinder mit der entgegengesetzten Polarität erzeugt.

4. Druckmeßwertgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßmittel (74, 76) mehrere auf dem Umfang des äußeren Druckzylinders (24) angeordnete Elektromagnete aufweisen.

5. Druckmeßwertgeber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektromagnete der Antriebsmittel (70, 72) gegen die Elektromagnete der Meßmittel (74, 76) um einen Winkel versetzt sind, der kleiner als 180° ist.

6. Druckmeßv/ertgeber nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektromagnete der Antriebsmittel (70, 72) bezüglich der Elektromagnete der Meßmittel (74,76) symmetrisch angeordnet sind. (so daß sich die in den Meßmitteln durch die Antriebsmittel erzeugten elektromagnetischen Felder gegenseitig aufheben.

7. Druckmeßwertgeber nach Anspruch 6. dadurch gekennzeichnet, daß die Elektromagnete der Antriebsmittel (70, 72) so angeordnet sind, daß Schwingungstypen mit Ungerader Zahl von Maxima möglich sind.

8. Druckmeßwertgeber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektromagnete der Antriebsmittel (70, 72) gegen die Elektromagnete der Meßmittel (74, 76) Um einen Winkel versetzt sind, der kein ganzzahliges Vielfaches von 90° ist.

9. Druckmeßwertgeber nach einem der Ansprü-

ehe I bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel (70, 72) und die Meßmittel (74, 76) jeweils zwei Elektromagnete aufweisen.

10. Druckmeßwertgeber nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückschluß (80) aus einem den äußeren Druckzylinder (24) umgebenden Abschirmzylinder (80) besteht, der an einem Ende wenigstens teilweise geschlossen ist und am anderen Ende einen großen Teil der Basis (20) umgibt, die ebenso wie der Abschirmzylinder aus einem Material mit hoher magnetischer Permeabilität besteht und zusammen mit dem Abschirmzylinder die Elektromagnete und den schwingenden Zylinder (10) abschirmt

11. Druckmeßwertgeber nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine an der Außenfläche des äußeren Druckzylinders (24) etwa in der Längsmitte angeordnete elektronische Tempcraturmeßvorrichtung (82) und durch dieser zugeordnete elektrische Verbindungsleitungen (84). welche zwischen dem äußeren Druckzylinder (24) und dem Abschirmzylinder (80) durch die Basis (20) hindurchgehen.

12. Druckmeßwertgeber nach Anspruch 10 oder

11, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßmittel (74, 76) und die Antriebsmittel (70. 72) elektrische Anschlußleiter (88,94) aufweisen, die zwischen dem äußeren Druckzylinder (24) und dem Abschirmzylinder (80) durch die Basis (20) hindurchgehen.

13. Druckmeßwertgeber nach Anspruch 11 oder

12, gekennzeichnet durch einen zwischen den Meßmitteln (74, 76) und den Antriebsmitteln (70,72) angeordneten Schaltkreis (90), welcher in Abhängigkeit von den in den Meßmitteln (74, 76) durch die Schwingungen des schwingenden Zylinders (10) erzeugten magnetischen Veränderungen elektrische Signale erzeugt, die den Antriebsmitteln 170, 72) zuführbar sind.

14. Druckmeßwertgeber n^ch Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkreis (90) außerhalb des Abschirmzylinders (80) angeordnet ist und mit der Temperaturmeßvorrichtung (82) über die elektrischen Verbindungsleitungen (84) verbunden ist.

15. Druck meßwertgeber nach Anspruch 13. dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkreis (90) außerhalb des Abschirmzylinders (80) angeordnet ist und mii den Meßmitteln (74, 76) und den Antriebsmitteln (70, 72) über die Anschlußleiter (88 bzw. 94) verbunden ist.

16. Druckmeßwertgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis (20) innerhalb des äußeren Druckzylinders (24) vollständig fest ist.