DE3327265A1

DE3327265A1 - Verbesserter messwertgeber zum messen des druckes einer fluessigkeit, insbesondere einer aggressiven und heissen fluessigkeit

Info

Publication number: DE3327265A1
Application number: DE19833327265
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: CISE Centro Informazioni Studi e Esperienze SpA
Current assignee: CISE Centro Informazioni Studi e Esperienze SpA
Priority date: 1982-07-30
Filing date: 1983-07-28
Publication date: 1984-02-02
Also published as: IT8222671A0; IT1153144B; GB2125561A; GB8320398D0; FR2531217A1; IT8222671A1

Description

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DIPL.-PHYS. DR. ULRICH BÖHME

PATENTANWÄLTE UHLANDSTR. 14c - 7000 STUTTGART 1

Beschreibung

Es sind Druckwertmessgeber bekannt, die Dehnungsmesser mit Metalldraht, mit Metallfilm,mit Cermet und mit Halbleitern aufweisen, deren bau- und funktionsmässigen Eigenschaften zu stark mit den Bestandwerkstoffen der Widerstände zusammen hängen, um eine vielseitige Anwendung dieser Messwertgeber zu gestatten.

Beträchtliche Schwierigkeiten sind auch auf die unterschiedlichen Verformungseigenschaften des Dehnungsmessers und des Substrats, auf dem derselbe aufliegt, zurückzuführen.

Um diesem Nachteil abzuhelfen, werden Druckmesswertgeber mit kreisförmiger Aluminiumoxydmembrane verwendet, die gegen Mitte der Membrane angeordnete Siebdruck-Widerstandsdehnungsmesser trägt. Ein Messwertgeber dieser Art ist zum Beispiel in der italienischen Patentanmeldung Nr. 28682 A/78 beschrieben und dargestellt, die am 12. Oktober 1978 im Namen der Firma Fabbrica Italiana Magneti Marelli S.p.A. eingereicht wurde.

Auch in diesem Fall verbleiben jedoch grosse Schwierigkeiten wegen der Notwendigkeit, auf dem Substrat eine solche Lage der Widerstände zu finden, die ein Höchstmass an Unabhängigkeit der auf den Druck der Flüssigkeit zurückzuführenden Verformungen von den Scheinverformungen zu gewähren, die zum Beispiel wegen der in Anwesenheit von Wärmebeanspruchungen an den Auflagen auftretenden Ausdehnungen entstehen.

Es ist Hauptaufgabe der Erfindung, einen Messwertgeber zu schaffen, der in der Lage ist, zu vermeiden, dass Scheinverformungen (die nicht direkt von der Flüssigkeit hervorgerufen werden), die zum Beispiel auf hohe Temperatur und auf

andere Frerndbeanspruchungen zurückzuführen sind, die aufgenommenen Daten beeinflussen, um genaue Ablesungen zu erzielen.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch einen Messwertgeber des Druckes einer Flüssigkeit gelöst, der dadurch gekenn zeichnet ist, dass er einen ersten und einen zweiten Körper umfasst, die so ineinander eingeschoben sind, dass sie einen Zwischenraum bilden, in den die Flüssigkeit unter Druck hineinfliesst, wobei der erste dieser Körper aus einem elastisch nach iebigen Werkstoff hergestellt ist und eine Mehrzahl Widerstandsdehnungsmesser trägt, die von der Flüssigkeit isoliert und elektrisch miteinander geschaltet sind, um ein Ausgangssignal als Funktion des Flüssxgkeitsdruckes auszugeben.

Die aufbau- und funktionsmässigen Eigenschaften der Erfindung werden nachstehend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 den erfindungsgemässen Messwertgeber in einem schematischen Längsschnitt,

Fig. 2 das Substrat für den Messwertgeber gemäss Fig. 1 mit innen siebgedruckten Dehnungsmessern in einer perspektivischen Ansicht/

Fig. 3 das Schaltbild der Dehnungsmesser, Fig. 4 eine zweite Ausfuhrungsform des erfindungsgemässen Messwertgebers in einem schematischen Längsschnitt,und

Fig. 5 das Substrat für den Messwertgeber gemäss Fig. 4 mit aussen siebgedruckten Dehnungsmessern in einer perspektivischen Ansicht.

In Fig. 1 besteht der insgesamt mit 10 bezeichnete, erfin-

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dungsgemässe Messwertgeber aus einem relativ elastisch nach giebigen Körper 11, der in einem zylinderförmigen Hauptgehäuse 12 enthalten ist/ in das die Flüssigkeit unter Druck aus einer Axialleitung 13 hineinfliesst.

Der vorzugsweise aus Aluminiumoxyd gefertigte Körper 11 ist an dem einen Ende durch eine Bodenscheibe 14 abgeschlossen und an dem anderen Ende, am Umfang, bei 15, mit einer Tragmutter 16 verbunden, die am Gehäuse 12 angeschraubt und ange schweisst ist. So bildet der Körper 11 mit der Innenwandung des Gehäuses 12 eine ringförmige Kammer 17 zur Aufnahme der Flüssigkeit unter Druck.

Mit der Bodenscheibe 14 und der Mutter 16 kann der Körper 11 durch ein bekanntes Vakuum-Schweisslötverfahren verbunden werden.

An den Innenwänden des Körpers 11 sind Paare von Widerstands dehnungsraessern 18, 19 (Fig. 2) angeordnet, die gemäss Fig. 3 in einer Wheatstone-Brücke elektrisch geschaltet sind, und zwar so, dass die der gleichen Verformungsart unterliegenden Widerstände in gegenüberliegenden Brückenarmen eingesetzt sind.

Diese Dehnungsmesser 18, 19 sind im Siebdruckverfahren filmartig an den Wänden angebracht und es v/erden dazu bis zu 400 C geeignete Widerstandspasten benutzt.

Eine Anwendung des erfindungsgemäss ausgeführten Messwertgebers ist zum Beispiel folgende:

Der !Messwertgeber 10 v/ird in ein System eingesetzt, das bei einer gewissen Temperatur, zum Beispiel 350 C, eine Flüssig-

keit enthält, deren Druck gemessen werden soll.

Durch die Leitung Ί3 drängt die Flüssigkeit in die Kammer 17 ein, wo sie die seitlichen Wände des Körpers 11 komprimiert und verformt/ die auch bei hoher Temperatur ihre Eigenschaften an elastischer Nachgiebigkeit behalten.

Die an diesen Wänden angebrachten Dehnungsmesser 18, 19 deh nen sich aus und ändern ihren elektrischen Widerstand, wobei sie in an sich bekannter Weise ein der Widerstandsände rung verhältnisgleiches Signal ausgeben. Das Signal gibt den Druckwert an, der an einem insgesamt mit 2 0 bezeichneten, über einen Verbinder an sich bekannter Art mit dem Messwertgeber verbundenen Instrument abgelesen wird.

Der Vorteil dieses Druckmesswertgebers gegenüber dem bekann ten Stand der Technik liegt zunächst in der Tatsache, dass die Dehnungsmesserpaare 18, 19, die wie oben beschrieben am rohrförmigen Körper 11 .angeordnet sind, von den wegen der Ausdehnungen der Befestigungs- und Tragteile (14, 15, 16) entstehenden Scheinverformungen überhaupt nicht beeinflusst werden.

Wesentlich ist auch die Ausbildung der Kammer 17 mit kleinstem Volumen, die bei einer belanglosen Menge zugeführter Flüssigkeit eine sofortige, prompte und genaue Messung ermöglicht.

Ausserdem darf der zu messenden Flüssigkeitsdruck bei dieser:erster. Aasführungsform auch sehr hoch sein, weil der Körper 11 aus Aluminiumoxyd eine sehr hohe Druckfestigkeit hat.

In Fig. 4, die eine weitere mögliche Ausfuhrungsform des er

findungsgemässen Gegenstandes zeigt, sind die gleichen bzw. die gleichartigen Teile mit denselben, um 100 erhöhten Bezugsnummern bezeichnet. Den bedeutenden Unterschied zwischen den beiden Ausführungsformen stellt die Düse 121 mit Radialbohrungen 122 dar, die den Zufluss der Flüssigkeit in das Innere des rohrförmigen Körpers 111 ermöglicht, und zwar genau in den Zwischenraum 117, den die Düse 121 mit der Innenwand des Körpers 111 bildet.

Bei dieser zweiten Ausführungsform müssen die im Spiel stehen den Drücke notwendigerweise kleiner sein, weil die Wände des rohrförmigen Körpers 111 unter Zugspannung liegen und der benutzte Werkstoff gegen Zugspannung einen kleineren Bruchfestigkeitswert hat.

Es wird darauf aufmerksam gemacht, dass bei der ersten Ausführungsform die Wände des Hauptgehäuses 12 der Flüssigkeit unter Druck entgegenwirken und sie halten, während bei der zweiten Ausführungsform dieselben Wände des Gehäuses 112 mit der Flüssigkeit unter Druck nicht in Berührung kommen und nur die Aufgabe haben, die Dehnungsmesser 118, 119 vor der Aussenumgebung zu isolieren und zu schützen.

Auch die Anordnung der Dehnungsmesser ist kennzeichnend, v/eil bei der ersten Ausführungsform die Dehnungsmesser 18, 19 im Inneren des rohrförmigen Körpers angeordnet sind, während bei der zweiten Ausführungsform die Dehnungsmesserpaare 118, 119 an den Aussenwänden des Körpers 111 angeordnet sind, um von der Flüssigkeit unter Druck isoliert zu sein.

Claims

Patentanmeldung* Γ,," I I ·* . I"V Ί DIPL-tNG. WILHELM STELLRECHT ttSc. DlPL-PHYS. DB. OSETER GRiSSSBACH DIPL-PHYS. WALTER HAECKER 0!PL-PHYS. DR. ULRICH BDHME PATENTANWÄLTE UHLANDSTR. 14c - 7000 STUTTGARr 1 CISE - Centro Informazioni Studi Esperienze S.p.A. Verbesserter Messwertgeber zum Messen des Druckes einer Flüssigkeit, insbesondere einer aggressiven und heissen Flüssigkeit Patentansprüche

1. Messwertgeber zum Messen des Druckes einer Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass er einen ersten und einen zweiten Körper umfasst, die so ineinander eingeschoben sind, dass sie einen Zwischenraum bilden, in den die Flüs sigkeit unter Druck hineinfliesst, wobei der erste dieser Körper aus einem elastisch nachgiebigen Werkstoff hergestellt ist und eine Mehrzahl Widerstandsdehnungsmesser trägt, die von der Flüssigkeit isoliert und elektrisch miteinander geschaltet sind, um ein Ausgangssignal als Funktion des Flüssigkeitsdruckes auszugeben.

2. Messwertgeber gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Körper hohl und im zweiten Körper angeordnet ist und dass die !Dehnungsmesser an der Innenwand des Hohlraumes des ersten Körpers angebracht sind.

3. Messwertgeber gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Körper hohl ist, um den zweiten Körper zu enthalten und die Dehnungsmesser an der Aussenwand trägt, wobei ausserdem ein dritter Aussenkörper vorgesehen ist, der die ersten beiden Körper enthält.

4. Messv?ertgeber gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste rohrförmige Körper Dehnungsmesser an seinen Innenwänden trägt, an dem einen Ende durch eine Bodenscheibe geschlossen und an dem anderen Ende, am Umfang, an einer Nutmutter befestigt ist, die mit dem zweiten Körper verbunden ist, in dem der erste Körper eingesetzt ist und den Zwischenraum bildet, der über eine axial im zweiten Körper ausgebildete Leitung beschickt wird.

5. Messwertgeber gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste rohrförmige Körper Dehnungsmesser an seinen Aussenwänden trägt, an dem einen Ende durch eine Bodenscheibe geschlossen und an dem anderen Ende, am Umfang, an einer Nutmutter befestigt ist, die mit dem zweiten Körper verbunden ist, der im ersten Körper eingesetzt ist und den Zwischenraum bildet, der über eine axial im zweiten Körper ausgebildete Leitung beschickt wird, wobei ein dritter rohrförmiger Körper vorgesehen ist, der die beiden oben erwähnten Körper uraschliesst.