DE3918818A1 - Drucksensor - Google Patents
DrucksensorInfo
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- DE3918818A1 DE3918818A1 DE19893918818 DE3918818A DE3918818A1 DE 3918818 A1 DE3918818 A1 DE 3918818A1 DE 19893918818 DE19893918818 DE 19893918818 DE 3918818 A DE3918818 A DE 3918818A DE 3918818 A1 DE3918818 A1 DE 3918818A1
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring 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
- G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
- G01L9/0051—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance
Description
Die Erfindung betrifft einen Drucksensor aus einer
biegsamen, randfest eingespannten keramischen
Trägerplatte, die auf der einen Seite einen
metallischen Filmwiderstand als Dehnungsmeßstreifen
und über dem Filmwiderstand eine keramische
Isolationsschicht trägt.
Die biegsame keramische Trägerplatte wird in einem
entsprechenden Gehäuse randfest eingespannt und von
beiden Seiten mit unterschiedlichen Drucken
beaufschlagt. Die Druckdifferenz ruft eine Verformung
der Trägerplatte und des Dehnungsmeßstreifens hervor,
aus dessen elektrischer Widerstandsänderung über
externe Meßkreise die Druckdifferenz meßtechnisch
bestimmt werden kann.
Zur Druckmessung in korrosiven, abrasiven und
elektrisch leitfähigen Medien ist es erforderlich den
metallischen Dehnungsmeßstreifen von diesen Medien
getrennt zu halten. Dies erfolgt auf der einen Seite
durch die keramische Trägerplatte, die meist aus
Aluminiumoxid besteht, die ihre elastischen
Eigenschaften auch bei hohen Temperaturen in
agressiven Medien beibehält. Die andere Seite des
Dehnungsmeßstreifens wird durch eine dünne keramische
Isolationsschicht abgedeckt, die auf der Trägerplatte
aufgebracht ist und den Dehnungsmeßstreifen
vollständig bedeckt.
Aus der DE-OS 27 41 055 ist es bekannt, den
Dehnungsmeßstreifen und die Zuleitungen mit einer 2
bis 6 µm starken Schicht aus isolierendem Material zum
Schutz gegen Korrosion und Erosion abzudecken. Diese
dünne Schichten enthalten jedoch zahlreiche Poren, die
die elektrische Durchschlagfestigkeit vermindern und
nicht genügend stabil gegen abrasiv wirkende Teilchen
im Meßmedium sind.
In der DE-OS 37 07 077 wird vorgeschlagen, den
Dehnungsmeßstreifen und die Zuleitungen durch eine
Schutzschicht aus einem dielektrischen Material
abzudecken, die mittels Dickfilmtechnik aufgebracht
und vorzugsweise aus einem glasartigen Matrixmaterial
oder einem elektrisch isolierenden Harz besteht. Diese
recht dünnen Überzüge sind gegenüber korrosiven
Medien chemisch unbeständig und besitzen daher nur
eine beschränkte Lebensdauer. Eingebrannte
Glasschichten werden z. B. von Wasserdampf angegriffen
und verlieren ihre Haftfestigkeit.
Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen
Drucksensor aus einer biegsamen, randfest
eingespannten keramischen Trägerplatte zu schaffen,
die auf der einen Seite einen metallischen
Filmwiderstand als Dehnungsmeßstreifen und über dem
Filmwiderstand eine keramische Isolationsschicht
trägt, wobei die Isolationsschicht sehr beständig
gegen korrosive und abrasive Meßmedien sein muß.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
die keramische Isolationsschicht aus einer dichten
keramischen Isolationsplatte mit den gleichen
geometrischen Abmessungen wie die Trägerplatte
besteht,
mit dieser Trägerplatte fest verbunden ist und eine
Dicke von mindestens 60 µm aufweist, wobei die Dicke
der Isolationsplatte nicht mehr als das 0,8-fache der
Trägerplatte betragen darf.
Die Dicke dieser Isolationsplatte darf nicht mehr als
das 0,8-fache der Dicke der Trägerplatte sein, da das
Dickenverhältnis dieser beiden keramischen Platten die
Dehnung festlegt, die auf den Dehnungsmeßstreifen
wirkt. Je unterschiedlicher dick die beiden Platten
sind, desto empfindlicher ist der Drucksensor.
Andererseits muß die Isolationsplatte mindestens eine
Dicke von 60 µm aufweisen, da darunter die elektrische
Durchschlagfestigkeit, der korrosive und der abrasive
Schutz nicht ausreichend sind.
Die Befestigung der Isolationsplatte auf der
Trägerplatte bzw. dem Dehnungsmeßstreifen kann mit
Hilfe eines Glaslotes oder direkt durch Laminieren und
Sintern von Keramikfolien erfolgen.
Beispielsweise wird auf der Filmwiderstandsseite der
keramischen Trägerplatte ganzflächig mittels
Siebdrucktechnik eine wenige µm dicke Glaslotschicht
aufgetragen und eingebrannt. Anschließend wird die
keramische Isolationsplatte aufgelegt und in einem
zweiten Temperaturschritt unter Erweichung des
Glaslots befestigt. Die Dicke des Glaslots muß hierbei
in die Dickenverhältnisbeziehung zur keramischen
Isolationsplatte hinzugezählt werden, da sie das
Dehnungsverhalten beeinflußt.
Die keramische Isolationsplatte kann auch aus
Keramikfolien aufgebaut werden, die neben dem
Keramikmaterial ein organisches Bindemittel enthalten,
das bei höherer Temperatur entweicht und das
Keramikmaterial zusammensintern läßt. Entsprechend
der gewünschten Dicke der Isolationsplatte werden
mehrere Keramikfolien übereinanderlaminiert.
Die erfindungsgemäße keramische Isolationsplatte
besitzt eine sehr geringe Porosität und damit eine
große elektrische Durchschlagfestigkeit. Außerdem ist
sie sehr beständig gegen mechanischen Abrieb und
chemischen Angriff durch das Meßmedium.
Die Abbildung zeigt schematisch einen Längsschnitt
durch eine beispielhafte Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Drucksensors. Auf einer Trägerplatte
(1) aus Keramik ist der metallische
Dehnungsmeßstreifen (2) aufgebracht. Mit dieser
Trägerplatte (1) ist über ein Glaslot (3) die
keramische Isolationsplatte (4) haftfest verbunden.
Claims (1)
- Drucksensor aus einer biegsamen, randfest eingespannten keramischen Trägerplatte, die auf der einen Seite einen metallischen Filmwiderstand als Dehnungsmeßstreifen und über dem Filmwiderstand eine keramische Isolationsschicht trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die keramische Isolationsschicht aus einer dichten keramischen Isolationsplatte (4) mit den gleichen geometrischen Abmessungen wie die Trägerplatte (1) besteht, mit dieser Trägerplatte (1) fest verbunden ist und eine Dicke von mindestens 60 µm aufweist, wobei die Dicke der Isolationsplatte (4) nicht mehr als das 0,8-fache der Trägerplatte betragen darf.
Priority Applications (2)
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DE19893918818 DE3918818B4 (de) | 1989-06-09 | 1989-06-09 | Drucksensor |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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DE3918818A1 true DE3918818A1 (de) | 1990-12-13 |
DE3918818B4 DE3918818B4 (de) | 2006-03-30 |
Family
ID=6382397
Family Applications (1)
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Country | Link |
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DE (1) | DE3918818B4 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107389740A (zh) * | 2017-08-03 | 2017-11-24 | 上海发电设备成套设计研究院有限责任公司 | 一种受热面烟气侧磨损量及腐蚀量的在线监测系统 |
US11676743B2 (en) | 2017-06-19 | 2023-06-13 | Tdk Electronics Ag | Film resistor and thin-film sensor with a piezoresistive layer |
Families Citing this family (1)
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DE102017108582A1 (de) | 2017-04-21 | 2018-10-25 | Epcos Ag | Schichtwiderstand und Dünnfilmsensor |
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DE2741055A1 (de) * | 1976-09-15 | 1978-03-23 | Gen Electric | Duennfilm-dehnungsmess-streifen und verfahren zu seiner herstellung |
DE3707077A1 (de) * | 1986-03-10 | 1987-09-17 | Marelli Autronica | Dickfilmsensor, insbesondere ein drucksensor |
DE3840703A1 (de) * | 1987-12-03 | 1989-06-29 | Ngk Insulators Ltd | Druckfuehler mit einem elektromagnetischen abschirmglied |
-
1989
- 1989-06-09 DE DE19893918818 patent/DE3918818B4/de not_active Expired - Fee Related
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CN107389740B (zh) * | 2017-08-03 | 2023-08-29 | 上海发电设备成套设计研究院有限责任公司 | 一种受热面烟气侧磨损量及腐蚀量的在线监测系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3918818B4 (de) | 2006-03-30 |
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Legal Events
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: MANNESMANN AG, 4000 DUESSELDORF, DE |
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8141 | Disposal/no request for examination | ||
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Owner name: ABB PATENT GMBH, 68526 LADENBURG, DE |
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