DE4406021B4

DE4406021B4 - pressure measuring device

Info

Publication number: DE4406021B4
Application number: DE19944406021
Authority: DE
Inventors: Dieter Braun
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-02-24
Filing date: 1994-02-24
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2014-02-25
Also published as: DE4406021A1

Abstract

Druckmeßeinrichtung mit einem druckfesten Gehäuse (12), in dessen mit einer Flüssigkeit gefülltem Inneren ein Drucksenor (34) angeordnet ist, und das druckseitig eine Druckmeßöffnung (14) mit einer elastischen Membrane (18) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) mit einer zweiten Öffnung (16) ausgebildet ist, die durch ein Wandelement (22) verschlossen ist, das im Vergleich mit dem Permeationskoeffizienten der elastischen Membrane (18) einen großen Permeationskoeffizienten aufweist.Pressure measuring device with a pressure-resistant housing (12), in the inside of which a pressure sensor (34) is arranged, and which has a pressure measuring opening (14) with an elastic membrane (18) on the pressure side, characterized in that the housing (12) is formed with a second opening (16) which is closed by a wall element (22) which has a large permeation coefficient in comparison with the permeation coefficient of the elastic membrane (18).

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckmeßeinrichtung mit einem druckfesten Gehäuse, in dessen Innerem ein Drucksensor eingeordnet ist, und das druckseitig eine Druckmeßöffnung mit einer elastischen Membrane aufweist.The invention relates to a pressure measuring device with a pressure-resistant housing, inside the pressure sensor is arranged, and the pressure side a pressure measuring opening with an elastic membrane.

Bei solchen Druckmeßeinrichtungen ist die elastische Membrane zur Trennung des Mediums, dessen Druck gemessen werden soll, vom Inneren der Druckmeßeinrichtung bzw. vom Inneren des druckfesten Gehäuses, in welchem der Drucksensor angeordnet ist, vorgesehen. Besteht die elastische Membrane einer derartigen Druckmeßeinrichtung aus einem Elastomermaterial, so ist eine bestimmte Permeabilität für das zu messende Druckmedium oder in ihm vorhandene flüssige oder gasförmige Fluide unvermeidlich. Infolge dieser Permeabilität der elastischen Membrane aus Elastomermateriai ergibt sich eine Diffusion des entsprechenden gasförmigen Fluides durch die Membrane. Dieses flüssige oder gasförmige Fluid löst sich in der im Inneren des druckfesten Gehäuses der Druckmeßeinrichtung befindlichen Flüssigkeit, bei der es sich üblicherweise um Silikonöl handelt, auf. Die Löslichkeit eines gasförmigen Fluides in der besagten Flüssigkeit ist vom Druck- und von der Temperatur abhängig, d. h. das gasförmige Fluid löst sich in der Flüssigkeit be sonders stark bei hohen Drücken und tiefen Temperaturen. Wird der Druck erniedrigt, so kann es gemäß dem Gesetz von Henry zu einem Ausperlen des Gases in der Flüssigkeit kommen. Das Gesetz von Henry besagt, daß die Masse eines bestimmten Gases, die sich bei einer konstanten Temperatur in einer gegebenen Menge einer bestimmten Flüssigkeit lösen kann, zum Partialdruck des Gases über der Flüssigkeit proportional ist.With such pressure measuring devices is the elastic membrane for separating the medium, its pressure to be measured, from the inside of the pressure measuring device or from the inside the pressure-resistant housing, in which the pressure sensor is arranged. Does it exist elastic membrane of such a pressure measuring device made of an elastomer material, is a certain permeability for the pressure medium to be measured or liquid in it or gaseous Fluids inevitable. As a result of this permeability of the elastic membrane a diffusion of the corresponding material results from elastomer material gaseous fluids through the membrane. This fluid or gaseous Fluid dissolves in the inside of the pressure-resistant housing of the pressure measuring device liquid, which is usually silicone oil acts on. The solubility a gaseous Fluids in said liquid depends on pressure and temperature, d. H. the gaseous fluid dissolves in the liquid particularly strong at high pressures and low temperatures. If the pressure is reduced, it can according to the law by Henry to bubble out the gas in the liquid. The law by Henry states that the Mass of a certain gas, which is at a constant temperature can dissolve in a given amount of a certain liquid, to partial pressure of the gas over the liquid is proportional.

Dieses sogenannte Ausperlen des Gases aus der Flüssigkeit bei Druckerniedrigung führt dazu, daß die Druckmeßeinrichtung nach einer Beaufschlagung mit hohem Druck bei entsprechend erniedrigtem Außendruck bei ausgebeulter, elastischer Membrane selbst weiterhin unter erhöhtem Druck steht. Das bedeutet jedoch eine unerwünschte Druckwert-Hysterese bzw.-Remanenz, die zu Falschmessungen bzw. Meßfehlern führt.This so-called bubbling of the gas the liquid leads to a decrease in pressure that the pressure measuring device after exposure to high pressure with a correspondingly reduced level external pressure with bulged, elastic membrane itself is still under increased pressure. However, this means an undesired pressure value hysteresis or remanence, the wrong measurements or measurement errors leads.

Deshalb wurden auch bereits Druckmesseinrichtungen vorgeschlagen, bei welchen die elastische Membrane aus einem Elastomermaterial durch eine Membrane aus einem Metall ersetzt worden ist. Hierbei wird üblicherweise die Metall-Membrane mit dem druckfesten Gehäuse der Druckmesseinrichtung verschweißt, was produktionstechnisch aufwendig ist. Außerdem bedingt eine solche Verschweißung eine entsprechende Erhitzung der im Inneren des druckfesten Gehäuses befindlichen Flüssigkeit und des meist empfindlichen Drucksensors oder die Notwendigkeit eines zusätzlichen Ventils, durch das die Flüssigkeit nachträglich eingefüllt wird. Bei Druckmesseinrichtungen mit Membranen aus Elastomermaterial kann das Sensorgehäuse wie in US 4 732 042 durch Auf bringen eines anfangs flüssigen bzw. thermoplastischen Materials und anschließenden Aushärten oder durch das Zusammenfügen zweier Einzelteile, wie in DE-GM 87 17 871 bzw. DE 37 03 685 C2 beschrieben, verschlossen werden.For this reason, pressure measuring devices have already been proposed in which the elastic membrane made of an elastomer material has been replaced by a membrane made of a metal. In this case, the metal membrane is usually welded to the pressure-resistant housing of the pressure measuring device, which is complex in terms of production technology. In addition, such welding requires a corresponding heating of the liquid inside the pressure-resistant housing and the usually sensitive pressure sensor or the need for an additional valve through which the liquid is subsequently filled. For pressure measuring devices with membranes made of elastomer material, the sensor housing can be as in US 4,732,042 by bringing on an initially liquid or thermoplastic material and subsequent curing or by joining two individual parts, as in DE-GM 87 17 871 respectively. DE 37 03 685 C2 described, closed.

Unabhängig davon, ob bei den bekannten Druckmeßeinrichtungen der eingangs genannten Art eine elastische Membrane aus einem Elastomermaterial oder aus einem Metall zur Anwendung gelangt, ist das druckfeste Gehäuse zuverlässig abgedichtet. Um diese Abdichtung des druckfesten Gehäuses keinesfalls zu beeinträchtigen. sind die an den Drucksensor ankontaktierten Anschlußelemente üblicherweise mit Preßglasdurchführungen gestaltet.Regardless of whether in the known pressure measuring devices an elastic membrane made of an elastomer material or made of a metal is the most pressure-resistant casing reliable sealed. In no way around this seal of the pressure-resistant housing to affect. are the connecting elements connected to the pressure sensor usually with pressed glass bushings designed.

Ein anderes wesentliche Kriterium für den Einsatz z.B. in hydraulischen Systemen ist die Standhaftigkeit gegen Druckspitzen. Bekannte Ausführungen von Druckmeßeinrichtungen verfügen daher über Abdekkungen mit kleinen makroskopischen Öffnungen oder wie in DE 37 13 236 C2 beschrieben in Form einer für das fluidische Druckmedium permeablen Membrane.Another important criterion for use in hydraulic systems, for example, is the resistance to pressure peaks. Known versions of pressure measuring devices therefore have covers with small macroscopic openings or as in DE 37 13 236 C2 described in the form of a membrane permeable to the fluidic pressure medium.

Bei dem Drucksensor der Druckmeßeinrichtung kann es sich beispielsweise um einen piezoelektrischen oder um einen kapazitiven Drucksensor handeln.In the pressure sensor of the pressure measuring device can be, for example, a piezoelectric or a act capacitive pressure sensor.

Um die bei handelsüblichen Druckmeßeinrichtungen der gattungsgemäßen Art nicht zu vermeidende Meßwert-Hysterese, Nichtlinearitäten und Temperaturkoeffizienten zu eliminieren, schlägt das DE-GM 87 17 871 bzw. die dazu parallele DE 37 03 685 C2 vor, die Meßsignale des Drucksensors über einen Chopper-Verstärker einem A/D-Wandler zuzuleiten und das Ausgangssignal des A/D-Wandlers als digitales Adreßsignal einem EPROM zuzuführen. Die in dem EPROM abgespeicherten Daten erlauben dann eine Korrektur des Hysterese bzw. Linearitätsfehlers des zur Anwendung gelangenen Drucksensors. Eine derartige Ausbildung mit Chopper-Verstärker, A/D-Wandler und EPROM ist jedoch mit einem nicht zu vernachlässigenden Aufwand verbunden aber dennoch nicht in der Lage, die durch das Ausperlen verursachte Druckwert-Hysterese bzw. -Remanenz zu kompensieren, da diese von der Vorgeschichte abhängt.In order to eliminate the measured value hysteresis, non-linearities and temperature coefficients that cannot be avoided in commercial pressure measuring devices of the generic type, this suggests DE-GM 87 17 871 or the parallel one DE 37 03 685 C2 before supplying the measurement signals of the pressure sensor to an A / D converter via a chopper amplifier and supplying the output signal of the A / D converter to an EPROM as a digital address signal. The data stored in the EPROM then allow the hysteresis or linearity error of the pressure sensor used to be corrected. Such a design with a chopper amplifier, A / D converter and EPROM is associated with a not insignificant effort, however, it is nevertheless not able to compensate for the pressure value hysteresis or remanence caused by the bubbling, since this is caused by the Prehistory depends.

Diese Problem ist bekannt und vuurde bereits in verschiedenen Schriften behandelt. Im Spezialfall von wäßrigen Lösungen kann wie in EP 0 521 246 A2 die Diffusion der Wasserstoffatme die durch elektrolytische Dissoziation an der Metall-Membrane entstehen, durch Aufbringen einer nichtleitenden Schicht vermieden werden. Bei Druckmessungen in Wasserstoffatmosphäre kann die, Diffusion, wie in DE 31 21 799 A1 beschrieben, durch zwei Metall-Membranen vermieden werden, zwischen denen sich eine siebförmige Membrane als Abstandshalter befindet, in der das Gasradial nach außen in eine Entlüftung strömen kann. Derartige Anordnungen sind aber aufwendig und reduzieren die Sensitivität.This problem is known and has already been dealt with in various writings. In the special case of aqueous solutions, as in EP 0 521 246 A2 the diffusion of the hydrogen breaths caused by electrolytic dissociation on the metal membrane can be avoided by applying a non-conductive layer. When measuring pressure in a hydrogen atmosphere, diffusion, as in DE 31 21 799 A1 described, can be avoided by two metal membranes, between which there is a sieve-shaped membrane as a spacer is located, in which the gas radial can flow out into a vent. However, such arrangements are complex and reduce the sensitivity.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu grunde, eine Druckmeßeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher auf einfache Weise und mit einfachen Mitteln eine unerwünschte Meßwert-Hysterese bzw. -Remanenz vermieden wird.The object of the invention is therefore to base, a pressure measuring device to create the type mentioned, in which in a simple manner and with simple means an undesired measured value hysteresis or remanence is avoided.

Diese Aufgabe wird bei einer Druckmeßeinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gehäuse mit einer Öffnung ausgebildet ist, die durch ein Wandelement verschlossen ist, das im Vergleich zum Permeationskoeffizienten der elastischen Membrane einen großen Permeationskoeffizienten aufweist.This task is done with a pressure measuring device of the type mentioned according to the invention solved in that the housing with an opening is formed, which is closed by a wall element, the compared to the permeation coefficient of the elastic membrane a large permeation coefficient having.

Durch dieses Wandelement mit relativ großem Permeationskoeffizienten stellt sich in der erfindungsgemäßen Druckmeßeinrichtung ein Fließgleichgewicht ein. Durch das poröse Wandelement kann ein größerer Anteil des flüssigen oder gasförmigen Fluids hin durchströmen als durch die druckseitige elastische Membrane, wodurch ermöglicht wird, daß die Massenkonzentration des in der Flüssigkeit der Druckmeßeinrichtung gelösten Fluides bei allen an der Druckmeßeinrichtung bzw. deren elastischer Membrane anliegenden Drücken unterhalb der Ausperl-Schwelle bei Minimaldruck gehalten wird. Häufig ist der Partialdruck im Außenraum wenigstens näherungsweise Null.Through this wall element with relative great Permeation coefficients arise in the pressure measuring device according to the invention a steady state on. Because of the porous Wall element can be a larger proportion of the liquid or gaseous Flow through fluids than through the pressure side elastic membrane, which enables the mass concentration of in the liquid of the pressure measuring device dissolved Fluids in all on the pressure measuring device or its elastic membrane applied pressures is kept below the bubble point at minimum pressure. Is common the partial pressure outside at least approximately Zero.

Eine Druckmeßeinrichtung hoher Messgenauigkeit wird erfindungsgemäß erzielt, wenn das die Gehäuseöffnung verschließende Wandelement in einem kleinen Abstand von der elastischen Membrane und zu dieser mindestens annähernd parallel vorgesehen und wenn der Drucksensor seitlich neben der Membrane bzw. dem Wandelement in einem Sensorraum des Gehäuses angeordnet ist. Infolge der Inkompressibilität der im Inneren der Druckmeßeinrichtung vorgesehenen und das Innere ausfüllenden Flüssigkeit wird jeder auf die elastische Membrane ausgeübte, zu messende Druck infolge des kleinen Abstandes zwischen der elastischen Membrane und dem porösen Wandelement ohne zeitliche Verzögerung im Sensorraum bzw. am Drucksensor wirksam.A pressure measuring device with high measuring accuracy is achieved according to the invention if the wall element closing the housing opening at a short distance from and to the elastic membrane at least approximately provided in parallel and if the pressure sensor to the side of the Membrane or the wall element arranged in a sensor space of the housing is. As a result of the incompressibility of the inside of the pressure measuring device provided and filling the interior liquid will result in any pressure to be measured exerted on the elastic membrane the small distance between the elastic membrane and the porous Wall element without delay effective in the sensor room or on the pressure sensor.

Zweckmäßig kann es sein, eine Flüssigkeit zu verwenden, in der sich das Fluid schlecht löst aber gut diffundieren kann.It may be useful to add a liquid use in which the fluid dissolves poorly but can diffuse well.

Um mit der erfindungsgemäßen Druckmeßeinrichtung auch Relativ- bzw. Differenzdruckmessungen durchführen zu können, ist es zweckmäßig, wenn bei einer Druckmeßeinrichtung der letztgenannten Art der Drucksensor an einem Auflageabschnitt des Sensoraums abdichtend anliegt und wenn sich durch das Gehäuse ein Druchgangsloch hindurcherstreckt, das in den Auflageabschnitt einmündet und den Drucksensor fluidisch mit der Gehäuseumgebung verbindet oder den Anschluß eines Referenzdruckes erlaubt. Das druckfeste Gehäuse dient bei der erfindungsgemäßen Druckmeßeinrichtung unter anderem auch zum Schutz des Drucksensors vor aggressiven Gasen oder Flüssigkeiten.To with the pressure measuring device according to the invention also perform relative or differential pressure measurements can, it is useful if in a pressure measuring device the latter type of pressure sensor on a support section of the sensor chamber is sealed and when it penetrates through the housing Extends through hole that opens into the support section and fluidly connects the pressure sensor to the housing environment or the connection of a reference pressure allowed. The flameproof housing serves in the pressure measuring device according to the invention among other things to protect the pressure sensor from aggressive gases or liquids.

Zweckmäßig kann es sein, zwischen dem Wandelement und der Membrane ein ringförmiges Distanzelement vorzusehen, an dem die Membrane und das Wandelement mit ihrem entsprechenden Umfangsrandabschnitt anliegen, wobei das Distanzelement mindestens ein Loch aufweisen kann, durch das ein durch das ringförmige Distanzelement, die Membrane und das Wandelement begrenzter Druckraum mit dem Sensorraum fluidisch verbunden ist. Eine derartige Ausbildung der Druckmeßeinrichtung weist den Vorteil auf, daß das Gebilde aus ringförmigem Distanzelement, elastischer Membrane und porösem Wandelement vorgefertigt und dem jeweiligen Einsatzgebiet der Druckmeßeinrichtung entsprechend mit einem geeigneten Drucksensor kombinierbar, d. h. in einem druckfesten Gehäuse, anordenbar ist. Für die elatische Membrane und für das poröse Wandelement können Elastomere zum Einsatz gelangen, so daß sich im Vergleich mit bekannten Druckmeßeinrichtungen mit verschweißter Metallmembrane eine Verbilligung, d. h. eine Reduktion der Herstellungskosten, ergibt, ohne daß hierdurch die Meßempfindlichkeit oder die Meßeigenschaften der Druckmeßeinrichtung beeinträchtigt werden. Im Vergleich zu Druckmeßeinrichtungen mit einer elastischen Membrane aus Elastomermaterial und im übrigen durckfestem und abgedichtetem Gehäuse ergibt sich in vorteilhafter Weise auch eine Verlängerung der Lebensdauer der erfindungsgemäßen Druckmeßeinrichtung. Desweitern ist es möglich, mit der erfindungsgemäßen Druckmeßeinrichtung auch Wasserstoffdrücke zu messen, was bislang nicht möglich war, weil Wasserstoffatome durch Metallmembranen hindurchdiffundieren.It can be useful between to provide an annular spacer element for the wall element and the membrane, on which the membrane and the wall element with their corresponding peripheral edge portion abut, the spacer having at least one hole can, through the one through the annular spacer, the membrane and the wall element limited fluid space with the sensor space connected is. Such a design of the pressure measuring device has the advantage of that Formation from ring-shaped Spacer, elastic membrane and porous wall element prefabricated and according to the respective area of application of the pressure measuring device can be combined with a suitable pressure sensor, d. H. in a pressure-resistant Casing, can be arranged. For the elastic membrane and for the porous wall element can Elastomers are used so that they can be compared to known pressure measuring devices with welded Metal membrane a cheaper, d. H. a reduction in manufacturing costs, results without this the measurement sensitivity or the measurement properties the pressure measuring device impaired become. Compared to pressure measuring devices with an elastic membrane made of elastomer material and otherwise pressure-resistant and sealed housing this also advantageously results in an extension of the Lifetime of the pressure measuring device according to the invention. It is also possible with the pressure measuring device according to the invention also hydrogen pressures to measure what was previously not possible was because hydrogen atoms diffuse through metal membranes.

Zweckmäßig ist es, wenn das Wandelement mittels eines zugehörigen Dichtungselementes an der Wandelement-Öffnung des Gehäuses und die elastische Membrane mittels eines zugehörigen zweiten Dichtungselements an der Druckmeßöffnung abdichtend festgelegt ist. Bei diesen Dichtungselementen kann es sich beispielweise um O-Ringdichtungen aus Elastomermaterial handeln.It is useful if the wall element by means of an associated one Sealing element on the wall element opening of the housing and the elastic membrane by means of an associated second sealing element sealing at the pressure measuring opening is set. With these sealing elements, for example are O-ring seals made of elastomer material.

Wie bereits erwähnt worden ist, kann bei der erfindungsgemäßen Druckmeßeinrichtung die Membrane aus einem im Vergleich zu Metallmembranen preisgünstigeren Elstomermaterial bestehen, ohne daß durch diese Materialauswahl die Messempfindlichkeit bzw. die Meßeigenschaften der Druckmeßeinrichtungen beinträchtigt würden, weil sich – wie ebenfalls bereits erläutert worden ist – durch das permeable Wandelement ein Fließgleichgewicht für das die elastische Membrane durchdringende Gas ergibt.As has already been mentioned, in the pressure measuring device according to the invention the membrane from a cheaper compared to metal membranes Elstomer material exist without going through this material selection the measuring sensitivity or the measuring properties of the pressure measuring devices beinträchtigt would because - as well already explained has been - through the permeable wall element is a steady state for the elastic membrane penetrating gas results.

Das Wandelement kann bei der erfindungsgemäßen Druckmeßeinrichtung aus einem formstabilen Kunststoff oder Keramikmaterial bestehen.The wall element can in the pressure measuring device according to the invention from a form bilen plastic or ceramic material.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung in einem größeren Maßstab dargestellten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Druckmeßeinrichtung. Es zeigen:More details, features and Advantages result from the following description of an in the drawing shown on a larger scale embodiment the pressure measuring device according to the invention. Show it:

1 einen Schnitt durch eine Ausführungsform der Druckmeßeinrichtung entlang der Schnittlinie I-I in 2, 1 a section through an embodiment of the pressure measuring device along the section line II in 2 .

2 eine Ansicht der Druckmeßeinrichtung in Richtung des Pfeiles II in 1, und 2 a view of the pressure measuring device in the direction of arrow II in 1 , and

3 übereinander zwei Diagramme zur Verdeutlichung des Hysterese- Verhaltens einer bekannten Druckmeßeinrichtung der gattungsgemäßen Art. 3 two diagrams one above the other to illustrate the hysteresis behavior of a known pressure measuring device of the generic type.

1 zeigt eine Druckmeßeinrichtung 10 mit einem druckfesten Gehäuse 12, daß zwei- oder mehrteilig ausgebildet sein kann. Das Gehäuse 12 ist druckseitig mit einer Druckmeßöffnung 14 versehen. Es ist außerdem mit einer zweiten Öffnung 16 ausgebildet. Die zweite Öffnung 16 ist an der Niederdruckseite der Druckmeßeinrichtung 10 vorgesehen. Die Druckmeßöffnung 14 ist durch eine elastische Membrane 18 mittels eines zugehörigen Dichtungselementes 20 verschlossen. Die elastische Membrane kann aus einem Elstomermaterial oder aus einem Metallbestehen. Das Dichtungselement 20 kann als O-Ringdichtung ausgebildet sein. 1 shows a pressure measuring device 10 with a pressure-resistant housing 12 that can be formed in two or more parts. The housing 12 is on the pressure side with a pressure measuring opening 14 Mistake. It is also with a second opening 16 educated. The second opening 16 is on the low pressure side of the pressure measuring device 10 intended. The pressure measurement port 14 is through an elastic membrane 18 by means of an associated sealing element 20 locked. The elastic membrane can be made of an Elstomer material or a metal. The sealing element 20 can be designed as an O-ring seal.

Die niederdruckseitige zweite Öffnung 16 ist erfindungsgemäß durch ein Wandelement 22 verschlossen, das im Vergleich zum Permeationskoeffizienten der elastischen Membrane einen großen Permeationskoeffizienten aufweist. Zwischen der elastischen Membrane 18 und dem Wandelement 22 ist ein ringförmiges Distanzelemt 24 vorgesehen, dessen Umfangskontur an die umlaufende Randkontur des Wandelementes 22 und der elastischen Membrane 18 angepaßt ist. Durch das Distanzelement 24 werden die Membrane 18 und das Wandelement 22 voneinander definiert beabstandet, wobei angestrebt wird, daß der Abstand zwischen der Membrane 18 und dem Wandelement 22 relativ klein ist. Das Wandelement 22 ist an der niederdruckseitigen zweiten Öffnung 16 des druckfesten Gehäuses 12 mittels eines zugehörigen zweiten Dichtungselementes 20 abgedichtet angeordnet. Dieses zweite Dichtungselement 20 kann wie das weiter oben in Verbindung mit der Membrane 18 beschriebene Dichtungselement 20 als O-Ringdichtung ausgebildet sein.The second opening on the low pressure side 16 is according to the invention by a wall element 22 closed, which has a large permeation coefficient compared to the permeation coefficient of the elastic membrane. Between the elastic membrane 18 and the wall element 22 is a ring-shaped distance element 24 provided, the circumferential contour of the circumferential edge contour of the wall element 22 and the elastic membrane 18 is adjusted. Through the spacer 24 become the membrane 18 and the wall element 22 spaced apart from each other, with the aim that the distance between the membrane 18 and the wall element 22 is relatively small. The wall element 22 is at the second opening on the low pressure side 16 of the pressure-resistant housing 12 by means of an associated second sealing element 20 arranged sealed. This second sealing element 20 can like that above in connection with the membrane 18 described sealing element 20 be designed as an O-ring seal.

Das Distanzelement 24 ist mit mindestens einem Loch 26 versehen, das zwischen dem Innenraum 28, der durch das ringförmige Distanzelement 24, die elastische Membrane 18 und das poröse Wandelement 22 begrenzt ist, und einem im druckfesten Gehäuse 12 seitlich daneben ausgebildenden Senorraum 30 eine fluidische Verbindung herstellt. Der Sensorraum 30 und der Innenraum 28 sind mit einer Flüssigkeit gefüllt. Bei der Flüssigkeit kann sich beispielsweise um Silikonöl handeln.The spacer 24 is with at least one hole 26 provided that between the interior 28 by the annular spacer 24 who have favourited elastic membrane 18 and the porous wall element 22 is limited, and one in the pressure-resistant housing 12 Senor room training to the side of it 30 establishes a fluidic connection. The sensor room 30 and the interior 28 are filled with a liquid. The liquid can be silicone oil, for example.

Das Gehäuse 12 ist im Sensorraum 30 mit einem Auflageabschnitt 32 ausgebildet, an welchem ein Drucksensor 34 abdichtend angeordnet ist. Bei dem Drucksensor 34 kann es sich um einen piezoelektrischen oder um einen kapazitiven Drucksensor handeln, der mittels Verbindungsdrähten 36 mit externen Anschlußelementen 38 der Druckmeßeinrichtung 10 elektrisch leitend verbunden ist.The housing 12 is in the sensor room 30 with a support section 32 formed on which a pressure sensor 34 is arranged sealingly. With the pressure sensor 34 it can be a piezoelectric or a capacitive pressure sensor connected by means of connecting wires 36 with external connection elements 38 the pressure measuring device 10 is electrically connected.

Um Relativ- bzw. Differenzdruckmessungen durchführen zu können, kann das Gehäuse 12 der Druckmeßeinrichtung 10 mit einem Durchgangsloch 40 ausgebildet sein, das in den Auflageabschnitt 32 für den Drucksensor 34 einmündet und zwischen dem Drucksensor und der Umgebung der Druckmeßeinrichtung 10 bzw. der Refferenzdruckquelle eine fluidische Verbindung herstellt.The housing can be used to perform relative or differential pressure measurements 12 the pressure measuring device 10 with a through hole 40 be formed in the support section 32 for the pressure sensor 34 opens out and between the pressure sensor and the environment of the pressure measuring device 10 or the reference pressure source creates a fluidic connection.

2 zeigt in Blickrichtung von unten das druckfeste Gehäuse 12 mit der niederdruckseitigen zweiten Öffnung 16, die durch das einen relativ hohen Permeationskoeffizienten aufweisende Wandelement 22 verschlossen ist. Aus dem Gehäuse 12 stehen voneinander beabstandet und zueinander parallel die externen Anschlußelemente 38 heraus. 2 shows the pressure-resistant housing in the direction of view from below 12 with the second opening on the low pressure side 16 which by the wall element having a relatively high permeation coefficient 22 is closed. From the case 12 the external connection elements are spaced apart and parallel to each other 38 out.

3 zeigt übereinander den funktionellen Zusammenhang der zeitlichen Änderung des Meßdruckes Pmeß in Abhängigkeit vom tatsächlich an der Druckmeßeinrichtung 10 anliegenden Druck Preal. Steigt der reale Druck zum Zeitpunkt t1 von einem Wert P1 auf einen Wert P2, so ändert sich gleichzeitig der Meßdruck von einem Wert p1 zu einem Wert p2. Wird zu einem späteren Zeitpunkt t2 der reale Druck Prea1 wieder von P2 auf den Wert P1 reduziert, so nimmt der Meßdruck p2 bei den bekannten Druckmeßeinrichtungen durch das in der Flüssigkeit ausgeperlte Gas, das durch die elastische Membrane 18 in den Innenraum der Druckmeßeinrichtung 10 eindiffundiert ist, nicht wieder auf den Wert p1 ab, sondern nur auf einen Wert p3, der zwischen den Werten p1 und p2 liegt. Das bedeutet jedoch, daß sich eine unerwünschte Meßwert-Remanenz bzw.-Hysterese ergibt. 3 shows one above the other the functional relationship of the temporal change in the measuring pressure Pmeß as a function of the actual pressure measuring device 10 adjacent pressure preal. If the real pressure at time t1 rises from a value P1 to a value P2, the measurement pressure changes simultaneously from a value p1 to a value p2. If, at a later point in time t2, the real pressure Prea1 is reduced again from P2 to the value P1, the measuring pressure p2 in the known pressure measuring devices increases due to the gas bubbled into the liquid and through the elastic membrane 18 in the interior of the pressure measuring device 10 is not diffused again to the value p1, but only to a value p3 which lies between the values p1 and p2. However, this means that there is an undesired remanence of measured values or hysteresis.

Bleibt der reale Druck Preal vom Zeitpunkt t2 bis zu einem Zeitpunkt t3 auf dem niederen Wert P1, so kann bei den bekannten Druckmeßeinrichtungen 10, die nicht das Prinzip eines Fließgleichgewichtes ausnutzen, der Meßdruck von dem Wert p3 exponentiell zu einem Wert p4 abnehmen. Wird zum Zeitpunkt t3 der reale Druck vom Wert P1 wieder auf den Wert P2 erhöht, so erhöht sich der Meßdruck entsprechend vom Wert p4 zu einem Wert p5, der größer ist als der Wert p2. Dieses Druck-Hystereseverhalten ist unerwünscht, weil es einen entsprechenden Meßfehler darstellt. Hier schafft die erfindungsgemäße Druckmeßeinrichtung 10 auf einfache Weise mittels des Wandelementes 22 mit relativ hohem Permeationskoeffizienten Abhilfe, weil durch das besagte poröse Wandelement 22 das in der Flüssigkeit der Druckmeßeinrichtung 10 gelöste Fluid in einen anschließenden Raum niedrigerer Gas-Konzentration ausströmen kann. Die Massenkonzentration des gelösten Gases in der Flüssigkeit kann erfindungsgemäß bei allen Drücken unterhalb der sogenannten Ausperlschwelle beim Minimaldruck gehalten werden, so daß bei jeder Reduktion des realen Druckes Preal von einem Wert P2 zu einem Wert P1 auch der Meßdruck vom Wert p2 zum Wert p1 absinkt. Eine Remanenz bzw. Hysterese tritt erfindungsgemaß also in vorteilhafter Weise nicht auf.If the real pressure preal remains at the low value P1 from the time t2 to a time t3, then in the known pressure measuring devices 10 who do not use the principle of flow equilibrium, the measuring pressure decreases exponentially from the value p3 to a value p4. If the real pressure is increased again from the value P1 to the value P2 at the time t3, the measuring pressure increases accordingly from the value p4 to a value p5 which is greater than the value p2. This pressure hysteresis behavior is undesirable because it represents a corresponding measurement error. Here the pressure measuring device according to the invention creates 10 in a simple way by means of the wall element 22 Remedy with a relatively high permeation coefficient, because of the porous wall element 22 that in the liquid of the pressure measuring device 10 dissolved fluid can flow out into a subsequent room of lower gas concentration. The mass concentration of the dissolved gas in the liquid can erfindungsge at all pressures below the so-called bubble threshold at the minimum pressure, so that each time the real pressure Preal is reduced from a value P2 to a value P1, the measuring pressure also drops from the value p2 to the value p1. Remanence or hysteresis advantageously does not occur according to the invention.

Claims

Pressure measuring device with a pressure-resistant housing ( 12 ), in the interior of which is filled with a liquid, a pressure sensor ( 34 ) is arranged, and the pressure side has a pressure measurement opening ( 14 ) with an elastic membrane ( 18 ), characterized in that the housing ( 12 ) with a second opening ( 16 ) is formed by a wall element ( 22 ) which is compared to the permeation coefficient of the elastic membrane ( 18 ) has a large permeation coefficient.

Pressure measuring device according to claim 1, characterized in that the housing opening ( 16 ) closing wall element ( 22 ) at a short distance from the elastic membrane ( 18 ) and at least approximately parallel to it and that the pressure sensor ( 34 ) next to the membrane ( 18 ) and the wall element { 22 ) in a sensor room ( 30 ) of the housing ( 22 ) is arranged.

Pressure measuring device according to claim 2, characterized in that the pressure sensor ( 34 ) on a support section ( 32 ) of the sensor room ( 30 ) lies sealingly, and that through the housing ( 12 ) a through hole ( 40 ) that extends into the support section ( 32 ) opens and the pressure sensor ( 34 ) fluidly connects to the housing environment.

Pressure measuring device according to claim 2, characterized in that between the wall element ( 22 ) and the membrane ( 18 ) an annular spacer ( 24 ) is provided on which the membrane ( 18 ) and the wall element ( 22 ) rest with their corresponding peripheral edge section, and that at least one hole ( 26 ) through which a through the annular spacer ( 24 ), the membrane ( 18 ) and the wall element ( 22 ) limited pressure or interior space ( 28 ) with the sensor room ( 30 ) is fluidly connected.

Pressure measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the wall element ( 22 ) by means of an associated sealing element ( 20 ) at the second opening ( 16 ) of the housing ( 12 ) and that the elastic membrane ( 18 ) by means of an associated second sealing element ( 20 ) at the pressure measuring opening ( 14 ) are sealed.

Pressure measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the membrane ( 18 ) consists of an elastomer material.

Pressure measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the wall element ( 22 ) consists of a dimensionally stable plastic or ceramic material.