JP3054148B2 - センサ - Google Patents
センサInfo
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- JP3054148B2 JP3054148B2 JP11245545A JP24554599A JP3054148B2 JP 3054148 B2 JP3054148 B2 JP 3054148B2 JP 11245545 A JP11245545 A JP 11245545A JP 24554599 A JP24554599 A JP 24554599A JP 3054148 B2 JP3054148 B2 JP 3054148B2
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Description
を有するセンサ区分と、電子装置を有する挿入体とを含
むセンサであって、センサ区分が環境条件に対して保護
されているものに関する。
を成す。そのため、センサは広い工業分野、例えば化
学、食品産業及び水処理プラントにおけるほぼ全ての設
備において使用されている。これらのセンサは、測定し
たい圧力、温度、液面、流量又はその他の量のようなプ
ロセス量を測定及び/又は監視するために、現場におい
て使用されている。センサは、測定個所に配置され、所
望のプロセス量を記録しこのプロセス量を電気値に変換
するセンサエレメントを有している。電気値は電子装置
へ送られ、この電子装置装置は、この情報を処理して電
気的出力信号に変換する。このことは、測定結果の表示
及び/又は調整を可能にする。
るセンサ区分と、電子装置を有する電子装置区分とを含
んでいる。電子装置区分は、電子装置を位置決め可能に
するための開口を有していなければならず、電子装置区
分における電子装置は、センサ区分におけるセンサエレ
メントに接続可能でなければならない。
特に温度の変動に曝され、これは、湿気が装置に侵入す
ることができる危険性を生ぜしめ、このことは、センサ
エレメント及び/又は電子装置の機能を著しく損なうお
それがある。
及び/又は電子装置区分へ侵入して冷却する場合に侵入
する。冷却時に、空気に含有された湿気が凝縮し、蓄積
された水分はもはやセンサ内部から逃げられない又は極
めてゆっくりしか逃げられない。
に温度勾配が存在し、温度がセンサ内部の露点よりも低
下すると、湿気が侵入する。この場合、凝縮がセンサ内
部にも発生する。内部に捕捉された水分は、センサ内部
からもはや逃げられない又は極めてゆっくりしか逃げら
れない。
サエレメントが湿気に対して永久に保護されているセン
サを提供することである。
に、本発明のセンサには、センサエレメントを備えたセ
ンサ区分と、電子装置を含んだ挿入体を有する電子装置
区分とが設けられており、センサ区分と電子装置区分と
の間に通路が設けられており、該通路を介して、電子装
置区分がセンサ区分に接続されており、さらに、センサ
エレメントの電気的接続を電子装置に接続させた接続エ
レメントが設けられており、この接続エレメントが、挿
入体の一体的構成要素でありかつ通路内へ延びておりか
つ通路をシールしている。
入体内部及び挿入体に一体形成された接続エレメント内
部の中空区分が充填材で充填されている。
と接続エレメントとの間にはシールが設けられている。
装置区分の外壁には空気フィルタが組み付けられてい
る。
区分は取外し可能なカバーを用いてシールされている。
置区分との間の所要の通路にも拘わらず、内部が2つの
別個の区分に分割されているという利点を有する。これ
により、温度が変化した場合に空気吸収ポンプ容量とし
て作用することができる中空区分の容量は、実際には、
電子装置区分に残っている自由容量に制限される。した
がって、湿気は、あるとしても、外部から電子装置区分
にしか侵入することができない。センサ区分はシールさ
れており、実際には、センサ区分と電子装置区分との間
には空気の交換は行われない。
ジュラであることである。電子装置とセンサエレメント
とは、互いに別個に使用することができかつ接続エレメ
ントのみを介して連結された別個の構成要素である。し
たがって、センサは、廉価に製造することができ、高い
フレキシビリティを提供する。例えば、様々な電子装置
と種々異なるタイプのセンサエレメントとのキットであ
ることができ、このキットは、多数の形式で組み合わさ
れることができる。
につき詳しく説明する。
が示されている。センサ2は、測定個所に取り付けられ
る。その目的のために、図1に示されたセンサ2はフラ
ンジ1を有しており、このフランジを用いてセンサ2
は、、例えばタンク又は容器に設けられた別のフランジ
に取り付けられることができる。択一的に、図2に示さ
れたセンサ2は、雄ねじ山3を有しており、この雄ねじ
山3によってセンサ2は、開口内へ、例えばタンク又は
容器内へねじ込まれることができる。
ンサ区分5は、センサエレメント7を有している。セン
サエレメント7は、例えば、圧力センサエレメント、温
度センサエレメント、容量流体レベルプローブ、超音波
センサエレメント、マイクロ波送受信モジュール又は流
量計であることができる。
7は、流体レベルスイッチの電気機械式変圧器を有して
いる。鉢形のケーシング8は、センサ区分5をシールし
ている。鉢形のケーシング8の底部は、膜9を形成して
おり、この膜の外側には2つの振動ロッド11が取り付
けられている。膜9は、センサエレメント7の電気機械
式変圧器によって振動させられる。膜9の振動により、
振動ロッド11が、振動ロッド11の長手方向軸線に沿
って鉛直方向に振動する。
は、積み重なった圧電素子から成っており、このうち少
なくとも1つの圧電素子が伝送器として機能しかつ膜9
を振動させ、少なくとも1つの圧電素子は受信器として
機能しかつ膜9から振動を受け取る。
物レベルにまで容器内へ延びかつ、容器の内容物が所定
の内容物レベルに達したときに決定及び/又は監視する
ように、容器に取り付けられる。振動構造の振動の質
は、振動ロッド11が容器の内容物によって被覆されて
いるかどうか又は振動ロッドが自由に振動するかどうか
に依存する。例えば、短期間の振動刺激に続く振動構造
の振動の周波数、振幅又は継続時間は、測定及び分析さ
れることができる。また、例えば振動構造の共振周波数
で振動構造を連続的に刺激して振動させ、この振動の振
幅及び/又は周波数を記録及び分析することも可能であ
る。
13も有している。電子区分13は、電子装置ケーシン
グ14と挿入体15とを有している。挿入体15は、電
子装置16を有している。
は通路17が設けられており、この通路17を通って電
子装置区分13がセンサ区分5に接続されている。
16に電気的に接続するための接続エレメント19を有
している。接続エレメント19は、挿入体15の一体的
な構成要素である。接続エレメント19は、通路17内
へ延びており、通路17をシールしている。接続エレメ
ント19のセンサエレメント端部の外側ジオメトリは、
通路17の内側ジオメトリと同じである。このように、
通路17はシールされ、センサ区分5と電子装置区分1
3とは互いに分離されている。通路17と接続エレメン
ト19との間にガスケット31が設けられていると有利
である。
なるケーシング8及び14に収容されている図示した実
施例の場合、鉢形のケーシング8と電子装置ケーシング
14とが当て付けられた箇所の間、又は図示したように
これらが重なり合った箇所にガスケット33も設けられ
ていると有利である。図示した2つのケーシングはそれ
ぞれ円筒状の区分を有しており、2つの円筒状の区分は
同心的に互いに重なり合っている。内側の円筒状区分
は、この円筒状区分を取り囲むように円形の溝を有して
おり、この溝にガスケット33が配置されている。
一片のプラスチックから成るケーシングであると有利で
ある。挿入体15は、接続エレメント19に面した側に
開口を有しており、この開口を通って電子的な接続の経
路が形成されている。電子装置16は、1つ又は2つ以
上の回路板に取り付けられた電子回路であると有利であ
り、回路板は、挿入体15の内部のソケットに差し込ま
れている。ソケットの電気接触エレメントは、ソケット
への回路板の挿入に基づき電気的接触を生ぜしめる。
7に面した側には、センサエレメント7に接続されるこ
とができる接続部が設けられている。これらの接続部
は、例えばクリッププラグであり、このクリッププラグ
にセンサエレメント7の接続線25が差し込まれること
ができる。図示した実施例の場合には、接続線25は、
センサエレメント7の圧電素子の電極に直接に接続され
る。それぞれの接続線25は、接続エレメント19の内
部に設けられた接触エレメントに接続されている。接続
エレメント19は、挿入体15の電子装置16に接続さ
れている。
し可能なカバーによってシールされている。カバー21
にはコネクタ23が設けられており、それぞれのコネク
タは、挿入体15の電子装置16に接続された接触エレ
メントに電気的に接続されている。センサ2にはコネク
タ23を介してエネルギを供給することができ、センサ
からの出力信号は、コネクタ23を介して伝送すること
ができる。
された接続エレメント19との内部の残りの中空区分
は、シリコンジェル等の充填材18で充填されていると
有利である。
り、この開口を通って挿入体15が組立て時に位置決め
される。電子装置ケーシング14の開口は、取外し可能
なカバー27を用いてシールされている。カバー27
は、雄ねじ山28を有しており、電子装置ケーシング1
4の開口にねじ込まれている。さらに、カバー27は、
半径方向外向きに延びた肩部29を有しており、この肩
部29は組み立てられている場合に電子装置ケーシング
14の開口におけるリング状の面の上部に当て付けられ
る。リング状の面には、ガスケット32を収容するため
の溝が設けられている。図示した実施例の場合には、ガ
スケット32は、エラストマから成るOリングである。
したがって、電子装置ケーシング14の開口は、カバー
27の雄ねじ山28によって及びガスケット32によっ
てシールされている。
してアクセスすることができる。図1には示していない
が、通常、密にシールされた通路が設けられており、こ
の通路を介して線がセンサ2の外部から電子装置区分1
3内へ導かれており、電子装置区分13自体はコネクタ
23に接続されている。
装置区分13から分離され、かつガスケット31を用い
て有利には密にシールされることを保証する。したがっ
て、センサエレメント7は、湿気に対して完全に保護さ
れている。
れた所要の開口のために、湿気が電子装置区分13に浸
透することを完全に排除することはできない。電子装置
16は、取り囲んだ挿入体15によって保護されている
が、必要であれば充填合成物すなわち充填材によって、
さらに、浸透する湿気の量を最小限に保つことが推奨さ
れる。この目的のために、センサ2は、電子装置ケーシ
ング14の外壁に疎水性のエアフィルタ35を有してい
ると有利である。疎水性のエアフィルタ35は、水蒸気
遮断部材として働きながら、同時に、電子装置区分13
内部と電子装置区分13の周囲との間の空気交換を許容
する。このように、電子装置区分13の内部と電子装置
区分の周囲との間の温度勾配の形成は著しく減じられ、
外部から侵入する空気に含有される湿気は、少なくとも
部分的に遮断される。
衡が行われ、このことは、ガスケット32及び電子装置
区分13のカバー27とが押圧されることを妨げる。
である。
ある。
センサ区分、 7 センサエレメント、 8 ケーシン
グ、 9 膜、 11 振動ロッド、 13電子装置区
分、 14 電子装置ケーシング、 15 挿入体、
16 電子装置、 17 通路、 18 充填材、 1
9 接続エレメント、 21 カバー、 23 コネク
タ、 25 接続線、 27 カバー、 28 雄ねじ
山、29 肩部、 31 ガスケット、 32 ガスケ
ット、 33 ガスケット、35 空気フィルタ
Claims (5)
- 【請求項1】 センサであって、 センサエレメントを有するセンサ区分と、 電子装置を含んだ挿入体を有する電子装置区分とが設け
られており、 センサ区分と電子装置区分との間に通路が設けられてお
り、該通路を介して電子装置区分がセンサ区分に接続さ
れており、 センサエレメントを電子装置に電気的に接続させるため
の接続エレメントが設けられており、該接続エレメント
が、通路内へ延びておりかつ通路をシールしており、前
記接続エレメントが、挿入体の一体的構成要素であるこ
とを特徴とする、センサ。 - 【請求項2】 挿入体及び接続エレメントの内部の中空
区分が、充填材で充填されている、請求項1記載のセン
サ。 - 【請求項3】 前記通路と前記接続エレメントとの間に
ガスケットが設けられている、請求項1記載のセンサ。 - 【請求項4】 前記電子装置区分の外壁が、エアフィル
タを有している、請求項1記載のセンサ。 - 【請求項5】 前記電子装置区分が、取外し可能なカバ
ーを用いてシールされている、請求項1記載のセンサ。
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