RU2773417C1

RU2773417C1 - Measuring element and measuring apparatus containing said element

Info

Publication number: RU2773417C1
Application number: RU2020141418A
Authority: RU
Inventors: Фан ЧЭНЬ; Баоган ЛИ; Пол ФЭЙДЕЛЛ
Original assignee: Роузмаунт Инк.
Priority date: 2018-05-17
Filing date: 2019-05-17
Publication date: 2022-06-03

Abstract

FIELD: measuring equipment.

SUBSTANCE: group of inventions relates to the field of pressure measurement. The measuring element for measuring pressure comprises a base body, a diaphragm, and a penetration-resistant layer, the diaphragm is rigidly attached to the base body, with a sealed cavity formed between the diaphragm and the base body. The penetration-resistant layer is placed on the surface of the inner side, facing into the sealed cavity of the diaphragm, and continues continuously along the surface of the inner side of the diaphragm at least beyond the area of connection of the diaphragm with the base body. The measuring apparatus includes the measuring element.

EFFECT: increase in the accuracy of measuring the pressure using the measuring element, increase in the reliability of the measuring element.

22 cl, 6 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеThe technical field to which the invention belongs

[0001] Настоящее изобретение относится к измерительному элементу и измерительному устройству, содержащему такой элемент.[0001] The present invention relates to a measuring element and a measuring device containing such an element.

Уровень техникиState of the art

[0002] Содержимое этого раздела просто предоставляет информацию об уровне техники, относящуюся к настоящему изобретению, которая может не составлять предшествующий уровень техники.[0002] The content of this section simply provides background information related to the present invention, which may not constitute prior art.

[0003] В промышленных процессах, таких как угольная химическая промышленность, бумажная промышленность, цементная и т.п., часто является необходимым получать соответствующие параметры измерений (например, давление, дифференциальное давление, уровень жидкости) технологической среды (или среды, которая должна быть измерена) для лучшей производительности в управлении производством или процессом. Вследствие ограничений рабочих условий такого производства (таких как высокая температура, сильная коррозионная активность, высокое давление), дистанционные передающие измерительные устройства (например, дистанционные передатчики) обычно используются для получения соответственных параметров среды, которая должна быть измерена. Как правило, существует измерительный элемент на конце для среды, которая должна быть измерена, в таком дистанционном измерительном устройстве. Измерительный элемент может включать в себя корпус основания и диафрагму. Герметичная полость определяется между диафрагмой и корпусом основания. Герметичная полость может быть заполнена рабочей текучей средой. Таким образом, например, измерение давления или наблюдение за средой, которая должна быть измерена, может быть выполнено посредством изменений в давлении текучей среды с обеих сторон диафрагмы.[0003] In industrial processes such as the coal chemical industry, the paper industry, the cement industry, and the like, it is often necessary to obtain appropriate measurement parameters (e.g., pressure, differential pressure, liquid level) of the process fluid (or fluid that must be measured) for better performance in production or process control. Due to the limitations of the operating conditions of such production (such as high temperature, severe corrosiveness, high pressure), remote transmitting measuring devices (eg, remote transmitters) are usually used to obtain the appropriate parameters of the medium to be measured. Typically, there is a measuring element at the end for the medium to be measured in such a remote measuring device. The measuring element may include a base body and a diaphragm. The sealed cavity is defined between the diaphragm and the base body. The sealed cavity may be filled with a working fluid. Thus, for example, a pressure measurement or an observation of the medium to be measured can be performed by changes in fluid pressure on both sides of the diaphragm.

[0004] Однако, поскольку многие из сред, которые должны быть измерены, являются обогащенной водородом средой, и водород в среде, которая должна быть измерена, может проходить сквозь диафрагму и поступать в герметичную полость, чтобы скапливаться и вызывать отклонение давления, которое ведет к ошибочной точности измерения измерительного устройства, а в серьезных случаях диафрагма может надуваться или даже рваться. [0004] However, since many of the media to be measured are hydrogen-rich media, and the hydrogen in the media to be measured may pass through the diaphragm and enter the sealed cavity to accumulate and cause a pressure deviation that leads to erroneous measurement accuracy of the measuring device, and in serious cases, the diaphragm may inflate or even tear.

[0005] Следовательно, очень желательно предоставить улучшенный измерительный элемент и измерительное устройство.[0005] Therefore, it is highly desirable to provide an improved metering element and metering device.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

[0006] Целью настоящего изобретения является предоставление улучшенного измерительного элемента и измерительного устройства, чтобы добиваться по меньшей мере одной из следующих целей: улучшение точности измерения, улучшение способности устойчивости к износу, улучшение срока службы, упрощение производственных процессов и экономия затрат.[0006] It is an object of the present invention to provide an improved measurement element and measurement device to achieve at least one of the following objectives: improving measurement accuracy, improving wear resistance capability, improving service life, simplifying manufacturing processes, and saving costs.

[0007] Измерительный элемент предоставляется согласно одному аспекту настоящего изобретения, который включает в себя: корпус основания; диафрагму, жестко присоединенную к корпусу основания, с герметичной полностью, определенной между диафрагмой и корпусом основания; и устойчивый к проникновению слой, расположенный на поверхности внутренней стороны, обращенной в герметичную полость, диафрагмы, и продолжающийся непрерывно по поверхности внутренней стороны диафрагмы по меньшей мере за область соединения диафрагмы с корпусом основания.[0007] A measuring element is provided according to one aspect of the present invention, which includes: a base body; a diaphragm rigidly attached to the base body, completely sealed between the diaphragm and the base body; and a penetration-resistant layer located on the surface of the inner side facing the sealed cavity of the diaphragm, and continuing continuously along the surface of the inner side of the diaphragm, at least beyond the area of connection of the diaphragm with the base body.

[0008] Согласно аспекту, диафрагма жестко присоединяется к корпусу основания посредством шовной контактной сварки.[0008] According to an aspect, the diaphragm is rigidly attached to the base body by resistance seam welding.

[0009] Согласно варианту осуществления, диафрагма присоединяется к корпусу основания посредством TIG-сварки (дуговой сварки вольфрамовым электродом в среде инертного газа) и шовной контактной сварки, и область сварки для шовной контактной сварки радиально располагается на внутренней стороне для области сварки для TIG-сварки.[0009] According to an embodiment, the diaphragm is attached to the base body by TIG welding (tungsten inert gas arc welding) and resistance seam welding, and the welding area for resistance seam welding is radially disposed on the inside for the TIG welding area .

[0010] Согласно варианту осуществления, устойчивый к проникновению слой продолжается по всей поверхности внутренней стороны диафрагмы.[0010] According to an embodiment, the penetration-resistant layer extends over the entire surface of the inner side of the diaphragm.

[0011] Согласно варианту осуществления, толщина покрытия для устойчивого к проникновению слоя на диафрагме меньше или равна 10 мкм.[0011] According to an embodiment, the coating thickness for the penetration-resistant layer on the diaphragm is less than or equal to 10 µm.

[0012] Согласно варианту осуществления, диафрагма формируется с одной или более кольцевыми складками. [0012] According to an embodiment, the diaphragm is formed with one or more annular folds.

[0013] Согласно варианту осуществления, корпус основания выполнен с углублением в участке, соответствующем диафрагме.[0013] According to an embodiment, the base body is provided with a recess in a portion corresponding to the diaphragm.

[0014] Согласно варианту осуществления, корпус основания выполнен с каналом для текучей среды для заполнения герметичной полости текучей средой.[0014] According to an embodiment, the base body is provided with a fluid channel for filling the sealed cavity with fluid.

[0015] Согласно варианту осуществления, устойчивый к проникновению слой является позолоченным слоем, сформированным на поверхности внутренней стороны диафрагмы.[0015] According to an embodiment, the penetration-resistant layer is a gold-plated layer formed on the surface of the inner side of the diaphragm.

[0016] Измерительное устройство предоставляется согласно другому аспекту настоящего изобретения, которое включает в себя измерительный элемент, описанный выше.[0016] A measuring device is provided according to another aspect of the present invention, which includes the measuring element described above.

[0017] Согласно настоящему изобретению, вещества (например, водород) в среде, которая должна быть измерена, защищаются от проникновения в герметичную полость посредством расположения устойчивого к проникновению слоя (например, позолоченного слоя) на диафрагме, который значительно улучшает точность измерения измерительного элемента и измерительного устройства. Кроме того, поскольку устойчивый к проникновению слой проектируется обращенным во внутреннюю сторону герметичной полости, устойчивый к проникновению слой не приходит непосредственно в соприкосновение со средой, которая должна быть измерена, и не может быть поцарапан частицами в среде, которая должна быть измерена, что улучшает способность устойчивости к износу изделия. При условии обеспечения прочности и качества сварки конструкция с нулевыми путями проникновения водорода реализуется, которая улучшает срок службы изделия. Кроме того, безопасная транспортировка и низкий товарный запас, также как большая экономия затрат, могут быть реализованы благодаря тому факту, что односторонний цельный или частичный устойчивый к проникновению слой может быть непосредственно расположен на изолированной диафрагме, прежде чем диафрагма присоединяется к корпусу основания. Кроме того, поскольку устойчивый к проникновению слой может покрывать только диафрагму, затраты на материал могут быть значительно уменьшены.[0017] According to the present invention, substances (for example, hydrogen) in the medium to be measured are prevented from entering the sealed cavity by placing a penetration-resistant layer (for example, a gold-plated layer) on the diaphragm, which greatly improves the measurement accuracy of the measuring element and measuring device. In addition, since the penetration-resistant layer is designed to face the inside of the sealed cavity, the penetration-resistant layer does not directly come into contact with the medium to be measured and cannot be scratched by particles in the medium to be measured, which improves the ability product wear resistance. Under the condition of ensuring the strength and quality of welding, the design with zero hydrogen penetration paths is realized, which improves the service life of the product. In addition, safe transport and low inventory as well as great cost savings can be realized due to the fact that a one-sided solid or partial penetration resistance layer can be directly positioned on the insulated diaphragm before the diaphragm is attached to the base body. In addition, since the penetration-resistant layer can only cover the diaphragm, material costs can be greatly reduced.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

[0018] Отличительные признаки и преимущества одного или более вариантов осуществления настоящего изобретения будут более легко поняты из последующего описания сопровождающих чертежей, на которых:[0018] The features and advantages of one or more embodiments of the present invention will be better understood from the following description of the accompanying drawings, in which:

[0019] Фиг. 1 представляет собой схематичный вид в перспективе измерительного оборудования согласно варианту осуществления настоящего изобретения;[0019] FIG. 1 is a schematic perspective view of measuring equipment according to an embodiment of the present invention;

[0020] Фиг. 2 представляет собой вид в разрезе измерительного элемента на фиг. 1;[0020] FIG. 2 is a sectional view of the measuring element of FIG. one;

[0021] Фиг. 3 представляет собой схематичный вид в разрезе измерительного элемента на фиг. 1;[0021] FIG. 3 is a schematic sectional view of the measuring element of FIG. one;

[0022] Фиг. 4 представляет собой вид в частичном разрезе измерительного элемента согласно варианту осуществления настоящего изобретения;[0022] FIG. 4 is a partial sectional view of a measuring element according to an embodiment of the present invention;

[0023] Фиг. 5 представляет собой изображение EDX-микроскопического исследования частичного разреза измерительного элемента согласно варианту осуществления настоящего изобретения; и[0023] FIG. 5 is an EDX microscopic examination of a partial section of a measuring element according to an embodiment of the present invention; and

[0024] Фиг. 6 представляет собой схематичный структурный вид измерительного устройства согласно варианту осуществления настоящего изобретения.[0024] FIG. 6 is a schematic structural view of a measuring device according to an embodiment of the present invention.

Подробное описание вариантов осуществления изобретенияDetailed description of embodiments of the invention

[0025] Последующие описания предпочтительных вариантов осуществления являются лишь примерными, а не ограничивающими настоящее изобретение и его применение и использование. Везде на нескольких чертежах одинаковые ссылочные позиции указывают одинаковые или соответствующие части, и, таким образом, конструкция одинаковых частей не будет описываться повторно.[0025] The following descriptions of preferred embodiments are exemplary only and not limiting of the present invention and its application and use. Throughout the several drawings, like reference numerals indicate like or corresponding parts, and thus the construction of like parts will not be described repeatedly.

[0026] В описании настоящего изобретения, для удобства описания, измерительный элемент и измерительное устройство согласно настоящему изобретению будут описываться, например, посредством дистанционного измерительного устройства для измерения давления или перепада давления среды, которая должна быть измерена. Однако, следует понимать, что настоящее изобретение не ограничивается конструкциями и применениями, описанными в последующих предпочтительных вариантах осуществления, и может быть применено к любой возможной конструкции или прикладной задаче, например, измерению уровня вязкости жидкости и т.д. Также настоящее изобретение не ограничивается дистанционными измерительными устройствами и может быть применено к любым возможным устройствам или средствам.[0026] In the description of the present invention, for convenience of description, the measuring element and the measuring device according to the present invention will be described, for example, by means of a remote measuring device for measuring the pressure or differential pressure of the medium to be measured. However, it should be understood that the present invention is not limited to the designs and applications described in the following preferred embodiments, and can be applied to any possible design or application, such as measuring the level of viscosity of a liquid, etc. Also, the present invention is not limited to remote measuring devices and can be applied to any possible devices or means.

[0027] Как описано выше, дистанционное измерительное устройство, как правило, включает в себя измерительный элемент в среде, которая должна быть измерена. Такой измерительный элемент может быть снабжен герметичной полостью, определенной диафрагмой и корпусом основания. Герметичная полость может быть заполнена текучей средой (или называемой рабочей текучей средой) для измерения. Дистанционное измерительное устройство может дополнительно включать в себя воспринимающий узел, расположенный на расстоянии от измерительного элемента, во время измерения, измерительный элемент приходит в соприкосновение со средой, которая должна быть измерена, и передает обнаруженное давление воспринимающему узлу, который преобразует физическую величину, измеренную посредством измерительного элемента, в цифровую величину, требуемую фактически. Во время применения сторона диафрагмы, обращенная от герметичной полости (называемая в данном документе внешней стороной), и сторона, обращенная в герметичную полость (аналогично, называемая внутренней стороной), подвергаются воздействию давления от среды, которая должна быть измерена, и давления рабочей текучей среды в герметичной полости, соответственно. Диафрагма передает давление от измеряемой среды к рабочей текучей среде, которая затем передает воспринятое давление воспринимающему элементу для ассоциативно связанной обработки. В схематичном структурном виде измерительного устройства согласно варианту осуществления настоящего изобретения, показанному на фиг. 6, измерительное устройство согласно настоящему изобретению может включать в себя измерительный элемент, который описан подробно ниже (как указано символом M на фиг. 6).[0027] As described above, the remote measuring device typically includes a measuring element in the environment to be measured. Such a measuring element may be provided with a sealed cavity, a defined diaphragm and a base body. The sealed cavity may be filled with a fluid (or called working fluid) for measurement. The remote measuring device may further include a sensing node located at a distance from the measuring element, during the measurement, the measuring element comes into contact with the medium to be measured, and transmits the detected pressure to the sensing node, which converts the physical quantity measured by the measuring element, to the digital value actually required. During use, the side of the diaphragm facing away from the sealed cavity (referred to herein as the outer side) and the side facing the sealed cavity (likewise referred to as the inner side) are both subjected to pressure from the medium to be measured and the pressure of the working fluid. in a sealed cavity, respectively. The diaphragm transmits pressure from the measured medium to the working fluid, which then transmits the perceived pressure to the sensing element for associated processing. In a schematic structural view of the measuring device according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 6, the measuring device according to the present invention may include a measuring element, which is described in detail below (as indicated by the symbol M in Fig. 6).

[0028] Измерительный элемент согласно настоящему изобретению будет дополнительно описан подробно в соединении с фиг. 1-6 ниже. Ради ясности, не все части на чертежах являются обозначенными.[0028] The measuring element according to the present invention will be further described in detail in connection with FIG. 1-6 below. For the sake of clarity, not all parts in the drawings are labeled.

[0029] Фиг. 1 показывает схематичный вид в перспективе измерительного элемента в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг. 1, измерительный элемент согласно настоящему изобретению может включать в себя корпус 1 основания и диафрагму 2, которые выполнены из стали. В варианте осуществления диафрагма 2 может быть практически круглым листовым элементом. Диафрагма 2 может быть жестко присоединена к корпусу 1 основания по краю диафрагмы 2, так что герметичная полость 3 (см. фиг. 3) определяется между диафрагмой 2 и корпусом 1 основания. Рабочая текучая среда может быть расположена в герметичной полости 3. Например, герметичная область 3 может быть заполнена маслом. Таким образом, во время применения поверхность 22 внешней стороны диафрагмы 2 может смещаться посредством давления измеряемой среды, и смещение может передаваться воспринимающему элементу через рабочую текучую среду в герметичной полости, который предоставляет параметры давления, требуемые для управления процессом.[0029] FIG. 1 shows a schematic perspective view of a measuring element in accordance with an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the measuring element according to the present invention may include a base body 1 and a diaphragm 2, which are made of steel. In an embodiment, diaphragm 2 may be a substantially circular sheet member. The diaphragm 2 can be rigidly attached to the base body 1 along the edge of the diaphragm 2 so that a sealed cavity 3 (see FIG. 3) is defined between the diaphragm 2 and the base body 1. The working fluid may be located in the sealed cavity 3. For example, the sealed area 3 may be filled with oil. Thus, during use, the surface 22 of the outer side of the diaphragm 2 can be displaced by the pressure of the measured medium, and the displacement can be transmitted to the sensing element through the working fluid in the sealed cavity, which provides the pressure parameters required to control the process.

[0030] Как показано на фиг. 1-4, диафрагма 2 может быть выполнена с одной или более кольцевыми складками 23, предоставляющими возможность диафрагме 2 правильно деформироваться или частично смещаться. Альтернативно, одна или более впадин могут быть предусмотрены на диафрагме 2, если диафрагма 2 имеет достаточную толщину. Конечно, складка и впадины на диафрагме 2 не ограничиваются кольцеобразной формой.[0030] As shown in FIG. 1-4, the diaphragm 2 may be provided with one or more annular folds 23 allowing the diaphragm 2 to deform properly or partially displace. Alternatively, one or more dimples may be provided on the diaphragm 2 if the diaphragm 2 is sufficiently thick. Of course, the wrinkle and depressions on the diaphragm 2 are not limited to an annular shape.

[0031] Корпус 1 основания может быть выполнен с углублением 15 в участке, соответствующем диафрагме 2, с тем чтобы формировать герметичную полость 3 посредством корпуса 1 основания и диафрагмы 2.[0031] The base body 1 may be provided with a recess 15 in a portion corresponding to the diaphragm 2 so as to form a sealed cavity 3 by the base body 1 and the diaphragm 2.

[0032] Корпус 1 основания может быть дополнительно соединен с воспринимающим узлом на дальнем конце. Как показано на фиг. 1-3, корпус 1 основания может иметь фланцевый участок 11, на котором сквозное отверстие 12, через которое соединительный элемент (такой как соединительный болт) проходит, может быть предусмотрено. Канал 13 для текучей среды может также быть предусмотрен в корпусе 1 основания. Рабочая текучая среда может быть впрыснута в герметичную полость 3 через канал 13 для текучей среды, прежде чем измерительный элемент применяется, и канал 13 для текучей среды закрывается, после того как впрыск завершается. Таким образом, когда среда, которая должна быть измерена, направляется на поверхность внешней стороны диафрагмы 2, диафрагма 2 может соответствующим образом деформироваться или смещаться на основе давления измеряемой среды, которое диафрагма 2 ощущает, так что извлечение параметров или измерение может быть выполнено.[0032] The base body 1 may be further connected to a sensing node at the far end. As shown in FIG. 1-3, the base body 1 may have a flange portion 11 in which a through hole 12 through which a connecting element (such as a connecting bolt) passes can be provided. The fluid channel 13 may also be provided in the base body 1. The working fluid may be injected into the sealed cavity 3 through the fluid passage 13 before the measuring element is applied, and the fluid passage 13 closes after the injection is completed. Thus, when the medium to be measured is directed to the surface of the outer side of the diaphragm 2, the diaphragm 2 can be deformed or displaced accordingly based on the pressure of the measured medium that the diaphragm 2 senses, so that parameter extraction or measurement can be performed.

[0033] Однако автор обнаружил, что, поскольку диафрагма 2 обычно является тонкой, часть элементов или компонентов (например, водород) в среде, которая должна быть измерена, может легко проникать сквозь диафрагму 2 в герметичную полость 3, и, таким образом, может растворяться в рабочей текучей среде. Кроме того, поскольку пространство герметичной полости 3 является относительно небольшим и замкнутым, проникновение водорода может влиять на давление в герметичной полости 3 и даже вызывать выпячивание или разрыв диафрагмы 2, что влияет на точность измерения и даже вызывает повреждение измерительного элемента.[0033] However, the author has found that since the diaphragm 2 is usually thin, a portion of the elements or components (eg, hydrogen) in the medium to be measured can easily penetrate through the diaphragm 2 into the sealed cavity 3, and thus can dissolve in the working fluid. In addition, since the space of the sealed cavity 3 is relatively small and closed, the penetration of hydrogen may affect the pressure in the sealed cavity 3, and even cause the diaphragm 2 to bulge or rupture, which affects the measurement accuracy and even causes damage to the measuring element.

[0034] Для этого настоящее изобретение предоставляет решение для расположения устойчивой к проникновению конструкции. Устойчивый к проникновению слой может быть расположен на диафрагме 2, таким образом, блокируя путь проникновения сквозь диафрагму. Для богатой водородом среды, которая должна быть измерена, позолоченный слой может быть предусмотрен, чтобы препятствовать проникновению водорода в среде, которая должна быть измерена, в герметичную полость. В данном документе, для удобства описания, только позолоченный слой описывается в качестве примера устойчивого к проникновению слоя. Для специалистов в области техники другие устойчивые к проникновению материалы, отличные от золота, могут быть использованы для достижения цели предотвращения проникновения в зависимости от фактического применения.[0034] To this end, the present invention provides a solution for locating a penetration-resistant structure. The penetration resistant layer can be placed on the diaphragm 2, thus blocking the penetration path through the diaphragm. For a hydrogen-rich medium to be measured, a gold-plated layer may be provided to prevent hydrogen in the medium to be measured from entering the sealed cavity. In this document, for convenience of description, only the gold-plated layer is described as an example of a penetration-resistant layer. For those skilled in the art, other penetration-resistant materials other than gold may be used to achieve the goal of preventing penetration, depending on the actual application.

[0035] Однако, если позолоченный слой предусматривается на поверхности 22 внешней стороны диафрагмы 2, считается, что может быть большое количество твердых частиц (таких как шлам, дробленые камни, зола и т.п.), содержащихся в некоторых из сред, которые должны быть измерены, которые будут царапать позолоченный слой на диафрагме 2. Поскольку диафрагма 2 обычно является тонкой, а позолоченный слой является мягким, позолоченный слой легко изнашивается. По существу, позолоченный слой потеряет свой предназначенный эффект, приводя в результате к снижению способности сопротивления износу и срока службы измерительного элемента (и даже измерительного устройства) и снижению в точности измерения. Кроме того, такое решение требует, чтобы золотой слой был нанесен по всей поверхности 22 внешней стороны диафрагмы 2, также как в зоне шва между диафрагмой 2 и корпусом 1 основания, что увеличивает не только стоимость, но также процесс производства, и не благоприятствует последующей транспортировке и хранению.[0035] However, if a gold layer is provided on the surface 22 of the outer side of the diaphragm 2, it is believed that there may be a large amount of solid particles (such as sludge, crushed stones, ash, etc.) contained in some of the media that should be measured, which will scratch the gold layer on aperture 2. Since aperture 2 is usually thin and the gold layer is soft, the gold layer is easily worn. As such, the gold-plated layer will lose its intended effect, resulting in reduced wear resistance capability and service life of the measuring element (and even of the measuring device) and reduced measurement accuracy. In addition, such a solution requires that the gold layer be applied over the entire surface 22 of the outer side of the diaphragm 2, as well as in the area of the seam between the diaphragm 2 and the base body 1, which increases not only the cost, but also the manufacturing process, and is not conducive to subsequent transportation. and storage.

[0036] В виду вышесказанного, позолоченный слой 4 может быть предусмотрен на поверхности 21 внутренней стороны диафрагмы 2, обращенной в герметичную полость 3. Таким образом, позолоченный слой 4 не находится в соприкосновении со средой, которая должна быть измерена, и, таким образом, не подвергается воздействию твердыми частицами в среде, которая должна быть измерена.[0036] In view of the above, the gold plated layer 4 may be provided on the surface 21 of the inner side of the diaphragm 2 facing the sealed cavity 3. Thus, the gold plated layer 4 is not in contact with the medium to be measured, and thus not exposed to particulate matter in the medium to be measured.

[0037] Позолоченный слой 4 может продолжаться непрерывно между поверхностью 21 внутренней стороны диафрагмы 2 и соответствующим участком корпуса 1 основания (другими словами, внешний диаметр позолоченного слоя должен быть по меньшей мере равным или больше внешнего диаметра области соединения диафрагмы 2 и корпуса 1 основания) по меньшей мере за область соединения диафрагмы 2 с корпусом 1 основания, чтобы предотвращать возникновение пути проникновения водорода в области соединения между диафрагмой 2 и корпусом 1 основания. При необходимости, позолоченный слой 4 может покрывать всю поверхность 21 внутренней стороны диафрагмы 2 полностью.[0037] The gold layer 4 may extend continuously between the inner side surface 21 of the diaphragm 2 and the corresponding portion of the base body 1 (in other words, the outer diameter of the gold layer must be at least equal to or greater than the outer diameter of the junction area of the diaphragm 2 and the base body 1) along at least beyond the junction area of the diaphragm 2 with the base body 1 to prevent the occurrence of a hydrogen permeation path in the junction area between the diaphragm 2 and the base body 1. If necessary, the gold-plated layer 4 can cover the entire surface 21 of the inner side of the diaphragm 2 completely.

[0038] Окружность диафрагмы 2 может быть жестко присоединена к корпусу 1 основания посредством шовной контактной сварки (или другим средством, которое не причиняет повреждения позолоченному слою в области соединения между диафрагмой 2 и корпусом 1 основания).[0038] The circumference of the diaphragm 2 may be firmly attached to the base body 1 by means of resistance seam welding (or other means that does not damage the gold layer in the connection area between the diaphragm 2 and the base body 1).

[0039] Фиг. 5 показывает изображение EDX-микроскопического исследования частичного разреза измерительного элемента согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Как может быть видно из фиг. 5, поскольку существует непрерывный золотой слой в области A соединения между диафрагмой 2 и корпусом 1 основания, путь проникновения водорода для герметичной полости может быть полностью блокирован, что улучшает точность измерения.[0039] FIG. 5 shows an EDX microscopic examination image of a partial section of a measuring element according to an embodiment of the present invention. As can be seen from FIG. 5, since there is a continuous gold layer in the connection area A between the diaphragm 2 and the base body 1, the hydrogen penetration path for the sealed cavity can be completely blocked, which improves the measurement accuracy.

[0040] Может быть обнаружено, что при выполнении практического испытания посредством сравнения примера, когда позолоченный слой размещается на внешней стороне диафрагмы, с примером, когда позолоченный слой размещается на внутренней стороне диафрагмы согласно настоящему изобретению, эффект устойчивости к водороду для измерительного элемента согласно настоящему изобретению является почти таким же, что и эффект позолоченного слоя, расположенного на внешней стороне диафрагмы.[0040] It can be found that when performing a practical test by comparing an example when a gold layer is placed on the outside of the diaphragm with an example when a gold layer is placed on the inside of the diaphragm according to the present invention, the hydrogen resistance effect of the measuring element according to the present invention is almost the same as the effect of the gold layer located on the outer side of the diaphragm.

[0041] Таким образом, согласно настоящему изобретению, поскольку обширная площадь устойчивого к проникновению слоя покрывает по меньшей мере участок поверхности 21 внутренней стороны диафрагмы 2, который располагается в герметичной полости 3 и в области соединения между диафрагмой 2 и корпусом 1 основания, компоненты и элементы в среде, которая должна быть измерена, на внешней стороне диафрагмы 2 не могут проникать в герметичную полость 3 сквозь диафрагму 2. Следовательно, точность измерения может быть улучшена. Кроме того, поскольку позолоченный слой располагается на поверхности 21 внутренней стороны диафрагмы 2, которая не подвергается воздействию среды, которая должна быть измерена, это улучшает способность сопротивления износу и срок службы измерительного элемента. Кроме того, поскольку герметичная диафрагма 2 может быть непосредственно целиком позолочена с одной стороны или частично позолочена перед сборкой, безопасная транспортировка и низкий товарный запас могут быть обеспечены, и большая доля расходов на транспортировку и техническое обслуживание может быть сэкономлена. Кроме того, поскольку устойчивый к проникновению слой может покрывать только диафрагму, стоимость материала может быть значительно уменьшена по сравнению с ранее упомянутым решением, когда позолоченный слой наносится на внешнюю поверхность диафрагмы 2.[0041] Thus, according to the present invention, since a large area of the penetration-resistant layer covers at least a portion of the surface 21 of the inner side of the diaphragm 2, which is located in the sealed cavity 3 and in the junction between the diaphragm 2 and the body 1 of the base, components and elements in the medium to be measured on the outside of the diaphragm 2 cannot penetrate into the sealed cavity 3 through the diaphragm 2. Therefore, the measurement accuracy can be improved. In addition, since the gold-plated layer is located on the surface 21 of the inner side of the diaphragm 2, which is not exposed to the medium to be measured, it improves the wear-resisting ability and the service life of the measuring element. In addition, since the sealed diaphragm 2 can be fully gold-plated on one side directly or partially gold-plated before assembly, safe transportation and low inventory can be ensured, and a large proportion of transportation and maintenance costs can be saved. In addition, since the penetration-resistant layer can only cover the diaphragm, the cost of the material can be significantly reduced compared to the previously mentioned solution when a gold-plated layer is applied to the outer surface of the diaphragm 2.

[0042] При необходимости, край диафрагмы 2 может быть прикреплен к корпусу 1 основания посредством TIG-сварки (как указано символом B на фиг. 4) или другими способами жесткого соединения, и затем диафрагма 2 дополнительно присоединяется к корпусу 1 основания (как показано областью C на фиг. 4) посредством шовной контактной сварки или другими возможными способами соединения. Таким образом, устойчивое жесткое соединение между диафрагмой 2 и корпусом 1 основания может быть достигнуто, и возможный путь проникновения водорода может быть также заблокирован. В таком случае, область сварки для шовной контактной сварки находится радиально внутрь от области сварки для TIG-сварки. Кроме того, покрытие из позолоченного слоя 4 на поверхности 21 внутренней стороны диафрагмы 2 может продолжаться за область сварки только для шовной контактной сварки.[0042] If necessary, the edge of the diaphragm 2 can be attached to the base body 1 by TIG welding (as indicated by symbol B in Fig. 4) or other rigid connection methods, and then the diaphragm 2 is further attached to the base body 1 (as shown by the area C in Fig. 4) by resistance seam welding or other possible connection methods. In this way, a stable rigid connection between the diaphragm 2 and the base body 1 can be achieved and a possible hydrogen penetration path can also be blocked. In such a case, the welding area for resistance seam welding is radially inward from the welding area for TIG welding. In addition, the coating of the gold-plated layer 4 on the surface 21 of the inner side of the diaphragm 2 may extend beyond the welding area only for resistance seam welding.

[0043] Позолоченный слой 4 может быть предусмотрен на поверхности 21 внутренней стороны диафрагмы 2 посредством обычного процесса, такого как процесс электролитического покрытия или нанесение покрытия в вакууме. Толщина позолоченного слоя 4 предпочтительно является такой, что точность измерения не подвергается воздействию, например, толщина позолоченного слоя может быть 10 мкм или менее, например, толщина позолоченного слоя может быть 5 мкм. Измерительный элемент и измерительное устройство согласно настоящему изобретению также имеют преимущества в точности измерения и стоимости и т.д. с точки зрения технического решения, что проблема, вызванная нанесением позолоченного слоя на поверхность 22 внешней стороны диафрагмы 2, решается путем увеличения толщины покрытия.[0043] The gold-plated layer 4 may be provided on the surface 21 of the inner side of the diaphragm 2 by a conventional process such as an electroplating process or vacuum plating. The thickness of the gold-plated layer 4 is preferably such that the measurement accuracy is not affected, for example, the thickness of the gold-plated layer may be 10 μm or less, for example, the thickness of the gold-plated layer may be 5 μm. The measuring element and measuring device according to the present invention also have advantages in measurement accuracy and cost, etc. from the point of view of the technical solution, that the problem caused by applying a gold layer on the surface 22 of the outer side of the diaphragm 2 is solved by increasing the thickness of the coating.

[0044] Диафрагма 2 может быть выполнена из материала, который является таким же или отличается от материала корпуса 1 основания. При необходимости, диафрагма 2 и корпус 1 основания, оба, могут быть выполнены из материала нержавеющей стали.[0044] The diaphragm 2 may be made of a material that is the same as or different from the material of the base body 1. If necessary, the diaphragm 2 and the base body 1 can both be made of stainless steel material.

[0045] Может быть понятно из вышеприведенного анализа, что измерительный элемент и измерительное устройство согласно настоящему изобретению улучшают точность измерения, увеличивают срок службы частей и уменьшают затраты на производство и техническое обслуживание.[0045] It can be understood from the above analysis that the measuring element and the measuring device according to the present invention improve measurement accuracy, increase the service life of parts, and reduce manufacturing and maintenance costs.

[0046] Хотя различные варианты осуществления настоящего изобретения были описаны здесь подробно, следует понимать, что настоящее изобретение не ограничивается описанием деталей в данном документе и показанными вариантами осуществления, и другие изменения и модификации могут быть выполнены специалистами в данной области техники без выхода за рамки сущности и объема настоящего изобретения. Предполагается, что все такие изменения и модификации охватываются объемом настоящего изобретения.[0046] While various embodiments of the present invention have been described in detail herein, it should be understood that the present invention is not limited to the description of the details herein and the embodiments shown, and other changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the spirit. and scope of the present invention. All such changes and modifications are intended to be within the scope of the present invention.

Claims

1. Measuring element for measuring pressure, characterized in that it contains:

body (1) of the base;

a diaphragm (2) rigidly attached to the base body (1), with a sealed cavity (3) formed between the diaphragm (2) and the base body (1); and

a penetration-resistant layer located on the surface (21) of the inner side facing the sealed cavity (3) of the diaphragm (2) and continuing continuously along the surface (21) of the inner side of the diaphragm (2) at least beyond the connection area of the diaphragm (2 ) with base body (1).

2. Measuring element according to claim 1, characterized in that the diaphragm (2) is rigidly attached to the body (1) of the base by means of resistance seam welding.

3. The measuring element according to claim 1, characterized in that the diaphragm (2) is connected to the base body (1) by means of inert gas tungsten arc welding and resistance seam welding, and the welding area for resistance seam welding is radially located on the inner side from the welding area for arc welding with a tungsten electrode in an inert gas environment.

4. Measuring element according to claim 1, characterized in that the penetration-resistant layer extends over the entire surface (21) of the inner side of the diaphragm (2).

5. Measuring element according to claim 1, characterized in that the coating thickness of the penetration-resistant layer on the diaphragm (2) is less than or equal to 10 µm.

6. Measuring element according to claim 1, characterized in that the diaphragm (2) is made with one or more annular folds (23).

7. Measuring element according to claim 1, characterized in that the body (1) of the base is made with a recess (15) in the area corresponding to the diaphragm (2).

8. Measuring element according to claim 1, characterized in that the base body (1) is provided with a fluid channel (13) for filling the sealed cavity (3) with fluid.

9. The measuring element according to any one of paragraphs. 1-8, characterized in that the penetration-resistant layer is a gold-plated layer (4) formed on the surface (21) of the inner side of the diaphragm (2).

10. Measuring device for measuring pressure, characterized in that it contains a measuring element according to any one of paragraphs. 1-9.

11. The measuring element according to claim 1, including the first weld along the inner radius of the diaphragm, which tightly connects the diaphragm to the base body.

12. The measuring element of claim. 11, including the first weld along the inner radius of the diaphragm, which hermetically connects the diaphragm to the body of the base.

13. The measuring element of claim 12 wherein the first weld extends over the penetration resistant layer.

14. The measuring element according to claim 13, wherein the penetration resistant layer does not extend to the outer radius and the second weld.

15. A method for manufacturing a measuring element for measuring pressure, comprising the steps of:

providing a base body having a cavity formed therein;

provide a diaphragm;

applying a penetration-resistant layer to the inner surface of the diaphragm;

sealing the diaphragm to the base body by means of a first weld extending along the outer radius of the diaphragm to thereby seal the cavity, the penetration-resistant layer facing the cavity; and

the diaphragm is hermetically attached to the base body by means of a second seam extending along the inner radius of the diaphragm, the second seam continuing over the penetration-resistant layer.

16. The method of claim 15, wherein the second seam comprises a resistance weld.

17. The method according to claim 15, wherein the diaphragm is attached to the base body by means of inert gas tungsten arc welding and resistance seam welding, and the resistance seam welding region is radially located on the inside of the tungsten arc welding region in inert gas environment.

18. The method of claim 15 wherein the penetration resistant layer extends over the entire surface of the inner side of the diaphragm.

19. The method of claim 15, wherein the coating thickness of the penetration resistant layer on the diaphragm is less than or equal to 10 microns.

20. The method of claim 15 wherein the diaphragm is provided with one or more annular folds.

21. The method of claim 15, wherein the base body is provided with a fluid channel for filling the cavity with fluid.

22. The method according to any one of paragraphs. 15-21, in which the penetration-resistant layer comprises a gold-plated layer formed on the inside of the diaphragm.

23. The method of claim 15 wherein the penetration resistant layer does not extend to the outer radius and the second seam.