WO2010046148A1 - Relativdrucksensor - Google Patents

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WO2010046148A1
WO2010046148A1 PCT/EP2009/060410 EP2009060410W WO2010046148A1 WO 2010046148 A1 WO2010046148 A1 WO 2010046148A1 EP 2009060410 W EP2009060410 W EP 2009060410W WO 2010046148 A1 WO2010046148 A1 WO 2010046148A1
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WO
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reference air
pressure sensor
pressure
carrier body
relative pressure
Prior art date
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PCT/EP2009/060410
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English (en)
French (fr)
Inventor
Anh Tuan Tham
Frank PÄßLER
Ulrich Buder
Davide Parrotto
Olaf Krusemark
Original Assignee
Endress+Hauser Gmbh+Co.Kg
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Filing date
Publication date
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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/06—Means for preventing overload or deleterious influence of the measured medium on the measuring device or vice versa
    • G01L19/0627—Protection against aggressive medium in general
    • G01L19/0645—Protection against aggressive medium in general using isolation membranes, specially adapted for protection
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/14—Housings
    • G01L19/147—Details about the mounting of the sensor to support or covering means

Definitions

  • the present invention relates to a relative pressure sensor, in particular a Realtivdrucksensor with improved moisture resistance.
  • a generic relative pressure sensor for detecting a media pressure in relation to the surrounding atmospheric pressure comprises a pressure measuring cell with a measuring diaphragm and a sock !, wherein the side facing away from the base of the measuring diaphragm with the media pressure is acted upon, and wherein the base a
  • Reference air opening through which the base facing side can be acted upon by the atmospheric pressure in the vicinity of the relative pressure sensor; a carrier body, through which a reference air channel extends between a first surface portion and a second surface portion of the carrier body, wherein the pressure measuring cell is fixed to the carrier body with a pressure-resistant bond, wherein the reference air opening communicates with the reference air channel to form a reference air path to the measuring membrane, wherein the Bonding encloses the reference air path.
  • the bond is pressure-bearing, i. it must absorb the force acting on the pressure cell due to the difference between the media pressure and the atmospheric pressure, substantially without plastic deformation.
  • Suitable adhesives for example epoxy adhesives.
  • Hydrophobic, moisture impermeable adhesives such as e.g. Silicone rubber, on the other hand, are not suitable at high pressure loads due to their low strength or their plasticity to a dimensionally stable pressure-bearing, tight bonding of the pressure measuring cell to the carrier body.
  • the relative pressure sensor according to the invention is characterized in that it further comprises a shield element which protects the bond from direct contact with the reference air.
  • the shielding element may according to a first embodiment of the invention comprise a tube which extends through the bond.
  • the tube may be according to an embodiment of the invention, in particular an extension of the base, wherein the reference air opening of the base extends through the tube.
  • the pressure measuring cell may further comprise an axial stop surface, which extends substantially perpendicular to the axis of the tube or the reference air opening, and which optionally defines the position of the Druckmesszetle with respect to the carrier body with the intermediate bond.
  • the tube may extend in a development of the invention by the carrier body.
  • the tube can be connected according to a development of the invention at its end remote from the measuring line end with a hose, such as a silicone tube, through which the Referenziuft is supplied
  • the carrier body may comprise a metallic material.
  • the shield element may have a sleeve-shaped extension, which surrounds the reference air path, and which extends from the carrier body into the reference air opening.
  • the carrier body may further comprise an axial stop surface which is substantially perpendicular to the axis of the sleeve-shaped extension or the reference air opening, and which optionally with respect to the intervening adhesive the position of the pressure measuring cell defined the carrier body.
  • the socket in this embodiment may have a second axial annular Antschfiambae, which forms an axial reference position for the end face of the sleeve-shaped extension. This can be achieved in that the base to the stop surface has a bore with a diameter which is greater than the outer diameter of the sleeve-shaped extension, and extending from the stop surface a bore with a smaller diameter than the outer diameter of the sleeve-shaped extension through the base extends.
  • the bond may have an epoxy resin after a continuation of the invention.
  • the shielding element can comprise, for example, a hydrophobic polymer, in particular a silicone polymer, with which, for example, a direct contact between the reference air path and the bond is interrupted.
  • annular screen member made of silicone rubber to protect the outside of the shield member extending, annular bonding in front of the reference air path.
  • the pressure measuring cell may in particular comprise a semiconductor sensor with a piezoresistive transducer, a capacitive transducer or a transducer with an optical or mechanical resonator.
  • the base may comprise glass or a semiconductor in a development of the invention.
  • the reference pressure sensor according to the invention may further comprise a hydraulic Druckmittier with a diaphragm seal body and a flexible separation membrane which is fixed to a surface of the diaphragm seal body to form a pressure chamber between the diaphragm seal body and the separation membrane, wherein the
  • Pressure transmitter body further comprises a measuring cell chamber in which the pressure measuring cell is arranged, wherein between the pressure chamber and the measuring cell chamber extends a hydraulic path through which the first side of the measuring membrane with the media pressure acting on the separation membrane, beaufschbarbar.
  • 1 shows a longitudinal section through a first embodiment of a relative pressure sensor according to the invention
  • 2 shows a longitudinal section through a relative pressure sensor according to the prior art
  • FIG 3 shows a longitudinal section through a second exemplary embodiment of a relative pressure sensor according to the invention.
  • the relative pressure sensor 1 according to the invention shown in FIG. 1 comprises a pressure measuring cell 10, which comprises a piezoresistive semiconductor core with a measuring diaphragm 11, wherein the semiconductor sensor is connected by means of anodic bonding in its edge region with a base 12, wherein the base is made of glass.
  • the base 12 has a continuous reference air opening 14 in which an end portion of a glass tube 16 is inserted, wherein the glass tube 16 is fused in the reference air opening on its outer side into the base 12, so that the reference air exclusively via a Reference air path 18, which passes through the Giasrohr, passes to the measuring diaphragm 11.
  • the sock! 12 is glued on its side facing away from the HalbleiterwandJerkern with a metallic support body 20 with an epoxy resin bond 22, wherein the glass tube 16 extends through an opening in the support body 20.
  • a hose 24 is attached in particular of silicone rubber, through which the reference air path 18 extends. In this way it is reliably prevented that the bond 22 is exposed to the reference air.
  • the relative pressure sensor further comprises a hydraulic diaphragm seal with a diaphragm seal body 30 and a flexible separation membrane 32 which is attached to a surface of the diaphragm seal body 30 to form a pressure chamber 34 between the Druckmittier stresses 30 and the separation membrane 32, wherein the diaphragm seal body further comprises a Messzeliensch 38, in which the pressure measuring cell 10 is arranged. Between the pressure chamber 34 and the measuring cell chamber 38 extends a bore 36, via which the base 12 facing away from, first side of the measuring diaphragm 11 with the media pressure, which acts on the separation membrane acted upon. For pressure transmission, the pressure chamber 34, the bore 36 and the free volume of the measuring cell chamber 38 are filled with a transfer fluid. For fixing the pressure measuring cell with respect to the pressure transmitter and for closing the measuring cell chamber 38, the carrier body 20 is welded to a diaphragm seal body 30.
  • Fig. 2 shows briefly a relative pressure sensor according to the prior art, in which case the pressure transmitter has been omitted for simplicity of illustration.
  • a pressure measuring cell 210 the one Transducer core 211 and glass skirt 212, secured to the glass base by means of a Epoxydharzklebung 222 to a support body 220 comprising a reference air tube 216, wherein the Giassockel 212 is glued to the end face of the tube 216.
  • the bond 222 is not protected from the reference air, but rather is part of the wall of the reference air path 218. This changes the mechanical properties of the cut as a function of humidity and temperature.
  • the relative pressure sensor modifies the concept of bonding on the face of a reference air tube.
  • the relative pressure sensor comprises a pressure measuring cell 110, which has a piezoresistive transducer core with measuring diaphragm 111 and a silicon base 112, wherein the transducer core is connected to the silicon base along its edge region.
  • the silicon base 112 comprises a through-hole, through which reference air can reach the measuring diaphragm 111.
  • the bore has, in a section facing the measuring diaphragm, a first diameter, followed by a second section having a second diameter which is greater than the first diameter, wherein the second section extends up to a surface of the silacium base 112 facing away from the measuring diaphragm extends. Between the first portion and the second portion so that a radial step is formed, the first axial abutment surface 114, for the positioning of the Druckmesszelie 110 with respect to
  • Carrier body 120 is used.
  • the carrier body comprises a reference air tube 116, which protrudes in a sense as a sleeve-shaped extension opposite to a surface of the carrier body, wherein the reference air tube in an end portion 125 after a radial step has a reduced outer diameter, wherein the
  • Outer diameter of the end portion is lower than the second Diameter of the bore in the Sitiziumsockei 112.
  • the radial step serves as a second axial abutment surface 126, through which the position of the pressure measuring cell 110 with respect to the carrier body 120 is determined.
  • the axial distance from the second axial abutment surface 126 to the end surface of the reference air tube 116 is approximately equal to the length of the second portion of the bore through the silicon pedestal 112.
  • annular moisture barrier 123 made of silicone rubber is provided between the first stop surface 114 and the end surface of the reference air tube 116.
  • a pressure-bearing bond 122 which initially extends between the lateral surface of the end portion 125 of the reference air pipe 116 and the wall of the second portion of the bore and then between the second stop surface 126 and a base surface of the silicon base 112, is protected from the wet reference air.
  • the pressure-bearing adhesive comprises an epoxy resin. Inasmuch as this is protected from the reference air path 118, which passes through the bore and through the reference air tube 116, by means of the barrier 123 made of silicone rubber, a moisture-dependent
  • Impairment of the pressure-bearing bond can be excluded.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

Ein Relativdrucksensor (10) zum Erfassen eines Mediendrucks im Verhältnis zum umgebenden Atmosphärendruck umfasst eine Druckmesszelle mit einer Messmembran (11) und einem Sockel (12), wobei eine dem Sockel (12) abgewandte erste Seite der Messmembran (11) mit dem Mediendruck beaufschlagbar ist, und wobei der Sockel (12) eine Referenzluftöffnung (14) aufweist, durch welche die dem Sockel (12) zugewandte zweite Seite der Messmembran (11) mit dem Atmosphärendruck in der Umgebung des Relativdrucksensors (10) beaufschlagbar ist; einen Trägerkörper (20), durch welchen ein Referenzluftkanal zwischen einem ersten Oberflächenabschnitt und einem zweiten Oberflächenabschnitt des Trägerkörpers (20) verläuft, wobei die Druckmesszelle an dem Trägerkörper mit einer druckfesten Klebung (22) fixiert ist, wobei die Referenzluftöffnung (14) mit dem Referenzluftkanal kommuniziert um einen Referenzluftpfad (18) zur Messmembran zu bilden, wobei die Klebung den Referenzluftpfad umschließt, wobei der Relativdrucksensor weiterhin ein Schirmeiement (16) aufweist, welches die Kiebung vor einem unmittelbaren Kontakt mit der Referenzluft schützt.

Description

Relativdrucksensor
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Relativdrucksensor insbesondere einen Realtivdrucksensor mit verbesserter Feuchtefestigkeit.
Ein gattungsgemäßer Relativdrucksensor zum Erfassen eines Mediendrucks im Verhältnis zum umgebenden Atmosphärendruck, umfasst eine Druckmesszelle mit einer Messmembran und einem Socke!, wobei die dem Sockel abgewandte Seite der Messmembran mit dem Mediendruck beaufschlagbar ist, und wobei der Sockel eine
Referenzluftöffnung aufweist, durch welche die dem Sockel zugewandte Seite mit dem Atmosphärendruck in der Umgebung des Relativdrucksensors beaufschlagbar ist; einen Trägerkörper, durch welchen ein Referenzluftkanal zwischen einem ersten Oberflächenabschnitt und einem zweiten Oberflächenabschnitt des Trägerkörpers verläuft, wobei die Druckmesszelle an dem Trägerkörper mit einer, druckfesten Klebung fixiert ist, wobei die Referenzluftöffnung mit dem Referenzluftkanal kommuniziert um einen Referenzluftpfad zur Messmembran zu bilden, wobei die Klebung den Referenzluftpfad umschließt.
Die Klebung ist drucktragend, d.h. sie muss die Kraft, weiche aufgrund der Differenz zwischen dem Mediendruck und dem Atmosphärendruck auf die Druckmesszelle wirkt im wesentlichen ohne plastische Verformung aufnehmen.
Für drucktragende Verbindungen im Bereich der Aufbau- und Verbindungstechnik von Drucksensoren werden Klebstoffe benötigt, die sich durch Kriechfreiheit und hohe Endfestigkeit auszeichnen. Geeignete Klebstoffe, beispielsweise Epoxyd-Klebstoffe. Eine Veränderung der mechanischen Eigenschaften der Kiebung könnte aber zu veränderten mechanischen Spannungen am Socke! führen, die auf die Messmembran übertragen werden.
Insoweit als die Referenzluft naturgemäß einen veränderlichen Wassergehalt hat, erweist es sich als Problem, dass die genannten Klebstoffe und deren Grenzflächen zu anderen Materialien eine hohe Feuchteempfindlichkeit aufweisen. Eine Feuchtebeaufschlagung der Klebung mit den damit verbundenen Änderungen von Klebstoffeigenschaften kann daher eine Verfälschung der gemessenen Druckwerte zur Folge haben.
Hydrophobe, feuchteundurchlässige Kleb- bzw. Dichtstoffe wie z.B. Silikonkautschuk, eigenen sich hingegen bei hohen Druckbelastungen aufgrund ihrer geringen Festigkeit bzw. ihrer Plastizität nicht zu einer formstabilen drucktragenden, dichten Verklebung der Druckmesszelle mit dem Trägerkörper.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Relativdrucksensor bereitzustellen, der die beschriebenen Nachteile überwindet.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch den Relativdrucksensor gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1.
Der erfindungsgemäße Relativdrucksensor ist dadurch gekennzeichnet, dass er weiterhin ein Schirmelement aufweist, welches die Klebung vor einem unmittelbaren Kontakt mit der Referenzluft schützt.
Das Schirmelement kann nach einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ein Rohr umfassen, welches sich durch die Klebung erstreckt. Das Rohr kann nach einer Weiterbildung der Erfindung insbesondere ein Fortsatz des Sockels sein, wobei die Referenzluftöffnung des Sockels durch das Rohr verläuft.
Die Druckmesszelle kann weiterhin eine axiale Anschlagfläche aufweisen, welche im wesentlichen senkrecht zur Achse des Rohrs bzw. der Referenzluftöffnung verläuft, und welche ggf. mit der zwischenliegenden Klebung die Position der Druckmesszetle bezüglich des Trägerkörpers definiert.
Das Rohr kann sich in einer Weiterbildung der Erfindung durch den Trägerkörper erstrecken.
Das Rohr kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung an seinem der Messzeile abgewandten Endabschnitt mit einem Schlauch, beispielsweise einem Silikonschlauch, verbunden sein, durch den die Referenziuft zugeführt wird
Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann der Trägerkörper einen metallischen Werkstoff aufweisen.
Nach einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung kann das Schirmelement einen hülsenförmigen Fortsatz aufweisen, weicher den Referenzluftpfad umschließt, und welcher sich von dem Trägerkörper in die Referenzluftöffnung hinein erstreckt.
Der Trägerkörper kann weiterhin eine axiale Anschlagfläche aufweisen, welche im wesentlichen senkrecht zur Achse des hülsenförmigen Fortsatzes bzw. der Referenzluftöffnung verläuft, und welche ggf. mit der zwischen liegenden Klebung die Position der Druckmesszelle bezüglich des Trägerkörpers definiert. Zudem kann der Socket bei dieser Ausgestaltung eine zweite axiale, ringförmige Anschlagfiäche aufweisen, welche eine axiale Bezugsposition für die Stirnfläche des hülsenförmigen Fortsatzes bildet. Dies kann dadurch erreicht werden, dass der Sockel bis zur Anschlagsfläche eine Bohrung mit einem Durchmesser aufweist, der größer ist als der Außendurchmesser des hülsenförmigen Fortsatzes, und das sich von der Anschlagfläche eine Bohrung mit einem kleineren Durchmesser als der Außendurchmesser des hülsenförmigen Fortsatzes durch den Sockel erstreckt.
Die Klebung kann nach einer Weiterbiidung der Erfindung ein Epoxydharz aufweisen. Das Schirmelement kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung beispielsweise ein hydrophobes Polymer umfassen, insbesondere ein Silikonpolymer, mit welchem beispielsweise ein direkter Kontakt, zwischen dem Referenzluftpfad und der Klebung unterbrochen wird.
Insbesondere bei der zweiten Ausgestaltung der Erfindung kann zwischen der Stirnfläche des hülsenförmigen Fortsatzes und der zweiten Axialen Anschlagfläche ein ringförmiges Schirmelement aus Silikonkautschuk angeordnet sein, um die außerhalb des Schirmelements verlaufende, ringförmige Klebung vor dem Referenzluftpfad zu schützen.
Die Druckmesszelle kann insbesondere einen Halbleitersensor mit einem piezoresistiven Wandler, einem kapazitiven Wandler oder einem Wandler mit einem optischen oder mechanischen Resonator umfassen.
Der Sockel kann in einer Weiterbildung der Erfindung Glas oder einen Halbleiter aufweisen. Der erfindungsgemäße Refativdrucksensor kann weiterhin einen hydraulischen Druckmittier umfassen mit einem Druckmittlerkörper und einer flexiblen Trennmembran, die an einer Oberfläche des Druckmittlerkörpers unter Bildung einer Druckkammer zwischen dem Druckmittlerkörper und der Trennmembran befestigt ist, wobei der
Druckmittlerkörper ferner eine Messzellenkammer aufweist, in welcher die Druckmesszelle angeordnet ist, wobei sich zwischen der Druckkammer und der Messzellenkammer ein hydraulischer Pfad erstreckt, über den die erste Seite der Messmembran mit dem Mediendruck, der auf die Trennmembran einwirkt, beaufschagbar ist.
Die Erfindung wird nun anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 : einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Relativdrucksensors; Fig. 2: einen Längsschnitt durch einen Relativdrucksensor nach dem Stand der Technik;
Fig. 3: einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Relativdrucksensors.
Der in Fig. 1 gezeigte erfindungsgemäße Relativdrucksensor 1 umfasst eine Druckmesszelie 10, die einen piezoresistiven Haibleiterwandlerkern mit einer Messmembran 11 umfasst, wobei der Halbleitersensor mittels anodischen Bondens in seinem Randbereich mit einem Sockel 12 verbunden ist, wobei der Sockel aus Glas gefertigt ist. Der Sockel 12, weist eine durchgehende Referenzluftöffnung 14 auf, in welche ein Endabschnitt eines Glasrohrs 16 eingesetzt ist, wobei das Glasrohr 16 in der Referenzluftöffnung auf seiner Außenseite In den Sockel 12 verschmolzen ist, so dass die Referenzluft ausschließlich über einen Referenzluftpfad 18, der durch das Giasrohr verläuft, zur Messmembran 11 gelangt.
Der Socke! 12 ist an seiner dem HalbleiterwandJerkern abgewandten Seite mit einem metallischen Trägerkörper 20 mit einer Epoxydharz-Klebung 22, verklebt, wobei sich das Glasrohr 16 durch eine Öffnung im Trägerkörper 20 erstreckt. Auf einen durch den Trägerkörper 20 hindurchragenden Endabschnitt des Glasrohrs 16 ist ein Schlauch 24 insbesondere aus Silikonkautschuk aufgesteckt, durch welchen der Referenzluftpfad 18 verläuft. Auf diese Weise ist zuverlässig verhindert, dass die Klebung 22 der Referenzluft ausgesetzt wird.
Der Relativdrucksensor umfasst weiterhin einen hydraulischen Druckmittler mit einem Druckmittlerkörper 30 und einer flexiblen Trennmembran 32, die an einer Oberfläche des Druckmittlerkörpers 30 unter Bildung einer Druckkammer 34 zwischen dem Druckmittierkörper 30 und der Trennmembran 32 befestigt ist, wobei der Druckmittlerkörper ferner eine Messzelienkammer 38 aufweist, in welcher die Druckmesszelle 10 angeordnet ist. Zwischen der Druckkammer 34 und der Messzellenkammer 38 erstreckt sich eine Bohrung 36, über den die dem Sockel 12 abgewandte, erste Seite der Messmembran 11 mit dem Mediendruck, der auf die Trennmembran einwirkt beaufschlagbar ist. Zur Druckübertragung sind die Druckkammer 34, die Bohrung 36 und das freie Volumen der Messzellenkammer 38 mit einer Übertragungsflüssigkeit gefüllt. Zur Fixierung der Druckmesszelle bezüglich des Druckmittlers und zum Verschließen der Messzellenkammer 38 ist der Trägerkörper 20 mit einem Druckmittlerkörper 30 verschweißt.
Fig. 2 zeigt kurz einen Relativdrucksensor nach dem Stand der Technik, wobei hier der Druckmittler zur Vereinfachung der Darstellung weggelassen wurde. Hier ist eine Druckmesszelle 210, die einen Wandlerkern 211 und Glassockei 212 aufweist, mit dem Glassockel mittels einer Epoxydharzklebung 222 an einem Trägerkörper 220 befestigt, der ein Referenzluftrohr 216 umfasst, wobei der Giassockel 212 auf die Stirnfläche des Rohres 216 geklebt ist. Damit ergibt sich, dass die Klebung 222 nicht vor der Referenzluft geschützt ist, sondern vielmehr Bestandteil der Wand des Referenzluftpfads 218 ist. Damit werden die mechanischen Eigenschaften der Kiebung in Abhängigkeit von Feuchtigkeit und Temperatur verändert.
Das in Fig. 3 gezeigte, zweite Ausführungsbeispiel, eines
Relativdrucksensors modifiziert das Konzept der Klebung auf der Stirnfläche eines Referenzluftrohrs. Der Relativdrucksensor umfasst eine Druckmesszelle 110, die einen piezoresistiven Wandlerkern mit Messmembran 111 und einen Siliziumsockel 112 aufweist, wobei der Wandlerkern entlang seines Randbereichs mit dem Siliziumsockel verbunden ist. Der Siliziumsockel 112 umfasst eine durchgehende Bohrung, durch welche Referenzluft zur Messmembran 111 gelangen kann. Die Bohrung weist in einem der Messmembran zugewandten Abschnitt einen ersten Durchmesser auf, an den ein zweiter Abschnitt anschließt, der einen zweiten Durchmesser aufweist, der größer ist als der erste Durchmesser, wobei sich der zweite Abschnitt bis zu einer der Messmembran abgewandten Oberfläche des Siläziumsockels 112 erstreckt. Zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt ist damit eine radiale Stufe gebildet, die als erste axiale Anschlagfläche 114, für die Positionierung der Druckmesszelie 110 bezüglich des
Trägerkörpers 120 dient. Der Trägerkörper umfasst ein Referenzluftrohr 116, welches gewissermaßen als hülsenförmiger Fortsatz gegenüber einer Oberfläche des Trägerkörpers hervorsteht, wobei das Referenzluftrohr in einem Endabschnitt 125 nach einer radialen Stufe einen verringerten Außendurchmesser aufweist, wobei der
Außendurchmesser des Endabschnitts geringer ist, als der zweite Durchmesser der Bohrung in dem Sitiziumsockei 112. Die radiale Stufe dient als zweite axiale Anschlagfläche 126, durch welche die Position der Druckmesszelle 110 bezüglich des Trägerkörpers 120 festgelegt wird. Der axiale Abstand von der zweiten axialen Anschlagfläche 126 zur Endfläche des Referenzluftrohrs 116 ist ungefähr gleich der Länge des zweiten Abschnitts der Bohrung durch den Siliziumsockel 112.
Zwischen der ersten Anschlagfläche 114 und der Endfläche des Referenzluftrohrs 116 ist eine ringförmige Feuchtebarriere 123 aus Silikonkautschuk vorgesehen. Damit ist eine drucktragende Klebung 122, die zunächst zwischen der Mantelfläche des Endabschnitts 125 des Referenzluftrohrs 116 und der Wand des zweiten Abschnitts der Bohrung und anschließend zwischen der zweiten Anschlagfläche 126 und einer Basisfläche des Siliziumsockels 112 verläuft, vor der feuchten Referenzluft geschützt.
Die drucktragende Klebung umfasst ein Epoxydharz. Insofern, als dieses vor dem Referenzluftpfad 118, der durch die Bohrung und durch das Referenzluftrohr 116 verläuft, mittels der Barriere 123 aus Silikonkautschuk geschützt ist, kann eine feuchteabhängige
Beeinträchtigung der drucktragenden Klebung ausgeschlossen werden.

Claims

Patentansprüche:
1. Relativdrucksensor zum Erfassen eines Mediendrucks im Verhältnis zum umgebenden Atmosphärendruck, umfassend: eine Druckmesszelie (10) mit einer Messmembran (11 ) und einem
Sockel (12), wobei eine dem Sockel abgewandte erste Seite der Messmembran mit dem Mediendruck beaufschlagbar ist, und wobei der Sockel eine Referenzluftöffnung (14) aufweist, durch welche die dem Sockel zugewandte zweite Seite der Messmembran mit dem Atmosphärendruck in der Umgebung des Relativdrucksensors beaufschlagbar ist; einen Trägerkörper (2O)1 durch welchen ein Referenzluftkanal zwischen einem ersten Oberflächenabschnitt und einem zweiten Oberflächenabschnitt des Trägerkörpers verläuft, wobei die Druckmesszelle (10) an dem Trägerkörper (20) mit einer druckfesten Klebung (22) fixiert ist, wobei die Referenzluftöffnung (14) mit dem Referenzluftkanal kommuniziert um einen Referenzluftpfad (18) zur Messmembran zu bilden, wobei die Klebung (22) den Referenzluftpfad (18) umschließt, wobei der Relativdrucksensor weiterhin ein Schirmelement (16) aufweist, welches die Klebung (22) vor einem unmittelbaren Kontakt mit der Referenzluft schützt.
2. Relativdrucksensor nach Anspruch 1 , wobei das Schirmelement ein Rohr umfasst, welches sich durch die Klebung erstreckt.
3. Reiativdrucksensor nach Anspruch 2, wobei das Rohr ein Fortsatz des Sockels ist, und wobei die Referenzluftöffnung durch das Rohr verläuft.
4. Relativdrucksensor nach einem der Ansprüche 2 bis 3, wobei die Druckmesszelle weiterhin eine axiale Anschlagfläche aufweist, welche im wesentlichen senkrecht zur Achse des Rohrs bzw. der Referenzluftöffnung verläuft, und welche ggf. mit der zwischen Hegenden Kiebung die Position der Druckmesszelle bezüglich des Trägerkörpers definiert.
5. Relativdrucksensor nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei sich das Rohr durch den Trägerkörper erstreckt.
6. Relativdrucksensor nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei das Rohr an seinem der Messzelle abgewandten Endabschnitt mit einem Schlauch verbunden ist, durch den die Referenzluft zugeführt wird
7. Relativdrucksensor nach Anspruch 1 , wobei das Schirmelement einen hülsenförmigen Fortsatz aufweist, welcher den
Referenzluftpfad umschließt, und welcher sich von dem Trägerkörper in die Referenzluftöffnung hinein erstreckt.
8. Relativdrucksensor nach Anspruch 7, wobei der Trägerkörper weiterhin eine axiale Anschlagfläche aufweist, welche im wesentlichen senkrecht zur Achse des hülsenförmigen Fortsatzes bzw. der Referenzluftöffnung verläuft, und welche ggf. mit der zwischenliegenden Klebung die Position der Druckmesszelle bezüglich des Trägerkörpers definiert.
9. Relativdrucksensor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Klebung ein Epoxydharz aufweist.
10. Relativdrucksensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Schirmelement ein hydrophobes Polymer umfasst, insbesondere ein Silikonpolymer.
11. Relativdrucksensor nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Trägerkörper einen metallischen Werkstoff aufweist.
12. Relativdrucksensor nach Anspruch 1 , wobei die Druckmesszelle einen Halbieitersensor mit einem piezo-resistiven Wandler, einem kapazitiven Wandler oder einem Wandler mit einem optischen oder mechanischen Resonator umfasst.
13. Relativdrucksensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend, einen hydraulischen Druckmittler mit einem Druckmittlerköφer und einer flexiblen Trennmembran, die an einer Oberfläche des Druckmittlerkörpers unter Bildung einer Druckkammer zwischen dem Druckmittlerkörper und der Trennmembran befestigt ist, wobei der Druckmittlerkörper ferner eine Messzellenkammer aufweist, in weicher die Druckmesszelle angeordnet ist, wobei sich zwischen der Druckkammer und der Messzellenkammer ein hydraulischer Pfad erstreckt, über den die erste Seite der Messmembran mit dem Mediendruck, der auf die Trennmembran einwirkt, beaufschagbar ist.
PCT/EP2009/060410 2008-10-24 2009-08-12 Relativdrucksensor WO2010046148A1 (de)

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CN (1) CN102187191B (de)
DE (1) DE102008043175A1 (de)
WO (1) WO2010046148A1 (de)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008043169A1 (de) * 2008-10-24 2010-04-29 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Messvorrichtung und Verfahren zur Herstellung der Messvorrichtung
DE102009001133A1 (de) * 2009-02-25 2010-08-26 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Drucksensor mit Halbleiterdruckmesswandler
DE102009028258A1 (de) 2009-08-05 2011-02-17 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Relativdrucksensor
DE102009028244A1 (de) 2009-08-05 2011-02-10 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Relativdrucksensor
DE102009028488A1 (de) * 2009-08-12 2011-02-17 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Relativdrucksensor
DE102010038986A1 (de) 2010-08-05 2012-02-09 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Kompositwerkstoff, Formkörper, elektronisches Gerät mit Formkörper, und Verfahren zur Herstellung für einen Formkörper
DE102011082624A1 (de) * 2011-09-13 2013-03-14 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Trocknungskörper und elektronisches Gerät mit einem solchen Trocknungskörper
DE102011088303A1 (de) * 2011-12-12 2013-06-13 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Tubusflanschdruckmittler, Druckmessanordnung mit einem solchen Tubusflanschdruckmittler und Druckmessstelle mit einer solchen Druckmessanordnung
TW201331564A (zh) * 2012-01-20 2013-08-01 sen-mu Gao 以空氣壓力感測元件感測液體壓力之結構
EP2813831B1 (de) 2012-02-09 2018-04-18 Fuji Electric Co., Ltd. Physikalischer mengensensor und verfahren zur herstellung eines physikalischen mengensensors
CN104359610A (zh) * 2014-11-03 2015-02-18 南车资阳机车有限公司 一种pcb微压传感器隔离盒
CN105897217B (zh) * 2015-08-18 2019-04-02 应达利电子股份有限公司 一种石英晶体谐振器、智能压力传感器及其传感测量方法
DE102015116059A1 (de) 2015-09-23 2017-03-23 Endress+Hauser Gmbh+Co. Kg Druckmesseinrichtung
JP6556620B2 (ja) * 2015-12-25 2019-08-07 アズビル株式会社 圧力センサ
CN108168768B (zh) * 2017-11-23 2019-03-01 中国矿业大学 气体突破压力测试装置及方法
CN107941384A (zh) * 2017-12-26 2018-04-20 苏州康姆普机械有限公司 一种电子式压力传感器
CN209326840U (zh) 2018-12-27 2019-08-30 热敏碟公司 压力传感器及压力变送器
DE102019132723A1 (de) 2019-12-02 2021-06-02 Endress+Hauser SE+Co. KG Relativdrucksensor mit Trocknungskammer
CN114738543B (zh) * 2022-03-02 2023-11-14 武汉弘瑞通电子科技有限公司 一种电子压力扫描阀的压力控制系统

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1061351A1 (de) 1999-06-15 2000-12-20 ENVEC Mess- und Regeltechnik GmbH + Co. Kapazitiver keramischer Relativdruck-Sensor
EP1070948A1 (de) * 1999-07-20 2001-01-24 Endress + Hauser Gmbh + Co. Relativdrucksensor
WO2003058186A2 (de) * 2002-01-10 2003-07-17 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Relativdrucksensor
DE10227479A1 (de) * 2002-06-19 2004-01-08 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Druckmeßgerät
DE10316033A1 (de) * 2003-04-07 2004-10-21 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Relativdruckmeßumformer
DE102004048367A1 (de) 2004-10-01 2006-04-06 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Verfahren zur Befüllung eines Druckmessaufnehmers
DE102006013414A1 (de) 2005-03-23 2006-09-28 Fuji Electric Device Technology Co., Ltd. Drucksensorvorrichtung
DE102007015397A1 (de) 2007-03-30 2008-10-02 Robert Bosch Gmbh Bauelement

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1040433A (zh) * 1988-08-17 1990-03-14 尤晓一 多功能压力表
DE9315086U1 (de) * 1993-10-05 1993-12-09 Keller AG für Druckmeßtechnik, Winterthur Druckaufnehmer
DK0658754T3 (da) * 1993-12-14 1998-03-02 Envec Mess Und Regeltechn Gmbh Trykmåleindretning
DE50015477D1 (de) * 2000-02-15 2009-01-22 Endress & Hauser Gmbh & Co Kg Drucksensor
DE50016091D1 (de) * 2000-02-22 2011-05-19 Endress & Hauser Gmbh & Co Kg Drucksensor
DE10163567A1 (de) * 2001-12-21 2003-07-17 Endress & Hauser Gmbh & Co Kg Drucksensor mit hydrophober Beschichtung
DE10326975A1 (de) * 2003-06-12 2005-01-20 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Drucksensor mit Feuchteschutz
CN100335879C (zh) * 2005-03-11 2007-09-05 江苏大学 一种改良耐高温微型低成本压力传感器的方法
CN100424485C (zh) * 2006-10-31 2008-10-08 北京信息工程学院 脉动压力传感器

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1061351A1 (de) 1999-06-15 2000-12-20 ENVEC Mess- und Regeltechnik GmbH + Co. Kapazitiver keramischer Relativdruck-Sensor
EP1070948A1 (de) * 1999-07-20 2001-01-24 Endress + Hauser Gmbh + Co. Relativdrucksensor
WO2003058186A2 (de) * 2002-01-10 2003-07-17 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Relativdrucksensor
DE10227479A1 (de) * 2002-06-19 2004-01-08 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Druckmeßgerät
DE10316033A1 (de) * 2003-04-07 2004-10-21 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Relativdruckmeßumformer
DE102004048367A1 (de) 2004-10-01 2006-04-06 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Verfahren zur Befüllung eines Druckmessaufnehmers
DE102006013414A1 (de) 2005-03-23 2006-09-28 Fuji Electric Device Technology Co., Ltd. Drucksensorvorrichtung
DE102007015397A1 (de) 2007-03-30 2008-10-02 Robert Bosch Gmbh Bauelement

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Publication number Publication date
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