WO2012062606A1 - Absolute pressure transducer with overload membrane - Google Patents

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WO2012062606A1
WO2012062606A1 PCT/EP2011/068974 EP2011068974W WO2012062606A1 WO 2012062606 A1 WO2012062606 A1 WO 2012062606A1 EP 2011068974 W EP2011068974 W EP 2011068974W WO 2012062606 A1 WO2012062606 A1 WO 2012062606A1
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WO
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pressure
chamber
reference pressure
overload
filled
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PCT/EP2011/068974
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Inventor
Thomas Himmelsbach
Markus Pfeiffer
Erich Schwabenland
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • 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
    • G01L19/0618—Overload protection
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    • 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

Definitions

  • the invention relates to a pressure transmitter with at least one chamber, which is filled to transfer a pressure to be measured from a separation membrane to a pressure-sensitive sensor and an overload membrane with a Druckschreibtra supply liquid, according to the preamble of claim 1.
  • Pressure transmitters are often used for measuring an absolute pressure.
  • the measurement of the applied pressure takes place as a function of a reference pressure, which was previously set to a defined absolute pressure.
  • the reference pressure is set by manufacturing technology to an absolute pressure of less than 1 mbar.
  • pressure transmitters In order to avoid direct contact between the pressure sensor and a measuring medium in a process plant, pressure transmitters often have a chamber, which is responsible for transmitting the pressure to be measured from a separating membrane, which is located between the process medium and the chamber, to the pressure-sensitive sensor a pressure transfer fluid is filled.
  • the chamber also has the function of an overload protection, which protects the pressure sensor against exposure to an impermissibly high pressure and thus from destruction in the event of overload by means of a suitable structural design.
  • the filling of the chamber via a filling channel after it has been evacuated. Care must be taken for the sake of accuracy, as well as for the functioning of the overload protection that a defined volume is introduced at pressure transmission ⁇ liquid.
  • the filling takes place with a pressurized fluid under vacuum Influence of gravity. Thereafter, the filling channel is closed and the closure ver ⁇ secured.
  • a pressure cell of the pressure transmitter can be pre-heated prior to filling to ensure that all gas and liquid components have been removed from the chamber. Residues of liquids or gases would lead to an increased temperature dependence of the vapor pressure in the measuring range, which would make their compensation more difficult.
  • the invention has for its object to provide a pressure transducer, which is characterized by an improved long-term ⁇ stability.
  • the invention has the advantage that the pressure-sensitive sensor, a permanently stable reference pressure can be supplied. This is achieved by the fact that the reference pressure side of the sensor is now connected directly to a reference pressure chamber. A filled with a pressure transfer fluid chamber, which would never be completely free of environmental influences, is no longer connected between the reference pressure chamber and the pressure-sensitive sensor. Nevertheless, a system for overload protection, which consists of a separation membrane to which the pressure to be measured, and a chamber which is closed by an overload diaphragm and filled with a pressure transfer fluid, maintained to protect the sensitive sensor from pressure surges.
  • Insbesonde ⁇ at a re Absolute pressure which is arranged similar to a dif- ferenzdruckmessumformer can be improved for the reasons explained above reasons, by the directly connected to the reference pressure side of the sensor reference pressure chamber, the long-term stability of the transmitter.
  • a high vacuum can be generated in the reference pressure chamber, which is not subject to any limitations. This has an advantageous effect on the measuring accuracy of the pressure transmitter, as the dependence of the measured values on environmental influences is the lower, the higher the in the reference pressure chamber is generated vacuum. In a high vacuum the prevailing pressure is almost independent of environmental influences. In addition, since no chamber filled with a pressure-transmitting liquid is interposed between the reference pressure chamber and the reference pressure side of the sensor, the problems which have hitherto arisen due to outgassing or evaporation of the pressure-transmitting fluid at higher operating temperatures are no longer encountered.
  • a further reduction of the environmental influences on the measurement accuracy of the pressure transducer can be achieved if the reference pressure side of the overload diaphragm is also di rectly connected to an evacuated second reference pressure chamber.
  • the reference pressure side of the overload diaphragm is also di rectly connected to an evacuated second reference pressure chamber.
  • Figure 1 shows a pressure transducer with a chamber
  • Figure 2 is a pressure transducer, with minor
  • pressure transmitters 1 and 21 are each drawn with a longitudinally cut pressure measuring cell in a schematic representation. Identical parts are each provided with the same reference numerals.
  • the pressure transducers 1 and 21 each have a substantially rotationally symmetrical inner housing 2 or 22 with a central recess, which is divided by an overload diaphragm 6 into two chambers 4 and 5.
  • a separation membrane 10 which separates the chamber 5 from a measuring medium, which is supplied with the pressure to be measured through an inlet 13 into a measuring pressure chamber 14, which is located in a cap 15 ,
  • the chamber 5 is filled with a precisely measured amount of silicone oil.
  • the reference pressure side of the sensor 19 is connected directly to a reference pressure chamber 16, in which there is a high vacuum.
  • the absolute pressure of the high vacuum is preferably less than 1 mbar. Since the pressure of the high vacuum in the reference pressure chamber 16 is adjustable with very long-term stability, the two transducers 1 and 21 are distinguished by a good long-term stability of their measuring accuracy.
  • Measured values of the in the measuring pressure chamber 14 prevailing pressure which are calculated by an evaluation device 7 in response to a supplied by the sensor 19 measuring ⁇ signal 8, the pressure transmitters 1 and 21 by an indicator signal 17, for example via a field bus to a parent control station, which in the figures for the sake of clarity is not shown.
  • the reference pressure side of the overload diaphragm 6 in the chamber 4 is connected directly to an evacuated second reference pressure chamber 3.
  • This has the advantage that there is likewise no medium on the reference pressure side of the overload diaphragm 6 which could exert a pressure on the overload diaphragm 6 which is dependent on ambient influences. This achieves a further reduction in the dependence of the pressure measurements on environmental influences.
  • the absolute pressure transducer 21 shown in Figure 2 can be made with only minor changes based on a conventional differential pressure transducer.
  • a second reference pressure chamber 11 is located here under a cap 12, which is welded to the inner housing 22.
  • the pressure prevailing in the second reference pressure chamber 11 refer- ence pressure acts via the separating membrane 9 and a second, here filled with a pressure transmission fluid chamber 4 to the reference pressure side of the overload diaphragm 6. Since the Refe ⁇ rence pressure of the second reference pressure chamber 11 only to the overload membrane 6 and not for the pressure-sensitive sensor 9 acts satisfies advantageously already a lower vacuum than in the reference pressure chamber 16. As a result, outgassing or evaporation of the pressure transfer liquid located in the chamber 4 can be avoided even at higher temperatures.
  • the measurement accuracy of the pressure transducer 21 is advantageously virtually inde pendent ⁇ from the set in each of the second reference pressure chamber 11 reference pressure.

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Abstract

Pressure transducer with at least one chamber (5), which is filled with a pressure-transferring liquid for transferring a pressure to be measured from a separating membrane (10) to a pressure-sensitive sensor (19) and to an overload membrane (6). Particularly good long-term stability and a low dependence of the measured values on ambient influences are achieved if the reference pressure side of the sensor (19) is connected directly to a reference pressure chamber (16). In order to further reduce the ambient influences, a very high vacuum can be generated in the reference pressure chamber (16).

Description

Beschreibung description
ABSOLUTDRUCKM ESSUMFORMER MIT ÜBERLASTMEMBRAN ABSOLUTE PRESSURE ESSUMFORMER WITH OVERLOAD MEMBRANE
Die Erfindung betrifft einen Druckmessumformer mit zuminde einer Kammer, welche zur Übertragung eines zu messenden Drucks von einer Trennmembran zu einem druckempfindlichen Sensor und zu einer Überlastmembran mit einer Druckübertra gungsflüssigkeit befüllt ist, gemäß dem Oberbegriff des An Spruchs 1. The invention relates to a pressure transmitter with at least one chamber, which is filled to transfer a pressure to be measured from a separation membrane to a pressure-sensitive sensor and an overload membrane with a Druckübertra supply liquid, according to the preamble of claim 1. An An.
Druckmessumformer werden häufig für die Messung eines Absolutdrucks eingesetzt. Die Messung des angelegten Drucks erfolgt dabei in Abhängigkeit eines Referenzdrucks, der zuvor auf einen definierten Absolutdruck eingestellt wurde. Dies gilt unabhängig von dem angewandten Verfahren zur mechanisch elektrischen Signalwandlung in einem druckempfindlichen Sensor, die beispielsweise induktiv, kapazitiv oder piezore- sistiv erfolgen kann. Häufig wird der Referenzdruck fertigungstechnisch auf einem Absolutdruck von weniger als 1 mbar festgelegt. Um einen direkten Kontakt zwischen dem Drucksensor und einem Messmedium in einer prozesstechnischen Anlage zu vermeiden, weisen Druckmessumformer häufig eine Kammer auf, welche zur Übertragung des zu messenden Drucks von einer Trennmembran, welche sich zwischen dem Prozessmedium und der Kammer befindet, zu dem druckempfindlichen Sensor mit einer Druckübertragungsflüssigkeit befüllt ist. Die Kammer hat durch geeignete konstruktive Auslegung gleichzeitig die Funktion einer Überlastsicherung, welche den Drucksensor vor einer Beaufschlagung eines unzulässig hohen Drucks und somit vor einer Zerstörung bei Überlast schützt. Die Befüllung der Kammer erfolgt über einen Einfüllkanal, nachdem diese evakuiert worden ist. Dabei ist aus Gründen der Messgenauigkeit sowie für die Funktionsfähigkeit der Überlastsicherung darauf zu achten, dass ein definiertes Volumen an Druckübertragungs¬ flüssigkeit eingebracht wird. Das Befüllen erfolgt mit einer unter Unterdruck stehenden Druckübertragungsflüssigkeit unter Einfluss der Schwerkraft. Danach wird der Einfüllkanal ver¬ schlossen und der Verschluss gesichert. Pressure transmitters are often used for measuring an absolute pressure. The measurement of the applied pressure takes place as a function of a reference pressure, which was previously set to a defined absolute pressure. This applies regardless of the method used for the mechanical electrical signal conversion in a pressure-sensitive sensor, which can for example be inductive, capacitive or piezoresistive. Frequently, the reference pressure is set by manufacturing technology to an absolute pressure of less than 1 mbar. In order to avoid direct contact between the pressure sensor and a measuring medium in a process plant, pressure transmitters often have a chamber, which is responsible for transmitting the pressure to be measured from a separating membrane, which is located between the process medium and the chamber, to the pressure-sensitive sensor a pressure transfer fluid is filled. The chamber also has the function of an overload protection, which protects the pressure sensor against exposure to an impermissibly high pressure and thus from destruction in the event of overload by means of a suitable structural design. The filling of the chamber via a filling channel, after it has been evacuated. Care must be taken for the sake of accuracy, as well as for the functioning of the overload protection that a defined volume is introduced at pressure transmission ¬ liquid. The filling takes place with a pressurized fluid under vacuum Influence of gravity. Thereafter, the filling channel is closed and the closure ver ¬ secured.
Zusätzlich zur Evakuierung kann eine Druckmesszelle des Druckmessumformers vor der Befüllung vorbeheizt werden, um sicherzustellen, dass alle Gas- und Flüssigkeitsanteile aus der Kammer entfernt wurden. Rückstände von Flüssigkeiten oder Gasen würden im Messbereich zu einer erhöhten Temperaturabhängigkeit des Dampfdrucks führen, welche deren Kompensation erschweren würde. In addition to the evacuation, a pressure cell of the pressure transmitter can be pre-heated prior to filling to ensure that all gas and liquid components have been removed from the chamber. Residues of liquids or gases would lead to an increased temperature dependence of the vapor pressure in the measuring range, which would make their compensation more difficult.
Insbesondere bei Druckmessumformern für Absolutdruck, die ähnlich Differenzdruckmessumformern aufgebaut sind, hat sich gezeigt, dass diese häufig nicht dauerhaft die gewünschte Ge¬ nauigkeit erreichen. Bei derartigen Messumformern wird auf eine Seite des Differenzdruckmessumformers eine Referenzdruckkammer aufgeschweißt, die auf einen definierten Vakuumwert evakuiert und anschließend verschlossen wird. Der Refe¬ renzdruck liegt dabei nicht unmittelbar am druckempfindlichen Sensor an, sondern wird über eine Anordnung mit einer Trennmembran und einer Kammer, die mit einer Druckübertragungsflüssigkeit gefüllt ist, auf den Sensor übertragen. Bei die¬ sem Aufbau besteht häufig das Problem, dass der Referenzdruck in der Referenzdruckkammer nicht dauerhaft stabil eingestellt werden kann und dass somit die erzielte Langzeitstabilität und Drift des Messumformers nicht zufriedenstellend sind. Ein weiteres Problem ist darin zu sehen, dass kein Hochvakuum mit weniger als 1 mbar Druck als Referenzdruck gewählt werden kann, da ansonsten beispielsweise ein Silikonöl als Druckübertragungsflüssigkeit bereits bei hohen Betriebstemperaturen seinen Dampfbereich erreichen würde. Ein Hochvakuum in der Referenzdruckkammer wird jedoch gewünscht, da in diesem Fall Umgebungseinflüsse wie zum Beispiel Temperatur und Umgebungsdruck nur einen geringen Einfluss auf die Messgenauigkeit besitzen. In particular, in pressure transmitters for absolute pressure, which are constructed similar to differential pressure transducers, it has been shown that these often do not permanently achieve the desired Ge ¬ accuracy. In such transducers, a reference pressure chamber is evacuated to one side of the differential pressure transducer, which is evacuated to a defined vacuum value and then sealed. The Refe rence ¬ pressure is not directly on the pressure-sensitive sensor, but rather is transmitted through an arrangement with a separation membrane and a chamber which is filled with a pressure transmitting fluid on the sensor. In the case of this construction, there is often the problem that the reference pressure in the reference pressure chamber can not be set permanently stable and thus that the achieved long-term stability and drift of the transmitter are not satisfactory. Another problem is to be seen in the fact that no high vacuum with less than 1 mbar pressure can be selected as the reference pressure, since otherwise, for example, a silicone oil as pressure transfer fluid would reach its vapor range even at high operating temperatures. However, a high vacuum in the reference pressure chamber is desired, since in this case environmental influences such as temperature and ambient pressure have only a small influence on the measurement accuracy.
Aus der DE 103 25 799 B3 ist ein Verfahren zur Überprüfung der Vakuumfestigkeit einer Druckübertragungsflüssigkeit in einem Druckmessumformer bekannt. Der Fehler einer unzulässig geringen Vakuumfestigkeit kann damit zwar diagnostiziert, je¬ doch nicht vermieden werden. From DE 103 25 799 B3 is a method for checking the vacuum resistance of a pressure transfer fluid in a pressure transmitter known. The failure of an impermissibly low vacuum resistance can thus indeed diagnosed will ever ¬ but not avoided.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckmessumformer zu schaffen, der sich durch eine verbesserte Langzeit¬ stabilität auszeichnet. The invention has for its object to provide a pressure transducer, which is characterized by an improved long-term ¬ stability.
Zur Lösung dieser Aufgabe weist der neue Druckmessumformer der eingangs genannten Art das im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Merkmal auf. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung beschrieben . To solve this problem, the new pressure transducer of the type mentioned in the characterizing part of claim 1 specified feature. In the dependent claims advantageous developments of the invention are described.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass dem druckempfindlichen Sensor ein dauerhaft stabiler Referenzdruck zugeführt werden kann. Dies wird dadurch erreicht, dass die Referenzdruckseite des Sensors nun direkt mit einer Referenzdruckkammer verbunden ist. Eine mit einer Druckübertragungsflüssigkeit befüllte Kammer, die nie ganz frei von Umgebungseinflüssen wäre, ist nicht mehr zwischen die Referenzdruckkammer und den druckempfindlichen Sensor geschaltet. Trotzdem wird ein System zur Überlastsicherung, welches aus einer Trennmembran, an welcher der zu messende Druck anliegt, und einer Kammer besteht, die durch eine Überlastmembran abgeschlossen wird und mit einer Druckübertragungsflüssigkeit befüllt ist, beibehalten, um den empfindlichen Sensor vor Druckstößen zu schützen. Insbesonde¬ re bei einem Absolutdruckmessumformer, der ähnlich einem Dif- ferenzdruckmessumformer aufgebaut ist, kann durch die direkt mit der Referenzdruckseite des Sensors verbundenen Referenzdruckkammer die Langzeitstabilität des Messumformers aus den bereits oben dargelegten Gründen verbessert werden. The invention has the advantage that the pressure-sensitive sensor, a permanently stable reference pressure can be supplied. This is achieved by the fact that the reference pressure side of the sensor is now connected directly to a reference pressure chamber. A filled with a pressure transfer fluid chamber, which would never be completely free of environmental influences, is no longer connected between the reference pressure chamber and the pressure-sensitive sensor. Nevertheless, a system for overload protection, which consists of a separation membrane to which the pressure to be measured, and a chamber which is closed by an overload diaphragm and filled with a pressure transfer fluid, maintained to protect the sensitive sensor from pressure surges. Insbesonde ¬ at a re Absolute pressure, which is arranged similar to a dif- ferenzdruckmessumformer can be improved for the reasons explained above reasons, by the directly connected to the reference pressure side of the sensor reference pressure chamber, the long-term stability of the transmitter.
In vorteilhafter Weise kann in der Referenzdruckkammer ein Hochvakuum erzeugt werden, das keinerlei Begrenzungen unter- liegt. Dies wirkt sich vorteilhaft auf die Messgenauigkeit des Druckmessumformers aus, da die Abhängigkeit der Messwerte von Umgebungseinflüssen um so geringer ist, je höher das in der Referenzdruckkammer erzeugte Vakuum ist. In einem Hochva kuum ist der herrschende Druck nämlich nahezu unabhängig von Umgebungseinflüssen. Da keine mit einer Druckübertragungsflüssigkeit gefüllte Kammer mehr zwischen der Referenzdruckkammer und der Referenzdruckseite des Sensors angeordnet ist treten zudem die Probleme nicht mehr auf, die bisher durch Ausgasungen oder Verdampfen der Druckübertragungsflüssigkeit bei höheren Betriebstemperaturen entstanden waren. Advantageously, a high vacuum can be generated in the reference pressure chamber, which is not subject to any limitations. This has an advantageous effect on the measuring accuracy of the pressure transmitter, as the dependence of the measured values on environmental influences is the lower, the higher the in the reference pressure chamber is generated vacuum. In a high vacuum the prevailing pressure is almost independent of environmental influences. In addition, since no chamber filled with a pressure-transmitting liquid is interposed between the reference pressure chamber and the reference pressure side of the sensor, the problems which have hitherto arisen due to outgassing or evaporation of the pressure-transmitting fluid at higher operating temperatures are no longer encountered.
Eine weitere Verringerung der Umgebungseinflüsse auf die Messgenauigkeit des Druckmessumformers kann erreicht werden, wenn die Referenzdruckseite der Überlastmembran ebenfalls di rekt mit einer evakuierten, zweiten Referenzdruckkammer verbunden ist. Damit befindet sich auch an der Referenzdrucksei te der Überlastmembran kein Medium, dessen Volumen oder Druc sich mit der Temperatur ändern würde. Damit werden Umgebungs einflüsse auf die Überlastmembran und somit auch auf den druckempfindlichen Sensor minimiert. A further reduction of the environmental influences on the measurement accuracy of the pressure transducer can be achieved if the reference pressure side of the overload diaphragm is also di rectly connected to an evacuated second reference pressure chamber. Thus, even at the reference pressure side of the overload diaphragm there is no medium whose volume or pressure would change with temperature. This minimizes environmental influences on the overload membrane and thus also on the pressure-sensitive sensor.
Ein verbesserter Absolutdruckmessumformer kann in einfacher Weise mit lediglich geringfügigen Änderungen eines herkömmli chen Differenzdruckmessumformers aufgebaut werden. Bei einem herkömmlichen Differenzdruckmessumformer ist die Referenz¬ druckseite der Überlastmembran über eine zweite, mit einer Druckübertragungsflüssigkeit gefüllte Kammer nun mit einer zweiten Referenzdruckkammer verbunden, wobei sich eine zweit Trennmembran zwischen der zweiten befüllten Kammer und der zweiten Referenzdruckkammer befindet. Zur Herstellung des verbesserten Absolutdruckmessumformers muss der herkömmliche Differenzdruckmessumformer somit lediglich um eine zusätzliche Referenzdruckkammer ergänzt werden, die direkt mit der Referenzdruckseite des Sensors verbunden ist. An improved absolute pressure transducer can be constructed in a simple manner with only minor changes of a herkömmli chen differential pressure transducer. In a conventional differential pressure transducer, the reference ¬ pressure side of the overload diaphragm via a second, filled with a pressure transfer fluid chamber is now connected to a second reference pressure chamber, with a second separation membrane between the second filled chamber and the second reference pressure chamber. In order to produce the improved absolute pressure transmitter, the conventional differential pressure transducer thus only has to be supplemented by an additional reference pressure chamber, which is connected directly to the reference pressure side of the sensor.
Anhand der Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele der Er findung dargestellt sind, werden im Folgenden die Erfindung sowie Ausgestaltungen und Vorteile näher erläutert. Es zeigen: Reference to the drawings, in which embodiments of the invention are He illustrated, the invention and refinements and advantages are explained in more detail below. Show it:
Figur 1 einen Druckmessumformer mit einer Kammer, die mit Figure 1 shows a pressure transducer with a chamber with
Druckübertragungsflüssigkeit gefüllt ist, und  Pressure transfer fluid is filled, and
Figur 2 einen Druckmessumformer, der mit geringfügigen Figure 2 is a pressure transducer, with minor
Änderungen an einem herkömmlichen Differenzdruck- messumformer erhalten wurde.  Changes to a conventional differential pressure transducer was obtained.
In den Figuren sind Druckmessumformer 1 bzw. 21 mit jeweils längsgeschnittener Druckmesszelle in einer Prinzipdarstellung gezeichnet. Gleiche Teile sind jeweils mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Druckmessumformer 1 und 21 weisen jeweils ein im Wesentlichen rotationssymmetrisches Innengehäuse 2 bzw. 22 mit einer zentralen Ausnehmung auf, die durch eine Überlastmembran 6 in zwei Kammern 4 und 5 unterteilt ist. Zum Schutz eines druckempfindlichen Sensors 19 vor Überlast und chemischen Einflüssen dient eine Trennmembran 10, welche die Kammer 5 von einem Messmedium trennt, das mit dem zu messenden Druck durch einen Einlass 13 in eine Messdruckkammer 14, die sich in einer Kappe 15 befindet, zugeführt wird. Die Kammer 5 ist mit einer exakt bemessenen Menge eines Silikonöls befüllt. Tritt in der Messdruckkammer 14 ein unzulässig hoher Druck auf, so wird das zuvor unter der Trennmembran 10 befindliche Silikonöl zur Überlastmembran 6 hin verschoben, bis die Trennmembran 10 auf ihrem Membranbett zu liegen kommt. Der sich dabei in der Kammer 5 maximal einstellende Druck ist vom Verschiebevolumen und der Elastizität der Membranen 6 und 10 abhängig und somit konstruktiv begrenzt. Dadurch ist sichergestellt, dass der empfindliche Sensor 19 nicht durch Überlast zerstört werden kann. Die Referenzdruckseite des Sensors 19 ist direkt mit einer Referenzdruckkammer 16 verbunden, in welcher sich ein Hochvakuum befindet. Der Absolutdruck des Hochvakuums ist vorzugsweise kleiner 1 mbar. Da der Druck des Hochvakuums in der Referenzdruckkammer 16 sehr langzeitstabil einstellbar ist, zeichnen sich die beiden Messumformer 1 und 21 durch eine gute Langzeitstabilität ihrer Messgenauigkeit aus. Messwerte des in der Messdruckkammer 14 herrschenden Drucks, die von einer Auswerteeinrichtung 7 in Abhängigkeit eines durch den Sensor 19 gelieferten Mess¬ signals 8 berechnet werden, zeigen die Druckmessumformer 1 bzw. 21 durch ein Anzeigesignal 17, beispielsweise über einen Feldbus, einer übergeordneten Leitstation an, die in den Figuren der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt ist. In the figures, pressure transmitters 1 and 21 are each drawn with a longitudinally cut pressure measuring cell in a schematic representation. Identical parts are each provided with the same reference numerals. The pressure transducers 1 and 21 each have a substantially rotationally symmetrical inner housing 2 or 22 with a central recess, which is divided by an overload diaphragm 6 into two chambers 4 and 5. To protect a pressure-sensitive sensor 19 against overload and chemical influences is a separation membrane 10, which separates the chamber 5 from a measuring medium, which is supplied with the pressure to be measured through an inlet 13 into a measuring pressure chamber 14, which is located in a cap 15 , The chamber 5 is filled with a precisely measured amount of silicone oil. Occurs in the measuring pressure chamber 14 an impermissibly high pressure, so the previously located under the separation membrane 10 silicone oil is moved to the overload membrane 6 out until the separation membrane 10 comes to rest on its membrane bed. The maximum pressure which is set in the chamber 5 depends on the displacement volume and the elasticity of the membranes 6 and 10 and is thus structurally limited. This ensures that the sensitive sensor 19 can not be destroyed by overload. The reference pressure side of the sensor 19 is connected directly to a reference pressure chamber 16, in which there is a high vacuum. The absolute pressure of the high vacuum is preferably less than 1 mbar. Since the pressure of the high vacuum in the reference pressure chamber 16 is adjustable with very long-term stability, the two transducers 1 and 21 are distinguished by a good long-term stability of their measuring accuracy. Measured values of the in the measuring pressure chamber 14 prevailing pressure, which are calculated by an evaluation device 7 in response to a supplied by the sensor 19 measuring ¬ signal 8, the pressure transmitters 1 and 21 by an indicator signal 17, for example via a field bus to a parent control station, which in the figures for the sake of clarity is not shown.
Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel eines Absolutdruckmessumformers 1 ist die Referenzdruckseite der Überlastmembran 6 in der Kammer 4 direkt mit einer evakuierten, zweiten Referenzdruckkammer 3 verbunden. Das hat den Vorteil, dass sich auf der Referenzdruckseite der Überlastmembran 6 ebenfalls kein Medium befindet, welches einen von Umgebungseinflüssen abhängigen Druck auf die Überlastmembran 6 ausüben könnte. Dadurch wird eine weitere Verringerung der Abhängigkeit der Druckmesswerte von Umgebungseinflüssen erreicht . In the exemplary embodiment of an absolute pressure transducer 1 shown in FIG. 1, the reference pressure side of the overload diaphragm 6 in the chamber 4 is connected directly to an evacuated second reference pressure chamber 3. This has the advantage that there is likewise no medium on the reference pressure side of the overload diaphragm 6 which could exert a pressure on the overload diaphragm 6 which is dependent on ambient influences. This achieves a further reduction in the dependence of the pressure measurements on environmental influences.
Der in Figur 2 dargestellte Absolutdruckmessumformer 21 kann mit lediglich geringfügigen Änderungen auf der Basis eines herkömmlichen Differenzdruckmessumformers hergestellt werden. Eine zweite Referenzdruckkammer 11 befindet sich hier unter einer Kappe 12, die mit dem Innengehäuse 22 verschweißt ist. Der in der zweiten Referenzdruckkammer 11 herrschende Refe- renzdruck wirkt über die Trennmembran 9 und eine zweite, hier mit einer Druckübertragungsflüssigkeit befüllte Kammer 4 auf die Referenzdruckseite der Überlastmembran 6. Da der Refe¬ renzdruck der zweiten Referenzdruckkammer 11 lediglich auf die Überlastmembran 6 und nicht auf den druckempfindlichen Sensor 9 wirkt, genügt in vorteilhafter Weise bereits ein geringeres Vakuum als in der Referenzdruckkammer 16. Dadurch können auch bei höheren Temperaturen Ausgasungen oder ein Verdampfen der in der Kammer 4 befindlichen Druckübertragungsflüssigkeit vermieden werden. Die Messgenauigkeit des Druckmessumformers 21 ist in vorteilhafter Weise nahezu unab¬ hängig von dem jeweils in der zweiten Referenzdruckkammer 11 eingestellten Referenzdruck. The absolute pressure transducer 21 shown in Figure 2 can be made with only minor changes based on a conventional differential pressure transducer. A second reference pressure chamber 11 is located here under a cap 12, which is welded to the inner housing 22. The pressure prevailing in the second reference pressure chamber 11 refer- ence pressure acts via the separating membrane 9 and a second, here filled with a pressure transmission fluid chamber 4 to the reference pressure side of the overload diaphragm 6. Since the Refe ¬ rence pressure of the second reference pressure chamber 11 only to the overload membrane 6 and not for the pressure-sensitive sensor 9 acts satisfies advantageously already a lower vacuum than in the reference pressure chamber 16. As a result, outgassing or evaporation of the pressure transfer liquid located in the chamber 4 can be avoided even at higher temperatures. The measurement accuracy of the pressure transducer 21 is advantageously virtually inde pendent ¬ from the set in each of the second reference pressure chamber 11 reference pressure.

Claims

Patentansprüche claims
1. Druckmessumformer mit zumindest einer Kammer (5), welche zur Übertragung eines zu messenden Drucks von einer Trennmembran (10) zu einem druckempfindlichen Sensor (19) und zu einer Überlastmembran (6) mit einer Druckübertragungsflüssig¬ keit befüllt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzdruckseite des Sensors (19) direkt mit einer Referenzdruckkammer (16) verbunden ist. 1. Pressure transmitter with at least one chamber (5) which is filled to transfer a pressure to be measured from a separating membrane (10) to a pressure-sensitive sensor (19) and to an overload diaphragm (6) with a Druckübertragungsflüssig ¬ speed, characterized in that the reference pressure side of the sensor (19) is directly connected to a reference pressure chamber (16).
2. Druckmessumformer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich in der Referenzdruckkammer (16) ein Hochvakuum befindet . 2. Pressure transmitter according to claim 1, characterized in that in the reference pressure chamber (16) is a high vacuum.
3. Druckmessumformer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzdruckseite der Überlastmembran (6) direkt mit einer evakuierten, zweiten Referenzdruckkammer (3) verbunden ist. 3. Pressure transmitter according to claim 1 or 2, characterized in that the reference pressure side of the overload diaphragm (6) is directly connected to an evacuated second reference pressure chamber (3).
4. Druckmessumformer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzdruckseite der Überlastmembran (6) über eine zweite, mit einer Druckübertragungsflüssigkeit be¬ füllte Kammer (4) mit einer zweiten Referenzdruckkammer (11) verbunden ist, wobei sich eine zweite Trennmembran (9) zwischen der zweiten befüllten Kammer (4) und der zweiten Referenzdruckkammer (11) befindet. 4. Pressure transmitter according to claim 1 or 2, characterized in that the reference pressure side of the overload diaphragm (6) via a second, with a pressure transfer fluid be ¬ filled chamber (4) with a second reference pressure chamber (11) is connected, wherein a second separation membrane ( 9) between the second filled chamber (4) and the second reference pressure chamber (11).
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