專利名稱：相對(duì)壓力測(cè)量變送器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種相對(duì)壓力測(cè)量變送器，具有外殼、相對(duì)壓力傳感器和連接至相對(duì)壓力傳感器的參考?jí)毫μ峁┚€路，相對(duì)壓力傳感器經(jīng)由該線路通過貫穿外殼的孔與相對(duì)壓力測(cè)量變送器的環(huán)境相通。
在壓力測(cè)量技術(shù)中，在壓差、絕對(duì)壓力和相對(duì)壓力測(cè)量變送器之間有所不同。壓差測(cè)量變送器用于測(cè)量?jī)蓚€(gè)不同壓力之間的差。在絕對(duì)壓力測(cè)量變送器的情況中，待測(cè)壓力被絕對(duì)地檢測(cè)，即，作為相對(duì)于真空的壓差。至于相對(duì)壓力測(cè)量變送器，待測(cè)壓力以相對(duì)于參考?jí)毫Φ膲翰畹男问綑z測(cè)。通常，參考?jí)毫κ窃谙鄬?duì)壓力測(cè)量變送器所處位置處存在的環(huán)境壓力。在大多數(shù)應(yīng)用的情況中，這是在使用位置的大氣壓。然而，如果傳感器安裝在例如正壓或負(fù)壓空間中，那么參考?jí)毫κ强臻g中存在的內(nèi)部壓力。
在一些現(xiàn)有的相對(duì)壓力測(cè)量變送器的情況中，參考?jí)毫?yīng)從相對(duì)壓力傳感器延伸到外殼中的內(nèi)部空間并在那里終止。于是外殼具有引導(dǎo)至外部的孔，經(jīng)由該孔將參考?jí)毫?yīng)連接至相對(duì)壓力測(cè)量變送器的環(huán)境。
孔通常與過濾器相連，后者用于防止潮氣入侵。
然而，依賴于環(huán)境溫度，總是有一定部分的在圍繞相對(duì)壓力測(cè)量變送器的介質(zhì)中包含的潮氣，該介質(zhì)是空氣或氣體。通常的商用過濾器不能完全濾除這種潮氣。于是，通過圍繞相對(duì)壓力測(cè)量變送器的介質(zhì)的交換，潮氣可以通過過濾器進(jìn)入內(nèi)部空間。外殼的內(nèi)部空間越大，在這種情況中交換的介質(zhì)的量越大，并且相伴隨地，入侵的潮氣越多。
如果環(huán)境溫度高于外殼內(nèi)部的溫度，那么外殼內(nèi)會(huì)低于露點(diǎn)，這導(dǎo)致形成沉積在外殼內(nèi)部的冷凝。冷凝在外殼中積累。
在外殼中可能存在電子電路并且壓力傳感器通常對(duì)于潮氣非常敏感。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種相對(duì)壓力測(cè)量變送器，其保護(hù)不受潮氣入侵。
為此，本發(fā)明在于一種相對(duì)壓力測(cè)量變送器，包括-外殼，-安排在外殼中的插入物，-外殼和插入物之間的間隙，-相對(duì)壓力傳感器，和-連接至相對(duì)壓力傳感器的參考?jí)毫μ峁┚€路，其--引導(dǎo)至插入物，--通入插入物的外壁，并且--具有內(nèi)部空間，其經(jīng)由在插入物中的開口與間隙相連，-其中外殼具有貫穿的孔，間隙經(jīng)由它與相對(duì)壓力測(cè)量變送器的環(huán)境相通。
在進(jìn)一步的發(fā)展中，插入物由防潮材料，特別是塑料制成。
在進(jìn)一步的發(fā)展中，在插入物內(nèi)部提供導(dǎo)電層，其圍繞插入物的內(nèi)部空間。
在進(jìn)一步的發(fā)展中，在外殼和插入物之間夾緊的兩個(gè)密封限制間隙。
在進(jìn)一步的發(fā)展中，在孔和開口之間的間隙中的直接連接包括環(huán)形段，其圍繞外殼或插入物的縱軸。
在進(jìn)一步的發(fā)展中，外殼中的孔位于插入物與開口相對(duì)的一側(cè)上。
在一個(gè)實(shí)施例中，孔具有至少6mm的長(zhǎng)度，并且銷插入孔。
在一個(gè)實(shí)施例中，開口由防潮的透氣過濾器關(guān)閉。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，參考?jí)毫?yīng)總體上與外殼的內(nèi)部空間相比體積非常小。體積基本上由參考?jí)毫μ峁┚€路的內(nèi)部體積和間隙的內(nèi)部體積形成。小的體積提供了這樣的優(yōu)點(diǎn)在內(nèi)部體積和環(huán)境之間交換的介質(zhì)量較小。
另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，參考?jí)毫?yīng)具有較長(zhǎng)的長(zhǎng)度。它從孔開始，貫穿間隙和參考?jí)毫μ峁┚€路的整個(gè)長(zhǎng)度，引至相對(duì)壓力傳感器。在靠近相對(duì)壓力傳感器的介質(zhì)和圍繞相對(duì)壓力測(cè)量變送器的介質(zhì)之間，基本上不發(fā)生交換，因?yàn)榻粨Q要經(jīng)歷很長(zhǎng)的距離并且路徑上單位距離的可用體積很小。相反，參考?jí)毫Φ膫鬟f仍然基本未被削弱地發(fā)生。
然而入侵的潮氣將在孔附近的區(qū)域，特別是在間隙中聚集，并且適當(dāng)時(shí)在那里冷凝。由于插入物由防潮材料制成，這沒有經(jīng)歷負(fù)面影響。進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)是，間隙由兩個(gè)密封密封。所以，可能侵入間隙的潮氣既不能進(jìn)入插入物內(nèi)部，又不能進(jìn)入間隙之外的外殼內(nèi)部空間。于是，相對(duì)壓力傳感器和插入物內(nèi)部存在的任何電子電路都受到對(duì)于潮氣的保護(hù)。
另外，密封提供了以下優(yōu)點(diǎn)間隙可以以非常簡(jiǎn)單的方式構(gòu)造，并且插入物由兩個(gè)密封固定在外殼中。
現(xiàn)在根據(jù)如圖詳細(xì)解釋本發(fā)明及其進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)，附圖中展現(xiàn)了實(shí)施例，相同的元件具有相同的附圖標(biāo)記。


圖1顯示了相對(duì)壓力測(cè)量變送器的截面；圖2顯示了其外殼的截面；和圖3顯示了其插入物的截面。
圖1顯示了本發(fā)明的相對(duì)壓力測(cè)量變送器的截面。相對(duì)壓力測(cè)量變送器包括過程連接1、安裝在傳感器模塊3中的相對(duì)壓力傳感器5、和部分圍繞傳感器模塊3的外殼7。圖2顯示了外殼7的截面。
作為相對(duì)壓力傳感器可以使用例如電容陶瓷傳感器或半導(dǎo)體傳感器，例如多晶硅傳感器。在所示實(shí)施例中，示意性表現(xiàn)了半導(dǎo)體傳感器，在其之前放置化學(xué)密封9?；瘜W(xué)密封9使用分離膜11在模塊前面直接密封傳感器模塊3，待測(cè)壓力p作用在分離膜上。待測(cè)壓力p被通過化學(xué)密封9傳輸?shù)较鄬?duì)壓力傳感器5上。
過程連接1與傳感器模塊3緊密相連，例如旋接。它用于在測(cè)量位置固定相對(duì)壓力測(cè)量變送器，并且具有貫穿中心軸的孔13?？?3通入腔15。分離膜11位于腔15與孔13相對(duì)的一側(cè)上。在操作期間，待測(cè)壓力p通過孔13施加至相對(duì)壓力傳感器1。
插入物17安排在外殼7中。圖3顯示了插入物17的截面。插入物17優(yōu)選地由防潮材料，特別是塑料制成。在所示的實(shí)施例中，插入物17基本為罐狀，即，具有由底面21閉合的圓柱部分19。
環(huán)形圍繞間隙23位于外殼7和插入物17之間。在所示實(shí)施例中，外殼7和插入物17都是基本上圓柱形的，所以它們之間的間隙23也具有基本圓柱形的形式。
間隙23以在外殼7和插入物17之間夾緊的兩個(gè)密封25限制。密封25是環(huán)狀的。為了容納密封25，插入物17在其外側(cè)具有兩個(gè)環(huán)形圍繞槽27。
參考?jí)毫μ峁┚€路29連接至相對(duì)壓力傳感器5，該線路引入插入物17并通入插入物17的外壁31。
在所示實(shí)施例中，參考?jí)毫μ峁┚€路29包括與相對(duì)壓力傳感器5緊密相連的小管33，其從相對(duì)壓力傳感器5的參考?jí)毫?cè)引出傳感器模塊3，并且穿過插入物17的底面21進(jìn)入插入物17。為了它，在底面21中提供開口35。
在插入物17中，軟管37的第一末端壓密地連接在小管33上。軟管37例如由硅制成。小管33延伸入軟管37。
插入物17在參考?jí)毫?yīng)29的開口的區(qū)域中具有徑向向內(nèi)延伸入插入物17底面21的盲孔39。在插入物17內(nèi)部，在插入物17的底面21上內(nèi)嵌小管41，其通入盲孔39。在這樣形成的開口，底面21也具有開口，小管41的內(nèi)部空間通過該開口與盲孔39的內(nèi)部空間相通。軟管37的第二末端壓密地連接至小管41。軟管37例如被壓在小管41上。
盲孔39在插入物17的外壁31中形成開口，參考?jí)毫?yīng)27的內(nèi)部空間經(jīng)由它與間隙23相通。
外殼7具有貫穿的孔43，通過它將間隙23以及參考?jí)毫?yīng)29與相對(duì)壓力測(cè)量變送器的環(huán)境相通。
可以將孔43直接相對(duì)盲孔39的開口放置。然而，更加具有優(yōu)點(diǎn)的是將孔43與盲孔39的開口移位地放置。以這種方式，參考?jí)毫?yīng)29的有效長(zhǎng)度增大。優(yōu)選地，孔43和盲孔39的開口之間的間隙23中的直接連接在圍繞插入物17或外殼7的縱軸L的環(huán)形段上延伸。在本實(shí)施例中，兩個(gè)縱軸L相同。
在外殼7中的孔43位于插入物17與開口相對(duì)側(cè)上的情況中，得到最長(zhǎng)的路徑長(zhǎng)度。
優(yōu)選地，孔43具有至少6mm的長(zhǎng)度。這例如通過在孔43的區(qū)域中外殼7相應(yīng)的壁厚而實(shí)現(xiàn)。如果使用壁厚較小的外殼7，可以這樣實(shí)現(xiàn)這個(gè)長(zhǎng)度，即，令孔43的縱軸相對(duì)于在外殼7上位于孔43的區(qū)域中的切線的垂線移位定向。例如金屬的銷46設(shè)置在孔43中。在孔43和銷46之間是間隙，可以經(jīng)由該間隙通過孔43進(jìn)行壓力均衡。銷46固定在孔43中。這是例如通過使用進(jìn)入孔43的彎曲銷46完成的。
孔43和銷46形成火焰擊穿阻擋層。這種火焰擊穿阻擋層特別是對(duì)于在有爆炸危險(xiǎn)的地區(qū)的應(yīng)用情況是需要的。
優(yōu)選地，盲孔39的開口由防潮透氣過濾器45閉合。為此適用的例如有金屬、聚四氟乙烯(PTFE)或Goretex制成的過濾器。
電子電路47，例如用于相對(duì)壓力傳感器5的內(nèi)嵌電子裝置位于插入物17內(nèi)部。為了保護(hù)電子電路47免受電磁干擾，插入物17內(nèi)部具有導(dǎo)電層49，其圍繞插入物17的內(nèi)部空間。層49可以是例如涂覆在插入物內(nèi)側(cè)上的金屬(例如銅)膜，或者金屬漆。
權(quán)利要求
1.相對(duì)壓力測(cè)量變送器，包括-外殼(7)，-安排在外殼(7)中的插入物(17)，-外殼(7)和插入物(17)之間存在的間隙(23)，-相對(duì)壓力傳感器(5)，和-連接至相對(duì)壓力傳感器(5)的參考?jí)毫μ峁┚€路(29)，其--引導(dǎo)至插入物(17)，--通入插入物(17)的外壁(31)，并且--具有內(nèi)部空間，其經(jīng)由在插入物(17)中的開口與間隙(23)相連，-其中外殼(7)具有貫穿的孔(43)，間隙(23)經(jīng)由它與相對(duì)壓力測(cè)量變送器的環(huán)境相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相對(duì)壓力測(cè)量變送器，其中插入物(17)由防潮材料，特別是塑料制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相對(duì)壓力測(cè)量變送器，其中在插入物(17)的內(nèi)部提供導(dǎo)電層(49)，其圍繞插入物(17)的內(nèi)部空間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相對(duì)壓力測(cè)量變送器，其中通過在外殼(7)和插入物(17)之間夾緊的兩個(gè)密封(25)限制間隙(23)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相對(duì)壓力測(cè)量變送器，其中在孔(43)和開口之間的間隙(23)中的直接連接包括環(huán)形段，其圍繞插入物(17)或外殼(7)的縱軸(L)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相對(duì)壓力測(cè)量變送器，其中外殼(7)中的孔(43)位于插入物(17)與開口相對(duì)的一側(cè)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相對(duì)壓力測(cè)量變送器，其中孔(43)具有至少6mm的長(zhǎng)度，并且銷(46)插入孔(43)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相對(duì)壓力測(cè)量變送器，其中開口由防潮透氣的過濾器(45)關(guān)閉。
全文摘要
提供了一種相對(duì)壓力測(cè)量變送器，其抵抗潮氣入侵。變送器包括外殼(7)、安排在外殼(7)中的插入物(17)、外殼(7)和插入物(17)之間存在的間隙(23)、相對(duì)壓力傳感器(5)以及連接至相對(duì)壓力傳感器(5)的參考?jí)毫μ峁┚€路(29)，該線路引入插入物(17)，通入插入物(17)的外壁(31)并且具有經(jīng)由插入物(17)中的開口與間隙(23)相連的內(nèi)腔；其中外殼(7)具有貫穿孔(43)，間隙(23)經(jīng)由它與相對(duì)壓力測(cè)量變送器的環(huán)境相通。
文檔編號(hào)G01L19/14GK1768256SQ200480008921
公開日2006年5月3日 申請(qǐng)日期2004年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月7日
發(fā)明者于爾根·坦納, 雷蒙德·貝謝 申請(qǐng)人:恩德萊斯和豪瑟爾兩合公司