專利名稱：：壓力測量變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種壓力測量變換器。
背景技術(shù)：
：在壓力測量
技術(shù)領(lǐng)域：
，壓力測量變換器用于檢測壓力。測量的壓力在工業(yè)中例如用于控制或調(diào)節(jié)過程。在大量工業(yè)應(yīng)用中，壓力測量變換器經(jīng)受劇烈的有時非常突然的溫度波動。另外，在某些工業(yè)，例如制藥工業(yè)中，有非常高的衛(wèi)生要求。通常在這些工業(yè)中使用清潔處理，其中壓力傳感器可能面臨嚴(yán)重的溫度波動。這種清潔處理的例子是所謂的"原地清潔(CIP)"或"原地殺菌(SIP)"處理，其中容器被清潔或殺菌而無需首先清除測量儀表或變換器。在這種情況中，例如噴頭設(shè)置在容器中，用于輸送清潔化學(xué)品和水或蒸汽，并用于根據(jù)需要漂洗、清洗或煮沸容器。根據(jù)應(yīng)用場合，溫度可以例如在-20°C到200°C的范圍。這種較寬溫度范圍在壓力傳感器的測量精度方面產(chǎn)生問題。壓力傳感器通常由不同材料的多種部件組裝，這些不同材料隨溫度發(fā)生不同的熱膨脹，這導(dǎo)致部件的受力、彎曲，在最壞的情況甚至發(fā)生形變。如今，許多壓力測量變換器具有壓力介質(zhì)，其通過壓力傳遞液體而將作用于隔離薄膜的待測壓力傳遞至壓敏測量元件。壓力傳遞液體的熱膨脹系數(shù)使得，在壓力測量變換器中包含的液體的體積隨溫度而變化。這導(dǎo)致測量誤差。另外，壓力傳遞液體從不或僅僅勉強用于某些具有較高安全和/或衛(wèi)生需求的應(yīng)用場合，因為如果壓力測量變換器被破壞，則存在液體泄漏的危險。在這些應(yīng)用場合，優(yōu)選使用所謂的6力傳遞液體的變換器。如今，優(yōu)選使用半導(dǎo)體壓力傳感器。在一個特別優(yōu)選的例子中，藍(lán)寶石托架具有集成的硅傳感器，例如，硅應(yīng)變電阻或電阻橋路。在"SilicononSapphire"技術(shù)(SOS技術(shù))中已知這種傳感器。它們的優(yōu)點是可以用于非常高以及非常低的溫度。在傳統(tǒng)的硅技術(shù)中，硅傳感器放置在硅托架上，并且例如由PN結(jié)隔離。然而，這種隔離僅僅在溫度低于約150°C時有效。相反，以SOS技術(shù)組裝的壓力傳感器的優(yōu)點是，藍(lán)寶石是絕緣體，其在高達(dá)350°C的溫度下保證所連接的傳感器被良好隔離。藍(lán)寶石在機械上高度穩(wěn)定，并且具有與硅適配的晶體結(jié)構(gòu)。其中置入了硅傳感器的藍(lán)寶石托架可以用于非常寬的溫度范圍，并且還可以經(jīng)受溫度的突然顯著波動。然而，當(dāng)例如這些壓力傳感器用于不銹鋼制成的測量變換器中時，發(fā)生問題。藍(lán)寶石的熱膨脹系數(shù)為8xlO-6/K，而不銹鋼為16x10—6/K。如今，存在這樣的壓力測量變換器，其中放置在藍(lán)寶石上的硅傳感器安裝在由鈦制成的隔離薄膜上。鈦的熱膨脹系數(shù)與藍(lán)寶石相同。鈦提供了很高的價值，但它也是非常昂貴的材料。特別是在具有衛(wèi)生要求的應(yīng)用場合中，壓力測量變換器的另一需求是前部平齊。這意味著，壓力測量變換器必須終止于朝向過程的平面中，并且特別是應(yīng)當(dāng)沒有間隙、凹口和/或切痕使得在測量位置容納且壓力待測的介質(zhì)能夠滲透進(jìn)去。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種前部平齊的干式壓力測量變換器，其具7有使用SOS技術(shù)制造并能夠在較寬溫度范圍實現(xiàn)可靠測量的壓力傳感器。本發(fā)明在于一種壓力測量變換器，其包括-不銹鋼制成的過程連接，其用于將壓力測量變換器固定在測量位置；和-壓力傳感器模塊，其包括--不銹鋼支架，--金屬的隔離薄膜利用純金屬連接而前部平齊地裝入該支架中，待測壓力在測量操作期間作用于隔離薄膜的外側(cè)面，--支架利用純金屬連接而前部平齊地裝入過程連接；和--由支架支承的鈦圓盤，--內(nèi)嵌有硅傳感器的藍(lán)寶石托架位于鈦圓盤上，并且…鈦圓盤形成隔離薄膜或者與隔離薄膜機械連接，使得隔離薄膜的偏轉(zhuǎn)引起鈦圓盤的相應(yīng)偏轉(zhuǎn)。在一個實施例中，支架和過程連接之間的金屬連接是焊接。在進(jìn)一步發(fā)展中，藍(lán)寶石托架通過硬焊而位于鈦圓盤上。在第一變型中，鈦圓盤形成隔離薄膜，并且隔離薄膜和支架之間的金屬連接包括鈦制成的環(huán)形薄膜托架，-該薄膜托架前部平齊地焊接在支架中，并且與過程連接前部平齊地終止，-隔離薄膜前部平齊地焊接在該薄膜托架中，并且-該薄膜托架在其朝向壓力測量變換器內(nèi)部的內(nèi)側(cè)面上具有環(huán)形環(huán)繞的凹口，--通過該凹口，薄膜托架能夠吸收由于隔離薄膜和過程連接的不同熱膨脹系數(shù)而產(chǎn)生的應(yīng)力。在第二變型中，隔離薄膜由不銹鋼圓盤構(gòu)成，隔離薄膜和支架之間的金屬連接是焊接，鈦圓盤位于隔離薄膜的內(nèi)側(cè)面上。在第二變型的進(jìn)一步發(fā)展中，鈦圓盤被利用硬焊連接，特別是利用多個硬焊連接點而放置在不銹鋼的隔離薄膜上。在第三變型中，-支架為管狀，-隔離薄膜是不銹鋼圓盤，-該不銹鋼圓盤前部平齊地插入支架的第一末端，-支架和隔離薄膜之間的金屬連接是焊接，-支架的第一末端與過程連接前部平齊地終止，-鈦圓盤位于支架的第二末端上，--其中內(nèi)嵌有硅傳感器的藍(lán)寶石托架設(shè)置在鈦圓盤背離支架的面上，以及--其中鈦圓盤的外邊緣與支架的第二末端相連，和-提供與隔離薄膜和鈦圓盤相連的柱塞，--該柱塞用于將隔離薄膜的機械偏轉(zhuǎn)傳遞到鈦圓盤上，并通過鈦圓盤傳遞到內(nèi)嵌有硅傳感器的藍(lán)寶石托架上。另外，本發(fā)明包括第四變型，其中-支架是管狀段，其內(nèi)壁上形成平臺，平臺徑向朝向管狀段內(nèi)部延伸，并且平臺具有在中央與支架縱軸共軸分布的貫穿凹口，-隔離薄膜是不銹鋼圓盤，--該不銹鋼圓盤前部平齊地裝入支架的第一末端中，-支架和隔離薄膜之間的金屬連接是焊接，-支架的第一末端與過程連接前部平齊地終止，-提供在端側(cè)由鈦圓盤封閉的托架元件，-在托架元件上，內(nèi)嵌有硅傳感器的藍(lán)寶石托架設(shè)置在鈦圓盤背離支架的面上，--在托架元件背離鈦圓盤的面上形成管段，其在端側(cè)以利用純金屬裝入平臺的凹口中，和-提供與隔離薄膜和鈦圓盤相連的柱塞，—該柱塞引導(dǎo)通過平臺中的凹口并通過管段，以及--該柱塞用于將隔離薄膜的機械偏轉(zhuǎn)傳遞到鈦圓盤上，并通過釹圓盤傳遞到內(nèi)嵌有硅傳感器的藍(lán)寶石托架上。在第四變型的進(jìn)一步發(fā)展中，托架元件是鈦殼體，在其外壁中提供環(huán)形環(huán)繞的凹槽。本發(fā)明還在于一種用于制造第一變型的壓力測量變換器的方法，其中-用作隔離薄膜的鈦圓盤被利用鎢-惰性氣體焊接而前部平齊地焊接在鈦制成的環(huán)形薄膜托架中，-內(nèi)嵌有硅傳感器的藍(lán)寶石托架通過硬焊而焊接在鈦圓盤的后側(cè)面上，-薄膜托架被利用電子束焊接而前部平齊地裝入不銹鋼制成的環(huán)形支架中，以及-支架被利用鎢-惰性氣體焊接而前部平齊地裝入不銹鋼制成的過程連接中。本發(fā)明還在于一種制造第二變型的壓力測量變換器的方法，其中-用作隔離薄膜的不銹鋼圓盤被利用鎢-惰性氣體焊接而前部平齊地焊接在環(huán)形支架中，-鈦圓盤被利用硬焊，特別是利用多個硬焊連接點而位于不銹鋼圓盤的內(nèi)側(cè)面上，-內(nèi)嵌有硅傳感器的藍(lán)寶石托架被利用硬焊而焊接在鈦圓盤的后側(cè)面上，以及-支架被利用鎢-惰性氣體焊接而前部平齊地裝入不銹鋼制成的過程連接中。本發(fā)明還在于一種制造第三變型的壓力測量變換器的方法，其中-柱塞被居中地焊接在用作隔離薄膜的不銹鋼圓盤上，-隔離薄膜被利用鎢-惰性氣體焊接而前部平齊地焊接在管狀支架的第一末端中，-內(nèi)嵌有硅傳感器的藍(lán)寶石托架被利用硬焊而焊接在鈦圓盤的后側(cè)面上，-然后，鈦圓盤的前側(cè)面通過硬焊而與柱塞和支架的第二末端相連，以及-支架的第一末端被利用鎢-惰性氣體焊接而前部平齊地悍接在不銹鋼制成的過程連接中。通過本發(fā)明，可以提供具有使用SOS技術(shù)的壓力傳感器的壓力測量變換器，其具有純金屬的對于過程前部平齊的封閉，并且無需壓力傳遞液體。一個特別的優(yōu)點是，使用壓力傳感器模塊，其承載藍(lán)寶石托架，該藍(lán)寶石托架具有內(nèi)嵌的硅傳感器以及與該硅傳感器相連的鈦圓盤。這個模塊具有不銹鋼制成的支架，隔離薄膜被利用純金屬連接而前部平齊地裝入該支架中，并且該支架直接前部平齊地焊接在不銹鋼制成的過程連接中。由此，壓力傳感器模塊可以被預(yù)先標(biāo)定塊，并且以后非常靈活地結(jié)合不同過程連接得到使用。另一優(yōu)點是，本發(fā)明的壓力測量變換器需要非常少量的昂貴金屬鈦。僅僅需要一個鈦圓盤，并且僅僅當(dāng)該鈦圓盤形成隔離薄膜時，才提供與其相連的鈦薄膜托架?，F(xiàn)在根據(jù)附圖詳細(xì)描述本發(fā)明，附圖中圖1是本發(fā)明的具有鈦隔離薄膜的壓力測量變換器的截面；圖2是本發(fā)明的具有不銹鋼隔離薄膜的壓力測量變換器的截面；圖3是本發(fā)明的具有不銹鋼隔離薄膜的壓力測量變換器的截面，該隔離薄膜通過柱塞與鈦圓盤相連；圖4是本發(fā)明的具有不銹鋼隔離薄膜的壓力測量變換器的截面，該隔離薄膜通過柱塞與鈦圓盤相連，其中，鈦圓盤是托架元件的一個部件；和圖5是圖4的托架元件的變型，其具有環(huán)形環(huán)繞的凹槽；圖69分別是圖14的壓力測量變換器，其中代替圖14中繪出的凸緣，提供螺紋作為過程連接。具體實施例方式圖1顯示了本發(fā)明的壓力測量變換器的第一實施例的截面。其包括不銹鋼制成的過程連接1，這里是凸緣la，用于將壓力測量變換器固定在測量位置上。當(dāng)然，作為替代，也可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它過程連接變型。圖6顯示了圖1中示出的壓力測量變換器與實施為螺紋接頭lb且具有外螺紋2的過程連接相結(jié)合，該外螺紋用于將壓力測量變換器前部平齊地旋入在測量位置相應(yīng)的螺紋孔。提供壓力傳感器模塊3，其被利用純金屬連接而前部平齊地裝入過程連接1中。壓力傳感器模塊3包括環(huán)形的不銹鋼支架5。環(huán)形支架5前部平齊地裝入過程連接1中。在這里顯示的實施例中，環(huán)形支架5具有L形橫截面，且以其外邊緣焊接至過程連接1。壓力傳感器模塊3還包括金屬隔離薄膜7，其被利用純金屬連接而前部平齊地裝入支架5中。在測量操作期間，待測壓力p作用于隔離薄膜7的外側(cè)面上。在圖l所示的實施例中，隔離薄膜7由鈦制成。隔離薄膜7和不銹鋼支架5之間的純金屬連接包括鈦制成的環(huán)形薄膜托架9。環(huán)形薄膜托架9與支架5和過程連接1前部平齊地終止，并且隔離薄膜7前部平齊地焊接在薄膜托架9中。為此，薄膜托架9在其前部內(nèi)側(cè)面具有環(huán)形臺面，隔離薄膜7利用外邊緣而就位于該臺面上。薄膜托架9于是位于鈦隔離薄膜7以及與過程連接1相連的環(huán)形支架5之間。薄膜托架9位于支架5中，并且其外邊緣與支架5的內(nèi)邊緣焊接，從而這兩個部件都與過程連接1前部平齊地終止。支架5和過程連接1都由不銹鋼制成。薄膜托架9的任務(wù)是吸收由于隔離薄膜7、支架5和過程連接1之間不同的熱膨脹系數(shù)而引起的應(yīng)力。為此，薄膜托架9在朝向壓力測量變換器內(nèi)部的內(nèi)側(cè)面上具有環(huán)形環(huán)繞的凹口11。通過該凹口，保護(hù)隔離薄膜7不受依賴于溫度的機械張力，該張力有可能影響測量結(jié)果的可再現(xiàn)性和精度。存在純金屬的對于過程前部平齊的封閉。于是壓力測量變換器非常容易清潔。壓力傳感器模塊3還包括內(nèi)嵌有硅傳感器15的藍(lán)寶石托架13。內(nèi)嵌有硅傳感器15的藍(lán)寶石托架13是使用SOS技術(shù)制造的傳感器芯片。優(yōu)選地，硅傳感器15是各個熱變電阻或者由熱變電阻構(gòu)成的電阻橋路。使用SOS技術(shù)制造的壓力傳感器是現(xiàn)有技術(shù)已知的，因此這里不詳細(xì)說明。這種壓力傳感器的一大優(yōu)點是，它們可以用于非常寬的溫度范圍，例如，從-70。C至lj+200。C，并且可用于存在非常突然的溫度波動的情況。藍(lán)寶石托架13平面地位于鈦圓盤上。連接優(yōu)選通過硬焊實現(xiàn)。作為替代，可以使用其它焊接方法，例如真空焊接。藍(lán)寶石和鈦具有基本相同的熱膨脹系數(shù)，從而即使在較大和/或非常迅速的溫度變化的情況中，這兩個元件彼此間近似沒有應(yīng)力地相連。壓力p平面地傳遞。在圖l所示的實施例中，鈦圓盤同時用作隔離薄膜7。圖1和6中描繪的壓力測量變換器優(yōu)選通過以下過程制造首先將用作隔離薄膜7的鈦圓盤利用鎢一惰性氣體焊接而前部平齊地焊接在環(huán)形薄膜托架9中；然后，通過硬焊，將內(nèi)嵌有硅傳感器15的藍(lán)寶石托架13焊接在鈦圓盤的指向測量變換器內(nèi)部的后側(cè)面上。薄膜托架9優(yōu)選地被利用電子束焊接而前部平齊地裝入環(huán)形的不銹鋼支架5中。這里，釩優(yōu)選用作焊料。支架5優(yōu)選地被利用鎢一惰性氣體焊接而前部平齊地裝入不銹鋼過程連接1中。圖2和7顯示了本發(fā)明的壓力測量變換器的另一實施例。與前面描述的實施例中相同，這個壓力測量變換器包括不銹鋼的過程連接1，其用于將壓力測量變換器固定至測量位置。圖2顯示的實施例是凸緣，而圖7顯示了螺紋接頭。這里，再次提供壓力傳感器模塊17，其被利用純金屬連接而前部平齊地裝入過程連接1中。壓力傳感器模塊17包括不銹鋼的環(huán)形支架19，其焊接在過程連接1中。環(huán)形支架19具有幾乎為正方形的橫截面，并且被裝入形狀相同且與過程連接1前部平齊地終止的凹口21中。支架19以其外邊緣焊接至過程連接1。金屬隔離薄膜23被利用純金屬連接而前部平齊地裝入支架19中。與前面描述的實施例不同，隔離薄膜23在這里不是由鈦制成，而是由不銹鋼制成，并且純金屬連接是通過焊接實現(xiàn)的，隔離薄膜23通過它被前部平齊地直接裝入支架19中。為此，支架19在其前部內(nèi)側(cè)面上具有環(huán)形臺面25，隔離薄膜23利用外邊緣就位于該臺面25上。優(yōu)選地，相同的材料用于隔離薄膜23和支架19以及過程連接1。這提供了以下優(yōu)點過程連接l、支架19和隔離薄膜23具有相同的熱膨脹系數(shù)，從而基本避免了隔離薄膜23依賴于溫度的應(yīng)力或張力。壓力傳感器模塊17也包括已經(jīng)描述的藍(lán)寶石托架13，其位于鈦圓盤27上并內(nèi)嵌有硅傳感器15。與前述實施例不同，鈦圓盤27在這里不直接形成隔離薄膜，而是與隔離薄膜23機械連接，使得隔離薄膜23的偏轉(zhuǎn)引起鈦圓盤27的相應(yīng)偏轉(zhuǎn)。為了實現(xiàn)這一點，鈦圓盤27被放置于隔離薄膜23的內(nèi)側(cè)面上。為此，例如使用硬焊連接或真空焊接。優(yōu)選地，這個連接是通過分布在連接表面上的銅焊連接點而實現(xiàn)的。這些點連接足以將作用于隔離薄膜23上的壓力p從隔離薄膜23的表面?zhèn)鬟f至鈦圓盤27的表面。作為補充，它們允許對于連接的元件的熱膨脹的足夠的間隙，從而在溫度改變的情況中，僅有較低的剪切力作用于銅焊連接點并因而作用于鈦圓盤27。以這種方式，盡管不銹鋼與鈦的熱膨脹系數(shù)不同，仍能保護(hù)壓力傳感器模塊17不受與溫度相關(guān)聯(lián)的應(yīng)力或張力。這種剛剛描述的壓力變換器優(yōu)選地如下制造將用作隔離薄膜23的不銹鋼圓盤利用鴿一惰性氣體焊接而前部平齊地焊接在不銹鋼的環(huán)形支架19中；然后，將鈦圓盤27利用硬焊，優(yōu)選利用硬焊連接點而施加至不銹鋼圓盤的內(nèi)側(cè)面上；然后，內(nèi)嵌有硅傳感器15的藍(lán)寶石托架13被焊接在鈦圓盤15的后側(cè)面上，這優(yōu)選通過硬焊或真空焊接而實現(xiàn)；然后，通過利用鎢一惰性氣體焊接將支架19前部平齊地焊接在不銹鋼的過程連接1中，將這樣形成的單元前部平齊地裝入過程連接1中。圖3和8顯示了本發(fā)明的壓力測量變換器的另一實施例。與前面描述的實施例相同，壓力測量變換器包括不銹鋼的過程連接1，其用于將壓力測量變換器固定至測量位置。圖3的實施例描繪了凸緣，而圖8使用螺紋接頭。正如在其他實施例中一樣，這里，也提供壓力傳感器模塊29，其31。純金屬連接例如是焊接。支架31基本為管狀并且包括第一末端33，其與過程連接1前部平齊地終止。金屬隔離薄膜35被利用純金屬連接而前部平齊地裝入這個第一末端33中。支架31為此在其端面上包括環(huán)形凹口，其深度等于隔離薄膜35的厚度。在圖3和8所示的實施例中，隔離薄膜35由不銹鋼制成。優(yōu)選地，這里對此使用與支架31和過程連接1相同的材料。這樣的優(yōu)點是，支架31、過程連接1和隔離薄膜35具有相同的熱膨脹系數(shù)，從而基本避免了隔離薄膜35依賴于溫度的應(yīng)力和張力。這里，壓力傳感器模塊29也包括已經(jīng)描述的藍(lán)寶石托架13，其位于鈦圓盤27上并內(nèi)嵌有硅傳感器15。但是，鈦圓盤27在這里不直接用作隔離薄膜，而是與隔離薄膜35機械連接，使得隔離薄膜35的偏轉(zhuǎn)引起鈦圓盤27的相應(yīng)偏轉(zhuǎn)。在管狀支架31的第二末端37上設(shè)置該鈦圓盤，使得它封閉其第二末端37，并且鈦圓盤27的外邊緣與支架31的第二末端37的環(huán)形端面相連。連接例如通過硬焊或者真空焊接而實現(xiàn)。在這種情況中，內(nèi)嵌有硅傳感器15的藍(lán)寶石托架13設(shè)置在鈦圓盤27背離支架31的外側(cè)面上。隔離薄膜35通過純機械連接(這里是柱塞39)與鈦圓盤27相連，使得隔離薄膜35的機械偏轉(zhuǎn)傳遞至鈦圓盤27并經(jīng)由它傳遞至傳感器芯片。這里，藍(lán)寶石托架13也通過硬焊或者通過真空焊接而與鈦圓盤27相連。這種最后描述的壓力測量變換器優(yōu)選地如下制造將柱塞39居中地焊接在用作隔離薄膜35的不銹鋼圓盤上；然后，與柱塞39相連的隔離薄膜35被利用鎢一惰性氣體焊接而前部平齊地焊接在不銹鋼的管狀支架31的第一末端33中；同時，藍(lán)寶石托架13被利用硬焊或者真空焊接而焊接在鈦圓盤15的后側(cè)面；然后，通過硬焊或者真空焊接，將鈦圓盤27的前側(cè)面連接至柱塞39和支架31的第二末端37。最后，通過利用鎢一惰性氣體焊接而將支架31的第一末端33前部平齊地焊接在過程連接1中，將這樣獲得的壓力傳感器模塊29前部平齊地裝入過程連接1中。圖4和9顯示了本發(fā)明的壓力測量變換器的另一實施例。與前面描述的實施例相同，壓力測量變換器包括不銹鋼的過程連接1，其用于將壓力測量變換器固定至測量位置。圖4的實施例描繪了凸緣，而圖9使用螺紋接頭。正如在其他實施例中一樣，這里，也提供壓力傳感器模塊41，其包括利用純金屬連接而前部平齊地裝入過程連接1中的不銹鋼支架43。純金屬連接例如是焊接。支架43是基本管狀的段，在其內(nèi)壁上形成徑向向其內(nèi)部空間延伸的平臺45，該平臺具有中央凹口47，中央凹口與支架43的縱軸L共軸地延伸貫穿支架43。支架43包括第一末端49，其與過程連接1前部平齊地終止。金屬隔離薄膜51被利用純金屬連接而前部平齊地裝入這個第一末端49中。支架43為此在其端面包括環(huán)形凹口，其深度等于隔離薄膜51的厚度。在圖4和9所示的實施例中，隔離薄膜51由不銹鋼制成。優(yōu)選地，這里對此使用與支架43和過程連接1相同的材料。這樣的優(yōu)點是，支架43、過程連接1和隔離薄膜51具有相同的熱膨脹系數(shù)，從而基本避免了隔離薄膜51依賴于溫度的應(yīng)力和張力。這里，壓力傳感器模塊41也包括已經(jīng)描述的藍(lán)寶石托架13，其位于鈦圓盤53上并內(nèi)嵌有硅傳感器15。但是，鈦圓盤53在這里不直接用作隔離薄膜，而是與隔離薄膜51機械連接，使得隔離薄膜51的偏轉(zhuǎn)引起鈦圓盤53的相應(yīng)偏轉(zhuǎn)。與前述實施例不同，這里提供托架元件55，其在一端由鈦圓盤53封閉，在托架元件55上，內(nèi)嵌有硅傳感器15的藍(lán)寶石托架13設(shè)置在鈦圓盤53背離支架43的面上。在所示實施例中，托架元件55是鈦制成的優(yōu)選一件式的基本圓柱體的殼體，其底面形成鈦圓盤53。在殼體背離鈦圓盤53的面上，形成管段57，其利用純金屬連接而裝入平臺45的凹口47中。凹口47為此在其背離隔離薄膜51的面上具有內(nèi)徑增大的區(qū)域，管段57裝入該區(qū)域中，使得管段57的內(nèi)壁與凹口47的內(nèi)壁平齊地閉合。純金屬連接優(yōu)選是焊接連接或者軟焊。與前一實施例相同，這里也提供柱塞59，其與隔離薄膜51和鈦圓盤53相連。柱塞59例如居中地焊接在隔離薄膜51的內(nèi)側(cè)面上，并且平行于支架43的縱軸L引導(dǎo)穿過平臺45中的凹口47以及管段57，進(jìn)入殼體，在那里例如利用硬焊連接而與鈦圓盤53的內(nèi)側(cè)面相連。柱塞59在這里還用于將隔離薄膜51的機械偏轉(zhuǎn)傳遞到鈦圓盤53上，并由此傳遞到內(nèi)嵌有硅傳感器15的藍(lán)寶石托架13上。根據(jù)平臺45的構(gòu)成，可以在支架43中創(chuàng)建由隔離薄膜51、平臺45和托架元件55封閉的內(nèi)部體積。在這種情況中，優(yōu)選提供貫穿平臺45的壓力平衡孔61。這個實施例的一個優(yōu)點是，鈦和不銹鋼之間的連接通過管段57實現(xiàn)。管段57的直徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鈦圓盤53的直徑。這意味著較小的接觸面以及結(jié)構(gòu)的較高熱穩(wěn)定性。另外，鈦和不銹鋼之間的連接與鈦圓盤53空間分離。以這種方式，顯著減小在接觸面區(qū)域中的熱應(yīng)力對于鈦圓盤53的影響。通過在托架元件65的外壁中環(huán)形環(huán)繞的凹槽63，可以進(jìn)一步減小這些熱應(yīng)力對于鈦圓盤53的影響。圖5顯示了這種托架元件65的一個例子。托架元件65同樣是鈦殼體，其上形成有構(gòu)成殼體頸部的管段57，該管段利用金屬連接裝入平臺45中。托架元件65的內(nèi)部空間是圓柱體狀的。外壁具有鄰接管段57的圓柱體區(qū)域67，其具有較小的壁厚并且其中分布環(huán)形環(huán)繞的凹槽63。由于凹槽63，這個殼體部分能夠吸收由于管段57和平臺45的不同熱膨脹系數(shù)而引起的應(yīng)力。隨后在區(qū)域67中是遠(yuǎn)離管段57且鄰接鈦圓盤53的圓柱體區(qū)域69，其具有較大的壁厚。不同的壁厚對于鈦圓盤53提供了相對于張力附加的保護(hù)。所有上述壓力測量變換器都提供了優(yōu)點它們前部平齊且通過純金屬連接分配給過程。由此，它們特別適用于對于衛(wèi)生有較高要求的應(yīng)用場合。它們非常易于清潔并且由于結(jié)構(gòu)方式而不僅能夠應(yīng)用于較寬的溫度范圍而且能夠應(yīng)用于溫度突變的場合，例如在最初提到的工業(yè)清潔和/或殺菌處理中。因為所有連接都是金屬連接并且不必使用壓力傳遞液體，所以這是特別可能的。另一優(yōu)點是，在不同熱膨脹系數(shù)的金屬能夠彼此相遇的地方，選擇了彈性連接件，其能夠吸收由于各個相互抵靠的元件的不同熱膨脹而引起的應(yīng)力。在圖1所示的壓力測量變換器的情況中，這些彈性連接件包括薄膜托架9。在圖2的壓力變換器的情況中，它們包括在不銹鋼隔離薄膜23和鈦圓盤27之間的硬焊連接點。在圖3、4、和5的壓力測量變換器的情況中，通過經(jīng)由柱塞39或59而傳遞隔離薄膜35的偏轉(zhuǎn)，防止發(fā)生這種應(yīng)力。另一優(yōu)點是，本發(fā)明的壓力測量變換器模塊化構(gòu)造。壓力傳感器模塊3、17、29、41因此可以預(yù)先標(biāo)定，然后非常靈活地裝入不同類型的過程連接中。附圖標(biāo)記列表<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>權(quán)利要求1.壓力測量變換器，包括-不銹鋼制成的過程連接(1，1a，1b)，其用于將所述壓力測量變換器固定在測量位置；-壓力傳感器模塊(3，17，29，41)，其包括--不銹鋼制成的支架(5，19，31，43)，---金屬的隔離薄膜(7，23，35，51)利用純金屬連接而前部平齊地裝入該支架中，在測量操作期間待測壓力(p)作用于該隔離薄膜的外側(cè)面，---支架利用純金屬連接而前部平齊地裝入所述過程連接(1，1a，1b)；和--由所述支架(5，19，31，43)支承的鈦圓盤(7，27，53)，---內(nèi)嵌有硅傳感器(15)的藍(lán)寶石托架(13)位于鈦圓盤上，并且---鈦圓盤形成所述隔離薄膜(7)，或者與隔離薄膜(23，35，51)機械連接使得所述隔離薄膜(23，35，51)的偏轉(zhuǎn)引起所述鈦圓盤(27，53)的相應(yīng)偏轉(zhuǎn)。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的壓力測量變換器，其中，支架(5，19，31，43)和過程連接(1，la，lb)之間的金屬連接是焊接。3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的壓力測量變換器，其中，藍(lán)寶石托架(13)通過硬焊而位于鈦圓盤(7，27，53)上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力測量變換器，其中，鈦圓盤(7)形成隔離薄膜(7)，并且隔離薄膜(7)和支架(5)之間的金屬連接包括鈦制成的環(huán)形薄膜托架(9)，-該薄膜托架前部平齊地焊接在支架(5)中，并且與過程連接(l，la，lb)前部平齊地終止，-隔離薄膜(7)前部平齊地焊接在該薄膜托架中，并且-該薄膜托架在其指向壓力測量變換器內(nèi)部的內(nèi)側(cè)面上具有環(huán)形環(huán)繞的凹口(11)，—通過該凹口，薄膜托架(9)能夠吸收由于隔離薄膜(7)和過程連接(1，la，lb)的不同熱膨脹系數(shù)而產(chǎn)生的應(yīng)力。5.根據(jù)權(quán)利要求l所述的壓力測量變換器，其中，-隔離薄膜(23)由不銹鋼圓盤構(gòu)成，-隔離薄膜(23)和支架(19)之間的金屬連接是焊接，并且-鈦圓盤(27)位于隔離薄膜(23)的內(nèi)側(cè)面上。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓力測量變換器，其中，鈦圓盤(27)被利用硬焊連接，特別是利用多個硬焊連接點而放置在不銹鋼制成的隔離薄膜(23)上。7.根據(jù)權(quán)利要求l所述的壓力測量變換器，其中，-支架(31)為管狀，-隔離薄膜(35)是不銹鋼圓盤，--該不銹鋼圓盤前部平齊地裝入支架(31)的第一末端(33)，-支架(31)和隔離薄膜(35)之間的金屬連接是焊接，-支架(31)的第一末端(33)與過程連接(1，la，lb)前部平齊地終止，-鈦圓盤(27)位于支架(31)的第二末端(37)上，—其中內(nèi)嵌有硅傳感器(15)的藍(lán)寶石托架(13)設(shè)置在鈦圓盤(27)背離支架(31)的面上，以及—其中鈦圓盤(27)的外邊緣與支架(31)的第二末端(37)相連，和-提供與隔離薄膜(35)和鈦圓盤(27)相連的柱塞(39)，-該柱塞用于將隔離薄膜(35)的機械偏轉(zhuǎn)傳遞到鈦圓盤(27)上，并通過鈦圓盤傳遞到內(nèi)嵌有硅傳感器(15)的藍(lán)寶石托架(13)上。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力測量變換器，其中，-支架(43)是管狀段，其內(nèi)壁上形成平臺(45)，平臺徑向朝向管狀段的內(nèi)部空間延伸，并且平臺具有在中央與支架(43)縱軸(L)共軸分布的貫穿凹口(47)，-隔離薄膜(51)是不銹鋼圓盤，-該不銹鋼圓盤前部平齊地裝入支架(43)的第一末端(49)中，-支架(43)和隔離薄膜(51)之間的金屬連接是焊接，-支架(43)的第一末端(49)與過程連接(1，la，lb)前部平齊地終止，-提供在端側(cè)由鈦圓盤(53)封閉的托架元件(55，65)，-在托架元件上，內(nèi)嵌有硅傳感器(15)的藍(lán)寶石托架(13)設(shè)置在鈦圓盤(53)背離支架(43)的面上，并且--在托架元件背離鈦圓盤(53)的面上形成管段(57)，其在端側(cè)利用純金屬裝入平臺(45)的凹口(47)中，和-提供與隔離薄膜(51)和鈦圓盤(53)相連的柱塞(59)，-該柱塞貫穿平臺(45)中的凹口(47)并貫穿管段(57)，以及--該柱塞用于將隔離薄膜(51)的機械偏轉(zhuǎn)傳遞到鈦圓盤(53)上，并通過鈦圓盤傳遞到內(nèi)嵌有硅傳感器(15)的藍(lán)寶石托架(13)上。9.根據(jù)權(quán)利要求81所述的壓力測量變換器，其中，托架元件(65)是鈦殼體，在其外壁中提供環(huán)形環(huán)繞的凹槽(63)。10.用于制造根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓力測量變換器的方法，其中-用作隔離薄膜(7)的鈦圓盤被利用鎢-惰性氣體焊接而前部平齊地焊接在鈦制成的環(huán)形薄膜托架(9)中，-內(nèi)嵌有硅傳感器(15)的藍(lán)寶石托架(13)通過硬焊而焊接在鈦圓盤(7)的后側(cè)面上，-薄膜托架(9)被利用電子束焊接而前部平齊地裝入不銹鋼制成的環(huán)形支架(5)中，以及-支架(5)被利用鎢-惰性氣體焊接而前部平齊地裝入不銹鋼制成的過程連接(1，la，lb)中。11.用于制造根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓力測量變換器的方法，其中-用作隔離薄膜(23)的不銹鋼圓盤被利用鎢-惰性氣體焊接而前部平齊地焊接在不銹鋼制成的環(huán)形支架(19)中，-鈦圓盤(27)被利用硬焊，特別是利用多個硬焊連接點而位于不銹鋼圓盤的內(nèi)側(cè)面上，-內(nèi)嵌有硅傳感器(15)的藍(lán)寶石托架(13)被利用硬焊而焊接在鈦圓盤(27)的后側(cè)面上，以及-支架(19)被利用鎢-惰性氣體焊接而前部平齊地裝入不銹鋼制成的過程連接(1,la，lb)中。12.用于制造根據(jù)權(quán)利要求7所述的壓力測量變換器的方法，其中-柱塞(39)被居中地焊接在用作隔離薄膜(35)的不銹鋼圓盤上，-隔離薄膜(35)被利用鎢-惰性氣體焊接而前部平齊地焊接在管狀支架(31)的第一末端(33)中，-內(nèi)嵌有硅傳感器(15)的藍(lán)寶石托架(13)被利用硬焊而焊接在鈦圓盤(27)的后側(cè)面上，-然后，鈦圓盤(27)的前側(cè)面通過硬焊而與柱塞(39)和支架(31)的第二末端(37)相連，以及-支架(31)的第一末端(33)被利用鎢-惰性氣體焊接而前部平齊地焊接在不銹鋼制成的過程連接(1，la，lb)中。全文摘要公開了一種前部平齊的干式壓力測量變換器，其能夠在較大的溫度范圍實現(xiàn)可靠的測量并且包括不銹鋼制成的過程連接(1，1a，1b)，其用于將壓力測量變換器固定在測量位置；和壓力傳感器模塊(3，17，29，41)。該壓力傳感器模塊(3，17，29，41)包括不銹鋼支架(5，19，31，43)，金屬的隔離薄膜(7，23，35，51)利用純金屬連接而前部平齊地插入在該支架中，待測壓力(p)在測量操作期間作用于隔離薄膜(7，23，35，51)的外側(cè)。支架(5，19，31，43)利用純金屬連接而前部平齊地插入過程連接(1，1a，1b)。壓力傳感器模塊(3，17，29，41)還包括由支架(5，19，31，43)支承的鈦圓盤(7，27，53)，內(nèi)部裝配了硅傳感器(15)的藍(lán)寶石托架(13)位于鈦圓盤(7，27，53)上。鈦圓盤(7，27，53)形成隔離薄膜(23，35，51)，或者與隔離薄膜(23，35，51)機械連接使得隔離薄膜(23，35，51)的偏轉(zhuǎn)引起鈦圓盤(27)的相應(yīng)偏轉(zhuǎn)。文檔編號G01L23/18GK101512314SQ200780032402公開日2009年8月19日申請日期2007年6月28日優(yōu)先權(quán)日2006年7月26日發(fā)明者謝爾蓋·洛帕京,阿克塞爾·洪佩特,雷蒙德·貝謝申請人:恩德萊斯和豪瑟爾兩合公司