本發(fā)明涉及一種壓差傳感器，該壓差傳感器具有至少一個壓差測量單元、至少一個第一壓力變送器以及至少一個第一測量管路，第一測量管路用于將在第一壓力變送器上作用的第一壓力傳遞至壓差測量單元。

背景技術：

壓差傳感器已被現(xiàn)有技術廣泛地披露，并且用于盡可能精確地地檢測測量環(huán)境中的兩個位置之間的壓力差。一個或者兩個側常常經(jīng)由壓力變送器連接至壓差測量單元。例如，圖1示出了這種已知結構。

圖1示出了一種壓差傳感器1，壓差傳感器1具有布置在殼體4中的壓差測量單元3。壓差測量單元3經(jīng)由兩個輸入端10、12通過測量管路9、11被饋送有被兩個壓力變送器5、7檢測的壓力。因此，一方面，壓差測量單元3通過第一測量管路9連接到第一壓力變送器5，第一壓力變送器5布置在容器2的上部區(qū)域中。另一方面，如圖1所示，壓差測量單元3通過第二測量管路11連接到第二壓力變送器7，第二壓力變送器7布置在容器2的下部區(qū)域中。

在當前的實施方案中，壓力變送器5、7均構造成設置有壓力敏感膜片的部件，壓力敏感膜片通過測量管路9、11與壓差測量單元3連接。通過布置在壓力變送器5、7以及測量管路9、11中的不可壓縮的傳遞介質(zhì)，將在壓力變送器5、7上作用的過程壓力p1、p2傳遞給壓差測量單元3的相應側10、12，并由此能夠檢測這些過程壓力。

圖2示出了圖1所示的壓差傳感器1的原理圖。

根據(jù)當前的實施方案，壓差傳感器1在其第一側10通過第一測量管路9連接到第一壓力變送器5，在第一壓力變送器5上作用有第一過程壓力p1。第一測量管路9布置在第一外罩13中，第一外罩13被構造成第一測量管路9的機械保護裝置。

壓差測量單元3的第二側12通過第二測量管路11連接到第二壓力變送器7，在第二壓力變送器7上作用于第二過程壓力p2。在本實施方案中，第二測量管路11布置在第二外罩15中，第二外罩15同樣被構造成第二測量管路11的機械保護裝置。

在由現(xiàn)有技術公開的上述構造類型的壓差傳感器中，缺點在于，在過程環(huán)境外部的例如對測量管路的附加溫度影響和/或通過例如強烈的彎曲導致的對測量管路的機械影響會導致測量結果誤差。此外，缺點還在于，影響壓力變送器的過程溫度同樣導致測量誤差。在此，由溫度引起的測量誤差來源于壓力變送器和測量管路中包含的傳遞介質(zhì)的膨脹，這種膨脹導致壓力測量單元上的壓力效應。

在現(xiàn)有技術中已知的是，通過壓力變送器和/或壓力測量單元中的溫度傳感器來檢測這種由溫度引起的測量誤差，并且電子地對它們進行補償。然而，這種理想地設置在壓力變送器上和壓力測量單元上的附加的溫度傳感器被認為是不利的，原因在于提高的布線成本以及用于附加的所需傳感器的附加成本。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于進一步改進根據(jù)現(xiàn)有技術的壓差傳感器，使得能夠成本低廉和精確地補償由溫度引起的或者機械地引起的測量誤差。

根據(jù)本發(fā)明的壓差傳感器具有至少一個壓差測量單元、至少一個第一壓力變送器以及至少一個第一測量管路，第一測量管路用于將在第一壓力變送器上作用的第一壓力傳遞至壓差測量單元的第一側，其特征在于，壓差傳感器具有與第一測量管路相同的性能的至少一個第一補償管路，第一補償管路以平行于第一測量管路的方式布置并連接到壓差測量單元的第二側。

由此，本發(fā)明基于這樣的認識：通過以機械的方式和方法對測量誤差的補償，能夠特別簡單地實現(xiàn)對由溫度引起和機械地引起的測量誤差的精確和成本低廉的補償，其中，由此能夠有利地去掉或者能夠至少明顯廉價地構造隨后附加的電子補償裝置。

通過根據(jù)本發(fā)明設置的具有與測量管路相同的性能并優(yōu)選地以平行于測量管路的方式布置的第一補償管路，實現(xiàn)了在測量管路上作用的溫度影響和/或在測量管路上作用的機械影響同樣地作用在補償管路上。由此，由于第一測量管路和第一補償管路具有相同的性能(特別地，相同的熱性能和機械性能)，通過外部影響在這兩個管路上引起相同的效果，從而在測量管路中出現(xiàn)的測量誤差(尤其是壓力變化)同樣地在補償管路中引起。由此，通過將測量誤差提供給壓力測量單元的第二側，能夠以簡單的機械方式實現(xiàn)了對測量誤差的補償。

在改進方案中，壓差傳感器可以具有第二壓力變送器、第二測量管路以及具有與第二測量管路相同的性能的第二補償管路，第二測量管路用于將作用在第二壓力變送器上的第二壓力傳遞至壓差測量單元的第二側，第二補償管路有利地以平行于第二測量管路的方式布置并連接到壓力測量單元的第一側。

通過設置第二壓力變送器、第二測量管路和第二補償管路，能夠模擬壓差傳感器的典型的應用情況，使得壓差測量單元的兩側分別通過測量管路和壓力變送器加載相應的過程壓力。這尤其是在壓差傳感器布置在具有很高溫度的測量環(huán)境中時的情況，其中這種溫度例如對于壓差傳感器的測量電子元件具有損害性。

相應地，由第一壓力變送器提供的第一測量壓力、在第一測量管路中產(chǎn)生的測量誤差以及在第二補償管路中產(chǎn)生測量誤差被饋送到壓差測量單元的第一側，而由第二壓力變送器提供的第二壓力、在第二測量管路中產(chǎn)生的測量誤差以及在第一補償管路中產(chǎn)生的測量誤差被饋送到壓差測量單元的第二側。通過對作用在壓差測量單元上的壓力的比較，可以輕易看出相應的作用的測量誤差相互補償，并且因此僅相應的測量壓力被饋送到壓差測量單元。

當?shù)谝谎a償管路和/或第二補償管路連接到用于模擬相應的壓力變送器的壓力不敏感部件時，能夠?qū)崿F(xiàn)特別精確地模擬所出現(xiàn)的測量誤差，其中，壓力不敏感部件以與相應的壓力變送器相同的方式承受過程條件。由于除了補償管路以外還設置用于模擬壓力變送器的壓力不敏感部件且壓力不敏感部件以與相應的壓力變送器相同的方式承受過程條件，能夠極其精確地模擬過程溫度對甚至在補償管路中的傳輸介質(zhì)的影響，從而也能夠補償由過程溫度引起的測量誤差。

當壓力不敏感部件和壓力變送器共同集成在用于將壓力變送器布置在過程環(huán)境中的過程接口中時，能夠?qū)崿F(xiàn)壓力變送器的特別適合的布置以及用于模擬壓力變送器的壓力不敏感部件的特別適合的布置。通過這種共同集成，還可以實現(xiàn)過程溫度在壓力變送器和壓力不敏感部件上的均勻作用。

當壓力不敏感部件被構造成環(huán)形地圍繞壓力變送器時，實現(xiàn)了特別節(jié)省空間的布置，利用這種布置也使溫度盡可能均勻地作用在壓力變送器和壓力不敏感部件上。由于壓力變送器通常具有被圓形地構造的膜片以用于接收過程環(huán)境中的壓力，所以這種布置尤其適合。

為了使溫度盡可能均勻地作用在壓力變送器和壓力不敏感部件上，有利地是，壓力不敏感部件的面向過程的面積的大小大體上相當于相應的壓力變送器的面向過程的面積的大小，優(yōu)選地與其相同。在具體實施例中，在此，壓力不敏感部件的環(huán)繞壓力變送器的環(huán)形面積與相應的壓力變送器的膜片面積相同。

當?shù)谝粶y量管路和第一補償管路和/或第二測量管路和第二補償管路分別布置在共同的優(yōu)選地被構造成機械保護裝置的外罩中時，能夠特別良好地補償在布置在壓力變送器和壓力測量單元之間的測量管路和補償管路上作用的溫度影響和機械影響。通過相應的共同的外罩，溫度影響均勻地分布在測量管路和補償管路上，從而溫度影響以相同的方式作用到這兩個管路上。通過機械保護裝置，例如半徑過小或者彎曲的機械作用也同樣被傳遞到這兩個管路上，從而由此引起的測量誤差同樣地同時作用在這兩個管路上并且能夠在壓差測量單元處受到補償。

第一測量管路和第一補償管路和/或第二測量管和第二補償管路具有相同的管路橫截面和/或相同的長度和/或相同的體積和/或相同的導熱率和/或相同的填充物時，此時能夠特別精確地實現(xiàn)前述的對測量誤差的補償。通過使這些性能一致，實現(xiàn)了在測量管路和補償管路中相應相同地引起尤其是溫度影響或者機械影響，或者至少引起盡可能相同大小的壓力變化和由此相同大小的測量誤差。

附圖說明

下面將參考基于附圖的實施例更詳細地闡釋本發(fā)明，在這些附圖中：

圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術的壓差傳感器(已討論)。

圖2示出了圖1的壓差傳感器的原理圖(已討論)。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的壓差傳感器的原理圖。

圖4示出了圖3的壓差傳感器的改進方案。

具體實施方式

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的壓差傳感器1的第一實施例。壓差傳感器1具有作為中央部件的壓差測量單元3，壓差測量單元3的第一側10經(jīng)由第一測量管路9連接到第一壓力變送器5，第一測量壓力p作用在第一壓力變送器5上。作用在第一壓力變送器5上的第一測量壓力p由第一壓力變送器5的膜片接收，并經(jīng)由第一壓力變送器5和第一傳輸管路9中的不可壓縮的傳遞介質(zhì)(通常是油)傳遞至壓差測量單元3的第一側10。

為了補償在第一測量管路9的區(qū)域中由溫度影響或者機械影響引起的測量誤差，壓差測量單元3的第二側12連接至第一補償管路17，第一補償管路17具有與第一測量管路相同的性能，并且以平行于第一測量管路的方式布置。第一測量管路9和第一補償管路17還布置在共同的第一外罩13中，第一外罩13被構造成這兩個管路9、17的機械保護裝置。額外地，通過共同的第一外罩13，確保了在管路9、17的區(qū)域中作用的溫度影響或者機械影響以同樣方式作用在第一測量管路9和第一補償管路17上，并且由此在這兩個管路9、17中引起相同的壓力變化。

如從圖3中可見，壓差測量單元3的第二側12連接到第二測量管路11，第二測量管路11連接到第二壓力變送器7。類似于第一壓力變送器5的構造，第二補償管路19以平行于第二測量管路11的方式布置，并且與第二測量管路11一起位于共同的第二外罩15中。第二補償管路19連接到壓差測量單元3的第一側10。

本發(fā)明確保了在管路9、17的區(qū)域中出現(xiàn)的由溫度影響或者機械影響引起的測量誤差分別以相同的方式作用在測量管路9、11上以及作用在相應的補償管路17、19上，并且被饋送到壓差測量單元3的不同側10、12。通過將測量誤差分別饋送到壓差測量單元3的相對側，以純機械的方式和方法在壓差測量單元3的內(nèi)部補償測量誤差，從而最終地僅向壓差測量單元13有效地饋送了第一過程壓力p1和第二過程壓力p2。

圖4示出了圖3的壓差傳感器1的改進方案，其中，在本實施例中，第一補償管路17連接到第一壓力不敏感部件21，第一壓力不敏感部件21被構造成環(huán)形地環(huán)繞第一壓力變送器5，并與第一壓力變送器5一起集成在第一過程接口25中。類似地，第二補償管路19連接到第二壓力不敏感部件23，第二壓力不敏感部件23被構造成環(huán)形地環(huán)繞第二壓力變送器7，并與第二壓力變送器7集成在第二過程接口27中。通過設置相應的壓力不敏感部件21、23可以確保作用在壓力變送器5、7上的過程溫度不僅耦合到相應的測量支路中，而且類似地耦合到補償支路中，并且由此在這兩個支路中以相同的方式產(chǎn)生由此引起的測量誤差。通過將壓力變送器5、7和壓力不敏感部件21、23集成在相應的過程接口25、27中，還能夠?qū)崿F(xiàn)壓力變送器5、7和壓力不敏感部件21、23在在過程環(huán)境中的簡單布置。在本實施例中，壓力不敏感部件21、23分別被構造成使得壓力不敏感部件21、23的面向過程的面積的大小等于相應的壓力變送器5、7的膜片的面積的大小。以這種方式，過程溫度以相同的方式不僅作用在壓力不敏感部件21、23上而且還作用在壓力變送器5、7上。

在此應當指出的是，上述方案相應地能夠設置在壓差測量單元的僅一個或者兩個支路中，然而，當所提出的方案實施在兩個測量支路中時，實現(xiàn)了特別良好的誤差補償。

附圖標記列表

1壓差傳感器2容器

3壓差測量單元4殼體

5第一壓力變送器7第二壓力變送器

9第一測量管路10第一側

11第二測量管路12第二側

13第一外罩15第二外罩

17第一補償管路19第二補償管路

21第一壓力不敏感部件23第二壓力不敏感部件

25第一過程接口27第二過程接口

p1第一壓力p2第二壓力