本發(fā)明涉及一種用于測量換能器的干燥模塊,該測量換能器用于將待測量的壓力計量記錄為相對于測量換能器所在環(huán)境中占主導(dǎo)的參考壓力的相對壓力。在測量換能器的殼體內(nèi)部,參考壓力供應(yīng)件從相對壓力傳感器連通至殼體的殼體壁中的開口。本發(fā)明還涉及一種具有干燥模塊的相對壓力測量換能器。
背景技術(shù):
相對壓力測量換能器應(yīng)用在多個工業(yè)測量技術(shù)領(lǐng)域中記錄相對壓力。
在這種情況下,依照規(guī)則,參考壓力通常是測量換能器所在環(huán)境中的環(huán)境壓力。在大多數(shù)應(yīng)用情況下,這即是在使用位置處的大氣壓力。然而,如果是在正壓或負壓下的空間中使用測量換能器,參考壓力則是,例如該空間的內(nèi)部壓力。
相對壓力測量換能器包括相對壓力傳感器,該相對壓力傳感器被布置在殼體中并且被提供有待測量的壓力以及參考壓力。
相對壓力傳感器通常包括由壓敏元件,特別是測量膜密封的壓力測量室。在測量操作中,壓敏元件的外部被提供有待測量的壓力,而其內(nèi)側(cè)通過與壓力測量室連通的參考壓力供應(yīng)件被提供有參考壓力。根據(jù)相對壓力的壓敏元件的所導(dǎo)致的偏轉(zhuǎn)借助于機電換能器記錄下來,并且轉(zhuǎn)換為取決于相對壓力的電信號。隨后該電信號可用于額外的處理和/或評估。
這種測量換能器的缺點是,由于存在參考壓力供應(yīng)件與環(huán)境的連接,使得來自環(huán)境的水分可能會進入測量換能器,特別是進入相對壓力傳感器。
在這種情況下,在通過參考壓力供應(yīng)件的壓力傳遞的情況,水分通過與周圍環(huán)境交換的空氣團進入測量換能器。如果測量換能器所在環(huán)境的溫度高于測量換能器內(nèi)部的溫度,則露點可能在測量換能器的內(nèi)部下降,并且形成冷凝物。
如果水分進入?yún)⒖級毫鞲衅鞯膬?nèi)部或與機電換能器接觸,則可能導(dǎo)致測量精度的顯著降低,并且在極端情況下甚至導(dǎo)致測量換能器的完全失效。
一方面,通過試圖避免水分滲透到測量換能器中能夠防止這個問題的發(fā)生。為此,EP 1 070 948 A1描述了在測量換能器與參考壓力供應(yīng)件連通的開口處使用疏水過濾器。該過濾器確實在保護內(nèi)部空間免受水分方面具有一些效果。然而,由于所需的透氣性,它不能完全抑制水分的滲透。特別是當測量換能器暴露于具有高濕度的高溫的環(huán)境中時,潮濕的空氣進入殼體,使得在稍后冷卻時,殘留的水分存留在殼體中。
為了解決這一問題,DE 10 2010 003 709 A1描述了一種測量換能器,其殼體中布置有用于收集滲透到殼體中水分的干燥室。為此,干燥室包含水分吸附材料,或基本上由水分吸附材料組成。上面所描述的測量換能器的情況中,在殼體的內(nèi)部中延伸的參考壓力供應(yīng)件的內(nèi)部空間的至少一部分與干燥室的水分吸附材料可透濕地連接。參考壓力供應(yīng)件為此例如被實施為管線,該管線具有中斷件、開口或可滲透濕的壁,使得水分可以通過該中斷件、開口或可滲透濕的壁從其內(nèi)部空間散逸出來。該水分然后再被干燥室的水分吸附材料吸收,該水分吸附材料能夠被布置為直接鄰接管線中斷件、開口或可滲透濕氣的壁,或通過中空空間和/或可滲透濕的壁與參考壓力供應(yīng)件分隔開。
干燥室只能收集有限量的水分,其結(jié)果是,干燥室優(yōu)選地被實施為可更換模塊。
由于干燥室用于收集滲透到測量換能器的殼體內(nèi)部中的水分,因此其被布置在測量換能器的內(nèi)部中。因此,在每次更換的情況下,絕對需要打開測量換能器的殼體。這必然意味著測量操作的中斷。此外,在殼體打開的情況下,殼體的整個內(nèi)部暴露于周圍空氣,使得在高濕度的環(huán)境中更換的情況下,非常多的水分可能非??焖俚貪B透到殼體中,這些水分隨后必須由新安裝的干燥室收集。
此外,干燥室需要殼體內(nèi)的空間。然而,更大的殼體意味著更大量的空氣,以及隨之而來的更多的水分。此外,在給定的情況下,干燥室的空間需求與期望的換能器殼體的小型化相反,并且由于空間原因通常不可能改裝現(xiàn)有的具有干燥室的測量換能器。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供一種用于相對壓力測量換能器的干燥模塊,以及能夠裝備有該干燥模塊的相對壓力測量換能器,用于克服上述問題。
為此,本發(fā)明涉及一種用于測量換能器的干燥模塊,該測量換能器用于將待測量的壓力計量記錄為相對于在測量換能器所在環(huán)境中占主導(dǎo)的參考壓力的相對壓力,該干燥模塊:
-在測量換能器的殼體內(nèi)部中具有從相對壓力傳感器通向殼體的殼體壁中的開口的參考壓力供應(yīng)件,以及
-具有連接元件,該連接元件的內(nèi)部空間通過開口與在測量換能器中延伸的參考壓力供應(yīng)件連接,
該干燥模塊包括:
-模塊殼體,所述模塊殼體具有內(nèi)部空間,干燥裝置,特別是水分吸附材料位于該內(nèi)部空間中,
-參考壓力供應(yīng)件,所述參考壓力供應(yīng)件延伸穿過所述模塊殼體的參考壓力供應(yīng)件,
--所述參考壓力供應(yīng)件的第一端能夠通過所述模塊殼體的開口與所述參考壓力接觸,
--參考壓力供應(yīng)件的第二端能夠通過所述干燥模塊的連接元件連接到所述測量換能器的參考壓力供應(yīng)件,所述干燥模塊的連接元件能夠與所述測量換能器的連接元件連接,以及
--所述參考壓力供應(yīng)件的模塊殼體的內(nèi)部空間與包含干燥裝置的內(nèi)部空間為可透濕氣連接。
本發(fā)明的第一個變化形式在于本發(fā)明的干燥模塊,其中
-延伸穿過模塊殼體的參考壓力供應(yīng)件被實施為管線,特別是毛細管線,
-通過至少一個管線中斷件、管線的管線壁中的至少一個開口和/或管線的至少一個可透濕的壁區(qū)域形成可透濕氣連接。
本發(fā)明的第二個變化形式在于本發(fā)明的干燥模塊,其中,
-延伸穿過模塊殼體的參考壓力供應(yīng)件包括具有不可透濕的壁的管線,特別是毛細管線,
-所述參考壓力供應(yīng)件的內(nèi)部空間與包含所述干燥裝置的內(nèi)部空間通過面向能夠與測量換能器的連接元件連接的管線的開口端實現(xiàn)可透濕連接。
在第二變化形式的第一實施例中,提供了中空空間,該中空空間鄰接管線的開口端,該開放端與圍繞在管線外部的模塊殼體的內(nèi)部空間連通。
在第二變化形式的第二實施例中,管線是毛細管線,其包括小管,特別是金屬小管,在該小管中插入至少一個附加小管,該附加小管為合成材料制成,特別是四氟乙烯-全氟(甲基乙烯基醚)(MFA)或全氟烷氧基烷烴(PFA)共聚物。
本發(fā)明的第一進一步發(fā)展方案在于本發(fā)明的干燥模塊,其中,
-參考壓力供應(yīng)件的內(nèi)部空間借助于可透濕膜,特別是可透濕以及水分收集膜與包含干燥裝置的模塊殼體的內(nèi)部空間分隔開,以及
-該可透濕連接穿過膜。
第一進一步發(fā)展方案的進一步發(fā)展方案在于干燥模塊,其中,
-所述參考壓力供應(yīng)件被實施為管線,或者包括管線,并且
-在所述膜和所述管線之間提供有間隙,特別是圍繞管線的環(huán)形間隙,特別是間隙寬度為十分之一或十分之幾毫米數(shù)量級的間隙。
在第一進一步發(fā)展方案的再一進一步發(fā)展方案中,膜是本體,特別是基本上環(huán)形本體,該膜
-在每個情況下,在其端部別具有加強件,特別是插入到模塊殼體的空腔中的加強件,以及
-加強件具有縱向連接的腹板,在腹板之間封閉有薄壁的膜區(qū)域。
在第一進一步發(fā)展方案的優(yōu)選實施例中,膜由硅樹脂、硅橡膠、聚氯乙烯(PVC)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚酰胺或聚酰亞胺組成。
在第一進一步發(fā)展方案的另一優(yōu)選實施例中,包含干燥裝置的模塊殼體的內(nèi)部空間被模塊殼體壁與干燥裝置的周圍環(huán)境隔絕,并且其被可透濕的膜與模塊殼體的剩余內(nèi)部空間隔絕。
在優(yōu)選實施例中,干燥裝置被布置在模塊殼體的內(nèi)部空間中,模塊殼體從外部圍繞延伸穿過模塊殼體的參考壓力供應(yīng)件。
在另一個優(yōu)選的實施方案中,干燥裝置是水分吸附材料,特別是沸石或硅膠,水分吸附材料被引入模塊殼體(23)中,特別地為粒狀材料或凝膠,特別是被可滲透水分的壁(特別是由硅樹脂、硅橡膠、聚氯乙烯(PVC)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚酰胺或聚酰亞胺制成的壁)環(huán)繞的粒狀材料或凝膠,或為固體,特別是作為沸石的燒結(jié)體或作為由水分吸附材料,特別是沸石或硅膠粉末,以及聚合物制成的復(fù)合體。
在本發(fā)明的另一進一步發(fā)展方案中,首先穿過模塊殼體并且與參考壓力接觸的參考壓力供應(yīng)件的端部前面放置有排斥水的,特別是不透水但透氣材料制成的過濾器,參考壓力通過該過濾器傳遞,特別是,被布置在具有至少一個均壓開口的蓋的下面的過濾器。特別地,該均壓開口被布置為從參考壓力供應(yīng)件的端部偏離。
此外,本發(fā)明涉及一種用于制造根據(jù)第一變化形式和第一進一步發(fā)展方案的干燥模塊的方法,其中,
-所述管線被插入,特別是被壓入或粘附到模塊殼體的蓋的連接插座中
-膜被推到管線上,及
-以這種方式預(yù)制的單元,以管線為前端,被引導(dǎo)插入到裝備有干燥裝置的模塊殼體中,其中連接插座與設(shè)置在模塊殼體上的固定部件連接。
此外,本發(fā)明涉及一種測量換能器,該測量換能器用于將待測量的壓力計量記錄為相對于測量換能器所在環(huán)境中占主導(dǎo)的參考壓力的相對壓力,包括:
-參考壓力供應(yīng)件,所述參考壓力供應(yīng)件在所述測量換能器的殼體的內(nèi)部從相對壓力傳感器連通至所述殼體的殼體壁上的開口,以及
-連接元件,所述連接元件被設(shè)置在所述殼體壁上的,
與連接元件可分離地連接的本發(fā)明的干燥模塊被放置在參考壓力供應(yīng)件的前面。
本發(fā)明的干燥模塊具有的優(yōu)點在于,其可通過位于測量換能器的殼體外部的連接元件連接到在殼體內(nèi)部延伸的參考壓力供應(yīng)件。這提供了這樣的優(yōu)點,即滲入殼體中的水分在全部進入測量換能器之前即被干燥模塊抽干。以這種方式,除了相對壓力傳感器之外,殼體中包含的其他部件也被保護避免受潮。
另一個優(yōu)點是,由于在殼體外部的位置,它可以在任何時候毫無問題地更換,并且最重要的是,更換時無需打開測量換能器。由于更換不會降低測量變送器的功能效能,因此不需要中斷測量操作。
由于干燥模塊不需要占用測量換能器的內(nèi)部空間,現(xiàn)有的測量換能器也可以改裝成帶有本發(fā)明的干燥模塊。為此,僅需在測量換能器的外部上的、參考壓力供應(yīng)件穿入殼體內(nèi)部的入口區(qū)域中設(shè)置可與干燥模塊的連接元件連接的連接元件。
此外,在參考壓力供應(yīng)件包括干燥模塊內(nèi)的不可透濕的毛細管線,并且可透濕連接通過其面向測量換能器的端部實現(xiàn)的情況中,實施例的優(yōu)選形式提供如下優(yōu)點,即毛細管線在其總長度上起到對水分滲透的擴散阻擋層層的作用,因此抵消水分的滲透。以這種方式,實現(xiàn)了在濕氣吸附材料達到吸附飽和之前而需要更換干燥模塊的干燥模塊的應(yīng)用時間的明顯延長。
附圖說明
現(xiàn)在將基于附圖更詳細地解釋本發(fā)明及其優(yōu)點,附圖中示出了實施例的兩個示例。附圖中相同的元件被提供有等同的附圖標記。附圖的圖號表示如下:
圖1是裝備有本發(fā)明的干燥模塊的第一變化形式的相對壓力測量換能器的原理示意圖;
圖2是裝備有本發(fā)明的干燥模塊的第二變化形式的相對壓力測量換能器的原理示意圖;
圖3是圖2的干燥模塊的結(jié)構(gòu)實施例。以及
圖4是圖3的干燥模塊的膜的視圖。
具體實施方式
圖1示出了相對壓力測量換能器3的原理示意圖(未按比例繪制),該相對壓力測量換能器3裝備有本發(fā)明的干燥模塊1,并且用于將待測量的壓力p計量記錄為相對于在測量換能器所在環(huán)境中占主導(dǎo)的參考壓力pref的相對壓力pR。
在大多數(shù)的應(yīng)用中,參考壓力pref是在使用位置處的大氣壓力。然而,如果在正壓或負壓空間中應(yīng)用測量換能器3,則參考壓力pref例如是該空間的內(nèi)部壓力。
測量換能器3包括殼體5,該殼體5中布置有相對壓力傳感器7。相對壓力傳感器7包括壓敏元件9,特別是測量膜,該壓敏元件9的第一側(cè)在測量操作中被供應(yīng)待測量的壓力p,其第二側(cè)在測量操作中被供應(yīng)參考壓力pref。將待測量的壓力p和待計量記錄的參考壓力pref之間的壓力差施加在壓敏元件9上導(dǎo)致了壓敏元件9的根據(jù)所需要計量記錄的相對壓力pR的偏轉(zhuǎn)。借助于機電換能器記錄該偏轉(zhuǎn),并且將該偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為根據(jù)待測量的相對壓力pR的電輸出信號。然后,該輸出信號可用于進一步處理和/或評估,例如通過布置在殼體5中并且連接到換能器的測量裝置電子裝置11執(zhí)行該進一步處理和/或評估。
適合用作相對壓力傳感器的裝置可以是,例如,半導(dǎo)體傳感器,如硅芯片,其具有應(yīng)用在平臺上的壓敏膜并且包含摻雜的壓阻電阻元件,該壓阻電阻元件例如連接在一起以形成測量電橋電路或電容、陶瓷、相對壓力測量單元,其具有至少一個電容器,該至少一個電容器的電容值根據(jù)測量膜的壓力相關(guān)變形。然而,可替選地,也可以應(yīng)用其它類型的相對壓力傳感器。
根據(jù)所使用的相對壓力傳感器7的類型,諸如這里使用的電容、陶瓷、相對壓力測量單元的示例所示,壓力可以通過暴露壓敏元件9的殼體5上的開口13而直接加載于壓敏元件9??商孢x地,壓力可以通過連接于相對壓力傳感器7的前部的壓力傳遞裝置加載。例如,壓力傳遞裝置包括通過隔離膜片與外界封閉的壓力接收室。壓力接收室通過壓力傳輸管線與測量室連接,其中壓敏元件9的第一側(cè)暴露于測量室中占主導(dǎo)的壓力之下。待測量的壓力p被直接地或通過過程連接件饋給至隔離膜片的外部,并且通過隔離膜片及壓力傳輸液被傳輸?shù)綔y量室中,然后作用在相對壓力傳感器3的壓敏元件9上。
測量換能器3包括在殼體5內(nèi)的參考壓力供應(yīng)件17,參考壓力供應(yīng)件17從相對壓力傳感器7延伸到殼體5的殼體壁中的開口15。例如,參考壓力供應(yīng)件17包括壓力傳輸管線,特別是毛細管線,其將從開口15外部提供的參考壓力pref傳輸?shù)綁好粼?的內(nèi)側(cè)。然而,壓力傳輸管線不是絕對需要的?;旧?,只要使得通過開口15供應(yīng)的參考壓力pref通過形成殼體5中的參考壓力供應(yīng)件17的相應(yīng)中空空間施加在待加載有參考壓力pref的壓敏元件9的內(nèi)側(cè)上即可。
此外,相對壓力測量換能器3包括設(shè)置在殼體壁上的連接元件19,連接元件19具有通過開口15連接到在殼體5內(nèi)部空間中延伸的參考壓力供應(yīng)件17的內(nèi)部空間21。
連接元件19可以是在測量換能器3的制造過程中提供的連接元件19,或者是隨后被施加在圍繞開口15的殼體壁的區(qū)域上的改裝過的連接元件19。關(guān)于金屬殼體5,其改裝可以通過隨后的例如焊接固定在為止制造的連接器元件19上,并且優(yōu)選地同樣由金屬制成。在測量換能器3由用于可更換插件的連接在開口15的前部中的機械固定裝置制造,并且包含不可透水過濾器或不可透水膜的情況中,固定裝置可以直接用作連接元件19,或者,適當?shù)貙嵤┑倪B接元件可以與該固定裝置接合。
本發(fā)明的干燥模塊1連接在于測量換能器3的殼體5內(nèi)部延伸的參考壓力供應(yīng)件17的前部。干燥模塊1包括模塊殼體23和參考壓力供應(yīng)件25,參考壓力供應(yīng)件25延伸穿過模塊殼體23。參考壓力供應(yīng)件25包括第一端,該第一端可通過模塊殼體23的開口27接收參考壓力pref。參考壓力供應(yīng)件25的第二端通過與測量換能器3的連接元件19連接的連接元件29與測量換能器3的參考壓力供應(yīng)件17連接。連接元件29被設(shè)置在模塊殼體23上與開口27相對的端部。
兩個連接元件19、29的連接是可分開的,優(yōu)選地是氣密的機械連接,例如優(yōu)選地實施為在其之間插入呈現(xiàn)出盡可能高氣密性的密封件的螺紋連接。
在模塊殼體23中設(shè)置有內(nèi)部空間,干燥裝置31,尤其是水分吸附材料位于在該內(nèi)部空間中。
優(yōu)選地,干燥裝置31以以下方式被布置在模塊殼體23的內(nèi)部空間中,使得干燥裝置31圍繞在延伸穿過模塊殼體23的參考壓力供應(yīng)件25的外部。優(yōu)選地,干燥裝置31在外部圍繞參考壓力供應(yīng)件25的其幾乎全長。此外,延伸穿過模塊殼體23的參考壓力供應(yīng)件25的內(nèi)部空間與包含干燥裝置31的內(nèi)部空間可透濕的連接。
水分吸附材料適合作為干燥裝置31,例如沸石或硅膠。兩種材料提供的優(yōu)點是,被它們吸收的水分可以通過加熱而大量驅(qū)除,使得它們可重復(fù)使用。干燥裝置31可以被引入內(nèi)部空間中,為粉末、粒狀材料、凝膠或固態(tài)形體。固態(tài)形體則可以被制造為模制部件。相應(yīng)的模制部件可以制成例如沸石的燒結(jié)體??商孢x地,復(fù)合體可以用作模制的部件,即由水分吸附材料(例如沸石或硅膠粉末)和聚合物制成的兩相固體材料。
雖然模制部件可直接施加在模塊殼體23中,相比之下,作為粉末、顆粒、或凝膠提供的干燥裝置31優(yōu)選地被壁圍繞,該壁優(yōu)選地為至少部分地可以透水分的給定的壁的形式。所制成的被壁包圍的結(jié)構(gòu)即是插入模塊殼體23中的壁。用于此的壁在整體上或至少部分地由可透濕材料構(gòu)成,例如硅樹脂、硅橡膠、聚氯乙烯(PVC)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚酰胺或聚酰亞胺。
可透濕連接可以根據(jù)例如在前面提到的DE 10 2010 003 709A1中描述方式,并結(jié)合布置于測量換能器的殼體內(nèi)部的干燥室實現(xiàn)。
為此,延伸穿過模塊殼體23的參考壓力供應(yīng)件25被實施為例如管線,特別是毛細管線,并且可透濕連接可通過管線中斷件、通過管線的管線壁中的至少一個開口,或者管線的至少一個可透濕壁區(qū)域來實現(xiàn)。這些變化方案在圖1中由參考壓力供應(yīng)件25的淺灰色壁段33示意性地示出。其中在第一變化方案的情況中,管線中斷件不存在;在第二變化方案的情況中,具有至少一個由不可透濕的材料制成的開口及至少一個開口,并且具有至少一個開口;在第三變化方案的情況中,具有至少一個可透濕的、全部或部分由可透濕材料(例如硅橡膠,聚氯乙烯(PVC),聚四氟乙烯(PTFE),聚酰胺或聚酰亞胺)構(gòu)成的壁區(qū)域??商孢x地,壁段33可以具有這些變化方案的組合。
在前兩個變化方案的情況中,參考壓力供應(yīng)件25的內(nèi)部空間與包含干燥裝置31的模塊殼體23的內(nèi)部空間之間的可透濕連接僅通過彼此鄰接的,分別地彼此過渡的中空空間形成。然而,優(yōu)選地,延伸穿過模塊殼體23的參考壓力供應(yīng)件25的內(nèi)部空間與包含干燥裝置31的模塊殼體23的內(nèi)部空間之間被可透濕的、優(yōu)選地是可透濕且吸收水分的膜35分隔開。膜35可由如硅橡膠、聚氯乙烯(PVC)聚四氟乙烯(PTFE),聚酰胺或聚酰亞胺構(gòu)成。
該膜35在圖1中以虛線示出。作為有利的,然而可選的補充元件。
為了在溫度變化和/或參考壓力pref變化的情況下保持較小的通過干燥模塊1交換的空氣量,膜35優(yōu)選以這樣的方式圍繞被實施為管線的參考壓力供應(yīng)件25:在膜35和管線之間僅存在窄的間隙37,特別是具有寬度為十分之一或十分之幾毫米的量級,例如十分之二毫米的間隙。
在第三變化方案中,管線的可透濕區(qū)域已經(jīng)執(zhí)行膜35的功能,使得在該變化方案的情況中,可以附加膜35,然而這不是必須的。
可透濕膜35以及管線的可透濕的壁區(qū)域尤其在高壓力波動的情況下起到轉(zhuǎn)移阻力的作用,并且由此使得通過膜35,相應(yīng)地通過可透濕的壁區(qū)域減慢兩個分離的內(nèi)部空間之間的空氣交換??諝饨粨Q的減慢延長了干燥裝置31吸收水分飽和需要更換干燥模塊1的之前干燥裝置31能夠使用的時間。
優(yōu)選地,膜35和干燥裝置31以這樣的方式定位和形成,使得它們彼此直接鄰接,例如,膜被實施為壁的形式,其至少部分地環(huán)繞干燥裝置31。
根據(jù)膜35和干燥裝置31的結(jié)構(gòu),在膜35和干燥裝置31之間可以存在中空空間38,通過該中空空間38進行從膜35到干燥裝置31的濕氣傳輸。為了在溫度和/或參考壓力pref改變的情況下保持通過干燥模塊1交換的空氣量盡可能小,以及保持干燥模塊1的構(gòu)造尺寸盡可能小,該中空空間38優(yōu)選地盡可能小。
本發(fā)明的干燥模塊1具有的優(yōu)點是,干燥模塊1被放置在在測量換能器3的殼體5的內(nèi)部延伸的參考壓力提供件17的前部。這提供了如下優(yōu)點:干燥模塊1捕獲在沒有干燥模塊的情況下會滲透到測量換能器3的殼體5中的空氣水分。此外,由于干燥模塊1連接在前部,所以通過測量換能器3的殼體5的開口15交換的空氣量顯著減少。因此,進入測量換能器3的空氣將明顯更少并且更干燥。
此外,由于干燥模塊1位于測量換能器3外部,所以干燥模塊1可以在任何時間無任何問題地更換,并且最重要的是,更換時不必打開殼體5。由于更換不會降低測量換能器3的功能能力,因此不會導(dǎo)致測量操作的中斷。
由于干燥模塊1不需要占據(jù)殼體5的內(nèi)部空間,因此現(xiàn)有的測量換能器可以按照上述方式被改裝為具有干燥模塊1。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明進一步發(fā)展方案的干燥模塊39的原理的示意圖(同樣未按比例繪制)。它與圖1所示的干燥模塊1的區(qū)別在于延伸穿過干燥模塊39的參考壓力供應(yīng)件41,以及參考壓力供應(yīng)件41的內(nèi)部空間與包含干燥裝置31的模塊殼體23的內(nèi)部空間之間的可透濕接。以下將詳細說明這些差別。那些無區(qū)別的部分則參照照圖1的說明。
與圖1所示的實施例的示例相對比,延伸穿過模塊殼體23的參考壓力供應(yīng)件41在此包括管線43,管線43在其整個長度上具有不可透濕的壁。管線43優(yōu)選是毛細管線。毛細管線具有的優(yōu)點是,由于有較小的內(nèi)徑,它們用作抵抗?jié)B透水分的擴散阻擋層。尤其適合作為毛細管線的是玻璃或金屬小管,或金屬小管,為了進一步減小內(nèi)徑,其內(nèi)部可以插入至少一個附加的合成材料的小管,例如特別是四氟乙烯-全氟(甲基乙烯基醚)(MFA)或全氟烷氧基烷烴(PFA)共聚物材料的小管。
除了提供作為對水分擴散的阻擋層的作用之外,具有較小內(nèi)徑的管線43還具有以下優(yōu)點:對于作為時間的方程而緩慢變化的參考壓力pref,它可以從外部向內(nèi)部幾乎無阻力地傳遞,而對于向外部的傳遞的、快速作用的壓力變化則有較高的傳遞阻力,例如可以在測量換能器3用蒸汽噴射清潔的情況下所產(chǎn)生的。快速的壓力升高首先使得封閉在管線43中的空氣體積的壓縮。以這種方式,在管線43的內(nèi)部中產(chǎn)生背壓,其抵抗液體,例如水的滲透。如果外部壓力下降,則管線43中的空氣再次膨脹,并且在給定情況下,將在有背壓時仍然滲透的液體壓回到模塊殼體23之外。同樣地,這也適用于在給定情況下,由于非常短時間內(nèi)的非常高的壓力的作用而滲透到管線43中的空氣。即,抵抗背壓而壓入管線43中的空氣的至少一部分將被擠出管線43。
在如圖2所示的本發(fā)明的變化方案的情況中,管線43的內(nèi)部空間與包含水分吸附材料31的內(nèi)部空間的可透濕連接通過管線43上的、面向連接元件29的開放端45實現(xiàn),該連接元件29可與測量換能器3的連接元件19連接。
為此,優(yōu)選地,在模塊殼體23中的開放端45之前提供非常小的中空空間47,特別是與模塊殼體23外部所圍繞的、管線43的內(nèi)部空間連通的間隙。
同樣在本發(fā)明的這種變化方案的情況中,參考壓力供應(yīng)件41的內(nèi)部空間優(yōu)選地被可透濕膜35與包含干燥裝置31的模塊殼體23的內(nèi)部空間分開。此處,膜35優(yōu)選地以如下的方式圍繞管線41,使得在膜35和管線43之間僅存在小的間隙。在這種情況下,膜35同時從包含干燥裝置31的模塊殼體23的內(nèi)部空間內(nèi)形成布置在管線41開放端45前部的中空空間47的可透濕邊界。同樣在此處,膜35與干燥裝置31彼此鄰接,如上面結(jié)合圖1所述,優(yōu)選地彼此直接鄰接,由于膜35和干燥裝置31的結(jié)構(gòu),膜35和干燥裝置31被一個盡可能小的中空空間38彼此分開。
優(yōu)選地,本發(fā)明的干燥模塊1、39具有過濾器49,該過濾器49連接在通過模塊殼體23的參考壓力供應(yīng)件25、41的參考壓力接收端(即,在外部加載參考壓力pref的端部)的前部。該過濾器49由排斥水的,優(yōu)選不可透水但可透氣的材料制成。適用于此的材料是疏水或疏水化的聚四氟乙烯,聚醚砜或燒結(jié)金屬,使得水不能通過過濾器49滲透到參考壓力供應(yīng)件25、41的內(nèi)部空間中,然而,蒸汽可以很順利地通過過濾器49從內(nèi)部空間逸出。
過濾器49被布置在例如安裝在模塊殼體23前部并且覆蓋參考壓力供應(yīng)件25、41的輸入開口的蓋51中。蓋51包括至少一個均壓開口53,開口53被布置為從參考壓力供應(yīng)件25、41的輸入開口偏離,且參考壓力pref通過開口53傳送。
在干燥模塊1、39暴露于直接噴水或水射的給定情況下,蓋51則提供抵御直接噴水或水射的保護。過濾器49提供的優(yōu)點是,它對快速的壓力變化,例如蒸汽噴射清潔過程產(chǎn)生的壓力變化具有高的傳遞阻力,相比之下,它幾乎無阻力地傳遞緩慢變化的參考壓力pref。
圖3示出了作為原理的示意圖的圖2所示的干燥模塊39的結(jié)構(gòu)實施例的示例。圖4示出了圖3的膜35的視圖。
在示出的結(jié)構(gòu)實施例中,模塊殼體23包括基本為圓柱形的殼體本體55,其相對排布的端部別由蓋57、59密封。為了實現(xiàn)盡可能小的結(jié)構(gòu)形狀和高氣密性,模塊殼體23優(yōu)選地由焊接制成。為此,模塊殼體23可以具有,例如這里所示的,通過形成蓋57的底板密封的一個端部、基本上為圓柱形的殼體本體55,及背向所述底板的、與基本上為墊圈形的蓋59焊接的另一端部??商孢x地,可以采用基本上圓柱形的殼體,在各個情況中,在其兩個端部分別焊接基本上是墊圈形的蓋。
可替選地,蓋可以實施為罐形,分別是蓋形的,優(yōu)選地介于具有盡可能高氣密性的密封件之間,該密封件被旋入圓柱形殼體的端部上到圓柱形殼體的端部中。然而,以這種方式制造的模塊殼體具有與焊接的變化方案相比略大的外部尺寸。
膜35優(yōu)選地形成為基本上環(huán)形的本體,在各個情況中,在其兩個端部上分別具有加強件61。加強件61例如是膜35的環(huán)形端部區(qū)域,其中膜35端部區(qū)域具有比其余區(qū)域大的壁厚度。優(yōu)選地,作為端加強件61的補充,膜35包括較大壁厚的腹板63,腹板63在縱向方向上連接這些加強件61。封閉在腹板63之間的是薄壁膜區(qū)域65。如圖3和圖4中所示的,腹板63以直線形式延伸,或者實施為連接加強件的柵格。
這種結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了具有形狀穩(wěn)定性高的膜35,并且便于其安裝??梢酝ㄟ^例如將管線43插入,特別是壓入或粘附到形成在蓋51上的連接插座67中來安裝。
圖3所示的管線43被實施為毛細管線,其包括外部小管69,特別是金屬小管,為了進一步減小內(nèi)徑,外部小管69中插入另外兩個小管71、73,其中一個小管71、73放置在另一個中,小管71、73由合成材料制成,例如,四氟乙烯-全氟(甲基乙烯基醚)(MFA)或全氟烷氧基烷烴(PFA)共聚物。
然后,膜35被推到管線43上,以這種方式預(yù)制的單元以管線43為前端,插入到裝備有干燥裝置31的模塊殼體23中,于是連接插座67被連接到利用模塊殼體23的蓋57對應(yīng)實現(xiàn)的緊固件77,特別是螺紋件中,中間插入盡可能高的氣密性的密封件75。在這種情況下,優(yōu)選地插入盡可能高的氣密性的密封件79的端加強件61被引入在模塊殼體23中形成的相應(yīng)空腔中。
1 干燥模塊
3 測量換能器
5 殼體
7 相對壓力傳感器
9 壓敏元件
11 測量電子元件
13 開口
15 開口
17 參考壓力供應(yīng)件
19 連接元件
21 內(nèi)部空間
23 模塊殼體
25 參考壓力供應(yīng)件
27 開口
29 連接元件
31 干燥裝置
33 壁段
35 膜
37 間隙
38 中空空間
39 干燥模塊
41 參考壓力供應(yīng)件
43 管線
45 管線的開放端
47 空腔
49 過濾器
51 蓋
53 均壓開口
55 殼體本體
57 蓋
59 蓋
61 加強件
63 腹板
65 膜區(qū)域
67 連接插座
69 小管
71 小管
73 小管
75 密封件
77 固定部
79 密封件