測量元件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種測量元件。
【背景技術(shù)】
[0002]在先技術(shù)中已知多種測量元件，其包括測量元件主體和安裝在測量元件主體上的測量膜。當(dāng)測量元件按需要被使用在朝向測量環(huán)境的測量膜的上表面的至少一個測量部時，測量膜與測量環(huán)境直接接觸。
[0003]被配置成在電容性模式下操作的壓力測量元件通常被用于此目的。在該壓力測量元件中，彼此處于相對位置的電極一方面被設(shè)置在測量膜內(nèi)側(cè)，且另一方面被設(shè)置在基體上；且上述電極形成測量電容。作用在測量膜上的力導(dǎo)致上述電極之間的距離改變，且該距離的改變使得可檢測壓力的改變。
[0004]在先技術(shù)中，這樣的測量元件被用于如壓力測量裝置中。在此情況下應(yīng)注意，在某些應(yīng)用中經(jīng)過一段時間在測量膜上會形成沉積物。該沉積物通?？赡苁氢}質(zhì)堆積或泥漿，其可在操作壓力測量裝置的過程中形成硬殼。該硬殼相應(yīng)可導(dǎo)致重大測量錯誤，因為其影響測量膜的硬度，或更確切地，由于所形成層的張力而使測量膜變形。不僅金屬上表面(如不銹鋼)而且陶瓷上表面(如氧化鋁)也通常被用于壓力測量技術(shù)，其中由于其上表面的特性，它們往往形成高粘著性沉積物。為了確保測量的一貫性質(zhì)量，因此使用者有必要對該壓力測量裝置進行頻繁地維護，以便于除去積累的物質(zhì)。除了需要頻繁地維護這一缺點之夕卜，也存在測量膜在移除累積物的過程中將被損壞的風(fēng)險。
[0005]這便是本實用新型的出發(fā)點。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型的目的是提供一種壓力測量元件，其防止上述的物質(zhì)累積，極大地減少殘留物累積或至少使得清除任何殘留物累積方便許多。
[0007]該目的通過具有本實用新型權(quán)利要求特征的測量元件而實現(xiàn)。
[0008]附屬權(quán)利要求的主旨在于有利的進一步發(fā)展。
[0009]一種實用新型測量元件包括測量主體和安裝在測量主體上的測量膜，其中當(dāng)將測量元件使用在朝向測量環(huán)境的膜的上表面的至少一個測量部時，測量膜直接與測量環(huán)境相接觸，該測量元件的特征在于防粘涂層被布置在至少測量部上。適當(dāng)?shù)姆勒惩繉右环矫婵煞乐光}質(zhì)沉積物或泥漿的累積以及測量區(qū)域(在此區(qū)域膜與測量環(huán)境相接觸)硬殼的形成，且另一方面，可使得一旦產(chǎn)生硬殼時更易于移除該種硬殼。
[0010]優(yōu)選的防粘涂層是能提高測量元件基材，或更確切地，提高具有防粘作用的測量膜的良好性能，但不降低其他性能，例如，抗磨損性能、耐腐蝕性或測量信號。
[0011]如果防粘涂層被涂覆在朝向測量環(huán)境的膜的整個上表面上，其在制備上會很簡單。在此情況下，在整個上表面上涂覆防粘涂層特別容易，因為可以通過結(jié)構(gòu)化防粘涂層進行分配。該防粘涂層可通過如多種沉積方法(如化學(xué)氣相沉積)、沉積涂層、濺射或其他適當(dāng)方法很容易地涂覆在測量膜的外側(cè)。
[0012]此外，防粘涂層還可布置在鄰近朝向測量環(huán)境的上表面的膜的側(cè)面。這點可被配置，尤其是當(dāng)膜通過周向結(jié)合層的方式被安裝在基體上時，此種方式下防粘涂層也至少部分覆蓋結(jié)合層，且優(yōu)選地覆蓋與結(jié)合層相鄰的基體的側(cè)面。在此情況下，防粘涂層優(yōu)選地覆蓋基體側(cè)面的1/10，甚至更優(yōu)選地1/3和最優(yōu)選地1/2。由于防粘涂層被布置在測量膜的上表面和側(cè)面，以及測量元件的結(jié)合層和基體，就達到了以下目的，即一方面根據(jù)本實用新型的測量元件的大部分可直接與測量環(huán)境接觸；且另一方面，可有效防止周向結(jié)合層被侵蝕。
[0013]在本文中，優(yōu)選的防粘涂層對水的接觸角優(yōu)選地大于90°，且表面張力優(yōu)選地小于 30mN/m。
[0014]如果防粘涂層的涂覆溫度低于220°C，優(yōu)選地為低于150°C，可以將防粘涂層的涂覆尤其好地結(jié)合到測量元件的生產(chǎn)過程中。低于200°C或低于150°C的涂覆溫度使得可在測量膜已經(jīng)連接到測量元件的基體上時將防粘涂層涂覆在測量元件上。該方法尤其考慮到可通過例如焊料玻璃或硬焊料方式制備的周向結(jié)合層。
[0015]如果防粘涂層的形成不含聚合物，防粘涂層可達到較高的耐磨損性。
[0016]由金剛砂制成的陶瓷涂層使得其尤其適合此種防粘涂層。金剛砂對水的接觸角為約95°，其對應(yīng)于表面張力為25mN/m。此外，金剛砂具有大于2，300的維氏硬度。相比之下，氧化鋁的維氏硬度為1，900 ;且因此氧化鋁的各個性能通過防粘涂層被提升。
[0017]與此同時，優(yōu)選的防粘涂層的層厚在I μ m-40 μ m之間，其中優(yōu)選的層厚為10 μ m。
[0018]可使用上述防粘涂層的典型測量元件包括基體和/或測量膜，其中測量膜與基體之間的結(jié)合層優(yōu)選地通過玻璃焊料或硬焊料產(chǎn)生。
【附圖說明】
[0019]以下參照附圖對本實用新型進行詳細說明。附圖如下:
[0020]圖1是顯示為具有防粘涂層的示范測量元件的實施例的立體圖；和
[0021]圖2是圖1中測量元件的截面圖。
【具體實施方式】
[0022]圖1是測量元件I的立體圖，其在本實施例中被設(shè)計成陶瓷壓力測量元件。測量元件I具有測量元件主體3。測量膜5通過由焊料玻璃制成的周向結(jié)合層13安裝在所述測量元件主體的正面上。金屬鍍膜被安裝在測量元件主體3的上表面和測量膜5的上表面，兩個上表面相向。所述金屬鍍膜形成測量電容，通過該電容可以檢測由測量膜5與基體3之間距離的變化從而檢測壓力的變化。
[0023]此外，測量元件I具有防粘涂層7，其覆蓋測量膜5、周向結(jié)合層13以及測量元件主體3的側(cè)面12的一部分。
[0024]測量元件上防粘涂層7的布置顯示在圖2中。
[0025]圖2是圖1中顯示的測量元件I的截面圖。在此情況下為了更好地概覽，相關(guān)的尺寸沒有按照比例繪制。
[0026]從圖2可以清楚看出，防粘涂層7被涂覆在測量膜5的整個上表面9上、測量膜11的側(cè)面上以及周向結(jié)合層13和基體12的側(cè)面(其被安裝以便于鄰接結(jié)合層13)上。因此，通過此方式使得防粘涂層7覆蓋周向設(shè)置的由焊料玻璃制成的結(jié)合層13，因此有效地防止受測量環(huán)境的影響。
[0027]在本示范實施例中，防粘涂層7的層厚d為10 μ m。該層厚d確保測量元件I的有益性能(該有益性能可在該層厚下建立)在尤其是測量膜5的區(qū)域內(nèi)得以保持，且甚至可通過防粘涂層7被提升。
[0028]在本示范實施例中，防粘涂層7被涂覆在由氧化鋁制成的陶瓷測量元件I上，且所述涂層由金剛砂制成。
[0029]與氧化鋁相比，金剛砂的耐磨損性能被提升，且可涂覆在使用的材料(在本實施例中為陶瓷和玻璃)上且尤其具有良好的粘結(jié)強度。此外，金剛砂被允許用于食品應(yīng)用，且具有與測量膜5相似的熱膨脹系數(shù)，因此防粘涂層和測量膜5之間不產(chǎn)生剪力。
[0030]改良的金剛砂表面結(jié)構(gòu)(其可通過如CVD工藝涂覆)使得可極大地減少鈣質(zhì)累積或泥漿臟污(它們通常會導(dǎo)致問題)，且使得更易于清除。
[0031]與在先技術(shù)相比，該方法可極大地減少所導(dǎo)致的更長的維護間隔；且此外在清除物質(zhì)累積的過程中損害測量膜5的風(fēng)險可極大地降低。
[0032]符號列表:
[0033]I測量元件
[0034]3測量元件主體
[0035]5測量膜
[0036]7防粘涂層
[0037]9上表面
[0038]11膜側(cè)面
[0039]12基體側(cè)面
[0040]13結(jié)合層
[0041]d 層厚。
【主權(quán)項】
1.測量元件，包括測量元件主體(3)和安裝在所述測量元件主體(3)上的測量膜(5)，其中當(dāng)所述測量元件(I)按需要被用在朝向測量環(huán)境的所述膜(5)的上表面(9)的至少一個測量部時，所述測量膜(5)與所述測量環(huán)境直接接觸，其特征在于，防粘涂層(7)至少被布置在所述測量部上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的測量元件， 其特征在于，所述防粘涂層(7)被涂覆在朝向所述測量環(huán)境的膜(5)的整個上表面(9)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的測量元件， 其特征在于，所述防粘涂層(7)還被布置在與朝向所述測量環(huán)境的所述上表面(9)相鄰的膜(11)的側(cè)面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的測量元件， 其特征在于，所述膜(5)通過周向結(jié)合層(13)被安裝在基體上，且所述防粘涂層(7)覆蓋所述結(jié)合層(13)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4中所述的測量元件， 其特征在于，所述防粘涂層(7)至少部分覆蓋與所述結(jié)合層(13)相鄰的基體(12)的側(cè)面；且所述防粘涂層覆蓋所述基體側(cè)面的至少1/10。
6.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的測量元件， 其特征在于，所述防粘涂層覆蓋所述基體側(cè)面的1/3。
7.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的測量元件， 其特征在于，所述防粘涂層覆蓋所述基體側(cè)面的1/2。
8.根據(jù)前述任一權(quán)利要求中所述的測量元件， 其特征在于，所述防粘涂層(7)對水的接觸角大于90°。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一所述的測量元件， 其特征在于，所述防粘涂層(7)的涂覆溫度低于200°C。
10.根據(jù)權(quán)利要求9中所述的測量元件， 其特征在于，所述防粘涂層(7)的涂覆溫度低于150°C。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一所述的測量元件， 其特征在于，所述防粘涂層(7)不含聚合物。
12.根據(jù)權(quán)利要求11中所述的測量元件， 其特征在于，所述防粘涂層(7)為陶瓷涂層。
13.根據(jù)權(quán)利要求12中所述的測量元件， 其特征在于，所述防粘涂層(7)由金剛砂形成。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一所述的測量元件， 其特征在于，所述防粘涂層(7)的層厚⑷在1μπι-40μπι之間。
15.根據(jù)權(quán)利要求14中所述的測量元件， 其特征在于，所述防粘涂層(7)的層厚(d)為ΙΟμπι。
16.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一所述的測量元件， 其特征在于，所述測量元件主體和/或測量膜(5)由陶瓷形成。
17.根據(jù)權(quán)利要求4-7中任一項所述的測量元件，其特征在于，所述結(jié)合層(13)通過焊料玻璃或硬焊料產(chǎn)生。
【專利摘要】測量元件(1)，包括測量元件主體(3)和安裝在測量元件主體(3)上的測量膜(5)，其中當(dāng)測量元件(1)被用在朝向測量環(huán)境的膜(5)的上表面(9)的至少一個測量部時，測量膜(5)與測量環(huán)境直接接觸，其中防粘涂層(7)至少被布置在測量部上。
【IPC分類】G01L9-12, G01L19-06
【公開號】CN204461667
【申請?zhí)枴緾N201420816317
【發(fā)明人】約恩·雅各布
【申請人】Vega格里沙貝兩合公司
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2014年12月18日
【公告號】DE102013226775A1, EP2887041A1, US20150177087