CH671463A5

CH671463A5 -

Info

Publication number: CH671463A5
Application number: CH271786A
Authority: CH
Inventors: Gerd Prof Dr Sc Techn Jaeger; Rainer Dr Sc Techn Gruenwald; Hans-Joachim Dr-Ing Buechner; Walter Dipl-Ing Schott
Original assignee: Ilmenau Tech Hochschule
Priority date: 1985-07-31
Filing date: 1986-07-07
Publication date: 1989-08-31
Also published as: DE3621862A1; DD239868A1

Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, die zur hochgenauen Druckmessung eingesetzt werden kann.

Entsprechend der DE-PS 2 851 866 ist ein Druckmessgerät bekannt, bei dem ein Faltenbalg mit einem Druck beaufschlagt und der dadurch verursachte Hub mittels einer Schubstange auf einen am Ende gabelförmig ausgebildeten Hebelarm übertragen wird. Der andere, längere Hebelarm verschiebt ebenfalls über ein gabelförmiges Endstück einen Anzeigestift. Die Lage dieses Anzeigestiftes ist damit ein Mass für den eingeleiteten Druck.

Nachteilig an dieser Vorrichtung ist, dass durch Spiel in dem Übertragungshebel erhebliche Fehler entstehen. Weiterhin werden bei dieser Vorrichtung keine elektrischen Ausgangssignale erzeugt und somit ist eine automatische Messwertverarbeitung nicht möglich.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Vorrichtung, mit der Drücke in gasförmigen und flüssigen Medien bei kleinen Messunsicherheiten so gemessen werden können, dass digitale elektrische Ausgangssignale zur Verfügung stehen.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegeben.

Die Biegeplatte, der Grundkörper, die Befestigungsplatte, die Montageplatte und der Verbindungssteg können aus Kieselglas, Silizium oder Metall bestehen. Weiterhin ist es möglich, den Federbalg aus Kieselglas oder Silizium herzustellen.

Der u-förmige Verformungskörper kann auch aus zwei Biegeplatten und einem Quersteg bestehen, wobei die Befestigungsplatte am Quersteg angebracht ist. Die Tripelreflektoren können als Tripelstreifen ausgebildet sein. Wird der Federbalg mit einem Innendruck beaufschlagt, so dehnt er sich in seiner Längsrichtung aus. Dadurch wird die Biegeplatte des u-förmigen Verformungskörpers deformiert, so dass die beiden an der Biegeplatte befestigten Tripelreflektoren verschoben werden. Da die Tripelprismen am äusseren Ende der Biegeplatte angeordnet sind, ist der Verschiebeweg der Tripelprismen grösser als der Hub des Federbalges.

Durch die Verschiebung der Tripelprismen kommt es im Interferometer zu einer Änderung des Gangunterschiedes der miteinander interferierenden Teilstrahlen und damit zur Auswanderung der Interferenzstreifen, die mit Hilfe von fotoelektrischen Empfängern erfasst werden können. Durch die Winkel +1) und - T| der 60 "-Prismen können mit den fotoelektrischen Empfängern um 90 " phasenverschobene Signale abgetastet werden, die nach einer Auswerteschaltung richtungsabhängig einem Zähler zugeführt werden. Der Zählerstand ist dabei ein proportionales Abbild des eingeleiteten Druckes. Durch die Dimensionierung des Federbalges und der Biegeplatte des Verformungskörpers kann der Druckmessbereich in einem grossen Bereich variiert werden.

Die Erfindung soll anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt:

Fig. 1 : Seitenansicht der Anordnung mit u-förmigem Verformungskörper, Faltenbalg und Interferometer

Fig. 2: Draufsicht der Anordnung

Fig. 3 : Interferometer mit Teilerprisma, Umlenkprisma und Tripelreflektoren

Fig. 4: Verformungskörper mit zwei Biegeplatten

Entsprechend Fig. 1 ist der Federbalg 1 über die Koppelstücke 2 und 3 mit einem u-förmigen Verformungskörper 4 verbunden, wobei der u-förmige Verformungskörper 4 aus der Biegeplatte 4.1 und dem Grundkörper 4.2 besteht. Der Federbalg 1 ist aus Metall, die Biegeplatte 4.1 aus Kieselglas und der Grundkörper 4.2 aus Kieselgut hergestellt. Am Grundkörper 4.2 ist eine Befestigungsplatte 5 aus Kieselgut fest angebracht. Die Befestigungsplatte 5 ist entsprechend Fig. 2 beidseitig vom Grundkörper 4.2 am Grundgestell 6 gehaltert. An der Biegeplatte 4.1 des Verformungskörpers 4 sind ein Tripelreflektor 7 und über den Verbindungssteg 14 aus Kieselgut der Tripelreflektor 10 angebracht. Am Grundkörper 4.2 sind eine Montageplatte 8 und das Umlenkprisma 11 fest angeordnet. Das Teilerprisma 9 besteht entsprechend Fig. 3 aus zwei 60 "-Prismen 9.1 und 9.2, wobei am 60 "-

2

s

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3 671463

Prisma 9.1 der 90 "-Winkel um den Winkel -1| und am 60 °- dungssteg 14 und die Montageplatte 8 können aus Kieselglas

Prisma 9.2 der 90 "-Winkel um den Winkel + t| abweichen. hergestellt sein.

Das Teilerprisma 9 besitzt drei 60 "-Winkel, und es sind die Die Biegeplatte 4.1, der Grundkörper 4.2, die Befestigungs-

entspiegelten Platten 19 und 20 und die verspiegelten Platten platte 5, die Montageplatte 8 und der Verbindungssteg 14 21 und 22 in einer Flucht angeordnet. Das Interferometer mit s können aus Silizium bestehen.

Teilerprisma 9, Umlenkprisma 11 und kippinvarianten Die Biegeplatte 4.1, der Grundkörper 4.2, die Befestigungs-

Reflektoren 7 und 10 wird durch eine monochromatische platte 5, die Montageplatte 8 und der Verbindungssteg 14

Lichtquelle über ein optisches System beleuchtet. Das Inter- können aus Metall sein.

ferenzbild wird mit den Fotoempfängern 15 und 16 so abge- Der Federbalg 1 kann aus Kieselglas hergestellt sein.

tastet, dass zwei um 90 ° phasenverschobene Signale ent- io Der Federbalg 1 kann aus Silizium hergestellt sein.

stehen. Diese werden in der Impulsformerstufe 17 elektro- Der u-förmige Verformungskörper 4 kann aus zwei Biegenisch so verarbeitet, dass im Vor-Rückwärts-Zähler 18 die platten 4.1 und einem Quersteg 4.3 bestehen, wobei die Befe-Zählung der im Interferenzbild durchgelaufenen Interfe- stigungsplatte 5 am Quersteg 4.3 entsprechend Fig. 4 ange-renzstreifen richtungsabhängig erfolgt. bracht ist. Die Tripelreflektoren 7 und 10 können als Tripel-Der Grundkörper 4.2, die Befestigungsplatte 5, der Verbin- is streifen ausgebildet sein.

B

1 Blatt Zeichnungen

Claims

671463 PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zur Druckmessung, bestehend aus Federbalg, Verformungskörper, Interferometer mit kippinvarianten Reflektoren, monochromatischer Lichtquelle, optischen Systemen, fotoelektrischen Empfängern, Impulsformerstufen und Vor-Rückwärts-Zähler, dadurch gekennzeichnet, dass der Federbalg (1) über Koppelstücke (2,3) mit einem u-förmigen Verformungskörper (4) verbunden ist, der u-förmige Verformungskörper (4) aus einer Biegeplatte (4.1) und einem Grundkörper (4.2) besteht, an dem Grundkörper (4.2) eine Befestigungsplatte (5) fest angebracht ist, die Befestigungsplatte (5) beidseitig vom Grundkörper (4.2) an einem Grundgestell (6) gehaltert ist, an der Biegeplatte (4.1) des Verformungskörpers (4) ein Tripelreflektor (7) und über einen Verbindungssteg (14) ein weiterer Tripelreflektor (10) angebracht ist, am Grundkörper (4.2) eine Montageplatte (8) befestigt ist, auf der ein Teilerprisma (9) und ein Umlenkprisma (11) fest angeordnet sind, das Teilerprisma (9) aus zwei 60 "-Prismen (9.1,9.2) besteht, am ersten 60 "-Prisma (9.1) der 90 "-Winkel um — und am zweiten 60 "-Prisma (9.2) der 90 "-Winkel um + r| abweichen, das Teilerprisma (9) drei 60 "-Winkel besitzt und dass am Teilerprisma (9) erste entspiegelte Platten (19,20) und zweite verspiegelte Platten (21, 22) in einer Flucht angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (4.2), die Befestigungsplatte (5), der Verbindungssteg (14) und die Montageplatte (8) aus Kieselglas hergestellt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegeplatte (4.1), der Grundkörper (4.2), die Befestigungsplatte (5), die Montageplatte (8) und der Verbindungssteg (14) aus Silizium bestehen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegeplatte (4.1), der Grundkörper (4.2), die Befestigungsplatte (5), die Montageplatte (8) und der Verbindungssteg (14) aus Metall bestehen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Federbalg (1) aus Kieselglas hergestellt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Federbalg (1) aus Silizium besteht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (4.2), die Befestigungsplatte (5), der Verbindungssteg (14), die Montageplatte (8) aus Kieselgut, die Biegeplatte (4.1) aus Kieselglas und der Federbalg (1) aus Metall bestehen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der u-förmige Verformungskörper (4) aus zwei Biegeplatten (4.1) und einem Quersteg (4.3) besteht und die Befestigungsplatte (5) am Quersteg (4.3) angebracht ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tripelreflektoren (7,10) als Tripelstreifen ausgebildet sind.