DD217020A1 - Empfindlicher differenzdruckaufnehmer - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Differenzdruckaufnehmer zur Messung sehr kleiner Differenzdruecke, der ein druckproportionales elektrisches Ausgangssignal abgibt. Er ist robust und damit in Anlagen der Energie- und Verfahrenstechnik auch in aggressiven Medien zur Messung von Differenzdruecken und darauf zurueckfuehrbare Groessen wie z. B. Durchfluss und Fuellstand einsetzbar. Das Ziel der Erfindung besteht darin, einen Differenzdruckaufnehmer bereitzustellen, der zur Messung sehr kleiner Differenzdruecke ( 10 Pa) geeignet ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Lagerung des axial verschiebbaren Druckstabes reibungsfrei zu gestalten. Diese Aufgabe wird erfindungsgemaess dadurch geloest, dass der Druckstab durch Federn in seiner radialen Position gehalten wird. Dadurch gelingt es, die durch die Lagerung des Druckstabes verursachte Reibung zu eliminieren. Dies wiederum hat zur Folge, dass die Differenzdruckmessung hysteresefrei erfolgt und die absolutdruckabhaengige Nullpunktdrift vermieden wird. Die untere Messbereichsgrenze wird nur noch durch die Federkonstanten der elastischen Glieder (zum Beispiel Metallbaelge) bestimmt. Besonders vorteilhaft ist es, als Federn sogenannte Kronenfedern zu verwenden, deren Federkonstante im Verhaeltnis zur Federkonstante der Metallbaelge vernachlaessigbar klein ist.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Differenzdruckaufnehmer zur Messung sehr kleiner Differenzdrücke, der ein druckproportionales elektrisches Ausgangssignal abgibt. Er ist robust und damit in Anlagen der Energie- und Verfahrenstechnik auch in aggressiven Medien zur Messung von·Differenzdrücken und darauf zurückfUhrbare Größen wie z. B. Durchfluß und Füllstand einsetzbar.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen ' ' ι . ι . .·..' ..· ,. /...'

Bekannte technische Lösungen zur Messung von kleinen Differenzdrücken sind die sogenannten Flüsslgk'eitsmano-'· meter, bei denen infolge eines anliegenden Differenz druckes, eine Flüssigkeitssäule in ihrer Höhe verschoben wird und: .die Größe der Verschiebung das Maß für den Differenzdruck 4arstellt. Die Messung der Verschiebung erfolgt auf'optischem oder seltener auf elektrischem Wege. , : \ , Handelt es sich bei den zu messenden Medien jedoch um aggressive und zu Ausfällungen neigende Medien, so daß¹ eine hohe Dichtheit nach außen verlangt wird - wie etwa in kerntechnischen Anlagen - sind Flüssigkeitsmanometer nicht einsetzbar. Zur Messung kleiner Differenzdrücke sind weiterhin empfindliche Federmanometer bekannt. Diese verwenden i als elastische Glieder Membranen (Plattenfedern) oder !Me₁ ~ ^l tallbälge beziehungsweise Kombinationen beider. Die i Forderungen Korrosionssicherheit und Dichtheit sind jedoch in der Regel nur bei Verwendung von gegeneinander arbeitenden Metallbälgen zu erfüllen. Derartige Differenzdruckaufnehmer sind als sogenannte Bartonzellen bekannt. Aufbau und Wirkungsweise werden in [ä. Donath: Differenz·- druckaufnehmer für flüssiges Natrium, wiss_e Zschi·. TU ^f Dresden 26 (1977) 3/4; M.E. Flotow u.a.: Differential Pressure Gauge for Use with Liquida and Corrosive Fluids, _v\

Review of Scient. Instr. 29.(1958) TO] beschrieben. Die Zelle besteht aus zwei symmetrisch angeordneten Meßkarnmern mit Metallbälgen als elastische Glieder, die vom Druck p^ und Pp beaufschlagt werden. Die Meßkammern sind über das Gehäuse und die Metallbälge über den Druckstab verbunden. Bei einer Druckdifferenz (p^+Pp) zwischen den Meßkammern wird der Druckstab relativ zum Gehäuse verschoben. Diese Verschiebung wird elektrisch abgegriffen. Sie ist dem Differenzdrück proportional. Sind die Anforderungen an die Dichtheit geringer, so ist in dieser Zelle auch der Einsatz anderer elastischer Glieder wie zum Beispiel Membranfeldern möglich. Um ein,Ausknicken der'elastischen Glieder (Metallbälge, Membranfedern) zu verhindern, muß der Druckstab axial gelagert werden. Diese Lagerung erfolgt bei den bekannten Lösungen reibend. Durch die Haftreibung entsteht jedoch Hysterese, die den Meßbereich nach unten begrenzt und Messungen von Differenzdrückend 10 Pa nicht mehr zuläßt.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, einen Differenzdruckaufnehmer bereitzustellen, der zur Messung sehr kleiner Differenzdrucke (< 10 Pa) geeignet ist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung .,.liegt die Aufgabe zugrunde, die Lagerung des axial verschiebbaren Druckstabes reibungsfrei zu gestalten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Druckstab durch Federn in .seiner radialen Position gehalten wird. Dadurch gelingt es, die durdh die ,Lagerung

des Druckstabes verursachte Reibung zu eleminieren. Dies wiederum hat zur Folge, daß die Differenzdruckmessung hysteresefrei erfolgt und die absolutdruckabhängige Nullpunktdrift vermieden wird. Die untere Meßbereichsgrenze wird nur noch durch die Federkonstan-€en der elastischen Glieder (zum Beispiel Metalibälge) bestimmt. . _ ' '

Besonders vorteilhaft ist es, als Federn sogenannte Kronenfedern zu verwenden, deren Federkonstante im Verhältnis zur Federkonstante der Metallbälge vernach-

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läasigbar klein ist.

Ausf iihrungsbeispiel ' .

Die Erfindung wird nachstehend anhand des Ausführungsbeispiels näher erläutert. , ! In der Figur ist ein Differenzdruckaufnehmer schematisch dargestellt» Dieser besteht aus zwei Meßkammern 1, 2 in denen als elastische Glieder Metallbälge 3, die zum Medium hin durch Druckplatten 4 verschlossen werden, be-' festigt sind. Beide Meßkammern sind durch ein Gehäuse verbunden. Zwischen den Druckplatten 4 befindet sich ein Druckstab 6. , Im Beispiel wird die reibungsfreie Lagerung des Druckstabes durch zwei Kronenfedern 7 verwirklicht, deren Außenrand mittels Kreisringen fest im Flansch von Gehäuse 5 und Meßkammern 1, 2 eingespannt sind und am Innenrand mit einem Flansch versehen ist, der eine feste, ' aber lösbare Verbindung der Kronenfeder mit dem Druckatab(zum Beispiel durch Gewindestifte) erlaubt. Bei einer Druckdifferenz zwischen den beiden Meßkammern T, tritt eine Auslenkung der Druckplatten 4 ein und der Druckstab 6 wird erfindungsgemäß reibungsfrei relativ; zürn Gehäuse 5 verschoben. Diese Druckstabverschiebung,ist ein Maß für den Differenzdruck« Sie wird mit einem induktiven ?/egaufnehmer 3 gemessen.

Claims (1)

1. Erfindungsanspruch :

   Empfindlicher Differenzdruckaufnehrner, bestehend aus zwei Meßkamtnern, in denen elastische' Glieder, vorzugsweise Metallbälge, angeordnet sind, die zum Medium hin dur.ch Druckplatten verschlossen sind, wobei die Meßkammern über ein Gehäuse und die Metallbälge über einen Druckstab verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckstab durch Federn in seiner radialen Position gehalten wird.

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