DE2306830A1

DE2306830A1 - Einrichtung bei differenzdruckmessumformern nach dem kraftvergleichsprinzip

Info

Publication number: DE2306830A1
Application number: DE19732306830
Authority: DE
Inventors: Peter Ulrich
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1973-02-12
Filing date: 1973-02-12
Publication date: 1974-08-29
Also published as: JPS49114479A; DE2306830C3; JPS5429275B2; DE2306830B2

Description

Einrichtung bei Diflerenzdruck-Meßumformern nach dem Kraftvergleichsprinzip Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung bei Differenzdruck-Meßumformern nach dem Kraftvergleichsprinzip zur Resselung des in einer Membran gelagerten l;.raagebalkens in axialer Richtung zwecks Aufhebung des statischen Druckeinilusses.
Derartige Diflerenzdruck-Meßumformer sind üblichervleise mit einer Kraftwaage ausgestattet, an deren Waagebalken einerseits eine dem Differenzdruck proportionale Kraft, andererseits eine über einen pneumatischen oder elektrischen Abgriff gesteuerte Kompensationskraft angreift.
Der als zweiarmiger Hebel ausgeführte Waagebalken ist mit seinem Drehpunkt in einer Membran gelagert, die gleichzeitig als Durchführung für den Waagebalken und zum dichten Abschluß des Druckraums der druckbeaufschlagten Meßzelle gegen den Umgebungsdruck dient. Je nach Höhe des im Druckraum herrschenden statischen Überdrucks wird die Durchführungsmembran und mit ihr der in ihr gelagerte Waagebalken in axialer Richtung mehr oder weniger nach außen geschoben, was zu Verfälschungen des Meßergebnisses oder zu Zerstörung der Durchführungsmembran führen kann.
Um dieser Verschiebung des Waagebalkens zu begegnen ist es bekannt, beiderseits des nach außen ragenden Teils des Waagebalkens und parallel zu ihm Zugbänder anzuordnen und mit Hilfe eines am Ende des Waagebalkens angebrachten Querjochs mit ihm zu verbinden (siehe Us-Ps 3 440 885). Dazu ist es notwendig, daß die Befestigungspunkte der anderen Enden der Zugbänder mit dem Gehäuse der Meßzelle möglichst genau in eine Drehpunkt und Längsachse des Waagebalkens enthaltende Ebene gelegt werden, um das Entstehen eines Drehmoments zu verhindern. Jedes-Zugband ist deshalb an jeweils einem im wesentlichen senkrecht zu der genannten Ebene verschiebbaren Punkt befestigt. Der Nachteil dieser Anordnung ist darin zu sehen, daß beim Justieren der Stellung der Zugbänder die Befestigungspunkte gleichzeitig auf gleiche Weise verschoben werden müssen, was mit erheblichem mechanischem Aufwand und Raumbedarf verbunden ist.
Es besteht demgemäß die Aufgabe, die Befestigungs- und Justiermöglichkeit der Einrichtung zu verbessern und gleichzeitig den dafür notwendigen Raumbedarf zu verkleinern.
Als Lösung der Aufgabe wird eine Einrichtung der eingangs genannten Art angesehen, die gekennzeichnet ist durch einen mindestens in seinem außerhalb des Druckraums befindlichen Teil als Hohlkörper oder rahmenartig ausgebildeten iaagebalken, in dem sich ein Zugband befindet, dessen Längsachse mit der des Waagebalkens etwa zusammenfällt und das einerseits mit dem Ende des 1;aagebalkens, andererseits mit einem in dessen Drehebene senkrecht zu dessen Längsachse verschiebbaren Befestigungspunkt verbunden ist.
Bei dieser Einrichtung ist lediglich ein Befestigungspunkt zu verschieben, das Zugband ist raumsparend im Innern des Waagebalkens angebracht.
Zur Erläuterung der Erfindung sind in den Figuren 1 und 2 Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt und im folgenden beschrieben.
Figur 1: Es ist ein Differenzdruck-Meßumformer dargestellt, der den Differenzdruck in eine pneumatische Signalgröße umformt. Dem durch die Meßmembran 5 abgeteilten Innenraum 1 im druckdichten Gehäuse 2 ist über den Einlaß 3 der Druck Pl, über den Einpaß 4 der Druck p2 zugeführt, die gegensinnig auf die Meßmembran 5 einwirken und auf diese eine dem Differenzdruck pl - p2 proportionale Kraft ausüben. Mit der Meßmembran 5 is-t der als zweiarmiger Hebel ausgebildete Waagebalken 6 mechanisch gekoppelt. Eine zur Durchführung des Waagebalkens 6 nach außcn dienende O'ffnung im Gehäuse 2 ist mittels der Membran 7 abgeschlossen. Diese Membran 7 dient einerseits zur Abdichtung der Durchführung und zur Lagerung des "aagebalkens 6 in seinem Drehpunkt A. Der Waagebalken 6 setzt sich a-n seinem äußeren Teil in der Prallplatte 8 fort, die eine Düse 9 steuert.
I:1it Hilfe dieses Düse-Prallplatte-Systems wird der Vordruck für einen pneumatischen Verstärker 10 erzeugt, der das pneumatische Ausgangssignal abgibt und gleichzeitig über die Kompensationseinrichtung ii in bekannter und aeshalb nicht näher angegebener Weise die Kompensationskraft K erzeugt, welche auf das außen liegende inde des iZaagebalkens 6 einwirkt und der vom Differenzdruck an der Meßmembran 5 erzeugten Kraft entgegenwirkt.
Da der im Druckraum 1 herrschende statische Druck im allgemeinen größer ist als der außerhalb des Gehäuses 2 der Meßzelle herrschende Umgebungsdruck wird die Mcmbran 7 und mit ihr der Waagebalken 6 und sein Drehpunkt A in Abhängigkeit des statischen Drucks nach außen geschoben, was eine änderung des Übertragungsverhältnisses und damit eine Verfälschung des Meßergebnisses hervorruft.
Um. der durch den statischen Druck hervorgerufenen axialen Verschiebung des Waagebalkens 6 zu begegnen, ist in seinem als Hohlkörper ausgeführten Teil 6' außerhalb der Membran 7 ein Zugband 12 angeordnet, dessen Längsachse mit der des Waagebalkens 6 zusammenfallen soll und das einerseits im Punkt C mit dem Ende des Teils 6' des Waagebalkens 6, andererseits im Befestigungspuxdit B in der Nähe des Drehpunkts A mit einer verschiebbaren Vorrichtung 13 verbunden ist, die relativ zum Gehäuse 2 senkrecht zur Längsachse des Waagebalkens 6 verschiebbar ist.
Liegt der Befestigungspunkt B und damit die Zugbandebene geringfügig außerhalb der den drehpunkt A, dic Achsen des Liaagebalkens 6 und den Punkt C enthaltenden Ebene, was aufgrund der Fertigungs- und Montagetoleranzen als gegeben anzusehen ist, so wirkt ein störendes Drehmoment auf den 1~aagebalken. Die Vorrichtung 13 und mit ihr der Befestigungspunkt B wird, z.B. mittels einer Schraubspindel, paralles zur Membran 7 so verschoben, daß die Punkte A, B und C in einer Ebene fluchten, Figur 2: Es ist hier eine andere Ausführungsform des .aagebalkens in einer Ansicht von oben dargestellt. Der äußere Teil 6' des Waagebalkens besteht hier aus einem flachen rechteckigen Rahmen, der das im Punkt C mit ihm verbundene Zugband 12 umschließt. Das Zugband 12 ist im Befestigungspunkt B wieder mit einer hier nicht sichtbaren Vorrichtung verbunden, die der Vorrichtung 13 in Figur 1 entspricht.
Das Zugband 12 kann als ein flexibles Band gleichen Qurschnitts mit großem Breiten-Dicken-Verhältnis oder als Teil mit beliebigem Querschnitt ausgeführt sein, welches, an Stellen in der Nähe der Befestigungspunkte B und C auf einen biegeweichen Querschnitt verringert ist.
Die Breite des Zugbandes 12 und seine Beschaffenheit sowie die Art seiner Befestigung ist so zu wählen, daß eine Bewegung des Waagebalkens 6 nur in Richtung quer zur Ebene des Zugbandes 12 möglich ist.
1 Patentanspruch 2 Figuren

Claims

Patentanspruch Linrichtung bei Differenzdruck-Meßumformern nach dem Kraftvergleichsprinzip zur Fesselung des in einer Membran gelagerten Waage balkens in axialer Richtung zwecks Aufhebung des statischen Druckeinflusses, gekennzeichnet durch einen, mindestens in seinem außerhalb des Druckraums (1) befindlichen Teil (6') als Hohlkörper oder rahmenartig ausgebildeten Waagebalken'(6), in dem sich ein Zugband (12) befindet, dessen Längsachse mit der des Waagebalkens (6) etwa zusammenfällt und das einerseits mit dem nnde des Waagebalkens (6), andererseits mit einem in dessen Drehebene senkrecht zu dessen Längsachse verschiebbaren Befestigungspunkt (C) verbunden ist. Leerseite