JPH08271365A - 圧力センサ - Google Patents
圧力センサInfo
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- JPH08271365A JPH08271365A JP8079237A JP7923796A JPH08271365A JP H08271365 A JPH08271365 A JP H08271365A JP 8079237 A JP8079237 A JP 8079237A JP 7923796 A JP7923796 A JP 7923796A JP H08271365 A JPH08271365 A JP H08271365A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
- G01L19/14—Housings
- G01L19/141—Monolithic housings, e.g. molded or one-piece housings
-
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-
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- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 センサ素子が十分に気密に組み込まれるよう
にする。 【解決手段】 セラミックセンサ素子１と、金属ケーシ
ング２とが設けられており、センサ素子１とケーシング
２との間に金属性の嵌合部材３が配置されており、該嵌
合部材３がケーシング２にもセンサ素子１にも気密に結
合されている。
にする。 【解決手段】 セラミックセンサ素子１と、金属ケーシ
ング２とが設けられており、センサ素子１とケーシング
２との間に金属性の嵌合部材３が配置されており、該嵌
合部材３がケーシング２にもセンサ素子１にも気密に結
合されている。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧力センサであっ
て、セラミックセンサ素子と金属ケーシングとが設けら
れており、該ケーシングにセンサ素子が気密に緊定され
ている形式のものに関する。
て、セラミックセンサ素子と金属ケーシングとが設けら
れており、該ケーシングにセンサ素子が気密に緊定され
ている形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】ドイツ連邦共和国特許出願公開第４２３
４２９０号明細書に開示されている圧力センサでは、 ―回転対称的なセラミックセンサ素子が設けられてお
り、 ―回転対称的な、軸方向の孔を有するケーシングが設け
られており、 ―この軸方向の孔の直径が、被測定媒体に面した前面の
方向で減少しており、 ―ケーシングと圧力センサの外周面との間に前面が同一
平面内で整合するように挿入された、有機材料から成る
唯一つのシール部材が設けられている。
４２９０号明細書に開示されている圧力センサでは、 ―回転対称的なセラミックセンサ素子が設けられてお
り、 ―回転対称的な、軸方向の孔を有するケーシングが設け
られており、 ―この軸方向の孔の直径が、被測定媒体に面した前面の
方向で減少しており、 ―ケーシングと圧力センサの外周面との間に前面が同一
平面内で整合するように挿入された、有機材料から成る
唯一つのシール部材が設けられている。
【０００３】このような公知の圧力センサの欠点は、セ
ラミックセンサ素子を圧力密にかつ緊締応力なしにケー
シングに固定するために、有機材料から成るシール部材
が必要となることである。しかし、このようなシールは
完全にガス密であるとは云えない。すなわち、拡散によ
って気体分子がシールを通過してケーシング内室に侵入
してしまう。さらに、このようなシールはセラミックセ
ンサ素子に比べるとあまり耐食性であるとは云えない。
ラミックセンサ素子を圧力密にかつ緊締応力なしにケー
シングに固定するために、有機材料から成るシール部材
が必要となることである。しかし、このようなシールは
完全にガス密であるとは云えない。すなわち、拡散によ
って気体分子がシールを通過してケーシング内室に侵入
してしまう。さらに、このようなシールはセラミックセ
ンサ素子に比べるとあまり耐食性であるとは云えない。
【０００４】たとえば欧州特許第４６１４５９号明細書
に記載されているような、手間のかかる構成において
は、この根本的な問題に関しては何等改善が成されてい
ない。上記欧州特許第４６１４５９明細書には、セラミ
ックセンサを備えた圧力センサが記載されている。シー
ル部材が接触する、セラミックセンサの面は、シール性
を改善する目的でガラス層を備えている。このガラスは
セラミックスよりも平滑な表面を有しているので、この
ガラス層とシール部材との間の接触個所はたしかに、セ
ラミックスとシール部材との間よりもはるかに非透過性
となるが、しかしシール部材を通るガス拡散は相変わら
ず回避されていない。
に記載されているような、手間のかかる構成において
は、この根本的な問題に関しては何等改善が成されてい
ない。上記欧州特許第４６１４５９明細書には、セラミ
ックセンサを備えた圧力センサが記載されている。シー
ル部材が接触する、セラミックセンサの面は、シール性
を改善する目的でガラス層を備えている。このガラスは
セラミックスよりも平滑な表面を有しているので、この
ガラス層とシール部材との間の接触個所はたしかに、セ
ラミックスとシール部材との間よりもはるかに非透過性
となるが、しかしシール部材を通るガス拡散は相変わら
ず回避されていない。
【０００５】圧力センサを爆発の危険にさらされた領
域、たとえば可燃性ガスまたは可燃性液体において使用
したい場合、多数の国の安全規定では、被測定媒体と電
子装置との間の気密な分離が要求されている。現在で
は、このことを達成するためにコンタクトピンが規定の
長さにわたってガラス被覆されるか、または同様の手間
のかかる、電気導線用の貫通案内部が使用される。
域、たとえば可燃性ガスまたは可燃性液体において使用
したい場合、多数の国の安全規定では、被測定媒体と電
子装置との間の気密な分離が要求されている。現在で
は、このことを達成するためにコンタクトピンが規定の
長さにわたってガラス被覆されるか、または同様の手間
のかかる、電気導線用の貫通案内部が使用される。
【０００６】センサ緊定部の気密性は別の方法によって
も達成することができる。たとえば欧州特許出願公開第
６０７４８２号明細書に記載されているような圧力媒介
器をセンサ素子の手前に配置することができる。このよ
うな圧力媒介器は被測定媒体に面した側にダイヤフラム
を有している。このダイヤフラムは一般に耐食性の薄い
金属から成っている。
も達成することができる。たとえば欧州特許出願公開第
６０７４８２号明細書に記載されているような圧力媒介
器をセンサ素子の手前に配置することができる。このよ
うな圧力媒介器は被測定媒体に面した側にダイヤフラム
を有している。このダイヤフラムは一般に耐食性の薄い
金属から成っている。
【０００７】さらに、この金属ダイヤフラムは極めて薄
く形成されているので、極めて敏感である。磨耗性の被
測定媒体は容易にダイヤフラムの塑性変形を生ぜしめ、
ひいては測定誤差を生ぜしめる。
く形成されているので、極めて敏感である。磨耗性の被
測定媒体は容易にダイヤフラムの塑性変形を生ぜしめ、
ひいては測定誤差を生ぜしめる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
で述べた形式の圧力センサを改良して、センサ素子が気
密に組み込まれているような圧力センサを提供すること
である。
で述べた形式の圧力センサを改良して、センサ素子が気
密に組み込まれているような圧力センサを提供すること
である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、 ―セラミックセンサ素子が設けられており、 ―金属ケーシングが設けられており、 ―センサ素子とケーシングとの間に金属性の嵌合部材が
配置されており、 ―該嵌合部材がケーシングにもセンサ素子にも気密に結
合されているようにした。
に本発明の構成では、 ―セラミックセンサ素子が設けられており、 ―金属ケーシングが設けられており、 ―センサ素子とケーシングとの間に金属性の嵌合部材が
配置されており、 ―該嵌合部材がケーシングにもセンサ素子にも気密に結
合されているようにした。
【００１０】
【発明の効果】本発明によれば、嵌合部材の配置に基づ
き、センサ素子が十分に気密に組み込まれている。
き、センサ素子が十分に気密に組み込まれている。
【００１１】本発明の有利な構成では、ケーシングが中
心の軸方向の孔を有しており、該孔を通じてセンサ素子
の活性面が、圧力を測定しようとする被測定媒体と接触
している。
心の軸方向の孔を有しており、該孔を通じてセンサ素子
の活性面が、圧力を測定しようとする被測定媒体と接触
している。
【００１２】本発明の別の有利な構成では、前記嵌合部
材と被測定媒体との間にシール部材が設けられている。
材と被測定媒体との間にシール部材が設けられている。
【００１３】本発明のさらに別の有利な構成では、前記
嵌合部材が管部材として形成されており、該嵌合部材に
センサ素子が少なくとも部分的に挿入されている。この
場合、特にセンサ素子を前面が同一平面内で整合するよ
うに管部材に挿入することが可能となる。
嵌合部材が管部材として形成されており、該嵌合部材に
センサ素子が少なくとも部分的に挿入されている。この
場合、特にセンサ素子を前面が同一平面内で整合するよ
うに管部材に挿入することが可能となる。
【００１４】本発明のさらに別の有利な構成では、管部
材として形成された前記嵌合部材にフランジが一体成形
されており、該フランジが、ケーシングに設けられた環
状面に載設されている。
材として形成された前記嵌合部材にフランジが一体成形
されており、該フランジが、ケーシングに設けられた環
状面に載設されている。
【００１５】本発明のさらに別の有利な構成では、前記
嵌合部材が環状の板として形成されており、該板の外縁
範囲が、ケーシングに設けられた環状面に載設されてお
り、内縁範囲がセンサ素子の、活性面とは反対の側の面
に載設されている。
嵌合部材が環状の板として形成されており、該板の外縁
範囲が、ケーシングに設けられた環状面に載設されてお
り、内縁範囲がセンサ素子の、活性面とは反対の側の面
に載設されている。
【００１６】本発明のさらに別の有利な構成では、前記
嵌合部材が環状の板として形成されており、該板の外縁
範囲が、ケーシングに設けられた段付面に載設されてお
り、内縁範囲が、センサ素子の活性面の、圧力に敏感で
ない外側の環状面に載設されている。
嵌合部材が環状の板として形成されており、該板の外縁
範囲が、ケーシングに設けられた段付面に載設されてお
り、内縁範囲が、センサ素子の活性面の、圧力に敏感で
ない外側の環状面に載設されている。
【００１７】本発明のさらに別の有利な構成では、前記
嵌合部材がダイヤフラムとして形成されており、センサ
素子が、該センサ素子の、被測定媒体とは反対の側でケ
ーシング内に設けられたセンサ固定装置によって固定さ
れている。
嵌合部材がダイヤフラムとして形成されており、センサ
素子が、該センサ素子の、被測定媒体とは反対の側でケ
ーシング内に設けられたセンサ固定装置によって固定さ
れている。
【００１８】本発明のさらに別の有利な構成では、前記
ダイヤフラムが環状板として形成されており、該環状板
の外縁範囲がケーシングに設けられた肩部に載設されて
おり、前記環状板の内縁範囲が、センサ素子の、活性面
とは反対の側の面に載設されている。
ダイヤフラムが環状板として形成されており、該環状板
の外縁範囲がケーシングに設けられた肩部に載設されて
おり、前記環状板の内縁範囲が、センサ素子の、活性面
とは反対の側の面に載設されている。
【００１９】本発明のさらに別の有利な構成では、前記
ダイヤフラムが管部材として形成されており、該管部材
の一方の端部にセンサ素子が挿入されている。
ダイヤフラムが管部材として形成されており、該管部材
の一方の端部にセンサ素子が挿入されている。
【００２０】本発明の利点は特に次の点に認められる。
【００２１】―センサ素子が嵌合部材によってケーシン
グと気密に結合されており、 ―センサ素子の緊定が不都合な緊締応力を生ぜしめず、 ―センサ素子の固定装置と嵌合部材とが同様に頑丈でか
つ耐食性であるので、センサ活性面の耐食性および機械
的耐性を十分に利用することができ、 ―このような圧力センサを爆発の危険にさらされた領域
で使用することができ、 ―前面が同一平面内で整合するように組み込まれたセン
サ素子を備えた圧力センサは特に良好にクリーニングす
ることができ、したがって食料品工業における使用のた
めに極めて好適である。
グと気密に結合されており、 ―センサ素子の緊定が不都合な緊締応力を生ぜしめず、 ―センサ素子の固定装置と嵌合部材とが同様に頑丈でか
つ耐食性であるので、センサ活性面の耐食性および機械
的耐性を十分に利用することができ、 ―このような圧力センサを爆発の危険にさらされた領域
で使用することができ、 ―前面が同一平面内で整合するように組み込まれたセン
サ素子を備えた圧力センサは特に良好にクリーニングす
ることができ、したがって食料品工業における使用のた
めに極めて好適である。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面につき詳しく説明する。
面につき詳しく説明する。
【００２３】図１〜図７に示した全ての圧力センサは共
通して、回転対称的なセンサ素子１を有しており、この
センサ素子１は同じく回転対称的なケーシング２内に、
嵌合部材３によって気密に固定されている。
通して、回転対称的なセンサ素子１を有しており、この
センサ素子１は同じく回転対称的なケーシング２内に、
嵌合部材３によって気密に固定されている。
【００２４】センサ素子１は、たとえば容量型の円筒状
の圧力測定セルである。この圧力測定セルはダイヤフラ
ム１１と基体１２とから成っている。ダイヤフラム１１
と基体１２とは、結合材料、たとえば活性硬ろうによっ
て互いに規定の間隔に保持されていて、互いに密に結合
されている。ダイヤフラム１１と基体１２との、電極材
料で被覆された内面は、少なくとも１つの測定コンデン
サを形成している。この測定コンデンサの容量はダイヤ
フラム１１の撓みに関連しており、したがってダイヤフ
ラム１１に加えられる圧力の尺度となる。
の圧力測定セルである。この圧力測定セルはダイヤフラ
ム１１と基体１２とから成っている。ダイヤフラム１１
と基体１２とは、結合材料、たとえば活性硬ろうによっ
て互いに規定の間隔に保持されていて、互いに密に結合
されている。ダイヤフラム１１と基体１２との、電極材
料で被覆された内面は、少なくとも１つの測定コンデン
サを形成している。この測定コンデンサの容量はダイヤ
フラム１１の撓みに関連しており、したがってダイヤフ
ラム１１に加えられる圧力の尺度となる。
【００２５】ダイヤフラム１１はセラミックス、オキサ
イドセラミックス、石英、サファイヤまたは結晶性材料
から成っていてよい。基体１２は、ダイヤフラム１１の
材料と極めて類似しているか、または少なくとも比較可
能な熱膨張率を有する材料から成っていると有利であ
る。
イドセラミックス、石英、サファイヤまたは結晶性材料
から成っていてよい。基体１２は、ダイヤフラム１１の
材料と極めて類似しているか、または少なくとも比較可
能な熱膨張率を有する材料から成っていると有利であ
る。
【００２６】センサ素子１は被測定媒体とは反対の側に
電子回路１３を有している。この電子回路１３は測定コ
ンデンサの容量変化を、圧力に関連した電気信号に変換
し、この電気信号を電気的な接続導線１４を介して別の
処理装置および／または表示装置に供給する。
電子回路１３を有している。この電子回路１３は測定コ
ンデンサの容量変化を、圧力に関連した電気信号に変換
し、この電気信号を電気的な接続導線１４を介して別の
処理装置および／または表示装置に供給する。
【００２７】当然ながら、圧力測定セルの代わりに差圧
測定セルを使用することも可能である。このような差圧
測定セルは、たとえば付加的に圧力供給路を有する、上
で説明したような測定セルである。この付加的な圧力供
給路はその一方の端部に加えられる圧力を、基体を通じ
て測定セルの内部へ案内する。
測定セルを使用することも可能である。このような差圧
測定セルは、たとえば付加的に圧力供給路を有する、上
で説明したような測定セルである。この付加的な圧力供
給路はその一方の端部に加えられる圧力を、基体を通じ
て測定セルの内部へ案内する。
【００２８】ケーシング２は中心の、一貫して延びる各
１つの孔４を有している。嵌合部材３はセンサ素子１と
ケーシング２との間に弾性的な結合エレメントを形成し
ている。これによって、センサ素子１の固定は応力なし
に行われることが確保されている。
１つの孔４を有している。嵌合部材３はセンサ素子１と
ケーシング２との間に弾性的な結合エレメントを形成し
ている。これによって、センサ素子１の固定は応力なし
に行われることが確保されている。
【００２９】嵌合部材３は被測定媒体に対して耐性を有
する材料、つまり耐被測定媒体性の材料から成ってい
る。このような材料はセンサ素子１の材料と比較可能な
温度係数を有している。被測定媒体に応じて、嵌合部材
３の材料はたとえばニッケル、フェロニッケル、タンタ
ルまたは特殊鋼から成っている。また、極端に耐食性で
はない材料を選択し、嵌合部材３の、被測定媒体接触面
を耐食性の材料で被覆し、たとえばフェロニッケルで被
覆するか、または金で被覆することも可能である。
する材料、つまり耐被測定媒体性の材料から成ってい
る。このような材料はセンサ素子１の材料と比較可能な
温度係数を有している。被測定媒体に応じて、嵌合部材
３の材料はたとえばニッケル、フェロニッケル、タンタ
ルまたは特殊鋼から成っている。また、極端に耐食性で
はない材料を選択し、嵌合部材３の、被測定媒体接触面
を耐食性の材料で被覆し、たとえばフェロニッケルで被
覆するか、または金で被覆することも可能である。
【００３０】センサ素子１と嵌合部材３との間の気密な
結合部は、各１つの気密な接合部３１である。セラミッ
クスと金属との間のこのような気密な接合部３１はたと
えば活性硬ろう結合部である。活性硬ろうは、少なくと
も１種の反応性元素、たとえばチタンまたはジルコニウ
ムを配合されたろう材料から成っている。この反応性元
素はろう接時に、ろう接したい各部分の表面を湿潤す
る。オキサイドセラミックスの場合では、反応性元素
の、酸素に対する高い親和性に基づき、セラミックスと
の反応が行われ、このことは混合酸化物と遊離化学原子
価とを生成させる。
結合部は、各１つの気密な接合部３１である。セラミッ
クスと金属との間のこのような気密な接合部３１はたと
えば活性硬ろう結合部である。活性硬ろうは、少なくと
も１種の反応性元素、たとえばチタンまたはジルコニウ
ムを配合されたろう材料から成っている。この反応性元
素はろう接時に、ろう接したい各部分の表面を湿潤す
る。オキサイドセラミックスの場合では、反応性元素
の、酸素に対する高い親和性に基づき、セラミックスと
の反応が行われ、このことは混合酸化物と遊離化学原子
価とを生成させる。
【００３１】ケーシング２と嵌合部材３とは、結合部３
２（概略的にのみ図示する）によって互いに気密に接合
されている。この結合部３２は、たとえば汎用の溶接結
合部である。
２（概略的にのみ図示する）によって互いに気密に接合
されている。この結合部３２は、たとえば汎用の溶接結
合部である。
【００３２】図１には、第１実施例による圧力センサの
縦断面図が示されている。センサ素子１のダイヤフラム
１１は中心の軸方向の孔４を通じて、圧力を測定したい
被測定媒体に接続されている。孔４は２つの区分４１，
４２を有している。両区分のうち、一方の区分４１は被
測定媒体とは反対の側に位置していて、センサ素子１の
直径よりも大きな直径を有している。それに対して他方
の区分４２は被測定媒体に面した側に位置していて、セ
ンサ素子１の直径よりも小さな直径を有している。
縦断面図が示されている。センサ素子１のダイヤフラム
１１は中心の軸方向の孔４を通じて、圧力を測定したい
被測定媒体に接続されている。孔４は２つの区分４１，
４２を有している。両区分のうち、一方の区分４１は被
測定媒体とは反対の側に位置していて、センサ素子１の
直径よりも大きな直径を有している。それに対して他方
の区分４２は被測定媒体に面した側に位置していて、セ
ンサ素子１の直径よりも小さな直径を有している。
【００３３】直径値の変化する個所では、ケーシング２
が環状の段付面２１を有している。この段付面２１の外
側の環状面には、シール部材６が設けられている。この
シール部材６は被測定媒体に応じて、たとえばバイトン
（Ｖｉｔｏｎ）Ｏリング、カルレツ（Ｋａｌｒｅｚ）シ
ールまたはポリテトラフルオロエチレンで被覆されたバ
イトンシールである。センサ素子１は被測定媒体とは反
対の側から孔４に挿入されていて、シール部材６に載設
されている。嵌合部材３は管部材として形成されてお
り、この管部材にセンサ素子１が部分的に挿入されてい
る。
が環状の段付面２１を有している。この段付面２１の外
側の環状面には、シール部材６が設けられている。この
シール部材６は被測定媒体に応じて、たとえばバイトン
（Ｖｉｔｏｎ）Ｏリング、カルレツ（Ｋａｌｒｅｚ）シ
ールまたはポリテトラフルオロエチレンで被覆されたバ
イトンシールである。センサ素子１は被測定媒体とは反
対の側から孔４に挿入されていて、シール部材６に載設
されている。嵌合部材３は管部材として形成されてお
り、この管部材にセンサ素子１が部分的に挿入されてい
る。
【００３４】センサ素子１と嵌合部材３との接触面、つ
まり前記管部材の閉じた内周面の一部と、センサ素子１
の円筒状の外周面の、被測定媒体とは反対の側の一部と
は、気密な接合部３１によって互いに結合されている。
縦断面図で見て接合部３１は、規定の圧力領域内での使
用時にセンサ素子１を位置固定するために十分となる長
さを有している。活性硬ろう結合では、気密性を保証す
るために数ｍｍのろう接長さで十分となる。
まり前記管部材の閉じた内周面の一部と、センサ素子１
の円筒状の外周面の、被測定媒体とは反対の側の一部と
は、気密な接合部３１によって互いに結合されている。
縦断面図で見て接合部３１は、規定の圧力領域内での使
用時にセンサ素子１を位置固定するために十分となる長
さを有している。活性硬ろう結合では、気密性を保証す
るために数ｍｍのろう接長さで十分となる。
【００３５】嵌合部材３はケーシング２の孔４に挿入さ
れている。ケーシング２の区分４１は、被測定媒体とは
反対の側で嵌合部材３を収容する目的で、比較的大きな
横断面を有する範囲を有している。嵌合部材３は被測定
媒体とは反対の側でケーシング２と同一平面内に位置し
ている。ケーシング２と嵌合部材３との間の結合部３２
は概略的にしか図示されていない。溶接結合の場合、こ
の結合部３２の長さは、気密性を保証するために、縦断
面図で見て同じく数ｍｍである。
れている。ケーシング２の区分４１は、被測定媒体とは
反対の側で嵌合部材３を収容する目的で、比較的大きな
横断面を有する範囲を有している。嵌合部材３は被測定
媒体とは反対の側でケーシング２と同一平面内に位置し
ている。ケーシング２と嵌合部材３との間の結合部３２
は概略的にしか図示されていない。溶接結合の場合、こ
の結合部３２の長さは、気密性を保証するために、縦断
面図で見て同じく数ｍｍである。
【００３６】溶接結合の場合では、結合部３２の範囲で
ケーシング２を肉薄に形成することが必要となる。なぜ
ならば、互いにほぼ同じ厚さの部分しか溶接され得ない
からである。この理由から、ケーシング２はこの範囲
に、減じられた外径を有している。
ケーシング２を肉薄に形成することが必要となる。なぜ
ならば、互いにほぼ同じ厚さの部分しか溶接され得ない
からである。この理由から、ケーシング２はこの範囲
に、減じられた外径を有している。
【００３７】図２に示した第２実施例では、嵌合部材３
が同じく管部材として形成されている。しかし、センサ
素子１は図１に示した第１実施例とは異なり、被測定媒
体に面した側で、前面が同一平面内で整合するように嵌
合部材３に挿入されている。このためには孔４が同じく
２つの区分４１，４２を有しており、この場合、被測定
媒体に面した区分４２の方が大きな横断面を有してい
る。この区分４２には嵌合部材３が、前面が同一平面内
で整合するように挿入されている。
が同じく管部材として形成されている。しかし、センサ
素子１は図１に示した第１実施例とは異なり、被測定媒
体に面した側で、前面が同一平面内で整合するように嵌
合部材３に挿入されている。このためには孔４が同じく
２つの区分４１，４２を有しており、この場合、被測定
媒体に面した区分４２の方が大きな横断面を有してい
る。この区分４２には嵌合部材３が、前面が同一平面内
で整合するように挿入されている。
【００３８】被測定媒体とは反対の側では、ケーシング
２にセンサ固定装置８が挿入されている。このセンサ固
定装置８はねじ込み部材である。このねじ込み部材は雄
ねじ山８１を有している。このねじ込み部材は、ケーシ
ング２に被測定媒体とは反対の側で設けられた雌ねじ山
２７によって、センサ素子１の、被測定媒体とは反対の
側の環状外面にまでねじ込まれている。
２にセンサ固定装置８が挿入されている。このセンサ固
定装置８はねじ込み部材である。このねじ込み部材は雄
ねじ山８１を有している。このねじ込み部材は、ケーシ
ング２に被測定媒体とは反対の側で設けられた雌ねじ山
２７によって、センサ素子１の、被測定媒体とは反対の
側の環状外面にまでねじ込まれている。
【００３９】このように前面が同一平面内で整合した構
造は、食料品工業における使用のために特に適してい
る。なぜならば、このような圧力センサは容易にクリー
ニングすることができ、しかも食料品工業において潜在
的なバクテリア温床となる有機シール部材を有していな
いからである。
造は、食料品工業における使用のために特に適してい
る。なぜならば、このような圧力センサは容易にクリー
ニングすることができ、しかも食料品工業において潜在
的なバクテリア温床となる有機シール部材を有していな
いからである。
【００４０】図３に示した第３実施例は、図１に示した
実施例にほぼ相当しているので、図１に示した第１実施
例との相違点のみ説明する。すなわち大きな相違点は、
管部材として形成された嵌合部材３にフランジ３３が一
体成形されていることにある。
実施例にほぼ相当しているので、図１に示した第１実施
例との相違点のみ説明する。すなわち大きな相違点は、
管部材として形成された嵌合部材３にフランジ３３が一
体成形されていることにある。
【００４１】管状の嵌合部材３には、センサ素子１が部
分的に挿入されている。フランジ３３を一体成形された
管部材は、センサ素子１の、被測定媒体とは反対の側の
面と同一平面に位置している。
分的に挿入されている。フランジ３３を一体成形された
管部材は、センサ素子１の、被測定媒体とは反対の側の
面と同一平面に位置している。
【００４２】センサ素子１と嵌合部材３との接触面、つ
まり嵌合部材３の閉じた内周面の一部と、センサ素子１
の円筒状の外周面の一部とは、気密な接合部３１によっ
て互いに結合されている。孔４の、被測定媒体とは反対
の側の区分４１は、互いに異なる横断面を有する２つの
範囲を有している。小さな横断面を有する範囲は孔４の
区分４１の、被測定媒体に面した側に設けられている。
まり嵌合部材３の閉じた内周面の一部と、センサ素子１
の円筒状の外周面の一部とは、気密な接合部３１によっ
て互いに結合されている。孔４の、被測定媒体とは反対
の側の区分４１は、互いに異なる横断面を有する２つの
範囲を有している。小さな横断面を有する範囲は孔４の
区分４１の、被測定媒体に面した側に設けられている。
【００４３】嵌合部材３はケーシング２の孔４に挿入さ
れていて、一体成形されたフランジ３３は環状面２２に
載設されている。この環状面２２はケーシング２の、被
測定媒体とは反対の側における端部によって形成されて
いる。ケーシング２とフランジ３３とは互いに溶接され
ているか、または別の手段で互いに気密に結合されてい
る。この結合部３２は概略的にしか図示していない。溶
接結合の場合では、ケーシング２を結合部３２の範囲で
肉薄に形成することが必要となる。なぜならば、互いに
ほぼ同じ厚さの部分しか溶接可能にならないからであ
る。この理由から、ケーシング２は嵌合部材固定部のす
ぐ下で外側に、方形の横断面を有する環状の溝２３を有
している。
れていて、一体成形されたフランジ３３は環状面２２に
載設されている。この環状面２２はケーシング２の、被
測定媒体とは反対の側における端部によって形成されて
いる。ケーシング２とフランジ３３とは互いに溶接され
ているか、または別の手段で互いに気密に結合されてい
る。この結合部３２は概略的にしか図示していない。溶
接結合の場合では、ケーシング２を結合部３２の範囲で
肉薄に形成することが必要となる。なぜならば、互いに
ほぼ同じ厚さの部分しか溶接可能にならないからであ
る。この理由から、ケーシング２は嵌合部材固定部のす
ぐ下で外側に、方形の横断面を有する環状の溝２３を有
している。
【００４４】図４に示した第４実施例も、図１に示した
第１実施例にほとんどの点で一致しているので、図１に
示した第１実施例との相違点のみ説明する。
第１実施例にほとんどの点で一致しているので、図１に
示した第１実施例との相違点のみ説明する。
【００４５】ケーシング２は被測定媒体とは反対の側の
端部に環状面２２を有している。この環状面２２は縦断
面図で見て、センサ素子１の被測定媒体とは反対の側の
面と同じ高さに位置している。
端部に環状面２２を有している。この環状面２２は縦断
面図で見て、センサ素子１の被測定媒体とは反対の側の
面と同じ高さに位置している。
【００４６】この第４実施例では、嵌合部材３が環状の
板として形成されている。この板の外縁範囲はケーシン
グ２の環状面２２に載設されていて、内縁範囲はセンサ
素子１の、被測定媒体とは反対の側の面の、外側の環状
面に載設されている。センサ素子１と嵌合部材３との接
触面は気密な接合部３１によって互いに結合されてい
る。
板として形成されている。この板の外縁範囲はケーシン
グ２の環状面２２に載設されていて、内縁範囲はセンサ
素子１の、被測定媒体とは反対の側の面の、外側の環状
面に載設されている。センサ素子１と嵌合部材３との接
触面は気密な接合部３１によって互いに結合されてい
る。
【００４７】図３に示した第３実施例と同様に、ケーシ
ングは嵌合部材固定部のすぐ下で外側に、方形の横断面
を有する環状の溝２３を有している。
ングは嵌合部材固定部のすぐ下で外側に、方形の横断面
を有する環状の溝２３を有している。
【００４８】図５に示した第５実施例では、嵌合部材３
が同じく環状の板として形成されている。ケーシング２
は図２に示した第２実施例におけるケーシングとほぼ同
一である。嵌合部材３は孔４の区分４２に、前面が同一
平面内で整合するように挿入されていて、ケーシング２
に設けられた段付面２４に接触している。嵌合部材３は
結合部３２によってケーシング２と気密に結合されてい
る。
が同じく環状の板として形成されている。ケーシング２
は図２に示した第２実施例におけるケーシングとほぼ同
一である。嵌合部材３は孔４の区分４２に、前面が同一
平面内で整合するように挿入されていて、ケーシング２
に設けられた段付面２４に接触している。嵌合部材３は
結合部３２によってケーシング２と気密に結合されてい
る。
【００４９】センサ素子１は被測定媒体とは反対の側か
らケーシング２に挿入されており、センサ素子１の活性
面の、圧力に敏感でない外側の環状面１５は嵌合部材３
に載設されている。センサ素子１と嵌合部材３との間に
は、気密な接合部３１が形成されている。
らケーシング２に挿入されており、センサ素子１の活性
面の、圧力に敏感でない外側の環状面１５は嵌合部材３
に載設されている。センサ素子１と嵌合部材３との間に
は、気密な接合部３１が形成されている。
【００５０】さらに、図２に示した第２実施例における
センサ固定装置８と同一のセンサ固定装置８が設けられ
ている。
センサ固定装置８と同一のセンサ固定装置８が設けられ
ている。
【００５１】図６に示した第６実施例では、嵌合部材３
が環状板形のダイヤフラムとして形成されている。図６
に示した第６実施例では、孔４の区分４１が、互いに異
なる横断面を有する２つの範囲を有している。小さな横
断面を有する範囲は、被測定媒体に面した側に位置して
いる。この範囲では、センサ素子１が挿入されていて、
シール部材６に載設されている。このシール部材６はや
はりケーシング２の段付面２１に支持されている。
が環状板形のダイヤフラムとして形成されている。図６
に示した第６実施例では、孔４の区分４１が、互いに異
なる横断面を有する２つの範囲を有している。小さな横
断面を有する範囲は、被測定媒体に面した側に位置して
いる。この範囲では、センサ素子１が挿入されていて、
シール部材６に載設されている。このシール部材６はや
はりケーシング２の段付面２１に支持されている。
【００５２】ケーシング２は被測定媒体とは反対の側の
端部に環状面２２を有している。この環状面２２は縦断
面図で見てセンサ素子１の、被測定媒体とは反対の側の
面と同じ高さに位置している。
端部に環状面２２を有している。この環状面２２は縦断
面図で見てセンサ素子１の、被測定媒体とは反対の側の
面と同じ高さに位置している。
【００５３】ダイヤフラム状の嵌合部材３の外側の環状
縁面は環状面２２に載設されており、内側の環状縁面は
センサ素子１の、被測定媒体とは反対の側の面に載設さ
れている。
縁面は環状面２２に載設されており、内側の環状縁面は
センサ素子１の、被測定媒体とは反対の側の面に載設さ
れている。
【００５４】嵌合部材３としてダイヤフラムを備えた、
このような圧力センサを機能できる状態にするために
は、センサ素子１を固定することが必要となる。このた
めには、図６に示したように外側ケーシング９が使用さ
れる。この外側ケーシング９は管体として形成されてお
り、この管体の一方の端部には、保持リング９１が一体
成形されている。この外側ケーシング９にケーシング２
が挿入されており、このケーシング２に設けられた外側
の段付環状面２５が保持リング９１に載設されている。
このような圧力センサを機能できる状態にするために
は、センサ素子１を固定することが必要となる。このた
めには、図６に示したように外側ケーシング９が使用さ
れる。この外側ケーシング９は管体として形成されてお
り、この管体の一方の端部には、保持リング９１が一体
成形されている。この外側ケーシング９にケーシング２
が挿入されており、このケーシング２に設けられた外側
の段付環状面２５が保持リング９１に載設されている。
【００５５】被測定媒体とは反対の側からは、センサ素
子１がセンサ固定装置８によって、ケーシング２に配置
されたシール部材６に押圧される。センサ固定装置８は
雄ねじ山８１を有していて、外側ケーシング９に設けら
れた雌ねじ山９２にねじ込まれる。このセンサ固定装置
８はリングとして形成されており、このリングの、セン
サ素子１に面した端部には、小さな外径を有する管片８
３が一体成形されている。この管片８３は、センサ素子
１の、被測定媒体とは反対の側の面に載設された、前記
嵌合部材３の内側の環状縁面と同じ大きさの横断面を有
している。管片８３は嵌合部材３の前記内側の環状縁面
にまで直接にねじ込まれている。
子１がセンサ固定装置８によって、ケーシング２に配置
されたシール部材６に押圧される。センサ固定装置８は
雄ねじ山８１を有していて、外側ケーシング９に設けら
れた雌ねじ山９２にねじ込まれる。このセンサ固定装置
８はリングとして形成されており、このリングの、セン
サ素子１に面した端部には、小さな外径を有する管片８
３が一体成形されている。この管片８３は、センサ素子
１の、被測定媒体とは反対の側の面に載設された、前記
嵌合部材３の内側の環状縁面と同じ大きさの横断面を有
している。管片８３は嵌合部材３の前記内側の環状縁面
にまで直接にねじ込まれている。
【００５６】ケーシング２と外側ケーシング９との間に
は、気密な結合部を設ける必要はない。なぜならば、外
側ケーシング９は被測定媒体と接触しないからである。
は、気密な結合部を設ける必要はない。なぜならば、外
側ケーシング９は被測定媒体と接触しないからである。
【００５７】図７に示した第７実施例では、嵌合部材３
として、管部材として形成されたダイヤフラムが設けら
れている。この管状の嵌合部材３には、センサ素子１が
部分的に挿入されている。
として、管部材として形成されたダイヤフラムが設けら
れている。この管状の嵌合部材３には、センサ素子１が
部分的に挿入されている。
【００５８】センサ素子１と嵌合部材３との接触面、つ
まり管状のダイヤフラム３の閉じた内周面の一部と、セ
ンサ素子１の、被測定媒体とは反対の側における円筒状
の外周面の一部とは、気密な接合部３１によって互いに
結合されている。
まり管状のダイヤフラム３の閉じた内周面の一部と、セ
ンサ素子１の、被測定媒体とは反対の側における円筒状
の外周面の一部とは、気密な接合部３１によって互いに
結合されている。
【００５９】軸方向に延びる嵌合部材３の範囲では、ケ
ーシング２に設けられた孔４の区分４１が、ダイヤフラ
ム状の嵌合部材３を収容するための増大させられた横断
面を有している。このケーシング２は被測定媒体とは反
対の側の端部に、半径方向でケーシング内部に向かって
延びるリング２６を有している。ダイヤフラム状の嵌合
部材３はケーシング２の孔４に挿入されていて、リング
２６に固定されている。
ーシング２に設けられた孔４の区分４１が、ダイヤフラ
ム状の嵌合部材３を収容するための増大させられた横断
面を有している。このケーシング２は被測定媒体とは反
対の側の端部に、半径方向でケーシング内部に向かって
延びるリング２６を有している。ダイヤフラム状の嵌合
部材３はケーシング２の孔４に挿入されていて、リング
２６に固定されている。
【００６０】ケーシング２と嵌合部材３との間の結合部
３２の範囲では、ケーシング２が肉薄に形成されてお
り、これによって、溶接過程時に締付け応力は生じなく
なる。外側ケーシング９とセンサ固定装置８とは、図６
に示した第６実施例ものと同一である。
３２の範囲では、ケーシング２が肉薄に形成されてお
り、これによって、溶接過程時に締付け応力は生じなく
なる。外側ケーシング９とセンサ固定装置８とは、図６
に示した第６実施例ものと同一である。
【００６１】図２、図５、図６および図７に示した実施
例は、付加的なセンサ固定装置８に基づき、図１、図３
および図４に示した実施例よりも著しく高い圧力、たと
えば最大約４ＭＰａ（４０バール）の圧力で使用可能と
なり、それに対して図１、図３および図４に示した実施
例は、最大約１ＭＰａ（１０バール）の圧力領域に合わ
せて構成されている。
例は、付加的なセンサ固定装置８に基づき、図１、図３
および図４に示した実施例よりも著しく高い圧力、たと
えば最大約４ＭＰａ（４０バール）の圧力で使用可能と
なり、それに対して図１、図３および図４に示した実施
例は、最大約１ＭＰａ（１０バール）の圧力領域に合わ
せて構成されている。
【００６２】測定個所におけるケーシング２の固定形式
は図示されていない。この固定は、たとえばケーシング
２をフランジとして形成することにより行われる。この
フランジは測定個所において、対応フランジとねじ締結
され、この場合、ケーシング２は雄ねじ山を有してお
り、この雄ねじ山は対応する開口にねじ込まれる。ま
た、ケーシング２を旋削加工部として形成することによ
っても固定を行うことができる。この場合、この旋削加
工部は容器に設けられた開口に溶接固定される。着脱可
能または着脱不可能な、さらに別のケーシング固定形式
も当業者にとって公知である。
は図示されていない。この固定は、たとえばケーシング
２をフランジとして形成することにより行われる。この
フランジは測定個所において、対応フランジとねじ締結
され、この場合、ケーシング２は雄ねじ山を有してお
り、この雄ねじ山は対応する開口にねじ込まれる。ま
た、ケーシング２を旋削加工部として形成することによ
っても固定を行うことができる。この場合、この旋削加
工部は容器に設けられた開口に溶接固定される。着脱可
能または着脱不可能な、さらに別のケーシング固定形式
も当業者にとって公知である。
【図１】本発明の第１実施例による圧力センサの縦断面
図である。
図である。
【図２】本発明の第２実施例による圧力センサの縦断面
図である。
図である。
【図３】本発明の第３実施例による圧力センサの縦断面
図である。
図である。
【図４】本発明の第４実施例による圧力センサの縦断面
図である。
図である。
【図５】本発明の第５実施例による圧力センサの縦断面
図である。
図である。
【図６】本発明の第６実施例による圧力センサの縦断面
図である。
図である。
【図７】本発明の第７実施例による圧力センサの縦断面
図である。
図である。
１ センサ素子、 ２ ケーシング、 ３ 嵌合部材、
４ 孔、 ６ シール部材、 ８ センサ固定装置、
９ 外側ケーシング、 １１ ダイヤフラム、 １２
基体、 １３ 電子回路、 １４ 接続導線、 １５
環状面、 ２１ 段付面、 ２２ 環状面、 ２３
溝、 ２４ 段付面、 ２５ 段付環状面、 ２６ リ
ング、 ２７ 雌ねじ山、 ３１ 接合部、 ３２ 結
合部、３３ フランジ、 ４１，４２ 区分、 ８１
雄ねじ山、 ８３ 管片、 ９１ 保持リング、 ９２
雌ねじ山
４ 孔、 ６ シール部材、 ８ センサ固定装置、
９ 外側ケーシング、 １１ ダイヤフラム、 １２
基体、 １３ 電子回路、 １４ 接続導線、 １５
環状面、 ２１ 段付面、 ２２ 環状面、 ２３
溝、 ２４ 段付面、 ２５ 段付環状面、 ２６ リ
ング、 ２７ 雌ねじ山、 ３１ 接合部、 ３２ 結
合部、３３ フランジ、 ４１，４２ 区分、 ８１
雄ねじ山、 ８３ 管片、 ９１ 保持リング、 ９２
雌ねじ山
フロントページの続き (72)発明者 ペーター ゲルスト ドイツ連邦共和国 ヴァイル アム ライ ン ズィーベン ユッヘルテン ２ (72)発明者 カールハインツ バンホルツァー ドイツ連邦共和国 ハウゼン アム シュ ポルトプラッツ ６ (72)発明者 ヴィンフリート マイアー ドイツ連邦共和国 マウルブルク ザンク ト クララシュトラーセ ６
Claims (10)
- 【請求項１】 圧力センサにおいて、 ―セラミックセンサ素子（１）が設けられており、 ―金属ケーシング（２）が設けられており、 ―センサ素子（１）とケーシング（２）との間に金属性
の嵌合部材（３）が配置されており、 ―該嵌合部材（３）がケーシング（２）にもセンサ素子
（１）にも気密に結合されていることを特徴とする、圧
力センサ。 - 【請求項２】 ケーシング（２）が中心の軸方向の孔
（４）を有しており、該孔（４）を通じてセンサ素子
（１）の活性面が、圧力を測定しようとする被測定媒体
と接触している、請求項１記載の圧力センサ。 - 【請求項３】 前記嵌合部材（３）と被測定媒体との間
にシール部材（６）が設けられている、請求項１記載の
圧力センサ。 - 【請求項４】 前記嵌合部材（３）が管部材として形成
されており、該嵌合部材（３）にセンサ素子（１）が少
なくとも部分的に挿入されている、請求項１記載の圧力
センサ。 - 【請求項５】 管部材として形成された前記嵌合部材
（３）にフランジ（３３）が一体成形されており、該フ
ランジ（３３）が、ケーシング（２）に設けられた環状
面（２２）に載設されている、請求項１から４までのい
ずれか１項記載の圧力センサ。 - 【請求項６】 前記嵌合部材（３）が環状の板として形
成されており、該板の外縁範囲が、ケーシング（２）に
設けられた環状面（２２）に載設されており、内縁範囲
がセンサ素子（１）の、活性面とは反対の側の面に載設
されている、請求項１記載の圧力センサ。 - 【請求項７】 前記嵌合部材（３）が環状の板として形
成されており、該板の外縁範囲が、ケーシング（２）に
設けられた段付面（２４）に載設されており、内縁範囲
が、センサ素子（１）の活性面の、圧力に敏感でない外
側の環状面（１５）に載設されている、請求項１記載の
圧力センサ。 - 【請求項８】 前記嵌合部材（３）がダイヤフラムとし
て形成されており、センサ素子（１）が、該センサ素子
（１）の、被測定媒体とは反対の側でケーシング（２）
内に設けられたセンサ固定装置（８）によって固定され
ている、請求項１記載の圧力センサ。 - 【請求項９】 前記ダイヤフラムが環状板として形成さ
れており、該環状板の外縁範囲がケーシング（２）の環
状面（２２）に載設されており、前記環状板の内縁範囲
が、センサ素子（１）の、活性面とは反対の側の面に載
設されている、請求項８記載の圧力センサ。 - 【請求項１０】 前記ダイヤフラムが管部材として形成
されており、該管部材の一方の端部にセンサ素子（１）
が固定されている、請求項８記載の圧力センサ。
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