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DE102011017824A1 - Hochtemperaturdruckmessaufnehmer - Google Patents

Hochtemperaturdruckmessaufnehmer Download PDF

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DE102011017824A1
DE102011017824A1 DE102011017824A DE102011017824A DE102011017824A1 DE 102011017824 A1 DE102011017824 A1 DE 102011017824A1 DE 102011017824 A DE102011017824 A DE 102011017824A DE 102011017824 A DE102011017824 A DE 102011017824A DE 102011017824 A1 DE102011017824 A1 DE 102011017824A1
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transducer
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Inventor
Hahn Schlachter
Dietmar Frühauf
Thomas Uehlin
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Endress and Hauser SE and Co KG
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Endress and Hauser SE and Co KG
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    • G01L9/0041Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
    • G01L9/0076Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using photoelectric means
    • G01L9/0077Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using photoelectric means for measuring reflected light
    • G01L9/0079Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using photoelectric means for measuring reflected light with Fabry-Perot arrangements

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Abstract

Ein Druckmessaufnehmer, umfasst einen interferometrischen Druckmesswandler 10 mit einer Messmembran 11 einem Gegenkörper 12 und einer Messkammer dazwischen; einen Träger 13; und einen Druckmittler 20; wobei der Druckmesswandler 10 zwei Reflexionsflächen mit druckabhängigem Abstand aufweist, wobei der Träger 13, den Druckmesswandler 10 trägt, wobei der Druckmittler 20 einen Druckmittlerkörper 21 und eine Trennmembran 22, mit einer zwischen beiden gebildeten Trennmembrankammer 22 und eine Wandlerkammer 25 aufweist, wobei die beiden Kammern über einen hydraulischen Pfad 24 miteinander kommunizieren, wobei der Druckmesswandler in der Wandlerkammer (25) positioniert ist, wobei der Abstand der Messmembran 11 von der Trennmembran 22 nicht mehr als 100 mm beträgt, wobei die Trennmembrankammer, die Wandlerkammer und der hydraulische Pfad zwischen der Wandlerkammer mit einer Übertragungsflüssigkeit gefüllt sind die bei einer Temperatur von 150°C einen Dampfdruck von weniger als 6 mbar und bei 20°C eine dynamische Zähigkeit von weniger als 0,8 Pa·s aufweist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hochtemperaturdruckmessaufnehmer, insbesondere für Temperaturen oberhalb von 125°C.
  • Die Offenlegungsschrift WO 2009/079803 A1 offenbart Druckmesszellen mit weißlicht-interferometrischer Auswertung für Hochtemperaturanwendung, wobei der Grundkörper und die Messmembran dieser Druckmesszellen Korund bzw. Saphir aufweisen. Derartige Druckmesszellen sind insbesondere für den Einsatz in der Ölförderung, beispielsweise bei der Überwachung der Heißdampfextraktion in Lagerstätten vorgesehen. Das Prinzip von interferometrischen Druckmesswandlern, insbesondere so genannten weißlichtinterferometrischen Druckmesswandlern bzw. interferometrischen Druckmesswandlern mit Licht geringer Kohärenzlänge ist an sich bekannt und hinsichtlich der optischen Grundlagen in einem Übersichtsartikel von Rao und Jackson (Measuring Science and Technology 7 (1996) 981–999) beschrieben.
  • In der Industriellen Prozessmesstechnik sind Drücke verschiedenster Prozessmedien zu messen. Drucksensoren mit einer Messmembran, die Aluminiumoxid aufweist, zeichnen sich durch eine große Medienbeständigkeit aus, und können mit einer Vielfalt von Prozessmedien unmittelbar beaufschlagt werden. Drucksensoren mit einem Siliziumdruckmesswandler sind dagegen für den direkten Kontakt mit Prozessmedien in vielen Fällen ungeeignet. Daher ist es üblich, die Siliziumdruckmesswandler nicht unmittelbar mit dem Prozessmedium zu beaufschlagen, sondern den zu messenden Druck mit einem Druckmittler zu dem Siliziumdruckmesswandler zu übertragen, wobei der Druckmittler einen hydraulischen Pfad umfasst, welcher sich zwischen einer metallischen Trennmembran und dem Siliziumdruckmesswandler erstreckt, und wobei die Trennmembran mit dem Prozessmedium beaufschlagbar ist. Die Silizium- bzw. Halbleiterdruckmesswandler sind dabei häufig auf so genannten TO-Sockeln montiert, welche eine metallische Basis aufweisen, die über Löten oder Schweißen druckdicht in einem Sensorgehäuse zu integrieren ist, Einzelheiten hierzu sind beispielsweise in den Offenlegungsschriften DE 10 2004 006 197 A1 , DE 10 2004 003 413 A1 , DE 10 2004 006 201 A1 , DE 10 2004 006 199 A1 , DE 10 2004 011 203 A1 offenbart.
  • Abgesehen von der Empfindlichkeit gegenüber verschiedenen Prozessmedien sind Siliziumdruckmesswandler nur für einen begrenzten Temperaturbereich geeignet, zumal dann, wenn sie dotierte Halbleiterstrukturen aufweisen wie sie bei den gängigen piezo-resistiven Druckmesswandlern üblich sind. Derartige Siliziumdruckmesswandler sind nur bis etwa 125°C einsetzbar. Druckmittler dienen daher häufig dazu, den Siliziumdruckmesswandler von dem Prozessmedium thermisch zumindest in dem Maße zu entkoppeln, dass die Temperatur des Halbleiterdruckmesswandlers einen kritischen Temperaturwert von beispielsweise 125°C nicht übersteigt, und zwar auch dann, wenn die Temperatur des Prozessmediums erheblich höher ist. Hierzu wird die Druckmesszelle in einem hinreichenden Abstand zum Prozessmedium positioniert, um den Unterschied zwischen der Medientemperatur und der kritischen Temperatur über einen Temperaturgradienten, der entlang des hydraulischen Pfades zwischen der Trennmembran und dem Siliziumdruckmesswandler verläuft, abbauen zu können. Damit weisen die gängigen Hochtemperaturdruckmittler eine gewisse Baulänge auf, was ein großes Volumen an Übertragungsflüssigkeit bedingt. Das Volumen der Übertragungsflüssigkeit wirkt sich jedoch über den so genannten Trennmembranfehler auf die Messgenauigkeit aus, denn die Trennmembran wird durch die Volumenausdehnung der Übertragungsflüssigkeit ausgelenkt, was aufgrund der Steifigkeit der Trennmembran zu einem veränderten Druck im hydraulischen Pfad führt.
  • Eine weitere Grenze für den Einsatz der Druckmittler ergibt sich aus dem temperaturabhängigen Dampfdruck der Übertragungsflüssigkeit, mit welcher der hydraulische Pfad befällt ist. Wenn der Dampfdruck der Übertragungsflüssigkeit über den aktuellen Druck des Prozessmediums und ggf. den Druck aufgrund des Trennmembranfehlers steigt, beginnt die Übertragungsflüssigkeit auszugasen, wodurch die Trennmembran im Extremfall plastisch verformt werden kann.
  • Um dies zu verhindern, ist zu gewährleisten dass die Füllflüssigkeit keine Komponenten enthält, die bei hohen Temperaturen einen kritischen Dampfdruck entwickeln können. Hierzu kann eine Übertragungsflüssigkeit bei hoher Temperatur unter Vakuum in dem Sinne konditioniert werden, dass die flüchtigen Komponenten verdampfen. Der hydraulische Pfad sollte dann mit der konditionierten Übertragungsflüssigkeit bei hoher Temperatur, vorzugsweise unter Vakuum befällt werden. Mit hoher Temperatur ist hier im Idealfall die im Betrieb zu erwartende Maximaltemperatur gemeint, jedenfalls sollte die Befülltemperatur diese Temperatur so weit wie möglich annähern. Hier erweist sich jedoch wiederum der Siliziumdruckmesswandler als limitierende Größe, da er nicht mit Temperaturen oberhalb seiner kritischen Temperatur von beispielsweise 125°C beaufschlagt werden sollte.
  • Um diesen Widerspruch aufzulösen, offenbart die Offenlegungsschrift DE 10 2004 052 950 A1 einen Druckmessaufnehmer für Hochtemperaturanwendungen, welcher ein Sensormodul und ein Übertragungsmodul aufweist. Das Sensormodul umfasst einen Sensorkörper, der eine Messzellenkammer aufweist, in der eine Druckmesszelle, insbesondere ein Siliziumdruckmesswandler angeordnet ist, wobei die Druckmesszelle über einen ersten mit einer Druckübertragungsflüssigkeit gefüllten hydraulischen Pfad mit einem Druck beaufschlagbar ist. Das Übertragungsmodul zum Übertragen eines Drucks zu dem ersten hydraulischen Pfad weist einen zweiten mit einer Übertragungsflüssigkeit gefüllten hydraulischen Pfad auf, der sich von einer prozessseitigen Trennmembran über einen Übertragungsköper zu einer Übertragungsmembran erstreckt, wobei die Übertragungsmembran druckdicht an dem Übertragungskörper befestigt ist, und wobei der Sensorkörper derart druckdicht mit dem Übertragungskörper verbunden ist, dass der erste hydraulische Pfad mit der Übertragungsmembran kommuniziert, sodass der Druck des zweiten hydraulischen Pfads durch die Übertragungsmembran auf den ersten hydraulischen Pfad übertragbar ist.
  • Die Zweiteilung des hydraulischen Pfads ermöglicht es nun, dass der zweite hydraulische Pfad, welcher im Betrieb unmittelbar den hohen Temperaturen des Prozessmediums ausgesetzt ist, bei hohen Temperaturen mit der Übertragungsflüssigkeit befüllt wird, ohne die Druckmesszelle bzw. den Siliziumdruckmesswandler durch die Befüllung zu beeinträchtigen. Der erste hydraulische Pfad kann dann bei einer Temperatur unterhalb der kritischen Temperatur mit einer Übertragungsflüssigkeit gefüllt werden.
  • Die beschriebene Zweiteilung ist jedoch einerseits teuer und andererseits führt sich zu einem erhöhten Volumen der Übertragungsflüssigkeit, was an sich schon zu einem erhöhten Messfehler aufgrund einer stärkeren Auslenkung der Trennmembran führt, wobei hier noch erschwerend hinzukommt dass sogar zwei Trennmembranen vorhanden sind. Um dennoch bei einem gegebenen Volumen an Übertragungsflüssigkeit und den damit einhergehenden Auslenkungen der Trennmembranen einen hinreichend geringen Trennmembranfehler zu erzielen und eine plastische Verformung der Trennmembranen zu vermeiden sind tendenziell Trennmembranen mit einem großen Durchmesser vorzuziehen, was wiederum zu einem erhöhten Matertalaufwand und damit höheren Kosten führt. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einem Hochtemperaturdruckmessaufnehmer bereitzustellen, welcher die Nachteile des Stands der Technik überwindet.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch den Hochtemperaturdruckmessaufnehmer gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1.
  • Der erfindungsgemäße Druckmessaufnehmer umfasst einen Druckmesswandler, einen metallischen Träger und einen hydraulischen Druckmittler, wobei der Druckmesswandler eine druckabhängig auslenkbare Messmembran, welche Silizium aufweist, und einen zumindest teilweise transparenten Gegenkörper umfasst, wobei die Messmembran und der Gegenkörper unter Bildung einer Messkammer zwischen der Messmembran und dem Gegenkörper druckdicht miteinander verbunden sind, wobei der Druckmesswandler mindestens zwei im wesentlichen parallel zueinander und miteinander fluchtend angeordnete Reflexionsflächen aufweist, wobei eine erste Reflexionsfläche an der Messmembran angeordnet ist und eine zweite teilreflektierende Reflexionsfläche bezüglich des Gegenkörpers eine im wesentlichen druckunabhängige Position aufweist, wobei die erste Reflexionsfläche durch die zweite Reflexionsfläche hindurch beleuchtbar ist, wobei der Gangunterschied zwischen dem an der ersten Reflexionsfläche reflektierten Licht und dem an der zweiten Reflexionsfläche reflektierten Licht abhängig ist von der Differenz zwischen einem ersten Druck, der auf eine der Messkammer abgewandten Außenseite der Messmembran einwirkt und einem zweiten Druck, der in der Messkammer herrscht, wobei der metallische Träger den Druckmesswandler trägt und wobei der Gegenkörper dem metallischen Träger zugewandt ist, wobei sich durch den metallischen Träger ein Lichtpfad erstreckt, dessen Achse im wesentlichen mit der ersten und der zweiten Reflexionsfläche fluchtet, wobei der Druckmittler einen Druckmittlerkörper, eine Trennmembran und eine Wandlerkammer aufweist, wobei die Trennmembran unter Bildung einer Trennmembrankammer zwischen dem Druckmittlerkörper und der Trennmembran mit mindestens einer umlaufenden Fügestelle druckdicht an einer Oberfläche des Druckmittlerkörpers befestigt ist, wobei die Trennmembrankammer und die Wandlerkammer über einen durchgehenden hydraulischen Pfad miteinander kommunizieren, wobei der Druckmesswandler mittels des Trägerkörpers in der Wandlerkammer positioniert ist und die Wandlerkammer mittels des Trägerkörpers druckdicht verschlossen ist, wobei der Abstand der Messmembran von der Trennmembran nicht mehr als 100 mm, insbesondere nicht mehr als 60 mm, und bevorzugt nicht mehr als 40 mm beträgt, wobei die Trennmembrankammer, die Wandlerkammer und der hydraulische Pfad zwischen der Wandlerkammer mit einer Übertragungsflüssigkeit gefüllt sind die bei einer Temperatur von 150°C einen Dampfdruck von weniger als 6 mbar, insbesondere weniger als 4 mbar und bevorzugt weniger als 2 mbar aufweist, und wobei die Übertragungsflüssigkeit bei 20°C ein dynamische Zähigkeit von nicht mehr als 1.0 Pa·s, insbesondere nicht mehr als 0,7 PaS und bevorzugt nicht mehr als 0,5 Pa·s aufweist.
  • Der metallische Träger kann insbesondere einen TO-Sockel umfassen.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Trennmembran einen Durchmesser von nicht mehr als 50 mm, vorzugsweise nicht mehr als 35 mm und besonders bevorzugt nicht mehr als 25 mm auf.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung beträgt der Abstand der Messmembran von der Trennmembran nicht mehr als das Doppelte, insbesondere nicht mehr als das 1,5-fache und bevorzugt nicht mehr als das 1-fache des Durchmessers der Messmembran.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Wandlerkammer in dem Druckmittlerkörper oder einem anderen Körper ausgebildet.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung beträgt der Dampfdruck der Übertragungsflüssigkeit bei 200°C, insbesondere bei 250°C bevorzugt bei 280°C nicht mehr als 6 mbar, insbesondere nicht mehr als 4 mbar und bevorzugt nicht mehr als 3 mbar.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung weist der Gegenkörper die zweite Reflexionsfläche auf.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung umfasst der Druckmessaufnehmer weiterhin eine Aufnahme oder einen Anschluss für einen Lichtleiter, zum Einkoppeln von Licht in den Lichtpfad und zum Ableiten von Licht, welches von der ersten und der zweiten Reflexionsfläche reflektiert wird, wobei der Lichtleiter druckdicht von der Übertragungsflüssigkeit getrennt ist.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung umfasst der Druckmessaufnehmer weiterhin einen Referenzdruckpfad, der sich durch den Trägerkörper und durch den Gegenkörper in die Messkammer erstreckt.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung weist der Gegenkörper Glas, insbesondere ein Borosilikatglas auf.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung weist der Druckmesswandler eine dritte Reflexionsfläche auf, welche einen temperaturabhängigen und im wesentlichen druckunabhängigen Abstand zu einer der beiden anderen Reflexionsflächen hat, wobei der temperaturabhängige Abstand zur interferometrischen Bestimmung eines Temperaturmesswerts geeignet ist.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung ist die dritte Reflexionsfläche durch eine der Messkammer abgewandte Oberfläche des Gegenkörpers gebildet.
  • Die Erfindung wird nun anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigt:
  • 1: einen schematischen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Druckmesswandlers auf einem metallischen Träger; und
  • 2: einen schematischen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Druckmessaufnehmers mit dem Druckmesswandler aus 1.
  • Der in 1 dargestellte Druckmesswandler 10 umfasst eine Silizium-Messmembran, die auf einem Gegenkörper 12, der Glas aufweist mittels anodischen Bondens befestigt ist, wodurch zwischen der Messmembran und dem Gegenkörper eine Messkammer gebildet ist, wobei eine druckabhängige Auslenkung der Messmembran gegen den Druck in der Messkammer zu erfolgen hat.
  • Der Gegenkörper 12 ist auf einem metallischen Träger 13, welcher beispielsweise einen TO-Sockel umfasst, mit einer drucktragenden Klebung oder mit Löten bzw. Hartlöten befestigt.
  • Fluchtend mit einer Reflexionsfläche der Messmembran 11 erstreckt sich eine axiale Bohrung 14 durch den Trägerkörper 13, wobei durch die Bohrung ein Lichtpfad zum betreiben des Druckmesswandlers verläuft. In der Bohrung 14 ist eine Ferrule 15 zur Aufnahme des Endabschnitts eines Lichtleiters befestigt, wobei die Ferrule 15 bzw. der Endabschnitt des Lichtleiters ggf. weitere optische Komponenten wie eine so genannte Grin-Linse oder eine Sammellinse mit mindestens einer konvexen Oberfläche enthalten kann, um eine Bestrahlung des Druckmesswandlers mit kollimiertem Licht zu ermöglichen.
  • Die Bestrahlung des Druckmesswandlers durch den Lichtleiter erfolgt bestimmungsgemäß mit Licht geringer Kohärenzlänge, beispielsweise mit Weißlicht. Der druckabhängige Gangunterschied zwischen dem an der messkammerseitigen Oberfläche der Messmembran 11 reflektierten Licht und dem an der messkammerseitigen Oberfläche des Gegenkörpers 12 reflektierten Licht, ist mit einem hier nicht dargestellten Auswerteinterferometer zu bestimmen, dem das reflektierte Licht über den Lichtleiter zuzuführen ist.
  • Der hier dargestellte Relativdruckmesswandler umfasst weiterhin einen Referenzdruckpfad 16, der dadurch gebildet ist, dass sich fluchtende, exzentrische axiale Bohrungen, die in der Messkammer münden, durch den Träger 13 und den Gegenkörper 12 erstrecken. Bei einem Relativdruckmesswandler wird der Luftdruck aus der Umgebung des Relativdruckmesswandlers der Messkammer über den Referenzdruckpfad 16 zugeführt. Bei einem Absolutdrucksensor entfällt dagegen der Referenzdruckpfad, und die Messkammer ist evakuiert.
  • Durch den Träger 13 erstreckt sich weiterhin ein Befüllkanal 17 über den eine Wandlerkammer, in welche der Druckmesswandler 10 eingesetzt ist, und ggf. ein hydraulischer Pfad einschließlich einer Trennmembrankammer eines hydraulischen Druckmittlers mit einer Übertragungsflüssigkeit zu befüllen sind.
  • Der in 2 dargestellte Druckmessaufnehmer 20 umfasst den Druckmesswandler 10 aus 1 und einen Druckmittler mit einem insbesondere metallischen Druckmittlerkörper 21 und einer metallischen Trennmembran 22, die unter Bildung einer Trennmembrankammer 23 zwischen dem Druckmittlerkörper 21 und der Trennmembran 22 an einer Stirnfläche des Druckmittlerkörpers 21 mit einer umlaufenden Schweißnaht druckdicht befestigt ist. Von der Trennmembrankammer erstreckt sich eine Bohrung 24 in eine Wandlerkammer 25 die als eine Vertiefung in einer der Trennmembran 22 abgewandten Stirnseite des Druckmittlerkörpers 21 ausgebildet ist.
  • In die Wandlerkammer 25 ist der auf dem Träger 13 angeordnete Druckmesswandler 10 eingesetzt, wobei die Wandlerkammer 25 durch eine umlaufende Schweißnaht zwischen dem Trägerkörper 13 und dem Druckmittlerkörper 21 druckdicht verschlossen ist.
  • Zum Befüllen der Wandlerkammer und des hydraulischen Pfades mit einer Übertragungsflüssigkeit wird der Druckmesswandler evakuiert und auf eine Befülltemperatur geheizt, die im Idealfall mindestens der maximalen Betriebstemperatur, beispielsweise 200°C entspricht. Dann wird die unter Vakuum auf maximale Betriebstemperatur geheizte Flüssigkeit über den Befüllkanal 17 in die Druckmittlerkammer und den hydraulischen Pfad einschließlich der Trennmembrankammer eingeleitet, und der Druckmittler wird mit einem metallischen Verschluss 18 druckdicht verschlossen. Die Befüllung bei der maximalen Betriebstemperatur gewährleistet einen sicheren Betrieb des Druckmessaufnehmers.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2009/079803 A1 [0002]
    • DE 102004006197 A1 [0003]
    • DE 102004003413 A1 [0003]
    • DE 102004006201 A1 [0003]
    • DE 102004006199 A1 [0003]
    • DE 102004011203 A1 [0003]
    • DE 102004052950 A1 [0007]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • Rao und Jackson (Measuring Science and Technology 7 (1996) 981–999) [0002]

Claims (11)

  1. Druckmessaufnehmer, umfassend: einen Druckmesswandler (10); einen metallischen Träger (13); und einen hydraulischen Druckmittler (20); wobei der Druckmesswandler (10) eine druckabhängig auslenkbare Messmembran (11), welche Silizium aufweist, und einen zumindest teilweise transparenten Gegenkörper (12) umfasst, wobei die Messmembran und der Gegenkörper unter Bildung einer Messkammer zwischen der Messmembran (11) und dem Gegenkörper (12) druckdicht miteinander verbunden sind; wobei der Druckmesswandler (10) mindestens zwei im wesentlichen parallel zueinander und miteinander fluchtend angeordnete Reflexionsflächen aufweist, wobei eine erste Reflexionsfläche an der Messmembran angeordnet ist und eine zweite teilreflektierende Reflexionsfläche bezüglich des Gegenkörpers eine im wesentlichen druckunabhängige Position aufweist, wobei die erste Reflexionsfläche durch die zweite Reflexionsfläche hindurch beleuchtbar ist, wobei der Gangunterschied zwischen dem an der ersten Reflexionsfläche reflektierten Licht und dem an der zweiten Reflexionsfläche reflektierten Licht abhängig ist von der Differenz zwischen einem ersten Druck, der auf eine der Messkammer abgewandten Außenseite der Messmembran einwirkt und einem zweiten Druck, der in der Messkammer herrscht, wobei der metallische Träger (13) den Druckmesswandler (10) trägt und wobei der Gegenkörper (12) dem metallischen Träger zugewandt ist, wobei sich durch den metallischen Träger ein Lichtpfad (15) erstreckt, dessen Achse im Wesentlichen mit der ersten und der zweiten Reflexionsfläche fluchtet, wobei der Druckmittler (20) einen Druckmittlerkörper (21), eine Trennmembran (22) und eine Wandlerkammer (25) aufweist, wobei die Trennmembran unter Bildung einer Trennmembrankammer (23) zwischen dem Druckmittlerkörper und der Trennmembran mit mindestens einer umlaufenden Fügestelle druckdicht an einer Oberfläche des Druckmittlerkörpers (21) befestigt ist, wobei die Trennmembrankammer (22) und die Wandlerkammer (25) über einen durchgehenden hydraulischen Pfad (24) miteinander kommunizieren, wobei der Druckmesswandler (10) mittels des Trägerkörpers (13) in der Wandlerkammer (25) positioniert ist, und die Wandlerkammer mittels des Trägerkörpers druckdicht verschlossen ist, wobei der Abstand der Messmembran (11) von der Trennmembran (22) nicht mehr als 100 mm, insbesondere nicht mehr als 60 mm, und bevorzugt nicht mehr als 40 mm beträgt, wobei die Trennmembrankammer, die Wandlerkammer und der hydraulische Pfad zwischen der Wandlerkammer mit einer Übertragungsflüssigkeit gefüllt sind die bei einer Temperatur von 150°C einen Dampfdruck von weniger als 6 mbar, insbesondere weniger als 4 mbar und bevorzugt weniger als 2 mbar aufweist, und wobei die Übertragungsflüssigkeit bei 20°C ein dynamische Zähigkeit von weniger als 0,8 Pa·s, insbesondere weniger als 0,5 Pa·s aufweist.
  2. Druckmessaufnehmer, nach Anspruch 1, wobei die Trennmembran einen Durchmesser von nicht mehr als 50 mm, vorzugsweise nicht mehr als 35 mm und besonders bevorzugt nicht mehr als 25 mm aufweist.
  3. Druckmessaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei der Abstand der Messmembran von der Trennmembran nicht mehr als das Doppelte, insbesondere nicht mehr als das 1,5-fache und bevorzugt nicht mehr als das 1-fache des Durchmessers der Messmembran beträgt.
  4. Druckmessaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Wandlerkammer in dem Druckmittlerkörper ausgebildet ist.
  5. Druckmessaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Dampfdruck der Übertragungsflüssigkeit bei 200°C, insbesondere bei 250°C bevorzugt bei 280°C nicht mehr als 6 mbar, insbesondere nicht mehr als 4 mbar und bevorzugt nicht mehr als 3 mbar beträgt.
  6. Druckmessaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Gegenkörper die zweite Reflexionsfläche aufweist.
  7. Druckmessaufnehmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend eine Aufnahme oder einen Anschluss für einen Lichtleiter, zum Einkoppeln von Licht in den Lichtpfad und zum Ableiten von Licht, welches von der ersten und der zweiten Reflexionsfläche reflektiert wird, wobei der Lichtleiter druckdicht von der Übertragungsflüssigkeit getrennt ist
  8. Druckmessaufnehmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfassend einen Referenzdruckpfad, der sich durch den Trägerkörper und durch den Gegenkörper in die Messkammer erstreckt.
  9. Druckmessaufnehmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Gegenkörper Glas aufweist.
  10. Druckmessaufnehmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Druckmesswandler eine dritte Reflexionsfläche aufweist, welche einen temperaturabhängigen und im wesentlichen druckunabhängigen Abstand zu einer der beiden anderen Reflexionsflächen hat, wobei der temperaturabhängige Abstand zur interferometrischen Bestimmung eines Temperaturmesswerts geeignet ist.
  11. Druckmessaufnehmer nach Anspruch 10, wobei die dritte Reflexionsfläche durch eine der Messkammer abgewandte Oberfläche des Gegenkörpers gebildet ist.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017002450A1 (de) * 2017-03-14 2018-09-20 Hydac Fluidtechnik Gmbh Messvorrichtung
WO2019067046A1 (en) * 2017-09-29 2019-04-04 Rosemount Inc. PRESSURE SENSOR CAPSULE
WO2022128402A1 (de) * 2020-12-14 2022-06-23 Endress+Hauser SE+Co. KG Druckmessaufnehmer zur bestimmung eines relativdrucks

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1078227B1 (de) * 1998-05-20 2002-07-31 Bookham Technology PLC Optisch adressierbares messsystem
DE102004006197A1 (de) 2003-07-04 2005-01-27 Robert Bosch Gmbh Mikromechanischer Drucksensor
DE102004003413A1 (de) 2004-01-23 2005-08-11 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Verpacken von Halbleiterchips und entsprechende Halbleiterchipanordnung
DE102004006199A1 (de) 2004-02-09 2005-08-25 Robert Bosch Gmbh Mikromechanischer Drucksensor für hohe Drücke
DE102004006201A1 (de) 2004-02-09 2005-08-25 Robert Bosch Gmbh Drucksensor mit Siliziumchip auf einer Stahlmembran
DE102004011203A1 (de) 2004-03-04 2005-09-29 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Montieren von Halbleiterchips und entsprechende Halbleiterchipanordnung
DE102004033813A1 (de) * 2004-07-12 2006-02-16 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Druckmessgerät
DE102004052950A1 (de) 2004-10-29 2006-05-04 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Druckaufnehmer mit hydraulischer Druckübertragung
WO2009079803A1 (de) 2007-12-20 2009-07-02 Inficon Gmbh Anordnung für eine membrandruckmesszelle

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1078227B1 (de) * 1998-05-20 2002-07-31 Bookham Technology PLC Optisch adressierbares messsystem
DE102004006197A1 (de) 2003-07-04 2005-01-27 Robert Bosch Gmbh Mikromechanischer Drucksensor
DE102004003413A1 (de) 2004-01-23 2005-08-11 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Verpacken von Halbleiterchips und entsprechende Halbleiterchipanordnung
DE102004006199A1 (de) 2004-02-09 2005-08-25 Robert Bosch Gmbh Mikromechanischer Drucksensor für hohe Drücke
DE102004006201A1 (de) 2004-02-09 2005-08-25 Robert Bosch Gmbh Drucksensor mit Siliziumchip auf einer Stahlmembran
DE102004011203A1 (de) 2004-03-04 2005-09-29 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Montieren von Halbleiterchips und entsprechende Halbleiterchipanordnung
DE102004033813A1 (de) * 2004-07-12 2006-02-16 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Druckmessgerät
DE102004052950A1 (de) 2004-10-29 2006-05-04 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Druckaufnehmer mit hydraulischer Druckübertragung
WO2009079803A1 (de) 2007-12-20 2009-07-02 Inficon Gmbh Anordnung für eine membrandruckmesszelle

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Rao und Jackson (Measuring Science and Technology 7 (1996) 981-999)
Rao, Yun-Jiang; Jackson, David A: Recent progress in fibre optic low-coherence interferometry. In: Meas. Sci. Technol., 7, 1996, 981 - 999. *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017002450A1 (de) * 2017-03-14 2018-09-20 Hydac Fluidtechnik Gmbh Messvorrichtung
WO2019067046A1 (en) * 2017-09-29 2019-04-04 Rosemount Inc. PRESSURE SENSOR CAPSULE
CN109580076A (zh) * 2017-09-29 2019-04-05 罗斯蒙特公司 压力传感器封壳
US10612365B2 (en) 2017-09-29 2020-04-07 Rosemount Inc. Pressure sensor capsule
CN109580076B (zh) * 2017-09-29 2021-12-10 罗斯蒙特公司 压力传感器封壳
WO2022128402A1 (de) * 2020-12-14 2022-06-23 Endress+Hauser SE+Co. KG Druckmessaufnehmer zur bestimmung eines relativdrucks

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