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DE202005003264U1 - Melt pressure sensor system for plastics melt processing has separate detachable amplifier with level adjustment potentiometer - Google Patents

Melt pressure sensor system for plastics melt processing has separate detachable amplifier with level adjustment potentiometer Download PDF

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DE202005003264U1 DE200520003264 DE202005003264U DE202005003264U1 DE 202005003264 U1 DE202005003264 U1 DE 202005003264U1 DE 200520003264 DE200520003264 DE 200520003264 DE 202005003264 U DE202005003264 U DE 202005003264U DE 202005003264 U1 DE202005003264 U1 DE 202005003264U1
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Abstract

A melt pressure sensor (2) system is connected to the process controller (10) by a separate detachable (6) amplifier (12) with level adjustment potentiometer and fits in hole in the melt pipe (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Messsystem mit einem Sensor zur Aufnahme von Messwerten z.B. in einer Schmelze und Erzeugung eines Messsignals sowie einem an dem Sensor angeschlossenen Messverstärker zur Verstärkung des Messsignals und Erzeugung eines Steuersignals, das einer Prozesssteuerung zugeführt wird.The The invention relates to a measuring system with a sensor for recording of measured values e.g. in a melt and generating a measuring signal as well a measuring amplifier connected to the sensor for amplifying the Measuring signal and generating a control signal, the process control supplied becomes.

In der Kunststoffverarbeitung, speziell im Extrusionsbereich, sind Messungen mittels Sensoren, z.B. des Schmelzedrucks mittels eines Drucksensors in einem Schmelzekanal, zur Steuerung und Regelung des Verarbeitungsprozesses unerlässlich. Dazu verwendete Sensoren sind bekannt. Ein bekanntes Messsystem ist beispielsweise anhand der 1 beschrieben, bei dem Drucksensoren 2 mit Widerstandsmessbrücken aus Dehnungsmessstreifen (DMS Brücken) verwendet werden können. Derartige Drucksensoren 2 sind austauschbar, beispielsweise über ein Gewinde in die Bohrung der Wandung des Schmelzekanals 1 eingeschraubt. Die Spitze der Drucksensoren 2 reicht dabei regelmäßig bis an die Schmelze heran bzw. in diese hinein. Die hohen Verarbeitungstemperaturen der Kunststoffschmelzen machen es erforderlich, die temperaturempfindliche DMS Brücke thermisch vom zu messenden Medium zu entkoppeln. Dies geschieht durch Verwendung eines Druckübertragungssystems aus zwei Membranen 3 und 5 und einer mit Flüssigkeit gefüllten Kapillare 4. Die erste Membrane, die Messmembrane 3, ist mit dem Druck der heißen Kunststoffschmelze beaufschlagt. Die Kapillare 4 überträgt den Druck auf die im kälteren Bereich befindliche zweite Membrane 5. Auf der zweiten Membrane 5 ist die DMS Brücke aufgebracht, die den Druck in ein elektrisches Signal wandelt.In plastics processing, especially in the extrusion area, measurements by means of sensors, for example, the melt pressure by means of a pressure sensor in a melt channel, are essential for the control and regulation of the processing process. Sensors used for this purpose are known. A well-known measuring system is, for example, based on the 1 described in the pressure sensors 2 can be used with strain gauges made of strain gauges (strain gauges bridges). Such pressure sensors 2 are interchangeable, for example via a thread in the bore of the wall of the melt channel 1 screwed. The top of the pressure sensors 2 In doing so, it regularly reaches as far as the melt or into it. The high processing temperatures of the plastic melts make it necessary to thermally decouple the temperature-sensitive strain gauge bridge from the medium to be measured. This is done by using a pressure transfer system of two membranes 3 and 5 and a liquid-filled capillary 4 , The first membrane, the measuring membrane 3 , is subjected to the pressure of the hot plastic melt. The capillary 4 transfers the pressure to the second membrane located in the colder area 5 , On the second membrane 5 The DMS bridge is applied, which converts the pressure into an electrical signal.

Die DMS Brücke liefern ein Ausgangssignal im mV Bereich, das für die weitere Verarbeitung verstärkt und skaliert werden muss.The DMS bridge provide an output signal in the mV range, which is for further processing reinforced and must be scaled.

Hier finden zwei unterschiedliche Systeme Verwendung:Here find two different systems use:

Das Ausgangssignal des in der Maschine angeordneten Drucksensors 2 wird über eine Messleitung 7, die über einen Anschlussstecker 6 mit dem Drucksensor 2 verbunden ist, zu einem Messverstärker 9 in der Anlagensteuerung 8 übertragen. Der Messverstärker 9 skaliert das Signal auf den vorgegebenen Messbereich und gibt es an das Steuerungs- oder Prozessleitsystem 10 weiter.The output signal of the pressure sensor arranged in the machine 2 is via a measuring line 7 connected via a connector 6 with the pressure sensor 2 connected to a measuring amplifier 9 in the plant control 8th transfer. The measuring amplifier 9 the signal scales to the specified measuring range and sends it to the control or process control system 10 further.

Ein derartiger Drucksensor 2 ist relativ preiswert. Bei einem Ausfall des Drucksensors 2 entstehen entsprechend geringe Kosten. Das Signal am Ausgang des Drucksensors 2 im Bereich von wenigen Millivolt ist jedoch störempfindlich. Bei größeren Längen der Messleitung 7 zum Messverstärker 9 kann es zu Problemen bei der Signalübertragung kommen.Such a pressure sensor 2 is relatively cheap. In case of failure of the pressure sensor 2 incurred accordingly low costs. The signal at the output of the pressure sensor 2 in the range of a few millivolts, however, is susceptible to interference. For larger lengths of the measuring line 7 to the amplifier 9 there may be problems with the signal transmission.

Es kann aber auch ein Messverstärker 11 im Drucksensor 2 integriert sein, wie dies in 2 dargestellt ist. Ausgangsseitig steht ein skaliertes Standardsignal von beispielsweise 4...20 mA oder 0...10 V zur Verfügung, das direkt mittels der Messleitung 7 der nachfolgenden Prozesssteuerung 10 zugeführt und in ihr verarbeitet werden kann. Die Signalübertragung ist auch über längere Messleitungen 7 unempfindlich gegenüber Störeinflüssen.But it can also be a measuring amplifier 11 in the pressure sensor 2 be integrated like this in 2 is shown. On the output side, a scaled standard signal of, for example, 4 ... 20 mA or 0 ... 10 V is available, directly via the measuring cable 7 the subsequent process control 10 fed and processed in it. The signal transmission is also over longer measuring lines 7 Insensitive to interference.

Die Drucksensoren 2 unterliegen je nach Anwendungsfall einer hohen mechanischen Beanspruchung und müssen relativ häufig ersetzt werden. Über 90 % der Sensorausfälle werden durch Defekte im mechanischen Teil verursacht. Am häufigsten wird die mit der Schmelze in Berührung stehende Messmembrane 3 beschädigt. Aufgrund der feinmechanischen Komplexität des Kapillarsystems ist in diesen Fällen eine Reparatur des Drucksensors 2 wirtschaftlich nicht vertretbar.The pressure sensors 2 Subject to the application of a high mechanical stress and must be replaced relatively frequently. Over 90% of sensor failures are caused by defects in the mechanical part. The most common is the measuring membrane in contact with the melt 3 damaged. Due to the fine mechanical complexity of the capillary system in these cases, a repair of the pressure sensor 2 not economically justifiable.

Der Drucksensor 2 muss komplett ausgetauscht werden, wobei er sich aus der Wandung des Schmelzekanals 1 herausschrauben lässt. Dadurch wird der integrierte Messverstärker 11 mit ausgetauscht, obwohl er noch funktionsfähig wäre. Da der Drucksensor 2 durch den integrierten Messverstärker 11 relativ teuer ist, entstehen im Austauschfall höhere Kosten.The pressure sensor 2 must be completely replaced, leaving the wall of the melt channel 1 unscrew. This will be the integrated measuring amplifier 11 with exchanged, although he would still be functional. Because the pressure sensor 2 through the integrated measuring amplifier 11 is relatively expensive, arise in case of replacement, higher costs.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Messsystem der eingangs genannten Art zu schaffen, dass einerseits eine sichere und störungsfreie Übertragung des Messsignals über lange Leitungslängen gewährleistet und auf der anderen Seite eine kostengünstige Möglichkeit bietet, die hochwertige Messelektronik zu erhalten, wenn der mechanische Teil des Sensors beschädigt ist.Of the Invention is based on the object, a measuring system of the beginning to create the aforementioned type, on the one hand, a safe and trouble-free transmission of the measuring signal over long cable lengths guaranteed and on the other hand offers a cost effective option, the high quality Measuring electronics obtain when the mechanical part of the sensor damaged is.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Messverstärker lösbar am Sensor angeordnet ist. Dadurch wird erreicht, dass im Falle des Austauschs des Sensors der Messverstärker von dem Sensor getrennt werden kann, so dass er weiterhin im System Verwendung findet und nicht mit dem Sensor gemeinsam ersetzt werden muss.The The object is achieved in that the measuring amplifier solvable is arranged on the sensor. This ensures that in the case of Replacing the sensor of the measuring amplifier separated from the sensor can be used so that it continues to be used in the system and not have to be replaced with the sensor together.

Erfindungsgemäß kann der Sensor ein Drucksensor für die Schmelze sein, der in eine Bohrung in der den Schmeizekanal umgebenden Wandung einsetzbar sein kann.According to the invention of Sensor a pressure sensor for be the melt that enters a hole in the melt channel surrounding wall can be used.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Messverstärker mittels einer Steckerverbindung mit dem Sensor verbunden ist, dabei kann der Messverstärker mittels eines Anschlusssteckers direkt elektrisch, und mechanisch die notwendige Verbindungskraft aufbringend, an dem Sensor angeschlossen sein.It has proved to be advantageous if the measuring amplifier is connected by means of a plug connection with the sensor, while the measuring amplifier by means of a connector plug directly elek trically, and mechanically applying the necessary connection force to be connected to the sensor.

In vorteilhafter Weise kann der Messverstärker derart ausgebildet sein, dass er direkt auf einen standardisierten Sensor steckbar ist.In Advantageously, the measuring amplifier can be designed in such a way that it can be plugged directly onto a standardized sensor.

Eine Anpassung an unterschiedliche Bedingungen kann erfolgen, wenn der Messverstärker von außen zugängliche Potentiometer zur Einstellung des Eingangssignalpegels und/oder Messbereichs aufweist.A Adaptation to different conditions can be made when the measuring amplifiers from the outside accessible Potentiometer for adjusting the input signal level and / or Measuring range has.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The Invention is described below with reference to an illustrated in the drawing Embodiment explained in more detail.

Es zeigen:It demonstrate:

1 ein bekanntes Messsystem mit einem Messverstärker in der Anlagensteuerung, 1 a known measuring system with a measuring amplifier in the system control,

2 ein weiteres bekanntes Messsystem mit einem im Sensor eingebauten Verstärker und 2 Another well-known measuring system with built-in sensor and amplifier

3 ein erfindungsgemäßes Messsystem mit einem austauschbaren Verstärkerkopf für Schmelzedrucksensoren. 3 an inventive measuring system with a replaceable amplifier head for melt pressure sensors.

Die 3 zeigt einen standardisierten Drucksensor 2, der in eine Bohrung einer Wandung eingeschraubt ist. Die Wandung stellt die Begrenzung des Schmelzekanals 1 dar. Der Drucksensor 2 weist dabei den gleichen wie in 1 beschriebenen Aufbau auf.The 3 shows a standardized pressure sensor 2 which is screwed into a hole in a wall. The wall represents the boundary of the melt channel 1 dar. The pressure sensor 2 has the same as in 1 described construction.

Mittels einer Steckverbindung 13 ist an dem Drucksensor 2 ein austauschbarer Messverstärker 12 angeschlossen, der zur Einstellung des Eingangssignalpegels und/oder Messbereichs mit von außen zugänglichen Potentiometern versehen ist und ein skaliertes Standardsignal von beispielsweise 4...20 mA oder 0...10 V zur Verfügung stellt. An dem Ausgang des Messverstärkers 12 ist mittels des Anschlusssteckers 6 und der Messleitung 7 das im Schaltschrank 8 angeordnete Steuerungs- oder Prozessleitsystem 10 angeschlossen.By means of a plug connection 13 is at the pressure sensor 2 a replaceable amplifier 12 connected, which is provided for adjusting the input signal level and / or measuring range with externally accessible potentiometers and a scaled standard signal of, for example, 4 ... 20 mA or 0 ... 10 V available. At the output of the measuring amplifier 12 is by means of the connector plug 6 and the measuring line 7 that in the control cabinet 8th arranged control or process control system 10 connected.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des steckbar auf einen Standardsensor mit DMS Brücke montierten Messverstärkers 12 wird erreicht, dass im Falle des Austauschs des Sensors der Messverstärker von dem Sensor getrennt werden kann, so dass er weiterhin im System Verwendung findet und nicht mit dem Sensor gemeinsam ersetzt werden mussDue to the inventive construction of the pluggable mounted on a standard sensor with DMS bridge measuring amplifier 12 is achieved that in the case of replacement of the sensor, the measuring amplifier can be disconnected from the sensor so that it continues to be used in the system and not need to be replaced with the sensor together

Über zwei von außen zugängliche Potentiometer kann der Verstärker auf den erforderlichen Eingangssignalpegel und Messbereich eingestellt werden. Ausgangsseitig liefert der Verstärker ein dem gemessenem Druck entsprechendes Ausgangssignal.About two from the outside accessible Potentiometer can be the amplifier adjusted to the required input signal level and measuring range become. On the output side, the amplifier supplies the measured pressure corresponding output signal.

Hierdurch sind, bei hoher Störfestigkeit, die Eingangsbereiche aller gängigen Steuerungs- und Prozessleitsysteme abgedeckt.hereby are, with high interference immunity, the entrance areas of all common Control and process control systems covered.

11
Schmelzekanalmelt channel
22
Drucksensorpressure sensor
33
Messmembranmeasuring membrane
44
Kapillarecapillary
55
Membrane mit DMS Brückemembrane with strain gauge bridge
66
Anschlusssteckerconnector
77
MessleitungMeasurement line
88th
Schaltschrank / Anlagensteuerungswitch cabinet / Plant control
99
externer Messverstärkerexternal measuring amplifiers
1010
Steuerungs- oder Prozessleitsystemcontrol or process control system
1111
integrierter Messverstärkerintegrated measuring amplifiers
1212
austauschbarer Messverstärkerreplaceable measuring amplifiers
1313
Steckverbindungconnector

Claims (7)

Messsystem mit einem Sensor (2) zur Aufnahme von Messwerten in einer Schmelze und Erzeugung eines Messsignals sowie einem an dem Sensor (2) angeschlossenen Messverstärker zur Verstärkung des Messsignals und Erzeugung eines Steuersignals, das einer Prozesssteuerung (10) zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Messverstärker (12) lösbar am Sensor (2) angeordnet ist.Measuring system with a sensor ( 2 ) for recording measured values in a melt and generating a measuring signal and one at the sensor ( 2 ) connected measuring amplifier for amplifying the measurement signal and generating a control signal to a process control ( 10 ), characterized in that the measuring amplifier ( 12 ) detachable on the sensor ( 2 ) is arranged. Messsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein Drucksensor (2) für die Schmelze ist.Measuring system according to claim 1, characterized in that the sensor is a pressure sensor ( 2 ) is for the melt. Messsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Messverstärker (12) mittels einer Steckerverbindung (6) mit dem Sensor (2) verbunden ist.Measuring system according to claim 1 or 2, characterized in that the measuring amplifier ( 12 ) by means of a plug connection ( 6 ) with the sensor ( 2 ) connected is. Messsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Messverstärker (12} mittels eines Anschlusssteckers (6) elektrisch und mechanisch mit dem Sensor (2) verbunden ist.Measuring system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the measuring amplifier ( 12 } by means of a connector plug ( 6 ) electrically and mechanically with the sensor ( 2 ) connected is. Messsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Messverstärker (12) derart ausgebildet ist, dass er direkt auf einen standardisierten Sensor (2) steckbar ist.Measuring system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the measuring amplifier ( 12 ) is designed so that it directly to a standardized sensor ( 2 ) is pluggable. Messsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Messverstärker (12) von außen zugängliche Potentiometer zur Einstellung des Eingangssignalpegels und/oder Messbereichs aufweist.Measuring system according to one of claims 1 to 5, characterized in that the measuring amplifier ( 12 ) has externally accessible potentiometers for adjusting the input signal level and / or measuring range. Messsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (2) in eine Bohrung in der den Schmelzekanal (1) umgebenden Wandung einsetzbar ist.Measuring system according to one of claims 1 to 6, characterized in that the pressure sensor ( 2 ) in a bore in the melt channel ( 1 ) surrounding wall is used.
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