[发明专利]用于压印压力传递装置的分离膜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于压印压力传递装置的分离膜的方法。

背景技术

压力传递装置在工业压力测量技术中用于传递压力。压力传递装 置通常包括膜托架，分离膜在外沿焊接于膜托架上。在分离膜和膜床 之间封闭的压力接收腔被压力传递液体填充，该压力传递液体用于例 如通过连接至压力接收腔的压力传递管线而将从外部作用于分离膜的 压力传递到其他位置。

这种压力传递装置的典型应用是压力测量变送器。压力测量变送 器在几乎所有工业领域用于测量压力。测量的压力值例如用于控制、 调节和/或监控工业制造和/或处理过程。

压力测量技术中常见的是所谓的“半导体传感器”，例如具有经 掺杂的电阻元件作为压敏元件的硅片。通常，这种压力传感器包括的 压力传感器芯片的形式为安装在平台上的压力测量腔。压力传感器通 常非常敏感并且因而不直接由压力待测的介质影响。作为替代，在其 间插入由液体填充且具有外部分离膜的压力传递装置。在操作中，待 测压力作用于分离膜并且通过压力传递装置而传递到压力测量腔中。 对于测量绝对压力以及测量相对压力和压差都是这样的。

为了实现尽可能线性且无滞后的压力传递性能，分离膜优选地成 形为波浪状。

集成在膜托架中的膜床提供了对于分离膜的过载保护。过载是指 作用于分离膜的压力超过压力测量变送器的设计测量范围或者压力传 递装置的设计压力范围。在这种情况中，特别重要的是，膜床和分离 膜的形状尽可能相等，从而在过载的情况中，分离膜均匀地靠在同样 成形的膜床上并且得到均匀的支撑。以这种方式，在过载的情况中， 分离膜被保护不受破坏和/或永久性形变。

今天，分离膜的成形通常是通过压印方法进行的。

在这种情况中，例如平面的分离膜坯被利用金属冲头、弹性压花 垫或者水压或气动压印方法而压印，并在随后被焊接到膜托架上。然 后，压力传递装置被填充压力传递液体。

这种方法的优点是，分离膜可以被预制，其中它们例如在一个操 作步骤中被剪裁并压印。缺点是，在将分离膜焊接到膜托架上期间可 能发生的焊接应力以及分离膜翘曲是永久性的。这都降低了压力传递 装置的压力传递性能。特别地，它们对于线性化具有负面影响并且能 够导致滞后。

另外，在这种方法中，为了实现分离膜与其膜床尽可能形状相同， 对于各个部件的制造公差提出了非常高的要求。成形中的各个较小的 偏差在过载的情况中都会导致分离膜的永久形变甚至破损并且因而对 于压力传递的准确性和可再现性不利。于是，这直接影响装备有压力 传递装置的压力测量变送器的测量精度。

作为前述方法的替代，分离膜坯可以首先被焊接到膜托架上，并 且随后在膜床上被压印。这个压印可以例如液压地、气动地或者利用 压花垫而实现。然后，压力传递装置被填充压力传递液体。

这样的优点是，在膜床成形中的制造公差被通过分离膜成形中的 压印而接收，并且焊接应力以及分离膜翘曲能够至少部分被压印处理 而抵消。另外，分离膜在压印期间经受的机械负载类似于在后来可能 发生的过载情况中经受的机械负载。

在前述压印方法中，分离膜的成形依赖于在分离膜和膜床之间包 围的介质在压印之前和期间的物理特性。在中间空间中包围的潮气以 及灰尘和/或包围的颗粒都会影响成形。这样的结果是，以相同方式制 造的各个压力传递装置会具有非常不同的压力传递性能。为了将这些 压力传递装置用于测量压力，这通常意味着必须对于每一压力测量变 送器执行复杂的标定或补偿方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于压印压力传递装置的分离膜的方 法，利用该方法可以最佳地形成与膜床的形状匹配的分离膜。

为此，本发明在于一种用于压印压力传递装置的分离膜的方法， 该压力传递装置包括具有膜床的膜托架。该方法包括以下步骤：

-将平面的分离膜坯焊接到膜托架上；

-用润滑剂填充由焊接的分离膜坯和膜托架封闭的压力接收 腔；以及

-通过在膜床中压印分离膜坯而同时润滑剂存在于压力接收腔 内，由分离膜坯制造分离膜。

在一个优选实施例中，润滑剂是压力传递液体。

在另一实施例中，在焊接分离膜坯之后，检查焊接连接的密封性。

在另一实施例中，压力接收腔在被填充润滑剂之前被抽空。