[发明专利]压力传递模块及具有压力传递模块的压力传感器

说明书

描述了压力传递模块(1)，其适合用于高温应用并且用于传递压力(p)，所述压力(p)尤其地小于或等于100mbar，其具有：隔离膜片(7)，其在外部密封第一压力室(5)并且能从外部与待传输的压力(p)作用；具有传递膜片(15)，其在外部密封第二压力室(13)；并且具有压力传递路径(17)，其将第一压力室(5)与第二压力室(13)连接起来，在所述压力传递模块中，第一和第二压力室(5、13)以及压力传递路径(17)填充有传递液体，从外部作用于隔离膜片(7)的压力(p)经由该传递液体被传输到传递膜片(15)，该压力传递模块的特征在于，传递液体受到初始压力(p_v)，尤其地大于或等于30mbar、尤其地大于或等于50mbar的初始压力(p_v)，隔离膜片(7)和传递膜片(15)在初始压力(p_v)的作用下采取初始位置，它们被待传输的压力(p)从所述初始位置偏转，并且隔离膜片(7)的初始位置和传递膜片(15)的初始位置位于相应的膜片的偏转范围内，这取决于初始压力(p_v)的大小和待传输的压力(p)的大小，在该偏转范围内，相应的膜片离开它的初始位置的偏转由于该膜片的构型而具有非轴对称分量，尤其是反对称分量。

技术领域

本发明涉及用于压力传递的压力传递模块，包括：隔离膜片，其向外地密封第一压力室，并且能在外部与待传输的压力接触；传递膜片，其向外地密封第二压力室；和压力传递路径，其将第一压力室与第二压力室连接，其中第一压力室和第二压力室及压力传递路径被填充压力传递液体，在外部作用于隔离膜片上的压力经由压力传递液体被传输到传递膜片。本发明还涉及配备有该压力传递模块的压力测量换能器。

背景技术

在工业压力测量技术中，填充有压力传递液体的压力传递装置被用于压力的液压传递。这些通常包括：向外地密封压力室并且能在外部与待传输的压力接触的隔离膜片，和将压力室与目标部位连接的压力传递路径。

压力传递装置应用于压力测量技术中，例如应用于压力测量换能器中，压力测量换能器包括布置在压力测量室中的压力传感器，该压力传感器经由压力传递路径被供应作用于隔离膜片上的压力。在这种情形中，这些压力传递装置用于保护压力传感器免于与要测量其压力的介质直接接触。此外，它们用于保护压力传感器和与压力传感器连接的电子部件免受在给定情形中作用于隔离膜片上的高温的影响，这样的部件通常不能够承受这样的温度。

隔离膜片通常是圆形的，或者具有波状轮廓，其中波与膜片的中心同心地布置。这些隔离膜片具有的刚度随着隔离膜片从其中间位置的偏转增加而强烈地以非线性的方式升高。隔离膜片的刚度越大，则其越强烈地打断要通过其传输的压力。

为了解决该问题，DE 10 2005 023 021 A1描述的压力传递装置具有形成为波状膜片的隔离膜片。这样的隔离膜片具有至少两个不同的在能量上有利的且由此稳定的静止位置。这些压力传递装置填充有预定量的压力传递液体，该预定量的大小设置为使得隔离膜片在操作期间被定位在位于两个相邻的静止位置之间的工作位置。然而，这意味着隔离膜片是双稳定的，并且即使隔离膜片的小的偏转也会导致隔离膜片到达相邻的静止位置的需要。

存在其中压力传递装置的隔离膜片暴露于高温、尤其是高于200℃的高温的应用。在这样的温度下，液压路径中的压力传递液体可以蒸发或释气。在这种情形中，尤其有问题的是其中将经由隔离膜片传输小的压力、尤其是小于100mbar的绝对压力的情形。在最有利的情形中，蒸发根据特定压力传递液体的蒸汽压力曲线而以可逆方式发生。尤其是在将要传输小的压力的情形中，这可导致相当大的压力测量误差，并且在最坏的情形下，甚至导致隔离膜片的塑性变形。此外，存在发生不可逆的过程的危险，在此情形中，由于与杂质的反应或与界定表面的液压路径的反应，形成分解产物，该分解产物在释气之后不再回到溶液。

为了解决该问题，DE 10 2004 052 950 A1描述了一种压力测量换能器，该压力测量换能器具有传感器模块和放置在传感器模块前方的压力传递模块。

压力传递模块包括：