一種減少溶解在壓力測量轉換器的壓力傳導液體中的外來分子含量的方法

2023-09-21 06:41:45 4

專利名稱：一種減少溶解在壓力測量轉換器的壓力傳導液體中的外來分子含量的方法
技術領域：
本發明涉及一種減少以氣態或液態形式溶解在壓力測量轉換器的壓力傳導液體中的外來分子含量的方法。
背景技術：
壓力傳導液體在壓力測量技術中被應用於大量的壓力測量轉換器，以便使所要測量的壓力送達到壓力傳感器。儘可能不可壓縮的並具有儘可能小的熱膨脹係數的液體，例如矽油，優選用作壓力傳導液體。通常情況下，壓力測量轉換器有一個壓力接納室，該壓力接納室由隔離膜對外封閉，壓力接納室經由通路連接到壓力測量室，在該室內放置了壓力傳感器。用壓力傳導液體填充壓力接納室、壓力測量室、和通路，在測量操作中該壓力傳導液體將作用於隔離膜上的所要測量的外部壓力傳導至壓力傳感器。這方面的例子是壓力測量轉換器，其中應用例如具有摻雜的電阻元件的矽晶片的半導體傳感器作為壓力傳感器。通常，半導體傳感器包括一個膜片狀的壓力傳感器晶片，其被橫向支撐在壓力測量室內。通常，半導體傳感器非常靈敏，因此，不直接暴露於要測量其壓力的介質中。具有上遊壓力傳導裝置的壓力測量轉換器是一個附加的示例。在測量操作中，壓力傳導裝置有一個壓力接納室，該壓力接納室被布置於測量位置處、並由獨立隔膜所封閉；壓力接納室通過壓力傳導管線與壓力測量轉換器的壓力測量室連接；壓力傳感器位於壓力測量室內；將壓力測量室布置得遠離測量位置。在這樣的情況下，對於壓力測量轉換器的測量準確性來說，特別重要的是使壓力傳導液體中含有儘可能少的以氣體或液體形式溶解的外來分子。作用於隔離膜上的溶解在壓力傳導液體中的氣體和/或液體，在某些情況下，尤其是高溫和/或低壓的情況下，會很突然地導致在液體中形成氣泡，從而極大地改變了壓力傳導液體的傳導性能。取決於所陷入的外來分子的量，在某些情況下這會導致相當大的取決於溫度和/或取決於壓力的測量誤差。例如，以液體形式或作為蒸汽以氣體形式包含在液體中的水分子是特別常見和令人困擾的。由於它的蒸氣壓隨溫度呈指數地增加，因此在某些情況下，水會在相對低的溫度下非常突然地形成蒸汽泡。目前，為了去除溶解在壓力傳導液體中的外來分子，在被引入到壓力測量轉換器中之前，通常在真空條件下，按慣例將壓力傳導液體以真空蒸餾法預處理。真空蒸餾方法的缺點是，蒸餾溫度受到壓力傳導液體的熱穩定性的限制。此外，通過真空蒸餾法，隨著蒸餾溫度的上升，將更多的附加物從液體中去除。這不可避免地導致液體粘度的增加，從而不利於低損耗壓力傳導；而液體的粘度的增加，又只能通過限制蒸餾溫度來抵消。由於蒸餾溫度的限制，不能再減小的外來分子的殘餘含量仍然溶解在甚至經過了蒸餾法之後的壓力傳導液體中。然而，外來分子，諸如水和空氣，不僅包含在用於填充的壓力傳導液體中，還可能附著在待填充的測量轉換器的內壁上，並發現它們從那裡進入壓力傳導液體。為了減少附著在內壁上的外來分子的數量，內部空間在被填充前最好是經烘烤，內部空間在高溫真空條件下被短時間加熱，這使附著的外來分子與內壁鬆動、然後通過施加真空將它們吸出。然而，附著在內壁上的外來分子的殘餘含量仍保留在那裡，這些殘餘含量可以在填充了壓力傳導液體之後，以溶解的形式釋放到壓力傳導液體中。

發明內容
本發明的目的就是提供一種方法，用於減少以氣態或液態形式溶解在壓力測量轉換器的壓力傳導液體中的外來分子含量的方法。為此，本發明屬於一種用於減少以氣態或液態形式溶解在壓力測量轉換器的壓力傳導液體中的外來分子含量的方法，所述壓力測量轉換器具有 壓力接納室，其由一個隔離膜所封閉；壓力測量室，其與所述壓力接納室連接；壓力傳感器，其布置在所述壓力測量室中；以及將液體填充於由所述壓力接納室和與其連接的所述壓力測量室所形成的壓力測量轉換器的內部空間中，並在測量操作中將作用在隔離膜上的外部壓力傳導至壓力傳感器；其中將所述液體引入而與至少一個吸附體接觸；以及溶解於所述液體中的外來分子通過吸附作用被粘著到所述吸附體上。一個優選的實施方案中，所述吸附體包括沸石。此外，本發明包括該發明方法的第一實施例，其中在對填充所述壓力測量轉換器的液體進行預處理的預處理方法中，將所述吸附體作為粒狀材料引入到所述液體中，其中所述吸附體隨後吸附外來分子；將所述液體與含有吸附了外來分子的吸附體相分離；以及用已經與所述吸附體分離的所述液體填充所要填充的壓力測量轉換器的所述內部空間。此外，本發明包括該發明方法的第二實施例，其中所述吸附體具有比所要填充的所述壓力測量轉換器的內部空間的尺度小的顆粒尺寸；在預處理方法中將所述吸附體引入到所述液體中，用於對填充壓力測量轉換器的液體進行預處理；以及用包含所述吸附體的液體填充所述壓力測量轉換器的內部空間。此外，本發明包括該發明方法的第三實施例，其中所述吸附體具有比所要填充的所述壓力測量轉換器的內部空間的尺度小的顆粒尺寸；將所述吸附體引入到所要填充的所述壓力測量轉換器的內部空間中；以及用所述液體填充所述內部空間。
此外，本發明包括本發明方案的第四實施例，其中，所述壓力測量轉換器具有至少一個與所要填充的內部空間鄰接的中空空間；將所述吸附體引入所述中空空間；藉助隔斷將所述中空空間與所述內部空間分隔開，所述隔斷對於所述液體是可滲透的、但對於所述吸附體是不可滲透的；以及用所述液體填充所述內部空間與所述中空空間。此外，本發明包括第三或第四實施例的實施例，其中在用所述液體填充所述壓力測量轉換器之前，在預處理方法中對所述壓 力傳導液體進行預處理，在該預處理方法中將吸附體引入到所述液體中、並吸附溶解在其中的外來分子；將所述液體與所述吸附體分離開，並通過吸附作用將所述外來分子粘著到所述吸附體上；以及使用經分離的沒有吸附體的液體來填充。此外，本發明包括一種用本發明方法製造的壓力測量轉換器，其中，所述的壓力測量轉換器具有壓力接納室，其由隔離膜所封閉；壓力測量室，其與壓力接納室連接；壓力傳感器，其布置在所述壓力測量室中；以及內部空間，其由所述壓力接納室和與其連接的所述壓力測量室形成、並且用壓力傳導液體填充；以及其中所述液體包含吸附體；所述吸附體的顆粒尺寸比用所述液體填充的所述內部空間的尺度小；並且通過吸附作用所述吸附體將溶解於所述液體中的外來分子粘著到它們自身上。此外，本發明包括一種用本發明方法製造的壓力測量轉換器，其中，所述的壓力測量轉換器具有壓力接納室，其由一個隔離膜所封閉；壓力測量室，其與壓力接納室連接；壓力傳感器，其布置在所述壓力測量室中；至少一個中空空間，其鄰接由所述壓力接納室和與其連接的所述壓力測量室所形成的內部空間；其中將吸附體布置在所述中空空間中；用壓力傳導液體填充所述內部空間和中空空間；以及藉助隔斷將所述中空空間與所述內部空間分隔開，所述隔斷對於所述液體是可滲透的、而對於所述吸附體是不可滲透的。在最後提及的壓力測量轉換器的進一步的改進例中，它具有至少一個中空空間，其被布置在所述隔離膜的膜床上，該膜床鄰接於所述壓力接納室；至少一個中空空間，其鄰接於所述壓力測量室；至少一個中空空間，其鄰接於壓力傳導管線，該管線連接所述壓力接納室與壓力測量室；和/或一個中空空間，其被布置在所述壓力測量轉換器的填充開口的一端、並鄰接於所述壓力測量轉換器的內部空間。此外，本發明包括一種用本發明的方法製造的壓力測量轉換器，其中，所述的壓力測量轉換器具有壓力接納室，其由一個隔離膜所封閉；壓力測量室，其與壓力接納室連接；以及壓力傳感器，其布置在所述壓力測量室中；其中用壓力傳導液體填充由所述壓力接納室和與其連接的所述壓力測量室所形成的內部空間；以及 將至少一個以模製體形式的吸附體布置在所述內部空間中或鄰接的中空空間中。在最後提及的壓力測量轉換器的第一步的改進例中，吸附體之一是被布置在一個中空空間內的吸附體，所述中空空間與外界封閉、並在與所述隔離膜相背離的一側上與所述壓力接納室鄰接、並且所述吸附體作為所述隔離膜的膜床而配備。在最後指定的壓力測量轉換器的第二個改進例中，吸附體之一是是管狀的吸附體，該管狀的吸附體被插入在連接所述壓力接納室與所述壓力測量室的管線內。在最後指定的壓力測量轉換器的第三個改進例中，吸附體之一是一個置換體，其插入在壓力測量轉換器的內部空間中。在最後命名的改進例的進一步的改進例中，作為置換體而插入的所述吸附體設置有電氣連接件，通過該電氣連接件，能夠藉助於與其連接的電容測量電路來測量取決於浸泡了所述吸附體的壓力傳導液體的狀態的所述吸附體的電容。本發明的方法提供了如下的優點吸附體永久地從液體中除去的外來分子；外來分子也就不能再在壓力測量轉換器內形成氣泡。


在附圖的基礎上，將對本發明及其進一步的優點做更加詳細的介紹，其中給出了七個實施例的例子。在圖中相同的元件以相同的參考標記表示。附圖如下圖I示意性地示出了壓力測量轉換器，其帶有與其連接的用於預處理壓力傳導液體和用於填充所述壓力測量轉換器的裝置；圖2示出了具有用壓力傳導液體填充的內部空間壓力測量轉換器，其中吸附體被引入到內部空間中；圖3示出了如圖I所示的壓力測量轉換器的壓力傳導裝置，其中，包含了吸附體的中空空間被設置在隔離膜的膜床中；圖4示出了圖I的壓力測量轉換器的測量轉換器外殼，其中包含吸附體的中空空間被設置在壓力測量室內；圖5示出了圖I的壓力測量轉換器的連接部件，其帶有一個布置於填充開口中的吸附體的中空空間、以及與壓力傳導管線接壤的帶有吸附體的中空空間；圖6示出了圖I的壓力測量轉換器的壓力傳導裝置，其中隔離膜的膜床由作為模製部件形成的吸附體形成、並布置在壓力接納室的下面，以及布置於壓力傳導裝置的管線內的附加的管狀吸附體；以及圖7是應用作為置換體的吸附體的示例。
具體實施例方式圖I示意性地示出了壓力測量轉換器、以及與其連接的用於預處理壓力傳導液體並用於填充壓力測量轉換器的裝置。壓力測量轉換器有一個壓力傳導裝置，該壓力傳導裝置具有由隔離膜I封閉的壓力接納室3。壓力接納室3通過壓力傳導管線5連接至壓力測量室9，壓力測量室9被封閉在測量轉換器外殼7中、並遠離壓力接納室3定位。在壓力測量室9內布置了例如半導體傳感器的壓力傳感器11，在測量過程中該壓力傳感器用以測量作用於隔離膜I上的外部壓力P。為此，用壓力傳導液體填充由壓力接納室3，管線5和壓力測量室9所形成的壓力測量轉換器的內部空間，在測量操作中該壓力傳導液體用以將作用於隔離膜I上的壓力P傳 導至壓力測量室9隨之到達位於其內部的壓力傳感器11。此處所示的壓力測量轉換器僅代表本發明可用的壓力測量轉換器的一個實例。本發明還適於與不同具體的壓力測量轉換器連接，這類傳感器具有用壓力傳導液體填充的內部空間，用以將所要度量記錄的壓力傳導至在該內部空間中布置的壓力傳感器。壓力傳導液體優選為液壓液體，例如矽油，其儘可能地不可壓縮，並且具有儘可能小的熱膨脹係數。通常市場上的壓力傳導液體總是含有外來分子的殘留含量，尤其是以氣態或液態形式溶解於其中的水和空氣。由於受到蒸餾溫度的限制，即使使用真空蒸餾法，也不能從液體中去除這些殘留含量。除了水分子之外，尤其是可溶於矽油中的外來分子，例如氧、氮和二氧化碳等都在這裡扮演著重要的角色。根據本發明，以液態或氣態形式溶解於壓力傳導液體中的外來分子的含量通過該將液體與至少一個吸附體13接觸後而減少，並且通過這種接觸，溶解於該液體中的外來分子經吸附作用被粘著到吸附體13上。以這種方式，受吸附的外來分子從液體中被去除而不能在測量操作中於液體內形成氣泡。吸附體13優選地包括沸石。沸石是鋁矽酸鹽，其晶格具有籠狀結構並帶有大量中空空間，這些中空空間可以經毛細孔從四面八方進入。沸石既可以作為一種顆粒材料，也可以是帶有相對可自由選擇形式的燒結狀體。沸石只能吸附那些能通過它們的毛細孔的分子，因此，它們尤其適合於選擇性地吸附擾動的外來分子，尤其是包含在傳導液體中的水、氧、氮和二氧化碳。由於這種吸附作用發生在室溫條件下，因此該方法還可用於具有非常低的熱穩定性的液體。由於專門的目標性，藉助吸附體13將低分子量的物質從液體中去除，通過該方法，減少了壓力傳導液體中以擾動含量為目標的低分子量的外來分子，而不會使液體的粘稠度可覺察地增加。可以在壓力測量轉換器的製造過程中的不同階段執行本發明的方法。在本發明的第一種變體中，以液體預處理方法的形式來執行該方法，在將液體填充到壓力測量轉換器的內部空間中之前，對該液體執行這種預處理方法。這種變體可以用例如圖I中所示的裝置來執行，該裝置用於對壓力傳導液體進行預處理並用於填充壓力測量轉換器。
在這種情況下，將壓力傳導液體填充到供給容器15中，在其中優選地引入了以細小粗糙的顆粒狀形式的吸附體13。攪拌器17優選地布置在供給容器15中，用以在預處理方法的開始攪拌供給容器15中的物質，從而使吸附體13在如圖I所示的液體中均勻分布。優選地，殘留在液面上方的供給容器15的內部空間19通過真空泵21藉助與其連接的閥V而被排空。以這種方式，從液體向上浮出的外來分子被吸出、並且防止了外來分子從外界的進入。吸附體13從液體中除去外來分子，直到液體中不再包含溶解的外來分子、或已經達到吸附體13的加載容量。被吸附的外來分子隨後粘著到吸附體13上，並因此可以與吸附體13—起與液體分離開。為此，優選利用重力，這會使吸附體13下沉到供給容器15的底面。在吸附體13下沉後，吸附體13形成的層位於供給容器15的底面。該層的高度H (圖I中以虛線表示)隨供給容器15的尺度和此前所引入的吸附體13的量而變化。位於該層以上的是與吸附體·13分離開的液體。不含吸附的外來分子的液體現在可以被移走，例如，通過配備有可控閥23並布置在吸附體層的高度H上方的流出口 25。可選地，可以在流出口 25的前面設置過濾器27，以防止吸附體13離開供給容器15。為了填充壓力測量轉換器的內部空間，流出口 25優選地直接連接到填充裝置(這裡僅在圖中示意性示出)，通過該裝置，將不含吸附外來分子的液體引入到壓力測量轉換器的內部空間中。為此，所述壓力測量轉換器具有一個填充開口 29，可通過該填充開口進入所要填充的內部空間。可以應用很多目前已知的不同填充裝置和填充方法來填充。如圖I所示，優選地在真空條件下進行填充。為此，真空泵21通過配備有閥V的排放管線31與內部空間連接、並在填充開口 29中開口用以排空內部空間。此後，經流出口 25饋送到在填充開口 29中開口的填充管線33，將不含吸附外來分子的液體填充到內部空間中。之後，將填充裝置移走，藉助密封件(此處未示出)將填充開口 29以壓力、氣密緊密封。對於應用吸附體具有比所要填充的壓力測量轉換器的內部空間小的顆粒尺寸的吸附顆粒13而言，也可替選地應用本發明的第二變體，在該變體中用包含吸附體13的液體來填充內部空間。在這種情況下，在將吸附體13引入到該液體中後，優選地直接用包含有吸附體13的液體來填充所述內部空間。此外，優選地藉助攪拌器17使吸附體13均勻分布。然而，與先前描述的方法對照，這裡的填充過程發生在混合過程期間或緊隨其後，從而使吸附體13沒有時間沉澱在供給容器15的底面上。在這種情況不使用過濾器27。圖2示出了用包含吸附顆粒13填充壓力測量轉換器的一個實例。作為圖I所示的實施例的一種替選實例，在這裡給出了缺少上遊壓力傳導裝置的壓力測量轉換器。該實施例具有緊湊的測量轉換器外殼35，在其前側上設置了由隔離膜37向外封閉的壓力接納室39。壓力接納室39通過沿轉換器外殼35內部延伸的短通道連接到布置在測量轉換器外殼35中的壓力測量室41。壓力傳感器11位於壓力測量室41內。可替選地，通過在填充壓力測量轉換器之前將吸附體13引入到內部空間中，對於填充壓力測量轉換器而言也可以實現相同的最終結果。隨後，接著用壓力傳導液體來填充壓力測量轉換器。同樣在這種情況下，吸附體13必須自然地具有比所要填充的內部空間的尺度小的顆粒尺寸，以便保證不阻礙藉助該液體的壓力傳導。同樣以這種方式，吸附體13進入液體並通過吸附作用粘著溶解在液體中的外來分子。在這樣的情況下，用以填充包含吸附體13的壓力測量轉換器內部空間的液體自然可以附加地經歷以上描述的預處理方法，其中在用於填充之前，將液體與吸附體13混合，而在填充之前，將吸附體13與吸附的外來分子一起與液體分離開。然後，用以這種方式使用預處理方法進行預處理過而不含有吸附體的液體來填充壓力測量轉換器。該變體提供的優點在於，通過預處理方法已經無疑地減少了的液體中溶解的外來分子的含量還可以藉助於包含在壓力測量轉換器內的吸附體13被進一步降低。可替選地，對於將吸附體13引入到壓力測量轉換器的內部空間而言，還可以將吸附體13引入到一個或多個中空空間中，這些中空空間用於容納同樣以顆粒狀形成的吸附體13並連接到要用壓力傳導液體填充的壓力測量轉換器的內部空間。這些中空空間通過隔斷(例如，金屬格柵)被封閉成內部空間，該隔斷對於該液體是可滲透的，但對於吸附體13是不可滲透的。溶解在位於一個或多個中空空間內的液體中的外來分子在此也通過吸附作用而粘著到吸附體13上、並因此永久地從液體中除去。 在這種情況下，由於吸附體13保留在中空空間內，因此它們不會使內部空間中液體的壓力傳遞性能退化。特別地，這種變體還可適用於具有小尺度內部空間的壓力測量轉換器中。由於吸附顆粒13不能滲透到鄰接的內部空間中，因此相比於壓力轉換器的內部空間的尺度，此處的吸附體13的顆粒尺寸並不需要很小。可以將這樣的中空空間布置在壓力測量轉換器內的不同位置處。因此，例如如圖3所示，可以將至少一個中空空間43沉入到隔離膜I的膜床45中。圖3示出在如圖I所示的壓力測量轉換器的隔離膜I的膜床45中的四個中空空間43。吸附體13被放置於每一個中空空間43中。中空空間43直接面對壓力接納室3，並且由隔斷47朝向壓力接納室3而封閉，該隔斷47對於液體是可滲透的，而對於吸附體13是不可滲透的。為了製造這種變體，要將吸附體13事先引入到中空空間43中，然後再由隔斷47(例如金屬格柵)密封。然後，將隔離膜I焊接到位。優選地，在填充液體前，壓力接納室3和鄰接的中空空間43在真空下被強加熱一次。這道被稱為烘焙的工序使得至少大部分的外來分子、尤其是附著於壓力傳導裝置內部的可能的殘留溼氣得以釋放，以便這些外來分子可以被吸出。在這種情況下，包括沸石的吸附體13提供的優點在於，它們可在給定的情況下，在高溫下(特別是以高於250°C的溫度)自由地釋放已經吸附的分子，以使這些分子也同樣地被吸出，並因此在與填充的壓力傳導液體接觸之前，吸附體13達到其最大的吸附能力。圖4示出了一個附加的中空空間49-在此將它布置在如圖I所示的壓力測量轉換器的壓力測量室9中-用於代替或補充容納吸附體13的中空空間43。這裡的中空空間49是環狀的，並包圍著壓力傳感器11的外部。中空空間49的邊界由隔斷51形成，該隔斷51對於液體是可滲透的，而對於吸附體13是不可滲透的；隔斷51被牢固地連接到環繞著壓力測量室9的轉換器外殼7的內側表面53上、並且連接到壓力測量室9的端面55。端面55在面向壓力傳導裝置的一側上與壓力測量轉換器的內側表面53鄰接、並在這一側上封閉壓力測量室。圖5示出了兩個附加的中空空間57，59，它們可以用來替選或補充上述應用的中空空間43，49。這兩個附加的中空空間57，59與圖I所示的壓力測量轉換器中的管線5鄰接、並用於容納吸附體13。含有吸附體13的中空空間57，59被布置在壓力測量轉換器的連接部件61的內部。連接部件61連接著測量轉換器外殼7與上遊的壓力傳導裝置，而管線5的一部分則通過連接部件61延伸。中空空間57直接與管線5的一部分接壤、並藉助隔斷63與之分隔開,該隔斷63對於液體是可滲透的、而對於吸附體13是不可滲透的。將中空空間59整合到與管線5鄰接的填充開口 29的區域中。圖5示出了填充開口 29已被密封件65密封。中空空間59也由一隔斷67封閉，該隔斷67對於液體是可滲透的，而對於吸附體13是不可滲透的。優選地，中空空間59藉助圓柱形插入件69形成，該插入件適於端止地位於填充開口 29中。將吸附體13封閉在圓柱形插入件69中。插入件69在壓力傳導管線側上由隔斷67封閉、而在其面向遠離壓力傳導管線5的另一側上由附加的 隔斷71封閉，該隔斷71對於液體是可滲透的、而對於吸附體13是不可滲透的。這提供的優點在於帶有吸附體13的插入件69可以在填充壓力傳導裝置的內部空間之前被引入到填充口 29。隨之提供的選項是，填充前在真空下加熱內部空間和吸附體13，然後在真空下經由插入件69填充內部空間。以這種方式，在填充程序的開始，吸附體13就已然具有它們的最大吸附能力。進一步的優點是，所要填充的全部液體量都流經吸附體13而進入內部空間，因此在這種情況下，溶解在液體中的外來分子被吸附體13吸附。在測量操作期間，分別在鄰接的中空空間43，49，57，59、保留在壓力測量轉換器內部空間中的吸附體13提供了附加的優點在於它們還可吸附那些一開始就附著在內部空間或中空空間43，49，57，59的內壁上的外來分子，並在某些情況下，只在很長一段時間之後才脫離然後進入液體。對於如上所述的粒狀吸附體13，可替選或補充的是，還可以在壓力測量轉換器中應用帶有更大尺度的單個吸附體，例如以一體件、模製件實現的吸附體。這些吸附體優選地是經燒結的沸石嵌體，這些吸附體可根據它們在壓力測量轉換器的內部空間中、和/或在對內部空間開放而對外封閉的鄰接中空空間中使用的相應位置來將它們製作成精確地適配於壓力測量轉換器內。為此，圖6示出了實施例的一個實例，其中的第一吸附體73被布置在中空空間75內，該中空空間75在壓力接納室3與隔離膜I相背離的那側上形成了圖I所示的壓力傳導裝置的壓力接納室3的外部端面。吸附體73基本上是墊圈形狀並填充了中空空間75。優選地，吸附體73指向壓力接納室3的一側可以形成為膜床，當過量的壓力作用在隔離膜I上時，隔離膜I可以倚靠在該膜床上。該吸附體73不僅用於吸附外來分子，也可在超載作用其上時保護隔離膜I。在圖6附加給出的是第二種管狀吸附體77，其被插入到連接壓力接納室3與壓力測量室9的管線5中。圖7不出了一實施例的又一個例子，其中的吸附體79被布置在壓力測量室9中。吸附體79填滿了壓力測量室9的內部空間中的相對較大的部分，而只留出了壓力傳感器11及其與壓力供給的連接(此處未示出)例如壓力接納室3未被佔據。此外，該吸附體79履行雙重功能，即一方面，它吸附外來分子，而另一方面，它起到置換體的作用，它的插入明顯減少了填充壓力測量室9所需的壓力傳導液體的用量。相應形成的吸附體可以用在壓力測量轉換器內部空間中的所有部分中、以及壓力測量轉換器的中空空間中，這些中空空間與內部空間接壤並向相應的內部空間開放但對外封閉，在這些空間中應用了先前經典的純機械的置換體。優選地，吸附體79配備有電氣連接件81，通過該電氣連接將，可由與之相連的電容測量電路83測量吸附體79的電容。由於吸附體79具有大量的多孔結構，因此吸附體79在填充了壓力傳導液體後將飽和。相應地，吸附體79的電容是對於壓力傳導液體的電容的量度，其轉而可以傳達有關壓力傳導液體狀態的信息。與此相應地，基於所測量出的吸附體79的電容，可以監控壓力傳導液體的狀態。通過電容測量，在填充了壓力測量轉換器之後，可直接識別出吸附體79對外來分 子的吸附是否已達到一種穩定的平衡狀態。此外，基於該電容測量，可以在壓力測量轉換器的操作期間檢測出外來分子含量的增加，尤其是在吸附體79區域內的壓力傳導液體中空氣和水分的升高。如此後來的增加可能是由於如隔離膜I的損壞、或由壓力測量轉換器中未密封的部位引起的。附圖中的標號如下I隔離膜3壓力接納室5壓力傳導管線7測量轉換器外殼9壓力測量室11壓力傳感器13吸附體15供給容器17攪拌器19供給容器的殘留內部空間21真空泵23 閥25 流出口27過濾器29填充開口31排放管線33填充管線35測量傳感器外殼37隔離膜39壓力接納室41壓力測量室43中空空間45 膜床47 隔斷49中空空間
51隔斷53測量轉換器外殼的內側表面55測量轉換器外殼的內端面57中空空間59中空空間61連接部件63隔斷65密封件67隔斷
69圓柱體插入件71隔斷73中空空間77吸附體79吸附體81電氣連接件83電容測量電路
權利要求
1.一種減少以氣態或液態形式溶解在壓力測量轉換器的壓力傳導液體中的外來分子含量的方法，所述壓力測量轉換器具有 壓力接納室(3，39)，其由一個隔離膜(1,37)所封閉； 壓力測量室(9，41)，其與所述壓力接納室(3，39)連接； 壓力傳感器(11)，其布置在所述壓力測量室(9，41)中；以及 將所述液體填充於由所述壓力接納室(3，39)和與其連接的所述壓力測量室(9，41)所形成的壓力測量轉換器的內部空間中，並在測量操作中將作用在隔離膜(1，37)上的外部壓力(P)傳導至壓力傳感器(11);其中 將所述液體引入而與至少一個吸附體(13，73，77，79)接觸；以及 溶解於所述液體中的外來分子通過吸附作用被粘著到所述吸附體(13)上。
2.如權利要求I所述的方法，其中 所述吸附體(13，73，77，79)包括沸石。
3.如權利要求I所述的方法，其中 在對用於填充所述壓力測量轉換器的液體進行預處理的預處理方法中，將所述吸附體(13)作為粒狀材料引入到所述液體中，其中所述吸附體(13)隨後吸附外來分子； 將所述液體與含有吸附了外來分子的吸附體(13)分離；以及用已經與所述吸附體分離的所述液體來填充所要填充的壓力測量轉換器的所述內部空間。
4.如權利要求I所述的方法，其中 所述吸附體(13)具有比所要填充的所述壓力測量轉換器的內部空間的尺度小的顆粒尺寸； 在預處理方法中將所述吸附體(13)引入到所述液體中，用於對填充壓力測量轉換器的液體進行預處理； 用包含所述吸附體(13)的液體填充所述壓力測量轉換器的內部空間。
5.如權利要求I所述的方法，其中 所述吸附體(13)具有比所要填充的所述壓力測量轉換器的內部空間的尺度小的顆粒尺寸； 將所述吸附體(13)引入到所要填充的所述壓力測量轉換器的內部空間中；以及 用所述液體填充所述內部空間。
6.如權利要求I所述的方法，其中 所述壓力測量轉換器具有至少一個與所要填充的內部空間鄰接的中空空間(43，49，57,59)； 將所述吸附體(13)引入所述中空空間(43，49，57，59); 藉助隔斷(47，51，63，67)將所述中空空間(43，49，57，59)與所述內部空間分隔開，所述隔斷對於所述液體是可滲透的、但對於所述吸附體(13)是不可滲透的；以及用所述液體填充所述內部空間與所述中空空間(43，49，57，59)。
7.如權利要求5或6所述的方法，其中 在用所述液體填充所述壓力測量轉換器之前，在預處理方法中對所述壓力傳導液體進行預處理，在該預處理方法中將吸附體(13)引入到所述液體中、並吸附溶解在其中的外來分子； 將所述液體與所述吸附體(13)分離開，並通過吸附作用將所述外來分子粘著到所述吸附體(13)上；以及 使用經分離的沒有吸附體的液體來填充。
8.如權利要求1，2，4，5或7之一所述的方法製造的壓力測量轉換器，其中所述壓力測量轉換器具有 壓力接納室(39)，其由隔離膜(37)所封閉； 壓力測量室(41)，其與壓力接納室(39)連接； 壓力傳感器(11)，其布置在所述壓力測量室(41)中；以及 內部空間，其由所述壓力接納室(39)和與其連接的所述壓力測量室(41)形成、並且用壓力傳導液體填充；以及 其中所述液體包含吸附體(13)； 所述吸附體(13)的顆粒尺寸比用所述液體填充的所述內部空間的尺度小；並且， 通過吸附作用所述吸附體將溶解於所述液體中的外來分子粘著到它們自身上。
9.如權利要求1，6或7之一所述方法製造的壓力測量轉換器，其中所述壓力測量轉換器具有 壓力接納室(3)，其由一個隔離膜(I)所封閉； 壓力測量室(9)，其與壓力接納室(3)連接； 壓力傳感器(11)，其布置在所述壓力測量室(9)中； 至少一個中空空間(43，49，57，59)，其鄰接由所述壓力接納室(3)和與其連接的所述壓力測量室(9)所形成的內部空間；其中 將吸附體(13)布置在所述中空空間(43，49，57，59)中； 用壓力傳導液體填充所述內部空間和中空空間(43，49，57，59);以及藉助隔斷(47，51，63，67)將所述中空空間(43，49，57，59)與所述內部空間分隔開，所述隔斷對於所述液體是可滲透的、而對於所述吸附體(13)是不可滲透的。
10.如權利要求9所述的壓力測量轉換器，其中所述壓力測量轉換器具有 至少一個中空空間(43)，其被布置在所述隔離膜(I)的膜床(45)上，該膜床(45)鄰接於所述壓力接納室(3)； 至少一個中空空間(49)，其鄰接於所述壓力測量室(9)； 至少一個中空空間(57)，其鄰接於壓力傳導管線(5)，該管線連接所述壓力接納室(3)與壓力測量室(9);和/或 一個中空空間(59)，其被布置在所述壓力測量轉換器的填充開口(29)的一端、並鄰接於所述壓力測量轉換器的內部空間。
11.用如權利要求I所述的方法製造的壓力測量轉換器，其中所述壓力測量轉換器具有 壓力接納室(3)，其由一個隔離膜(I)所封閉； 壓力測量室(9)，其與壓力接納室(3)連接；以及 壓力傳感器(11)，其布置在所述壓力測量室(9)中；其中 用壓力傳導液體填充由所述壓力接納室(3)和與其連接的所述壓力測量室(9)所形成的內部空間；以及 將至少一個模製體形式的吸附體(73，77，79)布置在所述內部空間中或鄰接的中空空間中。
12.如權利要求11所述的壓力測量轉換器，其中所述吸附體之一(73)是布置在中空空間(75)內的吸附體(73)，所述中空空間(75)與外界封閉、在與所述隔離膜(I)相背離的一側上與所述壓力接納室(3)鄰接、並且所述吸附體作為所述隔離膜(I)的膜床而配備。
13.如權利要求11所述的壓力測量轉換器，其中所述吸附體(73)之一是管狀的吸附體(77)，該管狀的吸附體(77)被插入在連接所述壓力接納室(3)與所述壓力測量室(9)的壓力傳導管線(5)內。
14.如權利要求11所述的壓力測量轉換器，其中所述吸附體(79)之一是置換體，所述置換體被插入在所述壓力測量轉換器的內部空間中。
15.如權利要求14所述的壓力測量轉換器，其中作為置換體而插入的所述吸附體(79)設置有電氣連接件(81)，通過該電氣連接件，能夠藉助於與其連接的電容測量電路(83)來測量取決於浸泡了所述吸附體(79)的壓力傳導液體狀態的所述吸附體(79)的電容。
全文摘要
本發明涉及一種減少以氣態或液態溶解在壓力測量轉換器的壓力傳導液體中的外來分子含量的方法。該壓力測量轉換器具有一個壓力接納室(3,39)，其由一個隔離膜(1,37)所封閉；一個連接於壓力接納室(3,39)的壓力測量室(9,41)，其中安置了壓力傳感器(11)；用液體來填充由壓力接納室(3,39)和與其連接的壓力測量室(9,41)所形成的壓力測量轉換器的內部空間，並在測量操作中將作用於隔離膜(1,37)上的外部壓力(p)傳導至壓力傳感器(11)。該方法中，液體被引入並與至少一個吸附體(13,73,77,79)接觸，而溶解於液體中的外來分子經吸附作用被粘著到吸附體(13,73,77,79)上。
文檔編號G01L9/00GK102822653SQ201180017916
公開日2012年12月12日 申請日期2011年2月28日 優先權日2010年4月8日
發明者安德烈亞斯·羅斯貝格, 奧拉夫·特克斯託爾, 託馬斯·尤林 申請人:恩德萊斯和豪瑟爾兩合公司