用於診斷在由壓力傳遞液體充滿的壓力測量變換器中的液體洩漏的方法和裝置的製作方法

2023-09-21 06:42:20

專利名稱：用於診斷在由壓力傳遞液體充滿的壓力測量變換器中的液體洩漏的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於診斷在由壓力傳遞液體充滿的壓力測量變換 器中的液體洩漏的方法和裝置。
背景技術：
壓力測量變換器在幾乎所有工業領域用於測量壓力。測量的壓力 值例如用於控制、調節和/或監控工業製造和/或處理過程。
壓力測量技術中常見的是所謂的半導體傳感器，例如具有摻雜電 阻元件的矽晶片，用作壓敏元件。通常，這種壓力傳感器使用安裝在 壓力測量腔中的薄膜形式的壓力傳感器晶片。壓力傳感器晶片通常非 常敏感並且因而不直接接觸壓力待測的介質。作為替代，在中間插入 壓力傳遞裝置，其被充滿了液體並且具有外部的隔膜。在操作中，待 測壓力被施加於隔膜並且經由壓力傳遞裝置傳遞至位於壓力測量腔中 的壓力傳感器晶片。對於測量絕對壓力以及測量相對壓力和壓差都是 這樣的。
在合適操作的測量變換器中，壓力傳遞裝置的內部體積以及測量 腔被液密地密封。然而，存在壓力測量變換器受到破壞從而液體從這 個內部體積洩漏的危險。這可以例如是由於隔膜的機械破損，或者由 於在固定隔膜的區域中未密封的位置，在填充液體的填充開口處，或 者在例如用於壓力傳感器的電導線的通孔的區域中。液體洩漏導致測 量變換器的測量特性改變。依賴於液體洩漏的程度，會導致測量精度 降低、顯著的功能干擾、或者在最糟的情況中導致測量變換器的整體 故障。特別是在溫度較低的情況和/或在較高的壓力作用於壓力測量變換器的情況中，發生顯著的功能擾動。
另外，當液體例如通過隔膜中的裂縫而進入工業製造流程中，從 而它混入待加工的產品時，侵入的液體能夠導致破壞。
在DE-A 10 2004 019 222中，描述了用於診斷由壓力傳遞液體充 滿的壓力測量變換器的液體洩漏的裝置和方法，其中測試元件設置在 壓力測量變換器的壓力測量腔中。為了診斷，測試元件的體積可以通 過合適的操作而增加。體積的增加導致壓力測量腔中的壓力增加，這 由壓力傳感器檢測。通過檢測由於體積增加而引起的壓力隨時間的增 加，並將得到的函數關係與完好的壓力測量變換器的相應參考曲線相 比較，而實現洩漏的診斷。如果存在液體洩漏，那麼由給定的體積增 加引起的最大壓力上升小於壓力測量變換器完好時的壓力上升。另外， 壓力測量變換器的液體可以由體積增加而被壓出。這導致例如在壓力 測量腔中的壓力具有時延的下降，這反映在診斷期間記錄的特徵曲線 中。
這種方法的缺點在於，可通過測試元件的體積增加獲得的測量效 果僅僅是比較小的。原因在於，隔膜通常儘可能薄並且具有儘可能低 的彈性剛度，以實現儘可能最好地傳遞作用於隔膜的外部壓力。以這 種方式，只能在相對較大量的液體已經洩漏之後才檢測到洩漏。這樣 的結果是，通常只能檢測到隔膜的較大破壞，而僅發生少量液體洩漏 的較小的洩漏位置(例如，在隔膜的區域中、在其他機械部件上、或 者在結合處)還是未被檢測到。
另一缺點在於，壓力測量腔中的壓力在診斷期間增加。通過這種 壓力增加，在存在洩漏的情況中，甚至會有更多的液體被壓出壓力測 量變換器
發明內容
本發明的目的是提供一種用於診斷在由壓力傳遞液體充滿的壓力 測量變換器中的液體洩漏的方法和裝置。
為此，本發明在於一種壓力測量變換器，包括
- 設置在壓力測量腔中的壓力傳感器；
- 連接至壓力測量腔的壓力傳遞裝置，
- 該壓力傳遞裝置被隔膜相對於外部密封，
—-在測量操作中，待測壓力作用於該隔膜的外側面，
- 密封的內部空間，
--該內部空間包括壓力傳遞裝置和壓力測量腔的內部空間，
- 該內部空間被充滿了壓力傳遞液體， 在測量操作期間，該壓力傳遞液體用於將作用於隔膜的壓力
傳遞至壓力傳感器；和
- 用於診斷液體洩漏的裝置，
--該裝置具有設置在密封的內部空間中的測試元件，其處於內 部空間之內的外部體積為了診斷液體洩漏而可減小，並且
- 該裝置還包括分析單元，
—-該分析單元在診斷期間用於依賴於測試元件的體積減小而檢 測由壓力傳感器測量的壓力，並且…基於這個依賴於體積減小而測 量的壓力而識別是否有液體排出。
在進一步發展中，測試元件的最大可實現體積減小被取決於在無 載狀態中隔膜與其隔膜床之間包圍的液體體積而選擇，使得當測試元 件取其最小體積時，隔膜貼靠在隔膜床上。
在第一實施例中，測試元件包括壓電元件，其體積能夠通過施加 電壓而減小。
在第二實施例中，測試元件是微機械膜盒。
7在第三實施例中，測試元件包括可移動的活塞。
另外，本發明包括一種用於診斷在由本發明的壓力測量變換器中 的液體洩漏的方法，其中
-測試元件的體積減小，直至測量壓力非線性下降，或者直至達 到體積減小的上限；以及
- 在發生非線性下降時，將相應的體積減小與在完好的壓力測 量變換器的情況中記錄的參考值進行比較；以及
- 必要時，基於相應的體積減小與參考值之間的差，量化發生 的液體洩漏。
在這個方法的進一步發展中，重新執行診斷，確定可能發生的液 體洩漏的時間分布，並且基於這個分布而得到關於測量變換器可靠性、 其預期壽命和/或維護需求或者替換需求的預報。
另外，本發明包括一種用於診斷在本發明的壓力測量變換器中的 液體洩漏的方法，其中
- 測試元件的體積被減小至領U試體積；
- 檢測相應的利用壓力傳感器測量的壓力；以及 -與預定的參考壓力比較；以及
- 基於該比較，判斷是否存在液體洩漏。
在後一方法的第一發展中，測量壓力與參考值比較，並且當測量 壓力小於參考值時，分析單元診斷出液體洩漏。
在進一步發展中，基於測量壓力與參考值之間的差，量化診斷的 液體洩漏。
在最後提到的方法的第二發展中，測量壓力與參考值比較，並且 當測量壓力大於參考值時，分析單元診斷出導致與環境壓力均等的損壞。


現在根據附圖更加詳細地解釋本發明及進一步的優點，附圖中顯 示了三個實施例；相同的元件在附圖中具有相同的附圖標記。附圖中 圖1是本發明的壓力變換器的截面；
圖2是具有彈性膜盒作為測試元件的壓力測量變換器的截面； 圖3是壓力測量變換器的截面，其中測試元件包括活塞； 圖4是壓力變換器的框圖5是圖1的壓力測量變換器的參考特徵曲線；
圖6是在不同液體洩漏的情況中記錄的圖1的壓力變換器的多個 診斷特徵曲線；和
圖7是對於測試元件的預定測試體積，在不同液體洩漏的情況中 記錄的圖1的壓力變換器的多個測量點。
具體實施例方式
圖1顯示了本發明的壓力測量變換器的截面，其具有設置於壓力 測量腔1中的壓力傳感器3，例如半導體傳感器。適於這種應用的例如 是具有摻雜的電阻元件的矽晶片。在所示的壓力測量變換器的情況中，
它是絕對測量變換器。相應地，這裡的壓力傳感器3是絕對壓力傳感 器。然而，本發明並不限於絕對壓力測量變換器，而是可以類似的形 式應用於相對壓力測量變換器和壓差測量變換器。
壓力傳遞裝置5連接至壓力測量腔1，該壓力傳遞裝置被隔膜7 相對於外部密封。在測量操作中，待測壓力Pm從外部作用於隔膜7。 在所示實施例中，壓力傳遞裝置5包括短的毛細管9，其通入薄膜載體 13的壓力接收腔11，該壓力接收腔被隔膜7相對於外部密封。
壓力測量變換器具有密封的內部空間15，其包括壓力測量腔1以 及壓力傳遞裝置5的內部空間。壓力傳遞裝置5的內部空間由毛細管9
9的內部空間以及壓力接收腔11的內部空間構成。這個密封的內部空間
15被壓力傳遞液體17充滿。液體17優選的是具有較低熱膨脹係數的 不可壓縮的液體，例如，矽酮油。在測量操作期間，它用於將從外部 作用於隔膜7的壓力PM傳遞至壓力傳感器3。
薄膜載體11包括薄膜床16，其同樣優選地為隔膜7的形狀。隔膜 床16和隔膜7包圍壓力接收腔11。薄膜床16用於保護隔膜7不會過 載。如果作用於隔膜5的壓力pM超過預定的上限，那麼隔膜7抵靠在 薄膜床16上並因而受到保護不會永久形變或損壞。
然而，不能完全排除隔膜7或者壓力測量變換器的其它部件例如 由於老化過程或者外部機械作用而被破壞。在這種情況發生時，密封 的內部空間15變得不密封，從而發生洩漏，液體17從內部空間15漏 出。特別易受這種破壞的是隔膜7。然而，洩漏還可以例如發生在毛細 管9的連接位置的區域中、在用於壓力傳感器3的連接線21的通孔19 的區域中、或者在用於利用液體17填充密封的內部空間15的填充開 口23的區域中。液體洩漏導致壓力測量變換器的測量特性改變，依賴 於漏出的液體的量，這會導致測量精度降低、導致明顯的測量幹擾、 甚至導致測量變換器完全失效。為了防止與此相關的缺點以及由此對 於人類和環境造成的危險，重要的是，儘可能早地識別液體洩漏，以 能夠出於安全原因而快速作出反應。這可以例如通過維護或更換測量 變換器而實現。
為此，本發明的壓力測量變換器包括用於診斷液體洩漏的裝置。 這個裝置的核心在於設置在密封的內部空間中的測試元件25，為了診 斷液體洩漏，其位於內部空間15中的外部體積是可減小的。這種測試 元件25可以以不同方式實現。在圖1所示的實施例中，測試元件25 包括這裡為環形的壓電元件，其體積能夠通過施加電壓而減小。
在圖2和3中分別顯示了包含壓力測量腔1的壓力測量變換器的截面，其中設置了測試元件的另外兩個實施例。在圖2所示的測試元 件的情況中，它是微機械膜盒25a，其外部體積同樣可由合適的電操控 而減小。這通過在膜盒25a內部的箭頭示意性顯示。
在圖3所示的實施例的情況中，測試元件包括突入測量腔1的活 塞25b，其能夠例如利用圖3未顯示的步進電機而完全或部分移出壓力 測量腔l。這同樣以箭頭示出。在這種情況中，活塞25b被引入鄰接壓 力測量腔1且相對於該壓力測量腔液密地分離的凹座27中。這個運動 導致位於壓力測量腔1中的活塞25b外部體積減小。
各個測試元件25、 25a、 25b最大可實現體積減小AV肌x優選取決 於在無載狀態中在壓力接收腔11中在隔膜7和其薄膜床16之間包圍 的液體體積而選擇，使得當測試元件25取其最小體積時，隔膜7抵靠 其薄膜床16。
除了測試元件25之外，裝置還包括分析單元29，其在診斷期間用 於依賴於測試元件25的體積減小AV檢測由測量傳感器3測量的壓力 p。分析單元29例如集成在壓力測量變換器的測量電子裝置30中，並 且經由合適的連接線連接至壓力傳感器3和測試元件25。圖4顯示了 這一方面的簡化框圖。分析單元29通過控制單元31連接至測試元件 25。在診斷期間，分析單元29將控制信號發送至控制單元31，其反過 來實現測試元件25的電操控，這實現了測試元件25相應於控制信號 的體積減小AV。測試元件25的操控自然還可以以其它方式例如通過 測量電子裝置30實現。在這種情況中，有關測試元件25的當前外部 體積的信息被例如通過控制單元相應的輸出信號而提供給分析單元 29。
然後，在分析單元29中進行實際診斷。其基於依賴於體積減小AV 而測量的壓力p，識別液體是否漏出。這優選通過將在診斷期間依賴於 測試元件25的當前體積減小AV得到的壓力傳感器測量結果與相應的參考測量結果進行比較而實現。代替體積減小AV，自然也可以應用位
於內部空間15中的測試元件25的相關外部體積。兩個變量都可以通 過測試元件25的起始體積V。而彼此轉化，並因而是等值的。
圖5顯示了完全由液體充滿的完好的壓力測量變換器的參考特徵 曲線KR,其中顯示了由壓力傳感器3記錄的壓力p與測試元件25的體 積V的關係。在這種情況中，特徵曲線的起始點A是測試元件25的起 始體積Vo。這種情況中內部壓力po佔統治地位。從這個起始點A開始， 測試元件25的體積的持續減小首先導致壓力測量腔1中的測量壓力p 的緩慢且穩定下降，壓力p基本上與測試元件25的外部體積V成比例 地減小。通過由體積減小產生的負壓，隔膜7向著其薄膜床16移動.， 直至它抵靠薄膜床。在這種情況中，液體從壓力接收腔ll流入壓力測 量腔l。在隔膜7接近其薄膜床16的時刻，隔膜7的彈性剛度陡然增 加。測試元件25的外部體積進一步減小導致測量壓力p顯著的非線性 下降，該測量壓力依賴於測試元件25的位於內部空間15中的外部體 積V的進一步減小。由於隔膜7的彈性剛度的顯著變化，這導致比通 過現有技術中描述的外部體積膨脹更加大的測量效果。在現有技術中， 隔膜向外移動離開薄膜床。由此不會發生傳遞特性的顯著變化。
圖5中通過測量點B給出這兩個區域之間的界限，在該測量點B， 壓力PK在測試元件25的外部體積VK佔統治地位。在測量點B存在的 從起始體積V。到體積VK的體積減小AVR = VQ - VK依賴於無載狀態中 在隔膜7下包圍的體積，並且在下面將詳細解釋的診斷中能夠用於量 化可能存在的液體洩漏。
利用本發明的壓力測量變換器，可是執行多種用於診斷液體洩漏 的方法。
在第一方法中，體積V從測試元件25的起始體積Vo開始減小， 直至以下兩種情況之一測量壓力p依賴於測試元件25的體積V而非線性下降；或者達到體積減小的上限，例如最大可能體積減小AVmax。非線性下降的發生由分析單元29監控。這例如由相應的分析算法實現， 該分析算法計算記錄的診斷特徵曲線Kx關於相關聯的體積減小AVx的 斜率，並將其與在前一測量點的斜率或者預定的參考斜率比較。如果 存在非線性下降，那麼將在相應測量點Bx的相應體積減小AVx與在完 好壓力測量變換器的情況中記錄的參考值R比較，並且基於在相應的 體積減小AVx和參考值R之間的差，量化可能發生的液體洩漏Lx。發 生的液體洩漏Lx對應於在相應體積減小AVx和參考值R之間的差。體積減小AV可以步進地或連續地進行。相應的測量點或測量曲 線在分析單元29中得到分析。為此，分析單元29優選地具有微處理 器33，其中執行在存儲器35中存儲的分析算法。如果在特定的診斷特 徵曲線K中僅確定離散的測量點，那麼可以通過內插而進一步提高確 定相應體積減小AV或特定測量點B的精度。圖6顯示了相應的診斷特徵曲線。作為例子，選擇了壓力測量變 換器，其中在由液體完全充滿的無載狀態中，300 mr^的液體體積位於 隔膜7之下的壓力接收腔11中。診斷特徵曲線KR對應於完好的且被完全充滿的壓力測量變換器 的圖5所示的參考特徵曲線Ka。診斷特徵曲線KK在測量點A和B之 間具有已經描述的線性特性。在測量點B，隔膜7非常靠近其薄膜床 16，使得其剛度顯著上升。在相關體積vk之下外部體積的進一步減小 導致顯著的壓力下降。在給定的數值例子中，相應的體積減小AVR = V0 -VK為260 mm3，並且形成用於量化可能發生的液體洩漏L的參考值R。 測量點B的坐標可以例如通過由分析單元29分析診斷特徵曲線Kr的 斜率而得到確定。第二診斷特徵曲線K2是以相同的壓力測量變換器檢測的，其中發 生液體量為L2的液體洩漏。這裡，診斷特徵曲線K2也開始於起始點13A，在這裡測試元件25具有起始體積Vo並且壓力po在壓力測量腔1 中佔統治地位。由於液體洩漏L2，隔膜7通過測試元件25的體積減小 而更早地接近其薄膜床16。因此在體積V2已經達到要由分析單元29 確定的相應測量點B2，在該測量點，診斷特徵曲線K2不再為線性特 性。在這個數值例子中，相應的體積減小AV2-V。-V2為210mm3。 這個體積減小AV2和參考值R之間的差在這裡為50 mm3，並且是液體 洩漏L2的量度。自然，使用在參考特徵曲線的測量點B的體積Vk作 為參考值R'並且確定在這個參考值R'與測試元件25在測量點B2的體 積V2之間的差，可以獲得相同的結果。第三診斷特徵曲線K3是以相同的壓力測量變換器檢測的，其中發 生液體洩漏L3，其大於液體洩漏L2。這裡，診斷特徵曲線K3也開始 於起始點A，在這裡測試元件25具有起始體積Vo並且壓力po在壓力 測量腔中佔統治地位。由於增大的液體洩漏，隔膜7通過測試元件25 的體積減小而更早地達到其薄膜床16。因此在體積V3已經達到要由 分析單元29確定的相應測量點B3，在該測量點，診斷特徵曲線K3不 再為線性特性。在這個數值例子中，相應的體積減小AV3-Vo-V3為 160 mm3。這個體積減小AV3和參考值R之間的差在這裡為100 mm3， 並且是洩漏的液體量L3的量度。自然，使用在參考特徵曲線的測量點 B的體積VK作為參考值R，並且確定這個參考值R'與測試元件25在測 量點B3的體積V3之間的差，可以獲得相同的結果。第四診斷特徵曲線K4是以相同的壓力測量變換器檢測的，其中壓 力測量變換器被嚴重破壞，從而發生與環境的壓力均等。這例如是隔 膜7中具有裂縫或洞的情況。在這種情況中，測試元件25的體積減小 並不引起壓力測量腔15中的壓力下降。由壓力傳感器3記錄的壓力p 保持恆定。診斷特徵曲線K4不再具有測量壓力p關於測試元件25的 體積V非線性分布的區域。在這種情況中，診斷流程繼續，直至達到 對於體積減小預定的上限(這裡是AVn^)，並且之後結束診斷流程。 作為上限，還可以使用在參考特徵曲線的測量點B存在的體積減小優選地，這個診斷流程被再次執行，並且確定可能發生的液體洩漏L的時間分布。基於這個時間分布，得到關於壓力測量變換器的可 靠性、其預期壽命和/或維護需求或者替換需求的預報。這可以以非常 多樣的方式進行，匹配使用位置的特定的條件以及需求。在要防止任 何液體洩漏的應用情況中，更小的診斷液體洩漏被用於觸發警報和/或 迅速更換壓力測量變換器。在其它應用中，例如可以預先確定液體洩 漏L的上限。如果達到這個上限，那麼壓力測量變換器發出維護請求 或替換要求或者觸發警報。另外，在達到這個上限之前，基於發生的 液體洩漏L的時間發展，剩餘壽命(例如在達到上限之前可能的剩餘 時間)可以得到估計並由壓力測量變換器輸出。作為上述步進地或持續地減小外部體積並且檢測相應的診斷特徵 曲線的方法的替代，還可以利用本發明的壓力測量變換器執行診斷方 法，其中，僅記錄一個測量點P。圖7顯示了對此的實施例。在這種情 況中，位於內部空間15中的測試元件25的體積V減小至預定的測試體積VT並且檢測相關的由壓力傳感器3測量的壓力PT。然後，將測量 壓力PT與預定的參考壓力PR比較，並且基於這個比較確定是否存在液 體洩漏L。優選地，在達到測試體積VT時參考特徵曲線Kr的圧力p(VT)用作參考壓力PR。如果在達到測試體積VT時的測量壓力Pt高於參考壓力pR，那麼發生與環境的壓力均等。這是在圖7所示實施例中測量點 PJ勺情況。如果測量壓力p大致等於參考壓力pR，那麼可以由此假定 壓力測量變換器工作正常。這在圖7中由測量點P2表示。如果測量壓 力p低於參考壓力PR，那麼發生液體洩漏L。這在圖7中由測量點P3 表不。相應於以上實施例，當測量壓力p(Vt)小於參考信Pr吋，分析單 元29診斷液體洩漏L。另外，可以基於在測量壓力p(Vt)與參考値pR 之間的差而量化以這種方式診斷的液體洩漏L。為此，例如可以使用參考測量結果，其中對於預定的液體洩漏確定測量壓力P(Vt)與參考僮pb 之間的差。作為替代，可以通過將當前的差與從基於圖6描述的特徵 曲線得到的相應的差作比較，而量化或估計液體洩漏L。如果測量壓力p(vt)大於參考壓力Pt，那麼分析單元29診斷出壓 力測量變換器的導致與環境壓力均等的破壞。測試體積VT的選擇優選地取決於要診斷的液體洩漏L的量。在僅 僅要檢測發生較大液體洩漏L (例如導致測量精度大為下降的液體洩 漏)的應用情況中，可以預定測試元件25較大的測試體積vt或者相 應較小的體積減小AVT = Vo- VT。測試體積vt的選擇可以例如基於圖 6所示的診斷特徵曲線K。如果例如要檢測大於等於100 mm3的液體洩 漏L，那麼必須選擇落在診斷特徵曲線K3的非線性區域中的測試體積 VT; VT必須小於V3。如果例如要檢測大於或等於50mmS的液體洩漏L，那麼必須選擇落在診斷特徵曲線K2的非線性區域中的測試體積vt;vt必須小於V2。如果要檢測甚至是最小的液體洩漏L，那麼必須選擇測試體積VT 小於或等於在參考特徵曲線K^的測量點B測試元件25的體積VK。如果液體洩漏L超過利用特定測試體積VT可檢測的液體洩漏，那 麼相應的測量點P位於相關的診斷特徵曲線K的非線性區域中。由此 發生非常明顯地偏離特定參考壓力pR，該偏離越大，液體洩漏L超過 可檢測的液體洩漏越多。如果將最小可檢測液體洩漏作為參考變量，那麼在特定參考壓力pr和達到測試體積vt時測量的壓力之間的偏差量是液體洩漏L的量的量度。如果液體洩漏L超過利用特定測試體積 VT可檢測的液體洩漏，那麼這裡通過相應地比較一個或多個參考特徵 曲線或值，可以實現液體洩漏L的量化。這裡，同樣優選再次執行診斷，並且可能發生的液體洩漏的時間 分布得到確定，基於此得到有關測量變換器的可靠性、其預期壽命和/ 或維護需求或替換需求的預報。
當然，最後解釋的方法也可以延展至多個不同測試體積VT。附圖標記列表
1壓力測量腔
3壓力傳感器
壓力傳遞裝置
7隔膜
9毛細管
11壓力接收腔
13薄膜載體
15密封的內部空間
16薄膜床
17液體
19通孔
21連接線
23填充開口
25測試元件
25a微機械膜盒
25b活塞
27分離的凹座
29分析單元
30測量電子裝置
31控制單元
18
權利要求
1.壓力測量變換器，包括設置在壓力測量腔(1)中的壓力傳感器(3)；連接至所述壓力測量腔(1)的壓力傳遞裝置(5)，該壓力傳遞裝置被隔膜(7)相對於外部密封，在測量操作中，待測的壓力(pM)作用於該隔膜的外側面；密封的內部空間(15)，該內部空間包括所述壓力傳遞裝置(5)和所述壓力測量腔(1)的內部空間，該內部空間被充滿了壓力傳遞液體(17)，在測量操作期間，該壓力傳遞液體用於將作用於所述隔膜(7)的壓力傳遞至所述壓力傳感器(3)；和用於診斷液體洩漏(L)的裝置，該裝置具有設置在所述密封的內部空間(15)中的測試元件(25)，其處於所述內部空間(15)之內的外部體積(V)為了診斷液體洩漏(L)而可減小，並且該裝置還包括分析單元(29)，該分析單元在診斷期間用於依賴於所述測試元件(25)的體積減小(ΔV)而檢測由所述壓力傳感器(3)測量的壓力(P)，並且基於這個依賴於所述體積減小(ΔV)測量的壓力(P)而識別是否有液體(17)排出。
2. 根據權利要求l所述的壓力測量變換器，其中測試元件(25) 的最大可實現體積減小(AVmax)被取決於在無載狀態中隔膜(7)與 其隔膜床(16)之間包圍的液體體積而選擇，使得當測試元件(25) 為最小體積時，隔膜(7)貼靠在隔膜床(16)上。
3. 根據權利要求l所述的壓力測量變換器，其中測試元件(25) 包括壓電元件，其體積能夠通過施加電壓而減小。
4. 根據權利要求1所述的壓力測量變換器，其中測試元件是微 機械膜盒(25a)。
5. 根據權利要求1所述的壓力測量變換器，其中測試元件包括 可移動的活塞(25b)。
6. 用於診斷在前述任一權利要求所述的壓力測量變換器的液體 洩漏(L)的方法，其中所述測試元件(25)的體積(V)減小，直至所述測量的壓力(p) 出現非線性下降，或者直至達到對於所述體積減小的上限(AVmax); 以及在出現非線性下降的情況，將相應的體積減小(AV)與在完好的 壓力測量變換器的情況中記錄的參考值(AVR)進行比較；以及基於所述相應的體積減小(AV)與所述參考值(AVR)之間的差， 量化可能發生的液體洩漏(L)。
7. 根據權利要求6所述的方法，其中 重新執行診斷，確定可能發生的液體洩漏(L)的時間分布，並且 基於這個分布而得到關於測量變換器的可靠性、其預期壽命和/ 或維護需求或替換需求的預報。
8. 用於診斷根據權利要求1-5中任一條所述的壓力測量變換器 的液體洩漏(L)的方法，其中所述測試元件(25)的體積(V)被減小至測試體積(VT); 檢測相應的利用所述壓力傳感器(3)測量的壓力(Pt);以及 與預定的參考壓力(pR)比較；以及 基於該比較，判斷是否存在液體洩漏(L)。
9. 根據權利要求8所述的用於診斷壓力測量變換器的液體洩漏 (L)的方法，其中測量的壓力(Pt)與參考值(pR)比較，並且當測量的壓力(p)小於參考值(Pt)時，分析單元(29)診斷出液體洩漏(L)。
10.根據權利要求9所述的用於診斷壓力測量變換器的液體洩漏 (L)的方法，其中基於測量的壓力(p)與參考值(Pt)之間的差， 量化診斷的液體洩漏(L)。
11.根據權利要求8所述的用於診斷壓力測量變換器的液體洩漏 (L)的方法，其中測量的壓力(Pt)與參考值(Pr)比較，並且 當測量的壓力(p)大於參考值(Pt)時，分析單元(29)診斷出 導致與環境壓力均等的損壞。
全文摘要
公開了一種用於診斷在充滿壓力傳遞液體的壓力測量變換器中的液體洩漏的方法和裝置。其中，壓力測量變換器包括設置在壓力測量腔(1)中的壓力傳感器(3)；和連接至壓力測量腔(1)的壓力傳遞裝置(5)，其被隔膜(7)相對於外部密封，在測量操作中，待測壓力作用於該隔膜，壓力測量變換器還包括密封的內部空間(15)，該內部空間包括壓力傳遞裝置(5)和壓力測量腔(1)的內部空間，並且被充滿壓力傳遞液體(17)。在測量操作期間，該壓力傳遞液體用於將作用於隔膜(7)的壓力傳遞至壓力傳感器(3)。並且這種壓力測量變換器還包括用於檢測液體洩漏(L)的裝置。該裝置具有設置在密封的內部空間(15)中的測試元件(25)，其外部體積為了診斷液體洩漏(L)而可減小。用於檢測液體洩漏(L)的裝置還包括分析單元(29)，其在診斷期間用於依賴於測試元件(25)的體積減小(ΔV)而檢測由壓力傳感器(3)測量的壓力(P)並且基於這個根據體積減小(ΔV)而測量的壓力(P)而識別是否有液體(17)洩漏。
文檔編號G01L27/00GK101517388SQ200780033867
公開日2009年8月26日 申請日期2007年7月16日 優先權日2006年9月12日
發明者沃爾夫岡·丹豪爾 申請人:恩德萊斯和豪瑟爾兩合公司