传感器壳体和传感器的制作方法

本发明涉及一种传感器壳体。另外，本发明涉及一种具有传感器壳体的传感器。

背景技术：

医学技术和食品工业领域中的电容式液位传感器，例如尤其是接触药品或食品的工艺传感器，必须遵守依据工艺控制和适用卫生设计的某些要求。卫生材料的适合选择、适用于应用的表面粗糙度、部件的形状和构造以及接触产品的部件的无间隙设计都意在促进卫生工艺控制并且有助于传感器清洁和杀菌，以便因此排除污染产品的风险。在ec法规no.1935/2004(ecregulationno.1935/2004)中间接阐述这些要求。

de102006012115a1提出用于测量仪器的可杀菌的一次性插入件。此可杀菌的一次性插入件由弹性体材料组成，并且与一次性容器插入件结合用于覆盖容器的内部。将测量仪器的测量探头引入到一次性插入件中。一次性插入件的形状匹配测量探头的外轮廓以及用于将测量探头安装于容器上的相对附件的工艺附件的外轮廓。

本发明的一个目标是提供一种实现传感器隔开产品的卫生保护并且可以环保的方式多次重复使用的传感器壳体。为此，所述传感器壳体应能够在闭合工艺中用原位清洁/原位杀菌(cip/sip)工艺进行清洁和消毒并且还能够承受高压釜中的消毒。本发明的另一目标是提供具有这类传感器壳体的传感器。

技术实现要素：

通过具有基底主体和介质接触封盖的传感器壳体来达成此目标。介质接触封盖在此处理解为可接触固体、液体或气体介质且必须以合适的卫生方式运送的封盖。介质接触封盖部分地而非完全地布置于基底主体的凹部中。此布置是可拆卸的，以使得可出于清洁和消毒基底主体的目的拆卸介质接触封盖且接着可将所述介质接触封盖再附接到基底主体。介质接触封盖具有圆形凹部以用于部分接纳用于金属夹持的密封元件。

符合标准iso2852和/或din32676的金属夹具连接被认为卫生合格且能够进行cip/sip。所述金属夹具连接例如是商标名为的市售商品。所述金属夹具连接借助于容器侧的焊接法兰、传感器侧的密封元件的密封面和紧固夹具实现传感器壳体到容器的附接。在根据本发明的传感器壳体中，介质接触封盖不仅用于使位于其中的传感器的测量元件与介质隔开，而且同时还充当传感器侧的密封面。以此方式，避免在传感器壳体的接触介质的区中在壳体与介质接触封盖之间的接触介质的不卫生转移。而是，介质只接触介质接触封盖的无缝隙表面。

虽然基底主体可由金属或金属合金组成，但优选的是，介质接触封盖由至少一种塑料组成。这还使得传感器壳体能够用于电容式传感器，对于所述电容式传感器，在原理上不可能穿过金属壁进行检测。

所述塑料选优地是聚四氟乙烯(ptfe)或聚醚醚酮(peek)。当在高压釜中进行清洁和消毒时，此塑料耐高达150℃的高热负载和高达6巴的高压力负载。此外，所述塑料在化学上耐碱性和酸性洗涤剂。

介质接触封盖选优地具有圆盘状区段和至少一个中空圆筒形区段。此处，圆盘状区段布置于基底主体的凹部中。尤其选优地，所述圆盘状区段完全布置于此凹部中，以便使得介质接触封盖能够顺利锁定到基底主体。周边凹部布置于圆盘状区段中。圆盘状区段因此充当密封面，而中空圆筒形区段可接纳传感器的测量元件。也可将若干中空圆筒形区段例如彼此前后地布置成层。刺穿圆盘状区段，以使得一或多个中空圆筒形区段的腔也延伸穿过圆盘状区段，且以此方式，可连接到基底主体中的腔。

另外，传感器壳体选优地具有用于金属夹持的密封元件，所述密封元件具有例如呈扩张形式的接合区。接合区接合到介质接触封盖的凹部中，以使得密封元件相对于介质接触封盖准确地定位。以此方式，防止密封元件滑脱，所述滑脱可造成金属夹具连接的紧密度缺失。

另外，传感器壳体选优地具有焊接法兰。这类焊接法兰也可被称为焊接支撑，用于将传感器壳体连接到介质容器。与介质接触封盖一样，焊接法兰也具有圆形凹部。密封元件的接合区还接合到焊接法兰的凹部中，以使得其相对于密封元件且因此还相对于介质接触封盖的位置也是固定的。

为了借助于金属夹具连接使介质接触封盖和焊接法兰卫生地连接到彼此，另外优选的是，传感器壳体具有使壳体、密封元件和焊接法兰夹持到彼此的紧固夹具。紧固夹具选优地至少部分地封围壳体、密封元件和焊接法兰中的每一个。

另外，优选的是，密封元件在壳体与紧固夹具之间延伸。这可特定来说通过具有环形区段的密封元件达成，所述环形区段紧靠着介质接触封盖并且具有相对于介质接触封盖成直角的环形唇部，所述唇部封围壳体。第一环形区段在此处具有接合区，且第二环形区段搁置在壳体与紧固夹具之间并且因此防止紧固夹具的内周边表面挤压到壳体上。因此，防止金属磨损，所述金属磨损长期可导致紧密度缺失。

另外通过传感器达成所述目标。此传感器具有根据本发明的传感器壳体。传感器的测量元件在此处布置于传感器壳体的介质接触封盖中。以此方式，可使所述测量元件接近介质，但通过介质接触封盖以卫生方式防止所述测量元件接触介质。

原理上，测量元件可用于多种传感器应用，例如测量例如介质的温度、压力、当前速度或ph值。然而，测量元件选优地是电容式测量元件。由于电容式测量元件无法穿过金属壁进行检测，因此可在此处使用根据本发明的传感器壳体的如下优点：介质接触封盖可由不同于基底主体的材料组成且因此可由塑料生产。

如果传感器壳体具有焊接法兰，那么传感器元件选优地位于介质接触封盖的沿着传感器的纵向轴延伸到超过焊接法兰的区段中。以此方式，防止测量元件被金属焊接法兰封围，这还对电容式应用尤其有利。

为了当出于清洁和消毒目的移走介质接触封盖时，确保测量元件不暴露于任何破坏性环境影响，优选的是，测量元件另外被延伸到基底主体中的绝缘封盖封围。接着可通过将测量元件与绝缘封盖一起引入到介质接触封盖中来将所述测量元件布置于所述介质接触封盖中。绝缘封盖选优地由塑料组成，尤其选优地由聚四氟乙烯(ptfe)或由聚醚醚酮(peek)组成。

附图说明

在图式中描绘并且在以下描述中更详细地解释本发明的示例性实施方案。

图1示出根据本发明的示例性实施方案的传感器的未展示其金属夹具连接的纵向截面图。

图2示出根据本发明的示例性实施方案的的传感器的未展示其紧固夹具的纵向截面图。

图3示出根据本发明的示例性实施方案的传感器的紧固夹具的俯视图。

图4示出根据本发明的示例性实施方案的传感器的等角纵向截面图。

图5在根据本发明的示例性实施方案的纵向截面图中示出传感器在容器上的布置。

具体实施方式

图1示出根据本发明的示例性实施方案的传感器，以及其传感器壳体的零件。所述传感器具有目前由优质钢组成的壳体10。在壳体10的端面中存在凹部11，所述凹部环绕腔，所述腔沿着壳体10的纵向轴。介质接触封盖20部分地布置于此凹部11中。在所述介质接触封盖20背对壳体10的侧，所述介质接触封盖20具有在此侧呈圆形的凹部21。介质接触封盖20包括四个区段22到25。这些区段彼此一体式形成且目前由ptfe组成。第一区段22大体上具有圆盘形状，在其中间呈环状刺穿。所述第一区段22完全布置在基底主体10的凹部11中。介质接触封盖20的凹部21位于此第一区段22中。第二区段23呈中空的圆筒形且具有对应于第一区段22中的开口的的内径的内径。第三区段24与第二区段相比兼具更小内径和更小外径。第四区段与第三区段相比具有相同内径但甚至更小的外径。所述第四区段在其端面封闭。

呈由铜锌合金组成的镀锡电极形式的测量元件30布置于第四区段25中。所述测量元件30具有镀银铜线31以用于信号传送，在由ptfe制成的第一管32中导引所述铜线。被设计为收缩管路的第二管33包绕另一线。另外，电阻器34布置于此管33中。两个管32、33的大部分长度被由铜锌合金组成的镀锡屏蔽电极35包绕。由ptfe制成的绝缘体36使测量元件30与屏蔽电极35隔开。所有这些部件30到36被由peek制成的绝缘封盖40包绕在一起。此整体跨介质接触封盖20的整个长度并且跨壳体10的长度的一部分延伸。所述绝缘封盖40通过锐缘壳体开口卫生地密封且多余的在壳体10内部通过由epdm制成的围绕绝缘封盖40的密封件41密封。通过三轴插塞50封闭，所述三轴插塞50借助于粘合剂51导电固定到管塞52。这是部分借助于由epdm制成的密封件相对于壳体密封。

传感器设计成用于液面测量的电容式传感器。为了使所述传感器能够布置于容器上，将目前由epdm组成的密封元件60布置于介质接触封盖20的第一区段21上，使得所述密封元件60以接合区61围绕所述介质接触封盖的方式接合到介质接触封盖20的凹部21中。接合区61在此处位于密封元件60的环形区62中，所述环形区62紧靠着介质接触封盖20。唇部63相对于此区62成90°角且包绕壳体10的凹部11所在的区。由优质钢制成的焊接法兰70具有凹部71，所述凹部71在端面呈环状，将所述端面放置到密封元件60上以使得接合区61接合到焊接法兰70的凹部71中。选择焊接法兰70的长度以使得介质接触封盖20的第二区段23和第三区段24位于焊接法兰70内部，而第四区段25位于焊接法兰70外部。这造成测量元件30也定位在焊接法兰70外部且因此不被金属包绕。

图3示出提供金属夹具连接的紧固夹具80。如图4中所描绘，可借助于此紧固夹具使壳体10、介质接触封盖20和焊接法兰70固定夹持到彼此。此处，通过密封元件60在介质接触封盖20与焊接法兰70之间进行密封。密封元件60的有效密封表面被设计成在整个周边上略呈圆锥形，以便借助于介质侧上的更高压力达成卫生密封。密封元件60的唇部63搁置在壳体10的周边表面上，且因此阻止紧固夹具80直接挤压到壳体10上并且同时确保密封元件60相对于壳体10的定位。

为了使用传感器测量液面，以图5中描绘的方式将焊接法兰70焊接到容器90的开口上。接着可借助于测量元件30以电容方式测量贮存在容器90中的液体91的液面。此处，此测量元件30与所有金属部件间隔开以使得这些金属部件不会削弱测量元件30的功能。仅介质接触封盖20和焊接法兰70可接触液体91。没有间隙可使液体91穿过而渗透到介质接触封盖20内部或渗透到壳体10内部。通过密封元件60阻止此渗透。

出于清洁和杀毒目的移走紧固夹具80。接着，首先可从介质接触封盖20中取出壳体10以及布置于其中的部件30到36、40到41和50到53。此处，测量元件30仍受绝缘封盖40保护。由于此绝缘封盖40不接触介质，因此不必进行清洁。从焊接法兰70移走介质接触封盖20和密封元件60并且可通过高压釜进行清洁。接着再次使用介质接触封盖20；可视需要更换密封元件60。为了避免在清洁和消毒时使工艺中断，可将不同的密封元件60和不同的介质接触封盖20立即置于焊接法兰70上，并且可将传感器的剩余部件再引入到介质接触封盖20中。在闭合紧固夹具80之后，接着立即将传感器准备好以供再次使用。