压差传感器的制作方法

本发明涉及一种压差传感器，该压差传感器具有至少一个压差测量单元、至少一个第一压力变送器以及至少一个第一测量管路，第一测量管路用于将在第一压力变送器上作用的第一压力传递至压差测量单元。

背景技术：

压差传感器已被现有技术广泛地披露，并且用于尽可能精确地地检测测量环境中的两个位置之间的压力差。一个或者两个侧常常经由压力变送器连接至压差测量单元。例如，图1示出了这种已知结构。

图1示出了一种压差传感器1，压差传感器1具有布置在壳体4中的压差测量单元3。压差测量单元3经由两个输入端10、12通过测量管路9、11被馈送有被两个压力变送器5、7检测的压力。因此，一方面，压差测量单元3通过第一测量管路9连接到第一压力变送器5，第一压力变送器5布置在容器2的上部区域中。另一方面，如图1所示，压差测量单元3通过第二测量管路11连接到第二压力变送器7，第二压力变送器7布置在容器2的下部区域中。

在当前的实施方案中，压力变送器5、7均构造成设置有压力敏感膜片的部件，压力敏感膜片通过测量管路9、11与压差测量单元3连接。通过布置在压力变送器5、7以及测量管路9、11中的不可压缩的传递介质，将在压力变送器5、7上作用的过程压力p1、p2传递给压差测量单元3的相应侧10、12，并由此能够检测这些过程压力。

图2示出了图1所示的压差传感器1的原理图。

根据当前的实施方案，压差传感器1在其第一侧10通过第一测量管路9连接到第一压力变送器5，在第一压力变送器5上作用有第一过程压力p1。第一测量管路9布置在第一外罩13中，第一外罩13被构造成第一测量管路9的机械保护装置。

压差测量单元3的第二侧12通过第二测量管路11连接到第二压力变送器7，在第二压力变送器7上作用于第二过程压力p2。在本实施方案中，第二测量管路11布置在第二外罩15中，第二外罩15同样被构造成第二测量管路11的机械保护装置。

在由现有技术公开的上述构造类型的压差传感器中，缺点在于，在过程环境外部的例如对测量管路的附加温度影响和/或通过例如强烈的弯曲导致的对测量管路的机械影响会导致测量结果误差。此外，缺点还在于，影响压力变送器的过程温度同样导致测量误差。在此，由温度引起的测量误差来源于压力变送器和测量管路中包含的传递介质的膨胀，这种膨胀导致压力测量单元上的压力效应。

在现有技术中已知的是，通过压力变送器和/或压力测量单元中的温度传感器来检测这种由温度引起的测量误差，并且电子地对它们进行补偿。然而，这种理想地设置在压力变送器上和压力测量单元上的附加的温度传感器被认为是不利的，原因在于提高的布线成本以及用于附加的所需传感器的附加成本。

技术实现要素：

本发明的目的在于进一步改进根据现有技术的压差传感器，使得能够成本低廉和精确地补偿由温度引起的或者机械地引起的测量误差。

根据本发明的压差传感器具有至少一个压差测量单元、至少一个第一压力变送器以及至少一个第一测量管路，第一测量管路用于将在第一压力变送器上作用的第一压力传递至压差测量单元的第一侧，其特征在于，压差传感器具有与第一测量管路相同的性能的至少一个第一补偿管路，第一补偿管路以平行于第一测量管路的方式布置并连接到压差测量单元的第二侧。

由此，本发明基于这样的认识：通过以机械的方式和方法对测量误差的补偿，能够特别简单地实现对由温度引起和机械地引起的测量误差的精确和成本低廉的补偿，其中，由此能够有利地去掉或者能够至少明显廉价地构造随后附加的电子补偿装置。

通过根据本发明设置的具有与测量管路相同的性能并优选地以平行于测量管路的方式布置的第一补偿管路，实现了在测量管路上作用的温度影响和/或在测量管路上作用的机械影响同样地作用在补偿管路上。由此，由于第一测量管路和第一补偿管路具有相同的性能(特别地，相同的热性能和机械性能)，通过外部影响在这两个管路上引起相同的效果，从而在测量管路中出现的测量误差(尤其是压力变化)同样地在补偿管路中引起。由此，通过将测量误差提供给压力测量单元的第二侧，能够以简单的机械方式实现了对测量误差的补偿。

在改进方案中，压差传感器可以具有第二压力变送器、第二测量管路以及具有与第二测量管路相同的性能的第二补偿管路，第二测量管路用于将作用在第二压力变送器上的第二压力传递至压差测量单元的第二侧，第二补偿管路有利地以平行于第二测量管路的方式布置并连接到压力测量单元的第一侧。

通过设置第二压力变送器、第二测量管路和第二补偿管路，能够模拟压差传感器的典型的应用情况，使得压差测量单元的两侧分别通过测量管路和压力变送器加载相应的过程压力。这尤其是在压差传感器布置在具有很高温度的测量环境中时的情况，其中这种温度例如对于压差传感器的测量电子元件具有损害性。

相应地，由第一压力变送器提供的第一测量压力、在第一测量管路中产生的测量误差以及在第二补偿管路中产生测量误差被馈送到压差测量单元的第一侧，而由第二压力变送器提供的第二压力、在第二测量管路中产生的测量误差以及在第一补偿管路中产生的测量误差被馈送到压差测量单元的第二侧。通过对作用在压差测量单元上的压力的比较，可以轻易看出相应的作用的测量误差相互补偿，并且因此仅相应的测量压力被馈送到压差测量单元。

当第一补偿管路和/或第二补偿管路连接到用于模拟相应的压力变送器的压力不敏感部件时，能够实现特别精确地模拟所出现的测量误差，其中，压力不敏感部件以与相应的压力变送器相同的方式承受过程条件。由于除了补偿管路以外还设置用于模拟压力变送器的压力不敏感部件且压力不敏感部件以与相应的压力变送器相同的方式承受过程条件，能够极其精确地模拟过程温度对甚至在补偿管路中的传输介质的影响，从而也能够补偿由过程温度引起的测量误差。

当压力不敏感部件和压力变送器共同集成在用于将压力变送器布置在过程环境中的过程接口中时，能够实现压力变送器的特别适合的布置以及用于模拟压力变送器的压力不敏感部件的特别适合的布置。通过这种共同集成，还可以实现过程温度在压力变送器和压力不敏感部件上的均匀作用。

当压力不敏感部件被构造成环形地围绕压力变送器时，实现了特别节省空间的布置，利用这种布置也使温度尽可能均匀地作用在压力变送器和压力不敏感部件上。由于压力变送器通常具有被圆形地构造的膜片以用于接收过程环境中的压力，所以这种布置尤其适合。

为了使温度尽可能均匀地作用在压力变送器和压力不敏感部件上，有利地是，压力不敏感部件的面向过程的面积的大小大体上相当于相应的压力变送器的面向过程的面积的大小，优选地与其相同。在具体实施例中，在此，压力不敏感部件的环绕压力变送器的环形面积与相应的压力变送器的膜片面积相同。

当第一测量管路和第一补偿管路和/或第二测量管路和第二补偿管路分别布置在共同的优选地被构造成机械保护装置的外罩中时，能够特别良好地补偿在布置在压力变送器和压力测量单元之间的测量管路和补偿管路上作用的温度影响和机械影响。通过相应的共同的外罩，温度影响均匀地分布在测量管路和补偿管路上，从而温度影响以相同的方式作用到这两个管路上。通过机械保护装置，例如半径过小或者弯曲的机械作用也同样被传递到这两个管路上，从而由此引起的测量误差同样地同时作用在这两个管路上并且能够在压差测量单元处受到补偿。

第一测量管路和第一补偿管路和/或第二测量管和第二补偿管路具有相同的管路横截面和/或相同的长度和/或相同的体积和/或相同的导热率和/或相同的填充物时，此时能够特别精确地实现前述的对测量误差的补偿。通过使这些性能一致，实现了在测量管路和补偿管路中相应相同地引起尤其是温度影响或者机械影响，或者至少引起尽可能相同大小的压力变化和由此相同大小的测量误差。

附图说明

下面将参考基于附图的实施例更详细地阐释本发明，在这些附图中：

图1示出了根据现有技术的压差传感器(已讨论)。

图2示出了图1的压差传感器的原理图(已讨论)。

图3示出了根据本发明的压差传感器的原理图。

图4示出了图3的压差传感器的改进方案。

具体实施方式

图3示出了根据本发明的压差传感器1的第一实施例。压差传感器1具有作为中央部件的压差测量单元3，压差测量单元3的第一侧10经由第一测量管路9连接到第一压力变送器5，第一测量压力p作用在第一压力变送器5上。作用在第一压力变送器5上的第一测量压力p由第一压力变送器5的膜片接收，并经由第一压力变送器5和第一传输管路9中的不可压缩的传递介质(通常是油)传递至压差测量单元3的第一侧10。

为了补偿在第一测量管路9的区域中由温度影响或者机械影响引起的测量误差，压差测量单元3的第二侧12连接至第一补偿管路17，第一补偿管路17具有与第一测量管路相同的性能，并且以平行于第一测量管路的方式布置。第一测量管路9和第一补偿管路17还布置在共同的第一外罩13中，第一外罩13被构造成这两个管路9、17的机械保护装置。额外地，通过共同的第一外罩13，确保了在管路9、17的区域中作用的温度影响或者机械影响以同样方式作用在第一测量管路9和第一补偿管路17上，并且由此在这两个管路9、17中引起相同的压力变化。

如从图3中可见，压差测量单元3的第二侧12连接到第二测量管路11，第二测量管路11连接到第二压力变送器7。类似于第一压力变送器5的构造，第二补偿管路19以平行于第二测量管路11的方式布置，并且与第二测量管路11一起位于共同的第二外罩15中。第二补偿管路19连接到压差测量单元3的第一侧10。

本发明确保了在管路9、17的区域中出现的由温度影响或者机械影响引起的测量误差分别以相同的方式作用在测量管路9、11上以及作用在相应的补偿管路17、19上，并且被馈送到压差测量单元3的不同侧10、12。通过将测量误差分别馈送到压差测量单元3的相对侧，以纯机械的方式和方法在压差测量单元3的内部补偿测量误差，从而最终地仅向压差测量单元13有效地馈送了第一过程压力p1和第二过程压力p2。

图4示出了图3的压差传感器1的改进方案，其中，在本实施例中，第一补偿管路17连接到第一压力不敏感部件21，第一压力不敏感部件21被构造成环形地环绕第一压力变送器5，并与第一压力变送器5一起集成在第一过程接口25中。类似地，第二补偿管路19连接到第二压力不敏感部件23，第二压力不敏感部件23被构造成环形地环绕第二压力变送器7，并与第二压力变送器7集成在第二过程接口27中。通过设置相应的压力不敏感部件21、23可以确保作用在压力变送器5、7上的过程温度不仅耦合到相应的测量支路中，而且类似地耦合到补偿支路中，并且由此在这两个支路中以相同的方式产生由此引起的测量误差。通过将压力变送器5、7和压力不敏感部件21、23集成在相应的过程接口25、27中，还能够实现压力变送器5、7和压力不敏感部件21、23在在过程环境中的简单布置。在本实施例中，压力不敏感部件21、23分别被构造成使得压力不敏感部件21、23的面向过程的面积的大小等于相应的压力变送器5、7的膜片的面积的大小。以这种方式，过程温度以相同的方式不仅作用在压力不敏感部件21、23上而且还作用在压力变送器5、7上。

在此应当指出的是，上述方案相应地能够设置在压差测量单元的仅一个或者两个支路中，然而，当所提出的方案实施在两个测量支路中时，实现了特别良好的误差补偿。

附图标记列表

1压差传感器2容器

3压差测量单元4壳体

5第一压力变送器7第二压力变送器

9第一测量管路10第一侧

11第二测量管路12第二侧

13第一外罩15第二外罩

17第一补偿管路19第二补偿管路

21第一压力不敏感部件23第二压力不敏感部件

25第一过程接口27第二过程接口

p1第一压力p2第二压力