[發明專利]振動限位開關

有效

• 申請號: 201410192920.8
• 申請日: 2014-05-08
• 公開（公告）號: CN104142167B
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發明（設計）人: 霍格爾·葛璐樂
• 申請（專利權）人: VEGA格里沙貝兩合公司
• 主分類號: G01F23/00
• 分類號: G01F23/00
• 代理公司: 上海和躍知識產權代理事務所(普通合伙) 31239
• 代理人: 胡艷

一種振動限位開關(10)，其具有能被設置為振動的膜(1)以及用于將所述膜(1)設置為振動和/或檢測所述膜(1)的振動的驅動單元(100)，其中所述驅動單元(100)包括至少一個電磁驅動器(30)和一個壓電驅動器(20)。

技術領域

本發明涉及根據權利要求1前序的一種振動限位開關以及根據權利要求15所述的一種用于操作這種振動限位開關的方法。

背景技術

現有技術中已知的各種振動限位開關包括能被設置為振動的膜以及通過所使用的壓電元件或電磁驅動器將該膜設置為振動和/或對膜的該振動進行檢測的驅動器。這種振動限位開關特別用于檢測容器中用于流體或潛在的流體介質，特別是液體或散裝貨物填充水平和/或限度。根據容器中的填充水平，振動限位開關與介質相接觸或不相接觸，從而通過與該介質的接觸而影響膜和/或設置在該膜上的振動元件的振動頻率。

現有技術中已知的振動限位開關被認為是不利的，這是因為其根據所使用的驅動器，特別是就熱和機械條件而言表現出有限的應用范圍。

發明內容

本發明的目的是提供一種能在很寬的應用范圍中使用的振動限位開關。

具有權利要求1的特征的一種振動限位開關中實現了該目的。權利要求15中公開了一種用于操作這種振動限位開關的有利的方法。

根據本發明的振動限位開關顯示有能被設置為振動的膜以及通過包括至少一個電磁驅動器和一個壓電驅動器的驅動器單元將該膜設置為振動和/或對膜的振動進行檢測的驅動器單元。

通過在共同的驅動單元中結合電磁驅動器和壓電驅動器，在這里形成一種振動限位開關，其可在很寬的溫度和壓力范圍中使用。

由于壓電驅動器在驅動器和能被設置為振動的膜之間顯示出了很好的耦合性的事實，該驅動器非常適于高粘性介質，然而，由于產生的振幅低，其很大程度上依賴于施加在膜上和/或設置在膜處的振動元件上的壓力，這可能會導致驅動器的故障，例如，在用作驅動器的壓電堆疊的松弛過程中或例如被施加在壓電堆疊上的預應力發生熱變化時。此外，壓電驅動器很大程度上依賴于溫度，這是因為壓電效應在較高的溫度下會大大降低。

另一方面，感應驅動器顯示出驅動器至膜的低耦合性，因此它們不適于粘性介質。由于感應驅動器允許產生較高的振幅，因此，從外部作用的壓力對這種驅動器的影響會大大小于對壓電驅動器的影響；特別地，由于不需要針對驅動器的機械性預應力，因此也可在較高的壓力下使用這種驅動器。

可通過電磁驅動器和壓電驅動器的巧妙組合而將上述兩個驅動器變體的積極特性彼此相連，從而，特別地，在某些應用情況下，驅動器的缺點可相互補償，且通過這種方式，可提供一種普遍適用的振動限位開關。

特別地，當在壓力下顯示有提高的流動性的觸變介質場中進行測量時，例如，在要測量的介質顯示出高粘性的常壓的范圍中，壓電驅動器可用于測量限度，而感應驅動器將不會在這種情況下發揮作用。在要測量的介質顯示出降低的粘性的升高的壓力或工藝壓力下，則可使用適用于升高壓力的感應驅動器，而壓電驅動器則由于有效的壓力和用作驅動器的壓電堆的松弛而不再工作。

在測量粘性在熱影響下發生變化的介質時，也會發生類似的情況。例如，對于在室溫顯示出高粘性的介質而言，可在這種情況下使用壓電驅動器，而感應驅動器則由于在驅動器和膜之間具有弱耦合性而不適合這種情況。在介質顯示出較低粘性的升高的溫度下，壓電驅動器則不再是最適合的，然而，由于要測量的介質的粘性降低，因此在這里可使用感應驅動器。

在振動限位開關的特別有利的實施方式中，在膜上設有振動單元，例如，其可被具體化為振動叉。當提供這種振動單元時，膜的振動則能被更好地轉移至周圍介質，從而也可在這里更好地檢測該振動的任何阻尼。

在優選實施方式中，設置電磁驅動器和壓電驅動器以使電磁驅動器和/或壓電驅動器能被選擇地用于將膜設置為振動。