[發明專利]用于測量周圍介質壓力的電容式壓力測量元件

有效

• 申請號: 201480016620.2
• 申請日: 2014-03-25
• 公開（公告）號: CN105074407B
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 約瑟夫·費倫巴赫;約恩·雅各布
• 申請（專利權）人: VEGA格里沙貝兩合公司
• 主分類號: G01L9/00
• 分類號: G01L9/00;G01L19/00;G01L19/04
• 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

本發明涉及用于測量周圍介質壓力的電容式壓力測量元件(1)，其具有彈性測量膜片(2)，其第一側(2a)與介質至少部分接觸，而其背對介質的第二側(2b)包括測量電極(7)和用來測量溫度的由具有溫敏電阻的材料制成的電阻元件。此外，壓力測量元件還具有基體(3)，其與所述測量膜片(2)的第二側(2b)相對，并具有對電極(8)，所述對電極(8)與所述測量電極(7)構成測量電容。根據本發明，電阻元件形成為所述測量膜片(2)第二側(2b)和所述測量電極(7)之間的電阻層(4)。

技術領域

本發明涉及根據權利要求1的前序部分所述的用于測量周圍介質壓力的電容式壓力測量元件。

背景技術

這種壓力測量元件是已知的，并且在過程工程(process enginerring)的許多領域中用于過程監視。為了測量該測量元件周圍介質的壓力，測量元件具有彈性測量膜片，該膜片在介質內存在的壓力作用下偏轉。在這種情況下，偏轉或者更具體地說是膜片的可逆變形，通過機電手段轉換成對應的電測量信號。作為電容式機電變換器，其布置在測量膜片背對介質那一側的測量電極，與布置在基體反面的相對電極一起，形成測量電容器，該電容器具有隨著測量膜片在壓力作用下偏轉而變化的電容值。測量膜片與基體一起，形成相對于介質耐壓的測量室。

這些電容式壓力測量元件具有這樣的問題，當所使用的介質溫度迅速變化，在壓力測量中將產生測量誤差，原因是測量膜片與介質直接接觸，因此受到所述介質溫度波動的影響。

眾所周知，基體的溫度，或者更具體地說是基體溫度的緩慢變化，是通過對所述基體周圍溫度的測量來確定的，并且使用這些溫度測量值來相應修正壓力測量值。如果壓力測量元件的測量膜片和基體之間存在大的溫差，尤其如果介質的溫度迅速地或者相當突然地變化，這種修正方法仍然會導致所計算壓力值的錯誤跳躍，只有讓整個壓力測量元件的溫度全面地上升，所計算的壓力值才會慢慢回歸到正確的測量值。

此外，眾所周知，對于壓力測量元件基體以及壓力測量元件測量膜片兩者溫度的測量，目的還在于確定溫度補償的壓力測量值，以及通過這兩個溫度測量值來補償壓力測量值。

為此，以DE4011901A1舉例來說，就有了一種電容式壓力測量元件，其中測量膜片設置了由具有溫敏電阻的材料制成的電阻軌道。在所述例子中，該電阻軌道布置為環狀，其圍繞圓形測量電極，所述圓形測量電極作為測量電容的電容極板，這樣電阻軌道僅僅在測量膜片的邊緣區域延展。然而，已經證明，電阻軌道在邊緣區域的這種布置不能正確測量測量膜片的溫度，因為外殼緊鄰部分內的熱消散會導致測量膜片邊緣區域溫度的迅速下降，所以這是一個會導致測量誤差的特征。

發明內容

基于現有技術，本發明的目的是提供一種上述類型的壓力測量元件，其測量膜片溫度測量的測量精度可以比現有技術更高。

該技術目的可以通過權利要求1公開的壓力測量元件的特征來實現。

這種用于測量周圍介質壓力的電容式壓力測量元件，包括彈性測量膜片，其第一側與介質至少部分接觸，而其背對介質的第二側，包括測量電極和用來測量溫度的由具有溫敏電阻的材料制成的電阻元件；以及包括基體，其與所述測量膜片的第二側相對，具有對電極，所述對電極與所述測量電極形成測量電容，根據本發明，其特征在于電阻元件形成為所述測量膜片第二側和所述測量電極之間的電阻層。

本發明的這種壓力測量元件的優勢在于，幾乎測量膜片的整個可用表面都用作電阻層，結果就是溫度測量中考慮到了整個測量膜片上的溫度情況，這樣就只會發生很小的溫度誤差。

此外，在本發明壓力測量元件的使用中已經發現，能夠即時且直接地探測到介質溫度快速或者更具體地說是突然的變化。

電阻層可以使用測量電極的生產工藝進行生產，在這種情況下，通過絕緣層將所述兩層分開。測量電極和電阻層的制造，可以使用相同的材料，例如金；也可以使用不同的材料，舉例來說，測量電極用金，而電阻層用白金/白金化合物。