Die Erfindung betrifft einen koplanaren Differenzdruckmessaufnehmer zur Bestimmung des Druckmesswertes eines Mediums.

In der Automatisierungstechnik werden z. B. Absolutdruck-, Relativdruck- und Differenzdruckmessaufnehmer verwendet. Bei Absolutdruckmessaufnehmern wird ein zu messender Druck absolut, d. h. als ein Druckunterschied gegenüber einem Vakuum erfasst. Mit einem Relativdruckmessaufnehmer wird ein zu messender Druck in Form eines Druckunterschiedes gegenüber einem Referenzdruck bestimmt. Bei den meisten Anwendungen ist dies der Atmosphärendruck am Einsatzort. Es wird also bei Absolutdruckmessanordnungen ein zu messender Druck bezogen auf einen festen Bezugsdruck, den Vakuumdruck, und bei Relativdruckmessanordnungen ein zu messender Druck bezogen auf einen variablen Bezugsdruck, z. B. den Umgebungsdruck, erfasst. Eine Differenzdruckmessanordnung erfasst die Differenz zwischen zwei Prozessdrücken. Differenzdruckmessaufnehmer kommen beispielsweise in Tanks zur Füllstandsmessung oder in Rohrleitungen zur Durchflussmessung zum Einsatz.

Aus der DE 3 222 620 A1 ist ein Druckdifferenzmessgerät bekannt geworden, das eine vor Überlastung geschützte Druckmessaufnehmereinrichtung aufweist. Das Messgerät hat einen zentralen Aufnahmekörper, der an zwei gegenüberliegenden Seiten zwischen einem Membranbett und einer Trennmembrane jeweils eine Vorkammer ausbildet. In dem Aufnahmekörper ist jeweils hinter der vom Membranbett abgewandten Seite eine Zusatzkammer vorgesehen, die durch eine vorgespannte Zusatzmembrane begrenzt wird. Innerhalb des Aufnahmekörpers befindet sich weiterhin eine Messkammer, die durch die Druckmessaufnehmereinrichtung in zwei Teilkammern unterteilt ist. Jede der beiden Teilkammern der Messkammer ist über jeweils einen Verbindungskanal mit einer der beiden Vorkammern verbunden. Über jeweils einen Zusatzkanal ist jeder der beiden Verbindungskanäle an eine der beiden Zusatzkammern angeschlossen.

Ist das Gerät einem Differenzdruck unterhalb oder im Bereich des Differenzdruck- Nennwertes ausgesetzt, dann wird dieser Differenzdruck der Druckmessaufnehmereinrichtung über die Verbindungskanäle übermittelt. Die Zusatzmembranen entfalten eine geringe Wirkung, die in erster Näherung vernachlässigbar ist. Übersteigt die Druckdifferenz infolge einer Überlast den Druckdifferenz-Nennwert um einen vorgegebenen Wert, dann wird bei der Trennmembrane auf der Hochdruckseite die unter ihr befindliche Druckvermittler- Flüssigkeit in die ihr zugeordnete Vorkammer gedrückt. Die herausgedrückte Flüssigkeit gelangt über den Verbindungskanal und den Zusatzkanal zur Zusatzmembrane auf der Niederdruckseite und veranlasst diese, sich abzuheben. Somit befindet die sich auf der Hochdruckseite unter der Trennmembrane herausgedrückte Flüssigkeit im Überlastfall unter der sich abhebenden Zusatzmembrane auf der Niederdruckseite. Eine Überlastung der Druckmessaufnehmereinrichtung wird folglich vermieden. Die Wandlerkammer ist bei der Deutschen Patentanmeldung in das Messwerk integriert.

Aus der WO 2018/165122 A1 ist ein koplanar aufgebauter Differenzdruckmessaufnehmer bekannt geworden, bei dem die Druckeingänge mit Trennmembrane und Überlastmembrane in einer Ebene - und zwar im dem Prozess zugewandten Endbereich - angeordnet sind und nicht auf gegenüberliegenden, parallelen Ebenen wie in der zuvor genannten Deutschen Patentanmeldung. Es handelt sich um ein sog.

Doppelmembransystem. Der Vorteil bei Doppelmembransystemen liegt in dem deutlich geringeren Ölvolumen, das für den hydraulischen Betrieb des Differenzdruckmessaufnehmers benötigt wird. Zudem kann hier auf die druckbelastete Mittenmembranschweißung verzichtet werden, so dass das Messwerk einteilig ausgeführt werden kann. Ebenso wie bei der zuvor genannten Patentanmeldung ist auch bei dieser bekannten Lösung der Überlastschutz im Messwerk angeordnet, d.h. die gekreuzten Kapillaren befinden sich im Messwerk.

Die bekannten Lösungen haben mehrere Nachteile: Da die gekreuzten hydraulischen Druckdurchführungen im Messwerk angeordnet sind, sind z.B. bei der bekannten Koplanar-Ausführung zwecks Ölbefüllung von außen freiliegenden Bohrungen erforderlich, die nach der Befüllung verschlossen werden. Die Verschlussbereiche sind potenzielle Korrosionsschwachstellen. Außerdem sind die Bohrungen ziemlich lang, was sich negativ auf die Fertigungskosten auswirkt. Lange Bohrungen erfordern zudem zwangsläufig ein größeres Ölvolumen, was wiederum die Umsetzung des Überlastschutzes im Messwerk erschwert. Da definierte Abstände zwischen den Druckdurchführungen eingehalten werden müssen, sind einer Minimierung der Dimensionen des Messwerks Grenzen gesetzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckmessaufnehmer vorzuschlagen, der sich durch einen einfachen Aufbau auszeichnet.

Die Aufgabe wird gelöst durch einen koplanaren Druckmessaufnehmer zur Bestimmung des Differenzdrucks von zwei Drücken mit einem Messwerk und einer Wandlerkammer, wobei an oder in einem dem Prozess zugewandten Endbereich des Grundkörpers des Messwerks zwei mit dem Medium direkt oder indirekt in Kontakt stehende Trennmembranen vorgesehen sind, wobei die Wandlerkammer, die eine Druckmesszelle mit zumindest einem drucksensitiven Messelement mit einer ersten Druckbeaufschlagungsfläche und einer zweiten Druckbeaufschlagungsfläche aufweist, sich in einem vom Prozess abgewandten Bereich des Messwerks befindet, wobei die erste Druckbeaufschlagungsfläche und die zweite Druckbeaufschlagungsfläche des drucksensitiven Messelements relativ zur Längsachse des Druckmessaufnehmers hintereinanderliegend angeordnet sind, wobei der erste Druck über einen hydraulischen Pfad zu der ersten Druckbeaufschlagungsfläche und der zweite Druck über einen zweiten hydraulischen Pfad zu der zweiten Druckbeaufschlagungsfläche des drucksensitiven Messelements übertragen wird, wobei eine Außenfläche der Wandlerkammer druck- und gasdicht mit einer korrespondierenden Fläche des Messwerks über eine umlaufende Schweißnaht verbunden ist, wobei der Schweißstrahl zum Verbinden von Wandlerkammer und Messwerk im Wesentlichen quer durch zumindest einen der beiden hydraulischen Pfade (26a, 26b) geführt wird, so dass sich die Schweißnaht zu beiden Seiten des zumindest einen hydraulischen Pfades erstreckt.

Die sehr einfache Konstruktion sieht vor, dass der Grundkörper des Messwerks einteilig, also monolithisch ist. Weiterhin ist vorgesehen, dass der Grundkörper des Messwerks weitgehend - auch was den Verlauf der Kapillarbohrungen betrifft - einen vollsymmetrischen Aufbau aufweist. Insbesondere trifft dies zu auf den nachfolgend und in der Figurenbeschreibung detailliert dargestellten koplanaren Differenzdruckmessaufnehmer mit Überlastschutz zu. Hier verlaufen die Kapillarbohrungen in dem vollsymmetrischen Grundkörper des Messwerks bis zu den Kreuzungen/Verbindungen der Kapillarbohrungen ebenfalls vollsymmetrisch. Vollsymmetrisch heißt hierbei, dass der Grundkörper des Messwerks mit den Kapillarbohrungen bezüglich einer mittig und senkrecht zwischen den beiden koplanaren Doppelmembranen verlaufenden Ebene symmetrisch ausgestaltet ist.

Der koplanare Differenzdruckmessaufnehmer - bevorzugt mit Schutz gegen einen einseitig auftretenden Überdruck - dient zur Bestimmung des Differenzdrucks von zwei Drücken. Hierzu sind an einem dem Prozess zugewandten Endbereich des Messwerks ein koplanares Doppelmembransystem mit zwei Doppelmembranen vorgesehen. In der Wandlerkammer ist die Differenzdruckmesszelle mit dem drucksensitiven Messelement, üblicherweise einem Silizium-Chip, angeordnet. Die beiden Doppelmembranen bestehen jeweils aus einer Trennmembrane und einer in Richtung der Druckwirkung hinter der Trennmembrane angeordneten Überlastmembrane, wobei zwischen der ersten Trennmembrane und der ersten Überlastmembrane eine erste Druckkammer und zwischen der ersten Überlastmembrane und dem Grundkörper eine erste Zusatzdruckkammer ausgebildet ist. Zwischen der zweiten Trennmembrane und der zweiten Überlastmembrane ist eine zweite Druckkammer und zwischen der zweiten Überlastmembrane und dem Grundkörper eine zweite Zusatzdruckkammer ausgebildet, wobei der ersten Zusatzdruckkammer bzw. der zweiten Zusatzdruckkammer eine erste Verbindungskapillare bzw. eine zweite Verbindungskapillare zugeordnet ist, wobei die Verbindungskapillaren von dem Messwerk zur Wandlerkammer führen. Der ersten Druckkammer bzw. der zweiten Druckkammer ist eine erste Hilfskapillare bzw. eine zweite Hilfskapillare zugeordnet ist, wobei eine druckübertragende Kopplung zwischen der ersten Hilfskapillare und der zweiten Verbindungskapillare bzw. zwischen der zweiten Hilfskapillare und der ersten Verbindungskapillare in dem Messwerk oder in der Wandlerkammer angeordnet ist. Die beiden Drücke werden über die entsprechenden Hilfs- und Verbindungskapillaren - gegen Überdruck geschützt - hydraulisch zu der ersten Druckbeaufschlagungsfläche und der zweiten Druckbeaufschlagungsfläche der Differenzdruckmesszelle übertragen.

Die Vorteile dieses Differenzdruckmessaufnehmers sind die folgenden: Der Grundkörper des Messwerks ist einteilig ausgestaltet. Das Messwerk hat einen relativ einfachen und in weiten Teilen symmetrischen Aufbau.

Die Kreuzung der Hilfskapillaren mit den Verbindungskapillaren erfolgt bevorzugt im Messwerk, also sehr nahe am Messort des Drucks.

Ein einseitig auftretender Überdruck auf der Hochdruckseite wird auf die Rückseite der Überlastmembrane/Zusatzmembrane der Niederdruckseite und parallel über die Verbindungsleitungen zur Wandlerkammer geleitet. Wandlerkammer und Überlastmembrane liegen druckdynamisch parallel.

Die Länge der Verbindungskapillaren ist größer als die Länge der Hilfskapillaren und der Teilstücke der Verbindungskapillaren des Überlastschutzes, was eine schnelle Reaktionszeit des Überlastschutzes sicherstellt.

Aufgrund der geringen Kapillarlängen ist der Ölverbrauch gering. Kosteneinsparung beim Messwerk, insbesondere durch Materialeinsparung (kleine Dimensionen) und infolge einer vereinfachten Fertigung und Bearbeitung, da die Anzahl der Kapillaren gering ist; die Kapillaren können z.B. kostengünstig durch Bohren oder Erodieren hergestellt werden;

Die Befüllung des hydraulischen Systems erfolgt bevorzugt über Befüllungsbohrungen im Messwerk.

Der Ölbedarf in dem Kapillarsystem ist infolge der geringen Größe der Trennmembranen und der im normalen Messbetrieb ungefüllten Zusatzdruckkammern gering.

Die Trennung der hydraulischen Pfade zur Hochdruckseite (Plusseite) und zur Niederdruckseite (Minusseite) erfolgt über eine umlaufende und durch zumindest eine Kapillarbohrung /Stufen boh rung hindurchgehende Schweißnaht.

Aufgrund des reduzierten Ölvolumens ist der Messfehler, der durch den Temperaturgradienten bedingt ist, entsprechend geringer. Weiterhin sind infolge des geringeren Ölbedarfs auch kleinere Trennmembranen und Überlastmembranen möglich, was für die Realisierung eines koplanaren Sensors wichtig und vorteilhaft ist. Kleine Membranen wiederum sind für einen effektiven Überlastschutz bestens geeignet, da hierdurch kleine Messbereiche realisiert werden können. Durch kleine Messbereiche wiederum lässt sich die Ansteuerung bzw. die Auslenkung der Membranen gering halten, was einhergeht mit kleineren Messfehlern.

Im Prinzip gibt es zwei Möglichkeiten der Anordnung der Wandlerkammer: Entweder ist die Wandlerkammer in den Grundkörper des Messwerks integriert, oder die Wandlerkammer schließt sich an den vom Prozess abgewandten Bereich des Messwerks an. Bevorzugt ist übrigens der Grundkörper des Messwerks als Prozessanschluss ausgestaltet. Der Prozessanschluss ist mit einem Gehäuseadapter verbunden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Differenzdrucksensors schlägt vor, dass es sich bei den hydraulischen Pfaden im Grundkörper des Messwerks und der Wandlerkammer um Kapillarbohrungen handelt, wobei korrespondierende Kapillarbohrungen im Bereich ihrer aufeinandertreffenden Grenzflächen von Grundkörper des Messwerks und Wandlerkammer zu Stufenbohrungen bzw. zu vergrößerten Bohrungen erweitert sind. Bevorzugt sind die Kapillarbohrungen oder die Stufenbohrungen oder die aufgeweiteten Kapillarbohrungen so ausgestaltet und/oder dimensioniert sind, dass die Innendurchmesser der Kapillarbohrungen nach einem druck- und gasdichten Strahlverschweißen von Messwerk und Wandlerkammer auch im Bereich der miteinander verbundenen Kapillarbohrungen zumindest näherungsweise dem Innendurchmesser der Kapillarbohrungen von Messwerk und Wandlerkammer entsprechen. Durch die Aufweitung der Kapillarbohrungen, z.B. zu Stufenbohrungen, im Bereich der angrenzenden Kapillarbohrungen wird das Verbinden / Verschweißen der aneinanderstoßenden Kapillarbohrungen erleichtert.

Als bevorzugte Verbindungstechnik wird das Strahlschweißen, insbesondere ein Laseroder auch ein Elektronenstrahlschweißen - je nach Ausgestaltung radial von außen oder axial von oben - angesehen. Die Verbindung von Messwerk und Wandlerkammer und damit auch die Verbindung der im Grundkörper des Messwerks verlaufenden Kapillarbohrung(en) und ggf. der korrespondierenden im Grundkörper der Wandlerkammer verlaufenden Kapillarbohrung(en) ist beispielsweise über eine auf der Höhe der aneinandergrenzenden Stufenbohrungen umlaufende Schweißnaht realisiert. Infolge des Strahlschweißprozesses durch die zu verbindenden Kapillarbohrungen hindurch - ohne die Kapillarbohrung selbst zu verschließen-, wird eine gas- und druckdichte Trennung der beiden hydraulischen Pfade erreicht.

Zusätzlich oder additiv zu erweiterten Kapillarbohrungen im Fügebereich können Fasen vorgesehen sein, die dazu dienen, überschüssiges Schweißgut aufzunehmen. Hierdurch wird eine Einschnürung der Kapillarbohrung im Fügebereich weitgehend vermieden. Weiterhin ist vorgesehen, die Schweißtiefe bzw. die Durchführungsdicke der Schweißnaht so zu bemessen, dass der Ölraum möglichst minimal ausfällt. Durch eine größere Schweißtiefe lassen sich Spalte an den Grenzflächen der beiden zusammengesteckten oder aneinandergrenzenden Komponenten verschließen bzw. auf ein Minimum begrenzen. Darüber hinaus können zusammengesetzte Kapillarbohrungen auch unterschiedliche Durchmesser aufweisen, wodurch das Ausrichten und die Montage der beiden miteinander zu verbindenden Komponenten erleichtert wird.

Nachfolgend wird eine beispielhafte Ausgestaltung einer in das Messwerk integrierten Wandlerkammer beschrieben. In dem vom Prozess abgewandten Bereich des Messwerks eine Ausnehmung für die Wandlerkammer vorgesehen. Die den ersten Druck vom Messwerk übertragende Kapillarbohrung(en) bzw. der entsprechende hydraulische Pfad enden/endet unmittelbar auf der ersten dem Messwerk zugewandten Druckbeaufschlagungsfläche. Die Wandlerkammer ist über eine umlaufende Schweißnaht zwischen korrespondierenden seitlichen Außenflächen von Wandlerkammer und Ausnehmung mit dem Messwerk verbunden. Mittels eines axial von oben ausgeführten Schweißstrahls erfolgt die Schweißung im Bereich der aneinandergrenzenden Kapillarbohrungen von Messwerk und Wandlerkammer durch die Kapillarbohrung bzw. die Aufweitung der Kapillarbohrung oder die Stufenbohrung hindurch. Die Energie/Leistung des Schweißstrahls ist so bemessen, dass sich die Schweißnaht zu beiden Seiten der Kapillarbohrung bzw. des hydraulischen Pfades erstreckt. Das Strahlschweißen ermöglicht es, durch die Kapillarbohrung hindurchzuschweißen, ohne diese zu verschließen.

Die nachfolgenden Ausgestaltungen wenden sich einer alternativen Anordnung der Wandlerkammer zu. Bei diesen Ausgestaltungen ist die Wandlerkammer an das Messwerk angeschweißt. Die entsprechenden Stirnflächen von Wandlerkammer und Messwerk grenzen aneinander.

Wiederum wird ein Strahlschweißverfahren verwendet. Die Wandlerkammer wird durch den sie umgebenden Gehäuseadapter geschützt.

Eine erste Variante sieht eine verschweißbare Kappe aus einem isolierenden Material vor, die die Druckmesszelle zum Messwerk hin abdeckt und schützt. Bevorzugt sind die beiden hydraulischen Pfade zu den beiden Druckbeaufschlagungsflächen des drucksensitiven Elements seitlich an Wandlerkammer vorbeigeführt und durch die Mantelfläche der Wandlerkammer zu den entsprechenden Druckbeaufschlagungsflächen der Druckmesszelle geführt. Die radiale Verschweißung von Wandlerkammer und Messwerk erfolgt über eine im Schweißstrahlverfahren erzeugte radial umlaufende Schweißnaht bevorzugt auf der Höhe der verschweißbaren Kappe. Die Schweißtiefe ist wiederum so bemessen, dass sich die Schweißnaht zu beiden Seiten der aneinandergrenzenden Kapillarbohrungen bzw. der hydraulischen Pfade von Messwerk und Wandlerkammer erstreckt.

Bei den nachfolgenden Ausgestaltungen fehlt die verschweißbare Kappe. Daher ist es möglich, eine der den Druck übertragenden Kapillarbohrungen unmittelbar auf der ersten dem Messwerk zugewandten Druckbeaufschlagungsfläche enden zu lassen.

Nach einer ersten Ausführungsform endet also einer der beiden hydraulischen Pfade unmittelbar auf der ersten dem Messwerk zugewandten Druckbeaufschlagungsfläche; der zweite hydraulische Pfad ist seitlich an der Druckmesszelle vorbei durch den Grundkörper der Wandlerkammer zur zweiten Druckbeaufschlagungsfläche geführt.

Eine zweite Ausführungsform schlägt vor, dass die Druckmesszelle in den Grundkörper der Wandlerkammer eingerückt ist, wobei die radiale Schweißnaht unterhalb der Druckmesszelle und zu beiden Seiten der aneinandergrenzenden Kapillarbohrungen des zweiten hydraulischen Pfades verläuft, der durch den Grundkörper des Messwerks und den Grundkörper der Wandlerkammer geführt ist. Auch hier endet der erste hydraulische Pfad unmittelbar auf der ersten dem Messwerk zugewandten Druckbeaufschlagungsfläche.

Gemäß einer dritten Ausführungsform ist die Druckmesszelle aus dem Grundkörper der Wandlerkammer in Richtung des Prozesses herausgerückt. Der erste hydraulische Pfad endet auf der ersten dem Messwerk zugewandten Druckbeaufschlagungsfläche. Die radiale Schweißnaht verläuft auf der Höhe der vom Prozess abgewandten Außenfläche der Druckmesszelle und zu beiden Seiten der aneinandergrenzenden Kapillarbohrungen des zweiten hydraulischen Pfades, der durch den Grundkörper des Messwerks und den Grundkörper der Wandlerkammer geführt ist. Die Schweißtiefe der Schweißnaht ist so bemessen, dass sie durch die Stufenbohrung bzw. die Aufweitung der aneinandergrenzenden Kapillarbohrungen von Messwerk und Wandlerkammer hindurchreicht. Die Schweißtiefe lässt sich auch hier über die Leistung des z.B. Laserstrahls geeignet einstellen und/oder bei Bedarf über die Schweißtiefe variieren.

Damit die ungeschützte Druckmesszelle nicht durch die Wärmeentwicklung beim Schweißen beschädigt oder zerstört wird, ist die Druckmesszelle also entweder in den Grundkörper der Wandlerkammer eingerückt oder sie steht über den Grundkörper vor. Im letzten Fall ist sie also aus dem Grundkörper herausgerückt. In beiden Fällen liegt die Schweißnaht auf der Höhe der Stirnflächen der Grundkörper von Wandlerkammer und Messwerk. Hier befinden sich ggf. auch die Stufenbohrungen bzw. der Aufweitungen der aneinandergrenzenden Kapillarbohrungen von Messwerk und Wandlerkammer. Zur Verbindung von Wandlerkammer und Messwerk genügt ein einziger Schweißprozess. Wiederum erfolgt die radiale Verschweißung durch die aneinandergrenzenden Kapillarbohrungen hindurch. Die Schweißnaht ist bei dieser Ausgestaltung drucktragend

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 : einen Längsschnitt durch eine erste Ausgestaltung eines Differenzdruckmessaufnehmers mit in das Messwerk integrierter Wandlerkammer,

Fig. 1a: die in Fig. 1 gezeigte Ausgestaltung eines Differenzdruckmessaufnehmers, bei dem die Arbeitsweise des Überlastschutzes skizziert ist,

Fig. 1 b: ein vergrößerter Teilausschnitt aus Fig. 1 ,

Fig. 1c: einen Querschnitt durch das Messwerk mit integrierter Wandlerkammer auf der Höhe der Kapillarbohrung, die zur Minusseite geführt ist,

Fig. 1d: einen Längsschnitt durch das Messwerk mit integrierter Wandlerkammer im Bereich der Kapillarbohrung, die zur Minusseite geführt ist,

Fig. 2: einen Längsschnitt durch eine zweite Ausgestaltung eines Differenzdruckmessaufnehmers mit einer sich an das Messwerk anschließenden Wandlerkammer,

Fig. 2a: die in Fig. 2 gezeigte Ausgestaltung eines Differenzdruckmessaufnehmers, bei dem die Arbeitsweise des Überlastschutzes skizziert ist,

Fig. 2b: einen vergrößerten Teilausschnitt aus Fig. 2

Fig. 3: einen Längsschnitt durch eine dritten Ausgestaltung eines Differenzdruckmessaufnehmers mit einer sich an das Messwerk anschließenden Wandlerkammer,

Fig. 3a: die in Fig. 3 gezeigte Ausgestaltung eines Differenzdruckmessaufnehmers, bei dem die Arbeitsweise des Überlastschutzes skizziert ist,

Fig. 3b: einen vergrößerten Teilausschnitt aus Fig. 3, Fig. 4: einen Längsschnitt durch eine vierte Ausgestaltung eines Differenzdruckmessaufnehmers mit einer sich an das Messwerk anschließenden Wandlerkammer,

Fig. 4a: die in Fig. 4 gezeigte Ausgestaltung eines Differenzdruckmessaufnehmers, bei dem die Arbeitsweise des Überlastschutzes skizziert ist,

Fig. 4b: einen vergrößerten Teilausschnitt aus Fig. 4 .

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine erste Ausgestaltung eines Differenzdruckmessaufnehmers 1 mit einer direkt bzw. unmittelbar in den vom Prozess abgewandten Endbereich des Grundkörpers 9a des Messwerks 2 integrierten Wandlerkammer 3. Der Differenzdruckmessaufnehmer 1 dient zur Bestimmung des Differenzdrucks von zwei Drücken p1 , p2. Zur Anwendung kommt die Messung des Differenzdruckes zweier Drücke p1 , p2 z.B. in einer Rohrleitung zur Durchflussbestimmung. Ein weiterer Anwendungsfall eines Differenzdruckmessaufnehmers 1 ist beispielsweise die Bestimmung des Füllstandes eines in einem Tank befindlichen fluiden Mediums.

Wesentliche Komponenten des Differenzdruckmessaufnehmers 1 sind das Messwerk 2 und die Wandlerkammer 3. An oder in einem vom Prozess zugewandten Endbereich des Grundkörpers 9a des Messwerks 2 ist ein koplanares Doppelmembransystem mit zwei Doppelmembranen 4a, 4b vorgesehen. Im entgegengesetzten Endbereich des Messwerks 2 ist die Wandlerkammer 3 in einer Ausnehmung des Grundkörpers 9a des Messwerks 2 fixiert. In der Wandlerkammer 3 ist eine Differenzdruckmesszelle 12 mit einem drucksensitiven Messelement 13 angeordnet, wobei das drucksensitive Messelement 13 eine erste Druckbeaufschlagungsfläche 13a und eine zweite Druckbeaufschlagungsfläche 13b aufweist. Das Messwerk 2 mit integrierter Wandlerkammer 3 bildet den Prozessadapter 21.

Die beiden Doppelmembranen 4a, 4b bestehen jeweils aus einer Prozessmembrane 5a, 5b bzw. einer Trennmembrane 5a, 5b und einer in Richtung der Druckwirkung hinter der Trennmembrane 5a, 5b angeordneten Überlastmembrane 6a, 6b. Zwischen der ersten T rennmembrane 5a und der ersten Überlastmembrane 6a ist eine erste Druckkammer 7a und zwischen der ersten Überlastmembrane 6a und dem Grundkörper 9a eine erste Zusatzdruckkammer 8a bzw. Überdruckkammer 8a ausgebildet. Weiterhin ist zwischen der zweiten Trennmembrane 5b und der zweiten Überlastmembrane 6b eine zweite Druckkammer 7b und zwischen der zweiten Überlastmembrane 6b und dem Grundkörper 9a eine zweite Zusatzdruckkammer 8b bzw. eine zweite Überdruckkammer 8b ausgebildet. Der ersten Zusatzdruckkammer 8a ist eine erste Verbindungskapillare 10a und der zweiten Zusatzdruckkammer 8b ist eine zweite Verbindungskapillare 10b zugeordnet. Der ersten Druckkammer 7a ist eine erste Hilfskapillare 11 a zugeordnet. Der zweiten Druckkammer 7b ist eine zweite Hilfskapillare 11 b zugeordnet. Die druckübertragende Kopplung/Kreuzung zwischen der ersten Hilfskapillare 11a und der zweiten Verbindungskapillare 10b bzw. zwischen der zweiten Hilfskapillare 11 b und der ersten Verbindungskapillare 10a ist in dem Messwerk 2 zwischen den Doppelmembranen 4a, 4b und der Wandlerkammer 3 realisiert.

Die Druckübertragung und die Begrenzung des Überdrucks auf ein Maß, durch das das drucksensitive Messelement 13 nicht beschädigt bzw. zerstört wird, arbeiten bei der gezeigten Lösung parallel, wobei druckdynamisch sichergestellt ist, dass der Überdruck PeÜL begrenzt ist, bevor er das in der Druckmesszelle 12 angeordnete drucksensitive Messelement 13 erreicht. Die Begrenzung des Überdrucks PeÜL erfolgt über eine entsprechend vorgegebene Vorspannung der Überlastmembranen 6a, 6b. Diese sind so vorgespannt, dass sie im normalen Messbetrieb vollflächig und formschlüssig an dem Grundkörper 9, insbesondere in dem entsprechenden Bett des Grundkörpers 9, anliegen und sich erst dann von dem Grundkörper 9 abheben, wenn der vorgegebene kritische Grenzdruck überschritten wird. Bis zu diesem Grenzdruck ist eine Unversehrtheit des drucksensitiven Messelements 13 sichergestellt.

Im regulären Messbetrieb liegen - wie bereits erwähnt - die Überlastmembranen 6a, 6b am Grundkörper 9 des Messwerks 2 im Wesentlichen vollflächig an. Die Anlage ist weitgehend formschlüssig, die Überlastmembranen 6a, 6b sind entsprechend vorgespannt. Der Messdruck p1 , p2 gelangt über die Trennmembranen 5a, 5b, die Druckkammern 7a, 7b, die Verbindungskapillaren 10a, 10b und die Hilfskapillaren 11a, 11 b an die Rückseite der Zusatzdruckkammern 8a, 8b und parallel zu der Wandler- Kammer 3 bzw. zu dem drucksensitive Messelement 13.

Die Überlastmembranen 6a, 6b und das drucksensitive Messelement 13 liegen hydraulisch parallel, es wirkt daher an beiden jeweils der gleiche Druck. An den Überlastmembranen 6a, 6b und dem Messelement 13 bildet sich der Differenzdruck dp aus P1-P2. Das drucksensitive Messelement 13 lenkt sich in Abhängigkeit von dem Differenzdruck aus. Da die Überlastmembranen 6a, 6b vorgespannt sind, wird ihre Auslenkung bis zu einem festgelegten Wert zwangsweise verhindert. Natürlich ist die Vorspannung auch größer als der Messbereich des Differenzdruckmessaufnehmers.

Das drucksensitive Messelement 13 erhält über die Druckkammer 7b und die Verbindungskapillaren 11 b, 10a die Druckinformation für die Plusseite. Über die Druckkammer 7a und die Verbindungskapillaren 11a, 10b wird die Druckinformation zur Minusseite des drucksensitiven Messelementes 13 übertragen. Die Wirkung der Parallelpfade über die Zusatzdruckkammern 8a, 8b sind aufgrund der vorgespannten und der näherungsweisen formschlüssigen Auflage der Überlastmembranen 6a, 6b auf dem Grundkörper 9a des Messwerks 2 nahezu vernachlässigbar.

Fig. 1a zeigt die in Fig. 1 dargestellte Ausgestaltung eines Differenzdruckmessaufnehmers 1 im Überlast- bzw. Überdruckfall. Im dargestellten Fall tritt einseitig an der rechten Trennmembrane 5b ein Überdruck PeÜL auf. Ohne den Überlastschutz würde der Überdruck PeÜL auf das drucksensitive Messelement 13 übertragen. Durch die einseitige Überlast bestände die Gefahr, dass das drucksensitive Element 13, z. B. ein Siliziumchip, zerstört wird.

Diese Gefahr wird gebannt durch den Bypass aus den Hilfskapillaren 11 a, 11 b, die sich im Messwerk 2 (möglich ist auch eine Kreuzung in der Wandlerkammer 3) mit den Verbindungskapillaren 10a, 10b kreuzen und den Druck oder einen auftretenden Überdruck auf die Rückseite der Überlastmembranen 6a, 6b leiten. Den Weg, den der Überdruck PeÜL durch das Kapillarsystem nimmt, ist in Fig. 1 b durch Pfeile symbolisiert: Der Überdruck PeÜL wird über die Hilfskapillare 11 b hydraulisch zu der Verbindungskapillaren 10a und von dort auf die Rückseite der Überlastmembrane 6a der ersten Doppelmembrane 4a übertragen.

Tritt ein Überdruck PeÜL an der rechten Trennmembrane 5b auf, so wird der Überdruck PeÜL über die Druckkammer 7b auf die Überlastmembrane 6b übertragen. Da diese bereits weitgehend am Grundkörper 9a anliegt, gelangt der Druck nicht über die Verbindungskapillare 10b zum drucksensitiven Messelement 13. Der Überdruck PeÜL wird über die Druckkammer 7b, die Hilfskapillare 11 b, die Verbindungskapillare 10a, die Zusatzdruckkammer 8a und die Überlastmembrane 6a zur Druckkammer 7a geleitet. Überlastmembrane 6a und Trennmembrane 5a werden ausgelenkt und die Zusatzdruckkammer 8a und die Druckkammer 7a nehmen die von der Hochdruckseite 4b verschobene Übertragungsflüssigkeit 16 auf, bis die Trennmembrane 5b auf der Überdruckmembrane 6b anliegt. Ein weiterer Druckanstieg ist dann nicht mehr möglich. Parallel liegt der Druck, der immer unterhalb des kritischen Grenzwertes liegt, auch an der Plusseite des drucksensitiven Messelements 13 an.

Um eine noch größere Sicherheit zu haben, dass der Überdruck begrenzt wird, bevor er den sensitiven Bereich des Druckchips erreicht, haben die Verbindungskapillaren 10a, 10b ebenso wie die Hilfskapillaren 11a, 11 b bevorzugt entsprechend angepasste Kapillargeometrien, die in Richtung des druckempfindlichen Chips 13 eine Bremsfunktion erfüllen. Insbesondere sind die üblicherweise als Kapillarbohrungen ausgeführten Verbindungs- und Hilfskapillaren 10a, 10b, 11a, 11 b im Grundkörper 9a von Messwerk 2 und im Grundkörper 9b von der Wandlerkammer 3 geeignet in Länge und Durchmesser dimensioniert. Im dargestellten Fall ist den beiden Druckbeaufschlagungsflächen 13a, 13b des drucksensitiven Messelements alternativ oder zusätzlich jeweils eine Dynamikbremse 18 vorgeschaltet. Die Dynamikbremsen 18 sind in den Kapillarbohrungen angeordnet, bevorzugt relativ nahe an dem drucksensitiven Messelement 13. Die Dynamikbremsen 18 verzögern die Weiterleitung des Drucks, insbesondere eines Überdrucks PeÜL. Sie schützen das drucksensitive Messelement 13 vor im Prozess auftretenden Druckspitzen.

Bei den Dynamikbremsen 18 kann es sich um Sintermetalleinsätze handeln. Bei einem Einsatz des Differenzdruckmessaufnehmers 1 im explosionsgefährdeten Bereich werden die Dynamikbremsen 18 aus einem nicht leitfähigen Material gefertigt. In diesem Fall erfüllen die Dynamikbremsen 18 dann also eine Doppelfunktion: Eine verzögerte Weiterleitung des Drucks und einen Explosionsschutz, der entsprechend der benötigten Explosionsschutzart ausgestaltet ist.

Weiterhin sind die Befüllungsbohrungen 14a, 14b zu sehen. Über diese Befüllungsbohrungen 14a, 14b wird das Kapillarsystem des Differenzdruckmesssaufnehmers 1 mit einer hydraulischen Übertragungsflüssigkeit 16 befüllt. Die Befüllungsbohrungen 14a, 14b verlaufen seitlich im Messwerk 2. In den gezeigten Ausgestaltungen verlaufen die Befüllungsbohrungen 14a, 14b im Wesentlichen parallel zur Grundfläche des Prozessanschlusses 21 bzw. des Messwerks 2. Die Befüllungsbohrungen 14a, 14b sind durch Verschlusselemente 15a, 15b abgedichtet. Die Endbereiche der Befüllungsbohrungen 14a, 14b sind im montierten Differenzdruckmessaufnehmer 1 durch den Gehäuseadapter 22 korrosionsgeschützt. Das üblicherweise erforderliche Verkappen der Befüllungsbohrungen 14a, 14b zur Umwelt hin kann aufgrund der Abdeckung durch den Gehäuseadapter 22 entfallen.

Um den Bedarf an Hydraulikflüssigkeit gering zu halten, sind die Verschlusselemente 15a, 15b möglichst nahe an den Kreuzungspunkten der Kapillaren 10a, 10b, 11a, 11 b vorgesehen. Eventuell werden auch zwecks Ölminimierung noch Füllelemente in die Befüllungsbohrungen 14a, 14b eingebracht. Als druckdichter, gas- oder zumindest flüssigkeitsdichter Verschluss ist jeweils ein bevorzugt kugelförmiges Verschlusselement 15a, 15b vorgesehen, das in die jeweilige Befüllungsbohrung 14a, 14b gedrückt und anschließend verstemmt wird. Prinzipiell stehen auch andere Verfahren zum Verschließen der Öffnungen zur Verfügung. Schweißen wird allerdings insofern als kritisch angesehen, da infolge der Temperaturerhöhung negative Rückwirkungen auf die definierten Eigenschaften der Übertragungsflüssigkeit 16 auftreten können. Fig. 1 b zeigt in vergrößerter Ansicht die Anbindung der Wandlerkammer 3 an das Messwerk 2. Im vom Prozess abgewandten Endbereich des Grundkörpers 9a des Messwerks 2 befindet sich die Wandlerkammer 3. Sie ist in eine entsprechende Ausnehmung möglichst passgenau eingefügt. Die beiden Druckbeaufschlagungsflächen 13a, 13b des drucksensitiven Messelements 13 der Druckmesszelle 12 sind in Längsrichtung L des Differenzdruckmessaufnehmers 1 hintereinander angeordnet. Durch diese Anordnung lässt sich auf eine einfache Art und Weise eine Plus-Minus-T rennung der ersten Druckbeaufschlagungsfläche 13a von der zweiten Druckbeaufschlagungsfläche 13b erreichen.

Der an der Trennmembrane 5a anliegende Druck p1 wird über die Hilfskapillare 11a und die mit ihr koppelnde Verbindungskapillare 10b hydraulisch zur Minusseite bzw. zur zweiten Druckbeaufschlagungsfläche 13b übertragen. Der an der zweiten

T rennmembrane 5b anliegende Druck p2 wird über die Hilfskapillare 11 b und die Kopplung zur Verbindungskapillare 10a unmittelbar durch eine Öffnung in der Stirnseite der Wandlerkammer 3 zur Plusseite bzw. zur ersten Druckbeaufschlagungsfläche 13a des drucksensitiven Messelements 13 übertragen. Die Kapillaren 10a, 10b, 11 a, 11 b und die entsprechenden Verbindungen / Kopplungen verlaufen nahezu vollständig im monolithisch aufgebauten Grundkörper 9a des Messwerks 2. Somit sind in dem Grundkörper 9a des Messwerks 2 vier Längsbohrungen und zwei koppelnde Querbohrungen vorgesehen. Die Querbohrungen befinden sich bevorzugt im schmäler dimensionierten Hals des Messwerks 2.

In der Wandlerkammer 3 verläuft lediglich eine Kapillarbohrung 26b, die im gezeigten Fall aus einer Querbohrung und einer Längsbohrung besteht. Über die Kapillarbohrung 26b wird der Druck p1 zur zweiten Druckbeaufschlagungsfläche 13b übertragen. Durch die geringe Anzahl an Kapillarbohrungen wird die Fertigung erheblich vereinfacht. Das benötigte Ölvolumen ist aufgrund der geringen Dimensionierung der Längs- und Querbohrungen gering bzw. minimiert.

Der als Prozessanschluss 21 des Differenzdruckmessaufnehmers 1 ausgestaltete Grundkörper 9a des Messwerks 2 ist mit dem Gehäuseadapter 22 über die umlaufende Schweißverbindung bzw. Fügung 20 druck- und gasdicht verbunden. Im Falle einer Schweißung erfolgt diese bevorzugt radial von der Seite her, indem die Schweißapparatur und die zu schweißenden Komponenten relativ zueinander gedreht werden.

Die Wandlerkammer 3 ist in einer Ausnehmung des Grundkörpers 9a des Messwerks 2 angeordnet und dort mittels einer umlaufenden Schweißnaht 19 druck- und gasdicht befestigt. Bevorzugt weist die Kapillarbohrung 11 b, 26b, die vom Grundkörper 9a des Messwerks 2 in den Grundkörper 9b der Wandlerkammer 3 und von dort zur zweiten Druckbeaufschlagungsfläche 13b führt, zumindest im Übergangsbereich von Messwerk 2 und Wandlerkammer 3 einen vergrößerten Durchmesser auf. Im gezeigten Fall ist die Kapillarbohrung 26b in der Wandlerkammer 3 zu einer Stufenbohrung 19 aufgeweitet. Alternativ wird keine Aufweitung verwendet. Möglich ist auch die Verwendung einer Fase, oder anderweitiger bereits zuvor genannter Ausgestaltungen, die sicherstellen, dass die Kapillarbohrung während des Schweißprozesses nicht zu geschweißt wird, sondern offen bleibt.

Auch kann bei allen Schweißungen, bei denen der Schweißstrahl durch die Kapillarbohrung hindurchgeführt wird, vorgesehen sein, dass druckdurchlässige Elemente vor und nach der Fügestelle in die Kapillarbohrung eingebaut werden. Diese Elemente sind so ausgestaltet, dass sie beim Fügeprozess entstandene Aufwerfungen, insbesondere Schweißperlen, welche sich ggf. ablösen könnten, aufnehmen und örtlich fixieren. Beispielsweise kommen Dynamikbremsen für diese Anwendung in Frage.

Die Verschweißung erfolgt mittels eines Strahlschweißprozesses, bevorzugt wird Laserschweißen eingesetzt, und zwar von der vom Prozess abgewandten Stirnseite des Messwerks 2 her. Die Schweißung von oben erfolgt axial über einen direkten Zugang im seitlichen Randbereich von Wandlerkammer 3 und angrenzender Seitenwand der Ausnehmung zur Aufnahme der Wandlerkammer 3 im Grundkörper 9a des Messwerks 2. Der Schweißstrahl wird im gezeigten Fall durch die gestufte Kapillarbohrung 26 bzw. die Stufenbohrung 19 hindurchgeführt. Alternativen sind: die Stufenbohrung entfällt, öder es ist eine Fase vorgesehen, in der überschüssiges Material aufgenommen werden kann. Hat beispielsweise die Kapillarbohrung einen Durchmesser von a = 1 ,3mm, so ist sie im Bereich der Stufenbohrung bzw. der Aufweitung z.B. auf b = 2mm aufgeweitet. Beträgt der Abstand c von der Oberseite der Wandlerkammer 3 beispielsweise ca. 2,0mm ... 2,3 mm, so wird die Energie des Schweißstrahls so bemessen, dass die Schweißtiefe d = 4- 5mm beträgt. Die Schweißtiefe ist so ausgelegt, dass eine druck- und gasdichte Verbindung von Wandlerkammer 3 und Messwerk 2 sichergestellt ist. Ein Querschnitt auf der Höhe der Kapillarbohrung / Stufenbohrung 19 und ein Teil-Längsschnitt von Messwerk 2 und Wandlerkammer 3 sind in den Figuren Fig. 1c und Fig. 1 d zu sehen.

Durch die Erweiterung der Kapillarbohrung 26b bzw. durch die Stufenbohrung 19 wird im Bereich der Schweißnaht 17 vermieden, dass die Kapillarbohrung 26 durch den Schweißprozess verschlossen wird. Insbesondere ist die Kapillarbohrung 26b bzw. im gezeigten Fall mit Stufenbohrung 19 so ausgestaltet und/oder dimensioniert, dass der Innendurchmesser der Kapillarbohrung 11 b, 26b nach dem druck- und gasdichten Schweißen auch im Bereich der miteinander verbundenen Kapillarbohrungen 11 b, 26b von Messwerk 2 und Wandlerkammer 3 zumindest näherungsweise dem Innendurchmesser der gekoppelten Kapillarbohrungen 11 b, 26 entspricht. Durch die Erweiterung der Kapillarbohrung 26b im Messwerk 2 wird auch ein Volumenausgleich für die Minusseite geschaffen. Zudem steht mit der Zugangsbohrung 24, die nachfolgend mit einem Verschlusselement 25 abgedichtet wird, ein weiterer Befüllzugang für die Befüllung des Kapillarsystems mit Hydraulikflüssigkeit 16 zur Verfügung.

Wie bereits zuvor gesagt, ist ein Durchschweißen durchaus auch möglich, ohne dass die Kapillarbohrungen im Fügebereich aufgeweitet werden. Eine Aufweitung vereinfacht allerdings die Fügung.

Generell können in Verbindung mit der Erfindung unterschiedliche Schweißtechnologie zur Anwendung kommen: E-Beam oder Laserschweißen im Vakuum oder in üblicher Atmosphäre. Weiterhin kann der Schweißstrahl, und hier insbesondere seine Leistung - falls nötig - zeitlich und örtlich variiert werden. Zu berücksichtigen ist weiterhin, dass eine Kapillarbohrung mit Stufenbohrung weniger Hydraulikflüssigkeit aufnimmt als eine auf die Stufenbohrung aufgeweitete Kapillarbohrung. Weiterhin ist zu beachten, dass ein größerer Bohrungsdurchmesser im Fügebereich die Positionierung und die Montage vereinfacht.

Die in den nachfolgenden Figuren Fig. 2, Fig. 3 und Fig. 4 gezeigten Differenzdruckmessaufnehmer 1 unterschieden sich von der in Fig. 1 gezeigten Ausgestaltungen durch die Anordnung der Wandlerkammer 3. Während die Wandlerkammer 3 in der Ausgestaltung der Fig. 1 in das Messwerk 2 integriert ist, ist sie in den weiteren Ausgestaltungen an die vom Prozess abgewandte Stirnfläche des Grundkörpers 9a des Messwerks 2 angebaut, quasi ist die Wandlerkammer 3 auf das Messwerk 2 aufgesetzt. Die Druckmesszelle 12 ist in dem Endbereich (Plusseite), der dem Messwerk 2 zugewandt ist, durch eine Kappe 27 druckfest verschlossen. Die Kappe 27 dient dem Schutz der Druckmesszelle 12 während des Fertigungsvorgangs. Zum Außenraum hin ist die Wandlerkammer 3 durch den Gehäuseadapter 22 geschützt. Die Schweißung, bevorzugt mittels Laserstrahl, erfolgt hier nicht wie in der zuvor beschriebenen Ausgestaltung von oben, sondern von der Seite her. Die Schweißtiefe ist so bemessen, dass die Schweißnaht 17 auf der Höhe der Umfangsfläche der Kappe 27 liegt und durch die Kapillarbohrungen bzw. die Stufenbohrungen 19 hindurchreicht. Die Kappe 27 kann so ausgestaltet sein (mit Metall beschichtete und schweißbare Keramikscheibe), dass sie bei allen gezeigten Anordnungen von Wandlerkammer 3 und Messwerk eine elektrische Isolierung von Plus- und Minusseite sicherstellt.

Bei der in Fig. 2 und Fig. 2a gezeigten Lösung setzen sich die im Wesentlichen parallel zur Längsachse L des Differenzdruckmessaufnehmers 1 verlaufenden Kapillarbohrungen 10a, 10b im Grundkörper 9a des Messwerks 2 in den Kapillarbohrungen 26a, 26b im Grundkörper 9b der Wandlerkammer 3 fort. Am Übergang von Messwerk 2 und Wandlerkammer 3 sind die Kapillarbohrungen 10a, 10b, 26a, 26b aufgeweitet. Im gezeigten Fall erfolgt die Aufweitung bevorzugt über Stufenbohrungen 19. Wiederum sind die Leistung des Laserstrahls und die Aufweitung der Kapillarbohrungen 10a, 10b, 26a, 26b so aufeinander abgestimmt, dass der Innendurchmesser der Kapillarbohrungen 10a, 10b, 26a, 26b durch den Schweißvorgang nicht verschlossen wird. Die beiden Zugänge 24 zu den Querbohrungen 26a, 26b, die zur Minusseite und zur Plusseite führen, sind wiederum jeweils durch ein Verschlusselement 25 abgedichtet.

Bei den in den Figuren Fig. 3 und Fig. 4 gezeigten Ausgestaltungen eines Differenzdruckmessaufnehmers 1 entfällt die zuvor beschriebene, die Druckmesszelle 12 schützende Kappe 27. Um eine Schädigung der temperaturempfindlichen Komponenten der Druckmesszelle 12 während des Schweißprozesses zu vermeiden, ist die Differenzdruckmesszelle 12 bezüglich der dem Messwerk 2 zugewandten Stirnfläche des Grundkörpers 9b der Wandlerkammer 3 versetzt angeordnet. Beim Schweißprozess darf der Schweißstrahl den Füllkörper 31 , der die Druckmesszelle seitlich umgibt, nicht aufschmelzen. Generell gilt für den Schweißprozess durch eine Kapillarbohrung hindurch: Das Tieferschweißen in das Messwerk 2 vermeidet Kerbwirkungen und erhöht damit die Druckfestigkeit und den Ausnutzungsgrad der Schweißung. Der Spalt, der zwischen Füllkörper 31 und den angrenzenden Komponenten ist, muss so dimensioniert sein, dass er beim Befüllen mit Hydraulikflüssigkeit 16 zuerst luftfrei evakuiert werden kann.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausgestaltung ist die Plusseite der Differenzdruckzelle 12 bezüglich der Stirnfläche des Grundkörpers 9b der Wandlerkammer 3 um eine vorgegebene Strecke nach oben verschoben; die Differenzdruckzelle 12 ist also in Bezug zur Stirnfläche des Grundkörpers 9b in die Wandlerkammer 3 eingerückt bzw. der Grundkörper 9b der Wandlerkammer 3 steht über die Differenzdruckzelle 12 über.

Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausgestaltung ist die Plusseite der Differenzdruckzelle 12 bezüglich der Stirnfläche des Grundkörpers 9b der Wandlerkammer 3 um eine vorgegebene Strecke nach unten, also in Richtung des Prozesses, verschoben. Die Differenzdruckmesszelle 12 befindet sich vorzugsweise außerhalb des Grundkörpers 9b der Wandlerkammer 3. In beiden Fällen erfolgt das Strahlschweißen radial. Im Gegensatz zur vorherigen Variante ist die Schweißnaht bei dieser Ausgestaltung drucktragend. Da die Druckmesszelle 12 unterhalb oder oberhalb des Schweißstrahls liegt, wird sie durch den Schweißprozess nicht beschädigt. Bezugszeichenliste

1 Differenzdruckmessaufnehmer

2 Messwerk

3 Wandlerkammer

4 Doppelmembransystem

4a, 4b erste Doppelmembrane, zweite Doppelmembrane

5a, 5b erste Trennmembrane, zweite Trennmembrane

6a, 6b erste Überlastmembrane, zweite Überlastmembrane

7a, 7b erste Druckkammer, zweite Druckkammer

8a, 8b erste Zusatzdruckkammer, zweite Zusatzdruckkammer

9a Grundkörper des Messwerks

9b Grundkörper der Wandlerkammer

10a, 10b erste Verbindungskapillare, zweite Verbindungskapillare

11a, 11 b erste Hilfskapillare, zweite Hilfskapillare,

12 Differenzdruckmesszelle

13 drucksensitives Messelement

14a, 14b Befüllungsbohrung

15a, 15b Verschlusselement

16 Übertragungsflüssigkeit

17 Schweißung

18 Dynamikbremse

19 Stufenbohrung

20 Fügung

21 Prozessanschluss

22 Gehäuseadapter

23 Stromdurchführung

24 Zugangsbohrung zu Kapillarbohrung

25 Verschlusselement der Zugangsbohrung

26a, 26b Kapillarbohrung im Grundkörper der Wandlerkammer

27 isolierende Kappe, z.B. metallbeschichtete Keramik

28 Sensorelektronik

29 Ausnehmung im Grundkörper des Messwerks

30 Ausnehmung im Grundkörper des Gehäuseadapters

31 Füllkörper