Die Erfindung bezieht sich auf eine Verwendung einer, insbesondere eutektischen Legierung auf Gallium Basis als Übertragungsflüssigkeit in einem hydraulischen Druckmittler zur Bestimmung eines Druckes in einem Prozess, bei dem das Prozessmedium eine Prozesstemperatur < 400°C und einen zu messenden Prozessdruck < 1 bar absolut aufweist.

Druckmittler mit hydraulischer Druckübertragung weisen für gewöhnlich einen hydraulischen Pfad auf, der sich zwischen einer Prozessmembran und einer Druckmesszelle erstreckt, wobei die Prozessmembran einem Prozessmedium ausgesetzt ist, dessen Druck zu ermitteln ist. Aktuell dienen bei derartigen Druckmittlern im Wesentlichen Öle, insbesondere Silikonöle als Übertragungsflüssigkeit.

Problematisch ist der Einsatz solcher Druckmittler dabei bei Anwendungen in Prozessen, in denen das Prozessmedium eine hohe Temperatur und einen niedrigen Prozessdruck aufweist, da unter diesen Umständen die Übertragungsflüssigkeit ausgast bzw. verdampft oder in flüchtige Produkte zerlegt wird. Dies ist insbesondere bei so genannten Vakuumanwendungen der Fall, bei denen das Prozessmedium eine hohe Temperatur bis ca. 400°C und gleichzeitig einen niedrigen zu messenden Prozessdruck (< 1 bar Absolutdruck) aufweist. Dies kann im günstigsten Fall reversibel gemäß der Dampfdruckkurve für die jeweilige Übertragungsflüssigkeit erfolgen, wobei aber auch in diesem Fall eine plastische Verformung der Prozessmembran droht, was einen nicht reversiblen Messfehler zur Folge hat. Häufig verhält sich die Übertragungsflüssigkeit jedoch nicht gemäß der Dampfdruckkurve für den reinen und nativen Zustand, denn aufgrund von Reaktionen mit Verunreinigungen oder mit den Oberflächen die den hydraulischen Pfad begrenzen, kann die Übertragungsflüssigkeit volatile Zersetzungsprodukte enthalten, die nach dem Ausgasen nicht mehr in Lösung gehen.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Verwendung einer Legierung auf Gallium Basis als Übertragungsflüssigkeit in einem hydraulischen Druckmittler zur Bestimmung eines Druckes in einem Prozess, bei dem das Prozessmedium eine Prozesstemperatur < 400°C und einen zu messenden Prozessdruck < 1 bar (Absolutdruck) aufweist gemäß Patentanspruch 1 .

Die erfindungsgemäße Verwendung einer, insbesondere eutektischen Legierung auf Gallium Basis als Übertragungsflüssigkeit in einem hydraulischen Druckmittler zur Bestimmung eines Druckes in einem Prozess, bei dem das Prozessmedium eine Prozesstemperatur < 400°C und einen zu messenden Prozessdruck < 1 bar absolut aufweist, sieht vor, dass die Legierung neben Gallium ferner zumindest eine weitere Komponente aufweist und das Mischungsverhältnis zwischen Gallium und der zumindest einen weiteren Komponente derartig gewählt ist, dass die Legierung eine Schmelztemperatur unter 20°C, insbesondere unter 15°C aufweist.

Erfindungsgemäß wird die Verwendung einer Legierung auf Gallium Basis als Übertragungsflüssigkeit für einen Druckmittler vorgeschlagen, wobei die Zusammensetzung der Legierung derartig gewählt ist, dass diese einen hohen Siedepunkt (ca. 2400°C für Gallium) aufweist, so dass die mit der Legierung befüllten Druckmittler auch oberhalb der für aktuell gängige Druckmittler üblichen Prozessbedingungen (Prozesstemperatur < 400°C und zu messende Prozessdrücke > 1 bar (Absolutdruck)) eingesetzt werden können.

Eine vorteilhafte Variante der Erfindung sieht vor, dass die Legierung mehrere weitere Komponenten aufweisen kann und das Mischungsverhältnis zwischen Gallium und den mehreren weiteren Komponenten derartig gewählt ist, dass die Legierung eine Schmelztemperatur unter 20°C, insbesondere unter 15°C aufweist.

Eine weitere vorteilhafte Variante der Erfindung sieht vor, dass die weitere Komponente bzw. die weiteren Komponenten ausgewählt sind aus einem Metall mit einem Schmelzpunkt unter 450°C, vorzugsweise unter 350°C. Eine weitere vorteilhafte Variante der Erfindung sieht vor, dass die weitere Komponente bzw. die weiteren Komponenten ausgewählt sind aus Indium, Zinn, Zink, Blei, Wismut, und/oder Quecksilber.

Wiederum eine weitere vorteilhafte Variante der Erfindung sieht vor, dass die Legierung mindestens 50 Massenprozent, vorzugsweise mindestens 60 Massenprozent Gallium aufweist.

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

Fig. 1 : einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäß ausgebildeten Druckmittler.

Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäß ausgebildeten Druckmittler. Dieser umfasst ein Sensormodul 1 und ein Übertragungsmodul 2. Das Sensormodul 1 umfasst einen Sensorkörper 11 , der zumindest abschnittsweise Zylindersymmetrie oder eine andere Axialsymmetrie aufweisen kann. Im Innern des Sensorkörpers 11 ist eine Messzellenkammer 15 mit einer darin befindlichen Druckmesszelle 16 angeordnet, welche über einen Messzellenkanal 12 mit einer ersten Stirnfläche des Sensorkörpers 11 verbunden ist. Die erste Stirnfläche 13 ist dem Übertragungsmodul 2 zugewandt. Sie kann zudem von einer ringförmigen Montagewand 17 begrenzt sein, die sich in axialer Richtung von der ersten Stirnfläche erstreckt. Die Montagewand 17 weist eine erste Montagestirnfläche 18 auf, die nach einer derzeit bevorzugten Ausgestaltung planar ist. Die erste Montagestirnfläche 18 wird druckdicht mit einer passenden zweiten Montagefläche verbunden.

Das Übertragungsmodul 2 umfasst in einer derzeit bevorzugten Ausgestaltung einen Prozesskörper 21 und einen Übertragungskörper 22, die jeweils zumindest abschnittsweise Zylindersymmetrie oder Rotationssymmetrie aufweisen können. Die erwähnten Symmetrien sind für die Erfindung nicht wesentlich, sie ergeben sich jedoch dann, wenn die Komponenten des Druckmittler als Drehteile hergestellt werden. Der Prozesskörper 21 und der Übertragungskörper 22, weisen jeweils eine durchgehende axiale Bohrung zwischen ihren Stirnflächen auf, die druckdicht miteinander verbunden sind, sodass sich zwischen den einander abgewandten Stirnflächen des Prozesskörpers und des Übertragungskörpers eine Kapillarleitung 23 erstreckt.

An der sensorseitigen Stirnfläche des Prozesskörpers 21 , die der Kapillarleitung 23 abgewandt ist, ist eine flexible Prozessmembran 24 entlang ihres Umfangs druckdicht befestigt. Zwischen der Prozessmembran 24 und dem Prozesskörper 21 wird eine Prozessdruckkammer 29 gebildet, welche mit der Kapillarleitung 23 kommuniziert.

An der Stirnfläche des Übertragungskörpers 22, die der Kapillarleitung 23 abgewandt ist, ist eine flexible Übertragungsmembran 25 entlang ihres Umfangs druckdicht befestigt. Zwischen der Übertragungsmembran 25 und dem Übertragungskörper 22 wird dadurch eine Übertragungsdruckkammer 28 gebildet, welche mit der Kapillarleitung 23 und dadurch mit der Prozessdruckkammer 29 kommuniziert.

Die Prozessdruckkammer 29, die Kapillare 23 und die Übertragungsdruckkammer 28 sind mit Übertragungsflüssigkeit gefüllt und bilden einen ersten hydraulischen Pfad.

Im Betrieb des erfindungsgemäßen Druckmittlers kann somit die Prozessmembran 24 einem Prozessmedium ausgesetzt werden, und der Druck des Mediums wird mittels der Übertragungsflüssigkeit zur Übertragungsmembran 25 übertragen.

Die sensorseitige Stirnfläche des Übertragungskörpers, weist die zuvor erwähnte zweite Montagefläche 26 auf, mit welcher die erste Montagefläche des Sensormoduls druckdicht verschweißt wird.

Die Messzellenkammer 15 sowie das Volumen zwischen dieser und der Übertragungsmembran 25, also der erste hydraulische Pfad, werden ebenfalls mit der Übertragungsflüssigkeit gefüllt. Auf diese Weise wird ein an der Übertragungsmembran anliegender Druck zu der Druckmesszelle übertragen, sodass diese mit einem entsprechenden Druck zur Bestimmung des Druckwertes beaufschlagt ist. Üblicherweise erfolgt die Befüllung nachdem der Sensorkörper mit dem Übertragungskörper entlang der ersten und zweiten Montageflächen verbunden wurde. Hierzu können im Sensormodul und im Übertragungsmodul Befüllkanäle zur Befüllung des ersten und zweiten hydraulischen Pfades mit Übertragungsflüssigkeit vorgesehen. Einzelheiten zur Ausgestaltung des Befüllkanals dessen Verschluss sind dem Fachmann geläufig und bedürfen keiner weiteren Darstellung.

Erfindungsgemäß wird als Übertragungsflüssigkeit eine Legierung auf Gallium Basis mit mindestens 50 Massenprozent, vorzugsweise mindestens 60 Massenprozent Gallium verwendet, die neben Gallium ferner zumindest eine weitere Komponente aufweist und das Mischungsverhältnis zwischen Gallium und der zumindest einen weiteren Komponente derartig gewählt ist, dass die Legierung eine Schmelztemperatur unter 20°C, insbesondere unter 15°C aufweist. Vorzugsweise handelt es sich bei der Legierung um eine eutektische Legierung. Als mögliche weitere Komponente bzw. Komponenten kommen insbesondere Metalle mit einem Schmelzpunkt unter 450°C, wie zum Beispiel Zink (420°C), besonders bevorzugt kommen Metalle mit einem Schmelzpunkt unter 350°C, wie zum Beispiel Indium (157°C), Zinn (232°C), Blei (327°C), Wismut (271 °C), und/oder Quecksilber (-38,8°C) in Betracht, wobei es zu beachten gilt, dass Quecksilber grundsätzlich als weitere Komponente in Betracht kommt, aufgrund der Toxizität allerdings keine Verwendung finden dürfte.

Durch die erfindungsgemäße Verwendung der (eutektischen) Legierung, die aufgrund ihrer Zusammensetzung einen hohen Siedepunkt aufweist, kann ein mit der Legierung als Übertragungsflüssigkeit befüllter Druckmittler auch bei den eingangs erwähnten Vakuumanwendungen, also bei Prozessen, bei den das Prozessmedium eine hohe Temperatur (< 400°C) bei gleichzeitig niedrigen Prozessdrücken (< 1 bar) aufweist, eingesetzt werden. Bezugszeichenliste

Sensormodul

Übertragungsmodul

Sensorkörper

Messzellenkanal

Erste Stirnfläche

Messzellenkammer

Druckmesszelle

Montagewand

Erste Montagestirnfläche

Prozesskörper

Übertragungskörper

Durchgängige Kapillarleitung

Prozessmembran

Übertragungsmembran

Zweite Montagestirnfläche

Übertragungsdruckkammer

Prozessdruckkammer