(57)【要約】第一の媒体に広がっている圧力から第二の媒体へと圧力を伝達する装置が台１の中に圧力チャンバ４を具備しており、当該チャンバは分割膜２によって第一の媒体から分離されており、当該圧力が第二の媒体によって圧力測定セルへ伝達される。分割膜の破損の切迫をタイムリーに認知するため、第一の媒体に面している開口部を有するセンサチャンバ６と、センサチャンバ内に収容されている媒体の特性を監視するセンサ７と、第一の媒体に面しており、開口部を圧力から厳重に塞ぐと共に、第一の媒体との接触の下で且つ分割膜２が受けるものと同一の状態の下で分割膜よりも早期に破損することによってセンサチャンバと第一の媒体との間で流れが結合する障壁と、を有する早期予告検出器が用意される。障壁は分割膜よりも薄い犠牲膜の形成が好ましい。こうすることにより、膜の腐食破損の場合には、犠牲膜５が分割膜２よりも早期に破損するという所望のものとなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の媒体に広がっている圧力から第二の媒体へと圧力を伝達する装置であって、
台（１）と、
当該台に縁部が固定されている分割膜（２）であって、当該分割膜における当該台に面していない第一の面は当該第一の媒体と接触可能であり、当該分割膜における当該台に面している第二の面は、圧力測定セルへと当該圧力を伝達する当該第二の媒体で充填される圧力チャンバを当該台とで形成している当該分割膜と、
早期予告検出器であって、
当該第一の媒体に面している開口部を有するセンサチャンバ（６）と、
当該センサチャンバ内に収容されている媒体の特性を監視するセンサ（７）と、
当該第一の媒体に面している障壁（５）であって、当該開口部を圧力から厳重に塞ぐと共に、当該第一の媒体との接触の下で且つ当該分割膜（２）が受けるものと同一の状態の下で、当該分割膜よりも早期に破損することによって当該センサチャンバと当該第一の媒体との間で流れが結合する当該障壁と、
を具備する当該早期予告検出器と、
を具備することを特徴とする装置。
【請求項２】
前記センサ（７）は、導電率センサ若しくは容量センサであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記障壁は、犠牲膜（２；２１）から成ることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記犠牲膜（５；２１）は、前記分割膜（２；１１）よりも薄いことを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記犠牲膜及び前記分割膜は各々溶接シームによって固定されており、当該犠牲膜についての溶接シームは、第一の媒体により、当該分割膜についての溶接シームよりも早期に破損することを特徴とする請求項３または４に記載の装置。
【請求項６】
前記障壁は、前記分割膜とは別の素材を提示することを特徴とする請求項１から５のうちのいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
与えられた第一の媒体における前記分割膜の寿命に対する前記障壁の寿命が、７０％から９９％の間、好ましくは８０％から９８％の間、特には８５％から９５％の間であることを特徴とする請求項１から６のうちのいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記センサチャンバが空であることを特徴とする請求項１から７のうちのいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
与えられている第一の媒体についての圧力センサにおける分割膜の破損の予測のための  早期予告検出器であって、
当該第一の媒体に面している開口部を有するセンサチャンバ（６）と、
当該センサチャンバ内に収容されている媒体の特性を監視するセンサ（７）と、
当該第一の媒体に面している障壁（５）であって、当該開口部を圧力から厳重に塞ぐと共に、当該第一の媒体との接触の下で且つ当該分割膜（２）が受けるものと同一の状態の下で、当該分割膜よりも早期に破損することによって当該センサチャンバと当該第一の媒体との間で流れが結合する当該障壁と、
を具備することを特徴とする早期予告検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第一の媒体に広がっている圧力から第二の媒体へと圧力を伝達する装置に関する。
より正確には、本発明は、
−    台と、
−    分割膜であって、当該台に当該分割膜の縁部が固定されており、当該分割膜における当該台に面していない第一の面は当該第一の媒体と接触可能であり、当該分割膜における当該台に面している第二の面は当該第二の媒体が充填される圧力チャンバを当該台とで形成している当該分割膜と、
−    当該膜の裂け目を確認するセンサと、
を具備する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
別の用途もさることながら、このタイプの装置は、侵食性の媒体の圧力の測定に使用される。分割膜は侵食性の第一の媒体に接触しており、第一の媒体に広がっている圧力は圧力チャンバ内の第二の媒体へ伝達される。そこでは、圧力は圧力測定セルへと直接に、若しくは圧力伝導路を経て伝導する。
【０００３】
非圧縮性の液体、とりわけ油圧オイルは、圧力伝達のための第二の媒体として好適である。測定される媒体を汚染するという点においてそのような物質は適しており、分割膜における漏れや裂け目の存在を早期に認識する必要がある。この目的を達するため、バスティアンは欧州特許出願公開第０８３８６７２号において圧力伝達器を開示しており、それでは、導電率センサの電極が配置される閉じた穴を圧力チャンバがその壁内に有しているというものである。この場合、分割膜が破れると第一の媒体が圧力チャンバ内と当該閉じた穴とに拡散し、第一の媒体が第二の媒体から顕著に外れた導電率を有していることにより、直ぐに導電率の変化が検出される。これは、特に、第一の媒体が水性の媒体で第二の媒体が油性オイル、とりわけシリコーンベースのオイルであるときにはなおさらである。
【発明の開示】
【０００４】
しかしながら、上述した装置は、センサの交換が必要であるという予告をすることなく、膜の破れが既に発生した後にしか装置の故障が確認されないという不都合を抱えている。このような動作は、取り付けのための容認し難い停止時間をしばしば引き起こすこととなる。これを防止するためには、安全係数に相当する理論上の最大の耐用年限に達した後の定期メンテナンスの間に、このような圧力伝達器を用心のため交換しなければならない。しかしながら、これは、多くの場合、上述した耐用年限後の交換が本当に必要な程までには実際の膜の腐食が甚大でないときにも、時期早尚の装置交換を誘うこととなる。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、差し迫った膜の破れを早期に認識することのできる改良装置を提供することである。
【０００６】
この目的は独立請求項１及び９の装置によって解決される。本発明の更なる利点及び態様は従属請求項、明細書の記載、及び図面から得られる。
【０００７】
第一の媒体に広がっている圧力から第二の媒体へと圧力を伝達する、本発明に係る装置は、
−    台と、
−    当該台に縁部が固定されている第一の分割膜であって、当該分割膜における当該台に面していない第一の面は当該第一の媒体と接触可能であり、当該分割膜における当該台に面している第二の面は、圧力測定セルへと当該圧力を伝達する当該第二の媒体で充填される圧力チャンバを当該台とで形成している当該第一の分割膜と、
早期予告検出器であって、
当該第一の媒体に面している開口部を有するセンサチャンバと、
当該センサチャンバ内に収容されている媒体の特性を監視するセンサと、
当該第一の媒体に面している障壁であって、当該開口部を圧力から厳重に塞ぐと共に、当該第一の媒体との接触の下で且つ当該分割膜が受けるものと同一の状態の下で、当該分割膜よりも早期に破損することによって当該センサチャンバと当該第一の媒体との間で流れが結合する当該障壁と、
を具備する当該早期予告検出器と、
を具備している。
【０００８】
当該障壁は、犠牲膜の形成が好ましい。
当該犠牲膜は、当該分割膜よりも薄く、且つ同一の素材から成るものが好ましい。こうすることにより、膜の腐食破損の場合には、当該犠牲膜が当該分割膜よりも早期に破損するという所望のものとなる。
【０００９】
金属膜と金属台との接触では大抵は膜自身よりも腐食が速いことを考慮すると、溶接での接続という特別な場合には、例えば、当該台に分割膜を固定している溶接シームよりも細い溶接シームでセンサチャンバにおける開口部の縁の周りに当該犠牲膜を固定することにより、当該障壁の破損の早期化を達成することもできる。
【００１０】
最終的には、素材の厚さが等しいときに当該分割膜よりも犠牲膜が第一の媒体内で早期に破損することを確実なものとするために、素材を適切に選択することができる。このため、例えば、当該分割膜であるものと比べて少し変更されている合金を当該犠牲膜に使用することができる。
【００１１】
もちろん、当該分割膜の寿命に対する当該犠牲膜の寿命を調整する上述した方策をいくつか組み合わせることは認められる。
相対寿命が別のものと連係しているので、当該障壁の破損に従うことにより、当該分割膜の寿命の残りについての信頼できる予測が可能である。このため、特定の第一の媒体における当該分割膜の寿命に対する当該障壁の寿命を７０％から９９％の間、好ましくは８０％から９８％の間、特には８５％から９５％の間、とすべきである。この点において、寿命の関係のばらつきの範囲は、最大限正確な予測を可能とするため、できる限り小さくするべきである。
【００１２】
当該センサチャンバは、当該圧力チャンバにおけるものと同一の媒体で充填されていることが好ましい。しかしながら、当該第一の媒体が当該センサチャンバ内へ早期に侵入するようになることにより、当該犠牲膜の破損に従い当該センサチャンバが空であってもよい。
【００１３】
本発明に係る装置は、第一の分割膜の破損によって引き起こされる停止時間に近づいていることをいつかは確実に検出するので、当該装置が用いられている設備の予期せぬ停止に直面することなく、当該装置の交換を前もって行うことができる。
【００１４】
当該センサは、当該センサチャンバで媒体の導電率を監視する導電率センサであることが好ましい。更に、当該センサは、媒体の比誘電率を伝える容量センサであってよい。
当該分割膜の漏れの発生に従い、当該第二の媒体の素材の特性は、当該第一の媒体からの汚染によって変化する。圧力勾配無しに汚染が本質的に拡散して広がる限りにおいては、当該センサは、当該障壁若しくは当該犠牲膜の当該センサへの漏れによる汚染についての予想されている拡散時間が所定の時間を超えることのない程度で最大限に当該分割膜から間隔を空けて配置することが好ましい。汚染の検出を促進するために、当該装置の設計上の圧力範囲以下の圧力で当該第二の媒体を当該センサチャンバに充填することができる。この状態においては、測定動作の間、当該第一の媒体と当該第二の媒体との間で圧力勾配が予想される。
【００１５】
当該センサが導電率センサであるときは、それには少なくとも２つの相互に分離している電極を含み、当該電極の間の空間は転換媒体、とりわけ当該第二の媒体が充填される。当該センサは、例えば、他方の電極及び当該センサチャンバと電気的に絶縁されている第一及び第二の電極を提示することができ、あるいは、対抗する電極として機能する当該センサチャンバと絶縁されている第一の電極を提示することができる。容量センサは、導電率センサにおけるものと同様の電極の配置を提示することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明を図面に基づいて更に詳細に説明する。
図１に示されている圧力センサは台１を備えている。分割膜２はその縁がその台の前側に固定されているので、分割膜２とその台との間に圧力チャンバ４が形成されている。使用時においては、その分割膜は、圧力チャンバと面していない側が第一の媒体と接触する。圧力チャンバには伝達媒体である第二の媒体、好ましくはシリコーンオイル、が充填されている。伝達媒体は、圧力に依存した測定信号を公知の方式によって生成する圧力測定セル３へ圧力を伝達する。この手法は、例えば、容量方式、圧抵抗方式、誘導方式、あるいは共振法がある。
【００１７】
台１の前側におけるその分割膜の隣には、好ましくは分割膜２と同一の素材から成る犠牲膜５が配置されている。犠牲膜５は、単に分割膜２よりも薄いことで腐食による早期の膜の破裂が期待される。
【００１８】
犠牲膜はセンサチャンバ６を第一の媒体から分離させている。導電率センサ７の電極８はこのセンサチャンバ内に配置されている。センサチャンバには、膜の破裂に従い第一の媒体によって汚染される転換媒体が充填されている。転換媒体は電気的に非導電性であることが好ましく、更には、化学的には伝達液と本質的に同一であることが好ましい。水性である第一の媒体からの汚染の侵入により、このセンサチャンバの中身の導電率が変化するので、導電率センサ７の電極８間で異なる抵抗が測定される。この導電率の変化は犠牲膜の破損を示しており、このことから分割膜についての残りの寿命の見込みが割り出される。
【００１９】
図２は、従来の圧力センサ１０が適切な早期予告検出器２０と組み合わされている、本発明の別の実施例を示している。筐体及びプロセスの接続に関し、早期予告検出器２０は圧力センサ１０と本質的に同一の構造を有していることが好ましいので、早期予告検出器２０の犠牲膜２１は、圧力センサ１０の分割膜１１の環境と実質的に等価な環境に配置されている。更に、従来の構成部材が使用できるので、製造費用はかなり低減されている。
【００２０】
圧力センサ１０と早期予告検出器２０とは各々接続プラグ１４及び２４を有しており、分配ブロック３０におけるコンプリメンタリなセンサソケット３３及び３４にねじ込まれている。２つのセンサソケット３３及び３４は、圧力供給路３２から第一の媒体が供給される分配チェンバ３１で通じている。
【００２１】
既述のように、犠牲膜２１は、第一の媒体と、早期予告検出器２０の筐体内に用意されるセンサチャンバ２３との間の障壁としての役目を果たす。センサチャンバ２３は、当該センサチャンバ内に収容される媒体の導電率を監視する導電率センサ２２の電極を収容する。
【００２２】
犠牲膜２１の寿命の見込みを制御すること、及び転換媒体でセンサチャンバを充填することに関しては、これらの点についての上述した議論で言及がされている。
最後に、本発明によれば、早期予告検出器、例えば早期予告検出器２１、は、選択された従来の圧力センサについての補充品として利用される改良装置として提供され、そのときは、所定の第一の媒体において障壁、つまり犠牲膜の寿命がその選択された圧力センサ、つまりその分割膜に適合している、すなわち短くなっている。
【００２３】
本発明は絶対圧のセンサを基に説明がされているが、相対圧のセンサ及び差圧のセンサへ同様に適用することもできる。
差圧センサへの応用の分野において、絶対圧力を知ることが望まれることが時折ある。このような応用のために、センサチャンバに収容されている転換媒体を絶対圧力で取り込む圧力測定セルを有している本発明に係る早期予告検出器を利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る装置の第一実施例の説明図である。
【図２】本発明に係る装置の第二実施例である。
【符号の説明】
【００２５】
１  台
２  分割膜
３  圧力測定セル
４  圧力チャンバ
５  犠牲膜
６  センサチャンバ
７  導電率センサ
８  電極
１０  圧力センサ
１１  分割膜
１２  圧力測定セル
１３  圧力チャンバ
１４  接続プラグ
２０  早期予告検出器
２１  犠牲膜
２２  導電率センサ
２３  センサチャンバ
２４  接続プラグ
３０  分配ブロック
３１  分配チェンバ
３２  圧力供給路
３３  第一センサソケット
３４  第二センサソケット
【図２】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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