[发明专利]振动限位开关

说明书

一种振动限位开关(10)，其具有能被设置为振动的膜(1)以及用于将所述膜(1)设置为振动和/或检测所述膜(1)的振动的驱动单元(100)，其中所述驱动单元(100)包括至少一个电磁驱动器(30)和一个压电驱动器(20)。

技术领域

本发明涉及根据权利要求1前序的一种振动限位开关以及根据权利要求15所述的一种用于操作这种振动限位开关的方法。

背景技术

现有技术中已知的各种振动限位开关包括能被设置为振动的膜以及通过所使用的压电元件或电磁驱动器将该膜设置为振动和/或对膜的该振动进行检测的驱动器。这种振动限位开关特别用于检测容器中用于流体或潜在的流体介质，特别是液体或散装货物填充水平和/或限度。根据容器中的填充水平，振动限位开关与介质相接触或不相接触，从而通过与该介质的接触而影响膜和/或设置在该膜上的振动元件的振动频率。

现有技术中已知的振动限位开关被认为是不利的，这是因为其根据所使用的驱动器，特别是就热和机械条件而言表现出有限的应用范围。

发明内容

本发明的目的是提供一种能在很宽的应用范围中使用的振动限位开关。

具有权利要求1的特征的一种振动限位开关中实现了该目的。权利要求15中公开了一种用于操作这种振动限位开关的有利的方法。

根据本发明的振动限位开关显示有能被设置为振动的膜以及通过包括至少一个电磁驱动器和一个压电驱动器的驱动器单元将该膜设置为振动和/或对膜的振动进行检测的驱动器单元。

通过在共同的驱动单元中结合电磁驱动器和压电驱动器，在这里形成一种振动限位开关，其可在很宽的温度和压力范围中使用。

由于压电驱动器在驱动器和能被设置为振动的膜之间显示出了很好的耦合性的事实，该驱动器非常适于高粘性介质，然而，由于产生的振幅低，其很大程度上依赖于施加在膜上和/或设置在膜处的振动元件上的压力，这可能会导致驱动器的故障，例如，在用作驱动器的压电堆叠的松弛过程中或例如被施加在压电堆叠上的预应力发生热变化时。此外，压电驱动器很大程度上依赖于温度，这是因为压电效应在较高的温度下会大大降低。

另一方面，感应驱动器显示出驱动器至膜的低耦合性，因此它们不适于粘性介质。由于感应驱动器允许产生较高的振幅，因此，从外部作用的压力对这种驱动器的影响会大大小于对压电驱动器的影响；特别地，由于不需要针对驱动器的机械性预应力，因此也可在较高的压力下使用这种驱动器。

可通过电磁驱动器和压电驱动器的巧妙组合而将上述两个驱动器变体的积极特性彼此相连，从而，特别地，在某些应用情况下，驱动器的缺点可相互补偿，且通过这种方式，可提供一种普遍适用的振动限位开关。

特别地，当在压力下显示有提高的流动性的触变介质场中进行测量时，例如，在要测量的介质显示出高粘性的常压的范围中，压电驱动器可用于测量限度，而感应驱动器将不会在这种情况下发挥作用。在要测量的介质显示出降低的粘性的升高的压力或工艺压力下，则可使用适用于升高压力的感应驱动器，而压电驱动器则由于有效的压力和用作驱动器的压电堆的松弛而不再工作。

在测量粘性在热影响下发生变化的介质时，也会发生类似的情况。例如，对于在室温显示出高粘性的介质而言，可在这种情况下使用压电驱动器，而感应驱动器则由于在驱动器和膜之间具有弱耦合性而不适合这种情况。在介质显示出较低粘性的升高的温度下，压电驱动器则不再是最适合的，然而，由于要测量的介质的粘性降低，因此在这里可使用感应驱动器。

在振动限位开关的特别有利的实施方式中，在膜上设有振动单元，例如，其可被具体化为振动叉。当提供这种振动单元时，膜的振动则能被更好地转移至周围介质，从而也可在这里更好地检测该振动的任何阻尼。

在优选实施方式中，设置电磁驱动器和压电驱动器以使电磁驱动器和/或压电驱动器能被选择地用于将膜设置为振动。