[发明专利]压力测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有由金属片或管制成的测量元件的压力测量装置，其中，测量元件的材料在耐用性和使用条件方面得到改进，且其中，压力测量装置优选构建成没有指示件，且通过结构改进额外地在持续使用中的交变载荷方面得到改进。

背景技术

从压力测量的发明开始，通过来自科布伦茨的施尼茨(Schniz)先生的弹性管1845，以及通过尤金·布尔登1848的披露文本US9163已知，不同形式的压力计可匹配其使用目的，或可低成本地简化，或可在持续使用且特别在使用条件方面得到改进。在此，同样使用由不同形式的铜合金，如铁合金制成的管，例如不锈钢管，其中，针对使用，耐用性可通过淬火或通过自增强在寿命和其他特性方面被优化。

此外已知，铁合金，不同合金的钢可匹配不同的使用目的。因此，例如文献US3,975,967公开了一种用于测量管的具有其他合金添加物的铬-钼合金，其在环境使用方面通过提高的氯含量而被优化。此外，通过具有铍成分的铜合金实现，其中，该合金尽管基本改进了材料的弹簧特性，然而铍合金是有毒的，使用受限制。还已知，可在使用中的可能振动或过压方面对压力计优化：在振动方面，指示件或轴阻尼地被支承，或压力计填充有甘油；在突然过压方面或抵抗在损坏情况下的不期望的漏气方面，压力计在通道中设置有窄口，例如设置有压入的节流阀，带有变小的截面的部件，或由烧结材料制成。

发明内容

本发明的目的在于，实现一种用于改进在特殊使用中的压力计的使用寿命的低成本方案，以及同时实现特别在交变弯曲的交变载荷情况下的弹性持续使用方面改进测量管。该目的通过如在独立权利要求中所述的结构实现。

本发明基于这样一种方案(Ansatz)，即应实现有利的结构，其中，优选无机构的压力测量装置低成本地抵抗过压载荷、振动而被改进，且其中，测量管在其合金方面在持续使用方面被优化，且在此实施成无铍和铬的。

此外，根据本发明，压力测量装置具有：由具有重量百分数为10-50的钴和重量百分数为10-35的镍的基于铁的改进合金制成的测量元件，其中，测量元件可以是薄膜，然而优选由焊接金属片或无缝拉制的管制成为管形。然而优选地，针对该测量元件，使用具有重量百分数为16-19的钴和重量百分数为27-29的镍的铁合金。在此特别优选地，该合金不具有诸如铝或钛的其他添加物。其他添加物按比例在该合金中最高至最大1％或2％，从而在使用和持续交变弯曲载荷方面优化精调。其他优化可通过对材料的热处理产生。因此，屈服极限和抗拉强度可通过热处理或淬火(例如沉淀淬火)从1100-1200Mpa提高到1650-1850Mpa。在此，硬度从大致320-340HV变成470-490HV。在同时提高使用温度的情况下，改进的材料价值也允许在300-500bar的条件下的持续使用：该材料因此也允许在200-250℃的条件下使用，而不会可测量地降低耐用性。此外，测量装置通过该材料组合符合RoHS标准，即，是无铍和铬的，然而在加工中也具有良好的弯曲特性。

测量管例如被施加交变压力，且在此根据所施加的压力来回运动。

特别地，这样的测量管也实施成具有椭圆形截面，且与测量件耦接，该测量件驱动指针。然而优选地，压力计可实施成无机构的。在此，当测量管安装在压力计中在使用地点上振动时，额外加重各要求的困难。在此，多个影响相交叠。一方面，形变力通过施加内压的情况下的形变而作用在管截面上，因为椭圆形管形变且近似为圆形截面；另一方面，在内压改变的情况下，重复拉力应力、交变应力和重复压力应力作用在测量管上，所述应力通过应用的振动还额外叠加。

对于基于Fe-Co-Ni的根据本发明处理的测量元件，发现明显改进了持久强度，额外改进了针对最大的振幅的载荷。

另一结构上的改进通过下述方式实现，即，压力计实施成无机构的，且借助于不同的几何结构和通过对圈数的匹配，实现与压力区域和指示区域的匹配。在此，圆形管通过缠绕才变成扁平化或椭圆形状，其在施加压力的情况下影响截面或测量件的直径变化，且由此影响安装的指针相对于刻度盘的变化。在过载荷情况下的耐压强度通过下述方式实现，即，测量管在压力连接件上的自由端通过压紧而受限地形变、压伤。在损坏或不密封的情况下，余下的间隙防止过大的压力损失。特别地，端块也可通过材料Fe-Co-Ni的可焊接性利用焊接而封闭，由此排除了例如通过应力腐蚀的停止运转。