[发明专利]物位测量装置

说明书

本发明涉及一种物位测量装置，其具有如下特征：壳体(1)；膜片(3)；第一驱动单元(10)，其具有连接至所述膜片(3)的第一螺栓(12)；第二驱动单元(30)，其具有第二螺栓(32)，所述第二螺栓操作地连接到所述膜片(3)，并在所述第二螺栓的面对所述膜片(3)的端部处经由中间隔板(31)连接到所述壳体(1)，并且所述第一驱动单元(10)和所述第二驱动单元(30)彼此机械地串联。

技术领域

本发明涉及一种具有膜片和用于驱动该膜片的驱动单元的物位测量装置，其中，振动棒以规则的间隔模制在膜片上。

背景技术

例如德国专利DE 10023302C2已经披露了这种物位测量装置。使用压电元件的堆叠作为驱动单元，其中压电元件具有用于驱动压电元件的牵引螺栓。压电元件的堆叠布置在预加载荷元件(特别地，预加载荷螺母)和与膜片接触的压力环之间。虽然这些物位测量装置非常适用于确定水平，但是这种驱动方式的一个缺点在于：由于鼓起的膜片和偏心的压力环的原因，压电元件的预加载荷驱动堆叠在正操作压力(超压)下被去载荷。因此，压电元件的机械耦合随着操作压力升高而变小。这种小的机械耦合会使电振幅变小，这甚至能够导致驱动单元的完全失效。虽然可以通过向压电元件施加更高的偏置电压来抵消该效应，但是抵消程度是有限的，这是因为各个压电元件具有机械负荷极限，如果偏置电压过高则会增加断裂的风险，并且如果压力过高还会出现去极化。另一个问题在于驱动单元的较高偏置电压会导致膜片的结构性机械硬化。

为了避免该缺点，即，为了避免堆叠在正操作压力下被去载荷，申请人目前正在销售一种具有由螺栓连接的压电驱动器的振动极限开关，其中，驱动器支撑在与物位测量装置的壳体的管壁连接的中间中间隔板上。例如，在DE 102007041349Al中披露了这种物位测量装置。该物位测量装置中的螺栓不再用作牵引螺栓，而是用作压力螺栓。在其面对膜片的端部上，该压力螺栓固定地连接至前述中间中间隔板，并且在其上端部处设置有预加载荷元件(特别地，预加载荷螺母)，可以经由该预加载荷元件将压电元件的堆叠朝着膜片的中心推向在中间隔板中穿过的压力件。物位测量装置的这种布置的优点在于整个驱动单元加载有正操作压力。因此，电振幅不会像上面提到的物位测量装置的情况一样随着压力升高而降低。

然而，第二类型的驱动器的缺点在于：目前，在负操作压力(真空)下，压电元件的堆叠被去载荷。由于膜片的驱动器侧通常处于大气压力下，因此负操作压力的量被物理地限制至-1bar。然而，假定例如在减小物位测量装置的大小时绝对需要薄的膜片，即使这个压力也能导致驱动器的去载荷。驱动器的这种去载荷甚至可能出现在更高温度的应用中，这是因为这里的螺栓的轴向膨胀会导致额外去载荷。

发明内容

本发明的目的在于提出一种物位测量装置，以有效地避免与已知物位测量装置相关的缺点。物位测量装置应当配置成在正操作压力和负操作压力下提供足够高的电信号振幅，以使得整个组装件保持可用状态。

因此，本发明大体上提供了一种物位测量装置，该物位测量装置具有以下特征：

-壳体；

-膜片；

-第一驱动单元，具有第一螺栓，所述第一螺栓连接至所述膜片；

-第二驱动单元，其具有第二螺栓，所述第二螺栓操作地连接到所述膜片，并在所述第二螺栓的面对所述膜片的端部处经由中间隔板连接到所述壳体，并且

-所述第一驱动单元和所述第二驱动单元彼此机械地串联。

因此，本发明的基本构想是将已知的两种驱动方式组合在一起，并且以将这两种驱动方式机械地串联连接进行组合。其结果是，在正操作压力和负操作压力下，两个驱动单元中的一者总被机械地加载荷，而另一者总被机械地去载荷。因此，总存在一个可用的驱动器。