用于高压线路的传感器及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种用于高压线路的传感器及其制造方法。本发明专利技术的任务是提供一种用于高压线路的传感器，其适于检测在高压线路中引导的流体的参数或特性，其中，传感器本身承受流体的高压。根据本发明专利技术，为了解决该任务提出了一种用于高压线路的传感器，其包括：由金属制成且具有外面、内面、外直径和内直径的外管；由金属制成且具有外面、内面、外直径和内直径的内管，其中，内管在外管中同中心地延伸，从而使内管与外管共同形成管，并且其中，作为外管的外直径与内管的内直径之差的一半而测得的管总壁厚等于或大于内管的内直径；至少一个在外管的外面或内管的外面中沿在管的纵向方向延伸的槽；至少一个布置于槽中的信号线路；至少一个与信号线路连接的探测器，其中，探测器至少布置于槽中或者布置在至少一个附加于至少一个槽的至少引入内管的外面或外管的内面中的凹部中，并且其中，外管以力锁合方式置于内管上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于高压线路的传感器及其制造方法
本专利技术涉及一种用于高压线路的传感器及其制造方法。
技术介绍
在许多
，例如高压技术和化学工业中，使用加载有具有非常高压力的流体且长期承受住这样的高压力的管线路。在此，管线路的静压负荷，即时间上和空间上恒定的压力负荷，和高压线路的动压负荷，即时间上和/或空间上变化的压力负荷有所区别。在许多技术应用领域中，引导压力的构件往往承受时间上和空间上变化的、部分地也是周期性脉动的压力负荷，从而它们视负荷级而定地由比受静压负荷的构件明显更高的要求而决定。这在相同的结构类型中导致的是，受动压负荷的构件更快地磨损并且与在受静压负荷的构件中的情况下相比必须更为频繁地更换。构件的抗静压强度主要依赖于机械特性，诸如所用的材料的屈服强度和抗拉强度，而针对抗动压强度还附加有其它的重要的参量，例如材料的延展性(断裂伸长度)、构件的壁中已经存在的裂纹的深度、材料的微观结构以及构件的表面质量。管和其它构件的故障通常由于裂纹的严重的增长，例如其方式是：管内面的裂纹蔓延直至管外面。在此，裂纹可能由于局部的应力集中而出现，在例如呈晶体缺陷形式的材料缺陷处和在粗糙表面处由于应力尖峰而出现，或者已经存在的裂缝由于压力负荷而持续发展。因此，受动压负荷的部件的磨损尤其由每个压力波动时的裂纹的增长和材料特性确定，其中，良好的表面质量可以明显降低裂纹形成的可能性。为了实现尤其是在运行中承受动压负荷的管的抗高压性，以如下方式选定要制造的管的原材料，使得它们优化上文提到的在抗压性上重要的特性。此外，往往尤其通过自增强实现材料特性的补充式改变。
技术实现思路
在此期间，提供有具有管抗压性为至少15000巴的高压线路，目前仍缺乏能够对向高压线路或高压管加载的流体的参数进行检测的合适的传感器。然而，对于例如制造工艺等工艺中的工业处理而言，需要提供合适的传感器。有鉴于此，本专利技术的任务是，提供一种用于高压线路的传感器，其适用于检测在高压线路中引导的流体的参数或特性，其中，传感器本身承受住流体的高压。此外，本专利技术的任务是，提供一种制造克服了上述缺陷中的至少一项的传感器的方法。根据本专利技术，上述任务中的至少一个通过如下的用于高压线路的传感器来解决，该传感器包括：由金属制成且具有外面、内面、外直径和内直径的外管；由金属制成且具有外面、内面、外直径和内直径的内管，其中，内管在外管中同中心地延伸，以使内管与外管共同形成管，并且其中，作为外管的外直径与内管的内直径之差的一半而测得的管的总壁厚等于或大于内管的内直径；至少一个在外管的外面或内管的外面中沿管的纵向方向延伸的槽；至少一个布置于槽中的信号线路；至少一个与信号线路相连接的探测器，其中，探测器至少布置于槽中或者布置在至少一个附加于至少一个槽的至少引入内管的外面或外管的内面中的凹部中，并且其中，外管以力锁合方式(kraftschlüssig)置于内管上。就本专利技术而言，高压管线在一个实施方式中应理解为承受住15000巴或更高压力的线路，在一个实施方式中应理解为承受住18000巴或更高压力的线路，并且在另一实施方式中应理解为承受住22000巴或更高压力的线路。在本申请的意义下的用于这种高压线路的传感器包括由外管和内管组成的管，其中，内管在外管中同中心地延伸，并且至少一个测量探测器位于内管与外管之间，其中，测量探测器能够经由从属于传感器的信号线路与电子装置连接。探测器同样可以设置于槽中，或者替选地，探测器可以容纳于联接至槽的、要么在内管的外面中引入要么在外管的内面中引入的附加的凹部中。也可以设想这样的实施方式，其中探测器既在槽中又在联接至槽的凹部中延伸。该信号线路同样被布置于内管与外管之间。设置槽用于容纳信号线路，该槽要么被引入内管的外面要么被引入外管的内面，使其基本上沿管的纵向方向延伸。然而，也可以设想这样的实施方式，其中内管的外面以及外管的内面均具有槽。适宜地，两个这样的槽布置于同样的周向位置，以便形成较大的空间来容纳信号线路。基本上通过例如呈压力或摩擦力的形式的力的传递产生力锁合的连接。在此，纯粹通过作用力来确保力锁合的连接的牢固。为了提供形成传感器的基本部分的管的所需的抗压性，由内管和外管形成管是所谓的高压管，作为外管的外直径与内管的内直径之差的一半来计算的管的总壁厚等于或大于内管的内直径。在本专利技术的另一实施方式中，要制造的管在将内管和外管共同拉伸穿过第一拉伸型模之后具有外管的外直径的至少三分之一的总壁厚，该总壁厚作为外管的外直径与内管的内直径之差的一半来计算。这样的壁厚为管提供良好的稳定性，因此能够将该管用作高压管，使其能够承受住超过10000巴的压力而不会破裂。由于作为根据本专利技术的传感器的组件的管由内管和外管拼装，因此还必须使外管以力锁合方式置于内管上，这样内管在加载压力时下就不会例如在内管与外管的间距中经受过度的应变，该应变最终会导致管的爆裂并因此导致传感器损坏。在此适宜的是，在本专利技术的实施方式中，在管的整个长度上提供外管与内管之间的力锁合。在本专利技术的实施方式中，内管是具有900N或更大的抗拉强度的冷作硬化的管。需要这样的抗拉强度，因此内管可以在如下区域中承受住高压，在这些区域中，在内管的外面或外管的内面中设置有槽和/或凹部。在这些区域内，内管可以在一定范围内伸展。在本专利技术的实施方式中，冷作硬化的内管的抗拉强度为1050N或更大。在此，抗拉强度应理解为内管的原材料在内管断裂或撕裂之前所能承受的最大的机械拉伸应力。在根据本专利技术的方法的实施方式中，至少内管或外管的材料从由非合金钢、低合金钢和高合金钢或它们的组合组成的组中选定。在一个实施方式中，材料是高合金钢。在另一实施方式中，至少内管或外管由HP160制成。在高压技术中，不同的金属原材料被用于制造管和其它构件。在此涉及非合金钢、低合金钢和高合金钢。在由被冷作硬化或回火且紧接着被磨光的高合金钢构成的管或其它构件中实现特别高的抗动压性能。HP160是高强度的氮合金奥氏体不锈钢，其与标准原材料相比的出众之处在于改进的抗腐蚀性、高纯度、良好的改型能力以及将原材料自紧至12000巴的能力。由于其化学成分及其高纯度，HP160具有良好的抗晶间腐蚀性和氢脆性。高钼含量提供良好的抗点状腐蚀和接触腐蚀性以及抗应力腐蚀性。因此，HP160是用于制造具有高抗动压性能的管的优选原材料。在本专利技术的实施方式中，内管是抗腐蚀的。这个特征有利于应用在高压技术中的应用，因为内管出现腐蚀，即逐渐分解会导致其抗压性受损。在本专利技术的实施方式中，内管和外管由相同原材料组成。这会导致由于共同拉延通过第一拉伸型模而带来的内管与外管的力锁合的连接，使内管与外管建立彼此非常稳定的连接。在显微镜观察下，在内管和外管都由相同原材料组成的情况下，在金属结构中存在相同的晶格结构，使得内管的外周面和外管的内周面处的晶格结构非常好地相互组合。为了以布置于内管与外管之间的测量探测器检测在管中引导的流体的特定的参量或特性，内管须具有一定的伸长度，以便例如可以将力传递到内管与外管之间的结构空间中。尤其需要的是，根据本专利技术的传感器是压力传感器。与内管相比，外管应仅具较低的伸长度，以便能够吸收或承受住内管的应变，并且给予管所需的整体抗压强度。因此，在本专利技术的实施方式中，内管比外管具有更大的伸长度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于高压线路的传感器(16、16‘、16“)，所述传感器包括：由金属制成且具有外面(15)、内面(17、17‘)、外直径和内直径的外管(5、5‘)，由金属制成且具有外面(2、2‘)、内面(14、14‘)、外直径和内直径的内管(1、1‘)，其中，所述内管(1、1‘)在所述外管中同中心地延伸，从而使所述内管(1、1‘)与所述外管(5、5‘)共同形成管，并且其中，作为所述外管的外直径(5、5‘)与所述内管的内直径(1、1‘)之差的一半而测得的总壁厚等于或大于所述内管的内直径(1、1‘)，至少一个在所述外管(5、5‘)的内面(17、17‘)中或在所述内管(1、1‘)的外面(2、2‘)中沿管的纵向方向延伸的槽(4、13)，至少一个布置于所述槽(4、13)中的信号线路(7)，与所述信号线路(7)连接的至少一个探测器(8)，其中，所述探测器(8)至少布置在所述槽(4、13)中或者布置在至少一个附加于所述至少一个槽(4、13)的至少引入所述内管(1、1‘)的外面(2、2‘)中或所述外管(5、5‘)的内面(17、17‘)中的凹部(6)中，并且其中，所述外管(5、5‘)以力锁合方式置于所述内管(1、1‘)上。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.18 DE 102015122296.51.用于高压线路的传感器(16、16‘、16“)，所述传感器包括：由金属制成且具有外面(15)、内面(17、17‘)、外直径和内直径的外管(5、5‘)，由金属制成且具有外面(2、2‘)、内面(14、14‘)、外直径和内直径的内管(1、1‘)，其中，所述内管(1、1‘)在所述外管中同中心地延伸，从而使所述内管(1、1‘)与所述外管(5、5‘)共同形成管，并且其中，作为所述外管的外直径(5、5‘)与所述内管的内直径(1、1‘)之差的一半而测得的总壁厚等于或大于所述内管的内直径(1、1‘)，至少一个在所述外管(5、5‘)的内面(17、17‘)中或在所述内管(1、1‘)的外面(2、2‘)中沿管的纵向方向延伸的槽(4、13)，至少一个布置于所述槽(4、13)中的信号线路(7)，与所述信号线路(7)连接的至少一个探测器(8)，其中，所述探测器(8)至少布置在所述槽(4、13)中或者布置在至少一个附加于所述至少一个槽(4、13)的至少引入所述内管(1、1‘)的外面(2、2‘)中或所述外管(5、5‘)的内面(17、17‘)中的凹部(6)中，并且其中，所述外管(5、5‘)以力锁合方式置于所述内管(1、1‘)上。2.根据权利要求1所述的传感器(16、16‘、16“)，其特征在于，所述传感器(16、16‘、16“)是压力传感器，其中，所述至少一个探测器(8)是力探测器，所述力探测器与所述内管(1、1‘)嵌接，从而使所述力探测器在所述传感器(16、16‘、16“)的运行中检测施加到所述内管(1、1‘)上的力。3.根据前述权利要求中任一项所述的传感器(16、16‘、16“)，其特征在于，所述传感器具有至少在所述外管(5‘)的内面中或所述内管(1、1‘)的外面中沿管的纵向方向延伸的三个槽(4、13)，其中，所述三个槽(4、13)中的每个槽中布置有至少一个信号线路(7)，其中，与至少一个信号线路(7)连接的探测器(8)分别至少布置于所述三个槽(4、13)中的一个槽中或者三个分别联接所述槽(4、13)中的一个槽的凹部(6)中，其中，所述探测器(8)在管的纵向方向上布置成使得得到垂直于管的纵向方向的与全部三个探测器(8)相交的横截面。4.根据前一权利要求所述的传感器(16、16‘、16“)，其特征在于，所述三个探测器(8)沿管的周向方向各自相互间隔120°。5.根据权利要求3或4所述的传感器(16、16‘、16“)，其特征在于，所述三个探测器(8)是力探测器，从而所述传感器(16、16‘、16“)是压力传感器。6.根据前一权利要求所述的传感器(16、16‘、16“)，其特征在于，所述传感器(16、16‘、16“)附加地具有温度计，其中，所述温度计至少布置于一个槽(4、13)中或者布置于至少一个至少引入所述内管(1)的外面或所述外管(5‘)的内面中的凹部(6)中。7.根据前述权利要求中任一项所述的传感器(16、16‘、16“)，其特征在于，所述内管(1、1‘)是具有900N或更大的抗拉强度的冷作硬化的管。8.根据前述权利要求中任一项所述的传感器(16、16‘、16...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托弗·赫德瓦尔，乌多·劳夫曼，托马斯·弗罗伯泽，
申请(专利权)人：山特维克原料技术德国公开股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE