包括相对于测量区的密封的传感器制造技术

本发明专利技术涉及一种压力传感器，包括一传感器装置（２０）、一壳体（３）、一传感器装置的固定装置（２２、４１、４２）用于将传感器装置（２０）固定在壳体（３、３５）的前面的区域内，其中传感器装置（２０）在前面面向一测量区（１０）、一在传感器装置（２０）的圆周壁（２４）与壳体（３）的内面的壁（３２）之间的自由空间（４０）以及一在传感器装置（２０）与壳体（３）间的空间（４０）内的密封件（４）用以相对于测量区（１０）的密封。为了为在无菌的条件下的应用提供一无间隙的传感器并同时可以采用一传统的Ｏ型密封圈作为密封件（４），将传感器（２）构成为，使空间（４０）向前面那边成圆锥形缩小地构成，并在密封件（４）的后面设置一夹紧装置（４１、４３）而将密封件（４）向前压入逐渐缩小的空间（４０）内。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种传感器，特别是压力传感器，包括具有权利要求1前序部分的特征的在一传感器装置与一壳体之间的空间中的密封件，用以相对于测量区密封面在其间的空间，并涉及一种用于组装这样的传感器的方法。
技术介绍
一种这样的传感器例如由DE 42 34 290 A1是已知的。一般已知的传感器，特别是压力传感器具有一壳体，其中装有一传感器装置用以测定一测量区内的参数，该测量区一般是一容器的内腔，其中容器具有一通孔，传感器通过该通孔，使前面的传感器装置伸入容器的内腔或与其接触。为了相对于容器的内腔中的介质密封传感器壳体的内腔，在壳体的一前壁与实际的传感器装置之间安装一密封件。常用的特别是圆柱形压力传感器元件的密封件例如由陶瓷材料制成，其中是弹性体制成的O型圈或成型密封件。在O型圈密封件的应用中例如将一弹性体径向夹紧在两个平行的圆柱面之间，亦即传感器壳体的内壁与传感器装置的侧面外壁之间。为了在负压条件下O型圈不被从作为传感器装置的压力传感器元件上吸进测量区，即容器的内腔，这样的壳体具有一用于密封件的挡肩。通过由挡肩使密封件相对于传感器前面复位，但在传感器装置的外面的前壁与面对其的壳体侧挡肩的壁之间形成一不符合要求的空的间隙。该间隙妨碍这样的密封方案可应用于无菌的应用，即不允许沉积任何的细菌。用于无菌的过程连接或测量区的已知密封利用所谓的成型密封件来实现，其中成型密封件构成为使得在传感器装置与传感器的壳体之间不形成任何间隙，在该间隙内可能沉积细菌菌落。但其缺点在于，该成型密封件在温度升高时由于温度引起的体积膨胀从间隙内挤进测量区而在冷却时再次复位，因此损坏弹性体。另一缺点是，对于密封件取决于确定相应的可供使用性的弹性体混合物，每一弹性体混合物在收缩程度上是不同的，因此对每一具有改变的收缩特性的新混合物必须制造一自身的模具，用以制造特定的成型密封件或在关于尺寸标准化的成型密封件时相应地用于制造传感器部件。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对在实际的传感器装置与壳体之间在向测量区的过渡区内的密封改进一种传感器的构造。特别是应为无菌目的提供一种压力传感器元件的密封件，其实现无间隙的要求。此外目的应在于可以具有简单的密封件的密封。该目的通过具有权利要求1的特征的传感器，特别是压力传感器来达到。按方法以权利要求11的步骤制造这样的传感器。一特别优选的压力传感器具有一壳体，在其前面的部分借助于一传感器装置的固定装置来固定一传感器装置，其中传感器装置在前面面向一测量区，特别是与测量区或过程连接(Prozessanschluβ)连通。在传感器装置的一圆周壁与壳体的一内面的壳体壁之间构成一自由空间，其中安装一密封件，用以相对于测量区密封传感器的内腔。其中该自由空间向前面的那边成圆锥形缩小，其中将密封件借助于一设置在密封件后面的夹紧装置向前，亦即向测量区的方向压入逐渐缩小的空间内。成圆锥形缩小的空间的壁因此构成密封件的支座，从而密封件只能以一要求的许可的尺寸突入测量区。通过这样的装置以简单的方法达到间隙的完全密封，同时在测量过程中或结合测量过程中密封件的膨胀和收缩时同样避免密封件的损坏。特别是在将一具有圆柱形传感器装置的传感器用在这样的装置中时，作为密封件可以采用商业通用的密封件作为O型圈密封件。有利的构造是各从属权利要求的目标。有利的是，夹紧装置具有一间隔元件，其在一特别优选的实施形式中构成为间隔环。其中该间隔元件可以是夹紧装置的整体部分。但优选间隔元件作为独立的构件，因为这样的间隔元件可以针对在传感器装置的侧壁与壳体内壁之间构成的自由空间尺寸确定和成型加以匹配。同样按照可供使用的密封件，特别是密封件的材料、尺寸和形状，可以采用一相应适合的间隔元件，其安装在夹紧装置与密封件之间。然后在组装传感器时夹紧装置挤压间隔元件本身或经由装入的间隔元件压向密封件，借此密封件被压入传感器装置与壳体之间的空间的前面的区域内，而使向过程面，即向测量区那边不留下任何的间隙，在这样的间隙内可能沉积分子，特别是活细胞。除两个限定自由空间的壁成圆锥形向传感器前面方向缩小的实施形式以外，也可采用这样的实施形式，即其中一个壁不缩小，特别是传感器装置的侧面的圆周壁。针对缩小可以采用直线的壁形状也可采用弧形的壁形状。有利的是，所述空间的壁向相应的向过程区的前面的壁那边的过渡，亦即一方面从传感器装置的侧壁向其前面而另一方面内面的壳体壁向壳体前面的过渡这样构成，即使密封件在膨胀和收缩时不受损伤。因此带有与测量区或过程连接接触的密封件的传感器也可用于这种情况，即在由传感器检测的过程中热变化是允许的，由于该热变化密封件和/或在一定情况下壳体壁和传感器装置膨胀或收缩。通过这样的装置还可以补偿压力变化，亦即例如一在容器内出现的负压，它使密封件比其在标准压力下从传感器装置的与壳体的壁之间的自由空间中的突出进一步地吸入测量区内。相应地也可补偿超压，即，使密封件在标准压力下过度远地突入测量区内并且在施加超压时仍达到要求的突入测量区内的尺寸。构成包括密封件的自由空间的各壁向相应的前面那边的过渡按有利的方式构成为倒圆角的。其中有利的是，从自由空间的前端起的两前面的壁张角小于180°，特别是小于170°。按照第一方面考虑，在由空间凸出的密封件部分与传感器装置的或壳体的前面的壁之间出现向着测量区形成的角度，其有利地大于90°，特别是大于100°。因此按本方法，在前面的壳体部分内组装一传感器时有利地将一传感器装置这样安装，即，使得在传感器装置的侧壁与壳体的内侧壁之间保留一自由空间，其向前面那边成圆锥形逐渐缩小地延伸。在该自由空间内装入一密封件，接着借助一夹紧装置将其向过程连接那边，即向前面的测量区那边推压或挤压。其中夹紧装置适当地同时构成用于传感器装置，特别是一压力传感器元件的固定而构成一后面的支座。然后将这样组装好的传感器旋入一容器开口中，以便测定在过程面上的一相应的参数。附图说明以下借助于附图更详细地说明一个实施例。附图中图1一装入一容器壁中的传感器的前面的部分的局部剖视图；以及图2一传感器装置向一壳体壁的过渡区包括一在其间安装的密封件的放大的局部剖面图。具体实施例方式如其由图1中显而易见的，在容器1的壁中经由传感器壳体3装入一传感器2。例如由相互啮合的壳体螺纹31和容器螺纹11构成的螺纹连接用于连接所示的壳体3和容器1的壁，如其本来就是已知的。传感器2包括许多单个部件，其中以下基本上只列举针对实施例的理解所需要的部件。在壳体3的前面的区域内有一孔洞，其中安装一实际的传感器装置20，特别一压力传感器元件。在所示实施例中，传感器装置20与一在后面安置于壳体3中的传感器电子系统21经由连接装置22相连接。其中连接装置22可以是机械连接与固定元件，但优选也具有用于供电和/或信号传输的电连接和压力补偿导管等。传感器装置20的前面23与容器的过程面或测量区10连通。所谓前面和后面的概念基本上只用来直观地描述传感器的各个部件的设置和定位。在传感器装置20的侧壁，特别是圆周壁24和一与其对置的内面的壳体壁32之间形成一自由空间40。传感器装置20或壳体3的上述对置的壁24、32之一个或两个向前面那边这样构成，使前面的空间40的横截面向前面那边成圆锥形缩小。在自由空间40的前面的部分中安装一密本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传感器（２），特别是压力传感器，包括：一传感器装置（２０），用以检测测量值；　一壳体（３）；一传感器装置的固定装置（２２、４１、４２），用于将传感器装置（２０）固定在壳体（３、３５）的前面的区域内；一在传感器装置（２０）的圆周壁（４０）与壳体（３）的内面的壁（３２）之间的自由空间（４０）；以及一在传感器装置（２０）与壳体（３）间的空间（４０）内的密封件（４），用以相对于测量区（１０）密封该空间；　其特征在于，所述空间（４０）向前面那边成圆锥形逐渐缩小地构成，并且一夹紧装置（４１、４３）设置在密封件（４）的后面并将密封件（４）向前压入所述逐渐缩小的空间（４０）内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯科普，
申请(专利权)人：VEGA格里沙贝两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]