具有加速度传感器的电子振动极限物位传感器制造技术

提出了一种电子振动极限物位传感器，其包括用于检测介质的机械振动系统；用于激励机械振动系统的驱动器；以及用于检测机械振动系统的振动的加速度传感器。的振动的加速度传感器。的振动的加速度传感器。

【技术实现步骤摘要】
具有加速度传感器的电子振动极限物位传感器


[0001]本专利技术涉及一种具有加速度传感器的电子振动极限物位传感器。

技术介绍

[0002]通常使用用于确定诸如压力、流量或物位等过程特征的工业传感器来监测用于在批处理中加工(例如混合、加热等)原材料的生产过程。振动极限物位开关用于检测可流动介质的填充物位或极限物位，尤其用于检测液体或松散材料的填充物位或极限物位。取决于容器中的物位，振动极限物位开关与介质接触或不接触，使得膜片或布置在膜片上的机械振动器的振动频率/阻尼或振幅受到与介质的接触的影响。

技术实现思路

[0003]通过使振动系统失谐来检测介质的电子振动极限物位传感器或振动极限物位传感器通常具有单独的用于激励和评估振动系统的压电系统，或者在使用单个压电系统时被相应地划分为多个区段，尤其被划分为不同地极化的压电区段，以实现振动系统的单独激励和评估。这种系统可以通过粘合连接机械地耦接到振动系统，所述振动系统可以具有用于与介质相互作用的振动元件。在与介质相互作用时，振动系统可以通过振动叉与介质相互作用而失谐，以便检测介质。替代地，电磁系统可用于激励和评估振动系统。为了有效地激励振动系统，有利的是，使用具有尽可能大的驱动面或尽可能小的区段的压电系统。
[0004]根据本专利技术的一方面，提出了一种根据独立权利要求的特征的电子振动极限物位传感器。有利的实施例是从属权利要求和以下说明的主题。
[0005]在本专利技术的整个说明中，一些特征设置有数词以提高可读性或使关联更清晰，但这并不意味着存在特定特征。
[0006]根据本专利技术的一方面，电子振动极限物位传感器包括用于检测介质的机械振动系统。电子振动极限物位传感器包括用于激励机械振动系统的驱动器以及用于检测机械振动系统的振动的加速度传感器。
[0007]在此，驱动器可以机械地耦接到机械振动系统。机械振动系统可具有振动元件，且可被配置为使得振动元件可以与介质相互作用，以便通过与介质的相互作用来改变机械振动系统的频率和/或振幅和/或阻尼。加速度传感器可以机械耦接到振动系统，尤其耦接到振动系统的膜片和/或驱动器，以便检测机械振动系统的振动。由加速度传感器产生的电信号可以提供给评估单元，以便通过评估单元产生取决于机械振动系统与介质的相互作用的信号。
[0008]机械振动系统的膜片可以以直接邻接的方式机械耦接到机械振动系统的驱动器。
[0009]这种电子振动极限物位传感器例如可以用于确定和/或监测容器中填充材料的填充物位。为此，与物位传感器相当地，电子振动极限物位传感器可以包括机械振动系统、用于激励机械振动系统的系统或驱动器以及用于检测振动系统的振动的系统(例如，加速度传感器)。电子振动极限物位传感器可以例如安装在容器上，使得当填充材料达到预定填充
物位时机械振动系统与填充材料接触。通过用于激励机械振动系统的系统(例如，评估单元)，尤其通过低频激励电路，可以将机械振动系统激励到低频振动，其中，评估单元根据所检测的振动检测与填充材料相互作用的振动系统的频率变化和/或振幅变化。
[0010]为了激励机械振动系统，压电驱动器可以机械地耦接到能够被激励振动的膜片，并且可以通过电子电路控制压电驱动器，以便使机械振动系统振动。
[0011]取决于机械振动系统被诸如填充材料等介质覆盖的程度，并且取决于该介质的粘度，加速度传感器可以检测机械振动系统的振动的特征频率和/或振幅大小的变化。评估单元可以根据由加速度传感器基于振动系统的振动产生的测量信号来检测这种相互作用的强度。
[0012]用于激励机械振动系统的驱动器可以基于压电工作原理和机电工作原理。
[0013]特别地，用于检测机械振动系统的振动的加速度传感器可以机械地耦接到膜片，使得膜片的振动被传递到加速度传感器，以检测膜片的振动。在此，可以根据微机电系统(MEMS：Mikro
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Elektro
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mechanischen System)构造加速度传感器，并且特别地可以基于布置在弹簧质量系统中的电极之间的电容变化来检测加速度。在此，加速度传感器可被配置为根据陀螺仪检测角速度和/或转速。
[0014]有利地，通过使用这种加速度传感器，可以经济地实现对机械振动系统的振动的检测。
[0015]机械振动系统可以具有耦接到(尤其以能够机械振动的方式耦接到)电子振动极限物位传感器和/或电子振动极限物位传感器的壳体的膜片。特别地，机械振动系统可以具有振动元件或振动体，该振动元件或振动体机械地耦接到膜片，使得膜片的振动被传递到振动元件上。在此，振动元件可以具有多个子元件，特别地具有两个子元件，这些子元件耦接到膜片并被布置为使得子元件可以与要检测的介质相互作用。
[0016]有利地，电子振动极限物位传感器可以包括驱动器(例如，特别是压电元件)，该驱动器可以利用膜片的整个表面来使膜片振动。通过省去驱动器的区段化(这在其它情况下对于膜片振动的激励和评估是必需的)，特别通过粘接在膜片上的压电元件驱动器，例如使用占据整个膜片表面的单个大面积压电元件，可以将更大的区段用于极化或用于膜片的振动激励，以便在相同的激励电压下实现机械振动系统的更强振幅。此外，这种压电元件也可以通过省去用于极化的复杂区段化而更低成本地制造。
[0017]此外，电子振动极限物位传感器的加速度传感器能够改善对机械振动系统的振动的检测，从而可以改善驱动器的控制。
[0018]此外，有利地，通过使加速度传感器与评估单元在空间上分离，可以增加能够使用电子振动极限物位传感器的温度范围。
[0019]根据一方面，机械振动系统具有能够振动的膜片，并且驱动器耦接到膜片。加速度传感器机械地耦接到膜片和/或驱动器，以检测振动。
[0020]在此，膜片本身可以具有弹性，且/或是弹性悬置的，以便能够被驱动器激励，使得膜片整体地或在部分区域中振动。驱动器可以通过粘合或螺栓连接机械地耦接到膜片，以激励膜片振动。膜片可以直接与介质相互作用，从而可以检测介质。替代地或补充地，膜片可以机械地耦接到扩展的振动元件(例如，具有叉尖的振动叉)，使得膜片的振动引起振动元件振动。电子振动极限物位传感器的振动元件可被配置和布置为与例如容器和/或管道
中的介质相互作用，使得通过与介质的相互作用改变由驱动器激励的机械振动系统的频率和/或振幅。
[0021]根据一方面，驱动器基于压电工作原理和/或机电工作原理，并且被配置为使机械振动系统机械振动。
[0022]有利地，电子振动极限物位传感器可包括基于压电工作原理和/或机电工作原理的驱动器，且因此可以适应不同的操作条件和/或操作要求。
[0023]根据一方面，电子振动极限物位传感器还包括用于检测机械振动系统的振动的压电检测器和/或机电检测器。
[0024]有利地，电子振动极限物位传感器可以通过加速度传感器和/或压电检测器和/或机电检测器来检测机械振动系统的振动。压电检测器可以是相应的区段化压电系统的子区段，其被配置和构造为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电子振动极限物位传感器(100、200)，其包括：机械振动系统，其用于检测介质；驱动器(105)，其用于激励所述机械振动系统；以及加速度传感器(120)，其用于检测所述机械振动系统的振动。2.根据权利要求1所述的电子振动极限物位传感器(100、200)，其中，所述机械振动系统包括能够振动的膜片(102)，并且其中，所述驱动器耦接到所述膜片(102)，并且其中，所述加速度传感器(120)机械地耦接到所述膜片(102)和/或所述驱动器(105)以检测振动。3.根据前述任一项权利要求所述的电子振动极限物位传感器(100、200)，其中，所述驱动器(105)基于压电工作原理和/或机电工作原理，并且被配置为使所述机械振动系统机械地振动。4.根据前述任一项权利要求所述的电子振动极限物位传感器(100、200)，其包括：压电检测器和/或机电检测器，其用于检测所述机械振动系统的振动。5.根据前述任一项权利要求所述的电子振动极限物位传感器(100、200)，其中，所述加速度传感器(120)被布置成通过一个层与所述驱动器(105)和/或所述能够振动的膜片(102)直接邻接，并且其中，所述驱动器(105)特别地具有压电工作原理。6.根据权利要求5所述的电子振动极限物位传感器(100、200)，其中，所述层是第一粘合层，并且特别地，所述层是具有所述第一粘合层和第二粘合层的扁平柔性电缆(111)的一部分。7.根据权利要求6所述的电子振动极限物位传感器(100、200)，其中，所述扁平柔性电缆(111)电气地且/或以传递信号的方式耦接到所述加速度传感器(120)和/或所述驱动器(105)。8.根据权利要求1至5中任一项所述的电子振动极限物位传感器(100、200)，其中，所述加速度传感器(120)通过桥接件(210)在所述桥接件的第一位置(122)耦接到所述振动膜片(102)和/或所述驱动器(105)，以便将所述加速度传感器(120)布置成与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：莱温，
申请(专利权)人：VEGA格里沙贝两合公司，
类型：发明
国别省市：