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Optische Membranueberwachung bei Druckmessumformern und Druckmittlern

IP.com Disclosure Number: IPCOM000021149D
Original Publication Date: 2004-Jan-25
Included in the Prior Art Database: 2004-Jan-25
Document File: 3 page(s) / 83K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Bei Druckmessumformern und Druckmittlern trennt eine Membrane das Messmedium vom Fuellmedium und dem Sensor. Ist die Membran beschaedigt, kommt es zur Vermischung von Mess- und Fuellmedium. Dies hat zur Folge, dass die Kalibrierung des Messumformers nicht mehr gegeben ist und die Prozessregelung fehlerhaft sein kann. Bisher ist es nicht moeglich, einen Membranbruch zu erkennen, so dass nur ein vorbeugender Austausch dieses Problem loest. Eine Idee besteht nun darin, die Membran optisch zu ueberwachen, sofern das Messmedium fuer die Uebertragung von Licht geeignet ist und Fuellmedium und Messmedium optisch voneinander getrennt sind. Dazu kann auf einer Membranseite eine Lichtquelle und auf der anderen Seite ein lichtempfindlicher Sensor angebracht werden. Kommt es zum Eintritt von Licht in den Raum von Fuellmedium bzw. Messmedium (je nachdem wo sich Lichtquelle und Lichtsensor befinden), bedeutet dies, dass die Membran beschaedigt ist und sich Messmedium und Fuellmedium vermischen koennen. Die Membran muss dann ausgetauscht werden. Da duenne Metallschichten lichtdurchlaessig sind, kann auch schon vor dem Bruch einer Membran ein Signal ausgegeben werden, so dass bei schneller Reaktion eine Vermischung von Messmedium und Fuellmedium vermieden werden kann. Als Lichtquellen eignen sich neben sichtbarem Licht auch Infrarot- oder UV-Licht und Laserdioden.

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S

© SIEMENS AG 2004 file: 2003J17329.doc page: 1

Optische Membranueberwachung bei Druckmessumformern und Druckmittlern

Idea: Robin Pramanik, DE-Karlsruhe

Bei Druckmessumformern und Druckmittlern trennt eine Membrane das Messmedium vom Fuellmedium und dem Sensor. Ist die Membran beschaedigt, kommt es zur Vermischung von Mess- und Fuellmedium. Dies hat zur Folge, dass die Kalibrierung des Messumformers nicht mehr gegeben ist und die Prozessregelung fehlerhaft sein kann.

Bisher ist es nicht moeglich, einen Membranbruch zu erkennen, so dass nur ein vorbeugender Austausch dieses Problem loest. Eine Idee besteht nun darin, die Membran optisch zu ueberwachen, sofern das Messmedium fuer die Uebertragung von Licht geeignet ist und Fuellmedium und Messmedium optisch voneinander getrennt sind. Dazu kann auf einer Membranseite eine Lichtquelle und auf der anderen Seite ein lichtempfindlicher Sensor angebracht werden. Kommt es zum Eintritt von Licht in den Raum von Fuellmedium bzw. Messmedium (je nachdem wo sich Lichtquelle und Lichtsensor befinden), bedeutet dies, dass die Membran beschaedigt ist und sich Messmedium und Fuellmedium vermischen koennen. Die Membran muss dann ausgetauscht werden. Da duenne Metallschichten lichtdurchlaessig sind, kann auch schon vor dem Bruch einer Membran ein Signal ausgegeben werden, so dass bei schneller Reaktion eine Vermischung von Messmedium und Fuellmedium vermieden werden kann. Als Lichtquellen eignen sich neben sichtbarem Licht auch Infrarot- oder UV-Licht und Laserdioden.

Abbildung 1 zeigt ein Beispiel einer herkoemmlichen Druckmesszelle. Sie besteht aus einem Messzellenblock, einem Sensor und dessen elektrischer Anschluss fuer die Auswerteelektronik des Messumformers, der Trennmembran zwischen Mess- und Fuellmedium.

Abbildung 2 zeigt ein Beispiel einer membranueberwachten Messzelle mit Lichtquelle (1: LED) und Lichtsensor (3: Photodiode). Falls erforderlich, kann die Lichtquelle durch eine durchsichtige Trennschicht (2: z.B. Glasring) vor dem Messmedium geschuetzt werden. Zur Kontrolle der Membranueberwachungsschaltung kann eine Kontroll-LED (4) angebracht werden die ueberwacht, ob das System ueber...