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Zusammenfassung:

Piezoresisitive Differenzdruckmeßzellen mit Meßelementen aus Silizium werden in der Prozeßmeßtechnik zur Durchflußmessung nach dem Wirkdruckprinzip eingesetzt. Durch dynamische Überlastung, das heißt durch kurze, ein- und zweiseitig auftretende Druckspitzen, können die Silizium-Meßelemente zerstört werden. Gegenstand der vorliegenden Studienarbeit ist die Verbesserung des Überlastschutzes einer solchen Differenzdruckmeßzelle der Firma Endress + Hauser.

Den Schwerpunkt der Arbeit stellt die Formulierung eines akustischen Netzwerkmodells und dessen meßtechnische Überprüfung dar. Auf der Grundlage des Modells wird das Verhalten der Meßzelle für typische Belastungsfälle simuliert. Die Einflußfaktoren auf das Übertragungsverhalten werden bestimmt und bewertet. Unter Berücksichtigung der Regeln für den statischen Entwurf der Differenzdruckmeßzellen werden Konstruktionsregeln zur Optimierung des dynamischen Überlastverhaltens aufgestellt. Die aufgestellten Regeln werden schließlich in einem Konstruktionsvorschlag für eine vervollkommnete Variante der untersuchten Meßzelle umgesetzt. Dabei wurde die ursprüngliche Anordnung, bei der die Verbindungskanäle zum Meßelement hinter der Mittenmembran liegen, aufgegeben. Die alternative Anordnung, bei der die Verbindungskanäle zwischen Trennmembranen und Mittenmembran parallel zu den Verbindungskanälen zwischen Trennmembranen und Meßelement liegen, zeichnet sich dadurch aus, daß die Länge der Übertragungsstrecke zwischen Trennmembran und Meßelement deutlich verkürzt wird. Dadurch werden die für die unerwünschten Resonanzeffekte relevanten akustischen Massenträgheiten im Meßkammersystem reduziert.

Bei unverändertem Arbeitsfrequenzbereich läßt sich dadurch eine Verschiebung der Resonanzstellen in den Bereich höherer Frequenzen und eine deutliche Reduzierung der Resonanzüberhöhungen erreichen.

EMK-spezifische Daten:

Lagerort Dokument: Archiv EMK, Kontakt über Sekretariate,

Bibliotheks-Sigel: 17/24 EMKS 1366

Art der Arbeit: Studienarbeit

Beginn Datum: 06-05-1997

Ende Datum: 20-03-1998

Querverweis: 17/24 EMKS 1295, 17/24 EMKS 1326

Studiengang: Elektrotechnik (ET)

Vertiefungsrichtung: Elektromechanische Konstruktionen (Dipl.)

Abschluss: Diplom (EMK)