專利名稱：流量傳感器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于測量氣體或液體介質的流量的流量傳感器，它具有一個傳感器殼體，在該殼體中在入口通道和出口通道之間延伸一個流動通道，它具有一個主通道和一個平行于主通道接通的測量通道，其中在主通道中布置有至少一個主通道節流位置并且測量通道具有一個用于測量流量的傳感器元件。
背景技術：
這種流量傳感器以多種實施方式公開并且通常被稱為流量計。在入口通道和出口通道之間布置在流動通道中的傳感器元件可以通過流量傳感器通過物理量的測量確定介質的質量流。由US 6，826，966 Bl公開了一種開始所述的流量傳感器，它在主通道中具有一個節流位置。在主通道中的節流位置擴大了在主通道中的流動速度并且此外根據它的橫截面在主通道中產生一個壓力改變。另一種用于測量流體的流量的裝置由CH 696 006 A5公開。它具有一個主通道和一個副通道，它們共同構成流動通道。構成主通道的旁路的副通道具有一個相對主通道較小的橫截面。作為測量通道，在副通道中布置有一個用于測量流量的傳感器元件。在已知的測量通道和主通道的橫截面的情況下可以由在測量通道中測量的質量流確定主通道中的質量流。由此得出通過流量傳感器的流動通道的總流量。副通道借助于一個作為節流位置起作用的隔板分成兩個互相連接的段。在在介質的流動方向上位于節流位置之前的第一段中出現層狀的流動，在位于節流位置之后的第二段中存在紊亂的流動效應。為了準確的測量，傳感器元件配屬于第一段。節流位置是流量傳感器中的一個區域，在該區域處流動通道的流動橫截面變細， 這樣介質的流動在這個位置被節流。節流位置對抗介質一個相比流動通道的其它位置提高的阻力。在前述的現有技術下可以作為缺點看出，主通道和副通道(測量通道)的流動阻力依賴于流量并且流量的分配比例是依賴壓力和溫度的。這在前面提及的現有技術下由此解釋，流動通道只有一個節流位置，它或者布置在主通道中，或者在測量通道中。其它特殊的流量傳感器實施方式例如由文獻US 4，800，754，EP 0 552 916， EP 0 829 793，EP 1 091 195，EP 1 256 786，US 7,107 834，US 3,851,526，US 4，450，718以及EP 0 558 834作為現有技術公開。其中公開的流量傳感器具有各一個主通道和一個副通道，它們包括一個或多個流動分支。為了獲得在流動分支中的層狀的流動在主通道和/或副通道(測量通道)中設有部分節流位置。
發明內容
本發明的任務在于，建議一種此類的流量傳感器，其中流量的分配比例盡可能不依賴于壓力和溫度。此外強烈的紊流應該在主通道中，而不逾越傳感器元件的測量區域。該任務根據本發明通過一種具有權利要求1特征的流量傳感器解決。其它有利的設計方案由從屬權利要求得出。在根據本發明的流量傳感器中，主通道節流位置在入口通道和/或出口通道和主通道之間具有至少一個通口。在此該通口在在節流位置上設置一個單個的通口的情況下理想地這樣設計，即主通道的流動阻力盡可能對應測量通道的流動阻力。通過通口的橫截面的變化可以在必要的情況下改變主通道的通流量與測量通道的通流量的分配比例。為了改變分配比例優選不擴大通口的通流橫截面，而是為了減小在主通道中的流動阻力在節流位置中引入至少一個附加的通口代替它。以這種方式可以實現通過主通道的高的通流率，而不強烈影響通過測量通道的通流率。由此在通過流量傳感器傳導的介質的高的壓力和高的流量的情況下防止在主通道中的強烈的紊流效應，它可能干擾地影響測量通道并導致，傳感器元件的測量結果或多或少地錯誤或者甚至有時超出流量傳感器的測量范圍。在本發明的一種優選的實施方式中，在多個設置在主通道節流位置上的通口的情況下，它們設計成相同的并且在介質的流動方向上互相平行地延伸。通過在主通道的節流位置上增加多個這樣的通口可以隨意調整主通道和測量通道之間的通流率的分配比例。因為所有的通口是相同尺寸的，它們對流動的介質構成相同的流動阻力，它們也相應地展現出同樣的壓力、溫度和流動性能，這樣關于主通道和測量通道的分配比例不被這些參數影響。在節流位置上設有多于一個通口的主通道總是具有相對測量通道更小的流動阻力。在根據本發明的流量傳感器的一種有利的實施方式中，主通道分為至少兩個平行于測量通道接通的主通道分支，其中主通道分支的數量決定通過主通道的質量流。此時優選至少一個主通道分支具有至少一個主通道節流位置。通過主通道的質量流特別是可以不影響通過測量通道的質量流地通過主通道分支的數量的變化簡單地匹配不同的介質，不同的流動速度或不同的介質輸送壓力。在本發明的一種有利的變型方案中，主通道或者說主通道分支在輸入側和/或輸出側具有一個主通道節流位置。由此可靠地防止在主通道中的紊流流動，它可能干擾地影響在測量通道中的層狀流動。這可靠地減小了在主通道中的紊流，方法是產生一個盡可能層狀的介質流動。在在主通道和測量通道的輸入側和輸出側分別設置節流位置的情況下， 有效地排除了流動的互相影響。優選地在一種實施方式中，測量通道在輸入側和輸出側具有一個測量通道節流位置。該測量通道節流位置以同樣的方式影響測量通道，如至少一個的主通道節流位置影響主通道那樣。它保證在主通道中的無干擾的層狀流動。輸入和輸出側的測量通道節流位置已經證實是特別有利的，特別是當主通道只具有一個單個的主通道節流位置時。在根據本發明的流量傳感器的一種有利的改型方案中，該測量通道節流位置具有一個流通部(Durchlauf)，它對應主通道節流位置的通口設計。它理想地平行于至少一個的主通道節流位置的至少一個的通口延伸。這一方面保證，通過相同的尺寸，所有在測量通道和主通道中的流動阻力具有同樣的壓力、溫度和流動性能，這樣通過主通道和測量通道的質量流的分配比例不受這些參數的改變的影響。此外這使得所有節流位置的成本經濟的生產成為可能。為了通過增加或者說降低到至少一個的主通道節流位置的通口使根據本發明的流量傳感器的流量范圍靈活地可校正，主通道節流位置優選具有多個通口，它們或者在還沒有組裝的流量傳感器的情況下可以牢固封閉，或者在組裝好的流量傳感器的情況下可以手動或自動關閉和/或打開。為此傳感器殼體具有一個用于封閉和/或打開主通道節流位置的至少一個的通口的操作裝置。利用該操作裝置可以手動設置通口的關閉元件或者借助于一個電機的執行器影響。通過影響主通道節流位置的起作用的通口的數量的可能性，根據本發明的流量傳感器可以在安裝后簡單地匹配介質的不同的流動率。此外由此可以在流量傳感器的加工時降低鑒于不同大小的通流量的變型的數量。本發明的兩種實施方式被視為對根據本發明的流量傳感器的加工和功能是有利的，其中主通道和測量通道或者在一個平面內，或者在不同的平面內互相面對面地布置在傳感器殼體中。如果流量傳感器模塊化地構成并且主通道和副通道構造在傳感器殼體的總體的中心部分中，那么這是特別適宜的。在此傳感器殼體的入口通道和/或出口通道可以布置在主通道和/或測量通道的平面內，或者布置在傳感器殼體的另一個平面內。優選一種實施方式，其中主通道和/或測量通道不布置在由入口通道和出口通道確定的平面內。 這結合傳感器殼體的流動通道以及入口和出口通道的簡單幾何形狀使應用簡單的用于成本經濟地生產流量傳感器的加工方法成為可能。在根據本發明的流量傳感器的一種偏愛的設計方案中，傳感器殼體設計成多件式的。它具有一個第一傳感器殼體部分和至少一個第二傳感器殼體部分，在它們之間構成主通道和/或測量通道。此時主通道或測量通道設計成在第一和/或第二或者另外的傳感器殼體部分中的凹部。在這種情況下傳感器殼體部分優選具有主通道節流位置和/或測量通道節流位置，它們在組裝好的傳感器殼體部分的情況下橫向于主通道及測量通道延伸。在此帶有至少一個主通道節流位置和/或至少一個測量通道節流位置的傳感器殼體部分可以設置作為附加于構成主通道和/或測量通道的傳感器殼體部分的傳感器殼體部分。在帶有主通道節流位置和/或測量通道節流位置的傳感器殼體部分上布置流動通道的入口通道和/或出口通道，看起來是特別適宜的。通過傳感器殼體的模塊化結構可以通過一定的預加工的傳感器殼體部分的組合快速和簡單地實現不同的流量傳感器。傳感器殼體部分利用通常的，專業人員已知的方法互相固定并且彼此密封。與設置的傳感器元件連接的導線以傳統的方式流體密封地從傳感器殼體中引出。優選主通道和測量通道的凹部，流動通道的入口通道和出口通道和主通道節流位置以及測量通道節流位置一起布置在第一傳感器殼體部分中，此時至少一個第二傳感器殼體部分設計成帶有或者不帶凹部的平的對應托架。例如一個彎曲剛性的電路板可以用作為平的對應托架，它直接支撐傳感器元件。連接導線可以在這種情況下由導體帶在電路板上構成。至少具有第一殼體部分的大小的電路板可以與第一殼體部分螺栓連接，其中為了相對殼體部分密封，應用了通常的，專業人員信任的密封方法。第一傳感器殼體部分構成模塊化的傳感器殼體的中心傳感器殼體部分。對于這個第一傳感器殼體部分，節流位置將主通道的至少一個凹部和測量通道凹部與傳感器殼體的入口通道或者說出口通道連接起來。從傳感器殼體的這些凹部出發可以通過增加或關閉簡單地改變在入口通道或者說出口通道和主通道以及測量通道之間的節流位置的通口或者說流通部的數量。如果需要，通口或者說流通部的橫截面同樣可以事后毫無問題地改變。由此在主通道和測量通道之間的質量流的分配比例可以分級地匹配，以改變流量傳感器的測量范圍。
接下來本發明借助兩個在圖中示出的實施例詳細說明。本發明其它的特征由下面的本發明的相應實施例的說明結合權利要求和附圖給出。本發明的單個的特征或者可以單獨地，或者更多在本發明的不同的實施方式中實現。圖中示出
圖1在透視圖中示出了根據本發明的流量傳感器的中心傳感器殼體部分的第一實施方式；
圖2在兩個透視圖(圖h，2b)中示出了根據本發明的流量傳感器的中心傳感器殼體部分的第二實施方式；
圖3在俯視圖和側視圖(圖3a，3b)中示出了圖1中的第一中心傳感器殼體部分； 圖4是根據圖3的第一中心傳感器殼體部分沿著截面線A-A (圖如)和B-B (圖4b)的兩個截面圖5在從上面和下面的視圖以及側視圖(圖fe，5b，5c)中示出了圖2中的第二中心傳感器殼體部分；以及
圖6是根據圖5的第二中心傳感器殼體部分沿著截面線A-A (圖6a)和B-B (圖6b)的兩個截面圖；以及
圖7是第三中心殼體部分的截面圖，帶有附加的用于連接閥門的導線通道。
具體實施例方式圖1，2a，2b示出了一種根據本發明的用于測量氣體的或者液體的介質的流量的流量傳感器的傳感器殼體的中心傳感器殼體部分1，1’的兩種實施方式。傳感器殼體部分 1，1’分別具有一個主通道2和一個平行于主通道2接通的測量通道3。對在圖1中示出的傳感器殼體部分1來說，主通道2和測量通道3布置在傳感器殼體部分1的一個共同的平面內。對在圖h，2b中示出的第二傳感器殼體部分1’來說，主通道2和測量通道3布置在傳感器殼體部分1’的不同的平面內。對在圖1中示出的傳感器殼體部分1來說，主通道2分成兩個主通道分支4，4’， 對在圖h，2b中示出的傳感器殼體部分1’來說，沒有設置主通道2的分支。對傳感器殼體部分1來說，主通道分支4，4’在測量通道3的兩側對稱于測量通道3布置。兩個主通道分支4，4’在此作為凹部5，5’并且測量通道3作為凹部6構造在傳感器殼體部分1的第一平側面7上。相反在圖2中示出的傳感器殼體部分1’在第一平側面7上只具有一個凹部6 作為測量通道3 (圖加)。主通道2布置在傳感器殼體部分1’的位于第一平側面7對面的第二平側面8上并在那里作為凹部9引入(圖2b)。為了構成在圓周方向封閉的測量通道3和主通道分支4，4’或者說相應地封閉的主通道2，在在圖1，2中示出的根據本發明的流量傳感器的實施例中，分別設有配屬平側面 7,8的另外的在圖中未示出的傳感器殼體部分。該傳感器殼體部分完全覆蓋傳感器殼體部分1或者說1’的平側面7，8。它們優選設計成板形的平的傳感器殼體部分，它們構成一個對應托架，并且具有對應傳感器殼體部分1，1’的四個孔10布置和制作的孔。傳感器殼體部分1，1’和在圖中未示出的傳感器殼體部分，在它們之間構成主通道2或者說測量通道3， 可以這樣以簡單的方式流體密封地互相螺栓連接。此外測量通道3的凹部6大約在中心具有一個加寬部12，在它上面布置有一個同樣未在圖中示出的用于測量流量的傳感器元件。朝該傳感器元件設有一個通道13，與傳感器元件連接的連接導線可以通過該通道流體密封地引出。該連接導線可以作為電線或者平的導體電薄密封地引出。所有的傳感器殼體的傳感器殼體部分優選由鋁生產并且具有簡單的幾何形狀。它們可以利用簡單的加工方法簡單地生產和加工。圖3a和5a，恥在視圖中示出了傳感器殼體部分1，1’的平側面7或8及測量通道 3和主通道2或主通道分支4，4’。如由配屬的圖3b和5c可以看出，中心的傳感器殼體部分1或中心的傳感器殼體部分1’在側視圖中描繪，在中心平面14中除了通道13，還與它隔開距離在通道13的不同的側面分別布置有一個入口通道15和一個出口通道16。在入口通道15和出口通道16之間延伸一個流動通道，它由主通道2和平行于主通道2接通的測量通道3構成。可以明顯看出四個各帶有七個通口 19的主通道節流位置17和兩個各帶有一個流通部20的測量通道節流位置18，它們在具有入口通道15或出口通道16的中心層14 和測量通道3以及主通道2的主通道分支4，4’的輸入側和輸出側的平側面7或者8之間延伸。在圖4a，4b和6a，m3中的傳感器殼體部分1，1，的橫截面圖示出了入口通道15和出口通道16的走向。它們橫向于主通道2或者說主通道分支4，4’和測量通道3延伸。它在橫向完全覆蓋(untergreifen)通道2，3。在入口通道15以及出口通道16和主通道2的凹部5，9之間在主通道2的輸入側和輸出側上分別布置一個主通道節流位置17。此外在入口通道15以及出口通道16和測量通道的凹部6之間在測量通道3的輸入側和輸出側設置一個測量通道節流位置18。主通道節流位置17分別具有七個通口 19，它們在長度和直徑上設計成相同的。通口 19對應圖^，4b，6a，6b在介質的流動方向上互相平行地布置并且與入口通道15、出口通道16和主通道2或者說測量通道3的凹部5，6，9成直角地延伸。 測量通道節流位置19相反只各具有一個流通部20，它平行于通口 19延伸。流通部20在長度和它的直徑上對應主通道節流位置17的通口 19構造。圖7示出了在圖6中示出的中心殼體部分1’作為殼體部分1’’的變型。該殼體部分1’’與殼體部分1’由于兩個附加的導線通道22，23不同，它們從殼體部分1’’的橫側面對成直角地互相平行地延伸離開并且穿到從殼體部分1’’的與出口通道16—樣的縱側面21’出發的流入通道25中。流入通道25通到下游布置的第一導線通道22中，它在殼體部分1，，的橫側面M上具有一個出口 26。在相應的橫側面M上具有一個入口 27的第二導線通道23，通到在殼體部分1’，的縱側面21上結束的入口通道15中。在橫側面M上， 一個在圖中未示出的閥可以與導線通道22，23的出口沈和入口 27連接。第一導線通道22 下游的第二導線通道23，直接與在這個圖中未能看出的測量通道的輸入側的流通部20連接并且通過入口通道15與在這個圖中未能看出的主通道的輸入側的通口 19連接。
權利要求
1.用于測量氣體或液體介質的流量的流量傳感器，它具有傳感器殼體，在該殼體中在入口通道(15)和出口通道(16)之間延伸流動通道，它具有主通道(2)和平行于主通道(2) 接通的測量通道(3)，其中在主通道(2)中布置有至少一個主通道節流位置(17)并且測量通道(3)具有用于測量流量的傳感器元件，其特征在于，所述主通道節流位置(17)具有至少一個在入口通道(15)和/或出口通道(16)和主通道(2)之間的通口(19)。
2.根據權利要求1所述的流量傳感器，其特征在于，在多個設置在主通道節流位置 (17)上的通口(19)的情況下，它們設計成相同的并且在流動方向上互相平行地延伸。
3.根據權利要求1或2所述的流量傳感器，其特征在于，所述主通道(2)分成至少兩個平行于測量通道(3)接通的主通道分支(4，4’)，其中至少一個主通道分支(4，4’)具有主通道節流位置(17)。
4.根據前述權利要求中任一項所述的流量傳感器，其特征在于，所述主通道(2)在輸入側和輸出側具有各主通道節流位置(17)。
5.根據前述權利要求中任一項所述的流量傳感器，其特征在于，所述測量通道(3)在輸入側和/或輸出側具有測量通道節流位置(18)。
6.根據權利要求5所述的流量傳感器，其特征在于，所述測量通道節流位置(18)具有流通部(20 )，它對應主通道節流位置(17 )的通口( 19 )設計。
7.根據前述權利要求中任一項所述的流量傳感器，其特征在于，所述主通道節流位置具有多個通口( 19)，并且傳感器殼體具有用于關閉和/或打開主通道節流位置(17)的至少一個通口(19)的操作裝置。
8.根據前述權利要求中任一項所述的流量傳感器，其特征在于，所述入口通道(15)和 /或出口通道(16)布置在不同于主通道(2)和/或測量通道(3)的平面內，與主通道(2)和測量通道(3)布置在傳感器殼體中的一個平面內還是主通道(2)和測量通道(3)布置在傳感器殼體中的不同的平面內無關。
9.根據前述權利要求中任一項所述的流量傳感器，其特征在于，所述傳感器殼體具有一個第一傳感器殼體部分(1，1’，1’ ’)和至少一個第二傳感器殼體部分，在它們之間構成主通道(2 )和/或測量通道(3 )，其中主通道(2 )和測量通道(3 )設計成在第一和/或第二或者另外的傳感器殼體部分中的凹部(5，6，9)。
10.根據權利要求9所述的流量傳感器，其特征在于，傳感器殼體部分(1，1’，1’’)具有主通道節流位置(17)和/或測量通道節流位置(18)，它們在組裝好傳感器殼體部分的情況下橫向于主通道(2)和測量通道(3)延伸。
11.根據權利要求10所述的流量傳感器，其特征在于，所述具有所述至少一個主通道節流位置(17)和/或所述至少一個測量通道節流位置(18)的傳感器殼體部分(1，1’，1 ’ ’) 設置為構成主通道(2)和/或測量通道(3)的傳感器殼體部分的附加的傳感器殼體部分。
12.根據權利要求10或11所述的流量傳感器，其特征在于，在所述具有主通道節流位置(17)和/或測量通道節流位置(18)的傳感器殼體部分(1，1’，1’ ’)上布置有流動通道的入口通道(15)和/或出口通道(16)。
13.根據前述權利要求9至12中任意一項所述的流量傳感器，其特征在于，所述主通道(2)和測量通道(3)的凹部(5，6，9)，流動通道的入口通道(15)和出口通道(16)以及主通道節流位置(17 )和測量通道節流位置(18 ) —起布置在第一傳感器殼體部分(1，1’，1 ’ ’)上并且至少第二的傳感器殼體部分設計成平的對應托架。
全文摘要
本發明涉及一種用于測量氣體或液體介質的流量的流量傳感器，它具有傳感器殼體，在該殼體中在入口通道(15)和出口通道(16)之間延伸流動通道，它具有主通道(2)和平行于主通道(2)接通的測量通道(3)。在此主通道(2)具有至少一個主通道節流位置(17)并且測量通道(3)具有一個用于測量流量的傳感器元件。本發明建議，在測量通道(3)中在輸入和/或輸出側布置一個測量通道節流位置(18)，其中主通道節流位置(17)具有至少一個通口(19)并且測量通道節流位置(18)具有出口(20)，它們設計成相同的并且在流動方向上互相平行地延伸。
文檔編號G01F1/00GK102466499SQ20111036777
公開日2012年5月23日 申請日期2011年11月18日 優先權日2010年11月18日
發明者比爾吉 S., 韋拉特 T. 申請人:阿克塞特里斯股份公司