热式流量计及制造热式流量计的方法技术

本发明专利技术涉及热式流量计，包括具有金属的传感器壳体(1)的传感器，所述传感器壳体(1)包括具有侧向表面(15)和端面(16)的帽(2)，其中，所述传感器壳体(1)具有从所述端面(16)突出的至少第一销套(3a)和第二销套(3b)，其中，所述传感器壳体(1)具有处在所述两个销套中的第一销套(3a或3b)中的第一加热器(7)和处在所述两个销套中的第二销套(3a或3b)中的、用于确定介质温度的温度传感器(7')；其特征在于，所述帽(2)的所述端面(16)至少被划分成基部表面(13)和以一定角度(α)相对于所述基部表面倾斜的至少第一平坦表面(14、14')，其中，第二加热器(8、9)被布置在所述帽(2)的处在所述第一表面(14、14')的范围中的内壁上。

The method of thermal flowmeter and the manufacture of thermal flowmeter

The invention relates to a thermal flowmeter, including a sensor with a metal sensor shell (1), which includes a cap (2) having a lateral surface (15) and an end face (16), wherein the sensor housing (1) has at least a first pin (3a) and a second pin (3B) out of the end face (16), wherein the sensor is a sensor. A shell (1) has a first heater (7) in the first pin sleeve of the two pin (3a or 3b) and a temperature sensor (7') used to determine the temperature of the medium in the second pin (3a or 3b) of the two pin bushing (7'); its feature is that the end face (16) of the cap (2) is at least divided into a base surface (13) and certain. The angle (alpha) is at least the first flat surface (14, 14') inclined relative to the base surface, in which the second heaters (8, 9) are arranged on the inner wall of the cap (2) in the range of the first surface (14, 14').

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热式流量计及制造热式流量计的方法本专利技术涉及一种如权利要求1的前序部分所限定的热式流量测量装置，并且涉及一种具有管或管道和该热式流量测量装置的设备。具有带有两个销套的传感器壳体的热式流量测量装置是已知的。在这两个销套中的第一销套中布置有加热器，例如被加热的电阻温度计。在这两个销套中的第二销套中布置有用于确定介质的温度的温度传感器。温度传感器同样能够实施为可加热的电阻温度计，然而，其在作为温度传感器的工作状态下不被主动加热。借助这两个上述传感器元件，能够进行可靠的流量测量。另外从DE102013108099A1中得知一种热式流量测量装置。在这种情形中，描述了一种流动优化几何结构，该几何结构由于具体的回流区域和邻接的边界层而能够实现特别准确的流量测量。从上述现有技术出发，本专利技术的目的是提供一种热式流量测量装置，其中，作为对流量测量的补充，以流动优化方式提供另一功能。本专利技术通过如权利要求1所限定的热式流量测量装置来实现该目的。本专利技术的热式流量测量装置包括具有传感器壳体的传感器，该传感器壳体优选地由金属实现。传感器壳体优选适合于连接到插入式设备和/或管壁或管道壁。插入式设备能够是例如框架，上述的传感器壳体则被布置在所述框架的端部上。该框架然后穿过孔插入到管中，所述孔最常见的是关于重力场布置在管的最上面的点处。因此，传感器外壳的环境界限的壁部分地或完全地暴露于位于管内的被测量的介质流。作为插入式设备的替代，金属的传感器壳体还能够直接或借助于管状延伸部而固定地固定到管壁。然而，传感器壳体或中空体的安置类型在本专利技术的上下文中仅具有次要意义。传感器壳体包括帽。传感器壳体另外地包括至少两个销套。特别优选地是，销套还能够与帽相关联，因此是帽的一部分。帽包括端面，该端面被划分成多个段状区域。在这种情形中，端面包括至少一个基部区域。该基部区域能够实施成例如平坦的或圆化形的。传感器壳体的所述至少两个销套从基部区域突出并且在安装状态下优选地延伸到管或管道的内部中。销套能够实施为例如圆柱形或棱柱形。在第一销套中，尤其是在该销套的末端段中，布置有第一加热器，并且在第二销套中，尤其是在该销套的末端段中，布置有用于确定介质的温度的温度传感器。根据本专利技术，帽的端面包括第二区域，该第二区域以一定角度从基部区域倾斜并且是平坦的。在该第二区域上放置有第二加热器。这可以用于检测传感器漂移，或者与可选的第三加热器相结合，用于方向检测。这样，作为对流量测量的补充，在传感器壳体的流动优化几何形状中集成或可实现一个或多个其它功能。在该几何形状中，两个加热器仅仅在很小程度上产生防碍。有利特征是从属权利要求的主题。对于方向检测特别有利的是，帽的端面被至少划分成以一定角度相对于基部区域倾斜的第二平坦区域，其中，在帽的在第二区域的范围中的内表面上布置有第三加热器。有利地是，传感器壳体具有纵向轴线和第一剖切平面，该纵向轴线布置在该第一剖切平面上，其中，帽被构造成关于与第一剖切平面重合的第一对称平面镜像对称。这样，能够实现双向流动。传感器壳体有利地是包括第二剖切平面或限定该第二剖切平面，传感器壳体的纵向轴线布置在该第二剖切平面上。帽被构造成关于与上述第二剖切平面重合的第二对称平面镜像对称，其中，优选地是，第一剖切平面和第二剖切平面布置成相互垂直。在用于所谓的双向流量测量的对称构造的情形中，流量测量装置仅需要校准一个流动方向。传感器壳体有利地是包括剖切平面或限定该剖切平面，该剖切平面布置成垂直于传感器壳体的纵向轴线。第一倾斜区域和/或第二倾斜区域的角度优选以大于5°的角度，特别优选地是10°-70°的角度，更特别优选地是35°-55°的角度相对于该剖切平面倾斜。为了实现尽可能直接的热传递，帽有利地是至少在第一区域和/或第二区域的范围内具有小于0.5mm的壁厚。热式流量测量装置能够有利地具有评估单元，该评估单元被配备用于基于对第二加热器和/或第三加热器确定的与功率成比例的测量值来检测传感器漂移。评估单元能够包括例如具有数据库和计算单元的存储器单元。在传感器漂移的情形中，第一加热器的功率系数与第二加热器和/或第三加热器的功率系数之间的差值应超过预定的期望值。然后，显示器能够告知传感器漂移存在。比较算法同样在方向检测的情形中被应用，其中，在这种情形中，第二加热器的测量值以及第三加热器的测量值都被考虑在内。现在将解释热式流量测量装置的传感器壳体的其它有利实施例。为了流动引导，传感器壳体，特别是帽能够具有弓状部，该弓状部桥接在销套上方或架设在销套中。这样，实现了流量测量装置的转动角度敏感度减小。另一有利设备包括如前述权利要求中的一项所述的热式流量测量装置和管道或管，被测量的介质在第一流动方向上流过所述管道或管，其中，热式流量测量装置的传感器壳体被布置在该管道或管中，并且其中，热式流量测量装置具有评估系统，该评估系统被配备用于基于第二和第三加热器的测量值(例如功率系数)来记录在第一流动方向上和在与第一流动方向相反的第二流动方向上的被测量的介质的流量。评估单元能够例如由包含对应的期望值规范的计算单元形成。销套能够有利地具有另外的区段，该另外的区段优选地是过渡到基部区域中，该另外的区段具有侧向表面，该向侧表面绕纵向轴线具有最大间距d2。在截头圆锥形的侧向表面的情形中，最大间距对应于侧向表面的最大半径，其通常同时形成截头圆锥体的假想基部区域。该基部区域当然不存在，这是因为传感器壳体的该套是中空的，使得热式流量测量装置的组件中的温度传感器能够经由中空体和销套的末端开口而引入到销套中并且能够被引导至或拧入第一区段中。这种阶梯式布置结构使得销套的振动敏感度较低。为了使各个传感器元件特别良好地热分离并且还产生很小的湍流，第一区段的最大内径有利地是小于或等于4mm，优选地是小于或等于3mm。有利地是，销套中的每个销套至少在末端区段中具有小于0.5mm，优选地是在0.1-0.4mm之间的壁厚。该小的壁厚能够非常直接且快速地将热传递给被测量的介质。这样，实现了在被测量的介质的流速改变的情形中快速的传感器响应时间。但是，薄的销套降低了作为整体的销套和传感器壳体的本征频率。然而，这能够有利地通过本专利技术的销套的阶梯形状来补偿。关于这一点，销套有利地由多个区段构成，因此包括例如第一末端区段，在该第一末端区段中布置有加热器或用于确定介质的温度的温度传感器。第一区段能够有利地具有圆柱形和/或圆锥形的外表面。加热器的连接优选可以借助于铜桥进行，诸如例如在DE102008015359A1中所描述的那样。此外，能够提供销套的另一区段。销套的该另一区段能够具有截头圆锥形的侧向表面。朝向中空体布置的该区段的圆锥形实施例提高了销套的本征频率。帽的壁厚在不同的区域中(因此例如，在端面、具有第二和第三加热器的表面以及销套中)变化小于0.1mm、优选地是小于0.05mm。这样，获得了尽可能均匀的热分布。为了压力稳定性和化学稳定性，传感器壳体有利地由钢、哈氏合金和/或钛构成。帽能够实施为单件，并且销套能够与帽的端面无接缝地连接在一起，特别是无焊缝地连接在一起。术语无接缝在本专利技术的上下文中是指既没有焊缝也没有粘合剂缝或焊料缝或钎焊缝存在作为销套和中空体之间的连接。在焊接销套的情形中，热传递会随着温度而变化，这在温度变化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热式流量测量装置，所述热式流量测量装置包括具有金属的传感器壳体(1)的传感器，所述传感器壳体(1)包括帽(2)，所述帽(2)具有侧向表面(15)和端面(16)，其中，所述传感器壳体(1)具有从所述端面(16)开始突出的至少第一销套(3a)和第二销套(3b)，其中，所述传感器壳体(1)具有在所述两个销套中的第一销套(3a或3b)中的第一加热器(7)和用于确定介质的温度的、处在所述两个销套中的第二销套(3a或3b)中的温度传感器(7')；其特征在于，所述帽(2)的所述端面(16)至少被划分成基部区域(13)和以一定角度(α)相对于所述基部区域倾斜的至少第一平坦区域(14、14')，其中，第二加热器(8、9)被布置在所述帽(2)的处在所述第一区域(14、14')的范围中的内表面上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.23 DE 102015118126.61.一种热式流量测量装置，所述热式流量测量装置包括具有金属的传感器壳体(1)的传感器，所述传感器壳体(1)包括帽(2)，所述帽(2)具有侧向表面(15)和端面(16)，其中，所述传感器壳体(1)具有从所述端面(16)开始突出的至少第一销套(3a)和第二销套(3b)，其中，所述传感器壳体(1)具有在所述两个销套中的第一销套(3a或3b)中的第一加热器(7)和用于确定介质的温度的、处在所述两个销套中的第二销套(3a或3b)中的温度传感器(7')；其特征在于，所述帽(2)的所述端面(16)至少被划分成基部区域(13)和以一定角度(α)相对于所述基部区域倾斜的至少第一平坦区域(14、14')，其中，第二加热器(8、9)被布置在所述帽(2)的处在所述第一区域(14、14')的范围中的内表面上。2.如权利要求1所述的热式流量测量装置，其特征在于，所述帽(2)的所述端面(16)至少被划分成以一定角度(α)相对于所述基部区域倾斜的第二平坦区域(14、14')，其中，第三加热器(8、9)被布置在所述帽(2)的处在所述第二区域(14、14')的范围中的内表面上。3.如权利要求1或2所述的热式流量测量装置，其特征在于，所述传感器壳体(1)具有纵向轴线(A)和第一剖切平面，所述纵向轴线(A)被布置在所述第一剖切平面上，其中，所述帽被构造成关于与所述第一剖切平面重合的第一对称平面镜像对称。4.如权利要求1或2所述的热式流量测量装置，其特征在于，所述传感器壳体(1)具有布置在所述纵向轴线(A)上的第二剖切平面，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：汉诺·舒尔特海斯，亚历山大·格林，阿克塞尔·普福，
申请(专利权)人：恩德斯豪斯流量技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH