DE102007023840A1 - Thermischer Massendurchflussmesser und Verfahren zu dessen Betrieb - Google Patents

Thermischer Massendurchflussmesser und Verfahren zu dessen Betrieb Download PDF

Info

Publication number
DE102007023840A1
DE102007023840A1 DE102007023840A DE102007023840A DE102007023840A1 DE 102007023840 A1 DE102007023840 A1 DE 102007023840A1 DE 102007023840 A DE102007023840 A DE 102007023840A DE 102007023840 A DE102007023840 A DE 102007023840A DE 102007023840 A1 DE102007023840 A1 DE 102007023840A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
flow
heated
measuring
flow direction
measuring element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102007023840A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102007023840B4 (de
Inventor
Daniel Dr. Schrag
Detlef Dipl.-Phys. Pape
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB AG Germany
Original Assignee
ABB AG Germany
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ABB AG Germany filed Critical ABB AG Germany
Priority to DE102007023840A priority Critical patent/DE102007023840B4/de
Priority to US12/153,515 priority patent/US7644612B2/en
Priority to CN2008101005454A priority patent/CN101311686B/zh
Publication of DE102007023840A1 publication Critical patent/DE102007023840A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102007023840B4 publication Critical patent/DE102007023840B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/704Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow using marked regions or existing inhomogeneities within the fluid stream, e.g. statistically occurring variations in a fluid parameter
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/68Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
    • G01F1/696Circuits therefor, e.g. constant-current flow meters

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen thermischen Massendurchflussmesser zur Bestimmung eines Materialflusses durch ein Gefäß. Der Massendurchflussmesser weist mindestens zwei Messelemente auf, die in ein Gefäß mit strömendem Medium eingetaucht sind, wobei eines der Messelemente beheizt ist. Es wird vorgeschlagen, dass in Strömungsrichtung des Mediums zumindest zeitweise das beheizte Messelement vor dem nichtbeheizten Messelement und zeitweise das nichtbeheizte Messelement vor dem beheizten Messelement angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen thermischen Massendurchflussmesser zur Bestimmung eines Materialflusses durch ein Gefäß sowie ein Verfahren zu dessen Betrieb.
  • Derartige Massendurchflussmesser sind seit langem bekannt. Das Messprinzip thermischer Massendurchflussmesser beruht auf der Abkühlung eines auf einen Halter montierten Heizelements, wenn dieses in ein strömendes Fluid eingetaucht wird. Die Strömung, welche über die Oberfläche des Heizelements strömt, nimmt Wärme von dieser auf und kühlt das Heizelement hierdurch ab. Der Aufbau und das Verhalten sind in 4 prinzipiell dargestellt. Die Menge an Wärme, die die Strömung aufnimmt, hängt dabei von der Temperaturdifferenz zwischen Oberfläche und Fluid sowie der Strömung selber ab. Sie kann durch eine Funktion q . = α(TO – TF)beschrieben werden, mit
  • q .:
    abgeführte Wärmemenge,
    (TO – TF):
    Temperaturdifferenz und
    α:
    Proportionalitätskonstante.
  • Die Proportionalitätskonstante α ist dabei direkt von der Strömung abhängig und ist eine Funktion der Massenstromdichte über das Heizelement α = f(ρν) ~ √ρν. Ist nun die Temperaturdifferenz zwischen Oberfläche und Fluid sowie die Heizleistung, die zum Erzeugen dieser Temperaturdifferenz nötig ist, bekannt, so kann hieraus somit der Massenstrom über das Heizelement bestimmt werden.
  • Für die praktische Durchführung solch einer thermischen Massendurchflussmessung werden daher wie in 5 dargestellt nun zwei Temperaturfühler in die Strömung gebracht, von welchen einer geheizt wird und für die Durchflussmessung verwendet wird. Der zweite Temperaturfühler dient zur Messung der Fluidtemperatur TF.
  • Die Messung erfolgt dabei allgemein rein statisch mit einer konstanten Heizleistung oder einer konstanten Temperaturdifferenz zwischen Heizer und Strömung. Es könnte hierbei aber auch ein gepulster Betrieb erfolgen, welcher mit etwas höherem Aufwand ausgewertet wird.
  • Eine Besonderheit an dieser thermischen Massendurchflussmessung ist die geringe Richtungsempfindlichkeit des Sensors. Die Kühlwirkung der Strömung auf den Sensor wird in erster Näherung durch den Betrag der Strömungsgeschwindigkeit bestimmt und nicht durch deren Richtung, so dass diese nur einen geringen Einfluss auf das Messsignal hat. Die Anströmung des Sensors kann somit aus jeglicher Richtung erfolgen. Dies führt nur zu einer leichten Veränderung des Messsignals und zu entsprechenden kleinen Messfehlern. Dies hat den Vorteil, dass die Sensoren nicht so empfindlich auf Abweichungen von einer senkrechten Anströmung reagieren, wie sie z. B. durch Einbautoleranzen hervorgerufen wird. Zudem werden thermische Durchflusssensoren daher auch noch häufig möglichst symmetrisch aufgebaut, um solche Messfehler weiter zu reduzieren.
  • Von Nachteil ist dabei aber, dass daher mit einem einfachen thermischen Sensor nicht zwischen Vorwärts- und Rückwärtsströmungen in einem Rohr unterschieden werden kann. Im Prozess entstehen aber häufig durch äussere Einflüsse und die verschiedenen Komponenten im System Fluktuationen in der Strömung, so dass die Strömung nicht immer nur in einer Richtung am Sensor vorbeiströmt sondern auch Rückströmungen auftreten können. Dies geschieht vor allem bei niedrigen Strömungen. Da der Sensor unabhängig von der Strömungsrichtung diese Strömung registriert, wird auch die Rückströmung positiv gezählt, was zu grossen Fehlmessungen bei kleinen Flüssen und zu der Anzeige einer Strömung bei Nulldurchfluss führen kann. Eine Richtungserkennung der Strömung ist daher erforderlich, um solche Fehlmessungen zu vermeiden.
  • Auch sind die Sensoren in der Regel in eine Vorzugsrichtung kalibriert. Sie zeigen dann bei einem um 180° versetzten Einbau zwar trotzdem näherungsweise korrekte Werte an, so dass der falsche Einbau nicht sofort an einem sehr ungewöhnlichen Durchflusssignal erkannt werden kann. Die durch die falsche Einbaulage entstehenden Messfehler sind deutlich höher als bei einer richtigen Einbauorientierung. Auch hier ist eine Richtungserkennung von Vorteil um bei einer falschen Einbaulage sofort eine entsprechende Fehlermeldung zu erzeugen.
  • Aus der DE 33 04 710 A1 ist bekannt, zur Richtungserkennung das Verhalten des Strömungssignals insbesondere nahe des Nulldurchgangs zu analysieren und hieraus einen Vorzeichenwechsel abzuleiten. Vorraussetzung für dieses Verfahren ist jedoch, dass Informationen über die Art der Anwendung, in der der Sensor eingesetzt ist, vorhanden sind, um ein entsprechendes Modell hierzu bilden zu können. Für einen universellen Durchflussmesser ist dies daher nur sehr schwierig zu realisieren. Auch sind in vielen Anwendungen die Sensoren nicht untereinander vernetzt, so dass keine weiteren Informationen vorliegen. Eine falsche Einbaulage kann hiermit auch nicht erkannt werden.
  • Ähnlich wird auch in den DE 34 17 051 C2 , DE 102 18 117 B4 , DE 31 35 794 A1 und DE 10 2004 039 543 A1 ebenfalls eine zusätzliche externe Information über den Pulsationserzeuger, hier eines Verbrennungsmotors, verwendet, um die Durchflussmessung mit der Pulsation zu synchronisieren und so Fehlmessungen zu vermeiden. Die Nachteile sind mit denen der vorgenannten DE 33 04 710 A1 vergleichbar.
  • Um unabhängig von zusätzlichen äusseren Informationen die Strömungsrichtung zu erkennen, werden daher in EP 1 396 709 A1 zwei strömungsempfindliche Heizelemente in einem speziellen Gehäuse in der Strömung angeordnet. Dieses Gehäuse ist so gestaltet, dass abhängig von der Strömungsrichtung entweder der eine oder der andere Heizer stärker von der Strömung umspült wird und somit der eine oder der andere Sensor stärker gekühlt wird.
  • Mit diesem Verfahren ist eine unabhängige Strömungsrichtungserkennung möglich. Das zusätzliche Gehäuse und der zusätzliche Sensor bedeuten aber einen deutlich höheren Aufwand für die Herstellung und den Betrieb des Sensors.
  • In vergleichbare Richtung funktioniert der Vorschlag gemäss EP 1 291 622 A2 bei der nur ein strömungsempfindlicher Sensor verwendet wird. Dieser befindet sich aber in einem Kanal innerhalb eines speziellen Sensorgehäuse, wobei dieser Kanal eine Einlassöffnung in Richtung der Einlaufströmung hat und einen Auslass, welcher seitlich das Gehäuse verlässt, so dass eine Strömung in dem Kanal durch den Staudruck am Kanaleinlass hervorgerufen wird und der Sensor somit nur empfindlich gegenüber Strömung in einer Richtung ist.
  • Auch in DE 10 2005 019 614 A1 wird durch ein geeignetes Gehäuse die pulsierende Strömung zum Sensor hin gedämpft und teilweise unterdrückt. Aber auch für diese Verfahren wird der Sensor durch das erforderliche Gehäuse recht aufwendig.
  • Im Vergleich zu den oben beschriebenen thermischen Massendurchflussmessern, bei denen die Abkühlung des Heizers als Messeffekt verwendet wird, wird bei den kalorimetrischen thermischen Massendurchflussmessern die Durchflussrichtung automatisch mitbestimmt, wie in EP 1 310 775 A1 , WO 2004/018976 A3 und EP 1 452 838 A2 gezeigt. Bei den kalorimetrischen Massendurchflussmessern wird im Gegensatz zu dem oben beschriebenen Prinzip nicht die Abkühlung des Heizers gemessen, sondern es befinden sich zwei Temperaturfühler in unmittelbarer Nähe des Heizers, einer stromauf und einer stromab vom Heizer. Bei einer Strömung wird die Wärme des Heizers durch die Strömung zu dem stromabgelegenen Sensor transportiert und dieser registriert eine höhere Temperatur. Aus dem Temperaturunterschied zwischen stromauf- und stromabgelegenem Sensor kann dann die Strömungsgeschwindigkeit bestimmt werden. Ändert sich die Strömungsrichtung der Strömung so kehrt sich das Vorzeichen der Temperaturdifferenz entsprechend um und die Strömungsrichtung kann hieraus detektiert werden.
  • Dieses Messprinzip ist aber auf Strömungen mit niedriger Reynolds-Zahl, d. h. vorwiegend auf laminare Strömungen, beschränkt, da durch die Turbulenz in der Strömung die Wärme in der Strömung stark verteilt wird und der Messeffekt durch den Transport der Wärme in eine Richtung stark reduziert bis vollständig überdeckt wird. Daher können nur langsame Strömungen in engen Kanälen gemessen werden können. Für höhere Fluiddurchsätze nimmt die Empfindlichkeit ab und es können hier nur entsprechende Bypass-Lösungen eingesetzt werden. Auch werden diese Sensoren in der Regel mit einer geringen thermischen Masse hergestelt, um schnell und empfindlich auf die Strömung reagieren zu können, so dass sie entsprechend klein und filigran aufgebaut werden. Sie sind dadurch dementsprechend empfindlich gegenüber äusseren mechanischen Einflüssen. Für das Anwendungsgebiet der oben beschriebenen Sensoren für grosse Massenströme und auch unter harten Umgebungsbedingungen sind sie daher nicht geeignet und können im Allgemeinen nicht als Alternative verwendet werden.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den bekannten thermischen Massendurchflussmessers zur einfachen und sicheren Erkennung der Strömungsrichtung zu ertüchtigen.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe konstruktiv mit den Mitteln des Patentanspruchs 1 gelöst. Darüber hinaus wird die Aufgabe durch die Schritte des Verfahrens nach Patentanspruch 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den rückbezogenen Ansprüchen angegeben.
  • Die Erfindung geht aus von einem thermischen Massendurchflussmesser mit mindestens zwei Messelementen, die in ein Gefäß mit strömendem Medium eingetaucht sind, wobei eines der Messelemente beheizt ist.
  • Zur Richtungsdetektion für die thermische Massendurchflussmessung nach dem Abkühlungsprinzip, wird vorgeschlagen, das Heizer- und das Fühlerelement hintereinander in Strömungsrichtung anzuordnen und Heizer und Fühler wechselseitig als Heizer und Fühler zu betreiben.
  • Im Normalbetrieb wird das hintere Element als Fühler zur Messung der Fluidtemperatur verwendet und der vordere Fühler als Heizer für die Strömungsmessung. Für die Bestimmung der Strömungsrichtung werden nun phasenweise Fühler und Heizer vertauscht und das vordere Element als Heizer verwendet. Durch das Heizen eines Elementes wird nun die Strömung lokal um das Element aufgeheizt und diese Wärme wird mit der Strömung weiter zum zweiten Element, welches die Fluidtemperatur misst, transportiert. Hierdurch misst das zweite Element eine höhere Fluidtemperatur und der Unterschied zwischen den Temperaturen in beiden Betriebsmodi wird zur Strömungsrichtungsdetektion verwendet.
  • Dabei wird ein vergleichbarer Effekt genutzt wie beim kaloriemetrischen Massendurchflussmesser, es wird aber auf den zweiten Temperaturfühler vor dem Heizer verzichtet, da die Fluidtemperatur aus der Messung vor dem Fühlerwechsel verwendet wird. Auch wird bei viel höheren Strömungsgeschwindigkeiten gearbeitet, da keine hohe Auflösung für die Durchflussmessung benötigt wird, sondern nur eine Richtungserkennung erfolgt.
  • Die Messung kann sowohl statisch mit einer konstanten Heizleistung/Temperatur erfolgen, aber auch gepulst bzw. mit zeitlich veränderlicher Heizleistung. Letzteres hat den Vorteil, dass ein Temperaturunterschied zwischen den Messungen auf die Aufheizung der Strömung durch den Heizer zurückgeführt werden kann. Da durch die turbulente Strömung um den Heizer die eingebrachte Heizleistung relativ schnell in der Strömung verteilt wird und somit die erreichbare Temperaturerhöhung der Strömung und des nachfolgenden Temperaturfühlers je nach Aufbau und Abstand der Fühler klein sein kann, können Ungenauigkeiten in der Temperaturmessung der beiden Fühler die Richtungserkennung beeinflussen. Wird aber mit gepulsten oder zeitlich veränderlichen Signalen gearbeitet, wobei bei zeitlich veränderlichen Signalen bereits eine einfache Änderung der Heizleistung ausreichen kann, können diese Signale durch eine entsprechende Mustererkennung in der Temperaturmessung, wie z. B. durch eine Look-in Verstärkung, verstärkt und sichtbar gemacht werden.
  • Da durch die Trägheit der Sensoren eine entsprechende Wartezeit beim Fühlerwechsel eingehalten werden muss und somit die Durchflussmessung für eine befristete Zeit unterbrochen werden muss, so ist es von Vorteil, die Richtungserkennung nur sporadisch in den Messprozess einzufügen. Insbesondere ist es sinnvoll diese Messung nur dann durchzuführen, wenn die Richtung nicht bekannt ist, bzw. wenn ein Richtungswechsel erwartet wird, d. h. speziell bei niedrigen Durchflussgeschwindigkeiten. Auch ist hier die Empfindlichkeit des Verfahrens höher. Der Zeitpunkt, wann eine Richtungserkennung sinnvoll ist, könnte z. B. durch eine Analyse des Durchflussverhaltens wie in DE 33 04 710 A1 vorgeschlagen, bestimmt werden.
  • Um durch den Fühlerwechsel die Unterbrechung in der Durchflussmessung so klein wie möglich zu halten, kann auch während der Richtungserkennung mit getauschten Fühlern eine Durchflussmessung erfolgen, indem die Heizleistung/Temperatur des neuen Heizers für die Durchflussmessung verwendet wird. Hier muss für die Durchflussmessung eine entsprechende Temperaturkompensation erfolgen, da der aktuelle Temperaturfühler ja in diesem Messmodus eine erhöhte Fluidtemperatur misst und somit eine höhere Durchflussrate angezeigt würde. Andererseits kann aber dieser Effekt bei der Durchflussmessung in der Art ausgenutzt werden, dass nicht die erhöhte Fluidtemperatur für die Richtungserkennung verwendet wird, sondern diese Abweichung bei der Durchflussmessung bei vertauschten Heizern/Fühlern.
  • Wird mit einer gepulsten bzw. zeitlich veränderlichen Heizleistung gearbeitet, so kann sogar vollständig auf den Fühlerwechsel verzichtet werden, indem sich der Heizer immer vor dem Temperaturfühler befindet. Der Heizer wird wechselweise mit höherer und niedriger Heizleistung betrieben, so dass das Fluid unterschiedlich stark aufgewärmt wird. In den Phasen mit niedriger Heizleistung nimmt der Temperaturfühler näherungsweise die Temperatur des ungeheizten Fluids an und es kann entsprechend die Referenztemperatur bestimmt werden. In den Phasen mit hoher Heizleistung erfolgt die Richtungserkennung.
  • Da auch bei kleiner Heizleistung die Temperaturmessung für die Referenztemperatur etwas beeinflusst werden kann, so kann diese auch mit Hilfe eines Models des Systems korrigiert werden. Insbesondere wenn die Heizleistung z. B. mit einem Sinus moduliert wird, so kann die Amplitude dieses Sinus im Temperaturfühler gemessen werden und aus dem Verhältnis der Amplitude der modulierten Heizleistung und der gemessenen Amplitude am Temperaturfühler kann dann bestimmt werden, wie viel Wärme vom Heizer auf den Temperaturfühler übertragen wird. Mit dieser Information kann dann die Temperaturmessung entsprechend korrigiert werden.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die dazu erforderlichen Zeichnungen zeigen:
  • 1 eine Prinzipdarstellung einer Messanordnung mit zwei Messelementen
  • 2 eine Prinzipdarstellung einer Messanordnung mit drei Messelementen
  • 3 eine Prinzipdarstellung einer Messanordnung mit zwei Messelementpaaren
  • 4 eine Prinzipdarstellung eines thermischen Massendurchflussmesser
  • 5 eine Prinzipdarstellung einer Messanordnung
  • In der 1 ist eine Messanordnung gezeigt, bei der in Strömungsrichtung v aufeinanderfolgend zwei Messelemente, die mit F/H und H/F bezeichnet sind, angeordnet sind. Im Normalbetrieb wird das in der erwarteten Strömungsrichtung hintere Messelement als Fühler F und das in der erwarteten Strömungsrichtung vordere Messelement als Heizer H betrieben. Zur Ermittlung der tatsächlichen Strömungsrichtung wird das in der erwarteten Strömungsrichtung hintere Messelement als Heizer H und das in der erwarteten Strömungsrichtung vordere Messelement als Fühler F betrieben. In beiden Betriebsarten wird der Durchfluss gemessen. Aus der Differenz der Messwerte wird die tatsächliche Strömungsrichtung ermittelt.
  • In 2 ist eine Messanordnung gezeigt, bei der in Strömungsrichtung v aufeinanderfolgend zwei Messelemente, die mit F1/H1 und H1/F1 bezeichnet sind, angeordnet sind. Darüber hinaus ist ein drittes Messelement F2/H2 außerhalb der Strömung über das erste und zweite Messelement F1/H1 und H1/F1 angeordnet.
  • Im Normalbetrieb wird das in der erwarteten Strömungsrichtung hintere Messelement als Fühler F1 und das in der erwarteten Strömungsrichtung vordere Messelement als Heizer H1 betrieben. Zur Ermittlung der tatsächlichen Strömungsrichtung wird das in der erwarteten Strömungsrichtung hintere Messelement als Heizer H1 und das in der erwarteten Strömungsrichtung vordere Messelement als Fühler F1 betrieben. In beiden Betriebsarten wird der Durchfluss gemessen. Aus der Differenz der Messwerte wird die tatsächliche Strömungsrichtung ermittelt. Dabei wird das dritte Messelement F2/H2 als Fühler F2 zur Durchflussmessung betrieben.
  • Darüber ist das dritte Messelement F2/H2 periodisch kurzzeitig beheizbar. Dabei wird das dritte Messelement F2/H2 als Heizer H2 betrieben. Durch Vergleich der Messwerte des dritten Messelement F2/H2 mit den Messwerten des ersten Messelement F1/H1 und/oder des zweiten Messelement H1/F1 werden durch Beschichtung hervorgerufene Änderungen der Durchflussmessung erkannt, da sich durch verschiedene Beheizungszeiten die Quantitäten der Ablagerungen auf den Messelementen unterscheiden.
  • Das dritte Messelement F2/H2 kann an einer beliebigen Stelle positioniert sein, sofern es sich außerhalb der beheizten Strömung hinter dem Heizer H1 befindet.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist in 3 eine Messanordnung gezeigt, bei der in Strömungsrichtung v aufeinanderfolgend zwei Messelemente, die mit F1/H1 und H1/F1 bezeichnet sind, als erstes Paar angeordnet sind. Darüber hinaus sind zwei weitere Messelemente, die mit F2 und H2 bezeichnet sind, als zweites Paar außerhalb der Strömung über das erste und zweite Messelement F1/H1 und H1/F1 angeordnet.
  • Im einer ersten Betriebsart wird das in der erwarteten Strömungsrichtung hintere Messelement des ersten Paares als Heizer H1 und das in der erwarteten Strömungsrichtung vordere Messelement des ersten Paares als Fühler F1 betrieben. Damit liegt der Fühler F1 in Strömungsrichtung hinter dem Heizer H1 und misst eine erhöhte Fluidtemparatur. Das zweite Paar Messelemente F2 und H2 ist in der erwarteten Strömungsrichtung derart angeordnet, dass der Fühler F2 vor dem Heizer H2 liegt.
  • Aus dem Vergleich der Messwerte des ersten Paares und des zweiten Paares wird die tatsächliche Strömungsrichtung ermittelt. Unabhängig von der tatsächlichen Strömungsrichtung liegt stets bei einem der Paare der Fühler vor dem Heizer und bei dem anderen Paar der Fühler hinter dem Heizer, so dass sich stets eine Differenz der Messwerte zwischen den Paaren ergibt.
  • In einer zweiten Betriebsart wird die Position des Heizer H1 und des Fühler F1 des ersten Paares getauscht. Nunmehr liegen beide Fühler F1 und F2 bezogen auf die Strömungsrichtung auf deselben Seite der jeweiligen Heizer H1 und H2.
  • Durch Wechsel zwischen den beiden Betriebsarten bilden sich auf den als Heizer betriebenen Messelementen verschiedene Quantitäten von Beschichtungen heraus, da der Heizer H2 ständig als Heizer betrieben wird; hingegen ist die Funktion des Heizers H1 auf die zwei Messelemente des ersten Paares verteilt. Durch Vergleich der Messwerte der Heizer H1 und H2 wird die durch Beschichtung hervorgerufene Änderungen der Durchflussmessung erkannt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 3304710 A1 [0009, 0010, 0024]
    • - DE 3417051 C2 [0010]
    • - DE 10218117 B4 [0010]
    • - DE 3135794 A1 [0010]
    • - DE 102004039543 A1 [0010]
    • - EP 1396709 A1 [0011]
    • - EP 1291622 A2 [0013]
    • - DE 102005019614 A1 [0014]
    • - EP 1310775 A1 [0015]
    • - WO 2004/018976 A3 [0015]
    • - EP 1452838 A2 [0015]

Claims (7)

  1. Thermischen Massendurchflussmesser mit mindestens zwei Messelementen, die in ein Gefäß mit strömendem Medium eingetaucht sind, wobei eines der Messelemente beheizt ist, dadurch gekennzeichnet, dass in Strömungsrichtung des Mediums zumindest zeitweise das beheizte Messelement vor dem nichtbeheizten Messelement und zeitweise das nichtbeheizte Messelement vor dem beheizten Messelement angeordnet ist.
  2. Massendurchflussmesser nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Messelemente in Strömungsrichtung aufeinanderfolgend angeordnet sind.
  3. Massendurchflussmesser nach einem der Ansprüche 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Messelemente wechselweise beheizbar sind.
  4. Massendurchflussmesser nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass ein drittes Messelement vorgesehen und außerhalb der Strömung über das erste und zweite Messelement angeordnet ist und periodisch kurzzeitig beheizbar ist.
  5. Massendurchflussmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass ein drittes und ein viertes Messelement vorgesehen und außerhalb der Strömung über das erste und zweite Messelement in Strömungsrichtung aufeinanderfolgend angeordnet sind, wobei das in Strömungsrichtung nachgeordnete Messelement beheizbar ist.
  6. Verfahren zum Betrieb eines thermischen Massendurchflussmessers mit mindestens zwei Messelementen, die in ein Gefäß mit strömendem Medium eingetaucht sind, wobei eines der Messelemente beheizt ist, dadurch gekennzeichnet, – dass der Durchfluss mit zwei Messelementen gemessen wird, die abwechselnd phasenweise geheizt werden, – dass die Messwerte der Messelemente phasenweise miteinander verglichen werden und – dass aus den Abweichungen zwischen den Messwerten der Messelemente in aufeinanderfolgenden Phasen die Strömungsrichtung des Durchflusses erkannt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, – dass der Durchfluss mit zwei Paaren von in Strömungsrichtung aufeinanderfolgenden Messelementen, wobei in jedem Paar genau ein Messelement geheizt wird und wobei die Reihenfolge der geheizten und ungeheizten Messelemente in der Strömungsrichtung in den Paaren verschieden ist, gemessen wird, – dass die Messwerte der Paare miteinander verglichen werden und – dass aus den Abweichungen zwischen den Messwerten der Paare die Strömungsrichtung des Durchflusses erkannt wird.
DE102007023840A 2007-05-21 2007-05-21 Thermischer Massendurchflussmesser und Verfahren zu dessen Betrieb Active DE102007023840B4 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007023840A DE102007023840B4 (de) 2007-05-21 2007-05-21 Thermischer Massendurchflussmesser und Verfahren zu dessen Betrieb
US12/153,515 US7644612B2 (en) 2007-05-21 2008-05-20 Thermal mass flow meter and method for its operation
CN2008101005454A CN101311686B (zh) 2007-05-21 2008-05-20 热式质量流量计及其操作方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007023840A DE102007023840B4 (de) 2007-05-21 2007-05-21 Thermischer Massendurchflussmesser und Verfahren zu dessen Betrieb

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102007023840A1 true DE102007023840A1 (de) 2008-11-27
DE102007023840B4 DE102007023840B4 (de) 2012-02-09

Family

ID=39877040

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102007023840A Active DE102007023840B4 (de) 2007-05-21 2007-05-21 Thermischer Massendurchflussmesser und Verfahren zu dessen Betrieb

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7644612B2 (de)
CN (1) CN101311686B (de)
DE (1) DE102007023840B4 (de)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009045956A1 (de) * 2009-10-23 2011-04-28 Endress + Hauser Flowtec Ag Verfahren zur Erfassung des Durchflusses und thermisches Durchflussmessgerät
DE102010054388A1 (de) * 2010-12-06 2011-11-24 Gebr. Schmidt Fabrik für Feinmechanik GmbH & Co. KG Verfahren und Auswertegerät zur bidirektionalen Messung von Strömungsgeschwindigkeiten
DE102011081922A1 (de) * 2011-08-31 2013-02-28 Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e.V. Strömumgssensor zur Bestimmung eines Strömungsparameters und Verfahren zur Bestimmung desselben
DE102013113253A1 (de) * 2013-11-29 2015-06-03 Endress + Hauser Flowtec Ag Thermisches Durchflussmessgerät und Verfahren zum Betreiben eines thermischen Durchflussmessgerätes
DE102014114848A1 (de) 2014-10-14 2016-04-14 Endress + Hauser Flowtec Ag Thermisches Durchflussmessgerät, Verfahren zur Driftüberwachung eines thermischen Durchflussmessgerätes und Verfahren zur Bestimmung der Strömungsrichtung
DE102014114940A1 (de) * 2014-10-15 2016-04-21 Endress + Hauser Flowtec Ag Thermisches Durchflussmessgerät
DE102015118123A1 (de) * 2015-10-23 2017-04-27 Endress+Hauser Flowtec Ag Thermisches Durchflussmessgerät und Anordnung mit einem Rohr und dem thermischen Durchflussmessgerät
WO2019170397A1 (de) * 2018-03-06 2019-09-12 Endress+Hauser Flowtec Ag Thermisches durchflussmessgerät und verfahren zum betreiben eines thermischen durchflussmessgeräts
DE102020205846A1 (de) 2020-05-08 2021-11-11 Vega Grieshaber Kg Füll- und Grenzstandsensor mit kalorimetrischer Sensorik
DE102021115553A1 (de) 2021-06-16 2022-12-22 Endress+Hauser Flowtec Ag Thermisches Durchflussmessgerät und Verfahren zum Betreiben eines thermischen Durchflussmessgeräts

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007023823B4 (de) * 2007-05-21 2014-12-18 Abb Ag Thermischer Massendurchflussmesser und Verfahren zu seinem Betrieb
US8682149B2 (en) * 2009-11-19 2014-03-25 Gaumer Company, Inc. Flow measurement with electric heaters
WO2011075571A1 (en) * 2009-12-18 2011-06-23 Waters Technologies Corporation Flow sensors and flow sensing methods with extended linear range
US9055698B2 (en) * 2010-02-26 2015-06-09 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fluid flow control for computing device
JP5336640B1 (ja) * 2012-09-17 2013-11-06 東京計装株式会社 熱式流量計
DE102014119223B3 (de) 2014-12-19 2016-03-31 Endress + Hauser Flowtec Ag Thermisches Durchflussmessgerät mit Diagnosefunktion
DE102014119231B4 (de) 2014-12-19 2021-07-15 Endress + Hauser Flowtec Ag Thermisches Durchflussmessgerät mit Diagnosefunktion sowie zugehöriges Betriebsverfahren
GB2533936B (en) 2015-01-07 2017-10-25 Homeserve Plc Flow detection device
GB201501935D0 (en) 2015-02-05 2015-03-25 Tooms Moore Consulting Ltd And Trow Consulting Ltd Water flow analysis
DE102015118126A1 (de) 2015-10-23 2017-04-27 Endress+Hauser Flowtec Ag Thermisches Durchflussmessgerät und ein Verfahren zur Herstellung eines thermischen Durchflussmessgerätes
EP3348969B1 (de) * 2017-01-12 2020-11-18 Sensirion AG Messung eines fluidparameters und sensorvorrichtung dafür
EP3421947B1 (de) 2017-06-30 2019-08-07 Sensirion AG Betriebsverfahren für eine durchflusssensorvorrichtung

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3135794A1 (de) 1981-09-10 1983-03-24 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Vorrichtung zur messung der masse eines in einem stroemungsquerschnitt stroemenden pulsierenden mediums
DE3304710A1 (de) 1983-02-11 1984-08-16 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Verfahren und einrichtung zum messen des luftdurchsatzes im ansaugrohr einer brennkraftmaschine
US4651564A (en) * 1982-09-30 1987-03-24 Honeywell Inc. Semiconductor device
EP0314325A1 (de) * 1987-10-08 1989-05-03 Btg International Limited Gasflussmesser für klinischen Gebrauch
DE3417051C2 (de) 1984-05-09 1993-01-07 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart, De
EP1291622A2 (de) 2001-09-11 2003-03-12 Hitachi Ltd. Thermischer Massendurchflussmesser mit Teilchenschutzvorrichtung
EP1310775A1 (de) 2001-11-09 2003-05-14 Abb Research Ltd. Verfahren und Vorrichtung zur transient-thermischen Massenflussmessung
WO2004018976A2 (de) 2002-08-22 2004-03-04 Abb Research Ltd. Thermisches gasdurchfluss-messgerät mit gasqualitätsindikator
EP1396709A1 (de) 2001-06-13 2004-03-10 Hitachi, Ltd. Heizwiderstand-strömungsratenmessinstrument
EP1452838A2 (de) 2003-02-26 2004-09-01 Hitachi, Ltd. Thermischer Durchflussmesser
DE102005019614A1 (de) 2004-04-28 2005-12-15 Denso Corp., Kariya Luftmengenmessgerät mit einem Bypassdurchlass
DE10218117B4 (de) 2002-04-23 2006-01-26 Siemens Ag Verfahren zur Ermittlung eines Luftmassenstroms
DE102004039543A1 (de) 2004-08-13 2006-03-02 Martin Honold Durchfluss-Messvorrichtung
DE102004058553A1 (de) * 2004-12-03 2006-06-08 Endress + Hauser Flowtec Ag Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung des Durchflusses eines Messmediums

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4637253A (en) * 1984-05-22 1987-01-20 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor flow detector for detecting the flow rate and flowing direction of fluid
DE3637540A1 (de) * 1986-11-04 1988-05-05 Vdo Schindling Vorrichtung zur bestimmung der durchflussrichtung
US4787251A (en) * 1987-07-15 1988-11-29 Tsi Incorporated Directional low differential pressure transducer
DE19534906C2 (de) * 1995-09-20 1998-03-19 Deutsche Automobilgesellsch Sensoranordnung zum Messen der Masse eines strömenden Mediums nach dem Prinzip des Heißfilm-Anemometers
US6681625B1 (en) * 2000-01-19 2004-01-27 Lockheed Martin Corporation Constant-temperature-difference bidirectional flow sensor
GB2375401A (en) * 2001-05-03 2002-11-13 Endress & Hauser Ltd A flow meter incorporating thermal loss sensors and an installation adapter to provide known flow conditions upstream of the flow meter
US7000464B2 (en) * 2002-05-28 2006-02-21 Mcmillan Company Measuring and control of low fluid flow rates with heated conduit walls
JP2005283381A (ja) * 2004-03-30 2005-10-13 Hitachi Ltd 発熱抵抗式流量測定装置

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3135794A1 (de) 1981-09-10 1983-03-24 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Vorrichtung zur messung der masse eines in einem stroemungsquerschnitt stroemenden pulsierenden mediums
US4651564A (en) * 1982-09-30 1987-03-24 Honeywell Inc. Semiconductor device
DE3304710A1 (de) 1983-02-11 1984-08-16 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Verfahren und einrichtung zum messen des luftdurchsatzes im ansaugrohr einer brennkraftmaschine
DE3417051C2 (de) 1984-05-09 1993-01-07 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart, De
EP0314325A1 (de) * 1987-10-08 1989-05-03 Btg International Limited Gasflussmesser für klinischen Gebrauch
EP1396709A1 (de) 2001-06-13 2004-03-10 Hitachi, Ltd. Heizwiderstand-strömungsratenmessinstrument
EP1291622A2 (de) 2001-09-11 2003-03-12 Hitachi Ltd. Thermischer Massendurchflussmesser mit Teilchenschutzvorrichtung
EP1310775A1 (de) 2001-11-09 2003-05-14 Abb Research Ltd. Verfahren und Vorrichtung zur transient-thermischen Massenflussmessung
DE10218117B4 (de) 2002-04-23 2006-01-26 Siemens Ag Verfahren zur Ermittlung eines Luftmassenstroms
WO2004018976A2 (de) 2002-08-22 2004-03-04 Abb Research Ltd. Thermisches gasdurchfluss-messgerät mit gasqualitätsindikator
EP1452838A2 (de) 2003-02-26 2004-09-01 Hitachi, Ltd. Thermischer Durchflussmesser
DE102005019614A1 (de) 2004-04-28 2005-12-15 Denso Corp., Kariya Luftmengenmessgerät mit einem Bypassdurchlass
DE102004039543A1 (de) 2004-08-13 2006-03-02 Martin Honold Durchfluss-Messvorrichtung
DE102004058553A1 (de) * 2004-12-03 2006-06-08 Endress + Hauser Flowtec Ag Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung des Durchflusses eines Messmediums

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2491353B1 (de) * 2009-10-23 2018-10-10 Endress+Hauser Flowtec AG Verfahren zur erfassung der durchflussrate und strömungsrichtung eines fluids, und thermisches durchflussmessgerät
US9046397B2 (en) 2009-10-23 2015-06-02 Enrdress + Hauser Flowtec AG Method for registering flow and a thermal, flow measuring device
DE102009045956A1 (de) * 2009-10-23 2011-04-28 Endress + Hauser Flowtec Ag Verfahren zur Erfassung des Durchflusses und thermisches Durchflussmessgerät
DE102010054388A1 (de) * 2010-12-06 2011-11-24 Gebr. Schmidt Fabrik für Feinmechanik GmbH & Co. KG Verfahren und Auswertegerät zur bidirektionalen Messung von Strömungsgeschwindigkeiten
DE102011081922A1 (de) * 2011-08-31 2013-02-28 Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e.V. Strömumgssensor zur Bestimmung eines Strömungsparameters und Verfahren zur Bestimmung desselben
DE102011081922B4 (de) 2011-08-31 2021-12-23 Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e.V. Strömumgssensor zur Bestimmung eines Strömungsparameters
DE102013113253A1 (de) * 2013-11-29 2015-06-03 Endress + Hauser Flowtec Ag Thermisches Durchflussmessgerät und Verfahren zum Betreiben eines thermischen Durchflussmessgerätes
DE102014114848A1 (de) 2014-10-14 2016-04-14 Endress + Hauser Flowtec Ag Thermisches Durchflussmessgerät, Verfahren zur Driftüberwachung eines thermischen Durchflussmessgerätes und Verfahren zur Bestimmung der Strömungsrichtung
DE102014114940A1 (de) * 2014-10-15 2016-04-21 Endress + Hauser Flowtec Ag Thermisches Durchflussmessgerät
DE102015118123A1 (de) * 2015-10-23 2017-04-27 Endress+Hauser Flowtec Ag Thermisches Durchflussmessgerät und Anordnung mit einem Rohr und dem thermischen Durchflussmessgerät
US11614353B2 (en) 2015-10-23 2023-03-28 Endress+Hauser Flowtec Ag Thermal, flow measuring device and arrangement with a tube or pipe and the thermal, flow measuring device
WO2019170397A1 (de) * 2018-03-06 2019-09-12 Endress+Hauser Flowtec Ag Thermisches durchflussmessgerät und verfahren zum betreiben eines thermischen durchflussmessgeräts
US11280650B2 (en) 2018-03-06 2022-03-22 Endress+Hauser Flowtec Ag Thermal flowmeter and method for operating a thermal flowmeter
DE102020205846A1 (de) 2020-05-08 2021-11-11 Vega Grieshaber Kg Füll- und Grenzstandsensor mit kalorimetrischer Sensorik
DE102021115553A1 (de) 2021-06-16 2022-12-22 Endress+Hauser Flowtec Ag Thermisches Durchflussmessgerät und Verfahren zum Betreiben eines thermischen Durchflussmessgeräts

Also Published As

Publication number Publication date
DE102007023840B4 (de) 2012-02-09
US7644612B2 (en) 2010-01-12
CN101311686B (zh) 2012-05-30
US20080289411A1 (en) 2008-11-27
CN101311686A (zh) 2008-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102007023840B4 (de) Thermischer Massendurchflussmesser und Verfahren zu dessen Betrieb
EP2739944B1 (de) Verfahren zum detektieren einer belagsbildung oder einer abrasion in einem durchflussmessgerät
DE112012005626B4 (de) Durchflussmessvorrichtung
DE102007023823B4 (de) Thermischer Massendurchflussmesser und Verfahren zu seinem Betrieb
EP2142890B1 (de) Vorrichtung zur messung strömender medien
EP2378255B1 (de) Kalibriervorrichtung für Durchflussmessgeräte
EP3325923A1 (de) Durchflussmessgerät nach dem wirbelzählerprinzip
EP3234519B1 (de) Thermisches durchflussmessgerät mit diagnosefunktion
DE102009046653A1 (de) Magnetisch-induktives Durchflussmesssystem mit beheizbarem Widerstandsthermometer
DE102010030952B4 (de) Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung eines Volumendurchflusses und/oder einer Durchflussgeschwindigkeit
DE102007037394A1 (de) Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung des Durchflusses eines Messmediums durch eine Rohrleitung bzw. durch ein Messrohr
DE4404395C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Durchflußgeschwindigkeit einer in einer Leitung strömenden Flüssigkeit
DE102007053105A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Volumenstrommessung von Fluiden in Rohrleitungen
DE112018000081T5 (de) Durchflussmesser
DE4316344A1 (de) Strömungsmeßeinrichtung
DE2314407C2 (de) Durchflußmesser
DE102010018948B4 (de) Thermischer Massendurchflussmesser mit zusätzlichen Sensormitteln sowie Verfahren zum Betrieb desselben
DE19858388A1 (de) Verfahren zur Strömungsgeschwindigkeits- und Durchflußmessung sowie Sensor zur Durchführung des Verfahrens und nach diesem Verfahren arbeitender Durchflußmesser
WO1995011427A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur insbesondere nicht invasiven ermittlung mindestens eines interessierenden parameters eines fluid-rohr-systems
DE102011050716B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Online-Messung der Viskosität eines Fluids
DE102013202967B3 (de) Verfahren zum Detektieren einer Verstopfung in einem Coriolis-Massendurchflussmessgerät
CH662884A5 (de) Waermemengenmesser.
DE10202210B4 (de) Strömungsensor
DE102017213084A1 (de) Verfahren und Vorrichtung für eine sichere Durchflussmessung
DE102018124069A1 (de) Magnetisch-induktives Durchflussmessgerät mit Sensor zur Erfassung einer weiteren Messgröße

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final

Effective date: 20120510