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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Durchflussmesser zur Bestimmung einer Strömungsgeschwindigkeit eines Fluids in einer Medienleitung.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Installation eines solchen Durchflussmessers in einer Medienleitung.
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Im Gebiet der Durchflussmessung existieren Messgeräte zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von flüssigen oder gasförmigen Fluiden in Medienleitungen. Solche Messgeräte werden im Folgenden als Durchflussmesser bezeichnet.
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Durchflussmesser aus dem Stand der Technik nutzen verschiedene Funktionsprinzipien, die jeweils in bestimmten Anwendungen vorteilhaft sind.
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So genannte Wirbeldurchflussmesser, im Weiteren auch Wirbelzähler genannt, machen sich zu Nutzen, dass sich an umströmten Widerstandskörpern - auch so genannten Störkörpern - ab einer bestimmten Strömungsgeschwindigkeit Grenzschichten mit wechselndem Drehsinn ablösen. Es bilden sich so genannte Kärmänsche Wirbelstraßen aus. Mit einem geeigneten Sensor kann eine Frequenz, mit der sich die Wirbel ablösen, detektiert werden. Diese Frequenz lässt eine Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit zu.
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Die so genannte thermische Durchflussmessung macht sich zu Nutzen, dass durch das strömende Fluid Wärme von einer Wärmequelle abgetragen wird. Der Wärmeabtrag ist insbesondere im Bereich niedrigerer Strömungsgeschwindigkeiten von der Strömungsgeschwindigkeit abhängig. Eine Variante der thermischen Durchflussmessung ist die thermische Anemometrie. Hierbei wird ein Heizelement, in der Regel ein Hitzdraht oder ein Schichtwiderstand, mit einem Heizstrom durchsetzt. Das vorbeiströmende Fluid führt zu einem Wärmeabtrag und damit zu einer Abkühlung des Heizelements. Der Heizstrom wird jedoch so geregelt, dass das Heizelement auf einer konstanten, erhöhten Temperatur gegenüber der Fluidtemperatur gehalten wird. Eine dafür nötige Heizleistung lässt auf die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids rückschließen. In der Regel umfasst ein Anemometer noch einen nicht beheizten Temperatursensor, um eine aktuelle Temperatur des Fluids zu bestimmen, so dass Änderungen der Fluidtemperatur bei der Steuerung der Heizleistung berücksichtigt werden können.
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Aus der
DE 37 32 856 Al ist beispielsweise ein Luftmengenmesser bekannt, der eine Wirbelstraßen-Luftmengen-Messung, also einen Wirbelzähler, mit einer Hitzdraht-Luftmengen-Messung, also einem thermischen Anemometer, kombiniert. Durch die Kombination dieser beiden Messprinzipien soll eine zuverlässige Messung über einen weiten Strömungsgeschwindigkeitsbereich erzielt werden. Während die Hitzdraht-Luftmengen-Messung im Bereich niedriger Strömungsgeschwindigkeiten eine hohe Messgenauigkeit liefert, bei höheren Strömungsgeschwindigkeiten jedoch immer ungenauer wird, kann mit der Wirbelstraßen-Luftmengen-Messung gerade bei höheren Strömungsgeschwindigkeiten genauer gemessen werden. Nachteilig an dem beschriebenen Messsystem ist insbesondere, dass dieses jedoch aufgrund der Verwendung eines Hitzdrahts nur mit gasförmigen Fluiden, also beispielsweise mit Luft, verwendet werden kann.
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Aus der
US 10,066,976 B2 ist beispielsweise ein Vortex-Durchflussmesser mit MEMS-Sensorik (MEMS = Micro-Electro-Mechanical-System) bekannt. Dieser Durchflussmesser umfasst einen Störkörper, in welchen ein kleiner Kanal eingelassen ist. Innerhalb des Kanals ist eine MEMS-Sensorik-Einheit angeordnet, welche Sensoren zur Durchflussmessung mit wenigstens zwei verschiedenen Messprinzipien umfasst. Auf diese Weise soll, wie auch in der vorangehend genannten Schrift, ein vergrößerter Messbereich erfasst werden. Die feine Kanalstruktur mit integrierter MEMS-Sensorik ist jedoch anfällig für die Ansammlung von Verunreinigungen, weshalb sich ein solcher Durchflussmesser praktisch nur für den Einsatz in sauberen gasförmigen Medien eignet.
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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grund, einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Durchflussmesser anzugeben, der insbesondere kostengünstig herstellbar und flexibel einsetzbar ist, sowie ein Verfahren zur Installation eines solchen Durchflussmessers anzugeben, welches einfach und kostengünstig durchführbar ist.
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Die Aufgabe wird hinsichtlich des Durchflussmessers gelöst durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Weiterbildungen des Durchflussmessers sind Gegenstand der abhängigen Unteransprüche.
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Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe durch die im Anspruch 23 angegebenen Merkmale gelöst.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Der erfindungsgemäße Durchflussmesser zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit eines Fluids in einer Medienleitung umfasst zumindest eine Sensorbasis, umfassend einen Störkörper und einen Sensorkörper. Weiterhin umfasst der Durchflussmesser eine Elektronik-Einheit und eine Signalschnittstelle. Der Störkörper ist dem Sensorkörper zumindest im Wesentlichen in Strömungsrichtung vorgelagert angeordnet. Der Sensorkörper umfasst ein Trägerteil sowie eine Substrat-Anordnung. Die Substrat-Anordnung umfasst wiederum mindestens ein Keramik-Substrat. Weiterhin sind auf der Substrat-Anordnung, also auf dem mindestens einen Keramik-Substrat, eine Anemometer-Sensoreinheit und eine Wirbelzähler-Sensoreinheit angeordnet.
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Medienleitung bedeutet in diesem Kontext jede Art einer Führung oder räumlichen Ausdehnungseinschränkung für ein strömendes Medium, wie z. B. ein Kanal, eine Rohrleitung, oder auch eine Oberfläche, durch oder über die ein Fluid strömt. Aufgrund seines Aufbaus bzw. seiner Komponenten ist der erfindungsgemäße Durchflussmesser geeignet, in jeder der exemplarisch genannten Medienleitungen eingesetzt zu werden.
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Als Sensorbasis ist im Kontext der vorliegenden Erfindung ein Element des Durchflussmessers zu verstehen, welches diesen mit einem Teil der Medienleitung koppelt. Eine Sensorbasis ermöglicht dadurch einen flexiblen Einsatz des Durchflussmessers an einer Vielzahl von Messstellen, wobei eine dichte und stabile Installation erreicht werden kann. Als Messstelle wird der Ort bezeichnet, an dem der Durchflussmesser installiert wird. Ist die Messstelle beispielsweise als Öffnung der Wandung einer Rohrleitung ausgebildet, kann die Sensorbasis beispielsweise als Flansch oder stopfenförmiger Einsatz ausgebildet sein.
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Der Störkörper kann als Teil der Sensorbasis oder als ein eigenständiges Bauteil ausgebildet sein, welches durch die Sensorbasis gehalten wird. Diese Varianten ermöglichen einen kostengünstigen Aufbau, der flexibel an eine Vielzahl von Anwendungen angepasst werden kann. Der Störkörper kann als stangenförmiges Element ausgebildet sein. Der Störkörper verfügt über eine Längsachse, die sich beispielsweise von der Sensorbasis aus in das strömende Fluid erstreckt. Für eine Gestaltung einer Querschnittsform des Störkörpers sind aus dem Stand der Technik viele geeignete Profile bekannt. Die Querschnittsform kann beispielsweise eine Dreiecksform sein, wobei eine Dreiecksseite senkrecht zur und entgegen der Strömungsrichtung ausgerichtet ist und das Dreieck symmetrisch zu einer Achse parallel zur Strömungsrichtung gebildet ist.
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Der Sensorkörper kann ebenso als Teil der Sensorbasis oder als ein eigenständiges Bauteil ausgebildet sein, welches durch die Sensorbasis gehalten wird. Diese Varianten ermöglichen einen kostengünstigen Aufbau, der flexibel an eine Vielzahl von Anwendungen angepasst werden kann. Der Sensorkörper ist beispielsweise als paddelförmiger oder schmaler brettförmiger Körper ausgestaltet, der über eine Längsachse verfügt, die sich von der Sensorbasis aus in das strömende Fluid erstreckt.
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Dass der Störkörper dem Sensorkörper im Wesentlichen in Strömungsrichtung vorgelagert angeordnet ist, bedeutet in diesem Kontext beispielsweise, dass ein Volumenelement des strömenden Fluids zuerst den Störkörper passiert und danach erst den Sensorkörper. Die beiden Körper können dabei beispielsweise entlang einer Linie, die parallel zur Strömungsrichtung liegt, angeordnet sein. Aber auch eine davon abweichende Anordnung des Störkörpers an einer außerhalb einer solchen Linie liegenden Stelle vor dem Sensorkörper ist im Sinne der Erfindung als im Wesentlichen vorgelagert definiert, vorausgesetzt, dass der Sensorkörper durch die Anordnung nicht davon ausgeschlossen ist, eine Wirkung einer Wirbelbildung hinter dem Störkörper zu erfahren. Durch diese Anordnung wird eine zuverlässige Messung über einen weiten Strömungsgeschwindigkeitsbereich ermöglicht.
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Eine Elektronik-Einheit im Sinne der Erfindung umfasst beispielsweise jede Art von Leiterplatte, Leiterbahn, Mikroelektronik und elektronische Bauteile, die dazu geeignet ist oder sind, alleine oder in ihrer Zusammenwirkung die steuerungs- und messtechnische Aufgabe zu erfüllen, die für die Realisierung der Merkmale der vorliegenden Erfindung erforderlich ist. Entsprechende Komponenten können auf einer oder auf mehreren Leiterplatten, beispielsweise auf einer oder mehreren gekapselten Einheiten, angeordnet und miteinander verschaltet sein. Die Elektronik-Einheit kann über Leiterbahnen sowohl mit der Anemometer-Sensoreinheit als auch mit der Wirbelzähler-Sensoreinheit verbunden sein und elektrische Sensorsignale von diesen Einheiten empfangen und auswerten. Sensorsignale können messbare Spannungen, Ströme, Kapazitäten oder Frequenzen sein. Die Elektronik-Einheit kann über einen flüchtigen oder nichtflüchtigen Speicher verfügen. Eine Energieversorgung des Durchflussmessers kann über elektrische Leitungen oder elektromagnetische Felder von einer externen Versorgungsquelle an die Elektronik-Einheit bereitgestellt werden. Abgesehen davon kann die Elektronik-Einheit jedoch auch über eine eigene Energiequelle, z. B. einen Akku oder eine Batterie, verfügen. Die Elektronik-Einheit kann innerhalb eines Innenraums der Sensorbasis oder innerhalb eines Gehäuses des Durchflussmessers angeordnet sein. Ein Gehäuse des Durchflussmessers kann dabei mit der Sensorbasis verbunden und außerhalb der Medienleitung angeordnet sein.
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Eine Signalschnittstelle gemäß der vorliegenden Erfindung ist beispielsweise jedes Mittel zu Übertragung elektrischer oder elektromagnetischer Signale. Durch eine solche Signalschnittstelle wird vorteilhaft ermöglicht, dass Messwerte, Fehlersignale und sonstige Informationen vom Durchflussmesser flexibel an eine Vielzahl verschiedener Empfänger übertragen werden können. Ebenso können Daten von externen Sendern über die Signalschnittstelle empfangen werden, zum Beispiel Kalibrier- oder Konfigurationsdaten. Eine Signalschnittstelle kann beispielsweise durch einen elektrischen Steckkontakt oder eine Funkschnittstelle nach einem bekannten Funkstandard ausgebildet sein. Die Signalschnittstelle kann innerhalb eines Innenraums bzw. an einen Innenraum der Sensorbasis angrenzend oder innerhalb eines Gehäuses bzw. an ein Gehäuse des Durchflussmessers angrenzend angeordnet sein.
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Ein Trägerteil im Sinne der Erfindung ist beispielsweise dazu ausgebildet, die Substrat-Anordnung aufzunehmen oder zu halten. Darüber hinaus kann das Trägerteil dazu dienen, eine äußere Form des Sensorkörpers zu bilden. Ein solches Trägerteil ermöglicht einen einfachen, modularen Aufbau und eine kostengünstige Herstellung des Durchflussmessers.
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Die Substrat-Anordnung umfasst zumindest ein Keramik-Substrat oder eine Anordnung mehrerer Keramik-Substrate, die miteinander verbunden, verklebt, gestapelt oder durch andere Elemente getrennt voneinander angeordnet sind. Keramik-Substrate sind beispielsweise dünne Plättchen aus einem keramischen Werkstoff. Keramik-Substrate dienen im Sinne der Erfindung beispielsweise als Träger für die Sensoreinheiten. Derartige Substrat-Anordnungen ermöglichen einen einfachen und kostengünstigen Aufbau sowie eine hohe Beständigkeit der Elemente gegen Umwelteinflüsse.
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Als Anemometer-Sensoreinheit wird im Kontext der vorliegenden Erfindung beispielsweise jede Ausprägung eines Messelements oder jede Kombination von Ausprägungen von Messelementen verstanden, beispielsweise Widerständen oder Thermistoren, die dazu geeignet ist, das Messprinzip der thermischen Anemometrie auszuführen.
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Als Wirbelzähler-Sensoreinheit wird im Kontext der vorliegenden Erfindung beispielsweise jede Ausprägung eines Messelements oder jede Kombination von Ausprägungen von Messelementen verstanden, die dazu geeignet ist, das Messprinzip der Wirbelzähler-Durchflussmessung auszuführen.
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Durch die Kombination der vorgenannten Sensoreinheiten wird eine hohe Messgenauigkeit des Durchflussmessers über einen breiten Strömungsgeschwindigkeitsbereich ermöglicht. Zudem ermöglicht die Ausbildung der Sensoreinheiten auf der Substrat-Anordnung eine kostengünstige Herstellung sowie eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber Umwelteinflüssen.
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Für die folgenden Beschreibungen vorteilhafter Weiterbildungen, insbesondere für die Beschreibung von geometrischen Anordnungen, wird angenommen, dass eine Strömungsrichtung des strömenden Fluids in einer horizontalen Richtung verläuft, während die Ausrichtung des Durchflussmessers bzw. Störkörpers und Sensorkörpers in einer dazu zumindest im Wesentlichen orthogonalen, als vertikal angenommenen Richtung vorgenommen ist. Eine somit als zumindest im Wesentlichen orthogonal zueinander definierte Anordnung von Strömungsrichtung und Ausrichtung des Durchflussmessers bzw. Störkörpers und Sensorkörpers bedeutet, dass die Längsachsen von Störkörper und Sensorkörper zumindest nicht parallel zu der Strömungsrichtung verlaufen. Jede von der Horizontalen und Vertikalen abweichende Wahl von Strömungsrichtung, respektive Ausrichtung eines Durchflussmessers wird entsprechend dieser Definition als äquivalent betrachtet.
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In einer möglichen Weiterbildung des Durchflussmessers umfasst die Anemometer-Sensoreinheit einen ersten Dickschicht-Widerstand zur Bestimmung einer Medientemperatur und einen beheizten Dickschicht-Widerstand zur Bestimmung eines strömungsabhängigen Leistungsabtrags. Der erste Dickschicht-Widerstand und der beheizte Dickschicht-Widerstand sind dabei in Bezug auf eine vertikale Längsachse des Sensorkörpers in einem ersten Abstand zueinander angeordnet.
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Die Ausgestaltung der Anemometer-Sensoreinheit durch Dickschicht-Widerstände ermöglicht in Verbindung mit der Substrat-Anordnung eine kostengünstige und widerstandsfähige Ausbildung der Sensoreinheit. Das Dickschicht-Material ist dabei beispielsweise derart gewählt, dass ein möglichst hoher Temperaturkoeffizient erreicht wird, so dass wiederum eine hohe Messgenauigkeit erzielbar ist.
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Im Kontext dieser möglichen Weiterbildung bedeutet Medientemperatur die Temperatur des strömenden Fluids.
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Weiterhin bedeutet im Kontext dieser möglichen Weiterbildung eine Anordnung der Widerstände zueinander in einem ersten Abstand in Bezug auf eine Längsachse des Sensorkörpers, dass diese in Strömungsrichtung nicht hintereinander angeordnet sind und sich beispielsweise nicht überlappen. Dadurch kann in vorteilhafter Weise erreicht werden, dass eine lokale Erwärmung des strömenden Fluids in der direkten Umgebung des beheizten Dickschicht-Widerstands praktisch keinen Einfluss auf die Messung der Medientemperatur mittels des ersten Dickschicht-Widerstands hat. Dadurch kann die Messgenauigkeit der Anemometer-Sensoreinheit erhöht werden.
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Im Kontext dieser möglichen Weiterbildung ist es unerheblich, ob die Dickschicht-Widerstände auf einem gemeinsamen oder zwei getrennten Keramik-Substraten ausgebildet sind.
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In einer weiteren möglichen Weiterbildung des Durchflussmessers sind die Wirbelzähler-Sensoreinheit und die Anemometer-Sensoreinheit in Bezug auf die vertikale Längsachse des Sensorkörpers in einem zweiten Abstand zueinander angeordnet. Die Wirbelzähler-Sensoreinheit kann dabei an einem von der Sensorbasis entfernten Endabschnitt des Sensorkörpers angeordnet sein.
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Im Kontext dieser Weiterbildung bedeutet eine Anordnung der Sensoreinheiten zueinander in einem zweiten Abstand in Bezug auf eine Längsachse des Sensorkörpers, dass diese in Strömungsrichtung nicht hintereinander angeordnet sind und sich beispielsweise nicht überlappen.
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Dadurch kann in vorteilhafter Weise erreicht werden, dass die lokale Erwärmung des strömenden Fluids in der direkten Umgebung des beheizten Dickschicht-Widerstands der Anemometer-Sensoreinheit praktisch keinen Einfluss auf die Messung der Wirbelzähler-Sensoreinheit hat. Dadurch kann die Messgenauigkeit der Wirbelzähler-Sensoreinheit erhöht werden.
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Eine Anordnung der Wirbelzähler-Sensoreinheit an einem Endabschnitt des Sensorkörpers bedeutet beispielsweise, dass die Wirbelzähler-Sensoreinheit von der Sensorbasis am Rande der Medienleitung aus weiter in die Strömung des Fluids hineinragt, als die Anemometer-Sensoreinheit. Dadurch kann in vorteilhafter Weise ein besonders stabiler Aufbau erzielt werden, da der Sensorkörper gerade nur so weit in die Medienleitung hineinragen muss, dass die Wirbelzähler-Sensoreinheit sich in einer Region ausreichend stark ausgebildeter Wirbel befindet. Dadurch ist der Sensorkörper insgesamt weniger starken Strömungskräften ausgesetzt.
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Im Kontext dieser möglichen Weiterbildung ist es unerheblich, ob die Anemometer-Sensoreinheit und die Wirbelzähler-Sensoreinheit auf einem gemeinsamen oder mehreren getrennten Keramik-Substraten ausgebildet sind.
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In einer weiteren möglichen Weiterbildung des Durchflussmessers ist der beheizte Dickschicht-Widerstand auf einem Keramik-Substrat der Substrat-Anordnung angeordnet, welches Querschnittsverringerungen aufweist. Die Querschnittsverringerungen können in Bezug auf eine vertikale Längsachse des Sensorkörpers beispielsweise in einem Bereich des ersten Abstands zwischen dem beheizten Dickschicht-Widerstand und dem ersten Dickschicht-Widerstand und/oder in einem Bereich des zweiten Abstands zwischen der gesamten Anemometer-Sensoreinheit und der Wirbelzähler-Sensoreinheit angeordnet sein.
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Durch die Querschnittsverringerungen kann eine Wärmeleitung durch das Keramik-Substrat vom beheizten Dickschicht-Widerstand weg effektiv verringert werden. Durch die Positionierung von Querschnittsverringerungen an den vorgeschlagenen Stellen, nämlich in Bezug auf die Längsachse des Sensorkörpers zwischen den Widerständen oder zwischen den Sensoreinheiten, kann somit eine Erwärmung des ersten Dickschicht-Widerstands und/oder der Wirbelzähler-Sensoreinheit durch die Wärme des beheizten Dickschicht-Widerstands deutlich reduziert werden. Dadurch können die Messgenauigkeit und eine Stabilität der Messgenauigkeit verbessert werden. Querschnittsverringerungen können in diesem Zusammenhang beispielsweise durch seitliche trapezförmige Ausschnitte erzielt werden.
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Im Kontext dieser Weiterbildung ist es unerheblich, ob der beheizte Dickschicht-Widerstand, der erste Dickschicht-Widerstand und die Wirbelzähler-Sensoreinheit auf einem gemeinsamen oder auf mehreren getrennten Keramik-Substraten ausgebildet sind.
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In einer weiteren möglichen Weiterbildung des Durchflussmessers umfasst die Wirbelzähler-Sensoreinheit einen Druckaufnehmer.
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Ein Druckaufnehmer eignet sich für eine zuverlässige und genaue Erkennung der Frequenz, mit welcher sich Wirbel vom Störkörper ablösen. Zudem ist ein Druckaufnehmer in der Verbindung mit der Substrat-Anordnung kostengünstig und einfach herzustellen und zusammenzubauen. Dabei kann der Druckaufnehmer als MEMS-Chip (MEMS = Micro-Electro-Mechanical-System) ausgebildet sein. Weiterhin kann der Druckaufnehmer auch als mit mindestens einem dehnungsempfindlichen Messelement versehene Membran ausgebildet sein, welche direkt in ein Keramik-Substrat der Substrat-Anordnung integriert ist. Als dehnungsempfindliche Messelemente eignen sich beispielsweise Dehnungsmessstreifen oder dehnungsempfindliche Widerstandsbahnen auf der Membran.
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In einer weiteren möglichen Weiterbildung des Durchflussmessers ist der Druckaufnehmer auf einem Keramik-Substrat der Substrat-Anordnung angeordnet, welches einen Durchbruch aufweist, wobei der Druckaufnehmer über diesem Durchbruch angeordnet ist. Weiterhin kann der Sensorkörper eine Freistellung um die Position des Druckaufnehmers herum aufweisen. Durch die Freistellung kann der Druckaufnehmer den Druck des strömenden Fluids aufnehmen und diesem ausgesetzt werden. Insbesondere können der Durchbruch und/oder die Freistellung mit einer flexiblen Füllmasse versiegelt sein.
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Ein Durchbruch im Sinne dieser Weiterbildung bedeutet eine durchgehende Öffnung von der einen Seite des Keramik-Substrats zur anderen Seite des Keramik-Substrats. Eine solche Öffnung ist beispielsweise rechteckig geformt oder durch eine Kreisbohrung gebildet.
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Durch die Anordnung des Druckaufnehmers über dem Durchbruch kann ein druckempfindliches Element des Druckaufnehmers Druckunterschiede und Druckänderungen zwischen beiden Seiten des Substrats und des Sensorkörpers detektieren. Ohne einen entsprechenden Durchbruch kann ein beispielsweise als MEMS-Druckaufnehmer mit einer integrierten Referenzkammer ausgebildeter Druckaufnehmer auf dem Keramik-Substrat angeordnet werden und detektiert Druckänderungen an seiner Oberfläche.
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Im Kontext dieser Weiterbildung bedeutet eine Anordnung des Druckaufnehmers auf dem Keramik-Substrat beispielsweise ein Aufkleben.
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Ist der Druckaufnehmer als eine in das Keramik-Substrat integrierte Membran mit mindestens einem dehnungsempfindlichen Messelement auf der Membran ausgebildet, dann weist das Keramik-Substrat keinen Durchbruch im Sinne der vorangegangenen Definition eines Durchbruchs auf. Stattdessen weißt das Keramik-Substrat eine Materialschwächung, z. B. eine Ausfräsung, am Ort der Membran auf oder die Membran wird dadurch gebildet. Dennoch kann eine derartige Ausführung des Druckaufnehmers mit einer Freistellung des Sensorkörpers, wie vorangehend und nachfolgend beschrieben, kombiniert werden.
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Eine Freistellung im Sinne dieser Weiterbildung bedeutet eine derartige Ausformung des Sensorkörpers, so dass der Druckaufnehmer nicht durch den Sensorkörper, also zum Beispiel durch das Trägerteil, verdeckt wird. Beispielsweise in Verbindung mit einem Durchbruch oder einer eine Membran bildenden Materialschwächung oder Ausfräsung im Keramik-Substrat kann dadurch erzielt werden, dass der Druckaufnehmer mit dem Druck des strömenden Fluids von beiden Seiten des Sensorkörpers beaufschlagt wird und der Aufbau zugleich einfach und kostengünstig ist.
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Eine flexible Füllmasse kann zum Ausfüllen der Freistellung und/oder des Durchbruchs verwendet werden, um in vorteilhafter Weise den Druckaufnehmer vor dem direkten Kontakt mit dem Fluid zu schützen. Dadurch ist der Durchflussmesser in einer Vielzahl von Fluiden verwendbar, insbesondere in flüssigen Medien. Durch die Flexibilität der Füllmasse wird zugleich die Übertragung des Drucks auf druckempfindliche Elemente des Druckaufnehmers nicht behindert. Als flexible Füllmasse wird beispielsweise ein Silikon verwendet.
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In einer weiteren möglichen Weiterbildung des Durchflussmessers umfasst die Substrat-Anordnung mindestens zweit Keramik-Substrate, also ein erstes Keramik-Substrat und ein zweites Keramik-Substrat. Dabei ist der beheizte Dickschicht-Widerstand auf dem ersten Keramik-Substrat angeordnet und der erste Dickschickt-Widerstand und die Wirbelzähler-Sensoreinheit sind auf dem zweiten Keramik-Substrat angeordnet.
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Durch eine derartige Verteilung der Sensoreinheiten und/oder Widerstände auf das erste und zweite Keramik-Substrat kann in vorteilhafter Weise erzielt werden, dass die Wärmeübertragung vom beheizten Dickschicht-Widerstand auf den ersten Dickschicht-Widerstand und die Wirbelzähler-Sensoreinheit reduziert wird.
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Weiterhin kann in dieser Weiterbildung vorgesehen sein, dass die Keramik-Substrate zumindest im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind. Hierbei bedeutet „zumindest im Wesentlichen parallel“, dass die beiden Substrate in zwei Ebenen liegen, die entweder echt parallel zueinander verlaufen, oder sich in einem Winkel von kleiner als 90 Grad schneiden.
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Weiterhin kann in dieser Weiterbildung vorgesehen sein, dass das Trägerteil zwischen den beiden Keramik-Substraten angeordnet ist, beispielsweise abschnittsweise zwischen den Keramik-Substraten angeordnet ist. Dadurch kann das Trägerteil in vorteilhafter Weise dazu beitragen, dass die Wärmeleitung vom beheizten Dickschicht-Widerstand auf dem ersten Keramik-Substrat zu den Elementen, die auf dem zweiten Keramik-Substrat angeordnet sind, noch weiter reduziert wird. Darüber hinaus kann der Aufbau auf diese Weise besonders kompakt, kostengünstig und robust ausgeführt werden, da das Trägerteil die Keramik-Substrate stützt, hält und/oder stabilisiert.
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Weiterhin kann diese Weiterbildung des Durchflussmessers in vorteilhafter Weise mit den voran genannten möglichen Weiterbildungen kombiniert werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das erste Keramik-Substrat Querschnittsverringerungen aufweist, die in Bezug auf die vertikale Längsachse im Bereich des ersten Abstands angeordnet sind. Das zweite Keramik-Substrat kann beispielsweise einen Durchbruch aufweisen, über dem eine als Druckaufnehmer ausgeführte Wirbelzähler-Sensoreinheit angeordnet ist.
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In einer weiteren möglichen Weiterbildung des Durchflussmessers sind die Keramik-Substrate der Substrat-Anordnung und auf diesen angeordneten Elemente mit einer Schutzschicht überzogen. Diese Schutzschicht kann als Dickschichtglasur ausgebildet sein und/oder im so genannten Sol-Gel-Verfahren aufgebracht sein.
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Durch die Nutzung einer solchen Schutzschicht kann ein besonders kostengünstiger Schutz des Durchflussmessers vor Einflüssen durch flüssige Medien erreicht werden.
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In einer weiteren möglichen Weiterbildung des Durchflussmessers weist das Trägerteil an seinen zumindest im Wesentlichen orthogonal zur Strömungsrichtung ausgerichteten Seitenflächen Ausnehmungen auf,
wobei die Keramik-Substrate der Substrat-Anordnung in diese Ausnehmungen eingesetzt oder eingeschoben sind.
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„Zumindest im Wesentlichen orthogonal zur Strömungsrichtung“ bedeutet im Kontext dieser Weiterbildung, dass die Keramik-Substrate, eingesetzt oder eingeschoben in die Ausnehmungen, durch deren Ausrichtung zumindest nicht senkrecht zur Strömungsrichtung stehen, insbesondere eine Oberfläche parallel zur Strömungsrichtung haben.
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Durch diese Weiterbildung kann in vorteilhafter Weise erreicht werden, dass der Aufbau des Sensorkörpers besonders robust und zugleich einfach und kostengünstig gestaltbar ist. Das Trägerteil kann in dieser Weiterbildung die Keramik-Substrate besonders stabil halten oder tragen und somit die mechanische Stabilität des Aufbaus erhöhen. Gleichzeitig sind, z. B. in Verbindung mit der voran genannten möglichen Weiterbildung mit dem ersten und zweiten Keramik-Substrat, damit insgesamt nur drei Teile nötig, um den Sensorkörper zu bilden. Diese Teile sind das erste Keramik-Substrat, das zweite Keramik-Substrat und das Trägerteil. Dies ermöglicht eine kostengünstige Fertigung.
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Die Ausnehmungen sind beispielsweise in Form von Vertiefungen ausgebildet, welche an die Kontur der Keramik-Substrate angepasst sind. Dadurch können die Keramik-Substrate einfach in die Ausnehmungen eingelegt werden. Optionale Befestigungsmittel, z. B. Rastnasen, können dafür sorgen, dass die Keramik-Substrate fest in den Ausnehmungen gehalten werden. Alternativ können die Ausnehmungen auch mit Hinterschnitten ausgeführt sein, so dass die Keramik-Substrate in diese eingeschoben werden können. Weiterhin können Ausnehmungen auch als Taschen geformt sein, beispielsweise abschnittsweise, so dass darin aufgenommene Keramik-Substrate besonders stabil gehalten werden, beispielsweise auch vor direktem Kontakt mit dem strömenden Fluid geschützt werden.
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In einer weiteren möglichen Weiterbildung des Durchflussmessers sind die Sensorbasis und/oder der Störkörper und/oder das Trägerteil im Spritzgussverfahren aus einem Kunststoff hergestellt. Der Kunststoff kann insbesondere thermisch und elektrisch isolierend ausgebildet sein und/oder aus der Materialklasse der Faserverbundstoffe gewählt sein.
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Durch diese Weiterbildung kann eine besonders kostengünstige Herstellung erreicht werden. Zudem können die Komponenten dadurch in vorteilhafter Weise widerstandsfähig gegen Umwelteinflüsse und zugleich mit geringem Gewicht ausgeführt werden. In Verbindung mit den voran genannten Weiterbildungen kann ein Trägerteil nach dieser Weiterbildung insbesondere seine Funktion zur thermischen Isolierung des ersten Keramik-Substrats (mit dem beheizten Dickschicht-Widerstand) von dem zweiten Keramik-Substrat besonders effektiv erfüllen.
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Die Materialklasse der Faserverbundstoffe bietet zudem eine hohe mechanische Stabilität und Widerstandsfähigkeit, welche vorteilhaft im Durchflussmesser genutzt werden können.
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In einer weiteren möglichen Weiterbildung des Durchflussmessers weist der Sensorkörper zumindest an der Seite, welche der Strömung entgegengerichtet ist, zumindest abschnittsweise eine ovale Querschnittskontur auf, wobei diese Kontur beispielsweise elliptisch oder kreisförmig ausgebildet ist.
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Im Kontext dieser Weiterbildung bezieht sich die Querschnittskontur auf einen Schnitt, welcher senkrecht zur vertikalen Längsachse des Sensorkörpers durch diesen gelegt wird. Weiterhin kann die bezeichnete Seite jene sein, welche dem Störkörper zugewandt ist. Beispielsweise ist sie jedoch als die Seite des Sensorkörpers zu verstehen, welche von einem Volumenabschnitt des strömenden Fluids zuerst passiert wird oder auf welche ein Volumenabschnitt des strömenden Fluids zuerst trifft.
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Dass die Querschnittskontur zumindest abschnittsweise oval ausgebildet ist, kann weiterhin bedeuten, dass sich die ovale Kontur nicht entlang der gesamten vertikalen Längsachse des Sensorkörpers erstreckt oder entlang dieser Längsachse ihre Form verändert. Beispielsweise kann die ovale Querschnittskontur einen von der Sensorbasis ausgehend in Richtung eines unteren Endabschnitts des Sensorkörpers abnehmenden Krümmungsradius aufweisen. Weiterhin kann die der bezeichneten Seite abgewandte Seite zu dieser symmetrisch ausgebildet sein oder aber auch eine davon abweichende Querschnittskontur aufweisen, beispielsweise eine Rechteckform.
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Durch eine solche Form werden durch den Sensorkörper weniger Verwirbelungen und Turbulenzen im Fluid hervorgerufen. Das wiederum kann dazu beitragen, dass der Sensorkörper weniger starken Druckkräften durch die Strömung und weniger Vibrationen durch sich mit alternierendem Drehsinn ablösende Wirbel ausgesetzt ist. Der Strömungswiderstand des Sensorkörpers kann durch die letztgenannte mögliche Weiterbildung deutlich reduziert werden.
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In einer weiteren möglichen Weiterbildung des Durchflussmessers sind die Sensorbasis, der Störkörper und der Sensorkörper einstückig geformt. Sie bestehen also aus einem Stück, sind integral oder dauerhaft miteinander verbunden.
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Dadurch kann der Durchflussmesser besonders günstig hergestellt werden und der Aufbau kann einfach gestaltet werden. Diese Weiterbildung ist insbesondere vorteilhaft in Verbindung mit der voran genannten Herstellung der Komponenten im Spritzgussverfahren.
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Alternativ zur zuletzt genannten Weiterbildung des Durchflussmessers kann dieser in einer anderen möglichen Weiterbildung auch derart ausgebildet sein, dass Sensorbasis, Störkörper und/oder Sensorkörper getrennte Teile sind und die Sensorbasis Fassungen zur Aufnahme und Halterung des Störkörpers und/oder des Sensorkörpers aufweist.
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Beispielsweise weist die Sensorbasis zwei Fassungen auf, wobei in der ersten Fassung der Störkörper und in der zweiten Fassung der Sensorkörper aufgenommen und gehalten ist.
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Alternativ kann die Sensorbasis nur eine Fassung aufweisen, in welcher der Störkörper aufgenommen und gehalten ist. Der Störkörper wiederum kann selbst eine Fassung aufweisen, in welcher der Sensorkörper aufgenommen und gehalten ist.
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Die Fassungen im Sinne dieser Weiterbildung entsprechen also Öffnungen zwischen dem Innenraum der Medienleitung und einem Innenraum der Sensorbasis oder dem die Medienleitung umgebenden Raum. Durch den Störkörper und/oder Sensorkörper, der oder die in den Fassungen aufgenommen und gehalten wird oder werden, sind diese jedoch Medienundurchlässig verschlossen.
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Weiterhin können die Fassungen im Sinne dieser Weiterbildung insbesondere durch Dichtungen, wie z. B. O-Ringe oder Formdichtungen, oder durch einen Formschluss zum Störkörper und/oder Sensorkörper hin abgedichtet sein. Einerseits kann auf diese Weise verhindert werden, dass das Fluid aus der Medienleitung austritt und in die Sensorbasis eindringt. Andererseits kann dadurch eine stabile Struktur erreicht werden.
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In einer weiteren möglichen Weiterbildung des Durchflussmessers ist oder sind der Störkörper und/oder der Sensorkörper in den Fassungen verschiebbar gelagert. Eine Verschiebung der Körper ist dabei beispielsweise gegenüber der Sensorbasis zumindest im Wesentlichen orthogonal zur Strömungsrichtung und zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Längsachse des Sensorkörpers und/oder Störkörpers möglich.
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Durch eine solche Lagerung kann in vorteilhafter Weise erreicht werden, dass die Eintauchtiefe des Störkörpers und/oder des Sensorkörpers flexibel einstellbar ist, beispielsweise an die Geometrie der Medienleitung anpassbar ist.
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Eintauchtiefe beschreibt im Kontext dieser Weiterbildung, wie weit der Störkörper und/oder Sensorkörper von der Sensorbasis aus in das strömende Fluid und/oder in die Medienleitung hineinragen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, zu Gunsten einer möglichst gleichmäßigen Strömung die Eintauchtiefe des Störkörpers dem Durchmesser der Medienleitung anzugleichen. Die Eintauchtiefe des Sensorkörpers kann beispielsweise einer Distanz bis zum Zentrum der Strömung, also beispielsweise dem halben Durchmesser der Medienleitung, angeglichen sein.
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Weiterhin kann der Durchflussmesser eine Fixiervorrichtung aufweisen, welche dazu eingerichtet ist, den verschiebbar gelagerten Störkörper und/oder den verschiebbar gelagerten Sensorkörper mit der Sensorbasis starr zu verbinden. In einer starren Verbindung sind der Störkörper und/oder der Sensorkörper dann nicht mehr verschiebbar.
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Dadurch lässt sich in vorteilhafter Weise erzielen, dass die Eintauchtiefe des Störkörpers und/oder Sensorkörpers durch die verschiebbare Lagerung flexibel eingestellt werden kann, bei passender Einstellung der Eintauchtiefe jedoch die relative Position des Störkörpers und/oder Sensorkörpers zur Sensorbasis fixiert werden kann und der Durchflussmesser somit eine stabile Struktur bildet. Eine solche Fixierung kann reversibel sein, so dass eine Eintauchtiefe immer wieder neu eingestellt werden kann.
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In einer weiteren möglichen Weiterbildung des Durchflussmessers umfasst die Fixiervorrichtung Reservoirs, welche mit einer Vergussmasse, beispielsweise mit einer Zwei-Komponenten-Vergussmasse, gefüllt sind. Die Reservoirs können dabei so angeordnet sein, dass die Vergussmasse bei einem Aufbruch der Reservoirs automatisch, z. B. durch die Schwerkraft bedingt, in die Fassungen fließt und sich darin dichtend verfestigt. Die Verfestigung kann durch einen Kontakt und eine Reaktion mit der umgebenden Luft oder, im Falle einer Zwei-Komponenten-Vergussmasse, durch eine Vermischung und Reaktion der Komponenten erfolgen. Eine solche Ausgestaltung der Fixiervorrichtung erlaubt eine permanente, besonders widerstandsfähige Fixierung und gleichzeitige Dichtung der Fassungen.
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Reservoirs im Sinne dieser Weiterbildung sind beispielsweise abgeschlossene Kunststofftaschen oder - Blasen, welche eine dünne Wandung aufweisen. Die dünne Wandung kann beispielswese mit Hilfe von Werkzeugen, etwa einem Schraubendreher, aufgebrochen werden.
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In einer weiteren möglichen Weiterbildung des Durchflussmessers ist die Elektronik-Einheit dazu eingerichtet, die Sensorsignale der Anemometer-Sensoreinheit und der Wirbelzähler-Sensoreinheit zu erfassen und in Abhängigkeit der Sensorsignale diese einem Niedergeschwindigkeits-Messbereich, einem Überlapp-Messbereich oder einem Hochgeschwindigkeits-Messbereich zuzuordnen.
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In Bezug auf den Messbereich weist eine Wirbelzähler-Sensoreinheit typischerweise eine charakteristische Messungenauigkeit auf, die mit zunehmender Strömungsgeschwindigkeit abnimmt. Das bedeutet, bei höheren Strömungsgeschwindigkeiten messen Wirbelzähler-Sensoreinheiten sehr genau. Als ein Hochgeschwindigkeits-Messbereich kann im Sinne dieser Weiterbildung somit ein Messbereich hoher Strömungsgeschwindigkeit verstanden werden, in dem die Wirbelzähler-Sensoreinheit eine geringe Messungenauigkeit aufweist. Thermische Anemometer-Sensoreinheiten zeigen hingegen typischerweise ein umgekehrtes Verhalten. Das heißt, bei geringen Strömungsgeschwindigkeiten weisen sie eine sehr geringe Messungenauigkeit auf, welche jedoch mit zunehmender Strömungsgeschwindigkeit am Messbereichsende zunimmt. Als ein Niedergeschwindigkeits-Messbereich kann im Sinne dieser Weiterbildung ein Messbereich niedriger Strömungsgeschwindigkeit verstanden werden, in dem die Anemometer-Sensoreinheit eine geringe Messungenauigkeit aufweist. Ein Messbereich mittlerer Strömungsgeschwindigkeit, in welchem sowohl die Anemometer-Sensoreinheit als auch die Wirbelzähler-Sensoreinheit eine geringe Messungenauigkeit aufweisen, kann als Überlapp-Messbereich bezeichnet werden. Der Überlapp-Messbereich kann gemäß dem Wortsinn die Schnittmenge aus dem Niedergeschwindigkeits- und Hochgeschwindigkeits-Messbereich sein. Es ist jedoch auch möglich, dass der Überlapp-Messbereich als ein Bereich zwischen den anderen Bereichen definiert ist, wenn sich die anderen Bereiche nicht überlappen, oder als Punktwert, falls sich der Niedergeschwindigkeits- und Hochgeschwindigkeits-Messbereich nur in einem Grenzwert berühren.
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Im Sinne dieser Weiterbildung kann die Elektronik-Einheit auf Basis der Sensorsignale diese einem der genannten Messbereiche oder Strömungsgeschwindigkeitsbereiche zuordnen und damit bestimmen, mit welcher Messungenauigkeit die Sensoreinheiten jeweils gerade arbeiten. Dies eröffnet in vorteilhafter Weise Möglichkeiten für eine intelligente Steuerung und Optimierung des Betriebs des Durchflussmessers durch die Elektronik-Einheit, welche Gegenstand der nachfolgenden Weiterbildungen sind.
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Die Zuordnung kann dabei insbesondere auf Basis von im Durchflussmesser hinterlegten Referenzdaten und/oder Kalibrierdaten erfolgen. Die Zuordnung kann auf Basis eines einzelnen Sensorsignals, auf Basis beider Sensorsignale oder auf Basis eines Verhältnisses zwischen den beiden Sensorsignalen erfolgen.
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In einer weiteren möglichen Weiterbildung des Durchflussmessers ist die Elektronik-Einheit dazu eingerichtet, im Niedergeschwindigkeits-Messbereich das Sensorsignal der Anemometer-Sensoreinheit auszuwerten und als Messwertsignal über die Signalschnittstelle bereitzustellen und im Hochgeschwindigkeits-Messbereich das Sensorsignal der Wirbelzähler-Sensoreinheit auszuwerten und als Messwertsignal über die Signalschnittstelle bereitzustellen.
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Das Auswerten eines Sensorsignals bedeutet, dass nach einer bestimmten Auswertevorschrift aus dem Sensorsignal ein Messwertsignal berechnet wird. In der Elektronik-Einheit kann jeweils für die Anemometer-Sensoreinheit und für die Wirbelzähler-Sensoreinheit eine eigene Auswertevorschrift hinterlegt sein, die beispielsweise bei einer Justage festgelegt wird.
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Durch diese Weiterbildung kann die Messgenauigkeit des Durchflussmessers optimiert werden, da jeweils das Signal derjenigen Sensoreinheit ausgewertet und ausgegeben wird, welche aufgrund ihrer jeweiligen Charakteristik im jeweils vorliegenden Strömungsgeschwindigkeitsbereich die geringste Messungenauigkeit aufweist.
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In einer weiteren möglichen Weiterbildung des Durchflussmessers ist die Elektronik-Einheit dazu eingerichtet, im Überlapp-Messbereich die Sensorsignale der Anemometer-Sensoreinheit und der Wirbelzähler-Sensoreinheit zusammen auszuwerten und als resultierendes Messwertsignal über die Signalschnittstelle bereitzustellen.
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Dass die Sensorsignale zusammen ausgewertet werden, bedeutet im Kontext dieser Weiterbildung, dass beide Sensorsignale erfasst werden und zur Ermittlung des resultierenden Messwerts miteinander verrechnet werden. Das Verrechnen kann eine Mittelwertbildung aus den jeweils ermittelten Messwerten sein, beispielsweise eine gewichtete Mittelwertbildung. Hierbei kann dem Messwert, der aus dem Sensorsignal der Anemometer-Sensoreinheit bestimmt wird, ein Gewichtungsfaktor wA und dem Messwert, der aus dem Sensorsignal der Wirbelzähler-Sensoreinheit bestimmt wird, ein Gewichtungsfaktor wW = (1 - wA) zugeordnet werden. Der Gewichtungsfaktor wA kann hierbei dynamisch bestimmt sein und beispielweise an der unteren Grenze des Überlapp-Messbereichs den Wert wA = 1 annehmen, an der oberen Grenze des Überlapp-Messbereichs den Wert wA = 0 annehmen und dazwischen beispielsweise einer Funktion folgen, die von einem der beiden Sensorsignale oder beiden Sensorsignalen abhängt und Werte zwischen 1 und 0 annimmt. Im einfachsten Fall ist diese Funktion eine Gerade, die über den Überlapp-Messbereich vom Anfangswert 1 linear auf den Endwert 0 fällt.
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Durch diese Weiterbildung kann über den Überlapp-Messbereich ein fließender Übergang vom Niedergeschwindigkeits- in den Hochgeschwindigkeits-Messbereich erreicht werden, wobei eine niedrige Messungenauigkeit über alle Bereiche erzielbar ist.
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In einer weiteren möglichen Weiterbildung des Durchflussmessers ist die Elektronik-Einheit dazu eingerichtet, im Überlapp-Messbereich die Sensorsignale der Anemometer-Sensoreinheit und der Wirbelzähler-Sensoreinheit zusammen auszuwerten und das Sensorsignal der Anemometer-Sensoreinheit mit dem Sensorsignal der Wirbelzähler-Sensoreinheit abzugleichen und/oder Signalabweichungen der Anemometer-Sensoreinheit zur Wirbelzähler-Sensoreinheit im Überlapp-Messbereich adaptiv für den Niedergeschwindigkeits-Messbereich anzupassen.
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Dass die Sensorsignale zusammen ausgewertet werden, bedeutet im Kontext dieser Weiterbildung, dass beide Sensorsignale erfasst und insbesondere auch nach ihrer jeweiligen Auswertevorschrift ausgewertet werden.
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Wird das Sensorsignal der Anemometer-Sensoreinheit mit dem Sensorsignal der Wirbelzähler-Sensoreinheit abgeglichen, bedeutet dies, dass die Elektronik-Einheit nur das Sensorsignal der Wirbelzähler-Sensoreinheit zu einem Messwertsignal auswertet und über die Signalschnittstelle bereitstellt. Das Sensorsignal der Anemometer-Sensoreinheit wird dagegen nur mit dem Sensorsignal der Wirbelzähler-Sensoreinheit verglichen und/oder die Messwerte der beiden Sensoreinheiten werden verglichen und/oder eine mögliche Signalabweichung oder Messwertabweichung wird festgestellt.
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Werden Signalabweichungen der Anemometer-Sensoreinheit zur Wirbelzähler-Sensoreinheit im Überlapp-Messbereich adaptiv für den Niedergeschwindigkeits-Messbereich angepasst, bedeutet dies, dass die Auswertevorschrift, nach welcher das Sensorsignal der Anemometer-Sensoreinheit zu einem Messwert oder Messwertsignal ausgewertet wird, derart angepasst wird, dass es sich im Überlapp-Bereich dem aktuellen ausgewerteten Messwert bzw. Messwertsignal der Wirbelzähler-Sensoreinheit angleicht. Hierdurch können Langzeit-Signalveränderungen, so genannte Drifts, der Anemometer-Sensoreinheit kompensiert werden, welche beispielsweise durch Ablagerungen an den Dickschicht-Widerständen verursacht werden können.
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Dieser adaptive Anpassungsvorgang kann beispielsweise in Verbindung mit dem voran genannten Abgleich der Sensorsignale kombiniert werden und/oder durch diesen ausgelöst werden. Wird hierbei eine Abweichung der Anemometer-Sensoreinheit gegenüber der Wirbelzähler-Sensoreinheit über ein Zeitintervall festgestellt, über welches beide Signale stabil sind (und somit die Signalabweichung oder Messwertabweichung nicht auf ein unterschiedlich schnelles Ansprechverhalten zurückzuführen ist) und ist diese Abweichung größer als ein vorgegebener Grenzwert, wird ein adaptiver Anpassungsvorgang automatisch durchgeführt.
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Somit kann in vorteilhafter Weise eine zuverlässige Funktion und Messgenauigkeit des Durchflussmessers über den gesamten Messbereich aufrechterhalten werden und der Durchflussmesser muss weniger häufig zur Kalibrierung, Reinigung oder Justage ausgebaut werden.
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In einer weiteren möglichen Weiterbildung des Durchflussmessers ist die Elektronik-Einheit dazu eingerichtet, die Sensorsignale der Anemometer-Sensoreinheit und der Wirbelzähler-Sensoreinheit zusammen auszuwerten und mit Hilfe von in der Elektronik-Einheit hinterlegten Plausibilitätsdaten festzustellen, dass eine der beiden Sensoreinheiten defekt ist. Wird ein Defekt festgestellt, kann ein Fehlersignal über die Signalschnittstelle ausgegeben werden.
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Dass die Sensorsignale zusammen ausgewertet werden, bedeutet im Kontext dieser Weiterbildung, dass beide Sensorsignale erfasst und insbesondere miteinander verglichen werden. Plausibilitätsdaten im Sinne dieser Weiterbildungen sind in der Elektronik-Einheit hinterlegte Daten und Grenzwerte, insbesondere Toleranzbereiche und Wertetabellen für die Sensorsignale oder eine Differenz zwischen den Sensorsignalen, die auf eine normale Funktion der Sensoreinheiten schließen lassen.
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Durch diese Weiterbildung kann in vorteilhafter Weise erreicht werden, dass der Durchflussmesser selbstständig seine Funktion überwacht und eine Fehlfunktion erkennen und signalisieren kann. Dadurch können Fehler schneller erkannt werden.
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Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Plausibilitätsdaten in einer so genannten Anlern-Phase, beispielsweise im Rahmen einer Inbetriebnahme des Durchflussmessers, vom Durchflussmesser selbst bestimmt werden. Die Elektronik-Einheit kann dabei über ein entsprechendes Steuersignal über die Signalschnittstelle in einen Anlern-Betriebszustand versetzt werden, in welchem sie die Sensorsignale kontinuierlich zusammen auswertet und aus der Auswertung entsprechende Plausibilitätsdaten ableitet. Sind ausreichende Plausibilitätsdaten gesammelt, kann die Elektronik-Einheit in einen normalen Mess-Betriebszustand wechseln. Während der Anlern-Phase können die Sensorsignale und/oder Messwertsignale von einer Steuerstelle überwacht werden, um sicherzustellen, dass nicht bereits während der Anlern-Phase ein Defekt bei einer der Sensoreinheiten vorliegt.
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In einer weiteren möglichen Weiterbildung des Durchflussmessers ist die Elektronik-Einheit dazu eingerichtet, die Sensorsignale der Anemometer-Sensoreinheit und der Wirbelzähler-Sensoreinheit zusammen auszuwerten und über die Signalschnittstelle eine Information über die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids zu empfangen. Aus der Information sowie den Sensorsignalen der Anemometer- und Wirbelzähler-Sensoreinheiten kann die Elektronik-Einheit eine Eigenschaft des Fluids berechnen und über die Signalschnittstelle ausgeben. Diese Eigenschaft ist beispielsweise eine Dichte, eine Viskosität oder eine Wärmeleitfähigkeit des Fluids .
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Somit ist der Durchflussmesser auch flexibel zur Messung anderer Größen als der Strömungsgeschwindigkeit geeignet und kann beispielsweise beim Einsatz in der Prozessindustrie wertvolle Informationen über ein Prozessmedium liefern. Eine berechnete Eigenschaft des Fluids kann dabei mit besonders hoher Genauigkeit angegeben werden, wenn die Strömungsgeschwindigkeit während der Auswertung der Sensorsignale nicht konstant ist, sondern innerhalb eines Intervalls variiert wird, beispielsweise innerhalb eines Intervalls variiert wird, welches den Überlapp-Bereich einschließt.
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In einer weiteren möglichen Weiterbildung des Durchflussmessers ist die Elektronik-Einheit dazu eingerichtet, eine Heizleistung am beheizten Dickschicht-Widerstand temporär derart zu erhöhen, so dass der Sensorkörper zumindest teilweise von organischen Ablagerungen befreit wird.
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Dadurch kann in vorteilhafter Weise einer Beeinflussung des Sensorsignals durch Ablagerungen am beheizten Dickschicht-Widerstand, wie es in vorangehenden Abschnitten schon beschrieben wurde, vorgebeugt werden. Eine zuverlässige Funktion und Messgenauigkeit des Durchflussmessers kann somit über einen längeren Zeitraum aufrechterhalten werden und der Durchflussmesser muss weniger häufig zur Kalibrierung, Reinigung oder Justage ausgebaut werden.
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Dabei kann weiterhin auch vorgesehen sein, dass der erste Dickschicht-Widerstand durch die Elektronik-Einheit vorübergehend von einem Messbetrieb in einen Heizbetrieb geschaltet wird und der erste Dickschicht-Widerstand in diesem Heizbetrieb ebenfalls mit einer erhöhten Heizleistung beschaltet wird, so dass ebenfalls organische Ablagerungen zumindest teilweise entfernt werden können.
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In dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Installation eines Durchflussmessers an einer Messstelle einer Medienleitung wird die Sensorbasis an der Messstelle angeordnet. Anordnen bedeutet in diesem Kontext beispielsweise ein Einschrauben in eine Gewindefassung, ein Einkleben, ein Anschweißen oder ein Herstellen einer Flanschverbindung. Sobald die Sensorbasis stabil und dichtend an der Messstelle angeordnet ist, wird der Störkörper von außerhalb der Medienleitung in eine Fassung der Sensorbasis eingeschoben und in die Medienleitung eingeführt. Dabei wird der Störkörper beispielsweise so tief eingeschoben, dass er die der Sensorbasis gegenüberliegende Innenwand der Medienleitung berührt. In einem nächsten Schritt wird der Sensorkörper durch eine weitere Fassung der Sensorbasis oder des Störkörpers von außerhalb der Medienleitung in die Medienleitung eingeführt. Dabei wird der Sensorkörper beispielsweise so tief eingeschoben, dass ein Endabschnitt des Sensorkörpers im Zentrum der Strömung angeordnet ist, also beispielsweise in der Mitte der Medienleitung. In einem weiteren Schritt werden der Störkörper und der Sensorkörper durch eine Fixiervorrichtung mit der Sensorbasis starr verbunden.
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Durch dieses Verfahren kann die Installation des Durchflussmessers äußerst schnell und somit kostengünstig erfolgen. Gleichzeitig ist eine individuelle Anpassung an die Abmessungen der Medienleitung, also insbesondere an den Durchmesser der Medienleitung, möglich.
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Der erfindungsgemäße Durchflussmesser und dessen Weiterbildungen sind in den vorangegangenen Abschnitten beschrieben für die Bestimmung eines Durchflusses in strömenden Fluiden allgemein, also sowohl in gasförmigen als auch in flüssigen strömenden Medien. Der erfindungsgemäße Durchflussmesser sowie dessen mögliche Weiterbildungen können jedoch auch in flüssigen Medien eingesetzt werden, da dessen modularer und stabiler Aufbau eine hohe mechanische Belastbarkeit und Dichtheit ermöglicht. Der Durchflussmesser kann so auch erhöhten Kräften standhalten, die eine strömende Flüssigkeit im Vergleich zu einem strömenden Gas überträgt.
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Darüber hinaus sind der erfindungsgemäße Durchflussmesser und dessen mögliche Weiterbildungen aber auch für eine Verwendung in Strömungen geeignet, welche sowohl flüssige als auch gasförmige Strömungsanteile aufweisen. In einem vorrangig gasförmigen strömenden Medium kann der Durchflussmesser auch dann verwendet werden, wenn mit kurzzeitigen und stoßartigen Flüssigkeitsströmen zu rechnen ist. Solche stoßartigen Flüssigkeitsströme würden die aus dem Stand der Technik bekannten Durchflussmesser für Gase hingegen beschädigen, insbesondere deren sensible Messelemente, wie etwa Hitzdrähte.
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Ebenso ist eine Verwendung des erfindungsgemäßen Durchflussmessers und dessen möglicher Weiterbildungen in einem vorrangig flüssigen strömenden Medium möglich, wenn dabei mit kurzzeitigen und stoßartigen Gasströmen oder Gasblasen zu rechnen ist. Der stabile Aufbau des Durchflussmessers kann den dabei auftretenden Schwankungen der mechanischen Belastung standhalten. Die auf der Substrat-Anordnung ausgebildeten Sensoreinheiten können auch unter solchen Belastungsschwankungen zuverlässig betrieben werden. Entsprechend der Weiterbildungen des Durchflussmessers können insbesondere der erste Dickschicht-Widerstand und der beheizte Dickschicht-Widerstand der Anemometer-Einheit dazu in der Lage sein, dem mit einem Wechsel von einer flüssigen zu einer gasförmigen Phase einhergehenden Einbruch des Wärmeabtrags standzuhalten, also z. B. nicht dadurch zu verglühen, wie es etwa bei Verwendung eines Hitzdrahts der Fall sein kann.
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Der erfindungsgemäße Durchflussmesser, dessen Weiterbildungen und das erfindungsgemäße Verfahren zur Installation eines Durchflussmessers sind nicht auf die voran gegangenen Ausführungen beschränkt. Insbesondere sind von dieser Beschreibung alle Kombinationen einzelner oder mehrerer Merkmale der Weiterbildungen umfasst, insofern sie sich nicht gegenseitig ausschließen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Mögliche Ausführungsbeispiele der Erfindung und ihrer Weiterbildungen werden im Folgenden anhand von Figuren erläutert.
Dabei zeigen
- 1 schematisch einen Durchflussmesser in einer Medienleitung,
- 2 schematisch Keramik-Substrate,
- 3A bis 3C schematisch ein Trägerteil und Querschnitte durch einen Sensorkörper,
- 4A bis 4C schematisch drei Teilschritte eines Verfahrens zur Installation eines Durchflussmessers,
- 5 schematisch zwei Graphen und
- 6 schematisch eine Schnittdarstellung eines zweiten Keramik-Substrats einer Substrat-Anordnung.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine exemplarische Ausführungsform eines Durchflussmessers 100, die Merkmale von mehreren der vorangehend beschriebenen möglichen Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Durchflussmessers 100 vereint.
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Der Durchflussmesser 100 ist an einer Messstelle 201 einer Medienleitung 200 angeordnet. Ein Strömungsgeschwindigkeitsprofil des Fluids in der Medienleitung 200 ist schematisch durch Pfeile an der linken Seite der Medienleitung 200 angedeutet.
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Der Durchflussmesser 100 umfasst eine Sensorbasis 101, einen Störkörper 102, dessen Eintauchtiefe im Wesentlichen dem Durchmesser D der Medienleitung 200 entspricht, sowie einen Sensorkörper 103 mit einem Trägerteil 110, einer Substrat-Anordnung 111, einer Anemometer-Sensoreinheit 104 und einer Wirbelzähler-Sensoreinheit 105. Die Wirbelzähler-Sensoreinheit 105 ist dabei im Bereich eines Endabschnitts 131 des Sensorkörpers 103 angeordnet. Eine Eintauchtiefe des Sensorkörpers 103 entspricht zumindest im Wesentlichen dem halben Durchmesser D der Medienleitung 200, wobei der Sensorkörper 103 in Strömungsrichtung dem Störkörper 102 nachgelagert angeordnet ist. Als gestrichelter Pfeil ist eine vertikale Längsachse 500 des Sensorkörpers 103 dargestellt.
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Eine Elektronik-Einheit 300 steht über elektrische Leitungen in Verbindung mit den Sensoreinheiten 104, 105 und einer Signalschnittstelle 400. Die Signalschnittstelle 400 ist exemplarisch als Steckkontakt dargestellt. Die Elektronik-Einheit 300 und die Signalschnittstelle 400 sind innerhalb eines gestrichelt angedeuteten Gehäuses 127 des Durchflussmessers 100 angeordnet. Der Störkörper 102 und der Sensorkörper 103 sind in Fassungen 121 der Sensorbasis 101 aufgenommen und gehalten. Die exemplarische Ausführungsform erzielt durch ihre Merkmale und Komponenten die Vorteile, welche entsprechend in der vorangegangenen Beschreibung der Erfindung aufgeführt wurden.
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In 2 ist zur Linken eine exemplarische Ausführungsform einer Substrat-Anordnung 111 mit einem ersten Keramik-Substrat 108 gezeigt, zur Rechten eine Vorder- und Rückseite einer exemplarischen Ausführungsform einer Substrat-Anordnung 111 mit einem zweiten Keramik-Substrat 109. Die Keramik-Substrate 108, 109 sind in gleichem Maßstab und in Bezug zu einer gemeinsamen Längsachse 500 des Sensorkörpers 103 dargestellt.
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Im Bereich eines unteren Endabschnitts 114 des ersten Keramik-Substrats 108 ist ein beheizter Dickschicht-Widerstand 107 auf dem ersten Keramik-Substrat 108 angeordnet. Dieser ist über Leiterbahnen 128 mit Kontakten 129 am oberen Ende des ersten Keramik-Substrats 108 verbunden.
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Oberhalb des beheizten Dickschicht-Widerstands 107 weist das erste Keramik-Substrat 108 Querschnittsverringerungen 112 auf. Diese reduzieren die Wärmemenge, die sich vom beheizten Dickschicht-Widerstand 107 nach oben ausbreiten kann. In Bezug auf die eingezeichnete vertikale Längsachse 500 des Sensorkörpers 103 sind die Querschnittsverringerungen 112 im Bereich eines ersten Abstands 501 angeordnet, der sich zwischen einer Position des beheizten Dickschicht-Widerstands 107 und einer Position des ersten Dickschickt-Widerstands 106 befindet. Ein zweiter Abstand 502 ist zwischen der Position des beheizten Dickschicht-Widerstands 107 und einer Position der Wirbelzähler-Sensoreinheit 105 ausgebildet.
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Das zweite Keramik-Substrat 109 trägt, wie in der mittleren Abbildung dargestellt, auf einer Seite die Wirbelzähler-Sensoreinheit 105, die exemplarisch als Druckaufnehmer 113 ausgebildet ist. Der Druckaufnehmer 113 ist beispielsweise ein MEMS-Chip. Der Druckaufnehmer 113 ist auf das zweite Keramik-Substrat 109 über einem Durchbruch 115 des zweiten Keramik-Substrats 109 aufgeklebt. Über Bond-Drähte 130 ist der Druckaufnehmer 113 an dafür vorgesehene Kontakte 129 angeschlossen. Diese sind wiederum mit Leiterbahnen 128 mit Kontakten 129 am oberen Rand des zweiten Keramik-Substrats 109 verbunden. Diese können wiederum mit der Elektronik-Einheit 300 verbunden sein.
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Auf seiner anderen Seite, wie in der Abbildung rechts dargestellt, trägt das zweite Keramik-Substrat 109 den ersten Dickschicht-Widerstand 106, welcher ebenfalls über Leiterbahnen 128 mit Kontakten 129 am oberen Ende des zweiten Keramik-Substrats 109 elektrisch leitend verbunden ist. Durch den Durchbruch 115 ist die Unterseite des Druckaufnehmers 113 teilweise freigelegt, so dass der Druckaufnehmer 113 von beiden Seiten des zweiten Keramik-Substrats 109 Druck aufnehmen kann.
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3A zeigt eine exemplarische Ausführungsform eines Trägerteils 110 in zwei perspektivischen Ansichten.
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Das Trägerteil 110 bildet eine Seitenfläche 119 des Sensorkörpers 103, welcher der Strömung des Fluids entgegengerichtet ist. Die Seitenfläche 119 weist eine ovale Querschnittskontur auf. Beide senkrecht zur Strömung zeigenden Oberflächen weisen Ausnehmungen 120 auf, in welchen Keramik-Substrate 108, 109 eingelegt oder eingeschoben werden können. Weiterhin weist das Trägerteil 110 eine Freistellung 116 auf.
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3B zeigt einen Querschnitt durch eine exemplarische Ausführungsform eines Sensorkörpers 103, senkrecht zu einer vertikalen Längsachse 500 des Sensorkörpers 103, mit einem Trägerteil 110 und einer Substrat-Anordnung 111.
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Das Trägerteil 110 weist eine der Strömung entgegen gerichtete Seitefläche 119 auf, die mit einer ovalen Querschnittskontur ausgeführt ist. Daran angrenzende Seitenflächen weisen Ausnehmungen 120 auf, in welche ein erstes Keramik-Substrat 108 und ein zweites Keramik-Substrat 109 eingelegt oder eingeschoben sind.
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3C zeigt den Schnitt X, wie in 3B angedeutet, durch eine exemplarische Ausführungsform eines Sensorkörpers 103, entlang einer vertikalen Längsachse 500 des Sensorkörpers 103.
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Ein erstes Keramik-Substrat 108 und ein zweites Keramik-Substrat 109 sind in Ausnehmungen 120 eines Trägerteils 110 des Sensorkörpers 103 aufgenommen oder eingeschoben.
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Auf dem ersten Keramik-Substrat 108 ist ein beheizter Dickschicht-Widerstand 107 angeordnet. Auf dem zweiten Keramik-Substrat 109 ist an der nach außen zum Fluid hin gerichteten Seite des Keramik-Substrats 109 ein erster Dickschicht-Widerstand 106 angeordnet.
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An einem Endabschnitt 131 des Sensorkörpers 103 ist im Bereich einer Freistellung 116 des Trägerteils 110 auf der anderen Seite des zweiten Keramik-Substrats 109 ein Druckaufnehmer 113 angeordnet. Dieser ist mit Bond-Drähten 130 mit nicht gezeigten Kontakten 129 auf dem Substrat verbunden.
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Das zweite Keramik-Substrat 109 weist weiterhin einen Durchbruch 115 innerhalb eines Flächenabschnitts auf, auf dem der Druckaufnehmer 113 angeordnet ist. Die Freistellung 116 und der Durchbruch 115 sind mit einer flexiblen Füllmasse 117 ausgefüllt, die beide Seiten des Druckaufnehmers 113 vor direktem Kontakt mit dem Fluid schützt, jedoch eine Aufnahme des Drucks von beiden Seiten des Sensorkörpers 103 nicht behindert.
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Die 4A bis 4C zeigen drei Teilschritte einer exemplarischen Ausgestaltung des Verfahrens zur Installation einer exemplarischen Ausführungsform eines Durchflussmessers 100 an einer Messstelle 201 einer Medienleitung 200. Die Medienleitung 200 und die Messstelle 201 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.
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In 4A ist eine Sensorbasis 101 an einer Messstelle 201 bereitgestellt. Ein Störkörper 102 und ein Sensorkörper 103 werden in Fassungen 121 der Sensorbasis 101 eingeschoben und darin vertikal verschoben, bis sie eine jeweilige gewünschte Eintauchtiefe erreicht haben. Die Fassungen 121 sind mit Dichtungen 122 versehen. Eine Fixiervorrichtung 123 umfasst zwei Reservoirs 124, welche mit einer flüssigen Vergussmasse 125 gefüllt sind. Die Vergussmasse 125 kann beispielsweise eine Zwei-Komponenten-Vergussmasse sein, so dass jedes Reservoir 124 jeweils eine der beiden Komponenten bereithält.
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Mit Hilfe von Werkzeugen 202 sind die Reservoirs 124 in 4B aufgebrochen. Die Vergussmasse 125 der Fixiervorrichtung 123 wird freigesetzt und fließt in die Fassungen 121, in denen der Störkörper 102 und der Sensorkörper 103 gehalten und mittels der Dichtungen 122 abgedichtet sind.
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4C stellt dar, wie die Vergussmasse 125 in den Fassungen 121 ausgehärtet ist. Störkörper 102 und Sensorkörper 103 sind somit starr mit der Sensorbasis 101 verbunden, gleichzeitig sind die Fassungen 121 dicht versiegelt.
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In 5 sind zwei Graphen dargestellt. Im oberen Graph sind auf der Ordinate 901 Messunsicherheiten 902, 903 über einer Abszisse 900 aufgetragen, welche eine Strömungsgeschwindigkeit darstellt. Im unteren Graph sind über einer Abszisse 900, die ebenfalls die Strömungsgeschwindigkeit zeigt, auf der Ordinate 904 Sensorsignale aufgetragen.
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Im oberen Graph ist die relative Messunsicherheit 902 einer Anemometer-Sensoreinheit 104 zusammen mit der relativen Messunsicherheit 903 einer Wirbelzähler-Sensoreinheit 105 aufgetragen. Die Anemometer-Sensoreinheit 104 weist eine konstante relative Messunsicherheit 902 auf, d. h. sie verfügt in ihrem gesamten Messbereich über die gleiche relative Genauigkeit in Bezug auf den aktuellen Messwert. Die Wirbelzähler-Sensoreinheit 105 hingegen weist über ihren gesamten Messbereich eine konstante Messunsicherheit 903 auf, die auf den Endwert des Messbereichs bezogen ist.
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Dementsprechend wird die relative Messunsicherheit 903 in Bezug auf den jeweils aktuellen Messwert immer geringer, je höher der aktuelle Messwert, also die Strömungsgeschwindigkeit, ist. Dadurch wird erkennbar, dass es vorteilhaft ist, in einem ersten Niedergeschwindigkeits-Messbereich 600 das Sensorsignal der Anemometer-Sensoreinheit 104 für die Auswertung eines Messwerts zu verwenden, während in einem Hochgeschwindigkeits-Messbereich 800 eher das Sensorsignal der Wirbelzähler-Sensoreinheit 105 zu wählen ist. In einem Überlapp-Messbereich 700 sind die relativen Messunsicherheiten 902, 903 beider Sensoreinheiten ungefähr gleich.
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Im unteren Graph sind eine Signalkennlinie 905 einer Anemometer-Sensoreinheit 104 und eine Signalkennlinie 906 einer Wirbelzähler-Sensoreinheit 105 aufgetragen.
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In einem Niedergeschwindigkeits-Messbereich 600 steigt die Signalkennlinie 905 der Anemometer-Sensoreinheit 104 zunächst stark an, flacht aber bei höheren Strömungsgeschwindigkeiten ab. Die Signalkennlinie 906 der Wirbelzähler-Sensoreinheit 105 ist erst ab einer gewissen Mindestströmungsgeschwindigkeit verlässlich verwendbar. Ab diesem Punkt zeigt es jedoch einen kontinuierlich steigenden Verlauf. In einem Überlapp-Messbereich 700 zeigen beide Signalkennlinien 905, 906 noch eine brauchbare Steigung, im Hochgeschwindigkeits-Messbereich 800 flacht die Signalkennlinie 905 der Anemometer-Sensoreinheit 104 jedoch deutlich ab.
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In 6 ist eine Schnittdarstellung eines möglichen Ausführungsbeispiels des zweiten Keramik-Substrats 109 einer Substrat-Anordnung 111, analog zur Schnittansicht aus 3C, dargestellt.
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An einem oberen Abschnitt des zweiten Keramik-Substrats 109 ist ein erster Dickschicht-Widerstand 106 angeordnet. An einem unteren Abschnitt des zweiten Keramik-Substrats 109 ist eine Wirbelzähler-Sensoreinheit 105 ausgebildet.
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Im Unterschied zur Ausführungsform in 3C, in welcher ein Druckaufnehmer 113 über einem Durchbruch 115 im Keramik-Substrat 109 angeordnet ist, ist die Wirbelzähler-Sensoreinheit 105 in diesem Beispiel durch das Keramik-Substrat 109 selbst gebildet. Dabei erzeugt eine Materialschwächung 133 eine dünne Membran 126, welche sich unter den Druckschwankungen durch die vorbeiziehenden Wirbel leicht elastisch verformt. Ein an dieser Membran 126 angeordnetes dehnungsempfindliches Messelement 132, beispielsweise ein aufgeklebter Dehnungsmessstreifen oder eine im Dickschicht-Verfahren aufgebrachte Widerstandsbahn, dient dazu, diese Verformung in ein elektrisch messbares Sensorsignal umzuwandeln.
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Die Erfindung ist nicht auf die vorangegangenen ausführlichen Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie kann in dem Umfang der nachfolgenden Ansprüche modifiziert werden. Ebenfalls können einzelne Aspekte aus den Unteransprüchen miteinander kombiniert werden.
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BEZUGSZEICHEN
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- 100
- Durchflussmesser
- 101
- Sensorbasis
- 102
- Störkörper
- 103
- Sensorkörper
- 104
- Anemometer-Sensoreinheit
- 105
- Wirbelzähler-Sensoreinheit
- 106
- Erster Dickschicht-Widerstand
- 107
- Beheizter Dickschicht-Widerstand
- 108
- Erstes Keramik-Substrat
- 109
- Zweites Keramik-Substrat
- 110
- Trägerteil
- 111
- Substrat-Anordnung
- 112
- Querschnittsverringerung
- 113
- Druckaufnehmer
- 114
- Endabschnitt des ersten Keramik-Substrats
- 115
- Durchbruch
- 116
- Freistellung
- 117
- Füllmasse
- 119
- Seitenfläche entgegen der Strömung
- 120
- Ausnehmung
- 121
- Fassung
- 122
- Dichtung
- 123
- Fixiervorrichtung
- 124
- Reservoir
- 125
- Vergussmasse
- 126
- Membran
- 127
- Gehäuse
- 128
- Leiterbahnen
- 129
- Kontakte
- 130
- Bond-Drähte
- 131
- Endabschnitt
- 132
- Dehnungsempfindliches Messelement
- 133
- Materialschwächung
- 200
- Medienleitung
- 201
- Messstelle
- 202
- Werkzeuge
- 300
- Elektronik-Einheit
- 400
- Signalschnittstelle
- 500
- Längsachse des Sensorkörpers
- 501
- erster Abstand
- 502
- zweiter Abstand
- 600
- Niedergeschwindigkeits-Messbereich
- 700
- Überlapp-Messbereich
- 800
- Hochgeschwindigkeits-Messbereich
- 900
- Abszisse
- 901
- Ordinate
- 902
- Messunsicherheit Anemometer-Sensoreinheit
- 903
- Messunsicherheit Wirbelzähler-Sensoreinheit
- 904
- Ordinate
- 905
- Signalkennlinie Anemometer-Sensoreinheit
- 906
- Signalkennlinie Wirbelzähler-Sensoreinheit
- D
- Durchmesser der Medienleitung
