-
Die
Erfindung betrifft einen Sensor zur Erfassung einer Strömung eines
fluiden Mediums. Das fluide Medium (Fluid) ist flüssig oder
vorzugsweise gasförmig.
-
Zur
Strömungsmessung
ist es prinzipiell bekannt, in einem Fluidkanal ein Heizelement
anzuordnen, das das vorbeiströmende
Fluid erwärmt.
In Strömungsrichtung
vor und hinter dem Heizelement ist bei dieser Anordnung jeweils
ein Temperatursensor angeordnet. Der stromaufwärtige Temperatursensor erfasst
die Temperatur des nicht erwärmten
Fluids. Der stromabwärtige
Temperatursensor erfasst eine Temperatur, die von der Strömungsgeschwindigkeit des
Fluids und der Heizleistung des Heizelements abhängt. Bei bekann ter Heizleistung
lässt sich
aus der Temperaturdifferenz der beiden Sensoren die Strömungsgeschwindigkeit
und die Strömungsrichtung
des Fluids bestimmen.
-
Bei
dieser Anordnung sind mehrere Fehlerfälle denkbar bei denen ein Ausfall
einzelner Elemente der Sensoranordnung unbemerkt bleibt.
-
Aus
der
DE 198 58 388
A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung
der Strömungsgeschwindigkeit
in einem fluiden Medium mittels Temperatursensoren bekannt. Die
Vorrichtung weist eine Heizeinrichtung und zwei stromabwärts angeordnete
Temperatursensoren auf. Eine Steuereinrichtung ist sowohl an die
Heizeinrichtung als auch an die Temperatursensoren angeschlossen.
Während
die Heizeinrichtung impulsweise heizt bestimmt die Steuereinrichtung
die Laufzeit der Temperaturveränderungen
von der Heizeinrichtung zu einem der Temperatursensoren oder von
einem Temperatursensor zum nächsten
Temperatursensor.
-
Die
Messung beruht darauf, dass die in das fluide Medium eingebrachten
Wärmeportionen
zusammenhalten, d.h. dass sich die Wärme in dem Medium wenig ausbreitet.
Dieses Messverfahren kann bei sehr langsam fließenden Medien, bei geringen Strömungsquerschnitten,
bei turbulent fließenden Medien
an seine Grenzen stoßen.
-
Davon
ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Sensoranordnung zur
Erfassung einer Strömung
eines fluiden Mediums mit hoher Erfassungssicherheit zu schaffen.
-
Diese
Aufgabe wird mit dem Strömungssensor
nach Anspruch 1 gelöst:
Zu
dem Strömungssensor
gehören
ein elektrisches Heizelement und zwei Temperatursensoren, die beide
stromabwärts
des Heizelements angeordnet und somit von dem erwärmten Medium überstrichen
werden, wenn eine Fluidströmung
vorhanden ist. Somit erfassen beide Temperatursensoren Temperaturänderungen.
Eine laufende Funktionsüberwachung wird
deshalb davon abhängig
gemacht, ob beide Temperatursensoren eine Temperaturänderung
erfassen, wenn das Heizelement aktiviert wird. Auf diese Weise ist
eine häufige
oder sogar permanente Funktionsüberwachung
der Sensoranordnung mit einfachen Mitteln möglich. Der Fehlerfall, bei
dem ein Fluidstrom angezeigt wird obwohl er tatsächlich nicht vorhanden ist,
ist somit extrem unwahrscheinlich. Der Strömungssensor eignet sich somit
zur sicherheitsrelevanten Strömungserfassung.
-
Es
sind prinzipiell lediglich drei Einzelelemente, nämlich das
Heizelement und die beiden Temperatursensoren, erforderlich. Damit
kann der Strömungssensor
sehr kostengünstig
aufgebaut werden. Werden die genannten drei Elemente auf einem Chip
aufgebaut, genügt
eine geringe Chipfläche
zur Realisierung. Der Strömungssensor
ist somit sehr integrationsfreundlich. Er kann mit einer Ansteuerschaltung
auf einem Chip vereinigt werden, der nach außen hin lediglich drei Anschlüsse, nämlich einen Bezugspotentialanschluss,
einen Versorgungsspannungsanschluss und einen Signalleitungsanschluss aufweist.
-
Die
beiden Temperatursensoren des Strömungssensors können bezüglich der
vorgesehenen Strömungsrichtung
des fluiden Mediums nebeneinander oder hintereinander angeordnet
sein. Im letzteren Fall erfassen die Temperatursensoren eine Erwärmung des
fluiden Mediums oder den Wegfall einer Erwärmung zeitlich nacheinander.
Sind die Temperatursensoren hingegen nebeneinander angeordnet, erfassen
sie die entsprechende Temperaturänderung
gleichzeitig. Beides kann zur Funktionsprüfung des Strömungssensors
herangezogen werden.
-
Es
wird als vorteilhaft angesehen, die Temperatursensoren bezüglich der
Strömungsrichtung des
fluiden Mediums hintereinander und in unterschiedlichen Abständen zu
dem Heizelement anzuordnen. Damit werden beide Temperatursensoren von
den gleichen Fluidportionen überstrichen.
Dies kann der Messgenauigkeit zugute kommen.
-
Bedarfsweise
kann zwischen den beiden Temperatursensoren ein weiteres Heizelement
angeordnet werden. Damit sind zwei jeweils aus Heizelement und Temperatursensor
gebildete Teilsensoren geschaffen, die jeweils für sich die Fluidströmung erfassen
können.
Außerdem
kann die Auswirkung des stormaufwärtigen Heizelements auf beide
Temperatursensoren überprüft werden,
um eine Funktionsüberwachung
durchzuführen.
-
Bei
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist ein dritter Temperatursensor vorgesehen, der stromaufwärts zu dem
Heizelement angeordnet ist. Damit ist die Erfassung der ungestörten Fluidtemperatur
möglich.
Dies kann der Messgenauigkeit zugute kommen. Außerdem kann der Strömungssensor dann
ohne Weiteres darauf ausgelegt werden, die Durchströmung in
zwei einander entgegen gesetzten Strömungsrichtungen zu erfassen.
-
Der
Strömungssensor
kann im Impulsbetrieb arbeiten. Dazu wird das Heizelement abwechselnd aktiviert
und deaktiviert, wobei die sich an den Temperatursensoren einstellenden
Temperaturen erfasst und ausgewertet werden. Durch die abwechselnde Aktivierung
und Deaktivierung entsteht an den Temperatursensoren ein Temperaturwechselsignal.
Das Tastverhältnis
beim Aktivieren und Deaktivieren des Heizelements wird dabei vorzugsweise
so festgelegt, dass in den Heizpausen (Heizelement deaktiviert) nicht
erwärmtes
Fluid zu den Temperatursensoren gelangt. Es kann ein erster einfacher
Funktionstest durchgeführt
werden, der prüft,
ob an beiden Temperatursensoren wechselnde Temperaturen erfasst werden.
Falls dies nur an einem der Sensoren der Fall ist, liegt ein Fehler
vor, der so erfassbar ist.
-
Zur
Bestimmung der Geschwindigkeit der Fluidströmung wird auf die Höhe der von
den Temperatursensoren erfassten Temperaturänderung zurückgegriffen. Dabei ist die
erfasste Temperaturänderung
bei konstanter Heizleistung des Heizelements ein Maß für den Massenstrom
des Fluids und somit auch für
die Fluidgeschwindigkeit. Zusätzlich
kann die Zeitspanne registriert werden, die von einer Aktivierung
oder Deaktivierung des Heizelements vergeht, bis eine entsprechende
Temperaturänderung an
dem jeweiligen Temperatursensor auftritt. Hier wird ein Fehlersignal
erzeugt, wenn sich aus den erfassten Zeitintervallen keine übereinstimmende
Fluidgeschwindigkeit oder kein übereinstimmender Massenstrom
bestimmen lässt.
-
Es
ist auch möglich,
die von einem Temperatursensor erfasste Temperaturdifferenz mit
einem Temperaturdifferenzsollwert zu vergleichen und den Heizstrom
des Heizelements in den einzelnen Heizperioden so einzustellen,
dass die sich einstellende Temperaturdifferenz mit dem Temperaturdifferenzsollwert übereinstimmt.
Der Heizstrom verändert
sich somit in Abhängigkeit
von der Strömungsgeschwindigkeit.
Er kann als Maß für diese
dienen. Die Umsetzung des Heizstroms in einen Strömungssignalwert kann
durch einen Tabellen- oder Kennlinienblock erfolgen.
-
Sind
zwei Heizelemente vorhanden können diese
zugleich oder abwechselnd und in zeitlichem Abstand zueinander aktiviert
werden. Die Aktivierungsdauern und Deaktivierungsdauern können bedarfsweise
abhängig
von der Fluiddurchströmung festgelegt
werden. Beispielsweise kann das Heizelement immer dann deaktiviert
werden, wenn mit dem Temperatursensor eine bestimmte Erwärmung erfasst
worden ist und es kann aktiviert werden, wenn an dem nachfolgenden
Temperatursensor eine bestimmte Abkühlung erfasst worden ist. Die
sich auf diese Weise ergebende Ansteuerfrequenz des Heizelements
ist dann ein Maß für den Massenstrom.
-
Weitere
Abwandlungen und Ausführungsformen
der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung, der Beschreibung und
Unteransprüchen.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele
der Erfindung veranschaulicht. Es zeigen:
-
1 einen
Strömungssensor
in schematischer Prinzipdarstellung,
-
2 die
gesamte Sensoranordnung als Blockschaltbild,
-
3 ein
Zeitdiagramm für
den Betrieb des Strömungssensors
nach 1,
-
4 einen
Plausibilitätstest
für den
Betrieb des Strömungssensors
nach 1 als Flussbild,
-
5 ein
Betriebsverfahren für
den Strömungssensor
nach 1 als Flussbild,
-
6 einen
abgewandelten Strömungssensor
in Prinzipdarstellung,
-
7 den
Strömungssensor
nach 6 als Blockschaltbild,
-
8 Diagramme
zur Veranschaulichung einer möglichen
Betriebsart des Strömungssensors nach 6 und 7 und
-
9 eine
Schaltung zum Messen der Fluidströmung bei geregeltem Heizstrom
als Blockdiagramm.
-
In 1 ist
ein Strömungssensor 1 veranschaulicht,
der zu einer Sensoranordnung 2 nach 2 gehört. Diese
ist aus dem Strömungssensor 1 nach 1 und
einer Ansteuerschaltung 3 gebildet, die zu einer Einheit
zusammengefügt
sind. Der Strömungssensor 1 weist
ein mit einem Eingangsanschluss 4 und einem Ausgangsanschluss 5 versehenes
Gehäuse 6 auf,
das von einem fluiden Medium durchströmbar ist. In dem Innenraum
des Gehäuses 6 ist
der Strömungssensor 1 angeordnet,
der bezüglich
einer Strömungsrichtung
S hintereinander ein Heizelement H1 und zwei Temperatursensoren
R1, R2 aufweist. Der Abstand d1 zwischen dem Heizelement H1 und
dem ersten Temperatursensor R1 ist geringer als der Abstand d2 zwischen
dem Heizelement H1 und dem zweiten Temperatursensor R2. Das Heizelement
H1 und die Temperatursensoren R1, R2 sind somit auf einer Linie
und außerdem
so angeordnet, dass sie mit einem vorbei strömenden Fluid in Wärmeaustausch
treten. Das Fluid streift, wenn es durch den Strömungssensor 1 fließt, zuerst das
Heizelement H1, danach den ersten Temperatursensor R1 und danach
den zweiten Temperatursensor R2.
-
Die
Ansteuerschaltung 3 ist über eine Bezugspotentialleitung 8 sowie
Signalleitungen 8, 9, 10 mit dem Strömungssensor 1 verbunden.
Die Signalleitung 8 führt
zu dem Heizelement H1, die Signalleitung 9 führt zu dem
Temperatursensor R1 und die Signalleitung 10 führt zu dem
Temperatursensor R2. Nach außen
hin ist die Sensoranordnung 2 durch insgesamt drei Leitungen,
nämlich
eine Bezugspotentialleitung 12, eine Versorgungsspannungsleitung 13 und
eine Signalleitung 14 anzuschließen. An der Signalleitung 14 wird
ein Signal abgegeben, das kennzeichnet, ob die Sensoranordnung 2 gültige Signale erfasst
oder inoperativ ist.
-
Die
insoweit beschriebene Sensoranordnung 2 arbeitet wie folgt:
Das
Heizelement H1 arbeitet im Impulsbetrieb. Es wird abwechselnd aktiviert
und deaktiviert. In 3 ist dies auf der oberen Zeile
veranschaulicht. Beispielsweise erfolgt die Aktivierung zu einem
Zeitpunkt t0 und die Deaktivierung zu einem Zeitpunkt t1. Innerhalb
dieses Zeitraums t0 bis t1 wird das Heizelement H1 beispielsweise
mit einem vorgegebenen Strom i beaufschlagt oder an eine vorgegebene Spannung
angeschlossen. Damit wird über
die Zeitspanne t0 bis t1 eine festgelegte Heizleistung an das fluide
Medium abgegeben, d.h. es wird ein vorgegebener Wärmebetrag
oder eine Wärmemenge
auf das fluide Medium übertragen.
Dieses erwärmt
sich somit. In einem zeitlichen Abstand der umkehrproportional zur
Fluidgeschwindigkeit ist trifft das erwärmte Fluid auf den ersten Temperatursensor
R1, so dass dieser eine ansteigende Temperatur signalisiert. Die Temperatur
steigt dabei bis auf einen Grenzwert T1 um den Temperaturdifferenzbetrag ΔT1 an. Die
Größe des Temperaturanstiegs ΔT1 stellt
ein Maß für die Fluidgeschwindigkeit
und somit für
den Massenstrom dar.
-
Wird
das Heizelement H1 zu dem Zeitpunkt t1 deaktiviert fällt die
Heizleistung des Heizelements augenblicklich weg. Somit fällt auch
die Temperatur des vor dem Heizelement befindlichen Fluids ab. Der Beginn
des Temperaturabfalls ist ein charakteristischer Punkt, der dem
Abstand d1 entsprechend und umgekehrt proportional zur Fluidgeschwindigkeit
verzögert
an dem Temperatursensor R1 zum Zeitpunkt t2 eintrifft. Aus der Zeitspanne
t1, t2 schließt
die Ansteuerschaltung 3 auf die Fluidgeschwindigkeit. Der charakteristische
Beginn des Temperaturabfalls trifft an dem zweiten Temperatursensor
t2 dem Abstand d2 entsprechend zeitverzögert zu einem Zeitpunkt t3 ein.
Der Temperatursensor R2 hatte die Erwärmung auf die Temperatur T2
um die Temperaturdifferenz ΔT2
zeitverzögert
erfasst. Wiederum kann aus der Zeitspanne zwischen dem Abschalten
des Heizelements H1 und dem Temperaturabfall an dem zweiten Temperatursensor
R2, d.h. der Zeitspanne t1, t3, die Fluidgeschwindigkeit bestimmt
werden. Außerdem kann
die Ansteuerschaltung dies anhand der Temperaturänderung ΔT2 tun.
-
Die
Ansteuerschaltung 3 führt
ständig
oder von Zeit zu Zeit einen der nachstehend beschriebenen Plausibilitätstests
durch, um sicherzustellen, dass eine eingeschränkte oder fehlende Betriebsfähigkeit
der Sensoranordnung 2 baldigst möglich erfasst wird:
Nach
einem einfachen, in 4 veranschaulichten, Schema
wird überprüft, ob die
mit den Temperatursensoren R1, R2 nacheinander erfassten Temperaturdifferenzen ΔT1, ΔT2 übereinstimmen
(Block 21). Falls ja, wird die Geschwindigkeit des fluiden
Mediums beispielsweise als Funktion der Temperaturdifferenz ΔT1 in Block 22 bestimmt
und über
die Signalleitung ausgegeben. Falls nicht, wird gemäß Block 23 eine
Fehlermeldung ausgegeben, beispielsweise durch Fehlersignal an der
Leitung 14.
-
Eine
andere Möglichkeit
des Plausibilitätstests
ist in 5 veranschaulicht. Hier wird zu Beginn der Abarbeitung
in Block 24 zunächst
geprüft,
ob der Sensor R1 eine Temperaturdifferenz erfasst hat. Ist die Temperaturdifferenz
hingegen Null ist es möglich, dass
der Temperatursensor R1 defekt ist oder dass keine Strömung vorliegt.
Es wird deshalb in Block 25 geprüft, ob die an dem Temperatur sensor
R2 erfasste Temperaturdifferenz ebenfalls Null ist. Ist dies nicht der
Fall, geben beide Temperatursensoren R1 und R2 verschiedene Signale
ab, d.h. einer von beiden muss defekt sein. Es wird deshalb zu Block 26 verzweigt,
indem eine Fehlermeldung über
die Leitung 14 ausgegeben wird. Zeigt der zweite Temperatursensor
R2 hingegen ebenfalls keine Temperaturdifferenz, wird ein Ausgangssignal
ausgegeben, das eine Strömung
von Null kennzeichnet.
-
Wurde
in Block 24 festgestellt, dass die Temperaturdifferenz ΔT1 des ersten
Temperatursensors R1 von Null verschieden ist wird geprüft, ob der
zweite Temperatursensor R2 eine Temperaturdifferenz ΔT2 von Null
anzeigt (Block 27). Falls ja, wird zu Block 28 verzweigt,
der die Ausgabe eines Fehlersignals beinhaltet. Ist die zweite Temperaturdifferenz ΔT2 wie auch
schon die erste Temperaturdifferenz ΔT1 nicht Null, kann die Geschwindigkeit
des strömenden
Mediums in Block 29 anhand der ersten Temperaturdifferenz ΔT1 bestimmt
werden. In Block 31 kann die Strömungsgeschwindigkeit nochmals anhand
der zweiten Temperaturdifferenz ΔT2
bestimmt werden. Stimmen die so bestimmten Strömungsgeschwindigkeiten V1,
V2 nicht überein
und wird dies in einem entsprechenden Block 32 festgestellt,
wird zu einem Block 33 verzweigt, der die Ausgabe eines
Fehlersignals beinhaltet. Stimmen die so bestimmten Geschwindigkeiten
V1, V2 jedoch überein,
kann zu einem Ausgabeblock 34 verzweigt werden, der ein
die Fluidgeschwindigkeit kennzeichnendes Signal an der Leitung 14 ausgibt.
-
6 veranschaulicht
eine abgewandelte Ausführungsform
des Strömungssensors 1.
Bei dieser Ausführungsform
ist zwischen den Temperatursensoren R1, R2 ein zweites Heizelement
H2 angeordnet. Dieses wird mit einem Strom i2 beauf schlagt, der
wie der Strom i1 des Heizelements H1 impulsförmig sein kann. Die entsprechende
Sensoranordnung unterscheidet sich von der vorbeschriebenen durch zusätzliche
Elemente zur Ansteuerung des zweiten Heizelements H2 und durch eine
Steuerleitung 11, die das Heizelement H2 mit der Ansteuerschaltung 3 verbindet.
-
Prinzipiell
kann dieser Strömungssensor 1 wie
vorstehend beschrieben betrieben werden wenn das Heizelement H2
nicht bestromt wird. Es sind insbesondere alle beschriebenen Fehlertests
und Plausibilitätstests
durchführbar.
Zusätzlich
kann das weitere, in 8 schematisch veranschaulichte,
Messverfahren zur Anwendung kommen:
Die Heizelemente H1 und
H2 werden zugleich oder zeitversetzt angesteuert (aktiviert und
deaktiviert), so dass portionsweise Wärme auf das strömende Fluid übertragen
wird. Wie aus den beiden oberen Zeilen der 8 ersichtlich
ist, treffen die Temperaturimpulse des Heizelements H1 zeitverzögert zunächst an dem
Temperatursensor R1 ein. Der Zeitversatz entspricht der Distanz
d1 und ist umgekehrt proportional zu der Strömungsgeschwindigkeit. Mit einem
weiteren Zeitversatz trifft der Temperaturimpuls an dem Temperatursensor
R2 ein und tritt dort als Temperaturerhöhung der Temperatur T2 in Erscheinung.
Die Temperaturimpulse T1 und T2 können nun, wie oben im Zusammenhang
mit 3 und den Flussbildern gemäß 4 bis 5 beschrieben,
behandelt werden.
-
Zusätzlich kann
das Heizelement H2, wie aus der dritten Zeile, 8 ersichtlich,
angesteuert werden und zwar so, dass die von ihm erzeugten Temperaturimpulse
dann an dem zweiten Temperatursensor R2 eintreffen, wenn keine Tem peraturimpulse
des ersten Heizelements H1 eintreffen. Hier ist eine zusätzliche
Funktionsprüfung
der Heizelemente H1, H2 dahingehend möglich, dass überprüft wird,
ob die beiden an dem Temperatursensor R2 eintreffenden Temperaturimpulse
gleich groß sind
oder in einem vorgegebenen Größenverhältnis zueinander stehen.
-
Weiter
ist es möglich,
einen dritten, in 6 gestrichelt angedeuteten Temperatursensor
R3 vorzusehen, der in Strömungsrichtung
S vor dem Heizelement H1 angeordnet ist. Damit ist es dann möglich, ständig die
Grundtemperatur des Fluids zu messen, um die Temperaturdifferenzen ΔT1, ΔT2 besser
bestimmen zu können.
Außerdem
kann mit diesem Strömungssensor
dann in beiden Richtungen, d.h. sowohl in Richtung S als auch gegen
die Richtung S gemessen werden.
-
9 veranschaulicht
eine abgewandelte Ausführungsform
der Erfindung mit modifiziertem Betrieb des Strömungssensors 1 als
Blockschaltbild. 9 gibt dabei Aufschluss über einen
Teil der Ansteuerschaltung 3. Der dargestellte Schaltungsausschnitt
ist deshalb in 9 als Schaltung 3a bezeichnet.
Die Schaltung 3a ist an den Temperatursensor R1 über die
Leitung 9 angeschlossen. Diese führt zu einem Spitzenwertdetektor 41.
Dieser arbeitet getaktet. Er erhält
ein entsprechendes Taktsignal C, das zu den Aktivierungsimpulsen
des Heizelements H1 synchron läuft.
Zu jedem Taktimpuls erfasst der Spitzenwertdetektor 41 die
auftretende Maximaltemperatur und gibt an seinem Ausgang ein entsprechendes
Signal ab. Außerdem
ist an die Leitung 9 ein Minimalwertdetektor 42 angeschlossen,
der ebenfalls getaktet arbeitet, d.h. an einem gesonderten Eingang
das Taktsignal C erhält.
Er gibt an seinem Ausgang jedes Taktzykluses ein dem erfassten Temperaturminimalwert entsprechendes
Signal ab. Beide Signale werden in einer Differenzbilderstufe (Subtrahierstufe) 43 miteinander
verglichen und voneinander subtrahiert. Es entsteht die vorzeichenbehaftete
Temperaturdifferenz oder -änderung ΔT1. Diese
wird über
eine Leitung 44 einer weiteren Subtraktionsstufe 44a zugeführt, die
an ihrem anderen Eingang einen Vorgabewert ΔT1Soll erhält. An ihrem Ausgang gibt sie
die Differenz zwischen ihren Eingangswerten ΔT1 und ΔT1Soll als Regelabweichungssignal
ab. Dieses wird zu einem Regler 45 geleitet, der eine hohe
innere Verstärkung
aufweist (P-Charakteristik).
Zusätzlich kann
dieser Integral- und/oder Differentialcharakteristik (PID-Regler)
aufweisen. Außerdem
ist der Regler 45 getaktet. Er erhält das Taktsignal C. Entsprechend
gibt er an seinem Ausgang einen Heizstrom an das Heizelement H1
ab, der entsprechend dem Taktsignal C zeitlich getaktet ist und
dessen Höhe
entsprechend so reguliert ist, dass die Temperaturänderung ΔT1 im Rahmen
der erreichbaren Genauigkeit mit dem Vorgabewert ΔT1Soll übereinstimmt.
-
Der
erforderliche Heizstrom ist ein Maß für die Fluidgeschwindigkeit.
Er kann, wie in 9 bei 46 gestrichelt
angedeutet ist, als Signal einem entsprechenden Auswerteblock zugeleitet
werden. Hat der Regler 45 lediglich Proportionalcharakteristik, kann
auch das Reglereingangssignal über
eine Leitung 47 abgegriffen und einem Auswerteblock 48 zugeleitet
werden. Dieser enthält
eine Formel oder Tabelle oder ein sonstiges Zuordnungsmittel, um
aus dem dem Heizstrom proportionalen Signal auf die Fluidgeschwindigkeit
zu schließen.
-
Die
gleiche Schaltung kann auch für
den Temperatursensor R2 beispielsweise für das Heizelement H2 gemäß 6 vorgesehen
werden. Außerdem
ist es möglich,
das Heizelement H1 anhand des Temperatursensors R2 mit der Schaltung
gemäß 9 zu
steuern. Weiter ist es möglich,
die vorgenannten Plausibilitätskontrollen
anzuwenden, beispielsweise gemäß 4.
-
Ein
Strömungssensor
zur Erfassung einer Strömung
eines fluiden Mediums weist ein Heizelement H1 und zwei nachgeordnete
Temperatursensoren R1, R2 auf. Das von dem Heizelement H1 auf das strömende Medium übertragene
Wärmepaket
wird von beiden Temperatursensoren R1, R2 registriert. Die Größe der Temperaturänderung
und/oder die Zeit, die das Wärmepaket
auf seinem Weg von dem Heizelement zu den Temperatursensoren R1,
R2 benötigt,
können
als Maß für den Massenstrom
des Fluids genutzt werden. Diese Sensoranordnung hat den grundlegenden
Vorteil, dass eine Fehlererkennung dadurch möglich wird, dass geprüft wird,
ob das Wärmepaket
tatsächlich
an beiden Temperatursensoren R1, R2 erfasst wird. Eine verfeinerte
Funktionsprüfung
ergibt sich wenn beide Temperatursensoren R1, R2 jeweils für sich zur
Berechnung des Massenflusses herangezogen werden und ein gültiges Signal nur
dann abgegeben wird, wenn beide Massenflusswerte miteinander übereinstimmen.