CN101978264A - 测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种测量装置，其用于探测流动介质(M)的湿度和温度。该测量装置中设有导流元件(4，5)，其混合流动介质(M)并将其引导至所希望的方向。借助合适地布置的温度传感器(2)能够探测介质的平均温度。此外，湿度传感器(1)可以这样布置，使得介质M的按点的湿度可以被探测。

Description

测量装置
本发明涉及一种用于测量流动介质的湿度的测量装置。
在文件DE 102006021528 B3中描述一种用于测量气流温度的传感器。
待解决的任务是用尽可能简单的方法确定流动介质的水分含量。
给出一种测量装置，其具有用于探测流动介质的湿度的湿度传感器。该湿度传感器布置在支架上。温度传感器也优选地置于该支架上，其能够探测介质的温度。
该支架优选地具有导流元件，其适用于朝一个或者两个传感器的方向引导流动介质。
例如，该支架具有流道，该流道带有用于流动介质的入口和出口。导流元件可以例如以偏转表面或者槽状凹陷的形式置于流道内部。
在优选的实施例中，这样设计和布置导流元件，使得湿度传感器能够探测介质的平均湿度。
例如，导流元件在传感器的方向上收缩(Konzentration)流动介质。这意味着，不同的子流，尤其是在流动介质的流动边缘流动的部分被合并，并被导向传感器的方向。
例如，能够通过流道截面沿介质的流动方向逐渐变小的方式而引起流动介质的收缩。在这种情况下，介质通过入口流进流道，被导流元件引导至收缩区域(verengter Bereich)(其截面小于入口的截面)。这导致介质的子流被合并。在一个实施例中，介质通过流道的收缩而被压缩，并以压缩的形式冲击湿度传感器。从测得的压缩形式的介质的湿度可以导出未压缩形式的介质的平均湿度。
流道可以构造成漏斗形的。例如，湿度传感器置于漏斗的颈部区域，在该区域中流动介质是收缩的。
备选地，或者附加于介质的收缩，导流元件可以混合一定体积的流经的介质。在这种情况下优选地不压缩介质。
在另一实施例中，这样布置导流元件和湿度传感器，使得介质被引导向湿度传感器的方向，并且不发生收缩或者混合。这样湿度传感器能够按点地(punktuell)确定介质的湿度。这里用术语″按点地″表示，在一个位置探测未收缩形式的介质的湿度。
为此，湿度传感器布置于测量装置中流动介质未收缩并且未混合的区域内。例如，湿度传感器布置于流道的未收缩区域，在该区域中截面与出口的截面相等。湿度传感器也可以直接布置于流道的入口。
同湿度传感器一样，温度传感器可以这样布置，使得其能够探测介质的平均的或者按点的温度。
在一个实施例中，温度传感器和湿度传感器集成在共用的传感器元件中。
按照这种布置，能够用简单的方法在同一位置探测介质的湿度和温度。
在备选的实施例中，温度传感器和湿度传感器实现为分开的部件。这些部件可以布置于支架的不同位置上。
按照这个实施例，例如，湿度传感器能够确定介质的平均湿度，而温度传感器探测介质的按点的温度。为此，湿度传感器布置于支架的流动着收缩的或者混合的一定体积的介质的区域中。温度传感器可以布置于支架的流经的介质未被收缩且未被混合的区域中。例如，温度传感器布置于流道入口，而湿度传感器布置于流道的收缩区域，其相比入口具有更小的截面。
在备选实施例中，湿度传感器和温度传感器这样布置，使得介质的湿度被按点地探测，而介质的温度按照体积被平均地探测。
该装置同样可以具有包含导热材料的元件。该元件在测量装置中这样布置，使得流动介质至少部分地围绕或者穿过它们流动。在这种情况下，材料的导热性应足够大，使得至少在该元件的部分区域中，在短时间内建立符合流动介质的平均温度的平均温度，或者建立从中可以用方便的方法导出介质的平均温度的平均温度。例如，该元件突入测量装置的流道中，并且介质部分地围绕其流动。在一个实施例中，该元件制作成格栅，置于测量装置的流道中，并在流道的截面上延伸。
优选地，温度传感器与该元件热连接，并探测该元件的温度。由此无需收缩或者混合介质，就能够用简单的方法确定介质的平均温度。此外，这样就无需将温度传感器布置于测量装置中介质直接流经的区域内，因而更好地防止其受到机械损伤。
优选地，在测量装置中设有用于遮挡湿度传感器或者温度传感器的元件。该元件可以布置于传感器元件上方，例如测量装置的入口。
遮蔽元件防止介质直接冲击传感器元件。一方面，这用于保护传感器元件。此外，遮蔽元件还可以保证介质在冲击传感器元件之前收缩或者混合。这尤其在确定平均湿度或者平均温度时是有利的。
在优选的实施例中，传感器元件与电路相连接，该电路将传感器信号转换成其他电信号，例如电流、电压、频率或者数字记录。为此将传感器元件布置于例如印刷电路板上，并与电路相连接。
优选地这样构造电路，使得传感器元件能够被标定(Kalibrierung)。如果介质以压缩的体积冲击湿度传感器，就能够例如通过适当的标定输出未压缩形式的介质的平均湿度的正确值。
在优选的实施例中，流动介质为流动的气体，特别地为空气。
下面采用不按比例的示意图解释本发明所述的测量装置及其有利的布置，其中：
图1展示了测量装置的截面图，其具有湿度传感器和集成于其中的温度传感器，
图2展示了测量装置的截面图，其具有湿度传感器和分开的温度传感器，
图3展示了测量装置的截面图，其具有湿度传感器和分开的温度传感器，该温度传感器被由导热材料制成的元件包围。
图1展示了测量装置，流动介质M流过该测量装置。该测量装置具有支架3，其纵轴线31的方向垂直于流动介质M的流动方向(箭头)。带有入口71和出口72的流道7位于测量装置内。集成了温度传感器2的湿度传感器1布置于流道内。流动介质M通过入口71流入测量装置，经过传感器1、2并通过出口72流出测量装置。
介质M在传感器1、2的方向上通过导流元件4被收缩。导流元件4制作成偏转表面，其相对支架3的纵轴线31倾斜。它们形成漏斗，传感器1、2位于该漏斗颈部75。通过漏斗形的布置流入的介质M被引导向传感器1、2的方向。因为漏斗在传感器元件1、2的方向收缩，介质M的子流在漏斗颈部75的方向上合并，并优选地混合。位于流道7的收缩区域73中的传感器1、2因此能够探测介质M的平均湿度和平均温度。
遮挡传感器1、2的遮蔽元件5布置于流道7的入口71处。遮蔽元件5防止流动介质M直接流至传感器1、2。
通过连接器6能够电气连接测量装置。连接器6例如通过印刷电路板与传感器1、2成电接触。优选地，当电气连接测量装置时，也输出并进一步处理探测到的测量数据。
图2展示了测量装置，其中湿度传感器1和温度传感器2布置于流道7的不同区域中。此处流道7和图1中一样也构造成漏斗形。湿度传感器1依然布置于漏斗颈部75中，用于确定流动介质M的平均湿度。湿度传感器1由遮蔽元件5保护，以防止介质M的直接冲刷。温度传感器2位于遮蔽元件5的与湿度传感器1相对的那一面，介质M直接流至温度传感器。温度传感器2布置在入口71的高度。在非收缩区域74介质M为未收缩或者未混合的。因此能够在该位置确定流动介质M的按点的温度，也就是说，该温度不是按照体积平均的。
图3展示了带有漏斗形流道7的测量装置，其中湿度传感器1布置于漏斗颈部75。温度传感器2位于入口71的区域中，并被含有导热材料的格栅8包围。格栅8在流道7的入口71的截面上延伸，并且流动介质M流过格栅。格栅8在该过程中被加热。由于格栅8的良好的导热性，在温度传感器2的区域中短时间内建立平均温度。温度传感器2测量该温度，并从中确定流动介质M在入口71的截面上的平均温度。此外，格栅8混合介质M，并因此也成为导流元件。优选地，遮挡湿度传感器1和温度传感器2的遮蔽元件5集成在格栅8中。
在备选的实施例中，温度传感器2同样可以布置于流道7之外，使得它不与流动介质M接触。
本发明并不受限于基于实施例的描述，而是包括任何新特征和任何特征的组合。这特别包括任何权利要求中的特征的组合，即使该特征或者该组合本身未在权利要求或者实施例中明确地说明。
附图标记列表
1湿度传感器
2温度传感器
3支架
31支架的纵轴线
4导流元件
5遮蔽元件
6连接器
7流道
71入口
72出口
73收缩区域
74非收缩区域
75漏斗颈部
8导热材料制成的元件
M流动介质

Claims (14)

1.一种测量装置，其包括：
湿度传感器(1)，其用于探测流动介质(M)的湿度，
温度传感器(2)，其用于探测流动介质(M)的温度，
其中，湿度传感器(1)和温度传感器(2)布置于共用的支架(3)上，并且所述支架(3)具有导流元件(4，5)。
2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述导流元件(4，5)适用于将所述流动介质(M)引导向所述湿度传感器(1)和温度传感器(2)组中至少一个传感器的方向。
3.根据权利要求2所述的测量装置，其特征在于，所述导流元件(4，5)适用于收缩所述流动介质(M)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的测量装置，其特征在于，所述导流元件(4，5)适用于混合所述流动介质(M)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的测量装置，其特征在于，所述支架(3)具有带入口(71)的流道(7)，通过所述入口所述流动介质(M)流入所述流道(7)。
6.根据权利要求5所述的测量装置，其特征在于，所述流道(7)具有收缩区域(73)，其截面小于所述入口(71)的截面，并且所述湿度传感器(1)和温度传感器(2)组中至少一个传感器布置于所述收缩区域(73)中。
7.根据权利要求5至6中任一项所述的测量装置，其特征在于，所述流道(7)具有非收缩区域(74)，其截面与所述入口(71)的截面相等，并且所述湿度传感器(1)和温度传感器(2)组中至少一个传感器布置于所述非收缩区域(74)中。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的测量装置，其特征在于，所述流道(7)构造成漏斗形，并且具有漏斗颈部(75)。
9.根据权利要求8所述的测量装置，其特征在于，所述湿度传感器(1)布置于所述入口(71)的区域中，而所述温度传感器(2)布置于所述漏斗颈部(75)的区域中。
10.根据权利要求8所述的测量装置，其特征在于，所述温度传感器(2)布置于所述入口(71)的区域中，而所述湿度传感器(1)布置于所述漏斗颈部(75)的区域中。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的测量装置，其特征在于，还包括元件(8)，其包含导热材料并且与所述温度传感器(2)热连接。
12.根据权利要求11所述的测量装置，其特征在于，所述元件(8)为格栅，所述流动介质(M)流过所述格栅。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的测量装置，其特征在于，还包括遮蔽元件(5)，其防止所述流动介质(M)直接流至所述湿度传感器(1)和温度传感器(2)组中至少一个传感器上。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的测量装置，其特征在于，用于测量流经的气体的湿度和温度。
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