CN102016437B - 用于测量和调节通风管中的体积流的装置 - Google Patents

Abstract

一种用于测量通风管(1)中的体积流的装置包括可以固定在通风管(1)中的安装架(8)和布置在安装架(8)上的、设计成热风速计的、具有传感器表面(18.1)的传感器元件(13)。在传感器元件(13)的上游设有一个例如呈分离缘边(17.1)形式的紊流产生元件，它被这样地设计和与传感器表面(18.1)间隔开，使得在传感器表面(18.1)的区域中目标明确地产生强烈的紊流流动。在传感器表面(18.1)的下游设置一个流动元件(20)，它在横截面上在流动方向上(L)展宽，其中，从传感器表面(18.1)的高度水平出发，达到一个高度，该高度大于分离缘边(17.1)相对于传感器表面(18.1)的高度。

Description

用于测量和调节通风管中的体积流的装置

技术领域

本发明涉及一种用于测量和调节通风管中的体积流的装置，包括可安装在通风管中的通风阀片，用于操控通风阀片的驱动机构，以便由此调节体积流，和至少一个可以借助于安装架放置在通风管中的用于测量体积流的传感器元件。

现有技术

为了对空间进行调节和通风，需要测量供入的或排出的空气流。例如具有棒形的探测器，其可以安装在管子内部中并且将传感器定位在管子横截面的大致中心处，亦即在最大流动速度的地方。但是除了安装通风阀片和驱动机构以外还必须安装这些探测器，这增大了整个通风系统的安装费用。

由WO2005/053975(Belimo)已知一种用于调节通风管中的空气流的装置。在通风管中布置的空气阀片的安装架上结合有两个压力测量元件，从而可以经压差确定体积流。测量元件流入分布从端面布置在可枢转的安装架的沿直径相互相对的端部上，其中安装架与通风管纵轴线倾斜设置并且实际地从一个壁延伸到另一个壁。

通过压力测量元件确定体积流具有一定的缺点。已经知道，热风速计(亦即基于温度测量的风速计，即基于确定加热元件的取决于介质的流动速度的冷却度)具有较大的测量范围。尤其是也可以测量相对较低的流动速度。最后，该传感器精确并且紧凑。

在各种应用情况下使用热风速计本身是已知的。在DE102007017682A1(ebm-pabst)中，一个这种传感器被直接地布置在一个通风机(风扇)后面，用于确定通风机的体积流和调节通风机的转速。

在EP0339626中描述了一种基于热风速计的独立的测量探测器，它对按照方位的调节误差不敏感并且快速地响应流动的改变。在垂直于流动方向定向的棒形探测器上，在传感器的两侧各设置一个圆柱体对称的，从而与变细的传感器部段一起形成一个哑铃形的结构。湍流帽例如是锥形的或半球形，其中椎体或半球体的平的底面在朝着传感器部段的方向上指向并且获得一个突变的横截面变化。利用镜像对称的湍流帽实现了打破在流动情况上的圆柱体对称性，以有利于一种类似球形的流动方向特性。哑铃形的设计旨在宽的气流角度范围上实现一种与传感器的方向的无关性。

DE102005038598(Robert Bosch GmbH)公开了一种热膜空气质量计，它可以用在内燃机的进气管道中(具有0-60m/s的流动速度)。为了避免表面污染和与此相关的信号漂移，设有流动分离元件。它的作用是使机油颗粒在紧接着流动分离元件之后沉积在一个在流动上的″死水区″中。分离缘边应该比传感器芯片的平面高出至少15-40μm并且相对于传感器区域前置至少30-60μm和最大200-600μm。(传感器的面积例如为1600μmx500μm。)

EP0578029B1(Trox)公开了一种用于监视和探测排出的空气流的流动方向的传感器系统。两个电加热的热敏电阻在流动方向上前后布置。一个屏障元件保证各位于下游的热敏电阻元件位于流动的背风面中并且由此不被冷却。这样求得温度差，它可以推断出流动方向。

在通风管中使用常规的体积流传感器情况下，已经证明，传感器信号受到管路分布的几何形状的影响。其结果是必须注意是否将传感器直接地安装在一个弯曲的管段之后还是安装在一个直的管段之后。体积流传感器在调节系统中的安装由此变得困难并且导致规划和安装费用增大。如果在安装传感器时不考虑这些影响，则产生测量误差。

本发明的描述

本发明的目的是提出一种属于开始所述技术领域的装置，它可以与线路管道的几何形状无关地可靠地测量和调节体积流。尤其是提供一种设置，它可以与通风阀片的驱动和调节一体地和成本有利地实现。

该目的的解决方案在于，作为传感器元件，设置一个具有用于测量体积流的传感器表面的热风速计。

通过组合一个可马达控制的通风阀片和一个热风速计，可以以成本有利的方式实现对体积流的可靠的调节。借助于热风速计的测量证明比在通风阀片中先前已知的压力差测量更简单和更可靠。与传感器元件直接地或间接地连接的安装架允许传感器表面可以安放在希望的地方上(优选在通风管的纵向中心轴线上)。

按照一个优选实施形式，热风速计，尤其是传感器表面被布置在驱动机构的一个壳体上面或被集成在该壳体里面(即在它的外壁中)。装置由此可以实施成结构单元，该结构单元可以作为整体完全地安装在通风管内部。因此不必安装分开的传感器。但是也可以将传感器设计成分开的模块，必要时具有集成的调节电子机构，其用于借助于通风阀片进行体积流调节。

在所述优选实施形式中，壳体安置在安装架上，后者这样地设计，使得传感器元件基本上被置于通风管的中心上。安装架可以是可以调节的或可更换的，从而壳体可以正确地安装在不同大小的通风管中，亦即使传感器元件位于通风管的中心上。因此，例如对于通风管的任何通常的横截面尺寸可以设置一个特定的安装架。安装工则只需要安装用于对应于的管横截面的安装架，以便保证传感器元件位于最佳的测量位置上。

集成在结构单元中的电子控制机构保证可以借助于通风阀片按照规定的理论值调节体积流。由HLK设备的一个系统中央室规定该理论值。也可以在一个从结构上与驱动机构分开的壳体中提供控制。在要用具有风速计支持的调节机构对现有的驱动机构进行改造时，这可能是有意义的。

优选将电子控制机构布置在印刷电路板(PCB)上，印刷电路板部分地位于驱动机构壳体内部和部分地位于驱动机构壳体外部。传感器表面可以在这种情况下构造在电路板的位于驱动机构壳体外部的(亦即暴露给流动的)部分上。用于驱动机构的电子控制机构和用于热风速计的电子测量机构位于同一个电路板上，这虽然是有利的，但不是必需的。

按照一个特别优选的实施形式，传感器元件，尤其是传感器表面，布置在驱动机构的壳体的一个凹部中或在它的壳体壁的一个缺口或凹陷中。传感器元件在此情况下与布置在壳体内部的一个电子电路连接。电子电路也可以安置在一个与驱动机构壳体分开的结构单元中。该分开的结构单元也可以借助于夹子、插头或其它方式固定在驱动机构壳体的外壁上。

在一种以整体布置在通风管中的按照本发明的装置情况下，驱动机构优选具有用于通风阀片的可枢转的安装架。通风阀片可更换地固定在所述的安装架上，从而该装置可以用于不同的横截面的通风管，其中可以依据通风管横截面的大小安置合适的通风阀片。优选通过卡扣机构或夹持机构实现固定，从而安装工不需要工具(例如螺钉起子)就可以更换阀片。

通风阀片安装架也可以固定地与通风阀片连接。可更换性在某些情况下也可以这样地实现，即借助于可以松开的螺纹固定件或夹子固定件将通风阀片安装架支承在驱动机构的旋转轴上。

按照一个特别优选的实施形式，在传感器元件之前设置一个紊流产生元件，它这样地设计并且与传感器表面相间隔，使得在传感器表面的区域中目标明确地(定向地)产生一种增大的紊流流动，其类型如例如在通风管的一个管弯曲部段之后形成的那样。如果流动是没有紊流产生元件下的层流，那么由于该紊流产生元件而变成紊流，并且，如果该流动已经是紊流，那么它的紊流度在传感器表面的区域中被提高或加强。

由于在传感器表面的位置上有目的地产生紊流(也就是说一种特定的流动类型)，因此在传感器的位置上具有限定的测量条件并且测量不依赖于，流动是否在传感器之前整体上是层流还是紊流或是否紊流度较高或较低。紊流产生元件应该产生一个最大的紊流，它大于由管子弯头或管道安装件引起的紊流。紊流产生元件应该(仅仅)这样程度地增大紊流，使得在不同的入流流动下的测量值达到一个最佳的精确度。

已经表明，与在已知的传感器装置情况不同，测量结果不再依赖于，是否在测量位置之前的管路是直的还是弯曲的。HLK-系统的规划由此得到简化并且HLK-系统对故障或干扰易感性较小。

优选紊流产生元件是一个在流动方向的横向上延伸的分离缘边，它在流动方向上设置在传感器表面之前至少3mm(例如1-2cm)并且比传感器表面升高至少0.5mm(例如1-2mm)。在分离缘边之后形成一个具有高的或被提高的紊流度的流动区。通过合适地选择在分离缘边和传感器表面之间的距离，在测量位置上始终存在一种具有高的紊流的流动。

按照本发明的分离缘边的设置与DE102005038598中的区别主要在于在传感器表面的地方上作用。按照DE102005038598的设置，在传感器表面的地方上追求的是一种尽可能层流的流动并且具有″死水区″的紊流应该完全在传感器表面上游发生。

也可以设置其它的紊流产生元件，例如梳子式地突出到流动中的结构，以取代直的分离缘边。

除了紊流元件以外，可以在传感器表面之后设置一个流动元件，它在横截面上在流动方向上是扩宽的，其中从传感器表面的一个高度水平出发，达到一个高度，该高度大于紊流产生元件的分离缘边相对于传感器表面的高度。已经表明，借助于这种流动元件可以在较高的流动速度下改善传感器特性。

后置的流动元件的形状在截面上大致对应于一个上升的斜面。它优选没有突变的棱边和角部，而具有倒圆的过渡部。如果传感器集成在用于通风阀片或类似物的驱动机构壳体中，那么斜面的端部可以与平行于流动方向延伸的壳体外壁重合。

后置的流动元件与传感器表面之间例如具有一个距离，其为至少3mm(例如1-2cm)。流动元件因此不是直接地连接在传感器表面上。对于在通风技术领域中的流动速度(其典型地位于0.5-7m/s的范围中)，在流动方向上看，将传感器表面大致布置在分离缘边和流动元件之间的中心上，已经证明是有利的。

如果传感器只是在较低的流动速度下使用，那么后置的流动元件可以设计得较低和/或与传感器表面相距更远地布置。它在一些情况下也可以被完全地省去。

在传感器表面之前形成一个导向元件，在它的后部的(面对传感器表面的)端部上安置紊流产生元件(例如分离缘边)。在导向元件的前部的(背离传感器表面的)端部设置一个在流动方向的横向上定向的用于脏物颗粒的收集面。导向元件将流体引向分离缘边并且具有一种流动阻力较小的气体动力学的形状。为了使收集面具有好的作用，它在流动方向的横向上典型地具有大于1mm(例如几个毫米)的宽度。由于导向元件逆着流动方向指向的端部应该具有尽可能小的流动阻力，因此它是被倒圆的。被称作收集面的是表面的这样的部分，即它的法线相对于在线路管道中的主流动方向的角度大于135°。

导向元件用于将流动引向分离缘边并且避免提前地和无控制地形成紊流。

为了确定线路管道中的体积流，管横截面的中心的流动速度并且是在线路管道的纵向上的流动速度是有意义的(重要的)。为了减小传感器元件在(不期望的)其它方向上的敏感性，装置可以在传感器表面的侧面上具有至少一个流动选择元件。因此流体是在(沿流动方向在侧面上放置的)流动选择元件之间流动。所述的流动选择元件可以从紊流产生元件一直延伸到后面跟随的流动元件。

传感器元件优选具有一个包含温度传感器的SMD构件(例如Pt-100元件)和一个用于SMD构件的板形载体(托架)。该载体例如是环氧树脂板，如它作为用于电子电路的载体时常见的那样。传感器表面由一个铜层形成。SMD构件安装在铜层的区域中或者安装在紧靠近铜层的附近中。

在一个这种实施形式中也可以取消导向元件。如果板形的载体在一定的角度下(例如2°-10°)相对于流动方向倾斜地定向(表面法向则与流动方向处于92-100°的角度)，那么分离缘边可以直接地通过载体与流动的流面对的缘边形成。

按照一个特别优选的实施形式，载体被这样地安置在安装架上，使得它在两侧被流体接触。它也在两侧具有铜覆层，其中两个铜层相互处于良好地热接触。通过使用两个传感器表面，提供了对测量值的有利的(局部的)平均。

也可以借助于其它的技术手段而不用SMD构件(例如借助于分离电路元件)实施温度测量。也可以考虑将传感器表面和温度电子测量机构在制造技术上组合成一个特定用途的体积测量仪器。

优选地，在两侧使用板形的载体的情况下，紊流产生元件和后置的流动元件设计成相对于通过板形的载体限定的几何中平面在横截面上是镜像对称的。

但是也可以设想，虽然载体的两侧都被使用，但是流动几何形状是不同的。这例如当要借助于不同的流动几何形状使传感器在不同的流动速度范围上被优化时是有意义(有利)的。因此，例如载体的一侧可以对低的至中等的流动速度特别敏感，并且另一侧对中等至更高的流动速度特别敏感。由此在总体上导致一个特性曲线，它不仅在低的流动速度范围中而且在高的流动速度范围中都是有效的。

在一个有利的实施形式中，后置的流动元件和侧面的流动选择元件设计成连续的、半圆形的、椎体包络面形的敞开的面。在图像上来说，侧面的流动选择元件和后置的流动元件形成一个面，例如一个深的汤碗的边缘。传感器表面则可以看作是该想象的汤碗的底。

但是也可能的是将侧面流动选择元件与后置的流动元件分开地配置。一般地，侧面的流动元件相对于主流动方向(亦即相对于装置或通风管的一个与传感器表面垂直的纵向中间平面)对称地设计。

导向元件在它位于分离缘边之前的区域中在横截面上有利地是液滴形的。与液滴形状不同，导向元件的外形轮廓在下游方向上不是顶尖形地延伸变化，而是终止于这个或这些分离缘边。

导向元件在横截面上也可以类似于飞机机翼或者具有透镜式的形状。

对于实际的使用，如果装置是一个由通风阀片，驱动机构和调节机构构成的集成单元则是有利的。马达，传动机构和调节电路在这种情况下被安置在一个壳体里面，在壳体的外部设置可操作的通风阀片和传感器。所述单元作为整体安装在通风管中(即在流动区域中)。传感器这样地布置在壳体上，使得它大致位于通风管的中心上。传感器元件在传热上应该与壳体中的驱动机构有效地分离开。

安装工只需要机械地和电性地连接这一个单元，以便在一定的位置上产生通风控制。这样的一个单元是紧凑的并且安装成本低。不需要在通风管内部或外部铺设软管并且不需要连接单独的测量棒。

当然不排除该传感器装置依据壳体而独立于驱动机构使用的情况。完全可以设想到，以模块的形式提供按照本发明的传感器装置，可以用该模块对现有的通风阀片驱动机构进行改装。

为了校准涉及介质温度的测量，在壳体的另外的位置上设置一个温度传感器。温度传感器原则上也可以与壳体分开地设置，但是这具有使整个装置的安装更复杂的缺点。

传感器元件有利地安置在壳体的一个凹部或缺口中并且与一个标布置在壳体内部的电子机构连接。该凹部例如这样地构造，使得它释放印刷电路板的一个区域，在印刷电路板上安排了驱动控制机构和调节机构的电子构件。传感器元件和控制机构由此可以有利地容纳在一个公共的板上。通过凹部的界壁可以同时形成后置的流动元件和侧面的流动选择元件。

备选地，也可以使印刷电路板从否则是长方六面体形的壳体突出来，而不在壳体上设置缺口。传感器元件和电子评价机构也可以与驱动机构壳体分开地实施。

在壳体上可以安置一个固定装置，它如此地实现壳体在通风管中的安装，使得传感器元件可以基本上放置在通风管的中心上。通风阀片，驱动机构和调节机构由此形成一个可以在线路管道的内部安装的紧凑的结构单元。

但是，驱动机构也可以布置在通风管外部。测量装置此时则安装在线路管道中的通风阀片的上游。

也可以按照相同的结构原理在壳体上布置另外的传感器，这些传感器可以用于确定空气质量。可以提及的例如是湿度(水分)传感器或气体传感器，它们也可以安放在从壳体突出来的电路板部分上。如果借助于气体传感器(例如CO2或VOC)测量排出的空气的成分，那么可以推断出室内的空气质量。在差的空气质量情况下，例如增大体积流，而在好的空气质量情况下，则减小体积流。

所述另外的传感器也可以安置在一个单独的载体上或在壳体的外部上的一个与热风速计远离的地方。优选全部传感器布置在同一个电路板上或至少以电子方式与同一个电路板或它的电子机构连接。这些另外的传感器可以按照与热膜空气质量风速计相同的方式被保护不受脏物影响地布置在导向元件的下游。

如果运动信号器与驱动机构连接，以便探测在被通风的室内人员的存在，则可以相应不同地调整体积流(例如调得较高)。

由以下的详细说明和权利要求的整体内容得到本发明的其它有利的实施形式和特征组合。

附图简述

用于描述实施例的附图显示：

图1是具有通风阀片，驱动机构和体积流传感器的结构单元的示意透视图；

图2是传感器元件和与该传感器元件共同作用的与流动技术相关联的构件的放大的透视图；

图3是传感器装置的横截面的放大的视图；

图4是另一个实施形式的示意透视图，其中传感器元件与通风阀片的驱动机构在结构上分开。

在附图中相同的部件基本上采用相同的标记。

本发明的实施方式

图1显示了具有纵向中心轴线7的圆形的通风管1。在通风管1的内部安装有可以调节的通风阀片2，利用它可以对在流动方向L上的空气流进行无级节流。通风阀片2用马达3操控，该马达安装在一个扁平的壳体4中并且经减速器5作用于通风阀片2的旋转轴6上。旋转轴6垂直于纵向中心轴线7定向。在旋转轴6上固定用于通风阀片2的安装架23。通风阀片2优选柔性地设计，例如在WO2008/019519(Belimo)中所述。此外，通风阀片2可更换地固定在安装架23上，从而依据通风管1的直径可以使用合适的通风阀片2。

大致矩形的壳体4在其角部9.1上在通风管1的中心处通过安装架8保持，该安装架安置在通风管1的内侧上。长形的壳体4然后从安装架8的位置开始大约沿着纵向中心轴线7向下游延伸。壳体的安装架8在此处设计成具有一定长度的棒件。为了能够将同一个驱动机构应用于通风管的不同的横截面，壳体4经简单的螺纹(螺钉)连接被固定在安装架8上。依据管横截面的情况，可以将壳体4安置在一个较大或较小的安装架8上，从而壳体4和尤其是传感器元件的传感器表面总是大约位于通风管1的中心上。

与中央管理系统的数据连接和电流供给是经一个电缆系统实施的，该电缆系统通过安装架8从通风管1的外部供入。

在与通风阀片2背离的壳体4端部上，亦即在壳体4的向上游指向的端部上，设有凹部10。这个凹部10大致在上游指向的壳体窄边的中点上(该窄边基本上从角部9.1向角部9.2延伸)并且在壳体4正确安装情况下位于通风管1的纵向中心轴线7上。

在壳体4的主侧边的俯视图上，凹部10大致是半圆形的，具有一个在半圆的开口端部上的短的直的导向段。短的直的导向段的宽度大约对应于(大致矩形的)壳体4的宽度的1/2至1/3。

凹部10释放开电路板11的一定的表面区域，电路板安装在壳体4的后部(亦即位于上游)部分中。电路板11上布置有电子电路12，其相应于由中央管理系统规定的体积流，用于控制马达3或用于调节通风阀片2。在图2中示意示出了从电子电路12到马达3，到外部管理中心，到体积流传感器的传感器元件13，亦即到SMD构件19和到温度传感器14的线路。

图2显示了位于上游的壳体部分的一个放大的局部，其中具有按照本发明的与流动技术相关联的元件。在凹部10之前(亦即在其上游)设有导向元件15。该导向元件基本上在凹部10的这个宽度上延伸。在上游(亦即在与壳体4背离的一侧)，导向元件15具有一个在轮廓上被倒圆的用于脏物颗粒的收集面16。在导向元件15的位于下游的端部上构造有分离缘边(导流边缘)17.1。它与传感器元件13之间有一定的距离，该传感器元件由铜面18.1和SMD构件19形成。所述距离这样地选择，使得在分离缘边后面形成的流动涡流覆盖铜面18.1。

SMD构件19固定在电路板11的铜面18.1上。由此扩大了有效的测量面积。一方面，由此减低降低了对干扰的易感性，因为点状的沾污不能够损坏传感器的功能，另一方面，可以达到要被测量的温度效应的一定的平均。

凹部10的斜坡形的限制壁在凹部的直的导向段区域中形成与流动技术相关联的方向选择元件21.1，21.2。因此，借助于位于传感器元件13侧面的限制壁，那些不在纵向中心轴线7方向上运行的流动部件对传感器元件13的作用受到阻尼。

凹部10的斜坡形的限制壁在传感器元件13下游的半圆形区域中构成一个后置的流动元件20，它改善了体积流传感器在更高的流动速度下的特性曲线。整体上，方向选择元件21.1，21.2和后置的流动元件20近似地形成一个连续的、弯曲的、与电路板11之间的距离逐渐增大的、开口的表面。

图3显示了传感器装置的横截面图。可以看见后置的流动元件20的较陡的斜面。相对于电路板11，斜面的倾斜角为优选至少45°，尤其是至少60°。在电路板11的位于斜面对面的(亦即位于上游的)端部上，导向元件15相对于电路板11的平面镜像对称地布置。流动元件20相对于传感器表面比导向元件15延伸到一个较大的高度上，亦即流动元件20在流动方向的横向上比导向元件15更宽。导向元件15在横截面上是液滴形的，至少涉及具有收集面16的轮廓的上游指向的部分。该轮廓的位于下游的部分具有两个分离缘边17.1，17.2，它们之间具有一个对应于每个分离缘边在电路板11表面之上的高度和电路板11的厚度之和的距离。在分离缘边17.1，17.2之间不存在特殊形状的需要。仅仅重要的是，导向元件15的轮廓这样地构造，使得流动在分离缘边17.1，17.2上分离。在所示的轮廓中，导向元件15的长度(在流动方向上看)是几个毫米。宽度(垂直于电路板11的表面)例如为几个毫米。

在图3中还看见位于电路板11的相对侧上的侧面的流动选择元件21.1和21.3。它们在流动方向L的横向上看也是斜面形的。在所示的实施例中，壳体4位于上游的窄边22被倾斜并且形成用于冲击流的斜面。

电路板11的两侧面上设置有铜面18.1，18.2，它们与SMD-构件19热连接。受流动限定的冷却可以在电路板两个侧面上确定或测量平均值。这受到测量附加地相对于干扰更稳固。

布置在电路板11的相互相对侧面上的铜面18.1，18.2不需要通过铜触头连接。如果使用一个足够薄的、由合适的数量制成的支承板，那么热量会透过电路板11。由于铜面18.1，18.2设置在印刷电路板的两侧面上，因此也在印刷电路板的两侧面上进行测量。为此的前提条件是，传感器表面基本上平行于流动方向分布(亦即表面法线垂直于流动方向)。

图4显示了本发明的另一个实施形式。在通风管31中布置通风阀片32，它的旋转轴36通过通风管31的壁向外引导。在通风管31的外侧上，驱动机构33以本身已知的方式被耦联到旋转轴36上。热风速计的壳体34与驱动机构33分开地安装在通风管31中。壳体34的安装架38可以按照结合图1所述的方式那样以相同的方式实施。为了在驱动机构33和热风速计之间的电连接，设置有电缆35。壳体34中的凹部40，传感器元件43以及温度传感器44的布置和构造可以完全与上述实施形式(图1-3)类似。

所述的实施例可以在许多方面上进行修改。驱动机构不需要严格地沿着纵向方向布置在通风通道中。它例如也可以相对于流动方向倾斜地布置。

长形的驱动机构壳体相对于通道纵轴线稍微倾斜例如10°并且风速计安置在驱动机构壳体的下部的角部上。这个角部总是在10°的角度下位于通道中心上。优点是更好地充分利用驱动机构中的空间。

安装架8可以具有一个叉形载体，该载体在两侧包围扁平的壳体。在图2中安装架(或所述的载体)是在一个上游的(亦即后部的)角部处保持壳体，固定点也可以不再该所述的角部处而是在长形的壳体的中部上(在流动方向上)。在流动的流到达其中安装架(或叉形载体)结合在壳体上的区域中之前，该流体则首先撞击到导向元件15上，在SMD构件19和流动元件20旁边冲刷过去。载体则可以包围壳体，而不干扰在SMD构件19区域中的流动。壳体在载体上的固定在流动元件20和旋转轴6之间的区域中(例如在中部)实施。

为了提供在安装架8和壳体4之间一种可以调节或可以设置的连接，例如可以设置一个固定轨，它在壳体纵向的横向上延伸(即在相对于通风管的径向上)并且可以在其上在不同的位置上固定例如叉形载体(例如通过螺钉或夹子)。借助于壳体的这种可调整的安装架可以调节风速计相对于通风管的横截面的位置。同一个安装架因此可以最佳地用于不同直径的通风管。

电路板11可以设置开口或通孔，其相对于SMD-构件19位于下游，亦即在SMD-构件19和流动元件20之间。这可以具有优点，即脏污不会沉积在流动元件20附近的在电路板11和斜面式升高的壳体壁之间的过渡部分上。

一般地，热风速计的优点在于，需要很少的信号转换，其意味着很少的故障源。

Cu(铜)表面(它的温度被确定)可以在通道横截面的一个宽的区域上延伸并且由此可以平均流动值。Cu表面的长度例如可以是管直径的一半。Cu表面的宽度例如为5mm。但是Cu表面也可以是正方形的。大的传感器表面具有优点，即传感器信号的局部污染(例如被绒毛污染)不意味着是对测量信号的明显的干扰。而且空气从侧边流过去不是从前方对着传感器表面冲击的事实，也减小了污染的危险，尤其是在结合导向元件15上的前置的收集面情况下。此外可以为电路板设置纳米漆和/或抗静电的覆层。

如果将用于传感器的整个电子装置以及驱动机构的控制机构布置在电路板上的窄的空间中，那么整个装置的结构形式变得更紧凑。但是也可以有利的是，与驱动机构独立地使用体积流传感器(例如作为在一个供暖、通风和空调控制设备的较大的管理系统中的测量和检测站)。

除了在分开的导向元件15上构造分离缘边以外，也可以替代地将其上布置传感器表面的电路板相对于流动方向(或通风通道的纵向中心轴线)歪斜地设置，例如倾斜4°。这样也可以产生强烈的涡流并且实现期望的效果。

也可以在一个驱动机构或一个壳体上设置两个或多个热风速计。尤其是可以将按照本发明的传感器设计成结构单元，它作为模块加到通风阀片的驱动机构上(例如插入、螺纹连接或者粘接在其上)。因此常规的驱动机构借助于按照本发明的传感器模块可以被转变成一种体积流调控的通风阀片。驱动机构和通风阀片也可以如在WO2005/053975(Belimo)中所述的那样设计和安装。因此，尤其驱动机构壳体在纵向上延伸不是强制性的。如现有技术公开的那样，也可以设想倾斜安装的实施形式。

按照本发明的传感器模块可以具有一个信号出口，经该信号出口可以将通风通道中的温度传输给中央管理系统。

可以设想到各种最不同的应用情况。可以与测量的体积流一起实施所谓的″能量监控″，其中，例如确定，何种体积以何种温度进入室内并且多少经被抽吸的排出空气再次离开。这样，例如可以识别，是否一个窗户被很大地打开。在本发明的范围内，一个系统与该驱动机构组合起来。温度信号也可以用于在霜冻危险情况下向通风阀片发送信号，以便关闭通风阀片。因此，例如防止任何热交换器冻结。

借助于温度信号可以识别任何回流，例如由于在同时低的流动速度下温度有跃变(因为此时冷的外部空气流入)。

另外的传感器(湿度传感器，气体传感器等等。)也可以集成到这种总体系统中。如采用气体传感器(例如一种CO2或VOC)测量被排出空气的成分，那么可以得出关于室内空气质量的结论。在差的空气质量情况下，例如体积流增大，而在好的空气质量情况下，体积流减小。

如果一个运动信号器与驱动机构连接，用于探测在被通风的房间中是否有人，那么可以相应地不同地调整体积流(例如调高)。

如果传感器被大面积污染，那么传感器的热特性将改变。如果现在按照一个特殊的测试程序接通/断开对传感器的加热，那么预热和冷却过程也相应地改变。这些然后可以在与在干净状态下的测试值比较。在存在偏差情况下，可以从传感器或从驱动机构的控制机构发出维护信号。

如果阀片被关闭，可以实施传感器的零点复位。在这点上可以规定，通风阀片在一定的时间间隔中自动地关闭，以确定零点。

在驱动机构中可以附加地设置一个调节器，用于按照主机/从机原则控制和调节其它的驱动机构。

总之，应该注意，按照本发明，在热风速计的传感器表面的上游(之前)安装一个流动体，从而流动获得最大的紊流。由此传感器信号与任何管子弯曲部、通道装配件等等无关。

Claims (18)

1.用于测量和调节通风管(1)中的体积流的装置，包括可安装在通风管(1)中的通风阀片(2，32)，用于操控通风阀片(2，32)的驱动机构，以便由此调节体积流，和至少一个可以放置在通风管(1)中的用于测量体积流的传感器元件，其中，传感器元件是具有传感器表面(18.1，18.2)的热风速计(13，43)，所述热风速计布置在驱动机构的壳体(4)上，使得所述装置可以完全地安装在通风管(1)内部，其特征在于，壳体(4)安置在安装架(8)上，该安装架能够使壳体(4)以这样的方式安装在通风管(1)中，即，使得传感器元件(13)基本上可以放置在通风管(1)的中心处。

2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，传感器表面形成在印刷电路板上，其中所述电路板部分地位于壳体内部和部分地位于壳体外部，并且优选在印刷电路板上设置一个电子控制机构，以便按照体积流的一个规定的理论值借助于通风阀片(2，32)调节体积流。

3.按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于，传感器元件(13，43)安装在壳体(4，34)的一个凹部(10，40)中并且与一个布置在壳体(4，34)内部的电子电路(12)连接。

4.按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于，驱动机构具有用于通风阀片(2，32)的可枢转的安装架，在该安装架上可以更换地固定通风阀片(2)，从而所述装置可以用于不同的通风管横截面。

5.按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于，在传感器表面(18.1，18.2)上游设有一个紊流产生元件，它被这样地设计和与传感器表面(18.1，18.2)相间隔，使得在传感器表面(18.1，18.2)的区域中目标明确地产生紊流。

6.按照权利要求5所述的装置，其特征在于，紊流产生元件是一个在流动方向的横向上延伸的分离缘边(17.1)，它在流动方向(L)上相对于传感器表面(18.1)前置至少3mm和相对于传感器表面(18.1)升高至少0.5mm。

7.按照权利要求6所述的装置，其特征在于，在传感器表面(18.1)下游设有一个后置的流动元件(20)，该流动元件在横截面上沿流动方向(L)展宽，其中从传感器表面(18.1)的一个高度水平开始，达到一个高度，该高度大于紊流产生元件的分离缘边(17.1)相对于传感器表面(18.1)的高度。

8.按照权利要求7所述的装置，其特征在于，所述后置的流动元件(20)与传感器表面(18.1)之间具有的距离为至少3mm，其中传感器表面(18.1)在流动方向(L)上看，优选大致布置在分离缘边(17.1)和流动元件(20)之间的中点上。

9.按照权利要求6至8之一所述的装置，其特征在于，分离缘边(17.1，17.2)在一个导向元件(15)上形成，该导向元件具有一个在流动方向(L)的横向上定向的用于脏物颗粒的收集面(16)。

10.按照权利要求7或8所述的装置，其特征在于，相对于流动方向(L)在传感器表面(18.1)侧面上设有至少一个方向选择元件(21.1，21.2)，以便选择在通风管(1)纵向上的流动的测量。

11.按照权利要求7或8所述的装置，其特征在于，传感器元件具有一个SMD构件(19)，该构件包含一个温度传感器和一个用于SMD构件(19)的板形的载体(11)，其中该载体(11)这样地用安装架(8，28)保持，使得它在两侧上可以被体积流接触。

12.按照权利要求11所述的装置，其特征在于，所述紊流产生元件和所述后置的流动元件(20)在横截面上相对于通过板形的载体(11)限定的几何中间平面是镜像对称地设计的。

13.按照权利要求10所述的装置，其特征在于，所述后置的流动元件(20)和所述至少一个方向选择元件(21.1，21.2)设计成连续的、半圆式的、椎体包络面形的表面。

14.按照权利要求9所述的装置，其特征在于，导向元件(15)在它的相对于分离缘边(17.1，17.2)前置的区域中在横截面上是液滴形的。

15.按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于，附加地设置一个用于确定体积流温度的温度传感器。

16.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，在壳体上布置另外的用于确定空气质量的传感器。

17.按照权利要求2所述的装置，其特征在于，在壳体上布置另外的用于确定空气质量的传感器。

18.按照权利要求17所述的装置，其特征在于，所述另外的用于确定空气质量的传感器布置在电路板上或者以电子方式与电路板连接。

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