CN106104221B - 具有嵌套管状丝线装置的用于确定气体或气体混合物的质量流量的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于确定气体或气体混合物的质量流量的设备,其具有具备穿流方向的、用于使气体或气体混合物穿流的流体通道和至少三条分别以螺旋线圈形式设置的导电的丝线(4、10、15),所述丝线相互共轴且相对于穿流方向同轴地布置,其中,两条丝线(4、15)沿穿流方向依次先后地布置。为了实现应用有利的改进而规定,三条丝线中的一条(4)构成管状的外部的丝线装置(3),在外部的丝线装置内沿穿流方向依次布置的丝线(10、15)沿定义出轴线的穿流方向径向间隔地布置。

Description

具有嵌套管状丝线装置的用于确定气体或气体混合物的质量 流量的设备
本发明涉及一种用于确定气体或气体混合物的质量流量的设备,其具有具备穿流方向的、用于使气体或气体混合物穿流的流体通道和至少三条分别以螺旋线圈形式设置的导电的丝线,所述丝线相互共轴且相对于穿流方向同轴地布置,其中,两条丝线沿穿流方向依次先后地布置,其中,三条丝线中的一条构成管状的外部的丝线装置,在外部的丝线装置内沿穿流方向依次布置的丝线沿定义出轴线的穿流方向径向间隔地布置。
在DE 33 20 561 A1中描述了这种类型的设备。在此的质量流量调节器具有流体通道和旁通管路,流体的主流穿过流体通道。围绕旁通管路的管件沿轴向依次布置了三个丝线装置。被导引的丝线装置管状地围绕三个内部的丝线装置。
US 4,3341,107或US 3,650,151分别描述了一种传感器元件,其设计为质量流量传感器或质量流量调节器。质量流量调节器具有三个螺纹状丝线,螺纹状丝线依次布置成共轴布局。构成丝线的三个导线环绕流体通道,气体穿流过流体通道,确定其质量流量。质量流量通过热量方式测量,为此,热量通过丝线供应给穿流过流体通道的气体。从一个丝线到另一个丝线的热量传递通过其温度测定。丝线为此由导线构成,该导线的导电性能与温度相关。
在DE 10 2011 051 931 A1中描述了一种用于确定在载体气中传输的固态或液态原料的蒸汽的质量流量的方法和设备。在根据该发明的方法中,通过载体气供应通道将载体气供应给质量流量调节器或质量流量计。利用该质量流量计确定载体气的质量流量,并且在涉及质量流量调节器的情况下调整载体气的质量流量。该质量流量在混合区与液态或固态原料的蒸汽混合。为此液态或固态原料首先转变成气溶胶。气溶胶随后在蒸发器中蒸发气化。这样要么供应至流体通道的蒸汽要么在流体通道内部形成的蒸汽被导入第二质量流量计,第二质量流量计确定载体气和蒸汽的混合物的质量流量。通过两个测量值的关联测定蒸汽的质量流量。第二质量流量计具有丝线,丝线沿流动方向依次放置,并且从一个丝线到另一个丝线的热量传递通过丝线确定。通过这种关联,从载体气蒸汽混合物的质量流量减去载体气的质量流量,从而得到纯蒸汽的质量流量。借助该质量流量可以调节蒸汽的供应、也即尤其调节气溶胶的供应,从而能够利用设备形成蒸汽的被调节的质量流量。蒸汽导入涂覆装置,在涂覆装置中蒸汽由被加热的进气机构流入处理室。在处理室中具有基材,基材放置在被冷却的基材支架上。定量供应的蒸汽应该在基材上沉积成层。载体气向第一质量流量调节器的供应在高于大气压的压力下进行。后接在第一质量流量计上的流体通道系统中的压力处于1至10mbar之间的范围内。第一质量流量调节器在一定程度上发挥节流阀的作用。后接的流体通道系统中的压力被压力调节器调节,压力调节器与布置在处理室下游的真空泵共同作用。
EP2 057 454 B1描述了一种皮拉尼类型的真空计,用于测量蒸发气化的有机材料的压力。两个相邻布置的丝线被加热,为此,流体流动经过丝线。丝线的温度通过电阻的改变被测量。
由US 6,370,950 B1和US 6,529,456 B2已知用于测量气态介质的质量流量的质量流量计。通过对加热元件的相应供电保持其温差为零。
由US 8,069,718 B2已知一种质量流量计,其中,加热元件保持大于气体温度的温度。在加热元件上可能会沉积杂质。通过适当的调节使温度不受例如杂质沉积影响地保持恒定值。
本发明所要解决的技术问题在于,应用有利地改进该类型的质量流量测量装置。
所述技术问题通过在权利要求中给出的本发明解决。
首先并且主要规定,三条丝线中的一条构成管状的外部的丝线装置,在外部的管状丝线装置内,沿穿流方向依次布置的丝线以径向间距相对于由穿流方向定义的轴线布置。在此有利的是,不仅两个内部的丝线装置在流体通道中而且外部的丝线装置在流体通道中至少布置在其边缘。优选地,三个丝线装置构成中空圆柱/管状体。径向外部的丝线装置优选发挥在现有技术中中部的丝线装置所发挥的作用。两个内部的丝线装置优选发挥在现有技术中相对于中部的丝线位于上游和下游的丝线所发挥的作用。管状体可以具有支承体。在此可以涉及陶瓷管,由导线构成的丝线卷绕在所述陶瓷管上。优选地,仅外部的丝线装置设计具有这种类型的支承体。此外还规定,一个或多个丝线装置设计为无支承体。在此也由导线构成的丝线可以利用固定件固定成螺旋线圈。在此可以涉及这样的固定件,利用所述固定件将丝线固定在管状支承体的外壁上。优选地,两个内部的丝线装置是无支承体的。用作丝线的导线具有的性质在于,在导通电流时被加热。此外,导线还具有与温度相关的电阻,从而使丝线的温度可以通过电阻测量被确定。外部的丝线装置的制备通过提供相应截短的陶瓷管实现,在所述陶瓷管上卷绕了构成丝线的导线。各个螺纹线圈相互间隔的固定通过能够硬化成固体的膏状陶瓷物料完成。无支承体的丝线装置的制备通过构成丝线的导线在可去除的管状载体、例如由柔性材料(例如特氟龙)制成的载体上的卷绕完成。卷绕在可去除的载体上的螺旋线圈通过涂覆以上提到的膏状陶瓷物料被固定。在陶瓷物料硬化之后将可去除的载体去除。外部的丝线装置的轴向长度这样确定,从而至其内部能够使两个内部的丝线装置相互间隔且与外部的丝线装置的分别相邻的端面间隔地布置。内部的丝线装置在外部的丝线装置上的径向固定可以通过接头触点完成。其在此涉及穿过外部的丝线装置的螺纹间隙的丝线的导线区段。接头触点可以穿过支承体的开口并且借助以上提到的陶瓷膏体固定在开口中。然而还可能的是,使用额外的对中件,例如连接条或多孔体,利用所述对中件能够使内部的丝线装置在外部的丝线装置内部相对于外部的丝线装置共轴地固定。外部的丝线装置同样也可以借助接头触点沿径向固定在流体通道的内壁上。而且此处还可以备选地使用其他固定件,例如径向连接条或多孔体。内部的丝线装置与外部的丝线装置的径向间距如此选择,从而使气流能够穿过内部的丝线装置与外部的丝线装置之间的间隙。通过该气流可以在两个径向相互嵌套的丝线装置之间形成热量传递。优选地,热量传递从径向外部的丝线装置向径向内部的丝线装置进行。为此,径向外部的丝线装置具有比径向内部的丝线装置更高的温度。两个内部的丝线装置沿轴向相互保持间距。所述间距优选这样选择,从而使两个内部的丝线装置受到流经流体通道的气体的热力学影响。通过所述气体不仅可以进行对流传热,而且可以进行导热传热。内部的丝线装置与外部的丝线装置的实体连接这样设计,即,通过所述实体连接仅使最小热流穿过。利用根据本发明的装置改进了该类型的丝线装置的动态。传感器与气体混合物之间的接触面通过嵌套的共轴布置而明显增大。所述接触面比例如DE 10 2013 106 863所述的传感器装置中提高至少10倍。优选地,外部管件被这样加热,从而使温度高于两个内部管件的温度。然而所述温度低于构成气体混合物的气体分子的裂解极限。无论是外部的丝线装置的丝线还是内部的丝线装置的丝线都被有源地加热。相较而言,外部的丝线热源发挥作用,而内部的丝线作为传感器发挥作用。
上述传感器装置的使用目的和布置以及用于确定在载体气中传输的蒸汽的质量流量的方法在DE 10 2011 051 931 A1中描述。优选的应用和针对应用的方法在DE 102013 106 863中描述。上述这两个文件的内容因此都将全部内容包含在本申请文件的公开内容中。根据本发明的方法的特征在于,丝线的温度通过供应给丝线的功率的改变而被保持在预定数值上,并且通过供应的功率的数值测定质量流量。所述功率通过调节装置选择,从而使丝线的温度与通过质量流量计的电流无关地保持恒定温度。在此尤其规定,为每个丝线单独地配置调节/控制装置,利用所述调节/控制装置将丝线调节至预定温度。在此,第一丝线沿流动方向可以保持第一温度,所述第一温度低于沿流动方向布置在第一丝线之后的第二丝线所保持的第二温度。丝线这样相邻地布置,从而使进入气体的热量还对相邻的丝线产生影响。如果例如通过质量流量计的流体最小,那么绕每个丝线构成第一绝热区。位于上游的内部的丝线不仅通过进入丝线的电功率被加热。而且还通过沿流动方向后置的或者说径向外部的丝线的导热被加热。在此,加热主要仅通过经气体进行的导热完成,所述气体具有1至10mbar的总压。丝线基本上相对于固体环境、也即尤其通过将丝线固定的物体而力学脱耦。如果要使更大的气流穿过质量流量计,则围绕丝线的绝热区沿流体方向移动,从而使构成与第一绝热区不同的绝热区。由此导致,位于上游的、具有比外部丝线更低温度的丝线例如通过径向外部的更热的丝线被略微加热。由此,必须向内部的上游的丝线比向位于下游的内部丝线供应更大的电功率,以便保持温度恒定。径向内部的下游的丝线的温度低于外部的丝线的温度。当质量流量计中的流动静止或较小时,下游的内部丝线受到从径向外部的丝线发出的热流的影响。如果应使更大的气流经过质量流量计,则通过优化的方式将热量从外部丝线输入下游的内部丝线,尤其比向位于上游的丝线输入更多热量,由此必须向两个径向内部的丝线输入不同的热量,以便保持温度恒定。构成丝线的材料具有与温度相关的电阻,从而通过流经丝线的电流和施加在丝线上的电压能够确定丝线的温度。丝线所保持的温度低于蒸汽的裂解温度。然而该温度高于蒸汽的凝结点。载体气蒸汽混合物所流经的流体通道的温度高于蒸汽的凝结点。可以设置一个或多个另外的丝线,例如用于确定载体气蒸汽混合物的温度。所述另外的丝线可以布置在外部的丝线装置的上游或下游。丝线可以这样紧密地布置在外部的丝线装置上,从而使该丝线受到外部的丝线装置的热力学影响。然而也可以具有足以不发生热力学影响的间距。丝线可以由钨丝制成。丝线设置为螺旋线圈并且通过上述方法固定螺旋线圈。其输入管路与调节装置相连。两个另外的丝线相对于具有最高温度的丝线具有间距,从而使热量从具有最高温度的丝线经由气体的导热传递至下游或上游的丝线。在本发明的改进方式中设置至少一个另外的第四丝线,所述第四丝线布置在以上提到的三个丝线的上游或下游。所述至少一个丝线可以这样紧密地布置在由三个丝线构成的丝线装置上,从而使热量也传递到该额外的丝线上。本发明尤其谋求单独调节器方案,其中,每个丝线与其所配属的调节器相连。调节器发送输出值,所述输出值对应于供应至丝线的功率。根据表格或类似形式,质量流量计的计算回路通过供应至丝线的电功率测定由载体气和蒸汽构成的气体混合物经过质量流量计的质量流量。通过可选的温度传感器能够提高准确度。质量流量测量值输入计算装置中,所述计算装置是控制装置的一部分。该计算装置主要实施由第一质量流量计发出的载体气的质量流量值减去由第二质量流量计发出的质量流量值,从而剩余作为输出值的蒸汽质量流量的净值。上级的调节装置可以通过该输出值控制蒸汽供应,从而使载体气蒸汽混合物发生器输出恒定的蒸汽质量流量。蒸汽发生速率可以一方面通过从气溶胶发生器输送至蒸发器中的气溶胶的量被影响。蒸汽发生速率也可以通过载体气流的变化或通过蒸发器的蒸发功率的变化被影响,也即被其温度影响。这样形成的载体气蒸汽混合物输入涂覆设备。涂覆设备具有处理室,通过加热的进气机构将载体气蒸汽混合物导入所述处理室中。对此尤其参照WO 2012/175124的内容。关于气溶胶的形成及其蒸发和向处理室的供应也参照DE 10 2011 051 263A1,其内容全面地包含在本申请中。同样地也适用于DE 10 2011 051 931 A1,其已经公开了蒸汽质量流量测量的基本原理。
以下结合附图阐述本发明的实施例。在附图中:
图1示出本发明的一种实施例的部分剖切的立体图;
图2示出沿图1中剖切线II-II的纵剖面;
图3示出传感器的正面视图;
图4示出传感器元件的三个丝线装置的立体图纵剖图;
图5示意性示出图1至4所示传感器元件应用于由两个质量流量计35、29组成的用于产生蒸汽混合物的设备的第二质量流量计29中的实施例;
图6示出在最小校准流动的情况下沿流动方向经过丝线装置3、9、14的温度变化曲线;
图7示出为了达到图6所示温度,在最小校准流动的情况下必须供应给丝线装置3、9、14的功率;和
图8示出当气体流经质量流量计29时,为了保持图6所示温度,必须供应给丝线装置4、10、15的功率。
图1至3示出安装在气流通道1、例如管件中的传感器元件2。该传感器元件2具有相对于管件1的内壁的径向间距24,并且通过固定元件固定在流体通道内部,从而使气流能够穿流过传感器元件2。为了将传感器元件2在气流通道1中的轴向和径向固定,还使用了以下还要描述的接头触点7、8、12、13、17、18。在一种未示出的实施例中使用另一侧的固定元件,例如径向连接条或泡沫体,以便将传感器元件2固定在气流通道1中。
传感器元件2的主要元件是三个丝线装置3、9、14。所述丝线装置再次在图4中相对于传感器元件2的其余部件分离地示出。
外部的丝线装置3具有空心圆柱形的管状设计。可以是钨丝的丝线4变换为螺纹状。各个螺旋线圈通过固定件6相互连接。螺纹状的丝线4的两个端部构成接头触点7、8,通过所述接头触点可以将加热电流供应至丝线4。通过电流与施加在接头触点7、8上的电压的比例可以测定丝线4的温度。管状的丝线装置3在该实施例中具有管状的支承体4,所述支承体由陶瓷管构成。在所述支承体5的外壁上卷绕了丝线4。借助陶瓷粘合剂将丝线4的各个螺旋线圈互间隔地固定在支承体5上。支承体5的内径约为27mm。
在外部的丝线装置3的内部相对于外部的丝线装置共轴地布置有两个内部的丝线装置9、14。这两个内部的丝线装置9、14在该实施例中设计相同。其相互间具有间距,从而构成上游的第一丝线装置9和下游的第二丝线装置14。所述两个内部的丝线装置9、14相对于外部的丝线装置3的两个端面沿轴向、也即沿流动方向保持间距。
所述两个内部的丝线装置9、14通过径向间距空隙23相对于外部的丝线装置3相间隔。所述两个内部的丝线装置9、14通过间距空隙25相互间隔。间距空隙25的轴向长度大致相当于所述两个内部的丝线装置9、14的其中一个的直径。管件5的端面与丝线装置9之间的间距25′大致相当于管件5的直径。
所述两个内部的丝线装置9、14分别具有螺纹状的丝线10、15,其中,丝线10、15的各个螺旋线圈通过及固定件11、16相互间隔。固定件11、16是与将丝线4固定在支承体5上的固定件相同的固定件6,也即硬化的陶瓷体。
与外部的丝线装置3不同,内部的丝线装置9、14无支承体,从而使热量或者说相对于丝线装置表面的热量比6最小化。内部的丝线装置9、14的制备可以通过可去除的支承体完成,在制造过程中围绕所述支承体卷绕丝线10、15,并且在固定件11、16硬化之后重新将支承体去除。
内部的丝线装置9、14的丝线10、15构成接头触点12、13;17、18,所述接头触点穿过外部的丝线装置3的支承体5沿径向向外突伸。所述接头触点12、13;17、18也用于内部的丝线装置9、14在外部的丝线装置3中的径向和轴向固定。通过接头触点12、13;17、18可以使加热电流供应至丝线10、15。由此可以使内部的丝线装置9、14被加热。通过所施加的电压与流经丝线10、15的电流的比例可以测定内部的丝线装置9、14的温度。
所使用的丝线4、10、15可以由钨丝制成。丝线尤其在应力下卷绕在支承体上并且通过陶瓷涂层被固定。如果使用支承体,则该支承体优选具有约200μm的厚度。陶瓷涂层可以厚至100μm。丝线的直径可以为25μm。两个线圈之间的间距通常为25至40μm。丝线装置3、9、14具有温度达500℃的热稳定性。丝线4、10、15还可以由碳化硅支承。内部的丝线装置9、14的直径约为8mm。
利用所述设备可以测量高达300ssl(标准升每分钟)的流量。
在该实施例中,由三个丝线装置3、9、14组成的传感器装置布置在罩壳22中。在此可以涉及保护罩22,所述保护罩以较小间距包围外部的丝线装置3。利用保护罩22使接头触点7、8、12、13、17、18绝缘地贯穿。
在图1至3所示的装置中,传感器元件2悬挂地固持在气流通道1中,从而仅部分气流经过传感器元件2穿流。另外的部分气流绕过传感器元件2流动。外部的丝线装置3开放地布置在保护罩2中。内部的丝线装置9、14悬挂地布置在外部的丝线装置3中,从而使经传感器元件2穿流的气体流分成两部分气体流,其中一个气体流可以经过内部的丝线装置9、14穿流,而另一个气体流可以经过内部的丝线装置9、14与外部的丝线装置3之间的中间区域23穿流。
传感器元件2的迎向流动方向的端面设有遮盖件19。该遮盖件具有开口。其设有中央开口20,该中央开口的直径大致相当于内部的丝线装置9的直径。该中央开口20被多个外围开口21包围,所述外围开口具有比中央开口20较小的流通面。外围开口21位于内部的丝线装置9与外部的丝线装置3之间的环形间隙的区域中。
图5示意性示出根据本发明的传感器元件2的装置的主要元件,其在用于生成被载体气传输的蒸汽的设备中作为第二质量流量计29。载体气流31(例如可以为氢气、氮气或惰性气体)通过载体气供应通道39供应至第一质量流量计35。其在此也可以是质量流量调节器。利用所述质量流量计35或质量流量调节器以已知的方式测量供应至载体气供应通道39中的载体气31的质量流量。该测量值M1被输入计算装置30中。然而也可以规定,载体气流31被调节。M1则是穿流过质量流量调节器35的质量流量。
载体气31的质量流量穿过流体通道36、37、38流至第二质量流量计29。在其间借助蒸汽供应部分34将液态或固态原料的蒸汽供应至流体通道37。原料33例如通过气溶胶生成器40转变为气溶胶。热量输入气溶胶,从而使气溶胶转变为蒸汽。为了蒸汽形成可以使用例如DE 10 2011 051 263A1中所述的设备。在图5中示出存储容器,利用输送螺杆将粉末从存储容器输送至气溶胶生成器40。经流体通道36流动的载体气流进入气溶胶生成器40中。在载体气流中注入粉末状的固态原料33。气溶胶通过流体通道37输送至蒸发器32。蒸发器可以由固体泡沫构成。在此可以涉及导电固体,固体载体气混合物可以通过该导电固体的泡沫孔进入泡沫中。通过电流的导通将蒸发器32加热至蒸发温度,从而使气溶胶的固体组分蒸发。随后载体气1连同被载体气输送的蒸汽穿过另外的流体通道38。
由此在流体通道36、37、38内部进行蒸汽生成。载体气蒸汽混合物输送至所述第二质量流量计29,在所述第二质量流量计中具有由三个上述丝线装置3、9、14组成的质量流量测量装置。丝线装置3、9、14也可以通过固体泡沫相互间固定或者说相对于传感器壳体22固定。固体泡沫可以是与用来制成蒸发器的相同的材料。
丝线装置3、9、14的丝线4、10、15相互间隔,不发生接触。然而所述丝线这样紧密地相邻布置,从而使丝线相互间形成热量传递接触。所述热量传递通过经流体通道输送的气体所进行的导热来实施。气体优选具有范围在1至10mbar之间的总压。
三条丝线3、9、14中的每一个都通过独立的控制/调节装置26、27、28保持在恒定温度T1、T2、T3上。在图6中示出相关的温度。利用TC表示蒸汽的凝结点。由图所示,丝线4、10、15的温度T1、T2、T3高于凝结点TC。这三个温度T1、T2、T3可以是彼此不同的。这三个温度也可以是相同的。
三条丝线4、10、15的下游可以具有另外的未示出的丝线。利用第四丝线可以测量气体温度。第四丝线远离其他的丝线4、10、15,从而使第四丝线几乎不受其他丝线的温度的影响。在同样未示出的方案中,第四丝线布置在所述三个丝线4、10、15的上游。
图7示出在流经外部的丝线装置3的标准流体静止或最小的情况下,为使丝线4、10、15保持温度T1、T2、T3所需的功率P1、P2、P3。在此,沿流动方向的第一内部丝线10的温度T1低于外部丝线4的温度T2。下游的第二内部丝线15的温度T3又低于外部丝线4的温度T2。温度T1和T2可以是大体相同的。
图7还示出,为保持温度T2而必须向外部丝线4输入的功率高于为使丝线10、15保持温度T1和T3所必需的功率P1和P3。功率P1和P3在该实施例中是基本上大小相同的。然而也可以相差ΔP,因为丝线受公差影响而有所差异。
图8示出当气体流穿过质量流量计2时,为使丝线4、10、15保持温度T1、T2、T3所需的功率P1′、P2′、P3′。如图所示,必须输入内部丝线9、15的功率与流动静止的情况(图7)相比相差更大的差值ΔP。丝线4、10、15的温度T1、T2、T3通过丝线的电阻确定。差值ΔP由此也成为用于质量流量的衡量指标。可以根据差值ΔP的标准曲线得到质量流量。
利用调节装置26、27、28将可变功率P1、P2、P3供应至丝线4、10、15。功率P1、P2、P3被这样确定,从而使丝线的温度T1、T2、T3保持恒定值。气体穿流过传感器元件2导致丝线4、10、15的热量输出,从而总体上必须向丝线4、10、15供应更大的功率P1、P2、P3。因为与此同时丝线4、10、15周围的绝热区也发生改变而且每个丝线4、10、15位于各自相邻的丝线4、10、15的绝缘区中,可以利用受流体影响而改变的输入功率P1、P2、P3确定质量流量。相应的数值M2输入计算装置30中。计算单元产生该质量流量值M2与第一质量流量计35所发出的的质量流量值M1之间的差值,从而使输出值A表示蒸汽的净质量流量,所述蒸汽通过排出通道41离开整个测量装置并且通过未示出的另外的流体管路供应至处理室(如原则上由DE 10 2011 051931 A1所已知的),载体气又从处理室中流出至真空泵,利用真空泵的泵功率将至少流体通道38(载体气蒸汽混合物输送至所述流体通道38)内部的总压保持在低压范围。
通过借助以上提到的优选布置在丝线4、10、15下游的第四丝线测量载体气的其他温度,能够改进测量值M2的准确度。
上述实施方式用于阐述总体上包含在本申请中的发明,所述发明至少通过以下技术特征组合分别对现有技术进行创造性的改进,也即:
一种设备,其特征在于,三条丝线中的一条4构成管状的外部的丝线装置3,在外部的丝线装置内沿穿流方向D依次布置的丝线10、15沿定义出轴线的穿流方向D径向间隔地布置。
一种设备,其特征在于,所述外部的丝线装置3和由布置在所述外部的丝线装置中的丝线10、15构成的内部的丝线装置9、14位于所述流体通道内。
一种设备,其特征在于,至少一个丝线装置3、9、14、优选每个丝线装置3、9、14构造成管状体。
一种设备,其特征在于,所述管状体具有柱形的支承体5,所配属的丝线4卷绕在所述支承体上并且尤其借助固定件6固定在支承体5的外壁上。
一种设备,其特征在于,至少一个丝线装置9、14、优选内部的丝线装置设计为无支承体,其中,丝线10、15的相互间以轴向间距布置的螺旋线圈通过固定件11、16相互连接。
一种设备,其特征在于,所述固定件11、16是硬化的、尤其陶瓷膏体。
一种设备,其特征在于,内部的丝线装置9、14与外部的丝线装置3径向间隔,从而使气体能够流过内部的丝线装置9、14与外部的丝线装置3之间的间距空隙23,并且通过气体流动能够实现从外部的丝线装置3向内部的丝线装置9、14的导热传递,和/或,两个内部的丝线装置9、14相互间轴向间隔,从而通过气体能够实现从丝线装置9向其他的丝线装置14的导热传递。
一种设备,其特征在于,外部的丝线装置3沿轴向延伸超出两个内部的丝线装置9、14。
一种设备,其特征在于,外部的丝线装置3插入管状的罩壳22中。
一种设备,其特征在于,所述罩壳22的上游开口被遮盖件19遮盖,所述遮盖件19具有用于气体流通的开口,其中,尤其设有中央开口20,所述中央开口被多个分别面积更小的外围开口21包围。
所有公开的特征(本身及其相互组合)都有发明意义或发明价值。在本申请的公开文件中,所属/附属的优先权文本(在先申请文件)的公开内容也被完全包括在内,为此也将该优先权文本中的特征纳入本申请的权利要求书中。从属权利要求的特征都是对于现有技术有独立发明意义或价值的改进设计,尤其可以这些从属权利要求为基础提出分案申请。
附图标记清单
1 气流通道/管件
2 传感器元件/质量流量计
3 外部的丝线装置
4 丝线
5 支承体
6 固定件
7 接头触点
8 接头触点
9 第一内部的丝线装置
10 丝线
11 固定件
12 接头触点
13 接头触点
14 第二内部的丝线装置
15 丝线
16 固定件
17 接头触点
18 接头触点
19 遮盖件
20 中央开口
21 外围开口
22 保护罩
23 径向间距空隙/间隙区域
24 径向间距
25 间距空隙
25′ 间距
26 调节装置
27 调节装置
28 调节装置
29 第二质量流量计
30 计算装置
31 载体气
32 蒸发器
33 原料
34 蒸汽供给部
35 第一质量流量计
36 流体通道
37 流体通道
38 流体通道
39 供给通道
40 气溶胶生成器
41 排出通道
ΔP 数值
D 穿流方向
M1 测量值
M2 测量值
P1 功率
P2 功率
P3 功率
T1 温度
T2 温度
T3 温度
TC 凝结点

Claims (13)

1.一种用于确定气体或气体混合物的质量流量的设备,其具有具备穿流方向(D)的、用于使气体或气体混合物穿流的流体通道和至少三条分别以螺旋线圈形式设置的导电的丝线(4、10、15),所述丝线相互共轴且相对于由穿流方向(D)定义出的轴线同轴地布置,其中,三条丝线中的两条内部的丝线(10、15)沿穿流方向(D)依次先后地布置,并且三条丝线中的一条外部的丝线(4)构成管状的外部的丝线装置(3),在外部的丝线装置内沿穿流方向(D)依次布置的内部的丝线(10、15)沿所述轴线相对于所述外部的丝线(4)径向间隔地布置,其特征在于,所述外部的丝线装置(3)和由布置在所述外部的丝线装置中的丝线(10、15)构成的内部的丝线装置(9、14)位于所述流体通道内。
2.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,至少一个丝线装置(3、9、14)构造成管状体。
3.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,每个丝线装置(3、9、14)均构造成管状体。
4.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述丝线装置(3、9、14)的管状体具有柱形的支承体(5),所配属的丝线(4)卷绕在所述支承体上并且借助固定件(6)固定在支承体(5)的外壁上。
5.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,至少一个内部的丝线装置设计为无支承体,其中,丝线(10、15)的相互间以轴向间距布置的螺旋线圈通过固定件(11、16)相互连接。
6.根据权利要求5所述的设备,其特征在于,所述固定件(11、16)是硬化的陶瓷膏体。
7.根据权利要求5所述的设备,其特征在于,内部的丝线装置(9、14)与外部的丝线装置(3)径向间隔,从而使气体能够流过内部的丝线装置(9、14)与外部的丝线装置(3)之间的间距空隙(23),并且通过气体流动能够实现从外部的丝线装置(3)向内部的丝线装置(9、14)的导热传递。
8.根据上述权利要求中任一项所述的设备,其特征在于,两个内部的丝线装置(9、14)相互间轴向间隔,从而通过气体能够实现从丝线装置(9)向其他的丝线装置(14)的导热传递。
9.根据权利要求8所述的设备,其特征在于,外部的丝线装置(3)沿轴向延伸超出两个内部的丝线装置(9、14)。
10.根据权利要求5所述的设备,其特征在于,外部的丝线装置(3)插入管状的罩壳(22)中。
11.根据权利要求10所述的设备,其特征在于,所述罩壳(22)的上游开口被遮盖件(19)遮盖,所述遮盖件(19)具有用于气体流通的开口。
12.根据权利要求11所述的设备,其特征在于,所述遮盖件(19)的开口具有中央开口(20)和外围开口(21)。
13.根据权利要求11所述的设备,其特征在于,所述遮盖件(19)的开口具有中央开口(20),所述中央开口被多个外围开口(21)包围,所述外围开口具有比所述中央开口(20)更小的面积。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017126126A1 (de) 2017-11-08 2019-05-09 Aixtron Se Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen eines Dampfes durch die Verwendung von in einem Regelmodus gewonnenen Steuerdaten
TWI800751B (zh) * 2020-09-18 2023-05-01 國立陽明交通大學 氣體感測方法及氣體感測系統

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3650151A (en) * 1970-11-18 1972-03-21 Tylan Corp Fluid flow measuring system
JPS5735718A (en) * 1980-08-12 1982-02-26 Citizen Watch Co Ltd Rectifying element
US4464932A (en) * 1982-07-12 1984-08-14 Mks Instruments, Inc. Thermal mass flowmetering
CN1038160A (zh) * 1988-05-18 1989-12-20 布鲁克斯仪器有限公司 测量流体流量的装置
US7322248B1 (en) * 2006-08-29 2008-01-29 Eastman Kodak Company Pressure gauge for organic materials

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1905999A1 (de) * 1969-02-07 1970-09-03 Interatom Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Durchflussmenge von Gasen und Fluessigkeiten
US4083243A (en) * 1977-04-22 1978-04-11 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Method of measuring the mass flow rate of a substance entering a cocurrent fluid stream
DE2856289A1 (de) * 1978-12-27 1980-07-17 Babcock Bsh Ag Verfahren und vorrichtung zur thermischen massenstrommessung
US4341107A (en) 1980-10-14 1982-07-27 Tylan Corporation Calibratable system for measuring fluid flow
US5259243A (en) * 1991-01-04 1993-11-09 Dxl International, Inc. Flow sensor
NL1008665C1 (nl) 1998-03-20 1999-09-21 Berkin Bv Mediumstroommeter.
JP4474771B2 (ja) 2000-12-20 2010-06-09 株式会社デンソー 流量測定装置
JP2004012308A (ja) * 2002-06-07 2004-01-15 Smc Corp コイルを利用した位置測定装置、フロート式流量計および位置測定方法
JP4836864B2 (ja) 2007-05-16 2011-12-14 日立オートモティブシステムズ株式会社 熱式流量計
DE102011051263B4 (de) 2011-06-22 2022-08-11 Aixtron Se Vorrichtung zur Aerosolerzeugung und Abscheiden einer lichtemittierenden Schicht
WO2012175124A1 (en) 2011-06-22 2012-12-27 Aixtron Se Vapor deposition material source and method for making same
DE102011051931A1 (de) 2011-07-19 2013-01-24 Aixtron Se Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen des Dampfdrucks eines in einem Trägergasstrom verdampften Ausgangsstoffes
DE102013106863A1 (de) 2013-07-01 2015-01-08 Aixtron Se Vorrichtung zum Bestimmen des Massenflusses eines in einem Trägergas transportierten Dampfs

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3650151A (en) * 1970-11-18 1972-03-21 Tylan Corp Fluid flow measuring system
JPS5735718A (en) * 1980-08-12 1982-02-26 Citizen Watch Co Ltd Rectifying element
US4464932A (en) * 1982-07-12 1984-08-14 Mks Instruments, Inc. Thermal mass flowmetering
CN1038160A (zh) * 1988-05-18 1989-12-20 布鲁克斯仪器有限公司 测量流体流量的装置
US7322248B1 (en) * 2006-08-29 2008-01-29 Eastman Kodak Company Pressure gauge for organic materials

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