CN109211363A - 用于流量传感器装置的操作方法 - Google Patents

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Abstract

用于操作流量传感器装置(10)的方法，其中流量传感器装置(10)具有用于测量流体(g)的流量(F)和另外的第一流体性质(p1)的第一传感器布置(11)以及用于测量另外的第二流体性质(p2)的第二传感器布置(12)；所述方法包括以下步骤：操作所述流量传感器装置(10)以借助于所述第一传感器布置(11)来确定所述另外的第一流体性质(p1)；操作所述流量传感器装置(10)以借助于所述第二传感器布置(12)来确定所述另外的第二流体性质(p2)；将所述另外的第一流体性质(p1)与所述另外的第二流体性质(p2)进行比较并产生比较结果(R)；以及监视所述比较结果并在故障状态的情况下产生故障信号(FS)。本发明涉及这样的传感器装置。

Description

用于流量传感器装置的操作方法
技术领域
本发明涉及操作用于测量流体流量的流量传感器装置的方法、实现所述方法的传感器装置以及实施所述方法的计算机程序产品。
背景技术
已知在用于测量流体流量的流量计即流量传感器装置中使用多于一个传感器单元。
US 4,885,938和WO 01/18500 A1教示了使用流量传感器布置和用于确定流体参数的另外的传感器，其中，借助于该另外的传感器进行的流体参数测量是用于校正借助于流量传感器布置执行的流量测量。
EP 1 065 475教示了具有流量传感器布置和另外的温度传感器的流量计，其中，另外的温度传感器的读数是用于校正流量传感器布置测量。
US 4,944,035 A教示了利用传感器来测量热导率和比热。
发明内容
在第一方面，本发明的目的是提供用于流量传感器装置的更可靠的操作方法。
该目的通过根据一个实施例的方法来实现。根据其，提出了一种操作用于测量流体流量的流量传感器装置的方法，其中，所述流量传感器装置包括：
至少一个第一传感器布置，其被配置和布置用于测量所述流体的流量和至少一个另外的第一流体性质二者；
至少一个第二传感器布置，其与所述流体接触并且被配置和布置用于测量至少一个另外的第二流体性质；其中，所述至少一个另外的第一流体性质中的至少一个与所述至少一个另外的第二流体性质中的一个对应，以使得能够借助于所述流量传感器装置进行所述性质之间的比较。
上述目的实现是在于所述方法包括以下步骤：
a)操作所述流量传感器装置以借助于所述第一传感器布置来确定流体的所述流量和所述至少一个另外的第一流体性质；
b)操作所述流量传感器装置以借助于所述第二传感器布置来确定所述至少一个另外的第二流体性质；
c)将所述至少一个另外的测量的第一流体性质中的至少一个与所述至少一个另外的第二流体性质中的至少一个相互比较并产生比较结果；
d)监视所述比较结果，并且如果所述比较结果偏离预定值或在预定值范围之外，则产生故障信号。
在本发明的上下文中，术语“流体”可以理解为具有在剪应力下流动的能力的任何物质。优选的流体是气体和液体或其组合。天然气是特别优选的流体。
在本发明的上下文中，术语“传感器布置”可以理解为具有传感器的单元，该传感器被配置和布置成测量流体性质。
在本发明的上下文中，术语“流体性质”可以理解为经受流量测量的流体的性质，特别是热性质。
在本发明的上下文中，术语“相应的流体性质”可以理解为可以直接地或者在另外的计算之后——例如通过优选由流量传感器装置执行的相关分析——与另一流体参数进行比较的参数。优选地，所述流体性质在典型流率(flow rate)范围内与实际流体流量无关。
在本发明的上下文中，语句“监视比较结果”可以理解为优选以自动方式连续或重复地捕获比较结果。
也可以设想，该比较替选地或另外地由另外的装置、由外部事件或由用户来触发。所述重复捕获优选地以与第一传感器布置和第二传感器布置中的较低测量频率(速率)对应的频率(或速率)或低于所述较低频率的频率(或速率)来完成。
优选地，与第二传感器布置相比，第一传感器布置较频繁地进行测量。
频率可以取决于先前的比较结果和/或取决于比较结果中的趋势。例如，如果比较结果未指示故障情况，但是在先前测量的过程中向故障情况趋近，则可以通过流量传感器装置来相应地调整监视频率以及比较频率。因此，可以使用存储装置来存储先前的以及实际的测量结果以用于优选地以流量传感器装置所包括的适当配备的手段来执行的这样的趋势分析。在一些实施方式中，第一传感器布置和第二传感器布置以相同的频率进行测量并且针对每对测量产生比较结果。
本发明是基于下述认识：如果部署了至少两个传感器布置，则用于流量传感器装置的操作过程更加可靠，在所述至少两个传感器布置中，第一传感器布置被配置和布置用于测量流体流量，而第一传感器布置和第二传感器布置二者被配置和布置成分别测量另外的第一流体性质和另外的第二流体性质，而作为根据本发明的操作方法的一部分，另外的第一流体性质和另外的第二流体性质可以被相互比较。进行所述第一传感器布置和所述第二传感器布置的测量结果之间的比较，以检测流量传感器装置特别是第一流量传感器布置的可能的故障状态或失灵。在本发明中，第一传感器布置的正确运行通过均测量至少一个流体性质的独立的第一传感器布置和第二传感器布置来检查，其中，流体性质测量被进行比较以监视装置的运行状态并且指示可能的失灵。
在一些实施方式中，另外的第一流体性质和另外的第二流体性质是流体的同一性质。这允许以最小处理能力进行流体性质之间的直接比较。
如果两个测量结果相差超过预定值或在预定范围之外，则生成故障信号。预定值可以是例如0.1％至15％。预定值可以与相应传感器布置的典型测量误差的2至10倍的值对应。
在一些实施方式中，并非确定并监视另外的第一流体性质与另外的第二流体性质之间的差异，而是确定并监视另外的第一流体性质与另外的第二流体性质之间的比率。
在一些实施方式中，另外的第一流体性质和另外的第二流体性质不相同但相互对应。它们通过特定的规律相互关联。它们可能是相关的或反相关的。可以执行相关分析以比较至少两个测量。
在一些实施方式中，另外的第一流体性质和/或另外的第二流体性质是选自由以下组成的组中的至少一个参数：
所述流体的热导率，
所述流体的体积比热，以及
所述流体的热扩散率。
在国际单位制(SI)中，热导率通常表示为λ并且以W/(m·K)给出，体积比热根据通常表示为cp并以J/(kg·K)给出的所述流体的比热容乘以通常表示为ρ并以kg/m3给出的所述流体的密度的乘积来确定，即所述流体的体积比热可以定义为cp·ρ，并且热扩散率通常表示为α并且以m2/s给出，其中热导率λ可以如EP 1 426 740 A2中所教示的来测量。
体积比热(cp·ρ)和热扩散率α可以如WO 01/18500 A1中所教示地来测量。
热导率、体积比热、比热容、密度和热扩散率在每种情况下都是公知的物理量，其中它们的具体测量单位可以根据使用的特定单位制而不同。在该上下文中，应当理解的是，与这些物理量相关联的独立于单位制(例如，上述国际单位制(SI)，厘米-克-秒单位制(CGS)或英美习惯测量制)的任何测量单位以及例如它们基于物理关系向其他单位制的转换均在本申请的范围内。同样，前置于测量单位以指示测量单位的倍数或分数的单位前缀也在该范围内。因此，本文关于一个单位制中的或具有单位前缀的物理量所做的陈述在加以必要的修改之后适用于另一单位制中的或者不具有或具有不同的单位前缀的所述物理量，反之亦然。
特别优选的是，第一传感器布置是流量传感器布置。其可以是例如在WO 01/18500A1中公开的热传感器布置。流量(即流率)如在例如WO 01/18500 A1中所教示地来确定。
优选地，第二传感器布置是例如在US 5,050,429A中公开的热传感器。
在一些实施方式中，第二传感器布置也可以是流量传感器，优选地具有与第一传感器布置相同的设计。在一些实施方式中，所述至少一个另外的第一流体性质和所述至少一个另外的第二流体性质均是所述流体的热导率，其中，此外，借助于第二传感器布置，确定所述流体的热扩散率并且用于校正第一传感器布置的流量测量。因此，利用第二传感器布置确定两个另外的第二性质，一个用于直接比较(热导率)，并且一个用于流量校正目的(热扩散率)。
在根据本发明的方法的一些实施方式中，第一传感器布置位于所述流体中的第一位置处，并且所述第二传感器布置被布置在所述流体中的第二位置处。第一位置和第二位置被选择为使得在利用流量传感器装置进行的预期测量期间，所述流体在所述第二位置处的流量相对于在所述第一位置处的流量减小。该减小可以是至少50％，或至少75％，或至少90％，或至少95％，或至少99％，或100％。
在许多情况下，流体流动携带碎屑、灰尘、污物颗粒或可能沉积在第一传感器布置和/或第二传感器布置上并干扰第一传感器布置和/或第二传感器布置的其他组分。如果流量减小，则由于较少的沉积材料被携带到传感器，所以沉积率通常较低。因此，优选的是将第二传感器布置定位在流量减小的区域中，所述第二传感器布置不一定需要处于流中，因为它可以仅用于测量第二另外的参数。特别优选的是将第二传感器布置放置在死体积中，其中，要测量的流体进入死体积使得可以根据本发明使用另外的第二参数，但是在流量测量期间死体积中基本上不存在流动，即，在死体积中流体保持静止。将所述第二传感器布置放置在死体积中进一步减少了任何不期望的沉积。
在这样的布置的情况下，第一流体参数不取决于流量，而仅取决于流量传感器装置中的在典型流率下的流体。优选地，第一流体参数和第二流体参数是相同的，因此两者均优选地不取决于流量，例如流体的密度或热导率。
在一些实施方式中，比较结果可以仅是借助于第一传感器布置的第一另外的性质测量与借助于第二传感器布置的第二另外的测量之间的差。该差可以是正的或负的。然而，在更复杂的布置中，第一传感器布置的指示第一流体参数的第一信号和来自第二传感器布置的指示第二流体参数的第二信号可以通过评估它们的互相关而在本发明的意义内进行比较。至少两个测量之间的这种相关性可以借助于查找表或相关函数以及合适的硬件和软件部件来完成。查找表或相关函数可以在使用预定流体的校准测量期间被确定和/或可以基于具有针对所使用流体的标准值的模型。可以设想，如在例如WO 2015 075278 A1中所教示地使用流量传感器装置来确定流体。然后，比较——在某些情况下相关分析——可以基于流体确定结果。
根据本发明的比较可以优选地自动地和/或优选地以重复方式完成。该比较还可以通过连接到流量传感器装置的另外的装置和/或用户来触发。
在一些实施方式中，在故障信号的情况下，流量传感器装置被操作以执行应对措施。应对措施被设计成避免在未注意到潜在问题的情况下使用可能错误的第一传感器布置测量。这样的应对措施可以是选自由以下组成的组中的至少一个措施：
-通过使用第二传感器布置的测量来校正第一传感器布置的流量信号，
-关停流量传感器装置，
-向用户或另外的装置输出故障信号，以及
-基于所述比较结果来重新校准第一传感器布置。
例如在EP 1 065 475 A2中教示了第一传感器布置测量的校正。
在一些优选实施方式中，第一传感器布置是测量流量以及另外地测量第一流体性质的流量传感器布置，其中，第一流体性质是热导率。第二传感器布置也测量热导率作为至少一个另外的第二性质以用于直接比较。此外，第二传感器布置还如在WO 01/18500 A1中所教示地测量热扩散率，热扩散率用于校正由第一传感器布置完成的流量测量。
在一些实施方式中，流量传感器装置被操作成使得第一传感器布置和第二传感器布置以不同的测量频率进行测量。优选地，与第一传感器布置相比，第二传感器布置较不频繁地进行测量。这样的实施方式使得能够减少流量传感器装置的能量消耗和数据流。
在一些优选实施方式中，第一传感器布置以在从0.5秒至30秒的范围内的、最优选地以在从1秒至5秒的范围内的、最优选地以2秒的第一间隔来进行测量；并且第二传感器布置以在从30分钟至24小时的范围内的、最优选以在从2小时至10小时的范围内的第二间隔来进行测量。
优选地，所述故障信号被提供给用户或另外的装置。
在另一方面，本发明的另一目的是提供更可靠的流量传感器装置。
该目的通过根据一个实施例的流量传感器装置，即通过实现根据本发明的方法的流量传感器装置来实现。根据其，提出了一种流量传感器装置，其包括用于测量流体的流量的流量传感器装置，该流量传感器装置包括：
至少一个第一传感器布置，其被配置和布置用于测量流体的流量和至少一个另外的第一流体性质；
至少一个第二传感器布置，其与所述流体接触并且被配置和布置用于测量至少一个另外的第二流体性质；其中，所述至少一个另外的第一流体性质中的至少一个与所述至少一个另外的第二流体性质中的一个对应，以使得能够借助于所述流量传感器装置进行比较；
其中，所述流量传感器装置被配置成执行以下步骤：
操作所述流量传感器装置以借助于所述第一传感器布置来确定所述流量和所述至少一个另外的第一流体性质；
操作所述流量传感器装置以借助于所述第二传感器布置来确定所述至少一个另外的第二流体性质；
将所述至少一个另外的第一流体性质中的所述一个与所述至少一个另外的第二流体性质中的所述对应的一个进行比较并产生比较结果；
监视所述比较结果，并且如果所述比较结果偏离预定值或在预定值范围之外，则产生故障信号。
关于第一传感器布置和第二传感器布置的放置的流量传感器装置可以如在例如WO 01/18500 A1中所公开地来设计。
在根据本发明的装置的一些实施方式中，所述另外的第一流体性质和所述另外的第二流体性质是所述流体的同一性质，优选地不取决于典型流量测量的实际流量；以及/或者
其中，所述另外的第一流体性质和/或所述另外的第二流体性质是选自由以下组成的组中的至少一个参数：
所述流体的热导率，
所述流体的体积比热，以及
所述流体的热扩散率。
如上已概述，在国际单位制(SI)中，所述流体的热导率可以表示为λ并且以W/(m·K)给出；体积比热根据通常表示为cp并以J/(kg·K)给出的所述流体的比热容乘以通常表示为ρ并以kg/m3给出的所述流体的密度的乘积来确定；以及热扩散率通常表示为α并且以m2/s给出，其中
然而，具体的测量单位也可以根据使用的具体单位制而不同。
在根据本发明的装置的一些实施方式中，所述第一传感器布置和所述第二传感器布置相对于彼此具有不同的设计。优选地，所述第一传感器布置和所述第二传感器布置中的一个具有基于膜的传感器设计，而另一个具有基于桥的传感器设计。在其他实施方式中，所述第一传感器布置和所述第二传感器布置具有相同的设计。
在一些实施方式中，如以上在根据本发明的方法的上下文中概述的，所述第一传感器布置和所述第二传感器布置以不同的测量频率来测量，与第一传感器布置相比，第二传感器布置较不频繁地进行测量。
在根据本发明的装置的一些实施方式中，所述第一传感器布置位于所述流量传感器装置中的第一位置处，并且所述第二传感器布置被布置在所述流量传感器装置中的第二位置处。所述第一位置和所述第二位置可以被选择为使得在利用所述流量传感器装置进行的预期测量期间，所述流体在所述第二位置处的所述流量相对于在所述第一位置处的所述流量减小。该减小可以是至少50％，或至少75％，或至少90％，或至少95％，或至少99％，或100％(死体积)。优选地，所述第二位置处于死体积中，所述第二位置使得在利用所述流量传感器装置进行的预期测量期间，所述流体在所述第二位置处是静止的。减少或避免流动具有如上面在根据本发明的方法的上下文中概述的优点，即减少沉积和劣化。
在根据本发明的装置的一些实施方式中，所述流量传感器装置包括用于支持至少一个第一传感器布置和至少一个第二传感器布置的至少一个支持件。支持件可以是印刷电路板。在一些实施方式中，所述第一传感器布置和所述第二传感器布置均布置在同一支持件中或同一支持件上，而两个传感器布置可以设置在相同或不同的芯片上；这允许紧凑且高效的设计。在一些其他实施方式中，第一传感器布置和第二传感器布置被布置在分开的支持件以及分开的芯片上。
优选地，第一传感器布置和第二传感器布置二者布置在同一芯片上。该芯片可以设置在硅衬底或任何其他合适的衬底上。
在根据本发明的装置的一些实施方式中，所述流量传感器装置具有从现有技术已知的旁路通道。于是，借助于第一传感器布置的流量测量可以发生在所述旁路通道中。然后，所述第一传感器布置和所述第二传感器布置二者均可以布置在所述旁路通道中。这进一步使传感器布置减少经受会损害传感器的测量质量的材料沉积。
在一些优选实施方式中，第二传感器可以布置在从旁路通道延伸的死体积中。换句话说，死体积可以设置在从旁路通道延伸的盲孔中。这对第二传感器布置提供了额外的劣化保护。
优选地，第二传感器布置被布置在第一传感器布置的上游。在其他实施方式中，第二传感器布置可以布置在第一传感器布置的下游。
在一些优选实施方式中，流量传感器装置被配置成使得所述至少一个另外的第一流体性质和所述至少一个另外的第二流体性质均是所述流体的热导率，其中，所述流量传感器装置还被配置成利用第二传感器布置来确定所述流体的热扩散率并且使用所述热扩散率测量来校正第一传感器布置的流量测量。
在又一方面，本发明涉及一种计算机程序产品。用于操作流量传感器装置的所述计算机程序产品包括具有计算机程序代码的计算机可读存储介质，当在优选地根据本发明的所述流量传感器装置的控制装置中被执行时，计算机程序代码使所述控制装置执行根据本发明的方法。
当在根据本发明的气体传感器的控制装置中被执行时，计算机程序代码使控制装置执行本发明的方法。计算机程序可以以源代码、机器可执行代码或任何中间形式的代码如目标代码来提供。其可以被提供为有形形式的计算机可读介质上的例如CD-ROM或闪存ROM存储元件上的计算机程序产品，或者可以使其以网络可访问介质的形式可获得以通过网络从一个或更多个远程服务器下载。
在另一方面，本发明，特别是根据本发明的方法、根据本发明的流量传感器装置或根据本发明的计算机程序产品可以用于测量所述流体的流体流量，特别是流体的流率。
综上所述，本发明涉及操作流量传感器装置的方法，所述装置包括用于测量流体的流量和另外的第一流体性质的第一传感器布置以及用于测量至少一个另外的第二流体性质的第二传感器布置；所述方法包括以下步骤：操作所述流量传感器装置以借助于所述第一传感器布置来确定所述另外的第一流体性质；操作所述流量传感器装置以借助于所述第二传感器布置来确定所述另外的第二流体性质；将所述另外的第一流体性质与所述另外的第二流体性质进行比较并产生比较结果；以及监视所述比较结果，并且如果所述比较结果指示故障状态，则产生故障信号。本发明还涉及这样的传感器装置以及实现这样的方法的计算机程序产品。
这些方面在结合下面的优选实施方式的描述来考虑时将被更好地理解。然而，应当理解的是，在不背离所附权利要求的范围的情况下，可以将本文教示的方面和特征相互组合，并且可以利用本文描述的实施方式的部分或全部的特征来形成另外的实施方式。
附图说明
下面参照附图描述本发明的优选实施方式，这些附图是出于说明本发明的当前优选实施方式的目的，而不是出于限制本发明的目的。在附图中，
图1示出了根据本发明的流量传感器装置的实施方式；
图2示出了根据本发明的方法的实施方式的流程图；以及
图3示出了根据本发明的计算机程序产品的实施方式。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的实施方式的用于测量通过所述流量传感器装置10的流体g的流量F的流量传感器装置10。流量传感器装置10限定具有流量限制器14和旁路通道15的流动通道13。旁路通道15从流动通道13分支并且与流动通道13归并。根据所提出的设计，借助于传感器来测量旁路流量f，其中，所述旁路流量f借助于根据现有技术已知的几何方面的考虑而与流体流量F相关。然而，应当理解，可以使用不依赖于旁路通道的不同流量装置架构。
如根据现有技术中已知的，在旁路通道15中，在位置A处布置第一传感器布置11，该第一传感器布置11被配置用于通过测量所述旁路流量f并重新调整结果以得到通过主流动通道13的流体流量F来测量流体g的流量F。
此外，所述第一传感器布置11被配置成测量至少一个另外的第一流体性质p1。
在该实施方式中，第一传感器布置11是例如从WO 01/18500 A1中已知的热流量传感器。热流量传感器布置11可以是基于膜的或基于桥的设计。
此外，在旁路通道15中的位置B处，装置10包括由旁路通道15中的盲孔限定的死体积16，然而该死体积16流体连通至旁路通道15，使得当通道13、15被流体g充满时通过的流体g进入体积16。
在该死体积16中，流体流量通常被极大降低。因此，第二传感器布置12较少经受在流中携带的沉积材料的沉积，并且因此以良好的精度来测量较长时间，换句话说，其劣化较慢。沉积材料可以是碎屑、污物颗粒，或者其也可以指易于在流体引导结构上形成层的流体。
在这里描述的实施方式中，第二传感器布置12也是热传感器装置。在一些优选实施方式中，第一传感器布置11具有基于膜的设计(参见例如EP 1 840 535 A1)，而第二传感器布置12具有基于桥的设计(参见例如US 5,050,429A)。
在一些其他实施方式中，第一流量传感器装置11和第二流量传感器布置12具有相同的设计。
所述第二传感器布置12被配置成测量至少一个另外的第二流体性质p2。因此，流体g可以被表示为：g(p1，p2)。
第一传感器布置11和第二传感器布置12被布置在第一支持件110和第二支持件120上。传感器布置可以经由基于硅衬底或任何其他合适的半导体介电衬底的芯片来集成。如图1所示，支持件110、120被布置在旁路通道15中。然而，也可以设想：使用在单个支持件上的分开的芯片；或者使用单个芯片，其中，两个传感器布置处于同一支持件上。
因此，可以选择包括所述流体g的热导率λ、所述流体g的体积比热(cp·ρ)以及所述流体g的热扩散率α的组中的一个或更多个参数，作为另外的参数p1和p2。这里，
λ是以W/(m·K)给出；
cp是以J/(kg·K)给出的所述流体g的比热容；
ρ是以kg/m3给出的所述流体g的密度；以及
以m2/s给出。
优选地，参数p1和p2是在同一流体g中分别在不同位置A和B处测量的同一参数。
所述流量传感器装置10还被配置成使得所述第一传感器布置11和所述第二传感器布置12以不同的测量频率进行测量。更具体地，与以速率r2进行测量的所述第一传感器布置11相比，所述第二传感器布置12较不频繁地即以速率r2进行测量。第一传感器布置11以期望间隔来提供流量数据，而第二传感器布置12以所述期望间隔的10倍至1000倍——例如100倍——或较不频繁地进行测量。第二传感器测量的速率可以适于捕捉典型故障状态。例如，如果测量被严重污染的流体g，则与通过传感器装置10引导相当干净的流体的情况相比可能更频繁地发生故障状态。因此，第一传感器布置11和第二传感器布置12的测量速率r1，r2可以适于传感器装置10的特定目的。本领域技术人员可以调整这些速率。也可以设想，用户可以根据实际需要或根据经验来调整这些速率。
在一些示例中，例如对于天然气测量，所述第一传感器布置11以在从0.5秒(即以r1＝2Hz)至30秒(即以r1＝1/30Hz)的范围内的、优选地在从1秒(即以r1＝1Hz)至5秒(即以r1＝1/5Hz)的范围内的、最优选地为2秒(即以r1＝1/2Hz)的第一间隔进行测量；并且所述第二传感器布置12以在从30分钟(即以r2＝1/1800Hz)至24小时(即以r2＝1/86400Hz)的范围内的、优选地在从2小时至10小时的范围内的第二间隔进行测量。
第一参数p1与第二参数p2之间的比较可以以速率r3≤r2来完成。优选地但非必要地，每个p2测量触发比较事件，后者可以在故障情况下用于生成故障信号S。
此外，所述装置10被配置成向用户或另外的装置输出作为警告信号的所述故障信号S，以例如指示需要维护。
在故障信号S的情况下，所述流量传感器装置10被配置成执行应对措施，所述应对措施是选自由以下组成的组中的至少一个措施：
-通过使用所述第二传感器布置12的所述测量来校正所述第一传感器布置11的流量信号，
-关停所述流量传感器装置10，
-向用户(例如，作为声音和/或光学警告信号)或另外的装置(例如，显示器)输出故障信号S，以及
-基于所述比较结果R来重新校准所述第一传感器布置11。
优选地，流量传感器装置10被配置成使得与第二流量传感器布置12相比第一传感器布置11较频繁地进行测量。通常，典型应用需要来自流量传感器装置的流量读数的速率远高于可以对提供流量读数的传感器布置进行监视以检测可能的故障状况的速率。这样的方案可以在根据本发明的流量传感器装置10中实现。
现在参照图2描述根据本发明的方法的优选实施方式。图2示出了根据本发明的方法的实施方式的框图。流量传感器装置10实现根据本发明的方法，该方法包括以下步骤：
a)操作所述流量传感器装置10以借助于所述第一传感器布置11来确定流体g的流量F和所述至少一个另外的第一流体性质p1。应当理解的是，每个测量可以被完成一次或若干次，使得值或测量是平均值或平均测量。
b)操作所述流量传感器装置10以借助于所述第二传感器布置12来确定所述至少一个另外的第二流体性质p2。
c)将所述至少一个另外的第一流体性质p1中的所述一个与所述至少一个另外的第二流体性质p2中的所述对应的一个进行比较并产生比较结果R；
d)监视所述比较结果R，并且如果所述比较结果R偏离预定值V或在预定值范围VR之外，则产生故障信号S。
优选地，第一流量传感器布置11的测量速率如特定测量设置所要求的被更频繁地完成；其可能在亚秒、秒或分钟范围内。第二流量传感器布置12的测量速率优选地低于第一流量传感器布置11的测量速率；其可能在分钟或小时范围内。这有助于节约能量。
图3示出了如本文所述的流量传感器装置10的计算机程序产品的简化框图。集成电路150包括处理器单元(CPU，μP)154、非易失性(例如，闪存ROM)存储器151和易失性(RAM)存储器153。处理器154与存储器模块151、153通信。非易失性存储器151尤其是存储接收的或生成的信号，以及存储用于在处理器154中执行的机器可执行程序代码(Prog)152。处理器154可以经由数据接口(IF)155与各种外围装置进行通信，所述外围装置包括——例如并且取决于应用包括——第一传感器布置11和第二传感器布置12、控制装置即处理器单元154、以及/或者用户接口156。用户接口156可以包括例如用于与外部输入/输出装置进行接口的网络接口、用于输入例如阈值T或测量方案等的诸如键盘和/或鼠标的专用输入装置、以及诸如例如用于显示信息的屏幕的专用输出装置中的至少之一。
尽管公开和描述了本发明的当前优选实施方式，但是应当理解，本发明不限于此，而是可以在所附权利要求的范围内另外地以各种方式来实施和实践。特别地，本文描述的不同实施方式的特征或特征组合可以相互组合或者可以相互替换。
附图标记列表
10 流量传感器装置 F 13中的流体g的流量
11 第一传感器布置 f 15中的流体g的流量
110 用于11的第一支持件 g 流体
12 第二传感器布置 p1 f的另外的第一流体性质
120 用于12的第二支持件 p2 f的另外的第二流体性质
13 流动通道 R 比较结果
14 流量限制器 r1、r2、r3 测量速率
15 旁路通道 S 故障信号
16 15中的死体积 V 预定值
150 集成电路 VR 预定值范围
151 非易失性存储器 λ g的热导率[W/(m·K)]
152 机器可执行程序代码 cp g的比热容[J/(kg·K)]
153 易失性存储器 ρ g的密度[kg/m3]
154 处理器单元 cp·ρ g的体积比热[J/(K·m3)]
155 数据接口 g的热扩散率[m2/s]
156 用户接口
A 第一位置
B 第二位置

Claims (19)

1.一种操作流量传感器装置(10)的方法，所述流量传感器装置(10)包括：
至少一个第一传感器布置(11)，其被配置和布置用于测量流体(g)的流量(F)和至少一个另外的第一流体性质(p1)；
至少一个第二传感器布置(12)，其与所述流体(g)接触并且被配置和布置用于测量至少一个另外的第二流体性质(p2)；其中，所述至少一个另外的第一流体性质(p1)中的至少一个与所述至少一个另外的第二流体性质(p2)中的一个对应，以使得能够借助于所述流量传感器装置(10)进行比较；
所述方法包括以下步骤：
a)操作所述流量传感器装置(10)以借助于所述第一传感器布置(11)来确定所述流体的所述流量(F)和所述至少一个另外的第一流体性质(p1)；
b)操作所述流量传感器装置(10)以借助于所述第二传感器布置(12)来确定所述至少一个另外的第二流体性质(p2)；
c)将所述至少一个另外的第一流体性质(p1)中的至少一个与所述至少一个另外的第二流体性质(p2)中的至少一个相互比较并产生比较结果(R)；
d)监视所述比较结果(R)，并且如果所述比较结果(R)偏离预定值(V)或在预定值范围(VR)之外，则产生故障信号(S)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述另外的第一流体性质(p1)和所述另外的第二流体性质(p2)是所述流体(g)的同一性质。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述另外的第一流体性质(p1)和/或所述另外的第二流体性质(p2)是选自由以下组成的组中的至少一个参数：
所述流体(g)的热导率(λ)，
所述流体(g)的体积比热(cp·ρ)，以及
所述流体(g)的热扩散率(α)；
其中，
λ是以W/(m·K)给出的；
cp是以J/(kg·K)给出的所述流体(g)的比热容；
ρ是以kg/m3给出的所述流体(g)的密度；以及
是以m2/s给出的。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述至少一个另外的第一流体性质(p1)和所述至少一个另外的第二流体性质(p2)均是所述流体(g)的热导率(λ)，其中，还利用所述第二传感器布置(12)确定所述流体(g)的热扩散率(α)并且将所述热扩散率(α)用于校正所述第一传感器布置(11)的流量测量。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一传感器布置(11)位于流体(g)中的第一位置(A)处，并且所述第二传感器布置(12)被布置在所述流体(g)中的第二位置(B)处，其中，所述第一位置(A)和所述第二位置(B)被选择为使得在利用所述流量传感器装置(10)进行的预期测量期间，所述流体(g)在所述第二位置(B)处的所述流量相对于在所述第一位置(A)处的所述流量减小；
其中，优选地，所述第二位置(B)被选择为使得在利用所述流量传感器装置(10)进行的预期测量期间，所述流体(g)在位置(B)处是静止的。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的方法，其中，所述比较结果(R)是借助于所述第一传感器布置(11)的第一另外的性质测量与借助于所述第二传感器布置(12)的第二另外的测量之间的差异或比率。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在故障信号(S)的情况下，所述流量传感器装置(10)被操作以执行应对措施，所述应对措施是选自由以下组成的组中的至少一个措施：
-通过使用所述第二传感器布置(12)的所述测量来校正所述第一传感器布置(11)的流量信号，
-关停所述流量传感器装置(10)，
-向用户或另外的装置输出所述故障信号(S)，以及
-基于所述比较结果(R)来重新校准所述第一传感器布置(11)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述流量传感器装置(10)被操作成使得所述第一传感器布置(11)和所述第二传感器布置(12)以不同的测量频率进行测量；
其中，优选地，与所述第一传感器布置(11)相比，所述第二传感器布置(12)较不频繁地进行测量；
其中，更优选地，所述第一传感器布置(11)以在从1秒至30秒的范围内的、最优选地在从2秒至5秒的范围内的第一间隔来进行测量；并且所述第二传感器布置(12)以在从30分钟至10小时的范围内的、最优选在从1小时至5小时的范围内的第二间隔来进行测量。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括步骤f)，其中，所述故障信号(S)被输出至用户或另外的装置。
10.一种用于测量流体(g)的流量的流量传感器装置(10)，包括：
至少一个第一传感器布置(11)，其被配置和布置用于测量流体(g)的流量(F)和至少一个另外的第一流体性质(p1)；
至少一个第二传感器布置(12)，其与所述流体(g)接触并且被配置和布置用于测量至少一个另外的第二流体性质(p2)；其中，所述至少一个另外的第一流体性质(p1)中的至少一个与所述至少一个另外的第二流体性质(p2)中的一个对应，以使得能够借助于所述流量传感器装置(10)进行比较；
其中，所述流量传感器装置(10)被配置成执行以下步骤：
a)操作所述流量传感器装置(10)以借助于所述第一传感器布置(11)来确定所述流体的所述流量和所述至少一个另外的第一流体性质(p1)；
b)操作所述流量传感器装置(10)以借助于所述第二传感器布置(12)来确定所述至少一个另外的第二流体性质(p2)；
c)将所述至少一个另外的第一流体性质(p1)中的所述一个与所述至少一个另外的第二流体性质(p2)中的所述对应的一个进行比较并产生比较结果(R)；
d)监视所述比较结果(R)，并且如果所述比较结果(R)偏离预定值(V)或在预定值范围(VR)之外，则产生故障信号(S)。
11.根据权利要求10所述的流量传感器装置(10)，其中，所述另外的第一流体性质(p1)和所述另外的第二流体性质(p2)是所述流体(g)的同一性质；以及/或者
其中，所述另外的第一流体性质(p1)和/或所述另外的第二流体性质(p2)是选自由以下组成的组中的至少一个参数：
所述流体(g)的热导率(λ)，
所述流体(g)的体积比热(cp·ρ)，以及
所述流体(g)的热扩散率(α)；
其中，
λ是以W/(m·K)给出的；
cp是以J/(kg·K)给出的所述流体(g)的比热容；
ρ是以kg/m3给出的所述流体(g)的密度；以及
是以m2/s给出的。
12.根据权利要求10或11所述的流量传感器装置(10)，其中，所述第一传感器布置(11)和所述第二传感器布置(12)相对于彼此具有不同的设计；
其中，优选地，所述第一传感器布置(11)和所述第二传感器布置(12)中的一个具有基于膜的传感器设计，而另一个具有基于桥的传感器设计；以及/或者
其中，所述第一传感器布置(11)和所述第二传感器布置(12)以不同的测量频率进行测量，与所述第一传感器布置(11)相比，所述第二传感器布置(12)较不频繁地进行测量。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的流量传感器装置(10)，其中，所述第一传感器布置(11)位于所述流量传感器装置(10)中的第一位置(A)处，并且所述第二传感器布置(12)被布置在所述流量传感器装置(10)中的第二位置(B)处，其中，所述第一位置(A)和所述第二位置(B)被选择为使得在利用所述流量传感器装置(10)进行的预期测量期间，所述流体(g)在所述第二位置(B)处的所述流量相对于在所述第一位置(A)处的所述流量减小；
其中，优选地，所述第二位置(B)处于死体积(16)中，所述第二位置(B)使得在利用所述流量传感器装置(10)进行的预期测量期间，所述流体(g)在所述第二位置(B)处是静止的。
14.根据权利要求12或13所述的流量传感器装置(10)，其中，所述流量传感器装置(10)包括至少一个支持件(110，120)，特别是印刷电路板，所述第一传感器布置(11)和所述第二传感器布置(12)二者布置在所述至少一个支持件(110，120)中或所述至少一个支持件(110，120)上；
其中，优选地，所述第一传感器布置(11)和所述第二传感器布置(12)二者布置在分开的支持件(110，120)上或者布置在同一支持件上。
15.根据权利要求12所述的流量传感器装置(10)，其中，所述流量传感器装置(10)具有旁路通道(15)，其中，所述第一传感器布置(11)和所述第二传感器布置(12)二者布置在所述旁路通道(15)中。
16.根据权利要求12或15所述的流量传感器装置(10)，其中，所述流量传感器装置(10)被配置成使得所述至少一个另外的第一流体性质(p1)和所述至少一个另外的第二流体性质(p2)均是所述流体(g)的热导率(λ)，其中，所述流量传感器装置(10)还被配置成利用所述第二传感器布置(12)来确定所述流体(g)的热扩散率(α)并且使用所述热扩散率(α)测量来校正第一传感器布置(11)的流量测量。
17.一种用于操作流量传感器装置(10)的计算机程序产品，所述计算机程序产品包括具有计算机程序代码(152)的计算机可读存储介质(151)，当在优选地根据权利要求10至16中任一项所述的流量传感器装置(10)的控制装置(154)中被执行时，所述计算机程序代码(152)使所述控制装置(154)执行根据权利要求1至9中任一项所述的方法。
18.根据权利要求10至16中任一项所述的流量传感器装置(10)的或根据权利要求17所述的计算机程序产品的用于执行根据权利要求1至9中任一项所述的方法的用途。
19.一种用于测量流体(g)的流量的流量传感器装置(10)，包括：
至少一个第一传感器布置(11)，其被配置和布置用于测量流体(g)的流量(F)和至少一个另外的第一流体性质(p1)；
至少一个第二传感器布置(12)，其与所述流体(g)接触并且被配置和布置用于测量至少一个另外的第二流体性质(p2)；其中，所述至少一个另外的第一流体性质(p1)中的至少一个与所述至少一个另外的第二流体性质(p2)中的一个对应，以使得能够借助于所述流量传感器装置(10)进行比较；
其中，所述另外的第一流体性质(p1)和/或所述另外的第二流体性质(p2)是选自由以下组成的组中的至少一个参数：
所述流体(g)的热导率，
所述流体(g)的体积比热，以及
所述流体(g)的热扩散率；以及
其中，所述流量传感器装置(10)被配置成执行以下步骤：
a)操作所述流量传感器装置(10)以借助于所述第一传感器布置(11)来确定所述流体的所述流量和所述至少一个另外的第一流体性质(p1)；
b)操作所述流量传感器装置(10)以借助于所述第二传感器布置(12)来确定所述至少一个另外的第二流体性质(p2)；
c)将所述至少一个另外的第一流体性质(p1)中的所述一个与所述至少一个另外的第二流体性质(p2)中的所述对应的一个进行比较并产生比较结果(R)；
d)监视所述比较结果(R)，并且如果所述比较结果(R)偏离预定值(V)或在预定值范围(VR)之外，则产生故障信号(S)。
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