CN110998248B - 用于确定关于流体和/或流体流的流体参量的测量设备 - Google Patents

Abstract

用于确定关于流体和/或流体的流体流的流体参量的测量设备，所述测量设备包括计算装置(7)和用于检测相应的传感器参量的一个传感器模块(3、4、6)或多个传感器模块(3、4、6)，能根据所述传感器参量通过所述计算装置(7)来确定流体参量，其中，所述一个传感器模块(3、4、6)或所述多个传感器模块(3、4、6)分别通过至少两条芯线(11‑16)连接在所述计算装置(7)的相应的传感器触头(17‑22)上，其中，所述传感器触头(17‑22)中的至少一个传感器触头经由相应的电容(28‑33)与处于参考电位、特别是接地电位上的参考电路区段(34)相耦合，该参考电路区段在直流电方面相对于所述传感器触头(17‑22)绝缘。

Description

用于确定关于流体和/或流体流的流体参量的测量设备

技术领域

本发明涉及一种用于确定关于流体和/或流体的流体流的流体参量的测量设备，所述测量设备包括一个计算装置和用于检测相应的传感器参量的一个传感器模块或多个传感器模块，能根据所述传感器参量通过所述计算装置来确定流体参量，其中，所述一个传感器模块或所述多个传感器模块分别通过至少两条芯线连接在所述计算装置的相应的传感器触头上。

背景技术

相应的测量设备例如可以是流量计，所述流量计检测气体或液体的流量。如果这样的流量计量装置补充有用于检测进流和回流温度的温度传感器，则所述测量设备可以用于检测所提供的热量。这样的测量设备可以包括多个组件或模块。除了可以实施数据处理和/或存储的计算装置之外，可以使用一个传感器模块或多个传感器模块以用于提供从中计算流体参量的传感器数据。所述传感器模块可以通过相应的导线连接在所述计算装置上。

在所描述的布置结构中可能有问题的是，干扰、例如高频的电压脉冲或电流脉冲耦入到相应的导线中，该导线将所述计算装置与所述一个传感器模块或者所述多个传感器模块相连接。由此，测量质量可能降低并且在某些情况下甚至可能出现测量设备的损坏。为了消除这种干扰迄今探索出两种方案。一方面可以在连接导线上使用铁氧体磁芯，以便衰减或过滤高频干扰。另一方面可能的是，将用于与相应的传感器模块通信的信号基准直接与测量设备外部提供的接地电位相连接，该接地电位例如经由引导流体的管线来提供。借助于这些方案对测量设备进行足够的干扰消除可能比较耗费并且无法衰减所有干扰被。

发明内容

因此，本发明的目的在于，进一步改进或者说简化对这种测量设备的干扰消除。

按照本发明，所述目的通过开头所述类型的测量设备来实现，其中，所述传感器触头中的至少一个传感器触头经由相应的电容与处于参考电位、特别是接地电位上的参考电路区段相耦合，该参考电路区段在直流电方面相对于所述传感器触头绝缘。

因此提出，将传感器触头和因此将用于连接所述一个传感器模块或所述多个传感器模块的芯线虽然在直流电方面与参考电位绝缘，然而将所述传感器触头中的至少一个传感器触头、优选所有传感器触头与参考电位电容地相耦合。这能实现使芯线上的高频干扰朝向参考电位或接地电位导出，而近似直流电压式的或低频的测量信号不会由此受到负面影响。因此，不仅可以对由传感器模块提供的信号的信号基准消除干扰，而且可以对必须处于确定的电位上的信号导线消除干扰，以便能够传递信号。通过经由传感器触头并且因此在中央经由计算装置进行干扰消除，可以避免形成接地回路或类似物。

优选地，所述参考电路区段相对于传感器触头的绝缘这样选择，使得即使在例如数十或数百伏的较高电压的情况下也产生超过一兆欧的直流电阻。用于将传感器触头与参考电路区段相耦合的相应的电容可以实现为单独的构件、特别是实现为电容器。然而，所述电容例如也可以通过如下方式实现，即，所述参考电路区段的导电区段和与相应的传感器触头相连接的电路区段面状地相对置。

为了限制可以朝向参考电位导出的电流，可以将电阻与所述电容串联。补充地或备选地，电感也可以与所述电容串联，例如以便构造能够有针对性地抑制确定频率的干扰的陷波电路。

在所述测量设备的区域中，导电接地的接地电位可以用作参考电位。特别是，所述接地电位可以相应于能导电的流体或者引导所述流体的能导电的测量管所处的电位。所述流体可以是液体、例如水或者气体。

所述一个传感器模块或者所述多个传感器模块之一可以具有传感器组件，所述传感器组件在安装状态下与测量设备外部提供的参考电位导电地相耦合，其中，所述传感器组件通过另外的芯线与计算装置的参考电路区段导电地相耦合。该另外的芯线可以经由接触点与所述参考电路区段导电地相连接。耦合到与所述传感器触头之一相连接的芯线上的干扰因此可以首先经由这些芯线被引导至计算装置并且在那里通过所配设的电容被引导到所述参考电路区段上，从那里所述干扰可以经由在测量设备外部提供的参考电位上的所述另外的芯线被导出。在所述另外的芯线与传感器组件和/或参考电路区段之间的连接特别是低欧姆的。

所述传感器组件可以形成传感器模块的壳体的至少一部分和/或形成容纳流体的或者能被所述流体穿流的测量管的至少一部分。特别是当使用能导电的、特别是金属的测量管时和/或当流体本身导电时，参考电位可通过所述能导电的流体或者所述测量管来提供。

所述传感器组件可以特别是作为传感器模块的壳体的一部分，例如与一个能导电的测量管或者另一个能导电的处于参考电位的组件相连接、例如拧紧。通过将传感器组件构造为壳体区段或测量管区段能够以小的技术耗费与测量设备外部提供的参考电位低欧姆地相耦合。

如上所述，参考电路区段的参考电位可以通过如下方式预先给定，即，所述参考电路区段通过另外的芯线与传感器模块的传感器组件导电地相连接，所述传感器组件在安装状态中与测量设备外部提供的参考电位导电地相耦合。所述另外的芯线和前面讨论的将传感器模块与计算装置的传感器触头相连接的芯线可以是一条共同的导线的一部分，该导线将所述传感器模块与计算装置相连接。在此，所述另外的芯线可以形成该导线的屏蔽件，以便屏蔽那些将传感器模块与传感器接头相连接的芯线免受外部干扰。因此，具有传感器组件的传感器模块可以经由导线与计算装置相耦合，所述计算装置包括将传感器模块与传感器触头相连接的所述芯线和所述另外的芯线。所述另外的芯线可以形成对用于将传感器模块与传感器触头相连接的芯线的屏蔽部。所述另外的芯线可以在计算装置侧与参考电路区段的接触点相连接并且在传感器装置侧与传感器组件的接触点、例如传感器模块的壳体相连接。例如，在导线的区域中，所述另外的芯线可以空心柱状地实施而其它的芯线可在该空心柱体的之内来引导。通过由所述另外的芯线形成屏蔽部，已经可以在很大程度上抑制干扰耦合到与传感器触头相连接的芯线中。耦合到所述另外的芯线中的干扰可以直接经由与测量设备外部提供的参考电位的低欧姆连接被导出。只要尽管存在屏蔽部的情况下干扰仍耦合到那些将传感器模块与传感器触头相连接的芯线中，则这些干扰如已经阐述的那样可以经由电容被导出。

所述测量设备作为传感器模块可以包括流量传感器和/或至少一个温度传感器。所述流量传感器例如可以是热式流量传感器、叶轮传感器或超声波传感器。作为温度传感器，特别是可以使用测量电阻、例如铂电阻，其中，经由芯线可以检测在所述温度传感器上的电压降。为了构造热量计可以分别使用进流侧的和回流侧的温度传感器和流量计。所述接地电位例如可以通过温度传感器的壳体来提供，该温度传感器可以被拧入到测量管中以便检测流体的温度。

所述流量传感器和所述温度传感器之一可作为共同的单元设置在测量管上，其中，另一温度传感器与其间隔开距离地设置，以便实施剩余的温度测量以用于检测被输入或被导出的热量。

所述计算装置可以设置为用于确定流体的流量或通过所述流体输送的能量作为流体参数。能量例如可以根据在两个通过不同的温度传感器检测的温度之间的温度差和通过流量传感器检测的流量来确定。

一个热量计例如可以包括两个温度传感器，用于测量在加热回路中的进流和回流温度。所述两个温度传感器之一可以经由短电缆与计算装置相连接，并且可以直接拧入到连接壳体中。该电缆可以屏蔽地实施，其中，屏蔽件与所述连接壳体低电阻地相连接，以便将热量计连接到接地电位上。所述计算装置的各个输入端和输出端经由参考电路区段与该屏蔽件电容地相耦合，以便将有线连接的干扰经由该屏蔽件引出到接地电位。

在按照本发明的测量设备中，特别有利的是，所述传感器触头中的每一个传感器触头经由相应的电容与参考电路区段相耦合。在这种情况下，可以将所有用于连接传感器模块的芯线的有线连接的干扰导出。对于所述传感器模块中的至少一个传感器模块，不仅用作信号基准的一个芯线、而且引导控制信号或测量信号的至少一个另外的导线可以经由相应的电容与参考电路区段相耦合。

附图说明

由以下实施例得出本发明的其它优点和细节。在此，唯一的附图示出按照本发明的测量设备的一个实施例。

具体实施方式

所述附图示出了测量设备1，所述测量设备在该示例中用于确定经由流体提供的热量。所述流体在进流侧经由测量管2被输入。在进流区域中，通过第一传感器模块3来检测流体的温度，并且通过第二传感器模块4例如借助于热式流量计来检测流量。在回流的仅示意性示出的区域5中，通过传感器模块6来检测回流的流体的温度。用于温度检测的所述传感器模块3、6例如是热电阻。

为了将传感器模块3、4、6与计算装置7相连接，使用相应的导线8、9、10。在该示例中，所述导线8、9、10分别具有两条芯线11至16，所述两条芯线在计算装置侧与相应的传感器触头17至22相连接。通过这些导线，芯线11至16与处理电路23相连接，所述处理电路例如给传感器模块3、6的热电阻通电并且测量在所述热电阻上下降的电压或者运行传感器模块4以用于流量测量。在此，特别是在传感器模块4方面可能的是，使用多于两个的芯线13、14来运行所述传感器模块4。

在所示出的测量设备中，干扰应该通过参考电位、亦即处于测量管2上的接地电位来导出。为此，在导线3中使用另外的芯线24，该另外的芯线在一侧低欧姆地接触传感器组件25、亦即传感器模块3的壳体，并且在另一侧通过接接触点26低欧姆地接触计算装置7的导电的壳体27。传感器模块3的所述壳体拧入到测量管2中并且因此低欧姆地接触该测量管。因此，通过低欧姆连接将计算装置7的壳体27拉到导电的测量管2所处的接地电位上，使得干扰可以经由该接地电位被导出。

所述导线8优选这样构成，使得另外的芯线24形成用于芯线11和12的屏蔽件，从而附加地屏蔽这些芯线。

为了能够将掺入到芯线11至16中的干扰通过参考电位或接地电位导出，在计算装置7中的17至22中的每一个传感器触头都通过由电容器形成的相应电容28至33与由能导电的壳体27形成的参考电路区段34相连接。因此，所有的芯线11至16都电容性地与参考电位或接地电位相耦合，从而高频干扰可以经由电容28至33、通过壳体27形成的参考电路部分34、另外的芯线24、传感器模块3的壳体以及测量管2被导出。因此，这种干扰不会耦合到处理电路23中，而是在该处理电路旁通过参考电位被导出。

参考符号列表

1 测量设备

2 测量管

3 传感器模块

4 传感器模块

5 区域

6 传感器模块

7 计算装置

8 导线

9 导线

10 导线

11 芯线

12 芯线

13 芯线

14 芯线

15 芯线

16 芯线

17 传感器触头

18 传感器触头

19 传感器触头

20 传感器触头

21 传感器触头

22 传感器触头

23 处理电路

24 芯线

25 传感器组件

26 接触点

27 壳体

28 电容

29 电容

30 电容

31 电容

32 电容

33 电容

34 参考电路区段

Claims (6)

1.用于确定关于流体和/或流体的流体流的流体参量的测量设备，所述测量设备包括计算装置(7)和用于检测相应的传感器参量的一个传感器模块(3、4、6)或多个传感器模块(3、4、6)，能根据所述传感器参量通过所述计算装置(7)来确定流体参量，其中，所述一个传感器模块(3、4、6)或所述多个传感器模块(3、4、6)分别通过至少两条芯线(11-16)连接在所述计算装置(7)的相应的传感器触头(17-22)上，其特征在于，所述传感器触头(17-22)中的至少一个传感器触头经由相应的电容(28-33)与处于参考电位上的参考电路区段(34)相耦合，该参考电路区段在直流电方面相对于所述传感器触头(17-22)绝缘，所述一个传感器模块(3)或者所述多个传感器模块(3)之一具有传感器组件(25)，所述传感器组件在安装状态下与测量设备外部提供的参考电位导电地相耦合，其中，所述传感器组件(25)通过另外的芯线(24)与计算装置(7)的参考电路区段(34)导电地相耦合，所述传感器组件(25)形成容纳流体的或者能被所述流体穿流的测量管(2)的至少一部分和/或形成传感器模块(3)的壳体的至少一部分，所述传感器模块的壳体低欧姆地连接导电的测量管(2)。

2.根据权利要求1所述的测量设备，其特征在于，所述参考电位是接地电位。

3.按照权利要求1或2所述的测量设备，其特征在于，具有传感器组件(25)的传感器模块(3)经由导线(8)与计算装置(7)相耦合，所述计算装置包括将传感器模块(3)与传感器触头(17、18)相连接的所述芯线(11、12)和所述另外的芯线(24)，其中，所述另外的芯线(24)形成用于将传感器模块(3)与传感器触头(17、18)相连接的芯线(11、12)的屏蔽部。

4.按照权利要求1或2所述的测量设备，其特征在于，所述测量设备包括流量传感器和/或至少一个温度传感器作为传感器模块(3、4、6)。

5.按照权利要求1或2所述的测量设备，其特征在于，所述计算装置(7)设置为用于确定流体的流量或通过所述流体输送的能量作为流体参量。

6.按照权利要求1或2所述的测量设备，其特征在于，每个所述传感器触头(17-22)经由相应的电容(28-33)与所述参考电路区段(34)相耦合。

Images