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Die
Erfindung betrifft eine Baueinheit aus einem Strömungssensor, einem Durchlaßkanal und
einem innerhalb des Durchlaßkanals
angeordneten Meßkanal,
wobei der Strömungssensor
einen Meßkopf,
mit einem Meßgehäuse und
mindestens einem Meßelement
und ein direkt oder indirekt mit dem Meßkopf verbundenes, eine Steuer-
und Auswerteelektronik aufweisendes Sensorgehäuse aufweist und wobei das
Meßelement
innerhalb des Meßkanals
angeordnet ist.
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Ein
wesentlicher Bestandteil der eingangs genannten Baueinheit ist ein
Strömungssensor.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird dabei der Begriff "Strömungssensor" ganz allgemein verstanden;
umfaßt
werden soll sowohl eine Ausführungsform,
bei der eine Strömung
lediglich kontrolliert wird, bei der also lediglich das Vorhandensein
oder Nicht-Vorhandensein einer bestimmten Strömung festgestellt wird, als
auch eine Ausführungsform,
bei der eine Strömung
gemessen wird, d.h. ein der Strömung
entsprechender analoger oder digitaler Meßwert gewonnen wird. Derartige
Strömungssensoren werden
häufig
auch als Strömungswächter, als Durchflußmesser
oder aufgrund ihres Funktionsprinzips als Wärmeübergangsmeßgerät bezeichnet.
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Die
in Rede stehenden Strömungssensoren arbeiten
nach dem kalorimetrischen Prinzip, bei dem Temperaturänderungen
aufgrund des in Abhängigkeit
von der Strömungsgeschwindigkeit
auftretenden Wärmetransports
bestimmt werden. Im allgemeinen arbeitet man mit einer Differenztemperaturmessung. Ein
erstes Meßelement
erzeugt eine lokale Temperaturerhöhung und mißt die eigentliche Meßtemperatur, wobei
sich die Meßtemperatur
aus der Heizleistung des Meßelementes,
der Temperatur des strömenden Mediums
und der strömungsabhängigen Wärmetransportkapazität des strömenden Mediums
ergibt. Weiter mißt
häufig
ein zweites Meßelement
eine Referenztemperatur. Entsprechend ihrer Funktion wird das erste
Meßelement
häufig
auch als Heizelement und das zweite Meßelement als Temperaturmeßelement
bezeichnet.
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Für die Lehre
der Erfindung ist die Messung der Referenztemperatur nicht zwingend
erforderlich; sie kann entfallen, wenn die Temperatur des strömenden Mediums
bekannt ist. Somit ist auch ein zweites Meßelement nicht zwingend erforderlich.
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Außerdem ist
gesagt worden, daß zu
dem Strömungssensor
eine direkt oder indirekt mit dem Meßkopf verbundene Steuer- und
Auswerteelektronik gehört.
Sind die Steuer- und Auswerteelektronik, die ggf. noch eine Anzeigeeinrichtung
aufweist, direkt mit dem Meßkopf
verbunden, so bezeichnet man den Strömungssensor auch als Kompaktgerät, d. h.
Meßkopf
und Auswerte- bzw.
Anzeigeeinheit sind in einem Gerät
realisiert. Daneben ist es jedoch auch möglich, daß der Meßkopf und die Auswerte- bzw. Anzeigeeinheit
durch zwei – oder
drei – separate
Geräte
gebildet werden, wobei dann der Meßkopf mit der – an einem
anderen Ort angeordneten – Auswerteeinheit über ein
Kabel verbunden ist.
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Ein
zuvor beschriebener Strömungssensor ist
aus der
DE 195 12
111 C2 und der
DE
196 10 885 A1 bekannt. Beiden Strömungssensoren ist gemeinsam,
daß das
Temperaturmeßelement
und das Heizelement vollständig
innerhalb des Meßgehäuses angeordnet
sind und daß das
Meßgehäuse jedenfalls teilweise
in das strömende
Medium, d.h. in das Innere eines Rohres, in dem das strömende Medium
geführt
wird, hineinragt. Das Meßgehäuse dient
dabei zum einen zur Aufnahme und Fixierung des Temperaturmeßelements
und des Heizelements, zum anderen zum Schutz der beiden Elemente
gegen mechanische Zerstörung.
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Bezüglich der
Einbautiefe des Meßkopfes
in das Rohr gibt es in der Praxis zwei unterschiedliche Varianten.
Gemäß einer
ersten Variante ragt das Meßgehäuse so weit
in das Rohr hinein, daß das
Heizelement und das Temperaturmeßelement im wesentlichen in
der Mitte des Rohres angeordnet sind. Diese Anordnung wird deshalb
gewählt,
da die Strömung
des zu überwachenden
Mediums in der Regel in der Mitte des Rohres am größten ist,
so daß dort auch
das größte Meßsignal
gewonnen werden kann. Bei der zweiten Variante beträgt die Einbautiefe
des Meßgehäuses etwa
1/3 des Rohrdurchmessers. Diese Einbaulage hat den Vorteil, daß bei dieser
Position innerhalb des Roh res die Strömungsgeschwindigkeit für laminare
und für
turbulente Strömungen
etwa gleich ist.
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Aus
der
DE 203 09 694 U ist
ein Strömungssensor
bekannt, bei dem lediglich das Heizelement und das Temperaturmeßelement
in das strömende Medium
hineinragen, während
das Meßgehäuse nicht
in das strömende
Medium hineinragt. Bei diesem Strömungssensor wird somit eine
Einbautiefe für
das Heizelement und das Temperaturmeßelement vorgeschlagen, die
von den beiden bisherigen Prinzipien abweicht. Es ist nämlich erkannt
worden, daß dadurch,
daß zumindest
ein Teil des Meßgehäuses in
das strömende
Medium hineinragt, eine Strömungsabrißkante erzeugt
wird, die zu nachteiligen, das Meßergebnis verfälschenden
Verwirbelungen bzw. zu Nichtlinearitäten in der Meßkurve führt. Dadurch,
daß bei
diesem Strömungssensor
das Meßgehäuse nicht
in das strömende
Medium hineinragt, wird die Ausbildung der zuvor beschriebenen Strömungsabrißkante verhindert.
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Aus
der
DE 197 50 594
A1 ist eine eingangs beschriebene Baueinheit bekannt, wobei
der dort beschriebene Durchflußmesser
zum Messen der Ansaugluftmenge eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges
dient. Bei der bekannten Baueinheit ist der Meßkanal mittig im Durchlaßkanal angeordnet,
wobei plattenartige Richtelemente, die sich parallel zur Mittelachse
des Meßkanals
erstrecken, zwischen dem Durchlaßkanal und dem Meßkanal angeordnet
sind. Der Meßkanal
weist einen trichterförmigen
Einlauf auf, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit
innerhalb des Meßkanals
erhöht
wird.
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Durch
die Anordnung der Richtelemente sollen Strömungen, die nicht parallel
zur Mittelachse des Meßkanals
verlaufen, zur Mittelachse ausgerichtet werden. Dem gleichen Zweck
dient auch ein in Strömungsrichtung
des strömenden
Mediums vor dem Meßkanal
angeordneter Stromgleichrichter, der aus einer Wabenstrukturplatte
besteht und im senkrecht zur Strömungsrichtung
des strömenden
Mediums in dem Durchlaßkanal
angeordnet ist. Derartige Stromgleichrichter, die auch als Laminatoren
bezeichnet werden, haben jedoch den Nachteil, daß sie zum einen relativ teuer
sind, zum anderen die Gefahr besteht, daß sich einzelne Bereiche des
Stromgleichrichters durch Verschmutzungen zusetzen können, wodurch
die gewünschte
Funktion der Gleichrichtung der zu messenden Strömung nur noch bedingt erreicht
wird. Darüber
hinaus kann es auch durch die Anordnung der Gleichrichter zu Verfälschungen
des Meßergebnisses
kommen.
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Um
eine hohe Genauigkeit des ermittelten Meßergebnisses zu erreichen,
dürfen
vor der Meßstelle
keine Störstellen
vorhanden sein. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden,
daß vor
der eigentlichen Meßstelle
eine entsprechend lange, gerade Einlaufstrecke vorgesehen wird.
Innerhalb der Einlaufstrecke kommt es dann zu einer Beruhigung der
Strömung,
so daß das
Meßergebnis
weitestgehend frei von lokalen Verwirbelungen oder Nichtlinearitäten ist.
Die erforderliche Länge
der Einlaufstrecke hängt
dabei direkt vom Durchmesser des Durchlaßkanals ab. Um eine ausreichende
Beruhigung der Strömung
zu gewährleisten,
sollte dabei die Länge der
Einlaufstrecke etwa das fünfzehnfache
des Durchmessers des Durchlaßkanals
betragen. Bei einem Durchlaßkanal
mit einem Durchmesser von 50 mm wäre somit eine Einlaufstrecke
mit einer Länge von
750 mm erforderlich.
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Häufig besteht
jedoch das Problem, daß der benötigte Platz
für eine
derartige Einlaufstrecke nicht zur Verfügung steht. Darüber hinaus
ergibt sich durch eine relativ langen Einlaufstrecke sowohl eine
sehr große
und damit schwere Baueinheit als auch eine deutliche Verteuerung
der Baueinheit.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die zuvor
genannten Nachteile zu vermeiden und eine Baueinheit aus einem Strömungssensor,
einem Durchlaßkanal
und einem Meßkanal
zur Verfügung
zu stellen, mit der mit möglichst einfachen
Mitteln eine möglichst
hohe Meßgenauigkeit
des Strömungssensors
erreicht werden kann.
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Die
zuvor genannte Aufgabe ist bei der eingangs beschriebenen Baueinheit
erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß der
Meßkanal
einen relativ kleinen Durchmesser DM aufweist
und außermittig
im Durchlaßkanal
angeordnet ist. Durch die Trennung von Meßkanal und Durchlaßkanal und
die bewußte Wahl
eines relativ kleinen Durchmessers DM für den Meßkanal läßt sich
eine deutliche Reduzierung der Baulänge der Baueinheit erzielen,
wobei dennoch die für
die Beruhigung der Strömung
notwendige Länge der
Einlaufstrecke realisiert werden kann. Durch die Abtrennung des
Meßkanals
ist für
die Dimensionierung der Einlaufstrecke und damit auch für die Dimensionierung
der Bauein heit insgesamt nur noch der relativ kleine Durchmesser
DM des Meßkanals und nicht mehr der
wesentlich größere Durchmesser DD des Durchlaßkanals ausschlaggebend. Der Durchmesser
DM des Meßkanals kann dabei beispielsweise
1/5 bis 1/3 des Durchmessers DD des Durchlaßkanals
betragen, so daß dann
auch die Baueinheit nur noch 1/5 bis 1/3 der herkömmlichen
Länge aufweisen
muß.
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Durch
die erfindungsgemäße Anordnung des
Meßkanals
außermittig
im Durchlaßkanal
ergibt sich zwingend, daß auch
der Meßkopf
außermittig
im Durchlaßkanal
angeordnet ist. Abweichend von der aus der
DE 197 50 594 A1 bekannten
Baueinheit wird damit die Strömung
bewußt
nicht dort ermittelt, wo sie – über den
Querschnitt des Durchlaßkanals
gesehen – am
größten ist.
Es ist nämlich
erkannt worden, daß die
Strömung
am Randbereich des Durchlaßkanals
einerseits zwar geringer ist als die Strömung entlang der Mittelachse,
andererseits jedoch repräsentativer
für die
Gesamtströmung
des strömenden
Mediums ist. Bei der erfindungsgemäßen Baueinheit kann somit auf
die Verwendung von Stromgleichrichtern oder Richtelementen verzichtet
werden.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Baueinheit
ist der Meßkanal
unmittelbar an der Innenwand des Durchlaßkanals angeordnet, wobei ein
Teilbereich der Innenwand des Meßkanals von der Innenwand des Durchlaßkanals
gebildet wird. Der Meßkanal
kann dann beispielsweise einfach an der Innenwand des Durchlaßkanals
angeschweißt
werden. Eine derartige Anordnung des Meßkanals hat darüber hinaus den
Vorteil, daß der
für das
strömende
Medium zur Verfügung
stehende freie Querschnitt des Durchlaßkanals nur geringfügig verkleinert
wird, so daß durch die
Baueinheit nur ein sehr geringer Druckabfall in einem vorhandenen
Rohrsystem entsteht. Außerdem hat
die Anordnung des Meßkanals
an der Innenwand des Durchlaßkanals
den Vorteil, daß kein
zusätzlicher
Störkörper im
Durchlaßkanal
angeordnet ist.
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Vorteilhafterweise
weist dabei der Meßkanal einen
im wesentlichen elliptischen oder augenförmigen Querschnitt auf. Insbesondere
ein Meßkanal
mit einem augenförmigen
Querschnitt, der an den Seiten "harte" Kanten aufweist,
hat dabei den Vorteil, daß in dem
strömenden
Medium vorhandene Verwir belungen schneller beruhigt werden als in
einem Meßkanal mit
einem kreisförmigen
Querschnitt. Insbesondere ein spiralförmig ausgebildeter Wirbel,
ein sogenannter Rotor, wird durch die "harten" Kanten eines Meßkanals mit einem augenförmigen Querschnitt
schneller eliminiert. Dadurch kann die Meßgenauigkeit weiter erhöht oder – bei Bedarf – die Länge des
Meßkanals – und damit
die Länge
der Baueinheit – weiter verringert
werden.
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Eine
weitere bevorzugte Maßnahme
zur Erhöhung
der Meßgenauigkeit
besteht darin, daß lediglich
die Meßelemente
in das strömende
Medium hineinragen, während
das Meßgehäuse nicht
in das strömende
Medium hineinragt. Dadurch wird die Ausbildung einer Stromabrißkante durch
das in das strömende
Medium hineinragende Meßrohr
verhindert, wodurch eine weitere Ursache für Verwirbelungen ausgeschlossen
wird. Dabei kann das Meßgehäuse entweder
bündig
mit dem Meßkanal
bzw. dem Durchlaßkanal
oder, bezogen auf das strömende
Medium, nach hinten versetzt in dem Meßkanal bzw. dem Durchlaßkanal eingebaut
sein. Ist das Meßgehäuse nach
hinten versetzt in dem Meßkanal
bzw. dem Durchlaßkanal
angeordnet, so kann der Meßkanal
einen Durchmesser aufweisen, der kleiner als der Durchmesser des
Meßkopfes
ist.
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Zum
mechanischen Schutz der Meßelemente
beim Zusammenbau und beim Einbau des Strömungssensors sind die Meßelemente
vorzugsweise von einem in Strömungsrichtung
offenen Schutzelement umgeben. Das Schutzelement, das beispielsweise
aus Kunststoff oder aus Metall besteht, ist etwa ringförmig ausgebildet,
so daß das
strömende
Medium in Strömungsrichtung
vor den Meßelementen durch
das Schutzelement nicht beeinträchtigt
wird. Weist das Schutzelement eine Breite auf, die etwas größer als
die Breite der Meßelemente
ist, so bewirkt das Schutzelement einen ausreichenden mechanischen
Berührschutz,
durch den eine mechanische Beschädigung
der Meßelemente
sicher verhindert wird.
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Im
einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Baueinheit auszugestalten
und weiterzubilden. Dazu wird sowohl auf die dem Patentanspruch
1 nachgeordneten Patentansprüche
als auch die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
im Zusammenhang mit der Zeichnung verwiesen. In der Zeichnung zeigen:
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1 Eine
vereinfachte Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Baueinheit,
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2 ein
Ausführungsbeispiel
einer Baueinheit, von vorne,
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3 ein
zweites Ausführungsbeispiel
der Baueinheit, von vorne,
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4 ein
weiteres Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Baueinheit,
von vorne, und
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5 eine
perspektivische Darstellung der Baueinheit gemäß 4.
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Die
Figuren zeigen eine Baueinheit aus einem Strömungssensor 1, einem
Durchlaßkanal 2 und
einem innerhalb des Durchlaßkanals 2 angeordneten
Meßkanal 3.
Der Strömungssensor 1 dient
dabei zur Überwachung
bzw. Messung eines durch den Durchlaßkanal 2 strömenden Mediums,
bei dem es sich entweder um eine Flüssigkeit oder um ein Gas, insbesondere
um Druckluft handeln kann. Der Durchlaßkanal 2 wird dabei
in eine Rohrleitung integriert, wobei die Rohrleitung vorzugsweise
den gleichen Durchmesser wie der Durchlaßkanal 2 aufweist,
so daß der
Einbau des Durchlaßkanals 2 in
die Rohrleitung möglichst
nicht zu einer Beeinträchtigung
der Strömung
des strömenden
Mediums in der Rohrleitung führt.
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Zu
dem Strömungssensor 1 gehört ein Meßkopf 4,
mit einem Meßgehäuse 5 und
zwei Meßelementen,
nämlich
einem Heizelement 6 und ein Temperaturmeßelement 7.
Darüber
hinaus gehört
zu dem Strömungssensor 1 noch
ein eine Steuer- und Auswerteelektronik 8 und eine Anzeigeeinrichtung 9 aufweisendes
Sensorgehäuse 10.
In den dargestellten Ausführungsbeispielen
ist der Meßkopf 4 direkt
mit der Steuer- und Auswerteelektronik 8 bzw. dem Sensorgehäuse 10 verbunden.
Daneben ist es jedoch auch möglich,
was hier jedoch nicht dargestellt ist, daß der Strömungssensor 1 nicht
als Kompaktmodul ausgebildet ist, sondern daß der Meßkopf 4 und die Steuer-
und Auswerteelektronik 8 bzw. das Sensorgehäuse 10 voneinander
getrennt sind, wobei dann der Meßkopf 4 mittels eines
Kabels mit der Steuer- und Auswerteelektronik 8 verbunden
ist.
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Aus
den Figuren ist ersichtlich, daß der
Meßkanal 3 – relativ
zum Durchlaßkanal 2 – einen
relativ kleinen Durchmesser DM aufweist
und außermittig
im Durchlaßkanal 2 angeordnet
ist. Bei der grundsätzlich
ersten Ausführungsform
gemäß den 1 bis 3 ist
dabei der Meßkanal 3 unmittelbar
an der Innenwand 11 des Durchlaßkanals 2 angeordnet,
so daß ein
Teilbereich 12 der Innenwand 13 des Meßkanals 3 von
der Innenwand 11 des Durchlaßkanals 2 gebildet
ist. Der 2 ist dabei entnehmbar, daß der Querschnitt
des Meßkanals 3 näherungsweise
elliptisch, jedenfalls nicht kreisrund ist. Durch die "härten" Kanten 16 am Rand des Meßkanals 3,
d. h. am Übergang
des Durchlaßkanals 2 zum
Meßkanal 3,
werden im strömenden
Medium vorhandene Wirbel schneller eliminiert.
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Im
Unterschied dazu ist bei der Baueinheit gemäß den 4 und 5 der
Meßkanal 3 zwar ebenfalls
außermittig
im Durchlaßkanal 2,
jedoch auch mit einem geringen Abstand von der Innenwand 11 des
Durchlaßkanals 2 angeordnet.
Bei dieser Ausführungsform
ragt dann ein Teil des Meßgehäuses 5 in
den Durchlaßkanal 2 hinein.
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Allen
Ausführungsformen
ist jedoch gemeinsam, daß lediglich
das Heizelement 6 und das Temperaturmeßelement 7 – nicht
dagegen das Meßgehäuse 5 – in den
Meßkanal 3 und
damit auch nicht in das durch den Meßkanal strömende Medium hineinragen. Dadurch
ist sichergestellt, daß sich
an der Unterkante des Meßgehäuses 5 keine
Strömungsabrißkante bildet,
die zu das Meßsignal
verfälschenden Verwirbelungen
innerhalb des Meßkanals 3 führen könnte.
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Durch
die Anordnung des Meßkanals 3 in dem
Durchlaßkanal 2 entstehende
Verwirbelungen führen
nicht zu einer Beeinträchtigung
des Meßergebnisses,
da sich derartige Strömungen
oder Verwirbelungen im wesentlichen nur außerhalb des Meßkanals 3 auswirken.
Für die
Meßgenauigkeit
des Strömungssensors 1 ausschlaggebend
ist jedoch lediglich die Strömung
innerhalb des Meßkanals 3.
Da die Länge
der Einlaufstrecke vom Durchmesser DM des
Meßkanals 3 und
nicht vom Durchmesser DD des Durchlaßkanals 2 abhängt, ist
somit eine Baueinheit mit einer insgesamt relativ geringen Baulänge möglich. Aufgrund
des relativ geringen Durchmessers DM des
Meßkanals 3 ist
somit auch bei einem Durchlaßkanal 2 mit
einem sehr großen
Durchmesser DD eine Einlaufstrecke mit einer – relativ
zum Durchmesser DD des Durchlaufkanals 2 – geringen
Länge zur
Beruhigung der Strömung
ausreichend. Weist der Durchlaßkanal 2 beispielsweise
einen Durchmesser DD = 50 mm auf, so wäre normalerweise
eine Einlaufstrecke mit einer Länge
LE = 750 mm erforderlich, um eine ausreichende
Beruhigung der Strömung
zu gewährleisten.
Wird nun erfindungsgemäß innerhalb des
Durchlaßkanals 2 ein
Meßkanal 3 mit
beispielsweise einem Durchmesser DM = 12
mm verwendet, so kann die Einlaufstrecke auf eine Länge LE = 180 mm verringert werden. Es ist somit
eine Reduzierung der Baulänge
von gut 75 % erreichbar.
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Wie
insbesondere aus der 2 ersichtlich ist, sind das
Heizelement 6 und das Temperaturmeßelement 7 von einem
ringförmigen
Schutzelement 14 umgeben, wobei das Schutzelement 14 so
ausgebildet und angeordnet ist, daß es in Strömungsrichtung des strömenden Mediums
offen ist, so daß es
nicht zu einer die Strömung
S vor dem Heizelement 6 und dem Temperaturmeßelement 7 beeinträchtigenden Strömungsabrißkante kommt.
Das Schutzelement 14 dient dabei in erster Linie zum Schutz
des Heizelements 6 und des Temperaturmeßelements 7 bei der Montage
und beim Einbau des Strömungssensors 1, wozu
die Breite des Schutzelements 14 etwas größer ist
als die Breite des Heizelements 6 und des in Strömungsrichtung
S des strömenden
Mediums daneben angeordneten Temperaturmeßelements 7. Der Durchmesser
des Schutzelements 14 ist geringfügig kleiner als der Durchmesser
DM des Meßkanals 3. Ebenso
wie der Meßkanal 3 kann
dabei auch das Schutzelement 14 einen im wesentlichen elliptischen Querschnitt
aufweisen.
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Die
Baueinheit gemäß
2 weist
zusätzlich
zu dem Strömungssensor
1,
dem Durchlaßkanal
2 und
dem Meßkanal
3 noch
einen Adapter
15 auf, mit dessen Hilfe der Strömungssensor
1 an
dem Durchlaßkanal
2 befestigbar
ist. Der Adapter
15 ist dabei beispielsweise mittels Schrauben
druckdicht und druckfest auf dem Durchlaßkanal
2 fixierbar,
wobei der Adapter
15 eine Durchführungsöffnung und der Durchlaßkanal
2 und
der Meßkanal
3 jeweils
eine Einführöffnung für den Meßkopf
4 des
Strömungssensors
1 aufweisen,
durch die das Heizelement
6 und das Temperaturmeßelement
7 in
das Innere des Meßkanals
3 einführbar sind.
Hinsichtlich der bevorzugten Ausführung des Adapters wird auf
die
DE 203 09 694 U verwiesen.
Insbesondere kann zur druckdichten Verbindung zwischen dem Strömungssensor
1 bzw.
dem Adapter
15 und dem Durchlaßkanal
2 in dem Durchlaßkanal
2 eine
Nut ausgebildet sein, wobei die Nut so angeordnet ist, daß sie die
Einführöffnung umschließt. Die
druckdichte Verbindung zwischen dem Adapter
15 und dem
Durchlaßkanal
2 kann
dann dadurch realisiert werden, daß in die Nut ein Dichtelement,
beispielsweise ein O-Ring, eingelegt wird, wobei der Querschnitt
des Dichtelements etwas größer als
die Tiefe der Nut ist.
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Durch
die zuvor anhand der verschiedenen Ausführungsbeispiele im einzelnen
beschriebene Anordnung des Meßkanals 3 innerhalb
des Durchlaßkanals 2 kann
eine Baueinheit zur Verfügung
gestellt werden, die bei gleicher oder höherer Meßgenauigkeit eine deutlich
kürzere
Baulänge
und damit auch ein deutlich geringeres Gewicht aufweist als herkömmliche
Baueinheiten. Außerdem
kann auf die Verwendung von Stromgleichrichtern und Richtelementen
innerhalb des Durchlaßkanals 2 verzichtet werden.
Dadurch wird der innerhalb des Durchlaßkanals 2 für das strömende Medium
zur Verfügung
stehende freie Querschnitt nur geringfügig verringert, so daß auch die
Strömung
und der Druck des strömenden
Mediums in einer Rohrleitung, in der die Baueinheit eingesetzt ist,
nur geringfügig
beeinträchtigt
werden.
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Dadurch,
daß der
Durchmesser DM des Meßkanals 3 deutlich
geringer als der Durchmesser DD des Durchlaßkanals 2 ist,
kann für
unterschiedliche Durchlaßkanäle 2 mit
verschiedenen Durchmessern DD derselbe Meßkanal 3 verwendet
werden, wodurch sich die Anzahl der benötigten Komponenten verringert.
Ist der Meßkanal 3 – gemäß den 4 und 5 – nicht
unmittelbar an der Innenwand 11 des Durchlaßkanals 2 angeordnet,
so kann ein Strömungssensor 1 mit
einem zugeordneten Meßkanal 3 für verschiedene
Durchlaßkanäle 2 verwendet
werden.
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Zur
Erhöhung
der Empfindlichkeit des Strömungssensors 1 sind
vorzugsweise das Heizelement 6 und das Temperaturelement 7 jeweils
plättchenförmig ausgebildet,
wobei das Heizelement 6 durch einen auf einem Substrat
angeordneten Pt 2000 Widerstand und das Temperaturmeßelement 7 durch
einen ebenfalls auf einem Substrat angeordneten Pt 100 Widerstand
gebildet wird. Vorzugsweise wird dabei als Substrat ein Zirkonoxid-Substrat
verwendet und ist auf der Oberfläche
des Heizelements 6 und des Temperaturmeßelements 7 eine dünne Schutzschicht
aus Glas oder Platin aufgebracht.