DE102006005393B4 - Device for determining and/or monitoring at least one process variable of a medium - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer Prozessgröße eines Mediums,wobei mindestens eine erste Sensoreinheit (1) und eine zweite Sensoreinheit (2) vorgesehen sind,wobei die erste Sensoreinheit (1) und die zweite Sensoreinheit (2) auf einem Trägerelement (3) angeordnet sind,wobei mindestens die erste Sensoreinheit (1) und die zweite Sensoreinheit (2) auf derselben Seite des Trägerelements (3) angeordnet sind,wobei die erste Sensoreinheit (1) und die zweite Sensoreinheit (2) im Wesentlichen in parallel zueinander befindlichen Ebenen übereinander angeordnet sind,wobei mindestens eine Trennschicht (4) vorgesehen ist, welche zwischen der ersten Sensoreinheit (1) und der zweiten Sensoreinheit (2) angeordnet ist,wobei die erste Sensoreinheit (1) und/oder die zweite Sensoreinheit (2) mit einer planaren Technologie, insbesondere durch eine Dünnfilmtechnik und/oder eine Dickfilmtechnik und/oder eine Bedrucktechnik hergestellt sind/ist, dadurch gekennzeichnet,dass die erste Sensoreinheit (1) zumindest teilweise ein Temperatursensor (6) ist, wobei der Temperatursensor (6) ein Widerstandselement ist, dass die erste Sensoreinheit (1) zumindest teilweise ein Heizelement (5) ist, unddass die zweite Sensoreinheit (2) zumindest teilweise ein Feuchtesensor (7) ist.Device for determining and/or monitoring at least one process variable of a medium, wherein at least a first sensor unit (1) and a second sensor unit (2) are provided, wherein the first sensor unit (1) and the second sensor unit (2) are mounted on a carrier element (3 ) are arranged,wherein at least the first sensor unit (1) and the second sensor unit (2) are arranged on the same side of the carrier element (3),wherein the first sensor unit (1) and the second sensor unit (2) are arranged substantially parallel to one another Levels are arranged one above the other, with at least one separating layer (4) being provided, which is arranged between the first sensor unit (1) and the second sensor unit (2), the first sensor unit (1) and/or the second sensor unit (2) having a planar technology, in particular by a thin-film technique and/or a thick-film technique and/or a printing technique, characterized in that the first sensor unit (1) is at least partially a temperature sensor (6), the temperature sensor (6) being a resistance element is that the first sensor unit (1) is at least partly a heating element (5), and that the second sensor unit (2) is at least partly a humidity sensor (7).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer Prozessgröße eines Mediums. Bei dem Medium handelt es sich beispielsweise um eine Flüssigkeit, ein Gas, ein Schüttgut oder um eine Mischung daraus. Bei der Prozessgröße handelt es sich beispielsweise um die Feuchtigkeit, die Temperatur, die Dichte oder die Strömung des Mediums. Das Medium durchströmt dabei beispielsweise ein Rohr oder es befindet sich in einem Behälter.The invention relates to a device for determining and/or monitoring at least one process variable of a medium. The medium is, for example, a liquid, a gas, a bulk material or a mixture thereof. The process variable is, for example, the humidity, the temperature, the density or the flow of the medium. The medium flows through a pipe, for example, or it is located in a container.

In der Prozess- und Automatisierungstechnik ist eine Reihe von Messgeräten zur Messung oder Überwachung einzelner Prozessgrößen bekannt und in der Anwendung. Die Messung der Prozessgrößen dient u.a. dazu, um Prozesse zu überwachen und zu steuern. Da die Messgeräte den eigentlichen Prozess möglichst nicht stören sollen, und auch um die Kosten der Geräte und der Installation der Geräte zu reduzieren, ist es vorteilhaft, wenn zum einen die Messgeräte möglichst klein ausgeführt werden, und wenn zum anderen mehrere Prozessgrößen mit einer Messstelle, d.h. mit einem Gerät gemessen werden.A number of measuring devices for measuring or monitoring individual process variables are known and in use in process and automation technology. The measurement of process variables is used, among other things, to monitor and control processes. Since the measuring devices should not disturb the actual process as far as possible, and also in order to reduce the costs of the devices and the installation of the devices, it is advantageous if, on the one hand, the measuring devices are designed as small as possible and, on the other hand, if several process variables are connected to one measuring point, i.e. measured with one device.

Aus den Druckschriften DE 103 05 694 A1 , DE 196 09 167 A1 , DE 197 01 798 A1 und US 6 647 777 B1 sind Vorrichtungen zur Bestimmung mindestens einer Prozessgröße eines Mediums bekannt, wobei mindestens eine erste Sensoreinheit und eine zweite Sensoreinheit vorgesehen sind, wobei die erste Sensoreinheit und die zweite Sensoreinheit in parallel zueinander befindlichen Ebenen übereinander angeordnet sind.From the pamphlets DE 103 05 694 A1 , DE 196 09 167 A1 , DE 197 01 798 A1 and U.S. 6,647,777 B1 devices are known for determining at least one process variable of a medium, with at least a first sensor unit and a second sensor unit being provided, with the first sensor unit and the second sensor unit being arranged one above the other in parallel planes.

Die Druckschrift JP 2002 - 39 983 A offenbart eine Vorrichtung, bei der ein gedruckter Feuchtesensor mit einer Trennschicht von einer Heizelement-Schicht separiert ist, wobei sich die Schichten allesamt auf einem Trägerelement befinden.The pamphlet JP 2002 - 39 983 A discloses a device in which a printed humidity sensor is separated from a heating element layer by a separating layer, the layers all being on a carrier element.

Die Druckschriften DE 10 2004 038 988 B3 , DE 198 04 036 A1 und DE 101 52 777 A1 zeigen Vorrichtungen mit sowohl einem Temperatursensor als auch einem Feuchtesensor, welche durch Druckverfahren oder Dünnschichttechniken auf einem Substrat hergestellt werden.The pamphlets DE 10 2004 038 988 B3 , DE 198 04 036 A1 and DE 101 52 777 A1 show devices with both a temperature sensor and a humidity sensor, which are produced by printing methods or thin-film techniques on a substrate.

Daher besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Messgerät vorzuschlagen, das möglichst platzsparend und kostengünstig ausgestaltet ist.The object of the invention is therefore to propose a measuring device that is designed to be as space-saving and cost-effective as possible.

Die Erfindung löst die Aufgabe durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen vermerkt.The invention solves the problem with a device according to claim 1. Advantageous configurations are noted in the dependent claims.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

  • 1: einen Schnitt durch eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Messgerätes einer ersten Ausgestaltung, und
  • 2: einen Schnitt durch eine weitere Ausgestaltung.
The invention is explained in more detail with reference to the following drawings. It shows:
  • 1 : a section through a schematic representation of a measuring device according to the invention in a first embodiment, and
  • 2 : a section through another embodiment.

In der 1 ist der prinzipielle Aufbau eines erfindungsgemäßen Messgerätes dargestellt. Auf einem Trägerelement oder einer Trägerschicht 3 befindet sich die erste Sensoreinheit 1, durch welche beispielsweise die Temperatur eines Mediums messbar ist. Oberhalb der ersten Sensoreinheit 1 ist hier eine Zwischenschicht 4 vorgesehen, welche beispielsweise die beiden Sensoreinheiten 1, 2 elektrisch voneinander isoliert. Die zweite Sensoreinheit dient beispielsweise der Feuchtigkeitsmessung. Sind beide Sensoreinheiten 1, 2 und ggf. auch die Zwischenschicht 4 mit einer planaren Technik (Dünnfilmtechnik, Dickfilmtechnik oder auch Bedruckung oder Ätztechnik) erzeugt, so ergibt sich ein Messgerät, welches die Messung von zwei Prozessgrößen erlaubt, und welches gleichzeitig ein sehr geringes Volumen aufweist. Wie zu sehen, befinden sich beide Sensoreinheiten 1, 2 in zwei Ebenen, die im Wesentlichen parallel zueinander liegen.In the 1 the basic structure of a measuring device according to the invention is shown. The first sensor unit 1, through which the temperature of a medium can be measured, for example, is located on a carrier element or a carrier layer 3. An intermediate layer 4 is provided here above the first sensor unit 1, which, for example, electrically insulates the two sensor units 1, 2 from one another. The second sensor unit is used, for example, to measure moisture. If both sensor units 1, 2 and possibly also the intermediate layer 4 are produced using planar technology (thin film technology, thick film technology or also printing or etching technology), this results in a measuring device which allows the measurement of two process variables and which at the same time has a very small volume having. As can be seen, both sensor units 1, 2 are located in two planes which are essentially parallel to one another.

Die 2 zeigt eine weitere Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Messgerätes. Hierbei handelt es sich bei der ersten, unteren Sensoreinheit 1 um einen Strömungssensor mit einem Heizelement 5 und einem Temperatursensor 6. Das Heizelement 5 befindet sich unterhalb des Feuchtesensors 7, welcher hier die zweite Sensoreinheit 2 bildet. In dieser Ausgestaltung weisen die beiden Sensoreinheiten 1, 2 unterschiedliche Abmessungen und Dimensionierungen auf. Überdies können auch unterschiedliche Aussparungen in den Sensoreinheiten 1, 2 vorgesehen sein, so dass besondere Effekte erzielt bzw. so dass andere Messeffekte nicht verhindert oder beeinträchtigt werden. In einer weiteren Ausgestaltung bilden die erste Sensoreinheit 1 und die zweite Sensoreinheit 2 zusammen ein Messgerät für eine Prozessgröße, beispielsweise den Massedurchfluss bilden.The 2 shows a further embodiment of a measuring device according to the invention. The first, lower sensor unit 1 is a flow sensor with a heating element 5 and a temperature sensor 6. The heating element 5 is located below the moisture sensor 7, which forms the second sensor unit 2 here. In this embodiment, the two sensor units 1, 2 have different dimensions and dimensions. Furthermore, different cutouts can also be provided in the sensor units 1, 2, so that special effects are achieved or so that other measuring effects are not prevented or impaired. In a further embodiment, the first sensor unit 1 and the second sensor unit 2 together form a measuring device for a process variable, for example the mass flow rate.

In den beiden Figuren 1 und 2 ist somit jeweils der Fall dargestellt, dass sich sowohl die erste Sensoreinheit 1, als auch die zweite Sensoreinheit 2 auf derselben Seite des Substrats 3, z.B. Glas oder Keramik, befinden.In the two figures 1 and 2 the case is thus shown in each case that both the first sensor unit 1 and the second sensor unit 2 are on the same side of the substrate 3, for example glass or ceramic.

BezugszeichenlisteReference List

11
Erste SensoreinheitFirst sensor unit
22
Zweite SensoreinheitSecond sensor unit
33
Trägerelementcarrier element
44
Trennschichtrelease layer
55
Heizelementheating element
66
Temperaturmesselementtemperature measuring element
77
Feuchtesensorhumidity sensor

Claims (4)

Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer Prozessgröße eines Mediums, wobei mindestens eine erste Sensoreinheit (1) und eine zweite Sensoreinheit (2) vorgesehen sind, wobei die erste Sensoreinheit (1) und die zweite Sensoreinheit (2) auf einem Trägerelement (3) angeordnet sind, wobei mindestens die erste Sensoreinheit (1) und die zweite Sensoreinheit (2) auf derselben Seite des Trägerelements (3) angeordnet sind, wobei die erste Sensoreinheit (1) und die zweite Sensoreinheit (2) im Wesentlichen in parallel zueinander befindlichen Ebenen übereinander angeordnet sind, wobei mindestens eine Trennschicht (4) vorgesehen ist, welche zwischen der ersten Sensoreinheit (1) und der zweiten Sensoreinheit (2) angeordnet ist, wobei die erste Sensoreinheit (1) und/oder die zweite Sensoreinheit (2) mit einer planaren Technologie, insbesondere durch eine Dünnfilmtechnik und/oder eine Dickfilmtechnik und/oder eine Bedrucktechnik hergestellt sind/ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sensoreinheit (1) zumindest teilweise ein Temperatursensor (6) ist, wobei der Temperatursensor (6) ein Widerstandselement ist, dass die erste Sensoreinheit (1) zumindest teilweise ein Heizelement (5) ist, und dass die zweite Sensoreinheit (2) zumindest teilweise ein Feuchtesensor (7) ist.Device for determining and/or monitoring at least one process variable of a medium, wherein at least a first sensor unit (1) and a second sensor unit (2) are provided, wherein the first sensor unit (1) and the second sensor unit (2) are mounted on a carrier element (3 ) are arranged, wherein at least the first sensor unit (1) and the second sensor unit (2) are arranged on the same side of the carrier element (3), wherein the first sensor unit (1) and the second sensor unit (2) are located essentially parallel to one another levels are arranged one above the other, with at least one separating layer (4) being provided, which is arranged between the first sensor unit (1) and the second sensor unit (2), the first sensor unit (1) and/or the second sensor unit (2) having a planar technology, in particular by a thin-film technique and/or a thick-film technique and/or a printing technique, characterized in that the first sensor unit (1) is at least partially a temperature sensor (6), the temperature sensor (6) being a resistance element is that the first sensor unit (1) is at least partially a heating element (5), and that the second sensor unit (2) is at least partially a humidity sensor (7). Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Sensoreinheit (1) und die zweite Sensoreinheit (2) derartig ausgestaltet und aufeinander abgestimmt sind, dass die erste Sensoreinheit (1) und die zweite Sensoreinheit (2) zusammen der Bestimmung und/oder Überwachung einer Prozessgröße dienen.device after claim 1 , wherein the first sensor unit (1) and the second sensor unit (2) are designed and coordinated with one another in such a way that the first sensor unit (1) and the second sensor unit (2) together serve to determine and/or monitor a process variable. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Sensoreinheit (1) und die zweite Sensoreinheit (2) zumindest zwei unterschiedliche Prozessgrößen messen.device after claim 1 , wherein the first sensor unit (1) and the second sensor unit (2) measure at least two different process variables. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Sensoreinheit (1) zumindest teilweise ein thermischer Strömungssensor ist.device after claim 1 , wherein the first sensor unit (1) is at least partially a thermal flow sensor.
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