DE102016221629B4

DE102016221629B4 - hot film anemometer

Info

Publication number: DE102016221629B4
Application number: DE102016221629.5A
Authority: DE
Inventors: Silvan Siegrist
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2016-11-04
Filing date: 2016-11-04
Publication date: 2022-08-04
Anticipated expiration: 2036-11-05
Also published as: DE102016221629A1

Abstract

Heißfilmanemometer mit einem Sensor (1), mit einem Reglermodul zur Regelung des Sensors (1), und mit Verbindungsleitungen, die das Reglermodul und eine Leiteranordnung (5) verbinden, wobei der Sensor (1) genau einen Sensorfilm (3) und die Leiteranordnung (5), mit einer ersten und einer zweiten Leitereinrichtung (7,9), und eine Trägerfolie (11), auf die der Sensorfilm (3) und die Leiteranordnung (5) aufgebracht sind, aufweist, wobei die Trägerfolie an einem zu untersuchenden Objekt zur Bestimmung der Wandschubspannung anbringbar ist, wobei der Sensorfilm (3) einen Endabschnitt (7a) der ersten Leitereinrichtung (7) mit einem Endabschnitt (9a) der zweiten Leitereinrichtung (9) verbindet und, wobei der Sensorfilm (3) einen ersten Anschlussabschnitt (13), der mit dem Endabschnitt (7a) der ersten Leitereinrichtung (7) verbunden ist, einen zweiten Anschlussabschnitt (17), der mit dem Endabschnitt (9a) der zweiten Leitereinrichtung (9) verbunden ist, und einen zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlussabschnitt (13,17) angeordneten Mittelabschnitt (15) aufweist, wobei der Mittelabschnitt (15) ausgehend von dem ersten Anschlussabschnitt (13) einen in eine Krümmungsrichtung kreisbogenförmig gekrümmten Verlauf aufweist.Hot-film anemometer with a sensor (1), with a regulator module for regulating the sensor (1), and with connecting lines which connect the regulator module and a conductor arrangement (5), the sensor (1) having precisely one sensor film (3) and the conductor arrangement ( 5), with a first and a second conductor device (7,9), and a carrier film (11) to which the sensor film (3) and the conductor arrangement (5) are applied, the carrier film being attached to an object to be examined determination of the wall shear stress can be applied, the sensor film (3) connecting an end section (7a) of the first conductor device (7) to an end section (9a) of the second conductor device (9) and the sensor film (3) having a first connection section (13) which is connected to the end portion (7a) of the first conductor means (7), a second terminal portion (17) which is connected to the end portion (9a) of the second conductor means (9), and one between the first and second en connection section (13,17) arranged middle section (15), wherein the middle section (15) starting from the first connection section (13) has a course curved in a direction of curvature in the shape of a circular arc.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen ein Heißfilmanemometer mit einem Sensor, einem Reglermodul zur Regelung des Sensors, und mit Verbindungsleitungen, die das Reglermodul und eine Leiteranordnung verbinden, wobei der Sensor einen Sensorfilm und die Leiteranordnung aufweist, die auf einer Trägerfolie aufgebracht sind, wobei der Sensorfilm eine erste Leitereinrichtung und eine zweite Leitereinrichtung der Leiteranordnung verbindet.The present invention relates to a hot-film anemometer with a sensor, a controller module for controlling the sensor, and with connecting lines which connect the controller module and a conductor arrangement, the sensor having a sensor film and the conductor arrangement which are applied to a carrier film, the sensor film connecting a first conductor device and a second conductor device of the conductor arrangement.

Heißfilmanemometer werden insbesondere zur Messung der Wandschub-spannung an umströmten Objekten verwendet. Die bekannten Sensoren, die in Heißluftanemometern vorzufinden sind, werden auf einer nicht leitenden Trägerfolie aufgebracht, wobei diese Folie an dem zu untersuchenden Objekt angeordnet werden kann. Der Sensorfilm des Sensors hat einen bekannten Widerstand und wird durch joulesche Erwärmung auf eine bestimmte Temperatur erwärmt. Diese zur Umgebung höhere Temperatur erzeugt einen Wärmefluss von dem Sensorfilm auf das das zu untersuchende Objekt umgebende Fluid. Dieser Wärmefluss wird in Form einer elektrischen Spannung am Ausgang eines den Sensor betreibenden Regelmoduls gemessen. Diese elektrische Spannung, die den Wärmefluss wiedergibt, kann nun durch eine Kalibrierung einer bestimmten Wandschubspannung zugeordnet werden.Hot film anemometers are used in particular to measure the wall shear stress on objects in the flow. The known sensors found in hot air anemometers are applied to a non-conductive carrier foil, which foil can be placed on the object to be examined. The sensor's sensing film has a known resistance and is heated to a specific temperature by Joule heating. This temperature, which is higher than the environment, generates a flow of heat from the sensor film to the fluid surrounding the object to be examined. This heat flow is measured in the form of an electrical voltage at the output of a control module that operates the sensor. This electrical voltage, which reflects the heat flow, can now be assigned to a specific wall shear stress by calibration.

Bei den vorbekannten Sensoren muss bei der Verwendung eines einzelnen Sensors die Hauptströmungsrichtung bekannt sein und der Sensor entsprechend ausgerichtet werden, sodass der Sensorfilm quer zu der Hauptströmungsrichtung verläuft. Ist die Hauptströmungsrichtung nicht bekannt, können mehrere Sensoren verwendet werden, die derart angeordnet werden, dass die Sensordrähte der einzelnen Sensoren in genau definierten Winkeln zueinander verlaufen. Dadurch kann die Hauptströmungsrichtung bestimmt werden.With the previously known sensors, when using a single sensor, the main flow direction must be known and the sensor must be aligned accordingly, so that the sensor film runs transversely to the main flow direction. If the main flow direction is not known, several sensors can be used, which are arranged in such a way that the sensor wires of the individual sensors run at precisely defined angles to one another. This allows the main direction of flow to be determined.

Bei der Bestimmung der Wandschubspannung an einem zu untersuchenden Objekt, wobei die Hauptströmungsrichtung nicht bekannt ist, sind somit grundsätzlich mehrere Sensoren notwendig, wodurch der vorrichtungstechnische Aufwand sowie der Regel- und Messaufwand erhöht ist.When determining the wall shear stress on an object to be examined, in which case the main flow direction is not known, a number of sensors are therefore fundamentally necessary, which increases the outlay in terms of device technology and the outlay for control and measurement.

US 4 911 008 A offenbart ein Heißfilmanemometer zur Messung von Luftströmungen und -turbulenzen mit einem Rohr und mit einer Messblende, wobei die Messblende in das Rohr hineinragt und das Rohr eine Strömungseingangsseite und eine Strömungsausgangsseite aufweist. Es wird ein Strömungskanal gebildet, in den Teile der Strömung abgelenkt werden. An der Messblende sind Sensorelemente angeordnet. Ein Heißfilmanemometer gemäß US 4 911 008 A ermöglicht Luftströmungen und -turbulenzen mithilfe eines Sensors, unabhängig von ihrer ursprünglichen Hauptströmungsrichtung, zu messen. U.S. 4,911,008 A discloses a hot-film anemometer for measuring air flows and turbulences with a tube and with a measuring orifice, the measuring orifice protruding into the tube and the tube having a flow inlet side and a flow outlet side. A flow channel is formed in which parts of the flow are deflected. Sensor elements are arranged on the measuring orifice. A hot film anemometer according to U.S. 4,911,008 A enables air flows and turbulence to be measured using a sensor, regardless of their original main flow direction.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Heißfilmanemometer mit einem Sensor zu schaffen, mit dem die Wandschubspannung unabhängig von der Hauptströmungsrichtung bestimmbar ist.It is therefore the object of the present invention to create a hot-film anemometer with a sensor with which the wall shear stress can be determined independently of the main direction of flow.

Das erfindungsgemäße Heißfilmanemometer ist definiert durch die Merkmale des Anspruchs 1 und umfasst einen Sensor, ein Reglermodul zur Regelung des Sensors und Verbindungselemente, die das Reglermodul und eine Leiteranordnung verbinden.The hot-film anemometer according to the invention is defined by the features of claim 1 and includes a sensor, a controller module for controlling the sensor, and connecting elements that connect the controller module and a conductor arrangement.

Der in dem Heißfilmanemometer angeordnete Sensor weist einen Sensorfilm und eine Leiteranordnung auf, die aus einer ersten und einer zweiten Leitereinrichtung besteht. Der Sensorfilm und die Leiteranordnung sind auf einer Trägerfolie, die vorzugsweise aus einem nicht leitenden Material besteht, aufgebracht. Der Sensorfilm verbindet einen Endabschnitt der ersten Leitereinrichtung mit einem Endabschnitt der zweiten Leitereinrichtung. Ferner weist der Sensorfilm einen ersten Anschlussabschnitt, der mit dem ersten Endabschnitt der ersten Leitereinrichtung mit einem Endabschnitt der zweiten Leitereinrichtung. Ferner weist der Sensorfilm einen ersten Anschlussabschnitt, der mit dem ersten Endabschnitt der ersten Leitereinrichtung verbunden ist und einen zweiten Anschlussabschnitt, der mit dem Endabschnitt der zweiten Leitereinrichtung verbunden ist auf, wobei ein zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlussabschnitt angeordneter Mittelabschnitt, wobei der Mittelabschnitt ausgehend von dem ersten Anschlussabschnitt einen in eine Krümmungsrichtung kreisbogenförmig gekrümmten Verlauf aufweist. Durch den kreisbogenförmig gekrümmten Verlauf des Mittelabschnitts entsteht in diesem Bereich beim Überströmen des Sensors im Fluid eine thermische Grenzschicht, die von der Strömungsrichtung möglichst unabhängig ist, sodass eine nahezu richtungsunabhängige Messung möglich ist. Dadurch kann der Messaufwand bei bestimmten Experimenten vereinfacht werden, da nur noch ein Sensor notwendig ist. Die Erfindung ermöglicht ferner auch eine neue Anordnung mehrerer Sensoren an einem erfindungsgemäßen Heißluftanemometer, sodass mit diesem beispielsweise der Umschlag von laminarer zu turbulenter Strömung auf komplexen Strukturen bestimmt werden kann. Unter Sensorfilm wird im Rahmen der Erfindung eine dünne bahnförmige Schicht verstanden, die auf der Trägerfolie des Sensors aufgebracht ist.The sensor arranged in the hot film anemometer has a sensor film and a conductor arrangement which consists of a first and a second conductor device. The sensor film and the conductor arrangement are applied to a carrier foil, which preferably consists of a non-conductive material. The sensor film connects an end portion of the first conductor means to an end portion of the second conductor means. Furthermore, the sensor film has a first connection section which connects to the first end section of the first conductor device with an end section of the second conductor device. Furthermore, the sensor film has a first connection section, which is connected to the first end section of the first conductor device, and a second connection section, which is connected to the end section of the second conductor device, with a middle section arranged between the first and the second connection section, with the middle section starting out from the first connection section has a course that is curved in the shape of a circular arc in a direction of curvature. Due to the course of the middle section, which is curved in the shape of a circular arc, a thermal boundary layer is created in this area when the fluid flows over the sensor, which is as independent as possible of the direction of flow, so that a measurement is possible that is almost direction-independent. This can simplify the measurement effort for certain experiments, since only one sensor is required. The invention also enables a new arrangement of several sensors on a hot-air anemometer according to the invention, so that the transition from laminar to turbulent flow on complex structures can be determined with this, for example. In the context of the invention, sensor film is understood to mean a thin web-like layer which is applied to the carrier film of the sensor.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Anschlussabschnitt des Sensors an einem stirnseitigen Ende des Endabschnitts der ersten Leitereinrichtung angeschlossen ist und der zweite Abschlussabschnitt des Sensors an einem stirnseitigen Ende des Endabschnitts der zweiten Leitereinrichtung angeschlossen ist. Ein derartiger Aufbau des Sensors ist konstruktiv mit geringem Aufwand verbunden, da die Leiteranordnung im Wesentlichen den gleichen Aufbau aufweisen kann wie bei herkömmlichen Sensoren.A preferred embodiment of the invention provides that the first connection section of the sensor is connected to a front end of the end section of the first conductor device and the second terminating section of the sensor is connected to a front end of the end section of the second conductor device. Such a construction of the sensor is structurally associated with little effort, since the conductor arrangement can essentially have the same construction as in conventional sensors.

Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass der erste und der zweite Anschlussabschnitt des Sensors jeweils einen gekrümmten Verlauf aufweisen, der entgegengesetzt zu der Krümmungsrichtung des Mittelabschnitts des Sensors ist. Mit anderen Worten: Der Verlauf des Sensorfilms kann beispielsweise in dem ersten Anschlussabschnitt des Sensors eine Rechtskrümmung aufweisen, anschließend erfolgt ein Richtungswechsel der Krümmung, sodass in dem Mittelabschnitt eine Linkskrümmung vorliegt, bevor anschließend in dem zweiten Anschlussabschnitt des Sensors wiederum eine Rechtskrümmung vorliegt oder umgekehrt. Dadurch kann erreicht werden, dass der Sensorfilm in dem Mittelabschnitt über einen großen Winkelbereich die gewünschte Krümmung besitzt, wodurch eine Annäherung an eine kreisrunde Geometrie des Sensorfilms erfolgen kann. Dadurch ist die Ausbildung der thermischen Grenzschicht in besonders vorteilhafter Weise möglich. Ohne die erfindungsgemäß ausgebildeten gekrümmten Verläufe des ersten und des zweiten Anschlussabschnitts des Sensors wäre nur ein im Wesentlichen halbkreisförmiger Verlauf des Mittelabschnitts möglich.It is preferably provided that the first and the second connection section of the sensor each have a curved course which is opposite to the direction of curvature of the middle section of the sensor. In other words: The course of the sensor film can, for example, have a right-hand curve in the first connection section of the sensor, then the direction of the curve changes, so that there is a left-hand curve in the central section before there is then a right-hand curve again in the second connection section of the sensor, or vice versa. In this way it can be achieved that the sensor film has the desired curvature in the middle section over a large angular range, as a result of which an approximation to a circular geometry of the sensor film can take place. As a result, the formation of the thermal boundary layer is possible in a particularly advantageous manner. Without the curved courses of the first and the second connection section of the sensor designed according to the invention, only a substantially semicircular course of the middle section would be possible.

Der Mittelabschnitt kann sich beispielsweise über einen Winkelbereich von 300° und mehr erstrecken.The middle section can, for example, extend over an angular range of 300° and more.

Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass sich der Endabschnitt der ersten Leitereinrichtung und der Endabschnitt der zweiten Leitereinrichtung des Sensors zu dem jeweiligen Ende der ersten und zweiten Leitereinrichtung hin verjüngen, wobei der erste und der zweite Anschlussabschnitt des Sensors mit der jeweils von der anderen Leitereinrichtung abgewandten Seite der jeweiligen Leitereinrichtung verbunden sind. Mit anderen Worten: Der Endabschnitt der ersten Leitereinrichtung verjüngt sich und der erste Anschlussabschnitt des Sensordrahts ist an der von der zweiten Leitereinrichtung abgewandten, äußeren Seite des Endabschnitts der ersten Leitereinrichtung angeschlossen. Entsprechend verjüngt sich auch der Endabschnitt der zweiten Leitereinrichtung und der zweite Anschlussabschnitt ist auf der von der ersten Leitereinrichtung abgewandten, äußeren Seite des Endabschnitts der zweiten Leitereinrichtung verbunden. Der Sensordraht kann somit die Leiteranordnung umgreifen, sodass der Sensordraht über einen sehr großen Winkelbereich verläuft. Hierbei kann insbesondere vorgesehen sein, dass der erste und der zweite Endabschnitt eine Krümmung aufweisen, die der Krümmung des Mittelabschnitts entspricht. Der Sensordraht kann sich beispielsweise über einen Winkelbereich von 320° und mehr erstrecken.Provision is particularly preferably made for the end section of the first conductor device and the end section of the second conductor device of the sensor to taper towards the respective end of the first and second conductor device, with the first and the second connection section of the sensor having the side facing away from the other conductor device are connected to the respective conductor device. In other words: the end section of the first conductor device tapers and the first connection section of the sensor wire is connected to the outer side of the end section of the first conductor device, facing away from the second conductor device. The end section of the second conductor device also tapers accordingly, and the second connection section is connected on the outer side of the end section of the second conductor device, facing away from the first conductor device. The sensor wire can thus encompass the conductor arrangement, so that the sensor wire runs over a very large angular range. It can be provided in particular that the first and the second end section have a curvature that corresponds to the curvature of the middle section. The sensor wire can, for example, extend over an angular range of 320° and more.

Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass der Sensorfilm eine Breite zwischen 0,05 mm und 0,2 mm, vorzugsweise 0,1 mm aufweist. Vorzugsweise besitzt der Sensorfilm einen elektrischen Widerstand zwischen 8 und 12 Ohm, vorzugsweise 10 Ohm.Provision can preferably be made for the sensor film to have a width of between 0.05 mm and 0.2 mm, preferably 0.1 mm. The sensor film preferably has an electrical resistance of between 8 and 12 ohms, preferably 10 ohms.

Die erste und die zweite Leitereinrichtung des Sensors können parallel zueinander verlaufen. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Leitereinrichtung zwischen 0,2 mm und 0,8 mm beträgt. Vorzugsweise beträgt der Abstand 0,4 mm oder 0,6 mm.The first and the second conductor means of the sensor can run parallel to one another. It can be provided that the distance between the first and the second conductor device is between 0.2 mm and 0.8 mm. The distance is preferably 0.4 mm or 0.6 mm.

Derartige Geometrien haben sich als besonders vorteilhaft herausgestellt.Such geometries have proven to be particularly advantageous.

Die erste und die zweite Leitereinrichtung können jeweils eine Breite zwischen 0,5 mm und 0,8 mm aufweisen. Dadurch ist sichergestellt, dass die Leitereinrichtungen des Sensors einen möglichst geringen Widerstand aufweisen, sodass diese sich nur geringfügig erwärmen, wohingegen der Sensorfilm einen deutlich höheren Widerstand besitzt und somit im Betrieb der gewünschten Erwärmung unterliegt.The first and the second conductor device can each have a width between 0.5 mm and 0.8 mm. This ensures that the conductor devices of the sensor have the lowest possible resistance, so that they heat up only slightly, whereas the sensor film has a significantly higher resistance and is therefore subject to the desired heating during operation.

Der Mittelabschnitt des Sensorfilms kann einen Krümmungsradius zwischen 0,2 mm und 1 mm, vorzugsweise zwischen 0,35 mm und 0,5 mm, aufweisen. Der Krümmungsradius kann beispielsweise der äußere Krümmungsradius des Sensorfilms sein.The central portion of the sensor film may have a radius of curvature between 0.2mm and 1mm, preferably between 0.35mm and 0.5mm. The radius of curvature can be, for example, the outer radius of curvature of the sensor film.

Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigen

1 eine schematische Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel eines Sensors für ein erfindungsgemäßes Heißfilmanemometer,
2 eine schematische Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel eines Sensors für das erfindungsgemäße Heißfilmanemometer und
3 eine schematische Schnittdarstellung des Ausführungsbeispiels der 2.

The invention is explained in more detail below with reference to the following figures. Show it

1 a schematic top view of a first exemplary embodiment of a sensor for a hot-film anemometer according to the invention,
2 a schematic plan view of a second embodiment of a sensor for the hot-film anemometer according to the invention and
3 a schematic sectional view of the embodiment of FIG 2 .

In 1 ist ein Sensor 1 für ein erfindungsgemäßes Heißfilmanemometer in einer schematischen Draufsicht gezeigt. Der Sensor 1 besteht aus einem Sensorfilm 3 und einer Leiteranordnung 5, die aus einer ersten Leitereinrichtung 7 und einer zweiten Leitereinrichtung 9, die parallel zueinander verlaufen, besteht. Ferner weist der Sensor 1 eine Trägerfolie 11 auf, auf die der Sensorfilm 3 und die Leiteranordnung 5 aufgebracht sind. Mittels der Trägerfolie 11 lässt sich der Sensor 1 in vorteilhafter Weise an einem zu untersuchenden Objekt anbringen.In 1 is a sensor 1 for a hot-film anemometer according to the invention in a schematic shown top view. The sensor 1 consists of a sensor film 3 and a conductor arrangement 5, which consists of a first conductor device 7 and a second conductor device 9 which run parallel to one another. Furthermore, the sensor 1 has a carrier film 11 to which the sensor film 3 and the conductor arrangement 5 are applied. The sensor 1 can be advantageously attached to an object to be examined by means of the carrier foil 11 .

Der Sensorfilm 3 weist einen ersten Anschlussabschnitt 13 auf, der in einen Mittelabschnitt 15 übergeht. Der Mittelabschnitt 15 geht in einen zweiten Anschlussabschnitt 17 über.The sensor film 3 has a first connection section 13 which merges into a middle section 15 . The middle section 15 merges into a second connection section 17 .

Mittels des ersten Anschlussabschnitts ist der Sensorfilm 3 mit einem Endabschnitt 7a der ersten Leitereinrichtung 7 verbunden. Mit dem zweiten Anschlussabschnitt 17 ist der Sensorfilm 3 mit einem Endabschnitt 9a der zweiten Leitereinrichtung 9 verbunden. Dabei sind der erste und der zweite Anschlussabschnitt 13,17 jeweils mit einem stirnseitigen Ende der Endabschnitte 7a,9a der ersten und zweiten Leitereinrichtung 7,9 verbunden.The sensor film 3 is connected to an end section 7a of the first conductor device 7 by means of the first connection section. The sensor film 3 is connected to an end section 9a of the second conductor device 9 with the second connection section 17 . The first and the second connection section 13,17 are each connected to a front end of the end sections 7a,9a of the first and second conductor means 7,9.

Der erste Anschlussabschnitt 13 des Sensorfilms 3 weist einen gekrümmten Verlauf auf. Der Mittelabschnitt 15 ist ausgehend von dem ersten Anschlussabschnitt 13 kreisbogenförmig gekrümmt, wobei die Krümmungsrichtung des Mittelabschnitts 15 entgegengesetzt zu dem gekrümmten Verlauf des ersten Anschlussabschnitts 13 ist.The first connection section 13 of the sensor film 3 has a curved profile. The center section 15 is curved in the shape of a circular arc, starting from the first connection section 13 , the direction of curvature of the center section 15 being opposite to the curved profile of the first connection section 13 .

Der zweite Anschlussabschnitt 17 weist ebenfalls einen gekrümmten Verlauf auf, der ausgehend von dem Mittelabschnitt 15 zu der Krümmungsrichtung des Mittelabschnitts 15 entgegengesetzt gekrümmt ist. Dadurch wird erreicht, dass der Mittelabschnitt 15 über einen großen Winkelbereich eine Kreisbogenform aufweisen kann, sodass eine nahezu kreisrunde Geometrie des Sensorfilms 3 erreicht werden kann.The second connection section 17 likewise has a curved course which, starting from the central section 15 , is curved in the opposite direction to the direction of curvature of the central section 15 . The result of this is that the middle section 15 can have a circular arc shape over a large angular range, so that an almost circular geometry of the sensor film 3 can be achieved.

Die kreisrunde Geometrie des Sensorfilms 3 ermöglicht, dass beim Überströmen des Sensors in dem Fluid eine thermische Grenzschicht entsteht, die von der Strömungsrichtung möglichst unabhängig ist.The circular geometry of the sensor film 3 makes it possible for a thermal boundary layer to form in the fluid when it flows over the sensor, which is as independent as possible of the direction of flow.

In 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Sensors 1 für das erfindungsgemäße Heißluftanemometer schematisch in einer Draufsicht gezeigt.In 2 a second exemplary embodiment of a sensor 1 for the hot-air anemometer according to the invention is shown schematically in a plan view.

Der Sensor 1 weist in diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls einen Sensorfilm 3 und eine Leiteranordnung 5 auf, die auf einer Trägerfolie 11 aufgebracht sind. Die Leiteranordnung 5 besteht aus einer ersten und zweiten Leitereinrichtung 7,9. Die erste und die zweite Leitereinrichtung 7,9 verlaufen parallel zueinander, wobei ein Endabschnitt 7a der ersten Leitereinrichtung und ein Endabschnitt 9a der zweiten Leitereinrichtung zu dem jeweiligen Ende hin verjüngt sind. Dabei bleibt der Abstand zwischen der ersten und zweiten Leitereinrichtung 7,9 konstant, sodass die jeweils äußeren Seiten 7b,9b der ersten und zweiten Leitereinrichtung 7,9 einen schräg nach innen gerichteten Verlauf besitzen. Mit anderen Worten: Der Abstand zwischen den äußeren Seiten 7b,9b nimmt zu den Enden der ersten und zweiten Leitereinrichtung 7,9 hin ab.In this exemplary embodiment, the sensor 1 also has a sensor film 3 and a conductor arrangement 5 which are applied to a carrier film 11 . The conductor arrangement 5 consists of a first and second conductor means 7.9. The first and second conductor means 7.9 run parallel to one another, with an end section 7a of the first conductor means and an end section 9a of the second conductor means tapering towards the respective end. The distance between the first and second conductor means 7.9 remains constant, so that the respective outer sides 7b, 9b of the first and second conductor means 7.9 have a slope directed inwards. In other words: the distance between the outer sides 7b, 9b decreases towards the ends of the first and second conductor means 7,9.

Der Sensorfilm 3 ist mit einem ersten Anschlussabschnitt 13 mit der äußeren Seite 7b der ersten Leitereinrichtung 7 und mit einem zweiten Anschlussabschnitt 17 mit der äußeren Seite 9a der zweiten Leitereinrichtung 9 verbunden. The sensor film 3 is connected to the outer side 7 b of the first conductor device 7 with a first connection section 13 and to the outer side 9 a of the second conductor device 9 with a second connection section 17 .

Zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlussabschnitt 13,17 ist ein Mittelabschnitt 15 des Sensorfilms 3 angeordnet, der einen in eine Krümmungsrichtung gekrümmten Verlauf aufweist. Der erste und der zweite Anschlussabschnitt 13, 17 weisen ebenfalls einen gekrümmten Verlauf auf, der jeweils der Krümmung des Mittelabschnitts entspricht.A middle section 15 of the sensor film 3 is arranged between the first and the second connection section 13, 17, which has a curved profile in a direction of curvature. The first and the second connection section 13, 17 also have a curved shape, which corresponds to the curvature of the middle section.

Durch die Ausgestaltung der Endabschnitte 7a,9a der ersten und der zweiten Leitereinrichtung 7,9 ist der Abstand des ersten und zweiten Anschlussabschnitts 13,17 sehr gering gehalten, sodass sich der Sensorfilm 3 über einen großen Winkelbereich erstrecken kann.The design of the end sections 7a, 9a of the first and second conductor means 7,9 keeps the distance between the first and second connection section 13,17 very small, so that the sensor film 3 can extend over a large angular range.

Der Sensorfilm 3 kann eine Breite von 0,1 mm aufweisen. Die erste und die zweite Leitereinrichtung 7,9 kann beispielsweise einen Abstand von 0,5 mm besitzen. Die erste und die zweite Leitereinrichtung können beispielsweise eine Breite zwischen 0,5 mm und 0,8 mm aufweisen.The sensor film 3 can have a width of 0.1 mm. The first and the second conductor device 7.9 can have a distance of 0.5 mm, for example. The first and the second conductor device can have a width of between 0.5 mm and 0.8 mm, for example.

Der Mittelabschnitt 15 des Sensorfilms 3 kann beispielsweise einen äußeren Krümmungsradius von 0,4 mm aufweisen.The middle section 15 of the sensor film 3 can have an outer radius of curvature of 0.4 mm, for example.

In 3 ist eine Schnittdarstellung des in 2 dargestellten Sensors 1 schematisch dargestellt, um zu verdeutlichen, wie die Leiteranordnung 5 und der Sensorfilm 3 auf die Trägerfolie 11 aufgebracht sind.In 3 is a sectional view of the in 2 The sensor 1 shown is shown schematically in order to clarify how the conductor arrangement 5 and the sensor film 3 are applied to the carrier film 11.

Das erfindungsgemäße Heißfilmanemometer weist neben dem Sensor 1 zusätzlich ein Reglermodul zur Regelung des Sensors 1 sowie Verbindungsleitungen, die das Reglermodul mit der Leiteranordnung 5 verbinden, auf. Die Verbindungsleitungen können an den von den Endabschnitten 7a,9a der ersten und zweiten Leiteranordnung 7,9 abgewandten Enden der Leiteranordnung 7,9 angeschlossen werden.In addition to the sensor 1 , the hot-film anemometer according to the invention also has a controller module for controlling the sensor 1 and connecting lines which connect the controller module to the conductor arrangement 5 . The connecting lines can at the of the end portions 7a, 9a of the first and second conductor arrangement 7.9 opposite ends of the conductor arrangement are connected 7.9.

Der Sensor ermöglicht in besonders vorteilhafter Weise richtungsunabhängige Messungen, wobei ferner vollkommen neue Anordnungen mehrerer erfindungsgemäßer Sensoren 1 ermöglicht werden können, über die beispielsweise der Umschlag von laminarer zu turbulenter Strömung auf komplexen Strukturen bestimmt werden kann.The sensor enables direction-independent measurements in a particularly advantageous manner, with completely new arrangements of several sensors 1 according to the invention also being possible, via which, for example, the transition from laminar to turbulent flow on complex structures can be determined.

Claims

Hot-film anemometer with a sensor (1), with a regulator module for regulating the sensor (1), and with connecting lines which connect the regulator module and a conductor arrangement (5), the sensor (1) having precisely one sensor film (3) and the conductor arrangement ( 5), with a first and a second conductor device (7,9), and a carrier film (11) to which the sensor film (3) and the conductor arrangement (5) are applied, the carrier film being attached to an object to be examined determination of the wall shear stress can be applied, the sensor film (3) connecting an end section (7a) of the first conductor device (7) to an end section (9a) of the second conductor device (9) and the sensor film (3) having a first connection section (13) which is connected to the end portion (7a) of the first conductor means (7), a second terminal portion (17) which is connected to the end portion (9a) of the second conductor means (9), and one between the first and second en connection section (13,17) arranged middle section (15), wherein the middle section (15) starting from the first connection section (13) has a course curved in a direction of curvature in the shape of a circular arc.

hot film anemometer claim 1 , characterized in that the first connection section (13) of the sensor (1) is connected to a front end of the end section (7a) of the first conductor device (7) and the second connection section (17) of the sensor (1) to a front end of the End section (9a) of the second conductor means (9) is connected.

hot film anemometer claim 2 , characterized in that the first and the second connection section (13, 17) of the sensor (1) each have a curved course which is opposite to the direction of curvature of the middle section (15).

hot film anemometer claim 1 , characterized in that the end section (7a) of the first conductor device (7) and the end section (9a) of the second conductor device (9) taper towards the respective end of the first and second conductor device (7, 9), the first and the second connection section (13,17) of the sensor (1) is connected to the side (7b,9b) of the respective conductor device (7,9) facing away from the other conductor device (7,9).

Hot film anemometer according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that the sensor film (3) of the sensor (1) has a width of 0.1 mm.

Hot film anemometer according to one of Claims 1 until 5 , characterized in that the first and the second conductor device (7, 9) run parallel to one another.

hot film anemometer claim 6 , characterized in that the first and the second conductor device (7.9) of the sensor (1) have a distance between 0.2 mm and 0.8 mm from each other.

Hot film anemometer according to one of Claims 1 until 7 , characterized in that the first and the second conductor device (7.9) of the sensor (1) each have a width between 0.5 mm and 0.8 mm.

Hot film anemometer according to one of Claims 1 until 8th , characterized in that the central portion (15) of the sensor (1) has a radius of curvature between 0.2 mm and 1 mm.