DE202005018866U1

DE202005018866U1 - Druck- und Durchflussmessvorrichtung

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Publication number: DE202005018866U1
Application number: DE200520018866
Authority: DE
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2005-12-02
Filing date: 2005-12-02
Publication date: 2006-02-16
Anticipated expiration: 2015-12-03
Also published as: CN201072368Y

Abstract

Druck- und Durchflussmessvorrichtung zur Bestimmung des Relativdruckes und, nach dem Wirkdruck-Prinzip, des Durchflusses eines durch einen Messkanal hindurchströmenden Fluides, gekennzeichnet durch
– ein den Messkanal (5) aufweisendes Fluidmodul (2) und ein lösbar an eine Montagefläche (22) des Fluidmoduls (2) angesetztes, einen Relativdrucksensor (35) und einen diesbezüglich gesonderten Differenzdrucksensor (36) enthaltendes Auswertemodul (3),
– wobei das Fluidmodul (2) zwei eingangsseitig und ausgangsseitig an dem Messkanal (5) angeordnete Fluidleitungs-Anschlussvorrichtungen (8) sowie drei seitlich von dem Messkanal (5) abgehende, jeweils zu der Montagefläche (22) ausmündende Druckabgriffskanäle (17, 18, 19) aufweist,
– wobei ferner das Auswertemodul (3) einen dem Relativdrucksensor (35) zugeordneten ersten Druckeingang (44), einen dem Differenzdrucksensor (36) zugeordneten zweiten und dritten Druckeingang (45, 46), eine zumindest mit dem Dif ferenzdrucksensor (36) verbundene Auswerteelektronik (24) sowie eine außen angeordnete elektrische Schnittstelle (38) mit einem Relativdruck-Signalausgang (53), einem zusätzlichen Durchfluss-Signalausgang (54) und mindestens einem der Spannungsversorgung des Auswertemoduls (3) dienenden Spannungsversorgungseingang...

Description

Die Erfindung betrifft eine Druck- und Durchflussmessvorrichtung zur Bestimmung des Relativdruckes und, nach dem Wirkdruck-Prinzip, des Durchflusses eines durch einen Messkanal hindurchströmenden Fluides.
Aus der DE 20100874 U geht eine auf dem sogenannten Wirkdruck-Prinzip basierende Durchflussmessvorrichtung hervor, bei der an einen vom zu messenden Fluid durchströmten Messkanal ein Differenzdrucksensor angeschlossen ist. Der Messkanal ist partiell vergleichbar einer Venturi-Düse gestaltet, wobei der Druckabgriff zum einen an der engsten Stelle des Messkanals und zum anderen, stromauf dieser Stelle, in einem Kanalabschnitt maximalen Querschnittes erfolgt. Die auf diese Weise erfassbare Differenz des statischen Druckes zwischen engstem und größtem Strömungsquerschnitt ist nach der Bernoulli- und Kontinuitätsgleichung der Strömungsmechanik ein Maß für die Strömungsgeschwindigkeit. Insgesamt wird auf diese Weise die Durchflussmessung auf eine Druckmessung zurückgeführt. Die bekannte Vorrichtung ist zusätzlich mit einer Druckerfas sungseinrichtung zur Bestimmung des im Messkanal herrschenden statischen Eingangsdruckes ausgestattet.
In der vorgenannten DE 20100874 U wird im Wesentlichen nur ein bevorzugtes Mess- und Auswerteprinzip beschrieben. Über die konkrete konstruktive Ausgestaltung der Vorrichtung werden keine näheren Angaben gemacht. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine kompaktbauende und kostengünstig herstellbare kombinierte Druck- und Durchflussmessvorrichtung zu schaffen.
Eine diese Aufgabe lösende Druck- und Durchflussmessvorrichtung zeichnet sich aus durch ein den Messkanal aufweisendes Fluidmodul und ein lösbar an eine Montagefläche des Fluidmoduls angesetztes, einen Relativdrucksensor und einen diesbezüglich gesonderten Differenzdrucksensor enthaltendes Auswertemodul,

– wobei das Fluidmodul zwei eingangsseitig und ausgangsseitig an dem Messkanal angeordnete Fluidleitungs-Anschlussvorrichtungen sowie drei seitlich von dem Messkanal abgehende, jeweils zu der Montagefläche ausmündende Druckabgriffskanäle aufweist,
– wobei ferner das Auswertemodul einen dem Relativdrucksensor zugeordneten ersten Druckeingang, einen dem Differenzdruck sensor zugeordneten zweiten und dritten Druckeingang, eine zumindest mit dem Differenzdrucksensor verbundene Auswerteelektronik sowie eine außen angeordnete elektrische Schnittstelle mit einem Relativdruck-Signalausgang, einem zusätzlichen Durchfluss-Signalausgang und mindestens einem der Spannungsversorgung des Auswertemoduls dienenden Spannungsversorgungseingang aufweist,
– und wobei die Druckeingänge so an der der Montagefläche des Fluidmoduls zugewandten Seite des Auswertemoduls platziert sind, dass sie unter Abdichtung zuordnungsrichtig mit jeweils einem der an der Montagefläche des Fluidmoduls ausmündenden Druckabgriffskanäle kommunizieren.

Die auf diese Weise realisierte Druck- und Durchflussmessvorrichtung präsentiert sich als kompakte Baugruppe, die im Wesentlichen aus einem den Messkanal enthaltenden Fluidmodul und einem an das Fluidmodul angebauten, die Drucksensorik enthaltenden Auswertemodul zusammengesetzt ist. Die Messtechnik ist somit in einem gesonderten Modul, dem Auswertemodul, zusammengefasst, was die Herstellung vereinfacht, weil die beiden Module gesondert voneinander gefertigt und anschließend nur noch zusammengefügt werden müssen. Man hat dabei auch die Möglichkeit, ein und dasselbe Fluidmodul alternativ mit unterschiedlich ausgestatteten Auswertemodulen zu kombinieren, beispielsweise wenn eine Drucksensorik für einen ab weichenden Messbereich eingesetzt werden soll. Aufgrund der integrierten Fluidleitungs-Anschlussvorrichtungen lässt sich die Vorrichtung an jedem beliebigen Ort als autarke Komponente in den Verlauf einer Fluidleitung einschalten, sodass äußerst universelle Einsatzmöglichkeiten gegeben sind. An der vorhandenen elektrischen Schnittstelle können gesondert voneinander elektrische Signale für den Relativdruck und den Durchfluss abgegriffen werden, wobei die in dem Auswertemodul enthaltene Auswerteelektronik zumindest dafür zuständig ist, unter Anwendung des sogenannten Wirkdruck-Prinzips auf der Basis des ermittelten Differenzdruckes den zugehörigen Durchfluss zu bestimmen. Das Auswertemodul kann dabei für eine analoge, eine digitale oder eine analoge und digitale Signalausgabe ausgelegt sein. Durch die in allen Fällen sehr einfach gehaltene Definition der elektrischen Ausgänge ist ein minimaler elektronischer Aufwand für die Auswerteelektronik gegeben, was einen weiteren wesentlichen Faktor für die Kostenreduzierung darstellt.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Die Druckeingänge des Auswertemoduls befinden sich zweckmäßigerweise an vom Auswertemodul wegragenden Rohrstutzen, die in die Druckabgriffskanäle des Fluidmoduls eintauchen. Zweckmä ßigerweise sind die Rohrstutzen ein unmittelbarer Bestandteil des jeweils zugeordneten Sensors.
Um die erforderliche Fluiddichtheit zu gewährleisten, kann im Bereich der Montagefläche um jede Mündung der Druckabgriffskanäle herum ein Dichtelement angeordnet sein, das vom zugeordneten Rohrstutzen unter Abdichtung durchsetzt wird.
Die lösbare Befestigung des Auswertemoduls kann beispielsweise durch eine Rastverbindung realisiert werden. Aufgrund der einfachen Herstellung wird allerdings eine Schraubverbindung favorisiert.
Die Druck- und Durchflussmessvorrichtung hat zweckmäßigerweise längliche Gestalt, wobei die beiden Fluidleitungs-Anschlussvorrichtungen an den einander entgegengesetzten Stirnflächen des Fluidmoduls platziert sind. Zweckmäßigerweise sind die Fluidleitungs-Anschlussvorrichtungen dabei koaxial ausgerichtet, sodass die Vorrichtung insgesamt unter Beibehaltung eines linearen Strömungsverlaufes in eine Fluidleitung eingeschaltet werden kann.
Die bevorzugt einzige elektrische Schnittstelle befindet sich insbesondere an einer der beiden axial orientierten Stirnflächen des Auswertemoduls und somit an der gleichen Stirnseite wie eine der beiden Fluidleitungs-Anschlussvorrichtungen.
Bei einer besonders kostengünstigen Variante der Vorrichtung sind sowohl der Relativdruck-Signalausgang als auch der Durchfluss-Signalausgang als analoger Ausgang ausgeführt, über den Analogsignale für den Relativdruck und den Durchfluss ausgegeben werden. Allerdings ist auch eine Realisierung als digitaler Ausgang möglich, insbesondere in Binärtechnologie. Um die erforderlichen Signale ausgeben zu können, wird eine entsprechend gestaltete Auswerteelektronik eingesetzt.
Es ist auch eine Bauform möglich, bei der sowohl analoge als auch digitale Signale abgegriffen werden können, zweckmäßigerweise über voneinander getrennte Ausgänge.
Die Auswerteelektronik beinhaltet vorzugsweise eine im Gehäuse des Auswertemoduls fixierte Platine, an der auch die beiden Sensoren befestigt sind. Auf diese Weise ergibt sich eine sehr einfache Montage der Sensorik im Gehäuse des Auswertemoduls einfach durch Einbau der entsprechend bestückten Platine.
Insbesondere wenn die Ausgänge für digitalen Signalausgang ausgelegt sind, kann das Auswertemodul mindestens eine mit einem Mikroprozessor der Auswerteelektronik kooperierende Eingabetaste aufweisen, die die Eingabe von Schaltschwellwer ten oder sonstigen Werten zulässt. Dies ermöglicht ein "Teachen" des Auswertemoduls.
Die elektrische Schnittstelle ist bevorzugt als Steckverbindungseinrichtung ausgebildet, an die sich über eine komplementäre Steckvorrichtung ein zu einer Anzeigeeinrichtung oder zu einer übergeordneten elektronischen Steuereinrichtung führendes Kabel anschließen lässt. Die Steckverbindungseinrichtung kann auch am Ende eines vom Auswertemodul abgehenden elektrischen Kabels vorgesehen sein. Ebenfalls möglich ist eine Ausführung der elektrischen Schnittstelle als einfaches Kabel mit frei endenden Adern, die nach Bedarf an ein Gegenstück angeschlossen werden können.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung einer möglichen ersten Bauform der erfindungsgemäßen Druck- und Durchflussmessvorrichtung und
2 die Vorrichtung aus 1 im Längsschnitt gemäß Schnittlinie II-II.
Die in ihrer Gesamtheit mit Bezugsziffer 1 bezeichnete Druck- und Durchflussmessvorrichtung präsentiert sich als kompakte Baueinheit, bestehend aus einem Fluidmodul 2 und einem lösbar daran befestigten Auswertemodul 3. Beide Module können im Wesentlichen blockförmig gestaltet und dahingehend aufeinander abgestimmt sein, dass die Vorrichtung insgesamt, abgesehen von vorhandenen fluidischen und elektrischen Schnittstellen, über eine im Wesentlichen glattflächige Außenkontur verfügt.
Das Fluidmodul 2 enthält einen bevorzugt aus Kunststoffmaterial bestehenden Hauptkörper 4 mit länglicher Gestalt, der in seiner Längsrichtung von einem Messkanal 5 durchsetzt ist. Die beiden Kanalmündungen befinden sich an einander entgegengesetzten Stirnflächen 6, 7 des Hauptkörpers 4, wo ihnen jeweils eine Fluidleitungs-Anschlussvorrichtung 8 zugeordnet ist. Letztere kann insbesondere eine Steckverbindungsvorrichtung sein, die durch Einschrauben oder Einpressen im Hauptkörper 4 fixiert ist und in der sich eine Fluidleitung 12, 13 durch Einstecken unter Abdichtung lösbar fixieren lässt.
Der Messkanal 5 hat zweckmäßigerweise einen geradlinigen Verlauf, wobei die beiden Fluidleitungs-Anschlussvorrichtungen 8 koaxial zueinander ausgerichtet sind.
Im Betrieb der Druck- und Durchflussmessvorrichtung 1 wird fluidisches Druckmedium, beispielsweise Druckluft, einenends in den Messkanal 5 eingespeist und andernends aus dem Messkanal 5 abgeführt. Die entsprechenden Kanalabschnitte seien als eingangsseitiger und ausgangsseitiger Kanalendabschnitt 14, 15 bezeichnet. Die Strömungsrichtung des Fluides ist bei 16 durch einen Pfeil angedeutet.
Innerhalb des Hauptkörpers 4 gehen von dem Messkanal 5 an in Kanal-Längsrichtung beabstandeten Stellen insgesamt drei Druckabgriffskanäle ab, die im Folgenden als erster, zweiter und dritter Druckabgriffskanal 17, 18, 19 bezeichnet werden. Diese Kanäle münden andernends jeweils zu einer äußeren Montagefläche 22 des Hauptkörpers 4 aus, an die das Auswertemodul 3 angebaut ist.
Der dem eingangsseitigen Kanalabschnitt 14 am nächsten liegende erste Druckabgriffskanal 17 dient der Erfassung des statischen Relativdruckes des strömenden Fluides. Unter "Relativdruck" wird hierbei der Mediumsdruck gegenüber dem atmosphärischen Druck verstanden.
Die darauffolgenden Druckabgriffskanäle 18, 19 werden zur Ermittlung des Durchflusses des durch den Messkanal 5 hindurchströmenden Mediums eingesetzt. In diesem Zusammenhang dienen sie der Ermittlung einer Druckdifferenz im Messkanal 5, auf deren Basis unter Anwendung des sogenannten Wirkdruck-Prinzips von einem Mikroprozessor 23 einer im Auswertemodul 3 enthaltenen Auswerteelektronik 24 der Durchfluss bestimmt wird.
Um innerhalb des Messkanals 5 eine messbare Druckdifferenz zu erzeugen, ist in den Kanalverlauf ein Strömungshindernis 25 eingeschaltet. Das Strömungshindernis 25 kann beispielsweise durch eine Blende hervorgerufen werden. Beim Ausführungsbeispiel erhält man das die Druckdifferenz hervorrufende Hindernis durch eine düsenartige Gestaltung des Messkanals 5, mit einer Formgebung entsprechend einer sogenannten Venturi-Düse, sodass der Messkanal 5 von einem Nennquerschnitt 26 maximalen Strömungsquerschnittes auf einen reduzierten Querschnitt 27 mit minimalem Strömungsquerschnitt verengt wird. Während der zweite Druckabgriffskanal 18 wie auch der schon erwähnte erste Druckabgriffskanal 17 in den Kanalabschnitt mit Nennquerschnitt 26 einmündet, kommuniziert der dritte Druckabgriffskanal 19 mit dem Kanalabschnitt reduzierten Querschnittes 27. Im Anschluss an den reduzierten Querschnitt 27 erweitert sich der Messkanal 5 wieder bis zum ausgangsseitigen Kanalabschnitt 15, der wie der eingangsseitige Kanalabschnitt 14 den Nennquerschnitt 26 aufweist.
Durch diese Kanalgeometrie stellt sich ein Druckabfall des statistischen Druckes zwischen dem eingangsseitigen Nennquerschnitt 26 und dem reduzierten Querschnitt 27 ein, der von den beiden Druckabgriffskanälen 18, 19 in Gestalt unterschiedlich hoher statischer Drücke abgegriffen wird.
Das Auswertemodul 3 verfügt über ein Gehäuse 28 mit beim Ausführungsbeispiel offener Unterseite 32 und ist mit dieser Unterseite 32 voraus an die Montagefläche 22 des Fluidmoduls 2 unter Abdichtung angesetzt. Die notwendige Dichtheit gewährleistet eine im Fügebereich zwischen dem Gehäuse 28 und dem Hauptkörper 4 angeordnete, zweckmäßigerweise der Außenkontur des Gehäuses 28 folgende Dichtung 33. Sie kann ein fester Bestandteil des Auswertemoduls 3 oder des Fluidmoduls 2 sein.
Im Innern des Gehäuses 28 befindet sich ein Aufnahmeraum 34 für die schon erwähnte Auswerteelektronik 24 sowie ferner für einen Relativdrucksensor 35 und einen Differenzdrucksensor 36. Beide Sensoren 35, 36 sind elektronische Sensoren und beinhalten einen Druckerfassungs-Chip mit einer von den zu erfassenden Drücken beaufschlagten Membran. Da Sensoren dieser Art als solches Stand der Technik sind, wird an dieser Stelle auf die Erläuterung weiterer Details des konkreten Aufbaus verzichtet.
Die Auswerteelektronik 24 beinhaltet eine in dem Aufnahmeraum 34 fixierte Platine 37 mit darauf verlaufenden elektrischen Leitern, die nicht näher gezeigt sind. Es kann sich beispielsweise um eine Leiterplatte oder um eine MID-Struktur handeln (MID = Moulded Interconnect Device).
Die Platine 37 ist bevorzugt so ausgerichtet, dass ihre Hauptausdehnungsebene parallel zu der bevorzugt ebenen Montagefläche 22 verläuft.
Die Platine 37 trägt zum einen den schon erwähnten Mikroprozessor 23 und zum anderen zusätzlich die beiden Sensoren 35, 36. Außerdem ist die Platine 37 mit einer elektrischen Schnittstelle 38 kontaktiert, die außen an einer der beiden axial orientierten Stirnflächen 42 des Auswertemoduls 2 beziehungsweise dessen Gehäuses 28 angeordnet ist. Die elektrische Schnittstelle 38 durchsetzt beim Ausführungsbeispiel eine Durchbrechung 43 der stirnseitigen Wandung des Gehäuses 28 und ragt in den Aufnahmeraum 24 hinein, wo sie mit den elektrischen Leitern der Platine 37 kontaktiert ist.
Der Relativdrucksensor 35 ist mit einem ersten Druckeingang 44 versehen. In vergleichbarer Weise verfügt der Differenzdrucksensor 36 über einen zweiten und dritten Druckeingang 45, 46. Diese Druckeingänge 44, 45, 46 sind so angeordnet, dass sie bei am Fluidmodul 2 installiertem Auswertemodul 3 zuordnungsrichtig mit den Druckabgriffskanälen 17, 18, 19 verbunden sind. Auf diese Weise wird dem Relativdrucksensor 35 über den ersten Druckabgriffskanal 17 und den ersten Druckeingang 44 der im eingangsseitigen Nennquerschnitt 26 herrschende statische Druck aufgeschaltet, während der Differenzdrucksensor 36 zum einen über den zweiten Druckabgriffs kanal 18 und den zweiten Druckeingang 45 ebenfalls mit diesem statischen Druck beaufschlagt wird, zusätzlich aber auch noch über den dritten Druckabgriffskanal 19 und den dritten Druckeingang 46 mit dem im reduzierten Querschnitt 27 herrschenden verringerten Druck beaufschlagt wird.
Die Druckeingänge 44, 45, 46 befinden sich vorzugsweise an den Enden von vom Auswertemodul 3 in Richtung zum Fluidmodul 2 wegragenden, stirnseitig offenen Rohrstutzen 47. Zweckmäßigerweise sind diese Rohrstutzen 47 unmittelbar am zugeordneten Drucksensor 35, 36 beziehungsweise dessen Sensorgehäuse angeordnet. Aufgrund entsprechender Ausrichtung tauchen die Rohrstutzen 47 in den jeweils zugeordneten Druckabgriffskanal 17, 18, 19 ein, wobei sie zweckmäßigerweise mit Abstand vor dem Erreichen des Messkanals 5 enden.
Jeder Rohrstutzen 47 ist von einer bevorzugt ringförmigen Dichtung 48 umschlossen, beispielsweise ein sogenannter O-Ring, der in einer an die Montagefläche 22 angrenzenden Erweiterung des jeweiligen Druckabgriffskanals 17, 18, 19 aufgenommen ist. Die Dichtung 48 dichtet jeweils gegenüber dem Außenumfang des zugehörigen Rohrstutzens 47 und dem Hauptkörper 4 ab. Dadurch ergibt sich eine fluiddichte Verbindung zwischen dem Messkanal 5 und dem jeweiligen Drucksensor 35, 36.
Die elektrische Schnittstelle 38 enthält beim Ausführungsbeispiel zwei Spannungsversorgungseingänge 49a, 49b, über die die elektronischen Komponenten des Auswertemoduls 3 mit der erforderlichen elektrischen Betriebsenergie versorgt werden. Es handelt sich um einen Pluspol und einen Minuspol, wobei auf den Minuspol auch verzichtet werden kann, wenn auf andere Weise eine Massezuleitung erfolgen kann, beispielsweise über das Gehäuse 28. Beim Ausführungsbeispiel besteht das Gehäuse 28 aus Kunststoffmaterial, sodass auf eine zweipolige Spannungsversorgung zurückgegriffen wird.
Zusätzlich besitzt die einzige vorhandene elektrische Schnittstelle 38 einen elektrischen Relativdruck-Signalausgang 53 sowie einen diesbezüglich gesonderten elektrischen Durchfluss-Signalausgang 54.
Beide Signalausgänge 53, 54 sind beim Ausführungsbeispiel an die Auswerteelektronik 24 angeschlossen, die des Weiteren sowohl mit dem Differenzdrucksensor 36 als auch dem Relativdrucksensor 35 elektrisch verbunden ist. Die Auswerteelektronik verarbeitet die von den Sensoren 35, 36 ermittelten Druckwerte dahingehend, dass sowohl der Relativdruck als auch der Durchfluss in Form analoger elektrischer Signale an den Signalausgängen 53, 53 abgegriffen werden kann.
Alternativ kann die Auswerteelektronik 24 auch so ausgebildet sein, dass das Relativdrucksignal und/oder das Durchflusssignal als digitales Signal ausgegeben werden, insbesondere in binärer Form. Die Art der Ausgabe hängt von der Auslegung der verwendeten Auswerteelektronik ab.
Es wäre denkbar, eine Auswerteelektronik zu verwenden, die gleichzeitig sowohl analoge als auch digitale Ausgangssignale liefert, die dann an gesonderten Ausgängen der elektrischen Schnittstelle 38 abgegriffen werden können oder die, in Verbindung mit einer entsprechenden Umschaltmöglichkeit der Auswerteelektronik 24, alternativ ausgegeben werden können.
Insbesondere in Verbindung mit einer digitalen Signalausgabe kann die Auswerteelektronik 24 teachbar ausgeführt sein. Dadurch besteht insbesondere die Möglichkeit, die Schaltschwellen für die Signalausgabe vorzugeben. In der Zeichnung ist strichpunktiert bei 55 eine optional vorhandene, für die entsprechende Werteeingabe nutzbare Eingabetaste 55 angedeutet.
Während bei dem Differenzdrucksensor 36 aufgrund der notwendigen Berechnungen unter Zugrundelegung des Wirkdruck-Prinzips eine Verschaltung mit der Auswerteelektronik 24 und insbesondere dem Mikroprozessor 23 notwendig ist, kann bei dem Relativdrucksensor 35 zur Ausgabe des entsprechenden Signals auch auf eine direkte Kontaktierung mit dem Relativdruck- Signalausgang 53 zurückgegriffen werden, was allerdings auch hier bevorzugt unter Verwendung elektrischer Leiter der Platine 37 geschieht.
Die lösbare Verbindung zwischen dem Auswertemodul 3 und dem Fluidmodul 2 ist beim Ausführungsbeispiel durch eine Schraubverbindung 56 realisiert. Mindestens eine Befestigungsschraube 57 stützt sich mit ihrem Kopf an der dem Fluidmodul 2 entgegengesetzten Oberseite des Auswertemoduls 3 ab und ist mit ihrem das Auswertemodul 3 durchsetzenden Gewindeschaft in eine Gewindeausnehmung 58 des Hauptkörpers 4 eingeschraubt. Die Gewindeausnehmung 58 befindet sich an der Montagefläche 22, sodass das Auswertemodul 3 an der Montagefläche 22 fest mit dem Fluidmodul 2 verspannt ist. Anstelle nur einer einzigen Befestigungsschraube 57 könnte auch auf mehrere, geeignet verteilte Befestigungsschrauben zurückgegriffen werden. Auch eine schraubenlose Verbindung wäre prinzipiell möglich, insbesondere durch lösbare Rastverbindungsmittel.
Die von außen her zugängliche elektrische Schnittstelle 38 ist beim Ausführungsbeispiel als am Gehäuse 28 des Auswertemoduls 3 angeordnete Steckverbindungseinrichtung ausgeführt. Dort lässt sich mit einem komplementären Stecker ein abgehendes elektrisches Kabel lösbar anschließen.
Alternativ könnte von dem Auswertemodul 3 auch direkt ein als elektrische Schnittstelle fungierendes elektrisches Kabel geeigneter Länge abgehen.
Beispielsweise zur Anpassung an unterschiedliche Messbereiche kann das Auswertemodul 3 durch ein äußerlich insbesondere gleich konzipiertes, hinsichtlich der Sensorik und/oder Elektronik jedoch abweichend ausgestattetes Auswertemodul 3 ersetzt werden. Die Druck- und Durchflussmessvorrichtung 1 verfügt in diesem Zusammenhang über mehrere alternativ am Fluidmodul 2 installierbare Auswertemodule 3 unterschiedlicher Ausstattung, deren Montageschnittstellen an der der Montagefläche 22 zugewandten Unterseite jedoch identisch sind. Es wäre des Weiteren möglich, im Rahmen eines Baukastens auch unterschiedlich ausgestattete Fluidmodule 2 zur Verfügung zu stellen, die sich mit unterschiedlichen der Auswertemodule 3 kombinieren lassen, Letzteres insbesondere auch in Verbindung mit unterschiedlichen Anforderungen hinsichtlich des zu erfassenden Durchflusses.

Claims

Druck- und Durchflussmessvorrichtung zur Bestimmung des Relativdruckes und, nach dem Wirkdruck-Prinzip, des Durchflusses eines durch einen Messkanal hindurchströmenden Fluides, gekennzeichnet durch – ein den Messkanal (5) aufweisendes Fluidmodul (2) und ein lösbar an eine Montagefläche (22) des Fluidmoduls (2) angesetztes, einen Relativdrucksensor (35) und einen diesbezüglich gesonderten Differenzdrucksensor (36) enthaltendes Auswertemodul (3), – wobei das Fluidmodul (2) zwei eingangsseitig und ausgangsseitig an dem Messkanal (5) angeordnete Fluidleitungs-Anschlussvorrichtungen (8) sowie drei seitlich von dem Messkanal (5) abgehende, jeweils zu der Montagefläche (22) ausmündende Druckabgriffskanäle (17, 18, 19) aufweist, – wobei ferner das Auswertemodul (3) einen dem Relativdrucksensor (35) zugeordneten ersten Druckeingang (44), einen dem Differenzdrucksensor (36) zugeordneten zweiten und dritten Druckeingang (45, 46), eine zumindest mit dem Dif ferenzdrucksensor (36) verbundene Auswerteelektronik (24) sowie eine außen angeordnete elektrische Schnittstelle (38) mit einem Relativdruck-Signalausgang (53), einem zusätzlichen Durchfluss-Signalausgang (54) und mindestens einem der Spannungsversorgung des Auswertemoduls (3) dienenden Spannungsversorgungseingang (49a, 49b) aufweist, – und wobei die Druckeingänge (44, 45, 46) so an der der Montagefläche (22) des Fluidmoduls (2) zugewandten Seite (32) des Auswertemoduls (3) platziert sind, dass sie unter Abdichtung zuordnungsrichtig mit jeweils einem der an der Montagefläche (22) des Fluidmoduls (2) ausmündenden Druckabgriffskanäle (17, 18, 19) kommunizieren.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckeingänge (44, 45, 46) an vom Auswertemodul (3) wegragenden Rohrstutzen (47) angeordnet sind, die in die Druckabgriffskanäle (17, 18, 19) des Fluidmoduls (2) eintauchen.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrstutzen (47) unmittelbar am jeweils zugeordneten Drucksensor (35, 36) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Montagefläche (22) um jede Mündung der Druckabgriffskanäle (17, 18, 19) herum eine Dichtung (48) platziert ist, die vom zugeordneten Rohrstutzen (47) unter Abdichtung durchsetzt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Auswertemodul (3) durch eine Schraubverbindung (56) am Fluidmodul (2) fixiert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Fluidleitungs-Anschlussvorrichtungen (8) an einander entgegengesetzten Stirnflächen (6, 7) des bevorzugt längliche Gestalt aufweisenden Fluidmoduls (2) platziert sind, insbesondere unter zueinander koaxialer Ausrichtung.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die elektrische Schnittstelle (38) an einer der beiden axial orientierten Stirnflächen (6, 7) des Auswertemoduls (3) befindet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Relativdruck-Signalausgang (53) und/oder dem Durchfluss-Signalausgang (54) um einen analogen Ausgang handelt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Relativdruck-Signalausgang (53) und/oder dem Durchfluss-Signalausgang (54) um einen digitalen, insbesondere einen binären Ausgang handelt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Drucksensoren (35, 36) gemeinsam von einer im Gehäuse (28) des Auswertemoduls (3) fixierten Platine (37) der Auswerteelektronik (24) getragen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteelektronik (24) einen Mikroprozessor (23) beinhaltet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Auswertemodul (3) mindestens eine mit der Auswerteelektronik (24) kooperierende Eingabetaste (55) zur Schaltschwellwerteingabe und/oder zur Eingabe sonstiger Werte aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden mit dem Differenzdrucksensor (36) kommunizierenden Druckabgriffskanäle (18, 19) an zwei in Kanal-Längsrichtung zueinander beabstandeten Kanalabschnitten (26, 27) unterschiedlichen Querschnittes in den Messkanal (5) einmünden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden mit dem Differenzdrucksensor (36) kommunizierenden Druckabgriffskanäle (18, 19) diesseits und jenseits eines im Messkanal (5) angeordneten Strömungshindernisses (25) in den Messkanal (5) einmünden.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungshindernis (25) von einer nach Art einer Venturi-Düse gestalteten Kanalkontur des Messkanals (5) gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der mit dem Relativdrucksensor (35) kommunizierende Druckabgriffskanal (17) mit Abstand stromauf der beiden anderen Druckabgriffskanäle (18, 19) in den Messkanal (5) einmündet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass im Fügebereich zwischen dem Auswertemodul (3) und dem Fluidmodul (2) eine umlaufende Dichtung (33) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, gekennzeichnet durch mehrere Auswertemodule (3) unterschiedlicher Ausstattung zur alternativen Montage an dem Fluidmodul (2).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Schnittstelle (38) als unmittelbar am Auswertemodul (3) angeordnete Steckverbindungseinrichtung oder als abgehendes elektrisches Kabel ausgeführt ist.