DE212017000144U1

DE212017000144U1 - Vorrichtung zur Befestigung eines Luftstromsensors an einer Leitung

Info

Publication number: DE212017000144U1
Application number: DE212017000144.5U
Authority: DE
Original assignee: FlaektGroup Sweden AB
Current assignee: FlaektGroup Sweden AB
Priority date: 2016-06-17
Filing date: 2017-05-09
Publication date: 2019-01-31
Anticipated expiration: 2027-05-10
Also published as: FI20165505L; EP3472527A1; WO2017216657A1

Abstract

Vorrichtung zum Messen des Luftstroms in einer Leitung (1) eines Ventilationssystems, wobei sich auf der Außenfläche der Leitung zumindest ein Befestigungspunkt (4) für einen Sensorteil (2, 3) befindet, wobei der Sensorteil die notwendigen Messsensoren umfasst, und welcher Befestigungspunkt (4) gebildet ist, im Wesentlichen im gesamten Bereich, auf dem der Sensorteil (2, 3) befestigt ist, eben zu sein, dadurch gekennzeichnet, dass Löcher (6, 7, 8) im ebenen Befestigungspunkt (4) für die Sensoren ausgebildet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen eines Luftstroms, z.B. in einer Leitung eines Ventilationssystems.
Vom Standpunkt des Betriebs eines Ventilationssystems ist es wesentlich, dass der Luftstrom in den Luftstromleitungen dem ausgebildeten entspricht. Durch Untersuchen der Richtungen und Geschwindigkeiten von Luftströmen in Ventilationsleitungen kann sichergestellt werden, dass das System auf die gewünschte Weise arbeitet. Ein Messen der Richtungen und Geschwindigkeiten des Luftstroms ermöglicht auch z.B. verschiedene manuelle oder automatische Einstellungsprozeduren, die im System auszuführen sind.
Nach dem Stand der Technik wurde Luftstrom durch die Hilfe eines Mittels gemessen, das in einer Ventilationsleitung installierbar oder installiert ist. Diese Typen von Luftstromsensoren, die in einer Leitung angeordnet sind, verursachen Druckverluste und erzeugen auch Lärm.
Nach dem Stand der Technik sind auch Strömungssensoren und Verfahren bekannt, die auf Ultraschall basieren. Typisch für einen solchen Strömungssensor nach dem Stand der Technik ist ein Volumenströmungsratenmesser, der auf einem Messen der Durchschnittsströmungsgeschwindigkeit basiert und dessen Betrieb auf einem Messen des Unterschieds in einer Übergangszeit zwischen einem Ultraschallsignal, das stromabwärts und stromaufwärts gesendet wird, basiert. Nach dem Stand der Technik sind auch sogenannte Hybridströmungsmesser offenbart, die nach beiden, dem Übergangszeitprinzip und dem Dopplerprinzip, arbeiten.
Ein Problem bei Systemen nach dem Stand der Technik ist die Auswirkung verschiedener Störquellen, wie etwa Biegungen, T-Abzweigungen und Adapteranschlussstücken, auf die Messgenauigkeit. Störquellen verursachen Änderungen im Verhalten eines Luftstroms nahe der Störquelle, und in Systemen nach dem Stand der Technik muss daher ein gewisser Abstand zur Störquelle beibehalten werden, damit das Messergebnis der korrekten Strömungsgeschwindigkeit und -richtung des Luftstroms entspricht.
Ein bekanntes Luftstrommesssystem, das Ultraschalltechnologie verwendet, ist in der Patentschrift US 2015/0081232 A1 offenbart.
Gebrauchsmuster FI 10752 stellt eine Messvorrichtung dar, die auf der Verwendung von Ultraschalltechnologie basiert, wobei eine Messung auf der Biegung eines Schallstrahls basiert, der rechtwinklig zur Strömungsrichtung als eine Funktion von Strömungsgeschwindigkeit gesendet wird. Die Vorrichtung sendet ein Ultraschallsignal, das durch zumindest zwei Ultraschallempfänger empfangen wird. Die Steuereinheit, die in der Vorrichtung enthalten ist, ist angepasst, den Phasenunterschied der empfangenen Ultraschallsignale zu messen. Basierend darauf werden die Strömungsgeschwindigkeit und/oder Strömungsrichtung von Luft in der Ventilationsleitung bestimmt.
Die vorliegende Erfindung nutzt die Ultraschallphasenunterschiedsmessung, auf der das Gebrauchsmuster FI 10752 basiert. Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist, Änderungen im Strömungsmessungsergebnis zu minimieren, die durch die Störquellen der Vorrichtung verursacht sind.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass Löcher in einem ebenen Befestigungspunkt für die Sensoren ausgebildet sind.
Bevorzugte Ausführungsformen der Vorrichtung gemäß der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 6 definiert.
Einige der Vorteile der Erfindung, die, interalia, erwähnt werden können, sind, dass die Sensoren so nahe wie möglich an der Oberfläche des Strömungskanals angeordnet werden können, die Struktur stützend ist und die Dichtungsfläche gut ist, wodurch durch die Geometrie verursachte Fehler eliminiert werden können.
Im Folgenden wird die Erfindung mit Hilfe einiger Beispiele ihrer bevorzugten Ausführungsformen in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei

1 eine Leitung eines Ventilationssystems darstellt, an dem Leitungssensoren befestigt wurden.
2 dasselbe wie 1, aber ohne die Sensoren, darstellt.
3 einen Querschnitt der Leitung darstellt.
4 eine Vergrößerung des Details C von 3 darstellt.
5 einen Abschnitt der Leitung darstellt, in dem die Befestigungspunkte für Sensoren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erkennbar sind.

1 stellt eine Ventilationssystemleitung 1, oder einen Teil davon, mit runder Querschnittsform dar, an die die Sensorteile 2 und 3 befestigt sind. Hier ist eine runde Leitung nur ein Beispiel. Die Form der Leitung kann jede andere Form sein. Die Sensorteile 2 und 3 (oder Sensorabdeckungen) sind gegenüber voneinander an verschiedenen Seiten der Leitung 1 angeordnet. Die Richtung des Luftstroms ist mit einem Pfeil V markiert. Da die Messung von Luftstrom ein Verfahren basierend auf einem Phasenunterschied nutzt, befindet sich in einem Sensorteil 2 ein Sender und im anderen Sensorteil 3 befinden sich zwei Empfänger, die mit Abstand zueinander in der Längsrichtung der Leitung angeordnet sind. Obwohl ein Sensorteil 2 nur einen Sender hat und der andere Sensorteil zwei Empfänger mit Abstand zueinander in der Längsrichtung der Leitung hat, sind die Sensorteile (Sensorabdeckungen) jeweils gleich groß. Andererseits verhindert nichts die Gestaltung von zwei separaten Sensorteilen an der Empfangsseite, wobei sich in jedem der Sensorteile ein Empfänger befindet.
Eine Messung eines Luftstroms basierend auf einem Phasenunterschied ist daher im finnischen Gebrauchsmuster FI 10752 beschrieben.
2 stellt denselben Teil einer Leitung 1 ohne die Sensorteile 2 und 3 dar. Der Befestigungspunkt 4 des Sensorteils kann daher nun erkannt werden. Er ist eben gebildet, sodass der Sensorteil 2, 3 fest in Position bleibt. Die ebene Oberfläche verläuft längs zum Rohr und ist bevorzugt mit einem Formungswerkzeug (nicht in den Zeichnungen dargestellt) durch Formen auf der Oberfläche des Rohrs oder durch Hinzufügen eines Zwischenstücks gebildet. In der Ausführungsform von 2 gibt es zwei Werkzeuglöcher 5 für das Formungswerkzeug im Befestigungspunkt 4 des Sensorteils, wodurch die Form immer am selben Punkt erzielt wird. Die Zahl und Position der Werkzeuglöcher 5 kann selbstverständlich variieren. Zum Beispiel gibt es in der Ausführungsform von 5 vier Werkzeuglöcher 5 in einem Befestigungspunkt. Darüber hinaus ist im Fixierungspunkt 4 ein Loch 6 für den Sendersensor.
In der Ausführungsform von 5 ist erkennbar, dass es auf der Senderseite ein größeres Loch 6 für den Übertragungssensor wie auch vier kleinere Werkzeuglöeher 5 gibt, während es auf der Empfängerseite zwei Löcher 7 für den Empfänger und ein Loch 8 für einen Temperatursensor gibt.
Der Sensorteil 2 und 3 können fest am ebenen Befestigungspunkt der Leitung 1 mittels z.B. Klebeband oder einer anderen Klebefläche befestigt werden. Auf diesem Wege wird eine luftdichte Befestigung erzielt, die vom Standpunkt der Betriebszuverlässigkeit wichtig ist. Die Leiterplatte im Sensorteil fungiert als ein luftdichtes Element für die darauf installierten Komponenten. Ebenso bleiben die Installationsöffnung/- öffnungen im Befestigungspunkt luftdicht, wenn eine Leiterplatte fest darauf installiert ist. Wenn die Leiterplatte direkt an der Oberfläche der Leitung angebracht ist, wird Wärme, die sich möglicherweise in der Leiterplatte bilden kann, in die Leitung geleitet, was die Regulierung der Temperaturgradienten unterstützt. Es wird auch eine Stützstruktur erhalten, wobei in diesem Fall die Messgeometrie nicht so empfindlich für mechanische Belastung ist.
Sensoren/Mikrofon sind beim Punkt der Löcher 6, 7, 8 im Wesentlichen auf der Ebene der Innenfläche der Leitung 1 installiert. Falls die Sensoren/Mikrofone zu weit außerhalb oder innerhalb in Bezug zur Oberfläche des Rohrs sind, verursacht dies Wirbel und/oder Echos und/oder Resonanzen, die eine Messung stören.
Ein übermäßiger Anstieg in der Temperatur einer Leiterplatte, die im Sensorteil 2, 3 umfasst ist, kann durch gleichmäßiges Verteilen von wärmeerzeugenden Komponenten auf der Leiterplatte oder durch Anlegen wärmeerzeugender Komponenten auf deren eigener Leiterplatte vermieden werden. Falls sich die Leiterplatte übermäßig erwärmt, leidet die Messgenauigkeit, da sich die Positionen von Komponenten aufgrund einer Wärmeausdehnung leicht verändern können.
Für den Fachmann auf dem Gebiet ist offensichtlich, dass die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen begrenzt ist, sondern innerhalb des Umfangs der unten dargebrachten Ansprüche variiert werden kann. Die Schutzabdeckung kann von der Leiterplatte getrennt sein. Dadurch wird eine besser stützende und robustere Lösung erzielt, als wenn die Abdeckung an der Leiterplatte angebracht ist.
Die charakteristischen Merkmale, die möglicherweise in der Beschreibung in Verbindung mit anderen charakteristischen Merkmalen präsentiert sind, können auch, falls notwendig, separat voneinander verwendet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2015/0081232 A1 [0006]

Claims

Vorrichtung zum Messen des Luftstroms in einer Leitung (1) eines Ventilationssystems, wobei sich auf der Außenfläche der Leitung zumindest ein Befestigungspunkt (4) für einen Sensorteil (2, 3) befindet, wobei der Sensorteil die notwendigen Messsensoren umfasst, und welcher Befestigungspunkt (4) gebildet ist, im Wesentlichen im gesamten Bereich, auf dem der Sensorteil (2, 3) befestigt ist, eben zu sein, dadurch gekennzeichnet, dass Löcher (6, 7, 8) im ebenen Befestigungspunkt (4) für die Sensoren ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Löcher (5) im ebenen Befestigungspunkt (4) für das Formungswerkzeug ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorteil (2, 3) mit Klebeband befestigt ist oder an den Befestigungspunkt (4) geklebt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren im Sensorteil (2, 3) über die Löcher (6, 7, 8) im Befestigungspunkt (4) installiert sind, im Wesentlichen auf der Ebene der Innenfläche der Leitung.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Sensorteil (2) ein Übertragungssensor ein Signal sendet und im Empfangssensorteil (3) zwei Sensoren ein Signal mit Abstand zueinander in der Längsrichtung der Leitung (1) empfangen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte im Sensorteil zu einem luftdichten Element für die darauf installierten Komponenten ausgebildet ist.