DE3147530A1

DE3147530A1 - Durchflusssensor

Info

Publication number: DE3147530A1
Application number: DE19813147530
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dipl.-Phys. 8022 Grünwald Kuny
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-12-01
Filing date: 1981-12-01
Publication date: 1983-06-09

Description

Durchflußsensor
Die Erfindung betrifft einen Durchflußsensor, der wenigstens aus einer auf eine Trägerfolie aufgedampften beheizbaren Widerstands schicht mit hohem Temperaturkoeffizienten besteht.
Derartige Durchflußsensoren eignen sich zur Messung von Strömungsgeschwindigkeiten in Gasen und Flüssigkeiten, und es kann mit ihrer Hilfe, wenn sie in einem Rohr mit bekanntem Querschnitt eingesetzt werden, auch die Menge des durchgeflossenen Stoffes bestimmt werden.
Zur Messung wird die Widerstands schicht auf eine Temperatur aufgeheizt, die höher als die Umgebungstemperatur ist. Durch das vorbeiströmende gasförmige bzw. flüssige Medium wird Wärme abgeführt, wodurch sich die Widerstands schicht gegenüber einer gleichartigen vom selben Heizstrom durchflossenen in einem ruhenden Medium befindlichen Widerstandsschicht abkühlt, und zwar umso mehr, je größer die Strömungsgeschwindigkeit ist.
Sinne weitere, im wesentlichen nicht aufgeheizte Widerstandsschicht dient vielfach zur Erfassung der Temperatur des strömenden Mediums. In Verbindung mit einem bekannten Querschnitt läßt sich somit in einfacher Weise die durchgeflossene Menge bestimmen.
Die bekannten Foliendurchflußsensoren bestehen im Elgemeinen aus einer hochtemperaturbeständigen und chemisch inerten Trägerfolie von ca. 50 jum Dicke, auf die durch Aufdampfen eine temperaturabhängige Widerstandsbahn, beispielsweise aus Nickel, aufgebracht ist. Um eine ausreichende mechanische Stabilität der Anordnung zu erreichen, wird die Folie auf einen ebenen Kunststoffrahmen aufkaschiert. Die praktische Erprobung derartiger Sensoren ergibt, daß bei Luftströmung Zeitkonstanten von ca. 100 ms erreicht werden können.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Durchflußsensor anzugeben, der eine kürzere Ansprechzeit bei guter mechanischer Stabilität und einem ausreichenden Schutz gegen chemische oder mechanische Angriffe aufweist.
Diese Aufgabe wird bei einem Durchflußsensor der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Trägerfolie auf einen strömungsgünstig profilierten Trägerkörper aufkaschiert ist.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung befindet sich wenigstens eine Widerstandsschicht im Bereich der Anströmkante.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Trägerkörper im Bereich der Widerstandsschicht (en) Aussparungen aufweist. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Widerstandsbahn auf der Außenseite der Trägerfolie angeordnet ist und mit einer Abdeckung aus einer dünnen Lackschicht oder einer Deckfolie versehen ist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausfukrrungsform ist die Widerstandsbahn auf der Innenseite der Trägerfolie angeordnet.
Besonders vorteilhafte Ansprechzeiten werden erreicht, wenn die Trägerfolie eine Dicke von ca. 10 jum besitzt.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Durchflußsensors werden anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
In der dazugehörenden Zeichnung zeigen: Fig. 1 die Ansicht eines Durchflußsensors und Fig. 2 ein teilweises Schnittbild des Sensors gemäß Fig. 1.
In der Fig. 1 ist ein Durchflußsensor 1 dargestellt, bei dem auf einer Trägerfolie 2 eine Widerstandsbahn 3 aufgedampft ist. Die Widerstandsbahn 3 ist mit Zuleitungen 4 versehen.
Die Trägerfolie 2 ist auf einen Trägerkörper 5 aufkaschiert, der im Bereich der Anströmkante 6 strömungsgünstig profiliert ist. Die Strömungsrichtung nach Anordnung des Sensorelements 3 ist durch den Pfeil 7 bezeichnet.
Die Folie 2 weist eine Dicke von ca. 10 /um auf, wobei die Ansprechgeschwindigkeit des Durchflußsensors 1 durch das Verhältnis 1/(d) 1/2 ausgedrückt werden kann (d = Dicke der Folie 2). Durch die Anordnung des:-Sensorelements 3 im Bereich der Anströmkante 6 ist gewährleistet, daß der Wärmeaustausch im Bereich der Anströmkante im Verhältnis 1/(s) 1/2 günstiger ist als im Abstand s von dieser.
In der Fig. 2 ist ein teilweiser Schnitt längs der Ebene II - II der Fig. 1 dargestellt. Darin ist zu erkennen, daß die Trägerfolie 2 auf den beispielsweise stromlinienförmig profilierten Trägerkörper 5 aufkaschiert ist. Der Trägerkörper 5 besitzt im Bereich der Anströmkante 6 eine Aussparung 8 innerhalb in der die Widerstandsbahn 3 auf der Innenseite der Trägerfolie 2 angeordnet ist. Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, daß der Durchflußsensor eine besonders kurze Ansprechzeit besitzt und gleichzeitig die erforderliche mechanische Stabilität aufweist, und daß er ferner einen guten Schutz gegen chemische oder mechanische Angriffe besitzt, da die Widerstandsschicht 3 durch die Trägerfolie 2 geschützt ist.
6 Patentansprüche 2 Figuren L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche Durchflußsensor (1), der aus wenigstens einer auf eine Trägerfolie (2) aufgedampften beheizbaren Widerstandsschicht (3) mit hohem Temperaturkoeffizienten besteht, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Trägerfolie (2) auf einen strömungsgünstig profilierten Trägerkörper (5) aufkaschiert ist.
2. Durchflußsensor nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß sich wenigstens eine Widerstandsschicht (3) im Bereich der Anströmkante befindet.
3. Durchflußsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Trägerkörper (5) im Bereich der Widerstandsschicht (en) Aussparungen (8) aufweist.
4. Durchflußsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Widerstandsschicht (3) auf der Außenseite der Trägerfolie (3) angeordnet ist und mit einer Abdeckung aus einer dünnen Lackschicht oder einer Deckfolie versehen ist.
5. Durchflußsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Widerstandsschicht (3) auf der Innenseite der Trägerfolie (2) angeordnet ist.
6. Durchflußsensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Trägerfolie (2) eine Dicke von ca. 10 /um besitzt.