DE69100320T2

DE69100320T2 - Massen-Strömungssensor mit breitem dynamischen Bereich.

Info

Publication number: DE69100320T2
Application number: DE91102040T
Authority: DE
Inventors: Mahmoud F Abdel-Rahman
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: Agilent Technologies Inc
Priority date: 1990-04-23
Filing date: 1991-02-13
Publication date: 1994-02-17
Anticipated expiration: 2011-02-14
Also published as: EP0453720A3; US5035138A; EP0453720A2; EP0453720B1; JPH04230806A; DE69100320D1

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Massenströmungssensoren und insbesondere auf Verfahren und Vorrichtungen zum Maximieren des Dynamikbereiches von Massenströmungssensoren.

Hintergrund der Erfindung

In der analytischen Chemie wurden Flüssigchromatographietechniken und Gaschromatographietechniken sowie Chromatographietechniken für überkritische Fluide wichtige Werkezeuge bei der Identifikation chemischer Probenkomponenten. Das grundlegende Prinzip, das sämtlichen Chromatographietechniken zugrundeliegt, ist die Trennung der chemischen Probenmischung in einzelne Komponenten durch Befördern des Gemisches in einem sich bewegenden Fluid durch ein poröses Rückhaltemedium. Das sich bewegende Fluid wird als mobile Phase und das Rückhaltemedium als stationäre Phase bezeichnet. Allgemein erfordern derartige Techniken, daß die analysierende Person die Massenströmung der mobilen Phase überwacht und/oder steuert. Eine derartige Überwachungsoperation oder Steueroperation geht typischerweise mit der Messung der Massenströmung eines speziellen Fluides in dem chromatographischen System einher. Aus diesem Grunde wurden verschiedene Massenströmungserfassungsgeräte entwickelt.
Ein Typ eines Massenströmungssensors, der zur Verwendung mit Tylan-Massenströmungsmeßgeräten entwickelt worden ist, umfaßt angeblich zwei geheizte Widerstandsthermometer, die an einer kleinen Edelstahlsensorröhre in beabstandeter Beziehung zueinander befestigt sind. Es wurde ausgeführt, daß bei einer Gasströmung durch die Röhre Wärme durch das sich bewegende Fluid zu dem strömungsmäßig hinteren Thermometer übertragen wird, wodurch ein Signal proportional zu der Gasströmung erzeugt wird. Jedes Widerstandsthermometer bildet einen Teil einer Brücken- und Verstärker-Schaltung, die ein Gleichstromsignal zwischen 0 und 5 Volt proportional zu der Gasströmung erzeugt. Diesbezüglich wird auf den Werbeprospekt für Tylan-Massenströmungsmeßgeräte, Seite 1, verwiesen.
Ein ähnlicher Typ eines Massenströmungssensors ist in der Begleitliteratur zu dem Brooks-Massenströmungsmeßgerät von der Firma Brooks Instrument Division, Emerson Electric Company, 1981, beschrieben. Die Betriebsweise dieses Massenströmungssensors wird derart angegeben, daß anfänglich eine gesteuerte Wärme auf den Mittenpunkt einer die Strömung führenden Sensorröhre gerichtet wird. Widerstandstemperaturmeßsensoren sind angeblich mit gleichmäßig beabstandeten Punkten strömungsmäßig vor und hinter dem Heizgerät angeordnet. Wenn Gas durch die Sensorröhre fließt, so wird angeblich Wärme durch die Gasströmung von dem strömungsmäßig oberen Sensor zu dem strömungsmäßig hinteren Sensor befördert. Eine sich erhöhende Temperaturdifferenz, die sich über diese beiden Sensoren entwickelt, sei proportional zu der Menge der Gasströmung durch den Sensor. Es wird angegeben, daß die Temperaturdifferenz durch eine Brückenschaltung ausgewertet wird und daß ein Verstärker eine ausgangsseitige Gleichspannung zwischen 0 und 5 Volt als eine Anzeige und/oder Steuerung liefert. Weitere Geräte dieses Types sind beschrieben in Gallant, J., Thermal Mass-Flow Transducers, Sensors Offer Fast Response Times, Electronic Design News, 25. Mai 1989, Seiten 55 bis 68.
Das Problem bei den oben beschriebenen Sensoren liegt in ihrem begrenzten Dynamikbereich. Typische Sensoren haben einen nominalen Bereich der Strömungsrate, so daß beispielsweise ein Sensor einen Nennbereich zwischen 0 und 100 mL pro Minute haben kann, während beispielsweise ein anderer Sensor einen Nennbereich zwischen 0 und 10 mL pro Minute haben kann. Der Grund für diese Klassifizierung des Nennbereiches liegt darin, daß derartige vorgenannte Sensoren einer Sättigung unterworfen sind. Die Sättigung tritt auf, wenn die Fluidströmung durch den Massenflußsensor derart ist, daß die Wärmeaustauschzeitkonstante zwischen dem Sensor und dem Fluid überschritten wird. Mit anderen Worten wird, wenn sich das Fluid schneller und schneller durch den Sensor bewegt, ein Punkt erreicht, bei dem weniger anstatt mehr differentielle Wärme zu den strömungsmäßig hinteren und vorderen Temperatursensoren übertragen wird. Dies führt zu einer Verminderung der Temperaturdifferenz zwischen diesen Sensoren. Während eine derartige Abnahme der differentiellen Temperatur typischerweise eine Abnahme der Massenströmung anzeigt, handelt es sich tatsächlich um einen Anstieg der Massenströmung.
Demzufolge besteht ein Bedarf an einem Massenströmungssensor mit einem breiten Dynamikbereich, so daß ein einziger Sensor für vielfältige Anwendungen verglichen mit den vorab bezeichneten Sensoren für spezielle Anwendungen von Massenströmungsbereichen verwendet werden kann.
Die vorliegende Erfindung löst diese Probleme der Vergangenheit und schafft einen Massenströmungssensor mit einem breiten Betriebsdynamikbereich teilweise durch Schaffung eines Sensorelementes, welches gemäß einem Ausführungsbeispiel gesteuert wird, so daß ein konstanter durchschnittlicher Widerstandswert aufrechterhalten wird, während sich die Temperatur und der Widerstandswert über das Sensorelement ändern. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Differenz des Widerstandswertes zwischen der ersten und zweiten Hälfte des Sensorelementes ein Maß der Massenströmung.
Es sei angemerkt, daß das US-Patent Nr. 4,449,401, Kaiser et al., die Verwendung eines erwärmten Sensors 108 offenbart. Es sei angemerkt, daß der Strom durch diesen Sensor zur Aufrechterhaltung der Temperatur eingestellt wird, so daß der Widerstandswert an einem einzigen Ort innerhalb der Massenströmung konstant ist. Angeblich ist der benötigte Strom zur Aufrechterhaltung eines konstanten Widerstandswertes in einer direkten Beziehung zu der Massenströmung. Um eine Massenströmung zu ermitteln, wird ein angepaßter Sensor zur Ermittlung der Umgebungstemperatur benötigt. Die Unterschiede zwischen diesem Gerät gemäß Kaiser et al. und der vorliegenden Erfindung werden aufgrund der nachfolgenden Beschreibung offenkundig.

Überblick über die Erfindung

Die Vorteile der Erfindung werden bei einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Erfassen der Massenströmung eines Fluides und zum Erzeugen eines Ausgangssignales, welches die erfaßte Massenströmung darstellt, erzielt, wobei diese gemäß der Darstellung eine Leitung aus elektrischem Widerstandsmaterial, eine an einen ersten Punkt der Leitung angeschlossene Spannungsguelle zum Liefern einer Spannung an den ersten Punkt in Reaktion auf ein Steuersignal, einen Differentialverstärker, dessen Ausgangssignal die Differenz der Spannung zwischen einem zweiten Punkt auf der Leitung und einem dritten Punkt auf der Leitung darstellt, und eine Steuerung zum Erzeugen eines Steuersignales derart, daß die zu dem ersten Punkt gelieferte Spannung in bezug auf die Fluidströmung durch die Leitung geregelt wird, umfaßt. Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Widerstandsmaterial Nickel-52. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel erzeugt die Steuerung das Steuersignal derart, daß die an den ersten Punkt angelegte Spannung geregelt wird, um den Widerstandswert des Widerstandsmateriales auf einem vorbestimmten Wert aufrecht zu erhalten. In einem Ausführungsbeispiel ist der gewünschte Wert ein konstanter Wert. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel erzeugt die Steuerung das Steuersignal derart, daß die an dem ersten Punkt angelegte Spannung bei einem gewünschten Wert aufrecht erhalten wird. Bei diesem letzten Ausführungsbeispiel ist es bevorzugt, das Ausgangssignal zu kompensieren, um der Kühlung der Leitung Rechnung zu tragen, wenn das Fluid durch die Leitung hindurchfließt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die vorliegende Erfindung wird genauer verstanden werden und deren verschiedene Zielsetzungen und Vorteile werden offenkundig durch Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit den folgenden Zeichnungen. Es zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Diagramm eines Ausführungsbeispiels des Massenströmungssensors gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine perspektivische Schnittdarstellung längs der Linie 2-2 gemäß Fig. 1;
Fig. 3 ein schematisches Diagramm eines abweichenden Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 4 eine abweichende Ausführungsform der in Fig. 2 gezeigten Schnittdarstellung.

Detaillierte Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels

Ein neuer und neuartiger Massenströmungssensor ist in Fig. 1 gezeigt und in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Der Sensor 10 erfaßt die Massenströmung eines Fluids durch die Leitung 12 und erzeugt ein Ausgangssignal, welches eine derartige Massenströmung darstellt. Die Leitung 12 ist aus einem Widerstandsmaterial hergestellt und ist, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, im allgemeinen zylindrisch geformt. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht die Leitung 12 aus carpenter Glass Sealing "52" (Carpenter Glass-Dichtung "52") (Nickel-52), wobei dieses Material von der Firma Carpenter Technology Corporation verkauft wird. Nickel-52 ist eine 50,50 %-ige Nickel-Eisen-Legierung und enthält angeblich 0,01 % Kohlenstoff, 0,3 % Mangan, 0,2 % Silizium, 50,50 % Nickel und den Rest Eisen. Nickel-52 ist bevorzugt aufgrund seines hohen elektrischen Widerstandswertes (430 Mikroohm-mm) sowie aufgrund seines hohen Temperaturkoeffizientens des Widerstandswertes (0,0029 pro Grad C).
Eine Spannungsquelle, die aus einem Transistor 14 und einem Widerstand 16 besteht, liefert eine Spannung an einen ersten Punkt 18 auf der Leitung 12 in Reaktion auf ein Steuersignal. Wenn eine Spannung an den Punkt 18 angelegt wird, erscheint die Spannung gleichfalls an einem zweiten Punkt 20 und an einem dritten Punkt 22 auf der Leitung 12. Ein Differentialverstärker 24 ist geschaltet, um die Spannungsdifferenz zwischen den Punkten 20 und 22 zu ermitteln und um ein Ausgangssignal (Vaus) zu erzeugen. Wenn kein Fluid durch die Leitung 12 fließt und wenn angenommen wird, daß eine relative Gleichförmigkeit des Widerstandswertes innerhalb der Leitung 12 vorliegt, so ergeben sich identische Spannungen an den Punkten 20 und 22. Da die Spannungen virtuell identisch sind, wird das Ausgangssignal des Differentialverstärkers 24 0 sein, wodurch angezeigt wird, daß keine Massenströmung vorliegt.
Eine Steuerung 26 umfaßt gemäß der Darstellung einen Differentialverstärker 28, einen Widerstand 30 und einen Transistor 32. Der negative Eingang des Differentialverstärkers 28 ist eine Spannung, die sich aus der Spannungsteileranordnung mit den Widerständen 34 und 36 ergibt. Auf diese Weise wird die an den negativen Eingang des Differentialverstärkers 28 angelegte Spannung proportional zu der Spannung, die von der Spannungsquelle, d.h. dem Transistor 14, geliefert wird, erzeugt. Der positive Eingang des Differentialverstärkers 28 ist mit dem Punkt 18 auf der Leitung 12 verbunden. Der Ausgang des Differentialverstärkers 28 liefert eine größere oder geringere Vorspannung an die Basis des Transistors 32, welcher seinerseits mehr oder weniger Vorspannung durch den Widerstand 38 an die Basis des Transistors 14 liefert. Mit anderen Worten steuert das Ausgangssignal des Differentialverstärkers 28 die durch den Transistor 14 gelieferte Spannung an den Punkt 18. Wie man erkennt, wird eine derartige Spannung in Beziehung zu der Fluidströmung durch die Leitung 12 gesteuert.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, existiert der Punkt 18 an dem Mittenpunkt der Leitung 12 und liegt zwischen den Punkten 20 und 22. Wie man aus der Fig. 1 erkennt, sind die Punkte 20 und 22 von dem Punkt 18 gleich weit beabstandet.
Während des Betriebes erzeugt die Steuerung 26 das Steuersignal für die Regelung der Spannung, die durch den Transistor 14 an den Punkt 18 übertragen wird, um den mittleren Widerstandswert der Leitung 12 an einem gewünschten Wert zu halten. Man wird sich erinnern, daß bei Änderung der Temperatur der Leitung 12 deren Widerstandswert sich ändert. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel wird der mittlere Widerstandswert der Leitung 12 auf einem konstanten Wert gehalten. Dieses Ergebnis wird durch Regelung der Spannung, die an den Punkt 18 angelegt wird, erzielt. Das positive Eingangssignal des Differentialverstärkers 28 ist eine Spannung, die sich aus der Spannungsteileranordnung des Widerstandes 16 und des Widerstandswertes der Leitung 12 zwischen dem Punkt 18 und Masse ergibt. Die Abschnitte der Leitung 12 zwischen dem Punkt 18 und Masse, welche die Punkte 20 und 22 beinhalten, werden nachfolgend als Einlaßhälfte "A" sowie als Einlaßhälfte "B" bezeichnet.
Wenn der durchschnittliche Widerstandswert der Leitung 12 abnimmt, nimmt die Spannung an dem Punkt 18, d.h. die Spannung, die an den positiven Eingang des Differentialverstärkers 28 angelegt wird, gleichfalls ab. Durch Erfassen einer Differenz der Spannung zwischen dessen Eingängen liefert der Differentialverstärker 28 ein Ausgangssignal, welches weiterhin die Basis des Transistors 32 vorspannt, welcher seinerseits die Basis des Transistors 14 vorspannt. Die sich ergebende Erhöhung der Vorspannung der Basis des Transistors 14 führt zu einer größeren Spannung, die durch den Transistor 14 und zu dem Teilernetzwerk übertragen wird, welches aus dem Widerstand 16 und dem mittleren Widerstand der Leitung 12 besteht.
Je mehr Spannung an den punkt 18 angelegt wird, desto mehr steigt der Strom durch die Leitung 12, welcher zu einer Erwärmung der Leitung 12 führt. Der Anstieg der Temperatur in der Leitung 12 führt gleichfallS zu einem Anstieg des durchschnittlichen Widerstandswertes der Leitung 12, wodurch wiederum ein Anstieg der an den positiven Eingang des Differentialverstärkers 28 angelegten Spannung bewirkt wird. Ein derartiger Spannungsanstieg hält an, bis die Spannungsdifferenz an den Eingängen des Differentialverstärkers 28 sich an 0 annähert.
Es sei angemerkt, daß bei ansteigender Spannung an dem Punkt 18 die an den Widerstand 34 angelegte Spannung gleichfalls ansteigt. Dementsprechend wird die Änderung des durchschnittlichen Widerstandes der Leitung 12 der Primärfaktor, welcher eine Änderung der Differenz der Spannungen bewirkt, die an die Eingänge des Differentialverstärkers 28 angelegt werden.
Mit Anstieg der Fluidströmung durch die Leitung 12 steigt die Differenzspannung zwischen den Punkten 20 und 22 gleichfalls an. Da jedoch die an den Punkt 18 angelegte Spannung dazu dient, den Durchschnittswiderstand der Leitung 12 relativ konstant zu halten, tritt über einen ziemlich weiten Dynamikbereich des Betriebes keine Sättigung auf. Es wurde herausgefunden, daß der in Fig. 1 gezeigte Sensor wenigstens bis zu 5000 mL pro Minute verwendet werden kann.
Ein abweichendes Ausführungsbeispiel des in Fig. 1 gezeigten Sensors ist in Fig. 3 dargestellt. Dieses abweichende Ausführungsbeispiel, das in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 40 bezeichnet ist, unterscheidet sich von dem Sensor 10 dahingehend, daß anstelle der Veränderung der an den Punkt 18 angelegten Spannung zum Aufrechterhalten des durchschnittlichen Widerstandswertes der Leitung 12 auf einen konstanten Wert, die Spannung an den Punkt 18 konstant gehalten wird. Da der durchschnittliche Widerstandswert der Leitung 12 sich nunmehr ändern darf, wird diese Charakteristik durch eine Kompensationsschaltung 42 kompensiert.
Bevor die Kompensationsschaltung 42 beschrieben wird, sei angemerkt, daß die Spannung an dem Punkt 18 auf einem konstanten Wert gehalten wird, indem der negative Eingang des Differentialverstärkers 28 mit einer Bezugsspannung (Vbez) verbunden wird. Es sei angemerkt, daß das Ausgangssignal des Differentialverstärkers 28 zum Vorspannen des Transistors 32 und damit der Basis des Transistors 14 dient, bis sich die an den positiven Eingang des Differentialverstärkers 28 angelegte Spannung an Vbez annähert oder diesem Wert gleicht.
Wie bereits erläutert wurde, berücksichtigt die Kompensationsschaltung 42 die Kühlung, d.h. die Änderung des mittleren Widerstandswertes der Leitung 12, wenn diese von dem Fluid durchflossen wird. Die Kompensationsschaltung 42 umfaßt einen Stromerfassungswiderstand 44, der den Stromfluß zu dem Punkt 18 erfaßt. Ein den Stromfluß durch den Widerstand 44 darstellendes Signal wird durch einen Verstärker 46 erzeugt. Ein analoger Multiplizierer 48 multipliziert das erfaßte Stromsignal mit dem Ausgangssignal des Differentialverstärkers 24. Das Ausgangssignal (Vaus) des analogen Multiplizierers 48 ist proportional zu der Masseströmung des Fluids durch die Leitung 12.
Nunmehr sei die Betriebsweise des in Fig. 3 gezeigten Sensors betrachtet. Wenn das Fluid durch die Leitung 12 fließt, nimmt der mittlere Widerstandswert der Leitung 12 ab. Wenn der mittlere Widerstandswert abnimmt, nimmt gleichfalls die Spannung an dem Punkt 18, d.h. zwischen dem Punkt 18 und Masse, ab, was zu einer Differenz der Spannung zwischen den Eingängen des Differentialverstärkers 28 führt. Der Ausgang des Differentialverstärkers 28 in einer derartigen Situation liefert eine größere Vorspannung an die Basis des Transistors 32 und damit an die Basis des Transistors 14. Die Erhöhung der Vorspannung der Basis des Transistors 14 führt zu dem Anlegen einer größeren Spannung an den Punkt 18, d.h., daß die Spannung an dem Punkt 18 trotz Abnahme des mittleren Widerstandswertes im wesentlichen konstant bleibt. Wenn die Vorspannung an der Basis des Transistors 14 ansteigt, um die Spannung an dem Punkt 18 im wesentlichen konstant zu halten, steigt der Strom durch den Widerstand 44 gleichfalls an. Wenn der Strom durch den Widerstand 44 ansteigt, steigt die durch den Multiplizierer 48 angelegte Kompensationsgröße gleichfalls an. Daher steigt das Ausgangssignal des Multiplizierers 48 proportional zu dem Anstieg der Masseströmung des Fluides durch den Kanal 12 an, wodurch eine Ausgangssignalsättigung vermieden wird.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches in Fig. 4 gezeigt ist, ist die Leitung 12 abgeflacht und mit dem Bezugszeichen 50 bezeichnet. Es wurde herausgefunden, daß eine abgeflachte Leitung 50 einen Anstieg des Dynamikbereiches des Sensors bewirkt, d.h., daß ein Anstieg des Punktes, an dem die Sättigung auftritt, bewirkt wird. Es wurde herausgefunden, daß der Dynamikbereich gegen über bekannten Geräten bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 um das sechsfache bis siebenfache erhöht ist, ohne daß eine Kompensationsschaltung 42 benötigt würde. Die Wirkung der abgeflachten Leitung 50 bei Verwendung in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel oder in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 mit der Kompensationsschaltung 42 liegt in einer erheblichen Ausweitung des linearen Teiles des Dynamikbereiches. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt der Innendurchmesser der Leitung 12 ungefähr 0,016 Inch (1 Inch = 2,54 cm). Bei Abflachung zu einer in Fig. 4 gezeigten Gestalt ist es bevorzugt, daß der innere Abstand der Leitung 50 ungefähr 0,002 Inch beträgt. Es sei angemerkt, daß mit abnehmender Dicke der Röhre 50 der Punkt, bei dem diese Dickung auftritt, erhöht wird.
Gleichfalls sei angemerkt, daß für einen Hochdruckbetrieb es bevorzugt ist, daß sämtliche Verbindungen der Leitung 12 hartgelötet sind. Ferner sei angemerkt, daß es bevorzugt ist, daß das Fluid, welches durch die Leitung 12 geleitet wird, auf eine allgemein gleichförmige Temperatur vorgewärmt ist. Bei einem Ausführungsbeispiel, bei dem Gas durch die Leitung 12 geleitet wird, ist das Gas auf eine Temperatur von ungefähr 75 Grad C vorgeheizt. Gleichfalls sei angemerkt, daß zur Verhinderung einer Beeeinträchtigung der Sensorbetriebsweise durch die Umgebungstemperatur es bevorzugt ist, daß die Leitung an einem thermisch leitfähigen Block befestigt ist, der auf einer relativ konstanten Temperatur gehalten wird. Bei einem derartigen Ausführungsbeispiel ist die Leitung 12 elektrisch von dem Block mittels eines Isoliermateriales wie beispielsweise einem Isoliermaterial mit einer Dicke von einem halben Inch des Types Cerablanket isoliert, welches von der Firma Manville in Denver, CO., verkauft wird.
Im Sinne der vorliegenden Anmeldung bezeichnet der Begriff Widerstandsmaterial ein Material mit einer elektrischen Widerstandseigenschaft und einem thermischen Koeffizienten, welcher mit einer derartigen elektrischen Widerstandseigenschaft in Beziehung steht. Es sei angemerkt, daß mit zunehmendem Widerstandswert des Materiales, aus dem die Leitung 12 gebildet ist, die Empfindlichkeit des Sensors ansteigt. Bei abnehmendem Widerstandswert des Materiales steigt die Wirkung der Umgebungstemperatur auf den Sensor an.
Obgleich die Erfindung unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben und erläutert wurde, ist der Schutzbereich der Erfindung lediglich durch die beigefügten Patentansprüche beschränkt.

Claims

1. Gerät (10, 40) zum Erfassen der Massenströmung eines Fluides und zum Erzeugen eines Ausgangssignales, welches die erfaßte Massenströmung darstellt, mit:

einer Leitung (12) zum Hindurchführen von Fluid durch diese,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Leitung (12) aus einem elektrischen Widerstandsmaterial besteht, und

daß das Gerät ferner folgende Merkmale aufweist:

eine Spannungsquelle (14, 32, 38), die mit einem ersten Punkt (18) auf der Leitung verbunden ist, um eine Spannung an den ersten Punkt (18) in Reaktion auf ein Steuersignal anzulegen;

einen ersten Differentialverstärker (24) mit wenigstens zwei Eingängen und einem Ausgang zum Erzeugen des Ausgangssignales, wobei das Ausgangssignal die Spannungsdifferenz zwischen den beiden Eingängen darstellt, wobei einer der Eingänge mit einem zweiten Punkt (20) auf der Leitung verbunden ist und wobei der andere der Eingänge mit einem dritten Punkt (22) auf der Leitung verbunden ist, wobei der zweite Punkt (20) strömungsmäßig vor dem dritten Punkt (22) beabstandet liegt; und

eine Steuereinrichtung (26), die an die Spannungsquelle (14, 32, 38) angeschlossen ist, um das Steuersignal derart zu erzeugen, daß die an den ersten Punkt (18) angelegte Spannung in Abhängigkeit von der Fluidströmung durch die Leitung (12) gesteuert wird.

2. Das Gerät gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandsmaterial ungefähr 50,5 % Nickel, 0,01 % Kohlenstoff, 0,3 % Mangan, 0,2 % Silizium und 48,99 % Eisen umfaßt.

3. Das Gerät gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsquelle einen Transistor (32) umfaßt, der mit einer Versorgungsspannung verbunden ist, wobei das Steuersignal an die Basis des Transistors (32) derart angelegt wird, daß der Transistor schwächer oder stärker in Abhängigkeit von dem Steuersignal vorgespannt wird und daß die Steuereinrichtung (26) das Steuersignal derart erzeugt, daß die an den ersten Punkt (18) angelegte Spannung geregelt wird, um einen Ersatzwiderstand der Leitung (12) bei einem gewünschten Wert zu halten.

4. Das Gerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung folgendes Merkmal aufweist:

einen zweiten Differentialverstärker (28) mit wenigstens zwei Eingängen zum Erzeugen eines Differenzsignales, welches die Differenz bezüglich der Spannung zwischen den beiden Eingängen darstellt, wobei einer der Eingänge mit dem ersten Punkt (18) verbunden ist und wobei der andere der Eingänge mit einer Bezugsspannung verbunden ist, wobei das Differenzsignal als Steuersignal verwendet wird.

5. Das Gerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch:

eine Kompensationseinrichtung (42) zum Kompensieren des Ausgangssignales, um der Kühlung der Leitung (12) bei Hindurchlaufen von Fluid durch diese Rechnung zu tragen.

6. Das Gerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (12) eine abgeflachte Form hat.

7. Ein Verfahren zum Erfassen der Massenströmung eines Fluides und zum erzeugen eines die erfaßte Massenströmung darstellenden Ausgangssignales, mit folgendem Verfahrensschritt:

Hindurchführen des Fluides durch eine Leitung (12);

dadurch gekennzeichnet,

daß die Leitung (12) aus einem elektrischen Widerstandsmaterial besteht; und

daß das Verfahren ferner folgende Merkmale umfaßt:

Anlegen einer Spannung an einen ersten Punkt (18) auf der Leitung in Reaktion auf ein Steuersignal;

Erzeugen des Ausgangssignales, wobei das Ausgangssignal die Differenz der Spannung zwischen einem zweiten Punkt (20) auf der Leitung und einem dritten Punkt (22) auf der Leitung (12) darstellt, wobei der zweite Punkt (20) strömungsmäßig oberhalb des dritten Punktes (22) liegt; und

Erzeugen des Steuersignales derart, daß die an den ersten Punkt (18) angelegte Spannung in Beziehung auf die Fluidströmung durch die Leitung (12) gesteuert wird.

8. Das Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Erzeugens des Steuersignales den Schritt des Erzeugens des Steuersignales derart, daß die an den ersten Punkt (18) angelegte Spannung geregelt wird, um einen Ersatzwiderstand der Leitung (12) auf einem gewünschten Wert zu halten, umfaßt.

9. Das Verfahren gemäß Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Erzeugens des Steuersignales den Schritt des Erzeugens des Steuersignales derart, daß die an den ersten Punkt (18) angelegte Spannung bei einem gewünschten Wert gehalten wird, umfaßt.

10. Das Verfahren gemäß Anspruch 9, gekennzeichnet durch den Schritt des Kompensierens des Ausgangssignales, um der Kühlung der Leitung (12) bei Hindurchlaufen des Fluides durch diese Rechnung zu tragen.