FI102783B - Menetelmä virtausnopeusanturin linearisoimiseksi sekä linearisoitu vir tauksen nopeuden mittauslaitteisto - Google Patents
Menetelmä virtausnopeusanturin linearisoimiseksi sekä linearisoitu vir tauksen nopeuden mittauslaitteisto Download PDFInfo
- Publication number
- FI102783B FI102783B FI946049A FI946049A FI102783B FI 102783 B FI102783 B FI 102783B FI 946049 A FI946049 A FI 946049A FI 946049 A FI946049 A FI 946049A FI 102783 B FI102783 B FI 102783B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- pressure
- measuring
- sensor
- transducer
- feedback
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 12
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 14
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 3
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 claims description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims 1
- 230000009969 flowable effect Effects 0.000 claims 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
- G01F1/34—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure
- G01F1/50—Correcting or compensating means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
- G01F1/34—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure
- G01F1/36—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure the pressure or differential pressure being created by the use of flow constriction
- G01F1/38—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure the pressure or differential pressure being created by the use of flow constriction the pressure or differential pressure being measured by means of a movable element, e.g. diaphragm, piston, Bourdon tube or flexible capsule
- G01F1/383—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure the pressure or differential pressure being created by the use of flow constriction the pressure or differential pressure being measured by means of a movable element, e.g. diaphragm, piston, Bourdon tube or flexible capsule with electrical or electro-mechanical indication
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
- G01P5/14—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring differences of pressure in the fluid
- G01P5/16—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring differences of pressure in the fluid using Pitot tubes, e.g. Machmeter
Description
102783
MENETELMÄ VIRTAUSNOPEUSANTURIN LINEARJSOIMISEKSI SEKÄ LINEARISOITU VIRTAUKSEN NOPEUDEN MITTAUSLAITTEISTO
Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdannon mukainen menetelmä 5 virtausnopeusanturin linearisoimiseksi.
Keksinnön kohteena on myös linearisoitu virtauksen nopeuden mittauslaitteisto.
Kaasujen virtausnopeuden mittauksessa merkittävin periaate on mitata virtauksesta ns. 10 dynaaminen paine, joka on verrannollinen virtausnopeuden neliöön. Yksinkertaisin tällainen laite on ns. Pitot-putki, jossa mitataan virtauksesta kokonaispaineen ja staattisen paineen erotusta eli dynaamista painetta. Pitot-putken ulostulojen paine-ero on tällöin: δρ=7 P'Qfio. Π) missä p on kaasuntiheys ja on virtausnopeus.
15
Yleisesti neliöllinen riippuvuus on seurausta virtauksen dynamiikkaa kuvaavasta ns Bemoullin yhtälöstä. Kokoonpuristumattomalle, kitkattomalle virtaukselle tämä voidaan ·· kirjoittaa muotoon: 2 E+gh+^^ = vakio (2) P 2 20 missä g on gravitaatiovakio ja h paineporttien korkeus tiettyyn perustasoon nähden. Yhtälö pätee pitkin mitä tahansa virtausviivaa. Bemoullin lakia noudattavia virtausmitta-reita on useita eri tyyppejä. Niistä kaksi tärkeintä ovat Pitot-putki ja Venturi-mittari, jossa virtausta kuristetaan. Edellä mainittu neliöllinen paine-ero syntyy myös turbulentissa virtauksessa. Yhteistä näille antureille on se, että virtauksen määrittämisensi painetta 25 mitataan anturin kahdesta eri pisteestä paine-eromittauksena.
2 102783
Mainittujen anturien yhteydessä esiintyvä neliöllinen riippuvuus virtausnopeuden ja paine-eron välillä heikentää kuitenkin olennaisesti mittauksen resoluutiota, jos käytettävissä on A/D-muunnin, jonka resoluutio on suhteellisen pieni, esim. 8 bittiä.
5 DE-hakemuksesta 40 25 883 tunnetaan ratkaisu, jossa virtausnopeusanturi on linearisoitu kapasitiivisen voimatasapainomittarin avulla. Julkaisussa ei ole esitetty ratkaisua virtauksen suunnan määrittämiseen.
Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä kuvatun tekniikan puutteellisuudet ja 10 aikaansaada aivan uudentyyppinen menetelmä sellaisen virtausnopeusanturin linearisoimi-seksi, joka kykenee virtaussuunnan ilmaisuun sekä linearisoitu, kaksisuuntainen virtauksen nopeuden mittauslaitteisto.
Keksintö perustuu siihen, että symmetrisen kapasitiivisen paine-eroanturin paineherk-15 käkalvo pidetään taipumattomassa tilassa sähköisellä takaisinkytkennällä, jolloin voimatasapainon aikaansaava takaisinkytkentä linearisoi epälineaarisen paineulostulon ja lisäksi virtauksen suunta ilmaistaan. Edullisesti paineanturi on piimikromekaniikalla valmistettu anturi.
20 Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.
Keksinnön mukaiselle laitteistolle puolestaan on tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 6 tunnusmerkkiosassa.
25 • Keksinnön avulla saavutetaan huomattavia etuja.
Keksintö mahdollistaa lineaarisen, kaksisuuntaisen virtausmittauksen. Virtausmittaus-resoluutio kasvaa. Kuviossa 10 on vertailtu keksinnön mukaista linear flow -elektroniik-3 0 kaa ja perinteistä elektroniikkaa, jossa lähtö on paine-eron suhteen lineaarinen. Erityisesti pienillä virtauksen nopeuksilla saadaan keksinnön mukaisella ratkaisulla selvästi lisää 3 102783 mittaustarkkuutta kaksisuuntaisessa mittauksessa.
Keksinnön mukaisen elektroniikan lähtö on riippumaton käyttöjännitteistä ja muista epäideaalisuuksista. Anturin ominaisuuden määräävät ulostulojännitealueen.
5
Keksintöä ryhdytään seuraavassa lähemmin tarkastelemaan oheisten kuvioiden mukaisten suoritusesimerkkien avulla.
Kuvio 1 esittää halkileikattuna sivukuvantona tunnetun tekniikan mukaista Pitot-putkea.
10
Kuvio 2 esittää halkileikattuna sivukuvantona tunnetun tekniikan mukaista Venturi-putkea.
Kuvio 3 esittää kytkentäkaaviota yhdestä, yksisuuntaiseen mittaukseen soveltuvasta 15 paine-eroanturielektroniikasta, joka linearisoi virtausmittapään lähdön.
Kuvio 4 esittää kytkentäkaaviota keksinnön mukaisesta, kaksisuuntaiseen mittaukseen soveltuvasta paine-eroanturielektroniikasta, joka linearisoi virtausmittapään lähdön.
20 Kuvio 5 esittää lohkokaaviona laitekokonaisuutta, jossa keksinnön mukainen menetelmä ja laitteisto ovat sovellettavissa.
Kuvio 6 esittää graafisesti keksinnön mukaisen yksisuuntaisen elektroniikan ulostulojän-nitettä paine-eron funktiona, kun anturin kondensaattoriaukkojen etäisyys on 0,5 pm. 25 . Kuvio 7 esittää graafisesti keksinnön mukaisen kaksisuuntaisen elektroniikan • « ulostulojännitettä paine-eron funktiona, kun kondensaattoriaukkojen etäisyys on 0,5 pm.
Kuvio 8 esittää graafisesti keksinnön mukaisen laitteen ulostulojännitettä virtausno-30 peuden funktiona.
4 102783
Kuvio 9 esittää graafisesti keksinnön mukaisen laitteiston ulostulojännitettä ja vastaavaa virtausnopeutta ajan funktiona.
Kuvio 10 esittää graafisesti keksinnön mukaisen laitteiston ulostulojännitettä ja 5 sinimuotoista paine-eroa ajan funktiona.
Kuvio 11 esittää graafisesti keksinnön mukaisen laitteiston ulostulojännitettä sinimäisesti 1 Hz: n taajuudella oskilloivan suuriamplitudisen paine-eron funktiona.
10 Kuvio 12 esittää graafisesti vertailua tunnetun tekniikan mukaisen laitteiston ja keksinnön mukaisen laitteiston jännite/virtaus-riippuvuuden välillä.
Kytkettäessä kahden kondensaattorilevyn välille sähköinen potentiaaliero U muodostuu levyjen pintaan sähköinen paine, joka on muotoa: 15 _ e-U2
Pelectric ~ 2 (3) missä e on kaasun dielektrisyysvakio ja g on kondensaattorilevyjen välinen etäisyys. Jos paine-eroanturin paineherkkäkalvo pidetään taipumattomassa tilassa sähköisellä takaisinkytkennällä, pätee voimatasapainossa 20 δΡρ, tot Pelectric (4) Tällöin takaisinkytkevän jännitteen eli elektroniikan ulostulojännitteen ja virtausnopeuden 25 välinen relaatio linearisoituu 5 102783 C7= (5)
Keksinnön tyypillinen sovellusympäristö on esimerkiksi kuvion 1 mukainen Pitot-putki 1, jonka mittausaukko 3 on suunnattu virtausta kohti. Vertailuaukosta 2 saadaan staattinen paine ja molemmat paineet johdetaan ulostuloportteihin 4 ja 5 paine-eron S mittausta varten. Ulostuloporttien 4 ja 5 välinen paine-ero on verrannollinen virtausnopeuden neliöön.
Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää kuvion 2 mukaisesti ns. Venturiputkea 45, jossa virtaus kulkee tuloaukosta 40 lähtöaukkoon 41. Virtauksen nopeuden määrittämiseksi mitataan 10 paine-ero paineulostulojen 42 ja 43 väliltä, jolloin toinen paineulostulo 43 on putken kuristetulla kohdalla 44 ja vastaavasti toinen paineulostulo 42 putken kuristamattomalla kohdalla.
Mittauslaitteiston peruselementti on kuvion 3 mukaisesti kapasitiivinen paine-eroanturi 15 6. Anturielementti koostuu ainakin yhdestä kiinteästä elektrodista, joka tässä tapauksessa on jaettu kahdeksi eri elektrodiksi 7 ja 8, ja paineherkästä johtavasta kalvosta 9, joka muodostaa anturin 6 vastaelektrodin. Kuviossa 3 esitetään myös yksinkertainen esimerkkikytkentä, jossa toteutuu sähköinen takaisinkytkentä neliöllisessä muodossa. Kytkentä muodostuu periaatteessa kahdesta limittäin olevasta lohkosta, nimittäin anturin 20 kapasitanssin (varauksen) mittauslohkosta 10 sekä takaisinkytkentälohkosta 11, joka pyrkii pitämään kapasitanssin vakiosuuruisena. Tyypillisesti tämä tarkoittaa sitä, että anturikalvon 6 varaus pyritään pitämään vakiosuuruisena. Kuvion kaksiosaisen elektrodin tapauksessa elektrodeihin 7 ja 8 syötetään vastakkaisvaiheiset signaalit oskillaattorin 14 ja vaiheenkääntäjän 15 avulla. Kondensaattorien 16 avulla estetään mittaustaajuuteen 25 nähden matalataajuisten signaalien pääsy elektrodeille 7 ja 8. Mikäli mittaussignaalin aiheuttamien varausten summa kalvolla 9 on nolla mittaustaajuudella, on anturi 1 tasapainossa ja vahvistimen 12, joka on ylipäästösuodatettu, sisääntuloon ei tule signaalia. Toisin sanoen kalvolla 9 on tasapainotilanteessa staattisia tai matalalla taajuudella 6 102783 muuttuvia varauksia, mutta mittausiohko 10 ilmaisee ainoastaan mittaustaajuudella tapahtuvat varauksen muutokset. Mikäli anturin 6 kalvo 9 pyrkii taipumaan, muodostuu kondensaattorin kalvolle 9 mittaustaajuudella muuttuva varaus, josta seuraa vaihtosäh-köinen signaali vahvistimen 12 sisäänmenoon. Signaali tasasuunnataan ja alipäästösuoda-5 tetaan vaiheherkässä vahvistimessa 13 ja ojataan tämän jälkeen integraattorin 17 sisään menoon. Integraattorin 17 ulostulo johdetaan anturin 6 kalvolle 9 estämään tämän taipuminen. Takaisinkytkentäsignaali muodostaa sähköstaattisen vetovoiman anturikal-von 9 ja elektrodien 7 ja 8 välille. Tasapainotilassa integraattorin 17 ulostulo on samalla virtauksen nopeuteen nähden lineaarinen jännite. Periaatteessa mittausjännitteen 10 voimavaikutus aiheuttaa pienen siirtymätyyppisen virheen, mutta se on kompensoitavissa integraattorin 17 offset-säädöllä.
Kuviossa 4 esitetään toteutus mittauselektroniikasta, jolla pystytään käyttämään symmetristä paine-eroanturia 20 kaksisuuntaiseen mittaukseen siten, että lähtö on 15 lineaarinen mitattavan virtauksen nopeuden suhteen. Symmetrinen paine-ero-anturi 20 koostuu kiinteästä yläelektrodista 21, kiinteästä alaelektrodista 22 sekä näiden välissä olevasta johtavasta, paineen vaikutuksesta joustavasta anturikalvosta 23, joka toimii keskielektrodina. Edellä mainitut suunnat (ylä- ja ala) liittyvät ainoastaan kuviossa esitettyihin suuntiin. Anturi 20 sellaisenaan voidaan asentaa mihin tahansa asentoon. 20 Kuvion 3 mukaisen ratkaisun kanssa analogisesti myös kuvion 4 ratkaisussa mitataan mittaussignaalin aiheuttamaa varausta anturin 20 kalvolla 23 ja pyritään pitämään se nollassa kalvon 23 pitämiseksi tarkasti halutussa muodossa, edullisesti mahdollisimman suorassa asemassa. Mikäli mittaussignaalin aiheuttama varaus poikkeaa nollasta, vahvistaa vahvistin 24 syntyneen vaihtojännitteen. Kyseinen jännite syntyy oskillaattorista 25 25 ylä- 21 ja alaelektrodiin 22 syötetystä mittaussignaalista, mikäli mittaussignaalit > aiheuttavat varauksen kalvoon 23. Vaiheenkääntimen 26 avulla alaelektrodiin 22 syötetyn signaalin vaihe käännetään vastakkaisvaiheiseksi yläelektrodiin 21 syötettyyn signaaliin nähden. Epätasapainosta aiheutuva signaali tasasuunnataan ja alipäästösuodatetaan vaiheherkässä ilmaisimessa 27, tarvittaessa korjataan offset-korjaimella 20 ja syötetään 30 integraattorin 29 sisäänmenoon. Takaisinkytkentä on kaksitoiminen aina integraattorin 29 ulostulon polariteetista riippuen. Niinpä takaisinkytkentä ohjataan rajoitinpiirien 30 7 102783 ja 31 avulla ainoastaan toiseen anturin kiinteistä elektrodeista 21 ja 22 aina integraattorin 29 ulostulon polariteetin mukaan. Rajoitinpiirit 30 ja 31 muodostuvat esimerkiksi operaatiovahvistimesta, jonka takaisinkytkennäksi on sijoitettu rinnan vastus ja diodi. Jos esimerkiksi maapotentiaaliin kytketty anturikalvo 23 pyrkii taipumaan alaspäin, ohjataan S takaisinkytkennän avulla yläelektrodiin positiivinen jännite, joka vetää anturikalvon 23 sellaiseen asemaan, että varaus anturikalvolta 23 poistuu, jolloin järjestelmä on jälleen tasapainossa. Näin integraattorin 29 ulostulosta saadaan virtauksen nopeuteen lineaarisesti verrannollinen jännite. Myös elektrodin 21 ja 22 voivat olla jaetut kuvion 3 mukaisesti kahteen tai useampaan osaan.
10
Kuvion 5 mukaisesti virtausputkessa 62 sijaitsevat sekä virtausanturi 50 (esim. Pitot-putki tai Venturi-putki) että virtausta kuristava laippa 61. Virtausanturista painesuure viedään kahdesta paineportista 55 ja 56 differentiaaliseen paineanturiin 51, jonka anturikalvon asemaa 58 mitataan säätö-ja mittauslektroniikan 52 avulla ja vastaavasti 15 antyrikalvon asemaa ohjataan 59 kohdistamalla sähköstaattinen vetovoima pelkästään anturkikalvon yhdeltä puolelta kuvioiden 3 ja 4 mukaisesti. Säätöpiirin 52 myös säätöjännitteenä toimiva ulostulojännite 64 ohjataan A/D-muuntimeen 53, jonka digitaalinen ulostulo 63 ohjataan virtausta säätävälle mikroprosessorille 54. Mikroprosessori 54 puolestaan ohjaa virtausputken 62 kokonaisvirtausta säätelevää kuristuslaippaa 20 61. Esitetty järjestelmä voi toimia esimerkiksi ilmastointilaitteiston yhteydessä. Muita mikroprosessorin 54 ohjaussuureita voivat olla esimerkiksi lämpötila, ilman suhteellinen kosteus tai halutun kaasun pitoisuus.
DC-takaisinkytkennän sijasta voidaan keksinnön mukaisessa ratkaisussa käyttää myös 25 pulssitettua amplitudimoduloitua takaisinkytkentää.
4 • ·
Yhdessä keksinnön edullisessa suoritusmuodossa epäsymmetristä paineanturia 6 käytettäessä kiinteiden elektrodien 7 ja 8 pinta-alat ovat ainakin likimain yhtä suuret. Myös symmetrisen anturin 20 kiinteät elektrodit 21 ja 22 voidaan jakaa kahteen osaan 30 siten, että niiden pinta-alat ovat likimain yhtä suuret.
8 102783
Kuvioissa 4 - 10 on esitetty keksinnön mukaiseen ratkaisuun liittyviä graafisia kuvajia.
Kuvion 11 mukaisessa tapauksessa epämääräisyys origossa aiheutuu siirtofunktion äärettömyyspisteestä.
Claims (12)
- 9 102783
- 1. Menetelmä paine-eron mittaukseen perustuvan virtausanturin linearisoimiseksi, jossa menetelmässä 5. virtauksessa mitataan sellainen kahden paineen (4, 5) erotus, joka on verrannollinen virtausnopeuden neliöön, ja - kahden paineen (4, S) erotus mitataan voimatasapainoon perustuvalla symmetrisellä kapasitiivisella, mikromekaniikan keinoin 10 valmistetulla paine-eroanturilla (20), jossa paineen erotus kompen soidaan synnyttämällä paine-eroanturin (20) paineherkälle anturi-kalvolle (23) voimatasapainon aikaansaava sähköstaattinen paine siten, että voimatasapainon aikaansaava sähköstaattinen vetovoima kohdistetaan anturikalvoon (23) vain yhdeltä suunnalta (21 tai 15 22), jolloin myös ulostulojännitteenä toimivan, voimatasapainon aikaansaavan sähköisen signaalin amplitudi on suoraan verrannollinen mainitun kahden paineen erotuksen neliöjuureen ja siten suoraan verrannollinen virtausnopeuteen, 20 tunnettu siitä, että • · « - takaisinkytkentäjännite kytketään aina paine-eron suunnan mukaan ainoastaan kalvon yhdellä puolella oleviin kiinteisiin elektrodeihin (21 tai 22) siten, että sähköstaattinen vetovoima 25 vaikuttaa mitattavan paine-eron synnyttämään voimaan nähden • vastakkaiseen suuntaan, jolloin ulostulojännitteen polariteetti on riippuvainen virtauksen suunnasta.
- 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että voimatasapaino 30 toteutetaan siten, että mittausanturiin (20) syötetään vaihtosähköinen mittaussignaali, mitataan anturikalvoon (23) syntynyt varauksen muutos ja ohjataan anturikalvon (23) 102783 10 asemaa sähköstaattisella vetovoimalla sellaiseen asentoon, joka minimoi vaihtosähköisen mittaussignaalin aiheuttaman varauksen muutoksen anturikalvolla (23).
- 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että takaisinkytkentä 5 toteutetaan jatkuvalla signaalilla, joka kytketään anturikalvon (20) ja yhden tai useamman kiinteän elektrodin (7, 8) välille.
- 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että takaisinkytkentä toteutetaan amplitudimoduloidulla pulssimuotoisella signaalilla, joka kytketään 10 paineherkän kalvon (23) ja yhden tai useamman kiinteän elektrodin (21 tai 22) välille.
- 5. Patenttivaatimuksen 1 tai 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään kahta tai useampaa kiinteää elektrodia (7, 8) anturikalvon (9) samalla puolella ja syötetään niihin pulssimuotoista signaalia vastakkaisella polariteetilla. 15
- 6. Linearisoitu virtauksen nopeuden mittauslaitteisto, joka käsittää - virtaukseen sijoitettavissa olevan virtausanturin (1), josta on saatavissa kaksi sellaista painelähtöä (4, 5), joiden välinen paine- 20 ero on verrannollinen virtausnopeuden neliöön, ja - voimatasapainoon perustuvan kapasitiivisen paineanturin (6), jonka takaisinkytkentäjännite on verrannollinen paine-eron (4, 5) neliöjuureen ja jolla painelähtöjen (4, 5) välinen paine-ero on 25 muutettavissa sähköiseksi suureeksi, tunnettu siitä, että - takaisinkytkentälaitteisto käsittää rajoitinpiirit (30, 31) takaisin- 30 kytkentäjännitteen ohjaamiseksi ainoastaan anturikalvon yhdellä puolella olevalle kiinteälle elektrodille tai elektrodeille (21, 22) 11 102783 kerrallaan.
- 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laitteisto käsittää välineet (14, 15) vaihtosähköisen mittaussignaalin syöttämiseksi mittausanturiin (6), 5 välineet (12, 13) anturikalvoon (9) syntyneen varauksen muutoksen mittaamiseksi ja takaisinkytkentäelimet (17) anturikalvon (9) ohjaamiseksi stabiiliin asentoon, joka minimoi mittaussignaalin aiheuttaman varauksen muutoksen.
- 8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että takaisinkytken- 10 tälaitteisto muodostaa jatkuvan jännitteen anturikalvon (9) ja kiinteän elektrodin välille (7, 8).
- 9. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että takaisinkyt-kentälaitteisto muodostaa pulssimuotoisen amplitudimoduloidun jännitesignaalin 15 anturikalvon (23) ja kiinteän elektrodin (21 tai 22) välille.
- 10. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että epäsymmetrisessä paineanturirakenteessa (20) on kaksi kiinteää elektrodia anturikalvon (23) molemmilla puolilla. 20 .. 11. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että symmetrisessä paineanturirakenteessa (6) on kaksi kiinteää elektrodia (7, 8) anturikalvon (9) samalla puolella.
- 12. Patenttivaatimuksen 10 tai 11 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kiinteiden elektrodien (7, 8) pinta-alat ovat ainakin likimain yhtä suuret. 12 102783
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI946049A FI102783B1 (fi) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | Menetelmä virtausnopeusanturin linearisoimiseksi sekä linearisoitu virtauksen nopeuden mittauslaitteisto |
| CA002165616A CA2165616C (en) | 1994-12-22 | 1995-12-19 | Method of linearizing a flow velocity sensor and a linearized flow velocity measurement apparatus |
| EP95309266A EP0718604A3 (en) | 1994-12-22 | 1995-12-20 | A method of linearizing a flow velocity sensor and a linearized flow velocity measurement apparatus |
| NO955218A NO955218L (no) | 1994-12-22 | 1995-12-21 | Fremgangsmåte for linearisering av en sensor for strömningshastighet, og linearisert strömningsmåler |
| US08/576,313 US5750903A (en) | 1994-12-22 | 1995-12-21 | Method of linearizing a flow velocity sensor, a linearized flow velocity measurement apparatus and system |
| JP7334766A JPH08240501A (ja) | 1994-12-22 | 1995-12-22 | 流れ速度センサを線形化する方法および線形化された流れ速度測定装置 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI946049A FI102783B1 (fi) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | Menetelmä virtausnopeusanturin linearisoimiseksi sekä linearisoitu virtauksen nopeuden mittauslaitteisto |
| FI946049 | 1994-12-22 |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI946049A0 FI946049A0 (fi) | 1994-12-22 |
| FI946049A FI946049A (fi) | 1996-06-23 |
| FI102783B true FI102783B (fi) | 1999-02-15 |
| FI102783B1 FI102783B1 (fi) | 1999-02-15 |
Family
ID=8542043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI946049A FI102783B1 (fi) | 1994-12-22 | 1994-12-22 | Menetelmä virtausnopeusanturin linearisoimiseksi sekä linearisoitu virtauksen nopeuden mittauslaitteisto |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5750903A (fi) |
| EP (1) | EP0718604A3 (fi) |
| JP (1) | JPH08240501A (fi) |
| CA (1) | CA2165616C (fi) |
| FI (1) | FI102783B1 (fi) |
| NO (1) | NO955218L (fi) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1226406A1 (en) * | 1999-09-29 | 2002-07-31 | I.P.R. Co.(21) Limited | Flow meter |
| US6347519B1 (en) | 2000-03-31 | 2002-02-19 | Detroit Diesel Corporation | System and method for measuring recirculated exhaust gas flow in a compression-ignition engine |
| GB2368398A (en) * | 2000-09-27 | 2002-05-01 | Blease Medical Equipment Ltd | Apparatus and method for measuring fluid flow |
| US6516672B2 (en) | 2001-05-21 | 2003-02-11 | Rosemount Inc. | Sigma-delta analog to digital converter for capacitive pressure sensor and process transmitter |
| EP3542869B1 (en) * | 2004-08-27 | 2021-01-13 | Johns Hopkins University | Disposable sleep and breathing monitor |
| CN100487460C (zh) * | 2005-04-13 | 2009-05-13 | 江苏三恒科技集团有限公司 | 风速测量装置及其检测矿井中风速的方法 |
| US20090084193A1 (en) * | 2007-09-27 | 2009-04-02 | Victor Cerabone | Apparatus for measuring an exhaust gas recirculation flow of an internal combustion engine |
| JP5596275B2 (ja) * | 2008-04-14 | 2014-09-24 | 横河電機株式会社 | 物理量測定装置 |
| JP5618491B2 (ja) * | 2009-03-10 | 2014-11-05 | 横河電機株式会社 | 振動式センサ測定装置 |
| WO2013165413A2 (en) | 2012-05-02 | 2013-11-07 | Empire Technology Development, Llc | Wind energy harnessing wall |
| US8836349B2 (en) * | 2012-08-15 | 2014-09-16 | Robert Bosch Gmbh | Capacitive sensor |
| US8829924B2 (en) * | 2012-08-20 | 2014-09-09 | Smart Autonomous Solutions, Inc. | Method and apparatus for monitoring physical properties |
| MY187618A (en) * | 2013-05-04 | 2021-10-04 | Richard Steven | Flow metering |
| US9366555B2 (en) * | 2013-12-18 | 2016-06-14 | Lockheed Martin Corporation | Air data system |
| US9645029B2 (en) * | 2014-04-07 | 2017-05-09 | Infineon Technology Ag | Force feedback loop for pressure sensors |
| US10503181B2 (en) * | 2016-01-13 | 2019-12-10 | Honeywell International Inc. | Pressure regulator |
| DE112017004125T5 (de) * | 2016-08-17 | 2019-05-09 | Ksr Ip Holdings Llc | Kapazitiver Füllstandssensor für schnelles Ansprechverhalten |
| US11067607B2 (en) | 2016-08-17 | 2021-07-20 | KSR IP Holdings, LLC | Sensing systems using current steering bridges |
| CN112129328A (zh) * | 2020-08-13 | 2020-12-25 | 江苏大学 | 一种微型风压风速集成传感器及制作和检测方法 |
| CN112432675B (zh) * | 2020-11-04 | 2023-10-24 | 合肥科迈捷智能传感技术有限公司 | 一种基于位置传感器的差压流量计零点偏置自动修正方法 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1248968B (fi) * | 1965-01-09 | |||
| DE3463849D1 (en) * | 1983-03-03 | 1987-06-25 | Onera (Off Nat Aerospatiale) | Electrostatic accelerometer |
| US5083091A (en) * | 1986-04-23 | 1992-01-21 | Rosemount, Inc. | Charged balanced feedback measurement circuit |
| US4987782A (en) * | 1989-10-03 | 1991-01-29 | Allied-Signal Inc. | Capacitive pressure transducer system |
| US5194819A (en) * | 1990-08-10 | 1993-03-16 | Setra Systems, Inc. | Linearized capacitance sensor system |
| DE4025883A1 (de) * | 1990-08-16 | 1991-04-11 | Peter Dr Ing Nenning | Radizierendes elektronisches manometer, insbesondere differenzdruckmanometer und waermezaehler |
| IL106790A (en) * | 1992-09-01 | 1996-08-04 | Rosemount Inc | A capacitive pressure sensation consisting of the bracket and the process of creating it |
| US5369544A (en) * | 1993-04-05 | 1994-11-29 | Ford Motor Company | Silicon-on-insulator capacitive surface micromachined absolute pressure sensor |
| FI93579C (fi) * | 1993-08-20 | 1995-04-25 | Vaisala Oy | Sähköstaattisen voiman avulla takaisinkytketty kapasitiivinen anturi ja menetelmä sen aktiivisen elementin muodon ohjaamiseksi |
| FI93580C (fi) * | 1993-10-08 | 1995-04-25 | Vaisala Oy | Menetelmä ja laitteisto epäsymmetrisen paine-eroanturin takaisinkytkemiseksi |
| US5438880A (en) * | 1994-05-17 | 1995-08-08 | United Technologies Corporation | Electrostatic linear airspeed transducer |
-
1994
- 1994-12-22 FI FI946049A patent/FI102783B1/fi not_active IP Right Cessation
-
1995
- 1995-12-19 CA CA002165616A patent/CA2165616C/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-12-20 EP EP95309266A patent/EP0718604A3/en not_active Withdrawn
- 1995-12-21 NO NO955218A patent/NO955218L/no not_active Application Discontinuation
- 1995-12-21 US US08/576,313 patent/US5750903A/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-12-22 JP JP7334766A patent/JPH08240501A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2165616C (en) | 2007-10-16 |
| FI946049A0 (fi) | 1994-12-22 |
| NO955218L (no) | 1996-06-24 |
| CA2165616A1 (en) | 1996-06-23 |
| EP0718604A2 (en) | 1996-06-26 |
| JPH08240501A (ja) | 1996-09-17 |
| US5750903A (en) | 1998-05-12 |
| FI946049A (fi) | 1996-06-23 |
| NO955218D0 (no) | 1995-12-21 |
| FI102783B1 (fi) | 1999-02-15 |
| EP0718604A3 (en) | 1998-05-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI102783B (fi) | Menetelmä virtausnopeusanturin linearisoimiseksi sekä linearisoitu vir tauksen nopeuden mittauslaitteisto | |
| JP5079492B2 (ja) | 環状静電容量式圧力センサ | |
| US4584885A (en) | Capacitive detector for transducers | |
| FI93580B (fi) | Menetelmä ja laitteisto epäsymmetrisen paine-eroanturin takaisinkytkemiseksi | |
| KR100379206B1 (ko) | 감도가 향상된 정전용량형 외력 검출 장치 | |
| US7007556B2 (en) | Method for determining a mass flow of a fluid flowing in a pipe | |
| US4729244A (en) | Flow rate measuring apparatus | |
| US5537860A (en) | Fluid sensor including substantially linear flow resistor | |
| FI101018B (fi) | Menetelmä ja laite resonanssin aiheuttaman virhenäyttämän elektronisek si kompensoimiseksi kapasitiivisessa paineanturissa | |
| US20080079435A1 (en) | Electrostatic Voltmeter With Spacing-Independent Speed of Response | |
| JP3873084B2 (ja) | 動粘度計 | |
| AU725694B2 (en) | A cell for converting a differential pressure into an electric signal | |
| JPH0278926A (ja) | 圧力検出装置 | |
| US6173617B1 (en) | Cell for converting differential pressure into an electric signal | |
| Alexander et al. | Scale factor determination of micro-machined angular rate sensors without a turntable | |
| JP3051681B2 (ja) | コリオリ流量計 | |
| JPS5855816A (ja) | 渦流量計 | |
| SU777437A1 (ru) | Массовый расходомер дл двухфазных потоков | |
| RU2112217C1 (ru) | Вихревой расходомер | |
| JP2000146642A (ja) | 流量センサ | |
| KR820001974B1 (ko) | 와 유량계 | |
| Pierre et al. | A battery operated microsystem for flow measurements | |
| CN1016275B (zh) | 旋涡流量计 | |
| RU1824538C (ru) | Устройство дл измерени физико-химических свойств жидкости | |
| JPS5924363B2 (ja) | 渦流量計 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HC | Name/ company changed in application |
Owner name: VAISALA OYJ |
|
| MA | Patent expired |