NL1023405C2 - Massadebietmeter. - Google Patents

Description

4 4

Massadebietmeter

De uitvinding heeft betrekking op een massadebietmeter (Engels: massflow-meter) van het thermische type.

5 Er zijn verschillende massadebietmeters die langs thermische weg werken bekend. In het algemeen laat men daarbij een fluïdum stroom, zoals een gas- of vloeistofstroom, of een tweefasen stroming, waarvan het massadebiet moet worden gemeten als een laminaire of turbulente stroming door een stromingsbuis (Engels: flow tube) stromen. Wordt de buis plaatselijk verhit, bijv. met behulp van 10 een om de buis gewikkelde weerstanddraad, dan wordt via warmtegeleiding door de buiswand warmte overgedragen naar de gas- of vloeistofstroom. Op het gegeven dat de gas- of vloeistofstroom warmte met zich meevoert (transporteert) zijn verscheidene methoden voor het meten van het massadebiet gebaseerd.

Een bekende massadebietmeter van het thermische type is bijv. beschreven 15 in EP-A1139073. Deze bekende massadebietmeter bevat een flowsensor in de vorm van een warmtegeleidende stromingsbuis voorzien van een om de buis gewonden weerstanddraad, die als warmtebron (heater) en als temperatuursen-sor fungeert, op een eerste positie, en een stroomopwaarts geplaatste tempera-tuursensor. Een regelcircuit dient om het temperatuurverschil tussen de tempe-20 ratuursensoren bij flow constant te houden, waarbij uit gegevens van het regelcircuit het massadebiet van het fluïdum dat door de buis stroomt wordt bepaald. Deze meetmethode noemt men wel de Constant Temperature (CT) methode.

Een andere debietmeter gebruikt de constant vermogen (constant power CP) meetmethode, waarbij aan een centraal op een stromingsbuis geplaatste heater 25 een constant vermogen wordt toegevoerd en het temperatuurverschil tussen twee symmetrisch ten opzichte van de heater geplaatste sensoren wordt gemeten.

Een nadeel van dergelijke meetsystemen is, dat hun toepasbaarheid beperkt is tot een vooraf bepaald meetbereik. Voor toepassing in een ander meetbereik 30 zijn een andere stromingsbuis en/of andere windingen nodig.

1023405- 2 «

Aan de uitvinding ligt de opgave ten grondslag een ‘universele’ massade-bietmeter te verschaffen die toepasbaar is in een ruimer meetbereik dan tot nog toe.

Deze opgave wordt opgelost met een massadebietmeter van het thermische 5 type die gekenmerkt wordt, doordat hij één enkele flowsensor bevat die verbonden is met (vermogen) aanstuurmiddelen en temperatuur meetmiddelen voor het meten in tenminste 2 meetbereiken, in een eerste meetbereik volgens een eerste meetmethode en in een tweede meetbereik volgens een tweede meetmethode, waarbij de meetbereiken aan elkaar grenzen, of elkaar bij hun grenzen 10 enigszins overlappen.

Onder flowsensor wordt in dit verband verstaan een samenstel van een drager met een of meer heaterelementen en temperatuur aftast middelen, dat in bedrijf in een warmte uitwisselende relatie staat met een te meten fluïdum stroom.

15 De uitvinding berust op het inzicht dat een massadebietmeter van het thermische type zodanig uitgevoerd kan worden dat hij met één enkele flowsensor in tenminste twee aangrenzende meetbereiken met twee verschillende meetmethodes kan meten die naar behoeven (eventueel automatisch) inschakelbaar zijn.

20 Een hierop berustende eenvoudige en praktische uitvoeringsvorm van de flowsensor wordt gekenmerkt doordat deze is voorzien van een heater Hi op een eerste (upstream) positie A en een heater H2 op een tweede (downstream) positie B, en middelen om het temperatuurverschil tussen A en B te bepalen. Door te weten waar je zit en slim aansturen van de heaters is het meetbereik als het wa-25 re vrij instelbaar.

Voor bepaalde toepassingen wordt de drager van de flowsensor gevormd door een buis waar doorheen het fluïdum kan stromen en die op de posities A en B in- of uitwendig 2 elektrische windingen draagt die de heaters Ηη en H2 vormen. De elektrische windingen kunnen temperatuurafhankelijke weerstanden 30 hebben en in een schakeling zijn opgenomen om de temperaturen ter plaatse van A en B, respectievelijk het temperatuurverschil tussen A en B te bepalen. Een alternatieve mogelijkheid om het temperatuurverschil tussen A en B te bepalen is het gebruik van een thermozuil die aan één zijde in thermisch contact Λ 3 % palen is het gebruik van een thermozuil die aan één zijde in thermisch contact is met A en aan de andere zijde met B.

Voor andere toepassingen wordt de drager van de flowsensor gevormd door een vlak substraat, bijvoorbeeld een IC/chip.. Hierop kunnen bijv. 2 heaterele-5 menten, bijvoorbeeld in de vorm van - al of niet meanderende - geleidersporen, zijn aangebracht waartussen zich middelen voor het meten van een temperatuurverschil tussen de heaters, zoals een thermo-element of een thermozuil bevinden.

Meetmethodes die geschikt zijn om in combinatie met de bovenbeschreven 10 flowsensor te gebruiken zijn in het bijzonder: - de TB (Thermal Balancing) methode voor het meten van flow vanaf echt nul tot een zeker laag maximum bereik; - de CP (Constant Power) methode voor het meten van flow van ongeveer nul tot een zeker relatief laag maximum bereik; 15 - de CT (Constant Temperature) methode voor het meten van flow vanaf een zekere drempelwaarde (ondergrens minimaal te detecteren flow) tot zeer hoge flows.

De debietmeter volgens de uitvinding kan zo worden ingesteld dat de bij de bovengenoemde meetmethodes behorende meetbereiken aan elkaar grenzen, 20 of - bij voorkeur - elkaar enigszins overlappen.

Bij het aanzetten van de debietmeter volgens de uitvinding is het van voordeel als in de TB-mode wordt begonnen. Wordt gedetecteerd dat de momentane flow buiten het meetbereik van de TB-methode ligt, dan wordt overgegaan naar de CP-meetmethode. Wordt gedetecteerd dat de momentane flow buiten het 25 meetbereik van de CP-meetmethode ligt, dan wordt overgegaan naar de CT-meetmethode. De meet ‘modes’ worden aldus sequentieel ingeschakeld. Komt men in een meetbereik beneden een vooraf bepaalde signaalwaarde, dan wordt overgeschakeld naar de meetmethode behorend bij het ondergelegen meetbereik.

30 Opgemerkt wordt nog dat hierboven weliswaar de combinatie van de TB, CP en CT meetmethode beschreven is, maar dat, afhankelijk van de voorziene toe- 10234 05“

I passing, andere combinaties praktisch kunnen zijn. Bijvoorbeeld CP en CT; TB

I en CP; TB en CT.

I Een eerste uitvoeringsvorm wordt in dit kader gekenmerkt, doordat voor het I meten volgens de TB-meetmethode de meet- en aanstuurmiddelen zijn ingericht I 5 om afwisselend elektrisch vermogen aan Hi en H2 toe te voeren en voorzien zijn I van een regellus om het temperatuurverschil tussen A en B in een iteratief pro- ces naar nul te regelen. Een en ander zoals beschreven in USP 6,370,950.

I Een tweede uitvoeringsvorm wordt gekenmerkt, doordat voor het meten vol- I gens de CP-meetmethode de meet- en aanstuurmiddelen zijn ingericht om Hi en 10 H2 met constant vermogen te bedrijven en het temperatuurverschil tussen A en I B te meten.

Een derde uitvoeringsvorm wordt gekenmerkt, doordat voor het meten vol- I gens de CT-meetmethode de meet- en aanstuurmiddelen zijn ingericht om het I elektrisch vermogen te meten dat nodig is om aan H2 toe te voeren om het tem- I 15 peratuurverschil tussen A en B op een constante waarde te houden.

I Het basisprincipe van de uitvinding: koppeling van tenminste 2 meetmetho- I des met verschillende meetbereiken in één device kan op diverse wijzen geïm- plementeerd worden.

I Deze en andere aspecten van de uitvinding zullen in het volgende worden 20 toegelicht aan de hand van enkele uitvoeringsvoorbeelden, met verwijzing naar I de tekeningen. In de tekeningen worden overeenkomstige onderdelen aange- I duid met dezelfde verwijzingscijfers.

I In de tekeningen tonen

Fig. 1 een stromingsbuis met twee windingen voor een eerste uitvoerings- I 25 vorm van een flowmeter voor een massadebietmeter volgens de uit- I vinding in perspectivisch aanzicht;

Fig.2A een grafiek die het verband weergeeft tussen het uitgangssignaal I Pi - P2 S =-en de flow Φ bij meten volgens het TB-principe; P1 + P2 I Fig.2B een grafiek die het verband weergeeft tussen het gemeten tempera- I 30 tuurverschil ΔΤ tussen twee posities en de flow Φ bij meten volgens I het CP-principe; I 10234 os~ 5

Fig.2C een grafiek die het verband representeert tussen toegevoerd vermogen P en flow Φ bij meten volgens het CT principe;

Fig.3 een koppeling van meetbereiken in het kader van de uitvinding;

Fig.4 een flowsensor uitvoering met een vlak substraat in bovenaanzicht; 5 Fig.5 een functioneel schema van een uitvoeringsvorm van het meetsys teem volgens de uitvinding;

Fig.6 een stromingsbuis met windingen voor een verdere uitvoeringsvorm van een flowsensor voor een uitvoeringsvorm van een meetsysteem volgens de uitvinding.

10 Fig.7 een functioneel schema voor een alternatieve uitvoeringsvorm van een meetsysteem volgens de uitvinding.

Fig. 1 toont een roestvast stalen (RVS) stromingsbuis 2 met een binnendia-meter van ca. 0,8 mm en wanddikte van ca. 0,1 mm van een massadebietmeter voor een volgens de richting van de pijl door de buis 2 stromend fluïdum φ. De 15 capaciteit van de buis 2 is voor de ijkvloeistof isopropylalcohol (IPA) ca. 2 kg per uur, resp. 1 normaal L per min. voor lucht. Om de RVS buis 2 zijn (elektrisch geïsoleerd) weerstanddraden 3 en 4 van temperatuurgevoelig weerstandmateriaal, bijv. platina of een nikkelijzerlegering met bij voorkeur een ongeveer gelijke weerstand gewikkeld, die elk zowel als stookweerstand als als temperatuursen-20 sor kunnen functioneren. Met behulp van deze flowsensor configuratie kan zowel volgens de TB methode, de CP methode als de CT methode gemeten worden.

De roestvast stalen stromingsbuis 2 geleidt warmte zodanig goed dat het mogelijk is om met behulp van de op een stroomopwaarts gelegen positie om de 25 buis 2 gewikkelde draad 3 de temperatuur van een door de buis 2 stromend medium te meten. Aan de op een stroomafwaarts gelegen positie om de buis 2 gewikkelde draad 4 wordt elektrisch vermogen P toegevoerd in een zodanige mate dat de temperatuur op deze positie steeds met een constante waarde ΔΤ (AT<5°C voor vloeistoffen; AT<30°C voor gassen) boven die van het medium 30 op de eerst genoemde positie ligt. Het elektrisch vermogen P dat moet worden toegevoerd om tijdens flow van het medium ΔΤ constant te houden wordt gemeten en is een maat voor de flow. Dit meetprincipe staat bekend onder de naam 10234 0«?- I 6 I constante temperatuur (CT) methode. Voor een debietmeter van in fig.1 be- I schreven type wordt het verband tussen het toegevoerde elektrische vermogen I P en de massaflow φ bij gebruik van deze methode weergegeven in fig.2C.

I De CT methode heeft een groot bereik naar boven, maar beneden een be- I 5 paalde minimumwaarde <pmin van de flow wordt deze meetmethode ongevoelig.

Bij een waarde van P iets boven Pmin, bijvoorbeeld bij S = 1,05 Pmini wordt daar- I om overgeschakeld op de CP meetmethode die een betere gevoeligheid bij het nulpunt heeft, maar een beperkt meetbereik. Dit kan men echter laten aansluiten I op het bereik van de CT methode. De werking is als volgt: de twee wikkelingen 3 I 10 en 4 fungeren beide zowel als heater als als sensor, dat wil zeggen dat aan bei- I de elektrisch vermogen wordt toegevoerd. Dit vermogen is constant. De door de I heaters ontwikkelde warmte lekt weg door de buiswand. Wanneer geen flow I door de buis 2 loopt (<p=o)m ontstaat een symmetrische temperatuurverdeling I over de buis 2. Wanneer wél flow door de buis 2 loopt, koelt de stroomopwaarts I 15 gelegen buiswand af en warmt de stroomafwaarts gelegen buiswand op. Het zo I tussen 3 en 4 ontstane temperatuurverschil ΔΤ (= T3 - T4) wordt waargenomen I door de temperatuurgevoelige weerstanden 3 en 4 en is een maat voor de flow.

I In fig.2B wordt het verband tussen ΔΤ en de flow φ weergegeven. Het maximale I meetbereik wordt bereikt wanneer de stroomopwaarts gelegen buiswand volle- I 20 dig is afgekoeld en de stroomafwaarts gelegen buiswand volledig is opgewarmd.

Een bepaalde buiswanddikte representeert een bepaalde gevoeligheid en een bepaald bereik. Bij een dikkere buiswand neemt de gevoeligheid af (de maxima- I Ie verschiltemperatuur daalt, want de warmte’lek’ kan groter zijn, maar het meet- I bereik neemt toe; pas bij een hogere flow treedt de minimaal te detecteren ver- 25 schiltemperatuur op). Maximaal meetbaar met de CP methode zijn bijv. gassen I tot 20 ml/min en vloeistoffen tot 2 g/uur.

I Een geschikt punt om de overgang naar het meetbereik van de CT methode te laten plaatsvinden is bijv. bij ΔΤβο (ΔΤ is 60% van ΔΤ{ορ). Het overgangspunt kan men in een microprocessor vastleggen.

I 30 In het geval van zéér lage debieten, of als alternatief voor de hierboven ge- I noemde CP meetmethode kan de hierna volgende TB meetmethode worden ge- bruikt. Deze behelst het gebruik van een flowsensor waarbij steeds aan de I 10234 05- % 7 % koudste van de twee heaters Hi en H2 vermogen wordt toegevoerd en waarbij door middel van een regellus het gemeten temperatuurverschil (in een iteratief proces) naar de waarde nul geregeld wordt. De asymmetrie van de vermogens-toevoer aan de heaters om aan het nul-criterium te voldoen is een maat voor het 5 debiet. De TB meetmethode heeft een extreem stabiel en nauwkeurig nulpunt, zonder offset.

Een geschikte waarde om de overgang naar de CP meetmethode op in te stellen ligt, bij gebruik van een buis als drager voor de sensor onderdelen, ongeveer bij S = 0,25 x Pt*, waarbij Ptct het totale aan de heaters 3 en 4 toegevoer- P3-P4 10 de vermogen P3+P4 is en S =-. Bij een vlak substraat als drager geldt dat P3 + P4 het overgangspunt bij ongeveer S = 0,42 Ptot ligt.

Aan de hand van het in fig.5 getoonde functionele schema wordt nu de werking van het totale meetsysteem volgens de uitvinding toegelicht. Fig.5 toont een blokschema voor het bedrijven van een flowsensor met een stromingsbuis 2 15 waar doorheen een te meten fluïdum in de richting van de pijl Φ stroomt. De buis 2 draagt een stroomopwaarts geplaatste wikkeling van weerstanddraad R1 en een stroomafwaarts geplaatste wikkeling van weerstanddraad R2 die elk als heater en als temperatuur sensor kunnen fungeren. Rn is verbonden met een blok voor het meten en aansturen, een zogenaamde vermogensregelaar, in het on-20 derhavige geval een Source-Measurement-Unit 1 (SMU 1) die een microcontroller μ Contr.1 bevat en een digitaal-analoog converter Dad om een gecontroleerde en bekende stroom h door R1 te sturen (“Source"deel), terwijl de span-ningsval Vi over R1 via een analoog-digitaal converter Add gemeten wordt (“measuremenfdeel). Met deze twee gegevens: U m \Λ en een calibratietabel 25 (RT = Ro(1 +αΔΤ)) van R, zijn ook het gedissipeerde elektrische vermogen P en (via de tabel) de temperatuur bekend. R2 is op een analoge wijze verbonden met een Source Measurement Unit 2 (SMU 2). De SMU’s zijn verbonden met een (differentiële) regeleenheid 6 die hen aanstuurt en, afhankelijk van de meetmodus: TB, CP of CT, het uitgangssignaal S van het meetsysteem gene- P1-P2 30 reert, te weten resp. S =-; S = ΔΤ; S = P.

P1 + P2 1023405“ I Op te merken is nog dat hoewel er maar drie elektrische contacten per wikke- I ling Ri, R2 in fig.5 worden getoond, er bij voorkeur gebruik wordt gemaakt van I vierpuntsmeting (zogenaamde Kelvin contacten).

I Een alternatief voor het meten van de weerstanden van Ri en R2 om hun I 5 temperaturen, en daaruit hun temperatuurverschil te bepalen, is het gebruik van I een thermozuil (Engels: thermopile) die aan één zijde thermisch contact maakt I met het gebied van R, en aan de andere zijde met het gebied van R2. Het ge- I bruik van een dergelijke thermozuil TP wordt in fig.7 getoond. De spanning die I de thermozuil TP afgeeft wordt uitgelezen in de Source Measurement Unit 3 I 10 (SMU 3) en het meetresultaat ΔΤ wordt toegevoerd aan een regeleenheid 8, die I te vergelijken is met de regeleenheid 6 van fig.5.

I Een thermozuil TP kan in het bijzonder met voordeel worden toegepast bij I gebruik van een vlak substraat 5 als drager voor de heaterelementen Hi en H2 I (Fig.4). Men kan in dat geval de elementen Hi en H2 in de vorm van - al of niet 15 meanderende - geleidersporen op het substraat 5 aanbrengen met de thermo- I zuil TP er tussen. Het substraat 5 kan een zeer kleine dikte hebben (< 100 μίτι) I en een klein oppervlak (bijv. <5x5 mm) en is daardoor geschikt voor speciale toepassingen. Het kan op een pennetje zijn gemonteerd dat door de buiswand I steekt, zodat het meten lokaal in de stromingsbuis kan plaatsvinden. Om elektri- I 20 sche verbinding met aanstuur- en meetschakelingen mogelijk te maken kan het I substraat 5 op een folie met geleiderbanen of op een PCB gemonteerd worden.

I Met deze “chip” uitvoering van de flowsensor is ook meten buiten de stromings- I buis, in een willekeurige ruimte, mogelijk.

I Omdat bij toepassing van de CP en TB meetmethodes op elk van de I 25 (stroomopwaartse en stroomafwaartse) meetposities zowel elektrisch vermogen I aan de wikkelingen wordt toegevoerd (heater functie) als temperatuur wordt ge- I meten (sensor functie), kan het praktisch zijn om deze functies te scheiden, zo- I als in fig.6 getoond.

Bij de flowsensor volgens fig.6 is de stroomopwaartse wikkeling 3 uit fig.1 I 30 opgesplitst in twee delen met elk een andere functie, namelijk een heaterdeel 3 I waarin vermogen wordt gedissipeerd en een temperatuursensor-deel 14, dat de I temperatuur van de heater en van het medium waarneemt. De beide afzonderlij- I 1023405" 9 « ke wikkelingen 3 en 14 worden bij voorkeur door elkaar heen gewikkeld, om en om. Het is van belang dat zowel temperatuursensor 4 als temperatuursensor 14 van weerstanddraad ‘van dezelfde klos’ kunnen worden gemaakt, zodat ze gelijke weerstandstemperatuurcoëfficiênten hebben. Ook hun weerstandswaarde is 5 bij voorkeur exact gelijk. Om de heater 3 zoveel mogelijk warmtewisselend oppervlak te laten hebben, heeft de weerstanddraad voor de heater 3 bij voorkeur een grotere diameter dan de weerstanddraad voor de sensoren 4 en 14.

Fig.6 toont ook bij de stroomafwaartse wikkeling 4 een temperatuurvoelend deel 4 en een heaterdeel 13. Voor deze heater-/sensorcombinatie geldt hetzelf-10 de als bij wikkeling 3.

In plaats van een stel om de buis gewikkelde draadwindingen kan voor de heater, c.q. de sensor, weerstand bijv. een weerstandpatroon dat op een om de buis geslagen folie is aangebracht gebruikt worden. Eventueel kunnen ze binnen in de stromingsbuis aangebracht zijn.

15 Een massadebietmeter overeenkomstig de uitvinding is op tal van gebieden toe te passen, bijvoorbeeld als vloeistofdebietmeter in combinatie met een re-gelventiel in een werkwijze voor het producéren van glasfibers ten behoeve van de telecommunicatie. De sensor meet en regelt een vloeistofstroom van een sili-ciumhoudende vloeistof zoals methyltrichlorosilaan of TEOS. Deze vloeistof 20 wordt met behulp van een verdamper in dampfase gebracht. In een chemisch dampdepositieproces (CVD) wordt silicium met zuurstof gebonden tot glas. Dit glas wordt, in staafvorm, vervolgens onder verhitting tot lange glas fibers getrokken.

Een andere toepassing is onderzoek en ontwikkeling van brandstofcellen. De 25 sensor wordt bijvoorbeeld in combinatie met een regelventiel of een pomp gebruikt om een brandstof zoals methanol of benzine en water aan de cel toe te voeren.

In Fig.3 is schematisch de ligging van de meetbereiken behorende bij de in het kader van de uitvinding in te schakelen meetmethodes aangegeven. Zijn bijv. 30 de CP en de CT methode in te schakelen, en kan in ieder van de twee bijbehorende meetbereiken bijv. van 1% tot 100% gemeten worden (bereik 1:100), dan wordt door overschakelen van de ene meetmethode naar de andere het totale 10234 05“ I 10 I meetbereik 1:10.000. In het kader van de uitvinding kunnen echter nog ruimere I meetbereiken worden gerealiseerd. Bijv. door voor de lagere debieten extra de I TB meetmethode in te schakelen. Dit is in het bijzonder van belang voor medi- sche, analytische, brandstofcel- en aardgastoepassingen.

I 5 De uitvinding omvat ook varianten op de hiervoor beschreven uitvoerings- I voorbeelden.

Zo kan de flowsensor behalve de twee genoemde elektrische weerstanden, I verdere weerstanden op andere posities op de buisvormige of vlakke drager be- I vatten.

I 10 In de blokschema’s van fig.5 en fig.7 worden afzonderlijke microcontrollers pContr.l, pContr. 2, pContr.3 getoond. Eventueel kan er slechts één microcon- I troller zijn in combinatie met een multiplexer die de signalen op de juiste manier I aan die microcontroller aanbiedt.

In het geval van een flowsensor waarbij de elektrische weerstanden op een I IS vlak substraat zijn aangebracht, kunnen deze weerstanden van temperatuur ge- I voelig materiaal zijn en gebruikt worden om het temperatuurverschil er tussen te I meten. Een thermo-element of een thermozuil tussen de weerstanden is in dat I geval niet nodig.

I In het geval dat de elektrische weerstanden in de vorm van weerstanddraad I 20 om een buisvormige drager gewonden zijn, kunnen de middelen voor het meten I van het temperatuurverschil eventueel een thermo-element of een thermozuil I omvatten die op een rond de drager gewikkelde folie is aangebracht. De folie I kan zich eventueel zelfs binnen de buisvormige drager bevinden.

I Het is zelfs mogelijk om ook de elektrische weerstanden zelf (de ‘heaters’) op I 25 het folie aan te brengen en dit om (of in) de buisvormige drager aan te brengen.

I Opgemerkt wordt nog dat behalve de in de uitvoeringsvormen getoonde uit- I voeringsvormen van flowsensoren ook nog andere flowsensor uitvoeringen toe- I pasbaar zijn.

I Zo kan er bijvoorbeeld een stromingsbuis gebruikt worden met een stroom- 30 opwaartse temperatuursensor winding, een stroomafwaartse heater/sensor win- I ding en een daartussen gelegen Peltier element. Bij meten in de CP-mode wordt I het Peltier element als heater gebruikt en fungeren de stroomopwaartse en I 1023405' 11 % stroomafwaartse windingen als temperatuursensoren. Bij meten in de CT-mode fungeren de windingen op de eerder bij de CT-methode beschreven wijze en wordt het Peltier element zodanig aangestuurd dat het bij geen of lage flows koelt, teneinde ongewenste opwarming van de stroomopwaartse sensor via de 5 buis te voorkomen.

Kort samengevat heeft de uitvinding betrekking op een debietmeter van het thermische type met één enkele flowsensor die verbonden is met aanstuur- en temperatuur meetmiddelen voor het meten in een eerste meetbereik volgens een eerste meetmethode en in een tweede meetbereik volgens een tweede meetme-10 thode. Detectiemiddelen detecteren aan de hand van debietmeting de te selecteren meetmethode en besturingsmiddelen sturen de flowsensor volgens de geselecteerde meetmethode aan.

10234 05”

Claims (11)

1. Massadebietmeter van het thermische type, I met het kenmerk, dat hij één enkele flowsensor bevat die verbonden is met aan- I 5 stuur- en temperatuur meetmiddelen voor het meten in tenminste 2 meetberei- I ken, in een eerste meetbereik volgens een eerste meetmethode en in een twee- I de meetbereik volgens een tweede meetmethode, waarbij de meetbereiken aan I elkaar grenzen, of elkaar bij hun grenzen enigszins overlappen.

2. Massadebietmeter volgens conclusie 1, voorzien van een flowsensor met I 10 een heater Hi op een eerste (upstream) positie A en een heater H2 op een twee- I de (downstream) positie B, en middelen om het temperatuurverschil tussen A en I B te bepalen.

3. Massadebietmeter volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de heaters Hi en H2 in de vorm van elektrische windingen 15 van weerstanddraad door een buis worden gedragen.

4. Massadebietmeter volgens conclusie 2, I met het kenmerk, dat de heaters Hi en H2 in de vorm van geleidersporen op een I vlak substraat zijn aangebracht.

5. Massadebietmeter volgens conclusie 2, waarbij de middelen om het tem- I 20 peratuurverschil tussen A en B te bepalen een tussen de heaters Hi en H2 aan- I gebrachte, aan een zijde thermisch met A en aan de andere zijde thermisch met I B gekoppelde thermozuil bevatten.

6. Massadebietmeter volgens conclusie 1, I met het kenmerk, dat de aanstuur- en temperatuur meetmiddelen meten volgens I 25 tenminste 2 van de volgende meetmethodes mogelijk maken: I - de TB (Thermal Balancing) methode voor het meten van flows, vanaf nul; I - de CP (Constant Power) methode; I - de CT (Constant Temperature) methode voor het meten van flows vanaf een zekere drempelwaarde tot hoge waarden. I 30 7. Massadebietmeter volgens conclusie 6, I met het kenmerk, dat de bij de gebruikte meetmethodes behorende meetberei- I ken tenminste aan elkaar grenzen. I 10234 05" φ φ δ. Massadebietmeter volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de meetbereiken elkaar enigszins overlappen.

9. Massadebietmeter volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat bij het aanzetten de gebruikte meetmethodes in de volgor-5 de van oplopend meetbereik worden ingeschakeld.

10. Massadebietmeter volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat voor het meten volgens de TB-meetmethode de meet- en aanstuurmiddelen zijn ingericht om afwisselend elektrisch vermogen aan Hi en H2 toe te voeren en voorzien zijn van een regellus om het temperatuurverschil 10 tussen A ën B in een iteratief proces naar nul te regelen.

11. Massadebietmeter volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat voor het meten volgens de CP-meetmethode de meet- en aanstuurmiddelen zijn ingericht om Hi en H2 met constant vermogen te bedrijven en het temperatuurverschil tussen A en B te meten.

12. Massadebietmeter volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat voor het meten volgens de CT-meetmethode de meet- en aanstuurmiddelen zijn ingericht om het elektrisch vermogen te meten dat nodig is om aan H2toe te voeren om het temperatuurverschil tussen A en B op een constante waarde te houden.

13. Massadebietmeter volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat hij is voorzien van detectiemiddelen voor het op grond van een debietmeting selecteren van de meetmethode. 1023405-