溫度傳感器和熱式流量測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在權(quán)利要求1、5、8和13的前序部分中限定的溫度傳感器，以及一種熱式流量測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]已知根據(jù)熱測量原理工作的用于流量測量裝置的傳感器。這種測量原理基于熱電阻溫度計的冷卻，下文中也稱為熱式或主動式傳感器元件，通過流過被測介質(zhì)，從這種元件提取熱。通過增大電加熱電流再次供應(yīng)所提取的熱。通過這種方式，在加熱和測量傳感器元件即主動式傳感器元件與基準溫度傳感器之間保持恒定的溫差，下文也將基準溫度傳感器稱為測量或被動式傳感器元件。為了保持這種溫差，質(zhì)量流量越大，能量需求就越大。因此，測量加熱電流與質(zhì)量流量成比例。在由原材料或起始材料制成產(chǎn)品的過程中，通過施加化學、物理或生物程序而良好建立了熱測量原理，并且在許多應(yīng)用領(lǐng)域中成功應(yīng)用。特別是在水和其它液體諸如油中需要應(yīng)用該測量原理，因為在該情況下，與氣體相比，熱傳遞和所需加熱功率顯著更大。因此，在速度>2.5m/s的情況下，可經(jīng)歷特性曲線的扁平化并且敏感性較低。此外，在傳感器元件彼此間隔較小時，在給定情況下，例如在低速度〈0.2m/s情況下，能夠經(jīng)歷加熱傳感器元件與溫度測量傳感器元件的串擾。
[0003]已知由兩個傳感器元件組成的傳感器，即加熱元件和測量元件，它們每個都具有圓柱形傳感器蓋，并且從傳感器的底座表面突出。在傳感器蓋的端面中焊接有電阻傳感器。由于圓柱形傳感器蓋，傳感器元件具有良好的熱絕緣性。然而，這些傳感器在水中展現(xiàn)比上述傳感器更差的特性。因而，在更大流量的情況下，特性曲線比較快速地達到可提供最大功率的飽和。一旦達到這種功率限制，即使速度更大，也不能夠?qū)醾鬟f給流體。由于該特性曲線代表了其中能夠發(fā)生測量的介質(zhì)的流速的測量范圍，所以在流動太快的情況下，不再可能快速達到飽和裝置測量。
[0004]在此，使用傳感器外殼中用于RTD的連接概念，包括將RTD安裝在套管中。它們的連接線引出套管。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于使得能夠較容易安裝溫度傳感器，并且提供一種相應(yīng)的流量測量裝置。
[0006]通過具有權(quán)利要求1、5、8或13的特征的溫度傳感器實現(xiàn)該目的。
[0007]根據(jù)本發(fā)明，一種溫度傳感器包括外殼，外殼具有外殼體和外殼腔室，在該外殼腔室中在端部布置兩個溫度傳感器元件，特別是所述兩個溫度傳感器元件被實施成薄膜電阻溫度計，其中所述溫度傳感器元件之一可加熱，其中，從每個溫度傳感器元件引出至少一個與電路板連接的連接線，其中電路板被布置在外殼腔室內(nèi)，其中電路板通過卡入連接定位在外殼腔室內(nèi)。
[0008]通過卡入連接將電路板定位在外殼腔室內(nèi)便于裝配。
[0009]本發(fā)明的有利實施例是附加權(quán)利要求的主題。
[0010]有益地，當外殼腔室具有加強層，該加強層具有或形成用于電路板的卡入的凹進裝置，因而是凹進或突起。當位于外殼端部的部分實施為深沖帽(deep draw cap)，其壁厚度小于2mm，優(yōu)選小于1.5mm，特別是小于0.8mm時特別有利。
[0011]為了使得能夠?qū)⒓訌妼幼詈筮B接至外殼體，能夠使用組件之間的材料結(jié)合，例如通過焊接或釬焊。
[0012]此外，根據(jù)本發(fā)明，一種溫度傳感器包括外殼，外殼具有外殼體和外殼腔室，在該外殼腔室中在端部布置兩個溫度傳感器元件，特別是所述兩個溫度傳感器元件被實施成薄膜電阻溫度計，其中所述溫度傳感器元件之一可加熱，其中，從每個溫度傳感器元件引出至少一個與電路板連接的連接線，其中沿第一方向穿過電路板應(yīng)變消除地引導(dǎo)第一溫度傳感器元件的連接線，并且使該連接線與電路板連接。
[0013]應(yīng)變消除連接或者連接線與電路板的固定防止了連接線分離。
[0014]本發(fā)明的有利實施例是附加權(quán)利要求的主題。
[0015]通過下列方式實現(xiàn)特別有利的雙側(cè)應(yīng)變消除，即沿與第一方向相反的第二方向穿過電路板應(yīng)變消除地引導(dǎo)第二溫度傳感器元件的至少一個連接線，并且使該連接線與電路板連接。
[0016]有利地，在電路板的區(qū)域中以灌封化合物圍繞連接線。
[0017]根據(jù)本發(fā)明，一種溫度傳感器包括外殼，外殼具有外殼體和外殼腔室，在該外殼腔室中在端部布置兩個溫度傳感器元件，特別是所述兩個溫度傳感器元件被實施成薄膜電阻溫度計，其中所述溫度傳感器元件之一可加熱，其中，從每個溫度傳感器元件引出至少一個與電路板連接的連接線，其中外殼腔室至少容納用于引導(dǎo)連接線的第一彈性主體。
[0018]例如能夠?qū)嵤閳A盤的彈性主體提供測量信號對振動影響的較不敏感性。
[0019]本發(fā)明的有利實施例是附加權(quán)利要求的主題。
[0020]因而，當外殼，特別是外殼腔室具有被支撐在第一彈性主體上和/或外殼的壁部上的第二彈性主體時有利。在該情況下，外殼腔室包括灌封化合物，其中有利地溫度傳感器元件被布置成在外殼腔室內(nèi)無灌封化合物。
[0021]特別地，第一和第二彈性主體能夠為硅主體。硅具有良好的耐熱性以及良好的化學耐久性。
[0022]在實施成四個導(dǎo)體測量裝置的溫度傳感器的情況下，也能夠通過實現(xiàn)彈性主體，特別是在它們的實施例為硅主體的情況下，實現(xiàn)良好的密封狀態(tài)。
[0023]根據(jù)本發(fā)明，一種溫度傳感器包括外殼，外殼具有外殼體和外殼腔室，在該外殼腔室中在端部布置兩個溫度傳感器元件，特別是所述兩個溫度傳感器元件被實施成薄膜電阻溫度計，其中所述溫度傳感器元件之一可加熱，其中，從每個溫度傳感器元件引出至少一個與電路板連接的連接線，其中電路板具有第一數(shù)目的空洞，特別是孔，以連接連接線和/或電纜，和第二數(shù)目的空洞，特別是孔，以降低電路板的熱膨脹。
[0024]降低熱膨脹能夠防止對電路板的損傷。
[0025]在該情況下，能夠在被布置在電路板上的導(dǎo)電跡線中布置第二數(shù)目的空洞，特別是孔。
[0026]根據(jù)本發(fā)明，一種流量測量裝置包括根據(jù)上述權(quán)利要求任一項所述的至少一個溫度傳感器，以及評價單元。
【附圖說明】
[0027]現(xiàn)在將基于附圖，更詳細地描述本發(fā)明的實施例實例，其中:
[0028]圖1是熱式流量裝置的傳感器的外殼的截面圖；和
[0029]圖2是本發(fā)明的傳感器的截面圖。
【具體實施方式】
[0030]圖1示出熱式流量測量裝置的傳感器，其中傳感器實施成熱式質(zhì)量流量傳感器I。
[0031]傳統(tǒng)上，熱式流量測量裝置通常使用兩個可加熱電阻溫度計，兩者實施成盡可能相同，并且最通常被布置在銷狀的金屬套管中，即布置在所謂的測針中，或者布置在圓柱形金屬套管中，與流經(jīng)測量管或流經(jīng)管道的介質(zhì)熱接觸。對于工業(yè)應(yīng)用，通常將兩個電阻溫度計安裝在測量管中；然而，電阻溫度計也能夠被直接安裝在管道內(nèi)。兩個電阻溫度計其中之一是所謂的主動式傳感器元件，其被加熱單元加熱。設(shè)置的加熱單元或者是另外的電阻加熱器，或者是在電阻溫度計為電阻元件，例如RTD(電阻溫度裝置)傳感器的情況下，其由電功率轉(zhuǎn)換，例如通過測量電流的相應(yīng)變化加熱。第二電阻溫度計為所謂的被動式傳感器元件，用于測量介質(zhì)的溫度。
[0032]通常，在熱式流量測量裝置中，加熱可加熱電阻溫度計，使得在兩個電阻溫度計之間保持固定的溫差。作為替換，也已知通過控制單元供應(yīng)恒定的加熱功率。
[0033]如果在測量管中不存在流量，為了保持預(yù)定溫差就要求隨溫度恒定的熱量。相反，如果被測介質(zhì)在流動，加熱電阻溫度計的冷卻本質(zhì)上取決于流過的介質(zhì)的質(zhì)量流量。由于介質(zhì)比加熱電阻溫度計更冷，所以流動的介質(zhì)從加熱的電阻溫度計帶走熱。因而，為了在流動介質(zhì)的情況下保持兩個電阻溫度計之間的固定溫差，加熱電阻溫度計要求更多加熱功率。更多加熱功率是質(zhì)量流量的度量，或者是流經(jīng)管道的介質(zhì)的質(zhì)量流量的量度。
[0034]相反，如果提供恒定的加熱功率，由于介質(zhì)的流動，兩個電阻溫度計之間的溫差就降低。然后，具體溫差為流經(jīng)管道的或者是流經(jīng)測量管的質(zhì)量流量的量度。
[0035]因而，在加熱該電阻溫度計所需的能量和流經(jīng)管道或者是流經(jīng)測量管的質(zhì)量流量之間存在函數(shù)關(guān)系。在熱式流量測量裝置中，利用熱傳遞系數(shù)與流經(jīng)測量管或者是管道的介質(zhì)的質(zhì)量流量的相關(guān)性來確定質(zhì)量流量。申請人以商標’ t switch’、’ t trend’、’ tmass’或制造和銷售