專利名稱：流量傳感器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種流量傳感器裝置并且具體地涉及包括旁路的流量傳感器裝置。
背景技術(shù)：
流量傳感器可以被用于測量諸如液體或氣體的任何流體的流量。這些流量傳感器可以不直接地布置于傳送大批流體的主要通路中。相反地，流量傳感器可以布置于繞過主要通路的旁路中，流體的一部分從主要通路被轉(zhuǎn)移至所述旁路內(nèi)。因此，流量傳感器測量在旁路中的該流體部分的流量。旁路中的流量則是對主要通路中的流量的測量，所述主要通路中的流量能夠通過合適的轉(zhuǎn)換系數(shù)從旁路中的流量導(dǎo)出。將流量傳感器布置于旁路中可能是為了更好的可接近性，例如用于從流量傳感器讀取數(shù)據(jù)或用于修理和/或更換，或者是為了測量中更好的分辨率。由于旁路設(shè)計(jì)為僅接收在主要通路中傳送的全部流體的一小部分，因此與主要通路的尺寸相比旁路的尺寸是小的。因此，旁路通常更加易于受到污染。這些污染可以包括在主要通路中傳送時可以進(jìn)入旁路的流體中所容納的顆粒。這些顆?？梢宰枞谂月分胁⒁虼嗽黾优月分械牧鲃幼枇?，或者不利地影響流量傳感器本身。兩個替代方案均導(dǎo)致不正確的測量結(jié)果，所述不正確的測量結(jié)果不呈現(xiàn)旁路和主要通路中各自的實(shí)際流量。

發(fā)明內(nèi)容
因此待由本發(fā)明解決的問題是提供一種流量傳感器裝置，其中顆粒被防止進(jìn)入流量傳感器裝置的旁路。通過根據(jù)權(quán)利要求1的特征的流量傳感器裝置解決這個問題。在這樣的流量傳感器裝置中，旁路被連接至主要通路以用于傳送經(jīng)由主要通路供給的流體的一部分。流量傳感器被布置成測量旁路中的流量。旁路以旁路的入口段和主要通路的供給段之間小于90度的角度從主要通路分出。由于旁路的入口段相對于主要通路的這種布置，進(jìn)入入口段的流動包括與主要通路中的流動方向相反的分量。據(jù)觀察，這樣的旁路設(shè)計(jì)幫助防止顆粒進(jìn)入旁路。似乎由于使這些顆粒遲緩改變流動方向的質(zhì)量和速度，顆粒不傾向逆轉(zhuǎn)其流動方向。正如本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中所建議的，即使通過在主要通路中布置流動阻力件來支持流體流入旁路內(nèi)，這些顆粒也可能遲緩到不足以跟隨進(jìn)入旁路內(nèi)。因此，更少的顆?？赡苓M(jìn)入旁路，從而旁路中的流動阻力可以不由這些顆粒增加并且流量傳感器也可以不被這些顆粒不利地影響?？偠灾瑴y量結(jié)果可以得到改進(jìn)并且可以更加準(zhǔn)確地呈現(xiàn)旁路和主要通路中各自的實(shí)際流量。其他有利的實(shí)施例被列舉于附加權(quán)利要求以及以下描述中。


也能夠從下文待描述的實(shí)施例的示例中得出以上限定的方面以及本發(fā)明的進(jìn)一步的方面、特征和優(yōu)勢。這些描述參考附圖，其中圖1說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的流量傳感器裝置的縱向切面，圖2說明圖1的流量傳感器裝置的立體圖，所述流量傳感器裝置被縱向切開以用于說明目的，并且圖3說明根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例的流量傳感器裝置的縱向切面。
具體實(shí)施例方式在若干附圖中類似的或相關(guān)的部件設(shè)置有相同的附圖標(biāo)記。圖1說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的流量傳感器裝置的縱向切面，并且圖2說明這樣的流量傳感器裝置的立體圖，所述流量傳感器裝置在圖2中被縱向切開以用于說明目的。外殼3限定用于傳送流體的主要通路I。術(shù)語“流體”包括能夠沿通路流動的所有媒介，諸如氣體、液體等。在本實(shí)施例中，外殼3基本上為具有作為主要通路I的圓筒形形狀的縱向孔的圓筒形形狀。待在主要通路I中被傳送的流體可以在由圖1中的箭頭指示的流動方向上流動。外殼3可以為更長的管的整體部分，或者外殼3可以組成與任何供給和輸送管路分離的流量傳感器裝置，所述管路可以在其兩個端部處被連接至外殼3。強(qiáng)調(diào)的是，雖然外殼3優(yōu)選地限定圓筒形主要通路1，但是可以根據(jù)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)諸如矩形的非圓形的主要通路I的輪廓。外殼3有利地被制造為注射成型部件。在外殼3 (即在主要通路I)中，布置有流動阻力件4。流動阻力件4產(chǎn)生對于主要通路I中的流體沖擊流動阻力件4的前端部42的阻力。在本實(shí)施例中，優(yōu)選地通過注射成型制造的流動阻力件4包括用于使流體通過的多重管路41。在管路41之間中的永久性結(jié)構(gòu)44形成用于流體的阻力。流動阻力件4為在旁路流量傳感器裝置中容許流體充分地并且良好限定地分流至旁路2內(nèi)的部件。流動阻力件4在輪廓和布置上的其他設(shè)計(jì)均為可能的。優(yōu)選地，可以通過流動阻力件4的功能引導(dǎo)其設(shè)計(jì)以產(chǎn)生足夠量級的壓降，從而容許流體被限定地分流至旁路內(nèi)、并且容許流體在操作過程中充分流動穿過主要通路I。外殼3包括呈基本上矩形形狀延伸部形式的旁路構(gòu)件33，所述旁路構(gòu)件33優(yōu)選地與外殼3的其余部分整體地制造，并且具體地被注射成型。旁路構(gòu)件33設(shè)計(jì)用于保持承載器7，其中流量傳感器6布置在承載器7上。旁路構(gòu)件33支承旁路2的第二段，所述旁路2的第二段連接至形成于流動阻力件4和外殼3之間的旁路2的第一段。旁路2的第一段包括連接至主要通路I的入口段21、以及在其一個端部處連接至入口段21且在其另一個端部處連接至旁路構(gòu)件33中的旁路22的第二段的第一子段22。為實(shí)施旁路2的第一段，流動阻力件4包括在其周緣上從流動阻力件4的前端部42出現(xiàn)的唇狀物43。在這個實(shí)施例中，唇狀物43優(yōu)選地形成為流動阻力件4的整體部分并且因此優(yōu)選地與流動阻力件4的永久性結(jié)構(gòu)44 一同通過注射成型制造。主要通路I的供給段11的直徑在圖1中表示為D1。主要通路I的供給段被限定為之后有接合部的段，旁路2在所述接合部處分出。然而，在期望將流動阻力件4定位于外殼3內(nèi)的縱向位置處，外殼3中的孔示出超過直徑Dl的不同直徑D2。換言之，外殼3包括在其內(nèi)周長處的凹陷部分34。流動阻力件4提供稍小于D2的直徑，以使得當(dāng)流動阻力件4被插入至主要通路I內(nèi)時，外殼3的凹陷部分34和流動阻力件4之間形成小間隙，所述小間隙形成旁路2的第一子段22。流動阻力件4可以在其接近下前端部45的周長處例如通過膠合被固定至外殼I。在外殼3的內(nèi)直徑從Dl改變至D2的區(qū)域中，溝槽31形成于外殼3的內(nèi)壁中，所述溝槽31形成從Dl至D2的過渡部。外殼3的突出部分32使溝槽31至少部分地朝向主要通路I終止。在這個區(qū)域中，從流動阻力件4延伸的唇狀物43達(dá)到溝槽31內(nèi)，以使得唇狀物43的內(nèi)壁以及突出部分32限定旁路2的入口段21。因此，入口段21在其一個端部處連接至主要通路I并且在其另一個端部處連接至旁路2的第一子段22。正如能夠從圖1中導(dǎo)出的，旁路2的入口段21從主要通路I的供給段11以小于90度的角度α分出。能夠從圖1中導(dǎo)出這個角度α的限定，在所述圖1中角度α代表主要通路I和旁路2之間的銳角，并且具體地代表向接合部(旁路2在所述接合部從主要通路I分出)供給流體的主要通路I的供給段11和旁路2的入口段21之間的銳角。優(yōu)選地，入口段21示出至少3毫米(優(yōu)選地為2至7毫米之間)的縱向延伸部以及不少于O. 2毫米(優(yōu)選地為O. 3毫米至O. 7毫米之間)的直徑。供給段11的方向通常與在這個供給段11中的流動方向重合。旁路2的入口段21 也是同樣如此，這是為何這樣的通路布置產(chǎn)生入口段21中具有與主要通路I中的流動方向相反分量的流動的原因。角度α越小，則入口段21中的相反分量越大。然而，角度α越小則旁路中的流動變得越小。另一方面，角度α越小則越多的顆粒被過濾并且被防止進(jìn)入旁路2。角度α的設(shè)計(jì)可以基于以下考慮一方面，容許流體在旁路中充分的流動，所述充分的流動可能還依賴于流體本身、主要通路I中的流動阻力件的幾何形狀以及主要通路I中的流動量級；另一方面，容許充分的顆粒過濾。在優(yōu)選的實(shí)施例中，角度α小于60度。在另一個優(yōu)選的實(shí)施例中，角度α小于30度。有利地，旁路2的入口段21不與流動阻力件4的前端部42會合(meet)。相反地，入口段21布置為距流動阻力件4的前端部42不少于3毫米的距離d。這個距離d的優(yōu)選范圍為3至7毫米。通常，這個距離d被限定為流動阻力件4的前端部42和入口段21的端部之間的距離，如圖1中所示。如上所介紹的，旁路2包括第一段，本示例中的所述第一段包括入口段21和第一子段22。由于第一子段22與主要通路I平行對齊，因此溝槽31的底部在這個意義上標(biāo)記為以大于90度(并且小于180度，依據(jù)角度α而定)的角度從入口段21轉(zhuǎn)移至第一子段22內(nèi)的流體的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。在本示例中，旁路2的第一段的特征在于其圍繞主要通路1，正如能夠從圖1中導(dǎo)出的唇狀物43和突出部分32均環(huán)繞主要通路I周向布置，并且入口段21和第一子段22同樣如此。旁路2的周向第一段限制流體中的湍流并且限制旁路2中的流動速度。相反地，旁路2的第二段(包括第二子段23和第三子段24以及出口段25)布置于旁路構(gòu)件33內(nèi)并且不圍繞主要通路I。第二段設(shè)計(jì)為采取相對短并且薄的管道的形式。在本示例中，第二子段23布置為垂直于主要通路I并且為非周向段。第二子段23被連接至旁路2的周向第一子段22。旁路2的第三子段24布置為與主要通路I平行并且也為非周向段。第三子段24的進(jìn)一步特征在于通過流量傳感器6測量流量的段。優(yōu)選地，流量傳感器6為測量加熱元件的上游和下游溫度的熱電傳感器，能夠從所述溫度導(dǎo)出流量。第三子段24連接至出口段25，所述出口段25布置為垂直于主要通路I并且連接至在流動阻力件4之后的主要通路I。在本流量傳感器裝置中，旁路2布置為用于繞過主要通路I的段。旁路2接收主要通路I中供給的流體的一部分并且將該部分引導(dǎo)回主要通路I內(nèi)。主要通路I中的旁路段通常包括流動阻力件4。在本發(fā)明的另一個實(shí)施例中，旁路2的第一段可以不圍繞主要通路I。流動阻力件4可以全部沿其縱向延伸部(除例如流動阻力件4的上表面之外)被附接至外殼3，所述流動阻力件4的上表面可以為平坦的以用于容許產(chǎn)生非周向的管道。并且，流動阻力件4可以包括在其前端部42處的、作為徑向上平坦區(qū)域的縱向延伸部的唇狀物43。通過類似的方式，外殼3的突出部分32可以不被實(shí)現(xiàn)為周向突出部分32、而可以僅形成為與唇狀物43相對。通過這種方法，入口段21和第一子段22形成為導(dǎo)向旁路2的其他段的管道。在這樣的構(gòu)造中，外殼3可以甚至不具有凹陷部分34。相反地，流動阻力件4的平坦上端部可以向各自的第一子段22提供足夠的空間。在這樣的情況下，外殼3的突出部分32可以在很小的程度上在徑向上到達(dá)主要通路I內(nèi)。圖3說明根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例的流量傳感器裝置的縱向切面。為了更好的說明，忽略能夠從圖1得出的許多附圖標(biāo)記。本實(shí)施例與圖1的實(shí)施例的不同之處在于到達(dá)外殼3的溝槽31內(nèi)的唇狀物不再形成流動阻力件4的整體部分、而是形成標(biāo)識為間隔物5的分離元件的一部分。間隔物5的端部段形成到達(dá)溝槽31內(nèi)的唇狀物51。間隔物5可以采取圍繞流動阻力件4的罩的形式，并且可以優(yōu)選地在將組合的間隔物5/流動阻力件4插入至主要通路I內(nèi)之前例如通過適合的膠合劑被附接至流動阻力件4。在這個實(shí)施例中，間隔物5可以通過諸如膠合劑的適合固定裝置被附接至外殼3。間隔物5可以完全地或部分地被體現(xiàn)為層狀的流動元件，所述層狀的流動元件包括諸如蜂窩結(jié)構(gòu)的相關(guān)表面結(jié)構(gòu)。在這樣的實(shí)施例中，間隔物5支持在旁路2中的流體部分的層狀流動。間隔物5也可以由多個層構(gòu)成。本流量傳感器裝置可以尤其適合測量民用氣體的流量。
權(quán)利要求
1.流量傳感器裝置，包括 -主要通路(I )，所述主要通路用于傳送流體， -旁路(2)，所述旁路連接至主要通路(I)以用于傳送主要通路中供給的流體的一部分， -流量傳感器(6 )，所述流量傳感器用于測量在旁路(2 )中的流體部分的流量， -其中旁路(2)以旁路(2)的入口段(21)和主要通路(I)的供給段(11)之間的小于90度的角度(a )從主要通路(I)分出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流量傳感器裝置，其中旁路(2)以旁路(2)的入口段(21)和主要通路(I)的供給段(11)之間的小于60度的角度(a )從主要通路(I)分出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流量傳感器裝置，其中旁路(2)以旁路(2)的入口段(21)和主要通路(I)的供給段(11)之間的小于30度的角度(a )從主要通路(I)分出。
4.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的流量傳感器裝置，其中流動阻力件(4)布置于主要通路(I)中在流動方向上處于旁路(2)的入口段(21)之前。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的流量傳感器裝置，其中入口段(21)布置在距流動阻力件(4)不少于3毫米的距離(d)處。
6.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的流量傳感器裝置，包括 -其中布置有主要通路(I)的外殼(3)， -在外殼(3)的內(nèi)壁中的溝槽(31)； -突出部分(32)，所述突出部分使溝槽的至少一部分朝向主要通路(I)終止，以及-唇狀物(43、51)，所述唇狀物到達(dá)溝槽(31)內(nèi)以使得旁路(2)的入口段(21)形成于唇狀物(43、51)和突出部分(32)之間。
7.根據(jù)組合有權(quán)利要求4或5的權(quán)利要求6所述的流量傳感器裝置，其中唇狀物(43)從流動阻力件(4)延伸并且形成為流動阻力件的整體部分。
8.根據(jù)組合有權(quán)利要求4或5的權(quán)利要求6所述的流量傳感器裝置，其中唇狀物(51)形成布置于流動阻力件(4)和外殼(3 )之間的間隔物(5 )的頂部端部。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的流量傳感器裝置，其中間隔物(5)包括層狀的流動元件。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至9中任一所述的流量傳感器裝置，其中唇狀物(43、51)和突出部分(32)均周向布置。
11.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的流量傳感器裝置，其中旁路(2)包括連接至入口段(21)的第一子段(22)，所述第一子段(22)與主要通路(I)平行對齊。
12.根據(jù)組合有權(quán)利要求7或8的權(quán)利要求11所述的流量傳感器裝置，其中第一子段(22)各自形成于外殼(3)的內(nèi)壁的凹陷部分(34)與流動阻力件(4)或間隔物(5)之間。
13.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的流量傳感器裝置，其中旁路(2)包括圍繞主要通路(I)的第一段。
14.根據(jù)組合有權(quán)利要求11或12的權(quán)利要求13所述的流量傳感器裝置，其中第一段包括入口段(21)以及第一子段(22)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的流量傳感器裝置， -其中旁路(2)包括連接至第一子段(22)和主要通路(I)的第二段，所述第二段不圍繞主要通路(I)，并且-其中用于測量流量的流 量傳感器(6)布置于第二段中。
全文摘要
本發(fā)明公開一種流量傳感器裝置，包括用于傳送流體的主要通路(1)、連接至主要通路(1)以用于傳送主要通路(1)中供給的流體的一部分的旁路(2)、以及用于測量在旁路(2)中的流體部分的流量的流量傳感器(6)。旁路(2)以旁路(2)的入口段(21)和主要通路(1)的供給段(11)之間的小于90度的角度(α)從主要通路(1)分出。通過這種設(shè)計(jì)裝置，能夠防止顆粒進(jìn)入旁路(2)并因此不利地影響測量結(jié)果。
文檔編號G01F1/684GK103026180SQ201080068201
公開日2013年4月3日 申請日期2010年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月17日
發(fā)明者M·霍爾農(nóng), F·邁爾, C·屈特爾 申請人:森斯瑞股份公司