[发明专利]用于水管的流量传感器和用于测量流量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于测量流体流动的物理参数的装置，更具体地说，涉及一种用于在水管中流动的水的流量传感器。

背景技术

一方面为了检查网络中的耗水量，另一方面为了确定水在何处大量流失或者管道在何处发生破裂，需要测量水管管道中的流量，尤其是测量水管管道中的流动数据。

为了监视水流，应该沿着网络的管道设置许多传感器，并且这些传感器应该非常便宜和容易被清洁，或者容易更换而不需要停止水流。

现有的不同性质的许多传感器能够测量管道中的流量。在它们当中，热电子固态传感器能够通过测量电阻器传递到液体的热来测量水流，具体地说，通过测量加热器和热电阻之间的温度差来测量水流。这种传感器的一个例子在US 6,494,090中描述。

此外，这种传感器优选地将测量的数据与控制系统通信，从而使得在已知的装置中用于创建线缆链接的成本高，而导致在管道线路中的传感器的数量太少，有时不足以进行精确的水流控制。

此外，利用这种热动力学原理的公知的传感器具有以下缺点：在测量的过程中，电阻器的热产生蒸汽气泡，这些蒸汽气泡部分保持附着于传感器上，并且部分被水流带走。这些气泡使得传感器周围绝热并且对水流测量存在不利影响。此外，利用这种热动力学原理的传感器增加了在热表面上的碳酸钙(石灰石)的沉积，随着时间的推移，使得传感器的功能变差。

发明内容

因此，本发明的一个特征是提供一种用于水管的水流量传感装置，其具有热流量传感器，能够快速和容易地安装而不用使水流停止。

本发明的另一特征是提供一种用于水管的水流量传感装置，其能够将热流量传感器布置在相对于水流的基本中心的位置，其中水管壁对水流的影响不大。

本发明的另一特征是提供一种用于水管的水流量传感装置，其能够便宜地与中央控制单元进行通信。

本发明的另一方面是提供一种用于水管的水流量传感装置，其能够避免在测量期间产生气泡和这种气泡积聚在传感器的表面上的问题。

本发明的另一特征是提供一种用于水管的水流量传感装置，其能够使由于碳酸钙的沉积导致的传感器损坏最小化。

本发明的另一特征是提供一种用于水管的水流量传感装置，其允许通过压紧流量固态热传感器来辨别水管中水流的方向。

本发明的另一特征是提供一种用于水管的允许测量水流的方法，该方法实现上述目的。

参照本发明的第一方面，通过一种用于水管的水流量传感装置实现这些和其它目的，所述装置包括：

一固态热传感器，其具有至少一个加热器和与水处于同一温度下的至少一个热电阻，所述传感器适于通过测量所述至少一个加热器和至少一个热电阻之间的温度差来测量流量，提供与所述流量成比例的出口信号；

一用于所述传感器的支撑件，其具有伸长的形状，具有第一端部和第二端部，所述传感器布置在所述支撑件的所述第一端部，所述第一端部适于插入到在管道中形成的孔中，以在远离管壁的水流区域将所述传感器支撑在所述管道的内部点中；

一紧固装置，其将所述支撑件保持在所述孔中，从而所述支撑件的所述第一端部位于所述管道中。

有利地，所述支撑件提供薄板形伸长构件，所述薄板形伸长构件一体连接在所述第一端并且适于被放入水流中，所述伸长构件保持远离所述第一端部的所述传感器。

有利地，所述伸长构件包括第一电触点，第一电触点适于在所述第一端部与在所述支撑件中形成的各个电触点结合，所述薄板具有用于将所述薄板的第一触点与所述传感器的壳体连接的纵向电路径，在所述壳体中，所述薄板具有第二电触点以结合到所述传感器中的各个触点。

有利地，所述固态热传感器具有沿着水流的方向彼此相邻地布置的第一加热器和第一热电阻以及第二加热器和第二热电阻，具体地说，所述第一热电阻和第二热电阻彼此交错结合。

这样，所述支撑件、所述薄板和所述传感器可分开设置并且容易地装配以降低成本。

具体地说，响应于使用根据本发明的流量传感器的管道的直径，所述薄板可被制成具有不同长度。

有利地，所述薄板由陶瓷制成并且所述路径利用厚膜技术制成。

优选地，所述薄板具有适于流体动力学使用的截面，并且所述传感器插入所述薄板的一端，从而不为水流提供边缘，所述薄板具有容纳所述传感器的凹槽。