[发明专利]涡旋流量测量仪、压力传感器和制造压力传感器的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种涡旋流量测量仪(Vortex-Durchflussmessger?t)，其带有可由介质流过的测量管、设置在测量管中的滞流体(Stauk?rper)和设置在滞流体的有效区域(Wirkbereich)中的压力传感器(Druckaufnehmer)，其中，压力传感器具有可偏转的测量薄膜(Messmembran)，并且测量薄膜的偏转在测量技术上被用以检测邻近测量薄膜的介质中的压力，其中，为了检查测量薄膜的偏转在测量薄膜上和/或在其中布置有至少一个光学纤维，其中，光学纤维在其走向上和/或在测量薄膜中至少部分地与测量薄膜有效地连接，使得测量薄膜的由于介质压力所引起的偏转在有效地连接的区域中导致光学纤维的伸展(Streckung)和/或收缩(Stauchung)。此外，本发明还涉及一种用于这样的涡旋流量测量仪的压力传感器和一种用于压力传感器的制造方法。

背景技术

涡旋流量测量仪长时间以来是已知的，其中，测量原理以该事实为基础，即在滞流体(其被介质绕流)后面的液态的或气态的介质中可构造有涡街(Wirbelstra?e)，其通过随流动前进的、从滞流体剥离(abloesen)的涡流来形成。涡流从滞流体剥离的频率取决于流动速度，其中，该关系在一定的前提条件下接近线性。总之，涡流频率的测量是用于确定介质的流动速度的合适的方式，因此间接地，在附加地考虑例如压力和温度的情况下通过涡流频率测量确定体积流量和质量流量是可能的。介质的在涡街中出现的涡流导致局部的压力波动，其可由压力传感器探测。这样的压力传感器可具有大致平地设计的测量薄膜并且必须如此布置在涡街中，使得由滞流体产生的涡流至少间接经过压力传感器的测量薄膜并且由此是可探测的。对此，当压力传感器例如在流量测量仪的壳体中的通道上方间接检测涡街的压力波动时，压力传感器可在下游设置在滞流体之后，其甚至可构造在滞流体中或者例如布置在滞流体上方。

从现有技术中已知完全不同的方法，为了检测压力传感器的测量薄膜的偏转，经常利用电容或电感效应，部分地还使用压电陶瓷。也从现有技术中已知使用光学纤维用于检测测量薄膜运动，其中，在此例如已知该结构，在其中光学纤维实际上竖直地立于压力传感器的测量薄膜之前并且在端侧以光加载薄膜，光被测量薄膜反射并且随后被用于运动探测。从现有技术中同样已知这样的涡旋流量测量仪，在其中光学纤维贴靠地布置在测量薄膜处，其中，当其暴露于压力或压差时，光学纤维随着测量薄膜被偏转，结果是，光学纤维被伸展和/或收缩，即光学纤维经历长度变化。这样的长度变化已知可高精度地在光学上评价，例如通过本身已知的方法，其基于电磁波的干涉。利用该方法容易地能够可靠地探测处于所使用的电磁波的波长的范围中的长度变化(例如DE 10 2009 039 659 Al)。

对于从现有技术中已知的涡旋流量测量仪或者用于涡旋流量测量仪的带有至少一个布置在可偏转的测量薄膜上的光学纤维的压力传感器不利的是，光学纤维还有测量薄膜直接暴露于介质，使得光学纤维在化学侵蚀的介质中遭受腐蚀，或者说在压力传感器布置在测量管中时并且由此在流动的介质中机械应力还威胁灵敏的光学纤维和/或测量薄膜。

发明内容

因此，本发明的目的是说明一种上面提到的类型的涡旋流量测量仪和一种用于这样的涡旋流量测量仪的压力传感器，它们也可在恶劣的环境条件中使用。

之前得出的且示出的目的首先对于涡旋流量测量仪并且对于压力传感器(本发明从它们出发)由此来实现，即压力传感器具有通过介质的压力可偏转的薄膜袋(Membrantasche)，并且薄膜袋包围带有光学纤维的测量薄膜，使得薄膜袋对测量薄膜屏蔽介质且测量薄膜与薄膜袋一起被偏转。

当其表示“测量薄膜与薄膜袋一起被偏转”时，那么以此意味着，在以压力或者压差加载薄膜袋时，薄膜袋的由此造成的偏转还引起本身设置用于检测偏转的测量薄膜的偏转。由薄膜袋包围的测量薄膜相应处于与薄膜袋的机械作用关系(Wirkzusammenhang)中。因为薄膜袋包围测量薄膜，在测量薄膜与布置在该测量薄膜上的光学纤维之间与流动的介质的直接接触被阻止，使得流动的介质既不可直接与光学纤维相接触，在流动的介质中携带的微粒也不可与光学纤维相接触。根据本发明的涡旋流量测量仪或用于这样的涡旋流量测量仪的根据本发明的压力传感器相应还适合于应用在恶劣的过程条件下。