[发明专利]具有诊断功能的热式流量测量设备

说明书

一种热式流量测量设备(1)，所述热式流量测量设备(1)尤其用于确定和/或监测通过管道(2)的能流动介质(3)的质量流(Φ_M)和/或流速(v_D)，包括：至少三个传感器元件(4a、4b、4c)和电子单元(9)，其中，所述至少三个传感器元件(4a、4b、4c)中的每个至少部分地和/或有时与所述介质(3)热接触，并且包括能被加热温度传感器(5a、5b、5c)，以及其中，所述电子单元(9)被实施成用加热功率(P1、P2、P3)加热所述三个传感器元件(4a、4b、4c)中的每个，记录它们的温度(T1、T2、T3)，同时加热所述至少三个传感器元件(4a、4b、4c)中的至少两个，确认所述介质(3)的所述质量流(Φ_M)和/或所述流速(v_D)，根据所述至少三个传感器元件(4a、4b、4c)的所述温度(T1、T2、T3)和/或所述加热功率(P1、P2、P3)和/或由所述温度(T1、T2、T3)和/或所述加热功率(P1、P2、P3)中的至少一个推导出的至少一个变量的成对比较，提供与所述至少三个传感器元件(4a、4b、4c)中的至少一个的热阻改变有关的信息，根据对供应到所述至少三个传感器元件中的至少一个的所述加热功率的突变ΔP的响应，提供与所述至少一个传感器元件的内部热阻改变有关的信息，以及在所述至少三个传感器元件(4a、4b、4c)中的至少一个的情况下发生内部和/或外部热阻改变的情况下，对所述质量流(ΦM)和/或所述流速(v_D)的测量值执行校正和/或生成并输出与所述至少一个传感器元件的所述质量流(Φ_M)和/或所述流速(v_D)的状态有关的报告。

技术领域

本发明涉及热式流量测量设备，尤其是，用于确定和/或监测通过管道的能流动介质的质量流和/或流速的热式流量测量设备以及用于操作此流量测量设备的方法，该热式流量测量设备包括至少三个传感器元件和电子单元。此外，可提供与这至少三个传感器元件中的至少一个的状态有关的信息。该流量测量设备因此包括诊断功能。

背景技术

在处理测量技术中，大范围应用热式流量测量设备。例如，申请人以t-switch、t-trend或t-mass为型号制造和销售的对应领域的设备。从大量公开文献中得知基础的测量原理。

通常，本发明领域的流量测量设备包括至少两个传感器元件，这两个传感器元件均具有被尽可能相同实施的温度传感器。这些传感器元件中的至少一个被能加热地实施。在这点而言，传感器元件可包含辅助电阻加热器。然而，替选地，温度传感器还可以被实施为电阻元件，例如，RTD电阻元件(电阻温度检测)形式的电阻元件，尤其是，诸如也能以品牌名PT10、PT100和PT1000商购得到的铂元素形式的电阻元件。例如，由于电流供应增加，导致也被称为电阻温度计的电阻元件随后经由被供应给它的电功率的转换而被加热。

经常，温度传感器布置在圆柱壳尤其是金属壳(尤其是不锈钢或Hastellloy(耐盐酸镍基合金))内。壳用作保护温度传感器例如不受腐蚀介质影响的外壳。在特别地至少一个可加热温度传感器的情况下，必须另外确保在可加热温度传感器和壳之间提供可能最佳的热接触。

为了记录质量流和/或流速，在能流动介质至少有时或至少部分地流过的管道中引入这至少两个传感器元件。传感器元件与介质热接触。为此，它们可被直接集成在管道中或被直接集成在能安装在现有管道中的测量管中。这两个选项是本发明的主题，即使当下文中只讨论管道时。

在操作中，这至少两个温度传感器中的至少一个被加热(有源温度传感器)，而第二温度传感器保持未被加热(无源温度传感器)。应用无源温度传感器来记录能流动介质的温度。在此情况下，术语“介质的温度”意指在没有加热单元的附加热输入的情况下介质所具有的温度。有源传感器元件常常被加热，使得在这两个温度传感器之间建立固定温度差异，其中，考虑将加热功率的改变作为质量流和/或流速的度量。然而，替选地，供给的加热功率可保持恒定，使得考虑用对应的温度改变来确定质量流和/或流速。