[发明专利]用于传感器的传感器组件、传感器及用其形成的测量系统

说明书

本发明涉及用于传感器的传感器组件、传感器及用其形成的测量系统。传感器组件包括：变形本体，其有两个彼此相反的表面和外边缘段；及传感器叶片，其从表面延伸到远端。传感器组件包括保护设备，其用于针对在它的表面上的压力激增保护变形本体和/或用于针对施加在它的表面上的温度的突然改变保护变形本体。保护设备有靠近变形本体的边缘段的至少一个板，板在传感器叶片的方向上径向向内延伸，使得在板和变形本体之间形成腔体，腔体容纳传感器叶片的靠近变形本体的表面并且远离传感器叶片的远端的区域，且使得间隙形成在板和传感器叶片之间。借助于这样的传感器组件、传感器和测量系统，可检测流动流体中的压力波动，以测量流体的流动参数。

技术领域

本发明涉及一种传感器组件，该传感器组件具有变形本体、尤其是膜状和/或盘状变形本体以及从变形本体的表面延伸的传感器叶片。此外，本发明涉及一种借助于这样的传感器组件形成的传感器，涉及一种用其形成的传感器系统，并且涉及它的用于记录流动流体中的压力波动和/或用于测量管线中流动的流体的至少一个流动参数的用途。

背景技术

在用于测量在管线中流动的流体、尤其是呈快速流动和/或热气体的形式的流体和/或高雷诺数(Re)的流体流的流动速度或与流动速度(u)对应的体积或质量流量的过程测量和自动化技术中使用的通常是体现为涡流测量装置的测量系统。这样的测量系统的示例尤其从US-A 2006/0230841、US-A 2008/0072686、US-A 2011/0154913、US-A 2011/0247430、US-A 6,003,384、US-A 6,101,885、US-B 6,352,000、US-B 6,910,387或US-B 6,938,496中已知，并且也由申请人出售，例如以“PROWIRL D 200”、“PROWIRL F 200”、“PROWIRL O 200”、“PROWIRL R 200”的名称出售。这样的测量系统通常具有非流线形体，所述非流线形体突出到管线(例如，形成供热网络或涡轮循环系统的部件的管线)的腔中，或者突出到安装到管线的线路中的测量管道的腔中，因此具有阻碍流体流动的非流线形体，用于产生对齐的涡流以在非流线形体正下游流动的流体流的体积部分内形成所谓的卡门涡街。在这样的情形中，如已知的那样，涡流取决于通过测量管道在主流动方向上流动的流体的流动速度、以非流线形体上的脱落率(1/f_Vtx)而生成。

此外，测量系统具有传感器，所述传感器被集成在非流线形体中，或者与非流线形体连接或者位于非流线形体的下游，即突出到卡门涡街的区域中进入到流体中、因此进入到管线或测量管道的腔中，所述传感器用于记录在流动流体中形成的卡门涡街中的压力波动，并且将其转换成代表压力波动的传感器信号，即，传递信号(例如电或光信号)，该信号对应于在流体的范围内并且经历作为非流线形体下游的相反方向涡流的结果的周期性波动，并且具有与涡流的脱落率对应的信号频率(～f_Vtx)。

传感器包括传感器组件，所述传感器组件借助于变形本体(变形本体最通常是被形成为薄的并且基本平的膜的变形本体)以及通常从变形本体的基本平表面延伸的传感器叶片(最通常是板形或楔形传感器叶片)来形成。传感器组件适于记录在横向于实际主流动方向延伸的检测方向上作用的卡门涡街中的压力波动，即，把这种压力波动转化成与压力波动对应的变形本体的移动，使得作为压力波动的结果，传感器叶片在检测方向上执行钟摆式移动，用于使变形本体弹性变形，由此变形本体和传感器叶片被激励以执行在共用静态静止位置附近的受迫振荡。变形本体进一步包括：最通常环形的外边缘段，外边缘段适于例如经由材料结合连接与用于安装变形本体的座部连接；和与其一起形成的传感器，其对管线或测量管道的壁气密地密封，使得变形本体关闭并且气密地密封管线或管道的壁中的开口，并且使得承载传感器叶片的变形本体的表面面向测量管道或管线的流体引导腔，使得传感器叶片向内突出到该腔中。