[发明专利]用于传感器的传感器组件、传感器以及用其制造的测量系统

说明书

本发明涉及传感器组件(11)，其包括具有两个相对的表面(111+,111#)和外边缘段(111a)的变形体(111)以及从表面(111+)延伸到远端并具有左侧的第一侧表面(112+)和右侧的第二侧表面(112#)的传感器叶片(112)。此外，传感器组件(11)还包括过载保护装置(113)，其从边缘段(111a)延伸到远端，能够用于保护变形体(111)防止塑性即不可逆变形的影响，并且具有从传感器叶片以横向距离引导的支撑镫形件(113a)以及由支撑镫形件保持的用于限制传感器叶片(112)的运动的两个止动件(113b,113c)，其中止动件的第一止动件(113b)位于传感器叶片的左侧上，止动件的第二止动件(113c)位于传感器叶片的右侧上。止动件(113b,113c)被定其尺寸并且被布置，使得在它们之间形成的中间空间(113’)仅接纳传感器叶片(112)的子部分(112a)。变形体和传感器叶片还适于被激励以围绕公共静态静止位置执行振荡，并且在这种情况下相对于过载保护装置运动，使得传感器叶片执行使变形体弹性变形的摆动运动，在此期间，子部分(112a)交替地向左，即在朝着止动件(113b)的方向上运动，并且向右，即在朝着第二止动件(113c)的方向上运动。利用这种传感器组件以及与传感器组件联接并用于产生传感器信号的换能器元件(12)形成的传感器或者利用传感器和与传感器连接的测量电子器件形成的测量系统能够用于检测流动流体中的压力波动，以便测量流体的流动参数，所述流体例如具有至少有时400℃的温度和/或至少有时大于140巴的压力的蒸汽，所述传感器信号表示传感器叶片的根据时间而变化的运动和/或变形体的根据时间而变化的变形。

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体，尤其是膜状和/或盘形变形体，以及从变形体的表面延伸的传感器叶片。此外，本发明涉及一种利用这种传感器组件形成的传感器，并且涉及一种用该传感器形成的测量系统，并且涉及其用于记录流动流体中的压力波动和/或用于测量在管线中流动的流体的至少一个流动参数的应用。

背景技术

在用于测量在管线中流动(尤其是快速流动)的流体和/或热气体和/或具有高雷诺数(Re)或具有相应流速(u)的体积或质量流量的流体流的流速的过程测量和自动化技术中经常使用实施为涡旋流量测量设备的测量系统。这种测量系统的示例主要从US-A 2006/0230841、US-A 2008/007686、US-A 2011/015913、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，并且主要还由申请人例如以名称“PROWIRL D 200”、“PROWIRL F 200”、“PROWIRL O 200”、“PROWIRL R200”提供。

这种测量系统涉及钝体，该钝体以例如供热网络或涡轮循环系统的构件的形式突出到管线的管腔中，或者突出到安装在管线的线路中的测量管的管腔中。流体紧靠钝体流动，导致涡流对准以在钝体的正下游流动的流体的体积部分内形成所谓的卡门涡街。众所周知，涡流是在钝体上生成的，该钝体具有根据在主流动方向上流过测量管的流体的流速的脱落率(1/f_Vtx)。

此外，测量系统具有传感器，该传感器被集成在钝体中，或者与钝体连接或者从钝体的下游突出(即，进入卡门涡街区域中)，进入到流中，从而进入到测量管的管腔中。该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，并且将该压力波动转换成表示压力波动的传感器信号，即传递信号，例如电信号或光信号，该信号与在流体内记录的并且由于在钝体相对感测运动的下游的涡流而经受周期性波动的压力相对应。传感器信号具有与涡流脱落率相对应的信号频率(～f_Vtx)。