[發明專利]用于水管的流量傳感器和用于測量流量的方法

無效

• 申請號: 200780052928.2
• 申請日: 2007-05-10
• 公開（公告）號: CN101688801A
• 公開（公告）日: 2010-03-31
• 發明（設計）人: 彼得·朗格;洛倫佐·貝蒂尼;馬西米拉諾·梅拉妮;弗朗西斯科·班切塔
• 申請（專利權）人: 水域工程公司;功能傳感器公司
• 主分類號: G01F1/684
• 分類號: G01F1/684;G01F1/69
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司
• 代理人: 黨曉林

技術領域

本發明涉及一種用于測量流體流動的物理參數的裝置，更具體地說，涉及一種用于在水管中流動的水的流量傳感器。

背景技術

一方面為了檢查網絡中的耗水量，另一方面為了確定水在何處大量流失或者管道在何處發生破裂，需要測量水管管道中的流量，尤其是測量水管管道中的流動數據。

為了監視水流，應該沿著網絡的管道設置許多傳感器，并且這些傳感器應該非常便宜和容易被清潔，或者容易更換而不需要停止水流。

現有的不同性質的許多傳感器能夠測量管道中的流量。在它們當中，熱電子固態傳感器能夠通過測量電阻器傳遞到液體的熱來測量水流，具體地說，通過測量加熱器和熱電阻之間的溫度差來測量水流。這種傳感器的一個例子在US?6,494,090中描述。

此外，這種傳感器優選地將測量的數據與控制系統通信，從而使得在已知的裝置中用于創建線纜鏈接的成本高，而導致在管道線路中的傳感器的數量太少，有時不足以進行精確的水流控制。

此外，利用這種熱動力學原理的公知的傳感器具有以下缺點：在測量的過程中，電阻器的熱產生蒸汽氣泡，這些蒸汽氣泡部分保持附著于傳感器上，并且部分被水流帶走。這些氣泡使得傳感器周圍絕熱并且對水流測量存在不利影響。此外，利用這種熱動力學原理的傳感器增加了在熱表面上的碳酸鈣(石灰石)的沉積，隨著時間的推移，使得傳感器的功能變差。

發明內容

因此，本發明的一個特征是提供一種用于水管的水流量傳感裝置，其具有熱流量傳感器，能夠快速和容易地安裝而不用使水流停止。

本發明的另一特征是提供一種用于水管的水流量傳感裝置，其能夠將熱流量傳感器布置在相對于水流的基本中心的位置，其中水管壁對水流的影響不大。

本發明的另一特征是提供一種用于水管的水流量傳感裝置，其能夠便宜地與中央控制單元進行通信。

本發明的另一方面是提供一種用于水管的水流量傳感裝置，其能夠避免在測量期間產生氣泡和這種氣泡積聚在傳感器的表面上的問題。

本發明的另一特征是提供一種用于水管的水流量傳感裝置，其能夠使由于碳酸鈣的沉積導致的傳感器損壞最小化。

本發明的另一特征是提供一種用于水管的水流量傳感裝置，其允許通過壓緊流量固態熱傳感器來辨別水管中水流的方向。

本發明的另一特征是提供一種用于水管的允許測量水流的方法，該方法實現上述目的。

參照本發明的第一方面，通過一種用于水管的水流量傳感裝置實現這些和其它目的，所述裝置包括：

一固態熱傳感器，其具有至少一個加熱器和與水處于同一溫度下的至少一個熱電阻，所述傳感器適于通過測量所述至少一個加熱器和至少一個熱電阻之間的溫度差來測量流量，提供與所述流量成比例的出口信號；

一用于所述傳感器的支撐件，其具有伸長的形狀，具有第一端部和第二端部，所述傳感器布置在所述支撐件的所述第一端部，所述第一端部適于插入到在管道中形成的孔中，以在遠離管壁的水流區域將所述傳感器支撐在所述管道的內部點中；

一緊固裝置，其將所述支撐件保持在所述孔中，從而所述支撐件的所述第一端部位于所述管道中。

有利地，所述支撐件提供薄板形伸長構件，所述薄板形伸長構件一體連接在所述第一端并且適于被放入水流中，所述伸長構件保持遠離所述第一端部的所述傳感器。

有利地，所述伸長構件包括第一電觸點，第一電觸點適于在所述第一端部與在所述支撐件中形成的各個電觸點結合，所述薄板具有用于將所述薄板的第一觸點與所述傳感器的殼體連接的縱向電路徑，在所述殼體中，所述薄板具有第二電觸點以結合到所述傳感器中的各個觸點。

有利地，所述固態熱傳感器具有沿著水流的方向彼此相鄰地布置的第一加熱器和第一熱電阻以及第二加熱器和第二熱電阻，具體地說，所述第一熱電阻和第二熱電阻彼此交錯結合。

這樣，所述支撐件、所述薄板和所述傳感器可分開設置并且容易地裝配以降低成本。

具體地說，響應于使用根據本發明的流量傳感器的管道的直徑，所述薄板可被制成具有不同長度。

有利地，所述薄板由陶瓷制成并且所述路徑利用厚膜技術制成。

優選地，所述薄板具有適于流體動力學使用的截面，并且所述傳感器插入所述薄板的一端，從而不為水流提供邊緣，所述薄板具有容納所述傳感器的凹槽。