气体表计的制作方法
【专利摘要】一种气体表计，包括气体入口和气体出口以及测量路段，在所述测量路段中设置有测量装置、尤其是用于热学方式的流量测量的测量装置，在所述气体入口下游连接有用于分离散粒状污染物的过滤装置，并且气体的仅从主气流分支出的一部分被输送给所述过滤装置（9）并且被净化，此后将经净化的气体份额输送给连接于过滤装置（9）下游的测量装置（5）。
【专利说明】气体表计
【技术领域】
[0001]气体表计，其包括带有气体入口和气体出口以及测量路段的表计壳体，在所述测量路段中设置有测量装置、尤其是用于热学方式的流量测量的测量装置，在所述气体入口下游连接有用于分离散粒状污染物的过滤装置，并且气体的仅从主气流分支出的一部分被输送给所述过滤装置并且被净化，此后将经净化的气体份额输送给连接于过滤装置下游的
测量装置。
【背景技术】
[0002]气体表计使用在表计侧集成的测量装置，用于确定流过的气体的量，所述气体通过壳体侧的气体入口进入并且到达测量路段中，在那里流量通过测量装置被检测，此后气体通过壳体侧的气体出口再次排出。在现代的气体表计中，作为测量装置使用热学方式的流量计，所述流量计有时也称为微热的传感器。这样的测量装置涉及按照热学方式或量热的测量原理工作的电子流量计。这样的传感器包括一个加热元件以及两个温度传感器，所述两个温度传感器中一个沿流动方向看连接于加热元件上游并且另一个连接于加热元件下游。按照流经的气体的给定的流动速度并且借此依赖于流动的气体量而得出在两个温度传感器之间测量的温差，所述温差被评估以用于流量确定。这样的热学方式的流量传感器的原理是已知的。
[0003]为了使通常提供高精度的测量值的这种流量传感器也相应精确地工作，需要使可能的污染物远离传感器，因为这种污染物对测量结果有负面影响。为此目的，在已知的这样的气体表计中已知的是:通过连接于气体入口下游并且连接于测量路段或测量装置上游的过滤装置分离出散粒状污染物、亦即在气体中运输的粉尘颗粒和类似物，例如通过过滤元件或保护捕集器、例如旋风除尘或类似方式。然而在此存在下述问题，即，非常小的颗粒和精细粉尘例如通过流体力学的过滤装置仅能很困难地分离，因此过滤装置必须非常复杂地设计，以便分离即使精细的颗粒。毕竟，气体的这样的极度高的纯度最后是必需的，因为具有5微米的大小的颗粒已经可能影响到微热的流量计的测量精度。也就是说，这样的传感器面对这种污染物不够稳健(robust)。然而如果使用相应复杂的过滤器，则在过滤装置上游的区域和过滤装置下游的区域之间会产生高的压力损耗，这同样是不希望的，特别是因为这样的过滤装置存在着堵塞的危险。
[0004]由US2010/0175468A1已知一种流体流量计，其中，流动分支在隔板上游分支出来，引导通过过滤和测量装置并且在隔板下游再次引回到主流通道。
[0005]在按照US4，381，668的气体表计中，气流的一部分在管收缩部上游通过过滤元件引导到测量路段中并且此后在管收缩部的高度上再次引回主流。
[0006]由DE3905746A1和DE3922489A1已知空气测量装置，其中，空气流的一部分通过旁路通道引导，在所述旁路通道中这一部分空气流被过滤并且然后对其流量进行测量。
[0007]还由US2009/0188303A1和DE3636930A1已知将待测量的流分成主流和一个或多个测量流，包括在部分流中进行过滤的措施。
【发明内容】
[0008]本发明所要解决的问题是:提供一种气体表计，该气体表计能够实现对输送给测量装置的气体的非常良好的净化，同时避免过高的、由净化条件决定的压力损耗。
[0009]为了解决该问题，按照本发明规定:设置连接于过滤装置下游的并且连接于测量装置上游的、至主气流的、透气的连接部，从而使得经净化的气体份额至少部分地在用于适配所述测量路段中的流动的动压体(Staiidruckkdrpei*)上游引回到主气流中，所述连接部为输送口、管段或开口的形式。
[0010]这样，在按照本发明的气体表计中，将全部输送的气流分成两个部分流，其中一个部分气流输送给过滤装置，在那里该部分气流被净化。该输送的气体份额仅为全部流入的气体量的一小部分。在过滤装置中该小的气体份额可以被净化并且尤其是小的和极小的颗粒也可被去除，因为对仅仅很小的气体份额的处理并不会不利地影响在气体表计或在主气体份额流过的区域中的压力特性。经净化的气体份额然后输送给连接于过滤装置下游的测量装置(优选用于热学方式的流量测量的测量装置，其理想地集成于芯片元件)，这一点可以以不同的方式进行，对此在下文还要说明。也就是说，按照输送方式、最后按照在下文还要说明的表计构造，最高纯的气体份额100%或在任何情况下占主导地输送给测量装置。由于因此不再有污染物到达微热的测量装置的区域中，故而也不再产生由此造成的测量误差。而另一方面保证了:不出现由净化条件决定的、可能又会起到不利作用的压力损耗，因为仅非常小的量以如下方式被过滤，即，使得在数个微米范围中的精细颗粒也被收走。
[0011]所述气体份额当然要再次输送给主气流，这大体上直接在测量装置上游或在其下游、必要时在动压体下游进行，对此在下文还要说明。按照本发明规定:将至少一部分所述气体份额引回主气流是在用于适配所述测量路段中的流动的动压体上游进行(为了产生所需要的压力特性，在测量路段上游和下游总是有这样的动压体)。为此而设置至主气流的透气的连接部，该连接部连接于过滤装置下游并且连接于测量装置上游并且构造为输送口、管段或开口的形式。
[0012]在本发明的进一步构成中，在过滤装置的上游可以连接有预滤全部输送的气体的预滤装置，其中，输送给过滤装置的气体份额从经预滤的气体中提取。该发明设计通过预滤保证:全部流过和离开气体表计的气体在任何情况下被预滤并且尤其是较大的或大的颗粒被去除90%和更多。而现在按照本发明在过滤装置中要精细地过滤的气体份额从该经预滤的气体提取并且输送给过滤装置，在那里然后在第二过滤步骤中进行精细粉尘过滤。这样的预滤器例如可以是流体力学的分离器，例如在旋风分离器基础上工作的除尘器或类似器件。
[0013]收取精细粉尘的过滤装置可以在本发明的进一步构成中具有室，必要时预滤的气体流入所述室中，其中，所述室本身作为过滤器构成和/或所述室尤其是在气体进入的区域中配置有过滤元件。该室通过一个或多个适合地引导的壁与表计环境分开，从而仅仅还有小的气体量、即要净化的气体份额可以流入室中。所述室可以本身构造为分离室，例如以具有非常小的流动速度的蠕动流的形式，同样当然所述室也一一必要时附加地一一配置有单独的过滤元件，所述过滤元件具有充分大的过滤横截面。
[0014]在本发明的进一步构成中可以规定:测量装置设置在直接或间接与过滤装置连通的旁路通道中。仅相对较小的气体量进入该旁路通道中，所述气体量按照本发明设计几乎或完全由在过滤装置中净化的气体组成，对此在下文还要说明。旁路通道在任何情况下以其出口端通入一个管中，在所述管中引导必要时经预滤的主气流，即，输送给测量装置的气体在任何情况下又再次输送给主气流。旁路通道沿流动方向看在动压体或隔板的下游通入，所述隔板集成在引导主气流的管中。
[0015]将高纯的气体份额输送到旁路中以及由此输送至测量路段可以按照本发明以不同的方式进行。
[0016]按照第一发明替选方案，旁路通道可以一方面直接通入过滤装置的室中并且另一方面通入引导必要时预滤的气体的管中。因此在该发明设计中，旁路通道直接与所述过滤装置或所述室连通，也就是说，仅仅是达100%高纯的气体、即在过滤装置中净化的气体份额被引导到所述旁路中。
[0017]为了协调到旁路中的流入条件，在该发明设计中提供了可能性，将至少一个输送口从所述室引导到主气流在其中引导的管中。这便能够实现:将大致高纯的气体在动压体或隔板上游引导到所述管中，当然所述一个或所述多个输送口是这样构造的，即，使得在具有净化的气体的室中总是得到比在动压体或隔板上游的引导主气流的管中更高的压力，因为否则“污染的气体”就有可能从所述管中回流到室中。原则上在设计输送口时要注意:使管、室和旁路中的压力特性保持恒定，其中，在相关的区域内的流动理想地是层流。
[0018]而旁路通道从过滤装置的室直接分支出来的替选方案则规定:旁路从引导必要时预滤的气体的管分支出来，所述过滤装置具有在气体的分支上游引导到管中的输送口，通过该输送口，经净化的气体份额输送给在管中流动的气体。因此在该发明设计中，旁路在动压体或隔板的区域上游从管分支出来并且在动压体或隔板下游的区域中通入。所述旁路因此仅在这方面而言间接地与室连通，因为输送口从室引导到管中，并且在那里通入直接在旁路通道的分支上游的区域中。通过该输送口针对性地注射来自室的高纯的气体，即，所述高纯的气体在进入旁路的测量气体的提取点上游不远处被引入。该流入的高纯的气体现在排挤主气流的还载有颗粒的气体，而并不明显地影响在提取点的区域中的、也就是在通往旁路通道的分支中的流体力学的给定条件和压力特性。因为高纯的气体直接在管壁上引入，所述高纯的气体因此沿管壁流动通往旁路的分支的非常短的部分并且然后直接到达旁路通道中，从而最后使几乎达100%高纯的气体被输送给测量装置。
[0019]从所述室出发的气体输送通过在输送口的入口附近的管壁上局部的负压而实现，因而使高纯的气体被拉入主气流中。所述高纯的气体沿管壁滑动并且合并到总流动图中，而不对总流动图在其整体上产生影响，直到所述高纯的气体到达旁路通道的分支并且进入该分支中。理想地，流动在输送口的流动入口直到通往旁路通道的分支之间并不混合，这样导致:几乎100%高纯的气体到达旁路通道中。因此在这里进行高纯的气体的针对性局部注射，其中，在这里也仅是全部气体的一小部分要净化，以便实现按照本发明的优点，即一方面实现无颗粒的测量，另一方面不改变给定的压力特性。
[0020]第三发明替选方案最后规定:再次通过输送口将高纯的气流注射到在管中流动的气体中，而在这里测量装置是设置在引导必要时预净化的气体的管的壁上。在这里并不设置其内设有测量装置的旁路通道。高纯的气体份额的注射、亦即输送口本身也在该发明设计中直接设置在测量装置上游。在这里基于部分的、局部的负压拉入管中的高纯的气体也沿管壁流动并且掠过测量装置，从而测量装置几乎仅仅被高纯的气体覆盖，因为所述气体份额的流动和主气体的流动在这里几乎不混合。在这里，也如同在之前所述的利用旁路通道的实施方式那样，还进行直接在测量装置上游的注射。
[0021 ] 如果过滤装置具有相应的滤室，则适宜地有一通道从室引导至输送口。该输送口例如可以构造为简单的圆孔，但也可设想设计为横向于管纵轴线延伸的缝隙的结构，因此也就是作为一种缝隙式喷嘴构成，从而高纯的气体份额以一定的流动宽度输送。缝隙的宽度例如可以对应于分支的旁路通道的直径或测量装置的、亦即通常具有微热的传感机构的芯片的宽度。
[0022]适宜地，在输送口的区域中设置一流动引导装置，通过该流动引导装置，流入的气体份额朝旁路通道或测量装置的方向转向。通过该流动引导装置、例如相应的使气流转向的边缘或类似结构，适宜地所述气流已经被赋予一种表现为平行于管壁并且因而平行于主气体流动方向的流动方向，从而保证:高纯的气体直接沿着壁按照本发明设计流向旁路通道分支或测量装置。
[0023]按照另一种实施变型方案，过滤装置可以在动压体上游通入或与该动压体连接，测量装置直接连接于所述动压体上游或在所述动压体中测量装置集成在通道中，并且主气流输送给所述动压体。也就是说，在这里高纯的气体份额或是直接在测量装置连接于其上游的动压体的上游或是在测量装置集成在其中的动压体的上游输送给主气流。输送的气体份额再次局部排挤主气体，从而尽管存在至主气流的输送，却又使(几乎)达100%高纯的气体输送给测量装置。也可设想:将测量装置在动压体中集成于一个适合的通道中，其中，过滤装置在该通道的上游和延长部中通入。但替选地也可能使过滤装置与动压体或包含测量装置的通道连通，从而该通道类似于构成一个旁路，过滤装置直接与该旁路耦合并且直接以纯的测量气体加载。
[0024]在此，过滤装置可以从引导必要时预滤的气体的管分支出来或具有朝气体表计的壳体容积开口的气体入口区段。按照第一替选方案，过滤装置以管段从入口管优选以90°分支出来并且延伸至动压体。按照第二方案，过滤装置也可以以入口区段朝向所述容积那边开口，其中，基于给定的压力特性来保证气体充分进入。
[0025]对于与动压体连接的过滤装置，由该过滤装置输送的气流大于在通道中引导的气流，其中，该过滤装置具有引导至主气流的开口。所述开口在至动压体中的通道的直接的气体输送中能够实现在测量装置上游的压力补偿，其方式为，将过量的气体引回到主气流中。基于压力特性或开口尺寸而防止“不纯的”气体通过所述开口在到通道的过渡部上游进入过滤装置中。
[0026]最后，所述过滤装置可以这样地在动压体上游通入，S卩，使得所述气体份额以平行于主气体份额流动方向的流动方向被输送，由此可以保证:尽管存在所述气体份额的输送，却仅不显著地影响主气流中的流动及压力特性。
[0027]按照特别一种适宜的发明设计，气体表计在过滤装置的、必要时还有预滤装置的区域中、尤其是在它们的室中旋转对称地构造，即存在一种围绕着引导气体的管的同中心的结构。这种设计出于制造技术之原因是适宜的，因为这样可以使用基本上圆柱形的构件，另一方面也可以通过这样的造型以简单的方式实现过滤装置、必要时还有预滤装置区域中的流体力学的过滤效果。[0028]最后可以设置用于产生预压力的装置，以用于从主气流分开所述气体份额，尤其是以引导所述气体的管的横截面收缩部的形式或者借助优选相同指向的栅格。尤其栅格的使用是适宜的，因为通过所述栅格一特别是当该栅格连接于包括集成的测量装置的动压体上游时一适于实现一种相同指向的功能。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]本发明其他的优点、特征和细节由下文所述实施例以及借助附图得出。在此示出:
[0030]图1按照本发明的气体表计第一实施形式以纵剖视图表示的原理示意图，包括用于高纯的气体份额的注射装置；
[0031]图2图1的剖视图的透视图；
[0032]图3在注射装置和旁路通道分支中的区域的放大的详细视图；
[0033]图4按照本发明的气体表计的第二实施形式的纵剖视图，包括直接从过滤装置分支的旁路通道；
[0034]图5按照图4的气体表计，包括配置给过滤装置的过滤元件；
[0035]图6按照本发明的气体表计的第三实施形式，包括在动压体中集成的测量装置；
[0036]图7按照本发明的气体表计的第四实施形式，包括在动压体中集成的测量装置；以及
[0037]图8按照本发明的气体表计的第四实施形式，包括在动压体中集成的测量装置。【具体实施方式】
[0038]图1以原理示意图的形式示出按照本发明的气体表计I的第一实施形式的剖视图。气体表计I一必要时还具有单独的围住它的壳体一具有气体入口 2和气体出口 3以及包括测量装置5的测量路段4，所述测量装置在所示实施例中是基于芯片的微热的传感器装置。气体入口 2和气体出口 3主要借助相应的管状的构件或区段形成。
[0039]在气体入口 2下游连接有一预滤装置6，所述预滤装置在示出的示例中作为流体力学的过滤器构成。在预滤装置6中过滤掉在流入的气体中所包含的较粗糙的脏粒，所述脏粒收集在这里基本上呈圆柱形的预滤装置6的底部区域中。因此涉及到粉尘捕集器。气体流入预滤装置6中，接着用于引导主气流的管7伸入所述预滤装置中。管7几乎在气体入口 2或相应的管段的整个横截面上延伸，从而流入的气体被强制性迫使围绕管7旋转运动。由此决定了:较粗的并且因而较重的微粒沉积在预滤装置6的室11的底部。以这种方式经预滤的流入的气体的大部分然后进入管7中，在那里所述气体继续流动。在管7中设置有具有相应的穿通部的动压体8，气体穿过所述穿通部。气体7然后到达管7的后续的区段中，所述区段然后引导至气体出口 3。
[0040]在预滤装置6下游连接有一过滤装置9，该过滤装置具有同样旋转对称地围绕管7环绕的室10，所述室与预滤装置6或形成预滤装置的圆柱形的室11连通。两个室10、11通过壁12彼此分开，然而设置了一个环形环绕的开口 13，该开口能够实现预净化的气体从室11到室10中的穿过。壁12或开口 13这样确定尺寸，即，使得全部流入的气体的只有小的气体量、亦即小的气体份额进入室10中。在流动几乎为零的过滤装置9或室10中，现在精细的微粒也可以掉落，即，过滤装置9因此也可以过滤掉包括具有数微米尺寸的颗粒的精细粉尘，所述颗粒收集在室底部中。也就是说，在室10中因此存在双重过滤的气体。所述气体现在被输送给测量装置，从而所述测量装置(几乎)达100%以高纯的气体覆盖。
[0041]为此有一通道14从室10引出，所述通道通入管7的壁中的输送口 15中。输送口15配置有流动引导装置16，通过所述流动引导装置，来自室10的流入管7中的高纯的气体被转向并且得到沿管壁定向的运动分量。也就是说，流入的气体份额并不是垂直于管7流入(在那里所述气体立即与在管中流动的主气流混合)，而是使该注射的流平行于主流定向并且沿着管壁滑动。在此，该注射的气体排挤“脏污的”主气体流动，从而接着使高纯的气体几乎达100%地在壁上流过。
[0042]如图1所示，沿流动方向看在输送口 15后不远分支出旁路通道17，所述旁路通道形成了测量路段4并且测量装置5设置在所述旁路通道中。沿管壁流动的高纯的气体因此只流过沿管壁非常短的部分并且然后直接进入旁路通道17中，因此几乎达100%高纯的气体从过滤装置9中导出。所述气体到达测量装置5，因而所述测量装置只被高纯的气体覆盖。在动压体8上游分支出的旁路17在动压体8下游再次通入管7中，从而在旁路17中引导的气体份额被再次引回。
[0043]由此，因而可能的是:一方面保证高灵敏度的测量装置5仅被高纯的气体覆盖，即，可能的脏粒不会影响测量。通过直接在旁路17的分支上游进行的高纯的气体份额的注射一所述注射基于因为在测量管7中的主气体流动而在通道14中出现的负压所产生一另外还保证:旁路通道17也仅被高纯的气体占用。此外保证:在气体的过滤范围中，为了分离精细的颗粒不也会影响压力特性，因为对于全部流入的气体量而言仅仅是非常小的气体份额经受高精过滤，而最大的气体部分只是经受预滤并且通过管7作为主流动(在未被小的注射流动影响的情况下)在高纯的气体份额旁经过动压体8。
[0044]图2示出图1的气体表计I的透视图，在该透视图中再次示出了主要的细节。此外仅以虚线示出了可选的过滤元件18、19，所述过滤元件还可以在气体入口 2的区域中或在管7的输入端上使用，从而在那里给出了用于预滤的附加的过滤面。
[0045]图3以放大的部分视图的形式示出了气体表计I的区域，在所述区域中进行从过滤装置9的室10注射高纯的气体。
[0046]表示出两种不同的“气体种类”，即一方面仅预净化的气体、也就是主气流，其通过长的箭头示出。此外示出了来自室10的高精细净化的气体、亦即注射流，其通过明显更短的箭头示出。
[0047]一方面可看出，预净化的气体(来自室11)朝室10的方向流动并且进入该室中，在那里所述气体用于分离即使精细的颗粒。由于壁12的布置结构和开口 13的相应尺寸，在室10中只得到非常小的流动，所述流动对这些微粒也能轻易地实现分离。
[0048]此外图3示出:预净化的气体在管7中朝动压体8的方向流动。所述气体首先也在管7的上面的壁的区域中流动，直到所述气体到达输送口 15的区域中。在那里，通过通道14流至输送口 15的高纯的气体基于在那里存在的由主气流的流动造成的局部的负压而被注射。该注射的气流通过流动引导装置16 (例如倾斜的边缘)基本上平行于管7的相邻的壁并且因而平行于主气体的流动方向发生转向，从而该注射流沿着管7壁继续流动。在这里，如图3清楚示出的那样，主气流被局部排挤，从而便在该管壁区域中存在类似两个层状的流动，即一方面是壁侧的注射流，另一方面是主气流。尤其是，由于通过流动引导装置16的转向，避免了两种流动的混合，因为所述流动引导装置可阻止注射流垂直流入。注射流的关于管7的纵轴线确定的“宽度”视输送口 15的几何结构而定。所述输送口可以构造为简单的孔，但也可设想作为缝隙或作为缝隙式喷嘴的实施方式，从而产生相应宽的注射流。该缝隙宽度优选与连接于下游的旁路通道17的直径协调一致。
[0049]如图3此外示出的那样，直接在输送口 15下游给出旁路通道17的分支。也就是说，分支设置在如下区域中，在所述区域中几乎仅提供高纯的注射流、亦即高纯的气体份额。如图3示出的那样，因此(几乎)达100%的高纯的气体进入旁路通道17中并且在测量装置5上流过，也就是说，仅该气体构成了测量的基础。主流则流向动压体并且通过所述动压体至气体出口 3，其中，在动压体8下游在旁路17中引导的气体也再次引回。
[0050]图4示出了按照本发明的气体表计I的另一种设计，其中，对于相同的构件使用相同的附图标记。再次设置了气体入口 2，气体出口 3以及测量路段4，测量路段在这里也是包括基于芯片的微热的传感器形式的集成的测量装置5的旁路通道17的形式。以相同的方式提供预滤装置6以及引导主气流的管7，在该管中设置动压体8。同样再次设置具有室10的过滤装置9，所述室10连接于预滤装置的室11下游，其中，两个室10、11也再次通过壁12分开。通过环绕的开口 13而能够实现气体穿过。也就是说，在这里全部流入的气体也再次通过预滤装置6加以预滤，接着仅仅非常小的通过开口 13进入室10中的气体份额经受精细过滤。
[0051]不同于之前所述的设计，旁路通道17在这里直接从过滤装置9的室10分支出来，也就是说，在这里没有进行注射，而是将高纯的气体直接引导到旁路通道17中。旁路通道17再次在动压体8下游通入，从而输送给测量装置5的高纯的气体在测量后再次引回到主气流中。
[0052]因此在该发明设计中也仅仅是全部输送的气体的非常小的一部分经受精细过滤，从而在这里(通过该过滤条件决定地)也不出现压力损耗。
[0053]如图4此外示出的那样，必要时可选地设置至少一个从室10引导到管7中的输送口 20。所述室用于协调到旁路通道17中的流入条件，当然输送口是这样设计的，即，使得有高纯气体的室10总是具有比在动压体8上游的管7中的气体更高的压力。因为否则的话“脏污的”气体会从管7中通过输送口 20回流到室10中，这是不应当发生的。
[0054]图5最后示出了按照本发明的气体表计I的一种实施形式，其在构造方面几乎完全相应于图4的构造，因此在这方面可参阅有关说明。在这里不同的仅是过滤装置9的室10与预滤装置6的室11的分离。在按照图4的设计中，壁12连同开口 13设置，而在按照图5的设计中则设置垫圈形的过滤元件21，两个室10、11通过所述过滤元件被分开。过滤元件21这样设计，即，使得过滤元件至少有旁路通道17的、亦即进入该旁路通道中的旁路流的横截面的三至四倍，借此实现到室10中充分的气体进入。
[0055]当然也可以在按照图1-3的气体表计设计中代替那里的壁12连同开口 13而设置这样的过滤元件21。
[0056]图6以剖视的原理示意图的形式示出了按照本发明的气体表计I的第三实施形式。该气体表计具有分别通过相应的管实现的气体入口 2和气体出口 3以及具有测量路段4，测量路段包括再次优选为微热的传感器芯片形式的测量装置5。测量装置5在示出的实施例中集成到动压体8中，动压体嵌装在引导至气体出口的管3的输入端上，要测量的气体份额流入在动压体8上的通道22中，从而该通道22类似于又形成了仅仅高纯的气体份额在其中引导的旁路，并且在该旁路中进行测量。
[0057]又再次设置了过滤装置9，该过滤装置在所示实施例中从引导至气体入口的管23通过管段24基本上成直角地分支出来。过滤装置9具有较大容积的室10，另一个管段25从该室引出，其将非常短的部分在至通道22、因而至测量装置5区域的输入端的上游通入。输送的主气流的一小部分进入过滤装置9中，其中，由于垂直于主流动方向的有角度的分支，故而已经可以通过流动脉冲进行粗的预净化。在所述分支下游连接有用于产生预压力的装置26，该装置2在示出的示例中形式上为横截面收缩部27，从而在气体输送的区域中产生压力P1并且在其下游的区域中产生压力P2。在通往过滤装置9的分支上游的压力P1高于在连接于下游的通过壳体28隔离的容积中的压力P2。
[0058]输送的气体现在首先流过管23，其中，主气流、也就是占优势的份额进一步流入壳体28的容积中。仅仅非常小的部分流往过滤装置9，在那里，所述气体份额也被过滤除去精细的粉尘颗粒。这一点又可以通过在室10中的分离进行，在此当然也可以设置相应的单独的、附加地集成的过滤机构和类似物。在过滤装置9区域中的流动阻力应该尽可能地小，这一点最后通过在通往室10的过渡部中的流动横截面扩张而实现。
[0059]在过滤装置9中得到净化的气体份额在管段25上排出，该气体份额在这里也再次通过短的箭头示出。出口端与包括测量装置5的通道22直接对置或在其直接的延长部中，从而通道22仅包含经受测量的高纯气体。动压体8则由主气流流过，如通过长的箭头示出的那样，其中，基于给定条件在动压体上游的区域中必要时产生压力P2’。因此，在这里高纯的气体份额也再次输送给主气流，然而是以这样的方式，即，一方面使得流入方向基本上平行，另一方面，在流入动压体8的区域中，流动形态和压力特性通过高纯的气体份额的输送不改变或仅仅不显著地改变，虽然主气流在该区域中被高纯的气体份额排挤。全部气体然后经由管29和气体出口 3排出。
[0060]主气流此外可以在壳体28中同样至少被粗净化。壳体28形成一种粉尘捕集器，可能存在的一起引导的较大颗粒收集在壳体底部上，从而通过该粗净化防止以任何方式导致动压体8堵塞的可能性。
[0061]图7示出了气体表计I的另一种实施形式，该气体表计再次具有通过管23形成的气体入口 2以及通过管29形成的气体出口 3，在这里，也在所述气体出口中设置有动压体8，测量装置5集成在该动压体中并且设置在动压体8的通道22中。壳体28可以再次形成一种粉尘捕集器，在该粉尘捕集器中对输送的气体进行预净化。在壳体28中得到压力Pp在动压体8上游又设置有形式上为收缩部27的用于产生预压力的装置26，从而在动压体上游产生小于压力P1的压力P2。
[0062]又再次设置了包括室10的过滤装置9，或者是该室本身构造为过滤器，或者是集成在该室中或连接于该室上游地设置相应的过滤机构，以便过滤掉即使精细的颗粒。管段24在壳体28的容积中开口通入，也就是在必要时通过壳体28预净化的主气体聚集的区域中通入。由此实现非常小的气体份额进入，该气体份额要精细地净化并且接着要经受测量。
[0063]管段25从室10引导通过管29，该管段在这里也直接、然而还稍微间隔开地在通道22上游通入，因而也就是在测量装置5上游通入。因此，在这里通道22也仅仅被来自过滤装置9的高纯气体涌进，从而测量装置5仅被该气体覆盖。
[0064]在管段25在动压体8上游通入之后，类似于按照图6的设计，高纯的气体份额再次在动压体8上游输送给主气流，其中，输送方向也平行于主气体流动方向。高纯的气体份额局部排挤主气流，然而并不明显地影响流动及压力特性。高纯气体份额的输送在该设计中在如下区域中进行，在该区域中，由于横截面收缩部27便已经使压力降低至压力P2。进入过滤装置9中的要净化的气体份额因此可以在壳体28内任意的位置从该容积提取，理想地是在如下位置，在那里，通过壳体28的过滤作用已经实现非常好的粉尘过滤。因此，在所示实施例中通过管段24的入口也是处于上面的壳体区域中。
[0065]图8示出了按照本发明的气体表计的第五实施形式，该气体表计包括气体入口 2和气体出口 3连同壳体28。通过管23流入的具有压力P1的气体分布在(这里也优选作为预滤器起作用的)壳体28中。在管29中又再次设置有动压体8，其中，在通道22中也集成有测量装置5。在管29中，此外(连接于动压体8上游地)设置了在这里为栅格30形式的用于压力降低的装置27，从而在动压体8上游的区域中产生较低的压力P2。
[0066]又再次设置了过滤装置9，该过滤装置在这里包括一个管31，该管以上面的开口端部在优选为圆柱形的环32中通入，从而进入管31中的气体类似迷宫式地流过，由此实现过滤作用。
[0067]管31在所示实施例中直接在动压体8上通入，也就是直接与测量通道22连通。因为管31的横截面大于通道22的横截面，因而也就是说，比起在测量通道中的流动，通过所述管输送更大的高纯气体部分流，所以设置有一开口 33，通过此开口，过量的气体排出到动压体8上游的区域中，也就是说在那里输送给主气流。要测量的气体份额在动压体8的下游才再次被输送给主气流。通过开口 33实现了在测量装置5上游的压力补偿。
[0068]各附图仅是原理示意图。不言而喻，相应表计区段的几何结构也可以采取不同设计，当然，在这里旋转对称地围绕管7环绕的过滤装置的几何结构也可以有不同选择。当然也设置有相应的评估电子装置，所述评估电子装置与测量装置5通讯并且检测、评估和显示在那里接收的测量值或传感器信号。当然在一些实施例中也可以设置这样的机构，这些实施例中并没有设置用于产生预压力的装置，必要时包括例如通过栅格对流动进行定向的措施。
【权利要求】
1.气体表计，包括气体入口和气体出口以及测量路段，在所述测量路段中设置有测量装置、尤其是用于热学方式的流量测量的测量装置，在所述气体入口下游连接有用于分离散粒状污染物的过滤装置(9)，并且气体的仅从主气流分支出的一部分被输送给所述过滤装置(9)并且被净化，此后将经净化的气体份额输送给连接于所述过滤装置(9)下游的所述测量装置(5)，其特征在于，设置连接于所述过滤装置(9)下游的并且连接于所述测量装置(5)上游的、至主气流的、透气的连接部，从而使得经净化的气体份额至少部分地在用于适配所述测量路段中的流动的动压体(8)上游引回到主气流中，所述连接部为输送口( 15、20)、管段(25)或开口(33)的形式。
2.按照权利要求1所述的气体表计，其特征在于，在所述过滤装置(9)的上游连接有预滤全部输送的气体的预滤装置(6)并且输送给过滤装置(9)的气体份额从经预滤的气体中提取。
3.按照上述权利要求之一所述的气体表计，其特征在于，所述过滤装置(9)具有室(10)，必要时预滤的气体流入所述室中，所述室(10)本身作为过滤器构成和/或所述室(10)尤其是在进气口的区域中配置有过滤元件(21 )。
4.按照上述权利要求之一所述的气体表计，其特征在于，所述测量装置(5)设置在直接或间接与所述过滤装置(9)连通的旁路通道(17)中。
5.按照权利要求3和4所述的气体表计，其特征在于，所述旁路通道(17)—方面直接通入所述过滤装置(9)的室(10)中并且另一方面通入引导必要时预滤的气体的管(7)中。
6.按照权利要求5所述的气体表计，其特征在于，至少一个输送口(20)从所述室(10)引导到所述管(7)中。
7.按照权利要求4所述的气体表计，其特征在于，所述旁路通道(17)从引导必要时预滤的气体的管(7)分支出来，所述过滤装`置(9)具有在所述旁路通道(17)的分支上游引导到管(7 )中的输送口( 15 )，通过该输送口，经净化的气体份额输送给在所述管(7 )中流动的气体。
8.按照权利要求1至3之一所述的气体表计，其特征在于，所述测量装置(5)设置在引导必要时预净化的气体的管(7)的壁上，所述过滤装置(9)具有在所述测量装置(5)上游引导到管(7)中的输送口( 15)，通过该输送口，经净化的气体份额输送给在所述管(7)中流动的气体。
9.按照权利要求3和7或8所述的气体表计，其特征在于，一通道(14)从所述过滤装置(9)的室(10)引导至所述输送口(15)。
10.按照权利要求6至8之一所述的气体表计，其特征在于，所述输送口(15)构造为横向于管纵轴线延伸的缝隙。
11.按照权利要求6至9之一所述的气体表计，其特征在于，在所述输送口(15)的区域中设置有流动引导装置(16)，通过该流动引导装置，流入的气体份额朝所述旁路通道(17)或所述测量装置(5)的方向转向。
12.按照权利要求1至3之一所述的气体表计，其特征在于，所述过滤装置(9)在动压体(8)上游通入或与该动压体连接，所述测量装置(5)直接连接于所述动压体上游或在所述动压体内所述测量装置(5 )集成于一通道(22 )中，并且主气流输送给所述动压体。
13.按照权利要求12所述的气体表计，其特征在于，所述过滤装置(9)从引导必要时预滤的气体的管(23)分支出来或者具有朝该气体表计(I)的壳体容积开口的气体入口区段。
14.按照权利要求13所述的气体表计，其特征在于，对于与动压体(8)连接的过滤装置(9)，由该过滤装置(9)输送的气流大于在所述通道(22)中引导的气流并且所述过滤装置(9)具有引导至主气流的开口(33)。
15.按照权利要求12至14之一所述的气体表计，其特征在于，所述过滤装置(9)这样地在动压体(8 )上游通入，即，使得所述气体份额以平行于主气体份额流动方向的流动方向被输送。
16.按照上述权利要求之一所述的气体表计，其特征在于，所述过滤装置(9)、必要时还有预滤装置(6)、尤其是它们的室(10、11)同中心地围绕引导气体的管(7)延伸。
17.按照上述权利要求之一所述的气体表计，其特征在于，设置有用于产生预压力的装置，用以从主气流分开所述气体份额，尤其是以引导气体的管的横截面收缩部的形式或者借助优选相同指向的栅格 。
【文档编号】G01F1/68GK103890551SQ201280049918
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2012年10月5日 优先权日:2011年10月12日
【发明者】H-M·松嫩贝格 申请人:液体比重计有限公司