温度传感器和热式流量测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种在权利要求1、5、8和13的前序部分中限定的温度传感器，以及一种热式流量测量装置。
【背景技术】
[0002]已知根据热测量原理工作的用于流量测量装置的传感器。这种测量原理基于热电阻温度计的冷却，下文中也称为热式或主动式传感器元件，通过流过被测介质，从这种元件提取热。通过增大电加热电流再次供应所提取的热。通过这种方式，在加热和测量传感器元件即主动式传感器元件与基准温度传感器之间保持恒定的温差，下文也将基准温度传感器称为测量或被动式传感器元件。为了保持这种温差，质量流量越大，能量需求就越大。因此，测量加热电流与质量流量成比例。在由原材料或起始材料制成产品的过程中，通过施加化学、物理或生物程序而良好建立了热测量原理，并且在许多应用领域中成功应用。特别是在水和其它液体诸如油中需要应用该测量原理，因为在该情况下，与气体相比，热传递和所需加热功率显著更大。因此，在速度>2.5m/s的情况下，可经历特性曲线的扁平化并且敏感性较低。此外，在传感器元件彼此间隔较小时，在给定情况下，例如在低速度〈0.2m/s情况下，能够经历加热传感器元件与温度测量传感器元件的串扰。
[0003]已知由两个传感器元件组成的传感器，即加热元件和测量元件，它们每个都具有圆柱形传感器盖，并且从传感器的底座表面突出。在传感器盖的端面中焊接有电阻传感器。由于圆柱形传感器盖，传感器元件具有良好的热绝缘性。然而，这些传感器在水中展现比上述传感器更差的特性。因而，在更大流量的情况下，特性曲线比较快速地达到可提供最大功率的饱和。一旦达到这种功率限制，即使速度更大，也不能够将热传递给流体。由于该特性曲线代表了其中能够发生测量的介质的流速的测量范围，所以在流动太快的情况下，不再可能快速达到饱和装置测量。
[0004]在此，使用传感器外壳中用于RTD的连接概念，包括将RTD安装在套管中。它们的连接线引出套管。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于使得能够较容易安装温度传感器，并且提供一种相应的流量测量装置。
[0006]通过具有权利要求1、5、8或13的特征的温度传感器实现该目的。
[0007]根据本发明，一种温度传感器包括外壳，外壳具有外壳体和外壳腔室，在该外壳腔室中在端部布置两个温度传感器元件，特别是所述两个温度传感器元件被实施成薄膜电阻温度计，其中所述温度传感器元件之一可加热，其中，从每个温度传感器元件引出至少一个与电路板连接的连接线，其中电路板被布置在外壳腔室内，其中电路板通过卡入连接定位在外壳腔室内。
[0008]通过卡入连接将电路板定位在外壳腔室内便于装配。
[0009]本发明的有利实施例是附加权利要求的主题。
[0010]有益地，当外壳腔室具有加强层，该加强层具有或形成用于电路板的卡入的凹进装置，因而是凹进或突起。当位于外壳端部的部分实施为深冲帽(deep draw cap)，其壁厚度小于2mm，优选小于1.5mm，特别是小于0.8mm时特别有利。
[0011]为了使得能够将加强层最后连接至外壳体，能够使用组件之间的材料结合，例如通过焊接或钎焊。
[0012]此外，根据本发明，一种温度传感器包括外壳，外壳具有外壳体和外壳腔室，在该外壳腔室中在端部布置两个温度传感器元件，特别是所述两个温度传感器元件被实施成薄膜电阻温度计，其中所述温度传感器元件之一可加热，其中，从每个温度传感器元件引出至少一个与电路板连接的连接线，其中沿第一方向穿过电路板应变消除地引导第一温度传感器元件的连接线，并且使该连接线与电路板连接。
[0013]应变消除连接或者连接线与电路板的固定防止了连接线分离。
[0014]本发明的有利实施例是附加权利要求的主题。
[0015]通过下列方式实现特别有利的双侧应变消除，即沿与第一方向相反的第二方向穿过电路板应变消除地引导第二温度传感器元件的至少一个连接线，并且使该连接线与电路板连接。
[0016]有利地，在电路板的区域中以灌封化合物围绕连接线。
[0017]根据本发明，一种温度传感器包括外壳，外壳具有外壳体和外壳腔室，在该外壳腔室中在端部布置两个温度传感器元件，特别是所述两个温度传感器元件被实施成薄膜电阻温度计，其中所述温度传感器元件之一可加热，其中，从每个温度传感器元件引出至少一个与电路板连接的连接线，其中外壳腔室至少容纳用于引导连接线的第一弹性主体。
[0018]例如能够实施为圆盘的弹性主体提供测量信号对振动影响的较不敏感性。
[0019]本发明的有利实施例是附加权利要求的主题。
[0020]因而，当外壳，特别是外壳腔室具有被支撑在第一弹性主体上和/或外壳的壁部上的第二弹性主体时有利。在该情况下，外壳腔室包括灌封化合物，其中有利地温度传感器元件被布置成在外壳腔室内无灌封化合物。
[0021]特别地，第一和第二弹性主体能够为硅主体。硅具有良好的耐热性以及良好的化学耐久性。
[0022]在实施成四个导体测量装置的温度传感器的情况下，也能够通过实现弹性主体，特别是在它们的实施例为硅主体的情况下，实现良好的密封状态。
[0023]根据本发明，一种温度传感器包括外壳，外壳具有外壳体和外壳腔室，在该外壳腔室中在端部布置两个温度传感器元件，特别是所述两个温度传感器元件被实施成薄膜电阻温度计，其中所述温度传感器元件之一可加热，其中，从每个温度传感器元件引出至少一个与电路板连接的连接线，其中电路板具有第一数目的空洞，特别是孔，以连接连接线和/或电缆，和第二数目的空洞，特别是孔，以降低电路板的热膨胀。
[0024]降低热膨胀能够防止对电路板的损伤。
[0025]在该情况下，能够在被布置在电路板上的导电迹线中布置第二数目的空洞，特别是孔。
[0026]根据本发明，一种流量测量装置包括根据上述权利要求任一项所述的至少一个温度传感器，以及评价单元。
【附图说明】
[0027]现在将基于附图，更详细地描述本发明的实施例实例，其中:
[0028]图1是热式流量装置的传感器的外壳的截面图；和
[0029]图2是本发明的传感器的截面图。
【具体实施方式】
[0030]图1示出热式流量测量装置的传感器，其中传感器实施成热式质量流量传感器I。
[0031]传统上，热式流量测量装置通常使用两个可加热电阻温度计，两者实施成尽可能相同，并且最通常被布置在销状的金属套管中，即布置在所谓的测针中，或者布置在圆柱形金属套管中，与流经测量管或流经管道的介质热接触。对于工业应用，通常将两个电阻温度计安装在测量管中；然而，电阻温度计也能够被直接安装在管道内。两个电阻温度计其中之一是所谓的主动式传感器元件，其被加热单元加热。设置的加热单元或者是另外的电阻加热器，或者是在电阻温度计为电阻元件，例如RTD(电阻温度装置)传感器的情况下，其由电功率转换，例如通过测量电流的相应变化加热。第二电阻温度计为所谓的被动式传感器元件，用于测量介质的温度。
[0032]通常，在热式流量测量装置中，加热可加热电阻温度计，使得在两个电阻温度计之间保持固定的温差。作为替换，也已知通过控制单元供应恒定的加热功率。
[0033]如果在测量管中不存在流量，为了保持预定温差就要求随温度恒定的热量。相反，如果被测介质在流动，加热电阻温度计的冷却本质上取决于流过的介质的质量流量。由于介质比加热电阻温度计更冷，所以流动的介质从加热的电阻温度计带走热。因而，为了在流动介质的情况下保持两个电阻温度计之间的固定温差，加热电阻温度计要求更多加热功率。更多加热功率是质量流量的度量，或者是流经管道的介质的质量流量的量度。
[0034]相反，如果提供恒定的加热功率，由于介质的流动，两个电阻温度计之间的温差就降低。然后，具体温差为流经管道的或者是流经测量管的质量流量的量度。
[0035]因而，在加热该电阻温度计所需的能量和流经管道或者是流经测量管的质量流量之间存在函数关系。在热式流量测量装置中，利用热传递系数与流经测量管或者是管道的介质的质量流量的相关性来确定质量流量。申请人以商标’ t switch’、’ t trend’、’ tmass’或制造和销售