專(zhuān)利名稱(chēng)：流量檢測(cè)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種流量檢測(cè)器，包括一個(gè)測(cè)量室，一種流體可輸入到該測(cè)量室內(nèi)并且可以再輸出，該流體的體積和/或流速要被測(cè)量；包括設(shè)置在測(cè)量室內(nèi)的、可自由旋轉(zhuǎn)地支承的測(cè)量裝置元件；包括一個(gè)用于在測(cè)量室及其周?chē)h(huán)境內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)的磁鐵；并且包括至少一個(gè)用于測(cè)量磁場(chǎng)和/或磁場(chǎng)變化的傳感裝置。
背景技術(shù)：
流量檢測(cè)器也稱(chēng)作為容積傳感器。它們?cè)谝话闱闆r下構(gòu)成為排擠式計(jì)數(shù)器(Verdrngerzhler)。例如為此是齒輪傳感器、螺桿計(jì)數(shù)器、橢圓齒輪計(jì)數(shù)器、環(huán)形活塞計(jì)數(shù)器或者也可以是測(cè)量渦輪或齒輪計(jì)量泵。它們用于測(cè)量體積、流量或流速，一種介質(zhì)在此也就是一種流體以該流速流過(guò)測(cè)量?jī)x器。流體可以是液體、糊料或者也可以是氣體。
從嚴(yán)格意義上講流量檢測(cè)器實(shí)際上經(jīng)常不是測(cè)量?jī)x器，因?yàn)榉治鲭娮釉O(shè)備不是該儀器的一部分，而是另外的。盡管如此經(jīng)常使用流量測(cè)量?jī)x器的概念，并且人們也提及測(cè)量室和測(cè)量裝置元件等等。流量檢測(cè)器經(jīng)常也稱(chēng)作為容積傳感器、流量傳感器、流量測(cè)量?jī)x器和其他形式。
容積傳感器或流量檢測(cè)器僅僅感知流量或流過(guò)的體積，并且把一個(gè)信號(hào)傳給分析單元或分析電子設(shè)備，從該分析單元或分析電子設(shè)備上才得出一個(gè)測(cè)量值。下面使用“流量檢測(cè)器”的概念。嚴(yán)格意義上儀器、檢測(cè)器或傳感器內(nèi)的某些構(gòu)件的混淆通過(guò)使用全稱(chēng)來(lái)避免。
以齒輪傳感器形式的流量檢測(cè)器或容積傳感器例如由EP 0 053 575B1、EP 0 393 294 A1或DE 40 42 397 C2以及EP 0 741 279 B1已知。它們包括一個(gè)由兩半組成的殼體。在其中一殼體半部?jī)?nèi)，在測(cè)量室內(nèi)，一對(duì)圓形齒輪通過(guò)球軸承可以沒(méi)有壁接觸地自由旋轉(zhuǎn)地支承在固定的軸上。兩個(gè)齒輪互相嚙合。介質(zhì)通過(guò)一個(gè)第一孔輸入兩個(gè)齒輪更確切地說(shuō)輸入到所述的兩個(gè)齒輪互相嚙合的區(qū)域內(nèi)，該介質(zhì)的被輸送的體積或其流速應(yīng)該被確定。因此介質(zhì)到達(dá)測(cè)量室內(nèi)，該測(cè)量室交替地構(gòu)成在兩個(gè)齒輪的齒槽內(nèi)。溢流的介質(zhì)導(dǎo)致在齒輪的測(cè)量室內(nèi)的介質(zhì)量從入口端被輸送到出口端，并且從而通過(guò)齒的運(yùn)動(dòng)使齒輪進(jìn)入轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。兩個(gè)齒輪在此反向轉(zhuǎn)動(dòng)。介質(zhì)在齒輪的另一側(cè)沿著流動(dòng)方向在嚙合區(qū)域后面通過(guò)一個(gè)第二孔又被輸出。
另一殼體半部用在此流動(dòng)的介質(zhì)向上覆蓋帶有兩個(gè)齒輪的測(cè)量室的區(qū)域。該介質(zhì)密封地封閉測(cè)量室，并且防止流體流在齒輪的嚙合區(qū)域外面可能流入到測(cè)量室內(nèi)。兩個(gè)殼體半部互相平面地貼合，在它們之間存在一個(gè)可想像的分隔平面。
永久磁鐵例如在DE 40 42 397 C2，或載波頻率傳感器中如在EP 0741 279 B1中與齒輪的嚙合區(qū)域相鄰地設(shè)在殼體內(nèi)，并且建立一個(gè)電磁場(chǎng)。所述的電磁場(chǎng)通過(guò)齒輪的齒或者通過(guò)其運(yùn)動(dòng)而變化。
此外第二殼體半部以已知的上面提到過(guò)的結(jié)構(gòu)容納一個(gè)磁敏元件差分檢測(cè)器(Feldplattendifferenzialfühler)。磁敏元件差分檢測(cè)器感知場(chǎng)的變化，該變化由轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪的齒的運(yùn)動(dòng)引起。
檢測(cè)器在所述的已知的儀器中與需要測(cè)量的介質(zhì)或流體通過(guò)一個(gè)無(wú)磁性的嵌件分開(kāi)，該嵌件保護(hù)該檢測(cè)器尤其是不承受由于介質(zhì)引起的化學(xué)和物理應(yīng)力。介質(zhì)不僅可能有非常不同的溫度和粘度，而且可能有化學(xué)腐蝕性。
這種防護(hù)不利地導(dǎo)致檢測(cè)器與轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪的齒之間的距離，該距離使測(cè)量變得困難，并且限制其精度和可靠性?，F(xiàn)在通過(guò)相應(yīng)的極銷(xiāo)或其他措施在附屬的齒輪相對(duì)于磁敏元件差分檢測(cè)器轉(zhuǎn)動(dòng)期間確定每個(gè)齒面的運(yùn)動(dòng)，并且向外傳到相應(yīng)的分析單元。
尤其在較大數(shù)量流量檢測(cè)器時(shí)，經(jīng)濟(jì)方面具有重要意義。盡管如此在較大數(shù)量時(shí)精度和準(zhǔn)確性也有重要意義。在許多情況下也在調(diào)節(jié)電路中根據(jù)測(cè)量結(jié)果調(diào)節(jié)流體的流速。
因此值得追求的是，用流量檢測(cè)器盡可能精確地測(cè)量流體的流量和/或流速，所述的流量檢測(cè)器是盡可能較少耗費(fèi)的。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是，提出一種流量檢測(cè)器，該流量檢測(cè)器使得特別經(jīng)濟(jì)的構(gòu)思與同樣準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果相關(guān)。
這個(gè)目的通過(guò)包括這樣一種流量檢測(cè)器解決，它包括一個(gè)測(cè)量室，一種介質(zhì)(流體F)可輸入到該測(cè)量室內(nèi)并且可以再輸出，該介質(zhì)的體積和/或流速要被測(cè)量；包括設(shè)置在測(cè)量室內(nèi)的、可自由旋轉(zhuǎn)地支承的測(cè)量裝置元件；包括一個(gè)用于在測(cè)量室及其周?chē)h(huán)境內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)的磁鐵；包括至少一個(gè)用于測(cè)量磁場(chǎng)和/或磁場(chǎng)變化的傳感裝置，其中傳感裝置沿軸向與可自由旋轉(zhuǎn)地支承的測(cè)量裝置元件錯(cuò)開(kāi)地設(shè)置，并且其中用于測(cè)量磁場(chǎng)的傳感裝置具有至少一個(gè)傳感器，該傳感器利用巨磁阻。
通常稱(chēng)作為GMR效應(yīng)的巨磁阻能高靈敏度地指示磁場(chǎng)及其磁抗路徑的變化。然而在與流量檢測(cè)器的相互聯(lián)系中到目前為止還沒(méi)有采用巨磁阻。
在其他相互聯(lián)系中例如由DE 296 12 946 U1已知，在探測(cè)齒輪時(shí)使用GMR傳感器。由所述的已知結(jié)構(gòu)構(gòu)成的GMR傳感器徑向探測(cè)一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪的一個(gè)齒，可選的是，設(shè)置在相同軸上的齒輪對(duì)的各互相錯(cuò)開(kāi)的齒。然而這種結(jié)構(gòu)不適合于容積傳感器，因?yàn)樵谀抢锉仨毷冀K有兩個(gè)互相嚙合的齒輪，所述的齒輪支承在一個(gè)帶有窄公差的狹窄的殼體內(nèi)。在GMR傳感器的結(jié)構(gòu)中，如所建議的那樣，僅僅探測(cè)齒尖，這導(dǎo)致一個(gè)不準(zhǔn)確的且不對(duì)稱(chēng)的電信號(hào)，并且從而導(dǎo)致相應(yīng)不準(zhǔn)確的流量和流速測(cè)量結(jié)果。此外在齒輪側(cè)旁沒(méi)有空間，或者嚴(yán)重妨礙整個(gè)系統(tǒng)以后裝入到一個(gè)設(shè)備內(nèi)。
在一種按DE 100 02 331 A1的旋轉(zhuǎn)角測(cè)量器中建議，借助于一個(gè)GMR傳感器和一個(gè)多級(jí)變速器獲得一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部件的盡可能精確的角度測(cè)量。該變速器結(jié)構(gòu)已妨礙所述構(gòu)思應(yīng)用到流量檢測(cè)器和容積傳感器中。
對(duì)于安裝GMR傳感器的所有建議涉及通常的環(huán)境條件，主要是室內(nèi)溫度和正常的壓力情況。由NVE Corporation，Eden Prairie，Minnesota，USA(美國(guó)明尼蘇達(dá)州伊甸園NVE公司)于2003年4月出版的“GMR-Sensors Data Book(GMR傳感器數(shù)據(jù)手冊(cè))”中的廣泛的應(yīng)用實(shí)例同樣提到正常的環(huán)境情況，必要時(shí)包括提高的溫度。
因此到目前為止在容積傳感器中使用GMR傳感器還沒(méi)有考慮過(guò)，因?yàn)樵诖丝赡艹霈F(xiàn)從60MPa至80MPa(600至800bar)的壓力和壓力峰值，并且在這種極端負(fù)載情況下也還必須確保高精度的工作方式。此外需要測(cè)量的流體可能是導(dǎo)電的且是腐蝕性的液體，這不允許損害整個(gè)流量檢測(cè)器的良好運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。
令人驚訝的是，通過(guò)按本發(fā)明的方案能顯著改進(jìn)傳統(tǒng)的流量檢測(cè)器，其中以合適的方式采用GMR傳感器。這時(shí)GMR傳感器不是徑向裝在齒輪外面，這如在DE 296 12 946 U1中那樣，而是軸向直接裝在齒輪或類(lèi)似的元件附近。然而不同于現(xiàn)有技術(shù)，在流量檢測(cè)器中它們?cè)谀抢锬苊黠@更密封地且更近地設(shè)置在與齒相鄰的測(cè)量室的內(nèi)部上。
傳感器的信號(hào)明顯比在傳統(tǒng)的儀器中強(qiáng)且大，以使它們?cè)诤笾玫难b置例如在前置放大器或分析裝置中能更好地和無(wú)故障地被處理。
特別有利的是，所述的GMR傳感器可以以集成電路(IC)的形式建立。優(yōu)選的是，使用GMR傳感器的一個(gè)焊接在電子印刷電路板(Elektronikplatine)上的集成電路。該印刷電路板一方面建立傳感器到分析單元的電連接，并且同時(shí)使儀器或測(cè)量室機(jī)械地相對(duì)于在內(nèi)部的、處在壓力狹的流體也就是相對(duì)于液體或者也相對(duì)于氣體密封。
因?yàn)橛眠@種方式傳感器實(shí)際上能設(shè)置在測(cè)量室內(nèi)部或者直接與之鄰接地設(shè)置，不同于現(xiàn)有技術(shù)不再需要附加的、增加空間需求的無(wú)磁性的屏蔽，并且傳感器可以用這種方式非常密封地引入到需要探測(cè)的齒輪、測(cè)量螺桿等的區(qū)域內(nèi)。僅僅用填料的厚度分開(kāi)傳感器與需要測(cè)量的測(cè)量裝置元件。所述填料的厚度一方面是非常小的，另一方面與外部的邊界條件非常小地相關(guān)。
同時(shí)印刷電路板可以用于固定和定位磁鐵。一個(gè)或多個(gè)磁鐵在現(xiàn)有技術(shù)中也已經(jīng)當(dāng)然是必需的，以便建立磁場(chǎng)。相應(yīng)磁場(chǎng)的變化如討論過(guò)的由齒輪的齒穿過(guò)磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)引起。然后所述的變化傳統(tǒng)地通過(guò)磁敏元件差分檢測(cè)器進(jìn)行測(cè)量和分析。
按本發(fā)明也需要一個(gè)磁場(chǎng)。在本發(fā)明中也通過(guò)一個(gè)或多個(gè)磁鐵建立。但是到目前為止所述的磁鐵必須單獨(dú)同樣防護(hù)地一起設(shè)置在殼體內(nèi)，按本發(fā)明印刷電路板同樣可以容納、固定和/或定位磁鐵，該印刷電路板也支承集成電路。由磁鐵建立的磁場(chǎng)又通過(guò)齒輪的齒或者通過(guò)在流量檢測(cè)器的其他形式中的其他測(cè)量裝置元件改變。然而現(xiàn)在GMR傳感器確定另一效應(yīng)，即通過(guò)變化對(duì)巨磁阻的影響。
然而通過(guò)同時(shí)使用用于固定和定位磁鐵的印刷電路板可以去掉附加的構(gòu)件，并且還能更簡(jiǎn)單地構(gòu)成流量檢測(cè)器。
印刷電路板可以在外面通過(guò)一個(gè)O形環(huán)密封。
印刷電路板本身有層間連接的孔，然后例如需要的電纜可以焊接到所述孔內(nèi)。
因此實(shí)際上去掉所有在現(xiàn)有技術(shù)中例如按DE 40 42 397 C2還要使用的構(gòu)件，也就是連接銷(xiāo)或用于容納銷(xiāo)的固定板，同樣例如不再需要的無(wú)磁性的嵌件。集成電路(IC)和印刷電路板實(shí)際上在壓力腔內(nèi)的使用帶以及提到過(guò)的安裝時(shí)的工作方式是特別經(jīng)濟(jì)的。除了磁鐵和印刷電路板的集成電路，實(shí)際上不再需要其他構(gòu)件。
另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)以如下方式產(chǎn)生，即合適地用于分析裝置的的惠斯登電橋現(xiàn)在可以完整地設(shè)置在儀器內(nèi)，更確切地說(shuō)與惠斯登電橋的兩個(gè)支路構(gòu)成整體。由此導(dǎo)致，兩個(gè)支路處于實(shí)際上相同的溫度水平，以便不必再由于兩個(gè)支路的變化的溫度而通過(guò)計(jì)算修正測(cè)量值。
對(duì)于磁鐵優(yōu)選使用釤鈷磁鐵，因?yàn)樵摯盆F與溫度無(wú)關(guān)地工作，并且從而相對(duì)于釹基的磁鐵是有利的。
本發(fā)明不僅可以在齒輪傳感器中，而且可以在其他流量檢測(cè)器或容積傳感器中使用，例如在螺桿計(jì)數(shù)器、橢圓齒輪計(jì)數(shù)器、環(huán)形活塞計(jì)數(shù)器或者也可以在測(cè)量渦輪或在齒輪計(jì)量泵中使用。代替齒輪的齒的情況，在那里在其他測(cè)量裝置元件中進(jìn)行測(cè)量，所述的測(cè)量裝置元件采用等效的方式，通常是轉(zhuǎn)動(dòng)的。
巨磁阻是一種確定的效應(yīng)，該效應(yīng)由于由鐵磁性的和無(wú)鐵磁性的層構(gòu)成的多層的電阻的變化而產(chǎn)生，所述的各層相應(yīng)只有若干毫微米厚。所述的電阻的變化在磁場(chǎng)接近時(shí)產(chǎn)生。因此在本發(fā)明中實(shí)際上可以利用巨磁阻，即上述變化由于測(cè)量裝置元件的運(yùn)動(dòng)也就是例如由于齒輪的齒的運(yùn)動(dòng)根據(jù)磁場(chǎng)的變化進(jìn)行測(cè)量。
按本發(fā)明的構(gòu)思導(dǎo)致高的靈敏度和大的測(cè)量范圍。
另外也特別有利的是，通過(guò)本發(fā)明能產(chǎn)生一個(gè)非常有規(guī)律的正弦信號(hào)作為輸出信號(hào)。有規(guī)律的正弦信號(hào)能特別可靠地進(jìn)行分析，并且此外也能詳細(xì)地檢查正弦信號(hào)的各個(gè)分區(qū)域，這提供其他的使用可能性。
也有利的是，用于按本發(fā)明的流量檢測(cè)器的相應(yīng)傳感器能非常實(shí)用地和經(jīng)濟(jì)地制造。印刷電路板在此在利用時(shí)進(jìn)行制造并且自動(dòng)裝備。
來(lái)自測(cè)量室區(qū)域也就是來(lái)自壓力腔的電連接可以通過(guò)在印刷電路板的層間連接的孔內(nèi)的焊接得以實(shí)現(xiàn)。這樣的連接是特別安全的并且也能抵抗在測(cè)量室內(nèi)的流體區(qū)域內(nèi)的非常高的壓力和溫度負(fù)荷。
在此優(yōu)選的是，傳感器借助于一根帶狀電纜與一個(gè)控制裝置電連接，并且?guī)铍娎|感器從傳感器通過(guò)流量檢測(cè)器的殼體內(nèi)的一個(gè)孔導(dǎo)引到控制裝置內(nèi)。
控制裝置在此優(yōu)選是一個(gè)前置放大器。此時(shí)帶狀電纜構(gòu)成從傳感器到前置放大器的連接。前置放大器本身是按本發(fā)明的儀器的組成部分并且把由它處理的數(shù)據(jù)向外傳給一個(gè)分析單元。


下面借助于附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。其中圖1一種按本發(fā)明的流量檢測(cè)器沿著圖2的剖面線(xiàn)A-A的垂直剖面圖；圖2圖1的流量檢測(cè)器的部分省略的俯視圖；圖3圖1中的細(xì)部X的放大的局部視圖；圖4按本發(fā)明的一種流量檢測(cè)器的部分區(qū)域的剖面圖；和圖5圖1的部分區(qū)域的俯視圖；圖6一種按本發(fā)明采用的惠斯登電橋的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1作為概況示出一種按本發(fā)明的流量檢測(cè)器的剖面圖。剖面圖不是在一個(gè)精確的平面上而是多次前后跳躍的，以便更好地顯示流量檢測(cè)器的各細(xì)部。準(zhǔn)確的前后跳躍的剖面線(xiàn)可以在圖2中得出。
特別可見(jiàn)流量檢測(cè)器的一個(gè)殼體10。殼體10特別是具有三個(gè)彼此重疊平放的板狀的元件，即一個(gè)底板11、一個(gè)中間件12和一個(gè)蓋板13。在此底板11和中間件12合并成可與第一殼體半部相比，該第一殼體半部在現(xiàn)有技術(shù)DE 40 40 397 C2中提到。
底板11、中間件12和蓋板13通過(guò)配合螺栓16以及固定螺栓17互相連接。所述的連接必須一方面非常精確，另一方面非常堅(jiān)固，因?yàn)樵谥虚g件12的內(nèi)部區(qū)域有一個(gè)測(cè)量室20。
簡(jiǎn)略看一下圖2示出從圖1的上方看到的結(jié)構(gòu)，在右側(cè)可見(jiàn)配合螺栓16和固定螺栓17的頭部。如圖所示，在蓋板13上側(cè)的四周可見(jiàn)八個(gè)配合螺栓的頭部和四個(gè)固定螺栓的頭部，以便能均勻地、堅(jiān)固地和緊密地?cái)Q緊這些螺栓。
在圖1中還可見(jiàn)的是，不僅固定螺栓17而且配合螺栓16完全穿過(guò)帶有底板11、中間件12和蓋板13的殼體10。
測(cè)量室20僅僅構(gòu)成在中間件12內(nèi)，因此與此相應(yīng)它在下面通過(guò)底板11并且在上面通過(guò)蓋板13封閉，由此所述的底板和蓋板構(gòu)成測(cè)量室20的端壁。
底板11內(nèi)的一個(gè)連接孔21導(dǎo)引到測(cè)量室20內(nèi)。通過(guò)所述的連接孔21可以輸入一種流體F，也就是在此關(guān)心的介質(zhì)。在底板11內(nèi)的一個(gè)第二連接孔在圖1和2中不可見(jiàn)；通過(guò)所述的第二連接孔流體F在流過(guò)測(cè)量室20后再輸出。
測(cè)量室20除了端壁之外四周被中間件12的壁包圍，如也在圖2左半部分的虛線(xiàn)的視圖中示出，所述的端壁如提到過(guò)的由底板11和蓋板13構(gòu)成。此外設(shè)有O形環(huán)22(又參閱圖1)，以便密封在中間件12的下側(cè)和上側(cè)為一方面和密封蓋板13的下側(cè)以及底板11的上側(cè)為另一方面之間的縫隙。
在測(cè)量室20內(nèi)有兩個(gè)測(cè)量裝置元件30和40。在所示的實(shí)施例中分別涉及齒輪。
在此在圖2中從上方看在左側(cè)可見(jiàn)第一齒輪或者第一測(cè)量裝置元件30。在該測(cè)量裝置元件的中間是軸31，為了該軸能自由旋轉(zhuǎn)齒輪或第一測(cè)量裝置元件30，一系列齒32從測(cè)量裝置元件30的軸31向外突出。
在圖1左側(cè)僅僅示意地可見(jiàn)第一測(cè)量裝置元件30，因?yàn)槠拭鎴D的剖面線(xiàn)A僅僅在第一測(cè)量裝置元件30的邊緣區(qū)域掠過(guò)測(cè)量室20。
為此在圖1中完全剖面地示出第二測(cè)量裝置元件40，在此也就是第二齒輪。在剖面圖中可見(jiàn)軸41，并且還能看到齒42的兩個(gè)齒面。此外可見(jiàn)一個(gè)軸承43的不同的元件，該軸承也確保第二測(cè)量裝置元件40可自由地旋轉(zhuǎn)。
兩個(gè)測(cè)量裝置元件30、40包括一種鐵磁性的材料，當(dāng)測(cè)量裝置元件30、40繞著軸31、41旋轉(zhuǎn)時(shí)，用該材料能顯著影響磁場(chǎng)。
可見(jiàn)的是，兩個(gè)測(cè)量裝置元件30、40互相嚙合，并且通過(guò)連接孔21輸入的流體F用于反向旋轉(zhuǎn)兩個(gè)測(cè)量裝置元件30、40。
在圖1中相對(duì)較小地示出一個(gè)傳感裝置50。在圖2中可見(jiàn)的是，在具體實(shí)施例中設(shè)有兩個(gè)相似結(jié)構(gòu)的傳感裝置50。兩個(gè)傳感裝置在測(cè)量室20上面的一個(gè)區(qū)域內(nèi)，第一測(cè)量裝置元件30的齒32在該區(qū)域下面旋轉(zhuǎn)掠過(guò)。第一測(cè)量裝置元件30的鐵磁特性導(dǎo)致影響和改變一個(gè)在傳感裝置50下面的磁場(chǎng)56。此處的細(xì)節(jié)下面還將說(shuō)明。
兩個(gè)傳感裝置50中的一個(gè)在圖3中略微放大地示出。因此圖3示出測(cè)量室20上面的蓋板13的一個(gè)部分區(qū)域。在蓋板13內(nèi)挖出一個(gè)通道，在該通道內(nèi)裝入傳感裝置50。
傳感裝置50的主要元件是一個(gè)磁鐵55，在此是一個(gè)圓形磁鐵。它建立磁場(chǎng)56，該磁場(chǎng)由于測(cè)量裝置元件30的鐵磁特性而變化。
磁場(chǎng)的變化通過(guò)一個(gè)傳感器52接收和采集，該傳感器根據(jù)巨磁阻的物理效應(yīng)工作。所述的傳感器52幾乎直接設(shè)置蓋板13的下邊緣上面，并且從而幾乎無(wú)距離地設(shè)置在帶有在測(cè)量室內(nèi)旋轉(zhuǎn)的第一測(cè)量裝置元件30的測(cè)量室20上面。因此磁場(chǎng)56的變化實(shí)際上直接發(fā)生在傳感器52的旁邊，并且能高精度地且準(zhǔn)確地被接收。
傳感器52和磁鐵55設(shè)置在一個(gè)印刷電路板60的兩側(cè)，并且與該印刷電路板連接。一個(gè)集成電路(未示出)也在所述的印刷電路板60上。印刷電路板60同時(shí)是一個(gè)壓板。它通過(guò)一個(gè)O形環(huán)61在蓋板13內(nèi)部完全密封，因?yàn)槿缣岬竭^(guò)的流體在緊貼在傳感器52下面的測(cè)量室20內(nèi)，所述的流體可以具有非常高的溫度。在那里也可以存在高的壓力，流體F也可以有化學(xué)或物理腐蝕性。印刷電路板60的壓板特性與通過(guò)O形環(huán)61的密封性一起防止流體F進(jìn)入到印刷電路板60后面的蓋板13內(nèi)，在圖3中或圖1中向上看。
印刷電路板60、磁鐵55和帶有測(cè)量巨磁阻特性的傳感器52的電連接通過(guò)一個(gè)帶狀電纜62實(shí)現(xiàn)，該帶狀電纜在此示意地示出。
在帶狀電纜62周?chē)膮^(qū)域由一種填料65填滿(mǎn)，以使保持電纜充分穩(wěn)定并且防止外界物體從殼體外面侵入到所述區(qū)域內(nèi)。
一個(gè)第二填料66填滿(mǎn)帶有壓板特性的印刷電路板60與測(cè)量室20之間的區(qū)域，并且從而完全嵌入傳感器52。在此希望一個(gè)光滑的表面，以使不出現(xiàn)流體F的流動(dòng)行為(Strmungsverhalten)，該流動(dòng)行為可能干擾測(cè)量。
在圖1可見(jiàn)，連接通過(guò)帶狀電纜62導(dǎo)入到一個(gè)間隔板71內(nèi)，通過(guò)該間隔板提供一個(gè)通向一個(gè)前置放大器72和在那里從流量檢測(cè)器出來(lái)到一個(gè)分析單元73的連接。在此它們純示意地示出。它們必要時(shí)可以更換，并且與流量檢測(cè)器的具體的外部條件適配。
磁鐵55在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中是一種釤鈷磁鐵，該磁鐵產(chǎn)生磁場(chǎng)56。所述的磁場(chǎng)56延伸到測(cè)量室20以及與之相鄰的周?chē)鷧^(qū)域內(nèi)。磁場(chǎng)56尤其是穿透?jìng)鞲衅?2，該傳感器在此按本發(fā)明是一個(gè)GMR傳感器。磁場(chǎng)56被齒輪30的相鄰的、正好在磁鐵55和傳感器52下面經(jīng)過(guò)的齒32和附屬齒槽通過(guò)旋轉(zhuǎn)干擾。該交變的磁場(chǎng)56在GMR傳感器內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)電信號(hào)，該信號(hào)在控制裝置內(nèi)在此也就是在前置放大器72內(nèi)被放大和數(shù)字化。然后數(shù)字信號(hào)通過(guò)一個(gè)附加的、未示出的電纜導(dǎo)引到流量檢測(cè)器外面的分析電子設(shè)備內(nèi)，并且在那里被分析。
在圖4中再次重復(fù)與圖3類(lèi)似形式的視圖。由于顯示的原因在此視圖實(shí)際上是針對(duì)頭部，因此在殼體10中的流量檢測(cè)器的測(cè)量室20位于上方。在那里也示出，磁場(chǎng)56在所述的區(qū)域內(nèi)，該磁場(chǎng)通過(guò)第一測(cè)量裝置元件30的齒32的運(yùn)動(dòng)(未示出)有規(guī)律地變化。在此此外可以考慮的是，在測(cè)量裝置元件沒(méi)有齒輪的情況下代替齒也可以考慮其他元件。
在放大視圖中又看到磁鐵55和傳感器52，該傳感器利用巨磁阻的效應(yīng)。
磁鐵55和其他元件通過(guò)帶狀電纜62在圖4的視圖中向下導(dǎo)引與間隔板71以及在圖3中描述的其他元件電連接。
圖5再次示出圖4的視圖，更確切地說(shuō)在此是從上方看的。因此看到填料66，還示出測(cè)量裝置元件30的一個(gè)齒32，該齒正好在傳感裝置50下面，例如處在運(yùn)動(dòng)中，該齒在該運(yùn)動(dòng)中劃過(guò)所述的區(qū)域。
在視圖中填料66是透明的，這在實(shí)際中當(dāng)然是不必的。因此通過(guò)填料66在本情況中能看見(jiàn)傳感器52，能部分看見(jiàn)印刷電路板60，接頭也通向該傳感器。
在圖6中示意地給出一個(gè)惠斯登電橋的結(jié)構(gòu)，該電橋作為印刷電路板60上的集成電路的一部分包括GMR傳感器52。
可見(jiàn)一個(gè)帶有四個(gè)電阻的惠斯登電橋的通常的電路，其中三個(gè)是已知的，而第四個(gè)相應(yīng)受磁場(chǎng)56影響。
附圖標(biāo)記列表10 殼體11 底板12 中間件13 蓋板16 配合螺栓17 固定螺栓20 測(cè)量室21 連接孔22 用于測(cè)量室的O形環(huán)30 第一測(cè)量裝置元件，尤其是第一齒輪31 第一測(cè)量裝置元件30的軸32 第一測(cè)量裝置元件30的齒40 第二測(cè)量裝置元件，尤其是第二齒輪
41 第二測(cè)量裝置元件40的軸42 第二測(cè)量裝置元件40的齒43 第二測(cè)量裝置元件40的軸承50 傳感裝置52 傳感器55 磁鐵56 磁場(chǎng)60 印刷電路板61 O形環(huán)62 帶狀電纜65 第一填料66 第二填料71 間隔板72 前置放大器73 分析單元F 流體
權(quán)利要求
1.一種流量檢測(cè)器，包括一個(gè)測(cè)量室(20)，一種介質(zhì)(流體F)可輸入到該測(cè)量室內(nèi)并且可以再輸出，該介質(zhì)的體積和/或流速要被測(cè)量；設(shè)置在測(cè)量室(20)內(nèi)的、自由可旋轉(zhuǎn)地支承的測(cè)量裝置元件(30、40)；一個(gè)用于在測(cè)量室(20)及其周?chē)h(huán)境內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)(56)的磁鐵(55)；至少一個(gè)用于測(cè)量磁場(chǎng)(56)和/或磁場(chǎng)(56)的變化的傳感裝置(50)；其中，傳感裝置(50)軸向與自由可旋轉(zhuǎn)地支承的測(cè)量裝置元件(30、40)錯(cuò)開(kāi)地設(shè)置，并且用于測(cè)量磁場(chǎng)(56)的傳感裝置(50)具有至少一個(gè)傳感器(52)，該傳感器利用巨磁阻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流量檢測(cè)器，其特征在于傳感裝置(50)具有一個(gè)印刷電路板(60)，該印刷電路板構(gòu)成為壓板并且支承傳感器(52)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的流量檢測(cè)器，其特征在于印刷電路板(60)支承磁鐵(55)。
4.根據(jù)上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的流量檢測(cè)器，其特征在于傳感器(52)借助于一根帶狀電纜(62)與一個(gè)控制裝置(72)電連接，并且?guī)铍娎|(62)從傳感器(52)通過(guò)流量檢測(cè)器的殼體(10)內(nèi)的一個(gè)孔導(dǎo)引到控制裝置(72)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4之一所述的流量檢測(cè)器，其特征在于印刷電路板(60)直接與測(cè)量室(20)相鄰地設(shè)置，并且僅僅通過(guò)一種填料(66)與測(cè)量室(20)分開(kāi)。
6.根據(jù)上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的流量檢測(cè)器，其特征在于磁鐵(55)是一個(gè)釤鈷磁鐵。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種流量檢測(cè)器，包括一個(gè)測(cè)量室，一種流體可輸入到該測(cè)量室內(nèi)并且可以再輸出，該流體的體積和/或流速要被測(cè)量?？勺杂尚D(zhuǎn)地支承的測(cè)量裝置元件設(shè)置在測(cè)量室內(nèi)。此外設(shè)有一個(gè)用于在測(cè)量室及其周?chē)h(huán)境內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)的磁鐵。至少一個(gè)傳感裝置用于測(cè)量磁場(chǎng)和/或磁場(chǎng)的變化。用于測(cè)量磁場(chǎng)的傳感裝置具有至少一個(gè)傳感器，該傳感器利用巨磁阻。
文檔編號(hào)G01D5/16GK1957236SQ200580016472
公開(kāi)日2007年5月2日 申請(qǐng)日期2005年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月4日
發(fā)明者W·埃特勒 申請(qǐng)人:Vse容量技術(shù)有限公司