專利名稱：用于診斷傳感器單元的流量計(jì)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
實(shí)施例涉及用于診斷流量計(jì)特別是用于診斷流量計(jì)的至少一個(gè)傳感器單元的方 法。更具體地，實(shí)施例涉及用于診斷的方法，其中確定診斷結(jié)果，診斷結(jié)果例如表明至少一 個(gè)傳感器單元上的覆層。進(jìn)一步的，實(shí)施例涉及一種適合用于確定這樣的診斷結(jié)果的流量 計(jì)。
背景技術(shù)：
流量計(jì)被用于例如化學(xué)、石油化工、油類、氣體、能源、紙、水、污水、食品和飲料以 及制藥工業(yè)等多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域。具體地，流量計(jì)被用于確定例如在管路內(nèi)的流體流量。通常，對于以高精度測量流量的流量計(jì)有很多需求。一種特定類型的流量計(jì)借助 于兩個(gè)溫度傳感器測量流量，通常是測量質(zhì)量流量。其中，一個(gè)傳感器測量流體溫度Ttl，而 另一個(gè)則被加熱至較高的溫度T2。通過取決于流體流過傳感器的速度的強(qiáng)制對流冷卻后一 個(gè)傳感器。保持較高溫度所需的加熱功率即為流量的量度。但是，測量值以及由此確定流量的精確性可能會(huì)受到影響熱傳遞的機(jī)制(例如被 加熱的傳感器以不受控的方式對流體的強(qiáng)制對流)的不利影響。一種這樣的機(jī)制是由于被 加熱傳感器上的覆層而造成的熱傳遞改變。覆層可以例如在多塵、潮濕、油膩或煙熏環(huán)境內(nèi) 的工作期間累積。與制作傳感器的材料相比，覆層通常具有較低的熱導(dǎo)率。因此，只需較少 的加熱功率即可保持用于帶有覆層的傳感器的較高溫度。這樣測量的流量就可能是錯(cuò)誤 的，特別是與實(shí)際流量相比過低。因此希望檢測傳感器的錯(cuò)誤來源。已經(jīng)提出切換被加熱傳感器和未加熱傳感器的 角色來進(jìn)行診斷，原因是對于不同溫度下工作的傳感器來說涂層有可能不同。但是，切換需 要時(shí)間，特別是因?yàn)橐粋€(gè)傳感器必須被冷卻至流體的溫度Ty在這段時(shí)間期間可能就無法 測量流量，并且流量計(jì)被稱為具有失效時(shí)間。而且，如果在失效時(shí)間期間流動(dòng)狀態(tài)有所改變 的話，那么診斷就可能是不可靠的。持續(xù)地需要對用于診斷流量計(jì)中的傳感器以及適用于這樣診斷其中至少一個(gè)傳 感器的流量計(jì)，其中，例如以低成本避免失效時(shí)間并且能夠進(jìn)行可靠的診斷。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)以上介紹，提供了一種如獨(dú)立權(quán)利要求1所述的用于診斷流量計(jì)的方法和一 種如獨(dú)立權(quán)利要求11所述的流量計(jì)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，提供了一種用于診斷流量計(jì)的方法。該方法包括使流量計(jì)的第 一傳感器單元與流體熱耦合并且使流量計(jì)的第二傳感器單元與流體熱耦合。該方法還包括 通過向第一傳感器單元施加功率來主動(dòng)加熱或冷卻第一傳感器單元以使其溫度不同于流 體溫度，并且同時(shí)通過向第二傳感器單元施加功率來主動(dòng)加熱或冷卻第二傳感器單元以使 其溫度不同于流體溫度并且通常也不同于第一傳感器的溫度?？蛇x地，該方法可以包括確 定流體的溫度ΤΜ0。該方法進(jìn)一步包括確定與傳感器元件的熱傳遞相關(guān)的至少兩個(gè)獨(dú)立變量，至少兩個(gè)獨(dú)立的熱傳遞相關(guān)變量中的每一個(gè)都根據(jù)從包括TMO，TMl，TM2，PMl和PM2的 組中選出的至少一個(gè)要素進(jìn)行確定，并且通過至少兩個(gè)獨(dú)立的熱傳遞相關(guān)變量的設(shè)定關(guān)系 來確定診斷結(jié)果。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種用于流體流量測量以及用于診斷第一傳感器單元 和第二傳感器單元中的至少一個(gè)的流量計(jì)。流量計(jì)包括適合與流體熱耦合的第一傳感器單 元。第一傳感器單元包括第一溫度傳感器以及從包括第一加熱設(shè)備和第一冷卻設(shè)備的組中 選出的至少一個(gè)第一組件。流量計(jì)還包括適合與流體熱耦合的第二傳感器單元。第二傳感 器單元包括第二溫度傳感器以及從包括第二加熱設(shè)備和第二冷卻設(shè)備的組中選出的至少 一個(gè)第二組件。流量計(jì)進(jìn)一步包括有效連接至第一傳感器單元和第二傳感器單元的熱控單 元，熱控單元適用于向至少一個(gè)第一組件施加功率以及向至少一個(gè)第二組件施加功率以同 時(shí)地、獨(dú)立地并且主動(dòng)地加熱或冷卻第一傳感器單元和第二傳感器單元，使得它們的溫度 不同于流體的溫度，并且通常也彼此不同。另外，流量計(jì)包括有效連接至第一傳感器單元和 第二傳感器單元的估算單元。估算單元適用于可選地確定流體的溫度ΤΜ0。估算單元適用 于通過第一溫度傳感器和加至至少一個(gè)第一組件的功率PMl來確定第一傳感器單元的溫 度TM1，并且還適用于通過第二溫度傳感器和加至至少一個(gè)第二組件的功率PM2來同時(shí)確 定第二傳感器單元的溫度TM2。估算單元還適用于確定與傳感器元件的熱傳遞相關(guān)的至少 兩個(gè)獨(dú)立變量，至少兩個(gè)獨(dú)立的熱傳遞相關(guān)變量中的每一個(gè)都根據(jù)從包括TMO，TMl, TM2， PMl和PM2的組中選出的至少一個(gè)要素確定，并且通過至少兩個(gè)獨(dú)立的熱傳遞相關(guān)變量的 設(shè)定關(guān)系確定診斷結(jié)果。根據(jù)從屬權(quán)利要求、說明書和附圖，能夠與本文中介紹的實(shí)施例相結(jié)合的更多優(yōu) 點(diǎn)、特征、應(yīng)用和細(xì)節(jié)是顯而易見的。實(shí)施例還涉及所公開流量計(jì)的工作方法。這些方法步驟可以手動(dòng)執(zhí)行或者例如通 過適當(dāng)?shù)能浖⒂捎?jì)算機(jī)程序控制自動(dòng)執(zhí)行，通過兩種方式的任意組合執(zhí)行或者以任意其 他的方式執(zhí)行。


為了能夠詳細(xì)了解其中包含上述特征的方法，可以參照實(shí)施例給出更加具體的說 明。附圖涉及實(shí)施例并且介紹如下圖1A-1E示出了根據(jù)本文中介紹的實(shí)施例的表示用于診斷至少一個(gè)傳感器單元 的方法的溫度和時(shí)間的示意性曲線圖；圖2示出了根據(jù)本文中介紹的實(shí)施例的表示用于診斷至少一個(gè)傳感器單元的方 法的溫度和時(shí)間的示意性曲線圖；圖3A-3C示出了根據(jù)本文中介紹的實(shí)施例的流量計(jì)；圖4示出了根據(jù)本文中介紹的實(shí)施例的流量計(jì)的第一和第二傳感器單元；圖5示出了根據(jù)本文中介紹的實(shí)施例的能夠與用于診斷至少一個(gè)傳感器單元的 方法相結(jié)合的用于確定流量的方法；圖6示出了可用于理解本文中介紹的實(shí)施例的流量計(jì)示例；圖7示出了可用于理解本文中介紹的實(shí)施例的診斷方法。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在對各種實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，每一張附圖中都示出了其中的一個(gè)或多個(gè)示 例。每一個(gè)示例都是作為說明提供而并不是為了加以限制。例如，作為一個(gè)實(shí)施例的一部 分圖示或介紹的特征可以被用在另一個(gè)實(shí)施例上或者與其相結(jié)合以得到更多的實(shí)施例。應(yīng) 該理解本公開包括了這樣的修改和變形。在以下的

中，相同的附圖標(biāo)記表示相同或類似的部件。通常，只參照各個(gè) 實(shí)施例之間的不同進(jìn)行介紹。附圖不一定是按照真實(shí)比例繪制并且僅用于圖解所示的部件 而并非對例如尺寸和形狀加以限制。在一個(gè)用于理解本文中所述實(shí)施例的示例中，用于測量流體流量的流量計(jì)600在 圖6中示出。流量計(jì)包括通過連接652操作地連接至估算單元640的第一傳感器610，通 過連接6M操作地連接至加熱單元630的第二傳感器620，其中加熱單元630通過連接658 操作地連接至估算單元640。通常，本文中所用的術(shù)語“連接”是指用于信號傳輸?shù)娜我馔?道，例如電纜或無線鏈路。通常，傳感器或流體的實(shí)際溫度函數(shù)用以“T”起始并具有下標(biāo)的名稱表示，例如 T10該函數(shù)在t時(shí)刻的值可以表示為T1 (t)。按照慣例，有時(shí)函數(shù)自身也可以被稱為T1 (t)。 類似地，實(shí)際功率函數(shù)用以“P”起始并具有下標(biāo)的名稱表示，例如P1,并且該函數(shù)在t時(shí)刻 的值被表示為P1 (t)。作為對比，測量(或受控)的溫度值或功率值用以“TM”起始，然后是數(shù)字而沒有 下標(biāo)的名稱表示，例如TM1。關(guān)于這一點(diǎn)，溫度值TMl例如可以對應(yīng)于溫度函數(shù)T1Umeas)在 測量時(shí)刻t_s的值加上測量誤差。在將要介紹的基礎(chǔ)模型和設(shè)計(jì)事項(xiàng)的情況下，將不會(huì)造 成例如TMl*!^^之間的偏差。通常，為了簡單起見，溫度值例如TMl可以被稱為溫度。 根據(jù)測量值確定例如熱導(dǎo)或流量的量。在圖6中，流量計(jì)600被用于管路660中，流體通過管路的流動(dòng)1用箭頭表示。估算 單元640能夠確定流體溫度Ttl的值ΤΜ0。流體的溫度Ttl等于第一傳感器610的溫度T1 (t)， 第一傳感器610與流體處于熱平衡。而且，估算單元640能夠確定第二傳感器620的溫度 T2(t)的溫度值TM2以及由加熱單元630提供給第二傳感器620的加熱功率P2(t)的功率 值PM2。估算單元640可以如下所述地確定流動(dòng)1的流量。圖5示出了一種用于確定流體流量的方法，該方法可以與本文中介紹的任意實(shí)施 例相結(jié)合。在圖5中，由流量計(jì)的第一傳感器測量的溫度函數(shù)T1被示出為溫度T相對于時(shí) 間t的曲線。在圖5中，溫度T1是常數(shù)函數(shù)。其中，常數(shù)函數(shù)1\(0的值表示流量計(jì)的第一 傳感器與流體熱平衡時(shí)的輸出。溫度I\(t)因此就等于流體的溫度 ；。流體溫度也可以隨 著時(shí)間緩慢變化。另外，流量計(jì)第二傳感器的輸出由函數(shù)T2表示。第二流量計(jì)的溫度高于 流體溫度 ；。第二流量計(jì)的溫度也可以低于流體溫度 ；。高于流體溫度的溫度也可以被稱 作“高溫”。類似地，術(shù)語“低溫”應(yīng)該是指低于流體溫度Ttl的溫度。所述方法包括使第一和第二傳感器與流體熱耦合，并測量流體的溫度 ；。而且， 要么是用恒定的加熱功率P2 (t)來加熱第二傳感器并測量其穩(wěn)態(tài)高溫T2 (t)，要么就將高溫 T2(t)如圖5中所示控制為恒定，并測量用于保持固定高溫所需的加熱功率P2(t)。根據(jù)能 夠與本文中介紹的任意實(shí)施例相結(jié)合的一方面來確定流量。流量可以根據(jù)以下公式確定P2 (tmeas) / (T2 (tmeJ -T0) = A+B v1/2(1)
7
其中P2 (tffleas)是第二傳感器在某個(gè)測量時(shí)刻t_s的加熱功率，T2 (tffleas)是第二傳 感器在某個(gè)測量時(shí)刻tmeas的溫度，A和B是取決于流體和傳感器元件性質(zhì)的參數(shù)，而ν是流 體速度。Ttl在此被認(rèn)為是常量，或者僅僅是相對于診斷循環(huán)的長度緩慢變化，以使得不會(huì)在 函數(shù)、其任意指定時(shí)刻的值和測量時(shí)刻的測量值之間造成差異。為了流量而測量流速。加 熱(或冷卻)功率除以由提供該功率造成的溫度改變，并且更通用的是一種具有功率除以 溫度的量綱的量，其在本文中應(yīng)該被稱作熱導(dǎo)。如果傳感器正常工作，也就是在其特定的工 作特性范圍內(nèi)工作，那么就可以根據(jù)以上公式(1)用測量的熱導(dǎo)來確定流體速度并因此確 定流量。但是，可能發(fā)生的是傳感器610、620中至少有一個(gè)會(huì)隨著時(shí)間而被覆層覆蓋。在 圖6中，示出了被加熱的第二傳感器上的覆層622。第一傳感器610也可能會(huì)被覆蓋，但是 可能會(huì)由于其較低的工作溫度而覆蓋程度較輕。至少其中一個(gè)傳感器上的覆層可能會(huì)對確 定流量的精度造成不利影響。與制成傳感器的材料相比，覆層通常具有較低的熱導(dǎo)率。因 此，只需較少的加熱功率即可保持帶有覆層的傳感器的高溫。這樣測量的流量就可能有誤， 特別是與實(shí)際流量相比過低。為了檢測覆層的存在，可以實(shí)現(xiàn)一種用于診斷流量計(jì)的方法。圖7示出了可用于 理解本文中所述實(shí)施例的一個(gè)示例。其中，示出了類似于圖5中的曲線。該曲線示出了相 對于時(shí)間t繪制的第二傳感器的溫度曲線T2 (t)和第一傳感器的溫度曲線T1 (t)。首先，第 二傳感器被保持在恒定的高溫下，而第一傳感器則處于流體溫度I。在第一測量時(shí)刻t_sl 測量加熱功率P2 (tffleasl)之后，可如上所述分別根據(jù)加熱功率P2 (t_sl)以及第二和第一傳感 器的溫度！^^^-)和！^^^-) =Ttl來確定第一流量。隨后，互換傳感器的角色。第二傳 感器不再被加熱并通過其與流體的熱耦合被冷卻至流體溫度Ttl，而第一傳感器則被加熱至 恒定的高溫。在第二測量時(shí)刻t_s2測量加熱功率P1 (t_s2)并如上所述分別根據(jù)加熱功率 P1 (tmeas2)以及第一和第二傳感器的溫度T1Unreas2) *T2(t_s2) =Ttl來確定第二流量。如果 第一流量和第二流量不相符，則這是第二傳感器上存在有覆層的一個(gè)標(biāo)志。這種方法應(yīng)該 被稱為“切換診斷”。取決于傳感器的熱容量，第一和第二傳感器的角色互換可能會(huì)花費(fèi)幾 分鐘的時(shí)間。如圖7中所示，由于傳感器的角色必須被再次互換，因此一個(gè)完整的診斷循環(huán)并 不隨著在第二測量時(shí)刻t_s2的測量而完成。否則，如果在第一傳感器保持在高溫時(shí)恢復(fù) 正常工作，那么第一傳感器就會(huì)以與第一次互換角色之前覆蓋第二傳感器的相同方式被覆 蓋。如果兩個(gè)傳感器的覆蓋基本相同，那么用這種方法就無法進(jìn)行可靠的覆層檢測。在圖 7中，診斷循環(huán)在時(shí)刻、處開始，此時(shí)開始加熱第一傳感器并冷卻第二傳感器，并在時(shí)刻、 處結(jié)束，此時(shí)第二傳感器達(dá)到恒定的高溫并且第一傳感器再次處于流體溫度Ttl下。通常，診斷循環(huán)在至少一個(gè)傳感器的狀態(tài)(例如其溫度或加熱功率)與傳感器在 正常工作(例如在穩(wěn)態(tài)時(shí))期間的狀態(tài)相比對于診斷目的而有所改變時(shí)開始。在正常工作 期間，傳感器以經(jīng)常被稱為正常工作參數(shù)的預(yù)定參數(shù)工作。診斷循環(huán)在傳感器轉(zhuǎn)變?yōu)橛深A(yù) 定參數(shù)確定的狀態(tài)時(shí)結(jié)束。根據(jù)本文中介紹的實(shí)施例，提供了用于診斷流量計(jì)特別是用于診斷流量計(jì)中一個(gè) 或多個(gè)傳感器的方法。其中，診斷可以是例如由于至少一個(gè)傳感器上的覆層或至少一個(gè)傳 感器內(nèi)的破損而造成的一個(gè)或多個(gè)傳感器失靈、故障或異常狀態(tài)的診斷。在典型的實(shí)施例中，提供了用于在線診斷流量計(jì)特別是流量計(jì)中的至少一個(gè)傳感器的方法。簡而言之，任意 的這些方法在下文中都將被稱作“診斷方法”。如本文中所用的術(shù)語“在線”是指在進(jìn)行“在 線”動(dòng)作的同時(shí)流量計(jì)的正常工作(也就是流量的測量)仍然可以繼續(xù)。在線診斷提供了 參照圖7介紹的方法所不具備的優(yōu)點(diǎn)，圖7中在診斷循環(huán)的較長時(shí)間間隔期間流量是無法 確定的。如本文中所用的術(shù)語“流體”應(yīng)該包括氣體和液體及其混合物，包括含有少量或微 量固體的氣體、液體及其混合物，只要固體不會(huì)明顯地影響到流體流動(dòng)或流通的能力即可。 在能夠與本文中介紹的任意實(shí)施例相結(jié)合的某些實(shí)施例中，流體是從包括氣體、液體、天然 氣、烷烴、壓縮空氣、氮?dú)?、氧氣、惰性氣體、氦、氬、水、石油化工物質(zhì)、油、燃料、污水及其混 合物的流體的組中選出的。流體的組進(jìn)一步包括相同的流體及其混合物，進(jìn)一步含有從如 下固體的組中選出的至少一種成員，該固體的組包括煙灰、粉塵、微粒、懸浮顆粒、碳酸鈣 及其混合物。圖IA中示出的第一實(shí)施例示出了溫度和時(shí)間的示意性曲線圖。曲線示出了第一 傳感器單元的溫度曲線T1 (t)和第二傳感器單元的溫度曲線T2⑴。在圖IA中，在開始于 時(shí)刻、且終止于時(shí)刻te的診斷循環(huán)以外，第二傳感器單元具有恒定的初始高溫。該情況可 以與參照圖5介紹的情況相比較。在診斷循環(huán)以外，如上所述可以通過確定初始高溫1~2(1 < ti)、加至第二傳感器單元的加熱功率P2 (t < ti)以及流體的溫度Ttl并利用將這些量與 流體速度V聯(lián)系起來的上述公式(1)來確定流體的流量。在時(shí)刻診斷循環(huán)開始。第一傳感器單元和第二傳感器單元被同時(shí)加熱。如圖 IA中所示，第一傳感器單元達(dá)到通常低于第二傳感器單元初始高溫的第一恒定高溫。第二 傳感器單元達(dá)到高于第二傳感器單元初始高溫的第二恒定高溫。在該實(shí)施例中，第一和第 二高溫均是受控的。也就是說，與TO相比，第一和第二傳感器單元的實(shí)際溫度被監(jiān)測，并與 對應(yīng)于第一和第二高溫的標(biāo)稱值相比較。可選地，第一和第二傳感器單元的實(shí)際溫度被監(jiān) 測并與固定溫度差異Δ T = T2-T1的標(biāo)稱值以及例如T1的標(biāo)稱值相比較，T1與Ttl相比可以 例如被保持在一定的高溫δ Τ。如果實(shí)際值不同于標(biāo)稱值，那么就給傳感器單元提供增加或 減小的加熱功率以補(bǔ)償偏差并根據(jù)受控的標(biāo)稱第一和第二高溫來帶動(dòng)實(shí)際溫度?？刂苽鞲?器單元的溫度或兩個(gè)傳感器的溫度差的工作模式被稱為恒溫模式?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)恒定的功 率水平或者例如通過脈寬調(diào)制來調(diào)節(jié)功率。在后一種情況下，給定時(shí)刻的功率P實(shí)際上是 指在適當(dāng)時(shí)間間隔(跨越幾個(gè)脈沖)內(nèi)的平均功率。用于確定流量的公式(1)可以被歸納為Δ P/ Δ T = Α+Β ν1/2(1)其中Δ P是例如第一傳感器和第二傳感器之間的加熱功率的差，而Δ T是相關(guān)的 溫度差。因?yàn)楣?1)是線性的，也就是說在公式(1)中已是(T2(t_s)-TQ)的線性函數(shù)， 所以這種歸納是可行的。實(shí)際上，存在一定的非線性效果，特別是由于自然對流而產(chǎn)生的， 非線性效果通?？梢院雎圆挥?jì)并因此從公式(1)中省略。如果傳感器是相同的，那么取決于流體的性質(zhì)和流體速度ν的參數(shù)A和B就與之 前相同。功率差與相關(guān)的溫度差成比例的事實(shí)開啟了根據(jù)傳感器單元的溫度和功率值來確 定流量的新的可能性，其中傳感器的溫度彼此不同并且不同于流體溫度。在圖IA示出的實(shí)施例中，在時(shí)刻tmeas，恒定的第一和第二高溫被同時(shí)確定為溫度TMl和TM2，并且測量施加至傳感器單元的對應(yīng)功率PMl和PM2。根據(jù)第一熱導(dǎo)(Δ P/ Δ T) i =(PM2-PM1)/(TM1-TM2) =A+B v〃2可以確定流量。在由圖IA示出的實(shí)施例中，在診斷循環(huán) 期間加熱第一和第二傳感器單元，以使溫度差T2 (t)-T1 (t)在任意時(shí)刻都為恒定的ΔΤ并且 等于診斷循環(huán)以外的恒定溫度差ΔΤ。流量因此在任意時(shí)刻都可以根據(jù)功率差P2 (O-P1U) 直接推出。而且，根據(jù)參照圖IA介紹的實(shí)施例，診斷值可以由數(shù)值TM1，TM2，PM1，PM2和流體 的溫度值TMO確定。流體溫度Ttl可以通過第三傳感器單元在測量時(shí)刻t_s測量，或者如果 沒有第三傳感器單元，可以采用在診斷循環(huán)開始于時(shí)刻^之前由第一傳感器單元測量的上 一個(gè)溫度值。由于流體溫度通常不會(huì)像流量波動(dòng)的那么快，因此這樣測得的溫度值TMO在 時(shí)刻、_基本與實(shí)際溫度值相等的假定通常是成立的。在診斷循環(huán)結(jié)束之后可以通過再次 測量流體溫度來完成測試，此時(shí)第一傳感器單元再次與流體處于熱平衡狀態(tài)?？梢酝ㄟ^計(jì)算第二熱導(dǎo)(ΔΡ/ΔΤ)2= PMl/(TMl-TMO)，其中 ΤΜ1-ΤΜ0 = δΤ，并通 過計(jì)算第一和第二熱導(dǎo)的商來確定診斷值。診斷值由該商值給出并且如果第一和第二傳感 器具有相同熱性質(zhì)的話，其應(yīng)該是一。通常，如果診斷值不是一，那么傳感器的熱性質(zhì)(例 如熱傳遞)就有所不同，并且這就可以被認(rèn)為是其中一個(gè)傳感器可能失靈或者比另一個(gè)傳 感器覆蓋情況更為嚴(yán)重的指示?？蛇x地，診斷值可以被計(jì)算為熱導(dǎo)之差，其中偏離零的偏差 就是相關(guān)的指示。即使是值A(chǔ)和B中反映出的流體性質(zhì)未知，也就是說即使在不能通過上 述公式(2)確定流量的情況下，也仍然可以計(jì)算診斷值。圖IB到IE示出了說明更多實(shí)施例的診斷方法的變形。在圖IB中，在時(shí)刻tlmeas、 t2_s、t3_s至少對函數(shù)T1和P1進(jìn)行若干次測量，得到值T10，Tl 1和T12，以使得能夠通過適 當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)值(例如其平均值)來補(bǔ)償單次測量中的誤差。在圖IC中，第二傳感器單元在任 意時(shí)刻相對于Ttl都被保持在恒定的初始高溫下，由此避免在診斷循環(huán)期間更高的高溫。在 圖IC中，第一傳感器單元的溫度不同于第二傳感器單元的溫度。在其他的實(shí)施例中，至少 在部分診斷循環(huán)期間，第一傳感器單元的溫度也可以與第二傳感器單元的溫度相同。在圖 ID中，第一傳感器單元被冷卻至低溫而不是高溫。增加的溫度差可以改善測量的準(zhǔn)確度。 在圖IE中，兩個(gè)傳感器都被冷卻至低溫，也就是比用于兩個(gè)傳感器的測量的流體溫度更低 的較低溫度。這樣的設(shè)置例如在熱氣流中可能是有利的，其中更便于冷卻傳感器而不是加 熱傳感器。圖2示出了另一種變形，其中用非恒定的功率來加熱傳感器，但是仍然保持恒定 的相對溫度差△ T并且其中診斷循環(huán)被縮短為基本上不包括穩(wěn)態(tài)階段而只包括過渡階段。 圖IB至IE以及圖2示出的實(shí)施例將隨后進(jìn)行介紹。通常，根據(jù)本文中介紹的實(shí)施例，用于診斷流量計(jì)中的至少一個(gè)傳感器單元的方 法包括將流量計(jì)的第一傳感器單元與流體熱耦合，并將流量計(jì)的第二傳感器單元與流體熱 耦合。傳感器的熱耦合通常包括將至少一部分傳感器浸入流動(dòng)的流體中。傳感器的熱耦合 可以包括傳感器與流體的熱交換，通常是通過強(qiáng)制對流進(jìn)行加熱或冷卻。在能夠與本文中介紹的任意實(shí)施例相結(jié)合的某些實(shí)施例中，診斷方法包括確定流 體的溫度Tc^通常，流體的溫度Ttl可能變化。但是，一般來說流體的溫度Ttl是恒定的或接 近于恒定的，至少在診斷循環(huán)期間如此。溫度Ttl可以由第一傳感器單元和/或第二傳感器 單元確定。其中，溫度可以在診斷循環(huán)之前和/或之后確定。在某些實(shí)施例中，方法包括如 果診斷循環(huán)之前的流體溫度不同于診斷循環(huán)之后的流體溫度則舍棄或校正診斷結(jié)果。僅使用兩個(gè)傳感器的診斷方法保持了流量計(jì)的簡單以及生產(chǎn)和工作的低成本。可選地，流體溫度可以在診斷循環(huán)期間確定和/或例如通過第三傳感器單元連續(xù) 檢測。第三傳感器單元與流體熱耦合。第三傳感器可以不被加熱和/或不被主動(dòng)冷卻。第 三傳感器通常與流體保持熱平衡。第三傳感器可以被集成到流量計(jì)內(nèi)。集成設(shè)計(jì)允許將流 量計(jì)作為插入式解決方案使用。第三傳感器單元能夠可選地被設(shè)置在流量計(jì)外部。外部設(shè) 置的第三傳感器單元例如可以是不同的類型，譬如是用于檢測流體溫度改變的未標(biāo)定傳感 器。在某些實(shí)施例中，該方法包括如果由第三傳感器單元確定的流體溫度改變則舍棄或校 正診斷結(jié)果。根據(jù)本文中介紹的典型實(shí)施例，該方法包括加熱第一傳感器單元并同時(shí)加熱第二 傳感器單元。同時(shí)開始加熱第一和第二傳感器單元通常標(biāo)志著診斷循環(huán)的開始?？梢酝ㄟ^ 向第一傳感器單元施加功率來加熱第一傳感器單元?？梢酝ㄟ^向第二傳感器單元施加功率 來加熱第二傳感器單元。在能夠與本文中介紹的任意實(shí)施例相結(jié)合的某些實(shí)施例中，施加 功率以使第一傳感器單元和第二傳感器單元的溫度彼此不同，并且通常也不同于流體的溫 度I。通常，功率例如可以由熱控單元施加。同時(shí)加熱可以通過至少一種控制算法進(jìn)行控 制，例如在熱控單元內(nèi)實(shí)施的一種或兩種控制算法。具體地，第一傳感器單元可以被加熱以使第一傳感器單元具有第一高溫。第二傳 感器單元可以被加熱以使第二傳感器單元具有通常高于第一高溫的第二高溫。第二高溫可 以相對于Ttl被保持恒定?？蛇x地，第二高溫也可以被控制為使其相對于T1保持恒定，從而 使得在此情況下也可以使用與正常流量測量時(shí)相同的控制算法。 在某些實(shí)施例中，加熱第一傳感器單元包括加熱第一傳感器單元以使其達(dá)到恒定 的第一高溫，并且同時(shí)加熱第二傳感器單元包括加熱第二傳感器單元以使其達(dá)到恒定的不 同于第一高溫的第二高溫。在診斷循環(huán)期間達(dá)到的恒定高溫可以不同于其中一個(gè)傳感器在 診斷循環(huán)以外所具有的初始恒定高溫。如果第一和第二傳感器單元達(dá)到恒定的高溫，特別 在診斷循環(huán)期間達(dá)到恒定的高溫，那么在此期間它們保持其各自恒定高溫的時(shí)間間隔就應(yīng) 該被稱為穩(wěn)態(tài)階段。其中至少一個(gè)傳感器改變其溫度的時(shí)間間隔應(yīng)該被稱為過渡階段。根據(jù)本文中介紹的實(shí)施例，診斷方法包括確定第一傳感器單元的溫度TMl和加至 第一傳感器單元的功率PM1，并同時(shí)確定第二傳感器單元的溫度TM2和加至第二傳感器單 元的功率PM2。其中，“同時(shí)確定”是指在以相同的時(shí)間確定所述值的相關(guān)信息。溫度Tl和 功率Pl可以在時(shí)刻tmeans被測量以使TMl = T1 (tmeans)和PMl = P1 (tmJ，并且同時(shí)測量溫 度 TM2 和功率 PM2 以使 TM2 = T2 (tmeans)和 PM2 = P2 (tmeans)。在參照圖7介紹的切換診斷中，在不同時(shí)刻測量用于確定兩個(gè)流量以進(jìn)行比較用 于診斷的測量值，這些不同時(shí)刻可以相距若干分鐘。換句話說，在不同時(shí)刻比較流量測量結(jié) 果。為了使切換診斷的診斷結(jié)果有意義，在整個(gè)診斷循環(huán)期間，流體的流量必須恒定在所需 的準(zhǔn)確度范圍內(nèi)(例如幾個(gè)百分點(diǎn)之內(nèi))。由于診斷循環(huán)可能要花費(fèi)幾分鐘，這種消耗經(jīng)常 是不合理的，會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的診斷結(jié)果。另一方面，在本文公開的實(shí)施例中，用于診斷的相關(guān) 值是同時(shí)測量的。根據(jù)本文中介紹的實(shí)施例的診斷可以更加穩(wěn)定和/或更加準(zhǔn)確。與流體 的流量相比，流體的基準(zhǔn)溫度Ttl在診斷循環(huán)期間的變化通常要小得多。診斷循環(huán)與圖7中 的切換診斷相比可以大大縮短。在能夠與本文中介紹的任意實(shí)施例相結(jié)合的某些實(shí)施例中，至少在診斷循環(huán)期間的任意時(shí)刻，第一傳感器單元的溫度都不同于第二傳感器單元的溫度。具體地，第一和第二 傳感器單元的溫度不會(huì)彼此交叉。第一和第二傳感器單元的溫度能夠保持一個(gè)最小間隔， 在某些實(shí)施例中是恒定的間隔。恒定間隔的好處在于流量測量結(jié)果不會(huì)受到正在進(jìn)行的診 斷的干擾，也就是二者可以同時(shí)進(jìn)行。此外，流量測量也可以在診斷循環(huán)的加熱升溫或冷卻 降溫的時(shí)段期間完成?？梢愿鶕?jù)不同的模式(例如恒定功率模式或恒溫模式)實(shí)現(xiàn)加熱傳感器單元并確 定溫度TMl和TM2以及施加的功率PMl和PM2。在某些實(shí)施例中，參照恒溫模式，第一和第 二傳感器單元被加熱至預(yù)定的受控溫度。預(yù)定的受控溫度隨后分別被確定為溫度TMl和 TM2。測量分別加至第一傳感器單元和第二傳感器單元的對應(yīng)功率PMl和PM2。通常，控制一個(gè)量(例如溫度或功率)應(yīng)該表示監(jiān)測該量，將該量的實(shí)際測量值與 預(yù)定值相比較，并且如果實(shí)際測量值不同于預(yù)定值，那么就采取行動(dòng)來消除這種差。例如， 如果要控制傳感器單元的溫度，那么就在傳感器單元的實(shí)際溫度低于預(yù)定值時(shí)增大加熱功 率，并在傳感器單元的實(shí)際溫度高于預(yù)定值時(shí)減小加熱功率。通常，因?yàn)橐獙?shí)現(xiàn)控制無論如 何都要測量該量，所以確定受控量的值并不涉及額外的工作。在某些實(shí)施例中，在診斷循環(huán)之前存在于第一和第二傳感器單元之間的溫度差在 整個(gè)診斷循環(huán)中或者至少在診斷循環(huán)的穩(wěn)態(tài)階段期間得以保持。取ΔΤ為第二傳感器的初 始高溫和第一傳感器單元的初始溫度之間的差，第一傳感器單元的初始溫度通常等于流體 溫度L。第一傳感器可以從其初始溫度Ttl被加熱至高溫Ttl+δ T。同時(shí)，第二傳感器可以從 其初始高溫被加熱至溫度Ttl+Δ T+δ Τ。通常，溫差δΤ要小于溫差ΔΤ，正如圖IA中所示。在稱為恒定功率模式的其他實(shí)施例中，通過預(yù)定的受控功率來加熱第一和第二傳 感器單元。預(yù)定的受控功率分別被確定為功率PMl和ΡΜ2。在向傳感器單元施加預(yù)定的受 控功率時(shí)，例如在測量時(shí)刻tmeas測量溫度TMl和TM2。例如，取Δ P為第二傳感器的初始加 熱功率和第一傳感器單元的初始加熱功率之間的差，后者通常等于零。可以通過恒定的加 熱功率SP來加熱第一傳感器。同時(shí)，可以通過恒定的加熱功率ΔΡ+δ P來加熱第二傳感 器。使用恒定功率模式對于在爆炸性環(huán)形中的應(yīng)用是有利的。在此可以限制允許加至傳感 器的最大功率。實(shí)施恒定功率模式或恒溫模式的實(shí)施例可以與本文中介紹的任意實(shí)施例相組合。 例如，第二傳感器的高溫T2可以被控制為與第一傳感器的溫度T1相比具有恒定的高溫ΔΤ， 而第一傳感器可以用恒定的功率SP來加熱。根據(jù)確定的值TMl，ΤΜ2，PMl，ΡΜ2以及流體溫度ΤΜ0，即可確定診斷值。診斷值例 如可以指示至少一個(gè)傳感器的覆層。根據(jù)某些實(shí)施例，通過計(jì)算第一熱導(dǎo)(ΔΡ/Δ ^ = (PM2-PM1)/(TM2-TM1)和第二熱導(dǎo)(Δ P/Δ T) 2 = PMl/(TM1-TM0)來確定診斷值。如果第一 和第二傳感器具有相同的熱性質(zhì)，那么例如由第一熱導(dǎo)和第二熱導(dǎo)的比值給出的診斷值應(yīng) 該為一或者基本為一。這一結(jié)論可以由公式(2)得出。如上所述，如果診斷值明顯不為一， 那么傳感器的熱性質(zhì)例如熱導(dǎo)率是不同的，并且這可以被認(rèn)為是其中一個(gè)傳感器可能失靈 或者比另一個(gè)傳感器的覆蓋程度更大的一種指示。將診斷值確定為熱導(dǎo)的比值具有的優(yōu)點(diǎn)是無需知道流體的性質(zhì)。因此，即使在由 于參數(shù)A和B未知而無法根據(jù)公式(1)或(2)確定流量的情況下診斷也可以進(jìn)行。在大多 數(shù)實(shí)施例中，參數(shù)A和B都是已知的，并且可以根據(jù)由熱導(dǎo)推出的速度或流量的比來確定診斷值。在某些實(shí)施例中，診斷值和流量被同時(shí)確定。公式(2)是用于將流體流量與其他量 (例如熱導(dǎo)、施加的功率、至少一個(gè)傳感器的溫度等)相關(guān)聯(lián)的示例。這樣的量應(yīng)該被稱作 熱傳遞相關(guān)量。熱傳遞應(yīng)被理解為至少一個(gè)傳感器和流體之間的熱交換。通常，根據(jù)能夠與本文中介紹的任意實(shí)施例相結(jié)合的實(shí)施例，診斷方法可以包括 確定至少兩個(gè)與傳感器元件的熱傳遞相關(guān)的獨(dú)立的量。至少兩個(gè)獨(dú)立的熱傳遞相關(guān)量中的 每一個(gè)都可以根據(jù)從包括TM0，TM1，TM2，PM1和PM2的組中選出的至少一個(gè)要素來確定。其 中，如果根據(jù)來自所述組(也就是111031113112，？111和？112)的相同要素選擇來確定所述量 以及如果使用相同的算法來確定所述量(其中僅僅與一個(gè)整體因數(shù)相乘被認(rèn)為是并沒有 導(dǎo)致算法不同)，那么一個(gè)熱傳遞相關(guān)量就被稱為取決于另一個(gè)熱傳遞相關(guān)量。例如，如果 一個(gè)熱傳遞相關(guān)量簡單地是另一個(gè)的兩倍，那么兩個(gè)熱傳遞相關(guān)量就是彼此相關(guān)的。因此， 如果兩個(gè)熱傳遞相關(guān)量不相關(guān)，那么它們就是獨(dú)立的。如果一個(gè)熱傳遞相關(guān)量是根據(jù)從所 述組中選擇的要素(其與確定另一個(gè)熱傳遞相關(guān)量的依據(jù)的選擇要素不同)確定的，那么 這個(gè)熱傳遞相關(guān)量通常就獨(dú)立于另一個(gè)熱傳遞相關(guān)量?？赡艹霈F(xiàn)的情況是兩個(gè)獨(dú)立的熱傳 遞相關(guān)量是根據(jù)來自所述組的相同選擇但是以不同方式(也就是通過不同算法)確定的。 例如，第一熱傳遞相關(guān)量可以至少根據(jù)溫度TM2確定。第二熱傳遞相關(guān)量可以例如至少根 據(jù)溫度TMl確定。其中，第一熱傳遞相關(guān)量可以根據(jù)溫度TMl和TM2以及根據(jù)施加的功率 PMl和PM2確定。第二熱傳遞相關(guān)量可以根據(jù)溫度TMl和TMO以及根據(jù)施加的功率Pl確 定。第一和/或第二熱傳遞相關(guān)量從包括流體流量、流體速度、一個(gè)或多個(gè)傳感器的熱導(dǎo)的 組中選出。在某些實(shí)施例中，至少第三獨(dú)立的熱傳遞相關(guān)量可以根據(jù)例如溫度TM2和TMO 以及功率PM2加以確定。第一熱傳遞相關(guān)量可以被計(jì)算為(Δ P/ Δ T) i = (PM2-PM1) / (TM2-TM1)。第二熱傳 遞相關(guān)量可以被計(jì)算為(ΔΡ/ΔΤ)2 = PMl/(TMl-TMO)。第三熱傳遞相關(guān)量可以被計(jì)算為 (Δ P/ Δ Τ) 3 = ΡΜ2/ (ΤΜ2-ΤΜ0)。在某些實(shí)施例中，流量計(jì)包括第一和第二傳感器單元但是不 包括第三傳感器單元。因此在測量時(shí)刻tmeans確定流量計(jì)的值TM1，TM2，PMl, PM2時(shí)無法獲 得溫度函數(shù)Ttl的值。通常，恰好在診斷循環(huán)開始之前獲取Ttl的值TMO用于計(jì)算第二熱傳遞 相關(guān)量。如果第一熱傳遞相關(guān)量被計(jì)算為(PM2-PM1) / (TM2-TM1)，那么與流體溫度是恒定還 是變化無關(guān)地，根據(jù)第一熱傳遞相關(guān)量確定流量是正確的并且與流體的溫度變化無關(guān)。如 果流體溫度至少在診斷循環(huán)期間不是基本上恒定的，那么第二熱傳遞相關(guān)量和/或由此得 出的第二流量就可能有誤。如下所述的診斷結(jié)果因此就可能指示其中至少一個(gè)傳感器有問 題，盡管傳感器可能還是在允許的誤差容許范圍內(nèi)工作。這種情況可以通過在診斷循環(huán)之 后二次確定流體溫度和/或通過評估至少兩次診斷循環(huán)的診斷結(jié)果來加以排除。在典型的 應(yīng)用中，與診斷循環(huán)的時(shí)長相比，流體溫度Ttl是恒定的或者緩慢變化的。在能夠與本文中介紹的任意實(shí)施例相結(jié)合的實(shí)施例中，診斷方法包括通過第一熱 傳遞相關(guān)量和第二熱傳遞相關(guān)量的設(shè)定關(guān)系來確定診斷結(jié)果。該關(guān)系可以是比值。該方法 可以包括根據(jù)第一熱傳遞相關(guān)量和第二熱傳遞相關(guān)量之間的比值來確定診斷結(jié)果。通常， 第一和第二熱傳遞相關(guān)量具有相同的物理量綱。比值可以是無量綱的。不等于一的無量綱 比值可以被采用作為其中至少一個(gè)傳感器單元的故障狀態(tài)的指示。在能夠與本文中介紹的任意實(shí)施例相結(jié)合的某些實(shí)施例中，確定的診斷結(jié)果表示 從如下組中選出的至少一種狀態(tài)，所述組包括第一傳感器單元上的覆層、第二傳感器單元上的覆層、第一傳感器單元上的材料磨損、第二傳感器單元上的材料磨損、第一傳感器單元 的失靈、第二傳感器單元的失靈、第一傳感器單元的失準(zhǔn)和第二傳感器單元的失準(zhǔn)。確定的 診斷結(jié)果可以是從如下組中選出的至少一種性質(zhì)的度量，所述組包括覆層的厚度、覆層的 熱性質(zhì)、材料的磨損程度、傳感器內(nèi)的破損或斷裂、失靈的嚴(yán)重性以及失準(zhǔn)的嚴(yán)重性。根據(jù)能夠與本文中介紹的任意實(shí)施例相結(jié)合的某些實(shí)施例，提供了一種用于診斷 流量計(jì)中的至少一個(gè)傳感器和/或用于測量流體流量的方法。根據(jù)能夠與本文中介紹的任 意實(shí)施例相結(jié)合的更多實(shí)施例，提供了一種用于在線診斷流量計(jì)中的至少一個(gè)傳感器以及 用于同時(shí)測量流體流量的方法。該方法可以包括通常根據(jù)第一和/或第二熱傳遞相關(guān)量來 同時(shí)確定診斷結(jié)果和流體流量。診斷方法可以包括連續(xù)和/或反復(fù)地確定流量。其中“反 復(fù)地確定流量”是指在若干個(gè)任意時(shí)刻確定流量，而“連續(xù)地確定流量”是指在以預(yù)定的重 復(fù)時(shí)間間隔隔開的時(shí)刻確定流量。而且，根據(jù)能夠與本文中介紹的任意實(shí)施例相結(jié)合的實(shí)施例，診斷方法可以包括 通常在第一次診斷循環(huán)之后二次確定流體的溫度值Ttlt5診斷方法可以包括利用二次確定的 溫度Ttl來檢驗(yàn)診斷結(jié)果的正確性。通常，可以進(jìn)行若干次也就是至少兩次診斷循環(huán)。第二 次和/或任何更多次的診斷循環(huán)可以包括與根據(jù)本文中介紹的實(shí)施例的第一次診斷循環(huán) 相同的步驟。該方法可以包括確定至少一個(gè)二次診斷結(jié)果并參照診斷結(jié)果和至少一個(gè)二次 診斷結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，例如取平均或進(jìn)行多數(shù)表決。例如圖IA中所示，溫度曲線T2(t)可以從第二高溫返回到初始高溫。類似地，溫 度曲線T1 (t)可以從第一高溫返回到與流體溫度相等的初始溫度。在兩條溫度曲線已分別 返回到初始高溫和流體溫度時(shí)的時(shí)刻、就標(biāo)志著診斷循環(huán)的結(jié)束。例如，對于返回到初始 溫度，加至第一傳感器單元的加熱功率即可被切斷并且強(qiáng)制對流將第一傳感器單元冷卻至 流體溫度。類似地，根據(jù)流量計(jì)是工作在恒定功率模式還是恒溫模式下，第二加熱功率被設(shè) 定為初始值或者控制溫度以保持其初始值。圖IA中示出了后一種情況。返回到初始溫度 或初始功率應(yīng)該被稱為反向冷卻。在能夠與本文中介紹的任意實(shí)施例相結(jié)合的更多實(shí)施例中，診斷方法可以包括第 一傳感器的反向冷卻。類似地，第二傳感器也可以被反向冷卻。通常，第一傳感器的反向冷 卻與第二傳感器的反向冷卻同時(shí)進(jìn)行。反向冷卻可以包括主動(dòng)的反向冷卻。主動(dòng)的反向冷 卻例如可以縮短診斷循環(huán)。主動(dòng)冷卻包括通過施加冷卻功率進(jìn)行冷卻。僅通過與流體耦合 而進(jìn)行的冷卻不是主動(dòng)冷卻。在能夠與本文中介紹的任意實(shí)施例相結(jié)合的更多實(shí)施例中，第一傳感器單元和第 二傳感器單元的熱性質(zhì)是相同的。其中，術(shù)語“熱性質(zhì)相同，，應(yīng)該表示它們的熱性質(zhì)是相同 或基本相同的，至少在傳感器單元為新的時(shí)如此。在某些實(shí)施例中，第一和第二傳感器單元 具有相同的模型。其中，“相同的模型”應(yīng)該表明它們在制造容差允許的范圍內(nèi)是相同的。 相同模型的傳感器單元被認(rèn)為是熱性質(zhì)相同。與具有模型不同的傳感器單元的流量計(jì)相 比，具有模型相同的傳感器單元的流量計(jì)簡單、易于控制和/或更加便宜。熱性質(zhì)相同的傳 感器可能會(huì)在形狀、尺寸和材料上彼此不同。即使在相同溫度下和/或承受相同的流體流 動(dòng)時(shí)，熱性質(zhì)相同但是模型不同的傳感器單元可能最終也會(huì)被不同程度地覆蓋。因此，在流 量計(jì)中檢測覆層或校正測量流量可以更好地進(jìn)行并且有時(shí)甚至被校正。如果第一和第二傳感器單元熱性質(zhì)相同，那么施加一定的加熱功率就應(yīng)該將它們加熱至相同的穩(wěn)態(tài)溫度，除非熱性質(zhì)會(huì)因?yàn)楦矊踊蚴ъ`而實(shí)際上變得不同，在此情況下，其 中一個(gè)傳感器單元可能被流體冷卻較低的程度。施加相同的功率差就應(yīng)該將它們加熱成相 同的溫度差，除非是其中一個(gè)傳感器單元被不同程度地覆蓋或失靈。這種關(guān)系在公式(2) 中有所反映，并且排除自然對流的影響后遵循導(dǎo)熱的線性公式，除非流速非常低，否則自然 對流的影響通常都是可以忽略不計(jì)的。實(shí)施例允許在診斷循環(huán)的過渡階段期間例如同時(shí)確 定溫度TMl和TM2以及相關(guān)聯(lián)的功率PMl和PM2。根據(jù)能夠與本文中介紹的任意實(shí)施例相結(jié)合的某些實(shí)施例，該方法包括校準(zhǔn)第一 傳感器單元和/或第二傳感器單元。其中，校準(zhǔn)通常是用新的第一傳感器單元和/或第二 傳感器單元執(zhí)行的，也就是說在制造時(shí)并且在進(jìn)行其正常工作之前進(jìn)行。該方法可以包括 生成用于第一和/或第二傳感器單元的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。利用校準(zhǔn)數(shù)據(jù)可以例如補(bǔ)償診斷或流量 測量中由于第一和第二傳感器單元不是相同模型或者熱性質(zhì)不同而造成的誤差。通常，確定功率PMl，PM2以及溫度TMl和TM2可以在穩(wěn)態(tài)階段期間或者在過渡階 段期間進(jìn)行。在某些實(shí)施例中，這些功率和溫度可以在診斷循環(huán)的穩(wěn)定狀態(tài)期間確定，例如 圖IA中所示。在其他實(shí)施例中，第一傳感器單元的溫度TMl和加至第一傳感器單元的功率 PMl，以及第二傳感器單元的溫度TM2和加至第二傳感器單元的功率PM2都在穩(wěn)態(tài)階段期間 和/或在過渡階段期間同時(shí)確定。在圖IA中，示出了恒溫模式下具有相同熱性質(zhì)的第一傳感器單元和第二傳感器 單元的診斷方法的實(shí)施例。診斷循環(huán)的過渡階段是曲線T1 (t)的斜坡部分，而穩(wěn)態(tài) 階段則是處于恒定的第一和第二高溫的平坦部分。在圖IA中，流量計(jì)的值TM1，TM2，PMl, PM2都在穩(wěn)態(tài)階段的時(shí)刻tmeas確定的。在其他的實(shí)施例中，時(shí)刻tmeas位于過渡階段，并且流 量計(jì)的值TM1，TM2，PM1，PM2都是在過渡階段期間確定的。根據(jù)某些實(shí)施例，可以在診斷循 環(huán)中的任意時(shí)刻確定流量計(jì)的值TM1，TM2，PMl, PM2。圖IB示出了類似于圖IA的曲線圖。圖IB中，在穩(wěn)態(tài)階段期間確定流量計(jì)數(shù)值T1 和P1S干次。由于流體溫度Ttl和第一高溫之間的溫度差小于圖IB中第二高溫和第一高溫 之間的溫度差，因此與對應(yīng)的被計(jì)算為(PM2-PM1)/(TM2-TM1)的第二熱傳遞相關(guān)量相比， 被計(jì)算為PMl/(TMl-TMO)的熱導(dǎo)或流量或其他的第二熱傳遞相關(guān)量可能確定得較不準(zhǔn)確。 這里“較不準(zhǔn)確”是指如下事實(shí)，即與兩個(gè)較大數(shù)值的商值相比，測量誤差對兩個(gè)較小數(shù)值 的商值的影響可能會(huì)更大程度地體現(xiàn)出來。在圖IB中，用于確定第二熱傳遞相關(guān)量(也就 是熱導(dǎo))的函數(shù)值T1和P1的測量在診斷循環(huán)期間的三個(gè)不同時(shí)刻tl_s、t2_s、t3ffleas被反 復(fù)進(jìn)行，得到數(shù)值T10，P10，T11，P11，T12，P12。對結(jié)果取平均，例如Tl = (Τ10+Τ11+Τ12)/3 和？1 = (Ρ10+Ρ11+Ρ12)/3，或者進(jìn)行其他的統(tǒng)計(jì)操作，這能夠提高第二熱傳遞相關(guān)量的統(tǒng) 計(jì)準(zhǔn)確度。此外，可以通過在時(shí)刻tl_s、t2_s、t;3_s測量函數(shù)值己和1~2來同時(shí)反復(fù)確定 第一熱傳遞相關(guān)量。通常，數(shù)值TM1，TM2，PMl, PM2中的一個(gè)、若干個(gè)或全部的同時(shí)確定可 以重復(fù)至少兩次，例如兩次、三次、四次或多于四次。如果測量結(jié)果是在診斷循環(huán)的穩(wěn)態(tài)階 段期間確定的，那么若干次這樣的測量結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析是很簡單的。根據(jù)能夠與本文中介紹的任意實(shí)施例相結(jié)合的實(shí)施例，診斷方法可以包括以下步 驟中的至少一個(gè)至少兩次地確定第一傳感器單元的溫度和加至第一傳感器的功率，得到 值T1 (ti) ,P1 (ti) ,T1 (t2) ,P1 (t2)；至少兩次地確定第二傳感器單元的溫度和加至第二傳感器 的功率，得到值T2 U1)、P2 U1)、T2(t2)、P2(t2)，并且同時(shí)至少兩次地確定第一傳感器單元的溫度、加至第一傳感器單元的功率、第二傳感器單元的溫度和加至第二傳感器單元的功率， 得到值 T1 (ti)、P1U1)、T2 (ti)、P2 U1)、T1 (t2)、P1 (t2)、T2 (t2)、P2 (t2)。該方法可以進(jìn)一步包括 至少根據(jù)溫度T2U1)和T2 (t2)來確定統(tǒng)計(jì)的第一熱傳遞相關(guān)量，以及至少根據(jù)溫度T1U1) 和1\(、)來確定統(tǒng)計(jì)的第二熱傳遞相關(guān)量。該方法可以包括通過統(tǒng)計(jì)的第一熱傳遞相關(guān)量 和統(tǒng)計(jì)的第二熱傳遞相關(guān)量的設(shè)定關(guān)系來確定診斷結(jié)果。圖IC示出了類似于圖IA和IB的其他曲線圖，介紹了診斷方法的其他實(shí)施例。其 中，第二傳感器單元在診斷循環(huán)之前、期間和之后都被保持在恒定的初始高溫下。第一傳感 器單元在診斷循環(huán)中被加熱至第一高溫。根據(jù)以恒定功率模式運(yùn)行的診斷方法的實(shí)施例， 第二傳感器單元在診斷循環(huán)之前、期間和之后都通過恒定的加熱功率被加熱。第一傳感器 單元在第一診斷循環(huán)中通過恒定的加熱功率被加熱，達(dá)到某個(gè)恒定的高溫。測量和估算都 類似于本文中介紹的其他實(shí)施例，特別是參照圖IA和IB介紹的實(shí)施例。在此，只有第一傳 感器單元貫穿并定義了診斷循環(huán)，所以簡化了控制算法。圖ID示出了類似于圖IA至IC的其他曲線圖，介紹了診斷方法的其他實(shí)施例。其 中，第一傳感器單元在診斷循環(huán)期間被主動(dòng)冷卻至低溫而不是第一高溫。該實(shí)施例說明除 了同時(shí)加熱兩個(gè)傳感器單元以外，替代地，也可以主動(dòng)冷卻其中一個(gè)傳感器單元。而在另一 個(gè)實(shí)施例中，如圖IE所示，兩個(gè)傳感器都可以被主動(dòng)冷卻。由于商值ΔΡ/ΔΤ通常都是正 值，因此在處理測量值時(shí)可以采用絕對值。通常，根據(jù)能夠與本文中介紹的任意實(shí)施例相結(jié)合的實(shí)施例，表示通過施加加熱 功率主動(dòng)加熱的“加熱”以及“加熱至高溫”可以由“主動(dòng)冷卻”和“冷卻至低溫”代替。僅 僅由于和流體熱耦合而被強(qiáng)制對流冷卻的傳感器不應(yīng)被稱為主動(dòng)冷卻。具體地，在某些實(shí) 施例中，可以通過向其施加冷卻功率來主動(dòng)冷卻第一和第二傳感器單元中的一個(gè)，而另一 個(gè)則同時(shí)被加熱。而在另一個(gè)實(shí)施例中，第一和第二傳感器單元被同時(shí)冷卻。類似地，在包 括反向冷卻的實(shí)施例中，被先期冷卻的傳感器單元可以被反向加熱而不是反向冷卻。反向 加熱可以是主動(dòng)加熱和/或通過與流體的熱耦合而加熱。第一和第二傳感器單元在過渡階段如何被同時(shí)加熱的方式可以有所變化。在某些 實(shí)施例中，用恒定的、通常是相等的加熱功率(例如最大加熱功率)來加熱第一和第二傳感 器單元。在其他的實(shí)施例中，用可變的、但是通常也是相等的加熱功率來同時(shí)加熱第一和第 二傳感器單元。圖2示出的實(shí)施例中，用可變的加熱功率加熱第一傳感器單元和第二傳感 器單元。而且，在圖2的診斷循環(huán)中沒有或者基本沒有穩(wěn)態(tài)階段。其中，基本上沒有穩(wěn)態(tài) 階段是指溫度梯度可以在圖中的某些點(diǎn)處、或者在某些與診斷循環(huán)的長度相比非常小的時(shí) 間間隔內(nèi)為零。在圖2中，在診斷循環(huán)中溫度曲線的最大值處進(jìn)行TM1，TM2和施加的功率 PMl,PM2的確定。如果縮短穩(wěn)態(tài)階段的長度，或者如果穩(wěn)態(tài)階段不存在或者基本上不存在， 那么診斷循環(huán)可以變得非常短暫。根據(jù)能夠與本文中介紹的任意實(shí)施例相結(jié)合的某些實(shí)施例，加熱或主動(dòng)冷卻第一 傳感器單元以及同時(shí)加熱或主動(dòng)冷卻第二傳感器單元包括從如下組中選出的以下步驟中 的至少一個(gè)，該組包括至少向其中一個(gè)傳感器單元施加時(shí)變功率或溫度，向第二傳感器單 元施加調(diào)制的、通常是諧波調(diào)制的功率，以及向第一傳感器單元施加調(diào)制的、通常是諧波調(diào) 制的功率。其中，根據(jù)恒溫模式或恒定功率模式，要么控制調(diào)制功率(“AC功率”)，要么就 控制調(diào)制溫度(“AC溫度”)。調(diào)制功率可以在恒定功率模式中被額外添加至恒定的加熱功率(“DC功率”)，或者調(diào)制溫度可以在恒溫模式中被額外添加至恒定的高溫。診斷方法可以包括確定調(diào)制溫度TAe和調(diào)制功率PAe。調(diào)制功率PAe和調(diào)制溫度Tac 可以被確定為第一溫度TMl和功率PMl或者被確定為第二溫度TM2和功率PM2?？蛇x地，調(diào) 制功率PAe和調(diào)制溫度Ta?？梢栽诟郊拥姆椒ú襟E中加以確定。另外，診斷方法可以包括確定至少一個(gè)取決于時(shí)間的熱傳遞相關(guān)量和/或調(diào)制熱 導(dǎo)PA。/TA。( “AC熱導(dǎo)”)。其中，調(diào)制熱導(dǎo)可以被確定為第一和/或第二熱傳遞相關(guān)量。可 選地，調(diào)制熱導(dǎo)Ρλ/^可以在附加的方法步驟中加以確定。診斷方法可以包括確定未調(diào)制 的熱導(dǎo)PDe/TDe( “DC熱導(dǎo)”)。其中，未調(diào)制的熱導(dǎo)可以被確定為第一和/或第二熱傳遞相 關(guān)量?？蛇x地，未調(diào)制熱導(dǎo)PD。/TD。可以在附加的方法步驟中加以確定。根據(jù)某些實(shí)施例，確定診斷結(jié)果可以包括設(shè)定調(diào)制和未調(diào)制熱導(dǎo)的關(guān)系。作為示 例，該關(guān)系是調(diào)制和未調(diào)制熱導(dǎo)的比值或其倒數(shù)。該方法可以進(jìn)一步包括將確定的調(diào)制和 /或未調(diào)制熱導(dǎo)與歷史數(shù)據(jù)或者與物理模型相比較。確定取決于時(shí)間的熱傳遞相關(guān)量(通 常是調(diào)制熱導(dǎo))可以包括計(jì)算加熱或冷卻傳感器單元所需的一個(gè)或多個(gè)特征時(shí)間。確定診 斷結(jié)果可以包括使用該一個(gè)或多個(gè)特征時(shí)間。根據(jù)確定為調(diào)制和未調(diào)制熱導(dǎo)比值的診斷結(jié)果，即使在兩個(gè)傳感器單元都被對稱 覆蓋(也就是具有相同熱性質(zhì))的情況下也能夠檢測到覆層。與歷史數(shù)據(jù)或物理模型相比 較即可檢測沉淀和累積。與參照熱導(dǎo)的改變相比，參照熱容的改變檢測覆層會(huì)更加靈敏。該 方法可以包括使用不同的材料種類用于關(guān)聯(lián)兩個(gè)量以及用于預(yù)測由覆層產(chǎn)生的誤差。上述 方法步驟應(yīng)該被稱作“AC診斷”并且能夠與本文中介紹的任意實(shí)施例相結(jié)合。在能夠與本文中介紹的任意實(shí)施例相結(jié)合的進(jìn)一步實(shí)施例中，用于診斷的方法包 括從如下組中選出的至少一個(gè)步驟，該組包括將診斷結(jié)果與固定的容差范圍相比較，如果 診斷結(jié)果在固定的容差范圍以外則指示存在誤差，如果診斷結(jié)果在固定的容差范圍以外則 更換第一和/或第二傳感器單元，并且如果診斷結(jié)果在固定的容差范圍以外則通過調(diào)節(jié)確 定值(例如流量)來補(bǔ)償誤差，例如通過考慮檢測到的覆層、其厚度和/或其在第一和/或 第二傳感器單元的熱性質(zhì)可變模型中的熱性質(zhì)來補(bǔ)償誤差。根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，提供了一種用于流體的流量測量和用于診斷第一傳感器單 元和第二傳感器單元中的至少一個(gè)的設(shè)備，通常是流量計(jì)。流量計(jì)包括適合與流體熱耦合 的第一傳感器單元、適合與流體熱耦合的第二傳感器單元、熱控單元和估算單元。熱控單元 和估算單元可以是獨(dú)立實(shí)體或者可以被集成為一個(gè)實(shí)體。流量計(jì)可以適用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)本文 中介紹的任意實(shí)施例的診斷方法。圖3A中示出了根據(jù)本文中介紹的實(shí)施例的流量計(jì)100。流量計(jì)可以適用于實(shí)現(xiàn)參 照圖5介紹的測量流量的方法。流量計(jì)包括通過連接152操作地連接至熱控單元130的第 一傳感器單元110、通過連接IM操作地連接至熱控單元130的第二傳感器單元120，其中 熱控單元130通過連接158操作地連接至估算單元140。而且，在圖3A中，用箭頭指示流 體1的流動(dòng)。傳感器110，120與流動(dòng)的流體1熱耦合并通過強(qiáng)制對流冷卻。通常，流動(dòng)的 流體1可以沿任意方向流動(dòng)和/或可以變向。第一和第二傳感器單元的角色可以互換。在本文介紹的實(shí)施例中，熱控單元適用于向第一傳感器單元施加功率以及向第二 傳感器單元施加功率，以同時(shí)并且單獨(dú)地加熱或冷卻第一傳感器單元和第二傳感器單元， 從而使得它們的溫度不同于流體的溫度Ttl并且彼此不同。其中，“單獨(dú)地加熱/冷卻”是指加熱/冷卻功率的施加是獨(dú)立受控的，以此將不同的加熱/冷卻功率作為時(shí)間的函數(shù)施 加至傳感器單元(這并不排除功率在某些時(shí)刻可能是相同的，例如偶爾的情況下)。例如， 在圖3A中，熱控單元130可以通過連接152向第一傳感器單元110施加功率以及通過連接 154向第二傳感器單元120施加功率。圖;3B示出了第一傳感器單元110和第二傳感器單元120的實(shí)施例。在圖中， 傳感器單元被安裝至管路160用于確定流體1在管路160內(nèi)的流量。傳感器單元110包括 加熱設(shè)備152H，并且第二傳感器單元120包括加熱設(shè)備154H。根據(jù)能夠與本文中介紹的任意實(shí)施例相結(jié)合的某些實(shí)施例，第一和/或第二傳感 器包括從如下構(gòu)成的組中選出的至少一個(gè)元件，所述組包括確定傳感器單元的尺寸和形 狀的傳感器表面、用于測量溫度的溫度傳感器、用于加熱傳感器單元的加熱設(shè)備、用于主動(dòng) 冷卻傳感器單元的冷卻設(shè)備。第一和/或第二傳感器單元能夠適用于在診斷循環(huán)之前或 之后確定流體的溫度。第一和/或第二傳感器單元中的溫度傳感器可以是例如在EP 1512 948A1的第0019段中介紹的帶隙溫度傳感器。可以提供附加的傳感器單元，例如第三傳感 器單元。附加的傳感器單元可以包括相同或相似的元件。在圖3C中，示出了包括第三傳感器單元170的流量計(jì)的一個(gè)實(shí)施例。第三傳感器 單元170適用于在診斷循環(huán)期間確定流體的溫度。具體地，第三傳感器170適用于在第一 傳感器單元110和第二傳感器單元120測量TM1，TM2，PM1和PM2的值用于由此確定診斷結(jié) 果的測量時(shí)刻確定流體的溫度。傳感器單元170如圖3A中所示通過連接156操作地連接 至估算單元140。圖3C中所示的第三傳感器170并不包括加熱設(shè)備并且也不由熱控單元控 制。因此，第三傳感器170可以比其他的傳感器更便宜。可能發(fā)生的是傳感器單元110，120中的至少一個(gè)被覆蓋有覆層。在圖4中，示出 了第一傳感器單元上的覆層112和第二傳感器單元上的覆層122。與第二傳感器單元120 相比，第一傳感器單元110通常在較低溫度下(例如在流體溫度下)工作。在此情況下，如 圖4中所示，第二傳感器單元120上的覆層122通常比第一傳感器單元110上的覆層112 更厚。為了檢測其中至少一個(gè)傳感器的覆層或失靈，估算單元可以確定診斷結(jié)果。根據(jù)本文中介紹的實(shí)施例，流量計(jì)的估算單元被操作地連接至第一和第二傳感器 單元，并且適用于例如通過由第一傳感器單元在診斷循環(huán)之前和/或之后提供的信號或者 通過由流量計(jì)的第三傳感器在診斷循環(huán)期間提供的信號，來確定流體的溫度值I。估算單 元適用于確定第一傳感器單元的溫度TMl和加至第一傳感器單元的功率PM1，并且同時(shí)確 定第二傳感器單元的溫度TM2和加至第二傳感器單元的功率PM2。估算單元還適用于至少 根據(jù)溫度TM2來確定第一熱傳遞相關(guān)量，以及至少根據(jù)溫度TMl來確定第二熱傳遞相關(guān)量。 通常，根據(jù)溫度TMl和TM2以及根據(jù)施加的功率PMl和PM2確定第一熱傳遞相關(guān)量，而根據(jù) 溫度TMl和TMO以及根據(jù)施加的功率PMl確定第二熱傳遞相關(guān)量。估算單元進(jìn)一步適用于 通過設(shè)定第一熱傳遞相關(guān)量和第二熱傳遞相關(guān)量的關(guān)系來確定診斷結(jié)果。該關(guān)系可以是比 值，通常是第一和第二熱傳遞相關(guān)量的無量綱比值。第一和第二熱傳遞相關(guān)量以及診斷結(jié)果可以從前文中介紹的相應(yīng)組中選出。熱控 單元可以適用于根據(jù)本文中所述的恒溫模式或恒定功率模式操作。而且，熱控單元可以適 用于實(shí)現(xiàn)如上所述的AC診斷步驟中的至少一個(gè)、部分或全部步驟。通常，估算單元和/或熱控單元可以適用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)本文中公開的任意實(shí)施例的方法步驟。估算單元和/或熱控單元可以分別包括用于存儲程序代碼(例如估算算法和熱 控算法)的存儲器。程序代碼在由估算單元和/或熱控單元執(zhí)行時(shí)使得估算單元和/或熱 控單元執(zhí)行根據(jù)本文中公開的任意實(shí)施例的方法步驟。估算單元可以是從包括計(jì)算機(jī)、PC、微控制器以及一個(gè)或多個(gè)FPGA的組中選出的 單元。溫度控制單元可以是從包括計(jì)算機(jī)、PC、微控制器、DSP以及一個(gè)或多個(gè)FPGA或其 他電子設(shè)備的組中選出的單元。估算單元和溫度控制單元可以被集成到一個(gè)單獨(dú)的設(shè)備 內(nèi)。盡管估算單元和溫度控制單元在前文中被描述為流量計(jì)的一部分，但是根據(jù)其他的實(shí) 施例，它們當(dāng)中的任何一個(gè)都可以是外部單元。流量計(jì)可以包含從由風(fēng)速計(jì)、CMOS風(fēng)速計(jì)、 包括至少一個(gè)傳感器單元的風(fēng)速計(jì)、包括至少一個(gè)傳感器單元的CMOS風(fēng)速計(jì)、包括至少一 個(gè)傳感器單元和至少一個(gè)加熱元件的風(fēng)速計(jì)、包括至少一個(gè)傳感器單元和至少一個(gè)加熱元 件的CMOS風(fēng)速計(jì)構(gòu)成的組中選出的至少一個(gè)組件。流量計(jì)可以包括如EP 1 512 948A1的 第0017至0019段中所述的組件，通過引用將該文獻(xiàn)包括在本文中。在某些實(shí)施例中，流量 計(jì)的所有組件都可以被集成到單塊芯片上。更多的實(shí)施例涉及根據(jù)本文中公開的任意實(shí)施例操作流量計(jì)的方法。更多的實(shí)施 例涉及根據(jù)本文中公開的任意實(shí)施例使用流量計(jì)。典型的更多實(shí)施例涉及根據(jù)本文中公開 的任意實(shí)施例使用流量計(jì)以實(shí)現(xiàn)診斷方法。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的那樣，“功率”、“加熱功率”和“冷卻功率”的概念 可以用對應(yīng)的概念例如電壓或電流的概念代替。功率與電壓和電流成比例。例如，如果電 壓固定，那么“功率”的概念即可由“電流”代替。類似地，如果電流恒定，那么“功率”的概 念即可由“電壓”代替。盡管上述內(nèi)容涉及了一些實(shí)施例，但是可以設(shè)計(jì)出其他的和更多的實(shí)施例而并不 背離基本的保護(hù)范圍，并且該保護(hù)范圍由以下的權(quán)利要求確定。
權(quán)利要求
1.一種用于診斷流量計(jì)的方法，包括使第一傳感器單元與流體熱耦合并且使第二傳感器單元與流體熱耦合；通過向所述第一傳感器單元施加功率來主動(dòng)加熱或冷卻所述第一傳感器單元，以使其 溫度不同于所述流體的溫度，并且同時(shí)通過向所述第二傳感器單元施加功率來主動(dòng)加熱或 冷卻所述第二傳感器單元，以使其溫度不同于所述流體的溫度；可選地確定所述流體的溫度TMO ；確定所述第一傳感器單元的溫度TMl和加至所述第一傳感器單元的功率PM1，并且同 時(shí)確定所述第二傳感器單元的溫度TM2和加至所述第二傳感器單元的功率PM2 ；確定與傳感器元件的熱傳遞相關(guān)的至少兩個(gè)獨(dú)立量，根據(jù)從包括TMO，TMl, TM2，PMl和 PM2的組中選出的至少一個(gè)要素確定所述至少兩個(gè)獨(dú)立的熱傳遞相關(guān)量中的每一個(gè)；并且通過設(shè)定至少兩個(gè)獨(dú)立的熱傳遞相關(guān)量的關(guān)系來確定診斷結(jié)果。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，包括確定所述流體的溫度ΤΜ0，其中確定所述溫度TMO包括通過第三傳感器單元來測量所 述流體的溫度TMO。
3.如以上權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的方法，其中確定所述流體的溫度TMO包括在主動(dòng)加熱或冷卻所述第一傳感器單元和所述第二傳 感器單元之前，通過所述第一傳感器單元和/或所述第二傳感器單元測量所述流體的溫度 ΤΜ0,并且通常儲存所述流體的溫度ΤΜ0。
4.如以上權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的方法，其中確定至少兩個(gè)獨(dú)立的熱傳遞相關(guān)量 包括以下步驟中的至少一個(gè)，并且可選地包括至少兩個(gè)利用溫度TMl和TM2以及施加的功率PMl和PM2來確定第一熱傳遞相關(guān)量，通常是根 據(jù)例如溫度差(TM2-TM1)和功率差(PM2-PM1)來計(jì)算第一熱導(dǎo)(PM2-PM1) / (TM2-TM1)或第 一流量；利用溫度TMO，TMl和施加的功率PMl來確定第二熱傳遞相關(guān)量，通常是通過計(jì)算第二 熱導(dǎo)PMl/(TMl-TMO)或第二流量來確定；利用溫度TMO，TM2和施加的功率PM2來確定第三熱傳遞相關(guān)量，通常是通過計(jì)算第三 熱導(dǎo)PM2/(TM2-TM0)或第三流量來確定。
5.如以上權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的方法，其中設(shè)定至少兩個(gè)獨(dú)立的熱傳遞相關(guān)量 的關(guān)系包括計(jì)算至少兩個(gè)獨(dú)立的熱傳遞相關(guān)量的比值，或者計(jì)算至少兩個(gè)獨(dú)立的熱傳遞相關(guān)量的差值。
6.如以上權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的方法，其中確定的診斷結(jié)果表示從如下組中選 出的至少一種狀態(tài)，所述組包括所述第一傳感器單元上的覆層，所述第二傳感器單元上的覆層，所述第一傳感器單元 上的材料磨損，所述第二傳感器單元上的材料磨損，所述第一傳感器單元的失靈，所述第二 傳感器單元的失靈，所述第一傳感器單元的失準(zhǔn)和所述第二傳感器單元的失準(zhǔn)。
7.如以上權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的方法，其中主動(dòng)加熱或冷卻所述第一傳感器單元包括將所述第一傳感器單元主動(dòng)加熱或冷卻至 溫度TMl，控制溫度TMl，以及確定功率PMl包括測量功率PMl ；并且其中主動(dòng)加熱或冷卻所述第二傳感器單元包括將所述第二傳感器單元主動(dòng)加熱或冷卻至 溫度TM2，相對于溫度TMO或TMl控制溫度TM2，以及確定功率PM2包括測量功率PM2 ；或者 主動(dòng)加熱或冷卻所述第二傳感器單元包括用功率PM2主動(dòng)加熱或冷卻所述第二單元， 絕對控制或相對于功率PMl控制功率PM2，以及確定溫度TM2包括測量溫度TM2。
8.如權(quán)利要求1至6中的任意一項(xiàng)所述的方法，其中主動(dòng)加熱或冷卻所述第一傳感器單元包括用功率PMl主動(dòng)加熱或冷卻所述第一傳感 器單元，控制功率PM1，以及確定溫度TMl包括測量溫度TMl ；并且其中主動(dòng)加熱或冷卻所述第二傳感器單元包括將所述第二傳感器單元主動(dòng)加熱或冷卻至 溫度TM2，相對于溫度TMO或TMl控制溫度TM2，以及確定功率PM2包括測量功率PM2 ；或者 主動(dòng)加熱或冷卻所述第二傳感器單元包括用功率PM2主動(dòng)加熱或冷卻第二單元，絕對 控制或相對于功率PMl控制功率PM2，以及確定溫度TM2包括測量溫度TM2。
9.如以上權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的方法，其中確定診斷結(jié)果包括 根據(jù)至少兩個(gè)獨(dú)立的熱傳遞相關(guān)量的組合來確定診斷結(jié)果和流體的流量。
10.如以上權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的方法，其中加熱或主動(dòng)冷卻所述第一傳感器單元并同時(shí)加熱或主動(dòng)冷卻所述第二傳感器單 元包括至少對傳感器單元之一施加時(shí)變的功率和/或溫度， 所述方法進(jìn)一步包括確定至少一個(gè)依賴于時(shí)間的熱傳遞相關(guān)量，通常是至少一個(gè)調(diào)制的熱導(dǎo)，并且其中確定診斷結(jié)果包括利用該至少一個(gè)依賴于時(shí)間的熱傳遞相關(guān)量來確定診斷結(jié)果。
11.一種用于流體流量測量以及用于診斷第一傳感器單元和第二傳感器單元中的至少 一個(gè)的流量計(jì)，所述流量計(jì)包括適合與所述流體熱耦合的所述第一傳感器單元，所述第一傳感器單元包括第一溫度傳 感器以及從包括第一加熱設(shè)備和第一冷卻設(shè)備的組中選出的至少一個(gè)第一組件；適合與所述流體熱耦合的所述第二傳感器單元，所述第二傳感器單元包括第二溫度傳 感器以及從包括第二加熱設(shè)備和第二冷卻設(shè)備的組中選出的至少一個(gè)第二組件；操作地連接至所述第一傳感器單元和所述第二傳感器單元的熱控單元，所述熱控單元 適用于向至少一個(gè)第一組件施加功率以及向至少一個(gè)第二組件施加功率，以同時(shí)地、單獨(dú) 地并且主動(dòng)地加熱或冷卻所述第一傳感器單元和所述第二傳感器單元，使得它們的溫度不 同于所述流體的溫度，并且通常彼此不同；以及操作地連接至所述第一傳感器單元和所述第二傳感器單元的估算單元，所述估算單元 適用于可選地確定所述流體的溫度TMO ；通過所述第一溫度傳感器和加至至少一個(gè)第一組件的功率PMl來確定所述第一傳感 器單元的溫度TM1，并且同時(shí)通過所述第二溫度傳感器和加至至少一個(gè)第二組件的功率 PM2來確定所述第二傳感器單元的溫度TM2 ；確定與傳感器元件的熱傳遞相關(guān)的至少兩個(gè)獨(dú)立量，根據(jù)從包括TMO，TMl, TM2，PMl和 PM2的組中選出的至少一個(gè)要素確定所述至少兩個(gè)獨(dú)立的熱傳遞相關(guān)量中的每一個(gè)；并且 通過設(shè)定至少兩個(gè)獨(dú)立的熱傳遞相關(guān)量的關(guān)系確定診斷結(jié)果。
12.如權(quán)利要求11所述的流量計(jì)，其中確定所述至少兩個(gè)獨(dú)立的熱傳遞相關(guān)量包括以 下步驟中的至少一個(gè)利用溫度TMl和TM2以及施加的功率PMl和PM2來確定第一熱傳遞相關(guān)量，通常是例 如根據(jù)溫度差(TM2-TM1)和功率差(PM2-PM1)來計(jì)算第一熱導(dǎo)(PM2-PM1) / (TM2-TM1)或第一流量來確定；利用溫度TMO，TMl和施加的功率PMl來確定第二熱傳遞相關(guān)量，通常是通過計(jì)算第二 熱導(dǎo)PMl/(TMl-TMO)或第一流量來確定；利用溫度TMO，TM2和施加的功率PM2來確定第三熱傳遞相關(guān)量，通常是通過計(jì)算第三 熱導(dǎo)PM2/(TM2-TM0)或第二流量來確定。
13.如權(quán)利要求11至12中的任意一項(xiàng)所述的流量計(jì)，其中所確定的診斷結(jié)果表示從如 下組中選出的至少一種狀態(tài)，所述組包括所述第一傳感器單元上的覆層，所述第二傳感器單元上的覆層，所述第一傳感器單元 上的材料磨損，所述第二傳感器單元上的材料磨損，所述第一傳感器單元的失靈，所述第二 傳感器單元的失靈，所述第一傳感器單元的失準(zhǔn)和所述第二傳感器單元的失準(zhǔn)。
14.如權(quán)利要求11至13中的任意一項(xiàng)所述的流量計(jì)，其中所述熱控單元適用于以下步 驟中的至少一個(gè)a)將所述第一傳感器單元主動(dòng)加熱或冷卻至溫度TMl，并且將所述第二傳感器單元主 動(dòng)加熱或冷卻至溫度T2，其中通過所述熱控單元絕對控制或相對于彼此地控制溫度TMl和 溫度TM2 ；b)通過施加功率PMl來主動(dòng)加熱或冷卻所述第一傳感器單元，并且通過施加功率PM2 來主動(dòng)加熱或冷卻所述第二傳感器單元，其中通過所述熱控單元絕對控制或相對于彼此地 控制功率PMl和功率PM2 ；c)通過施加功率PMl來主動(dòng)加熱或冷卻所述第一傳感器單元，并且將所述第二傳感器 單元主動(dòng)加熱或冷卻至溫度TM2，其中通過所述熱控單元絕對控制或者相對于功率PM2或 溫度TMl來控制功率PMl和溫度TM2 ；d)將所述第一傳感器單元主動(dòng)加熱或冷卻至溫度TM1，并且通過施加功率PM2來主動(dòng) 加熱或冷卻所述第二傳感器單元，其中通過所述熱控單元絕對控制或者相對于功率PMl或 溫度TM2來控制溫度TMl和功率PM2。
15.如權(quán)利要求11至14中的任意一項(xiàng)所述的流量計(jì)，進(jìn)一步包括用于測量所述流體的溫度TMO的第三檢測器。
全文摘要
提供了一種用于診斷傳感器單元的流量計(jì)和方法。該方法包括使流量計(jì)的所述第一傳感器單元與流體熱耦合并且使流量計(jì)的所述第二傳感器單元與流體熱耦合。該方法還包括通過向所述第一傳感器單元施加功率來主動(dòng)加熱或冷卻所述第一傳感器單元以使其溫度不同于流體溫度，并且同時(shí)通過向所述第二傳感器單元施加功率來主動(dòng)加熱或冷卻所述第二傳感器單元以使其溫度不同于流體溫度并且通常也不同于第一傳感器的溫度?？蛇x地，該方法可以包括確定所述流體的溫度TM0。該方法進(jìn)一步包括確定與傳感器元件的熱傳遞相關(guān)的至少兩個(gè)獨(dú)立量，至少兩個(gè)獨(dú)立的熱傳遞相關(guān)量中的每一個(gè)都根據(jù)從包括TM0，TM1，TM2，PM1和PM2的組中選出的至少一個(gè)要素進(jìn)行確定，并且通過至少兩個(gè)獨(dú)立的熱傳遞相關(guān)量的設(shè)定關(guān)系來確定診斷結(jié)果。
文檔編號G01F1/00GK102095479SQ20101057016
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月2日
發(fā)明者A·卡拉默, D·帕佩, D·施拉格, J·D·洛博, K·亨肯 申請人:Abb研究有限公司