WO2022129447A1 - SENSOR ZUM ERFASSEN VON DRUCKSCHWANKUNGEN IN EINEM STRÖMENDEN FLUID SOWIE DAMIT GEBILDETES MEßSYSTEM - Google Patents

SENSOR ZUM ERFASSEN VON DRUCKSCHWANKUNGEN IN EINEM STRÖMENDEN FLUID SOWIE DAMIT GEBILDETES MEßSYSTEM Download PDF

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deformation
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Christian Lais
Pierre Ueberschlag
Achim Wiest
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Endress and Hauser Flowtec AG
Flowtec AG
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    • G01F15/006—Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus characterised by the use of a particular material, e.g. anti-corrosive material

Definitions

  • the invention relates to a sensor formed for detecting pressure fluctuations in a flowing fluid and a measuring system formed therewith.
  • Examples of such measuring systems are, inter alia, from US-A 2006/0230841, US-A 2008/0072686, US-A 2011/0154913, US-A 2011/0247430, US-A 2016/0123783, the US-A 2017/0284841, US-A 2019/0094054, US-A 60 03 384, US-A 61 01 885, US-B 63 52 000, US-B 69 10 387 or US B 69 38 496 and are also offered by the applicant itself, for example under the product name "PROWIRL D 200", “PROWIRL F 200", “PROWIRL O 200", “PROWIRL R 200" (http://www.de .endress.eom/#products/prowirl).
  • the measuring systems shown each have a bluff body protruding into the lumen of the respective pipeline, for example designed as a system component of a heat supply network or a turbine circuit, or into a lumen of a measuring tube inserted in the course of that pipeline, and thus against which the fluid flows, for generating a so-called Kärmänschen vortex street lined up vortices within the partial volume of the fluid stream flowing immediately downstream of the bluff body.
  • the vortices are generated at the bluff body with a shedding rate (1/fvtx) that is dependent on the flow velocity.
  • the measuring systems have a sensor integrated into the bluff body or connected to it or downstream thereof, namely in the area of the Karman vortex street in the flow, thus in the lumen of the protruding sensor, which serves for pressure fluctuations in the Karman vortex street formed in the flowing fluid and to convert it into a sensor signal representing the pressure fluctuations, namely to supply a - for example electrical or optical - signal which corresponds to a pressure prevailing within the fluid and which is subject to periodic fluctuations as a result of vortices running in opposite directions downstream of the bluff body, or which corresponds to the separation rate the vortex has the corresponding signal frequency ( ⁇ fvtx).
  • the senor has a deformation body and a mostly rod-shaped, plate-shaped or wedge-shaped - sensor vane, and is set up to detect pressure fluctuations in the Karman vortex street, namely to convert them into movements of the deformation body that correspond to the pressure fluctuations.
  • the deformable body has an outer edge segment - usually in the shape of a circular ring - which is set up to be connected to a socket serving to hold the deformable body on a wall of a pipe in a hermetically sealed manner, for example materially, such that the deformable body has a the opening provided in the tube is covered or hermetically sealed and that the surface of the deformation body carrying the sensor vane faces the fluid-carrying lumen of the measuring tube or pipeline, and the sensor vane therefore protrudes into the same lumen.
  • the deformation body is typically designed as a thin membrane and is shaped in such a way that at least one membrane thickness, measured as a minimum thickness of an inner membrane segment delimited by the aforementioned outer edge segment, is very much smaller than a membrane diameter, measured as a largest diameter is an area bounded by the outer edge segment.
  • a membrane thickness measured as a minimum thickness of an inner membrane segment delimited by the aforementioned outer edge segment
  • a membrane diameter measured as a largest diameter is an area bounded by the outer edge segment.
  • sensors of the type in question can occasionally combine with one another starting from a surface of the deformation body facing away from the surface of the deformation body that is mostly rod-, plate- or sleeve-shaped, which is used in particular to compensate forces or moments resulting from movements of the sensor assembly, for example as a result of vibrations in the pipeline to compensate or to avoid the resulting undesired movements of the sensor vane.
  • each of the sensors also includes a (mechanical-to-electrical) converter element, which is typically set up to detect movements of the deformation body and to convert them into an electrical sensor signal.
  • a (mechanical-to-electrical) converter element typically set up to detect movements of the deformation body and to convert them into an electrical sensor signal.
  • the same transducer element is formed by means of a piezoceramic, for example in the form of a piezo disc.
  • the senor On a side facing away from the fluid-carrying lumen, the sensor is also connected to converter electronics—typically encapsulated in a pressure and impact-resistant manner and possibly also hermetically sealed to the outside.
  • Converter electronics typically have a corresponding digital measuring circuit, which is electrically connected to the converter element via connection lines, if necessary with the interposition of electrical barriers and/or galvanic isolation points, for processing the at least one sensor signal generated by the converter element and for generating digital measured values for the measured variable to be recorded in each case, namely the flow velocity, the volume flow and/or the mass flow.
  • the converter electronics usually housed in a protective housing made of metal and/or impact-resistant plastic, of measurement systems suitable for industry or established in industrial measurement technology also usually provide external interfaces for communication with higher-level systems that conform to an industry standard, for example DIN IEC 60381-1 , Measuring and/or control systems formed, for example, by means of programmable logic controllers (PLC).
  • PLC programmable logic controllers
  • Such an external interface can be designed, for example, as a two-wire connection that can be integrated into a current loop and/or be designed to be compatible with established industrial fieldbuses.
  • US-A 2016/0123783 shows, for example, a support device for the deformation body which is arranged on the transducer element side and is therefore not in contact with the fluid to be measured during operation, against which the deformation body presses at a static pressure above a predetermined limit value of, for example more than 40 bar is partially applied, such that mechanical stresses established therein can be kept below a specified maximum allowable stress even at higher pressures of up to 250 bar.
  • a disadvantage of this solution is that the sensitivity of the sensor is abruptly reduced when the above limit value is exceeded, so that the sensor has a pressure-dependent and non-linear sensitivity to the flow rate or volume flow.
  • one object of the invention is to improve sensors with a transducer element positioned on the deformation body in such a way that, even with a comparatively simple mechanical structure, they have a high compressive strength or can also be used in superheated steam applications with steam temperatures of over 200 °C and pressure peaks of over 100 bar enable the pressure resistance to be dependent on the operating temperature.
  • the sensor should be able to be assembled from individual components in a simple manner, for example also in order to be able to easily replace a defective converter element with a new, intact converter element.
  • the invention consists in a sensor, in particular a sensor for detecting pressure fluctuations in a Karman vortex street formed in a flowing fluid, which sensor comprises:
  • an at least partially flat, for example membrane-like or disc-shaped, deformation body for example made of a metal, with a flat first surface and an opposite flat second surface;
  • a sensor flag for example rod-shaped or plate-shaped or wedge-shaped, extending starting from the first surface of the deformation body
  • connection sleeve for example made of a metal, which extends from the deformation body and is electrically conductively connected thereto, for example;
  • a transducer element for example disk-shaped and/or piezoceramic, arranged within the connecting sleeve and contacting the second surface of the deformation body with a first contact surface, for example electrically conductive, for generating a time-changing, for example at least temporarily periodic, movement of the sensor vane and/or time-changing , for example at least temporarily periodic, deformations of the deformation body representing electrical sensor signal;
  • the fastening means comprise a spring assembly, for example cylindrical, formed by means of at least two plate springs layered on top of one another, and the plate springs are also elastically deformed while exerting a contact pressure force that keeps the transducer element pressed against the deformation body, for example in such a way that a minimum surface pressure acting on the transducer element is greater than 1 MPa and/or a maximum surface pressure acting on the converter element is less than 20 MPa and/or such that a non-positive connection is formed between the converter element and the deformation body.
  • a spring assembly for example cylindrical, formed by means of at least two plate springs layered on top of one another, and the plate springs are also elastically deformed while exerting a contact pressure force that keeps the transducer element pressed against the deformation body, for example in such a way that a minimum surface pressure acting on the transducer element is greater than 1 MPa and/or a maximum surface pressure acting on the converter element is less than 20 MPa and/or such that a non-positive connection is
  • the invention also consists in a measuring system for measuring at least one flow parameter, for example a flow parameter that changes over time, for example a Flow velocity and/or a volumetric flow rate, of a fluid flowing in a pipeline, which measuring system also has measuring electronics which are electrically connected to the converter element of the sensor and are set up to receive and process the sensor signal from the sensor, for example namely the at least one flow parameter to generate representative measured values.
  • the measuring system according to the invention can also be used, in particular, to measure a flow parameter - for example a flow velocity and/or a volume flow rate and/or a mass flow rate - of a temperature flowing in a pipeline, for example at least at times a temperature of more than 200° C. and/or at least at times with a Pressure of more than 100 bar acting on the deformation body and / or the sensor vane of the sensor, fluid, such as a vapor, can be used.
  • the fastening means comprise an (internal) screw sleeve having an external thread and the connecting sleeve has an internal thread in a distal end remote from the deformation body, and that the (internal) screw sleeve forms a Abutment for the spring assembly is screwed into the internal thread.
  • the fastening means comprise an (internal) circlip and the connecting sleeve has an (internal) groove in an area remote from the deformation body, and that the (internal) circlip forms an abutment for the spring assembly is inserted into the (inner) groove.
  • the deformation body and the sensor flag are connected to one another in a materially joined manner, for example by being welded or soldered to one another.
  • the transducer element and the deformation body are not connected to one another in a materially bonded manner.
  • the converter element and the spring assembly are not connected to one another in a materially bonded manner.
  • the fastening means comprise a ring-shaped insulating disk, for example made of a ceramic and/or a plastic, and that the insulating disk is positioned between the converter element and the spring assembly to form an insulating disk.
  • the cup springs are made of a metal, for example a high-grade steel or a nickel-based alloy.
  • the plate springs and the deformation body consist of the same material.
  • the deformation body consists at least partially, for example predominantly or completely, of a metal, for example a high-grade steel or a nickel-based alloy.
  • the sensor vane consists at least partially, for example predominantly or completely, of a metal, for example a high-grade steel or a nickel-based alloy.
  • the connecting sleeve consists at least partially, for example predominantly or completely, of a metal, for example stainless steel or a nickel-based alloy.
  • the deformation body and the sensor flag for example the connecting sleeve, deformation body and sensor flag, consist of the same material.
  • the deformation body and the sensor flag are components of one and the same monolithic molded part.
  • a minimum surface pressure acting on the converter element is more than 1 MPa, for example more than 3 MPa.
  • a maximum surface pressure acting on the converter element is less than 20 MPa, for example less than 15 MPa.
  • the transducer element electrically conductively contacts the deformation bodies and/or the connecting sleeve.
  • the senor also includes a metal foil, for example a silver foil.
  • the senor also includes a rod-shaped, plate-shaped or sleeve-shaped compensating body extending from the second surface of the deformation body to compensate for forces and/or moments resulting from joint movements of the deformation body and sensor vane.
  • the compensating body extends through the spring assembly, for example in such a way that a main axis of inertia (for example a longitudinal axis) of the compensating body and a main axis of inertia (for example a longitudinal axis) of the spring assembly are parallel to one another run, namely, for example, are coincident, and / or such that the spring assembly and compensating body do not contact each other.
  • the deformation body and the compensating body are connected to one another in a cohesive manner, for example by being welded or soldered to one another.
  • the sensor vane and compensating body are arranged in alignment with one another.
  • the compensating body and the deformation body are positioned and aligned with one another such that a main axis of inertia of the deformation body extends parallel to a main axis of inertia of the compensating body, for example coincident with it.
  • the deformation body and compensation body are components of one and the same monolithic molded part, for example in such a way that the sensor flag, deformation body and compensation body and/or that the connecting sleeve, deformation body and compensation body are components of the same molded part.
  • the compensating body consists at least partially, for example predominantly or completely, of a metal, for example stainless steel or a nickel-based alloy.
  • the deformation body and compensating body are made of the same material, for example in such a way that the sensor flag, deformation body and compensating body and/or that the connecting sleeve, deformation body and compensating body are made of the same material.
  • the measuring system also includes a tube that can be inserted into the course of the same pipeline and has a lumen that is designed to guide the fluid flowing in the pipeline.
  • the senor is inserted in the same tube in such a way that the first surface of the deformation body faces the lumen of the tube and that the sensor flag protrudes into the same lumen.
  • an opening is formed, especially a socket serving to hold the deformation body on the wall, and that the sensor is inserted in the same opening in such a way that the deformable body covers the opening, esp. Hermetically seals it, and that the first surface of the deformable body faces the lumen of the tube, so that the sensor flag protrudes into the same lumen.
  • the sensor flag has a length, measured as the minimum distance between a proximal end of the sensor flag, namely the end adjacent to the deformation body, and a distal end, namely the end remote from the deformation body or its surface Has sensor vane, which length corresponds to less than 95% of a caliber of the tube and / or more than half the same caliber.
  • the measuring system also has a bluff body in the lumen of the tube, for example upstream, namely in the (main) direction of flow in front of the sensor, which is set up to Karman vortex street, the sensor being set up to detect periodic pressure fluctuations in the Karman vortex street and to convert them into a sensor signal, for example in such a way that the sensor signal has a signal frequency that corresponds to a shedding rate of the vortices forming the Karman vortex street on the bluff body.
  • a basic idea of the invention is the desired high nominal compressive strength for sensors, not least also at high operating temperatures of over 200° ö, or the desired improvement in the dependence of the compressive strength of the sensor assembly on the operating temperature (pressure-temperature curve of the sensor assembly) thereby bring about by a arranged on the deformation body transducer element by means of a Disc springs formed spring assembly is held pressed against the deformation body.
  • An advantage of the invention is, inter alia, that not only can a significant improvement in the nominal compressive strength or the pressure-temperature curve of sensors of the type in question be achieved in a very simple manner, but that this is achieved without the Sensitivity, namely to significantly reduce the sensitivity of the sensor to the actual pressure fluctuations to be detected.
  • a further advantage of the invention can also be seen in the fact that defective components in the sensor according to the invention, for example the converter element or the fastening means, can be replaced very easily, for example also on site.
  • 1, 2 schematically in different views an embodiment of a measuring system--designed here as a vortex flowmeter--with a sensor and measuring electronics for measuring at least one flow parameter of a fluid flowing in a pipeline;
  • FIG. 3 is a schematic, sectional side view of an exemplary embodiment of a sensor that is particularly suitable for use in a measuring system according to FIGS. 1 and 2;
  • FIG. 1 and 2 show an embodiment of a measuring system for measuring at least one flow parameter, possibly also a flow parameter that changes over time, such as a flow velocity v and/or a volume flow V', of a fluid flowing in a pipeline, for example a hot, esp. gas which is at least temporarily at a temperature of more than 200°C and/or at least temporarily under a high pressure, in particular of more than 100 bar.
  • the pipeline can, for example, as a system component Formed heat supply network or a turbine circuit, thus the fluid can be, for example, steam, esp.
  • the fluid can also be (compressed) natural gas or biogas, for example, so the pipeline can also be a component of a natural gas or biogas plant or a gas supply network, for example.
  • the measuring system has a sensor 1--shown again enlarged in FIG to convert electrical or optical sensor signal s1.
  • the measuring system also includes measuring electronics 2, housed for example in a pressure- and/or impact-resistant protective housing 20, which is connected to sensor 1 or during operation of the measuring system communicates with sensor 1.
  • the measuring electronics 2 are set up in particular to receive and process the sensor signal s1, for example to generate measured values XM ZU representing at least one flow parameter, for example the flow velocity v or the volume flow rate V'.
  • the measured values XM can, for example, be visualized on site and/or transmitted--wired via the connected field bus and/or wirelessly by radio---to an electronic data processing system, such as a programmable logic controller (PLC) and/or a process control station.
  • PLC programmable logic controller
  • the protective housing 20 for the measuring electronics 2 can be made, for example, from a metal, such as stainless steel or aluminum, and/or by means of a casting process, such as an investment casting or a die casting process (HPDC); however, it can also be formed, for example, by means of a plastic molded part produced in an injection molding process.
  • the sensor 1 comprises a deformation body 111, especially a membrane-like or disc-shaped one, and a first side face on the left and a second side face on the right Sensor vane 112, which extends from a first surface 111+ of the deformation body 111 to a distal end, namely the (free) end remote from the deformation body 111 or its surface 111+.
  • the deformation body 111 also has a second surface 111# opposite the first surface 111+, for example at least partially parallel to the first surface 111+.
  • the deformation body 111 and the sensor flag 112 can, for example, be components of one and the same monolithic molded part, which is cast, for example, or produced by a generative method, such as 3D laser melting;
  • the deformation body and the sensor flag can also be designed as individual parts that are initially separate from one another or only subsequently connected to one another in a material-to-material manner, for example welded or soldered to one another, and consequently from materials that can be connected to one another in a material-to-material manner be manufactured.
  • the deformation body 111 can consist at least partially, for example predominantly or completely, of a metal such as stainless steel or a nickel-based alloy.
  • the sensor flag can also consist at least partially of a metal, for example a stainless steel or a nickel-based alloy;
  • the deformation body 111 and the sensor flag 112 can also be made from the same material.
  • the deformation body 111 and the sensor vane 112 are also set up in particular for - typically forced - to be excited to vibrate around a common static rest position, such that the sensor vane 112 elastically deforms the deformation body 111 pendulum movements in a - essentially transverse to the aforementioned flow direction running - detection direction performs.
  • the sensor vane 112 has a width, measured as a maximum extent in the direction of flow, which is significantly greater than a thickness of the sensor vane 112, measured as a maximum lateral extent in the direction of detection.
  • the sensor vane 112 can also, as is quite usual with such sensors, be designed, for example, in the shape of a wedge or also as a relatively thin, flat plate.
  • the sensor 1 also has a connecting sleeve 113, which extends from a peripheral edge segment, for example circular, of the second surface 111# of the deformation body.
  • the sensor also has at least one converter element 12, in particular disk-shaped and/or piezoceramic, arranged inside connecting sleeve 113 and contacting surface 111+ of the deformation body with a first contact surface, in order to generate a time-varying, in particular At least temporarily periodic movements of the sensor vane or an electrical sensor signal representing deformations of the deformation body 111 that change over time, especially at least temporarily periodic, deformations of the deformation body 111, for example with an electrical (AC) voltage corresponding to the aforementioned movements.
  • AC electrical
  • the senor 1 or the measuring system formed therewith is also intended in particular to be used in such measuring points where in the fluid to be measured, for example due to condensation-induced water hammer (CIWH), briefly extremely high hydrostatic, namely pressures of more than 100 bar acting perpendicularly against the wall 3* of the pipe, thus also acting against the sensor, can occur, for example in superheated steam applications with fluid temperatures of more than 200°C.
  • CIWH condensation-induced water hammer
  • fastening means 13 are positioned within the connecting sleeve 112 and are mechanically connected thereto, especially releasably.
  • the fastening means 13 comprise a spring assembly 131 (spring stack), for example cylindrical, formed by means of two or more disc springs stacked on top of one another, the disc springs (in the built-in state) are elastically deformed under the exertion of a contact pressure force that keeps the transducer element pressed against the deformation body, as a result of which a non-positive connection is formed between the transducer element and the deformation body; this in particular in such a way that a minimum surface pressure acting on the transducer element 12 is more than 1 MPa, especially more than 3 MPa, and/or a maximum surface pressure acting on the transducer element 12 is less than 20 MPa, especially less than 15 MPa , amounts to.
  • spring assembly 131 spring stack
  • the disc springs in the built-in state
  • the cup springs and the deformation body consist of the same material.
  • the cup springs can advantageously be made of a metal, for example a stainless steel or a nickel-based alloy such as X7 CrNiAl 17-7 (WsNr 1.4568, EN 10027-2:1992-09).
  • the connecting sleeve 113 and the converter element 12 can advantageously also be designed in such a way that an inner diameter of the connecting sleeve 113 in the area of the installed position of the converter element is essentially one thus corresponds to the corresponding outer diameter of the converter element, for example, namely only by a positioning converter element 12 on the deformation body 111 is just greater amount.
  • the connecting sleeve can also be designed in such a way that in an area above the converter element 12 (positioned in the installation position) it has a (smallest) inner diameter which is larger - for example by more than 1 mm. as a (largest) outer diameter of the transducer element.
  • the converter element 12 and the connecting sleeve 113 can also be shaped in such a way that the converter element 12 and the connecting sleeve 113 have mutually complementary outer and inner contours which nevertheless prevent an incorrect installation position of the converter element, for example in such a way that, as shown in Figs. 4a and 4b, viewed together, the converter element 12 has an outer contour with one or more straight sections 12a and that the connecting sleeve has an inner contour with the straight sections of the converter element 12 corresponding to the aforementioned straight sections.
  • the fastening means 13 comprise an (internal) circlip 132 and the connecting sleeve 113 has a corresponding annular or circumferential (internal) groove 113a in an area remote from the deformation body 111, the (internal) circlip forming a Abutment for the spring assembly is inserted into the (inner) groove.
  • the fastening means 13 can also have an externally threaded (internal) screw sleeve and the connection sleeve can have an internal thread in a distal end remote from the deformation body 111, such that the (internal) screw sleeve forms an abutment for the spring assembly 131 is screwed into the internal thread.
  • the spring assembly 131 and the converter element 12 can also be connected to one another non-materially, namely avoiding a material connection that binds the spring assembly and converter element to one another, so the use of adhesives can also be dispensed with here accordingly.
  • spring pack 131 also easily enables a connection between converter element 12 and deformation body 111 to be brought about with good electrical conductivity between converter element 12 and deformation body 111 and/or to bring about mechanical contact between converter element 12 and deformation body 111 that is as uniform as possible Metal foil, for example namely a silver foil to position.
  • fastening means 13 between converter element 12 and spring assembly 131, for example electrically and/or thermally insulating insulating disks and/or a contact disk for electrically connecting an electrical connecting line leading to the converter element, for example in such a way that the contact disks make electrically conductive contact with a second contact surface of the converter element that is opposite the aforementioned first contact surface of the converter element.
  • the fastening means accordingly comprise an insulating disk, for example an annular one, in particular made of ceramic and/or plastic, which is positioned between the converter element 12 and the spring assembly 131, and/or the fastening means comprise a contact disk 133 with an electrically conductively connected electrical connection line 14.
  • the measuring system also comprises a tube 3 which can be inserted in the course of the aforementioned pipeline and has a lumen 3' which is encased by a - for example metallic - wall 3* of the tube and which extends from an inlet end 3+ to an outlet end 3#. extends and which is adapted to guide the fluid flowing in the pipeline.
  • the sensor 1 is also inserted in the same tube in such a way that the first surface of the deformation body 111 faces the lumen 3' of the tube, and the sensor flag therefore projects into the same lumen.
  • a flange connection is provided at the inlet end 3+ and at the outlet end 3# to produce a leak-free flange connection with a corresponding flange on an inlet or outlet line segment of the pipeline.
  • the tube 3, as shown in FIG. 1 or 2 can be designed essentially straight, for example as a hollow cylinder with a circular cross-section, such that the tube 3 has an imaginary straight longitudinal axis connecting the inlet end 3+ and the outlet end 3# L In the exemplary embodiment shown in Fig.
  • the sensor 1 is inserted from the outside through an opening 3" formed in the wall into the lumen of the tube and for example also detachable again - fixed from the outside to the wall 3* in such a way that the surface 111+ of the deformation body 111 faces the lumen 3' of the tube 3, and consequently the sensor flag 112 protrudes into the same lumen.
  • the sensor 1 is inserted into the opening 3" in such a way that the deformation body 111 covers or hermetically closes the opening 3".
  • This opening can, for example, be designed in such a way that--as is quite usual in measuring systems of the type under discussion--it has an (internal) diameter which lies in a range between 10 mm and approx. 50 mm.
  • a socket 3a serving to hold the deformation body 111 or the sensor 1 formed with it on the wall 3* is formed in the opening 3′′.
  • the sensor 1 can be fixed to the tube 3, for example, by cohesively connecting, in particular by welding or soldering, the deformation body 111 and the wall 3*; it can, for example, also be detachably connected to the tube 3, for example screwed or screwed on.
  • at least one sealing surface for example also a circumferential or circular ring-like sealing surface, can be formed in the socket 3a, which is set up to seal the opening 3" accordingly in interaction with the deformation body 111 and a sealing element that may be provided, for example ring-shaped or annular disk-shaped.
  • the sensor 1 and the tube 3 are dimensioned in such a way that a length of the sensor flag 112, measured as the minimum distance between a proximal end of the sensor flag 112, namely one that borders on the deformation body 111, to the distal end of the sensor flag 112 is longer corresponds to a half of a caliber DN of the tube 3 or less than 95% of the same caliber DN.
  • the length of the sensor vane 112 can, for example--as is quite usual with a comparatively small caliber of less than 50 mm--also be chosen such that the same distal end of the sensor vane 112 has only a very small minimum distance from the wall 3* of the tube 3.
  • the sensor vane 112 - as is quite usual in measuring systems of the type in question and as can also be seen from FIG Rohrs 3.
  • the measuring system is specifically designed as a vortex flowmeter with a lumen of the tube 3--in this case upstream of the sensor 1, specifically in front of the sensor seen in the (main) flow direction--arranged to effect Dam body 4 serving as a Karman vortex street in the flowing fluid is formed.
  • the sensor and bluff body are in particular dimensioned and arranged in such a way that the sensor flag 112 protrudes into the lumen 3* of the tube or the fluid conducted therein in an area which is regularly occupied by a (steady-state) Karman vortex street during operation of the measuring system so that the pressure fluctuations detected by the sensor 1 are periodic pressure fluctuations caused by vortices shed at the bluff body 4 at a shedding rate ( ⁇ 1/fvtx) and the sensor signal s1 is one with the shedding rate that vortex has the corresponding signal frequency ( ⁇ fvtx).
  • the vortex flowmeter is also designed as a compact measuring system in which the measuring electronics 2 are housed in a protective housing 20 held on the pipe, for example by means of a neck-shaped connecting piece 30 .
  • the sensor 1 also has a compensating body 114 which extends from the second surface 111# of the deformation body 111 and is, for example, in the form of a rod, plate or sleeve.
  • the compensating body 114 can, for example, consist of the same material as the deformation body and/or the sensor flag, for example a metal.
  • the compensating body 114 can be made of stainless steel or a nickel-based alloy.
  • the deformation body 111 and the compensation body 114 are integrally connected to one another, for example welded or soldered to one another.
  • deformation body 111 and compensating body 114 can also be components of one and the same monolithic molded part, for example such that sensor flag 111, deformation body 112 and compensating body 114 are components of the same molded part.
  • Compensating bodies 114 can also be arranged in alignment with one another--as can be seen from a combined view of FIGS.
  • the compensating body 114 and the deformation body 111 can also be positioned and aligned with one another such that a main axis of inertia of the deformation body 111 coincides with a main axis of inertia of the compensating body 114 in an extension.
  • the compensating body and the spring assembly are designed and arranged in such a way that the compensating body extends through the spring assembly, for example also in such a way that a main axis of inertia, for example a longitudinal axis, of the compensating body and a main axis of inertia, for example a longitudinal axis , of the spring assembly run parallel to one another, especially coincidentally, and/or in such a way that the spring assembly and compensating body do not contact one another.

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Abstract

Der Sensor umfaßt einen zumindest abschnittsweise flachen Verformungskörper (111) mit einer ebenen Oberfläche (111+) und einer gegenüberliegenden ebenen Oberfläche (111#), eine sich ausgehend von der ersten Oberfläche (111+) des Verformungskörpers erstreckende Sensorfahne (112), einen sich ausgehend vom Verformungskörper erstreckende Anschlußhülse (113), ein innerhalb der Anschlußhülse (113) angeordnetes, die Oberfläche (111+) des Verformungskörpers mit einer Kontaktfläche kontaktierendes Wandlerelement (12) zum Generieren eines zeitlich ändernde Bewegungen der Sensorfahne und/oder zeitlich ändernde Verformungen des Verformungskörpers repräsentierenden elektrischen Sensorsignals, sowie innerhalb der Anschlußhülse (113) positionierte und damit mechanisch verbundene Befestigungsmittel zum Fixieren des Wandlerelements (12) in der Anschlußhülse (113). Die Befestigungsmittel (13) des erfindungsgemäßen Sensors umfassen ein mittels wenigstens zweier aufeinander geschichteter Tellerfedern gebildetes Federpaket (131), wobei die Tellerfedern unter Ausübung einer das Wandlerement gegen den Verformungskörper gedrückt haltende Anpreßkraft elastisch verformt sind.

Description

Sensor zum Erfassen von Druckschwankungen in einem strömenden Fluid sowie damit gebildetes Meßsystem
Die Erfindung betrifft einen gebildeten Sensor zum Erfassen von Druckschwankungen in einem strömenden Fluid bzw. ein damit gebildetes Meßsystem.
In der Prozeßmeß- und Automatisierungstechnik werden für die Messung von Strömungsgeschwindigkeiten von in Rohrleitungen strömenden Fluiden, insb. schnellströmenden und/oder heißen Gasen und/oder Fluidströmen von hoher Reynoldszahl (Re), bzw. von mit einer jeweiligen Strömungsgeschwindigkeit (u) korrespondierenden Volumen- oder Massenströmen oftmals als Vortex-Durchflußmeßgeräte ausgebildete Meßsysteme verwendet. Beispiele für solche, Meßsysteme sind u.a. aus der der US-A 2006/0230841 , der US-A 2008/0072686, der US-A 2011/0154913, der US-A 2011/0247430, der US-A 2016/0123783, der US-A 2017/0284841 , der US-A 2019/0094054, der US-A 60 03 384, der US-A 61 01 885, der US-B 63 52 000, der US-B 69 10 387 oder der US-B 69 38 496 bekannt und werden u.a. auch von der Anmelderin selbst angeboten, beispielsweise unter der Warenbezeichnung “PROWIRL D 200“, “PROWIRL F 200“, “PROWIRL O 200“, “PROWIRL R 200“ (http://www.de.endress.eom/#products/prowirl).
Die gezeigten Meßsysteme weisen jeweils einen in das Lumen der jeweiligen, beispielsweise nämlich als Anlagenkomponente eines Wärmeversorgungsnetzes oder eines Turbinenkreislaufes ausgebildeten, Rohrleitung bzw. in ein Lumen eines in den Verlauf nämlicher Rohrleitung eingesetzten Meßrohrs hineinragenden, mithin vom Fluid angeströmten Staukörper zum Erzeugen von zu einer sogenannten Kärmänschen Wirbelstrasse aufgereihten Wirbeln innerhalb des unmittelbar stromabwärts des Staukörpers strömenden Teilvolumens des Fluidstroms auf. Die Wirbel werden dabei bekanntlich mit einer von der Strömungsgeschwindigkeit abhängigen Ablöserate (1/fvtx) am Staukörper generiert. Ferner weisen die Meßsysteme einen in den Staukörper integrierten bzw. mit diesem verbundenen oder stromabwärts desselben, nämlich im Bereich der Karman'schen Wirbelstrasse in die Strömung, mithin in Lumen der hineinragenden Sensor auf, der dazu dient Druckschwankungen in der im strömenden Fluid ausgebildeten Kärmänschen Wirbelstrasse zu erfassen und in ein die Druckschwankungen repräsentierendes Sensorsignal zu wandeln, nämlich ein - beispielsweise elektrisches oder optisches - Signal zu liefern, das mit einem innerhalb des Fluids herrschenden, infolge gegenläufiger Wirbel stromab des Staukörpers periodischen Schwankungen unterworfenen Druck korrespondiert bzw. das eine mit der Ablöserate der Wirbel korrespondierende Signalfrequenz (~ fvtx) aufweist.
Der Sensor weist dafür einen Verformungskörper sowie eine sich ausgehend von einer im wesentlichen planaren Oberfläche des Verformungskörpers erstreckenden - zumeist stabförmigen, plattenförmigen oder keilförmigen - Sensorfahne auf, und ist dafür eingerichtet, Druckschwankungen in der Kärmän'schen Wirbelstrasse zu erfassen, nämlich in mit den Druckschwankungen korrespondierende Bewegungen des Verformungskörpers zu wandeln. Der Verformungskörper weist ein - zumeist kreisringförmiges - äußeres Randsegment auf, das dafür eingerichtet ist, mit einer dem Haltern des Verformungskörpers an einer Wandung eines Rohrs dienenden Fassung hermetisch dicht, beispielsweise nämlich stoffschlüssige, verbunden zu werden, derart, daß der Verformungskörper eine in der Wandung des Rohrs vorgesehene Öffnung überdeckt bzw. hermetisch verschließt und daß die die Sensorfahne tragende Oberfläche des Verformungskörpers dem Fluid führenden Lumen des Meßrohrs bzw. der Rohrleitung zugewandt ist, mithin die Sensorfahne in nämliches Lumen hineinragt. Der Verformungskörper ist typischerweise als eine dünne Membran ausgebildet und dabei so geformt, daß zumindest eine Membran-Dicke, gemessen als eine minimale Dicke eines durch das vorbezeichnete äußere Randsegment begrenzten inneren Membransegment, sehr viel kleiner als ein Membran-Durchmesser, gemessen als ein größter Durchmesser einer durch das äußere Randsegment begrenzten Fläche ist. Um eine möglichst hohe Meßemepfindlichkeit, nämliche eine möglichst hohe Empfindlichkeit des Sensors auf die zu erfassenden Druckschwankungen und zugleich eine möglichst hohe, nämlich oberhalb der höchsten zu messenden Ablöserate liegende mechanische Eigenfrequenz für den durch die Druckschwankungen erzwungenen Biegeschwingungsmode des Verformungskörpers mit der Sensorfahne zu erzielen, weisen derartige Verformungskörper etablierter Meßsysteme typischerweise ein Durchmesser-zu-Dicke-Verhältnis auf, das etwa in der Größenordnung von 20:1 liegt. Wie u.a. in den eingangs erwähnten US-A 2016/0123783, der US-A 2017/0284841 , der US-A 2019/0094054, bzw. US-B 63 52 000 gezeigt, können Sensoren der in Rede stehenden Art gelegentlich zudem einen sich ausgehend von einer der die Sensorfahne tragende Oberfläche abgewandten Oberfläche des Verformungskörpers erstreckenden, zumeist stab-, platten- oder hülsenförmig ausgebildeten Ausgleichskörper aufweisen, der im besonderen dazu dient, aus Bewegungen der Sensorbaugruppe resultierenden Kräften bzw. Momenten, beispielsweise infolge von Vibrationen der Rohrleitung, zu kompensieren bzw. daraus resultierende unerwünschte Bewegungen der Sensorfahne zu vermeiden.
Zwecks des Generierens des Sensorsignals umfaßt jeder der Sensoren ferner jeweils ein (mechanisch-zu-elektrisches) Wandlerelement, das typischerweise dafür eingerichtet ist, Bewegungen des Verformungskörpers zu erfassen und in ein elektrisches Sensorsignal zu wandeln. Bei den aus der US-A 2017/0284841 , der US-A 2019/0094054 bzw. US-B 63 52 000 bekannten Sensoren ist nämliches Wandlerelement mittels einer Piezokeramik gebildet, beispielsweise in Form einer Piezo-Scheibe.
Der Sensor ist auf einer dem Fluid führenden Lumen abgewandten Seite ferner mit einer - typischerweise druck- und schlagfest gekapselten, ggf. auch nach außen hin hermetisch abgedichteten - Umformer-Elektronik verbunden. Umformer-Elektroniken von industrietauglichen Meßsysteme weisen üblicherweise eine entsprechende, mit dem Wandlerelement via Anschlußleitungen, ggf. unter Zwischenschaltung elektrischer Barrieren und/oder galvanischer Trennstellen, elektrisch verbundene digitale Meßschaltung zum Verarbeiten des wenigstens einen vom Wandlerelement erzeugten Sensorsignals und zum Erzeugen von digitalen Meßwerten für die jeweils zu erfassende Meßgröße, nämlich die Strömungsgeschwindigkeit, den Volumenstrom und/oder den Massenstrom, auf. Die üblicherweise in einem Schutz-Gehäuse aus Metall und/oder schlagfestem Kunststoff untergebrachte Umformer-Elektronik industrietauglicher bzw. in der industriellen Meßtechnik etablierter Meßsysteme stellen zudem zumeist auch einem Industriestandard, beispielsweise der DIN IEC 60381-1 , konforme externe Schnittstellen für die Kommunikation mit übergeordneten, beispielsweise mittels Speicherprogrammierten Steuerungen (SPS) gebildete, Meß- und/oder Reglersysteme bereit. Ein solche externe Schnittstelle kann beispielsweise als in eine Stromschleife eingliederbarer Zweileiter-Anschluß ausgebildete und/oder mit etablierten industriellen Feldbussen kompatible ausgebildet sein.
Nicht zuletzt aufgrund des Meßprinzip bedingt relativ hohen Durchmesser-zu-Dicke-Verhältnisse des Verformungskörpers weisen konventionelle Sensoren der in Rede stehenden Art - selbst bei Verwendung einer hochfesten Nickelbasislegierung, wie z.B. Inconel 718 (Special Metals Corp.), als Material - zumeist eine Druckfestigkeit, nämlich einen maximal zulässiger Betriebsdruck, oberhalb dem eine nicht reversible plastische Verformung des Sensors oder gar ein Bersten des Verformungskörpers zu besorgen ist, auf, die für in bestimmten Anwendungen gelegentlich tatsächlich auftretende extrem hohe Drücke bzw. Druckstöße zu niedrig sein kann, bzw. weisen solche Sensoren eine für solche Anwendungen zu ungünstige Abhängigkeit nämlicher Druckfestigkeit von der Betriebstemperatur (Druck-Temperatur-Kurve) auf, derart, daß beispielsweise für in eigentlich prädestinierten Heißdampfanwendungen mit Dampftemperaturen von über 200 C gelegentlich, beispielsweise infolge sogenannter kondensationsinduzierte Wasserschlägen (CIWH - condensation induced water hammers), auftretende Betriebsdrücken oberhalb von 100 bar ein zerstörungsfreies Widerstehen nicht mehr garantiert werden kann.
Zur Verbesserung der Druckfestigkeit des Sensors ist in der US-A 2016/0123783 beispielsweise eine wandlerelementseitig angeordnete, mithin im Betrieb vom zu messenden Fluid nicht kontaktierte Abstützvorrichtung für den Verformungskörper gezeigt, gegen die der Verformungskörper bei einem über einem vorbestimmten Grenzwert liegenden statischen Druck von beispielsweise mehr als 40 bar teilweise angelegt ist, derart, daß darin etablierte mechanische Spannungen auch bei höheren Drücken von bis zu 250 bar auf unterhalb einer spezifizierten maximal zulässigen Spannung gehalten werden können. Ein Nachteil dieser Lösung ist allerdings darin zu sehen, daß dabei die Empfindlichkeit des Sensors bei Überschreiten des vorbezeichneten Grenzwerts zunächst schlagartig verringert wird, mithin daß der Sensor eine vom Druck abhängige und zudem nicht-lineare Empfindlichkeit auf die Strömungsgeschwindigkeit bzw. den Volumenstrom aufweist. Ausgehend davon besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, Sensoren mit auf dem Verformungskörper positioniertem Wandlerlement dahingehend zu verbessern, daß sie auch bei einem vergleichsweise einfachen mechanischen Aufbau ein hohe Druckfestigkeit bzw. eine auch den Einsatz in Heißdampfanwendungen mit Dampftemperaturen von über 200 °C und Druckspitzen von über 100 bar ermöglichende Abhängigkeit der Druckfestigkeit von der Betriebstemperatur aufweisen. Zudem soll der Sensor in einfacher Weise aus einzelnen Komponenten zusammensetzbar sein, beispielsweise auch um ein defekt gewordenes Wandlerelement gegen ein intaktes neues Wandlerelement leicht auswechseln zu können.
Zur Lösung der Aufgabe besteht die Erfindung in einem Sensor, insb. Sensor zum Erfassen von Druckschwankungen in einer in einem strömenden Fluid ausgebildeten Kärmänscher Wirbelstrasse, welcher Sensor umfaßt:
• einen zumindest abschnittsweise flachen, beispielsweise membranartigen bzw. scheibenförmigen, Verformungskörper, beispielsweise aus einem Metall, mit einer ebenen ersten Oberfläche und einer gegenüberliegenden ebenen zweiten Oberfläche;
• eine sich ausgehend von der ersten Oberfläche des Verformungskörpers erstreckende, beispielsweise stabförmigen oder plattenförmige oder keilförmige, Sensorfahne;
• einen sich ausgehend vom Verformungskörper erstreckende, beispielsweise damit elektrisch leitfähig verbundene, Anschlußhülse, beispielsweise aus einem Metall;
• ein innerhalb der Anschlußhülse angeordnetes, die zweite Oberfläche des Verformungskörpers mit einer ersten Kontaktfläche, beispielsweise elektrisch leitend, kontaktierendes, beispielsweise scheibenförmiges und/oder piezokeramisches, Wandlerelement zum Generieren eines zeitlich ändernde, beispielsweise zumindest zeitweise periodische, Bewegungen der Sensorfahne und/oder zeitlich ändernde, beispielsweise zumindest zeitweise periodische, Verformungen des Verformungskörpers repräsentierenden elektrischen Sensorsignals;
• sowie innerhalb der Anschlußhülse positionierte und damit, beispielsweise wiederlösbar, mechanisch verbundene Befestigungsmittel zum, beispielsweise wiederlösbaren, Fixieren des Wandlerelements in der Anschlußhülse.
Beim erfindungsgemäßen Sensor umfassen die Befestigungsmittel ein mittels wenigstens zweier aufeinander geschichteter Tellerfedern gebildetes, beispielsweise zylinderförmiges, Federpaket und sind die Tellerfedern zudem unter Ausübung einer das Wandlerement gegen den Verformungskörper gedrückt haltende Anpreßkraft elastisch verformt, beispielsweise derart, daß eine auf das Wandlerelement wirkende minimale Flächenpressung mehr als 1 MPa beträgt und/oder eine auf das Wandlerelement wirkende maximale Flächenpressung weniger als 20 MPa beträgt und/oder derart, daß zwischen Wandlerement und Verformungskörper eine kraftschlüssige Verbindung gebildet ist. Darüberhinaus besteht die Erfindung auch in einem mittels eines dem Erfassen von Druckschwankungen im strömenden Fluid, beispielsweise nämlich zum Erfassen von Druckschwankungen in einer im strömenden Fluid ausgebildeten Kärmänschen Wirbelstrasse, dienlichen erfindungsgemäßen Sensors gebildeten Meßsystem zum Messen wenigstens eines, beispielsweise zeitlich veränderlichen, Strömungsparameters, beispielsweise einer Strömungsgeschwindigkeit und/oder einer Volumendurchflußrate, eines in einer Rohrleitung strömenden Fluids, welches Meßsystem ferner eine an das Wandlerelement des Sensors elektrisch angeschlossene Meß-Elektronik, die dafür eingerichtet ist, das Sensorsignal vom Sensor zu empfangen und zu verarbeiten, beispielsweise nämlich den wenigstens einen Strömungsparameter repräsentierende Meßwerte zu generieren. Das erfindungsgemäße Meßsystem kann insbesondere auch zum Messen eines Strömungsparameters - beispielsweise nämlich einer Strömungsgeschwindigkeit und/oder einer Volumendurchflußrate und/oder einer Massendurchflußrate - eines in einer Rohrleitung strömenden, beispielsweise zumindest zeitweise eine Temperatur von mehr als 200°C und/oder zumindest zeitweise mit einem Druck von mehr als 100 bar auf den Verformungskörper und/oder die Sensorfahne des Sensors wirkenden, Fluids, beispielsweise einem Dampf, verwendet werden.
Nach einer ersten Ausgestaltung des Sensors der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Befestigungsmittel einen eine ein Außengewinde aufweisende (Innen-)Schraubhülse und die Anschlußhülse in einem vom Verformungskörper entfernten distalen Ende ein Innengwinde umfassen, und daß die (Innen-)Schraubhülse unter Bildung eines Widerlagers für das Federpaket in das Innengwinde eingeschraubt ist.
Nach einer zweiten Ausgestaltung des Sensors der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Befestigungsmittel einen (Innen-)Sicherungsring und die Anschlußhülse in einem vom Verformungskörper entfernten Bereich eine (Innen-)Nut umfassen, und daß der (Innen-)Sicherungsring unter Bildung eines Widerlagers für das Federpaket in die (Innen-)Nut eingesetzt ist.
Nach einer dritten Ausgestaltung des Sensors der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß Verformungskörper und Sensorfahne stoffschlüssig miteinander verbunden, beispielsweise nämlich miteinander verschweißt bzw. verlötet, sind.
Nach einer vierten Ausgestaltung des Sensors der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß das Wandlerelement und der Verformungskörper nicht stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Nach einer fünften Ausgestaltung des Sensors der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß das Wandlerelement und das Federpaket nicht stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
Nach einer sechsten Ausgestaltung des Sensors der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Befestigungsmittel eine, beispielsweise ringförmige, Isolierscheibe, beispielsweise aus einer Keramik und/oder einem Kunststoff, umfassen und daß die Isolierscheibe unter Bildung einer zwischen Wandlerelement und Federpaket positioniert ist.
Nach einer siebenten Ausgestaltung des Sensors der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Tellerfedern aus einem Metall, beispielsweise einem Edelstahl bzw. einer Nickelbasislegierung, bestehen.
Nach einer achten Ausgestaltung des Sensors der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Tellerfedern und der Verformungskörper aus einem gleichen Material bestehen.
Nach einer neunten Ausgestaltung des Sensors der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß der Verformungskörper zumindest anteilig, beispielsweise überwiegend oder vollständig, aus einem Metall, beispielsweise einem Edelstahl bzw. einer Nickelbasislegierung, besteht.
Nach einer zehnten Ausgestaltung des Sensors der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Sensorfahne zumindest anteilig, beispielsweise überwiegend oder vollständig, aus einem Metall, beispielsweise einem Edelstahl bzw. einer Nickelbasislegierung, besteht.
Nach einer elften Ausgestaltung des Sensors der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Anschlußhülse zumindest anteilig, beispielsweise überwiegend oder vollständig, aus einem Metall, beispielsweise einem Edelstahl bzw. einer Nickelbasislegierung, besteht.
Nach einer zwölften Ausgestaltung des Sensors der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß Verformungskörper und Sensorfahne, beispielsweise Anschlußhülse, Verformungskörper und Sensorfahne, aus einem gleichen Material bestehen.
Nach einer dreizehnten Ausgestaltung des Sensors der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß Verformungskörper und Sensorfahne, beispielsweise Anschlußhülse, Verformungskörper und Sensorfahne, Bestandteile ein und desselben monolithischen Formteils sind.
Nach einer vierzehnten Ausgestaltung des Sensors der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß eine auf das Wandlerelement wirkende minimale Flächenpressung mehr als 1 MPa, beispielsweise mehr 3 MPa, beträgt. Nach einer fünfzehnten Ausgestaltung des Sensors der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß eine auf das Wandlerelement wirkende maximale Flächenpressung weniger als 20 MPa, beispielsweise weniger als 15 MPa, beträgt.
Nach einer sechzehnten Ausgestaltung des Sensors der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß das Wandlerelement die Verformungskörper und/oder die Anschlußhülse elektrisch leitend kontaktiert.
Nach einer ersten Weiterbildung der Erfindung umfaßt der Sensor weiters eine Metallfolie, beispielsweise eine Silberfolie.
Nach einer zweiten Weiterbildung der Erfindung umfaßt der Sensor weiters einen sich ausgehend von der zweiten Oberfläche des Verformungskörpers erstreckenden, beispielsweise stabförmigen oder plattenförmigen oder hülsenförmigen, Ausgleichskörper zum Kompensieren von aus gemeinsamen Bewegungen von Verformungskörper und Sensorfahne resultierenden Kräften und/oder Momenten.
Nach einer ersten Ausgestaltung der ersten Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß sich der Ausgleichskörper durch das Federpaket hindurch erstreckt, beispielsweise derart, daß eine Trägheitshauptachse (beispielsweise nämlich eine Längsachse) des Ausgleichskörpers und eine Trägheitshauptachse (beispielsweise nämlich eine Längsachse) des Federpakets zueinander parallel verlaufen, beispielsweise nämlich koinzident sind, und/oder derart, daß Federpaket und Ausgleichskörper einander nicht kontaktieren.
Nach einer zweiten Ausgestaltung der ersten Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß Verformungskörper und Ausgleichskörper stoffschlüssig miteinander verbunden, beispielsweise nämlich miteinander verschweißt bzw. verlötet, sind.
Nach einer dritten Ausgestaltung der ersten Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß Sensorfahne und Ausgleichskörper zueinander fluchtend angeordnet sind.
Nach einer vierten Ausgestaltung der ersten Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß der Ausgleichskörper und der Verformungskörper so positioniert und zueinander ausgerichtet sind, daß eine Trägheitshauptachse des Verformungskörpers in Verlängerung parallel zu einer Trägheitshauptachse des Ausgleichskörpers verläuft, beispielsweise nämlich damit koinzidiert.
Nach einer fünften Ausgestaltung der ersten Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß Verformungskörper und Ausgleichskörper Bestandteile ein und desselben monolithischen Formteils sind, beispielsweise derart, daß Sensorfahne, Verformungskörper und Ausgleichskörper und/oder daß Anschlußhülse, Verformungskörper und Ausgleichskörper Bestandteile nämlichen Formteils sind.
Nach einer sechsten Ausgestaltung der ersten Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß der Ausgleichskörper zumindest anteilige, beispielsweise überwiegend oder vollständig, aus einem Metall, beispielsweise einem Edelstahl bzw. einer Nickelbasislegierung, besteht. Nach einer siebenten Ausgestaltung der ersten Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß Verformungskörper und Ausgleichskörper aus einem gleichen Material bestehen, beispielsweise derart, daß Sensorfahne, Verformungskörper und Ausgleichskörper und/oder daß Anschlußhülse, Verformungskörper und Ausgleichskörper aus dem gleichen Material bestehen.
Nach einer dritten Weiterbildung der Erfindung umfaßt das Meßsystem weiters ein in den Verlauf nämlicher Rohrleitung einsetzbares Rohr mit einem Lumen, das dafür eingerichtet ist, das in der Rohrleitung strömende Fluid zu führen.
Nach einer ersten Ausgestaltung der ersten Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß der Sensor in nämliches Rohr eingesetzt ist, derart, daß die erste Oberfläche des Verformungskörpers dem Lumen des Rohrs zugewandt ist und daß die Sensorfahne in nämliches Lumen hineinragt.
Nach einer zweiten Ausgestaltung der ersten Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß in der Wandung des Rohrs eine, insb. eine dem Haltern des Verformungskörpers an der Wandung dienende Fassung aufweisende, Öffnung ausgebildet ist, und daß der Sensor in nämliche Öffnung eingesetzt ist, derart, daß der Verformungskörper die Öffnung überdeckt, insb. nämlich hermetisch verschließt, und daß die erste Oberfläche des Verformungskörpers dem Lumen des Rohrs zugewandt ist, mithin die Sensorfahne in nämliches Lumen hineinragt.
Nach einer dritten Ausgestaltung der ersten Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Sensorfahne eine Länge, gemessen als minimaler Abstand zwischen einem proximalen, nämlich an den Verformungskörper grenzenden Ende der Sensorfahne bis zu einem distalen, nämlich vom Verformungskörper bzw. dessen Oberfläche entfernten Ende der Sensorfahne aufweist, welche Länge weniger als 95% eines Kalibers des Rohrs und/oder mehr als einer Hälfte nämlichen Kalibers entspricht.
Nach einer vierten Ausgestaltung der dritten Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß das Meßsystem ferner einen im Lumen des Rohrs, beispielsweise stromaufwärts, nämlich in (Haupt-)Strömungsrichtung vor dem Sensor, angeordneten Stauköper aufweist, der dafür eingerichtet ist, im strömendem Fluid eine Kärmänsche Wirbelstrasse zu bewirken, wobei der Sensor eingerichtet ist, periodische Druckschwankungen in der Kärmänsche Wirbelstrasse zu erfassen und in ein Sensorsignal zu wandeln, beispielsweise derart, daß das Sensorsignal eine mit einer Ablöserate von die Kärmänsche Wirbelstrasse bildenden Wirbeln am Staukörper korrespondierende Signalfrequenz aufweist.
Ein Grundgedanke der Erfindung besteht darin, die angestrebte hohe nominelle Druckfestigkeit für Sensoren, nicht zuletzt auch bei hohen Betriebstemperaturen von über 200°ö, bzw. die angestrebte Verbesserung der Abhängigkeit der Druckfestigkeit der Sensorbaugruppe von der Betriebstemperatur (Druck-Temperatur-Kurve der Sensorbaugruppe) dadurch herbeizuführen, indem ein das auf dem Verformungskörper angeordnete Wandlerelement mittels eines aus Tellerfedern gebildeten Federpakets gegen den Verformungskörper gedrückt gehalten ist. Ein Vorteil der Erfindung besteht u.a. darin, daß damit nicht nur auf sehr einfache Weise eine erhebliche Verbesserung der nominellen Druckfestigkeit bzw. der Druck-Temperatur-Kurve von Sensoren der in Rede stehenden Art erzielt werden kann, sondern daß dies erreicht wird, ohne dadurch die Meßempfindlichkeit, nämlich die Empfindlichkeit des Sensors auf die eigentlich zu erfassenden Druckschwankungen nennenswert zu verringern. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist zudem auch darin zu sehen, daß beim erfindungsgemäßen Sensor defekte Komponenten, beispielsweise das Wandlerelement oder die Befestigungsmittel, sehr einfach, beispielsweise nämlich auch vor Ort ersetzt werden können.
Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen davon werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Gleiche bzw. gleichwirkende oder gleichartig fungierende Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen; wenn es die Übersichtlichkeit erfordert oder es anderweitig sinnvoll erscheint, wird auf bereits erwähnte Bezugszeichen in nachfolgenden Figuren verzichtet. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen oder Weiterbildungen, insb. auch Kombinationen zunächst nur einzeln erläuterter Teilaspekte der Erfindung, ergeben sich ferner aus den Figuren der Zeichnung und/oder aus den Ansprüchen. Im einzelnen zeigen:
Fig. 1 , 2 schematisch in verschieden Ansichten ein Ausführungsbeispiel für ein - hier als Wirbel-Durchflußmeßgerät ausgebildetes - Meßsystem mit einem Sensor und einer Meß-Elektronik zum Messen wenigstens eines Strömungsparameters eines in einer Rohrleitung strömenden Fluids;
Fig. 3 schematisch in einer geschnittenen Seitenansicht Ausführungsbeispiel für einen, insb. für die Verwendung in einem Meßsystem gemäß der Fig. 1 bzw. 2 geeigneten, Sensor; und
Fig. 4a, 4b schematisch in zwei verschiedenen Seitenansichten ein Ausführungsbeispiel für einen Sensor gemäß Fig. 3 geeignetes Wandlerelement.
In Fig. 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel für ein Meßsystem zum Messen wenigstens eines, ggf. auch zeitlich veränderlichen Strömungsparameters, wie z.B. einer Strömungsgeschwindigkeit v und/oder einem Volumenstrom V‘, eines in einer Rohrleitung strömenden Fluids, beispielsweise eines heißen, insb. zumindest zeitweise eine Temperatur von mehr als 200°C aufweisenden, und/oder zumindest zeitweise unter einem hohen Druck, insb. von mehr als 100 bar, stehenden Gases, gezeigt. Die Rohrleitung kann beispielsweise als Anlagenkomponente eines Wärmeversorgungsnetzes oder eines Turbinenkreislaufes ausgebildet, mithin kann das Fluid beispielsweise Dampf, insb. auch gesättigter Dampf oder überhitzter Dampf, oder beispielsweise auch ein aus einer Dampfleitung abgeführtes Kondensat sein. Fluid kann aber beispielsweise auch ein (komprimiertes) Erd- oder ein Biogas sein, mithin kann die Rohrleitung beispielsweise auch Komponente einer Erd- oder einer Biogasanlage oder einer Gasversorgungsnetzes sein.
Das Meßsystem weist einen - in Fig. 3 nochmals vergrößert dargestellten - Sensor 1 auf, der dafür vorgesehen bzw. ausgestaltet ist, Druckschwankungen im in einer (Haupt-)Strömungsrichtung am Sensor vorbei strömenden Fluid zu erfassen und in ein mit nämlichen Druckschwankungen korrespondierendes, beispielsweise elektrisches oder optisches, Sensorsignal s1 zu wandeln. Wie aus der Zusammenschau der Fig. 1 und 2 ersichtlich, umfaßt das Meßsystem desweiteren, eine - beispielsweise in einem druck- und/oder schlagfesten Schutzgehäuse 20 untergebrachte - Meß-Elektronik 2, die an den Sensor 1 angeschlossen ist bzw. im Betrieb des Meßsystems mit dem Sensor 1 kommuniziert. Die Meß-Elektronik 2 ist im besonderen dafür eingerichtet, das Sensorsignal s1 zu empfangen und zu verarbeiten, beispielsweise nämlich den wenigstens einen Strömungsparameters, beispielsweise also die Strömungsgeschwindigkeit v bzw. die Volumendurchflußrate V‘, repräsentierende Meßwerte XM ZU generieren. Die Meßwerte XM können beispielsweise vor Ort visualisiert und/oder - drahtgebunden via angeschlossenen Feldbus und/oder drahtlos per Funk - an ein elektronisches Datenverarbeitungssystem, etwa eine Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) und/oder einen Prozeßleitstand, übermittelt werden. Das Schutzgehäuse 20 für die Meß-Elektronik 2 kann beispielsweise aus einem Metall, etwa einem Edelstahl oder Aluminium, und/oder mittels eines Gießverfahrens, wie z.B. einem Feinguß- oder einem Druckgußverfahren (HPDC), hergestellt sein; es kann aber beispielsweise auch mittels eines in einem Spritzgießverfahren hergestellten Kunststoffformteils gebildet sein.
Der Sensor 1 umfaßt, wie auch in Fig. 3 dargestellt bzw. aus einer Zusammenschau der Fig. 2 und 3 ohne weiteres ersichtlich, einen, insb. membranartigen bzw. scheibenförmigen, Verformungskörper 111 sowie eine eine linksseitige erste Seitenfläche und eine rechtsseitige zweite Seitenfläche aufweisende Sensorfahne 112, die sich ausgehend von einer ersten Oberfläche 111 + des Verformungskörpers 111 bis zu einem distalen, nämlich vom Verformungskörper 111 bzw. dessen Oberfläche 111 + entfernten (freien) Ende erstreckt. Der Verformungskörper 111 weist ferner eine der ersten Oberfläche 111 + gegenüberliegende, beispielsweise zur ersten Oberfläche 111+ zumindest teilweise parallele, zweite Oberfläche 111# auf. Der Verformungskörper 111 und die Sensorfahne 112 können beispielsweise Bestandteile ein und desselben monolithischen Formteils sein, das beispielsweise gegossen oder durch ein generatives Verfahren, wie etwa 3D-Laserschmelzen, hergestellt ist; Verformungskörper und Sensorfahne können aber auch als zunächst voneinander getrennte bzw. erst nachträglich stoffschlüssig miteinander verbundene, beispielsweise nämlich miteinander verschweißte bzw. verlötete, Einzelteile ausgebildet, mithin aus entsprechend stoffschlüssig miteinander verbindbaren Materialien hergestellt sein. Der Verformungskörper 111 kann zumindest anteilig, beispielsweise nämlich überwiegend oder vollständig, aus einem Metall, wie z.B. Edelstahl bzw. einer Nickelbasislegierung, bestehen. Ebenso kann auch die Sensorfahne zumindest anteilig aus einem Metall, beispielsweisenämlich einem Edelstahl bzw. einer Nickelbasislegierung, bestehen; insbesondere können der Verformungskörper 111 und die Sensorfahne 112 auch aus dem gleichen Material hergestellt werden. Der Verformungskörper 111 und die Sensorfahne 112 sind zudem im besonderen dafür eingerichtet, zu - typischerweise erzwungenen - Schwingungen um eine gemeinsame statischen Ruhelage angeregt zu werden, derart, daß die Sensorfahne 112 den Verformungskörper 111 elastisch verformende Pendelbewegungen in einer - im wesentlichen quer zur vorbezeichneten Strömungsrichtung verlaufenden - Detektionsrichtung ausführt. Die Sensorfahne 112 weist dementsprechend eine Breite, gemessen als eine maximale Erstreckung in Richtung der Strömungsrichtung, auf die wesentlich größer ist, als eine Dicke der Sensorfahne 112, gemessen als eine maximale seitlich Erstreckung in Richtung der Detektionsrichtung. Die Sensorfahne 112 kann zudem, wie bei derartigen Sensoren durchaus üblich, beispielsweise keilförmig oder auch als eine relativ dünne, ebene Platte ausgebildet sein.
Außer der Sensorfahne 112 und dem Verformungskörper 111 weist der Sensor 1 ferner eine sich ausgehend von einem, beispielsweise kreisförmig, umlaufenden Randsegment der zweiten Oberfläche 111# des Verformungskörpers erstreckende Anschlußhülse 113 auf. Zum Erfassen von Schwingungen von Verformungskörper 111 und Sensorfahne weist der Sensor darüberhinaus wenigstens ein innerhalb der Anschlußhülse 113 angeordnetes, die Oberfläche 111+ des Verformungskörpers mit einer ersten Kontaktfläche kontaktierendes, insb. scheibenförmiges und/oder piezokeramisches, Wandlerelement 12 zum Generieren eines zeitlich ändernde, insb. zumindest zeitweise periodische, Bewegungen der Sensorfahne bzw. gleichermaßen zeitlich ändernde, insb. zumindest zeitweise periodische, Verformungen des Verformungskörpers 111 repräsentierenden elektrischen Sensorsignals, beispielsweise mit einer mit den vorbezeichneten Bewegungen korrespondierenden elektrischen (Wechsel-)Spannung, auf.
Wie bereits erwähnt, ist der Sensor 1 bzw. das damit gebildete Meßsystem im besonderen auch dafür vorgesehen, in solchen Meßstellen eingesetzt zu werden, bei denen im zu messende Fluid, beispielsweise aufgrund von kondensationsinduzierten Wasserschlägen (CIWH), kurzeitig extrem hohe hydrostatische, nämlich auf senkrecht gegen die Wandung 3* des Rohrs wirkende, mithin gleichermaßen gegen den Sensor wirkende Drücke von über 100 bar auftreten können, beispielsweise nämlich in Heißdampfanwendungen mit Fluidtemperaturen von über 200°C. Zum, insb. wiederlösbaren, Fixieren des Wandlerelements 12 in der Anschlußhülse 112 einerseits und zur Erzielung einer möglichst geringen Empfindlichkeit des Sensors auf Druckstöße und/oder Temperaturschwankungen bzw. zur Verringerung von aus solchen hohen Belastungen des Sensors resultierenden Meßfehlern bei der Messung des wenigstens einen Strömungsparameters mit dem mit nämlichem Sensor gebildeten Meßsystems anderseits umfaßt der erfindungsgemäße Sensor ferner innerhalb der Anschlußhülse 112 positionierte und damit, insb. wiederlösbar, mechanisch verbundene Befestigungsmittel 13. Beim erfindungsgemäßen Sensor umfassen die Befestigungsmittel 13 ein mittels zwei oder mehr aufeinander gestapelter Tellerfedern gebildetes, beispielsweise zylinderförmiges, Federpaket 131 (Federstapel), wobei die Tellerfedern (im eingebauten Zustand) unter Ausübung einer das Wandlerement gegen den Verformungskörper gedrückt haltende Anpreßkraft elastisch verformt sind, wodurch zwischen Wandlerement und Verformungskörper eine kraftschlüssige Verbindung gebildet ist; dies im besonderen in der Weise, daß eine auf das Wandlerelement 12 wirkende minimale Flächenpressung mehr als 1 MPa, insb. mehr 3 MPa, beträgt und/oder eine auf das Wandlerelement 12 wirkende maximale Flächenpressung weniger als 20 MPa, insb. weniger als 15 MPa, beträgt.
Nach einerweiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Tellerfedern und der Verformungskörper aus einem gleichen Material bestehen. Alternativ oder in Ergänzung können die Tellerfedern vorteilhaft aus einem Metall, beispielsweise nämlich einem Edelstahl bzw. einer Nickelbasislegierung, wie z.B. X7 CrNiAl 17-7 (WsNr 1.4568, EN 10027-2:1992-09), bestehen.
Um ein seitliches Verschieben des Wandlerelements 12 in Einbaulage relativ zum Verformungskörper 111 bzw. zur Anschlußhülse 113 zu unterbinden, können die Anschlußhülse 113 und das Wandlerelement 12 vorteilhaft zudem so ausgebildet sein, daß ein Innendurchmesser der Anschlußhülse 113 im Bereich der Einbauposition des Wandlerelements im wesentlichen einem damit korrespondierenden Außendurchmesser des Wandlerelements entspricht, beispielsweise nämlich lediglich um einen ein Positionieren Wandlerelements 12 auf dem Verformungskörper 111 gerade noch ermöglichenden Betrag größer ist. Um das Positionieren des Wandlerelements 12 zu erleichtern, kann die Anschlußhülse ferner so ausgebildet sein, daß sie in einem Bereich oberhalb des (in Einbaulage positionierten) Wandlerelements 12 einen (kleinsten) Innendurchmesser aufweist, der - beispielsweise um mehr als 1 mm - größer ist, als ein (größter) Außendurchmesser des Wandlerelement. Um die richtige Ausrichtung des Wandlerelements 12 in Einbaulage, nicht zuletzt auch hinsichtlich einer elektrischen Polarisierung der das Wandlerelements 12 bildenden Keramik bzw. einer korrekten Lage positiv (+) bzw. negativ (-) polarisierter Teilbereiche des Wandlerelements 12, einfach sicherzustellen können das Wandlerelement 12 und die Anschlußhülse 113 ferner so geformt sein, daß das Wandlerelement 12 und die Anschlußhülse 113 zueinander komplementäre, gleichwohl eine fehlerhafte Einbaulage des Wandlerelements verhindernde Außen- bzw. Innenkonturen aufweisen, beispielsweise derart, daß, wie in Fig. 4a und 4b jeweils dargestellt bzw. aus deren Zusammenschau ersichtlich, das Wandlerelement 12 eine Außenkontur mit einem oder mehreren geraden Abschnitten 12a aufweist und daß die Anschlußhülse eine Innenkontur mit mit den vorbezeichneten geraden Abschnitten des Wandlerelements 12 entsprechend korrespondierenden geraden Abschnitten aufweist.
Nach einerweiteren Ausgestaltung der Erfindung umfassen die Befestigungsmittel 13 einen (Innen-)Sicherungsring 132 und die Anschlußhülse 113 in einem vom Verformungskörper 111 entfernten Bereich eine entsprechende ringförmige bzw. umlaufende (Innen-)Nut 113a, wobei der (Innen-)Sicherungsring unter Bildung eines Widerlagers für das Federpaket in die (Innen-)Nut eingesetzt ist. Alternativ oder in Ergänzung dazu können die Befestigungsmittel 13 auch eine ein Außengewinde aufweisende (Innen-)Schraubhülse und die Anschlußhülse in einem vom Verformungskörper 111 entfernten distalen Ende ein Innengwinde umfassen, derart, daß die (Innen-)Schraubhülse unter Bildung eines Widerlagers für das Federpaket 131 in das Innengwinde eingeschraubt ist.
Durch die Verwendung solcher mittels eines Tellerfedern enthaltenden Federpakets 131 gebildeten
Befestigungsmittel wird es u.a. auch ermöglicht, das Wandlerelement 12 auf dem Verformungskörper zu fixieren, ohne daß das Wandlerelement 12 und der Verformungskörper 111 stoffschlüssig miteinander verbunden sind bzw. sein müssen, mithin kann beispielsweise auch auf die Verwendung von Klebstoffen zur Verbindung von Wandlerelement 12 und Verformungskörper 111 verzichtet werden. Gleichermaßen können auch das Federpaket 131 und das Wandlerelement 12 nicht stoffschlüssig, nämlich unter Vermeidung eines Federpaket und Wandlerelement aneinanderbindenden Stoffschlusses miteinander verbunden sein, mithin kann auch hier auf die Verwendung von Klebstoffen entsprechend verzichtet werden. Anderseits ermöglicht die erfindungsgemäße Verwendung des Federpakts 131 aber auch ohne weiteres, zwischen Wandlerelement 12 und Verformungskörper 111 eine dem Herbeiführen einer elektrisch gut leitfähigen Verbindung zwischen Wandlerelement 12 und Verformungskörper 111 und/oder zum Herbeiführen eines möglichst gleichmäßigen mechanischen Kontakts zwischen Wandlerelement 12 und Verformungskörper 111 dienliche Metallfolie, beispielsweise nämlich eine Silberfolie, zu positionieren. Darüberhinaus ist es auch ohne weiteres möglich, zwischen Wandlerelement 12 und Federpaket 131 weitere Elemente der Befestigungsmittel 13 zu platzieren, beispielsweise nämlich elektrisch und/oder thermisch isolierende Isolierscheiben und/oder eine Kontaktscheibe zum elektrischen Anschließen einer zum Wandlerelement führenden elektrischen Verbindungsleitung, beispielsweise derart, daß die Kontaktscheiben ein der vorbezeichneten ersten Kontaktfläche des Wandlerelements gegenüberliegenden zweite Kontaktfläche des Wandlerelements elektrisch leitend kontaktiert. Nach einerweiteren Ausgestaltung der Erfindung umfassen die Befestigungsmittel dementsprechend eine, beispielsweise ringförmige, Isolierscheibe, insb. aus einer Keramik und/oder einem Kunststoff, die zwischen Wandlerelement 12 und Federpaket 131 positioniert ist, und/oder umfassen die Befestigungsmittel eine Kontaktscheibe 133 mit einer daran elektrisch leitend angeschlossenen elektrischen Verbindungsleitung 14.
Nach einerweiteren Ausgestaltung der Erfindung umfaßt das Meßsystem ferner ein in der Verlauf der vorbezeichneten Rohrleitung einsetzbares Rohr 3 mit einem von einer - beispielsweise metallischen - Wandung 3* des Rohrs umhüllten Lumen 3‘, das sich von einem Einlaßende 3+ bis zu einem Auslaßende 3# erstreckt und das dafür eingerichtet ist, das in der Rohrleitung strömende Fluid zu führen. Der Sensor 1 ist zudem in nämliches Rohr eingesetzt, derart, daß die erste Oberfläche des Verformungskörpers 111 dem Lumen 3‘ des Rohrs zugewandt ist, mithin die Sensorfahne in nämliches Lumen hineinragt. Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist am Einlaßende 3+ wie auch am Auslaßende 3# ferner jeweils ein dem Herstellen einer Leckage freien Flanschverbindung mit jeweils einem korrespondierenden Flansch an einem ein- bzw. auslaßseitig Leitunsgsegment der Rohrleitung dienender Flansch vorgesehen. Desweiteren kann das Rohr 3, wie in Fig. 1 oder 2 dargestellt, im wesentlichen gerade, beispielsweise nämlich als Hohlzylinder mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildet sein, derart, daß das Rohr 3 eine das Einlaßende 3+ und das Auslaßende 3# imaginär verbindende gedachte gerade Längsachse L aufweist. Der Sensor 1 ist im in Fig. 1 bzw. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel von außen durch eine in der Wandung eingeformte Öffnung 3“ hindurch in das Lumen des Rohrs eingeführt und im Bereich nämlicher Öffnung - beispielsweise auch wieder lösbar - von außen an der Wandung 3* fixiert, und zwar so, daß die Oberfläche 111+ des Verformungskörpers 111 dem Lumen 3‘ des Rohrs 3 zugewandt ist, mithin die Sensorfahne 112 in nämliches Lumen hineinragt. Insbesondere ist der Sensor 1 so in die Öffnung 3“eingesetzt, daß der Verformungskörper 111 die Öffnung 3“ überdeckt bzw. hermetisch verschließt. Nämliche Öffnung kann beispielsweise so ausgebildet sein, daß sie- wie bei Meßsystemen der in Rede stehenden Art durchaus üblich - einen (Innen-)Durchmesser aufweist, der in einem Bereich zwischen 10 mm und ca. 50 mm liegt. Nach einerweiteren Ausgestaltung der Erfindung ist in der der Öffnung 3“ eine dem Haltern des Verformungskörpers 111 bzw. des damit gebildeten Sensors 1 an der Wandung 3* dienende Fassung 3a ausgebildet. Der Sensor 1 kann hierbei beispielsweise durch stoffschlüssiges Verbinden, insb. nämlich durch Verschweißen oder Verlöten, von Verformungskörper 111 und Wandung 3* am Rohr 3 fixiert sein; er kann aber beispielsweise auch mit dem Rohr 3 lösbar verbundenen, beispielsweise nämlich ver- bzw. angeschraubt sein. In der Fassung 3a kann ferner wenigstens eine, beispielsweise auch umlaufende bzw. kreisringartige, Dichtfläche ausgebildet sein, die dafür eingerichtet ist, im Zusammenspiel mit dem Verformungskörper 111 und einem ggf. vorgesehenen, beispielsweise ringförmige oder ringscheibenförmige, Dichtelement die Öffnung 3“ entsprechend abzudichten. Nach einerweiteren Ausgestaltung der Erfindung sind der Sensor 1 und das Rohr 3 ferner so dimensioniert, daß eine Länge der Sensorfahne 112, gemessen als minimaler Abstand zwischen einem proximalen, nämlich an den Verformungskörper 111 grenzenden Ende der Sensorfahne 112 bis zum distalen Ende der Sensorfahne 112 mehr als einer Hälfte eines Kalibers DN des Rohrs 3 bzw. weniger als 95% nämlichen Kalibers DN entspricht. Die Länge der Sensorfahne 112 kann beispielsweise - wie bei vergleichsweise kleinem Kaliber von weniger als 50 mm durchaus üblich - auch so gewählt sein, daß nämliches distales Ende der Sensorfahne 112 nur noch einen sehr geringen minimalen Abstand zur Wandung 3* des Rohrs 3 aufweist. Bei Rohren mit vergleichsweise großem Kaliber von 50 mm oder mehr kann die Sensorfahne 112 - wie bei Meßsystemen der in Rede stehenden Art durchaus üblich bzw. wie auch aus der Fig. 2 ersichtlich - beispielsweise auch deutlich kürzer ausgebildet sein, als eine Hälfte eines Kalibers des Rohrs 3.
Im in Fig. 1 bzw. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Meßsystem speziell als ein Wirbel- Durchflußmeßgrät mit einem im Lumen des Rohrs 3 - hier nämlich stromaufwärts des Sensors 1 , nämlich in (Haupt-)Strömungsrichtung gesehen vor dem Sensor - angeordneten, dem Bewirken einer Kärmänsche Wirbelstrasse im strömenden Fluid dienenden Stauköper 4 ausgebildet. Sensor und Staukörper sind hierbei im besonderen so dimensioniert und angeordnet, daß die Sensorfahne 112 in einem solchen Bereich in das Lumen 3* des Rohrs bzw. das darin geführte Fluid hineinragt, der im Betrieb des Meßsystems regelmäßig von einer (stationär ausgebildeten) Kärmänschen Wirbelstrasse eingenommen wird, so daß die mittels des Sensors 1 erfaßten Druckschwankungen durch am Staukörper 4 mit einer Ablöserate (~ 1/fvtx) abgelöste Wirbel verursachte periodische Druckschwankungen sind und das Sensorsignal s1 eine mit der Ablöserate nämlicher Wirbel korrespondierende Signalfrequenz (~ fvtx) aufweist. Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Wirbel-Durchflußmeßgrät zudem als ein Meßsystem in Kompaktbauweise ausgebildet, bei dem die Meß-Elektronik 2 in einem - beispielsweise mittels eines halsförmigen Anschlußstutzen 30 - am Rohr gehalterten Schutzgehäuse 20 untergebracht ist.
Zum Kompensieren von aus allfälligen Bewegungen des Sensors - etwa infolge von Vibration der vorbezeichneten, an das Rohr angeschlossenen Rohrleitung - resultierenden Kräften und/oder Momenten bzw. zum Vermeiden von daraus resultierenden unerwünschten, nämlich das Sensorsignal s1 verfälschenden Bewegungen der Sensorfahne bzw. des Verformungskörpers 111 weist der Sensor 1 nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ferner einen sich ausgehend von der zweiten Oberfläche 111# des Verformungskörpers 111 erstreckenden, beispielsweise stab-, platten- oder hülsenförmigen, Ausgleichskörper 114 auf. Der Ausgleichskörper 114 kann beispielsweise aus dem gleichen Material bestehen, wie der Verformungskörper und/oder wie die Sensorfahne, beispielsweise einem Metall. Beispielsweise kann der Ausgleichskörper 114 nämlich aus einem Edelstahl bzw. einer Nickelbasislegierung hergestellt sein. Nach einerweiteren Ausgestaltung der Erfindung sind Verformungskörper 111 und Ausgleichskörper 114 stoffschlüssig miteinander verbunden, beispielsweise miteinander verschweißt bzw. verlötet, mithin ist vorgesehen, Ausgleichskörper 114 und Verformungskörper 111 aus entsprechend stoffschlüssig miteinander verbindbaren Materialien herzustellen. Alternativ können Verformungskörper 111 und Ausgleichskörper 114 aber auch Bestandteile ein und desselben monolithischen Formteils sein, beispielsweise auch derart, daß Sensorfahne 111 , Verformungskörper 112 und Ausgleichskörper 114 Bestandteile nämlichen Formteils sind. Sensorfahne 112 und
Ausgleichskörper 114 können desweiteren - wie auch aus einer Zusammenschau der Fig. 3c und 3d ersichtlich - zueinander fluchtend angeordnet sein, derart, daß eine Trägheitshauptachse der Sensorfahne 112 in Verlängerung mit einer Trägheitshauptachse des Ausgleichskörpers 114 ko i nzidiert. Alternativ oder in Ergänzung können der Ausgleichskörper 114 und der Verformungskörper 111 zudem so positioniert und zueinander ausgerichtet sein, daß eine Trägheitshauptachse des Verformungskörpers 111 in Verlängerung mit einer Trägheitshauptachse des Ausgleichskörpers 114 koinzidiert. Nach einerweiteren Ausgestaltung der Erfindung sind der der Ausgleichskörper und das Federpaket so ausgestaltet und angeordnet, daß sich der Ausgleichskörper durch das Federpaket hindurch erstreckt, beispielsweise auch derart, daß eine Trägheitshauptachse, beispielsweise nämlich eine Längsachse, des Ausgleichskörpers und eine Trägheitshauptachse, beispielsweise nämlich eine Längsachse, des Federpakets zueinander parallel verlaufen, insb. nämlich koinzident sind, und/oder derart, daß Federpaket und Ausgleichskörper einander nicht kontaktieren.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Sensor, insb. Sensor zum Erfassen von Druckschwankungen in einer in einem strömenden Fluid ausgebildeten Kärmänscher Wirbelstrasse, welcher Sensor umfaßt:
- einen zumindest abschnittsweise flachen, insb. membranartigen bzw. scheibenförmigen, Verformungskörper (111), insb. aus einem Metall, mit einer ebenen ersten Oberfläche (111 +) und einer gegenüberliegenden ebenen zweiten Oberfläche (111#);
- eine sich ausgehend von der ersten Oberfläche (111+) des Verformungskörpers erstreckende, insb. stabförmigen oder plattenförmige oder keilförmige, Sensorfahne (112);
- einen sich ausgehend vom Verformungskörper erstreckende, insb. damit elektrisch leitfähig verbundene, Anschlußhülse (113), insb. aus einem Metall;
- ein innerhalb der Anschlußhülse (113) angeordnetes, die zweite Oberfläche (111 +) des Verformungskörpers mit einer ersten Kontaktfläche, insb. elektrisch leitend, kontaktierendes, insb. scheibenförmiges und/oder piezokeramisches, Wandlerelement (12) zum Generieren eines zeitlich ändernde, insb. zumindest zeitweise periodische, Bewegungen der Sensorfahne und/oder zeitlich ändernde, insb. zumindest zeitweise periodische, Verformungen des Verformungskörpers repräsentierenden elektrischen Sensorsignals;
- sowie innerhalb der Anschlußhülse (113) positionierte und damit, insb. wiederlösbar, mechanisch verbundene Befestigungsmittel zum, insb. wiederlösbaren, Fixieren des Wandlerelements (12) in der Anschlußhülse (113);
- wobei die Befestigungsmittel (13) ein mittels wenigstens zweier aufeinander geschichteter Tellerfedern gebildetes, insb. zylinderförmiges, Federpaket (131) umfassen;
- und wobei die Tellerfedern unter Ausübung einer das Wandlerement gegen den Verformungskörper gedrückt haltende Anpreßkraft elastisch verformt sind, insb. derart, daß eine auf das Wandlerelement wirkende minimale Flächenpressung mehr als 1 MPa beträgt und/oder eine auf das Wandlerelement wirkende maximale Flächenpressung weniger als 20 MPa beträgt und/oder derart, daß zwischen Wandlerement und Verformungskörper eine kraftschlüssige Verbindung gebildet ist.
2. Sensor nach Anspruch 1 , - wobei die Befestigungsmittel einen eine ein Außengewinde aufweisende (Innen-)Schraubhülse und die Anschlußhülse in einem vom Verformungskörper (111) entfernten distalen Ende ein Innengwinde umfassen,
- und wobei die (Innen-)Schraubhülse unter Bildung eines Widerlagers für das Federpaket in das Innengwinde eingeschraubt ist.
3. Sensor nach Anspruch 1 ,
- wobei die Befestigungsmittel einen (Innen-)Sicherungsring und die Anschlußhülse in einem vom Verformungskörper (111) entfernten Bereich eine (Innen-)Nut umfassen,
- und wobei der (Innen-)Sicherungsring unter Bildung eines Widerlagers für das Federpaket in die (Innen-)Nut eingesetzt ist.
4. Sensor nach einem der vorherigen Ansprüche,
- wobei Verformungskörper und Sensorfahne stoffschlüssig miteinander verbunden, insb. nämlich miteinander verschweißt bzw. verlötet, sind; und/oder
- wobei das Wandlerelement (12) und der Verformungskörper nicht stoffschlüssig miteinander verbunden sind; und/oder
- wobei das Wandlerelement (12) und das Federpaket nicht stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
5. Sensor nach einem der vorherigen Ansprüche,
- wobei die Befestigungsmittel eine, insb. ringförmige, Isolierscheibe, insb. aus einer Keramik und/oder einem Kunststoff, umfassen;
- und wobei die Isolierscheibe einer zwischen Wandlerelement und Federpaket positioniert ist.
6. Sensor nach einem der vorherigen Ansprüche,
- wobei eine auf das Wandlerelement wirkende minimale Flächenpressung mehr als 1 MPa, insb. mehr 3 MPa, beträgt; und/oder
- wobei eine auf das Wandlerelement wirkende maximale Flächenpressung weniger als 20 MPa, insb. weniger als 15 MPa, beträgt.
7. Sensor nach einem der vorherigen Ansprüche, weiters umfassend: eine Metallfolie, insb. eine Silberfolie.
8. Sensor nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Wandlerelement den Verformungskörper und/oder die Anschlußhülse elektrisch leitend kontaktiert.
9. Sensor nach einem der vorherigen Ansprüche, - wobei die Tellerfedern aus einem Metall, insb. einem Edelstahl bzw. einer Nickelbasislegierung, bestehen; und/oder
- wobei die Tellerfedern und der Verformungskörper aus einem gleichen Material bestehen; und/oder
- wobei der Verformungskörper zumindest anteilig, insb. überwiegend oder vollständig, aus einem Metall, insb. einem Edelstahl bzw. einer Nickelbasislegierung, besteht; und/oder
- wobei die Sensorfahne zumindest anteilig, insb. überwiegend oder vollständig, aus einem Metall, insb. einem Edelstahl bzw. einer Nickelbasislegierung, besteht; und/oder
- wobei die Anschlußhülse (113) zumindest anteilig, insb. überwiegend oder vollständig, aus einem Metall, insb. einem Edelstahl bzw. einer Nickelbasislegierung, besteht; und/oder
- wobei Verformungskörper und Sensorfahne, insb. Anschlußhülse (113), Verformungskörper und Sensorfahne, aus einem gleichen Material bestehen; und/oder
- wobei Verformungskörper und Sensorfahne, insb. Anschlußhülse (113), Verformungskörper und Sensorfahne, Bestandteile ein und desselben monolithischen Formteils sind.
10. Sensor nach einem der vorherigen Ansprüche, weiters umfassend: einen sich ausgehend von der zweiten Oberfläche des Verformungskörpers erstreckenden, insb. stabförmigen oder plattenförmigen oder hülsenförmigen, Ausgleichskörper zum Kompensieren von aus gemeinsamen Bewegungen von Verformungskörper und Sensorfahne resultierenden Kräften und/oder Momenten.
11 . Sensor nach dem vorherigen Anspruch,
- wobei sich der Ausgleichskörper durch das Federpaket hindurch erstreckt, insb. derart, daß eine Trägheitshauptachse (insb. nämlich eine Längsachse) des Ausgleichskörpers und eine Trägheitshauptachse (insb. nämlich eine Längsachse) des Federpakets zueinander parallel verlaufen, insb. nämlich koinzident sind, und/oder derart, daß Federpaket und Ausgleichskörper einander nicht kontaktieren; und/oder
- wobei Verformungskörper und Ausgleichskörper stoffschlüssig miteinander verbunden, insb. nämlich miteinander verschweißt bzw. verlötet, sind; und/oder
- wobei Sensorfahne und Ausgleichskörper zueinander fluchtend angeordnet sind; und/oder
- wobei der Ausgleichskörper und der Verformungskörper so positioniert und zueinander ausgerichtet sind, daß eine Trägheitshauptachse des Verformungskörpers in Verlängerung parallel zu einer Trägheitshauptachse des Ausgleichskörpers verläuft, insb. nämlich damit koinzidiert; und/oder
- wobei Verformungskörper und Ausgleichskörper Bestandteile ein und desselben monolithischen Formteils sind, insb. derart, daß Sensorfahne, Verformungskörper und Ausgleichskörper und/oder daß Anschlußhülse, Verformungskörper und Ausgleichskörper Bestandteile nämlichen Formteils sind; und/oder
- wobei der Ausgleichskörper zumindest anteilige, insb. überwiegend oder vollständig, aus einem Metall, insb. einem Edelstahl bzw. einer Nickelbasislegierung, besteht; und/oder - wobei Verformungskörper und Ausgleichskörper aus einem gleichen Material bestehen, insb. derart, daß Sensorfahne, Verformungskörper und Ausgleichskörper und/oder daß Anschlußhülse, Verformungskörper und Ausgleichskörper aus dem gleichen Material bestehen.
12. Meßsystem zum Messen wenigstens eines, insb. zeitlich veränderlichen, Strömungsparameters, insb. einer Strömungsgeschwindigkeit und/oder einer Volumendurchflußrate, eines in einer Rohrleitung strömenden Fluids, welches Meßsystem umfaßt:
- zum Erfassen von Druckschwankungen im strömenden Fluid, insb. nämlich zum Erfassen von Druckschwankungen in einer im strömenden Fluid ausgebildeten Kärmänschen Wirbelstrasse, einen Sensor (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche;
- sowie eine an das Wandlerelement des Sensors elektrisch angeschlossene Meß-Elektronik (2), die dafür eingerichtet ist, das Sensorsignal vom Sensor zu empfangen und zu verarbeiten, insb. nämlich den wenigstens einen Strömungsparameter repräsentierende Meßwerte (XM) ZU generieren.
13. Meßsystem nach Anspruch 12, weiters umfassend: ein in den Verlauf nämlicher Rohrleitung einsetzbares Rohr (3) mit einem Lumen (3‘), das dafür eingerichtet ist, das in der Rohrleitung strömende Fluid zu führen, wobei der Sensor (1 ) in nämliches Rohr eingesetzt ist, derart, daß die erste Oberfläche des Verformungskörpers (111) dem Lumen (3‘) des Rohrs zugewandt ist und daß die Sensorfahne in nämliches Lumen hineinragt.
14. Meßsystem nach Anspruch 12, weiters umfassend: ein in den Verlauf nämlicher Rohrleitung einsetzbares Rohr (3) mit einem Lumen (3‘), das dafür eingerichtet ist, das in der Rohrleitung strömende Fluid zu führen,
- wobei in der Wandung des Rohrs (3) eine, insb. eine dem Haltern des Verformungskörpers (111) an der Wandung dienende Fassung (3a) aufweisende, Öffnung (3“) ausgebildet ist,
- und wobei der Sensor (1) in nämliche Öffnung (3“) eingesetzt ist, derart, daß der Verformungskörper (111) die Öffnung (20‘) überdeckt, insb. nämlich hermetisch verschließt, und daß die erste Oberfläche des Verformungskörpers (111) dem Lumen (3‘) des Rohrs zugewandt ist, mithin die Sensorfahne in nämliches Lumen hineinragt.
15. Meßsystem nach einem der Ansprüche 13 bis 14, weiters umfassend: einen im Lumen des Rohrs (3), insb. stromaufwärts, nämlich in (Haupt-)Strömungsrichtung vor dem Sensor, angeordneten Stauköper (4), der dafür eingerichtet ist, im strömendem Fluid eine Kärmänsche Wirbelstrasse zu bewirken.
16. Meßsystem nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei die Sensorfahne (112) eine Länge, gemessen als minimaler Abstand zwischen einem proximalen, nämlich an den Verformungskörper (111) grenzenden Ende der Sensorfahne (112) bis zu einem distalen, nämlich vom Verformungskörper (111) bzw. dessen Oberfläche (111 +) entfernten Ende der Sensorfahne (112) aufweist, welche Länge weniger als 95% eines Kalibers (DN) des Rohrs (3) und/oder mehr als einer Hälfte nämlichen Kalibers (DN) entspricht.
17. Verwenden eines Meßsystems nach einem der Ansprüchen 12 bis 16 zum Messen eines Strömungsparameters - insb. nämlich einer Strömungsgeschwindigkeit und/oder einer Volumendurchflußrate und/oder einer Massendurchflußrate - eines in einer Rohrleitung strömenden, insb. zumindest zeitweise eine Temperatur von mehr als 200°C und/oder zumindest zeitweise mit einem Druck von mehr als 100 bar auf den Verformungskörper und/oder die Sensorfahne des Sensors wirkenden, Fluids, insb. einem Dampf.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022105199A1 (de) 2022-03-04 2023-09-07 Endress+Hauser Flowtec Ag Sensor sowie damit gebildetes Meßsystem

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5313843A (en) * 1990-01-29 1994-05-24 Fuji Electric Co., Ltd. Karman vortex flow meter
US6003384A (en) 1996-11-08 1999-12-21 Endress +Hauser Flowtec Ag Vortex flow sensor with a capacitive sensing element
US6101885A (en) 1997-06-24 2000-08-15 Endress + Hauser Flowtec Ag Substitution kits for volumetric flow sensors and corresponding vortex flow sensors
US6352000B1 (en) 1998-08-12 2002-03-05 Flowtec Ag Vortex flow sensor
US6910387B2 (en) 2002-09-04 2005-06-28 Endress + Hausser Flowtec Ag Vortex flow sensor for measuring fluid flow through a flow tube
US6938496B2 (en) 2001-09-04 2005-09-06 Endress + Hauser Flowtec Ag Vortex flow pickup
US20060230841A1 (en) 2005-04-15 2006-10-19 Shrikrishna Vaidya A Sensor devices
US20080028849A1 (en) * 2004-07-15 2008-02-07 Naoki Matsubara Multi-Vortex Flowmeter
US20080072686A1 (en) 2006-07-21 2008-03-27 Endress + Hauser Flowtec Ag Measuring system for a medium flowing in a process line
US20110154913A1 (en) 2009-12-24 2011-06-30 Alexander Konyukhov Vortex flow meter with vortex oscillation sensor plate
US20110247430A1 (en) 2008-12-18 2011-10-13 Endress + Hauser Flowtec Ag Measuring arrangement with an optical sensor
US20160123783A1 (en) 2013-05-24 2016-05-05 Endress+Hauser Flowtec Ag Vortex flow measuring sensor and vortex flow measuring transducer for measuring flow velocity of a fluid
CN206056677U (zh) * 2016-08-26 2017-03-29 江苏伟屹电子有限公司 无胶封装高温涡街应力式传导传感器
US20170284841A1 (en) 2014-09-01 2017-10-05 Endress+ Hauser Flowtec Ag Sensor Assembly for a Sensor, Sensor, and Measuring System Formed Therewith
US20190094054A1 (en) 2016-03-10 2019-03-28 Endress + Hauser Flowtec Ag Sensor assembly for a sensor, sensor, and measurement system formed therewith

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2976586B2 (ja) 1991-06-10 1999-11-10 富士電機株式会社 カルマン渦流量計
JP3114401B2 (ja) * 1992-12-09 2000-12-04 富士電機株式会社 カルマン渦流量計
JP3211916B2 (ja) * 1993-11-01 2001-09-25 富士電機株式会社 カルマン渦流量計
JP3195521B2 (ja) * 1995-08-07 2001-08-06 株式会社オーバル 渦流量計
JP3765380B2 (ja) 2000-05-24 2006-04-12 横河電機株式会社 渦流量計
JP4103864B2 (ja) 2004-07-27 2008-06-18 ソニー株式会社 映像信号処理装置
JP4361120B2 (ja) 2008-04-10 2009-11-11 株式会社小松ライト製作所 撮像レンズ
CN102322902A (zh) * 2011-05-31 2012-01-18 际华三五零二职业装有限公司 涡街流量计用超声式探头
CN106404082A (zh) 2016-08-26 2017-02-15 江苏伟屹电子有限公司 无胶封装高温涡街应力式传导传感器

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5313843A (en) * 1990-01-29 1994-05-24 Fuji Electric Co., Ltd. Karman vortex flow meter
US6003384A (en) 1996-11-08 1999-12-21 Endress +Hauser Flowtec Ag Vortex flow sensor with a capacitive sensing element
US6101885A (en) 1997-06-24 2000-08-15 Endress + Hauser Flowtec Ag Substitution kits for volumetric flow sensors and corresponding vortex flow sensors
US6352000B1 (en) 1998-08-12 2002-03-05 Flowtec Ag Vortex flow sensor
US6938496B2 (en) 2001-09-04 2005-09-06 Endress + Hauser Flowtec Ag Vortex flow pickup
US6910387B2 (en) 2002-09-04 2005-06-28 Endress + Hausser Flowtec Ag Vortex flow sensor for measuring fluid flow through a flow tube
US20080028849A1 (en) * 2004-07-15 2008-02-07 Naoki Matsubara Multi-Vortex Flowmeter
US20060230841A1 (en) 2005-04-15 2006-10-19 Shrikrishna Vaidya A Sensor devices
US20080072686A1 (en) 2006-07-21 2008-03-27 Endress + Hauser Flowtec Ag Measuring system for a medium flowing in a process line
US20110247430A1 (en) 2008-12-18 2011-10-13 Endress + Hauser Flowtec Ag Measuring arrangement with an optical sensor
US20110154913A1 (en) 2009-12-24 2011-06-30 Alexander Konyukhov Vortex flow meter with vortex oscillation sensor plate
US20160123783A1 (en) 2013-05-24 2016-05-05 Endress+Hauser Flowtec Ag Vortex flow measuring sensor and vortex flow measuring transducer for measuring flow velocity of a fluid
US20170284841A1 (en) 2014-09-01 2017-10-05 Endress+ Hauser Flowtec Ag Sensor Assembly for a Sensor, Sensor, and Measuring System Formed Therewith
US20190094054A1 (en) 2016-03-10 2019-03-28 Endress + Hauser Flowtec Ag Sensor assembly for a sensor, sensor, and measurement system formed therewith
CN206056677U (zh) * 2016-08-26 2017-03-29 江苏伟屹电子有限公司 无胶封装高温涡街应力式传导传感器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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Publication number Publication date
DE102020134264A1 (de) 2022-06-23
US12498259B2 (en) 2025-12-16
EP4264194A1 (de) 2023-10-25
US20240295422A1 (en) 2024-09-05
CN116615635A (zh) 2023-08-18

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