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傳感器元件和用其產(chǎn)生的測(cè)量系統(tǒng)的制作方法

文檔序號(hào):41954430發(fā)布日期:2025-05-16 14:19閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種(電容性)傳感器元件,特別是用于(電容性)檢測(cè)在流動(dòng)流體中形成的卡門渦街中的壓力波動(dòng)的傳感器元件,和/或被設(shè)計(jì)成由流動(dòng)流體接觸的傳感器元件,所述傳感器元件包括:

2.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的傳感器元件,其中,所述變形主體被設(shè)計(jì)成與流體,特別是液體和/或氣體或其他流體,特別是正在流動(dòng)和/或至少暫時(shí)具有大于100°c的(流體)溫度的流體接觸。

3.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的傳感器元件,其中,所述變形主體被設(shè)計(jì)成由形成為卡門渦街的流動(dòng)流體,特別是流體和/或氣體包圍,特別是通過由所述流體施加在其上的(交替)力而彈性變形。

4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的傳感器元件,其中,所述變形主體被設(shè)計(jì)成將作用在其上的,特別是由(圍繞其)流動(dòng)和/或經(jīng)由第一和第二(變形主體)外表面引入的流體施加的(交替)力,轉(zhuǎn)換成使所述(變形主體)腔體或所述(環(huán)形)間隙變形的(懸臂)振動(dòng)。

5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的傳感器元件,其中,所述變形主體被設(shè)計(jì)成將由在(主)流動(dòng)方向上流動(dòng)的流體橫向于所述(主)流動(dòng)方向施加的,特別是由于在所述流動(dòng)流體中形成的卡門渦街內(nèi)的壓力波動(dòng)導(dǎo)致的(交替)力轉(zhuǎn)換成(懸臂)振動(dòng),所述(懸臂)振動(dòng)使所述(變形主體)腔體或所述(環(huán)形)間隙在振動(dòng)方向上,特別是橫向于所述(主)流動(dòng)方向和/或在所述傳感器元件的(主)測(cè)量方向的方向上變形。

6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的傳感器元件,其中,所述變形主體具有第一(變形主體)外表面,即背離所述變形主體腔體的(第一)表面,特別是凸形和/或部分(圓形)圓柱形和/或部分平坦的表面,和第二(變形主體)外表面,即背離所述變形主體腔體但仍然與所述第一(變形主體)外表面相對(duì)的(第二)表面,特別是凸形和/或部分(圓形)圓柱形和/或部分平坦的表面。

7.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的傳感器元件,其中,所述第一和第二(變形主體)外表面被設(shè)計(jì)成接觸流體,特別是流動(dòng)的流體,特別是液體和/或氣體,特別是使得由所述流體產(chǎn)生并引起使所述(變形主體)腔體或所述(環(huán)形)間隙變形的(懸臂)振動(dòng)的(交替)力經(jīng)由所述第一和第二(變形主體)外表面被引入到所述變形主體中。

8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的傳感器元件,其中,所述變形主體被設(shè)計(jì)成將在(所述傳感器元件的)(主)測(cè)量方向上施加在其上的(交替)力轉(zhuǎn)換成使所述(變形主體)腔體或所述間隙變形的(懸臂)振動(dòng)。

9.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的傳感器元件,

10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的傳感器元件,其中,具有由所述間隙確定的(傳感器)電容c1的(測(cè)量)電容器借助于所述變形主體、所述填充主體和所述參考主體形成,特別是使得所述(測(cè)量)電容器在(主)測(cè)量方向上具有大于1pf/mm的(測(cè)量)靈敏度δc1/δx,或者被設(shè)計(jì)為以大于1ff的電容c1的變化δc1響應(yīng)于所述變形主體在(主)測(cè)量方向上的1μm(偏轉(zhuǎn))運(yùn)動(dòng)δx。

11.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的傳感器元件,其中,所述(測(cè)量)電容器在(主)測(cè)量方向上具有特別是大于1pf/mm和/或最大(測(cè)量)靈敏度δc1/δx,使得所述(測(cè)量)電容器被設(shè)置為以電容c1的變化δc1,特別是大于1ff,來響應(yīng)于所述變形主體在(主)測(cè)量方向上的(偏轉(zhuǎn))運(yùn)動(dòng)δx,特別是大于1μm。

12.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的傳感器元件,其中,所述(測(cè)量)電容器具有交叉靈敏度δc1/δy,所述交叉靈敏度δc1/δy在偏離所述(主)測(cè)量方向的方向上與所述(測(cè)量)靈敏度δc1/δx不同,特別是與所述(測(cè)量)靈敏度δc1/δx相差不小于50%,特別是使得所述交叉靈敏度δc1/δy小于所述(測(cè)量)靈敏度δc1/δx,和/或使得所述(測(cè)量)電容器被設(shè)置為以所述電容c1的變化δc1’來響應(yīng)于所述變形主體在偏離所述(主)測(cè)量方向的至少一個(gè),特別是每個(gè)方向上的(偏轉(zhuǎn))運(yùn)動(dòng)δy,所述電容c1的變化δc1’小于所述(測(cè)量)電容器響應(yīng)于所述變形主體在所述(主)測(cè)量方向上的相等(偏轉(zhuǎn))運(yùn)動(dòng)δx的(電容c1的)變化δc1。

13.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的傳感器元件,

14.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的傳感器元件,

15.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的傳感器元件,

16.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的傳感器元件,其中,所述填充主體布置在所述主部件腔體內(nèi),使得所述主部件腔體的由所述第一主部件子區(qū)段包圍的部分區(qū)域(形成所述主部件腔體的所述第一端)不被所述填充主體填充或不被所述填充主體占據(jù)。

17.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的傳感器元件,其中,所述參考主體被嵌入所述填充主體中,使得所述參考主體的與所述第一參考主體子區(qū)段相鄰但仍然遠(yuǎn)離所述第二(參考主體)子區(qū)段的特別是桿狀的第三(參考主體)子區(qū)段不被所述填充主體包圍。

18.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的傳感器元件,其中,(所述參考主體的)所述第三(參考主體)子區(qū)段相對(duì)于相同的(參考主體)子區(qū)段的虛擬縱向軸線不是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的,特別是使得所述第三(參考主體)子區(qū)段具有圓形區(qū)段形狀的橫截面。

19.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的傳感器元件,其中,所述傳感器元件具有多個(gè)(自然)振動(dòng)模式,在所述多個(gè)(自然)振動(dòng)模式中,所述變形主體和/或所述參考主體各自以相應(yīng)的自然或諧振頻率圍繞相應(yīng)的靜態(tài)靜止位置執(zhí)行或能夠執(zhí)行(機(jī)械)振動(dòng)。

20.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的傳感器元件,

21.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的傳感器元件,

22.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的傳感器元件,

23.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的傳感器元件,

24.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的傳感器元件,

25.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的傳感器元件,

26.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的傳感器元件,

27.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的傳感器元件,其中,所述傳感器腔體填充有(惰性)氣體,特別是氮?dú)夂?或惰性氣體。

28.根據(jù)權(quán)利要求1至26中的一項(xiàng)所述的傳感器元件,其中,所述傳感器腔體被抽空。

29.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的傳感器元件,還包括:(第一)連接線,所述(第一)連接線電連接到所述參考主體,特別是導(dǎo)電連接到所述參考主體。

30.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的傳感器元件,還包括:(第二)連接線,所述(第二)連接線電連接到所述主部件,特別是導(dǎo)電連接到所述主部件。

31.一種用于測(cè)量流體測(cè)量介質(zhì)、特別是氣體和/或液體的至少一個(gè)測(cè)量變量、特別是流動(dòng)參數(shù)或材料參數(shù)的測(cè)量系統(tǒng),所述流體測(cè)量介質(zhì)特別是在管道中被引導(dǎo)和/或至少暫時(shí)具有大于100°c的(測(cè)量介質(zhì))溫度和/或以大于10巴的壓力差作用在(所述傳感器元件的)所述變形主體上,所述測(cè)量系統(tǒng)包括:根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的傳感器元件和與其電連接的(測(cè)量)電子器件。

32.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的測(cè)量系統(tǒng),

33.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的測(cè)量系統(tǒng)用于測(cè)量在管道中流動(dòng)的流體測(cè)量介質(zhì)、特別是蒸汽的流動(dòng)參數(shù)、特別是流速和/或體積流率和/或質(zhì)量流率的用途,所述流體測(cè)量介質(zhì)在大于100°c的(測(cè)量介質(zhì))溫度下和/或以大于10巴的壓力差作用在(所述傳感器元件的)所述變形主體上。


技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種傳感器元件,其包括具有主部件腔體(11*)的主部件(11);由導(dǎo)電材料制成的變形主體(12),其包括變形腔體(12*);由導(dǎo)電材料制成的參考主體(13);以及由非導(dǎo)電(絕緣)材料制成的填充主體(14),其包括填充主體腔體(14*)。參考主體(13)部分地結(jié)合到填充主體(14)中,使得至少一個(gè)參考主體子區(qū)段(13a)被填充主體包圍,并且填充主體(14)與參考主體(13)(結(jié)合在其中)一起布置在主部件腔體(11*)內(nèi),使得參考主體(13)和主部件(11)經(jīng)由填充主體(14)機(jī)械地耦合在一起,同時(shí)仍然彼此電流分離。附加地,變形主體(12)和主部件(11)機(jī)械地耦合在一起,從而形成涉及變形腔體(12*)的傳感器腔體(1*),使得主部件(11)和變形主體(12)連接在一起,從而建立導(dǎo)電連接,并且參考主體(13)部分地布置在變形主體腔體內(nèi),從而在變形主體(12)和參考主體(13)之間形成間隙(1’)。參考主體(13)和變形主體(12)被布置成使得變形主體內(nèi)表面和參考主體表面彼此不接觸。此外,變形主體(12)被設(shè)計(jì)成執(zhí)行圍繞靜態(tài)靜止位置的振動(dòng)運(yùn)動(dòng),從而相對(duì)于參考主體(13)運(yùn)動(dòng),使得變形主體(12)執(zhí)行改變其腔體或間隙(1’)的振動(dòng)運(yùn)動(dòng),從而改變可以在變形主體和參考主體之間測(cè)量的電容C1。

技術(shù)研發(fā)人員:安東·里格
受保護(hù)的技術(shù)使用者:恩德斯豪斯流量技術(shù)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日:
技術(shù)公布日:2025/5/15
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