PROCEDIMIENTO PARA LA DETECCION DE ERRORES DE UN SENSOR DE FLUJO.

Procedimiento para la detección de errores en un sensor de flujo (1),

que dispone de dos sensores de temperatura (3, 4) con elemento calefactor (2) situado entre ellos, caracterizado porque en condiciones de referencia se somete al sensor de flujo (1) a diferentes caudales másicos y con ello se detecta la temperatura de los dos sensores de temperatura (3, 4), en donde a partir de estas temperaturas se determina por cálculo el caudal másico m así como un cociente (Vrefm) de las dos temperaturas T1(m), T2(m) y se archivan en una memoria como valores de referencia, en donde en uso normal se establece también el cociente V(m) de las temperaturas T1(m), T2(m) medidas mediante los dos sensores de temperatura (3, 4) y, a partir de estas temperaturas medidas T1(m), T2(m), se establece también el caudal másico m y, en el caso de que el cociente medido actualmente V(m) difiera, con el mismo caudal másico m procedente de la medición de referencia correspondiente, más de una tolerancia prefijada, se emite una señal de error

Procedimiento para la detección de errores de un sensor de flujo.

La invención se refiere a un procedimiento para la detección de errores en un sensor de flujo, por ejemplo a causa de suciedad.

En el caso de una forma constructiva habitual de sensores de caudal másico, se encuentra entre dos sensores de temperatura un elemento calefactor eléctrico. Sin caudal másico de fluido el elemento calefactor calienta los dos sensores de temperatura, de tal modo que estos están más calientes que el fluido en reposo. La potencia calefactora eléctrica se transmite en el caso de un caudal másico de fluido al medio que fluye, de tal modo que en el caso del segundo sensor de temperatura situado en la dirección de flujo se ajusta una temperatura mayor. Se cumple:

con

A partir de estos datos puede calcularse el caudal másico.

A causa de reacciones químicas y suciedades pueden producirse modificaciones del elemento sensorial, que tienen como consecuencia una modificación de la señal sensorial. De este modo puede mejorarse o empeorarse la conducción térmica desde el calefactor a los dos sensores de temperatura.

Es necesario comprobar la plausibilidad de la señal sensorial a intervalos regulares, para reconocer una posible derivación del sensor. Debido a que con funcionamiento en marcha normalmente no pueden prefijarse caudales másicos definidos del medio o sólo puede hacerse con una gran complejidad, no es posible sin más comprobar la plausibilidad de la señal en el sensor.

Por el documento E 1207347 se conoce un sensor de flujo, en el que para comprobar la plausibilidad el elemento calefactor se conecta sin corriente y el sensor no se somete a ningún flujo. Los dos elementos de temperatura pueden comprobarse en este estado.

Por medio de esto no es posible determinar una derivación de los sensores de temperatura y/o del calefactor dentro de un amplio margen de trabajo. Una posibilidad para detectar una suciedad, que actúa sobre las tres piezas constructivas del chip, se describe en el documento DE 10129300 A1.

Por ello la invención se ha impuesto la misión de detectar errores de sensores de caudal másico con un calefactor y dos sensores de temperatura en funcionamiento sensorial normal.

Esta misión es resuelta, conforme a las particularidades de la reivindicación independiente, por medio de que en condiciones de referencia se somete al sensor a diferentes caudales másicos y con ello se detectan las temperaturas de los dos sensores de temperatura. De estas temperaturas se determina por cálculo el caudal másico así como el cociente de las dos temperaturas. Estos valores se archivan como valores de referencia. En uso normal de los sensores se calcula, a partir del valor de medición de las dos temperaturas, un caudal másico y el cociente de las dos temperaturas. A continuación se comparan estos valores con los valores de referencia. Si el cociente actual para un caudal másico calculado determinado difiere considerablemente de los cocientes de referencia procedentes de la memoria para el mismo caudal másico, existe un error; se emite una señal de error.

Se deducen configuraciones ventajosas conforme a las particularidades de las reivindicaciones subordinadas.

A continuación se explica con detalle la invención con base en las figuras. Aquí muestran

la figura 1 un sensor de flujo, en el que se aplica el procedimiento conforme a la invención,

la figura 2 la temperatura del fluido, las temperaturas de los dos sensores de temperatura así como sus cocientes a través del caudal másico calculado,

la figura 3 las temperaturas de los dos sensores de temperatura así como su diferencia a través del caudal másico calculado, en donde se han representado el caso de referencia y el de error, y

la figura 4 el cociente calculado de las dos temperaturas a través del caudal másico calculado, en donde se han representado el caso de referencia y el de error.

Un sensor de flujo 1 conforme a la figura 1 dispone de un calefactor eléctrico 2 entre dos sensores de temperatura 3, 4 que, en conjunto, están dispuestos sobre una membrana 5 consecutivamente en la dirección de flujo. El calefactor eléctrico 1 introduce una cantidad de calor dot{mathit{Q}} = U * I. Sin caudal másico el calefactor eléctrico 1 calienta, a través de conducción térmica, los dos sensores de temperatura 3, 4, con lo que estos se calientan hasta una temperatura superior a la temperatura ambiente (véase la figura 2). En el caso de una estructura simétrica, debe partirse de la base de que las dos temperaturas son igual de elevadas.

Si el sensor de corriente 1 es sobrecargado de izquierda a derecha por un caudal másico, el primer sensor de temperatura 3 que recibe primero corriente en la dirección de flujo entrega calor al caudal másico dot{mathit{m}}, con lo que decrece la temperatura T₁ del primer sensor de temperatura 3. El caudal másico dot{mathit{m}} absorbe del calefactor el calor dot{mathit{Q}} y se calienta con ello. A continuación fluye el caudal másico dot{mathit{m}} por el segundo sensor de temperatura 4, el cual detecta la temperatura T₂. A causa del registro de calor Q la temperatura T₂ detectada mediante el segundo sensor de temperatura 4 es mayor que la temperatura T₁ detectada mediante el primer sensor de temperatura 3.

Si se aumenta el caudal másico decrece continuamente la temperatura T₁ detectada mediante el primer sensor de temperatura 3 y se acerca, en el caso de grandes caudales másicos, a la temperatura del fluido que circula T_fluid. Partiendo de ningún caudal másico, la temperatura T₂ detectada mediante el segundo sensor de temperatura 4 aumenta primero a causa del motivo antes citado. Debido a que el caudal másico dot{mathit{m}}, sin embargo, enfría al mismo tiempo el segundo sensor de temperatura 4, decrece la temperatura T₂ a partir de un determinado caudal másico. Sin embargo, para todos los caudales másicos (superiores a cero) la temperatura T₂ detectada mediante el segundo sensor de temperatura 4 es superior a la temperatura T₁ detectada mediante el primer sensor de temperatura 3. Las dos temperaturas T₁, T₂ son siempre mayores que la temperatura T_fluid del fluido. A partir de las dos temperaturas T₁, T₂ se establecen conforme a la fórmula

el caudal másico dot{mathit{m}} y el cociente

En condiciones de referencia se aumenta el caudal másico dot{mathit{m}}, partiendo de ningún flujo, a este respecto se calculan el caudal másico dot{mathit{m}} y el cociente V_ref(dot{mathit{m}}) y se archivan en una memoria.

En funcionamiento de trabajo normal se establecen también el cociente V(dot{mathit{m}}) de las temperaturas T₁(dot{mathit{m}}), T₂(dot{mathit{m}}) medidas mediante los dos sensores de temperatura 3, 4 así como el caudal másico dot{mathit{m}}. En el caso de que el cociente V(dot{mathit{m}}) medido actualmente difiera del cociente archivado V_ref(dot{mathit{m}}), con el mismo caudal másico procedente de la medición de referencia correspondiente, más de una tolerancia prefijada, se emite una señal de error.

La tolerancia prefijada puede ser aquí absoluta o relativa con relación al menos...

1. Procedimiento para la detección de errores en un sensor de flujo (1), que dispone de dos sensores de temperatura (3, 4) con elemento calefactor (2) situado entre ellos, caracterizado porque en condiciones de referencia se somete al sensor de flujo (1) a diferentes caudales másicos y con ello se detecta la temperatura de los dos sensores de temperatura (3, 4), en donde a partir de estas temperaturas se determina por cálculo el caudal másico dot{mathit{m}} así como un cociente V_ref(dot{mathit{m}}) de las dos temperaturas T₁(dot{mathit{m}}), T₂(dot{mathit{m}}) y se archivan en una memoria como valores de referencia, en donde en uso normal se establece también el cociente V(dot{mathit{m}}) de las temperaturas T₁(dot{mathit{m}}), T₂(dot{mathit{m}}) medidas mediante los dos sensores de temperatura (3, 4) y, a partir de estas temperaturas medidas T₁(dot{mathit{m}}), T₂(dot{mathit{m}}), se establece también el caudal másico dot{mathit{m}} y, en el caso de que el cociente medido actualmente V(dot{mathit{m}}) difiera, con el mismo caudal másico dot{mathit{m}} procedente de la medición de referencia correspondiente, más de una tolerancia prefijada, se emite una señal de error.

2. Procedimiento para la detección de errores de un sensor de flujo según la reivindicación 1, caracterizado porque la tolerancia tiene un valor predeterminado o es relativa con relación al menos a un valor de medición.

3. Procedimiento para la detección de errores de un sensor de flujo según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque se archiva en la memoria, durante el establecimiento de los valores de referencia, también la temperatura T₁(dot{mathit{m}}) del primer sensor de temperatura (3) en la dirección de flujo y, en el caso de detectarse un error se determina el caudal másico dot{mathit{m}} a partir de la señal del primer sensor de temperatura (3) en la dirección de flujo y de los valores de referencia archivados en la memoria.