DE1673372A1

DE1673372A1 - Messvorrichtung fuer Stroemungsgeschwindigkeit

Info

Publication number: DE1673372A1
Application number: DE19671673372
Authority: DE
Inventors: Auger Frank Pawley
Original assignee: Distillers Co Yeast Ltd
Current assignee: Distillers Co Yeast Ltd
Priority date: 1966-02-25
Filing date: 1967-02-24
Publication date: 1972-02-24
Also published as: FR1516315A; DE1673372B2; US3452595A; GB1126954A; NL6702959A

Description

PATENTANWÄLTE

DR. ING. A. VAN DER WERTH 1673372 DR. FRANZ LEDERER Sl HAMBURG-HARBURG β MÖNCHEN 8 WILtTORfEM ·Τ«. »i · TEL. I04III 7708 41 ' LUCILE'OftAHN-tTIt. 99 · Tf L. lOtll) 44 O·

München, 21. Februar 1967 P/E

Anmelden The Distillers Company, Ltd.,

12, Torphichen Street, Edinburgh 3» Schottland

Messvorrichtung für Strömungsgeschwindigkeit

Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen fUr die kontinuierliche Messung der Strömungsgeschwindigkeit eines Gasstromes und ein entsprechendes Verfahren zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit.

GeaäS der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, bestehend im wesentlichen aus einem sich in zwei Verzweigungen teilenden Rohr und einer Einrichtung ' zur Steuerung der Strömung eines Gases durch Aas Rohr, einem Arm einer ströaungseapfindliehen Einrichtung, wie ' im folgenden noch näher erläutert und einer etrömungsbeschränkenden Einrichtung in jeder Verzweigung, wobei in einer der Rohrverzweigungen zwischen dem Arm der strömungsempfindlichen Einrichtung und der strömungebeschränkenden ' Einrichtung eine Einlaßöffnung vorgesehen ist·

Bei der Benutzung der Vorrichtung strömt ein Bezugsgas duroh das Rohr mit konstanter Strömung und teilt aioh dann

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eo_f dass jeder Teilstrom Über einen Arm der strömungsempfindlichen Einrichtung und nachher durch die strömungsbeschränkende Einrichtung fliest, welche vorzugsweise regulierbar ist· Gleichzeitig wird dasjenige Gas, dessen Strömungsgeschwindigkeit zu messen ist und welches im folgenden als Probegas bezeichnet werden wird, in den einen Teilstrom Über die zwischen dem Arm der strömungsempfindliohen Einrichtung und der regulierbaren strömungebeschränkenden Einrichtung befindliche Einlaßöffnung eingeführt. Die Einführung des Probegases in einen der Teilströme des Bezugsgases beeinflußt die relativen Strömungsgeschwindigkeiten der beiden Bezugsgasströme über die Arme der strömungserapfindliehen Einrichtung nach Maesgabe der Strömungsgeschwindigkeit des Probegaaes·

Unter strömungsempfindlioher Einrichtung wird eine beliebige Einrichtung verstanden, welche auf Veränderungen in den relativen Gesohwindigkeiten der Strömungen des Gases durch die Verzweigungen des Rohres anspricht· Bei einer Ausführungeform der Erfindung sind die Arme der strömungsempfindliohen Einrichtung Fäden oder Thermistoren, die einen Teil einer Wheat st one¹ sehen Brücke bilden· Jede Änderung in der relativen Strömungsgeschwindigkeit der Ströme des Bezugsgaees ändert den Widerstand der ?äden oder Thermistoren und wird durch eine Änderung in der Unbalanzspannung der Wheatstone'sohen Brücke angezeigt· Somit liefert die Änderung in der Unlalanzspannung ein MaQ der Strömungsgeschwindigkeit des Probegases.

Wie sich zeigen läßt, beeinflußt jede geringfügige Änderung des Druckes an den Ausgängen aus den Verzweigungen

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des Hohree im Augenblick die Strömungsgeschwindigkeit der Gase duroh die Vorrichtung. Das bedeutet, dass jede geringfügige Änderung im atmosphärischen Druck als "Geräusch" beobachtet wird. Um die so bewirkte Geräusohmenge möglichst klein zu halten, wird ee vorgezogen, dass sich die beiden Verzweigungen dee Rohres wieder vereinigen, so daes die Gasströme durch einen gemeinsamen AuBgang austreten.

Pie Erfindung wird anhand der Figur 1, welche ein FlIeS-diagramm darstellt, näher erläutert.

Kin Rohr A, ausgerüstet ait einer Ströraungs-Steuerungseinrichtung B, teilt sich bei C in zwei Verzweigungen D und S, welche sich dann schließlich bei F zu Rohr CJ wieder vereinigen. Die Kammern H und I enthalten erhitzte Brahtfäden, welche 2 oder 4 Arme einer Vheatstone·sehen Brüoke (nicht gezeigt) bilden. Sine Einlaßöffnung J ist zwischen der Kammer I und einer regulierbaren strömungsbeschränkenden Einrichtung K angeordnet. Eine weitere strömungsbeschränkende Einrichtung L iat an der Verzweigung D zwischen der Kammer H und rtem Punkt F angeordnet.

Bei Benützung der Vorrichtung fließt ein Strom eines geeigneten Gases, z.B. Luft oder Stickstoff in Rohr A durch dit Steuerungseinrichtung B, bevor er sich beim Punkt C teilt, ein Teil flieQt durch Kammer H, der andere Teil rturoh Kaamer I· Pas (tee strömt somit über die heißen Drahtfäden, die sioh in jeder Kammer befinden und jede Unbalanzspannung, die auftritt, wird von der T/heatstonn'sehen Brücke zu einem Registriergerät weitergegeben. Die Kammern können geeigneterweise von

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der Art sein, wie sie in der« in der Britischen Patentschrift 1.024.869 oder der schwebenden Britischen Anmeldung 36607/66 beschriebenen Mikrozelle vorgesehen Bind.

Bas Probegas wird bei dea Einlass J eingeführt und strömt durch eine regulierbare strömungebe schränkende Einrichtung K₁ 2.B, ein Nadelventil.

Bas Probegas zusammen mit dem Besugsgas fließt über Punkt t, wo sich die Bohre wieder vereinigen und strömt schließlich aus* Die Drucksteigerung beim Einlaß J infolge der Verstärkung der Gesamtströmung durch die strömungsbeschränkende Einrichtung K wirkt eich in einer Abnahme der Geschwindigkeit der Strömung des Bessugsgases durch die Kammer X aus· Ba der Gesamtgrad der Strömung des Bezugegases in das/konstant 1st, ergibt sich eine entsprechende Steigerung in der Geschwindigkeit der Strömung des Bezugsgasea durch Kammer H. Bio Temperatur der Brähte und somit der elektrische Widerstand hängt von der Geschwindigkeit der Strömung von Gas durch die Kammern ab. Bie Veränderung in der Strömungsgeschwindigkeit erhöht oder erniedrigt die Temperatur des Fadens In H und erniedrigt oder erhöht gleichzeitig diejenige des Fadens in Z und schafft so einen Widerstandeunterschied zwischen den beiden Drohten. Bie Veränderung in den relativen Geschwindigkeiten der Strömung durch Kammer H bzw. I wird also als eine Veränderung in der Unbalanζspannung über die Wheatstone* sehe Brücke und letsten Endes an dem Registriergerät angezeigt. Bo kann eine kontinuierliche Registrierung der Strömungsgeschwindigkeit des Gases erhalten werden.

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Eb 1st ratsam, die strömungebeBohränkende Einrichtung in einen lihermostaten einzuschließen, so dass Widerstände-Veränderungen, die auf Expansion oder Kontraktion von Vent11teilen zurückzuführen sind, vermieden werden·

Sie Empfindlichkeit der Vorrichtung kann durch Änderung des Widerstandes der beiden Verz?/eigungen variiert werden· Mit verringertem Widerstand von K und/oder erhöhtem Widerstand von L steigert sich die Empfindlichkeit der Vorrichtung. Kit steigender Empfindlichkeit der Vorrichtung nimmt allerdings die maximale Strömungsgeschwindigkeit, welche gemessen werden kann, ab. Durch Veränderung des atmosphärischen Druckes bei P verursachtes Geräusch kann durch Vergrößerung des Geeamtwiderstandes des Systems, d.h. durch Vergrößerung von K und L, reduziert werden. Eine Verringerung des Abstandes zwischen der Steuerungseinrichtung B und dem Punkt C im Bohr A führt ebenfalls zu einer Reduzierung des Geräuschpegels.

Eine spezifische AusfUhrungsform der Erfindung wird in den Figuren 2 und 3 näher dargestellt und zwar 1st Figur 2 ein« Draufsicht, welche den oberen Teil der Vorrichtung zeigt und Figur 3 «ine Quereohnittansioht.

Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Rohr, welches eich beim !Punkt 0 in die beiden Verzweigungen D und S teilt. Die Verzweigungen D und S stehen über die öffnungen H* und H" bzw. I¹ und I" mit den Kammern H bzw. I in Verbindung. Diese Kammern sind solche einer Mikroaelle der Art, wie in der britischen Patentschrift 1.024.369 besohritbtn und jede enthält einen Arm einer Wheat stone 'aohen Brllok·.

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Die Mikrozelle und die Wheatstone'sche Brücke sind nicht gezeigt. Die Verzweigungen D und E sind mit Nadelventilen L bzw« K ausgestattet· Zwischen der Kammer I und dem Nadelventil E in der Verzweigung £ ist eine Einlaßöffnung J angeordnet. Die beiden Verzweigungen D und E vereinigen sich bei Punkt ? wieder und haben einen gemeinsamen Ausgang G.

Bei Benutzung der Vorrichtung tritt das Bezugegas, welches durch die Strömungs-Steuerungseinrlohtung (nicht gezeigt) darauf kontrolliert wird, dass seine Strömung konstant bleibt, in die Vorrichtung ein und teilt sich beim Punkt C in zwei Ströme, der eine läuft durch Verzweigung D, der andere durch Verzweigung £. Die beiden Teilströme fließen durch die Kammern H bzw. Z und die Unbalanzspannung der Wheatstone·sehen Brücke wird notiert. Bann wird das Probegas über J in die Verzweigung B eingeführt. Der Druckanstieg in der Verzweigung E als Polge des Zutrittes des Probegases vermindert die Geschwindigkeit der Strömung des Bezugsgases durch Verzweigung E und somit durch Kammer Z der llikrozelle. Yfeil die Gesamtmasse des in die Vorrichtung eintretenden Bezugsgases konstant 1st, führt die Verringerung der Geschwindigkeit der Strömung des Bezugsgase β durch Kammer Z zu einer Erhöhung der Geschwindigkeit der Strömung durch Kammer H. Dies verursacht eine Veränderung in der Unbalanzepannung der Wheatstone'sehen Brücke, welohe von der Strömungsgeschwindigkeit des Probegaseβ abhängt. Durch Beobachtung der Veränderung in der Unbalanaspannung erhält man also ein UsJ der Strömungsgeschwindigkeit des Probegaees.

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Claims

München, 21. /

Patentansprüche

1«) Zur kontinuierlichen Messung der Strömungsgeschwindigkeit eines Gasstromes geeignete Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass sie im wesentlichen aus einem sich in swei Verzweigungen teilenden Rohr und einer Einrichtung zur Steuerung der Gasströmung durch das Rohr, ferner aus einem Arm einer strömungsempfindlichen Einrichtung und einer etröraungebesohr&nkenden Einrichtung in jeder Verzweigung "besteht, wobei in einer der Verzweigungen sswiechen dem Arm der ströraungseapfindlichen Einrichtung und der ströoungsbeschränkenden Einrichtung eine Einlaßöffnung vorgesehen ist·
2.) Vorrichtung gemäß Anspruch 1« dadurch gakennaeiohnet, dass die Arme der st^ümuEgesiapfindiiahen Hinrichtung Drahtfäden sind, die einen Teil eiü#r Wheatetone'sehen Brücke bilden.
3«) Vorrichtung gemäß Anepruoh 1* dadurch gekennzeichnet, dass die Arme der strdmungsempfindlichen Einrichtung Thermistoren sind, die einen Teil einer V/heatstone'sohen Brücke bilden.
4») Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sioh die Verzweigungen des Rohres schließlich wieder vereinigen.
5.) Vorrichtung gemäß einem ösr vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die strömungsbeschränkenden 209809/003S

Einrichtungen regulierbar sind.
6.)Vorrichtung gemäß einen der vorhergehenden Ansprüche» dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerungseinrichtung zur Gewährleistung einer konstanten Strömung in dem Rohr in Nachbarschaft des Punktee, bei welchem eich das Rohr teilt, angeordnet ist.

7·)Verfahren zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit eines Gases, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Beeugsgas mit konstanter Strömung einströmen lässt, das Bezugsgas in zwei Ströme teilt, von welchen ein jeder über einen Arm einer strömungsempfindllchen Einrichtung fließt, dass man das Probegas in einen der Teilströme des Besugsgaees einführt, und ewar stromabwärts vom Arm der strömungsempfindlichen Einrichtung und die Strömungsgeschwindigkeit dieses Gases durch Beobachtung der sioh ergebenden Veränderung in der relativen Strömungsgeschwindigkeit des Beeugsgaees an der strömungsempfindllohen Einrichtung mißt.

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