DE1943021A1

DE1943021A1 - Einrichtung zur Messung des Durchflusses nach dem Wirkdruckverfahren

Info

Publication number: DE1943021A1
Application number: DE19691943021
Authority: DE
Inventors: Pavlik Dipl-Ing Dr Ernst
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1968-09-09
Filing date: 1969-08-23
Publication date: 1970-03-19
Also published as: DE1943021B2

Description

Einrichtung zur Messung des Durchflusses nach dem Wirkdruckverfahren Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Messung des Durch flusses nach dem Wirkdruckverfahren. Es ist bekannt, den an einer Blende in einer Rohrleitung auftretenden Wirkdruckv der der Differenz der vor und hinter der 31 ende herrschenden Drücke entspricht einer Einrichtung zuzuführen, die diesen Differenzdruck in ein elektrisches oder pneumatisches Signal umsetzt.
Derartige Einrichtungen werden normalerweise außerhalb des Rohres angebracht, in dem sich die Meßblende befindet. Die Verbindung zu der Einrichtung wird durch zwei Druckleitungen hergestellt, die vor und nach der Blende in der Rohrwand angebracht sind und in die Druckkammern der Meßeinrichtung münden.
Wird eine der beiden Verbindungleitungen leck, dann wird die Meßeinrichtung einseitig mit den vollen statischen Druck belastet. Um es bein Auftreten einer olchen Überbelastung nicht zur Zerstörung der Meßeinrichtung kommen zu lassen, ist diese üblicherweise mit aufwendigen Vorrichtungen versehen, die den Überdruck nicht zur vollen Wirkung auf die Meßeinrichtung konmen lassen.
Es besteht die Aufgabe, eine Einrichtung zur Messung des Durchflusses nach dem Wirkdruckverfahren zu echaffen, bei der die Gefahr des Leckwerdens der Zuleitung und des Auftretens einer schädlichen überlast in der Meßeinrichtung selbst vermieden wird und die möglichst einfach aufgebaut ist.
Eihe Lösung der Aufgabe stellt eine Einrichtung genuß der Erfindung dar, die dadurch gekennzeichnet ist, daß an der Meßblende Dehnungsfühler angebracht sind, weiche die von Wirkdruck anhängige elastische Verform,ung der Meßblende oder cn Teilen davon in ein elektrisches Signal unwandeln. Mit einer derartigen Anordnung, bei der die Meßfühler direkt an der Meßblende in Rohr angebracht sind, fallen die eingangs geschilderten Überlastprobleme fort.
Zur Erläuterung der Erfindung sind in den Figuren mehrere Ausführungsbeispiele dargestellt und in folgenden beschrieben.
Figur 1 In einen Rohr 1 fließt.das Meßmedium Q in Pfeilrichtung. In den Rohr ist eine 1?.eßblende 2 angebracht. Vor der Meßblende herrscht der Druck p 1, hinter der Meßblende der Druck p 2. Unter der Wirkung des Differenzdrucks p p = p 1 - p 2 unterliegt die Meßblende 2 einer elastischen Verformung. Das Ziel der Erfindung ist, diese elastische Verformung der Meßblende 2 als eine von Wirkdruck abhängige Größe in ein elektrisches Signal umzuwandeln. Zu diesen Zwecke ind iu dem Beispiel die I)ehnungsmeßstreifen 3 und 3 auf der Meß- blcnde 2 befestigt. Ihre Anschlüsse führen durch die Durchführungen 4 und 4' aus dem Rohr heraus und sind in hier nicht dargestellter, bekannter Weise mit einer Brückenschaltung verbunden, in der das elektrische Signal abgenommen werden kann.
Material und Dicke der Meßblende 2 sind so zu wählen, daP unter der Wirkung des Differenzdrucks eine meßbare Verformung auftritt. Eine Verstärkung des Meßeffekts tritt dann cin, wenn die Meßblende 2 als flache oder gewellte, kreisringförmige Membran ausgeführt ist.
Figur 2: In dem Rohr 1 ist eine Meßblende 2-angebtacht, die aus einer starren Lochscheibe 5 mit der eigentlichen Belndenöffnung und einer kreisringförmigen Membran 6 besteht, mit der diese starre Lochscheibe 5 mit er Wand des Rohrs 1 verbunden ist. Der an er Meßblende auftretende Druck bewirkt eine Auslenkung der starren Lochscheibe 5 in Strömungsrichtung.
Dicsc Auslenkung kann mittels eincs kraftschlüssig mit der starren Lochscheibe 5 verbundenen Dehnungsfühlers 7, der aus dem Biegebalken 8 und darauf befestigten Dehnungsmeßstreiffen 3 und 3' besteht, in ein elektrisches Signal umgewandelt werden. Un eine statisch bestimmte Abstützung der Meßblende zu erreichen und ein einseitiges Ausknicken zu vermeiden, ist es von Vorteil, mehrere derartige Dehnungsfühler in gleichen Abständen über den Rohrunfeng verteilt i.iit der Lochscheibe 5 ru verbinden. Anstelle der Dehnungsfühler 7 können auch Dehnungsmeßstraifen treten, die direkt auf die kreisringförmige Membran 6 aufgebracht werden.
Figur 3: Strömen in dem Rohr 1 aggressive Lledien, welche die Dehnungsfühler angreifen, so können diese innerhalb zweier parallel angeordneter Kreisringnembranen 6 und 6' eingeordnet werden. Diese beiden Kreisringmembranen 6 und 6' sind einerseits mit der Rohrwand, andererseits mit den Rand einer starten Lochscheibe 5 verbunden, wie bereits in Figur 2 dargestellt.
Die Dehnungsmeßstreifen, können innerhalb an den Membranen angebracht worden oder wie in Figur 3 dargestellt, an einen 3iegebalken 8, vielcher einerseits mit der Rohrwand 1 , andererseits kraftscllltissig mit dem Rand der Lochscheibe 5 verbunden ist. Der aus den Kreisringmembranen 6, 6', der Rohrwand und dem Rand der Lochscheibe 5 gebildete Raum, in welchem die Dehnungsfühler angeordnet sind, kann auch mit einer Schutzflüssigkeit 9 gefüllt werden.
Figur 4: In dem Rohr 1 ist eine Meßblende 2 angeordnet, die außer der eigentlichen Blendenöffnung 10 mindestens eine weitere Öffnung 11 aufweist, deren Achse parallel zu der Achse der Iteßöffnung 10 ist. Diese Öffnung 11 ist mit einer Membran oder mit einem Faltenbalg 12 verschlossen. Dieser Faltenbalg ist wiederum kraftschlüssig mit einem Dehnungsfühler 7, der aus dem Biegebalken 8 und Dehnungsmeßstreifen 3 und 3' besteht, verbunden.
Für aIle Ausführungsbeispiele gilt, daß die Biegebalken 8 der Dehnungsfühler 7 so ausgebildet sind, daß ein bestimmter mechanisch elektrischer Funktionszusammenhang zwischen dem Differenzdruck # p und dem elektrischen Signal herzustellen ist. Dies kann durch eine bestimmte Formgebung der Dehnungsfühier bewerkstelligt werden. Soll beispielsweise das elektrische Signal proportional dem Durchfluß sein, so int die Ausführung dergestalt zu treffen, daß die Funktion A = # # p nachgebildet werden kann. Die nicht geschützten Dehnungsfühler der Ausführungsformen in Figur 1, Figur 2, Figur 4 sind vorzugsweise auf der der Strömung abgewandten Seite der Ileßblende anzubringen Zur Nullpunktkontrolle der Meßeinrichtung ist es von Vorteil, die Meßblende mittels eines Bypass-Ventils druckfrei machen zu können.
9 Patentansprüche 1 Bl. Zeichnungen

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Einrichtung zur Messung dos Durchflusses nach dem Wirkdruckverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß an der Meßblendc Dehnungsfühler angebracht sind, alelchc die vom Mcßdruck abhängige elastische Verformung der Meßblende oder von Teilen davon in ein elektrisches Signal umwandeln.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Moßblendo (2) als Mcmbran ausgeführt ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gckennzeichnct, daß die Mcßblendc eine starrc Bochscheibe (5) ist, welche mittels einer krcisringförmigen Membran (6) mit der Rohrwand verbunden ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Moßblendc 2) eine starre Lochseheibe 5) ist, welche mittcls zweier parallel angeordneter kreisringförmiger Membranen (6 und 6') mit der Rohrwand (1) verbunden ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem Rand der Lochscheibe (5), den Membranon (6, 6') und der Rohrwand (1) gebildete Raum mit einer Schutzflüssigkeit (9) für die Dehnungsfühler gefüllt ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßblende i2) starr ist und mindestens eine mit einer mit Dehnungsfühlern versehenen Membran verschlossene, zur Blendenöffnung (10) achsparallele Öffnung (11) aufweist.
7. Einrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß als Dehnungsfühler in bekannter Weise in einer Brückenschaltung liegende Dehnungsmeßstreifen T, 3') direkt auf den der elastischen Verformung unterworfenen Teil in der Meßblendc (2) angebracht sind.
8. Einrichtung nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 3, 4 odor 5, dadurch gekennzeichnet, daß die starre Lochseheibe (5) der Meßblende (2) mit mindestens einem Dehnungsmeßstreifen (3, 3') tragenden Biegebalken (8) kraftschlüssig verbunden ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran mit einem Dehnungsmeßstreifen (3, 3') tragenden Biegebalken (8) kraftschlüssig verbunden ist.