DE2438091C3 - Durchflußmesser - Google Patents
DurchflußmesserInfo
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- G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
- G01F1/20—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow
- G01F1/22—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow by variable-area meters, e.g. rotameters
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Durchflussmessgeraet nach dem Schwebekoerperprinzip mit elektrischer Messwertabnahme durch Einbringen des Schwebek!rpers als Tauchanker in ein Magnetfeld. Das Geraet dient zur Messung des Durchsatzes von Fluessigkeiten und Gasen. Es weist eine analoge und/oder digitale elektrische Messwertabnahme auf. Es ist zwar als ein Messgeraet nach dem Schwebekoerperprinzip bekannt, bei dem ein induktiver Laengengeber die Hoehenaenderung des Schwebekoerpers direkt in ein elektriodes Signal umwandelt, doch weist dieses Geraet gewisse konstruktionsbedingte Maengel auf, die feine Einsatzmoeglichkeiten einengen. Und zwar ist zunaechst anzufuehren, dass das Messrohr relativ lang ist, wodurch das Geraet recht unhandlich wird. Das erfindungsgemaesse Durchflussmessgeraet hat folgende Vorteile: Bei ausreichender Anzeigegenauigkeit ist es klein und handlich, funktioniert auch bei kleinem Durchsatzmessbereich und kann dadurch auch dort verwendet bzw. eingebaut werden, wo die Platzverhaeltnisse beschraenkt sind (z. B. in einem Flugzeug) und/oder geringe Massenstroeme gemessen werden sollen; die komplizierte Umsetzung mechanischer Messgroessen in elektrische Werte bei Durchsatzgeraeten nach dem Schwebekoerperprinzip wird durch eine einfache Anordnung ersetzt; der Einsatzmessbereich elektro-mechanischer Durchflussmesser nach dem Schwebekoerperprinzip wird in Richtung kleinerer Durchsaetze erweitert; die Anzeige ist weitgehend (und zwar bis 20 Grad) neigungsunabhae...U.S.W
Description
Die Erfindung betrifft einen Dur"hflußmesser nach
dem Schwebekörperprinzip entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs.
Bei einem bekannten Durchflußmesser dieser Art besteht der Schwebekörper aus einem konischen
Schwimmkörper und der damit verbundene, nach unten ragende zylindrische Bauteil ist eine Hülse, durch die
eine Dämpfung gegen Erschütterungen erzielt werden *o
soll (DE-OS 17 98 333). Dabei wird als nachteilig angesehen, daß eine genau senkrechte Anordnung des
Durchflußmessers erforderlich ist, und daß ferner eine verhältnismäßig große Baulänge vorgesehen werden
muß, weil die ferromagnetische Hülse von unten her in ·|Γ>
die Spule hineingefahren wird. Wegen der verhältnismäßig großen Neigungsempfindlichkeit sind derartige
Durchflußmesser nicht ohne weiteres für Vorrichtungen zu Kraftstoffverbrauchsmessungen an Kraftfahrzeugen
geeignet, weil unterschiedliche Neigungswinkel wäh- w rend einer Fahrt verhältnismäßig oft auftreten und dadurch keine zufriedenstellende Genauigkeit der Meßergebnisse erzielt werden kann.
Es ist ferner bei Durchflußmessern bekannt (DE GM 17 89 768), den Schwimmkörper als Teller auszubilden «
und am unteren Ende des Schwebekörpers einen Induktionskern anzuordnen, der einen etwas größeren
Durchmesser als der davon nach unten ragende stabförmige Bauteil aufweist Der Außendurchmesser
des Induktionskerns ist wesentlich kleiner als der w>
Innendurchmesser des Hohlzylinders, damit wegen der erwähnten Neigungsempfindlichkeit nicht schon bei
jehr geringen Abweichungen von der senkrechten Orientierung die Meßgenauigkeit durch Reibung bei der
Bewegung des Schwebekörpers in Strömungsrichtung f>r>
beeinträchtigt wird. Dabei ergibt sich jedoch der Nachteil, daß keine ausreichende Dämpfung der
Schwebekörperbewegung auftritt.
Bei anderen Konstruktionen von Durchflußmessern ist es ferner bekannt, die Strömung stauende Körper am
Anfang des Meßrohrs vorzusehen. Bei einer Konstruktionsart wird dabei ein oberes und unteres Führungslager für stabförmige Ansätze des Schwebekörpers
vorgesehen, dessen Schwimmkörper sls Konus ausgebildet ist (DE-GM 19 35 230). Dabei wird als nachteilig
angesehen, daß durch die mechanische Lagerung verhältnismäßig große Reibungskräfte verursacht werden können. Bei der anderen Ausführungsform, deren
Konstruktion sich in grundsätzlichen Punkten von der Konstruktion von Durchflußmessern der eingangs
genannten Art unterscheidet, sind zur Strömungsrichtung sich konisch verengende Bohrungen vorgesehen
(FR-PS 22 01 457). Die Anwendung dieser Maßnahme bei einem Durchflußmesser der eingangs genannten Art
ermöglicht jedoch nicht die Vermeidung der erwähnten Nachteile und Schwierigkeiten.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen Druchflußmesser der eingangs genannten Art unter
möglichst weitgehender Vermeidung der genannten Nachteile und Schwierigkeiten derart zu verbessern,
daß der Schwebekörper bei einer möglichst kompakten Konstruktion sowohl neigungsunempfindlich anzeigt,
als auch ausreichend gedämpft ist Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs gelöst
Bei einem derartigen Durchflußmessei wird durch
das Zusammenwirken von Lochscheibe und Teller sowohl ein neigungsunempfindliches, als auch ein
klemmfreies Funktionieren bei ausreichender Dämpfung erreicht Praktische Versuche mit einem derartigen
Durchflußmesser haben gezeigt daß der Fehler bei einer Neigung von 15° unterhalb etwa 3% liegt. Dieser
als wesentlich angesehene Vorteil dürfte darauf zurückzuführen sein, daß durch die Bohrungen der
Lochscheibe eine Blendenströmung verursacht wird, so daß sich außerhalb der Bohrungen Wirbel ausbilden, die
sich periodisch ablösen und wegen ihrer Stabilität über weite Strecken getragen werden, in Verbindung mit
Wandteilen bilden diese Wirbei eine acromröhre, die
Flüssigkeitsstrahlen bis an die Unterseite des Tellers bringen. Diese Strömung löst bei einer Neigung des
Tellers schräg zur Geräteachse ein rücktreibendes Moment aus, so daß der Teller stets senkrecht zur Achse
gehalten wird. Bei hohen Durchflüssen wird der Schwebekörper weit angehoben. Dann erfolgt aber eine
entsprechend stärkere Anfachung der Wirbel, so daß praktisch dieselbe stabilisierende Wirkung erzielt wird.
Durch diese hydrodynamische Stabilisierung wird ferner ermöglicht, daß der Innendurchmesser des
Hohlzylinders nur um so wenig größer als der Außendurchmesser des Stabs sein kann, daß eine
ausreichende Dämpfung des Schwebekörpers erzielt wird, ohne daß ein Reibungsangriff des Stabs und
dadurch bedingte Meßfehler zu befürchten sind. Durch die Erhöhung der Meßgenauigkeit sind ferner größere
Konuswinkel möglich, so daß eine Erweiterung des Meßbereichs erfolgen kann. Größere Konuswinkel
erlauben andererseits bei dem vorgegebenen Meßbereich eine Verkleinerung des Geräts, weil der Konus
des Meßrohrs und die Eintauchtiefe des Stabs verkürzt
werden können.
Ein derartiger Durchflußmesser eignet sich deshalb besonders gut für einen Einbau in Kraftfahrzeuge, weil
damit auch bei geringen Massenströmen eine zufriedenstellende Meßgenauigkeit erzielbar ist, und weil ein
derartiger Durchflußmesser verhältnismäßig billig herstellbar ist und auch bei beschränkten Raumverhältnis-
sen eingebaut werden kann.
Anhand der Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise
näher erläutert werden. Die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt durch einen Durchflußmesser gemäß
der Erfindung und in schematischer Darstellung die zugeordnete Meßschaltung.
Der Schwebekörper des Durchflußmessers besteht aus einem im Meßrohr 3 von der Strömung beaufschlagten
Schwimmkörper in Form eines Tellers 1, mi? dem der als Stab ausgebildete zylindrische Bauteil verbunden
ist Das untere ferromagnetische Ende ragt in den mit dem Mfißmedium gefüllten Hohlzylinder 4 hinein,
welcher von der von Wechselstrom durchflossenen Spule umgeben ist
Dem als Teller ausgebildeten Schwimmkörper ist eine am Anfang des konisch erweiterten Meßrohres 3
angeordnete, als Strömungsrichter dienende Lochscheibe 8 zugeordnet Der Innendurchmesser des Hohlzylinders
4 ist nur um so wenig größer als der Außendurchmesser des Stabs 2, daß durch die
Kombination dieser beiden Maßnahmen sowohl eine neigungsunempfindliche berührungsfreie Fühnng, ak
auch eine Dämpfung des Schwebekörpers bei schnell wechselnden Durchflüssen gegeben ist
Wie bei bekannten Strömungsmessern erfolgt die Bewegung des Schwebekörpers so weit in Richtung
größerer Durchmesser des Meßrohrs 3, bis die an ihm angreifenden Kräfte im Gleichgewicht sind. Der
Schwebekörperhub ist ein MaO für dem Durchsatz. Je nach der Hubhöhe taucht der ferromagnetische Stab 2
mehr oder weniger tief in die von Wechselstrom durchflossene Spule 5 ein und verändert deren Induktivität.
Die Wand des aus nicht ferromagnetische™ Material bestehenden Hohlzylinders 4 hat eine möglichst
geringe Wandstärke, und die Spule 5 umschließt den Hohlzylinder 4 möglichst eng, so dalt eine Änderung
der Hubhöhe des Stabs 2 eine möglichst große
ίο Änderung der Induktivität bewirkt Diene Induktivitätsänderung
wird in an sich bekannter Weise in ein elektrisches Signal umgewandelt in einem Verstärker 6
auf ein gewünschtes Niveau verstärkt und durch ein Meßinstrument 7 zur Anzeige gebracht Die Kennlinie
ΙΊ des Verstärkers 6 kann so gewählt: werden, daß
zwischen Durchfluß und Anzeige ein linearer Zusammenhang besteht
Wie bereits erwähnt wurde, dient die Lochscheibe 8 zur Ausbildung einer Parallelströmung in dem seitlich
>n eingetretenen Massenstrom. Dabei handelt es sich um
vorherrschend achsparallele Einzelstra -ilen, die durch
die einzelnen Blendenöffnungen der Lochscheibe ausgelöst werden und durch die diese Strahlen
umgebende vVirbel über weite Strecken bis an die
:, Unterseite des Tellers 1 geführt werden, wo sie bei Schrägsttiiung des aus Teller und Stab bestehenden
Schwebekörpers rücktreibende Momente auslösen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:DurchfluBmesser nach dem Schwebekörperprinzip mit analoger und/oder digitaler elektrischer Meßwertabgabe, mit einem sich konisch erweiternden Meßrohr, an dem eine seitliche Zuführung für den Massenstrom vorgesehen ist, mit einem Schwebekörper, der aus einem im Meßrohr (3) von der Strömung beaufschlagten Schwimmkörper und einem damit verbundenen nach unten ragenden zylindrischen Bauteil besteht, dessen unteres ferromagnetisches Ende in einem mit dem Meßmedium gefüllten Hohlzylinder so hineinragt, daß eine Dämpfung der Schwebekörperbewegung auftritt, und mit einer den Hohlzylinder umgebenden, von Wechselstrom durchflossenen Spule, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmkörper in an sich bekannter Weise als Teller (1) ausgebildet ist, daß am Anfang des konisch erweiterten Meßrohres (3) eine als Strömungsrichter dienende Lochscheibe (8) angeordnet ist und daß der innendurchmesser des Hohizyiinders (4) nur um so wenig größer ist als der Außendurchmesser des als Stab (2) ausgebildeten zylindrischen Bauteils, daß durch die Kombination dieser beiden Maßnahmen « sowohl eine neigungsunempfindliche berührungsfreie Führung als auch eine Dämpfung des Schwebekörpers bei schnell wechselnden Durchflüssen gegeben ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742438091 DE2438091C3 (de) | 1974-08-08 | 1974-08-08 | Durchflußmesser |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19742438091 DE2438091C3 (de) | 1974-08-08 | 1974-08-08 | Durchflußmesser |
Publications (3)
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DE2438091A1 DE2438091A1 (de) | 1976-08-12 |
DE2438091B2 DE2438091B2 (de) | 1978-11-30 |
DE2438091C3 true DE2438091C3 (de) | 1981-03-26 |
Family
ID=5922687
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19742438091 Expired DE2438091C3 (de) | 1974-08-08 | 1974-08-08 | Durchflußmesser |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2438091C3 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE968236C (de) * | 1953-04-22 | 1958-01-30 | Carl Hardebeck Dr Ing | Kraftstoffverbrauchsanzeiger fuer Kraftfahrzeuge |
DE1789768U (de) * | 1959-02-21 | 1959-06-04 | Krohne Fa Ludwig | Stroemungsmengenmesser oder aehnliches messgeraet. |
FR1431867A (fr) * | 1965-02-03 | 1966-03-18 | Perfectionnements apportés aux indicateurs de débit | |
DE1935230U (de) * | 1965-12-24 | 1966-03-24 | Ludwig Krohne | Stroemungsmengenmesser. |
DE1798333A1 (de) * | 1968-07-15 | 1971-10-28 | Hoffmann Kurt | Elektronisch gesteuertes Durchflussmessgeraet fuer kleinste Mengen |
FR2201457B1 (de) * | 1972-10-04 | 1975-09-12 | Synthelabo |
-
1974
- 1974-08-08 DE DE19742438091 patent/DE2438091C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE2438091B2 (de) | 1978-11-30 |
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Legal Events
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