DE2943237C2

DE2943237C2 - Thermoelektrisches eichfreies Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit eines Mediums

Info

Publication number: DE2943237C2
Application number: DE19792943237
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dipl.-Ing. 1000 Berlin Lehmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-10-23
Filing date: 1979-10-23
Publication date: 1983-10-06
Also published as: DE2943237A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 5.

Die Hitzdrahtanemometrie (HDA) ist eine in der Strömungstechnik weit verbreitete Meßmethode. Sie beruht auf der Ausnutzung der Kühlung eines feinen, elektrisch beheizten Drahts in Form einer soeenannten

Hitzdrahtsonde durch ein strömendes Fluid. Ober elektronische Regelschaltungen werden entweder die Temperatur des Hitzdrahts oder die elektrische Spannung am Draht konstant gehalten. Die elektrische Regelgröße ist dabei eine nicht lineare Funktion der auf den Draht einwirkenden Strömungsgeschwindigkeit Für eine bequeme und genaue Messung der Strömungsgeschwindigkeit wird daher im allgemeinen die gesamte Meßvorrichtung mittels bekannter Strömungsgeschwindigkeiten geeicht und der Zusammenhang der Regelgröße mit der Strömungsgeschwindigkeit durch besondere elektronische Schaltungen linearisiert

Die Eichung eines Hitzdrahtanemometers für kleine Strömungsgeschwindigkeiten unterhalb etwa 5 m/s bereitet, zumindest in gasförmigen Medien, Schwierigkeiten. Die für die Eichung notwendige Vergleichsmessung ist in vielen Fällen eine Messung des dynamischen Drucks der Strömung, welche beispielsweise mit Hilfe eines Prandtl-Rohres durchgeführt wird. Auf Grund des quadratischen Zusammenhangs zwischtn der Geschwindigkeit und dem dynamischen Druck wird dieser bei der genannten Geschwindigkeit bereits sehr klein. Er beträgt beispielsweise in einer Luftströmung mit der Geschwindigkeit 1 m/s und im Normalzustand ungefähr 7 Mikrobar. Derartig kleine Drücke sind nur mittels aufwendiger, hochempfindlicher Druckmeßgeräte genügend genau erfaßbar.

Diese Eigenschaften setzen einerseits der Anwendbarkeit der Hitzdrahtanemometrie auf sehr kleine Strömungsgeschwindigkeiten Grenzen. Andererseits bilden solche Geschwindigkeiten ein wesentliches Merkmal der in der Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik auftretenden Strömungserscheinungen. Die auf diesen Gebieten gebräuchlichen Meßtechniken lassen im allgemeinen keine sehr großen Meßgenauigkeiten zu und bieten nicht die Möglichkeit, außer dem Betrag auch die Richtung und den Richtungssinn der Strömungsgeschwindigkeit zu ermitteln.

Die hier zu beschreibende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, mit welchen es unter Verwendung eines ungeeichten Hitzdrahts möglich ist, kleine Strömungsgeschwindigkeiten nach Betrag, Richtung und Richtungssinn in einem Meßvorgang zu messen. Als Anwendungsgebiete erschließen sich vor allem Strömungsmeßprobleme der Klima- und Lüftungstechnik sowie der Meteorologie, also solche Probleme, bei denen weitgehend stationäre Konvektions- und Schleichströmungen auftreten.

Die Erfindung geht von dem Stand der Technik aus, der durch das Schwingungsanemometer gegeben ist, welches als Low-Velocity-Anemometer 55 D 80/81 in dem Gesamtkatalog 1974/75 der Firma DISA-Elektronik, Dänemark, beschrieben ist. Bei diesem Gerät wird eine ungeeichte Hitzdrahtsonde möglichst parallel zu der zu messenden Strömungsgeschwindigkeit, wenn diese überhaupt bekannt ist, und quer zur Sondenachse in Schwingung versetzt. Unter Beobachtung des von der Sonde gelieferten periodischen elektrischen Signals wird die Frequenz und/oder die Amplitude der Schwingung soweit verändert, bis die Geschwindigkeitsamplitude der Sondenschwingung gleich dem Betrag der Strömungsgeschwindigkeit ist. Im elektrischen Hitzdrahtsignal verschwindet in diesem Fall ein bei nicht vollständigem Abgleich vorhandenes zeitliches Zwischenmaximum. Dieses beruht auf der Unempfindlichkeit des Hitzdrahtfühlers für die Vorzeichenänderung der Relativgeschwindigkeit c während des Schwingungsvorgangs. Bei Kenntnis der Geschwindigkeitsamplitude der Sondenschwingung erhält man nach erfolgtem Abgleich den Betrag der Strömungsgeschwindigkeit Ihre Richtung ermittelt man dadurch, daß im Verlauf einer Reihe von Messungen in verschiedenen Schwingungsrichtungen die für den Abgleich erforderliche maximale Schwingungsamplitude ermittelt wird.

Zum Stand der Technik gehören weiterhin mechanische Vorrichtungen, welche mit Mitteln der Getriebetechnik die von ihnen getragenen Hitzdrahtsonden auf definiert geführten Bahnen mit vorgegebenen bekannten Geschwindigkeiten bewegen (Lit. Soviet Invent Illustr., Sect II Elects Vol. W No. 32, Issued lfi. Sept 75, SU 433 403).

Solche Geräte werden benutzt, um Hitzdrähte zu eichen oder um das Verhalten geeichter Hitzdrähte unter im voraus bekannten zweitlich instationären Anströmbedingungen im vorgegebenen Strömungsfeld zu studieren (Lit Journal Phys. E, Sei. Instr., Vol. 11,1978, S. 679-681).

Ein periodisch bewegtes, insbesondere rotierendes System zur Erhöhung der Meßernpfindlichkeit des Meßfühlers, in diesem Fall eines Pitotrohres, ist ebenfalls bekannt (Lit Feinwerktechnik, 75,1971, Heft 3, S. 131 — 133). Durch Überlagerung der Geschwindigkeit des auf einer Kreisbahn bewegten Pitotrohres mit der absoluten Geschwindigkeit des Strömungsfeldes wird das Niveau des dynamischen Druckes angehoben, bei dem die Messung durchgeführt wird. Ein Abgleich der Umfangsgeschwindigkeit der Sonde mit der Strömungsgeschwindigkeit findet dabei jedoch nicht statt und ist für die Messung nicht erforderlich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, mit welchen es möglich ist, mittels eines ungeeichten Hitzdrahtfühlers außer dem Betrag der zu messenden Geschwindigkeit auch ihre Richtung und den Richtungssinn in einem kontinuierlichen Meßvorgang zu messen. Der Meßvorgang besitzt dabei den Charakter eines Extremwertverfahrens.

Diese Aufgabe wird gemäß den Kennzeichen der Ansprüche 1 bzw. 5 gelöst.

Zu diesem Zweck wird eine Hitzdrahtsonde am Ende einer rotierenden Sondenwelle in eine kreisende Bewegung mit dem Radius R und mit der Drehzahl η versetzt. Der Hitzdraht kann innerhalb der Vorrichtung grundsätzlich verschiedenartig ausgerichtet sein, jedoch stellt eine Ausrichtung parallel zur Rotationsachse der Sondenwelle einen besonders übersichtlichen und in der Wirkungsweise optimalen Fall dar. Soweit erforderlich, geht die Erläuterung des Meßverfahrens zur Vereinfachung von einer solchen parallelen Ausrichtung des Hitzdrahts aus, ohne dabei den allgemeinen Fall einzuschränken.

Die Bewegung des Hitzdrahts um die Sondenachse ist eine Revolutionsbewegung. In Anpassung an den allgemeinen, in diesem Punkte unkorrekten Sprachgebrauch soll jedoch im vorliegenden Fall hierfür der Begriff der Rotation verwendet werden.

Die elektrische Versorgung des Hitzdrahts bzw. die Signalübertragung aus dem rotierenden Teil der Sonde an den raumfesten Teil erfolgt durch Drehübertrager für elektrische Signale.

Die Wirkungsweise des Meßverfahrens soll zunächst an dem vereinfachten Fall beschrieben werden, bei welchem der zu messende Geschwindigkeitsvektor v* bereits parallel zu den von dem kreisenden Hitzdraht beschriebenen Rotationsebenen liegt, welche nachfol-

gend zusammenfassend als »Rotationsebene des Hitzdrahts« bezeichnet werden sollen.

Zu dem zu messenden Strömungsgeschwindigkeitsvektor v* mit dem Betrag ν addiert sich vektoriell der Umfangsgeschwindigkeitsvektor /7 mit dem Betrag it des Hitzdrahts auf seiner Kreisbahn. Das zu dem resultierenden relativen Geschwindigkeitsvektor Γ mit dem Betrag c proportionale Hitzdrahtsignal ist dann (φ = Drehwinkel der Sondenrotation)

E = Kc

E = K- vV + v² + 2 ■ 11 ■ ν cos ψ .

(D

E = K ■ (v + w)
E = K ■ (ν - μ)

bei φ = 0, 2 /r, 4 η usw. bei φ = 3 ff, 5 π usw.

u = 2 · π ■ η ■ R
läßt sich die Abgleichbedingung

(2)

V=W

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K ist ein Proportionalitätsfaktor.

Man erkennt, daß das Signal zwischen folgenden Extrcmwertcn schwankt:

Durch Variation des Betrages der Umfangsgeschwindigkeit mit der Drehzahl η der Sonde und mit dem Kreisbahnradius R des Hitzdrahts gemäß

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erfüllen. Dabei wird für eine bestimmte Drehwinkellage der Sonde φ = φ₀ + Δ φ das elektrische Signal £zu einem Minimum.

Im Fall der allgemeineren Ausgangssituation, bei welcher der Vektor v* der Strömungsgeschwindigkeit nicht bereits parallel zur Rotationsebene des Hitzdrahts liegt, fallt Zfbei fester Sondenausrichtung nur bis auf ein relatives Minimum ab, welches durch Drehzahlvariation nicht zu unterschreiten ist. Bei konstanter Sondendrehzahl bewirkt dann eine hinreichende Neigungsänderung der Sonde in einer beliebigen Ebene der Rotationsachse um den Winkel A ψ, daß das Signalminimum zusätzlich bis auf einen absoluten Wert minimiert wird. Dann ist die Rotationsebene des Hitzdrahts parallel zur Strömungsrichtung ausgerichtet und in der Winkellage ψ = ψ₀ + A φ der vektorielle Abgleich ν* = u" erzielt.

Bezüglich einer beliebigen aber bekannten Ausgangsrichtung φ₀ des Drehwinkels und tp₀ der Sondenneigung geben dann φ und φ die Richtung des räumlichen Geschwindigkeitsvektors v" an, dessen Betrag sich nach Gleichung (2) ermittelt.

Das absolute Minimum des Hitzdrahtsignals stellt nur eins von mehreren möglichen Abgleichkriterien dar.

Ein anderes Kriterium für die Erzielung des Abgleichfalls ist die Modulationstiefe des Hitzdrahtsignals, hier kurz als Modulation bezeichnet. Seine Verwendung setzt voraus, daß das Hitzdrahtsignal nicht linearisiert ist während das absolute Signalminimum auch bei einem linearisierten Hitzdrahtsignal seine Aussagekraft behält Als Modulation ist also die Differenz der Signalgröße zwischen dem absoluten Maximum und dem absoluten Minimum innerhalb einer Periode zu verstehen. Das grundsätzliche, mit Gleichung (1) beschriebene Signalverhalten gilt für alle Fälle u^ v. In jedem beliebigen Fall des noch nicht erzielten Abgleichs ist die auf den Hitzdraht einwirkende Relativgeschwindigkeit c>0, ohne daß ein Nulldurchgang des Betrages c vollzogen wird. Im Zusammenhang mit der Vorzeichenunempfindlichkeit des Hitzdrahtsignals gegenüber der Anströmungsrichtung bedeutet diese Eigenschaft ein besonders günstiges Eindeutigkeitsverhalten des Hitzdrahtsignals und damit einen Vorteil gegenüber dem Stand der Technik.

Die Messung der Drehwinkelposition des Signalminimunis kann auf verschiedenen Wegen, zweckmäßig mit efektronischen Hilfsmitteln erfolgen. So kann beispielsweise ein elektrisch, optoelektrisch oder magnetisch wirkender Impulsgeber zwischen dem rotierenden und dem nicht rotierenden Teil der Sondenvorrichtung einen Impuls in der Drehwinkelstellung ψ = φο erzeugen. In einem mit diesem Impuls getriggerten Zweistrahloszillogramm für Signal- und Impulszug kann dann die Drehwinkeldifferenz Δφ zwischen dem Impuls und dem Signalminimum beobachtet werden. Diese Winkellage entspricht der um π/2 zurückgedrehten Strömungsrichtung, projiziert auf die Rotationsebene des Hitzdrahts.

Andere Möglichkeiten zur Drehwinkelmessung ergeben sich durch die Verwendung mitrotierender fein geteilter Strich- oder Codierscheiben, elektrisch, optisch oder magnetisch abgetastet

F^:ür die Auswertung der Drehwinkelmessung bietet sich ein breites Feld von elektronischen Möglichkeiten an, vom einfachen Zweistrahloszillogramm, das lediglich beobachtet wird, bis zu vollautomatisch wirkenden elektronischen Regelschaltungen oder Rechneranalysen.

Die Drehwinkelmessung setzt im übrigen nicht einen bereits erfolgten Abgleich der Geschwindigkeitsbeträge voraus, sondern sie kann bereits vor diesem Abgleich erfolgen. Wird sie zusätzlich vor einer bereits durchgeführten Richtungsanpassung der Rotationsebene an die Strömungsrichtung durchgeführt, so liefert sie die Drehwinkellage der Projektion des Strömungsgeschwindigkeitsvektors auf die Rotationsebene des Hitzdrahts.

Die einzelnen Schritte des Meßverfahrens ergeben sich somit wie folgt:

I. Bei beliebiger aber konstanter Drehzahl wird die Neigung der Rotationsebene des Hitzdrahts in einer beliebigen Richtung, zur Beibehaltung der räumlichen Lage des Meßpunktes um den Mittel punkt der Kreisbahn des Hitzdrahts, soweit geneigt, bis das gewählte Abgleichkriterium bezüglich dieser Neigung erfüllt ist. Die Rota tionsebene des Hitzdrahts liegt jetzt parallel zu der Richtung des Strömungsgeschwindigkeitsvektors v".

II. Unter Beibehaltung der Sondenneigung wird nun die Sondendreh?ah! variiert his das gewählte Abgleichkriterium, jetzt bezüglich dieser Drehzahl, erfüllt ist. Dadurch ist der Abgleich der Beträge der Umfangsgeschwindigkeit des Hitzdrahts und der Strömungsgeschwindigkeit u = ν vollzogen.

III. Messung der Sondendrehzahl und Berechnung des Betrages u = ν nach Gleichung (2).

IV. Messung der Drehwinkellage A φ des Signalmini mums gegenüber der beliebig gewählten Bezugswinkellage Ji₀ sowie der Neigungswinkellage φ gegenüber einer beliebig wählbaren Bezugsneigung ψ₀ der Sonde bzw. der Rotationsebene des Hitzdrahts.

V. Der vollständige Strömungsgeschwindigkeitsvektor v" ergibt sich aus den Größen ν = u, φ = φ₀ + Αφ,φ=ψ₀ + Αφ sowie aus dem Drehsinn der Sonde.

IO

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Die Schritte I. und II. sind grundsätzlich in der Reihenfolge vertauschbar, der Schritt IV. kann bereits nach dem Schritt I. erfolgen.

Gegenüber dem bisherigen Stand der Technik liegen die Vorteile dieses neuen Meßverfahrens

a) in der gleichzeitigen Messung von Betrag, Richtung und Richtungssinn der Strömungsgeschwindigkeit durch einen kontinuierlich ablaufenden Meßvorgang,

b) in der gesteigerten Meßgenauigkeit durch genauere Kenntnis der Umfangsgeschwindigkeit des Hitzdrahts gegenüber der Geschwindigkeitsamplitude eines mechanisch schwingenden Systems bei zusätzlich geringerer mechanischer Beanspruchung des Hitzdrahts,

c) in der geringeren Störung der Strömung am Meßort, da sich der rotierende Hitzdraht in weitem Bereich um den Abgleichzustand nicht in seinem eigenen strömungsmechanischen und thermodynamischen (Wärmewolke) Nachlauf bewegt,

d) in der Eindeutigkeit des elektrischen Signals in jedem Betriebszustand, da sich die relative Anströmrichtung für den Hitzdraht nur stetig ändert und keinen Richtungssprung aufweist, wie ein schwingendes System.

Die im Vergleich zu den Hitzdrahtabmessungen größeren Abmessungen des Rotationsbereichs des Hitzdrahts als »Meßpunkt« fallen bei der Natur der Probleme großvolumiger Raum- und Klimaströmungen nicht ins Gewicht.

Für die mechanische Zentrifugalbelastung des Hitzdrahts ergibt sich für einen typischen 5^m-Hitzdraht, einem Drehkreisradius von /?=5,3mm und für die zu messende Strömungsgeschwindigkeit von 2 m/s eine im Abgleichfall auf den Hitzdraht wirkende Beschleunigung von 77facher Erdbeschleunigung. Die dadurch entstehende Zentrifugalbelastung des Drahts ist jedoch kleiner als die Belastung durch den Strömungswiderstand des Hitzdrahts selbst.

Da der Hitzdraht weder geeicht noch linearisiert werden muß, läßt sich die Messung nach dem beschriebenen Verfahren mit elektronischen Mitteln verschiedener Ausbaustufen zu hoher Auflösung sowohl hinsichtlich des Betrages der zu messenden Geschwindigkeit als auch hinsichtlich ihrer Richtung führen. Die untere Grenze der meßbaren Geschwindigkeit ist durch den Einfluß der thermischen Konvektion auf die Hitzdrahtkühlung gegeben, der mit abnehmender relativer Anströmgeschwindigkeit zunimmt, während die erzwungene Konvektionskühlung abnimmt. Die Gr

rnit diese

meßbaren Strömungsgeschwindigkeit liegt hierdurch in der Größenordnung von etwa 5 cm/s.

Die Erfindung wird nun an Hand der F i g. 1 bis 5 näher erläutert

F i g. 1 zeigt eine mögliche Anordnung der rotierenden Hitzdrahtsonde, um das Meßverfahren zu realisieren. Sie besteht aus der rotierenden Sondenwelle 1 und dem nicht rotierenden Sondenschaft 2. Beide sind durch leichtgängige Lager 3 und 3' ineinander gelagert Die Sondenwelle 1 trägt an ihrem strömungsgünstig ausgebildeten freien Ende dje Sondenzinken 4 und 4'. Diese sind so geformt, daß der zwischen ihren Enden ausgespannte Hitzdraht 5 parallel zur Drehachse der Sondenwelle 1 ausgerichtet ist und zu dieser den Abstand R aufweist Die Versorgung des Hitzdrahts 5 mit der elektrischen Heizleistung, weiche im allgemeinen gleichzeitig der Träger für das Meßsignal ist, erfolgt durch die elektrische Zuleitung 12 mittels Drehübertrager, hier beispielsweise in Form von Schleifkontakten 6 und 6', von dem raumfesten Sondenschaft 2 zur rotierenden Sondenwelle 1 und wird dort zu den Sondenzinken 4 und 4' weitergeleitet, wo sie dem Hitzdraht 5 zugeführt wird. Der Antrieb der Sondenwelle 1 erfolgt mittels eines in der Drehzahl regelbaren Antriebsmotors 7, welcher in den Sondenschaft 2 integriert werden kann und seine elektrische Antriebsleistung über die Zuleitung 10 bezieht.

Die Sondenwelle 1 trägt außerdem einen möglichst berührungsfrei wirkenden Impulsgeber 8, welcher beispielsweise einen oder auch mehrere elektrische oder optische Impulse pro Umdrehung der Sondenwelle 1 durch Wechselwirkung mit einem in dem Sondenschaft 2 befindlichen Impulsempfänger 9 erzeugt. Dieser oder auch ein dem Motor 7 entnommenes drehzahlproportionales Signal können zur genauen Bestimmung der Drehzahl η der Sondenwelle 1 dienen. Die Drehwinkellage g>o des Impulsempfängers 9 an dem Sondenschaft 2 stellt die Bezugsrichtung für die zu messende Richtung des Geschwindigkeitsvektors dar. Die elektrische Abführung der Impulse für die Drehwinkelmessung und ggf. für die Drehzahlmessung erfolgt über das Leitungssystem 11.

Fig. 2 zeigt für einige Drehwinkelpositionen φ das Vektordiagramm der Geschwindigkeiten v* und «", welche sich zu der resultierenden Anströmgeschwindigkeit Γ des Hitzdrahts zusammensetzen, für einen nicht abgeglichenen Betriebszustand der Sonde. Da ti mit dem Winkel φ umläuft, verändert sich der auf den Hitzdraht wirkende Vektor 7 entsprechend. Aus dem Diagramm ist leicht erkennbar, daß bei w^ ν der Betrag cnie einen Nulldurchgang erfährt und daß er nur im Abgleichfall JT = V^- den Wert Null als Extremwert erreichen kann.

F i g. 3 zeigt für eine volle Periode von φ den normierten Verlauf von c in den Fällen 14 für v> u, 15 für v<u und 13 für v=u (Abgleichzustand). Es ist erkennbar, daß für v/t/—1 sich das Signalminimum zunehmend schärfer ausbildet

Fig.4 zeigt den Verlauf 13 der im wesentlichen signalproportionalen Geschwindigkeit c nach F i g. 3, wie sie sich in einem Zweistrahloszillogramm darstellt, dessen zweiter Strahl die Richtungsbezugsimpulse 16, 16' und 16" aufzeichnet. Das Minimum des Signalverlaufs 13 besitzt gegenüber dem zugeordneten Bezugsimpuls 16 die Phasendifferenz Δφ, die sich durch die periodische Wiederholung an den Bezugsimpulsen 16', 16" usw. reproduziert Aus Δφ errechnet sich die Richtung der Strömungsgeschwindigkeit zu φ^ψο+Δφ+π/2 wobei der Drehsinn der Hitzdrahtrotation zu berücksichtigen ist Im Fall der Signallage 13' ist Δφ = 0 und die Strömungsrichtung ist gleich der Drehwinkellage des Bezugsimpulses plus π/2.

F i g. 5 stellt die Winkelsituation bezüglich der Lage des Impulsgebers 8 bzw. Impulsempfängers 9 im Augenblick der Impulsgabe dar. Hieraus ist ersichtlich, daß die tatsächliche Geschwindigkeitsrichtung der aus der Drehwinkelmessung ermittelten Richtung φ = ψο+Δφ um πΙ2 vorauseilt Außerdem ist zu erkennen, daß die Anzeige und Messung der Phasendifferenz nicht voraussetzt daß die Umfangsgeschwindigkeit u des Hitzdrahts auf die Strömungsgeschwindigkeit ν abgeglichen ist Diese Messung ist grundsätzlich auch in jedem nicht abgeglichenen Betriebszustand der Sonde möglich.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Thermoelektrisches eichfreies Verfahren zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit eines Mediums, bei dem eine der Strömung ausgesetzte Hitzdrahtsonde in eine periodische Bewegung mit bekannter Geschwindigkeit versetzt wird, derart, daß sich der zu messenden Strömungsgeschwindigkeit die Eigengeschwindigkeit des Hitzdrahts zu einer resultierenden Relativgeschwindigkeit addiert, welche durch Kühlung am Hitzdraht ein periodisch moduliertes elektrisches Signal erzeugt, das durch Variation der periodischen Eigenbewegung der Hitzdrahtsonde auf den Extremwert eines charakteristischen Signalmerkmals eingestellt wird, so daß sich die Strömungsgeschwindigkeit aus ihrer in diesem Abgleichzustand eintretenden Identität mit der Geschwindigkeitsamplitude der Hitzdrahteigen-. bewegung ergibt, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Hitzdraht auf einer Kreisbahn um eine Achse bewegt und dabei eine Rotationsebene definiert, daß bei bekannter Strömungsrichtung die Rotationsebene auf die Strömungsrichtung eingestellt wird oder bei nicht bekannter Strömungsrichtung zunächst die Neigung der Rotationsebene bei konstanter Sondendrehzahl aus einer beliebigen Ausgangsposition in einer beliebigen Ebene senkrecht zur Rotationsebene so variiert wird, daß die Modulation des nicht linearisierten Hitzdrahtsignals bezüglich dieser Neigung maximal wird, wodurch die Rotationsebene des Hitzdrahts parallel zur Strömungsrichtung ausgerichtet wird, und daß die Sondendrehzahl bei nunmehr konstanter Ausrichtung der Rotationsebene so variiert wird, daß die Signalmodulation bezüglich der Drehzahl maximal wird, wodurch der Betrag der Umfangsgeschwindigkeit des Hitzdrahts gleich dem Betrag der Strömungsgeschwindigkeit wird, so daß der Vektor der Strömungsgeschwindigkeit aus dem Drehradius der Kreisbahn des Hitzdrahts und der Sondendrehzahl, aus der Drehwinkellage eines charakteristischen Signalminimums innerhalb der Rotationsebene und aus dem Drehsinn der Hitzdrahtsonde vollständig bestimmt werden kann.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle der Modulation des nicht linearisierten Hitzdrahtsignals ein im Hitzdrahtsignal periodisch auftretendes charakteristisches Signalminimum als Abgleichkriterium verwendet wird, welches im Abgleichfall sowohl bezüglich der Neigungseinstellung der Rotationsebene des Hitzdrahts parallel zur Richtung der Strömungsgeschwindigkeit als auch bezüglich der Drehzahleinstellung der Sonde zum Abgleich des Betrages der Umfangsgeschwindigkeit des Hitzdrahts auf den Betrag der Strömungsgeschwindigkeit einen absolut kleinsten Wert annimmt, was sowohl mit einer nicht linearisierten als auch mit einer linearisierten Hitzdrahtkennlinie realisiert werden kann.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzahl- und/oder der Neigungsabgleich der Sonde mittels eines geeigneten elektronischen Signalauswertungs- und Regelsystems und mit Hilfe von Servoantrieben vollständig kontrolliert und selbsttätig eingeregelt wird, sowie aus den nach erfolgtem Abgleich vorliegenden Informationen über Sondendrehzahl und Drehwinkellage des Signalminimums die Größen Betrag, Richtung und Richtungssinn des Strömungsgeschwindigkeitsvektors von dem elektronischen System errechnet und in geeigneter Weise ausgegeben werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach erfolgter Einsteilung und Orientierung der Rotationsebene des Hitzdrahts die Sondendrehzahl periodisch so variiert wird, daß sich innerhalb je eines Variationszyklus mindestens einmal der Abgleichzustand bezüglich der Drehzahl einstellt, welcher jeweils durch ein geeignetes elektronisches Signalerfassungs- und Auswertesystem festgestellt wird, und daß durch weitere geeignete Elektronik jeweils aus den momentanen Abgleichinformationen über Drehzahl der Sonde und Drehwinkellage des Signalminimums der momentane Strömungsgeschwindigkeitsvektor nach Betrag, Richtung und Richtungssinn selbständig errechnet und ausgegeben wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei welchem ein Hitzdraht, dessen elektrisches Signal mit bekannten Mitteln der Hitzdrahtmeßtechnik erzeugt wird, relativ zu dem strömenden Medium, dessen Geschwindigkeit zu messen ist, bewegbar ist und sein elektrisches Signal, welches proportional zur Relativgeschwindigkeit des Mediums zum Hitzdraht ist, als Indikator für Extremzustände der Relativgeschwindigkeit dient und damit einen definierten Abgleichzustand der Hitzdrahtbewegung auf die Bewegung des strömenden Mediums anzeigt, dadurch gekennzeichnet, daß eine rotierende Sondenwelle 1 mittels zweier Zinken 4 und 4' den Hitzdraht 5 kreisförmig um ihre eigene Achse bewegt, daß

die Sondenwelle 1 in einem Sondenschaft 2 durch die Lagerungen 3 und 3' gelagert ist und durch einen Motor 7 mit der elektrischen Zuleitung 10 in Rotation versetzbar ist, daß

die Sondendrehzahl mittels einer Impulsgebervorrichtung, bestehend aus einem Geber 8 und einem Empfänger 9 und der elektrischen Zuleitung Il meßbar ist und daß

die elektrische Versorgung des Hitzdrahts 5 beziehungsweise die Entnahme des Hitzdrahtsignals über elektrische Drehübertrager, beispielsweise in Form der Schleifkontakte 6 unc 6', mit der elektrischen Zuleitung 12 erfolgt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hitzdraht 5 parallel zu der Rotationsachse der Sondenwelle 1 ausgerichtet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgebervorrichtung ein elektrisch, optisch oder magnetisch wirkendes Prinzip zugrunde liegt und daß, bezogen auf eine Umdrehung der Sondenwelle 1, Einfach- oder Mehrfachimpulsgeber verwendbar sind.