DE3816623C1 - Vortex flowmeter - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Dralldurchflußmesser nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei einem nach der DE-PS 23 02 246 bekannten Dralldurch
flußmesser dieser Art setzt die Auswertung voraus, daß der
zweite zylindrische Abschnitt einen kleineren Durchmesser
hat als der erste zylindrische Abschnitt. Der zweite zylin
drische Abschnitt stellt daher einen zusätzlichen Strömungs
widerstand für das Medium dar, der den Druckverlust durch
den Dralldurchflußmesser heraufsetzt. Der zweite zylin
drische Abschnitt ist überdies stromaufwärts des ersten
zylindrischen Abschnitts als Kehle einer Düse ausgebildet,
die die Bildung des präzedierenden Wirbelstroms im ersten
zylindrischen Abschnitt stört und die Linearität der Meß
ergebnisse beeinträchtigt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine besonders hohe Lineari
tät der Meßergebnisse zu erzielen und dabei mit nur einer
durch Messung zu ermittelnden Eichkonstanten auszukommen.
Die Lösung dieser Aufgabe ist in Anspruch 1 angegeben.
Die in Anspruch 1 angegebenen Eichkonstanten C und c
hängen zusammen. Es ist daher möglich, die eine Eichkon
stante in die andere Eichkonstante umzurechnen.
Der Steigungswinkel α ist konstruktiv vorgegeben und dem
Konstrukteur bekannt.
Der Kalibrierfaktor K gibt die Beziehung zwischen Volumen
fluß und Präzessionsfrequenz an: Q = f/K. Er wird mit Hilfe
einer Kalibrierung bestimmt, indem Q von einem Master be
stimmt wird und die Frequenz gemessen wird. K ist dann der
Mittelwert aus den Quotienten fi/Qi.
Einen besonders geringen Druckverlust behält man durch die
an sich nach der DE-AS 19 04 435 bekannte Ausbildung gemäß
Anspruch 2.
Der Dralldurchflußmesser hat, wie nach der DE-AS 19 04 435
an sich bekannt, einen Stator, der den präzedierenden Wir
belstrom erzeugt, und einen stromabwärts hiervon angeord
neten Stator, der den Linearstrom erzeugt, in einer Anord
nung nach Anspruch 3 oder nach Anspruch 4, wobei die An
ordnung nach Anspruch 4 besonders lineare Meßergebnisse
liefert.
Einen besonders einfachen Aufbau erhält man durch die
ebenfalls nach der DE-AS 19 04 435 an sich bekannte Aus
bildung nach Anspruch 5.
Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel
unter Hinweis auf die beigefügte schematische Zeichnung
eines Dralldurchflußmessers beschrieben.
Der Dralldurchflußmesser 1 nach dem Ausführungsbeispiel
weist einen zentralen zylindrischen Abschnitt 4 auf, der
sich stromaufwärts und stromabwärts etwas zu zylindrischen
Abschnitten 5 und 7 erweitert, die in Flanschen 51 und 71
enden. In dem zylindrischen Abschnitt 5 befindet sich ein
Stator 18 mit einem zentralen Kern 17, der beim Durchfluß
eines Mediums in dem zylindrischen Abschnitt 4 einen prä
zedierenden Wirbelstrom erzeugt. In dem Abschnitt 7 befin
det sich ein Stator 20 mit einem zentralen Kern 19, der
einerseits den präzedierenden Wirbelstrom im Abschnitt 4
stabilisiert und ihn andererseits stromabwärts in einen
Laminarstrom umwandelt. Die Statoren 18 und 20 weisen in
bekannter Weise gegensinnig gerichtete Schaufelkränze auf.
Der zylindrische Abschnitt 4 weist im vorliegenden Ausfüh
rungsbeispiel zwei als Sensoren dienende Öffnungen 2, 10 auf.
Die Öffnung 10 erfaßt die Präzessionsfrequenz f des prä
zedierenden Wirbelstroms als Druckschwankungen oder als Tempe
raturschwankungen an einem Thermistor und gibt diese Druck
schwankungen bzw. Temperaturschwankungen über eine Leitung 11 an einen
Wandler 14, der diese Druckschwankungen in elektrische Signale
auf einer Leitung 15 umsetzt. Die Öffnung 2 erfaßt den sta
tischen Druck auf den Innenumfang des zylindrischen Ab
schnitts 4 p W und leitet diesen Druck über eine Leitung 3
in einen Einlaß 13 eines Differenzdruckmessers 12.
An den Flansch 71 ist eine Leitung 22 mit einem über ihre
Länge konstanten Querschnitt mittels eines Flansches 72 an
gesetzt. Durch diese Leitung 22 fließt wegen des Stators 20
ein Laminarstrom. Von einer Öffnung 6 in einem Abschnitt 8,
der den zweiten zylindrischen Abschnitt im Sinne der Erfin
dung bildet, führt eine Leitung 24 zu einem zweiten Eingang
21 des Differenzdruckmessers 12. Die Öffnung 6 erfaßt den
statischen Druck p L des Mediums auf den Innenumfang des
zweiten zylindrischen Abschnitts 8. Der Differenzdruckmes
ser 12 gibt über eine Leitung 23 elektrische Signale ab,
die der dem Differenzdruck Δ p = p W - p L entsprechen.
Die Leitungen 15, 23 führen in eine elektronische Einheit 16,
die als Ausgangssignal über eine Leitung 25 ein elektri
sches Signal M liefert, das dem Massenstrom des den Drall
durchflußmesser 1 durchströmenden Mediums entspricht.
Wie in der DE-PS 23 02 246 angegeben, können die Öffnungen
2 und 10 übereinstimmen. Der Druck und die Drucköffnungen
an dieser dann übereinstimmenden Öffnung werden nur getrennt
in der beschriebenen Weise ausgewertet.
Der Durchmesser des ersten zylindrischen Abschnitts 4 ist
2 r W und der Durchmesser des zweiten zylindrischen Ab
schnitts 8 ist 2 r L.
Die Auswertung der Signale Δ p und f erfolgt so wie in An
spruch 1 angegeben.
Claims (5)
1. Dralldurchflußmesser zur Messung des Massenstroms eines
fließfähigen Mediums mit einem ersten Drucksensor (2)
an einem ersten zylindrischen Abschnitt (4), durch den
das Medium in einem präzedierenden Wirbelstrom fließt,
mit einem zweiten Drucksensor (6) an einem zweiten zylin
drischen Abschnitt (8), durch den das Medium in einem
Laminarstrom fließt, mit einem Präzessionsfrequenz
sensor (10) am ersten zylindrischen Abschnitt (4) und
mit einer von den Drucksensoren (2, 6) und dem Präzes
sionsfrequenzsensor (10) gesteuerten Auswertevorrichtung
(12, 14, 16), die ein den Massenstrom des Mediums kenn
zeichnendes Signal abgibt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Auswertevorrichtung (12, 14, 16) aus der Differenz (Δ p) der von den Drucksensoren (2, 6) abgegebenen Signale (Pw, Pe) und dem von dem Präzessionsfrequenzsensor abge gebenen Signal (f) ein die Dichte des Mediums kennzeich nendes Signal (ϑ) nach der Formel ϑ = Δ p/f²Cermittelt, in der
C eine erste Eichkonstante ist
und daraus das den Massenstrom kennzeichnende Signal (M) nach der FormelM = ϑ 2π²r³ W fc/tg αermittelt, in der
r W der Radius des ersten zylindrischen Abschnitts (4) ist, tg α der Tangens des eine Apparatekonstante darstellen den Steigungswinkels α des Wirbelstroms im ersten zylindri schen Abschnitt (4) in bezug zur Achsrichtung des ersten zylindrischen Abschnitts (4) ist und
c eine zweite Eichkonstante ist, wobei die Auswertevor richtung (12, 14, 16) die erste Eichkonstante C aus der zweiten Eichkonstanten c - oder umgekehrt - nach der FormelC = 2π²r² W c - 1/2K²π²(1/r⁴ W - 1/r L⁴)ermittelt, in der K ein empirisch zu ermittelnder Kalibrierfaktor ist,
r L der Radius des zweiten zylindrischen Abschnitts (8) ist.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Auswertevorrichtung (12, 14, 16) aus der Differenz (Δ p) der von den Drucksensoren (2, 6) abgegebenen Signale (Pw, Pe) und dem von dem Präzessionsfrequenzsensor abge gebenen Signal (f) ein die Dichte des Mediums kennzeich nendes Signal (ϑ) nach der Formel ϑ = Δ p/f²Cermittelt, in der
C eine erste Eichkonstante ist
und daraus das den Massenstrom kennzeichnende Signal (M) nach der FormelM = ϑ 2π²r³ W fc/tg αermittelt, in der
r W der Radius des ersten zylindrischen Abschnitts (4) ist, tg α der Tangens des eine Apparatekonstante darstellen den Steigungswinkels α des Wirbelstroms im ersten zylindri schen Abschnitt (4) in bezug zur Achsrichtung des ersten zylindrischen Abschnitts (4) ist und
c eine zweite Eichkonstante ist, wobei die Auswertevor richtung (12, 14, 16) die erste Eichkonstante C aus der zweiten Eichkonstanten c - oder umgekehrt - nach der FormelC = 2π²r² W c - 1/2K²π²(1/r⁴ W - 1/r L⁴)ermittelt, in der K ein empirisch zu ermittelnder Kalibrierfaktor ist,
r L der Radius des zweiten zylindrischen Abschnitts (8) ist.
2. Dralldurchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Radius (r L) des zweiten zylindrischen
Abschnitts (8) mindestens so groß ist wie der Radius
(r W) des ersten zylindrischen Abschnitts (4).
3. Dralldurchflußmesser nach einem der vorstehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite zylindri
sche Abschnitt (8) in einer Leitung stromaufwärts eines
den präzedierenden Wirbelstrom erzeugenden Stators (18)
liegt.
4. Dralldurchflußmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der zweite zylindrische Ab
schnitt (8) in einer Leitung (22) stromabwärts eines
den Laminarstrom erzeugenden Stators (20) liegt.
5. Dralldurchflußmesser nach einem der vorstehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite zylindri
sche Abschnitt (8) in einer über ihre Länge einen kon
stanten Radius aufweisenden Leitung (22) liegt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3816623A DE3816623C1 (en) | 1988-05-16 | 1988-05-16 | Vortex flowmeter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3816623A DE3816623C1 (en) | 1988-05-16 | 1988-05-16 | Vortex flowmeter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3816623C1 true DE3816623C1 (en) | 1989-11-23 |
Family
ID=6354458
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3816623A Expired DE3816623C1 (en) | 1988-05-16 | 1988-05-16 | Vortex flowmeter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3816623C1 (de) |
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- 1988-05-16 DE DE3816623A patent/DE3816623C1/de not_active Expired
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