NL8200909A - Flow-rate change detector - operates by measuring heat loss due to cooling of cylindrical detector head caused by fluid flow over surface - Google Patents

Abstract

This instrument detects changes in the flow-rate of a fluid, by the changes in heat loss from a cylindrical stainless steel tube. The tube is partially submerged below the surface of the liq. Inside the tube are two compartments filled with heat conducting material. The two compartments are separated by a thermal isolator and the upper compartment is separated from the outer air by another isolator. In the upper compartment are a resistive heating element fed by a stable power supply and a semiconductor temp. sensor. In the lower compartment is another semiconductor temp. sensor. The sensors are connected to a comparator circuit, the output of which drives an alarm circuit. The comparator off-set can be adjusted by an alarm level setting control.

Description

ψ X Sch/JS/1Sch X Sch / JS / 1

Werkwijze en inrichting voor het waarnemen van een beweging in of ten opzichte van een medium.Method and device for detecting a movement in or relative to a medium.

De uitvinding betreft een werkwijze voor het waarnemen, bijvoorbeeld het detecteren,'van een beweging, bijvoorbeeld een stroming in of ten opzichte van een medium, zoals een : vloeistof, emulsie, suspensie of gas en een inrichting voor 5 het uitvoeren daarvan.The invention relates to a method for detecting, for instance detecting, a movement, for instance a flow in or relative to a medium, such as a liquid, emulsion, suspension or gas and an apparatus for carrying it out.

Een dergelijke werkwijze en inrichting wordt wel toegepast voor het meten van de snelheid van een schip ten opzichte van het water of de stroomsnelheid ten opzichte van een vast punt. Hierbij veroorzaakt de relatieve beweging bijvoor-10 beeld een van de bewegingssnelheid afhankelijke rotatie van een waarneemorgaan, zoals een vaantje of een meetschroef. Als verdere toepassing kan ook gedacht worden aan een beveiliging van gevoerde koeltanks voor bederfelijke vloeistoffen als melk, bloed, vruchtensappen en dergelijke tegen uitvallen van 15 de roerbewerking als gevolg van bijvoorbeeld afbreken van het roerorgaan.Such a method and device is used for measuring the speed of a ship relative to the water or the flow velocity relative to a fixed point. The relative movement hereby causes, for example, a rotation of a viewing member, depending on the speed of movement, such as a vane or a measuring screw. As a further application, protection of lined cooling tanks for perishable liquids such as milk, blood, fruit juices and the like can also be envisaged against failure of the stirring operation as a result of, for example, breaking off the stirrer.

De uitvinding beoogt een werkwijze en inrichting te bieden, waarmee zeer eenvoudig met grote betrouwbaarheid en uitstekende bedrijfszekerheid, ook op lange termijn, mediumbewe-20 gingen kunnen worden waargenomen. Verder beoogt de uitvinding een inrichting te bieden die goedkoop vervaardigd kan worden en eenvoudig kan worden aangebracht aan bestaande voertuigen, apparaten en dergelijke.The object of the invention is to provide a method and device with which medium movements can be observed very simply with great reliability and excellent operational reliability, also in the long term. Another object of the invention is to provide a device which can be manufactured inexpensively and which can be easily fitted to existing vehicles, appliances and the like.

Deze doelstellingen worden verwezenlijkt door een werk- .These objectives are achieved through a work.

25 wijze volgens welke aan de van het medium afgevende zijde van een aan het medium grenzend vlak een van de temperatuur van het medium afwijkende temperatuur wordt opgewekt en de warm-testroom door het vlak wordt bepaald; en een inrichting met een in het medium te plaatsen huis met een mediumdichte wand, 30 een binnen dat huis aangebracht element voor het opwekken van een van de temperatuur van het medium afwijkende temperatuur, en middelen voor het bepalen van de warmtestroom door de wand.A manner in which on the side of the surface of the medium adjoining the medium, a temperature deviating from the temperature of the medium is generated and the heat test current is determined by the surface; and a device with a housing to be placed in the medium with a medium-tight wall, an element arranged inside that housing for generating a temperature deviating from the temperature of the medium, and means for determining the heat flow through the wall.

82 0 0 9 09 35.................... . · *.......... - ;A $ -2-82 0 0 9 09 35 ..................... * * .......... -; A $ -2-

Gebruik kan worden gemaakt van een bekende warmtestroom-meter. De voorkeur wordt evenwel gegeven aan een werkwijze volgens welke de temperatuur aan het vlak wordt gemeten, de temperatuur op tenminste enige afstand daarvan in het medium 5 wordt gemeten en beide temperaturen onderling worden vergeleken, en een inrichting met een thermisch met de wand gekoppeld eerste temperatuurwaarneemorgaan en een op tenminste enige afstand daarvan in het medium te plaatsen tweede temperatuurwaarneemorgaan.A known heat flow meter can be used. Preference is, however, given to a method according to which the temperature on the surface is measured, the temperature is measured at least some distance therefrom in the medium 5 and the two temperatures are compared with each other, and a device with a first temperature sensor connected thermally to the wall. and a second temperature sensing means to be placed in the medium at least some distance therefrom.

10 Het zal duidelijk zijn, dat aan de uitvinding het in zicht ten grondslag ligt, dat de warmtestroom samenhangt met de in een eventuele grenslaag aanwezige warmteweerstand, die wordt beïnvloed door mediumbewegingen. Aldus zal in een stilstaand medium de warmteweerstand als gevolg van de grenslaag 15 relatief groot zijn, waardoor de warmtestroom gering is en de temperatuur aan het vlak zal neigen naar de temperatuur die binnen het huis door het daartoe aangebrachte element wordt veroorzaakt, hetzij hoger of lager dan de mediumtemperatuur. Een aanzienlijke warmtestroom, dus temperatuurvereffening 20 wijst anderzijds op een mediumbeweging. In verband met het bovenstaande wordt de voorkeur gegeven aan die uitvoering, waarbij het element voor het opwekken van een van de temperatuur van het medium afwijkende temperatuur ten opzichte van het buitenvlak van de wand een aanzienlijke inwendige weer-25 stand bezit. Deze inwendige weerstand kan bijvoorbeeld van thermische of elektrische aard zijn.It will be clear that the invention is based on the fact that the heat flow is related to the heat resistance present in a possible boundary layer, which is influenced by medium movements. Thus, in a stationary medium, the heat resistance due to the boundary layer 15 will be relatively high, so that the heat flow is low and the surface temperature will tend to the temperature caused inside the housing by the element applied therefor, either higher or lower than the medium temperature. A considerable heat flow, so temperature equalization 20, on the other hand, indicates a medium movement. In view of the above, preference is given to that embodiment, in which the element for generating a temperature deviating from the temperature of the medium relative to the outer surface of the wall has a considerable internal resistance. This internal resistance can, for example, be of a thermal or electrical nature.

Zeer praktisch met het oog op een gemakkelijke installatie en in verbnad met hygiënische voorschriften bij voedingsmiddelen in die variant, waarbij beide temperatuurwaar-30 neemorganen in één huis zijn opgenomen en dat het tweede temperatuurwaarneemorgaan thermisch geïsoleerd is opgesteld van het eerste temperatuurwaarneemorgaan en van het element voor het opwekken van een van de temperatuur van het medium afwijkende temperatuur. De wand kan uit een gemakkelijk te reini-35 gen en weinig kwetsbaar materiaal, bijvoorbeeld roestvast staal, bestaan.Very practical with a view to easy installation and in addition to hygiene requirements for foodstuffs in that variant, in which both temperature sensors are housed in one housing and the second temperature sensor is thermally insulated from the first temperature sensor and from the element for generating a temperature different from the temperature of the medium. The wall can consist of an easy to clean and less sensitive material, for example stainless steel.

De inrichting volgens de uitvinding kan verder een alarmering s- en/of besturingsorgaan omvatten.The device according to the invention may further comprise an alarm and / or control member.

8200909 » -· +* -3-8200909 »- + + -3-

De tekening toont bij wijze van voorbeeld een langwerpige, cirkelcilindrische roestvaststalen buis 1, die is ingébracht in een medium, waarvan de spiegel met 2 is aangêduid.The drawing shows, by way of example, an elongated, circular cylindrical stainless steel tube 1, which is inserted in a medium, the mirror of which is indicated by 2.

In de buis bevindt zich een door een stabiele bron 3 gevoed 5 verwarmingselement 4, in de omgeving waarvan een halfgeleider, temperatuursensor 5, is geplaatst. Nabij het uiteinde van de buis bevindt zich een tweede halfgeleider-temperatuur-sensor 6. Het element 4 en de sensor 5, respektievelijk de sensor 6, zijn ingebed in warmtegeleidend materiaal 7,8 en 10 aldus thermisch gekoppeld met de buis 1. Het element 4 en de sensor 5 zijn door een isolator 9 thermisch gescheiden van de ; sensor 6. Ook boven het materiaal 7 bevindt zich een isolator. Deze is met 10 aangeduid.In the tube there is a heating element 4 fed by a stable source 3, in the vicinity of which a semiconductor, temperature sensor 5, is placed. Near the end of the tube is a second semiconductor temperature sensor 6. The element 4 and the sensor 5 and the sensor 6, respectively, are embedded in heat-conducting material 7,8 and 10, thus thermally coupled to the tube 1. The element 4 and the sensor 5 are thermally separated from the; sensor 6. There is also an insulator above material 7. This is indicated by 10.

De sensoren 5 en 6 zijn met een vergelijkingsinrichting 15 11 verbonden. Deze vergelijkt de van de sensoren afkomstige signalen met elkaar en geeft in dit willekeurige uitvoerings-voorbeeld een bekrachtigingssignaal af aan een alarmeringsinrichting 12 bij overschrijding van een vooraf met een iristel-orgaan 13 ingestelde, met een bepaald temperatuurverschil 20 corresponderende waarde. Bijvoorbeeld voor detectie van een uitvallende roerfunctie bij bederfelijke vloeistoffen kan het temperatuurverschil enkele graden celsius bedragen.The sensors 5 and 6 are connected to a comparison device 11. This compares the signals from the sensors with each other and in this arbitrary exemplary embodiment supplies an energizing signal to an alarm device 12 when a pre-set value corresponding to a certain temperature difference 20 is set with an iris setting element 13. For example, for detection of a failing stirring function with perishable liquids, the temperature difference can be several degrees Celsius.

Het zal duidelijk zijn, dat ook een analoge presentatie van de gemeten snelheid mogelijk is. Verder kan door de in-25 richting volgens de uitvinding in een terugkoppellus op te nemen, door besturingsraiddelen een constante stroomsnelheid, . bijvoorbeeld een vast pompdebiet of constante vaarsnelheid, worden gerealiseerd.It will be clear that an analog presentation of the measured speed is also possible. Furthermore, by incorporating the device according to the invention into a feedback loop, control means can provide a constant flow rate. for example a fixed pump flow rate or a constant sailing speed.

30 820090930 8200909

„•►iiCi.'.fci.C"• ►iiCi.". Fci.C

Claims (8)

1. Werkwijze voor het waarnemen, bijvoorbeeld het detecteren, van een beweging, bijvoorbeeld een stroming in of ten opzichte van een medium, zoals een vloeistof, emulsie, suspensie of gas, met het kenmerk, dat aan de van het medium 5 afgevende zijde van een aan het medium grenzend vlak een van de temperatuur van het medium afwijkende temperatuur wordt opgewekt en de warmtestroqm door het vlak wordt bepaald.Method for detecting, for example detecting, a movement, for instance a flow in or relative to a medium, such as a liquid, emulsion, suspension or gas, characterized in that on the side of the medium 5 a surface adjacent to the medium and a temperature different from the temperature of the medium is generated and the heat flow through the surface is determined. 2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de temperatuur aan het vlak wordt gemeten, de temperatuur op 10 tenminste enige afstand daarvan- in het medium wordt gemeten en beide temperaturen onderling worden vergeleken.2. Method according to claim 1, characterized in that the temperature is measured on the surface, the temperature is measured at least some distance from it in the medium and the two temperatures are compared with each other. 3. Inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens conclusie 1, gekenmerkt door een in het medium te plaatsen huis met een mediumdichte wand, een binnen dat huis aan- 15 gebracht element voor het opwekken van een van de temperatuur van het medium afwijkende temperatuur, en middelen voor het bepalen van de warmtestroom door de wand.3. Device for carrying out the method according to claim 1, characterized by a housing with a medium-tight wall to be placed in the medium, an element arranged inside that housing for generating a temperature deviating from the temperature of the medium, and means for determining the heat flow through the wall. 4. Inrichting volgens conclusie 3 voor het uitvoeren van de werkwijze volgens conclusie 3, gekenmerkt door een ther-misch met de wand gekoppeld eerste temperatuurwaarneemorgaan en een op tenminste enige afstand daarvan in het medium te plaatsen tweede temperatuurwaarneemorgaan.Apparatus according to claim 3 for carrying out the method according to claim 3, characterized by a first temperature sensor connected thermally to the wall and a second temperature sensor to be placed in the medium at least some distance therefrom. 5. Inrichting volgens conclusie 3 of 4, met het kenmerk, dat het element voor het opwekken van een van de temperatuur 25 van het medium afwijkende temperatuur ten opzichte van het buitenvlak van de wand een aanzienlijke inwendige weerstand bezit.5. Device as claimed in claim 3 or 4, characterized in that the element for generating a temperature deviating from the temperature of the medium relative to the outer surface of the wall has a considerable internal resistance. 6. Inrichting volgens conclusie 4 of 5, met het kenmerk dat beide temperatuurwaarneemorganen in één huis zijn opgeno- 30 men en dat het tweede temperatuurwaarneemorgaan thermisch geïsoleerd is opgesteld van het eerste temperatuurwaarneemorgaan en van het element voor het opwekken van een van de temperatuur van het medium afwijkende temperatuur.6. Device according to claim 4 or 5, characterized in that both temperature sensors are housed in one housing and that the second temperature sensor is arranged thermally insulated from the first temperature sensor and from the element for generating one of the temperature of the medium temperature. 7. Inrichting volgens één der conclusies 3-6, met het 35 kenmerk, dat de wand uit roestvast staal bestaat.7. Device according to any one of claims 3-6, characterized in that the wall consists of stainless steel. 8. Inrichting volgens één der conclusies 3-7, gekenmerkt door een alarmerings- en/of besturingsorgaan. 82 0 0 9 0 9Device as claimed in any of the claims 3-7, characterized by an alarm and / or control member. 82 0 0 9 0 9