DD160928A1

DD160928A1 - ARRANGEMENT FOR FLOW MEASUREMENT FOR LIQUIDS AND GASES

Info

Publication number: DD160928A1
Application number: DD21497379A
Authority: DD
Inventors: Erich Schleicher
Original assignee: Mittweida Ing Hochschule
Priority date: 1979-08-14
Filing date: 1979-08-14
Publication date: 1984-06-27

Abstract

Die Erfindung beschreibt eine Anordnung zur Durchflussmengenmessung bei Fluessigkeiten und Gasen, die aus einem Fluegelrad mit einem Tachogenerator und einem Quecksilbercoulometer besteht, dessen Elektrolysestrom durch den Tachogenerator geliefert wird. In einer Ausfuehrungsform dient ein mit einem waessrigen Elektrolyt gefuellter Zwischenraum zwischen den beiden Quecksilbersaeulen des Coulometers als Wegmarke fuer die Durchflussmenge, in einer zweiten Ausfuehrungsform ist die Laenge einer Quecksilbersaeule ein Mass fuer die Durchflussmenge. Durch seitlich in das Coulometerroehrchen hineinragende Elektroden lassen sich elektrische Signal- und Schaltvorgaenge ausloesen. Mit der erfindungsgemaessen Anordnung ist eine integrierende Durchflussmengenmessung von Fluessigkeiten und Gasen in Rohren oder Kanaelen moeglich. Die Anordnung arbeitet wartungsfrei und benoetigt keine aeussere Spannungsquelle. Sie kann auf vielen Gebieten der Technik und Wissenschaft eingesetzt werden, eignet sich aber auch fuer Gas- und Wasserdurchflussmengenmesser in Haushaltungen. Gegenueber bekannten technischen Loesungen arbeitet sie zuverlaessiger und kann beliebige Teilmengen der Durchflussmenge signalisieren.The invention relates to a flow rate measurement device for liquids and gases, which consists of a fluorine wheel with a tachogenerator and a mercury coulometer whose electrolysis current is supplied by the tachogenerator. In one embodiment, a space filled with an aqueous electrolyte between the two mercury columns of the coulometer serves as a waymark for the flow rate, in a second embodiment, the length of a mercury column is a measure of the flow rate. By laterally projecting into the Coulometerroehrchen electrodes can be triggered electrical signal and Schaltvorgaenge. With the arrangement according to the invention, an integrated flow rate measurement of liquids and gases in pipes or channels is possible. The arrangement works maintenance-free and does not require an external voltage source. It can be used in many fields of engineering and science, but is also suitable for gas and water flow meters in households. Compared with known technical solutions it works more reliably and can signal any part of the flow rate.

Description

2H9732H973

Titel der ErfindungTitle of the invention

Anordnung zur Durchflußmengenmeesung bei Flüssigkeiten und GasenArrangement for Durchflußmengenmeesung at liquids and gases

Anwendungsgebiet der !ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Durohflußraengenmessung bei Flüssigkeiten und Gasen, die auf Grund ihres Prinzips fUr sehr unterschiedliche flüssige und gasförmige Medien und einen weiten Bereich der Strömungsgeschwindigkeiten und Durchflußmengen eingesetzt werden kann. Da die konstruktive Gestaltung außerdem so gewählt werden kann, daß aggressive Medien die Wirkungsweise und den Betrieb der erfindungsgemäßen Anordnung nicht beeinflussen, ergeben eich viele Anwendungsgebiete in der Technik und Wissenschaft. So können Flüssigkeitsmengen in der chemischen Verfahrenstechnik überall dort gemessen werden, wo eine maximale Temperatur von etwa 100 ⁰C nicht überschritten wird und die Viskosität der Flüssigkeit die Anwendung von Flügelradzählern ermöglicht· Bei der Durchflußmengenmessung von Gasen ist die Anwendung möglich, wenn die Maximaltemperatur nicht überschritten wird und die Strömungsgeschwindigkeit mit Flügel« radzählern erfaßt werden kann« Ein breites Einsatzgebiet könnte sich allgemein bei der Verbrauchsmessung von WasserThe invention relates to an arrangement for Durohflußraengenmessung in liquids and gases, which can be used due to their principle for very different liquid and gaseous media and a wide range of flow rates and flow rates. Since the structural design can also be chosen so that aggressive media does not affect the operation and operation of the inventive arrangement, eich many applications in engineering and science. Thus, liquid quantities in chemical engineering can be measured anywhere where a maximum temperature of about 100 ⁰ C is not exceeded and the viscosity of the liquid allows the use of impeller meters · When Durchflußmengenmessung of gases, the application is possible if the maximum temperature does not exceed and the flow velocity can be detected with winged wheel counters. "A broad field of application could generally be found in the consumption measurement of water

1Q.DEL 1932* OSHJi.1Q.DEL 1932 * OSHJi.

- 2 - und Gas im Haushalt ergeben«- 2 - and gas in the household result «

2U9732U973

Die erfindungsgemäße Anordnung benötigt keine äußere Stromquelle, ist in dem durch die Konstruktion jeweils vorgegebenen Einsatzgebiet nahezu temperaturunabhängig und kann nach Ablauf der Meßzeit oder zu einem beliebigen Zeitabschnitt in die Ausgangsmeßstellung zurückversetzt werden· Die Anordnung arbeitet wartungsfrei· Ihr Meßbereich ist einstellbar· Es besteht die Möglichkeit, äußere elektrische Sohalt- und Signalvorgänge auszulösen·The arrangement according to the invention requires no external power source, is virtually independent of temperature in the application area predetermined by the construction and can be returned to the initial measuring position after the measuring time or at any time interval. · The arrangement works maintenance-free · Your measuring range is adjustable · There is the possibility to trigger external electrical holding and signaling processes ·

Gegenüber bekannten technischen Lösungen hat diese Anordnung den Vorzug, daß sie außer einer Welle keine bewegten Teile hat und bei großer Anwendungsbreite sehr einfach aufgebaut ist. Sie kann außerdem beliebige Teilmengen signalisieren.Compared to known technical solutions, this arrangement has the advantage that it has no moving parts except a shaft and is very simple with a large application width. It can also signal any subsets.

Characteristic of the known technical solutions

Durchflußmengenmesser für Flüssigkeiten oder Gase bestehen aus einem Meßwertgeber, der die entsprechenden Parameter der Flüssigkeits- oder Gasströmung aufnimmt, und einem integrierenden oder summierenden Meßwerk·Flow meters for liquids or gases consist of a transmitter, which receives the corresponding parameters of the liquid or gas flow, and an integrating or summing measuring device.

Als Meßwertgeber für die Parameter der strömenden Flüssigkeit in Kanälen oder Rohrleitungen haben Anordnungen eine weite Verbreitung gefunden, die sich auf die Messung der Druckdifferenzen bei Querschnittsänderungen der Rohrleitung stützen· Die Querschnittsverengung wird durch Einbau eines Venturirohres, einer Düse oder eines Staurandes in die Rohrleitung erreicht· Beim Venturirohr wird durch eine sanfte Querschnittserweiterung hinter der engsten Stelle der größte Teil des Druckabfalles zurückgewonnen. Der Zusammenhang zwischen der Strömungsgeschwindigkeit und dem Druck, aus dem im Zusammenhang mit der Rohrweite auf die Durchflußmenge geschlossen werden kann, ergibt sich aus der bekannten Bernoullischen Gleichung·Arrangements have been widely used as transmitters for the parameters of the flowing liquid in ducts or pipelines, which are based on the measurement of the pressure differences in the case of changes in the cross section of the pipeline. The cross-sectional constriction is achieved by installing a Venturi tube, a nozzle or a stowage area in the pipeline. In the Venturi tube, a gentle cross-sectional enlargement behind the narrowest point recovers most of the pressure drop. The relationship between the flow rate and the pressure, from which it is possible to deduce the flow rate in connection with the pipe diameter, results from the known Bernoulli equation.

The pitot tube that works out works on a similar principle

-3 - L \ *Ό I 0 -3 - L \ * Ό I 0

einem Pitotrohr und einer statischen Sonde besteht und durch Differenzbildung zwischen dem Gesamtdruck und dem statischen Druck den Staudruck mißt. Aus diesem ergibt sich nach der Bernoullischen Gleichung die Strömungsgeschwindigkeit, die wiederum bei bekanntem Rohrquerschnitt ein MaB für die Durohflußmenge ist.a pitot tube and a static probe and measures by difference between the total pressure and the static pressure the back pressure. From this results according to the Bernoulli equation, the flow velocity, which in turn is a measure of Durohflußmenge with known pipe cross-section.

Sehr weit verbreitet sind die Rotameter, die für Gase Und Flüssigkeiten geeignet sind und nach dem Schwebekörperprinzip arbeiten. Sie bestehen im wesentlichen aus einem senkrecht stehenden konischen Meßrohr mit einem darin frei beweglichen Schwebekörper· Bei konstanter Strömungsgeschwindigkeit stellt sich der Schwebekörper auf eine bestimmte Höhe ein, bei der Gleichgewicht zwischen den Auftriebskräften und der Gewichtskraft des Probekörpers vorliegt· Das Meßrohr kann mit einer Strichteilung versehen werden, die eine direkte Ablesung der Durchflußmenge gestattet. Für Fernanzeige und Integration kann ein induktiver Meßwertgeber angeschlossen werden.Very widely used are the Rotameter, which are suitable for gases and liquids and operate on the float principle. They consist essentially of a vertical conical measuring tube with a freely floating float · At constant flow rate, the float adjusts to a certain height, in which balance between the buoyancy forces and the weight of the specimen is present · The measuring tube can be provided with a punctiform division which allows a direct reading of the flow rate. For remote display and integration, an inductive transmitter can be connected.

Weitere Geschwindigkeitsmesser sind die Flügelradzähler, die als Flügelradanemometer und Schalenkreuzanemometer für Luft und hydrometrische Flügel für Wasser bekannt sind. Man mißt hierbei die Umdrehungen pro Sekunde, die von einem Zählwerk angezeigt und addiert werden können.Other speedometers are the impellers, known as vane anemometers and cup anemometers for air and hydrometric blades for water. It measures the revolutions per second, which can be displayed and added by a counter.

Eine elektrische Messung der Strömungsgeschwindigkeit, insbesondere für kleine und mäßige Luft- und Flüssigkeitsgeschwindigkeiten, kann mit einer Hitzdrahtsonde durchgeführt werden. Das Prinzip dieses Gerätes beruht auf der Messung des Wärmeverlustes, den ein elektrisch geheizter Metalldraht im strömenden Medium erfährt. In einer Abwandlung dieses Verfahrens werden an Stelle der Drahtsonden elektrisch beheizte Thermistoren verwendet.An electrical measurement of the flow rate, especially for small and moderate air and liquid velocities, can be performed with a hot wire probe. The principle of this device is based on the measurement of the heat loss experienced by an electrically heated metal wire in the flowing medium. In a modification of this method, electrically heated thermistors are used instead of the wire probes.

Bekannt ist auch ein Verfahren zur induktiven Volumenstrommessung bei Flüssigkeiten, die aber dann eine gewisse elektrische Mindestleitfähigkeit aufweisen müssen·Also known is a method for inductive volumetric flow measurement in liquids, which must then have a certain minimum electrical conductivity ·

r 4 -r 4 -

214973.214,973th

Zur Integration bzw. Zählung der von den beschriebenen Gebern abgegebenen Informationen werden unterschiedliche Wandler benutzt· Sehr verbreitet ist der in Verbindung mit dem Rotameter erwähnte induktive Wandler* dessen Ausgangsspannung einem elektrischen Zähler zugeführt wird· Bei rotierenden Geschwindigkeitsmessern kann die Drehzahl zur Betätigung eines mechanischen Zählwerkes oder eines elektrischen Tachogenerators verwendet werden· Tachogeneratoren geben eine Wechsel-, Gleich- oder Impulsspannung ab, deren Wert von der Drehzahl abhängt· Die Integration oder Addition kann wiederum über zugeschaltete elektrische Zähler erfolgen· Bei Wechselstrom- und Impulstachogeneratoren kann auch die Frequenz zur Ansteuerung von Zählfrequenzmessern verwendet werden.Different transducers are used to integrate or count the information given by the encoders described. The inductive transducer mentioned in connection with the rotameter is widely used. Its output voltage is supplied to an electrical counter. For rotary speedometers, the rotational speed can be used to actuate a mechanical counter or · Tachogenerators output an alternating, direct or pulse voltage, the value of which depends on the speed · The integration or addition can in turn be carried out via connected electrical meters. · In the case of AC and pulse tachogenerators, the frequency can also be used to drive counting frequency meters be used.

Von den beschriebenen Anordnungen ist zur integrierenden oder summierenden Meßwertanzeige der Durchflußmenge von Gasen oder Flüssigkeiten nur die Kombination eines Flügelrades mit einem mechanischen Zählwerk für eine größere Anwendungsbreite geeignet· Alle anderen Kombinationen werden meist für wissenschaftliche Untersuchungen hergestellt und müssen entsprechend den Anforderungen justiert und gewartet werden oder sind auf wenige spezielle Anwendungsgebiete begrenzt·Of the arrangements described, only the combination of an impeller with a mechanical counter for a wider range of applications is suitable for integrating or summing Meßwertanzeige the flow of gases or liquids · All other combinations are usually prepared for scientific research and must be adjusted and maintained according to the requirements or are limited to a few special fields of application ·

Object of the invention

Die Erfindung setzt sich das Ziel, für die integrierende Durchflußmengenmessung von Gasen und Flüssigkeiten in Rohren oder Kanälen eine einfache Anordnung mit großer Anwendungsbreite zu realisieren, die wartungsfrei arbeitet und bei bestimmten Zwischenmengen Signal- oder Schaltvorgänge auslösen kann·The invention has set itself the goal to realize a simple arrangement with a wide range of applications for the integrated flow measurement of gases and liquids in pipes or channels, which operates maintenance-free and can trigger signal or switching operations at certain intermediate amounts.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den an sich bekannten Flügelradzähler mit Tachogenerator so mit einem Quecksilbercoulometer zu kombinieren, daß die Vorzüge des Flügelradzählers, insbesondere seine universelle Einsatzbarkeit, Ein-The invention has for its object to combine the per se known impeller with tachogenerator with a mercury coulometer so that the advantages of Flügelradzählers, in particular its universal applicability, a

fachheit und Lageunabhängigkeit mit denen des Quecksilbercoulometera, insbesondere seiner Lage- und weitgehenden Temperatur Unabhängigkeit, zu einer neuartigen Anordnung vereinigt werden, die diese Vorzüge gemeinsam aufweist·and independence of position are combined with those of the mercury coulometer, in particular its positional and extensive temperature independence, in a novel arrangement which has these advantages in common

Erfindungegemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein an sich bekanntes Flügelrad auf seiner Welle einen Tachogenerator trägt, dessen Spannung als Elektrolysespannung an die Elektroden seines Quecksilbercoulometers gelegt wird· Das Zusammenwirken dieser Komponenten wird nachfolgend beschrieben·According to the invention, the object is achieved in that a per se known impeller carries on its shaft a tachogenerator whose voltage is applied as electrolysis voltage to the electrodes of its mercury coulometer · The interaction of these components is described below ·

PUr PlUgelräder besteht unter idealisierten Bedingungen zwischen der Umfangsgeschwindigkeit U₀ und der Umdrehungszahl pro Sekunde η die Beziehung u_Q = 2 r*n, wenn r den Radius darstellt· Zwischen der Umfangsgeschwindigkeit u_Q und derIn idealized conditions, between the peripheral speed U ₀ and the number of revolutions per second, η is the relation U _q = 2 r * n when r represents the radius. Between the peripheral speed u _Q and the

AnStrömungsgeschwindigkeit w gilt die Beziehung jj « kAt flow velocity w the relation jj «k holds

^uo ° oder w = a»n, wobei k_Q der geometrischen Steigung der Flügel proportional ist mit ^u o ° or w = a »n, where k _Q is proportional to the geometric slope of the wings

a 2 »r»k₀ .a 2 »r» k ₀ .

Wegen der mechanischen und hydrodynamischen Verluste hat allerdings der wirkliche Zusammenhang die Form w = a«n + b, wobei die Konstanten a und b einmalig einjustiert werden müssen.Because of the mechanical and hydrodynamic losses, however, the real relationship has the form w = a "n + b, whereby the constants a and b have to be adjusted once.

Die Welle des Flügelrades bildet gleichzeitig die Achse eines Tachogenerators, der sowohl als Weohselspannungstachogenerator als auch als Gleichspannungstachogenerator ausgeführt werden kann· Im ersten Falle rotiert ein Permanentmagnet als Rotor in ruhenden Spulen, und die induzierte Wechselspannung ist hinsichtlich ihres Wertes und der Frequenz der Drehzahl η pro Sekunde und der magnetischen Induktion des Rotors proportional· Sie muß anschließend gleichgerichtet werden· Bei einem Gleichspannungstachogenerator wird in bekannter Weise das Feld kommutiert, so daß die Ausgangsgleichspannung unmittelbar für die Coulometerelektrolyse verwendet werden kann.The shaft of the impeller simultaneously forms the axis of a tachogenerator, which can be executed both as Weohspannung tachogenerator and as Gleichspannungsstachogenerator · In the first case a permanent magnet rotates as a rotor in quiescent coils, and the induced AC voltage is in terms of their value and the frequency of the speed η per It must then be rectified. In the case of a DC tachogenerator, the field is commutated in a known manner, so that the DC output voltage can be used directly for the Coulometer electrolysis.

9R9*9R9 *

2U9732U973

Von besonderer Bedeutung ist in beiden Fällen, daß die nach Gleichrichtung oder direkt abgenommene Gleichspannung der Umdrehungszahl pro Sekunde proportional ist, da nur in einem solchen Falle auch die Proportionalität zwischen Anströmungsgeschwindigkeit und Spannung gewährleistet ist· Dieser Spannungsverlauf kann entweder durch die Konstruktion der Tachogeneratoren oder durch nachfolgende elektronische Korrekturglieder erzielt werden·Of particular importance in both cases is that after rectification or direct DC voltage is proportional to the number of revolutions per second, since only in such a case, the proportionality between the flow velocity and voltage is ensured · This voltage profile can either by the design of the tachometer or by following electronic correction elements are achieved ·

Diese Gleichspannung wird über einen Vorwiderstand an die Elektroden des Quecksilbercoulometers gelegt. Dieser Vorwiderstand bestimmt mit dem Elektrolysestrom und somit die Elektrolysegeschwindigkeit· Bei dem Quecksilbercoulometer befindet sioh zwischen zwei Elektroden mit jeweils einer bestimmten Menge Quecksilber ein wäßriger Elektrolyt· Wird durch diese Anordnung ein Gleichstrom geleitet, so tritt Elektrolyse ein, und für die ablaufenden Vorgänge gilt das Faradaysehe Gesetz in seiner allgemeinen FormThis DC voltage is applied via a series resistor to the electrodes of the mercury coulometer. This series resistance is determined by the electrolysis current and thus the electrolysis rate. The mercury coulometer contains an aqueous electrolyte between two electrodes each containing a certain amount of mercury. If a direct current is passed through this arrangement, electrolysis occurs and the Faraday process is used for the processes which take place Law in its general form

*2 Μ·Α· i(t)dt .* 2 Μ · Α · i (t) dt.

Dabei ist M die abgeschiedene Stoffmenge, A ist das elektrochemische Potential; d· h· eine Materialkonstante, die angibt, wieviel Gramm eines bestimmten Ions von einer As abgeschieden werden; i(t) ist der Strom und t die Stromflußzeit_β Bei Stromfluß gehen an der mit dem positiven Pol verbundenen Quecksilbersäule Hg-Ionen in Lösung, wandern durch den Elektrolyten und werden an der mit dem negativen Pol verbundenen Quecksilbersäule wieder abgeschieden· Das Quecksilber wandert also mit dem Strom vom positiven zum negativen Pol, das heißt, die positive Quecksilbersäule wird kürzer, die negative dagegen länger. Da die abgeschiedene Materialmenge der Stromflußzeit proportional ist, der Strom wiederum der Tachogeneratorspannung und diese der Ansteömimgsgeschwindigkeit, ist die abgeschiedene Materialmenge proportional der Durchflußmenge durch einen bestimmten Rohrquerscbnitt« Pro-Where M is the amount of deposited material, A is the electrochemical potential; d · h · a material constant that indicates how many grams of a given ion are deposited by an As; i (t) is the current and t is the current flow time _β When current flows, Hg ions go into solution at the column of mercury connected to the positive pole, migrate through the electrolyte and are separated again at the column of mercury connected to the negative pole. · The mercury thus migrates with the current from the positive to the negative pole, that is, the positive mercury column becomes shorter, while the negative one becomes longer. Since the amount of deposited material is proportional to the current flow time, the current in turn to the tachogenerator voltage and that of the annealing speed, the amount of material deposited is proportional to the flow rate through a particular pipe cross section.

- 7- . L I. ** O / O- 7-. L I. ** O / O

portionalität soll ausdrucken, daß konstruktionsbedingte Faktoren bei der Justierung der Skale ermittelt werden müssen.Portionality is intended to express that design-related factors must be determined when adjusting the scale.

Figur 1 zeigt ein Beispiel für eine erfindungsgemäße Anordnung zur Durchflußmengenmessung· Das in einem Rohr oder Kanal anströmende Medium 1, also Gas oder eine Flüssigkeit, versetzt das Flügelrad 2 in Umdrehungen· Dadurch wird in dem Tachogenerator 3 eine Spannung erzeugt, die als Gleichspannung an ein Coulometerröhrchen 4 über einen Vorwiderstand 5 gelegt wird. Das Coulometerröhrchen enthält zwei Quecksilberteilsäulen, die durch einen kleinen Einschluß aus einem wäßrigen Elektrolyt getrennt sind* Bei Stromfluß wandert dieser Einschluß von dem negativen zum positiven Pol, seine Stellung markiert das Integral über alle Durchflußteilmengen· Mit dem Vorwiderstand 5 erfolgt nicht nur die Anpassung der Tachogeneratorspannung an den Strombedarf des Coulometerröhrchens, sondern es kann auch der Meßbereich eingestellt werden. Da dieser Widerstand relativ groß gegen den Innenwiderstand des Coulometers ist, gleicht er zusätzlich temperaturbedingte Änderungen der Ionenleitfähigkeit aus·Figure 1 shows an example of an inventive arrangement for Durchflußmengenmessung · The flowing in a pipe or channel medium 1, ie gas or a liquid, the impeller 2 in turns · This generates a voltage in the tachometer generator 3, which is a DC voltage to a Coulometer tube 4 is placed over a series resistor 5. The Coulometer tube contains two mercury part columns which are separated by a small inclusion of an aqueous electrolyte. When current flows, this confinement migrates from the negative to the positive pole, its position marks the integral over all flow subsets. With the series resistor 5, not only the adaptation of the tachogenerator voltage occurs to the power requirement of Coulometerröhrchens, but it can also be set the measuring range. Since this resistance is relatively high compared to the internal resistance of the coulometer, it additionally compensates for temperature-induced changes in the ionic conductivity.

Nach Ablauf der Messung kann die Marke auf ihre Ausgangsposition zurückgestellt werden· Dazu muß eine entgegengesetzt gepolte äußere Spannung an das Röhrchen gelegt werden· Es ist deshalb zweckmäßigerweise auswechselbar anzuordnen·After the measurement has been completed, the mark can be returned to its initial position. For this purpose, an oppositely poled external voltage must be applied to the tube. It is therefore expedient to arrange it interchangeably.

Zur Auslösung von Signal- und Sohaltvorgängen besteht auch die an sich bekannte Möglichkeit, seitlioh in das Coulometerröhrchen gegenüberliegende dünne Schichtelektroden einzuführen, deren Breite kleiner als die Länge des Einschlusses sein muß· Wird dann duroh diese gegenüberliegenden Elektroden beispielsweise ein Wechselstrom geleitet, so ist in dem angeschalteten Stromkreis beim Fassieren des Einschlusses eine Widerstandeerhöhung als Spannungssprung meßbar, der für Signalzwecke verwendet werden kann« Eine solche Anordnung gemäß Figur 1 ist lageunabhängig·To initiate signal and Sohaltvorgängen there is also the known per se, seitlioh introduce into the Coulometerröhrchen thin layer electrodes whose width must be smaller than the length of the inclusion · If then by these opposing electrodes, for example, an alternating current passed, so is in the connected circuit when capturing the inclusion a resistance increase as a voltage jump measurable, which can be used for signal purposes. Such an arrangement according to Figure 1 is position-independent ·

214973214973

Figur 2 verdeutlicht eine andere Möglichkeit für die Realisierung der erfindungsgemäßen Anordnung· Das anströmende Medium 1 versetzt ebenfalls das Flügelrad 2 in Rotation, der Tachogenerator 3 erzeugt eine Spannung, die als Gleichspannung über einen Vorwiderstand 4 einer Coulometeranordnung zugeleitet wird» die aus einem Vorratskölbchen 5, gefüllt mit Quecksilber, einer Queoksilberteilsäule 6 und einem wäßrigen Elektrolyt 7 besteht* Wenn die Anordnung so gepolt wird, daß an 6 der negative Pol liegt, so wächst diese Säule proportional zur Durchflußmenge· Der Vorrat an Quecksilberionen kommt aus dem Vorratskölbchen 5· Nach Beendigung der Messung kann durch Kippen der Coulometeranordnung der Quecksilberanteil 6 in das Vorratskölbchen 5 zurückbefördert werden, die gesamte Anordnung ist für neue Messungen bereit.Figure 2 illustrates another possibility for the realization of the inventive arrangement · The flowing medium 1 also sets the impeller 2 in rotation, the tachogenerator 3 generates a voltage which is fed as DC voltage via a series resistor 4 of a Coulometeranordnung »from a Vorratskölbchen 5, If the arrangement is poled so that the negative pole is at 6, this column grows proportionally to the flow rate. The supply of mercury ions comes from the storage vat 5 Measurement can be returned by tilting the Coulometeranordnung the mercury content 6 in the Vorratskölbchen 5, the entire arrangement is ready for new measurements.

Ausführungsbeispielembodiment

Zur Durchflußmengenmessung in einer Ölleitung mit einem Innendurchmesser von 50 mm wurde ein Durchflußmengenmesser gemäß der in Figur 1 beschriebenen Anordnung konstruiert· Bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 0,83 dar/s rotiert das Flügelrad mit 14 Umdrehungen pro Sekunde· Der auf der gleichen Welle angebrachte Wechselspannungstachogenerator gab dabei eine Spannung von 440 mV ab, die durch eine Siliziumdiode gleichgerichtet und über einen Vorwiderstand an die Elektroden eines Quecksilbercoulometers gelegt wurde· Dieses Quecksilbercoulometer bestand aus einem Glasröhrchen von 25 mm länge· Seine Innenkapillare war an beiden Stirnseiten durch Platinelektroden abgeschlossen, zwischen denen sich das Quecksilber mit dem Einschluß aus dem wäßrigen Elektrolyten befand· Es war für eine maximale Ladung von 6,5 mAh ausgelegt, d· h« bei einem Strom von 6,5 uA durchlief der Einschluß das gesamte Coulometerröhrchen in 1000 h· Der Innenwiderstand wurde fast ausschließlich durch diesen Einschluß bestimmt und betrug bei 20 ⁰C etwa 120 « Unter Be» rücksichtigung der Gleichrichtung war ein Vorwiderstand von 15»5 k zur Einstellung dieser Durchlaufzeit erforderlich·For flow measurement in an oil conduit having an inner diameter of 50 mm, a flowmeter was constructed according to the arrangement described in Figure 1. At a flow rate of 0.83, the impeller rotated at 14 revolutions per second. The AC tachogenerator mounted on the same shaft gave In this case, a voltage of 440 mV, which was rectified by a silicon diode and connected via a series resistor to the electrodes of a mercury coulometer · This mercury coulometer consisted of a glass tube of 25 mm length · His inner capillary was closed at both ends by platinum electrodes, between which the It was designed for a maximum charge of 6.5 mAh, ie at a current of 6.5 μA, the inclusion passed through the entire Coulometer tube in 1000 h. The internal resistance became almost exclusive determined by this inclusion and was about 120 ° at 20 ^° C. Under consideration of the rectification, a series resistor of 15 5 k was required to set this cycle time.

-9- L I kV 16 -9- L I kV 16

Mit dieser beschriebenen Anordnung betrug die maximale Anzeige der Anordnung 3·10 dm³· Durch Verringerung des Vorwiderstandes konnte dieses maximale Anzeigevolumen verringert werden, durch Vergrößerung wurde es ebenfalls vergrößert. Es mußte dafür Sorge getragen werden, daß ein maximaler Strom von 0,2 mA nicht Überschritten wurde, um beim coulometrischen Prozeß Gasentwicklung zu vermeiden·With this arrangement described, the maximum display of the arrangement was 3 × 10 dm ^3. By reducing the series resistance, this maximum display volume could be reduced, and by enlargement it was also increased. Care had to be taken that a maximum current of 0.2 mA was not exceeded in order to avoid gas evolution in the coulometric process.

Claims

-ι «.- 2U973 claim for invention

1. Arrangement for flow measurement in liquids and gases, consisting of an impeller with tachometer generator and a mercury coulometer, characterized in that the output voltage of the tachogenerator forms the electrolysis voltage for the mercury coulometer,

2. Arrangement for flow measurement in liquids and gases according to Funkt 1, characterized in that the mercury supply for the electrolysis process is in a Kb'lbchen, in which the electrolytically deposited mercury can flow back by rotation of the arrangement ·

3 · Arrangement for measuring the flow rate of liquids and gases according to item 1, characterized in that electrodes projecting laterally into the mercury coulometer tube protrude via which electrical circuit operations can be triggered »

4 Arrangement for measuring the flow rate of liquids and gases according to point 1, characterized in that the measuring range of the arrangement is adjustable by the size of a resistor arranged between tachogenerator and coulometer «

See 1 page. Drawings 4 η nn iQ η 9 * fi