DD253082A1

DD253082A1 - FLOW PROBE

Info

Publication number: DD253082A1
Application number: DD29497386A
Authority: DD
Inventors: Heinz Gena; Gunter Dietrich; Peter Weissbach; Rita Kopprasch; Karin Henze
Original assignee: Leuna Werke Veb
Priority date: 1986-10-03
Filing date: 1986-10-03
Publication date: 1988-01-06
Also published as: DE3732583A1

Abstract

Die Durchflussmesssonde wird angewendet in der Mengenmesstechnik fuer stroemende Fluessigkeiten und Gase. Die als zylindrische Koerper ausgebildete Sonde ist ueber den gesamten Durchmesser der Rohrleitung radial eingefuehrt, besitzt stromaufwaerts und zur Rohrwand gerichtete Druckentnahmeoeffnungen und ist erfindungsgemaess in ihrem Durchmesser in Abhaengigkeit von einem vorgegebenen Oeffnungsverhaeltnis mF2/F1 fixiert, wobei das Oeffnungsverhaeltnis zwischen 0,3 und 0,95 liegt. An den stromaufwaerts gerichteten Oeffnungen wird ein Gesamtdruck und an den zur Rohrwand gerichteten Oeffnungen infolge der Einschnuerung durch den Sondenkoerper wird ein vom statischen Druck ueberlagerter Unterdruck gemessen. Der am Ausgang der Sonde anstehende Differenzdruck ist durch die Wahl des Sondendurchmessers modifizierbar. Damit wird eine Beeinflussbarkeit des Ausgangssignals und eine Anpassung an vorhandene Messtechnik erreicht. Figur 2The flow measuring probe is used in quantity measuring technology for flowing liquids and gases. The probe formed as a cylindrical body is radially introduced over the entire diameter of the pipe, has upstream and to the pipe wall Druckentnahmeoeffnungen and is inventively fixed in diameter as a function of a predetermined opening ratio mF2 / F1, wherein the Oeffnungsverhaeltnisnis 0.3 to 0, 95 is located. At the upstream openings, a total pressure is measured and at the openings directed towards the pipe wall as a result of the confinement by the probe body, a negative pressure superimposed by the static pressure is measured. The differential pressure at the probe outlet can be modified by selecting the probe diameter. Thus, an influenceability of the output signal and an adaptation to existing measurement technology is achieved. FIG. 2

Description

Hierzu 7 Seiten ZeichnungenFor this 7 pages drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung wird angewendet in der Mengenmeßtechnik für strömende Flüssigkeiten und Gase.The invention is used in the quantity measuring technique for flowing liquids and gases.

Characteristic of the known state of the art

Es sind Differentialdruckströmungssonden zum Einsatz in fließfähiges Medium führende Rohrleitungen bekannt (DE 1935989) bei denen sich eine als Hohlrohr ausgebildete Stausonde über den gesamten Durchmesser der Rohrleitung erstreckt und mit mehreren stromaufwärts gerichteten Öffnungen versehen ist, die paarweise und symmetrisch zu einer stromabwärts befindlichen Öffnung für die Erfassung des statischen Druckes im Mittelpunkt des Strömungsquerschnittes außerhalb der Mitte angeordnet sind. Die Mängel, die dieser Sonde anhaften, bestehen darin, daßThere are known differential pressure flow probes for use in flowable medium pipelines (DE 1935989) in which a hollow tube designed as a stamper extends over the entire diameter of the pipe and is provided with a plurality of upstream openings, which are paired and symmetrical to a downstream opening for the Detecting the static pressure in the center of the flow cross-section are arranged outside the center. The shortcomings inherent in this probe are that

— das Ausgangssignal ausschließlich auf der Messung des Staudruckes nach der Beziehung q = —-— c² - the output signal based solely on the measurement of the back pressure according to the relationship q = --- c ²

basiert, wobei Rho die Dichte des strömenden Stoffes und c die Strömungsgeschwindigkeit ist.where Rho is the density of the flowing substance and c is the flow velocity.

Dieser Staudruck ist zu den mit den herkömmlichen Meßverfahren erzeugbaren Differenzdrücken sehr gering, d.h. Geräte dieser Art stellen ungeachtet der ihnen anhaftenden Vorzüge keine echte Alternative zu den herkömmlichen Drosselmeßverfahren dar;This back pressure is very low compared to the differential pressures that can be generated by the conventional measuring methods, i. Irrespective of their inherent advantages, devices of this type do not represent a real alternative to conventional throttle measurement techniques;

— das Ausgangssignal einer Abweichung unterliegt, die bezogen auf die Reynoldsche Zahl zwischen Re = 1 χ 10⁵und Re = 2,5 χ 10⁵von -15% bis 0% liegt, um dann erneut abzufallen;- The output signal is subject to a deviation, which is based on the Reynolds number between Re = 1 χ 10 ⁵ and Re = 2.5 χ 10 ⁵ from -15% to 0%, and then drop again;

— für das Ausgangssignal, dadurch bedingt, daß die Druckentnahme für den statischen Druck im Abströmbereich des Sondenkörpers liegt, eine Überlagerung desselben durch die sich abströmseitig ausbildenden Strömungserscheinungen eintritt, wodurch das Ausgangssignal über dem Quadrat der Strömungsgeschwindigkeit nicht linear verläuft.- Due to the fact that the pressure drop for the static pressure in the outflow region of the probe body, a superposition of the same occurs due to the downstream forming flow phenomena, whereby the output signal on the square of the flow velocity is not linear.

Weiterhin ist ein Staurohrdurchmesser bekannt (DE 2842676), bei dem der vorangeführte Mangel unter Anstrich 3, d.h. die negative Einwirkung der freien Turbulenz auf den statischen Druck im Abströmbereich des'Sondenkörpers, dadurch behoben wird, daß zwei Flächen mit scharfer Kontur vorgesehen sind und so eine örtlich festliegende Grenzschichtablösung bewirkt und ein Wiederanliegen der Grenzschicht verhindert wird.Furthermore, a Pitot tube diameter is known (DE 2842676), in which the above deficiency under Paints 3, i. the negative effect of the free turbulence on the static pressure in the outflow region of the probe body is remedied by providing two surfaces with a sharp contour and thus effecting a locally fixed boundary layer detachment and preventing the boundary layer from being re-applied.

Es bleiben jedoch die Nachteile unter Anstrich 1 und 2 bestehen.However, the disadvantages remain under painting 1 and 2.

Schließlich ist eine Differenzdrucksonde bekannt (DE 2842414), bei der die Bohrungen zur Aufnahme des statischen Druckes in Durchflußrichtung hinter der Bohrung zur Erfassung des dynamischen Druckanteiles angeordnet sind und paarweise zu beiden Seiten in einem Sondenkörper vor dem Bereich abnehmender Sondenkörperbreite liegen.Finally, a differential pressure probe is known (DE 2842414), in which the bores for receiving the static pressure in the flow direction behind the bore for detecting the dynamic pressure component are arranged and lie in pairs on both sides in a probe body in front of the range of decreasing probe body width.

Aufgabe dieser Maßnahme war es, die Linearität des Ausgangssignales, insbesondere bei niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten, zu verbessern, um dem unter Anstrich 3 angeführten Mangel entgegenzuwirken.The object of this measure was to improve the linearity of the output signal, in particular at low flow velocities, in order to counteract the deficiency mentioned in line 3.

Die Mängel, die unter Anstrich 1 und 2 angeführt sind, können jedoch auch mit dieser Maßnahme nicht behoben werden. Die beschriebene Differenzdrucksonde beruht eindeutig auf dem Prinzip des Staurohres nach Prandtl, welches aus einem in Strömungsrichtung angeordneten dünnen Rohr besteht und bei dem der statische Druck in einem Ringspalt erfaßt wird, der sich stromabwärts hinter der stromaufwärts angeordneten Druckentnahmeöffnung für die Erfassung des Gesamtdruckes befindet. Es sind letztlich auch Staurohre bekannt, bei denen im Gegensatz zu den vorbeschriebenen mehrere Druckentnahmestellen für die Erfassung des statischen Druckes auf der stromabwärts gerichteten Seite in Richtung der Rohrwand befindlich sind, um eine geringere Abhängigkeit des Meßergebnisses von der Reynoldschen Zahl zu erreichen (Automatisierungstechnische Praxis, Verlag Oldenbourg München, 28. Jg., Heft 3, S. 124(1986). Nachteilig ist hierbei, daß auch nur der Staudruck gemessen wird. Damit ist es bei allen angeführten Einrichtungen nicht möglich, für einen gegebenen Durchfluß und einen bestimmten Differenzdruckmesser eine Anpassung des Ausgangssignals durchzuführen. Es besteht ausschließlich die Möglichkeit, aus dem Staudruck auf die Strömungsgeschwindigkeit im Rohr zu schließen, was in der industriellen Praxis auf Grund des relativ niedrigen Signalpegels erhebliche Probleme aufwirft.However, the deficiencies listed in paint 1 and 2 can not be remedied with this measure. The described differential pressure probe is based clearly on the principle of the Pitot tube according to Prandtl, which consists of a thin tube arranged in the flow direction and in which the static pressure is detected in an annular gap which is downstream of the upstream pressure-discharge opening for the detection of the total pressure. Ultimately, there are also known Pitot tubes in which, in contrast to the above-described several pressure tapping points for detecting the static pressure on the downstream side in the direction of the tube wall are located to achieve a lower dependence of the measurement result of the Reynolds number (automation practice, Verlag Oldenbourg Munich, 28th ed., Issue 3, page 124 (1986) .The disadvantage here is that only the dynamic pressure is measured, so that it is not possible for all mentioned facilities, for a given flow and a specific differential pressure gauge It is only possible to deduce the flow velocity in the pipe from the dynamic pressure, which poses considerable problems in industrial practice due to the relatively low signal level.

Die bekannten Durchflußmesser nach dem Differenzdruckverfahren (Verfahren bei konstanter Ortshöhe) basieren einerseits auf dem Staudruckverfahren und andererseits aus dem Drosselverfahren. Beide Verfahren leiten sich aus den energetischen Beziehungen der Rohrströmung ab.The known flow meter according to the differential pressure method (method at a constant altitude) are based on the one hand on the dynamic pressure method and on the other hand from the throttle process. Both methods are derived from the energetic relationships of the pipe flow.

Beim Staudruckverfahren wird die Geschwindigkeit der Rohrströmung mit einem die Strömung vernachlässig bar einengenden Fühler ermittelt und die strömende Menge aus dem Produkt von Geschwindigkeit und Rohrquerschnitt bestimmt. Beim Drosselverfahren wird der gesamte Strom durch eine Verengung des Rohrquerschnittes gezwungen, schneller zu fließen, und die strömende Menge wird aus dem Druckabfall hergeleitet, der sich, bedingt durch die Verengung des Rohrquerschnittes F1 auf einen Rohrquerschnitt F2 ergibt.In the dynamic pressure method, the speed of the pipe flow is determined with a flow negligibly bar constricting sensor and determines the flowing amount of the product of speed and pipe cross-section. In the throttling process, the entire flow is forced to flow faster through a narrowing of the pipe cross-section, and the amount of flow is derived from the pressure drop resulting from the constriction of the pipe cross-section F1 to a pipe cross-section F2.

Das Staudruckverfahren ist gegenüber dem Drosselverfahren durch den geringen dynamischen Druck erheblich benachteiligt, hat aber den Vorteil einer weit geringeren Masse des Fühlers, der Möglichkeit des Aus- und Einbaues ohne daß die Rohrleitung entleert werden muß, wenn sie von Flüssigkeiten durchströmt wird. Weiter erfordert dieses Meßverfahren eine nur geringe Beruhigungsstrecke vordem Fühler.The dynamic pressure method is compared to the throttle process significantly disadvantaged by the low dynamic pressure, but has the advantage of a much lower mass of the probe, the possibility of removal and installation without the pipeline must be emptied when it is flowed through by liquids. Furthermore, this measuring method requires only a small calming distance before the sensor.

Das Drosselverfahren ist das genaueste und daher am weitesten verbreitete aller Durchflußmeßverfahren. Es hat aber die Nachteile, daß die Masse der Fühler relativ zu den Staudrucksonden das zwei- bis 5fache beträgt, der Ein- und Ausbau im Falle der Messung von Flüssigkeitsmengen die Entleerung der Rohrleitung voraussetzt und eine Beruhigungsstrecke sowohl vor als auch nach dem Meßort vorhanden sein muß, die zwischen dem 10-bis20fachen des Rohrdurchmessers liegt, jedoch bei höheren Ansprüchen an die Meßgenauigkeit weit höher liegen kann. Außerdem liegt der Strömungswiderstand weit höher als bei Staudrucksonden. *The throttling process is the most accurate and therefore most widely used of all flow measurement methods. But it has the disadvantages that the mass of the sensor relative to the dynamic pressure probes is two to five times, the installation and removal in the case of the measurement of liquid quantities requires the emptying of the pipeline and a calming section be present both before and after the measurement site must, which is between 10 to 20 times the pipe diameter, but can be much higher with higher demands on the accuracy. In addition, the flow resistance is much higher than with dynamic pressure probes. *

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist eine hohe Materialökonomie durch die Reduzierung der Masse der Sonde und durch die Abminderung der Abmessungen der Beruhigungsstrecken, eine Verbesserung der Energieökonomie durch die Verringerung des Strömungswiderstandes, eine Vereinfachung der Instandhaltung durch maßgebliche Erleichterungen beim Ein- und Ausbau, sowie die Beeinflußbarkeit des Ausgangssignales in Analogie zu den Drosselgeräten, angepaßt an die nachgeschaltete Meßtechnik.The aim of the invention is a high material economy by reducing the mass of the probe and by reducing the dimensions of the calming sections, improving the energy economy by reducing the flow resistance, simplifying the maintenance by significant ease of installation and removal, as well as the influenceability of the Output signals in analogy to the throttle devices, adapted to the downstream measurement technique.

Explanation of the essence of the invention

Es bestand die Aufgabe, die bekannten Staudrucksonden unter Beibehaltung der Vorzüge, die diese gegenüber den Drosselgeräten aufweisen, wie geringe Masse, geringer Strömungswiderstand, geringe Ansprüche an die vor und nachzuschaltenden Beruhigungsstrecken, Vereinfachung der Instandhaltung, so zu gestalten, daß in Analogie zu den Drosselgeräten ein in der Größe frei wählbarer Drosseleffekt und ein in der Größe frei wählbares Ausgangssignal zustandekommt und die Meßgenauigkeit der Drosselgeräte beibehalten wird.It was the object of the well-known dynamic pressure probes, while retaining the advantages that they have over the throttle devices, such as low mass, low flow resistance, low demands on the before and nachzuschaltenden calming, simplification of maintenance, so that in analogy to the throttle devices a freely selectable in size throttling effect and in the size freely selectable output signal comes about and the measurement accuracy of the throttle devices is maintained.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Durchmesser des zylindrischen Körpers in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Öffnungsverhältnis m = F₂/F, fixiert ist, wobei F₂ der durch die Schattenfläche des zylindrischen Körpers eingeengte Querschnitt der Rohrströmung und F, der Querschnitt der Rohrleitung ist, in die der zylindrische Körper in radialer Richtung eingeführt ist, und das Öffnungsverhältnis zwischen 0,3 und 0,95 liegt und die paarig in Richtung zur Rohrwand angeordneten Druckentnahmeöffnungen sich an der Stelle des zylindrischen Körpers befinden, wo der zylindrische Körper in Strömungsrichtung gesehen seine größte Breite hat und sich in den Kanälen, in die die Druckentnahmeöffnungen münden, nach außen führende Tauchrohre, deren Druckentnahmeöffnung unterhalb der Mitte der Rohrleitung liegen, befinden. Die Beeinflussung der Größe des frei wählbaren Ausgangssignals wird also erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Staudruckprinzip mit dem Prinzip der Ausbildung eines Unterdruckes an einer Einschnürung der Strömung kombiniert wird. Das heißt, es werden nicht wie bei der bekannten Staudrucksonde der Gesamtdruck und der statische Druck gemessen, sondern der Gesamtdruck und der sich an der Einschnürungsstelle ausbildende Unterdruck. Damit ist der Durchmesser der Sonde relativ zum Rohrleitungsdurchmesser bestimmend für die Einschnürung und damit bestimmend für den sich ausbildenden Unterdrückter wiederum bestimmend ist für den am Ausgang der Sonde anstehenden Differenzdruck. Damit ist das Ausgangssignal entspricht der Wahl des Sonden-oder Rohrleitungsdurchmessers dem Ziel der Erfindung gemäß modifizierbar. Werden nun der Gesamtdruck, der sich aus der positiven dynamischen Druckkomponente und dem statischen Druck zusammensetzt, und der Gesamtdruck, der sich aus einer negativen dynamischen Druckkomponente und dem statischen Druck zusammensetzt, addiert, so ergibt sich im Gegensatz zu den Staudrucksonden eine erhebliche Erhöhung des Signalpegels, der durch die negative dynamische Druckkomponente bestimmend beeinflußt wird.According to the invention the object is achieved in that the diameter of the cylindrical body is fixed in dependence on a predetermined opening ratio m = F ₂ / F, wherein F _{2 of} the narrowed by the shadow surface of the cylindrical body cross section of the pipe flow and F, the cross section of the pipe is, in which the cylindrical body is inserted in the radial direction, and the opening ratio is between 0.3 and 0.95 and the paired arranged in the direction of the tube wall pressure-receiving openings are located at the location of the cylindrical body, where the cylindrical body seen in the flow direction has its greatest width and in the channels into which the pressure-discharge openings open, outward dip tubes, the pressure discharge opening are below the center of the pipeline, are. The influence of the size of the arbitrary output signal is thus inventively achieved in that the dynamic pressure principle is combined with the principle of forming a negative pressure at a constriction of the flow. That is, it is not as in the known dynamic pressure probe, the total pressure and the static pressure is measured, but the total pressure and forming at the constriction vacuum. Thus, the diameter of the probe is relative to the pipe diameter determinative of the constriction and thus determining for the forming oppressed in turn is decisive for the pending at the output of the probe differential pressure. Thus, the output signal corresponding to the choice of probe or pipe diameter is modifiable according to the object of the invention. Now, if the total pressure, which is composed of the positive dynamic pressure component and the static pressure, and the total pressure, which is composed of a negative dynamic pressure component and the static pressure added, results in contrast to the dynamic pressure probes, a significant increase in the signal level which is decisively influenced by the negative dynamic pressure component.

Rechnerisch stellt sich das wie folgt dar:Calculated this is as follows:

, ,^ Rho , , Rho ₂ ,, ^ Rho, Rho ₂

delta ρ = p_stat. + —— C₁ ² - (p_stat. — c₂')delta ρ = p _stat . + - C ₁ ² - (p _stat - c ₂ ')

oder delta ρ = —y- (C₁ ² + C₂ ²) _t or ρ = delta - y- (C ₁ ² + C ₂ ²⁾ _t

wobei die Geschwindigkeit C₂ an der durch die Sonde eingeengten Stelle der Strömung vom Öffnungsverhältniswherein the velocity C ₂ at the point narrowed by the probe of the flow of the opening ratio

m- -*m- - *

F₁ F ₁

bestimmt wird.is determined.

Dabei sind: C₁ die Geschwindigkeit im vollen Rohrquerschnitt,Where: C _{1 is} the velocity in the full pipe cross section,

F₂ die beiderseits der Sonde verbleibende freie Rohrfläche undF ₂ the both sides of the probe remaining free tube surface and

F₁ Fläche über den gesamten Rohrquerschnitt.F ₁ area over the entire pipe cross-section.

Die Berechnung des Durchflusses erfolgt im Gegensatz zu den Staudrucksonden und in Analogie zu den Drosselgeräten nach der BeziehungThe calculation of the flow takes place in contrast to the dynamic pressure probes and in analogy to the throttle devices according to the relationship

Q = m . alpha Vdelta ρ _i Q = m. alpha Vdelta ρ _i

wobei Q die strömende Menge in m³/h, alpha eine Durchflußzahl und delta ρ der erzeugte Differenzdruck in mm WS sind!where Q is the flowing quantity in m ³ / h, alpha is a flow rate and delta ρ is the differential pressure generated in mm WS!

embodiments

Die Erfindung wird nachstehend an 2 Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen Zeichnungen näher erläutert.The invention will be explained in more detail below on 2 embodiments and the accompanying drawings.

example 1

Figur 1 zeigt eine Durchflußmeßsonde für eine Rohrleitung 1 mit einer Nennweite von 100mm in Strömungsrichtung gesehen. An der Stirnseite der Sonde befinden sich oberhalb und unterhalb der Rohrmitte Öffnungen 2 und 3. An diesen Öffnungen erfolgt die Abnahme des Gesamtdruckes, der sich aus einer positiven dynamischen Druckkomponente und dem statischen Druck zusammensetzt. Weiter sind in der Mitte der Rohrleitung, der Rohrwand zugekehrt, an beiden Seiten der Sonde Öffnungen 4 und 5 vorhanden. An diesen Öffnungen erfolgt die Aufnahme eines weiteren Gesamtdruckes, der sich aus einer negativen dynamischen Druckkomponente und dem statischen Druck zusammensetzt. Die Befestigung der Sonde erfolgt mittels des mit dem Sondenkörper 6, der von einem Mantel 7 umgeben ist, fest verbundenen Flansches 8 an einem Gegenflansch 9, der mit einem Stutzenrohr 10 mit der Rohrleitung 1 verbunden ist, in der das Medium strömt, dessen Menge erfaßt werden soll. Figur 2 zeigt einen Schnitt durch Figur 1 senkrecht zur Sichtebene, aus dem der Aufbau der Durchflußmeßsonde im Inneren erkennbar ist. In beiden im Sondenkörper 1 befindlichen Bohrungen 11 und 12 befinden sich Tauchrohre 13undd 14, die sich in den Austrittsstutzen 15 und 16 fortsetzen. Beide Tauchrohre reichen bis unter die Mitte der Sonde beziehungsweise der Rohrleitung. Zweck der Tauchrohre ist es, Lufteinschlüsse beider Messung von Flüssigkeitsmengen in den an den Stutzen 15 und 16 angeschlossenen Wirkdruckleitungen auszuschließen.Figure 1 shows a Durchflußmeßsonde for a pipeline 1 with a nominal diameter of 100mm seen in the flow direction. On the front side of the probe are above and below the center of the tube openings 2 and 3. At these openings takes place the decrease of the total pressure, which is composed of a positive dynamic pressure component and the static pressure. Further, in the middle of the pipeline facing the pipe wall, there are openings 4 and 5 on both sides of the probe. At these openings, the recording of a further total pressure, which is composed of a negative dynamic pressure component and the static pressure takes place. The attachment of the probe by means of the probe body 6, which is surrounded by a jacket 7, firmly connected flange 8 on a counter flange 9, which is connected to a nozzle tube 10 with the pipe 1, in which the medium flows, the amount detected shall be. FIG. 2 shows a section through FIG. 1 perpendicular to the viewing plane, from which the structure of the flow measuring probe inside can be seen. In both located in the probe body 1 holes 11 and 12 are immersed tubes 13undd 14, which continue in the outlet nozzle 15 and 16. Both dip tubes reach below the middle of the probe or the pipeline. The purpose of the dip tubes is to exclude air inclusions both measurement of liquid quantities in the connected to the nozzle 15 and 16 differential pressure lines.

Figur 3 zeigt den in Figur 1 angedeuteten Schnitt A-A. Aus diesem Schnitt ist zu sehen, daß in dem Sondenkörper 6, der ein massiver Körper ist, axiale Kanäle in Form von Bohrungen 11 und 12 befindlich sind und die Öffnungen 4 und 5, an denen der eine Gesamtdruck abgenommen wird, in der Bohrung 12 münden.FIG. 3 shows the section A-A indicated in FIG. From this section, it can be seen that in the probe body 6, which is a solid body, axial channels in the form of holes 11 and 12 are located and the openings 4 and 5, where the one total pressure is removed, open in the bore 12 ,

Wie weiter erkennbar ist, ist der Sondenkörper mit dem Mantel 7 umhüllt, der stromab offen ist. Dadurch entsteht die hinter den Öffnungen 4 und 5 erkennbare Kante, wodurch sich die Strömung hinter den Öffnungen ablöst. Das führt zu einer Stabilisierung der Messung. Weiterhin sind die Tauchrohre 13 und 14 zu erkennen.As can be further seen, the probe body is covered with the jacket 7, which is open downstream. This creates the recognizable behind the openings 4 and 5 edge, whereby the flow separates behind the openings. This leads to a stabilization of the measurement. Furthermore, the dip tubes 13 and 14 can be seen.

Figur 4 zeigt den in Figur 1 angedeuteten Schnitt B-B. Hier ist zu erkennen, daß die Öffnungen 3 bzw. 2, an denen der zweite Gesamtdruck entnommen wird, in der Bohrung 11 münden.FIG. 4 shows the section B-B indicated in FIG. Here it can be seen that the openings 3 and 2, where the second total pressure is taken, open into the bore 11.

Figur 5 zeigt die Gegenüberstellung der Ausgangssignale der vorbeschriebenen Durchflußmeßsonde und einer herkömmlichen Staudrucksonde. Aus dieser Gegenüberstellung ist ersichtlich, daß mit der erfi.ndungsgemäßen Durchflußmeßsonde eine Erhöhung des Signalpegels um etwa das 6fache gegenüber der Staudrucksonde eintritt, wenn das Öffnungsverhältnis 0,4 gewählt wird.Figure 5 shows the comparison of the output signals of the above-described Durchflußmeßsonde and a conventional pitot tube. From this comparison it can be seen that with the erfi.ndungsgemäßen Durchflußmeßsonde an increase in the signal level by about 6 times compared to the dynamic pressure probe occurs when the aperture ratio 0.4 is selected.

Example 2

Figur 6 zeigt eine Durchflußmeßsonde für eine Rohrleitung 1 mit Nennweite 1 200 mm. Wie ersichtlich ist, baut sich die Sonde analog der in den Figuren 1 bis 4 beschriebenen auf. Die Kanäle sind aber keine Bohrungen in einem massiven Körper, sondernFIG. 6 shows a flow measuring probe for a pipeline 1 with a nominal width of 1 200 mm. As can be seen, the probe builds up analogously to that described in Figures 1 to 4. The channels are not holes in a massive body, but rather

Rohre 17 und 18, die an den Öffnungen 2 bis 5 mit Scheiben 19 bis 21 verbunden sind, wobei die Scheiben gemäß Figur 7 und 8 ausgebildet sind. Die Rohre sind an den Durchgangsstellen mit den Platten dicht verschweißt. Der Sondenkörper ist als Hüllrohr 22 ausgebildet.Tubes 17 and 18 which are connected at the openings 2 to 5 with discs 19 to 21, wherein the discs are formed in accordance with Figure 7 and 8. The tubes are tightly welded at the points of passage with the plates. The probe body is designed as a cladding tube 22.

Für die Befestigung der Sonde an der Rohrleitung 1 und für die Druckentnahmestellen 2 bis 5 gilt das gleiche wie bei der vorbeschriebenen Sonde im Beispiel 1.For the attachment of the probe to the pipeline 1 and for the pressure tapping points 2 to 5, the same applies as in the above-described probe in Example 1.

Der Sondenmantel, der hier identisch ist mit dem Hüllrohr, ist in der Mitte ausgespart, um die Längsstabilität der Sonde zu erhöhen und trotzdem den Stabilisierungseffekt bei der Messung herbeizuführen.The probe sheath, which is identical here to the cladding tube, is recessed in the middle in order to increase the longitudinal stability of the probe and still bring about the stabilization effect during the measurement.

Die Austrittsstutzen 15 und 16 setzen sich auch bei dieser Sonde über dieTauchrohre 13 und 14 bis unter die Rohrmitte fort, um, insbesondere bei der Messung von Flüssigkeitsmengen, einen Lufteintritt in die Wirkdruckleitungen auszuschließen. Figur 7 gibt den aus Figur 6 ersichtlichen Schnitt A-A wieder, Figur 8 den Schnitt B-B.The outlet stubs 15 and 16 continue with this probe on the dip tubes 13 and 14 to below the middle of the tube to exclude, especially in the measurement of liquid quantities, an air inlet into the differential pressure lines. Figure 7 shows the apparent from Figure 6 section A-A, Figure 8 shows the section B-B.

Der Durchmesser der Durchflußmeßsonde für die Nennweite 1 200 beträgt 70 mm, das Öffnungsverhältnis m = 0,91. Figur 9 zeigt die Gegenüberstellung der Ausgangssignale der erfindungsgemäßen Durchflußmeßsonde und einer Staudrucksonde. Aus dieser Gegenüberstellung ist ersichtlich, daß bei dem Öffnungsverhältnis 0,91 eine Verdreifachung des 'Signalpegels erfolgt.The diameter of the Durchflußmeßsonde for the nominal diameter of 1 200 is 70 mm, the opening ratio m = 0.91. FIG. 9 shows the comparison of the output signals of the flow measuring probe according to the invention and a dynamic pressure probe. From this comparison it can be seen that at the aperture ratio 0.91 a tripling of the 'signal level takes place.

Bei der Auslegung der Durchflußmeßsonde lag im Falle der Sonde für die Nennweite 1 200 die Forderung vor, ein Signal zu erzeugen, das bei einem Durchfluß von 10000 m³/h den Einsatz eines Meßumformers mit einem Meßbereich von 0 bis 1600 mm WS ermöglicht. Bedingt durch die Tatsache, daß die Wahl des Hüllrohres 22 an Standards gebunden ist, ergab sich der in Figur 9 ausgewiesene Wirkdruck delta ρ = 1160ms WS, während mit der Staubdrucksonde nur 320 mm WS erreichbar sind. Aus den angeführten Beispielen und einer Anzahl weiterer Versuche ergibt sich, daß bei Öffnungsverhältnissen von 0,3 kleiner/gleich m kleiner/gleich 0,6In the design of the flow measuring probe was in the case of the probe for the nominal diameter of 1 200, the demand to produce a signal that allows the use of a transmitter with a measuring range of 0 to 1600 mm WS at a flow rate of 10000 m ³ / h. Due to the fact that the choice of the cladding tube 22 is bound to standards, resulted in the Figure 9 indicated differential pressure delta ρ = 1160ms WS, while only 320 mm WS can be reached with the dust pressure probe. From the examples given and a number of further experiments it follows that at opening ratios of 0.3 less than / equal to m less than or equal to 0.6

der bei einem bestimmten Durchfluß erreichbare Differenzdruck zwischen dem liegt, der mit Düsen und Blenden erreichbar ist. Für m größer als 0,6the achievable at a certain flow differential pressure between that is achievable with nozzles and diaphragms. For m greater than 0.6

wird der gleiche Differenzdruck erreicht, wie mit der Meßblende.the same differential pressure is achieved as with the orifice plate.

Die bleibenden Druckverluste hingegen sind bei der Durchflußmeßsonde wesentlich geringer als bei der Blende. Der mit der Durchflußmeßsonde erreichbare Gesamtfehler der Meßkette liegt, abhängig von der Präzision der Fertigung, den Einbaubedingungen und der Meßwertverarbeitung, zwischen ±1 % und ±3%.The remaining pressure losses, however, are much lower in the case of the flow measuring probe than in the case of the diaphragm. The total error of the measuring chain achievable with the flow measuring probe is between ± 1% and ± 3%, depending on the precision of the manufacturing, the installation conditions and the measured value processing.

Claims

1. Durchflußmeßsonde, formed as a cylindrical body which is inserted in the radial direction in a medium-carrying pipe over the entire pipe diameter, in the upstream one or more pressure-discharge openings and strommittittig in the direction of the pipe wall on both sides each have a pressure-discharge, wherein the upstream and the pressure ports facing the tube wall each open into one of two channels located inside the cylindrical body and directed outwards, characterized in that the diameter of the cylindrical body is fixed in dependence on a predetermined aperture ratio m = F ₂ ZF ₁ , wherein F _{2 is} the narrowed by the shadow surface of the cylindrical body cross-section of the pipe flow and F _1, the cross-section of the pipe into which the cylindrical body is inserted in the radial direction, and the opening ratio between 0.3 and 0.95, and the pair of pressure discharge openings arranged in the direction of the pipe wall are in the position of the cylindrical body where the cylindrical body has its greatest width in the direction of flow.

2. Durchflußmeßsonde according to claim 1, characterized in that there are in the outwardly leading channels to the outside leading immersion tubes, the pressure removal openings are arranged below the center of the pipeline.