DD267108A1

DD267108A1 - Vorrichtung zur messung kleiner druckdifferenzen

Info

Publication number: DD267108A1
Application number: DD31105987A
Authority: DD
Inventors: Manfred Petry; Helmut Haensel; Johannes Neubert
Original assignee: Ilka Luft & Kaeltetechnik
Priority date: 1987-12-23
Filing date: 1987-12-23
Publication date: 1989-04-19
Also published as: DE3821690A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung kleiner Druckdifferenzen bei Vorhandensein groesserer Luftstroeme im gleichen Druckraum oder getrennten Druckraeumen, z. B. bei der Luftfiltration, dem Waerme- oder Stoffaustausch, bei der Aufrechterhaltung der Druckdifferenzen in gestaffelten Reinraumanlagen oder OP-Raeumen, mit der bei geringem Herstellungsaufwand ein durch die Druckdifferenz erzeugter und durch einen hohen Stroemungswiderstand fliessender Stoffstrom durch beheizte Temperatursensoren erfasst wird. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, indem zwei dosenfoermige Druckraeume mit zwei getrennten, entgegengesetzt gerichteten Duesen verbunden werden, die den Stroemungswiderstand bilden. Jeweils auf der Austrittsseite werden durch den Stoffstrahl eigen- oder fremdbeheizte Temperaturfuehler abgekuehlt, die zu einer Differenz- oder Brueckenschaltung verbunden werden und die sich in axialer Entfernung vom 0,5- bis 10fachen des Duesendurchmessers axial vor der Duese befinden.

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung und/Oder zur Erfassung und Indikation geringer Differenzdrücke im gleichen Druckraum oder getrennten Druckräumen.

Die Erfindung findet in vielen Fällen der Verfahrenstpr'.nik Anwendung, bei denen größere Luftströme behandelt bzw. benötigt werden, zum Beispiel bei der Luftfiltration, dem Wärme- oder Stoffaustausch, bei Trocknungs- oder Feuerungsanlagen und bei der Aufrechterhaltung der Druckdifferenzen in gestaffelten Reinraumanlagen oder OP-Räumen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bekannt sind solche Meßumformer für geringe Druckdifferenzen, die auf der Anwendung einer relativ großen, leicht verformbaren Membran basieren, deren Auslenkung kapazitiv oder mittels einer anderen elektrischen Methode gemessen

Die auftretende mechanische Hysterese und die Instabilität des Nullpunktes sowio die Empfindlichkeit gegen Überdruck erschweren die Messung bzw. erfordern bosondere konstruktive Maßnahmen.

Gemäß DE-OS 3136623 und DE-OS 3216918 wurde die Druckmessung zurückgeführt auf die elektrische Messung der Luftstromstärke eines abgezweigten Teilluftstromes.

Nach DE-OS 3136623 werden die Druckräume durch eine Leitung verbunden, durch die bei anliegender Druckdifferenz ein Stofftransport erfolgt und die btrömende Stoffmenge durch einen eingeprägten Wärmestrom vorändert wird, wobei die Temperaturändorung — gemessen mit 2 Temperaturmeßfühlern — die Meßgröße darstellt.

In der DE-OS 3216916 werdon in den Strömungskanal ein Thermistor und ein zusätzlicher Heizer eingefügt und der Thermistor als Temperaturfühler, oder durch seine Eigenwärme beheizt als Strömungsfühler, benutzt.

Nachteil dieser Lösungen ist, daß durch die Anordnung der bzw. des Temperatur- oder Strömungsfühlers im Meßkanal bezüglich des Nullpunktes und der Richtungsumkehr der Druckdifferenz keine eindeutigen Verhältnisse geschaffon werden und die Anordnung weiterer Vergleichs-, Strömungsmeß- und Temperaturausgleichsfühler erforderlich ist,

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zu schaffen, die bei geringem Herstellungaaufwand eine funktionssichere Messung kleiner Druckdifferenzen beim Vorhandensein größerer Luftströme im gleichon Druckraum oder getrennten Druckräumen gewährleistet.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Messung kleiner Druckdifferenzen zu schaffen, mit der auf der Gru. idlage der Messung eines durch die Druckdiffnrenzen bestimmten Stoffstromes, der durch einen definierten, relativ hohen Strömungswiderstand fließt, das Meßsignal gewonnen wird, Dabei wird die Anordnung des Strömungswiderstandes und der Strömungssensoren so getroffen, daß ein stabiler Nullpunkt bei Druckgleichheit, eine eindeutige Erfassung einer Umkehr der Druckdifferenz und eine hohe Überdrücksicherheit bei einer guten Temperaturkompensation gewährleistet werden. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, indem die druckboaufschlagten Räume mit Düsen verbunden werden. Diose Düsen bilden, eventuell gemeinsam mit zusätzlichen Kanälen, den obengenannten Strömungswiderstand. Jeweils auf der Austrittsseite werden durch den austretenden Stoffstrahl eigen- oder fremdbehpizte Temperaturfühler—speziell Mikrothermletoren — abgekühlt.

Diese Temperaturfühler werden mit zwei Vergloichswiderständen oder zwei weiteren Temperatursensoren, die sich außerhalb des Stoffstrahles befinden, zu einer Differenz- oder Brückenschaltung verbunden, so daß das Ausgangssignal als Moßgröße für die Druckdifferenz genutzt und Temperaturänderungen des Stoffstromes kompensiert weiden. Ausgenutzt wird der Effekt, daß im Strömungseinlauf einer runden Öffnung mit dem Durchmesser d die Eintrittsgeschwindigkeit schon bei einer axialen Entfernung von 0,5d bis 1,Od auf etwa 30% bis 10% abgebaut wird, jedoch dor Kern des Austrittsstrahles in Abhängigkeit vom Turbulenzgrad über eine axiale Entfernung von 2d bis 10d erhalten bleibt.

Die Strömungsmoßfühler werden als annähernd axial vor der Düsenöffnung in einer Entfernung von 0,5 d bis 10d, vorzugsweise von 1 d bis 5d, positioniert. Damit wird immer nur der Strömungsfühler angesprochen, in dessen Richtung der Stoffstrom fließt und durch eine abgleichbnre Differonzschaltunp worden der Nulipunkt und die Umkohr der Strömung sicher indiziert.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden

Die Figuren 1 und 2 zeigen die Grundformen der Vorrichtung

Die Figuren 3,1 und 3.2 zeigen die Erweiterung des Meßbereichos durch zusätzlich angebrachte Strömungsvor- und/oder Strömungsparallelwiderstände

Figur 1 zeigt die erfindungsgemäß gestaltete Vorrichtung: Zwei dosenförmigo Druckräumo mit den Drücken 1 und 2 sowie den Anschlußstutzen 3 und 4 werdon durch eine Zwischenwand 5, in dei sich die Düse 6.1 befindet, getrennt. Dor Durchmesser der Düse beträgt etwa 1 bis 2 mm.

Die beiden Mikrothermistoren 7 und 8 befinden sich etwa 2 bis 5mm axial beiderseits vor den Düsenöffnungen.

Zwei weitere Thermistoren 9 und 10 befinden sich in geringer Entfernung neben den Moßthermistoren 7 und 8, jedoch außerhalb des aus der Düse austretenden Strahles.

Die Thermistoren sind an elektrischen Stützpunkten befestigt und die elektrischen Anschlüsse worden in geeigneter — hier nicht dargestellter — Weise im Mittelteil nach außen geführt.

Gemäß Figur 2 läßt sich die erfinderische Aufgabenstellung durch eino zweite Bauform lösen.

Zwei Druckräume 1 und 2 werden mit jeweils einer Düse 6.1 und 6.2 mit einem Zwischendruckraum 5.1 verbunden und vor den Düsen im Zwischendruckraum wordon die Meßthermistoren 7 und 8 in dor beschriebene ι Weiso positioniert.

Die Erweiterung der Meßbereiche in höheren Differenzdrücken bei Einhaltung geringer Abmessung der Vorrichtung läßt sich gemäß Figur 3.1 und Figur 3.2 entsprechend Bauform nach Figur 1 oder Bauform Figur 2 durch zusätzlich angebrachte Strömungsvor-11.1,11.2 und/oder Strömungsparallelwiderständo 12.1,12.2 erreichen.

Claims

1. Vorrichtung zur Messung kleiner Druckdifferenzen, mit der ein durch die Druckdifferenz erzeugter und durch einen hohen Strömungswiderstand fließender Stoffstrom durch beheizte Temperatursensoren erfaßt wird, gekennzeichnet dadurch, daß der Strömungswiderstand durch eine oder mehrere clüsenförmige Öffnungen und/oder Kanäle (6.1). (6.2) gebildet wird und jeweils auf der Austrittsseite durch den austretenden Stoffstrahl zwei beheizte Temperatursensoren (7), (8), die durch Differenz- oder Brückenschaltung zusammengeschaltet und im gleichen Druckraurn oder getrennten Druckräumen (1), (2) angeordnet sind, abgekühlt werden, wobei sich die Temporatursensoren in axialer Entfernung vom 0,5- bis lOfachen des Austrittsdurchmessers vor der Öffnung befinden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß zur Erweiterung des Meßbereiches eine Druck- und/odor daß Strömungsleitung durch einen Strömungsvorwiderstand (11) und/oder Strömungsparallelwiderstand (12) realisiert wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und Anspruch 5, gekennzeichnet dadurch, daß ein Teil der Strömungswiderstände aus Filtermaterial zur Reinigung des Sioffstromes besteht.