DD287995A5 - Wirbelzaehler mit temperatursensor - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wirbelzaehler mit Temperatursensor, der, als Betriebsmeszgeraet ausgefuehrt, zur Volumenstromerfassung gasfoermiger und fluessiger Medien seinen Einsatz findet. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wirbelzaehler mit Temperatursensor zu schaffen, der wartungsarm und zuverlaessig sowie mit hoher Genauigkeit arbeitend, zur Erfassung von Stoffstroemen hoher bzw. niedrigerer Temperatur einsetzbar ist. Die Aufgabe wird dadurch geloest, dasz in einer inneren Ausnehmung 5 des Wirbelprofilkoerpers 1 in der Naehe seiner Anstroemseite oder guenstigerweise direkt in der Wirbelabtastplatte 2 selbst ein Temperatursensor 8 zur Korrektursignalgewinnung fuer die Eliminierung temperaturbedingter geometrischer Effekte am Meszwertgeber 3 mit Auswirkung auf die Meszgenauigkeit des Wirbelzaehlers angeordnet ist.{Wirbelzaehler; Volumenstrommesser; Sensor; Durchfluszmessung; Durchfluszsensor; Stroemungsmesser; Durchfluszmeszgeraet}

Description

ausgewiesene Meßergebnic dos Volumenstromes einen minimierten Fehleranteil, hervorgerufen durch temperaturbedingte Nennweitenvergrößerung einschließlich Reynoldzahlelnfluß. Für nicht so hohe Anforderungen an Meßgenauigkeit und Reproduzierbarkeit kann das temperaturabhängige Signalpegelverhalten eines piezoelektrischen Durchfluß-Sensorelementes selbst genutzt werden. Hierbei ergibt sich der temperaturabhängige Signalpegel U bei dnyamischer Belastung aus der Beziehung:

U = f (η [Betr], γ [Betr), fm ^A2) (2)

η = dyn. Viskosität fm «· Wirbelfrequenz

und in Gleichung (1) eingesetzt eine direkte Beziehung für eine temperaturbezogene Korrektur des Kalibrierfaktors mittels Recheneinheit in einer elektronischen Signalverarbeitungseinheit.

Ausführungsbelsplel

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispieles mit Hilfe der Zeichnung näher erläutert. Die Figur zeigt den Wirbelzähler im Längsschnitt dargestellt.

Gemäß Figur ist der aus den Funktionseinheiten Wirbelprofilkörper 1 mit federelastischer Wirbelabtastplatte 2 bestehende Meßwertgeber 3 des Wirbelzählers im Meßrohr 4 dargestellt. In einer inneren Ausnehmung 5 der Wirbelabtastplatte 2 ist, analog der Ausnehmung β für den piezoelektrischen Sensor 7, ein Temperatursensor 8, z. B. ein R 100 - Element, angeordnet. Die elektrischen Signalleitungen 9 werden in einer eigens hierfür vorgesehenen Durchführung 10 nach außerhalb des Meßrohres 4 geführt. Beide Signalleitungen sind, um ein evtl. elektrisches Überkoppeln der Meßsignale zu verhindern, in getrennt abgeschirmten Kabeln 11 verlegt.

Claims (1)

1. Wirbelzähler mit Temperatursensor, bestehend aus Wirbelprofilkörper (1) mit einseitig an diesem befestigter federelastischer Wirbelabtastplatte (2), in der sich ein piezoelektrischer Sensor (7) befindet, gekennzeichnet dadurch, daß in einer inneren Ausnehmung (5) in unmittelbarer Nähe der Ausnehmung (6) des piezoelektrischen Sensors (7) in der Wirbelabtastplatte (2) ein Temperatursensor (8) angeordnet ist.

2. Wirbelzähler mit Temperatursensor nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß sich der Temperatursensor (8) in einer Durchführung (10) im Wirbelprofilkörper (1) in der Nähe seiner Anströmseite befindet.

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Wirbelzähler mit Temperatursensor. Der Einsatz eines derartigen, als Betriebsmeßgerät ausgeführten Wirbelzählers erfolgt zur Durchflußmessung gasförmiger oder flüssiger Medien höherer oder niedrigerer Temperatur.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es sind mehrere technische Lösungen bekannt, die zur Erfassung dos Betriebszustandes in medienführenden Rohrleitungssystemen Temperaturfühler angeordnet haben. Das Temperatursignal, als Spannungs- oder Widerstandsgröße vorliegend, wird in der Regel mit dem eigentlichen Durchfluß-Meßsignal in Verbindung mit einem Drucksignal über Rechenschaltungen nach bekanntem Algorithmus verknüpft und zur Zustandsgrößenkorrektur vom Betriebszustand auf Normoder einen Bezugszustend benutzt.

Nachteilig an dieser Ausführung ist, daß das separat gewonnene Temperatursignal speziell nurzur Volumenumwertung genutzt wird und aufgrund seiner konstruktiv geometrischen Anordnung jedoch nicht zur Erfassung gerätespezifischer Kenngrößen geeignet ist.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist ein Meßwertgebor eines Wirbelzählers in konstruktiv-technologisch einfacher Kompaktausführung, der wartungsarm und mit hoher Zuverlässigkeit arbeitend zur Erfassung des Durchflusses von Fluiden höherer bzw. niedriger Temperatur mit optimaler Genauigkeit einsetzbar ist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den infolge der geringfügigen Nennweitenvergrößerung durch Einwirkung der Medientemperatur sowie der damit einhergehenden Einflußnahme der temperaturabhängigen kinematischen Viskosität auf den realen Reynoldzahlbereich auftretenden Effekt mit Auswirkung auf die Konstanz des Kalibrierfaktors des Wirbelzählers zu eliminieren.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Inneren des aus einem Wirbelprofilkörper als wirbelerzeugendes Element und einer federelastischen Wirbelabtastplatte als wirbelerfassenden Element bestehenden Meßwertgeber ein Temperatursensor mit optimalem Wärmeübergangsverhalten positioniert wird. Dieser Temperatursensor kann dabei sowohl in einer inneren Ausnehmung des Wirbelprofilkörpers, vorteilhaft in der Nähe der Anströmseite, oder in der federelastischen Wirbelabtastplatte angeordnet sein. Das Sensorelement selbst ist mit einer elektrisch isolierenden und temperaturbeständigen mittelmolekularen Epoxidharzmodifikation in die hierfür vorgesehene Ausnehmung eingebettet. Die Klebstoff-Isolierschicht ist zur Sicherung eines optimalen Wärmeübergangsverhaltens dünn aufzutragen bzw. ss ist eine dünne Isolierfolie zu verwenden. In jedem Fall ist eine entsprechende elektrische Spannungsfestigkeit zu gewährleisten. Das gewonnene temperaxurbezogene elektrische Signal U wird zur Bewertung des Einflusses der Meßrohrerweiterung des Wirbelzählers sowie des realen Reynoldzahlbereiches Re entsprechend dem Betriebszustand herangezogen. Unter Berücksichtigung des strömungstechnisch bauartspezifischen Verhaltens eines Wirbelzählers besteht nachstehende mathematische Beziehung für den Kalibrierfaktor des Gerätes von der Meßstofftemperatur t

(1) γ = kin. Viskosität

In einer rechnergestützten elektronischen Signalverarbeitungseinheit ist nach vorstehendem Algorithmus eine Korrektur des Kalibrierfaktors Kf des Wirbelzählers entsprechend seinen realen Einsatzbedingungen vorzunehmen. Damit enthält das