DE102006001032B4

DE102006001032B4 - Volumetric flow meter and corresponding method and their use

Info

Publication number: DE102006001032B4
Application number: DE102006001032.9A
Authority: DE
Inventors: Dr.-Ing. Roth Hans-Werner
Original assignee: LTG AG
Current assignee: LTG AG
Priority date: 2005-03-15
Filing date: 2006-01-07
Publication date: 2016-02-11
Anticipated expiration: 2026-01-08
Also published as: DE102006001032A1

Abstract

Volumenstrommesseinrichtung mit einer in einer Gasleitung angeordneten, im Querschnitt verstellbaren Drosseleinrichtung und mit einer Differenzdruckmesseinrichtung, die zwei Druckmessstellen aufweist, von denen eine erste Druckmessstelle stromaufwärts der Drosseleinrichtung in einem von der Drosseleinrichtung bezüglich des Drucks nicht beeinflussten, ersten Bereich liegt, dadurch gekennzeichnet, dass die andere, zweite Druckmessstelle (16) in einem von der Drosseleinrichtung (5) bezüglich des Drucks beeinflussten, zweiten Bereich (13) angeordnet ist und dass die beiden Druckmessstellen (15, 16) stromaufseitig der Drosseleinrichtung (5) liegen.Volumetric flow meter having a arranged in a gas line, adjustable in cross-section throttle device and with a differential pressure measuring device having two pressure measuring points, of which a first pressure measuring point upstream of the throttle device in a not affected by the throttle device with respect to the pressure, the first region, characterized in that the another, second pressure measuring point (16) in one of the throttle device (5) influenced with respect to the pressure, the second region (13) is arranged and that the two pressure measuring points (15, 16) upstream of the throttle device (5).

Description

Die Erfindung betrifft eine Volumenstrommesseinrichtung mit einer in einer Gasleitung angeordneten, im Querschnitt verstellbaren Drosseleinrichtung und mit einer Differenzdruckmesseinrichtung, die zwei Druckmessstellen aufweist, von denen eine erste Druckmessstelle stromaufwärts der Drosseleinrichtung in einem von der Drosseleinrichtung bezüglich des Drucks nicht beeinflussten ersten Bereich liegt.The invention relates to a volumetric flow meter having a throttling device, which is arranged in a gas line and has a differential pressure measuring device, which has two pressure measuring points, of which a first pressure measuring point upstream of the throttle device in a first range not affected by the throttle device with respect to the pressure.

Derartige Volumenstrommesseinrichtungen sind bekannt. Sie weisen einen eine Gasleitung bildenden Strömungskanal auf, in dem sich eine Drosseleinrichtung befindet, die als Drosselklappe mit Mitteldrehachse ausgebildet ist. Stromaufwärts zur Drosselklappe in einem Abstand von dem zwei- bis dreifachen Radius der Gasleitung befindet sich eine Volumenstrommesseinrichtung, die eine den Querschnitt der Gasleitung verkleinernde Blende aufweist, wobei sich – in Strömungsrichtung gesehen – unmittelbar vor und hinter der Blende jeweils eine Druckmessstelle befindet. Der Differenzdruck der beiden Druckmessstellen wird ermittelt und beispielsweise einer Regeleinrichtung zugeführt, die die Drosselstellung der Drosselklappe einstellt, um auf diese Art und Weise den die Gasleitung durchströmenden Gasstrom, insbesondere Luftstrom, zum Beispiel einen konstanten Wert zu regeln. Derartige Anordnungen werden beispielsweise in Lüftungsanlagen eingesetzt. Die bekannte Volumenstrommesseinrichtung weist einen stark begrenzten Messbereich auf, das heißt, nur in einem beschränkten Geschwindigkeitsbereich der Gasströmung lässt sich ein hinreichend genaues Ergebnis mittels der Differenzdruckmesseinrichtung erfassen. Ferner ist die Anordnung empfindlich gegenüber Störungen in der Anströmung des Gases, insbesondere der Luft, die beispielsweise durch einen vorgeschalteten Krümmer oder dergleichen eintreten können. Diese Störungen verfälschen das Messergebnis. Ferner ist die Baulänge der bekannten Einrichtung relativ groß.Such volume flow measuring devices are known. They have a gas conduit forming a flow channel, in which there is a throttle device which is designed as a throttle valve with central axis of rotation. Upstream of the throttle valve at a distance of two to three times the radius of the gas line is a volumetric flow meter, which has a cross-section of the gas line decreasing aperture, wherein - seen in the flow direction - immediately before and behind the orifice in each case a pressure measuring point. The differential pressure of the two pressure measuring points is determined and supplied, for example, to a control device which adjusts the throttle position of the throttle valve in order to regulate the gas flow flowing through the gas flow, in particular air flow, for example, to a constant value in this manner. Such arrangements are used for example in ventilation systems. The known volume flow measuring device has a very limited measuring range, that is, only in a limited speed range of the gas flow can a sufficiently accurate result be detected by means of the differential pressure measuring device. Furthermore, the arrangement is sensitive to disturbances in the flow of the gas, in particular the air, which may occur, for example, by an upstream manifold or the like. These disturbances distort the measurement result. Furthermore, the length of the known device is relatively large.

Aus der DE 20 2004 011 877 U1 geht eine Volumenstrommesseinrichtung mit einer in einer Gasleitung angeordneten Drosseleinrichtung und mit einer Differenzdruckmesseinrichtung hervor, die zwei Druckmessstellen aufweist. Eine der Druckmessstellen liegt stromaufwärts und die andere Druckmessstelle liegt stromabwärts der Drosseleinrichtung. Entsprechende Verhältnisse liegen bei den Literaturstellen EP 0061856 A2 sowie DE 1648059 B vor.From the DE 20 2004 011 877 U1 is a volumetric flow meter with a arranged in a gas line throttle device and with a differential pressure measuring device, which has two pressure measuring points. One of the pressure measuring points is upstream and the other pressure measuring point is downstream of the throttle device. Corresponding conditions are in the literature EP 0061856 A2 such as DE 1648059 B in front.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Volumenstrommesseinrichtung, insbesondere zum Zwecke einer Volumenstromregelung eines Gasstromes, anzugeben, die einen großen Messbereich aufweist, unabhängig gegen Störungen in der Anströmung ist, sodass stets ein entsprechend genaues Messergebnis vorliegt und/oder ferner eine kurze Bauform aufweist.The invention has for its object to provide a volumetric flow meter, in particular for the purpose of volume flow control of a gas stream, which has a large measuring range, is independent against disturbances in the flow, so there is always a correspondingly accurate measurement result and / or further has a short design.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die andere, zweite Druckmessstelle in einem von der Drosseleinrichtung bezüglich des Drucks beeinflussten, zweiten Bereich angeordnet ist und dass die beiden Druckmessstellen stromaufseitig der Drosseleinrichtung liegen. Demgemäß befindet sich die eine erste Druckmessstelle so weit von der Drosseleinrichtung entfernt, dass Störeinflüsse der Drosseleinrichtung, die sich verfälschend auf die Druckmessung auswirken könnten, in diesem ersten Bereich nicht vorliegen. Ganz anders verhält es sich bei der anderen, zweiten Druckmessstelle, die derart in der Nachbarschaft beziehungsweise in dem Wirkungskreis der verstellbaren Drosseleinrichtung angeordnet ist, dass eine Beeinflussung der Drosseleinrichtung auf den sich dort einstellenden Druck auch auf die zweite Druckmessstelle wirkt und daher bewusst bei der zweiten Druckmessstelle diese ”Strömungsstörung” erfasst wird. Die Folge der erfindungsgemäßen Anordnung ist, dass als Messergebnis ein sehr großer Differenzdruck dp von der Differenzdruckmesseinrichtung erfasst wird und demzufolge ein großer Messbereich abgedeckt werden kann, da auch relativ kleine Strömungsgeschwindigkeiten des Gases in der Gasleitung genau erfasst werden können. Während im Stand der Technik nur ein schmales Geschwindigkeitsband erfassbar ist, lässt sich mittels des Gegenstandes der Erfindung ein wesentlich größerer Bereich abdecken, das heißt, auch sehr niedrige Strömungsgeschwindigkeiten und/oder auch sehr hohe Strömungsgeschwindigkeiten können genau erfasst werden, wobei aus den Geschwindigkeiten unter Kenntnis der Fläche, also des Strömungsquerschnittes der Gasleitung, der Volumenstrom der Gasströmung ermittelt wird. Die Erfindung sieht vor, dass die beiden Druckmessstellen stromaufseitig der Drosseleinrichtung liegen, das heißt, beide Druckmessstellen sind – in Strömungsrichtung gesehen – vor der Drosseleinrichtung angeordnet.This object is achieved in that the other, second pressure measuring point is arranged in one of the throttle device with respect to the pressure influenced second area and that the two pressure measuring points upstream of the throttle device. Accordingly, the first pressure measuring point is so far away from the throttle device that disturbing influences of the throttle device, which could have a distorting effect on the pressure measurement, are not present in this first region. The situation is quite different with the other, second pressure measuring point, which is arranged in the vicinity or in the sphere of action of the adjustable throttling device such that an influence of the throttling device on the pressure occurring there also acts on the second pressure measuring point and therefore consciously on the second pressure measuring point Pressure measuring this "flow disturbance" is detected. The consequence of the arrangement according to the invention is that a very large differential pressure dp from the differential pressure measuring device is detected as the measurement result and consequently a large measuring range can be covered since even relatively small flow velocities of the gas in the gas line can be detected accurately. While in the prior art only a narrow speed band can be detected, can be covered by means of the subject invention, a much larger area, that is, even very low flow velocities and / or very high flow velocities can be accurately detected, from the speeds under note the surface, ie the flow cross-section of the gas line, the volume flow of the gas flow is determined. The invention provides that the two pressure measuring points are upstream of the throttle device, that is, both pressure measuring points are - seen in the flow direction - arranged in front of the throttle device.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die erste Druckmessstelle eine Gesamtdruckmessstelle ist. Die Gesamtdruckmessstelle erfasst sowohl den statischen als auch den dynamischen Druck.A development of the invention provides that the first pressure measuring point is a total pressure measuring point. The total pressure measuring point detects both the static and the dynamic pressure.

Die zweite Druckmessstelle ist eine Messstelle für den statischen Druck. Die Differenzdruckmessung bildet die Differenz von Gesamtdruck und statischem Druck, sodass als Ergebnis der dynamische Druck zur Verfügung steht, der beispielsweise einem Regler zugeführt wird, um eine Volumenstromregelung mittels der verstellbaren Drosseleinrichtung durchzuführen.The second pressure measuring point is a measuring point for the static pressure. The differential pressure measurement forms the difference between total pressure and static pressure, so that as a result of the dynamic pressure is available, which is supplied to a controller, for example, to perform a flow control by means of the adjustable throttle device.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die erste Druckmessstelle in der Gasströmung angeordnet ist. Sie kann sich beispielsweise im Bereich der Mittellängsachse der Gasleitung befinden. A development of the invention provides that the first pressure measuring point is arranged in the gas flow. It may, for example, be located in the region of the central longitudinal axis of the gas line.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn die zweite Druckmessstelle in der Gasströmung in der Nähe einer Wand der Gasleitung angeordnet ist. Sie befindet sich demgemäß im Wandbereich oder nahe des Wandbereichs der Gasleitung. Selbstverständlich ist es jedoch auch möglich, von den vorstehend erwähnten Positionen der ersten und/oder zweiten Druckmessstelle abzuweichen, wobei jedoch stets zu beachten ist, dass sich die erste Druckmessstelle in der im Wesentlichen störungsfreien Zone hinsichtlich der durch die Drosseleinrichtung auftretenden Störungen befindet und dass die zweite Druckmessstelle im Wesentlichen in der gestörten Zone angeordnet ist.Furthermore, it is advantageous if the second pressure measuring point is arranged in the gas flow in the vicinity of a wall of the gas line. It is accordingly located in the wall area or near the wall area of the gas line. Of course, it is also possible to deviate from the above-mentioned positions of the first and / or second pressure measuring point, but it should always be noted that the first pressure measuring point is in the substantially trouble-free zone with respect to the disturbances occurring through the throttle device and that the second pressure measuring point is arranged substantially in the disturbed zone.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Drosseleinrichtung eine verstellbare Drosselklappe, insbesondere mit Mitteldrehachse, ist. Eine derartige Drehklappe wird um die Mittelachse verschwenkbar gelagert, sodass sie bei Längsausrichtung fluchtend zur Mittellängsachse der Gasleitung verläuft und quasi den gesamten Querschnitt der Gasleitung freigibt. Es liegt dann ein Drosselwinkel α = 0° vor. Wird die Drosselklappe um ihre Mitteldrehachse verschwenkt, so verkleinert sich dabei der wirksame Querschnitt für die Strömung in der Gasleitung. Ist ein Drosselwinkel von etwa 60° erreicht (α = 60°), dann befindet sich die Drosselklappe in ihrer geschlossenen Stellung, das heißt, es kann kein Gasstrom mehr passieren.A further development of the invention provides that the throttle device is an adjustable throttle valve, in particular with a central axis of rotation. Such a rotary flap is mounted pivotably about the central axis, so that it runs in the longitudinal alignment in alignment with the central longitudinal axis of the gas line and virtually releases the entire cross section of the gas line. There is then a throttle angle α = 0 ° before. If the throttle valve is pivoted about its central axis of rotation, thereby reducing the effective cross-section for the flow in the gas line. If a throttle angle of about 60 ° is reached (α = 60 °), then the throttle valve is in its closed position, that is, it can no longer happen gas flow.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die erste Druckmessstelle eine angeströmte Topfmessstelle ist. Es handelt sich bei einer Topfmessstelle um einen Topf beziehungsweise einen Napf, der mit seiner Topföffnung der Gasströmung zugewandt ist. Mittels einer Druckleitung, eines Druckschlauches oder dergleichen wird der Druck in dem Topf ermittelt, sodass auf diese Art und Weise die erste Druckmessstelle realisiert ist.It is preferably provided that the first pressure measuring point is a flowed pot measuring point. It is at a pot measuring point to a pot or a cup, which faces the gas flow with its pot opening. By means of a pressure line, a pressure hose or the like, the pressure in the pot is determined, so that in this way the first pressure measuring point is realized.

Ferner kann vorgesehen sein, dass die erste Druckmessstelle eine angeströmte Stauleistenmessstelle ist. Hierbei handelt es sich um ein Leistenprofil, beispielsweise um eine U-Profil, das die Gasleitung quer durchsetzt. Durch die Längserstreckung der leistenförmigen Messstelle erfolgt eine Mittelwertbildung des so erfassten Druckes. Auch diese Stauleiste ist mit ihrer Öffnung der Gasströmung entgegengerichtet, was durch das Wort ”angeströmt” zum Ausdruck gebracht wird. In die U-förmige Stauleiste kann eine U-förmige Einsteckleiste eingesteckt sein, wobei die Einsteckleiste mit ihrer Leistenöffnung voran in die Leistenöffnung der Stauleiste eingesteckt ist. Im Boden der Einsteckleisten befinden sich einige über die Leistenlänge verteilt angeordnete Öffnungen. In den so gebildeten Hohlraum mündet ein Messschlauch oder dergleichen, um den Druck abzunehmen.Furthermore, it can be provided that the first pressure measuring point is a streamed Stauleistenmessung. This is a strip profile, for example, a U-profile, which passes through the gas line across. Due to the longitudinal extent of the strip-shaped measuring point, an averaging of the pressure thus detected takes place. This dam bar, too, faces the gas flow with its opening, which is expressed by the word "streamed". In the U-shaped Stauleiste a U-shaped plug-in strip may be inserted, the plug-in strip is inserted with its bar opening ahead in the bar opening of the bar. In the bottom of the Einsteckleisten are some distributed over the bar length arranged openings. In the cavity thus formed opens a measuring tube or the like to remove the pressure.

Die zweite Druckmessstelle, die den Wanddruck misst, kann insbesondere als Nippelmessstelle ausgebildet sein. Hierunter ist eine Öffnung zu verstehen, die sich in der Wandung der Gasleitung befindet und die über eine Messleitung oder einen Messschlauch den erfassten Druck zur weiteren Verwendung ableitet.The second pressure measuring point, which measures the wall pressure, can be designed in particular as a nipple measuring point. This is to be understood as meaning an opening which is located in the wall of the gas line and which via a measuring line or a measuring hose dissipates the detected pressure for further use.

Vorteilhaft kann es sein, wenn die zweite Druckmessstelle eine strömungsabgewandte Topfmessstelle und/oder eine strömungsabgewandte Stauleistenmessstelle ist. Diese beiden Ausführungsformen der Messstelle wurden vorstehend bereits erläutert, wobei es sich im Gegensatz dazu jedoch um strömungsabgewandte Messstellen handelt, das heißt, die Topföffnung oder die Öffnung der Stauleiste ist nicht der Strömung entgegengerichtet angeordnet, sondern weist in Strömungsrichtung, das heißt, eine strömungsabgewandte Messstelle liegt etwa um 180° verdreht angeordnet gegenüber einer angeströmten gleichartigen Messstelle.It may be advantageous if the second pressure measuring point is a flow-facing pot measuring point and / or a flow-away Stauleistenmessstelle. These two embodiments of the measuring point have already been explained above, but in contrast thereto are flow-remote measuring points, that is, the pot opening or the opening of the Stauleiste is not arranged opposite to the flow, but has in the flow direction, that is, a downstream measuring point is arranged rotated by about 180 ° with respect to a flowed similar measuring point.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn die ermittelte, zwischen erster und zweiter Druckmessstelle vorliegende Druckdifferenz zur Kompensation von durch die Drosseleinrichtung bewirkten Störeinflüssen mit einer die Drosselstellung berücksichtigenden Größe gewichtet wird. Handelt es sich bei der Drosseleinrichtung beispielsweise um die erwähnte, verschwenkbare Drosselklappe, so erfolgt in Abhängigkeit von dem Drosselwinkel α mittels einer Kennlinie, einem Wertefeld oder derlgeichen eine entsprechende Korrektur, das heißt, die Kennlinie oder das Wertefeld stellt die erwähnte, wichtende Größe dar. Aufgrund dieser Maßnahme ist es daher möglich, den erfindungsgemäß als großen Wert ermittelten Differenzdruck, der – obwohl durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen überhöht – ein genaues Messergebnis darstellt, mittels der wichtenden Größe so zu gewichten, dass eine genaue Aussage über den tatsächlichen Messwert getroffen werden kann.Furthermore, it is advantageous if the determined, present between the first and second pressure measuring point pressure difference to compensate for the interference caused by the throttle device is weighted with a throttle position taking into account the size. If the throttle device is, for example, the aforementioned, pivotable throttle valve, then a corresponding correction takes place as a function of the throttle angle α by means of a characteristic curve, a value field or the like, that is, the characteristic curve or the value field represents the mentioned, weighting variable. Because of this measure, it is therefore possible to determine the differential pressure determined according to the invention as a large value, which - although highly enhanced by the measures according to the invention - represents an accurate measurement result, by means of the weighting variable so that an accurate statement can be made about the actual measured value.

Bei der wichtenden Größe handelt es sich insbesondere um einen sogenannten Verstärkungsfaktor. Dieser kann – nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung – an den gewünschten Messbereich angepasst werden. Dies erfolgt insbesondere dadurch, dass die Positionierung der zweiten Messstelle solange verändert wird, bis sich der gewünschte Verstärkungsfaktor einstellt. Schon geringe Positionsänderungen der Anordnung der ersten, insbesondere jedoch der zweiten Druckmessstelle führt zu einer beachtlichen Auswirkung auf das von der Differenzdruckmesseinrichtung erfasste Messergebnis, das heißt, schon mit geringen Positionsverlagerungen lassen sich erhebliche Einflüsse erzielen.The weighting variable is in particular a so-called amplification factor. This can - be adapted to the desired measuring range - according to a particular embodiment of the invention. This is done in particular by the positioning of the second measuring point being changed until the desired amplification factor is established. Even small changes in position of the arrangement of the first, but especially the second pressure measuring point leads to a considerable effect on the detected by the differential pressure measuring device measurement result, that is, even with low Position shifts can achieve significant influences.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung des Volumenstroms einer Gasströmung, mit einer in einer Gasleitung angeordneten, im Querschnitt verstellbaren Drosseleinrichtung und mit einer Differenzdruckmesseinrichtung, die zwei Druckmessstellen aufweist, von denen eine erste Druckmessstelle stromaufwärts der Drosseleinrichtung in einem von der Drosseleinrichtung bezüglich des Drucks nicht beeinflussten ersten Bereich angeordnet wird, die andere, zweite Druckmessstelle in einem von der Drosseleinrichtung bezüglich des Drucks beeinflussten, zweiten Bereich angeordnet wird, und die beiden Druckmessstellen stromaufseitig der Drosseleinrichtung angeordnet werden.Furthermore, the invention relates to a method for determining the volume flow of a gas flow, with a arranged in a gas line, adjustable in cross-section throttle device and with a differential pressure measuring device having two pressure measuring points, of which a first pressure measuring point upstream of the throttle device in one of the throttle device with respect to the pressure unaffected first region is arranged, the other, second pressure measuring point is arranged in a second region influenced by the throttle device with respect to the pressure, and the two pressure measuring points are arranged upstream of the throttle device.

Die Erfindung betrifft ferner eine Verwendung einer Volumenstrommesseinrichtung gemäß vorstehender Ausführungen zur Durchführung des vorstehenden Volumenstrommessverfahrens.The invention further relates to a use of a volumetric flow meter according to the above statements for carrying out the above volumetric flow measuring method.

Die Zeichnungen veranschaulichen die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels, und zwar zeigt:The drawings illustrate the invention with reference to an embodiment, in which:

1a eine erfindungsgemäße Volumenstrommesseinrichtung mit schematisiertem Diagramm, 1a a volume flow measuring device according to the invention with a schematic diagram,

1b die Darstellung der 1 mit Diagramm, 1b the representation of 1 with diagram,

2 ein Diagramm von Messbereichen unterschiedlicher Volumenstromregler (V-Regler), 2 a diagram of measuring ranges of different volumetric flow controllers (V-controller),

3 eine Volumenstrommesseinrichtung, 3 a volumetric flow meter,

4 ebenfalls eine Volumenstrommesseinrichtung mit Formel und 4 also a volumetric flow meter with formula and

5 ein Diagramm, das die Drosseleinrichtungsrückwirkung (Klappenrückwirkung) auf das Messergebnis der Volumenstrommesseinrichtung zeigt. 5 a diagram showing the throttle device reaction (valve reaction) on the measurement result of the volume flow measuring device.

Die 1a zeigt eine Volumenstrommesseinrichtung 1, die eine Gasleitung 2 in Form eines Luftkanals 3 aufweist. Der Luftkanal 3 kann einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen oder – alternativ – einen rechteckigen Querschnitt besitzen. Im Innern 4 des Luftkanals 3 ist eine Drosseleinrichtung 5 in Form einer Drosselklappe 6 angeordnet, die um eine Mitteldrehachse 7 um einen Winkel (Drosselwinkel α) verschwenkt werden kann. Eine strichpunktierte Linie 8 kennzeichnet die Position der Mitteldrehachse 7 der Drosselklappe 6. Die Linie 8 verläuft rechtwinklig zur Mittellängsachse 9 des Luftkanals 3, wobei die Mittellängsachse 9 die Mitteldrehachse 7 schneidet.The 1a shows a volumetric flow meter 1 that a gas line 2 in the form of an air duct 3 having. The air duct 3 may have a circular cross-section or - alternatively - have a rectangular cross-section. At the inside 4 of the air duct 3 is a throttle device 5 in the form of a throttle 6 arranged around a central axis of rotation 7 by an angle (throttle angle α) can be pivoted. A dash-dotted line 8th indicates the position of the central axis of rotation 7 the throttle 6 , The line 8th runs at right angles to the central longitudinal axis 9 of the air duct 3 , wherein the central longitudinal axis 9 the central axis of rotation 7 cuts.

Innerhalb des Luftkanals 3 strömt eine Gasströmung, die – im Falle des Einsatzes der Volumenstrommesseinrichtung 1 bei einer Lüftungsanlage eines Gebäudes oder dergleichen – von einer Luftströmung gebildet ist, die mit Pfeilen 10 angedeutet wird. In Abhängigkeit von der Winkelstellung der Drosselklappe 6 wird auf die Luftströmung 10 eine Rückwirkung ausgeübt, die den Strömungsverlauf und auch den am jeweiligen Punkt herrschenden Druck beeinflusst. Der Druckverlauf 11 ist in schematisierter Form unterhalb der Vorrichtungsdarstellung der 1a wiedergegeben und kennzeichnet den jeweils an der betrachteten Stelle innerhalb des Luftkanals 3 herrschenden Druck p. Aus dem Diagramm und der Einrichtung der 1a ist ersichtlich, dass es stromaufwärts der Drosseleinrichtung 5 einen ersten Bereich 12 gibt, in dem die Drosseleinrichtung 5 keine Störung auf die Luftströmung 10 ausübt, sodass der Druck einen konstanten Wert aufweist. Hieran schließt sich – in Strömungsrichtung (Pfeil 10) gesehen – ein zweiter Bereich 13 an, in dem die Drosselklappe 6 liegt. In diesem zweiten Bereich 13 findet aufgrund der Drosselklappe 6 eine Störung der Luftströmung 10 statt, sodass eine entsprechende Beeinflussung des Druckes p aufgrund der erhöhten Strömungsgeschwindigkeit im Drosselspalt auftritt. Die Anordnung ist nun so getroffen, dass sich innerhalb des Luftkanals 3 eine Differenzdruckmesseinrichtung 14 befindet, die eine erste Druckmessstelle 15 und eine zweite Druckmessstelle 16 aufweist. Die erste Druckmessstelle 15 befindet sich stromaufwärts der Drosselklappe 6 in dem nicht gestörten ersten Bereich 12; die zweite Druckmessstelle 16 ist geringfügig stromabwärts zur Linie 8 im Bereich der Drosselklappe 6 angeordnet und befindet sich demzufolge innerhalb des gestörten, zweiten Bereichs 13. Innerhalb des zweiten Bereichs 13 fällt der Druck – in Strömungsrichtung gesehen – zunächst steil ab bis zu einem Minimalwert 17 und steigt dann innerhalb des zweiten Bereichs 13 wieder an, jedoch auf ein niedrigeres Niveau gegenüber dem Niveau im ersten Bereich 12. Insofern steigt der Differenzdruck innerhalb des zweiten Bereichs 13 – in Strömungsrichtung gesehen – zunächst steil an bis zu einem Minimalwert 17 und fällt dann innerhalb des zweiten Bereichs wieder ab, jedoch auf ein höheres Niveau gegenüber dem Niveau im ersten Bereich 12.Inside the air duct 3 flows a gas flow, which - in the case of use of the volume flow measuring device 1 in a ventilation system of a building or the like - is formed by an air flow, with arrows 10 is hinted at. Depending on the angular position of the throttle 6 gets on the air flow 10 exerted a reaction that affects the flow and also the pressure prevailing at each point. The pressure gradient 11 is in schematic form below the device representation of 1a reproduced and marks the respectively at the point considered within the air duct 3 prevailing pressure p. From the diagram and the device of 1a it can be seen that it is upstream of the throttle device 5 a first area 12 There, in which the throttle device 5 no disturbance to the air flow 10 exerts, so that the pressure has a constant value. This is followed by - in flow direction (arrow 10 ) - a second area 13 in which the throttle 6 lies. In this second area 13 takes place due to the throttle 6 a disturbance of the air flow 10 instead, so that a corresponding influence on the pressure p due to the increased flow velocity in the throttle gap occurs. The arrangement is now made so that within the air duct 3 a differential pressure measuring device 14 which is a first pressure measuring point 15 and a second pressure measuring point 16 having. The first pressure measuring point 15 is located upstream of the throttle 6 in the not disturbed first area 12 ; the second pressure measuring point 16 is slightly downstream to the line 8th in the area of the throttle 6 arranged and is therefore located within the disturbed second area 13 , Within the second area 13 The pressure drops - seen in the direction of flow - initially steeply down to a minimum value 17 and then rises within the second range 13 again, but at a lower level compared to the level in the first area 12 , In this respect, the differential pressure increases within the second range 13 - seen in the flow direction - initially steep to a minimum value 17 and then drops back within the second range, but to a higher level than the level in the first range 12 ,

An der ersten Druckmessstelle 15 wird der Druck p1 und an der zweiten Druckmessstelle 16 der Druck p2 (Wanddruck) gemessen, wobei sich eine relativ große Druckdifferenz zwischen diesen beiden Drücken ergibt, die als Differenzdruck dp beziehungsweise Δp gekennzeichnet ist. Diese große Druckdifferenz resultiert aus dem erfindungsgemäßen Vorgehen, den Gesamtdruck an der ersten Druckmessstelle 15 und den statischen Druck an der zweiten Druckmessstelle 16 zu ermitteln und dabei die aus dem Diagramm der 1a hervorgehende, durch die Drosselklappe 6 bewirkte Störung mit zu verwenden. Die Folge ist, dass zum Beispiel auch niedrige Strömungsgeschwindigkeiten der Luftströmung 10 messgenau erfasst werden können, da ein hinreichend großes dp zur Verfügung steht.At the first pressure measuring point 15 the pressure becomes p1 and at the second pressure measuring point 16 the pressure p2 (wall pressure) is measured, resulting in a relatively large pressure difference between these two pressures, which is characterized as differential pressure dp or Δp. This large pressure difference results from the procedure according to the invention, the total pressure at the first pressure measuring point 15 and the static pressure at the second pressure measuring point 16 to determine and from the diagram of the 1a resulting, through the throttle 6 caused interference with too use. The consequence is that, for example, also low flow velocities of the air flow 10 can be detected accurately, since a sufficiently large dp is available.

Im Ausführungsbeispiel der 1a ist ein im Querschnitt kreisförmiger Luftkanal 3 vorgesehen. Die erste Druckmessstelle 15 ist als angeströmte Topfmessstelle ausgebildet und befindet sich auf der Mittellängsachse 9. Die zweite Druckmessstelle 16 kann beispielsweise als Nippelmessstelle oder aber auch als strömungsabgewandte Topfmessstelle ausgebildet sein, um dort den statischen Druck zu erfassen. Sie befindet sich zwischen der auf Höhe der Mitteldrehachse 7 liegenden Linie 8 und dem Punkt, der von der Drosselklappe 6 an der Wand 18 berührt wird, wenn sich diese in ihrer geschlossenen Stellung befindet, in der der Drosselwinkel α maximal ist und etwa 60° beträgt. Sie ist ferner innerhalb der Luftströmung 10 nahe der Wand 18 des Luftkanals 3 angeordnet. Sofern anstelle eines Luftkanals 3 mit kreisförmigem Querschnitt beispielsweise ein Luftkanal mit rechteckigem Querschnitt eingesetzt wird, kann es vorteilhaft sein, anstelle einer Topfmessstelle eine Stauleistenmessstelle zu verwenden, um über die Breite des Luftkanals vorzugsweise einen Bemittelten Messwert zu erfassen.In the embodiment of 1a is a circular cross-section air duct 3 intended. The first pressure measuring point 15 is designed as a flowed pot measuring point and is located on the central longitudinal axis 9 , The second pressure measuring point 16 For example, it can be designed as a nipple measuring point or else as a flow measuring pot measuring point, in order to detect the static pressure there. It is located between the at the height of the central axis of rotation 7 lying line 8th and the point of the throttle 6 on the wall 18 is touched when it is in its closed position in which the throttle angle α is a maximum and about 60 °. It is also within the airflow 10 near the wall 18 of the air duct 3 arranged. If instead of an air duct 3 If, for example, an air duct with a rectangular cross-section is used with a circular cross-section, it may be advantageous to use a dust rail measuring point instead of a cup measuring point in order to detect an average reading over the width of the air duct.

Bei der Anordnung der 1a gilt die Beziehung Δp = V(α)·ρ/2·C² wobei Δp der von der Differenzdruckmesseinrichtung 14 ermittelte Differenzdruck, V ein Verstärkungsfaktor in Abhängigkeit vom Drosselwinkel α, ρ die Gasdichte und C die Gasgeschwindigkeit ist. Hieraus wird deutlich, dass durch Messen der Druckdifferenz Δp eine Strömungsgeschwindigkeit ermittelt werden kann, da die Gasdichte ρ bekannt ist. Der Verstärkungsfaktor V berücksichtigt die Störwirkung der Drosselklappe 6 in Abhängigkeit von der Stellung der Drosselklappe 6. Mit der Volumenstrommesseinrichtung 1 kann somit unter Berücksichtigung der Querschnittsfläche des Luftkanals 3 der Volumenstrom bestimmt und beispielsweise mittels einer nicht näher dargestellten Regeleinrichtung, der die Druckdifferenz Δp zugeleitet wird, konstant gehalten werden oder auf einen bestimmten Wert oder einen bestimmten Verlauf eingestellt werden. Hierzu wird die Drosselklappe 7 entsprechend vom Regler in ihrer Stellung verändert.In the arrangement of 1a the relationship applies Δp = V (α) · ρ / 2 · C ² where Δp that of the differential pressure measuring device 14 determined differential pressure, V is a gain factor as a function of the throttle angle α, ρ is the gas density and C is the gas velocity. From this it is clear that by measuring the pressure difference Δp a flow velocity can be determined, since the gas density ρ is known. The gain factor V takes into account the interference effect of the throttle valve 6 depending on the position of the throttle 6 , With the volume flow measuring device 1 can thus taking into account the cross-sectional area of the air duct 3 the volume flow determined and, for example, by means of a control device, not shown, to which the pressure difference .DELTA.p is fed, are kept constant or set to a specific value or a specific course. This is the throttle 7 changed accordingly by the controller in their position.

Die 1b zeigt eine Anordnung, die der Anordnung der 1a entspricht. Unterhalb der Anordnung ist ein Diagramm positioniert, das den Differenzdruck Δp in Abhängigkeit der Längserstreckung des Luftkanals 3, nämlich in Abhängigkeit von dem Weg x zeigt. Die Drosselklappe 6 weist den Drosselwinkel α auf, wobei sie sich in einer teilweise geöffneten Stellung befindet. Stromaufwärts der ersten Druckmessstelle 15 wird mittels Pfeilen 20 der Verlauf der Strömungsgeschwindigkeit über den Durchmesser des Luftkanals 3 angezeigt. Gleiches gilt stromabwärts der Drosselklappe 6 im sich daran anschließenden ungestörten Bereich. Das Diagramm der 1b zeigt auf der Ordinate den Verlauf des Differenzdrucks Δp in Abhängigkeit von dem Weg x. Auf der Abzisse ist der Weg x abgetragen. Wie ersichtlich befindet sich die erste Druckmessstelle 15 im ersten, ungestörten Bereich 12; die zweite Druckmessstelle 16 ist geringfügig stromabwärts der durch die Mitteldrehachse 7 verlaufenden Linie 8 im Bereich der Drosselklappe 6 im zweiten, gestörten Bereich 13 angeordnet. An der ersten Druckmessstelle 15 wird der Gesamtdruck p1; an der zweiten Druckmessstelle 16 der Druck p2 ermittelt. Der Differenzdruck (Wirkdruck) Δp (x) ergibt sich zu Δp (x) = p1 – p2, wobei p2 aufgrund der Anordnung der zweiten Druckmessstelle 16 an der Wandung des Luftkanals 3 der Wanddruck ist. Der Differenzdruckverlauf des Diagramms der 1b lässt erkennen, dass die Druckdifferenz stromabwärts der ersten Druckmessstelle 15 im zweiten Bereich 13 ansteigt bis auf ein Maximum, das stromabwärts der Linie 8 liegt, und dann wieder abfällt, um schließlich auf einem höheren Niveau jenseits des Bereichs 13 zu verbleiben. Dieses höhere Niveau zum niedrigeren Niveau, das im ersten Bereich 12 vorherrscht, kennzeichnet den Druckabfall an der Drosselklappe 6 und ist mit ΔpKI gekennzeichnet. Zwischen der ersten Druckmessstelle 15 und der zweiten Druckmessstelle 16 ist die Wegstrecke Δx ausgebildet. Der Differenzdruck p1 – p2 zwischen den Druckmessstellen 15 und 16 beträgt Δp (x) und ist in der 1b eingezeichnet. Bei dem Druck p1 handelt es sich um den Gesamtdruck vor der Drosseleinrichtung 5 und bei dem Druck p2 handelt es sich um den Wanddruck (statischen Druck) im Bereich der Wandung des Luftkanals 3.The 1b shows an arrangement that the arrangement of 1a equivalent. Below the arrangement, a diagram is positioned that the differential pressure Ap as a function of the longitudinal extent of the air duct 3 , namely, depending on the path x shows. The throttle 6 has the throttle angle α, wherein it is in a partially open position. Upstream of the first pressure measuring point 15 is by means of arrows 20 the course of the flow velocity over the diameter of the air channel 3 displayed. The same applies downstream of the throttle 6 in the adjoining undisturbed area. The diagram of 1b shows on the ordinate the course of the differential pressure Δp as a function of the path x. On the abscissa the path x is removed. As can be seen, the first pressure measuring point is located 15 in the first, undisturbed area 12 ; the second pressure measuring point 16 is slightly downstream of the central axis of rotation 7 running line 8th in the area of the throttle 6 in the second, disturbed area 13 arranged. At the first pressure measuring point 15 the total pressure p1; at the second pressure measuring point 16 the pressure p2 determined. The differential pressure (effective pressure) Δp (x) is given by Δp (x) = p1 - p2, where p2 due to the arrangement of the second pressure measuring point 16 on the wall of the air duct 3 the wall print is. The differential pressure curve of the diagram of 1b indicates that the pressure difference downstream of the first pressure measuring point 15 in the second area 13 rises to a maximum, downstream of the line 8th lies, and then drops off again, eventually reaching a higher level beyond the range 13 to remain. This higher level to the lower level, that in the first area 12 predominates, indicates the pressure drop across the throttle 6 and is marked with ΔpKI. Between the first pressure measuring point 15 and the second pressure measuring point 16 the distance Δx is formed. The differential pressure p1 - p2 between the pressure measuring points 15 and 16 is Δp (x) and is in the 1b located. The pressure p1 is the total pressure upstream of the throttle device 5 and the pressure p2 is the wall pressure (static pressure) in the area of the wall of the air duct 3 ,

Die 2 verdeutlicht die Wirkung der Erfindung. Das dort dargestellte Diagramm zeigt den Differenzdruck (Wirkdruck) in Pascal (pa) in Abhängigkeit von der Luftgeschwindigkeit in Meter pro Sekunde (m/s) sowohl bei einer nicht erfindungsgemäßen Blende 1 und einer nicht erfindungsgemäßen Blende 2 und beim Gegenstand der Erfindung, wobei die Kennlinie der Erfindung mit ”neu” gekennzeichnet ist. Es wird deutlich, dass auch bei niedrigen Luftgeschwindigkeiten ein hinreichend großer und genauer Druck Δp von der erfindungsgemäßen Einrichtung ermittelt wird, das heißt, es wird ein entsprechendes Messsignal für den Volumenstromregler zur Verfügung gestellt. Bei den Vergleichseinrichtungen der Blende 1 und der Blende 2, bei denen sich beide Druckmessstellen jeweils im ungestörten Bereich stromaufwärts der jeweiligen Blende befinden, sinkt bei niedrigen Luftgeschwindigkeiten die Druckdifferenz Δp auf sehr niedrige Werte ab, sodass ein genaues Ergebnis nicht erzielt werden kann. Es ist dabei zu beachten, dass der Wirkdruck in der 2 logarithmisch dargestellt ist.The 2 illustrates the effect of the invention. The diagram shown there shows the differential pressure (effective pressure) in Pascals (pa) as a function of the air velocity in meters per second (m / s) both for a diaphragm not according to the invention 1 and a non-invention aperture 2 and the subject of the invention, wherein the characteristic of the invention is marked "new". It becomes clear that even at low air velocities, a sufficiently large and accurate pressure Δp is determined by the device according to the invention, that is, a corresponding measurement signal is made available to the volumetric flow controller. In the comparison devices of the aperture 1 and the aperture 2 , in which both pressure measuring points are located in the undisturbed area upstream of the respective orifice, the pressure difference Δp drops to very low values at low air velocities, so that an exact result can not be achieved. It should be noted that the differential pressure in the 2 is shown logarithmically.

Die 3 verdeutlicht, dass sich der durch die Störung ergebende Verstärkungsfaktor V in Abhängigkeit von der Position der zweiten Druckmessstelle 16 relativ stark ändert. Dargestellt ist eine Anordnung entsprechend der der 1a, wobei durch die Werte 10/30 mm andeutet werden soll, dass die zweite Druckmessstelle 16 in einem Falle 10 mm nach der Klappenmitte, also nach der Linie 8, angeordnet ist und im anderen Falle 30 mm stromabwärts der Linie 8. Dies führt gemäß 5 zu zwei verschiedenen Kennlinien, aus denen deutlich ersichtlich ist, wie stark der Verstärkungsfaktor von der Position dieser zweiten Druckmessstelle 16 abhängig ist. Demzufolge lässt sich über die Variation der Position der Verstärkungsfaktor V einstellen. Die zweite Druckmessstelle 16 ist mit einem Minus gekennzeichnet, während die erste Druckmessstelle 15 ein Plus trägt. Diese Symbole sollen andeuten, dass hier die Druckdifferenz Δp ermittelt wird, wie dies auch aus der 4 hervorgeht, aus der ersichtlich ist, dass sich der Verstärkungsfaktor aus folgender Formel ergibt:

The 3 illustrates that the resulting from the disturbance gain V as a function of the position of the second pressure measuring point 16 relatively strong changes. Shown is an arrangement according to the 1a , where the values 10/30 mm indicate that the second pressure measuring point 16 in one case 10 mm after the middle of the valve, ie after the line 8th , and in the other case 30 mm downstream of the line 8th , This leads according to 5 to two different characteristics, from which it is clear how strong the gain of the position of this second pressure measuring point 16 is dependent. As a result, the gain V can be adjusted by varying the position. The second pressure measuring point 16 is marked with a minus, while the first pressure measuring point 15 a plus carries. These symbols are intended to indicate that the pressure difference .DELTA.p is determined here as well as from the 4 from which it can be seen that the amplification factor results from the following formula:

Claims

Volumetric flow meter having a arranged in a gas line, adjustable in cross-section throttle device and with a differential pressure measuring device having two pressure measuring points, of which a first pressure measuring point upstream of the throttle device in a not affected by the throttle device with respect to the pressure, first range, characterized in that the other, second pressure measuring point ( 16 ) in one of the throttle device ( 5 ) with respect to the pressure-influenced, second area ( 13 ) and that the two pressure measuring points ( 15 . 16 ) upstream of the throttle device ( 5 ) lie.

Volume flow measuring device according to claim 1, characterized in that the first pressure measuring point ( 15 ) is a total pressure measuring point.

Volume flow measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the second pressure measuring point ( 16 ) is a static pressure measuring point.

Volume flow measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the first pressure measuring point ( 15 ) is arranged in the gas flow.

Volume flow measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the second pressure measuring point ( 16 ) in the gas flow near a wall ( 18 ) of the gas line ( 2 ) is arranged.

Volumetric flow meter according to one of the preceding claims, characterized in that the throttle device ( 5 ) an adjustable throttle valve ( 6 ), in particular with center pivot axis ( 7 ).

Volume flow measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the first pressure measuring point ( 15 ) is a flown pot measuring point.

Volume flow measuring device according to one of the preceding claims 1 to 6, characterized in that the first pressure measuring point ( 15 ) is a streamed Stauleistenmessstelle.

Volumetric flow meter according to one of the preceding claims, characterized in that the second pressure measuring point is a nipple measuring point.

Volume flow measuring device according to one of the preceding claims 1 to 8, characterized in that the second pressure measuring point ( 16 ) is a flow-facing pot measuring point or a flow-away Stauleistenmessstelle.

Volume flow measuring device according to claim 9, characterized in that the nipple measuring point in the wall ( 18 ) of the gas line ( 2 ) lies.

Volumetric flow meter according to one of the preceding claims, characterized in that the determined, between the first and second pressure measuring point ( 15 . 16 ) present pressure difference for the compensation of the throttle device ( 5 ) caused interference is weighted with a throttle position taken into account the size.

Volume flow measuring device according to claim 12, characterized in that the size is a gain factor (V).

Volumetric flow meter according to claim 13, characterized in that the Amplification factor (V) is adapted to the desired measuring range.

Volume flow measuring device according to claim 14, characterized in that the amplification factor (V) to the desired measuring range by searching a certain position of the second pressure measuring point ( 16 ) is adjusted.

Method for determining the volumetric flow rate of a gas flow, having a throttling device which is arranged in a gas line and having a differential pressure measuring device which has two pressure measuring points, of which a first pressure measuring point upstream of the throttling device is arranged in a first region which is not influenced by the throttling device with regard to the pressure is arranged, the other, second pressure measuring point in a second region influenced by the throttle device with respect to the pressure, and the two pressure measuring points are arranged upstream of the throttle device.

Use of a volumetric flow meter according to one or more of the preceding claims 1 to 15 for carrying out a volumetric flow measuring method according to claim 16.