DE102006025518B4

DE102006025518B4 - Messsonde

Info

Publication number: DE102006025518B4
Application number: DE102006025518.6A
Authority: DE
Inventors: Dr.-Ing. Ester Stephan
Original assignee: Woehler Technik GmbH
Current assignee: Woehler Technik GmbH
Priority date: 2006-05-30
Filing date: 2006-05-30
Publication date: 2017-06-01
Anticipated expiration: 2026-05-31
Also published as: DE102006025518A1

Abstract

Messsonde mit zwei an ihren freien Enden abgewinkelten Staurohren, dadurch gekennzeichnet, dass die Staurohre (1, 2) von einer Handhabe (5) unmittelbar nebeneinander und in der Handhabe (5) jeweils um ihre Längsachse (6, 7) verdrehbar gehalten sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Messsonde mit zwei an ihren freien Enden um etwa 90° abgewinkelten Staurohren.
Staudruckmessungen sowie Geschwindigkeitsmessungen auf einer Stromlinie mit einem prandtlschem Staurohr sind altbekannt und bewährt. Für die Messung von Geschwindigkeiten verwendet man heute vielfach zwei gleichartig ausgebildete Staurohre, die an ihren freien Enden um etwa 90° abgewinkelt sind und für eine Geschwindigkeitsmessung in entgegengesetzte Richtungen zeigen. Über die gemessene Druckdifferenz zwischen diesen beiden Staurohren kann aus der Bernoulligleichung die Geschwindigkeit ermittelt werden.
Aus der US 5,509,313 A ist eine derartige, stationär in eine Rohrwandung eingelassene Messvorrichtung bekannt. Dort sind die Abwinklungen der Staurohre gemeinsam um eine Achse senkrecht auf der Rohrinnenwandung drehbar, um aus einer Vielzahl von Messungen die tatsächliche Strömungsrichtung zu ermitteln und hieraus die tatsächliche Strömungsgeschwindigkeit.
Die DE 79 29 123 U1 erläutert eine Sonde für eine Abgasmessung an Gas- und Ölheizungen, bei der ein um 90° am Ende abgewinkeltes Sondenrohr in ein Abgasrohr verbracht wird, um eine Probe des Rauchgases für eine CO2-Analyse und/oder einen Rußtest zu entnehmen. Darüber hinaus verfügt diese Sonde an der Sondenspitze über ein Thermoelement für eine Temperaturbestimmung.
Aus der DE 80 10 146 U1 ist eine konische Haltevorrichtung für Messsonden bekannt, die in eine Prüföffnung an Abgasrohren von Feuerungsanlagen für flüssige und gasförmige Brennstoffe eingebracht wird.
Heutige Vermessungen der Luftströmungen in Abgasleitungen, Leck- und/oder Ventilationsverlustmessungen an Feuerstätten und dergleichen mehr verlangen heute sehr genaue Messergebnisse, auch bei nur geringen Strömungsgeschwindigkeiten.
Hierbei stellt sich regelmäßig das Problem, dass bekannte Messsonden, die vergleichsweise große Abmessungen aufweisen, auch nur durch vergleichsweise große Revisionsöffnungen in beispielsweise Abgasleitungen einbringbar sind. Derartig große Revisionsöffnungen stören andererseits die zu vermessende Strömung in erheblichem Umfang, so dass das gemessene Geschwindigkeitsfeld nicht mit dem der ungestörten Strömung wirklich übereinstimmt.
Vor diesem technischen Hintergrund macht die Erfindung es sich zur Aufgabe, eine Messsonde mit zwei an ihren freien Enden abgewinkelten Staurohren zur Verfügung zu stellen, die durch sehr kleine Revisionsöffnungen beispielsweise in einer Abgasleitung einbringbar ist und durch die die Strömung in dieser Abgasleitung nur gering gestört wird.
Gelöst wird diese technische Problematik bei der in Rede stehenden Messsonde gemäß des Anspruchs 1 durch die Maßnahmen, dass die Staurohre von einer Handhabe unmittelbar nebeneinander und um ihre Längsachsen verdrehbar gehalten sind.
Durch diese Maßnahme ist es ermöglicht, für ein Einbringen der um etwa 90° abgewinkelten Staurohre diese in eine Position zueinander zu verdrehen, in der die abgewinkelten Enden übereinander liegend gleich ausgerichtet sind. Bei einem Durchmesser der Staurohre von unter 5 mm ist es dann ermöglicht, die freien, abgewinkelten Enden der Staurohre durch Revisionsöffnungen, vorzugsweise runden Querschnitts, eines Durchmessers von unter 1 cm in eine Abgasleitung beispielsweise einzubringen. Dort eingebracht, werden die Staurohre um einen Verdrehwinkel von 180° gegeneinander verdreht, so dass die Abwinklungen der freien Enden gegenläufig orientiert sind und so auch eine Geschwindigkeitsmessung ermöglicht ist.
In konstruktiver Ausgestaltung der Messsonde nach der Erfindung hat sich dabei als zweckmäßig erwiesen, wenn jedes Staurohr um 90° verdrehbar ist.
Neben der Möglichkeit des Verdrehens der Staurohre gegenüber der Handhabe ist ferner vorgesehen, dass die Staurohre von der Handhabe axial verschiebbar gehalten sind, so dass ein Vorstehen der Staurohre vor der Handhabe einstellbar und damit eine Anpassung an unterschiedliche Durchmesser von beispielsweise Abgasleitungen ermöglicht ist.
Hierzu weist bevorzugt die Handhabe einen sich hin zu den freien Enden der Staurohre verjüngenden Konus auf, durch den zum einen die Revisionsöffnung verschlossen werden kann und durch den zum anderen die exakte Positionierung der freien, abgewinkelten Enden der Staurohre in einer Leitung vorgegeben wird. In weiterer Ausgestaltung kann der Konus noch mit einem Schraubgewinde versehen sein, so dass der Konus in eine runde Revisionsöffnung einschraubbar ist. Neben einem Verschließen der Revisionsöffnung wird so die Messsonde nach der Erfindung auch positioniert und sicher gehalten. Neben einem Schraubgewinde können solches auch geeignet angebrachte Rippen ermöglichen.
Es kann vorgesehen sein, dass die Handhabe elastisch ausgebildet in beispielsweise eingebrachten Bohrungen die Staurohre hält. Bevorzugt wird jedoch, dass die Staurohre an der Handhabe gesondert festlegbar sind. Ein leichtes Drehen bzw. axiales Verschieben der Staurohre ist dann gegeben, wobei diese in der speziellen Gebrauchslage bzw. in der Positionierung für ein Einbringen in eine Leitung sicher an der Handhabe festgelegt werden können.
Hierzu kann in konstruktiver Ausgestaltung vorgesehen sein, dass die Staurohre die Handhabe jeweils in einer Hülse durchsetzen, dass quer zu jeder Hülse an diese ein ein Innengewinde aufweisendes Röhrchen angeschlossen ist, in dem eine Rändelschraube verdrehbar gehalten ist und dass die Röhrchen jeweils eine Ausnehmung in der Handhabe durchsetzen.
Durch die Rändelschrauben werden die Staurohre innerhalb der Hülse sicher gehalten und können nach Lösen derselben axial gegenüber der Handhabe verschoben werden.
Ist durch die Rändelschraube ein Staurohr festgelegt, kann die Rändelschraube mit dem Röhrchen gleichsam als Hebel verwendet werden, um das festgelegte Staurohr um seine Längsachse zu drehen. Um dies zu ermöglichen, durchsetzt das Röhrchen mit der Rändelschraube eine entsprechend ausgebildete Ausnehmung in der Handhabe.
Eine weitere konstruktive Maßnahme sieht vor, dass die Ausnehmungen axial beabstandet und sich diametral gegenüber liegend ausgebildet sind. Hierdurch wird die Handhabe mechanisch wenig geschwächt. Darüber hinaus ist es ermöglicht, wenn die Abwinklungen der Staurohre und die Röhrchen jeweils in einer Ebene liegen und sich jeweils in die gleiche Richtungen erstrecken, dass durch die Positionierung der Rändelschrauben auch die Positionierung des freien, abgewinkelten Endes des entsprechenden Staurohrs deutlich sichtbar wiedergegeben wird, so dass sich dessen Ausrichtung auch in einer Abgasleitung oder dergleichen sicher erkennen lässt.
In zweckmäßiger Ausgestaltung ist ferner vorgesehen, dass ein Leerrohr von der Handhabe unmittelbar den Staurohren benachbart gehalten ist, wobei insbesondere in einem Querschnitt die Staurohre und das Leerrohr ein Dreieck aufspannen. Eine wesentliche Querschnittsvergrößerung entsteht hierdurch nicht, insbesondere nicht im Hinblick auf runde Revisionsöffnungen in Abgasleitungen oder dergleichen mehr.
Ein solches Leerrohr dient vorzugsweise der Aufnahme eines Temperatursensors, so dass eine Temperaturkompensation bzw. Temperaturkorrektur des zu vermessenden Strömungsfeldes möglich ist.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert, in der lediglich ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt ist. In der Zeichnung zeigt:
1: eine Messsonde nach der Erfindung, mit unmmittelbar nebeneinander orientierten, abgewinkelten freien Enden zweier Staurohre und
2: die Sonde nach 1 mit in Messposition gedrehten Staurohren.
Die beiden Staurohre 1, 2 für Druck- und Geschwindigkeitsmessungen nach Prandtl sind an ihren freien Enden 3, 4 etwa 90° abgewinkelt und andernends beispielsweise, in der Zeichnung nicht weiter dargestellt, über Schläuche an ein Druckmessgerät angeschlossen.
Die Staurohre 1 und 2 werden von einer Handhabe 5 unmittelbar nebeneinander gehalten und sind in der Handhabe 5 um ihre Längsachse 6, 7 jeweils verdrehbar.
Es ist damit möglich, die unmittelbar übereinander liegenden, abgewinkelten freien Enden 3, 4 gemäß 1 durch eine sehr kleine Revisionsöffnung beispielsweise in eine Abgasleitung einzubringen. Innerhalb der Abgasleitung werden dann die Staurohre durch Drehen um die Längsachsen 6, 7 um jeweils 90° in die Messposition gemäß 2 gebracht.
Hierzu durchsetzt jedes Staurohr 1, 2 die Handhabe 5 in einer Hülse 8, 9, an die jeweils ein ein Innengewinde aufweisendes Röhrchen 10, 11 angeschlossen ist. Die in den Röhrchen 10, 11 verdrehbar gehaltenen Rändelschrauben 12, 13 legen die Staurohre 1, 2 relativ gegenüber der Handhabe 5 fest. Nach Lösen der Rändelschrauben 12, 13 lassen sich dann in einfacher Weise die Staurohre 1, 2 auch axial gegenüber der Handhabe 5 verschieben.
Die Röhrchen 10, 11 mit den Rändelschrauben 12, 13 durchsetzen Ausnehmungen 14, 15 in der Handhabe 5, die axial voneinander beabstandet und diametral sich gegenüberliegend in die Handhabe 5 eingebracht sind. Durch die Ausnehmungen 14, 15 wird der Verdrehwinkel für jedes Staurohr von 90° vorgegeben, so dass sich ein Gesamtverdrehwinkel der Staurohre gegeneinander von 180° ergibt. Vorzugsweise, beispielsweise durch ein geringfügiges axiales Verschieben oder dergleichen, erfolgt eine Verrastung der Positionen, so dass diese sich nicht unbeabsichtigt ändern können.
Die Abwinklungen 16, 17 der beiden Staurohre 1, 2 und die Röhrchen 10, 11 mit Rändelmuttern 12, 13 liegen in einer Ebene, so dass die Röhrchen 10, 11 mit Rändelmuttern 12, 13 die Position der Abwinklungen 16, 17 auch wiederspiegeln, wie die 1 und 2 aufzeigen.
Unmittelbar benachbart den Staurohren 1, 2 ist von der Handhabe 5 ein Leerrohr 18 noch gehalten, das beispielsweise einen Temperatursensor aufnehmen kann, so dass eine temperaturkompensierte Vermessung eines Strömungsfeldes ermöglicht ist.
Um nun sicher ein Strömungsfeld einer Abgasleitung beispielsweise mittig zu vermessen, ist die axiale Verschiebbarkeit der Staurohre 1, 2 sowie des Leerrohrs 18 gegenüber der Handhabe 5 vorgesehen. Die Handhabe 5 verschließt darüber hinaus mit einem hin zu dem freien Enden 3, 4 der Staurohre 1, 2 sich verjüngenden Konus 19 eine Revisionsöffnung. Eine exakte Positionierung der Messsonde innerhalb einer Abgasleitung oder dergleichen ist so ermöglicht. Darüberhinaus gewährt ein Schraubgewinde 20, mit dem der Konus 19 in eine runde Revisionsöffnung einschraubbar ist, sicheren Halt.

Claims

Messsonde mit zwei an ihren freien Enden abgewinkelten Staurohren, dadurch gekennzeichnet, dass die Staurohre (1, 2) von einer Handhabe (5) unmittelbar nebeneinander und in der Handhabe (5) jeweils um ihre Längsachse (6, 7) verdrehbar gehalten sind.
Messsonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdrehwinkel der Staurohre (1, 2) gegeneinander 180° beträgt.
Messsonde nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Staurohr (1, 2) um 90° verdrehbar ist.
Messsonde nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Staurohre (1, 2) von der Handhabe (5) axial verschiebbar gehalten sind.
Messsonde nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabe (5) einen sich hin zu den freien Enden der Staurohre (1, 2) verjüngenden Konus (19) aufweist.
Messsonde nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Konus (19) mit einem Schraubgewinde (20) und/oder Rippen versehen ist.
Messsonde nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Staurohre (1, 2) an der Handhabe (5) gesondert festlegbar sind.
Messsonde nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Staurohre (1, 2) die Handhabe (5) jeweils in einer Hülse (8, 9) durchsetzen, dass quer zu jeder Hülse (8, 9) an diese ein ein Innengewinde aufweisendes Röhrchen (10, 11) angeschlossen ist, in dem eine Rändelschraube (12, 13) verdrehbar gehalten ist und dass die Röhrchen (10, 11) jeweils eine Ausnehmung (14, 15) in der Handhabe (5) durchsetzen.
Messsonde nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (14, 15) axial beabstandet sind.
Messsonde nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (14, 15) sich diametral gegenüber liegen.
Messsonde nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Abwinklungen (16, 17) der Staurohre (1, 2) und die Röhrchen (10, 11) jeweils in einer Ebene liegen und sich jeweils in die gleichen Richtungen erstrecken.
Messsonde nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Röhrchen (10, 11) in den Ausnehmungen (14, 15) geführt sind.
Messsonde nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Leerrohr (18) von der Handhabe (5) unmittelbar den Staurohren (1, 2) benachbart gehalten ist.
Messsonde nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Querschnitt die Staurohre (1, 2) und das Leerrohr (18) ein Dreieck aufspannen.