DE102017120224A1 - FLOW PROBE - Google Patents

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DE102017120224A1
DE102017120224A1 DE102017120224.2A DE102017120224A DE102017120224A1 DE 102017120224 A1 DE102017120224 A1 DE 102017120224A1 DE 102017120224 A DE102017120224 A DE 102017120224A DE 102017120224 A1 DE102017120224 A1 DE 102017120224A1
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flow
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shaft
symmetry
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DE102017120224.2A
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Inventor
Svenja Aberle
Reinhard Niehuis
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Universitaet der Bundeswehr Muenchen
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Universitaet der Bundeswehr Muenchen
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    • GPHYSICS
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    • G01K13/02Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving fluids or granular materials capable of flow

Abstract

Gezeigt wird eine Strömungssonde 10. Die Strömungssonde 10 umfasst einen Sondenkopf 16 mit einer oder mehreren Öffnungen, welche durch Fluidleitungen mit einem Sensormittel verbunden bzw. verbindbar sind und/oder ein an einer Oberfläche des Sondenkopfes 16 angeordnetes Sensormittel. Die Strömungssonde 10 umfasst ferner einen Sondenschaft 18 und einen den Sondenkopf 16 mit dem Sondenschaft 18 verbindenden Verbindungsabschnitt 20. Der Verbindungsabschnitt 20 weist einen länglichen Querschnittsumriss mit einem sich verjüngenden Abschnitt auf bzw. die Fluidleitungen sind in dem Verbindungsabschnitt 20 hintereinander angeordnet, wodurch der durch die Strömungssonde 10 erzeugte Strömungswiderstand im Vergleich zu herkömmlichen, gekröpften Strömungssonden reduziert wird.A flow probe 10 is shown. The flow probe 10 comprises a probe head 16 with one or more openings which are connected by fluid lines to a sensor means and / or a sensor means arranged on a surface of the probe head 16. The flow probe 10 further comprises a probe shaft 18 and a connecting portion 20 connecting the probe head 16 to the probe shaft 18. The connecting portion 20 has an elongated cross-sectional outline with a tapered portion or the fluid conduits are arranged one behind the other in the connecting portion 20, whereby the passage through the Flow probe 10 is reduced flow resistance compared to conventional, cranked flow probes is reduced.

Description

GEBIETTERRITORY

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Strömungssonde. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Strömungssonde zur Strömungsvermessung.The present invention relates to a flow probe. In particular, the present invention relates to a flow sensor for flow measurement.

HINTERGRUNDBACKGROUND

Strömungssonden werden oftmals zur Erfassung strömungsmechanischer Kenngrößen verwendet und weisen typischerweise einen Sondenkopf mit bspw. einer, drei, fünf oder sieben Öffnungen auf, wobei die Öffnungen über Fluidleitungen mit Sensormitteln wie z. B. Drucksensoren verbunden sind. Wenn die Strömungssonde in eine Strömung eingebracht wird, kann pro Öffnung ein separater Messwert bzw. Druckwert erfasst werden, wodurch sich bei Verwendung von Drucksensoren u. a. die Strömungsgeschwindigkeit und bei Mehrlochsonden mit Drucksensoren zusätzlich die Richtungskomponenten der Strömung relativ zum Sondenkopf bestimmen lassen.Flow probes are often used to detect fluid mechanical characteristics and typically have a probe head with, for example, one, three, five or seven openings, the openings via fluid lines with sensor means such. B. pressure sensors are connected. If the flow probe is introduced into a flow, a separate measured value or pressure value can be detected per opening, whereby, when using pressure sensors u. a. the flow velocity and in Mehrlochchsonden with pressure sensors additionally let the direction components of the flow relative to the probe head determine.

Kombinierte Sonden zur Erfassung von Druck und Temperatur weisen zudem eine Temperaturmessstelle auf. Da für die präzise Messung der Temperatur bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten eine ungestörte Abströmung benötigt wird, sind kombinierte Sonden typischerweise gekröpft, wobei sich der Sondenschaft rechtwinklig zur Achse des Sondenkopfes erstreckt. Gekröpfte Sonden haben jedoch oftmals ungünstige aerodynamische Eigenschaften.Combined probes for measuring pressure and temperature also have a temperature measuring point. Since undisturbed effluent is needed to accurately measure temperature at high flow rates, combined probes are typically cranked with the probe shaft extending perpendicular to the probe head axis. However, cranked probes often have unfavorable aerodynamic properties.

ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY

Die Erfindung bereichert diesbezüglich den Stand der Technik, als erfindungsgemäße Strömungssonden verbesserte aerodynamische Eigenschaften aufweisen, wodurch sowohl die Verwendung als kombinierte Sonde zur Druck- und Temperaturmessung als auch generell der Einsatz in Szenarien, in denen Sondenkopf und Sondenschaft (bspw. bedingt durch den Messaufbau) nicht koaxial ausgerichtet werden können, ermöglicht wird.The invention enriches in this regard the prior art, as inventive flow probes have improved aerodynamic properties, whereby both the use as a combined probe for pressure and temperature measurement and generally the use in scenarios in which probe head and probe shaft (for example, due to the test setup) can not be aligned coaxially, is made possible.

Eine erfindungsgemäße Strömungssonde umfasst einen Sondenkopf mit einer Öffnung, welche durch eine Fluidleitung mit einem Sensormittel verbunden oder verbindbar ist und/oder einem an einer Oberfläche des Sondenkopfes angeordneten Sensormittel. Die Strömungssonde umfasst des Weiteren einen Sondenschaft und einen den Sondenkopf mit dem Sondenschaft verbindenden Verbindungsabschnitt, wobei der Verbindungsabschnitt einen länglichen Querschnittsumriss mit einem sich verjüngenden Abschnitt aufweist.A flow probe according to the invention comprises a probe head with an opening which is connected or connectable by a fluid line to a sensor means and / or a sensor means arranged on a surface of the probe head. The flow probe further comprises a probe shaft and a connecting portion connecting the probe head to the probe shaft, the connecting portion having an elongate cross-sectional contour with a tapered portion.

Dabei ist unter dem Begriff „Strömungssonde“, wie er in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, insbesondere eine Vorrichtung zu verstehen, welche ein an der Oberfläche der Sonde angeordnetes Sensormittel (bspw. einen piezoelektrischen Drucksensor) und/oder eine Öffnung aufweist, die durch eine Fluidleitung mit einem Sensormittel verbunden oder verbindbar ist, wobei das Sensormittel sowohl in der Strömungssonde (bspw. in den Sondenkopf integriert) als auch außerhalb der Strömungssonde angeordnet sein kann (bspw. kann die Strömungssonde einen Anschluss aufweisen, über den die Fluidleitung mit dem Sensormittel verbindbar ist). Ferner ist unter dem Begriff „Sondenkopf“, wie er in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, insbesondere ein Sondenabschnitt zu verstehen, der sich vom distalen Ende der Strömungssonde in proximaler Richtung erstreckt.The term "flow probe" as used in the description and the claims is to be understood in particular as a device which has a sensor means (for example a piezoelectric pressure sensor) arranged on the surface of the probe and / or an opening which the sensor means may be arranged both in the flow probe (eg integrated into the probe head) and outside the flow probe (eg the flow probe may have a port through which the fluid conduit communicates with the sensor) Sensor means is connectable). Further, the term "probe head" as used in the specification and claims is to be understood in particular as a probe section which extends in the proximal direction from the distal end of the flow probe.

Des Weiteren ist unter dem Begriff „Öffnung“, wie er in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, insbesondere eine Aussparung in einer ansonsten ebenen oder gewölbten (keilförmigen, pyramidalen, zylindrischen, konischen, sphärischen, etc.) Oberfläche des Sondenkopfes zu verstehen. Ferner ist unter dem Begriff „Fluidleitung“, wie er in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, insbesondere eine Leitung (bspw. ein Kanal, Rohr, Schlauch, etc.) ohne wesentliche Querschnittsformänderung zu verstehen. Zudem ist unter dem Begriff „Sensormittel“, wie er in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, insbesondere eine Einrichtung zur Messung eines Umgebungsparameters (bspw. Druck, Temperatur, etc.) zu verstehen.Furthermore, the term "opening" as used in the description and the claims, in particular a recess in an otherwise flat or curved (wedge-shaped, pyramidal, cylindrical, conical, spherical, etc.) surface of the probe head to understand. Furthermore, the term "fluid line" as used in the description and the claims, in particular a conduit (eg, a channel, pipe, hose, etc.) to understand without significant cross-sectional shape change. In addition, the term "sensor means", as used in the description and the claims, in particular a device for measuring an environmental parameter (eg. Pressure, temperature, etc.) to understand.

Ferner ist unter dem Begriff „Sondenschaft“, wie er in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, insbesondere ein Sondenabschnitt zu verstehen, der sich vom proximalen Ende der Strömungssonde in distaler Richtung erstreckt. Des Weiteren ist unter dem Begriff „Verbindungsabschnitt“, wie er in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, insbesondere ein Sondenabschnitt mit zwei Enden zu verstehen, an dessen einem Ende der Sondenkopf befestigt ist und dessen anderes Ende am Sondenschaft befestigt ist.Further, the term "probe shaft" as used in the specification and claims is to be understood in particular as a probe section which extends distally from the proximal end of the flow probe. Further, the term "connecting portion" as used in the specification and claims means, in particular, a probe portion having two ends, at one end of which the probe head is fixed and the other end of which is fixed to the probe shaft.

Zudem ist unter der Formulierung „länglicher Querschnittsumriss mit einem sich verjüngenden Abschnitt“, wie er in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, insbesondere ein Querschnittsumriss zu verstehen, bei dem zwei (ebene oder gewölbte) Seiten des sich verjüngenden Abschnitts in einer Spitze zusammenlaufen. Dies kann bspw. dann der Fall sein, wenn der Verbindungsabschnitt zwei (ebene oder gewölbte) Seitenflächen aufweist, die in einer Kante zusammenlaufen. Dabei versteht es sich, dass die Spitze/Kante aus fertigungs- oder arbeitssicherheitstechnischen Gründen abgerundet sein kann.In addition, the phrase "elongated cross-sectional outline having a tapered portion" as used in the specification and claims means, in particular, a cross-sectional outline in which two (flat or domed) sides of the tapered portion converge in a peak. This may, for example, be the case when the connecting portion has two (flat or curved) side surfaces converging in one edge. It is understood that the tip / edge can be rounded for manufacturing or occupational safety reasons.

Dadurch, dass der Verbindungsabschnitt einen länglichen Querschnittsumriss mit einem sich verjüngenden Abschnitt aufweist, kann der durch die Strömungssonde erzeugte Strömungswiderstand und die Stromaufwirkung im Vergleich zu herkömmlichen, gekröpften Strömungssonden mit typischerweise rundem Querschnitt reduziert werden. Insbesondere vermindert der sich verjüngende Abschnitt die Gefahr von schwingungsanregenden Wirbelablösungen. By having the connecting portion of elongate cross-sectional contour with a tapered portion, the flow resistance and flow impact created by the flow probe can be reduced as compared to conventional cranked flow probes of typically round cross-section. In particular, the tapered portion reduces the risk of vibratory vortex shedding.

Vorzugsweise weist der Sondenkopf eine Temperaturmessstelle auf und erstreckt sich der Verbindungsabschnitt von einem von der Temperaturmessstelle abgewandten Bereich des Sondenkopfes.Preferably, the probe head has a temperature measuring point and the connecting portion extends from an area of the probe head facing away from the temperature measuring point.

Dies ermöglicht die zeitgleiche Messung von Druck und Temperatur auf engstem Raum.This enables the simultaneous measurement of pressure and temperature in the smallest of spaces.

Vorzugsweise weist der Sondenkopf eine um eine Symmetrieachse rotationssymmetrische Anströmfläche und der Sondenschaft eine Längsachse auf, wobei die Symmetrieachse der rotationssymmetrischen Anströmfläche im Wesentlichen parallel und versetzt zur Längsachse des Sondenschafts verläuft.The probe head preferably has an inflow surface which is rotationally symmetrical about an axis of symmetry and the probe shaft has a longitudinal axis, the axis of symmetry of the rotationally symmetrical inflow surface extending substantially parallel and offset relative to the longitudinal axis of the probe shaft.

Dabei ist unter der Formulierung „im Wesentlichen parallel“, wie sie in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, insbesondere eine Relativverkippung von nicht mehr als 10° und vorzugsweise von nicht mehr als 5° gemeint.By the term "substantially parallel" as used in the specification and claims is meant in particular a relative tilt of not more than 10 ° and preferably not more than 5 °.

Dadurch kann die Sonde an Messaufbauten verwendet werden, die auf Grund ihrer Geometrie eine im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Sondenschafts verlaufende Symmetrieachse der rotationssymmetrischen Anströmfläche bedingen.As a result, the probe can be used on measurement structures which, due to their geometry, cause an axis of symmetry of the rotationally symmetrical inflow surface which runs essentially parallel to the longitudinal axis of the probe shaft.

Vorzugsweise ist der sich verjüngende Abschnitt spiegelsymmetrisch zu einer durch die Symmetrieachse und die Längsachse aufgespannten Ebene.Preferably, the tapered portion is mirror-symmetrical to a plane spanned by the axis of symmetry and the longitudinal axis.

Dadurch kann eine auf die Sonde quer zu dieser Ebene wirkende Kraft sowie der Strömungswiderstand vermindert werden, sofern die Hauptströmungsrichtung parallel dazu ist.As a result, a force acting on the probe transversely to this plane and the flow resistance can be reduced if the main flow direction is parallel thereto.

Vorzugsweise weist ein Schnitt durch die Strömungssonde entlang der besagten Ebene einen Z-förmigen Umriss auf.Preferably, a section through the flow probe along the said plane has a Z-shaped outline.

Dadurch kann eine koaxiale Platzierung von Sondenkopf und Sondenschaft vermieden werden, wodurch eine zeitgleiche Messung von Druck und Temperatur ohne wesentliche gegenseitige Beeinflussung beider Messstellen an Messpositionen, die eine im Wesentlichen parallele Ausrichtung von Sondenkopf und Sondenschaft erfordern, ermöglicht wird.Thereby, a coaxial placement of the probe head and probe shaft can be avoided, whereby a simultaneous measurement of pressure and temperature without substantial mutual influence of both measuring points at measuring positions, which require a substantially parallel alignment of the probe head and probe shaft, is made possible.

Vorzugsweise weist der Sondenkopf eine um eine Symmetrieachse rotationssymmetrische Anströmfläche und der Verbindungsabschnitt eine Längsachse auf, wobei die Symmetrieachse und die Längsachse miteinander einen Winkel einschließen, der größer als 90° und vorzugsweise größer als 100° ist.The probe head preferably has an inflow surface which is rotationally symmetrical about an axis of symmetry and the connecting portion has a longitudinal axis, the axis of symmetry and the longitudinal axis enclosing an angle which is greater than 90 ° and preferably greater than 100 °.

Durch das Abwinkeln des Verbindungsabschnitts (um mehr bzw. weniger als 90°) kann die Stromaufwirkung der Sonde weiter reduziert werden.By bending the connecting section (by more or less than 90 °), the current impact of the probe can be further reduced.

Vorzugsweise schließen die Symmetrieachse und die Längsachse miteinander einen Winkel ein, der größer als 110° und kleiner als 130° und vorzugsweise 120° ist.Preferably, the axis of symmetry and the longitudinal axis at an angle greater than 110 ° and less than 130 ° and preferably 120 °.

Durch das Abwinkeln des Verbindungsabschnitts um 110° bis 130° kann die Stromaufwirkung der Sonde noch weiter reduziert werden.By bending the connecting section by 110 ° to 130 °, the current impact of the probe can be further reduced.

Vorzugsweise weist der Sondenschaft einen stabförmigen Abschnitt auf.Preferably, the probe shaft has a rod-shaped portion.

Dadurch kann ein geringer Strömungswiderstand und außerdem die Stabilität der Sonde in alle Raumrichtungen auch bei der Verwendung eines langen Schafts gewährleistet werden.Thereby, a low flow resistance and also the stability of the probe in all spatial directions can be ensured even when using a long shaft.

Eine erfindungsgemäße Strömungssonde umfasst einen Sondenkopf mit drei Öffnungen, einen Sondenschaft und einen den Sondenkopf mit dem Sondenschaft verbindenden Verbindungsabschnitt, wobei jede der drei Öffnungen in jeweils eine Fluidleitung mündet, die durch den Verbindungsabschnitt zum Sondenschaft verläuft, wobei die drei Fluidleitungen in dem Verbindungsabschnitt hintereinander und vorzugsweise gestapelt angeordnet sind.A flow probe according to the invention comprises a probe head having three openings, a probe shaft and a connecting portion connecting the probe head to the probe shaft, each of the three openings opening into a respective fluid conduit which extends through the connecting portion to the probe shaft, the three fluid conduits in the connecting portion one behind the other and preferably arranged stacked.

Dabei ist unter dem Begriff „hintereinander“, wie er in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, insbesondere in (erwarteter) Strömungsrichtung aufeinander folgend zu verstehen.In this case, the term "consecutively" as used in the description and the claims, in particular in (expected) flow direction to understand sequentially.

Dies ermöglicht eine Verschlankung des Profils des Verbindungsabschnitts und damit eine Verringerung des durch die Sonde bewirkten Strömungswiderstands.This allows a slimming of the profile of the connecting portion and thus a reduction of the caused by the probe flow resistance.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Messen von Druck und Temperatur einer Fluidströmung umfasst ein Anordnen einer Strömungssonde mit einer Temperaturmessstelle in der Fluidströmung, wobei die Strömungssonde einen Sondenkopf aufweist, der eine um eine Symmetrieachse rotationssymmetrische Anströmfläche, eine Temperaturmessstelle und eine oder mehrere Öffnungen, welche jeweils durch eine Fluidleitung mit einem Sensormittel verbunden sind und/oder ein oder mehrere an einer Oberfläche des Sondenkopfes angeordnetes/angeordnete Sensormittel umfasst. Die Strömungssonde umfasst des Weiteren einen Sondenschaft mit einer Längsachse, die im Wesentlichen parallel zur Strömung und versetzt zur Symmetrieachse der Anströmfläche ausgerichtet ist, und einen den Sondenkopf mit dem Sondenschaft verbindenden Verbindungsabschnitt, der einen länglichen Querschnittsumriss mit einem sich in Strömungsrichtung verjüngenden Abschnitt aufweist.An inventive method for measuring the pressure and temperature of a fluid flow comprises arranging a flow probe with a temperature measuring point in the fluid flow, the flow probe having a probe head having an axis of rotation about a symmetry axis rotational flow surface, a temperature measuring point and one or more openings, each by a Fluid line are connected to a sensor means and / or one or more arranged on a surface of the probe head / arranged sensor means comprises. The flow probe further comprises a probe shaft having a longitudinal axis substantially parallel to the flow and offset from the axis of symmetry of the leading edge, and a connecting portion connecting the probe head to the probe shaft and having an elongate cross-sectional outline with a flow-tapering portion.

Dabei versteht es sich, dass durch das erfindungsgemäße Verfahren ähnliche Vorteile erzielt werden, wie die im Vorhergehenden im Zusammenhang mit der Verwendung der erfindungsgemäßen Strömungssonden beschriebenen. Ferner versteht es sich, dass alle Merkmale bevorzugter Ausführungsformen der Strömungssonden auch Merkmale bevorzugter Ausführungsformen des Verfahrens sein können, welches sich auf die Verwendung erfindungsgemäßer Strömungssonden bezieht.It is understood that similar advantages are achieved by the method according to the invention, as described above in connection with the use of flow probes according to the invention. Further, it is to be understood that all features of preferred embodiments of the flow probes may also be features of preferred embodiments of the method, which relates to the use of flow probes according to the invention.

Figurenlistelist of figures

Die Erfindung wird nachfolgend in der detaillierten Beschreibung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, wobei auf Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen:

  • 1 eine schematische Seitenansicht einer beispielhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Strömungssonde;
  • 1a eine schematische Draufsicht auf eine beispielhafte Ausgestaltung einer Anströmfläche des Sondenkopfes der in 1 gezeigten Strömungssonde (in vergrößerter Darstellung);
  • 1b einen schematischen Querschnitt einer beispielhaften Ausgestaltung des Verbindungsabschnitts der in 1 gezeigten Strömungssonde (in vergrößerter Darstellung);
  • 1c eine schematische Ansicht der in 1 gezeigten Strömungssonde entgegen der Strömungsrichtung (in vergrößerter Darstellung);
  • 2 eine erste Abwandlung der in 1 gezeigten Strömungssonde;
  • 3 eine zweite Abwandlung der in 1 gezeigten Strömungssonde;
  • 4a einen schematischen Querschnitt einer ersten Abwandlung des in 1b gezeigten Verbindungsabschnitts;
  • 4b einen schematischen Querschnitt einer zweiten Abwandlung des in 1b gezeigten Verbindungsabschnitts;
  • 4c einen schematischen Querschnitt einer dritten Abwandlung des in 1b gezeigten Verbindungsabschnitts;
  • 5 eine dritte Abwandlung der in 1 gezeigten Strömungssonde;
  • 6 eine Abwandlung der in 2 gezeigten Strömungssonde;
  • 7 eine Abwandlung der in 3 gezeigten Strömungssonde;
  • 8 eine Abwandlung der in 6 gezeigten Strömungssonde; und
  • 9 einen beispielhaften Prozess zum Messen von Druck und Temperatur einer Fluidströmung zeigt.
The invention will be explained in more detail in the detailed description on the basis of exemplary embodiments, reference being made to drawings in which:
  • 1 a schematic side view of an exemplary embodiment of a flow sensor according to the invention;
  • 1a a schematic plan view of an exemplary embodiment of an inflow surface of the probe head of in 1 shown flow probe (in enlarged scale);
  • 1b a schematic cross-section of an exemplary embodiment of the connecting portion of in 1 shown flow probe (in enlarged scale);
  • 1c a schematic view of in 1 shown flow probe against the flow direction (in an enlarged view);
  • 2 a first modification of the 1 shown flow probe;
  • 3 a second modification of the in 1 shown flow probe;
  • 4a a schematic cross section of a first modification of the in 1b shown connecting portion;
  • 4b a schematic cross section of a second modification of the in 1b shown connecting portion;
  • 4c a schematic cross section of a third modification of the in 1b shown connecting portion;
  • 5 a third modification of the in 1 shown flow probe;
  • 6 a modification of the in 2 shown flow probe;
  • 7 a modification of the in 3 shown flow probe;
  • 8th a modification of the in 6 shown flow probe; and
  • 9 shows an exemplary process for measuring pressure and temperature of a fluid flow.

Dabei sind in den Zeichnungen gleiche und funktional ähnliche Elemente durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet. Jedoch versteht es sich, dass nicht notwendigerweise alle Elemente in allen Zeichnungen gezeigt sind und dass die gezeigten Elemente nicht notwendigerweise maßstabsgetreu dargestellt sind.The same and functionally similar elements are indicated by the same reference numerals in the drawings. However, it should be understood that not all elements are necessarily shown in the drawings, and that the elements shown are not necessarily to scale.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer beispielhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Strömungssonde 10. Wie aus 1a ersichtlich, die eine schematische Draufsicht auf die (Öffnungen 12 aufweisende) Anströmfläche 14 des Sondenkopfes 16 der in 1 gezeigten Strömungssonde 10 (in vergrößerter Darstellung) zeigt, ist die in 1 gezeigte Strömungssonde 10 als 5-Lochsonde ausgeführt. Es versteht sich jedoch, dass die Strömungssonde 10 nicht nur, wie in 1a gezeigt, als 5-Lochsonde, sondern auch als 1-, 2-, 3-, 4-, 6-, 7-, 8- oder 9-Lochsonde (nicht gezeigt) ausgeführt sein kann und je nach Einsatzzweck eine beliebige Anzahl (und Anordnung) an Öffnungen 12 aufweisen kann. 1 shows a schematic side view of an exemplary embodiment of a flow sensor according to the invention 10 , How out 1a can be seen, which is a schematic plan view of the (openings 12 having) inflow surface 14 of the probe head 16 the in 1 shown flow probe 10 (in enlarged view), the in 1 shown flow probe 10 designed as a 5-hole probe. It is understood, however, that the flow probe 10 not only, as in 1a shown, as a 5-hole probe, but also as 1-, 2-, 3-, 4-, 6-, 7-, 8- or 9-hole probe (not shown) can be performed and depending on the purpose any number (and Arrangement) at openings 12 can have.

Wie in 1 gezeigt, umfasst die Strömungssonde 10 einen Sondenschaft 18 und einen das proximale Ende des Sondenkopfes 16 mit dem distalen Ende des Sondenschafts 18 verbindenden Verbindungsabschnitt 20. Wie aus 1b ersichtlich, die einen schematischen Querschnitt einer beispielhaften Ausgestaltung des Verbindungsabschnitts 20 der in 1 gezeigten Strömungssonde 10 (in vergrößerter Darstellung) zeigt, weist der Verbindungsabschnitt 20 einen länglichen Querschnittsumriss 22 mit einem sich verjüngenden (hier keilförmigen) Abschnitt 24 auf.As in 1 shown includes the flow probe 10 a probe shaft 18 and one the proximal end of the probe head 16 with the distal end of the probe shaft 18 connecting connecting section 20 , How out 1b can be seen, which is a schematic cross section of an exemplary embodiment of the connecting portion 20 the in 1 shown flow probe 10 (In an enlarged view), the connecting portion 20 an elongated cross-sectional outline 22 with a tapered (here wedge-shaped) section 24 on.

Der sich verjüngende Abschnitt 24 ist spiegelsymmetrisch zu einer durch den sich verjüngenden Abschnitt 24 verlaufenden Symmetrieachse 26, die parallel zur Symmetrieachse 28 der rotationssymmetrischen Anströmfläche 14 verläuft, wobei sich der Abschnitt 24 in Strömungsrichtung 30 verjüngt. Dabei versteht es sich, dass der Sondenkopf 16 anstatt einer rotationssymmetrischen Anströmfläche 14 auch eine keilförmige oder pyramidale Anströmfläche 14 aufweisen könnte, wobei die Symmetrieachse 26 des sich verjüngenden Abschnitts 24 dann bspw. parallel zur Längsachse eines durch die Anströmfläche 14 umschlossenen keilförmigen oder pyramidalen Körpers (nicht gezeigt) ausgerichtet sein könnte.The tapered section 24 is mirror symmetric to a through the tapered section 24 extending symmetry axis 26 parallel to the axis of symmetry 28 the rotationally symmetrical inflow surface 14 runs, with the section 24 in the flow direction 30 rejuvenated. It is understood that the probe head 16 instead of a rotationally symmetrical inflow surface 14 also a wedge-shaped or pyramidal inflow surface 14 could, wherein the axis of symmetry 26 the tapered section 24 then, for example, parallel to the longitudinal axis of a by the inflow 14 enclosed wedge-shaped or pyramidal body (not shown) could be aligned.

Ein der Strömungsrichtung 30 zugewandter Abschnitt des Querschnittsumriss 22 ist strömungsgünstig, z. B. ellipsenförmig oder halbkreisförmig ausgebildet, und wird durch einen Abschnitt, dessen Seiten im Wesentlichen parallel zur Symmetrieachse 28 der rotationssymmetrischen Anströmfläche 14 verlaufen, mit dem sich verjüngenden Abschnitt 24 verbunden. Dadurch ergibt sich ein zur Symmetrieachse 26 (spiegel-) symmetrisches Flügelprofil, welches die Gefahr einer Schwingungsanregung durch Wirbelablösung am Verbindungsabschnitt 20 reduziert.One of the flow direction 30 facing section of the cross-sectional outline 22 is streamlined, z. B. elliptical or semicircular, and is formed by a portion whose sides are substantially parallel to the axis of symmetry 28 the rotationally symmetrical inflow surface 14 run, with the tapered section 24 connected. This results in an axis of symmetry 26 (Mirror) symmetrical wing profile, which the risk of vibration excitation by vortex shedding at the connecting portion 20 reduced.

Zudem ist der Verbindungsabschnitt 20 um mehr als 90° (bzw. um ca. 120°) gegen die Symmetrieachse 28 der rotationssymmetrischen Anströmfläche 14 geneigt, wobei es sich versteht, dass (je nach Einsatzzweck) auch kleinere oder größere Neigungen des Verbindungsabschnitts 20 relativ zur Strömungsrichtung 30 realisiert werden können. In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, dass mit dem Winkel, den zwei Achsen miteinander einschließen, im Sinne der vorliegenden Beschreibung und Ansprüche ein beliebiger der vier durch die Achsenabschnitte eingeschlossenen Winkel zu verstehen ist. Somit bedingt ein Winkel von weniger als 90° zwischen zwei Achsen auch einen Winkel von mehr als 90°, usw.In addition, the connection section 20 by more than 90 ° (or by approx. 120 °) against the axis of symmetry 28 the rotationally symmetrical inflow surface 14 inclined, it being understood that (depending on the purpose) also smaller or larger inclinations of the connecting section 20 relative to the flow direction 30 can be realized. In this connection, it should be noted that the angle which two axes enclose with each other within the meaning of the present description and claims means any one of the four angles included by the axis sections. Thus, an angle of less than 90 ° between two axes also causes an angle of more than 90 °, etc.

Wie in 1 gezeigt, verlaufen die Längsachse 32 des stabförmigen Sondenschafts 18 und die Symmetrieachse 28 der rotationssymmetrischen Anströmfläche 14 annähernd parallel und sind quer zur Strömungsrichtung 30 versetzt angeordnet. Wie aus 1c ersichtlich, die eine schematische Ansicht von hinten/entgegen der Strömungsrichtung der in 1 gezeigten Strömungssonde 10 (in vergrößerter Darstellung) zeigt, hat der Sondenschaft 18 einen (kreis-) runden Querschnitt und läuft zum distalen Ende hin (asymmetrisch) spitz zu, während am proximalen Ende des Sondenschafts 18 ein Adapter 34 mit viereckigem Querschnitt angeordnet ist. Es versteht sich jedoch, dass der Adapter 34 ebenso einen sechs- oder achteckigen Querschnitt oder ein Gewinde aufweisen könnte.As in 1 shown, the longitudinal axis run 32 of the rod-shaped probe shaft 18 and the axis of symmetry 28 the rotationally symmetrical inflow surface 14 approximately parallel and are transverse to the flow direction 30 staggered. How out 1c can be seen, which is a schematic view from the rear / against the flow direction of in 1 shown flow probe 10 (in enlarged view) shows the probe shaft 18 a (circular) circular cross-section and tapering towards the distal end (asymmetrically), while at the proximal end of the probe shaft 18 an adapter 34 is arranged with a square cross-section. It is understood, however, that the adapter 34 could also have a hexagonal or octagonal cross-section or a thread.

Während somit die äußere Formgebung des Adapters 34 gemäß der benötigten/gewünschten mechanischen Befestigung bzw. horizontalen Ausrichtung gewählt werden kann, umfasst der Adapter 34 jeweils einen Anschluss 36 zur Verlängerung je einer Fluidleitung und/oder zur Übertragung elektrischer Signale. Sind die Öffnungen 12 bspw. über Fluidleitungen 42 mit im Sondenkopf 16 angeordneten Sensormitteln verbunden und erzeugt ein Sensormittel elektrische Signale, aus denen sich der durch das Sensormittel gemessene Messwert, bspw. ein Druckwert, ermitteln lässt, können die elektrischen Signale über eine vom Sensormittel durch den Verbindungsabschnitt 20 und den Sondenschaft 18 zum Anschluss 36 geführte elektrische Verbindung 40 ausgelesen werden. Dabei kann für jedes Sensormittel eine separate elektrische Leitung vorgesehen sein.While thus the outer shape of the adapter 34 can be selected according to the required / desired mechanical attachment or horizontal orientation, includes the adapter 34 one connection each 36 for extending each of a fluid line and / or for transmitting electrical signals. Are the openings 12 eg via fluid lines 42 with in the probe head 16 connected sensor means and generates a sensor means electrical signals, from which the measured by the sensor means measured value, for example. A pressure value can be determined, the electrical signals via one of the sensor means through the connecting portion 20 and the probe shaft 18 to the connection 36 guided electrical connection 40 be read out. In this case, a separate electrical line can be provided for each sensor means.

Ferner versteht es sich, dass anstatt oder zusätzlich zu den Öffnungen 12 Sensormittel (bspw. piezoelektrische Sensoren) direkt an der Oberfläche des Sondenkopfes 16 angeordnet sein können, wobei besagte Sensormittel jeweils über eine vom Sensormittel durch den Verbindungsabschnitt 20 und den Sondenschaft 18 zum Anschluss 36 geführte elektrische Verbindung 40 ausgelesen werden können. In einer alternativen Ausführungsform ist auch ein drahtloses Auslesen der Sensormittel vorstellbar.It is further understood that instead of or in addition to the openings 12 Sensor means (eg piezoelectric sensors) directly on the surface of the probe head 16 may be arranged, said sensor means in each case via one of the sensor means by the connecting portion 20 and the probe shaft 18 to the connection 36 guided electrical connection 40 can be read out. In an alternative embodiment, a wireless reading of the sensor means is conceivable.

Zudem kann der Sondenkopf 16 auch eine Temperaturmessstelle 38 umfassen. Wie in 1 gezeigt, kann die Temperaturmessstelle 38 an einem proximalen Ende des Sondenkopfes 16 in einem Bereich angeordnet sein, der dem Verbindungsabschnitt 20 abgewandt ist bzw. gegenüberliegt. Die Temperaturmessstelle 38 kann eine Gondel umfassen, innerhalb derer sich ein Sensormittel zum Messen der Temperatur befindet. Die Gondel erlaubt, die Abhängigkeit des gemessenen Temperaturwerts von der Strömungsrichtung 30 zu reduzieren, was insbesondere bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten vorteilhaft ist (bspw. bei Verwendung einer „Kiel-Sonde“). Wie aus 1c ersichtlich, kann die Gondel einen parallel zur Symmetrieachse 28 der rotationssymmetrischen Anströmfläche 14 runden Querschnitt aufweisen. Wie bei den im Sondenkopf 16 angeordneten Sensormitteln, kann das Sensormittel zum Messen der Temperatur ferner über eine von der Temperaturmessstelle 38 durch den Verbindungsabschnitt 20 und den Sondenschaft 18 zum Anschluss 36 (oder zu einem separaten Anschluss) geführte elektrische Leitung auslesbar bzw. betreibbar sein.In addition, the probe head 16 also a temperature measuring point 38 include. As in 1 shown, the temperature measuring point 38 at a proximal end of the probe head 16 be arranged in a region of the connecting portion 20 is facing away or opposite. The temperature measuring point 38 may include a nacelle within which there is a sensor means for measuring the temperature. The nacelle allows the dependence of the measured temperature value on the flow direction 30 which is advantageous in particular at high flow velocities (for example when using a "keel probe"). How out 1c As can be seen, the nacelle can be parallel to the axis of symmetry 28 the rotationally symmetrical inflow surface 14 have round cross-section. Like the ones in the probe head 16 arranged sensor means, the sensor means for measuring the temperature further via one of the temperature measuring point 38 through the connecting section 20 and the probe shaft 18 to the connection 36 (or to a separate connection) guided electrical line can be read or operated.

2 zeigt eine erste Abwandlung der in 1 gezeigten Strömungssonde 10, welche sich von der in 1 gezeigten Strömungssonde 10 dadurch unterscheidet, dass das distale Ende des Verbindungsabschnitts 20 relativ zum proximalen Ende des Verbindungsabschnitts 20 nicht in Strömungsrichtung 30 versetzt ist, sondern entgegen der Strömungsrichtung 30. 2 shows a first modification of the in 1 shown flow probe 10 which differ from the in 1 shown flow probe 10 characterized in that the distal end of the connecting portion 20 relative to the proximal end of the connecting portion 20 not in the flow direction 30 is offset, but contrary to the flow direction 30 ,

3 zeigt eine zweite Abwandlung der in 1 gezeigten Strömungssonde 10, welche sich von der in 1 gezeigten Strömungssonde 10 dadurch unterscheidet, dass der Verbindungsabschnitt 20 (im Wesentlichen) senkrecht zur Strömungsrichtung 30 verläuft. 3 shows a second modification of the in 1 shown flow probe 10 which differ from the in 1 shown flow probe 10 characterized in that the connecting portion 20 (substantially) perpendicular to the flow direction 30 runs.

4a zeigt einen schematischen Querschnitt einer ersten Abwandlung des in 1b gezeigten Verbindungsabschnitts 20. Dabei ist der sich verjüngende Abschnitt 24 vom Rest des Verbindungsabschnitts 20 lösbar ausgebildet, wobei die Seitenflächen des Abschnitts, dessen Seiten im Wesentlichen parallel zur Strömung 30 verlaufen, einen Teil des sich verjüngenden Abschnitts 24 übergreifen. Die in 4a gezeigte zweigeteilte Ausführung dient der Vereinfachung des Herstellungsprozesses und ermöglicht einen Zugang zu der durch den Verbindungsabschnitt 20 geführten elektrischen Verbindung 40. 4a shows a schematic cross section of a first modification of the in 1b shown connection section 20 , Here is the tapered section 24 from the rest of the connection section 20 detachably formed, wherein the side surfaces of the section whose sides are substantially parallel to the flow 30 run, part of the tapered section 24 spread. In the 4a shown two-part design is to simplify the manufacturing process and allows access to the through the connecting portion 20 guided electrical connection 40 ,

4b zeigt einen schematischen Querschnitt einer zweiten Abwandlung des in 1b gezeigten Verbindungsabschnitts 20. Dabei sind neben der durch den Verbindungsabschnitt 20 geführten elektrischen Verbindung 40 mehrere (in Strömungsrichtung 30 gesehen) hintereinander angeordnete Fluidleitungen 42 durch den Verbindungsabschnitt 20 geführt. Bspw. können die Sensormittel zur Messung des Drucks anstatt im Sondenkopf 16, im Sondenschaft 18 oder außerhalb der Strömungssonde 10 angeordnet sein, wobei die Sensormittel zur Messung des Drucks (bspw. über Anschlüsse im Adapter 34) mit vom Sondenkopf 16 durch den Verbindungsabschnitt 20 zum Sondenschaft 18 verlaufenden Fluidleitungen 42 verbunden sind. 4b shows a schematic cross section of a second modification of the in 1b shown connection section 20 , Here are next to the through the connection section 20 guided electrical connection 40 several (in the flow direction 30 seen) arranged one behind the other fluid lines 42 through the connecting section 20 guided. For example. The sensor means can be used to measure the pressure rather than in the probe head 16 , in the probe shaft 18 or outside the flow probe 10 be arranged, wherein the sensor means for measuring the pressure (eg. Via connections in the adapter 34 ) with from the probe head 16 through the connecting section 20 to the probe shaft 18 extending fluid lines 42 are connected.

Da die Achsen der Fluidleitungen 42 (im Verbindungsabschnitt 20) in einer Ebene liegen, kann der Verbindungsabschnitt 20 in Relation zur Größe der Fluidleitungen 42 besonders schmal gehalten werden. Es versteht sich zudem, dass die Fluidleitungen 42 anstatt eines runden Querschnitts auch einen eckigen Querschnitt oder eine andere (beliebige) Querschnittsform aufweisen können. Ferner kann die elektrische Verbindung 40 auch außerhalb des Verbindungsabschnitts 20 entlang dessen Hinterkante geführt werden.Because the axes of the fluid lines 42 (in the connecting section 20 ) lie in a plane, the connection section 20 in relation to the size of the fluid lines 42 be kept particularly narrow. It is also understood that the fluid lines 42 instead of having a round cross-section, it may also have a polygonal cross-section or another (arbitrary) cross-sectional shape. Furthermore, the electrical connection 40 also outside the connection section 20 are guided along the trailing edge.

4c zeigt einen schematischen Querschnitt einer dritten Abwandlung des in 1b gezeigten Verbindungsabschnitts 20. Dabei sind die in Strömungsrichtung 30 hintereinander angeordneten Fluidleitungen 42 zueinander versetzt gestapelt, wodurch ein größerer Durchmesser der Fluidleitungen 42 erzielt wird. Dabei versteht es sich, dass die Fluidleitungen 42 in den in 4b und 4c gezeigten Abwandlungen sowohl als Schläuche oder Rohre ausgebildet sein können, die in einen hülsenartigen oder (bspw. wie in 4a gezeigten) zweiteiligen Verbindungsabschnitt 20 eingebracht werden, als auch in das Material des Verbindungsabschnitts 20 eingefräst oder gebohrt sein können. Bspw. kann der Verbindungsabschnitt 20 entlang seiner Symmetrieebene in zwei Hälften geteilt sein, bei deren Zusammenfügen die Fluidleitungen 42 gebildet werden. Ferner kann der Sondenkopf 16, der Verbindungsabschnitt 20 und/oder der Sondenschaft 18 mittels eines additiven Fertigungsverfahrens z. B. mittels Metall-Laser-Sinterns („3D-Metalldruck“) erzeugt werden. 4c shows a schematic cross section of a third modification of the in 1b shown connection section 20 , They are in the flow direction 30 successively arranged fluid lines 42 Stacked offset to each other, whereby a larger diameter of the fluid lines 42 is achieved. It is understood that the fluid lines 42 in the in 4b and 4c Variations shown may be formed both as hoses or tubes in a sleeve-like or (eg. As in 4a shown) two-part connecting portion 20 are introduced, as well as in the material of the connecting portion 20 milled or drilled. For example. can the connection section 20 divided along its plane of symmetry in half, in their joining the fluid lines 42 be formed. Furthermore, the probe head 16 , the connection section 20 and / or the probe shaft 18 by means of an additive manufacturing process z. B. by metal laser sintering ("3D metal printing") are generated.

5 zeigt eine dritte Abwandlung der in 1 gezeigten Strömungssonde 10, welche sich von der in 1 gezeigten Strömungssonde 10 dadurch unterscheidet, dass der Sondenschaft 18 verkürzt ausgeführt und der Adapter 34 seitlich am Sondenschaft 18 angeordnet ist. Dies ermöglicht einen Austausch gekröpfter Sonden (nicht gezeigt) gegen die in 5 gezeigte Strömungssonde 10, ohne den Messaufbau modifizieren zu müssen, sowie eine Verwendung der Strömungssonde 10 in Szenarien, in denen nur eine seitliche Befestigung möglich ist. 5 shows a third modification of the in 1 shown flow probe 10 which differ from the in 1 shown flow probe 10 this distinguishes that of the probe shaft 18 shortened running and the adapter 34 at the side of the probe shaft 18 is arranged. This allows replacement of cranked probes (not shown) against those in Figs 5 shown flow probe 10 without having to modify the measurement setup, as well as using the flow probe 10 in scenarios in which only a lateral attachment is possible.

6 zeigt eine Abwandlung der in 2 gezeigten Strömungssonde 10, welche sich von der in 2 gezeigten Strömungssonde 10 analog zu 5 dadurch unterscheidet, dass der Sondenschaft 18 verkürzt ausgeführt und der Adapter 34 seitlich am Sondenschaft 18 angeordnet ist. Dadurch kann auch die in 6 gezeigte Strömungssonde 10 gegen gekröpfte Sonden (nicht gezeigt) ausgetauscht werden, ohne den Messaufbau modifizieren zu müssen. Zudem ist auch eine Verwendung der Strömungssonde 10 in Szenarien, in denen nur eine seitliche Befestigung möglich ist, gegeben. 6 shows a modification of the in 2 shown flow probe 10 which differ from the in 2 shown flow probe 10 analogous to 5 this distinguishes that of the probe shaft 18 shortened running and the adapter 34 at the side of the probe shaft 18 is arranged. This also allows the in 6 shown flow probe 10 to be replaced with cranked probes (not shown) without having to modify the measurement setup. In addition, there is also a use of the flow probe 10 in scenarios in which only a lateral attachment is possible, given.

7 zeigt eine Abwandlung der in 3 gezeigten Strömungssonde 10, welche sich von der in 3 gezeigten Strömungssonde 10 dadurch unterscheidet, dass der Sondenschaft 18 verkürzt ausgeführt und die Funktion des Adapters 34 bereits in den Sondenschaft 18 integriert ist. Wie in Zusammenhang mit 5 und 6 angeführt, kann die in 7 gezeigte Strömungssonde 10 gegen gekröpfte Sonden (nicht gezeigt) ausgetauscht werden, ohne den Messaufbau modifizieren zu müssen. Zudem ist ebenso eine Verwendung der Strömungssonde 10 in Szenarien, in denen nur eine seitliche Befestigung möglich ist, gegeben. 7 shows a modification of the in 3 shown flow probe 10 which differ from the in 3 shown flow probe 10 this distinguishes that of the probe shaft 18 shortened running and the function of the adapter 34 already in the probe shaft 18 is integrated. As related to 5 and 6 cited, the in 7 shown flow probe 10 to be replaced with cranked probes (not shown) without having to modify the measurement setup. In addition, there is also a use of the flow probe 10 in scenarios in which only a lateral attachment is possible, given.

8 zeigt eine Abwandlung der in 6 gezeigten Strömungssonde 10, welche sich von der in 6 gezeigten Strömungssonde 10 dadurch unterscheidet, dass Sondenschaft 18, Verbindungsabschnitt 20 und Sondenkopf 16 in Seitenansicht ein sichelartiges Profil aufweisen (auch als Haken- oder Kobrasonde bezeichnet) und auf die Temperaturmessstelle 38 verzichtet wurde. Bspw. kann die in 8 gezeigte Strömungssonde 10 als Prandtl-Sonde ausgeführt sein. 8th shows a modification of the in 6 shown flow probe 10 which differ from the in 6 shown flow probe 10 this distinguishes that probe shaft 18 , Connecting section 20 and probe head 16 have a sickle-like profile in side view (also referred to as a hook or cobra probe) and on the temperature measuring point 38 was waived. For example. can the in 8th shown flow probe 10 be executed as Prandtl probe.

9 zeigt einen beispielhaften Prozess zum Messen von Druck und Temperatur einer Fluidströmung. Der Prozess beginnt mit dem Schritt 46 des Anordnens der Strömungssonde 10 in der Fluidströmung. Bspw. kann die Strömungssonde 10 mittels des Adapters 34 (bzw. des Sondenschafts 18) so in einem Messaufbau (bspw. innerhalb eines Windkanals zur Vermessung eines Strömungsprofils, nicht gezeigt) befestigt werden, dass die Symmetrieachse 28 der rotationssymmetrischen Anströmfläche 14 annähernd parallel zur erwarteten Hauptströmungsrichtung 30 ist. So kann beispielsweise ein Strömungsprofil innerhalb eines Windkanals vermessen werden 9 shows an exemplary process for measuring pressure and temperature of a fluid flow. The process begins with the step 46 arranging the flow probe 10 in the fluid flow. For example. can the flow probe 10 by means of the adapter 34 (or the probe shaft 18 ) are fixed in a measuring structure (eg within a wind tunnel for measuring a flow profile, not shown) in such a way that the axis of symmetry 28 the rotationally symmetrical inflow surface 14 approximately parallel to the expected main flow direction 30 is. For example, a flow profile within a wind tunnel can be measured

Vor dem Anordnen der Strömungssonde 10 in der Messstelle kann in Schritt 44 eine Geschwindigkeits- und, insbesondere im Falle mehrerer Sensormittel, eine Richtungskalibrierung durchgeführt werden. Zudem kann das Kalibrieren (bei Vorhandensein einer Temperaturmessstelle 38) auch ein Kalibrieren des Sensormittels zur Messung der Temperatur umfassen. Danach können in Schritt 48 zeitgleich Druck- und Temperaturwerte der Strömung ermittelt werden, bspw. indem ein Rechner über den Anschluss 36 mit den Sensormitteln verbunden wird bzw. mit dem Rechner verbundene Sensormittel an die Fluidleitungen 42 angeschlossen werden.Before placing the flow probe 10 in the measuring point can in step 44 a speed and, in particular in the case of multiple sensor means, a directional calibration can be performed. In addition, the calibration (in the presence of a temperature measuring point 38 ) also comprise calibrating the sensor means for measuring the temperature. After that, in step 48 at the same time pressure and temperature values of the flow are determined, for example by a computer via the connection 36 Connected to the sensor means or connected to the computer sensor means to the fluid lines 42 be connected.

Aus den ermittelten Druckwerten kann unter Verwendung der vorab durchgeführten Kalibrierung dann eine Charakterisierung der Strömung durchgeführt werden. Dies kann beispielsweise ausgangsseitig eines Gitterwindkanals zur Vermessung des Nachlaufs einer Schaufel in einer linearen Kaskade stattfinden. Ebenfalls denkbar ist der Einsatz einer erfindungsgemäßen Sonde beispielsweise an oder innerhalb einer Strömungsmaschine, um Strömungsgrößen auch an schwer zugänglichen Stellen zu bestimmen und die Strömung selbst dabei möglichst wenig zu beeinflussen.From the determined pressure values, a characterization of the flow can then be carried out using the previously performed calibration. This can for example take place on the output side of a lattice wind tunnel for measuring the wake of a blade in a linear cascade. It is also conceivable to use a probe according to the invention, for example on or within a turbomachine, in order to determine flow variables even in places which are difficult to access and to influence the flow itself as little as possible.

Bei pneumatischer Messtechnik (und stationärem Strömungszustand) können dabei zeitgemittelte Strömungsdaten verwendet werden. Zudem kann die Strömungssonde 10 auch traversiert werden, um ein „räumliches“ Geschwindigkeitsprofil bei stationärem Strömungszustand zu erhalten. Sind zeitveränderliche Strömungsdaten zu erfassen, können, wie im Vorhergehenden ausgeführt, piezoelektrische Drucksensoren an der Oberfläche des Sondenkopfes 16 eingesetzt werden.With pneumatic measuring technology (and stationary flow state), time averaged flow data can be used. In addition, the flow probe 10 also be traversed to obtain a "spatial" velocity profile at steady state flow. If time-varying flow data is to be detected, piezoelectric pressure sensors may be provided on the surface of the probe head, as stated above 16 be used.

Die im Vorhergehenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschriebenen Strömungssonden 10 umfassen einen Sondenkopf 16 mit einer oder mehreren Öffnungen 12, welche durch Fluidleitungen 42 mit einem Sensormittel verbunden bzw. verbindbar sind, und/oder ein oder mehrere an der Oberfläche des Sondenkopfes 16 angeordnetes/angeordnete Sensormittel. Des Weiteren umfassen die Strömungssonden 10 einen Sondenschaft 18 und einen den Sondenkopf 16 mit dem Sondenschaft 18 verbindenden Verbindungsabschnitt 20.The flow probes described above with reference to the drawings 10 include a probe head 16 with one or more openings 12 passing through fluid lines 42 connected to a sensor means, and / or one or more on the surface of the probe head 16 arranged / arranged sensor means. Furthermore, the flow probes include 10 a probe shaft 18 and one the probe head 16 with the probe shaft 18 connecting connecting section 20 ,

Der Verbindungsabschnitt 20 weist einen länglichen Querschnittsumriss 22 mit einem sich verjüngenden Abschnitt 24 auf bzw. die Fluidleitungen 42 sind in dem Verbindungsabschnitt 20 (in Strömungsrichtung 30) hintereinander angeordnet, wodurch der durch die Strömungssonde 10 erzeugte Strömungswiderstand im Vergleich zu herkömmlichen, gekröpften Strömungssonden (nicht gezeigt) reduziert wird.The connecting section 20 has an elongated cross-sectional outline 22 with a tapered section 24 on or the fluid lines 42 are in the connection section 20 (in the flow direction 30 ) arranged one behind the other, thereby passing through the flow probe 10 flow resistance produced is reduced as compared to conventional cranked flow probes (not shown).

Zudem können der Sondenkopf 16, der Verbindungsabschnitt 20 und der Sondenschaft 18 in den Ausführungsformen der 1 bis 7 als voneinander lösbare Bauelemente ausgestaltet sein, so dass sie jeweils einzeln gegen eine oder mehrere der in den Figuren gezeigten abgewandelten Bauelemente austauschbar sind. So kann, je nach Bedarf, jeder Sondenkopf 16 mit jedem Verbindungsabschnitt 20 und jedem Sondenschaft 18 kombiniert werden, wodurch sich die Variabilität und Wirtschaftlichkeit der gezeigten Strömungssonden 10 erhöht.In addition, the probe head 16 , the connection section 20 and the probe shaft 18 in the embodiments of 1 to 7 be designed as mutually releasable components, so that they are each individually interchangeable with one or more of the modified components shown in the figures. Thus, as needed, each probe head 16 with each connection section 20 and every probe shaft 18 combined, resulting in the variability and cost-effectiveness of the flow probes shown 10 elevated.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Strömungssondeflow probe
1212
Öffnungopening
1414
Anströmflächeinflow area
1616
Sondenkopfprobe head
1818
Sondenschaftprobe shaft
2020
Verbindungsabschnittconnecting portion
2222
QuerschnittsumrissCross-section outline
2424
sich verjüngender AbschnittRejuvenating section
2626
Symmetrieachseaxis of symmetry
2828
Symmetrieachseaxis of symmetry
3030
Strömungsrichtungflow direction
3232
Längsachselongitudinal axis
3434
Adapteradapter
3636
Anschlussconnection
3838
TemperaturmessstelleTemperature measuring point
4040
elektrische Verbindungelectrical connection
4242
Fluidleitungfluid line
4444
Prozessschrittprocess step
4646
Prozessschrittprocess step
4848
Prozessschrittprocess step

Claims (10)

Strömungssonde (10), umfassend: einen Sondenkopf (16) mit: einer Öffnung (12), welche durch eine Fluidleitung (42) mit einem Sensormittel verbunden oder verbindbar ist, und/oder einem an einer Oberfläche des Sondenkopfes (16) angeordneten Sensormittel; einen Sondenschaft (18); und einen den Sondenkopf (16) mit dem Sondenschaft (18) verbindenden Verbindungsabschnitt (20); wobei der Verbindungsabschnitt (20) einen länglichen Querschnittsumriss (22) mit einem sich verjüngenden Abschnitt (24) aufweist.A flow probe (10) comprising: a probe head (16) having: an opening (12) connected or connectable by a fluid conduit (42) to a sensor means and / or a sensor means disposed on a surface of the probe head (16); a probe shaft (18); and a connecting portion (20) connecting the probe head (16) to the probe shaft (18); wherein the connecting portion (20) has an elongated cross-sectional contour (22) with a tapered portion (24). Strömungssonde (10) nach Anspruch 1, wobei der Sondenkopf (16) eine Temperaturmessstelle (38) aufweist und der Verbindungsabschnitt (20) sich von einem von der Temperaturmessstelle (38) abgewandten Bereich des Sondenkopfes (16) erstreckt.Flow probe (10) after Claim 1 wherein the probe head (16) has a temperature measuring point (38) and the connecting portion (20) extends from an area of the probe head (16) remote from the temperature measuring point (38). Strömungssonde (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Sondenkopf (16) eine um eine Symmetrieachse (28) rotationssymmetrische Anströmfläche (14) und der Sondenschaft (18) eine Längsachse (32) aufweist, wobei die Symmetrieachse (28) der rotationssymmetrischen Anströmfläche (14) im Wesentlichen parallel und versetzt zur Längsachse (32) des Sondenschafts (18) verläuft.Flow probe (10) after Claim 1 or 2 , wherein the probe head (16) has a longitudinal axis (32) about an axis of symmetry (28) rotationally symmetrical inflow surface (14) and the probe shaft (18), wherein the axis of symmetry (28) of the rotationally symmetrical inflow surface (14) substantially parallel and offset from Longitudinal axis (32) of the probe shaft (18) extends. Strömungssonde (10) nach Anspruch 3, wobei der sich verjüngende Abschnitt (24) spiegelsymmetrisch zu einer durch die Symmetrieachse (28) und die Längsachse (32) aufgespannten Ebene ist.Flow probe (10) after Claim 3 wherein the tapered portion (24) is mirror symmetrical to a plane defined by the axis of symmetry (28) and the longitudinal axis (32). Strömungssonde (10) nach Anspruch 4, wobei ein Schnitt durch die Strömungssonde (10) entlang der besagten Ebene einen Z-förmigen Umriss aufweist.Flow probe (10) after Claim 4 wherein a section through the flow probe (10) along the said plane has a Z-shaped outline. Strömungssonde (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Sondenkopf (16) eine um eine Symmetrieachse (28) rotationssymmetrische Anströmfläche (14) und der Verbindungsabschnitt (20) eine Längsachse aufweist, wobei die Symmetrieachse (28) und die Längsachse miteinander einen Winkel einschließen, der größer als 90° und vorzugsweise größer als 100° ist.Flow probe (10) according to one of Claims 1 to 5 in which the probe head (16) has an inflow surface (14) rotationally symmetrical about an axis of symmetry (28) and the connecting portion (20) has a longitudinal axis, wherein the axis of symmetry (28) and the longitudinal axis enclose an angle greater than 90 ° and preferably greater than 100 °. Strömungssonde (10) nach Anspruch 6, wobei die Symmetrieachse (28) und die Längsachse miteinander einen Winkel einschließen, der größer als 110° und kleiner als 130° und vorzugsweise 120° ist.Flow probe (10) after Claim 6 wherein the axis of symmetry (28) and the longitudinal axis enclose with each other an angle which is greater than 110 ° and less than 130 ° and preferably 120 °. Strömungssonde (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Sondenschaft (18) einen stabförmigen Abschnitt aufweist.Flow probe (10) according to one of Claims 1 to 7 wherein the probe shaft (18) has a rod-shaped portion. Strömungssonde (10), umfassend: einen Sondenkopf (16) mit drei Öffnungen (12); einen Sondenschaft (18); und einen den Sondenkopf (16) mit dem Sondenschaft (18) verbindenden Verbindungsabschnitt (20); wobei jede der drei Öffnungen (12) in jeweils eine Fluidleitung (42) mündet, die durch den Verbindungsabschnitt (20) zum Sondenschaft (18) verläuft; wobei die drei Fluidleitungen (42) in dem Verbindungsabschnitt (20) hintereinander und vorzugsweise gestapelt angeordnet sind.A flow probe (10) comprising: a probe head (16) having three openings (12); a probe shaft (18); and a connecting portion (20) connecting the probe head (16) to the probe shaft (18); wherein each of the three openings (12) opens into a respective fluid line (42) which extends through the connecting portion (20) to the probe shaft (18); wherein the three fluid conduits (42) are arranged in the connecting section (20) behind one another and preferably stacked. Verfahren zum Messen von Druck und Temperatur einer Fluidströmung, umfassend: Anordnen (46) einer Strömungssonde (10) mit einer Temperaturmessstelle (38) in der Fluidströmung; wobei die Strömungssonde (10): einen Sondenkopf (16) aufweist, der eine um eine Symmetrieachse (28) rotationssymmetrische Anströmfläche (14), eine Temperaturmessstelle (38), und eine oder mehrere Öffnungen (12), welche jeweils durch eine Fluidleitung (42) mit einem Sensormittel verbunden sind, und/oder ein oder mehrere an einer Oberfläche des Sondenkopfes (16) angeordnetes/angeordnete Sensormittel umfasst; einen Sondenschaft (18) mit einer Längsachse (32) aufweist, die im Wesentlichen parallel zur Strömung und versetzt zur Symmetrieachse (28) der Anströmfläche (14) ausgerichtet ist; und einen den Sondenkopf (16) mit dem Sondenschaft (18) verbindenden Verbindungsabschnitt (20) umfasst, der einen länglichen Querschnittsumriss (22) mit einem sich in Strömungsrichtung (30) verjüngenden Abschnitt (24) aufweist.A method of measuring pressure and temperature of a fluid flow, comprising: Arranging (46) a flow probe (10) with a temperature measuring point (38) in the fluid flow; wherein the flow probe (10): a probe head (16) having a about an axis of symmetry (28) rotationally symmetrical inflow surface (14), a temperature measuring point (38), and one or more openings (12) which are each connected by a fluid line (42) to a sensor means, and / or one or more sensor means disposed on a surface of the probe head (16) includes; a probe shaft (18) having a longitudinal axis (32) which is aligned substantially parallel to the flow and offset from the axis of symmetry (28) of the inflow surface (14); and a connecting portion (20) connecting the probe head (16) to the probe shaft (18) and having an elongate cross-sectional contour (22) with a portion (24) tapering in the flow direction (30).
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