DE1036522B

DE1036522B - Vorrichtung zum Messen von Fluessigkeitsstroemungen

Info

Publication number: DE1036522B
Application number: DEN12346A
Authority: DE
Inventors: Herre Rinia
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1955-06-17
Filing date: 1956-06-13
Publication date: 1958-08-14

Description

Vorrichtung zum Messen von Flüssigkeitsströmungen Es ist bekannt, die Strömungsgeschwindigkeit einer elektrisch leitenden oder halbleitenden Flüssigkeit in einer Leitung auf elektrischem Wege durch Ausnutzung der Tatsache zu messen, daß in einer sich in einem Magnetfeld bewegenden elektrischen Leitung eine elektromotorische Kraft induziert wird, deren Größe der Bewegungsgeschwindigkeit der Leitung proportional ist.
Bei einer bekannten, auf diesem Prinzip beruhenden Vorrichtung strömt die Flüssigkeit durch eine in einem gleichmäßigen Magnetfeld derart angeordnete Leitung, daß die Leitungsachse senkrecht zu den Kraftlinien des Feldes steht. In zueinander diametral liegenden Punkten in der Leitungswand sind je zwei Elektroden angeordnet, deren Verbindungslinie ungefähr senkrecht zu den Kraftlinien steht. Zwischen diesen Elektroden wird infolge der Strömung der Fliissigkeit eine Spannung induziert, die der Ströinniigsgeschwindigkeit der Flüssigkeit nahezu proportional ist und gemessen wird.
Um den Einfluß einer Polarisierung der Elektroden zu vermeiden, ist es weiterhin bekannt, ein magnetisches Wechselfeld statt eines konstanten Magnets feldes zu verwenden. In diesem Falle ist es erforderlich, besondere Maßnahmen zu treffen zum Ausgleich der im Meßkreis transformatorisch induzierten elektromotorischen Kraft, das ist die vom Wechselfeld im hileßkreis auch bei ruhender Flüssigkeit induzierte elektromotorische Kraft.
Ein Vorteil ist aber, daß die infolge der Flüssigkeitsströmung erzeugte Spannung eine Wechselspannung ist, die in einfacherer Weise als eine Gleichspannung verstärkt werden kann. Die verstärkte Spannung wird nach erfolgter Gleichrichtung mit einem Gleichstrommesser gemessen. Das magnetische Wechsel feld wird in einem lainellierten Magnetkreis mit einer Erregerspule erzeugt, die von einem Wechselstrom durchflossen wird, der dem Netz entnommen werden kann.
Bei den bekannten, auf dem bescllriebenen Prinzip beruhenden Vorrichtungen hat die Flüssigkeitsleitung im allgemeinen einen runden Querschnitt; die Flüssigkeitsströmung muß dabei drehsymmetrisch sein.
Diese Forderung ist in der Praxis nicht immer erfüllt, so daß die Messung in gewissen Fällen ungenau ist. Die Erfindung bezweckt, eine Vorrichtung zu schaffen, bei der eine genauere NIessung auch dann erreicht werden kann, wenn die Leitung keinen runden Querschnitt hat.
Es wird von einer Vorrichtung der oben beschriebenen Art ausgegangen. Die Erfindung besteht darin. daß das Feld ein vorzugsweise zweipoliges Drehfeld ist und daß mehrere Elektrodenpaare in der Leitung angeordnet sind.
Das Drehfeld kann in bekannter Weise durch zwei oder mehr am Umfang der Leitung zueinander räumlich versetzte Wicklungen erzeugt werden, die von Strömen durchflossen werden, die einen auf geeignete Weise gewählten gegenseitigen Phasenunterschied aufweisen. Der Magnetkreis ist in diesem Falle vorzugsweise lamelliert. Statt dessen kann ein magnetisches Drehfeld mittels eines Dauermagnets herbeigeführt werden, der in Drehung versetzt wird. Der Magnet kann aus einer an sich bekannten, dauermagnetisierten ferromagnetischen Verbindung mit hoher Koerzitivkraft bestehen, die elektrisch nahezu nichtleitend ist.
Die an den Elektrodenpaaren auftretenden Spannungen können nach erfolgter Verstärkung gleichgeachtet werden, und die gleichgerichteten Spannungen können gemeinsam auf ein Meßinstrument einwirken.
Die Elektroden jeden Paares können in der Leitung einander diametral gegenüberstehen. In vielen Fällen, z. B. bei Leitungen mit einem nicht runden Querschnitt, ist es vorteilhaft, die Elektroden auf andere Weise anzuordnen. Die Flüssigkeitsgeschwindigkeiten an den verschiedenen Elektrodenpaaren sind untereinander verschieden. Im allgemeinen soll die Gesamtflüssigkeitsmenge gemessen werden, die je Sekunde durch die Leitung strömt. Um zu erreichen, daß die Anzeige des Meßinstrumentes im wesentlichen nur hiervon abhängt, ist es erwünscht, in den verschiedenen Meßkreisen regelbare Widerstände vorzusehen, durch die die Ausgangsspannungen der verschiedenen Meßkreis von Hand regelbar sind.
Die verschiedenen gleichgerichteten Spannungen liegen vorzugsweise mit einem einzigen Meßinstrument in Reihe; es ist aber naturgemäß auch möglich, jede Ausgangsspannung mit einem besonderen Meßinstrument zu messen.
Die Erfindung wird an Hand der eine Ausführungsfonn einer Vorrichtung nach der Erfindung darstellenden Zeichnung näher erläutert.
Es sei angenommen, daß die Leitung 1, durch welche die elektrisch leitende oder halbleitende Flüssigkeit strömt. einen nicht runden Querschnitt hat.
Die Wand besteht aus einem nichtleitenden Werkstoff. Mittels eines Magnetsystems 2, auf dem Erregerwicklungen angeordnet sein können oder das aus einem drehbaren Dauermagnet bestehen kann, wird an der Stelle. an der die Geschwindigkeit der durchströmenden Flüssigkeit gemessen werden soll, ein zweipoliges. vorzugsweise homogenes magnetisches Drehfeld erzeugt. Der Verlauf der Kraftlinien dieses Feldes in einem hestimmten Augenblick ist durch die gestrichelten Linien 3 angedeutet. In der Leitung sind mehrere Elektrodenpaare 4-5, 6-7 und 8-9 angeordnet.
Zwisohen jedem Elektrodenpaar wird infolge der Flüssigkeitsströmung an dieser Stelle eine Wechselspannung erzeugt, deren Frequenz durch die Drehgeschwindigkeit des Feldes bedingt wird und deren Amplitude von der Strömungsgeschwindigkeit und der Stärke des Feldes, jedoch nicht von dessen Drehgeschwindigkeit, abhängig ist. Bei der Messung wird die Spannung bestimmt, die von sämtlichen zwischen den Blektrodenpaaren induzierten elektromotorischen Kräften abhängt.
Zu diesem Zweck sind die Elektrodenpaare an Verstärker 10, 11, 12 angeschlossen, deren Ausgangs- spannungen über Transformatoren 13, 14, 15 den Gleichrichtern in Graetzschaltung 19, 20, 21 zugeführt werden. Die Ausgangsspannungen wirken in Reihe auf das Anzeigeinstrument 22. Die Widerstände 16.
17 und 18 dienen der Anpassung der Ausgangsspannungen an die Flüssigkeitsströmungen an der Stelle der zugeordneten Elektrodenpaare in der Weise, daß die Anzeige des Meßgerätes 22 unter allen Verhältnissen ein möglichst gutes Bild der je Zeiteinheit durch die Leitung fließenden Gesamtflüssigkeitsmenge gibt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Vorrichtung zum Messen von Flüssigkeitsströmen mit einer Leitung. die von der Flüssigkeit durchflossen wird, und Organen zum Erzeugen eines vorzugsweise homogen veränderlichen Ptlagnetfeldes senkrecht zu der Leitungsachse und mit Mitteln zum Messen der elektromotorischen Kraft, diel infolge der Bewegung der Flüssigkeit am Magnetfeld zwischen zwei in der Zeitung angebrachten Elektroden entsteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Feld ein vorzugsweise zweipoliges Drehfeld ist und in der Leitung mehrere Elektroden (4, 5; 6, 7; 8, 9) angeordnet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die an den Elektrodenpaaren (4, 5; 6, 7; 8, 9) auftretenden Spannungen nach erfolgter Verstärkung (10. 11, 12) gleichgerichtet (18, 19, 20) werden und die gleichgerichteten Spannungen gemeinsam auf ein Meßinstrument (22) einwirken.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß veränderliche Widerstände (16, 17, 18) in den Kreisen der Gleichrichter (18, 19 20) liegen.