DE1241170B

DE1241170B - Directional hot wire probe

Info

Publication number: DE1241170B
Application number: DE1963N0022995
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Willy Neuerburg
Original assignee: WILLY NEUERBURG DR ING
Current assignee: WILLY NEUERBURG DR ING
Priority date: 1961-09-08
Filing date: 1963-04-06
Publication date: 1967-05-24

Description

Richtungsempfindliche Hitzdrahtsonde Zusatz zum Patent: 1224546 Die Erfindung betrifft die Weiterbildung der richtungsempfindlichen Hitzdrahtsonde mit Gasführungsteil in Verbindung mit einem elektrischen Strömungsmeßgerät zur Bestimmung von Strömungsrichtung und Strömungsgeschwindigkeit eines Gases nach Patent 1224546.Directional hot wire probe Addition to patent: 1224546 Die The invention relates to the development of the direction-sensitive hot wire probe Gas guide part in connection with an electrical flow meter for determination of flow direction and flow velocity of a gas according to patent 1224546.

Bei einer bekannten Hitzdrahtsonde erstreckt sich der Hitzdraht parallel zur Längsrichtung eines Sondenhalters und ist am Ende dieses Halters einerseits und an einem auf dem Halter angebrachten Bügel andererseits angebracht, der in Form eines Winkels ausgebildet ist. Der im Gasstrom liegende Bügel bewirkt je nach seiner Lage eine Umlenkung der Strömungsrichtung, wodurch der Hitzdraht beeinflußt wird. Wird die bekannte Sonde um einen Winkel von 3600 gedreht, so ergibt deren Meßwertanzeige zwei Minima und zwei Maxima. Bei gleicher Größe der Extremwerte ist eine Bestimmung der Strömungsrichtung des Gases nicht möglich. Bei unterschiedlichen Größen der beiden Maxima oder Minima ist eine Bestimmung der Strömungsrichtung des Gases jedoch sehr schwierig, vor allem bei der Anzeige durch einen Oszillographen. In a known hot wire probe, the hot wire extends in parallel to the longitudinal direction of a probe holder and is at the end of this holder on the one hand and on the other hand attached to a bracket mounted on the holder, in the form of an angle is formed. The bracket lying in the gas flow effects depending on its Position a deflection of the flow direction, whereby the hot wire is influenced. If the known probe is rotated through an angle of 3600, its measured value display results two minima and two maxima. If the extreme values are the same, there is a determination the direction of flow of the gas is not possible. With different sizes of the However, both maxima or minima are a determination of the direction of flow of the gas very difficult, especially when viewed by an oscilloscope.

Es ist auch bekannt, zwei gegenseitig versetzte Hitzdrähte in einer gemeinsamen Sonde derart anzuordnen, daß die Richtung einer Strömung durch unterschiedliche Meßwertanzeigen der beiden Sonden bestimmt werden kann. Hierbei ist jedoch von Nachteil, daß für jede der beiden Sonden ein eigenes Strömungsmeßgerät (elektronische Verstärker- und Regeleinrichtung) notwendig ist, was einen erheblichen Meßgeräteaufwand mit sich bringt. It is also known to have two mutually offset hot wires in one common probe to be arranged in such a way that the direction of a flow through different Measured value displays of the two probes can be determined. However, the disadvantage here is that each of the two probes has its own flow meter (electronic amplifier and control device) is necessary, which requires a considerable amount of measuring equipment brings itself.

Das Hauptpatent beschäftigt sich mit der Aufgabe, die Hitzdrahtsonde derart auszubilden, daß bei einer Verdrehung der Sonde um einen Winkel von 360° nur ein Maximum und ein Minimum der Meßwertanzeige auftritt, wobei das Maximum vorzugsweise dann auftritt, wenn die Sonde unmittelbar in der Strömung liegt. Diese Aufgabe wird gemäß des Hauptpatentes dadurch gelöst, daß der Gasführungsteil als einseitig offenes, zylindrisches Halbschalenstück ausgebildet ist, das den Hitzdraht teilweise umgibt. Damit wird in der einen Lage der Sonde zur Strömungsrichtung ein Gas strom umgelenkt und am Hitzdraht derartig vorbeigeführt, daß dieser im Gasstrom liegt und in der anderen Lage der Sonde der Gasstrom vom Hitzdraht ferngehalten wird. Hierdurch wird eine Abdeckung des Hitzdrahtes erreicht, welche wegen des Fernhaltens des Gasstromes vom Hitzdraht auf der einen Seite und des Vorbeistreichens des Gasstromes auf der anderen Seite, eine von der Stellung der Sonde zur Strömung abhängige, eindeutige Meßwertanzeige ergibt. In Weiterbildung steht die Längsachse der Halbschale senkrecht zur Anströmrichtung. Das Profil der zylindrischen Halbschale ist vorzugsweise kreisbogenförmig. Es kann jedoch auch elliptisch, rechteckig, dreieckig oder polygon ausgebildet sein. Es ist außerdem von Vorteil, wenn der Gasführungsteil von der Sonde abzunehmen und wieder darauf anzubringen ist. The main patent deals with the task of the hot wire probe to be designed in such a way that when the probe is rotated by an angle of 360 ° only a maximum and a minimum of the measured value display occurs, the maximum preferably occurs when the probe lies directly in the flow. This task will solved according to the main patent in that the gas guide part as an open on one side, cylindrical half-shell piece is formed which partially surrounds the hot wire. A gas flow is thus deflected in one position of the probe to the direction of flow and passed the hot wire in such a way that it is in the gas stream and in the another position of the probe, the gas flow is kept away from the hot wire. This will a cover of the hot wire reached, which because of the keeping of the gas flow from the hot wire on one side and the passing of the gas stream on the other on the other hand, an unambiguous one depending on the position of the probe in relation to the flow Measured value display results. In a further development, the longitudinal axis of the half-shell is perpendicular to the direction of flow. The profile of the cylindrical half-shell is preferably in the shape of a circular arc. However, it can also be elliptical, rectangular, triangular or polygonal. It is also advantageous if the gas guide part can be removed from the probe and is to be attached again.

Zur Weiterbildung der richtungsempfindlichen Hitzdrahtsonde durch die vorliegende Erfindung führte folgende Zielsetzung: Verminderung des Anzeigenminimums W/Wmax, wenn der Sondendraht im Windschatten (a=+9O0... 1800... -900) steht; einfache Konstruktion. Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß zur einseitigen Ablenkung der Strömung das Gasführungsteil als ein schräg abgeschnittenes Rohrstück (3) ausgebildet ist, dessen Schnittebene gegenüber der Ebene durch die Sondenachse und den Sondendraht um 45 bis 750 geneigt ist und dabei der Sondendraht um das Maß s = 0 bis d/5 (d=Sondendurchmesser) über die Schnittkante des Rohrstücks hinausragt. For further development of the direction-sensitive hot wire probe The present invention had the following objective: To reduce the display minimum W / Wmax, when the probe wire is in the slipstream (a = + 9O0 ... 1800 ... -900); simple Construction. The solution according to the invention is that for one-sided deflection of the flow, the gas guide part is designed as an obliquely cut pipe section (3) is, whose plane of intersection is opposite the plane through the probe axis and the probe wire is inclined by 45 to 750 and the probe wire is inclined by the dimension s = 0 to d / 5 (d = probe diameter) protrudes beyond the cut edge of the pipe section.

In den Figuren wird eine richtungsempfindliche Hitzdrahtsonde dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen Schnitt nach Linie II in F i g. 2, F i g. 2 eine Draufsicht auf F i g. 1, Fig. 3 ein Diagramm. A directionally sensitive hot wire probe is shown in the figures. It shows F i g. 1 shows a section along line II in FIG. 2, fig. 2 is a plan view on F i g. 1, Fig. 3 is a diagram.

Ein Hitzdraht 1 ist an zwei Haltern 2 befestigt, die in einen in ein Rohr 4 eingegossenen Kunstharzkörper 5 eingebettet und mit einer nicht dargestellten Stromquelle, einem Anzeigegerät u. dgl. elektrisch verbunden sind. Der Kunstharzkörper 5 ragt in ein rohrstückartiges Ende eines als Kunststoffkappe 3 ausgebildeten Gasführungsteiles hinein. Der Gasfüh- rungsteil kann von dem Kunstharzkörper 5 abgenommen und wieder darauf aufgesteckt werden. Der Kunstharzkörper weist ein in den Gasführungsteil 3 hineinragendes, im Querschnitt kreisbogenförmiges Ende auf. A hot wire 1 is attached to two holders 2 that are inserted into one in a pipe 4 embedded synthetic resin body 5 and with a not shown Power source, a display device and the like are electrically connected. The synthetic resin body 5 protrudes into a tube-like end of a gas guide part designed as a plastic cap 3 into it. The gas guide tion part can be removed from the synthetic resin body 5 and put back on again. The synthetic resin body has a gas guide part 3 protruding, in cross-section circular arc-shaped end.

Der Gasführungsteil 3 ist als schräg abgeschnittenes Rohrstück ausgebildet, dessen Schnittebene gegenüber der Ebene durch die Sondenachse und den Sondendraht um 45 bis 750 geneigt ist. Die Innenkante des Gasführungsteiles 3 ist hinter dem Hitzdraht 1, von der Hauptströmungsrichtung aus gesehen, wie in F i g. 1 dargestellt, abgerundet, um die Gasführung zu begünstigen. Zum Anlöten des Hitzdrahtes 1 an die Halter 2 an den Lötstellen 6 kann der Gasführungsteil 3 abgenommen werden. The gas guide part 3 is designed as an obliquely cut pipe section, its cutting plane opposite the plane through the probe axis and the probe wire is inclined by 45 to 750. The inner edge of the gas guide part 3 is behind the Hot wire 1, seen from the main flow direction, as in FIG. 1 shown, rounded to facilitate gas flow. For soldering the hot wire 1 to the The gas guide part 3 can be removed from the holder 2 at the soldering points 6.

Dem Hitzdrahtl wird über die Halter 2 Gleichstrom zugeführt und die Sonde in den in F i g. 1 dargestellten Gas strom gebracht. In der in F i g. 1 dargestellten Lage der Sonde zum Gasstrom (es=0 in F i g. 2) wird dieser durch den Gasführungsteil 3 umgelenkt und am Hitzdraht derart vorbeigeführt, daß der Hitzdraht im Gasstrom liegt. Hierbei ergibt sich eine in F i g. 3 dargestellte maximale Meßwertanzeige. Die Schnittkante des Gasführungsteiles 3 darf den Hitzdraht 1 nur um das Maß s=O bis dlS (d=Sondendurchmesser) überragen, damit der Hitzdraht 1 im umgelenkten Gasstrom, wie in F i g. 1 dargestellt, liegt. The Hitzdrahtl is supplied via the holder 2 direct current and the Probe in the in F i g. 1 brought gas flow shown. In the in F i g. 1 shown The position of the probe in relation to the gas flow (es = 0 in FIG. 2) is determined by the gas guide part 3 deflected and moved past the hot wire in such a way that the hot wire in the gas flow lies. This results in a figure shown in FIG. 3 shown maximum measured value display. The cut edge of the gas guide part 3 may only move the hot wire 1 by the dimension s = O to dlS (d = probe diameter) so that the hot wire 1 in the deflected gas flow, as in Fig. 1 shown, lies.

Wird die Sonde so gedreht, daß die Rückseite des Gasführungsteiles3 der Anströmrichtung zugedreht ist und das Gas gegen die Außenseite des Gasführungsteiles (oc=180° in Fig. 2) fließt, dann liegt der Hitzdraht 1 im Windschatten der Strömung. Die Meßwertanzeige ist dann minimal und entspricht den beiden außen liegenden Ästen der Kurve in F i g. 3. If the probe is rotated so that the back of the gas guide part 3 turned towards the direction of flow and the gas against the outside of the gas guide part (oc = 180 ° in Fig. 2) flows, then the hot wire 1 lies in the slipstream of the flow. The measured value display is then minimal and corresponds to the two branches on the outside the curve in FIG. 3.

In dem Diagramm nach F i g. 3 ist die Abhängigkeit zwischen der Meßwertanzeige, der dimensionslosen Größe w/wmax, wobei w die Strömungsgeschwindigkeit und w,nax die maxiamale Strömungsgeschwindigkeit bedeutet, und der Stellung der Sonde zur Strömungsrichtung, ausgedrückt in dem Drehwinkeln, wobei die in F i g. 1 gezeigte Lage der Sonde der Drehlage oil=00 entspricht. In Fig. 2 sind verschiedene Anströmrichtungen eingezeichnet. In the diagram according to FIG. 3 is the relationship between the measured value display, the dimensionless quantity w / wmax, where w is the flow velocity and w, nax the maximum flow velocity means, and the position of the probe to Direction of flow, expressed in the angle of rotation, where the in F i g. 1 shown The position of the probe corresponds to the rotation position oil = 00. In Fig. 2 are different directions of flow drawn.

Claims

Claim: Direction-sensitive hot wire probe with a cup-shaped Gas guide part in connection with an electrical flow meter for determination of flow direction and flow speed of a gas according to patent 1224546, characterized in that the one-sided cover of the hot wire probe by the End of an obliquely cut, cylindrical pipe section, its cutting plane inclined by 45 to 750 in relation to the plane through the probe axis and the probe wire is shown, whereby the probe wire by the dimension s = 0 to dlS (d = probe diameter) protrudes beyond the cut edge of the pipe section.